WO2020071273A1 - 微量物質用光学測定器及び測定方法 - Google Patents
微量物質用光学測定器及び測定方法Info
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Definitions
- the present disclosure relates to an optical measuring instrument and a measuring method for measuring a trace substance.
- an absorptiometry method is used as an example.
- a spectrophotometer cell or cuvette is generally used for the measuring device, and a relatively large number of solutions (mL) is prepared using a transparent cell such as square glass, quartz, or plastic having an optical path length of about 10 mm. Liquid volume was required.
- trace substances such as interstitial fluid and tear fluid.
- the concentration of the target substance to be measured is low, it is difficult to increase the liquid volume by dilution, and it is difficult to measure the concentration of the substance with high sensitivity from a sample with a small amount of liquid while obtaining a certain optical path length. there were.
- an apparatus for measuring a substance in a solution includes a light source, at least a part of an optical path of light emitted from the light source, and a microchannel extending along the optical path. And a photodetector for detecting light passing through the microchannel.
- Sectional view of an optical measuring instrument according to an embodiment of the present disclosure Sectional view of an optical measuring instrument according to an embodiment of the present disclosure. Sectional view of an optical measuring instrument according to an embodiment of the present disclosure. Sectional view of an optical measuring instrument according to an embodiment of the present disclosure. Sectional view of an optical measuring instrument according to an embodiment of the present disclosure. Sectional view of an optical measuring instrument according to an embodiment of the present disclosure. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical measurement device according to an embodiment of the present disclosure. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical measurement device according to an embodiment of the present disclosure. 1 is a perspective view of an optical measuring device according to an embodiment of the present disclosure. Graph illustrating one embodiment of the present disclosure 1 is a perspective view of an optical measuring device according to an embodiment of the present disclosure. Flow chart of optical measurement according to an embodiment of the present disclosure Flow chart of optical measurement according to an embodiment of the present disclosure Flow chart of optical measurement according to an embodiment of the present disclosure Flow chart of optical measurement according to an embodiment of
- an apparatus for measuring characteristics, such as physical properties and concentration, of a substance in a solution by an optical method has a light source, a light receiver, and a flow path. All or part of the light emitted from the light source enters the flow path. All or part of the light passing through the flow path enters the light receiver.
- the flow path may be formed elongated in the longitudinal direction.
- the optical path may be defined along the longitudinal direction of the flow path. The light may propagate along the length of the flow path in the flow path. Light that has passed through the flow path is received by the light receiver.
- the light source may be arranged outside the flow path, may be arranged on the wall of the flow path, or may be arranged inside the flow path.
- the light receiver may be arranged outside the flow path, may be arranged on the wall of the flow path, or may be arranged inside the flow path.
- the optical method used may be spectroscopy, absorption spectroscopy, or other methods.
- the measuring device may have a configuration of a colorimeter or absorptiometer for measuring the absorbance (or transmittance) of light of a specific wavelength, and may have a configuration of a colorimeter, a colorimeter, or the like. Is also good.
- the measurement device may or may not use a particular scientific technique in practice.
- the measuring device may be configured to obtain a characteristic such as an unknown concentration from an output of the light receiver at the time of measurement based on a relationship between an output of the light receiver and a characteristic such as density.
- the light source is configured to emit electromagnetic waves.
- the wavelength of the light source may be determined according to the absorption characteristics of the substance to be measured. In one embodiment, the wavelength of the light source may be determined based on a factor other than the absorption characteristics of the substance to be measured, or may be determined based on a plurality of factors.
- the wavelength of the light source may be visible light in one embodiment, infrared light in one embodiment, or ultraviolet light in one embodiment.
- the wavelength of the light source may be 200 to 1500 nm (nanometers, the same applies hereinafter) or 560 to 700 nm.
- the light source may be a light emitting diode (LED). In some embodiments, the light source may be a laser light source. In one embodiment, the light emitted from the light source may be electroluminescence, organic EL (electroluminescence, the same applies hereinafter), inorganic EL, chemiluminescence, and electrochemiluminescence.
- LED light emitting diode
- the light source may be a laser light source.
- the light emitted from the light source may be electroluminescence, organic EL (electroluminescence, the same applies hereinafter), inorganic EL, chemiluminescence, and electrochemiluminescence.
- the channel may be a microchannel.
- the volume of the flow path may be less than or less than 100 ⁇ L (microliter, and so forth), 50 ⁇ L, 20 ⁇ L, 10 ⁇ L, 5 ⁇ L, and the like.
- the dimension of the cross section of the flow path for example, the cross section perpendicular to the optical path in the portion where the optical path is located is less than or less than 3 mm, 2 mm, 1 mm, 0.8 mm, 0.7 mm, 0.6 mm, 0.5 mm, Is also good.
- the cross-sectional dimension may be the diameter of the circle, the dimension of the largest part, or the dimension of the smallest part.
- the light source may be fixed relative to the flow path.
- the light receiver may be fixed relative to the flow path.
- the flow path or the member including the flow path may be configured to be detachable from the light source and the light receiver.
- the volume of the flow path may be the volume of a portion where the optical path is defined, or may include the volume of a portion other than the portion where the optical path is defined, such as a liquid introduction path and a discharge section.
- the volume of the channel is 100 ⁇ L, 50 ⁇ L, 20 ⁇ L, 15 ⁇ L, 10 ⁇ L, 9 ⁇ L, 8 ⁇ L, 7 ⁇ L, 6 ⁇ L, 5 ⁇ L, 4 ⁇ L, 3 ⁇ L, 2 ⁇ L, 1 ⁇ L, 0.9 ⁇ L, 0.8 ⁇ L, 0.7 ⁇ L, 0.6 ⁇ L, It may be less than or less than a value such as 0.5 ⁇ L.
- the volume of the flow path was 0.01 ⁇ L, 0.05 ⁇ L, 0.07 ⁇ L, 0.1 ⁇ L, 0.2 ⁇ L, 0.3 ⁇ L, 0.4 ⁇ L, 0.5 ⁇ L, 0.6 ⁇ L, 0.7 ⁇ L, 0.8 ⁇ L, It may be larger or larger than a value such as 0.9 ⁇ L or 1 ⁇ L.
- the cross section of the flow path in which the optical path is defined may be circular, elliptical, a closed figure defined by a curve, a square such as a square or a rectangular parallelepiped, or any other polygon.
- the length of the optical path in the flow path may be larger than 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 7 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, or more.
- the length of the optical path in the microchannel may be less than or less than a value such as 100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm, 50 mm, 40 mm, 30 mm.
- the flow path may have an inlet for introducing the solution and an outlet for discharging the solution.
- the inlet and the outlet for example, it is possible to substantially prevent air or air bubbles from remaining in the flow path at the time of introducing the solution, and to facilitate exchange of the solution.
- the inlet and outlet may be the same and may have air holes.
- the flow path of the portion where the optical path is defined may have an inlet and an outlet for the solution in the flow path at both ends.
- some or all of the inner walls of the flow path may be hydrophilic.
- the hydrophilic microchannel is expected to reduce non-uniform distribution of the solution when the solution is introduced into the microchannel, and to avoid generation of bubbles.
- the light receiver may include a photodiode. In some embodiments, the light receiver may include a device for measuring brightness.
- the light receiver may be a CCD, a photomultiplier, a scintillator, or the like. In some embodiments, the light receiver may be a spectrometer.
- FIG. 1 shows an optical measurement device 100 according to one embodiment.
- the main body 110 has a U-shaped channel 111 formed therein.
- a portion including the optical path 123 and an inlet 112 and an outlet 113 for introducing and discharging the solution to and from the optical path 123 are provided.
- the portion including the optical path 123 is a minute space of a microliter level, and is formed to be elongated along the optical path 123.
- the length in the optical path 123 direction is sufficiently longer than the size of the optical path 123 in the cross-sectional direction (which may be defined by a diameter, a maximum diameter, a minimum diameter, an average diameter, a cross-sectional area, etc.). This allows the target substance to be measured to sufficiently react with light, such as sufficient absorption, even though the channel 111 has a very small volume.
- the solution 132 containing the substance 131 to be measured is introduced from the inlet 112.
- the solution 132 can be discharged from the flow path 111 through the outlet 113 by suction or pressurization through the inlet 112.
- a light source 121 and a light receiver 122 are arranged outside both ends of an optical path 123 in the flow path 111. In FIG. 1, these are all shown as light emitting diodes and photodiodes as an example.
- the main body 110 of FIG. 1 is formed of a non-transparent material. Thus, external light can be blocked.
- a transparent light-entering window 124 is provided to propagate the light emitted from the light source 121 into the flow path.
- a light exit window 125 made of a transparent material like the light entrance window 124 is disposed on the opposite side of the light entrance window 124 and the flow path having the optical path 123.
- the light entrance window 124 and the light exit window 125 pass light from outside the flow path 111 while sealing the flow path 111 from the outside so that the solution 132 does not leak out of the flow path 111, and
- the absorbance of the substance to be measured 131 in the solution 132 accommodated therein can be measured with sufficient accuracy.
- the solution inlet and outlet may be fluidly connected to the optical path at the inlet end (one end) and the outlet end (the other end) of the optical path. In some embodiments, the inlet and outlet may be fluidly connected to opposite ends of an optical path in the flow path. In some embodiments, the inlet and outlet may be arranged such that substantially no dead space is formed in the flow path, or formation of dead space is avoided. By arranging the inlet and the outlet as described above, it is possible to substantially avoid that air bubbles are formed in the flow path at the time of introducing a solution and affect the optical measurement.
- the device may further include a shield configured to substantially prevent light other than the light source from being detected at the receiver.
- the device or channel may be located within a shielding box.
- a flow path member having a shielding function may be used.
- the member forming the flow path may include a shielding substance.
- the light source may have multiple peak wavelengths.
- the light sources may include two or more light sources.
- the plurality of light sources may generate electromagnetic waves or light of a plurality of wavelengths or a plurality of wavelength regions different from each other.
- at least one of the plurality of light sources may have a different peak wavelength (the wavelength having the highest output value in the range of the emitted light or the spectral distribution) with respect to the other light sources.
- one peak wavelength (or frequency) is a wavelength (or frequency) near or near a wavelength characteristic of the light absorption characteristic of the substance to be measured, and the other peak wavelength has no influence on the light absorption characteristic or The wavelength (or frequency) with little effect may be used.
- the light source may include multiple light sources, each having a different peak wavelength.
- FIG. 2 schematically shows an optical measurement device 200 according to one embodiment having two light sources 221a and 221b.
- a flow path 211 is formed in the housing 210, and two light sources 221a and 221b are fixed.
- the two light sources 221a and 221b emit light having different wavelengths or peak wavelengths.
- the first light source 221a is configured to be introduced straight into the flow path 211 via the light entrance window 224.
- the light from the second light source 221b is refracted by a half mirror 226 provided on the optical path from the first light source 221a to the light entrance window 224, and the light from the first light source 221a The light propagates along the optical path 223.
- the light from the light sources 221a and 221b propagates through the substantially same optical path 223, and reacts with the solution 231 and the measurement target substance 232 under substantially the same incident conditions.
- the light after the reaction enters the light receiver 222 through the light exit window 225.
- the first light source 221a and the second light source 221b may emit light alternately or may emit light without overlapping the light emission time (the control mechanism is not shown).
- the respective absorbances and the like can be obtained by measuring the luminance of the light receiver 222 within each light emission time.
- the device may be configured to introduce light from only one of the plurality of light sources into the light path.
- the apparatus may further comprise a light source control mechanism for selecting the light source as such.
- the device may have a mechanism or a light source control mechanism that allows only light used for measurement and blocks light not used for measurement.
- a drive control device for a light source that drives only a light source that emits light having a peak wavelength used for measurement and does not drive other light sources may be provided.
- the device may include a drive controller that controls the emission of the plurality of light sources.
- the light source control mechanism may include a drive control device that controls light emission of the plurality of light sources.
- the device may include additional light receivers (or may be referred to as second light receivers, adjustment light receivers, etc.).
- the adjusting light receiver can observe or measure the light emission of the light source and can be used for controlling the light emission of the light source.
- Such a light receiver may be arranged outside the optical path of the light emitted by the light source, and may be configured to receive and measure a part of the light emitted by the light source.
- the apparatus may include a controller (controller) that receives information (for example, the intensity or brightness of the received light) on the light receiving characteristics from the adjusting light receiver and controls the light emission of the light source.
- the controller may control the light emission amount of the light source to be substantially constant over time.
- the device may be configured to regulate the temperature of the solution in the flow path. In some embodiments, the device may further include a temperature controller or regulator that regulates the temperature of the solution in the flow path.
- the temperature inside the flow path may be controlled by adjusting or keeping the temperature outside the device or outside the members forming the micro flow path.
- the temperature of the atmosphere of the device or the member forming the microchannel may be adjusted, or the temperature of a portion or block in contact with them may be adjusted.
- the temperature inside the microchannel or near the microchannel may be measured by a temperature sensor. Temperature control may be performed using measured temperature information (temperature, change in temperature, calculation based on a plurality of temperature measurements, and the like).
- the device may include a heater.
- the heater may be arranged near the microchannel.
- the heater may be configured to control the temperature of the solution.
- the member forming the channel may have a higher heat capacity than the solution in the channel. If the heat capacity of the components surrounding the solution is sufficiently large, the temperature of the solution will be substantially the same as that of the components.
- all or at least a part of the members forming the flow path may be formed of a material having a high thermal conductivity, for example, copper, iron, a metal such as stainless steel or an alloy. Is also good.
- FIG. 3 shows an optical measurement device 300 according to one embodiment.
- the optical measurement device 300 in FIG. 3 includes various control mechanisms.
- the optical measuring device 300 in FIG. 3 has an adjusting light receiver 326 for measuring the light emission amount of the light source 321.
- the light source 321 and the adjustment light receiver 326 have a photodiode.
- the adjustment light receiver 326 is arranged so as to receive light that is emitted from the light source 321 in a direction substantially transverse to the optical path 323. With such an arrangement, the adjustment light receiver 326 does not block the light to the optical path 323, and can obtain a sufficient amount of light for control.
- the light source 321 can change its luminance or luminous intensity over time due to the luminous time or the heat generated by itself.
- the adjustment light receiver 326 can detect a temporal change in the light emission amount of the light source 321.
- a controller 327 for the light source 321 is arranged, and adjusts the current flowing to the light source 321 so that the output current from the adjusting light receiver 326 becomes constant.
- the temperature sensor 342 can measure the temperature of the housing 361 near the flow path 311. Further, the temperature sensor 342 is provided with a heater 341 near the flow path 311, and can heat the solution 332 containing the measurement target substance 331 through a part of the housing 361.
- the temperature controller 343 is configured to receive information from the temperature sensor 342 and send necessary power to the heater 341.
- the light receiver 322 has a photodiode in FIG.
- the output (current) of the light receiver 322 is converted into a voltage by a light receiver output circuit 329, and the voltage value is sent to an arithmetic circuit (CPU) 350.
- CPU arithmetic circuit
- the arithmetic circuit 350 can compare the output signal of the light receiver 322 with the light intensity when there is no measurement target substance 331 to determine the absorbance and the like.
- the arithmetic circuit 350 acquires temperature information of the solution 332 from the temperature sensor 342, and can use the temperature information based on the temperature information to correct the absorbance calculation.
- the mechanical configuration is roughly divided into three. That is, a main body 310 for fixing the light source 321, the adjustment light receiver 326, the light receiver 322, the temperature sensor 342, the heater 341 and the like, a housing (flow passage housing) 361 forming a U-shaped flow path, and an introduction A fixing portion 363 for securing the port 312 and the discharge port 313 and for accurately fixing the flow path housing 361 to the main body 310.
- both the light window 324 and the light exit window 325 are fixed to the flow path housing 361.
- the optical system such as the light source 321 and the electric system such as the temperature control device are fixed to the main body 310.
- the flow path housing 361 through which the measurement target substance 331 and the solution 332 including a biomaterial and a chemical substance pass, and the fixing portion 362 are configured to be detachable from the main body 310.
- the positional relationship between the optical path 323 and the flow path 311 is not important for measuring the absorbance or the like.
- the main body 310 and the flow path housing 361 or further the fixing portion 362 exemplarily shown in FIG. Fluid connection of the port 312 and the outlet 313 to the flow path 311 can be ensured.
- the device may have multiple flow paths.
- An optical path corresponding to each flow path may be defined.
- the device has a first flow path and a second flow path, wherein the first flow path includes or defines a first optical path and the second flow path includes a second light path. May be included or defined.
- the first optical path and the second optical path are optical paths through which light emitted from the light source propagates.
- the apparatus may include a first light receiver for detecting light passing through the flow path and a second light receiver for detecting light passing through the second flow path.
- the light source may include multiple light sources. In some embodiments, each of the different light sources may correspond to each flow path.
- the light source includes a first light source and a second light source, and the light path includes a first light path through which light emitted from the first light source propagates, and a light beam emitted from the second light source. And a second optical path through which the light propagates.
- the flow path may include a first flow path extending along the first optical path and a second flow path extending along the second optical path.
- the light receiver may include a first light receiver that detects light that has passed through the first flow path and a second light receiver that detects light that has passed through the second flow path. Good.
- the first light source and the second light source may be the same light source.
- Light emitted from the same light source may be split into a first optical path and a second optical path, respectively, using a beam splitter or the like.
- the flow path portion including the optical path 322 is formed as a through hole.
- the light entrance window 324 and the light exit window 325 are attached to the side surface of the flow path housing 361, and cover both ends of the through hole.
- Such a transparent optical window enables light to efficiently enter or exit the flow path, and also enables the manufacture of a low-cost optical cell.
- the device may further include a container for containing the solution.
- the container may be fluidly connected to the channel.
- the device may be configured to send the container contained in the container to the channel.
- the container may contain a solution that is mixed with the substance to be measured.
- Such a container may be configured to receive a solution containing the substance to be measured in a container housed in advance, and to mix them inside.
- the container may be configured to send the further mixed solution to the flow path.
- the container containing the solution may include a plurality of containers.
- a container containing a solution may be arranged in fluid communication with each of the plurality of flow paths.
- the device comprises a first container configured to be fluidly connected to the first flow path and a second container configured to be fluidly connected to the second flow path. You may have.
- one of the first container and the second container may have an inlet (container inlet) for introducing the substance to be measured.
- at least one of the first container and the second container has a solution (mixed solution) already contained therein and a target measurement substance introduced therein or a solution containing a measurement target substance (undiluted solution). Or a diluent of a stock solution).
- the device may have a mixing mechanism for mixing the solution containing the substance to be measured with the mixed solution.
- the mixing mechanism may be a mechanism for moving the whole to be mixed, for example, by shaking, or a mechanism for mechanically deforming a part or the whole of the container.
- the mixing mechanism may be located directly on or near the container to be mixed.
- the mixing mechanism may be a flow path.
- the flow path as the mixing mechanism may be configured to have a plurality of flow paths, may be linearly bent or curved, and the diameter, cross-sectional area, or cross-sectional shape may vary in the flow direction. It may change as you proceed.
- the device has a plurality of flow paths, at least one flow path is a flow path containing a solution to be measured, and at least one other flow path performs a reference measurement.
- the apparatus may further include a reference measurement channel that includes at least a portion of the reference measurement optical path and extends along the reference measurement optical path.
- the reference measurement channel may be sealed.
- the reference measurement channel may include an inlet and an outlet.
- the apparatus includes a reference measurement optical system configured to propagate light emitted from the light emitter along a reference measurement optical path in the reference measurement flow path, and to receive the light with a light receiver. It may also have.
- the reference measurement optical system may include a beam splitter.
- a reference measurement light source for propagating light along a reference measurement optical path in the reference measurement flow path, emitted from the light source, and passed through the reference measurement flow path along the reference measurement optical path.
- a light receiver for reference measurement for detecting the propagated light.
- the apparatus may include a light source and a receiver for reference measurements, separate from the main optics for measurements.
- the reference measurement channel may be already filled with the reference liquid.
- the reference liquid may be, for example, purified water for measuring the substance to be measured.
- the reference measurement channel may be filled with air.
- it may be a mixture of purified water and a luminescent material (eg, BCP) solution.
- the reference liquid may be another solution.
- the reference liquid may be filled in the reference measurement flow channel before or before shipment of the device.
- the reference liquid may be stored in a reference liquid container in the device and configured to mix with the solution at the required timing.
- the reference measurement channel may have substantially the same configuration as the channel. Thereby, for example, the accuracy of the reference measurement can be improved. By performing substantially the same optical measurement as that for the target substance on the reference liquid in the reference measurement channel, calibration of the absorbance measurement can be performed with relatively high accuracy.
- a coloring substance (hereinafter, including an indicator, a coloring reagent, a coloring reagent, and an absorption indicator) may be bound to the measurement target substance.
- the absorbance of the color-forming substance (or an optical property related to the absorbance or its change) may be measured, and the concentration of the substance to be measured may be specified from the absorbance or the like.
- a dye-binding method may be used.
- the device may have a chromogen container containing the chromogen.
- the apparatus may have an inlet for the substance to be measured, and may have a mechanism for mixing the substance to be measured and the coloring substance introduced from the inlet.
- the device may have a mechanism for sending a liquid mixture of the substance to be measured and the coloring substance to the channel.
- the substance to be measured may include albumin.
- Albumin contained in the measurement target may be albumin in blood, or may be albumin in saliva or tears.
- the chromogenic material may be methyl violet, litmus, bromocresol green, or methyl orange, bromocresol purple, phenol red.
- the color-forming substance may be iodine, which reacts with starch, ninhydrin, which reacts with amines and amino acids, and silver nitrate, which reacts with chloride ions.
- the coloring material is not limited to the above example.
- an oxidizing agent may be mixed with the measurement target substance or the solution containing the measurement target substance.
- an oxidizing agent may be mixed with tears.
- the device may include an oxidant container containing an oxidant. Biomolecules having an oxidized form and a reduced form may have different properties of modification of a coloring substance or the like between types. Therefore, for example, by oxidizing a coloring substance or the like before binding, the amount of binding to the coloring substance can be increased, and a measurement error between biomolecules or between measurements can be reduced.
- FIG. 4 shows an optical measurement device 400 according to one embodiment.
- the optical measuring device 400 shown in FIG. 4 includes two flow paths 411a and 411b in which optical paths 423a and 423b are defined, a solution mixed with a stock solution 432 containing a substance to be measured 431 (mixed solution, solution for measurement), A container 462 for mixing the solution for use 434 and a mixing mechanism 463 (details not shown) are provided.
- the flow channel member 460 forming the flow channel system of the device 400 has an inlet 461. From this inlet 461, an undiluted solution, that is, a solution 432 containing the measurement target substance 431 is introduced. An openable / closable lid 466 is connected to the inlet 461 in order to prevent the solution from flowing backward or leaking, and to prevent impurities from entering the solution or the flow path.
- the flow path member 460 has a mixing container 462, in which a measurement solution 434 containing a coloring substance 433 having a property of binding to the measurement target substance 431 is stored in advance.
- the introduced undiluted solution 432 is introduced into the mixing container 462, and the coloring substance 433 is bonded or adhered to the measurement target substance 431.
- the mixing container 462 is provided with a mixing mechanism 463 (details not shown).
- the mixing mechanism 463 pushes the elastic film on the mixing container 462 up and down, and as a result, the volume or shape of the mixing container 462 changes.
- a reaction such as a bond between the introduced measurement target substance 431 and the coloring substance 433 can be promoted and performed uniformly.
- a solution containing the measurement target substance 431 to which the coloring substance 433 is bound by the mixing is introduced into the first microchannel 411a from one end thereof.
- the microchannel 411a for measuring the substance 431 to be measured is fluidly connected to the water reservoir 464 at the other end.
- a solution that has passed through the flow path 411a from the container 462 by pressing needs a relief place after sufficiently filling the micro flow path 411a.
- the storage container 464 may have that function.
- the water storage container 464 having a sufficient volume is effective.
- the water reservoir 464 in FIG. 4 has an air hole 465 communicating with the fluid member 460 or the outside of the device 400, and allows the air to enter and exit from the air hole in accordance with the movement of the solution, thereby allowing the solution in the smooth flow path 411a to flow smoothly. Allows movement.
- the second micro flow path 411b is a flow path for reference measurement.
- the space of the second micro flow path 411b is sealed between the light entrance window 424 and the light exit window 425.
- the sealed space is filled with a reference measurement solution (measurement solution) 435 in advance.
- the reference measurement solution 435 in FIG. 4 is the same solution as the measurement solution 434 previously filled in the container 462.
- the device 400 has one light source 421 fixed to the main body 410, and its light amount is controlled using the adjustment light receiver 426.
- the light emitted from the light source 421 is guided to the optical paths 423a and 423b of the two flow paths 411a and 411b, and is first split into two by the beam splitter 427.
- the other light is further refracted by the mirror 428, passes through the light entrance window 424, and travels inside the micro flow path 411b along the optical path 423b.
- light receivers 422a and 422b are fixedly arranged on the main body 410, respectively, so that the intensity of the emitted light can be measured.
- the shapes, dimensions, and properties of the inner walls of the micro channels 411a and 411b are substantially the same, and the internal solution occupying the respective channels 411a and 411b is also the same. Therefore, by measuring the difference between the intensity at the light receiver 422a and the intensity at the light receiver 422b, the measurement error due to the solution or the wall of the flow path is arithmetically removed, and the measurement error in the first micro flow path 411a is measured.
- the absorbance or the like corresponding to the coloring material 433 can be more accurately determined.
- the flow path member 460 including the flow path system is detachably attached to the main body 410 including the optical system.
- the optical paths 423a and 423b of the optical system are configured to be positioned with relatively high positioning accuracy with respect to the micro flow paths 411a and 411b in the flow path member 460.
- the absorbance measurement device may include a plurality of absorbance measurement devices, may be combined with other measurement method devices, and may be configured to be connected or combined with other measurement devices or measurement devices. Or a combined system.
- FIG. 6 shows a block diagram of a configuration of an optical measurement device 600 according to one embodiment.
- the solution containing the substance to be measured is introduced into the apparatus through the inlet 601 and mixed with the solution of the coloring substance in the container 602 containing the coloring substance.
- a mixing section 603 is provided for better mixing these.
- the substance to be measured and the coloring substance can be sufficiently reacted and combined by the mixing unit 603.
- the solution containing the target substance to which the coloring substance is bound is sent to the measurement optical path 604.
- optical measurement is substantially performed on the coloring substance.
- the measurement device includes a pretreatment solution or a pretreatment solution for performing pretreatment on the substance to be measured or a solution containing the substance to be measured (including a stock solution or a diluent thereof) introduced into the apparatus. It may have a container for storing the processing solution. In some embodiments, the measurement device may have multiple measurement paths. In certain embodiments, the measurement device has at least two measurement paths, one of which is used as the main measurement path, and the other measurement path is used for comparison or baseline (or background). ) May be used for measurement.
- FIG. 7 shows a block diagram of a configuration of a measuring device 700 according to one embodiment.
- a solution containing a substance to be measured is introduced into the apparatus through an inlet 701, and is sent to a container 705 containing a pretreatment solution.
- the substance to be measured is mixed with the pretreatment solution.
- a first mixing section 706 is provided for better mixing.
- the substance to be measured and the pretreatment solution can be sufficiently bonded by the first mixing unit 706.
- the pretreatment solution may be an oxidizing agent.
- the pretreated solution containing the substance to be measured is divided into a channel that reacts with the coloring substance and a channel that does not react with the coloring substance.
- One of the separated solutions is introduced into a container 702 containing a color-forming substance solution, where the pre-treatment target substance and the solution of the color-forming substance are mixed.
- a second mixing section 703 is provided for better mixing these.
- the substance to be measured and the coloring substance can be sufficiently reacted and bound by the second mixing unit 703.
- the solution containing the target substance to which the coloring substance is bound is sent to the first measurement optical path 704.
- optical measurement is substantially performed on the color-forming substance.
- the other solution that has been diverted is sent to the second measurement optical path 707 without being combined with the coloring substance.
- the optical influence of the pretreatment solution can be measured substantially without the influence of the coloring substance.
- the baseline is measured in the second measurement optical path 707.
- the difference between the information obtained by the main measurement in the first measurement optical path 704 and the information obtained by the baseline measurement in the second measurement optical path 707 can be used as a substantial optical measurement result for the color-forming substance. .
- the liquid is sent in one direction from the inlet to the measuring optical path. Therefore, for example, the liquid feeding mechanism is simplified, and the apparatus can be downsized accordingly.
- bubbles and bubbles can be prevented by sending the liquid in one direction through the flow path by pushing the liquid from the inlet with a pump or the like, that is, by sending the liquid under a positive pressure.
- FIG. 8 shows a block diagram of a configuration of a measuring apparatus 800 according to one embodiment.
- the solution containing the substance to be measured is introduced into the apparatus through the inlet 801 and sent to the container 805 containing the pretreatment solution.
- the substance to be measured is mixed with the pretreatment solution.
- a first mixing section 806 is provided for better mixing.
- the substance to be measured and the pretreatment solution can be sufficiently bonded by the first mixing unit 806.
- the pretreatment solution may be an oxidizing agent.
- an optical measurement is performed on the pretreated solution containing the substance to be measured in the measurement optical path 804. Thereby, the measurement of the baseline is performed.
- the solution is introduced into the container 802 containing the color-forming substance solution, where the pre-measured substance to be measured and the solution of the color-forming substance are mixed.
- a second mixing section 803 is provided for better mixing these.
- the solution containing the target substance to which the coloring substance is bound is sent to the measurement optical path 804 again.
- optical measurement is substantially performed on the coloring substance.
- optical measurement is substantially performed on the coloring substance.
- the difference between the information obtained by the first baseline measurement and the information obtained by the second baseline measurement can be used as the substantial optical measurement result for the color-forming substance.
- the measuring device as shown in FIG. 8 can perform two optical measurements in one optical path. Therefore, for example, the number of measurement optical paths can be reduced, the apparatus can be reduced in size accordingly, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
- FIG. 9 is a perspective view schematically showing an optical system and a flow path system of the measuring apparatus 900 according to one embodiment.
- the housing, mechanical parts such as a mixing mechanism and a liquid feeding mechanism, and a control system are not shown.
- the measurement device 900 shown in FIG. 9 has flow paths 911a, 911b, and 911c including three measurement optical paths, and is used for main measurement, buffer solution measurement, and reference measurement, respectively. Two kinds of solutions that are mixed or reacted with the substance to be measured, that is, a solution for pretreatment and a solution of the coloring substance are prepared with the flow path interposed therebetween.
- the containers 931a, 931b, 931c containing the solution containing the pretreatment solution are arranged on the upstream side of the flow paths 911a, 911b, 911c, respectively, and the containers 941a, 941b, 941c containing the solution containing the coloring material are respectively provided. It is arranged downstream of the flow paths 911a, 911b, 911c.
- Two light sources 921a and 921b are arranged, and light emitted from each light source passes through flow paths 911a, 911b and 911c, and is received by light receivers 922a, 922b and 922c arranged on the opposite sides of the respective flow paths. .
- a solution containing the substance to be measured (or a stock solution such as a diluent thereof) is introduced into the apparatus 900 from the inlet 912.
- the introduced solution containing the substance to be measured enters the container 931a containing the pretreatment liquid, is mixed, and the pretreatment is performed.
- the solution after the pretreatment is introduced into the measurement flow channel 911a, and fills the flow channel portion 911a where the optical path is defined.
- measurement is performed in two wavelength regions emitted from the two light sources 921a and 921b.
- the light sources may be turned on sequentially or alternately such that at some point light from one light source passes through the flow path.
- the solution is pushed and introduced into the container 941a containing the solution of the coloring substance.
- the measurement substance and the coloring substance bind.
- the pressure when the solution is extruded can be released to the outside through the air vent 913.
- the solution is sent in the reverse direction, and is introduced again into the channel 911a. Then, the measurement is performed on the coloring substance.
- the buffer solution measurement channel 911b and the reference solution measurement channel 911c will be described. In any case, no analyte is introduced.
- the solutions contained in the buffer solution container 932b and the reference solution 932c are respectively introduced into and mixed with the containers 931b and 931c containing the pretreatment liquid, and the pretreatment is performed.
- Buffer solution is a solution that does not contain the substance to be measured. Thus, measurement corresponding to zero concentration can be performed.
- the solution for the standard measurement is a solution containing the same or equivalent substance as the substance to be measured at a known concentration.
- the measurement target substance having a concentration corresponding to the concentration range of the measurement target substance assumed in the main measurement may be included in the reference measurement solution.
- the reference measurement solution may include a measurement target substance having a concentration sufficiently different from the concentration range of the measurement target substance assumed in the main measurement.
- the operation is the same as that of the main measurement flow path. That is, the solution after the pretreatment is introduced into the measurement channels 911b and 911c, respectively, and fills the channel portions 911b and 911c where the optical path is defined. Thereafter, measurement is performed in two wavelength regions emitted from the two light sources 921a and 921b. After the measurement of the solution after the pretreatment is completed, the solution is pushed and introduced into the containers 941b and 941c containing the solution of the coloring substance. The measurement substance and the coloring substance bind. The pressure when the solution is extruded can be released to the outside through the air vent 913. After a lapse of time similar to the binding of the measurement substance and the coloring substance in the measurement flow path, the solution is sent in the reverse direction, and is again introduced into the flow paths 911b and 911c. Then, the same optical measurement is performed.
- the measurement results (information) obtained from these six measurements can be calculated as follows, and the concentration of the desired coloring substance can be calculated.
- measurement after pretreatment gives a baseline.
- the information obtained by the measurement (main measurement) of the target substance to which the coloring substance is bound is the sum of the information of the coloring substance to be obtained and the information based on the baseline. Therefore, the measurement information of the substance to be obtained is information obtained by subtracting information obtained by the baseline measurement from information obtained by the main measurement.
- the relationship of C ⁇ can be represented by a straight line passing through the two points or another one-to-one corresponding curve. Based on this relationship, the concentration (C T ) of the coloring substance to be determined in the flow path 911a can be obtained from the measured value ⁇ Va ( ⁇ V T ) in the flow path 911a. See FIG.
- an optical measurement device (such as a GA value measurement device) having a footprint (or an occupied area or a device size) of several centimeters x several centimeters or less based on a microchannel. ) Can be manufactured.
- the footprint may be less than or less than 25 cm 2 , 20 cm 2 , 16 cm 2 , 15 cm 2 , 12 cm 2 , 10 cm 2 , 9 cm 2 , 8 cm 2 , 6 cm 2 , 4 cm 2, etc.
- the light receivers 922a, 922b, 922c of the measuring apparatus of FIG. 9 are diodes, and the output is a current. Therefore, the measured value may be a current value. In the case of a diode, the current value is proportional or related to the intensity of the input light. Alternatively, a current value which is a direct output of the diode may be converted into a voltage value, and the voltage value may be used as a measured value. The measured value may be a value related to the output of the light receiver, and is not limited to the above example.
- the measurement substance may be an inorganic substance or an organic substance.
- the substance to be measured may be a biomolecule.
- the substance to be measured may be a protein contained in a body fluid.
- the solution (or diluent or undiluted solution) containing the substance to be measured may be a bodily fluid.
- Body fluid may be blood, serum, plasma, or lymph fluid, or may be a tissue fluid such as interstitial fluid, intercellular fluid, or interstitial fluid; bodily fluid, serosal fluid, pleural effusion, ascites, or heart fluid.
- the body fluid may be sac fluid, cerebrospinal fluid (cerebrospinal fluid), synovial fluid (synovial fluid), or aqueous humor (aqueous humor).
- the body fluid may be digestive juice such as saliva, gastric juice, bile, pancreatic juice, intestinal juice, etc., and may be sweat, tears, runny nose, urine, semen, vaginal fluid, amniotic fluid, or milk.
- the body fluid may be an animal body fluid or a human body fluid. "Body fluid" may be a solution.
- the solution may contain a buffer containing a substance to be measured, such as phosphate buffered saline (PBS) or N-tris (hydroxymethyl) methyl-2-aminoethanesulfonic acid buffer (TES).
- PBS phosphate buffered saline
- TES N-tris (hydroxymethyl) methyl-2-aminoethanesulfonic acid buffer
- the solution is not particularly limited as long as the solution contains the substance to be measured.
- the solution may contain a substance to be measured.
- the solution may be tears, and the substance to be measured may be albumin or glycoalbumin contained in tears.
- the measurement object may be albumin in blood or serum, glycoalbumin, hemoglobin, glycated hemoglobin, albumin in interstitial fluid, may be glycoalbumin, albumin in tears, glycoalbumin in tears Urinary albumin, glycoalbumin and the like.
- the substance to be measured may be albumin, and the undiluted solution may be tear fluid or saliva.
- the pre-treatment liquid may be an oxidizing agent.
- the chromophore may be BCP (bromocresol purple).
- the wavelengths of the light sources 921a and 921b may be at or near 600 nm and 660 nm, respectively.
- the measurement apparatus has a plurality of measurement units as a single measurement unit including a main measurement channel system, a buffer solution measurement channel system, and a reference liquid measurement channel system. Is also good.
- multiple measurement units may perform the same or similar measurements multiple times simultaneously, synchronously, at different times, or asynchronously.
- at least two of the plurality of measurement units may make different measurements.
- FIG. 11 is a perspective view schematically showing an optical system and a channel system of the measuring apparatus 1000 according to one embodiment.
- the housing, mechanical parts such as a mixing mechanism and a liquid feeding mechanism, and a control system are not shown.
- the measuring device shown in FIG. 11 has two measuring units 1010 and 1050.
- the measurement unit 1010 is the same measurement unit as in FIG. That is, the measurement unit 1010 shown in FIG. 11 has flow paths 1011a, 1011b, and 1011c including a measurement optical path, and is used for main measurement, buffer solution measurement, and reference solution measurement, respectively.
- Two kinds of solutions that are mixed or reacted with the substance to be measured, that is, a solution for pretreatment and a solution of the coloring substance are prepared with the flow path interposed therebetween. That is, on the upstream side of the flow paths 1011a, 1011b, and 1011c, vessels 1031a, 1031b, and 1031c containing a solution containing a pretreatment solution, a buffer vessel 1032b containing a buffer solution, and a reference containing a reference solution.
- a liquid reference liquid solution 1032c is arranged corresponding to each flow path. Downstream of the flow paths 1011a, 1011b, and 1011c, containers 1041a, 1041b, and 1041c containing a solution containing a stored color developing substance are arranged corresponding to the respective flow paths. Two light sources 1021a, 1021b are arranged, and light emitted from each of them passes through the flow paths 1011a, 1011b, 1011c, and is received by the light receivers 1022a, 1022b, 1022c arranged on the opposite sides of the respective flow paths. .
- the other measurement unit 1050 in FIG. 11 does not measure the optical characteristics of the coloring substance bonded to the target substance. That is, the measurement unit 1050 has flow paths 1061a, 1061b, and 1061c including a measurement optical path, and is used for main measurement, buffer solution measurement, and reference measurement, respectively.
- a solution for two treatments is arranged. That is, on the upstream side of the flow paths 1061a, 1061b, and 1061c, the containers 1081a, 1081b, and 1081c containing the solution containing the first processing solution, the buffer solution container 1082b containing the buffer solution, and the reference solution are contained.
- a reference liquid solution 1082c is arranged corresponding to each flow path.
- containers 1091a, 1091b, 1091c containing the second processing solution are arranged corresponding to the respective flow paths.
- Two light sources 1071a and 1071b are arranged, and light emitted from each light source passes through flow paths 1061a, 1061b and 1061c, and is received by light receivers 1072a, 1072b and 1072c arranged on the opposite sides of the respective flow paths. .
- the undiluted solution introduced from the inlet 1012 is divided into the main measurement channel 1011a of the measurement unit 1010 and the main measurement channel 1061a of the measurement unit 1050.
- the pressure in the flow path generated at that time can be released from the air vent 1013.
- the containers 1081a, 1081b, and 1081c containing the solution containing the first processing solution are arranged on the upstream side of the flow paths 1061a, 1061b, and 1061c, respectively, and the container containing the solution containing the first processing solution is provided.
- 1091a, 1091b, 1091c are arranged downstream of the flow paths 1061a, 1061b, 1061c, respectively.
- Two light sources 1071a and 1071b are arranged, and light emitted from each light source passes through flow paths 1061a, 1061b and 1061c, and is received by light receivers 1072a, 1072b and 1072c arranged on the opposite sides of the respective flow paths. .
- Operation of the measurement units 1010 and 1050 shown in FIG. 11 may be performed in the same or similar manner as the measurement device of FIG.
- the measuring device in FIG. 11 may be, for example, a GA value measuring device.
- the measurement unit 1010 can be used as a device for measuring the concentration of albumin.
- the measurement unit 1050 can be used as a device for measuring the concentration of glycoalbumin.
- the GA value can be determined by dividing the glycoalbumin concentration by the albumin concentration.
- the pretreatment liquid containers 1031a, 1031b, and 1031c of the measurement unit 1010 may contain an oxidizing agent as a pretreatment solution.
- BCP as a coloring substance may be contained in the coloring substance containers 1041a, 1041b, 1041c of the measurement unit 1010.
- the buffer solution container 1031b may contain a predetermined buffer solution
- the reference solution 1031c may contain a solution containing albumin of a known concentration. For example, with the above configuration, the concentration of albumin as a measurement target substance in a stock solution can be derived from optical measurement using the measurement unit 1010.
- Ketone amine oxidase and peroxidase may be contained in the first treatment liquid containers 1081a, 1081b, 1081c of the measurement unit 1050.
- the protease may be contained in the containers 1091a, 1091b, and 1091c for the second processing liquid.
- the buffer solution container 1031b may contain a predetermined buffer solution
- the reference solution 1031c may contain a solution containing a known concentration of glycoalbumin.
- the concentration of albumin can be determined as follows.
- the buffer solution in the buffer solution container 1032b in FIG. 11 is mixed with the BCP in the coloring material container 1041b. Thereafter, the absorbance measured in the buffer solution flow path 1011b is output as an output current of an absorbance output (photodiode 1022b) serving as a zero reference or a voltage obtained by converting the output current.
- the absorbance of the standard tear albumin concentration is measured using, as an example, 80 mg / dL of 20% GA albumin as the reference solution of the reference solution container 1032c.
- a solution for example, tear fluid
- the absorbance is measured from these measured values, the concentration of albumin to be measured in the solution introduced into the device can be determined.
- the concentration of glycoalbumin can be determined from the absorbance measured in the measurement channels 1061a, 1061b, 1061c in the same manner as the albumin concentration.
- the concentration of GA can be finally obtained.
- the ketoamine oxidase may be a dehydrogenase, a kinase, or an oxidase.
- the ketoamine oxidase may be fructosyl amino acid oxidase (FAOD), fructosyl peptide oxidase, fructosyl valyl histidine oxidase, fructosylamine oxidase, amadoriase, fructosylamine deglycase or modified forms thereof.
- FOD fructosyl amino acid oxidase
- FOD fructosyl peptide oxidase
- fructosyl valyl histidine oxidase fructosylamine oxidase
- amadoriase fructosylamine deglycase or modified forms thereof.
- the ketoamine oxidase may be an oxidase that acts on amino acids or peptides whose ⁇ -amino group is glycated.
- the amino acid may be lysine.
- a glycoalbumin sensor can be constituted by using an oxidase which selectively acts on a glycated amino acid or peptide having an ⁇ -amino group.
- the ketoamine oxidase may be an oxidase that acts on amino acids or peptides in which the ⁇ -amino group is glycated.
- the amino acid may be valine.
- a glycated hemoglobin sensor or a glycated hemoglobin A1c (HbA1c) sensor can be configured by using an oxidase that acts on an amino acid or a peptide having a glycated ⁇ -amino group.
- Protease is a general term for peptide bond hydrolases that catalyze the hydrolysis of proteins and polypeptides. Proteases may be enzymes that break down proteins into peptide fragments. When the protein contains a glycated amino acid residue, the peptide fragment produced by the action of the protease may include a peptide fragment containing a glycated amino acid residue and a peptide fragment that is not glycated at all.
- the “protease” may be an animal-derived protease, a plant-derived protease, or a microorganism-derived protease.
- the protease may be an exopeptidase or an endopeptidase.
- the protease may be an aspartic protease, a metalloprotease, a serine protease, or a thiol protease.
- proteases may include a plurality of types or types of proteases, or may include one type or type of protease.
- a protease may include one of a proteinase and a peptidase, or may include both. Degradation efficiency may be increased by mixing a plurality of proteases.
- Animal-derived proteases include trypsin, chymotrypsin, elastase, bovine pancreatic protease, cathepsin, calpain, protease type-I, protease type-XX, aminopeptidase N, carboxypeptidase, and pancreatin (a mixture of a plurality of enzymes such as protease and amylase). And so on.
- the plant-derived protease may be papain, bromelain, gingipain, kallikrein, ficin, chymopapain, or the like.
- Microbial proteases include Bacillus-derived protease, Aspergillus-derived protease, Penicillium-derived protease, Streptomyces-derived protease, Lysobacter-derived protease, and Yeast-derived protease.
- a protease derived from Tritirachim, a protease derived from Thermus, a protease derived from Pseudomonas, a protease derived from Achromobacter, or the like may be used.
- the measuring device shown in FIG. 11 can be used as a GA value measuring device based on optical measurement.
- a GA value measuring device having a footprint of several centimeters ⁇ several centimeters or less can be manufactured based on a microchannel.
- the footprint may be less than or less than 25 cm 2 , 20 cm 2 , 16 cm 2 , 15 cm 2 , 12 cm 2 , 10 cm 2 , 9 cm 2 , 8 cm 2 , 6 cm 2 , 4 cm 2, etc.
- the measurement device may be a protein measurement device or device. In some embodiments, the measurement device may be an albumin measurement device or device.
- the present disclosure includes a GA value measurement system.
- the GA value measuring system may include an albumin measuring device and a glycated albumin measuring device.
- the albumin measurement device may include the absorbance meter of the present disclosure, and may be configured to be connected to the absorbance meter.
- the GA value measurement system measures the albumin concentration in the solution using an albumin measurement device, measures the glycated albumin concentration using a saccharified albumin measurement device, and calculates the obtained albumin concentration and the glycated albumin concentration. GA values may be calculated.
- the GA value measurement system may include an arithmetic processing unit that calculates a GA value from the obtained albumin concentration and the glycated albumin concentration.
- the GA value measurement system may be configured to determine the albumin concentration and the glycated albumin concentration in tears.
- This disclosure includes a blood sugar management system or a health management system.
- a blood sugar management system may have a GA measurement system.
- the review management system may include a test system such as a CGM (Continuous Glucose Monitoring) device or system.
- the blood glucose management system may be configured to be connected to a GA measurement system.
- a method for measuring the concentration of a substance in a solution using an optical method such as an absorption spectrophotometry.
- An optical method such as an absorption spectrophotometry.
- FIG. 12 is a flowchart illustrating steps of a measurement method according to an embodiment of the present disclosure.
- an apparatus for measuring the concentration of a substance in a solution by an absorptiometry may be referred to as an absorptivity measuring apparatus
- S101 an apparatus for measuring the concentration of a substance in a solution by an absorptiometry
- the channel forms a microchannel at least in a part of the optical path.
- a substance to be measured may be provided.
- the solution containing the substance to be measured may be used for measurement or measurement in the state at the time of acquisition, or may be subjected to a treatment such as dilution or solution exchange before introduction into the device.
- the measurement target substance may be a biological substance such as a biomolecule, a chemical substance, or a mixture thereof.
- the measurement target substance may be a protein molecule existing in a living body.
- the measurement target substance may be albumin.
- the stock solution containing the substance to be measured may be tear fluid, saliva, or other body fluid.
- the substance to be measured may be albumin contained in tears or saliva.
- Preparing the stock solution containing the substance to be measured may include obtaining tears or saliva of humans or other animals.
- the stock solution containing the substance to be measured is introduced into the microchannel of the absorbance measuring device (S103).
- the obtained solution may be introduced into an absorbance measurement device without being processed.
- the solution may be subjected to dilution, mixing of other solutions, physical filtering, temperature treatment, chemical treatment, electrochemical treatment, electromagnetic treatment, or other treatment after acquisition.
- the treatment of the solution may be performed before introduction into the absorbance measurement device, may be performed after introduction into the absorbance measurement device, may be performed before measurement, may be performed during measurement, and may be performed during a plurality of measurements. May be performed.
- the same, the same type, or different types of processing may be performed at a plurality of timings.
- the concentration of the substance to be measured in the microchannel can be determined from the absorbance (S105). If the concentration in the micro flow and the concentration before the introduction of the micro flow channel are substantially the same or substantially the same, the concentration directly obtained by the measurement is the concentration of the target substance in the original solution to be obtained. It is. If there is a relationship between the concentrations, the concentration of the substance to be measured in the stock solution may be determined from the measured concentration based on the relationship. The relationship may be confirmed in advance by another measurement before the measurement.
- the absorbance of the substance to be measured in the micro flow may be obtained, and the concentration of the substance to be measured in the stock solution may be calculated from the obtained absorbance by other methods.
- the concentration of the analyte in the stock solution may be determined based on the output of the light receiver without calculating the absorbance of the analyte in the micro flow as a value.
- a coloring material may be used.
- the coloring substance may be bound to the measurement target substance whose concentration is to be determined, and the absorbance of the coloring substance bound to the measurement target substance may be measured.
- FIG. 13 is a flowchart illustrating steps of a measurement method according to an embodiment of the present disclosure.
- a device for measuring the concentration of a substance in a solution by an absorption spectrophotometry (may be referred to as an absorbance measurement device) is prepared and prepared (S201).
- a color-forming substance is bound to the substance to be measured (S203).
- the solution containing the banding target substance and the solution containing the coloring substance may be mixed.
- the measuring solution is introduced into the microchannel of the device (S204).
- the binding of the coloring substance to the substance to be measured may be performed before introducing the measuring solution into the apparatus, may be performed in the apparatus after introducing the measuring solution into the apparatus, or may be performed at another timing.
- the concentration of the substance to be measured in the measuring solution is obtained (S206).
- the absorbance of the coloring substance in the micro flow may be determined, and the concentration of the substance to be measured in the stock solution may be calculated from the determined absorbance by other methods.
- the concentration of the substance to be measured in the stock solution may be determined based on the output of the light receiver without calculating the absorbance of the coloring substance in the micro flow as a value.
- the concentration of the measurement target substance in the corresponding stock solution may be converted from the determined concentration during measurement.
- the measurement method may be analysis of the protein by a dye-binding method, or measurement of the concentration of the protein by a dye-binding method.
- the substance to be measured is or contains albumin, and the concentration of albumin in the stock solution may be determined by measurement.
- the chromophore is or may include bromocresol purple. Bromocresol purple or a solution thereof may be mixed with a stock solution containing albumin. By this mixing, a solution containing the albumin bound with bromocresol purple can be prepared as a measurement solution.
- the absorbance of bromocresol purple in the microchannel may be measured using an absorptiometric method.
- the concentration of the albumin in the measurement solution may be determined from the measured absorbance of bromocresol purple.
- absorbance may be measured at multiple wavelengths.
- a wavelength (primary wavelength) that characterizes the color former and a wavelength (sub-wavelength) in a wavelength region where the absorption of the color former is small or in a background wavelength region may be used.
- the measurement may be performed at a main wavelength of 600 nm and a sub-wavelength of 660 nm using bromocresol purple as a coloring substance.
- the stock solution and the oxidizing agent may be mixed before mixing the bromocresol purple or its solution with the stock solution.
- the oxidizing agent may be any reagent that oxidizes albumin, and a disulfide compound: 5, 5′-dithiobis (2-nitrobenzoic acid) (DTNB), 2,2′-dithiobis (5- nitropyridine) (NPDS), Oxidizing agents such as 2,2'-dithiodipyridine (2-PDS), 4,4'-dithiodipyridine (4- PDS), 4, (4'-dithiobis (1-azidobenzene) (DTBPA), oxidized glutathione : Iodine, ferricyanide, iodosobenzoic acid, iodate, chlorite, mercury, zinc, etc.
- Alkylating agents iodoacetic acid, chloroacetic acid, iodoacetamide, chloroacetophenone, etc.
- Maleimide and its derivatives maleimide, N-methyl Maleimide, N-ethylmaleimide, N, N'-p-phenylenedimaleimide and the like; thiophthalimide and the like, among them, especially DTNB, 2-PDS, disulfides such as 4-PDS, maleimide, maleimide such as N-ethylmaleimide Derivatives, etc.
- Albumin is classified into an oxidized form and a reduced form, and the specificity of BCP changes depending on the form, which may increase the error. Therefore, the accuracy of the measurement can be improved by oxidizing all the albumin using an oxidizing agent in advance.
- the concentration of albumin in the stock solution may be determined from the determined concentration of albumin in the measurement solution.
- the concentration of glycated albumin may be further measured and calculated.
- the GA value may be determined based on the calculated albumin concentration and the calculated glycated albumin concentration.
- the calculated glycated albumin concentration divided by the calculated albumin concentration may be defined as a GA value. There are various methods for calculating the glycated albumin concentration, and the calculation is not limited in the present disclosure.
- the present disclosure includes a method of managing a medical condition, including blood glucose management, a method of managing the health of a reserve or healthy person for a medical condition, a method of preventing a disease, and other methods of managing health care.
- these healthcare management methods may comprise determining the albumin concentration using an optical measurement device having a microchannel.
- the healthcare management method may be a healthcare information provision method, a non-invasive diabetes risk management method, a method for controlling complications of diabetic patients, and the like.
- A01 An apparatus for measuring a substance in a solution, Light source, Including at least a part of an optical path of light emitted from the light source, a microchannel extending along the optical path, A light receiver that detects light that has passed through the microchannel, An apparatus comprising: A01b An apparatus for measuring the concentration of a substance in a solution by a spectrophotometric method, A flow path configured to contain a solution, wherein the light path is defined and has a volume of 20 ⁇ L or less; Light source, A light receiver for detecting an electromagnetic wave emitted from the light source and passing through an optical path defined in the flow path, An apparatus comprising: A02 The volume of the microchannel is 20 ⁇ L or less, The device according to embodiment A01.
- A03 The volume of the microchannel is 10 ⁇ L or less, The device according to embodiment A02. A04 The volume of the microchannel is 5 ⁇ L or less; The device according to embodiment A03.
- A05 A cross-sectional dimension of an optical path of the microchannel is 3 mm or less; The device according to any one of the embodiments A01 to A04.
- A06 A cross-sectional dimension of an optical path of the microchannel is 2 mm or less; The device according to embodiment A05.
- A07 A cross-sectional dimension of an optical path of the microchannel is 1 mm or less; The device according to embodiment A06.
- A08 A second light receiver (adjustment light receiver) configured to measure the light emitted by the light source outside the light path; A second light receiver controller that receives information on the luminance of light measured by the second light receiver and controls the light emission amount of the light source to be substantially constant over time, The device according to any one of the embodiments A01 to A07.
- A09 A light-receiving controller configured to receive information related to the luminance measured by the light-receiving device (first light-receiving device, measuring light-receiving device), and to make the light emission amount of the light source substantially constant over time. , The device according to any one of the embodiments A01 to A08.
- A10 Further comprising a temperature controller for adjusting the temperature of the solution in the microchannel, The device according to any one of the embodiments A01 to A09. A11 Further comprising a heater arranged near the micro flow path, configured to control the temperature of the solution, The device according to any one of the embodiments A01 to A09. A12 At least a portion of the member that forms the microchannel has a higher heat capacity than the solution in the microchannel, The device according to any one of the embodiments A01 to A11. A13 Further comprising a shield configured to substantially prevent light from other than the light source from being detected by the light receiver. The device according to any one of the embodiments A01 to A12.
- the member forming the microchannel includes a shielding substance, The device according to any one of the embodiments A01 to A13.
- A15 The inner wall of the microchannel is hydrophilic, The device according to any one of the embodiments A01 to A14.
- A16 The microchannel has an inlet and an outlet for the solution, The device according to any one of the embodiments A01 to A15.
- A17 The inlet and the outlet are arranged such that, when the solution is introduced, air bubbles are not substantially formed in the microchannel.
- A18 The inlet and the outlet are arranged at positions of an entrance end and an exit end of the optical path in the microchannel, The device according to embodiment A16.
- A19 The inlet and the outlet are arranged such that a dead space is not substantially formed in the microchannel, The device according to embodiment A16.
- A31 The light source has a plurality of peak wavelengths, The device according to embodiments A01 through A19.
- A32 The light source has a plurality of light sources each having a different peak wavelength, The device according to embodiment A31.
- A33 Further comprising a light source control mechanism for introducing light from only one of the plurality of light sources into the optical path, The device according to embodiment A32.
- A34 Further comprising a drive control device for controlling the light emission of the plurality of light sources, The device according to embodiment A32.
- A35 The light source control mechanism includes a drive control device that controls light emission of the plurality of light sources. The device according to embodiment A33.
- A51 Including at least a portion of the reference measurement optical path, further comprising a reference measurement flow path extending along the reference measurement optical path, The device according to any one of the embodiments A01 to A35.
- A52 The light emitted from the light emitter, propagate along the reference measurement optical path in the reference measurement flow path, further comprising a reference measurement optical system configured to receive the light receiving device, The device according to embodiment A51.
- A53 A reference measurement light source for propagating light along the reference measurement optical path in the reference measurement flow path, A reference measurement light receiver for detecting light emitted from the light source and propagated in the reference measurement flow path along the reference measurement optical path, Comprising, The device according to embodiment A51.
- a reference liquid is contained in the reference measurement channel, The device according to any one of the embodiments A51 to A53.
- the apparatus is an optical apparatus based on an absorption photometric method, The device according to any one of the embodiments A01 to A54.
- the optical path includes a first optical path through which light emitted from the light source propagates, and a second optical path through which light emitted from the light source propagates,
- the micro flow path includes a first micro flow path extending along the first optical path and a second micro flow path extending along the second optical path,
- the light receiver includes a first light receiver that detects light that has passed through the first micro flow path and a second light receiver that detects light that has passed through the second micro flow path.
- the light source includes a first light source and a second light source
- the optical path includes a first optical path through which light emitted from the first light source propagates, and a second optical path through which light emitted from the second light source propagates.
- the micro flow path includes a first micro flow path extending along the first optical path and a second micro flow path extending along the second optical path
- the light receiver includes a first light receiver that detects light that has passed through the first micro flow path and a second light receiver that detects light that has passed through the second micro flow path.
- A63 An apparatus for measuring a substance in a solution, A first light source, A second light source, A first microchannel that includes at least a portion of a first optical path of light emitted from the first light source and extends along the first optical path, A second microchannel that includes at least a portion of a second optical path of light emitted from the second light source and extends along the second optical path, A first light receiver for detecting light that has passed through the first microchannel, A second light receiver for detecting light passing through the second micro flow path, An apparatus comprising: A64 A first container configured to be fluidly connected to the first flow path, the first container having an inlet for introducing a substance to be measured, and a first container containing a solution mixed with the substance to be measured.
- a container and A second container configured to be fluidly connected to the second flow path, a second container containing a solution to be mixed with the measurement target substance, Further comprising The device according to any one of the embodiments A61 to A63.
- A65 Further comprising a mixing mechanism for mixing the solution to be mixed with the measurement target substance, The device according to embodiment A64.
- A101 A coloring substance container containing a coloring substance, An inlet for the substance to be measured, A mechanism for mixing the measurement target substance and the coloring substance introduced from the introduction port, A mechanism for sending a liquid mixture of the measurement target substance and the coloring substance to the microchannel, Further comprising The device according to any one of the embodiments A01 to A65.
- the measurement target substance includes albumin, The coloring substance includes bromocresol purple, The device according to embodiment A101.
- A103 The measurement target substance is albumin in tears, The device according to embodiment A102.
- A104 Further comprising an oxidant container containing an oxidant, The device according to embodiment A102 or A103.
- A105 Further comprising a mechanism for mixing the tear and the oxidizing agent, The device according to embodiment A104.
- A201 An albumin measurement device according to any one of embodiments A101 to A105, Glycated albumin measurement device, An arithmetic processing unit that can calculate a GA value based on the albumin concentration obtained using the albumin measuring device and the glycated albumin concentration obtained using the glycated albumin measuring device, GA value measuring system comprising: A202 The GA value measurement system of embodiment A201, wherein the GA value measurement system is configured to determine the albumin concentration and the glycated albumin concentration in tears.
- A203 A blood sugar level management system including the GA value measurement system according to Embodiment A201 or A202.
- A204 A blood sugar level management system configured to be connected to the GA value measurement system according to Embodiment A201 or A202.
- B01 A method for measuring the concentration of a substance in a solution, Providing an apparatus according to any one of embodiments A01 to A204, Preparing a solution containing the substance to be measured; Introducing the solution containing the substance to be measured into a microchannel of the device; Measuring the absorbance of the substance in the microchannel using an absorptiometric method, From the measured absorbance associated with the substance, to determine the concentration of the substance to be measured in the solution, A method comprising: B01b A method for measuring the concentration of a substance in a solution, Providing an apparatus according to any one of embodiments A01 to A204, Preparing a solution containing the substance to be measured; Introducing the solution containing the substance to be measured into a microchannel of the device; Performing an optical measurement on the solution in the microchannel, From the measurement, to determine the concentration of the substance to be measured in the solution, A method comprising: B02 A method for measuring the concentration of a substance in a solution, Providing an apparatus according to any one of
- B04 A method for measuring the concentration of albumin, Providing an apparatus according to any one of embodiments A01 to A204, Preparing a stock solution containing albumin; Mixing bromocresol purple with the albumin-containing stock solution and binding to the albumin; Preparing a measurement solution containing the albumin to which the bromocresol purple is bound, Introducing the measurement solution into the microchannel of the device, Performing an optical measurement on the solution in the microchannel, From the measurement, measuring the concentration of the bromocresol purple in the microchannel, From the measured concentration of bromocresol purple, to determine the concentration of the albumin in the measurement solution, A method comprising: B05 The stock solution containing the albumin is tears or saliva, The method according to embodiment B04.
- B06 Before mixing the bromocresol purple and the stock solution, mixing the stock solution and an oxidizing agent, Further prepare The method according to embodiment B04 or B05.
- B07 From the determined concentration of the albumin in the measurement solution, determine the concentration of the albumin in the stock solution, Further comprising: The method according to any one of the embodiments B04 to B06.
- B11 Calculating the albumin concentration using the method according to any one of embodiments B04 to B06, measuring and calculating the concentration of glycated albumin, Determining a GA value based on the calculated albumin concentration and the calculated saccharified albumin concentration,
- a GA value measuring method comprising: B12
- a blood sugar level management method comprising obtaining a GA value using the GA value measurement method according to Embodiment B11.
- Optical measuring device 110 Main body 111 Flow path 112 Inlet 113 Outlet 121 Light source 122 Light receiver 123 Optical path 124 Light entrance window 125 Light exit window 131 Substance to be measured 132 Solution 200
- Optical absorbance measuring apparatus 210 Housing 211 Flow paths 221a, 221b Light source 222 light receiver 223 light path 224 light entrance window 226 half mirror 231 solution 232 substance to be measured 300 optical measurement device 310 main body 311 flow path 312 inlet 313 outlet 321 light source 322 light receiver 323 light path 324 light window 325 light emission window 326 adjustment light reception 327 Controller 329 Receiver output circuit 331 Measurement target substance 332 Solution 341 Heater 342 Temperature sensor 343 Temperature controller 350 Operation circuit (CPU) 361 housing (flow path housing) 362 Fixing part 363 Fitting 400 Optical measuring device 410 Main body 411a, 411b Flow path 421 Light source 422a, 422b Light receiver 423a, 423
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Abstract
溶液中の物質を測定する装置であって、光源と、前記光源から発せられた光の光路の少なくとも一部を含み、前記光路に沿って伸びたマイクロ流路と、前記マイクロ流路を通過した光を検出する受光器と、を備える装置が提供される。
Description
本開示は、微量物質を測定する光学測定器と測定方法に関する。
溶液内の物質の濃度その他の特性は光学的測定により推定又は特定することができる。
これまで、溶液内の測定対象物質の濃度を測るためには、一例として吸光光度測定法が用いられる。測定装置には、分光光度計用セルやキュベットが一般的に用いられており、光路長が10mm程度の正方形のガラスや石英、プラスチックなどの透明なセルを用いて、比較的大量の溶液数mLの液量を必要としていた。近年、間質液や涙液などの微量サンプルから微量な物質を高感度に測定したいという要望がある。
測定する対象物質の濃度が低いと、希釈して液量を増やすことが出来ず、ある程度の光路長を得ながら、微量な液量のサンプルから高感度に物質の濃度を測定するのは困難であった。
本開示の一実施形態によれば、溶液中の物質を測定する装置は、光源と、前記光源から発せられた光の光路の少なくとも一部を含み、前記光路に沿って伸びたマイクロ流路と、前記マイクロ流路を通過した光を検出する受光器と、を備える。
1.測定装置
本開示のある実施形態では、溶液中の物質の物性や濃度などの特性を光学的方法により測定する装置が提供される。測定装置は、光源と受光器と流路とを有する。光源から出た光の全て又は一部は、流路内に入る。流路内を通った光の全て又は一部は受光器に入る。流路は長手方向に細長く形成されていてもよい。光路は流路の長手方向に沿って規定されていてもよい。光は、流路内において流路の長手方向に沿って伝搬してもよい。流路内を通過した光は受光器により受光される。光源は、流路の外側に配置されていてもよく、流路の壁に配置されていてもよく、流路内に配置されていてもよい。受光器は、流路の外側に配置されていてもよく、流路の壁に配置されていてもよく、流路内に配置されていてもよい。
本開示のある実施形態では、溶液中の物質の物性や濃度などの特性を光学的方法により測定する装置が提供される。測定装置は、光源と受光器と流路とを有する。光源から出た光の全て又は一部は、流路内に入る。流路内を通った光の全て又は一部は受光器に入る。流路は長手方向に細長く形成されていてもよい。光路は流路の長手方向に沿って規定されていてもよい。光は、流路内において流路の長手方向に沿って伝搬してもよい。流路内を通過した光は受光器により受光される。光源は、流路の外側に配置されていてもよく、流路の壁に配置されていてもよく、流路内に配置されていてもよい。受光器は、流路の外側に配置されていてもよく、流路の壁に配置されていてもよく、流路内に配置されていてもよい。
用いられる光学的方法は、分光法であってもよく、吸光光度法でもよく、その他の手法であってもよい。測定装置は、特定波長の光の吸光度(もしくは透過率)を測定する比色計又は吸光光度計の構成を有していてもよく、測色計、色彩色差計などの構成を有していてもよい。測定装置は、実際的に特定の科学的手法を用いてもよく、用いなくてもよい。測定装置は、受光器の出力と濃度などの特性との関係に基づいて、測定時の受光器の出力から未知の濃度などの特性を求めるよう構成されていてもよい。
光源は電磁波を発するように構成されている。ある実施形態では、光源の波長は、測定対象となる物質の吸光特性に応じて決められてもよい。ある実施形態では、光源の波長は、測定対象となる物質の吸光特性以外のファクターに基づいて決められてもよく、複数のファクターに基づいて決められてもよい。
光源の波長は、ある実施形態では可視光であってもよく、ある実施形態では赤外線であってもよく、ある実施形態では紫外線であってもよい。光源の波長は、200~1500nm(ナノメートル、以下同様)であってもよく、560~700nmであってもよい。
ある実施形態では、光源は発光ダイオード(LED)であってもよい。ある実施形態では、光源はレーザ光源であってもよい。ある実施形態では、光源の発光は、エレクトロルミネッセンス、有機EL(エレクトロルミネッセンス、以下同様),無機EL,化学発光,電気化学発光であってもよい。
ある実施形態では、流路はマイクロ流路とであってもよい。ある実施形態では、流路の容積は100μL(マイクロリットル、以下同様),50μL,20μL,10μL,5μLなどの値以下又は未満であってもよい。
流路の断面、例えば光路がある部分の光路に垂直な断面の寸法は、3mm,2mm,1mm,0.8mm,0.7mm,0.6mm,0.5mmなどの値以下又は未満であってもよい。断面寸法は、円の直径であってもよく、最大部分の寸法であってもよく、最小部分の寸法であってもよい。
ある実施形態では、光源は流路に対して固定されていてもよい。ある実施形態では、受光器は流路に対して固定されていてもよい。ある実施形態では、流路又は流路を含む部材は、光源と受光器とに対して着脱可能に構成されていてもよい。
流路の容積とは、光路が規定された部分の容積であってもよく、液体の導入路や排出部などの光路が規定された部分以外の部分の容積を含んでいてもよい。流路の容積は、100μL,50μL,20μL,15μL,10μL,9μL,8μL,7μL,6μL,5μL,4μL,3μL,2μL,1μL,0.9μL,0.8μL,0.7μL,0.6μL,0.5μLなどの値未満又は以下であってもよい。流路の容積は、0.01μL,0.05μL,0.07μL,0.1μL,0.2μL,0.3μL,0.4μL,0.5μL,0.6μL,0.7μL,0.8μL,0.9μL,1μLなどの値より大きく又は以上であってもよい。
光路が規定された流路の断面は、円形でもよく、楕円形でもよく、曲線で規定される閉図形でもよく、正方形、直方体などの四角形その他の多角形でもよい。
流路内の光路の長さは、2mm,3mm,4mm,5mm,7mm,10mm,12mm,15mm,20mm,25mm,30mmなどの値より大きく又はそれらの値以上であってもよい。マイクロ流路内の光路の長さは、100mm,90mm,80mm,70mm,60mm,50mm,40mm,30mmなどの値より小さく又は以下であってもよい。
ある実施形態では、流路は、溶液を導入するための導入口と溶液を排出するための排出口とを有していてもよい。導入口と排出口を有することで、例えば、溶液導入時に空気又は空気泡が流路内に残留することを実質的に回避し、溶液の交換を容易にしたりすることができる。ある実施形態では、導入口と排出口が同一であってもよく、空気孔を有していてもよい。ある実施形態では、光路が規定された部分の流路は、両端に、当該流路に溶液の導入口と排出口を有していてもよい。
ある実施形態では、流路の内壁の一部又は全部は親水性であってもよい。親水性のマイクロ流路により、溶液がマイクロ流路内へ導入する際に不均一な分布をとることを低減することや、泡の発生を回避することが期待される。
ある実施形態では、受光器はフォトダイオードを含んでいてもよい。ある実施形態では、受光器は輝度を測定するデバイスを含んでいてもよい。受光器は、CCD、フォトマルチプライア―、シンチレータなどであってもよい。ある実施形態では、受光器は分光計であってもよい。
図1に、一つの実施形態に係る光学測定装置100を示す。本体110には、U字型に流路111が形成されている。光路123を含む部分と、その光路123部分へ溶液を導入排出するための導入口112及び排出口113設けられている。光路123を含む部分はマイクロリットルレベルの微小空間になっており、光路123に沿って細長く形成されている。光路123の断面方向のサイズ(直径、最大径、最小径、平均径、断面積などで定義されてよい。)に比べ、光路123方向の長さが十分に長くとられている。これにより、流路111は微小体積でありながら、十分な吸光など対象測定対象物質と光とが十分に反応することを可能にしている。
導入口112から、測定対象物質131を含む溶液132を導入する。排出口113からは溶液132を、吸引や導入口112からの加圧により流路111から排出させることができる。流路111内の光路123の両端の外側には、光源121と受光器122が配置されている。図1では、これらは一例としていずれも発光ダイオード・フォトダイオードとして示されている。図1の本体110は非透明な物質で形成されている。これにより外部光を遮断することができる。一方、光源121から発せられた光を流路内に伝搬させるため、透明な入光窓124が配置されている。また入光窓124と光路123のある流路に対して反対側に、入光窓124と同様に透明材料で形成された出光窓125が配置されている。入光窓124と出光窓125は、溶液132が流路111の外に漏れないように、外側から流路111を封止しつつ、流路111外からの光を通過させて、流路111内に収容された溶液132中の測定対象物質131の吸光度等について、十分な精度で測定を行うことができる。
ある実施形態では、溶液の導入口と排出口は、流路における光路の入口端(一端)と出口端(他端)との位置に流体連結されてもよい。ある実施形態では、導入口と排出口とは、流路内の光路の両端に流体連結されてもよい。ある実施形態では、導入口と排出口は、流路にデッドスペースが実質的に形成されないように、又はデッドスペースの形成が回避されるように配置されていてもよい。このように導入口と排出口の配置によって、溶液導入時などで空気泡が流路内に形成され光学測定に影響することを実質的に回避することができる。
ある実施形態では、装置は、光源以外からの光が実質的に受光器で検出されることを妨げるように構成された遮蔽体を更に有していてもよい。
ある実施形態では、装置又は流路が遮蔽ボックス内に配置されてもよい。ある実施形態では、遮蔽機能を備えた流路部材であってもよい。
ある実施形態では、流路を形成する部材が遮蔽物質を含んでいてもよい。
ある実施形態では、光源は、複数のピーク波長を有していてもよい。ある実施形態では、光源は、2つ又は複数の光源を含んでいてもよい。複数の光源は、互いに異なる複数の波長又は複数の波長領域の電磁波又は光を発生させてもよい。ある実施形態では、複数の光源の少なくともその一つが他の光源に対して、ピーク波長(発光の光の範囲又はスペクトル分布の内、出力値が最も高い波長)が異なっていてもよい。ある実施形態では、一つのピーク波長(又は周波数)は、測定対象物質の吸光特性に特徴のある波長あるいはその近傍の波長(又は周波数)とし、他のピーク波長は、吸光特性の影響のない又は影響の少ない波長(又は周波数)としてもよい。ある実施形態では、光源は、それぞれ異なるピーク波長を有する複数の光源を有していてもよい。
図2に、2つの光源221a,221bを有する一つの実施形態に係る光学測定装置200を模式的に示す。筐体210に流路211が形成され、2つの光源221a,221bが固定されている。2つの光源221a,221bは、異なる波長又はピーク波長の光を発する。図2の光学測定装置200では、第一の光源221aは真っ直ぐに入光窓224を介して流路211に導入されるように構成されている。第二の光源221bからの光は、第一の光源221aから入光窓224までの光路上に設けられたハーフミラー226で屈折され、流路211内では、第一の光源221aからの光の光路223に沿って伝搬する。これにより、光源221a,221bからの光はいずれも、実質的に同一の光路223を伝搬し、溶液231と測定対象物質232と、実質的に同様の入射条件で反応する。反応後の光は、出光窓225を通り受光器222に入る。
図2では、一つの受光器222のみが配置されており、2つの光が同時刻に入光した場合の光の強度から、2つの波長での輝度をそれぞれ求めることは難しい。そこで、一例として、第一の光源221aと第二の光源221bとを、交互に発光させ、又は発光時間を重ならないようにして発光させてもよい(制御機構は不図示)。これにより、各発光時間内での受光器222の輝度測定により、それぞれの吸光度等を求めることができる。
ある実施形態では、装置は、複数の光源の内の1つの光源のみからの光を光路に導入するように構成されていてもよい。ある実施形態では、装置は、そのように光源を選択する光源制御機構を更に備えていてもよい。ある実施形態では、装置は、測定に使う光だけを通し、測定に使わない光を遮断する機構又は光源制御機構を有していてもよい。ある実施形態では、測定に使うピーク波長の発光を行う光源のみを駆動し、他の光源を駆動させない光源の駆動制御装置を有していてもよい。ある実施形態では、装置は、複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を有していてもよい。ある実施形態では、光源制御機構は、前記複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を含んでいてもよい。
ある実施形態では、装置は、更なる受光器(あるいは第二受光器、調整用受光器などと呼んでもよい。)を有していてもよい。調整用受光器は、光源の発光を観測又は測定して、光源の発光の制御のために用いることができる。そのような受光器は、光源が発する光の光路の外側に配置されてもよく、光源が発する光の一部を受光して計測するように構成されていてもよい。
ある実施形態では、装置は、調整用受光器から受光特性に関する情報(例えば受光の強度又は輝度)を受け取り、光源の発光を制御するコントローラ(制御器)を有していてもよい。コントローラは、光源の発光量を時間的に実質的に一定となるように制御してもよい。
ある実施形態では、装置は、流路内の溶液の温度を調節するように構成されていてもよい。ある実施形態では、装置は、流路内の溶液の温度を調節する温度制御器又は調整器を更に備えていてもよい。
ある実施形態では、流路内の温度は、装置の外部又はマイクロ流路を形成する部材の外側の温度を調節し又は一定に保つことで制御してもよい。装置又はマイクロ流路を形成する部材の雰囲気の温度を調節してもよく、それらに接する部位又はブロックの温度を調節してもよい。
温度センサによりマイクロ流路内又はマイクロ流路近傍の温度を測定してもよい。測定した温度情報(温度、温度の変化、複数の温度測定に基づく計算、など)を用いて、温度制御を行ってもよい。
ある実施形態では、装置はヒータを備えていてもよい。ヒータはマイクロ流路の近傍に配置されていてもよい。ヒータは、溶液の温度を制御するように構成されていてもよい。
ある実施形態では、流路を形成する部材は、流路内の溶液より高い熱容量を有していてもよい。溶液の周囲の部材の熱容量が十分に大きければ、溶液の温度は実質的に同部材の温度になる。
ある実施形態では、流路を形成する部材の全部又は少なくとも一部は、高い熱伝導率の材料で形成されていてもよく、例えば、銅、鉄、ステンレスなどの金属や合金で形成されていてもよい。
図3は、一つの実施形態に係る光学測定装置300を示す。図3の光学測定装置300は、各種制御機構を備えている。
図3の光学測定装置300は、光源321の発光量を測定する調整用受光器326を有している。図3では、光源321と調整用受光器326はフォトダイオードを有している。調整用受光器326は、光源321からほぼ光路323方向に対して横に出ていく光を受光するように配置されている。このような配置だと、調整用受光器326は、光路323への光を遮ることがなく、また制御用としては十分な光量を得ることができる。光源321は発光時間や発光により自身が発する熱などにより輝度又は発光強度が時間的に変化し得る。調整用受光器326は、光源321の発光量の時間的変化を捉えることができる。図3では、光源321のコントローラ327が配置され、調整用受光器326からの出力電流が一定となるように、光源321に流れる電流を調整する。
図3では、温度センサ342が流路311付近の筐体361の温度を測定することができる。さらに温度センサ342が流路311付近にヒータ341が設けられて、筐体361の一部を介して測定対象物質331を含む溶液332を加熱することができる。温度コントローラ343は、温度センサ342からの情報を受け取り、ヒータ341に対して必要な電力を送るように構成されている。
受光器322は、図3ではフォトダイオードを有している。受光器322の出力(電流)は、受光器出力回路329で、電圧に変換され、電圧値は演算回路(CPU)350に送られる。受光器322の出力から、受光器322が受けた光の強度を求めることができる。演算回路350は、受光器322の出力信号を、測定対象物質331がなかった場合の光の強度と比較して、吸光度等を求めることができる。演算回路350は、温度センサ342による溶液332の温度情報を取得し、この温度情報を基に吸光度計算の補正に用いることができる。
図3では、機械的構成は大きく3つに分かれている。すなわち、光源321、調整用受光器326、受光器322、温度センサ342、ヒータ341などを固定する本体310と、U字型の流路を構成する筐体(流路筐体)361と、導入口312と排出口313を確保するとともに、流路筐体361を本体310に精度よく固定するための固定部363との3つである。図3では、光窓324と出光窓325はいずれも、流路筐体361に固定されている。このように、本体310には、光源321等の光学システムや温度制御デバイスなど電気システムが固定されている。これに対し、生体材料や化学物質などを含む測定対象物質331や溶液332を通過させる流路筐体361と固定部362とは、本体310に対して着脱可能に構成されている。ある実施形態では、光路323と流路311との位置関係は吸光度等の測定に重要ではない。一方、ある実施形態では重要である。そのような場合に、図3に例示的に示された本体310と流路筐体361又はさらには固定部362は、嵌め合わせ363により、流路311と光路323との位置決め精度を高め、導入口312や排出口313の流路311への流体結合を確実にすることができる。
ある実施形態では、装置は、複数の流路を有していてもよい。各流路にはそれぞれ対応する光路が規定されていてもよい。
ある実施形態では、装置は、第一の流路と第二の流路を有し、第一の流路には第一の光路が含まれ又は規定され、第二の流路には第二の光路が含まれ又は規定されていてもよい。第一の光路及び第二の光路は、光源から発せられた光が伝搬する光路である。ある実施形態では、装置は、流路を通過した光を検出する第一の受光器と前記第二の流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含んでいてもよい。
ある実施形態では、光源は、複数の光源を含んでいてもよい。ある実施形態では、異なる光源のそれぞれが各流路に対応していてもよい。ある実施形態では、光源は第一の光源と第二の光源とを含み、光路は、第一の光源から発せられた光が伝搬する第一の光路と、第二の光源から発せられた光が伝搬する第二の光路とを含んでいてもよい。ある実施形態では、流路は、第一の光路に沿って伸びた第一の流路と第二の光路に沿って伸びた第二の流路とを含んでいてもよい。ある実施形態では、受光器は、第一の流路を通過した光を検出する第一の受光器と第二の流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含んでいてもよい。
ある実施形態では、第一の光源と第二の光源とは同一の光源であってもよい。同一の光源から発せられた光は、ビームスプリッタなどを用いて、第一の光路と第二の光路とにそれぞれ分岐されてもよい。
図3に示す流路筐体361では、光路322を含む流路部分は、貫通穴として形成されている。流路筐体361の側面に入光窓324と出光窓325が貼り付けられ、その貫通穴の両端をふさいでいる。このような透明な光窓は、流路に対して効率よく光が入射又は出射することを可能にするとともに、低コストな光学セルの製造を可能にする。
ある実施形態では、装置は、溶液を収容する容器を更に有していてもよい。容器は、流路に流体連結されていてもよい。装置は、容器に収容した容器を流路に送液するように構成されていてもよい。ある実施形態では、容器は、測定対象物質と混合される溶液を収容していてもよい。このような容器は、予め収容されている容器に対して、測定対象物質を含有する溶液を受け入れて、その内部でそれらを混合するように構成されていてもよい。容器は、さらに混合された溶液を流路に送液するように構成されていてもよい。
ある実施形態では、溶液を収容する容器は複数個の容器を含んでいてもよい。ある実施形態では、複数の流路のそれぞれに、溶液を収容する容器が流体連結されて配置されていてもよい。ある実施形態では、装置は、第一の流路に流体連結されるように構成された第一の容器と、第二の流路に流体連結されるように構成された第二の容器とを備えていてもよい。ある実施形態では、第一の容器と第二の容器との一方は、測定対象物質を導入するための導入口(容器導入口)を有していてもよい。ある実施形態では、第一の容器と第二の容器との少なくとも一方は、その内部で、既に収容している溶液(混合溶液)と導入された対象測定物質又は測定対象物質を含む溶液(原液又は原液の希釈液)とを混合するように構成されていてもよい。
ある実施形態では、装置は、測定対象物質を含む溶液と混合溶液とを混合させるための混合機構を有していてもよい。混合機構は、混合する容器を振るなど全体を動かす機構であってもよく、容器の一部又は全体を機械的に変形させる機構であってもよい。混合機構は、混合させる容器に対して直接的に又はその近傍に配置されていてもよい。混合機構は、流路であってもよい。混合機構としての流路は、複数の流路を有して構成されていてもよく、直線的に折曲がり又は曲線にカーブしていてもよく、直径や断面積又は断面形状が流れの方向に進むにつれ変化してもよい。
ある実施形態では、装置は複数の流路を有し、少なくとも一つの流路が、測定対象となる溶液を収容する流路であり、他の少なくとも一つの流路が、基準となる測定を行うための流路、あるいは基準測定用流路を有していてもよい。ある実施形態では、装置は、基準測定用光路の少なくとも一部を含み、基準測定用光路に沿って伸びた基準測定用流路を更に有していてもよい。ある実施形態では、基準測定用流路は、密封されていてもよい。ある実施形態では、基準測定用流路は、導入口と排出口とを備えていてもよい。
ある実施形態では、装置は、発光器から発せられた光を、基準測定用流路内の基準測定用光路に沿って伝搬させ、受光器で受光するように構成された基準測定用光学系を更に有していてもよい。基準測定用光学系は、ビームスプリッタを含んでいてもよい。
ある実施形態では、基準測定用流路内の基準測定用光路に沿って光を伝搬させるための基準測定用光源と、光源から発せられ、基準測定用光路に沿って基準測定用流路内を伝搬した光を検出する基準測定用受光器とを有していてもよい。ある実施形態では、装置は、測定用のメイン光学系とは別に、基準測定用に光源と受光器とを備えていてもよい。
ある実施形態では、基準測定用流路内に基準液が既に充填されていてもよい。
ある実施形態では、基準液は、測定対象物質の測定のために例えば精製水であってもよい。ある実施形態では、基準測定用流路は空気で充満されていてもよい。ある実施形態では、精製水と発光物質(例えばBCP)溶液との混合液であってもよい。基準液はその他の溶液であってもよい。
ある実施形態では、基準液は装置の出荷時又は出荷前に基準測定用流路内に充填されていてもよい。ある実施形態では、基準液は装置内の基準液容器に格納され、必要なタイミングで溶液と混合されるように構成されていてもよい。
ある実施形態では、基準測定用流路は、流路と実質的に同様の構成を有していてもよい。これにより、例えば、基準測定の精度を上げることができる。基準測定用流路で基準液に対して、対象物質に対する測定と実質的に同様の光学測定を行うことで、吸光度測定の較正を比較的精度よく行うことができる。
ある実施形態では、測定対象物質に対して発色物質(以下、指示薬、発色試薬、呈色試薬、吸光指標物質を含む。)を結合させてもよい。ある実施形態では、この発色物質の吸光度(又は吸光に関連する光学特性やその変化)を測定し、同吸光度等から測定対象物質の濃度を特定してもよい。ある実施形態では、色素結合法を用いてもよい。
ある実施形態では、装置は、発色物質を含む発色物質容器を有してもよい。ある実施形態では、装置は、測定対象物質の導入口を有して、当該導入口から導入された測定対象物質と発色物質とを混合する機構を有していてもよい。ある実施形態では、装置は、測定対象物質と発色物質との混合液を流路に送液する機構を有していてもよい。
ある実施形態では、測定対象物質はアルブミンを含んでいてもよい。測定対象に含まれるアルブミンは血液中のアルブミンであってもよく、唾液や涙液のアルブミンであってもよい。ある実施形態では、発色物質は、メチルバイオレット、リトマス、プロモクレゾールグリーンでもよく、メチルオレンジ、ブロモクレゾルパープル、フェノールレッドであってもよい。発色物質として、他の例では、でんぷんに反応するヨウ素、アミンやアミノ酸に反応するニンヒドリン、塩化物イオンに反応する硝酸銀などであってもよい。発色物質は上記の例に限定されない。
ある実施形態では、測定対象物質又は測定対象物質を含む溶液に酸化剤を混合するように構成されていてもよい。例えば、涙液に酸化剤を混合してもよい。ある実施形態では、装置は、酸化剤を収容する酸化剤容器を有していてもよい。酸化型と還元型が存在する生体分子は、発色物質などの修飾の特性がタイプ間で異なる場合がある。そのため、例示的に、発色物質などを結合させる前に酸化させておくことにより、発色物質との結合量を増やし、また生体分子間や測定間での測定誤差を少なくすることができる。
図4に、一つの実施形態に係る光学測定装置400を示す。図4に示す光学測定装置400は、光路423a,423bが規定された2つの流路411a,411bと、測定対象物質431を含む原液432に混合する溶液(混合溶液,測定用溶液)と、測定用溶液434を混ぜるための容器462と、混合機構463(詳細は不図示)とを備えている。
装置400の流路系を形成する流路部材460は、導入口461を有している。この導入口461から、原液すなわち測定対象物質431を含む溶液432を導入する。溶液の逆流や漏れ、不純物の溶液又は流路への侵入を防ぐために、導入口461に開閉可能な密閉蓋466が接続されている。
流路部材460は、混合用容器462を有しており、測定対象物質431に結合する性質を有する発色物質433を含む測定用溶液434が予め収容されている。導入された原液432はこの混合用容器462に導入され、測定対象物質431に発色物質433が結合又は付着する。混合用容器462には混合機構463(詳細は不図示)が備えられている。この混合機構463が、混合用容器462上部の弾性膜を上下に押し、その結果混合用容器462の容積が変化し又は形状が変わる。これにより例示的には、導入された測定対象物質431と発色物質433との間の結合等の反応を促進し均一に行うことができる。混合により発色物質433が結合した測定対象物質431を含む溶液が第一のマイクロ流路411aにその一端から導入される。
測定対象物質431測定用のマイクロ流路411aは、その他端で、貯水容器464に流体連結されている。例えば押圧により容器462から流路411aを通った溶液は、十分にマイクロ流路411aを充満した後、逃げ場が必要である。貯蓄容器464はその機能を有していてもよい。また、溶液は流路411aを一方向のみでなく、往復移動する際にも、十分な容積を持つ貯水容器464は有効である。図4の貯水容器464には流体部材460又は装置400の外部に通じる空気孔465を有していて、溶液の移動に応じて空気孔から大気を出入りさせ、スムーズな流路411a内の溶液の移動を可能にしている。
一方、第二のマイクロ流路411bは、基準測定用の流路である。第二のマイクロ流路411bの空間は、入光窓424と出光窓425との間で封止されている。封止された空間には、基準測定用溶液(測定液)435が予め充填されている。図4の基準測定用溶液435は、容器462に予め充填されていた測定用溶液434と同じ溶液である。
装置400は、本体410に固定された1つの光源421を有し、その光量は調整用受光器426を用いて制御されている。光源421から発せられた光は、2つの流路411a,411bのそれぞれの光路423a,423bに導くため、まずビームスプリッタ427により2つに分離される。一つはそのまま直進し、入光窓424を通過してマイクロ流路411a内を光路423aに沿って進む。他方の光は、更にミラー428で屈折して、入光窓424を通過してマイクロ流路411b内を光路423bに沿って進む。
マイクロ流路411a,411bの他端には、それぞれ受光器422a,422bが本体410に固定されて配置され、出てきた光の強度を測定することができる。マイクロ流路411a,411bの内部の形状、寸法や内壁の性質は実質的に同じであり、それぞれの流路411a,411bを占める内部の溶液も同じである。したがって、受光器422aでの強度と受光器422bでの強度との差を求めることにより、溶液や流路の壁による測定誤差を算術的に取り除き、測定時に第一のマイクロ流路411a内にあった発色物質433に該当する吸光度等をより正確に求めることができる。
図5のように、流路系を含む流路部材460は、光学系を含む本体410に対して着脱可能に取り付けられる。ある実施形態では、流路部材460内のマイクロ流路411a,411bに対して、光学系の光路423a,423bが比較的高い位置決め精度で位置決めされるように構成されている。
ある実施形態では、吸光度測定装置は、複数の吸光度測定デバイスを含んでいてもよく、他の測定方法の装置と組み合われてもよく、他の測定デバイス又は測定装置と接続又は組み合わせられるように構成されていてもよく、組み合わされたシステムであってもよい。
図6に、一つの実施形態に係る光学測定装置600の構成のブロック図を示す。測定対象物質を含む溶液を導入口601から装置に導入し、発色物質の入った容器602内で発色物質の溶液と混合する。図7ではこれらをよりよく混合するために、混合部603が設けられている。混合部603により測定対象物質と発色物質とは十分に反応して結合することができる。発色物質が結合した対象物質を含む溶液は測定光路604に送られる。測定光路604では、実質的に発色物質に対して光学測定が行われる。
ある実施形態では、測定装置は、装置に導入された測定対象物質又は測定対象物質を含む溶液(原液やその希釈液などを含む)に対して前処理を行うための、前処理溶液や、前処理溶液を収容する容器を有していてもよい。ある実施形態では、測定装置は複数の測定光路を有してもよい。ある実施形態では、測定装置は少なくとも2つの測定光路を有し、その2つの測定光路の1つは、本測定用の光路として用い、もう1つの測定光路は比較用又はベースライン(又はバックグラウンド)を測定するために用いてもよい。
図7に、一つの実施形態に係る測定装置700の構成のブロック図を示す。測定対象物質を含む溶液を導入口701から装置に導入し、前処理溶液の入った容器705に送られる。同容器内で、測定対象物質は前処理溶液と混合される。図7ではよりよく混合するために、第一の混合部706が設けられている。第一の混合部706により測定対象物質と前処理溶液とは十分に結合することができる。ある実施形態では、前処理溶液は酸化剤であってもよい。次に、前処理された測定対象物質を含む溶液は、発色物質と反応される流路と、発色物質と反応することのない流路とに分流される。
分流された一方の溶液は、発色物質溶液が入った容器702に導入され、そこで前処理後の測定対象物質と発色物質の溶液とが混合される。図7ではこれらをよりよく混合するために、第二の混合部703が設けられている。第二の混合部703により測定対象物質と発色物質とは十分に反応して結合することができる。発色物質が結合した対象物質を含む溶液は第一の測定光路704に送られる。第一の測定光路704では、実質的に発色物質に対して光学測定が行われる。
分流された他方の溶液は、発色物質と結合されることなく、第二の測定光路707に送られる。第二の測定光路707では、実質的には、発色物質の影響なく、前処理溶液による光学的影響を測定することができる。言い換えれば、第二の測定光路707では、ベースラインが測定される。
第一の測定光路704での本測定で得られた情報と第二の測定光路707のベースライン測定で得られた情報との差を、実質的な発色物質に対する光学測定結果とすることができる。
図7に示すような測定装置700は、送液が導入口から測定光路に向かって一方向で行われる。したがって、例示的に、送液機構が単純化されその分装置を小型化することができる。また例示的に、導入口からポンプなどで押して流路を一方方向に送液することで、すなわち陽圧下で送液することで、泡や気泡の発生を防ぐこともできる。
図8に、一つの実施形態に係る測定装置800の構成のブロック図を示す。測定対象物質を含む溶液を導入口801から装置に導入し、前処理溶液の入った容器805に送られる。同容器内で、測定対象物質は前処理溶液と混合される。図8ではよりよく混合するために、第一の混合部806が設けられている。第一の混合部806により測定対象物質と前処理溶液とは十分に結合することができる。ある実施形態では、前処理溶液は酸化剤であってもよい。次に、前処理された測定対象物質を含む溶液に対して、測定光路804で光学測定が行われる。これによりベースラインの測定が行われる。
その後、溶液は発色物質溶液が入った容器802に導入され、そこで前処理後の測定対象物質と発色物質の溶液とが混合される。図8ではこれらをよりよく混合するために、第二の混合部803が設けられている。第二の混合部803により測定対象物質と発色物質とは十分に反応して結合することができる。発色物質が結合した対象物質を含む溶液は再び測定光路804に送られる。測定光路804では、実質的に発色物質に対して光学測定が行われる。測定光路804では、実質的に発色物質に対して光学測定が行われる。これにより本測定が行われる。
そして、最初に行われたベースライン測定で得られた情報と次に行われたベースライン測定で得られた情報との差を、実質的な発色物質に対する光学測定結果とすることができる。
図8で示すような測定装置は、2つの光学測定を1つの光路で行うことができる。したがって、例示的に、測定光路の数を減らすことができ、その分装置を小型化することができ、部品点数を減らせることで低コスト化することができる。
図9に、一つの実施形態に係る測定装置900の光学系と流路系とを模式的に示す斜視図を示す。筐体、混合機構や送液機構などの機械部品、制御系などは図示されていない。図9に示す測定装置900は、3つの測定光路を含む流路911a,911b,911cを有し、それぞれ本測定用、緩衝液測定用、基準測定用に用いられる。測定対象物質と混合又は反応される、2種の溶液、すなわち前処理用の溶液と発色物質の溶液が流路を挟んで用意されている。すなわち、前処理用溶液を含む溶液が入った容器931a,931b,931cがそれぞれ流路911a,911b,911cの上流側に配置され、発色物質を含む溶液が入った容器941a,941b,941cがそれぞれ流路911a,911b,911cの下流側に配置されている。2つの光源921a,921bが配置され、それぞれから発せられた光は、流路911a,911b,911cを通過し、それぞれの流路の反対側配置された受光器922a,922b,922cで受光される。
まず本測定用の流路911aについて説明する。測定対象物質を含む溶液(又はその希釈液など、原液)が導入口912から装置900に導入される。導入された測定対象物質を含む溶液は、前処理液が入った容器931aに入り、混合され、前処理が行われる。前処理後の溶液は測定用流路911aに導入され、光路が規定される流路部分911aを充填する。その後、2つの光源921a,921bから出る2つの波長領域で測定される。ある時点では1つの光源からの光が流路を通過するように、順番に又は交互に光源を点灯してもよい。
前処理後の溶液の測定が完了した後、溶液は押されて、発色物質の溶液が入った容器941a内に導入される。測定物質と発色物質とが結合する。溶液が押し出された際の圧力は、空気ベント913を通じて外部に逃がすことができる。測定物質と発色物質とが十分に結合したら、溶液を逆方向に送り、再び流路911a内に導入する。そして、発色物質に対して測定を行う。
次に、緩衝液測定用流路911bと基準液測定用流路911cについて説明する。いずれにも、測定対象物質は導入されない。緩衝液容器932b、基準液溶液932cに入った溶液は、それぞれ前処理液が入った容器931b,931cに導入され混合され、前処理が行われる。
緩衝液溶液は、測定対象物質を含まない溶液である。これにより濃度ゼロに対応する測定を行うことができる。
基準測定用の溶液は、測定対象物質と同じ又は同等の物質を既知の濃度で含む溶液である。ある実施形態では、本測定で想定されている測定対象物質の濃度領域に対応する濃度の測定対象物質が基準測定用溶液に含まれていてもよい。ある実施形態では、本測定で想定されている測定対象物質の濃度領域と十分に異なる濃度の測定対象物質が基準測定用溶液に含まれていてもよい。
その後は、本測定用流路の動作と同様である。すなわち、前処理後の溶液は、それぞれ測定用流路911b,911cに導入され、光路が規定される流路部分911b,911cを充填する。その後、2つの光源921a,921bから出る2つの波長領域で測定が行われる。前処理後の溶液の測定が完了した後、溶液は押されて、発色物質の溶液が入った容器941b,941c内に導入される。測定物質と発色物質とが結合する。溶液が押し出された際の圧力は、空気ベント913を通じて外部に逃がすことができる。測定用流路での、測定物質と発色物質とが結合と同様の時間経過後に、溶液を逆方向に送り、再び流路911b,911c内に導入する。そして、同様の光学測定を行う。
これらの6つの測定から得られた測定結果(情報)は以下のように計算して、求めたい発色物質の濃度を計算することができる。
各流路において、前処理後の測定(ベースライン測定)は、ベースラインを与える。発色物質が結合した対象物質の測定(本測定)で得られる情報は、求めたい発色物質の情報とベースラインに基づく情報の和である。したがって、求めたい物質の測定情報は、本測定から得られる情報からベースライン測定で得られる情報を差し引いた情報である。
ベースラインの測定値がV1であり、本測定の測定値がV2である場合に、これの差をとってもよい。
すなわち、
ΔV=V2-V1
すなわち、
ΔV=V2-V1
このΔVについての、緩衝液流路911bでの測定値からの値ΔVb(又はΔV0)は、対象物質の濃度ゼロ(C=0又はC0)に相当する。緩衝液流路911cでの測定値からの値ΔVc(又はΔVref)は、対象物質の基準濃度(C=Cref)に相当する。これらの4つの値、{ΔV0,C0}{ΔVref,Cref}は、{測定値V(又はΔV),濃度C}空間上の2点に対応するので、{測定値V,濃度C}の関係は、この2点を通る直線、又はその他の1対1対応する曲線により表すことができる。この関係に基づいて、流路911aでの測定値ΔVa(ΔVT)から、求めるべき発色物質の流路911a内の濃度(CT)を求めることができる。図10を参照。
本開示によれば、マイクロ流路をベースにして、数センチメートルx数センチメートル以下のフットプリント(又は占有面積、デバイスサイズであってもよい。)を有する光学測定装置(GA値測定装置など)を製造することができる。フットプリントは、25cm2,20cm2,16cm2,15cm2,12cm2,10cm2,9cm2,8cm2,6cm2,4cm2などの値以下又は未満であってもよい。
図9の測定装置の受光器922a,922b,922cはダイオードであり、出力は電流である。したがって、測定値は電流値であってもよい。ダイオードの場合、電流値は入力光の強度に比例又は関連している。あるいは、ダイオードの直接の出力である電流値から電圧値に変換し、電圧値を測定値としてもよい。測定値は、受光器の出力に関連している値であればよく、上記の例に限定されない。
測定物質は、無機物質であってもよく、有機物質であってもよい。ある実施形態では、測定対象物質は生体分子であってもよい。ある実施形態では、測定対象物質は体液に含まれるタンパク質であってもよい。ある実施形態では、測定対象物質を含む溶液(又は希釈液、原液)は、体液であってもよい。「体液」は、血液、血清、血漿、リンパ液であってもよく、組織間液、細胞間液、間質液などの組織液であってもよく、体腔液、漿膜腔液、胸水、腹水、心嚢液、脳脊髄液(髄液)、関節液(滑液)、眼房水(房水)であってもよい。体液は、唾液、胃液、胆汁、膵液、腸液などの消化液であってもよく、汗、涙、鼻水、尿、精液、膣液、羊水、乳汁であってもよい。体液は、動物の体液であってもよく、ヒトの体液であってもよい。「体液」は溶液であってもよい。溶液は、測定対象物質を含む、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)やN-トリス(ヒドロキシメチル)メチル-2-アミノエタンスルホン酸緩衝液(TES)などの緩衝液を含んでいてもよい。溶液は測定対象物質が含まれていれば特に限定されるものではない。
溶液は、測定対象物質を含んでいてもよい。例えば、溶液は涙であって、測定対象物質は涙中に含まれるアルブミン又はグリコアルブミンであってもよい。あるいは、測定対象物は、血液又は血清中のアルブミン、グリコアルブミン、ヘモグロビン、グリコヘモグロビンであってもよく、間質液中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよく、涙中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよく、尿中のアルブミン、グリコアルブミンなどであってもよい。
ある実施形態では、測定対象物質はアルブミンであって、原液は涙液又は唾液であってもよい。ある実施形態では、前処理液は酸化剤であってもよい。ある実施形態では、発色物質はBCP(ブロモクレゾルパープル)であってもよい。ある実施形態では、光源921a,921bの波長は、600nmと660nmあるいはそれぞれその近傍の波長であってもよい。
ある実施形態では、測定装置は、本測定用流路系、緩衝液測定用流路系、基準液測定用流路系からなるユニットを一つの測定ユニットとして、複数の測定ユニットを有していてもよい。ある実施形態では、複数の測定ユニットは同様又は類似した測定を、複数回同時に、同期して、時間を変えて、又は非同期に行ってもよい。ある実施形態では、複数の測定ユニットの内の少なくとも2つは、異なる測定を行ってもよい。
図11は、一つの実施形態に係る測定装置1000の光学系と流路系とを模式的に示す斜視図を示す。筐体、混合機構や送液機構などの機械部品、制御系などは図示されていない。図11に示す測定装置は、2つの測定ユニット1010,1050を有している。
測定ユニット1010は、図9と同様の測定ユニットである。すなわち図11に示す測定ユニット1010は、測定光路を含む流路1011a,1011b,1011cを有し、それぞれ本測定用、緩衝液測定用、基準液測定用に用いられる。測定対象物質と混合又は反応される、2種の溶液、すなわち前処理用の溶液と発色物質の溶液が流路を挟んで用意されている。すなわち、流路1011a,1011b,1011cの上流側には、前処理用溶液を含む溶液が入った容器1031a,1031b,1031cと、緩衝液が入った緩衝液用容器1032b及び基準液が入った基準液基準液用溶液1032cとが、それぞれの流路に対応して配置されている。流路1011a,1011b,1011cの下流側には、収納発色物質を含む溶液が入った容器1041a,1041b,1041cがそれぞれの流路に対応して配置されている。2つの光源1021a,1021bが配置され、それぞれから発せられた光は、流路1011a,1011b,1011cを通過し、それぞれの流路の反対側配置された受光器1022a,1022b,1022cで受光される。
一方、図11のもう一方の測定ユニット1050は、対象物質に結合させた発色物質の光学特性を測定するものではない。すなわち、測定ユニット1050では、測定光路を含む流路1061a,1061b,1061cを有し、それぞれ本測定用、緩衝液測定用、基準測定用に用いられ、流路の前後に、第一処理と第二処理のための溶液が配置されている。すなわち、流路1061a,1061b,1061cの上流側には、第一処理用溶液を含む溶液が入った容器1081a,1081b,1081cと、緩衝液が入った緩衝液用容器1082b及び基準液が入った基準液基準液用溶液1082cとが、それぞれの流路に対応して配置されている。流路1061a,1061b,1061cの下流側には、第二処理用溶液が入った容器1091a,1091b,1091cがそれぞれの流路に対応して配置されている。2つの光源1071a,1071bが配置され、それぞれから発せられた光は、流路1061a,1061b,1061cを通過し、それぞれの流路の反対側配置された受光器1072a,1072b,1072cで受光される。
導入口1012から導入された原液は、測定ユニット1010の本測定流路1011aの流路系と、測定ユニット1050の本測定流路1061aの流路系とに分流される。その際に発生する流路内の圧力は空気ベント1013から逃すことができる。
測定ユニット1050では、第一処理用溶液を含む溶液が入った容器1081a,1081b,1081cがそれぞれ流路1061a,1061b,1061cの上流側に配置され、第一処理用溶液を含む溶液が入った容器1091a,1091b,1091cがそれぞれ流路1061a,1061b,1061cの下流側に配置されている。2つの光源1071a,1071bが配置され、それぞれから発せられた光は、流路1061a,1061b,1061cを通過し、それぞれの流路の反対側配置された受光器1072a,1072b,1072cで受光される。
図11に示す測定ユニット1010,1050の操作は、図9の測定装置と同様又は似た方法で行ってもよい。
図11の測定装置は、例えばGA値測定装置であってもよい。測定ユニット1010は、アルブミンの濃度を測る装置として用いることができる。測定ユニット1050は、グリコアルブミンの濃度を測る装置として用いることができる。グリコアルブミン濃度をアルブミン濃度で割ることでGA値を求めることができる。
測定ユニット1010の前処理液の容器1031a,1031b,1031cには、前処理溶液として酸化剤が収容されていてもよい。測定ユニット1010の発色物質用の容器1041a,1041b,1041cには、発色物質としてBCPが収容されていてもよい。そして、緩衝液用溶液の容器1031bには所定の緩衝液を収容し、基準液用の溶液1031cには、既知の濃度のアルブミンを含む溶液を収容してもよい。例えば上記の構成で、測定ユニット1010を用いて、原液内の測定対象物質としてのアルブミンの濃度を、光学測定から導くことができる。
測定ユニット1050の第一処理液用の容器1081a,1081b,1081cには、ケトンアミンオキシダーゼとペルオキシダーゼ(HRP)が収容されていてもよい。第二処理液用の容器1091a,1091b,1091cにはプロテアーゼが収容されていてもよい。そして、緩衝液用溶液の容器1031bには所定の緩衝液を収容し、基準液用の溶液1031cには、既知の濃度のグリコアルブミンを含む溶液を収容してもよい。
一例として、アルブミンの濃度は以下のように求めることができる。図11の緩衝液用容器1032bの緩衝液は、発色物質用容器1041bのBCPと混合される。その後、緩衝液用流路1011bで測定された吸光度が、ゼロ基準となる吸光度の出力(光ダイオード1022b)の出力電流又はそれが変換された電圧として出力される。基準液用容器1032cの基準液としては、一例として、20%GAのアルブミン80mg/dLなどを用いて、標準的な涙のアルブミン濃度の吸光度を測定する。本測定用の流路1011aでは、測定対象となる未知の濃度のアルブミンを含む溶液(例えば涙液)をBCPと反応させて、吸光度を測定する。これらの測定値から、装置に導入された溶液中の測定対象となるアルブミンの濃度を求めることができる。
一方、グリコアルブミン(GA)の濃度は、上記アルブミンの濃度と同様に測定流路1061a,1061b,1061cで測定する吸光度から求めることができる。例えば、基準液において、20%GAのアルブミン80mg/dLに含まれるフルクトシルリジンは既知である(例えば、5μMと分かっている)。したがって、最終的にはGAの濃度を求めることができる。
ケトアミンオキシダーゼは、デヒドロゲナーゼであってもよく、キナーゼであってもよく、オキシダーゼであってもよい。ケトアミンオキシダーゼは、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(FAOD)、フルクトシルペプチドオキシダーゼ、フルクトシルバリルヒスチジンオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼ、アマドリアーゼ、フルクトシルアミンデグリカーゼやそれらの改変型であってもよい。
ある実施形態では、ケトアミンオキシダーゼは、ε-アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに作用するオキシダーゼであってもよい。アミノ酸は、リジンであってもよい。ε-アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに選択的に作用するオキシダーゼを用いることで、グリコアルブミンセンサを構成することができる。
ある実施形態では、ケトアミンオキシダーゼは、α-アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに作用するオキシダーゼであってもよい。アミノ酸は、バリンであってもよい。α-アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに作用するオキシダーゼを用いることで、糖化ヘモグロビンセンサ又は糖化ヘモグロビンA1c(HbA1c)センサを構成することができる。
「プロテアーゼ」は一般に、タンパク質やポリペプチドを加水分解して異化する、ペプチド結合加水分解酵素の総称である。プロテアーゼは、タンパク質をペプチド断片に分解する酵素であってもよい。タンパク質が糖化されたアミノ酸残基を含む場合、プロテアーゼの作用に生じたペプチド断片には、糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド断片と、全く糖化されていないペプチド断片が存在し得る。
「プロテアーゼ」は、動物由来のプロテアーゼであってもよく、植物由来のプロテアーゼであってもよく、微生物由来のプロテアーゼであってもよい。プロテアーゼは、エキソペプチダーゼであってもよく、エンドペプチダーゼであってもよい。プロテアーゼは、アスパルティックプロテアーゼ、金属プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、又はチオールプロテアーゼであってもよい。
「プロテアーゼ」は、複数のタイプ又は種類のプロテアーゼを含んでいてもよく、一つのタイプ又は種類のプロテアーゼを含んでいてもよい。例えばプロテアーゼは、プロテイナーゼとペプチダーゼとの一方を含んでいてもよく、両方を含んでいてもよい。複数のプロテアーゼを混合することで、分解効率を上げられる場合がある。
動物由来のプロテアーゼは、トリプシン、キモトリプシン、エラスターゼ、牛膵臓プロテアーゼ、カテプシン、カルパイン、プロテアーゼタイプ-I、プロテアーゼタイプ-XX、アミノペプチダーゼN、カルボキシペプチダーゼ、パンクレアチン(プロテアーゼやアミラーゼなど複数の酵素の混合物)などであってもよい。
植物由来のプロテアーゼは、パパイン、ブロメライン、ジンギパイン、カリクレイン、フィシン、キモパパインなどであってもよい。
微生物由来のプロテアーゼは、バチルス(Bacillus)由来プロテアーゼ、アスペルギルス(Aspergillus)由来プロテアーゼ、ペニシリウム(Penicillium)由来プロテアーゼ、ストレプトマイセス(Streptomyces)由来プロテアーゼ、リソバクター(Lysobacter)由来プロテアーゼ、酵母(Yeast)由来プロテアーゼ、トリチラチウム(Tritirachium)由来プロテアーゼ、サーマス(Thermus)由来プロテアーゼ、シュードモナス(Pseudomonas)由来プロテアーゼ、アクロモバクター(Achromobacter)由来プロテアーゼなどであってもよい。
図11に示す測定装置は、光学測定に基づくGA値測定装置として用いることができる。本開示によれば、マイクロ流路をベースにして、数センチメートルx数センチメートル以下のフットプリントを有するGA値測定装置を製造することができる。フットプリントは、25cm2,20cm2,16cm2,15cm2,12cm2,10cm2,9cm2,8cm2,6cm2,4cm2などの値以下又は未満であってもよい。
ある実施形態では、測定装置はタンパク質の測定デバイス又は装置であってもよい。ある実施形態では、測定装置はアルブミン測定デバイス又は装置であってもよい。
本開示はGA値測定システムを含む。ある実施形態に係るGA値測定システムは、アルブミン測定デバイスと、糖化アルブミン測定デバイスとを含んでいてもよい。アルブミン測定デバイスは、本開示の吸光度測定器を含んでいてもよく、吸光度測定器に接続されるように構成されていてもよい。ある実施形態では、GA値測定システムは、アルブミン測定デバイスを用いて溶液中のアルブミン濃度を測定し、糖化アルブミン測定デバイスを用いて糖化アルブミン濃度を測定し、得られたアルブミン濃度と糖化アルブミン濃度からGA値を計算してもよい。ある実施形態では、GA値測定システムは、得られたアルブミン濃度と糖化アルブミン濃度からGA値を計算する演算処理部を有していてもよい。
ある実施形態では、GA値測定システムは、涙液のアルブミン濃度と糖化アルブミン濃度とを求めるように構成されていてもよい。
本開示は、血糖値管理システム又は健康管理システムを含む。ある実施形態では、血糖値管理システムなどは、GA値測定システムを有していてもよい。ある実施形態では、検討管理システムは、CGM(持続血糖測定、Continuous Glucose Monitoring)装置又はシステムなどの検査システムを含んでいてもよい。
ある実施形態では、血糖値管理システムは、GA値測定システムに接続されるように構成されていてもよい。
2.測定方法
本開示のある実施形態では、溶液中の物質の濃度を吸光光度法などの光学的方法を用いて測定する方法が提供される。本開示の測定器を使った測定方法について、非限定的又は例示的に説明する。
本開示のある実施形態では、溶液中の物質の濃度を吸光光度法などの光学的方法を用いて測定する方法が提供される。本開示の測定器を使った測定方法について、非限定的又は例示的に説明する。
図12に、一つの実施形態に係る本開示に係る測定方法のステップを示すフローチャートを示す。まず、本開示に係る、溶液中の物質の濃度を吸光光度法により測定する装置(吸光度測定装置と呼んでもよい。)を用意、準備などする(S101)。ある実施形態では、吸光度測定装置は、少なくとも光路の一部分において流路はマイクロ流路を形成している。
測定対象物質を含む原溶液を用意又は準備する(S102)。ある実施形態では、測定対象物質を用意してもよい。測定対象物質を含む溶液は、取得した時点での状態で計測又は測定に用いられてもよく、装置への導入の前に希釈や溶液の交換等の処理を行ってもよい。
ある実施形態では、測定対象物質は、生体分子等の生物的な物質であってもよく、化学的な物質であってもよく、それらの混合物であってもよい。測定対象物質は、生体内に存在するタンパク分子であってもよい。測定対象物質は、アルブミンであってもよい。測定対象物質を含む原溶液は涙液又は唾液その他の体液であってもよい。測定対象物質は、涙液又は唾液内に含まれるアルブミンであってもよい。
測定対象物質を含む原溶液を用意することは、ヒトその他の動物の涙液又は唾液を取得することを含んでいてもよい。
図12では、測定対象物質の用意や測定対象物質を含む溶液(原溶液)の用意(S102)は、装置の用意(S101)の次に記載されているが、ある実施形態では、この順番が逆でもよく、ある実施形態では同じタイミングでもよく、ある実施形態では順番については全く決められていなくてもよい。
次に、測定対象物質を含む原溶液を、吸光度測定装置のマイクロ流路に導入する(S103)。ある実施形態では、取得した溶液をそのまま処理をせず、吸光度測定装置に導入してもよい。ある実施形態では、取得後に溶液に対して、希釈、他の溶液の混合、物理的フィルター、温度処理、化学的処理、電気化学的処理、電磁波的処理その他の処理を行ってもよい。溶液に対する処理は、吸光度測定装置に導入する前におこなってもよく、吸光度測定装置に導入後に行ってもよく、測定前に行ってもよく、測定中に行ってもよく、複数の測定の間で行ってもよい。ある実施形態では、複数のタイミングで、同一、同種又は異種の処理を行ってもよい。
吸光度測定装置を用いて、マイクロ流路に導入された測定対象物質の吸光度を計測又は測定する(S104)。
吸光光度から測定対象物質のマイクロ流路内の濃度を求めることができる(S105)。マイクロ流内の濃度と、マイクロ流路導入前の濃度とが実質的に同一又は実質的に同一であれば、測定により直接的に求められた濃度が、求めるべき原溶液内の測定対象物質濃度である。それらの濃度間に関係があれば、その関係に基づいて、測定濃度から原溶液内の測定対象物質濃度を求めてもよい。当該関係は、測定前に別の測定により予め確認してもよい。
ある実施形態では、マイクロ流内の測定対象物質の吸光度を求め、求められた吸光度から測定対象物質の原溶液中の濃度を換算その他の方法で求めてよい。ある実施形態では、マイクロ流内の測定対象物質の吸光度を値として計算することなく、受光器の出力に基づいて、測定対象物質の原溶液中の濃度を求めてもよい。
ある実施形態では、発色物質を用いてもよい。ある実施形態では、発色物質を、濃度を求めたい測定対象物質に結合させ、測定対象物質に結合した発色物質の吸光度を測定してもよい。
図13に、一つの実施形態に係る本開示に係る測定方法のステップを示すフローチャートを示す。本開示に係る、溶液中の物質の濃度を吸光光度法により測定する装置(吸光度測定装置と呼んでもよい。)を用意、準備などする(S201)。
測定対象物質を含む原溶液を用意又は準備する(S202)。図13は、測定対象物質の用意や測定対象物質を含む溶液(原溶液)の用意(S202)は、装置の用意(S101)の次に記載されているが、ある実施形態では、この順番が逆でもよく、ある実施形態では同じタイミングでもよく、ある実施形態では、順番については全く決められていなくてもよい。
測定対象物質に発色物質を結合させる(S203)。ある実施形態では、束帯対象物質を含む溶液と、発色物質を含む溶液とを混合させてもよい。
測定用溶液を、装置のマイクロ流路に導入する(S204)。測定対象物質に発色物質を結合させることは、測定溶液を装置導入する前に行ってもよく、測定溶液を装置に導入後、装置内で行ってもよく、他のタイミングで行ってもよい。
吸光光度法を用いてマイクロ流路内の発色物質の吸光度を計測する(S205)。
計測された発色物質の吸光度から、測定対象物質の測定用溶液中の濃度を求める(S206)。ある実施形態では、マイクロ流内の発色物質の吸光度を求め、求められた吸光度から測定対象物質の原溶液中の濃度を換算その他の方法で求めてよい。ある実施形態では、マイクロ流内の発色物質の吸光度を値として計算することなく、受光器の出力に基づいて、測定対象物質の原溶液中の濃度を求めてもよい。ある実施形態では、求められた測定中の濃度から、対応する原溶液中の前記測定対象物質の濃度を換算して求めてもよい。ある実施形態では、測定方法は、色素結合法によるタンパク質の分析であってもよく、色素結合法によるタンパク質の濃度測定であってもよい。
ある実施形態では、測定対象物質はアルブミンであり又は含み、アルブミンの原溶液内の濃度を測定により求めてもよい。ある実施形態では、発色物質はブロモクレゾルパープルであり又は含んでいてもよい。ブロモクレゾルパープル又はその溶液とアルブミンを含む原溶液とを混合してもよい。この混合により、ブロモクレゾルパープルが結合した前記アルブミンを含む溶液を測定溶液として準備することができる。ある実施形態では、吸光光度法を用いてマイクロ流路内のブロモクレゾルパープルの吸光度を計測してもよい。ある実施形態では、計測されたブロモクレゾルパープルの吸光度から、測定用溶液中の前記アルブミンの濃度を求めてもよい。
ある実施形態では、複数の波長で吸光度を測定してもよい。ある実施形態では、発色物質を特徴づける波長(主波長)と、発色物質による吸光の影響が小さい波長領域又はバックグラウンドの波長領域での波長(副波長)とを使ってもよい。ある実施形態では、発色物質としてブロモクレゾールパープルを用いて、主波長600nmと副波長660nmとで測定してもよい。
ある実施形態では、ブロモクレゾルパープル又はその溶液と原溶液とを混合する前に、原溶液と酸化剤とを混合してもよい。酸化剤は、アルブミンを酸化させる試薬であればよく、ジスルフィド体:5, 5'-ジチオビス(2-ニトロ安息香酸)(DTNB)、2,2'-ジチオビス(5- ニトロピリジン)(NPDS)、2,2'-ジチオジピリジン(2-PDS)、4,4'-ジチオジピリジン(4- PDS)、4, 4'-ジチオビス(1-アジドベンゼン)(DTBPA)、酸化型グルタチオン等 酸化剤:ヨウ素、フェリシアン化物、ヨードソ安息香酸、ヨウ素酸塩、亜塩素酸塩類、水銀、亜鉛等 アルキル化剤:ヨード酢酸、クロロ酢酸、ヨードアセトアミド、クロロアセトフェノン等 マレイミド及びその誘導体:マレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N,N'-p-フェニレンジマレイミド等 チオフタルイミド等、これらの中でも、特にDTNB、2-PDS、4-PDS等のジスルフィド体、マレイミド、N-エチルマレイミド等のマレイミド誘導体等が好ましく用いられる。また、これらは単独で用いても、適宜組み合わせて用いてもよい。アルブミンには、酸化型と還元型があり、その型によってBCPの特異性が変わり、このために誤差が大きくなることがある。そのため、予め酸化剤を用いてアルブミンを全部酸化させることで、測定の精度を上げることができる。
ある実施形態では、求められた測定用溶液中のアルブミンの濃度から、原液中の前記アルブミンの濃度を求めてもよい。
ある実施形態では、更に、糖化アルブミンの濃度を測定して算定してもよい。ある実施形態では、算定されたアルブミン濃度と算定された糖化アルブミン濃度とに基づいてGA値を求めてもよい。ある実施形態では、算定された糖化アルブミン濃度を算定されたアルブミン濃度で割った値をGA値として定義してもよい。糖化アルブミン濃度の算定は、種々の方法があり本開示では限定されない。
本開示は、血糖値管理を含む病状管理の方法、病状の予備軍又は健常者の健康管理の方法、病気の予防の方法、その他のヘルスケア管理方法を含む。ある実施形態では、これらのヘルスケア管理方法は、マイクロ流路を有する光学測定装置を用いてアルブミン濃度を求めることを備えていてもよい。ある実施形態では、ヘルスケア管理方法は、ヘルスケア情報提供方法、非侵襲的な糖尿病リスク管理方法、糖尿病患者の合併症対策方法などであってもよい。
本開示は以下の実施例体も含む。
A01
溶液中の物質を測定する装置であって、
光源と、
前記光源から発せられた光の光路の少なくとも一部を含み、前記光路に沿って伸びたマイクロ流路と、
前記マイクロ流路を通過した光を検出する受光器と、
を備える装置。
A01b
溶液中の物質の濃度を吸光光度法により測定する装置であって、
溶液を収容するように構成された流路であって、光路が規定され、20μL以下の容積を有する流路と、
光源と、
前記光源から発せられ前記流路に規定された光路を通過した電磁波を検出する受光器と、
を備える装置。
A02
前記マイクロ流路の容積は20μL以下である、
実施形態A01に記載の装置。
A03
前記マイクロ流路の容積は10μL以下である、
実施形態A02に記載の装置。
A04
前記マイクロ流路の容積は5μL以下である、
実施形態A03に記載の装置。
A05
前記マイクロ流路の光路の断面寸法が3mm以下である、
実施形態A01からA04のいずれか一項に記載の装置。
A06
前記マイクロ流路の光路の断面寸法が2mm以下である、
実施形態A05に記載の装置。
A07
前記マイクロ流路の光路の断面寸法が1mm以下である、
実施形態A06に記載の装置。
A08
前記光源が発する光を前記光路の外側で計測するように構成された第二受光器(調整用受光器)と、
前記第二受光器で測定された光の輝度に関する情報を受け取り、前記光源の発光量が時間的に実質的に一定となるように制御する第二受光器用コントローラと
を更に備える、
実施形態A01からA07のいずれか一項に記載の装置。
A09
前記受光器(第一受光器、測定用受光器)で測定された輝度に関する情報を受け取り、前記光源の発光量が時間的に実質的に一定となるように構成された受光器用コントローラと
を備える、
実施形態A01からA08のいずれか一項に記載の装置。
A10
前記マイクロ流路内の溶液の温度を調節する温度制御器を更に備える、
実施形態A01からA09のいずれか一項に記載の装置。
A11
前記マイクロ流路の近傍に配置され、前記溶液の温度を制御するように構成されたヒータを更に備えた、
実施形態A01からA09のいずれか一項に記載の装置。
A12
前記マイクロ流路を形成する部材の少なくとも一部は、前記マイクロ流路内の前記溶液より高い熱容量を有している、
実施形態A01からA11のいずれか一項に記載の装置。
A13
前記光源以外からの光が受光器で検出されることを実質的に妨げるように構成された遮蔽体を更に備える、
実施形態A01からA12のいずれか一項に記載の装置。
A14
前記マイクロ流路を形成する部材が遮蔽物質を含む、
実施形態A01からA13のいずれか一項に記載の装置。
A15
前記マイクロ流路の内壁は親水性である、
実施形態A01からA14のいずれか一項に記載の装置。
A16
前記マイクロ流路は、前記溶液の導入口と排出口とを有している、
実施形態A01からA15のいずれか一項に記載の装置。
A17
前記導入口と前記排出口とは、前記溶液が導入された際に、前記マイクロ流路内に空気泡が実質的に形成されないように配置された、
実施形態A16に記載の装置。
A18
前記導入口と前記排出口は、前記マイクロ流路における前記光路の入口端と出口端との位置に配置された、
実施形態A16に記載の装置。
A19
前記導入口と前記排出口は、前記マイクロ流路にデッドスペースが実質的に形成されないように配置された、
実施形態A16に記載の装置。
A31
前記光源は、複数のピーク波長を有する、
実施形態A01からA19に記載の装置。
A32
前記光源は、それぞれ異なるピーク波長を有する複数の光源を有する、
実施形態A31に記載の装置。
A33
前記複数の光源の内の1つの光源のみからの光を前記光路に導入する光源制御機構を更に備える、
実施形態A32に記載の装置。
A34
前記複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を更に備える、
実施形態A32に記載の装置。
A35
前記光源制御機構は、前記複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を含む、
実施形態A33に記載の装置。
A51
基準測定用光路の少なくとも一部を含み、前記基準測定用光路に沿って伸びた基準測定用流路を更に備える、
実施形態A01からA35のいずれか一項に記載の装置。
A52
前記発光器から発せられた光を、前記基準測定用流路内の前記基準測定用光路に沿って伝搬させ、前記受光器で受光するように構成された基準測定用光学系を更に備える、
実施形態A51に記載の装置。
A53
前記基準測定用流路内の前記基準測定用光路に沿って光を伝搬させるための基準測定用光源と、
前記光源から発せられ、前記基準測定用光路に沿って前記基準測定用流路内を伝搬した光を検出する基準測定用受光器と、
を備える、
実施形態A51に記載の装置。
A54
前記基準測定用流路内に基準液が含まれている、
実施形態A51からA53のいずれか一項に記載の装置。
A55
前記装置は、吸光光度法による光学装置である、
実施形態A01からA54のいずれか一項に記載の装置。
A61
前記光路は、前記光源から発せられた光が伝搬する第一の光路と、前記光源から発せられた光が伝搬する第二の光路とを含み、
前記マイクロ流路は、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路とを含み、
前記受光器は、前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含む、
実施形態A01に記載の装置。
A62
前記光源は、第一の光源と第二の光源とを含み、
前記光路は、前記第一の光源から発せられた光が伝搬する第一の光路と、前記第二の光源から発せられた光が伝搬する第二の光路とを含み、
前記マイクロ流路は、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路とを含み、
前記受光器は、前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含む、
実施形態A01に記載の装置。
A63
溶液中の物質を測定する装置であって、
第一の光源と、
第二の光源と、
前記第一の光源から発せられた光の第一の光路の少なくとも一部を含み、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と、
前記第二の光源から発せられた光の第二の光路の少なくとも一部を含み、前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路と、
前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と、
前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器と、
を備える装置。
A64
前記第一の流路に流体連結されるように構成された第一の容器であって、測定対象物質を導入する導入口を有し、前記測定対象物質と混合される溶液を収容する第一の容器と、
前記第二の流路に流体連結されるように構成された第二の容器であって、前記測定対象物質と混合される溶液を収容する第二の容器と、
を更に備える、
実施形態A61からA63のいずれか一項に記載の装置。
A65
前記測定対象物質と前記測定対象物質混合される溶液とを混合する混合機構を更に備える、
実施形態A64に記載の装置。
A101
発色物質を含む発色物質容器と、
前記測定対象物質の導入口と、
前記導入口から導入された前記測定対象物質と前記発色物質とを混合する機構と、
前記測定対象物質と前記発色物質との混合液を前記マイクロ流路に送液する機構と、
を更に備える、
実施形態A01からA65のいずれか一項に記載の装置。
A102
前記測定対象物質はアルブミンを含み、
前記発色物質はブロモクレゾルパープルを含む、
実施形態A101に記載の装置。
A103
前記測定対象物質は涙液中のアルブミンである、
実施形態A102に記載の装置。
A104
酸化剤を含む酸化剤容器を更に備える、
実施形態A102又はA103に記載の装置。
A105
前記涙液と前記酸化剤とを混合する機構を更に備える、
実施形態A104に記載の装置。
A201
実施形態A101からA105のいずれか一項に記載のアルブミン測定デバイスと、
糖化アルブミン測定デイバスと、
前記アルブミン測定デバイスを用いて取得したアルブミン濃度と、前記糖化アルブミン測定デバイスを用いて取得した糖化アルブミン濃度とに基づいて、GA値を計算することができる演算処理部と、
を備えるGA値測定システム。
A202
涙液の前記アルブミン濃度と前記糖化アルブミン濃度とを求めるように構成された、実施形態A201に記載のGA値測定システム。
A203
実施形態A201又はA202に記載のGA値測定システムを備える、血糖値管理システム。
A204
実施形態A201又はA202に記載のGA値測定システムに接続されるように構成された血糖値管理システム。
B01
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む溶液を用意することと、
前記測定対象物質を含む前記溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
吸光光度法を用いて前記マイクロ流路内の前記物質の吸光度を計測することと、
前記計測された前記物質に関連する吸光度から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B01b
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む溶液を用意することと、
前記測定対象物質を含む前記溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B02
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む原溶液を用意することと、
前記測定対象物質に発色物質を結合させることと、
前記発色物質が結合された前記測定対象物質を含む測定用溶液を用意することと、
前記測定用溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
吸光光度法を用いて前記マイクロ流路内の前記発色物質の吸光度を計測することと、
前記計測された前記発色物質の吸光度から、前記測定対象物質の前記測定用溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B02b
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む原溶液を用意することと、
前記測定対象物質に発色物質を結合させることと、
前記発色物質が結合された前記測定対象物質を含む測定用溶液を用意することと、
前記測定用溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
前記計測から、前記測定対象物質の前記測定用溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B03
前記求められた測定中の濃度から、対応する前記原溶液中の前記測定対象物質の濃度を換算して求めること、
を更に備える、
実施形態B02bに記載の方法。
B04
アルブミンの濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
アルブミンを含む原溶液を用意することと、
ブロモクレゾルパープルを、前記アルブミンを含む原溶液と混合して前記アルブミンに結合させることと、
前記ブロモクレゾルパープルが結合した前記アルブミンを含む測定用溶液を準備することと、
前記測定用溶液を前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記マイクロ流路内の前記ブロモクレゾルパープルの濃度を計測することと、
前記計測されたブロモクレゾルパープルの濃度から、前記測定用溶液中の前記アルブミンの濃度を求めること、
を備える方法。
B05
前記アルブミンを含む前記原溶液は涙液又は唾液である、
実施形態B04に記載の方法。
B06
前記ブロモクレゾルパープルと前記原溶液とを混合する前に、前記原溶液と酸化剤とを混合することを、
更に備える、
実施形態B04又はB05に記載の方法。
B07
前記求められた前記測定用溶液中の前記アルブミンの濃度から、前記原液中の前記アルブミンの濃度を求める、
ことを更に備える、
実施形態B04からB06のいずれか一項に記載の方法。
B11
実施形態B04からB06のいずれか一項に記載の方法を用いてアルブミン濃度を算定することと
糖化アルブミンの濃度を測定して算定することと、
前記算定されたアルブミン濃度と記算定された糖化アルブミン濃度とに基づいてGA値を求めること、
を備えるGA値測定方法。
B12
実施形態B11に記載のGA値測定方法を用いてGA値を求めることを備える、血糖値管理方法。
A01
溶液中の物質を測定する装置であって、
光源と、
前記光源から発せられた光の光路の少なくとも一部を含み、前記光路に沿って伸びたマイクロ流路と、
前記マイクロ流路を通過した光を検出する受光器と、
を備える装置。
A01b
溶液中の物質の濃度を吸光光度法により測定する装置であって、
溶液を収容するように構成された流路であって、光路が規定され、20μL以下の容積を有する流路と、
光源と、
前記光源から発せられ前記流路に規定された光路を通過した電磁波を検出する受光器と、
を備える装置。
A02
前記マイクロ流路の容積は20μL以下である、
実施形態A01に記載の装置。
A03
前記マイクロ流路の容積は10μL以下である、
実施形態A02に記載の装置。
A04
前記マイクロ流路の容積は5μL以下である、
実施形態A03に記載の装置。
A05
前記マイクロ流路の光路の断面寸法が3mm以下である、
実施形態A01からA04のいずれか一項に記載の装置。
A06
前記マイクロ流路の光路の断面寸法が2mm以下である、
実施形態A05に記載の装置。
A07
前記マイクロ流路の光路の断面寸法が1mm以下である、
実施形態A06に記載の装置。
A08
前記光源が発する光を前記光路の外側で計測するように構成された第二受光器(調整用受光器)と、
前記第二受光器で測定された光の輝度に関する情報を受け取り、前記光源の発光量が時間的に実質的に一定となるように制御する第二受光器用コントローラと
を更に備える、
実施形態A01からA07のいずれか一項に記載の装置。
A09
前記受光器(第一受光器、測定用受光器)で測定された輝度に関する情報を受け取り、前記光源の発光量が時間的に実質的に一定となるように構成された受光器用コントローラと
を備える、
実施形態A01からA08のいずれか一項に記載の装置。
A10
前記マイクロ流路内の溶液の温度を調節する温度制御器を更に備える、
実施形態A01からA09のいずれか一項に記載の装置。
A11
前記マイクロ流路の近傍に配置され、前記溶液の温度を制御するように構成されたヒータを更に備えた、
実施形態A01からA09のいずれか一項に記載の装置。
A12
前記マイクロ流路を形成する部材の少なくとも一部は、前記マイクロ流路内の前記溶液より高い熱容量を有している、
実施形態A01からA11のいずれか一項に記載の装置。
A13
前記光源以外からの光が受光器で検出されることを実質的に妨げるように構成された遮蔽体を更に備える、
実施形態A01からA12のいずれか一項に記載の装置。
A14
前記マイクロ流路を形成する部材が遮蔽物質を含む、
実施形態A01からA13のいずれか一項に記載の装置。
A15
前記マイクロ流路の内壁は親水性である、
実施形態A01からA14のいずれか一項に記載の装置。
A16
前記マイクロ流路は、前記溶液の導入口と排出口とを有している、
実施形態A01からA15のいずれか一項に記載の装置。
A17
前記導入口と前記排出口とは、前記溶液が導入された際に、前記マイクロ流路内に空気泡が実質的に形成されないように配置された、
実施形態A16に記載の装置。
A18
前記導入口と前記排出口は、前記マイクロ流路における前記光路の入口端と出口端との位置に配置された、
実施形態A16に記載の装置。
A19
前記導入口と前記排出口は、前記マイクロ流路にデッドスペースが実質的に形成されないように配置された、
実施形態A16に記載の装置。
A31
前記光源は、複数のピーク波長を有する、
実施形態A01からA19に記載の装置。
A32
前記光源は、それぞれ異なるピーク波長を有する複数の光源を有する、
実施形態A31に記載の装置。
A33
前記複数の光源の内の1つの光源のみからの光を前記光路に導入する光源制御機構を更に備える、
実施形態A32に記載の装置。
A34
前記複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を更に備える、
実施形態A32に記載の装置。
A35
前記光源制御機構は、前記複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を含む、
実施形態A33に記載の装置。
A51
基準測定用光路の少なくとも一部を含み、前記基準測定用光路に沿って伸びた基準測定用流路を更に備える、
実施形態A01からA35のいずれか一項に記載の装置。
A52
前記発光器から発せられた光を、前記基準測定用流路内の前記基準測定用光路に沿って伝搬させ、前記受光器で受光するように構成された基準測定用光学系を更に備える、
実施形態A51に記載の装置。
A53
前記基準測定用流路内の前記基準測定用光路に沿って光を伝搬させるための基準測定用光源と、
前記光源から発せられ、前記基準測定用光路に沿って前記基準測定用流路内を伝搬した光を検出する基準測定用受光器と、
を備える、
実施形態A51に記載の装置。
A54
前記基準測定用流路内に基準液が含まれている、
実施形態A51からA53のいずれか一項に記載の装置。
A55
前記装置は、吸光光度法による光学装置である、
実施形態A01からA54のいずれか一項に記載の装置。
A61
前記光路は、前記光源から発せられた光が伝搬する第一の光路と、前記光源から発せられた光が伝搬する第二の光路とを含み、
前記マイクロ流路は、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路とを含み、
前記受光器は、前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含む、
実施形態A01に記載の装置。
A62
前記光源は、第一の光源と第二の光源とを含み、
前記光路は、前記第一の光源から発せられた光が伝搬する第一の光路と、前記第二の光源から発せられた光が伝搬する第二の光路とを含み、
前記マイクロ流路は、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路とを含み、
前記受光器は、前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含む、
実施形態A01に記載の装置。
A63
溶液中の物質を測定する装置であって、
第一の光源と、
第二の光源と、
前記第一の光源から発せられた光の第一の光路の少なくとも一部を含み、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と、
前記第二の光源から発せられた光の第二の光路の少なくとも一部を含み、前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路と、
前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と、
前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器と、
を備える装置。
A64
前記第一の流路に流体連結されるように構成された第一の容器であって、測定対象物質を導入する導入口を有し、前記測定対象物質と混合される溶液を収容する第一の容器と、
前記第二の流路に流体連結されるように構成された第二の容器であって、前記測定対象物質と混合される溶液を収容する第二の容器と、
を更に備える、
実施形態A61からA63のいずれか一項に記載の装置。
A65
前記測定対象物質と前記測定対象物質混合される溶液とを混合する混合機構を更に備える、
実施形態A64に記載の装置。
A101
発色物質を含む発色物質容器と、
前記測定対象物質の導入口と、
前記導入口から導入された前記測定対象物質と前記発色物質とを混合する機構と、
前記測定対象物質と前記発色物質との混合液を前記マイクロ流路に送液する機構と、
を更に備える、
実施形態A01からA65のいずれか一項に記載の装置。
A102
前記測定対象物質はアルブミンを含み、
前記発色物質はブロモクレゾルパープルを含む、
実施形態A101に記載の装置。
A103
前記測定対象物質は涙液中のアルブミンである、
実施形態A102に記載の装置。
A104
酸化剤を含む酸化剤容器を更に備える、
実施形態A102又はA103に記載の装置。
A105
前記涙液と前記酸化剤とを混合する機構を更に備える、
実施形態A104に記載の装置。
A201
実施形態A101からA105のいずれか一項に記載のアルブミン測定デバイスと、
糖化アルブミン測定デイバスと、
前記アルブミン測定デバイスを用いて取得したアルブミン濃度と、前記糖化アルブミン測定デバイスを用いて取得した糖化アルブミン濃度とに基づいて、GA値を計算することができる演算処理部と、
を備えるGA値測定システム。
A202
涙液の前記アルブミン濃度と前記糖化アルブミン濃度とを求めるように構成された、実施形態A201に記載のGA値測定システム。
A203
実施形態A201又はA202に記載のGA値測定システムを備える、血糖値管理システム。
A204
実施形態A201又はA202に記載のGA値測定システムに接続されるように構成された血糖値管理システム。
B01
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む溶液を用意することと、
前記測定対象物質を含む前記溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
吸光光度法を用いて前記マイクロ流路内の前記物質の吸光度を計測することと、
前記計測された前記物質に関連する吸光度から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B01b
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む溶液を用意することと、
前記測定対象物質を含む前記溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B02
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む原溶液を用意することと、
前記測定対象物質に発色物質を結合させることと、
前記発色物質が結合された前記測定対象物質を含む測定用溶液を用意することと、
前記測定用溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
吸光光度法を用いて前記マイクロ流路内の前記発色物質の吸光度を計測することと、
前記計測された前記発色物質の吸光度から、前記測定対象物質の前記測定用溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B02b
溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む原溶液を用意することと、
前記測定対象物質に発色物質を結合させることと、
前記発色物質が結合された前記測定対象物質を含む測定用溶液を用意することと、
前記測定用溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
前記計測から、前記測定対象物質の前記測定用溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。
B03
前記求められた測定中の濃度から、対応する前記原溶液中の前記測定対象物質の濃度を換算して求めること、
を更に備える、
実施形態B02bに記載の方法。
B04
アルブミンの濃度を測定する方法であって、
実施形態A01からA204のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
アルブミンを含む原溶液を用意することと、
ブロモクレゾルパープルを、前記アルブミンを含む原溶液と混合して前記アルブミンに結合させることと、
前記ブロモクレゾルパープルが結合した前記アルブミンを含む測定用溶液を準備することと、
前記測定用溶液を前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記マイクロ流路内の前記ブロモクレゾルパープルの濃度を計測することと、
前記計測されたブロモクレゾルパープルの濃度から、前記測定用溶液中の前記アルブミンの濃度を求めること、
を備える方法。
B05
前記アルブミンを含む前記原溶液は涙液又は唾液である、
実施形態B04に記載の方法。
B06
前記ブロモクレゾルパープルと前記原溶液とを混合する前に、前記原溶液と酸化剤とを混合することを、
更に備える、
実施形態B04又はB05に記載の方法。
B07
前記求められた前記測定用溶液中の前記アルブミンの濃度から、前記原液中の前記アルブミンの濃度を求める、
ことを更に備える、
実施形態B04からB06のいずれか一項に記載の方法。
B11
実施形態B04からB06のいずれか一項に記載の方法を用いてアルブミン濃度を算定することと
糖化アルブミンの濃度を測定して算定することと、
前記算定されたアルブミン濃度と記算定された糖化アルブミン濃度とに基づいてGA値を求めること、
を備えるGA値測定方法。
B12
実施形態B11に記載のGA値測定方法を用いてGA値を求めることを備える、血糖値管理方法。
以上、本開示の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本開示を例示的に説明するものである。例えば、上記各実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必要に応じて寸法、構成、材質、回路を追加変更してもよい。なお、上記に挙げた本開示の一または複数の特徴を任意に組み合わせた実施形態も本開示の範囲に含まれる。特許請求の範囲は、本開示の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。
100 光学測定装置
110 本体
111 流路
112 導入口
113 排出口
121 光源
122 受光器
123 光路
124 入光窓
125 出光窓
131 測定対象物質
132 溶液
200 光学吸光度測定装置
210 筐体
211 流路
221a,221b 光源
222 受光器
223 光路
224 入光窓
226 ハーフミラー
231 溶液
232 測定対象物質
300 光学測定装置
310 本体
311 流路
312 導入口
313 排出口
321 光源
322 受光器
323 光路
324 光窓
325 出光窓
326 調整用受光器
327 コントローラ
329 受光器出力回路
331 測定対象物質
332 溶液
341 ヒータ
342 温度センサ
343 温度コントローラ
350 演算回路(CPU)
361 筐体(流路筐体)
362 固定部
363 嵌め合せ
400 光学測定装置
410 本体
411a,411b 流路
421 光源
422a,422b 受光器
423a,423b 光路
424 入光窓
425 出光窓
426 調整用受光器
427 ビームスプリッタ
428 ミラー
431 測定対象物質
432 原液
433 発色物質
434 測定用溶液
435 基準測定用溶液(測定液)
460 流路部材
461 導入口
462 混合用容器
463 混合機構
464 貯水容器
465 空気孔
466 密閉蓋
600 測定装置
601 対象測定物質導入口
602 発色物質溶液容器
603 混合部
604 測定光路
700 測定装置
701 対象測定物質導入口
702 発色物質溶液容器
703 第二の混合部
704 第一の測定光路
705 前処理溶液容器
706 第一の混合部
707 第二の測定光路
800 測定装置
801 対象測定物質導入口
802 発色物質溶液容器
803 第二の混合部
804 測定光路
805 前処理溶液容器
806 第一の混合部
900 測定装置
911a,911b,911c 流路
912 導入口
913 空気ベント
921a,921b 光源
922a,922b,922c 受光器
931a,931b,931c 容器
932b 緩衝液用容器
932c 基準液用容器
941a,941b,941c 容器
1000 測定装置
1010,1050 測定ユニット
1011a,1011b,1011c 流路
1012 導入口
1013 空気ベント
1021a,1021b 光源
1022a,1022b,1022c 受光器
1031a,1031b,1031c 容器
1032b バッファ用容器
1032c 基準液用容器
1041a,1041b,1041c 容器
1061a,1061b,1061c 流路
1071a,1071b 光源
1072a,1072b,1072c 受光器
1081a,1081b,1081c 容器
1091a,1091b,1091c 容器
110 本体
111 流路
112 導入口
113 排出口
121 光源
122 受光器
123 光路
124 入光窓
125 出光窓
131 測定対象物質
132 溶液
200 光学吸光度測定装置
210 筐体
211 流路
221a,221b 光源
222 受光器
223 光路
224 入光窓
226 ハーフミラー
231 溶液
232 測定対象物質
300 光学測定装置
310 本体
311 流路
312 導入口
313 排出口
321 光源
322 受光器
323 光路
324 光窓
325 出光窓
326 調整用受光器
327 コントローラ
329 受光器出力回路
331 測定対象物質
332 溶液
341 ヒータ
342 温度センサ
343 温度コントローラ
350 演算回路(CPU)
361 筐体(流路筐体)
362 固定部
363 嵌め合せ
400 光学測定装置
410 本体
411a,411b 流路
421 光源
422a,422b 受光器
423a,423b 光路
424 入光窓
425 出光窓
426 調整用受光器
427 ビームスプリッタ
428 ミラー
431 測定対象物質
432 原液
433 発色物質
434 測定用溶液
435 基準測定用溶液(測定液)
460 流路部材
461 導入口
462 混合用容器
463 混合機構
464 貯水容器
465 空気孔
466 密閉蓋
600 測定装置
601 対象測定物質導入口
602 発色物質溶液容器
603 混合部
604 測定光路
700 測定装置
701 対象測定物質導入口
702 発色物質溶液容器
703 第二の混合部
704 第一の測定光路
705 前処理溶液容器
706 第一の混合部
707 第二の測定光路
800 測定装置
801 対象測定物質導入口
802 発色物質溶液容器
803 第二の混合部
804 測定光路
805 前処理溶液容器
806 第一の混合部
900 測定装置
911a,911b,911c 流路
912 導入口
913 空気ベント
921a,921b 光源
922a,922b,922c 受光器
931a,931b,931c 容器
932b 緩衝液用容器
932c 基準液用容器
941a,941b,941c 容器
1000 測定装置
1010,1050 測定ユニット
1011a,1011b,1011c 流路
1012 導入口
1013 空気ベント
1021a,1021b 光源
1022a,1022b,1022c 受光器
1031a,1031b,1031c 容器
1032b バッファ用容器
1032c 基準液用容器
1041a,1041b,1041c 容器
1061a,1061b,1061c 流路
1071a,1071b 光源
1072a,1072b,1072c 受光器
1081a,1081b,1081c 容器
1091a,1091b,1091c 容器
Claims (52)
- 溶液中の物質を測定する装置であって、
光源と、
前記光源から発せられた光の光路の少なくとも一部を含み、前記光路に沿って伸びたマイクロ流路と、
前記マイクロ流路を通過した光を検出する受光器と、
を備える装置。 - 前記マイクロ流路の容積は20μL以下である、
請求項1に記載の装置。 - 前記マイクロ流路の容積は10μL以下である、
請求項2に記載の装置。 - 前記マイクロ流路の容積は5μL以下である、
請求項3に記載の装置。 - 前記マイクロ流路の光路の断面寸法が3mm以下である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。 - 前記マイクロ流路の光路の断面寸法が2mm以下である、
請求項5に記載の装置。 - 前記マイクロ流路の光路の断面寸法が1mm以下である、
請求項6に記載の装置。 - 前記光源が発する光を前記光路の外側で計測するように構成された第二受光器(調整用受光器)と、
前記第二受光器で測定された光の輝度に関する情報を受け取り、前記光源の発光量が時間的に実質的に一定となるように制御する第二受光器用コントローラと
を更に備える、
請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。 - 前記受光器(第一受光器、測定用受光器)で測定された輝度に関する情報を受け取り、前記光源の発光量が時間的に実質的に一定となるように構成された受光器用コントローラと
を備える、
請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。 - 前記マイクロ流路内の溶液の温度を調節する温度制御器を更に備える、
請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。 - 前記マイクロ流路の近傍に配置され、前記溶液の温度を制御するように構成されたヒータを更に備えた、
請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。 - 前記マイクロ流路を形成する部材の少なくとも一部は、前記マイクロ流路内の前記溶液より高い熱容量を有している、
請求項1から11のいずれか一項に記載の装置。 - 前記光源以外からの光が受光器で検出されることを実質的に妨げるように構成された遮蔽体を更に備える、
請求項1から12のいずれか一項に記載の装置。 - 前記マイクロ流路を形成する部材が遮蔽物質を含む、
請求項1から13のいずれか一項に記載の装置。 - 前記マイクロ流路の内壁は親水性である、
請求項1から14のいずれか一項に記載の装置。 - 前記マイクロ流路は、前記溶液の導入口と排出口とを有している、
請求項1から15のいずれか一項に記載の装置。 - 前記導入口と前記排出口とは、前記溶液が導入された際に、前記マイクロ流路内に空気泡が実質的に形成されないように配置された、
請求項16に記載の装置。 - 前記導入口と前記排出口は、前記マイクロ流路における前記光路の入口端と出口端との位置に配置された、
請求項16に記載の装置。 - 前記導入口と前記排出口は、前記マイクロ流路にデッドスペースが実質的に形成されないように配置された、
請求項16に記載の装置。 - 前記光源は、複数のピーク波長を有する、
請求項1から19に記載の装置。 - 前記光源は、それぞれ異なるピーク波長を有する複数の光源を有する、
請求項20に記載の装置。 - 前記複数の光源の内の1つの光源のみからの光を前記光路に導入する光源制御機構を更に備える、
請求項21に記載の装置。 - 前記複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を更に備える、
請求項21に記載の装置。 - 前記光源制御機構は、前記複数の光源の発光を制御する駆動制御装置を含む、
請求項22に記載の装置。 - 基準測定用光路の少なくとも一部を含み、前記基準測定用光路に沿って伸びた基準測定用流路を更に備える、
請求項1から24のいずれか一項に記載の装置。 - 前記発光器から発せられた光を、前記基準測定用流路内の前記基準測定用光路に沿って伝搬させ、前記受光器で受光するように構成された基準測定用光学系を更に備える、
請求項25に記載の装置。 - 前記基準測定用流路内の前記基準測定用光路に沿って光を伝搬させるための基準測定用光源と、
前記光源から発せられ、前記基準測定用光路に沿って前記基準測定用流路内を伝搬した光を検出する基準測定用受光器と、
を備える、
請求項25に記載の装置。 - 前記基準測定用流路内に基準液が含まれている、
請求項25から27のいずれか一項に記載の装置。 - 前記装置は、吸光光度法による光学装置である、
請求項1から28のいずれか一項に記載の装置。 - 前記光路は、前記光源から発せられた光が伝搬する第一の光路と、前記光源から発せられた光が伝搬する第二の光路とを含み、
前記マイクロ流路は、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路とを含み、
前記受光器は、前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記光源は、第一の光源と第二の光源とを含み、
前記光路は、前記第一の光源から発せられた光が伝搬する第一の光路と、前記第二の光源から発せられた光が伝搬する第二の光路とを含み、
前記マイクロ流路は、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路とを含み、
前記受光器は、前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器とを含む、
請求項1に記載の装置。 - 溶液中の物質を測定する装置であって、
第一の光源と、
第二の光源と、
前記第一の光源から発せられた光の第一の光路の少なくとも一部を含み、前記第一の光路に沿って伸びた第一のマイクロ流路と、
前記第二の光源から発せられた光の第二の光路の少なくとも一部を含み、前記第二の光路に沿って伸びた第二のマイクロ流路と、
前記第一のマイクロ流路を通過した光を検出する第一の受光器と、
前記第二のマイクロ流路を通過した光を検出する第二の受光器と、
を備える装置。 - 前記第一の流路に流体連結されるように構成された第一の容器であって、測定対象物質を導入する導入口を有し、前記測定対象物質と混合される溶液を収容する第一の容器と、
前記第二の流路に流体連結されるように構成された第二の容器であって、前記測定対象物質と混合される溶液を収容する第二の容器と、
を更に備える、
請求項30から32のいずれか一項に記載の装置。 - 前記測定対象物質と前記測定対象物質混合される溶液とを混合する混合機構を更に備える、
請求項31に記載の装置。 - 発色物質を含む発色物質容器と、
前記測定対象物質の導入口と、
前記導入口から導入された前記測定対象物質と前記発色物質とを混合する機構と、
前記測定対象物質と前記発色物質との混合液を前記マイクロ流路に送液する機構と、
を更に備える、
請求項1から34のいずれか一項に記載の装置。 - 前記測定対象物質はアルブミンを含み、
前記発色物質はブロモクレゾルパープルを含む、
請求項35に記載の装置。 - 前記測定対象物質は涙液中のアルブミンである、
請求項36に記載の装置。 - 酸化剤を含む酸化剤容器を更に備える、
請求項36又は37に記載の装置。 - 前記涙液と前記酸化剤とを混合する機構を更に備える、
請求項38に記載の装置。 - 請求項35から39のいずれか一項に記載のアルブミン測定デバイスと、
糖化アルブミン測定デイバスと、
前記アルブミン測定デバイスを用いて取得したアルブミン濃度と、前記糖化アルブミン測定デバイスを用いて取得した糖化アルブミン濃度とに基づいて、GA値を計算することができる演算処理部と、
を備えるGA値測定システム。 - 涙液の前記アルブミン濃度と前記糖化アルブミン濃度とを求めるように構成された、請求項40に記載のGA値測定システム。
- 請求項40又は41に記載のGA値測定システムを備える、血糖値管理システム。
- 請求項40又は41に記載のGA値測定システムに接続されるように構成された血糖値管理システム。
- 溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
請求項1から43のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む溶液を用意することと、
前記測定対象物質を含む前記溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。 - 溶液内の物質の濃度を測定する方法であって、
請求項1から43のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
測定対象物質を含む原溶液を用意することと、
前記測定対象物質に発色物質を結合させることと、
前記発色物質が結合された前記測定対象物質を含む測定用溶液を用意することと、
前記測定用溶液を、前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記測定対象物質の前記溶液中の濃度を求めること、
前記計測から、前記測定対象物質の前記測定用溶液中の濃度を求めること、
を備える方法。 - 前記求められた測定中の濃度から、対応する前記原溶液中の前記測定対象物質の濃度を換算して求めること、
を更に備える、
請求項45に記載の方法。 - アルブミンの濃度を測定する方法であって、
請求項1から43のいずれか一項に記載の装置を用意することと、
アルブミンを含む原溶液を用意することと、
ブロモクレゾルパープルを、前記アルブミンを含む原溶液と混合して前記アルブミンに結合させることと、
前記ブロモクレゾルパープルが結合した前記アルブミンを含む測定用溶液を準備することと、
前記測定用溶液を前記装置のマイクロ流路に導入することと、
前記マイクロ流路内の前記溶液に対して光学測定を行うことと、
前記測定から、前記マイクロ流路内の前記ブロモクレゾルパープルの濃度を計測することと、
前記計測されたブロモクレゾルパープルの濃度から、前記測定用溶液中の前記アルブミンの濃度を求めること、
を備える方法。 - 前記アルブミンを含む前記原溶液は涙液又は唾液である、
請求項47に記載の方法。 - 前記ブロモクレゾルパープルと前記原溶液とを混合する前に、前記原溶液と酸化剤とを混合することを、
更に備える、
請求項48又は49に記載の方法。 - 前記求められた前記測定用溶液中の前記アルブミンの濃度から、前記原液中の前記アルブミンの濃度を求める、
ことを更に備える、
請求項47から49のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項47から50のいずれか一項に記載の方法を用いてアルブミン濃度を算定することと
糖化アルブミンの濃度を測定して算定することと、
前記算定されたアルブミン濃度と前記算定された糖化アルブミン濃度とに基づいてGA値を求めること、
を備えるGA値測定方法。 - 請求項51に記載のGA値測定方法を用いてGA値を求めることを備える、血糖値管理方法。
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