WO2020161789A1 - 携帯型検査装置 - Google Patents

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WO2020161789A1
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test body
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housing
reaction
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PCT/JP2019/003990
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佳則 山口
暁鳴 竇
子誠 朱
Original Assignee
佳則 山口
暁鳴 竇
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour

Definitions

  • the present invention relates to a portable inspection device.
  • Heavy metals such as cadmium, cobalt, mercury, copper, zinc, lead, arsenic, and magnesium are harmful to the human body, and the amount of heavy metals contained in water, soil, food, vegetables, rice, and drinking water should be known before ingestion. That is very important.
  • Various methods have been proposed and implemented for measuring heavy metals.
  • the problem of residual pesticides caused by spraying pesticides on foods such as grains, vegetables, and fruits is serious, and 23 children died in 2013 because monocrotophos remained on vegetables in India. A serious incident is happening.
  • being able to perform the necessary and appropriate tests on the spot is important for ensuring subsequent diagnosis, prevention, and security.
  • By being able to detect the test on the spot within a few minutes and measuring the disease, food safety, and the presence or absence of residual pesticides patients can be diagnosed and administered as soon as possible. Can guarantee the safety of.
  • a simple test diagnosis using a urine test strip which is used for health checkups, is important for knowing and managing daily health conditions. Therefore, the test using the urine test strip can be used as one of the methods for knowing the health.
  • a test sample with a reaction part that shows a color reaction depending on the concentration of a specific component in a sample is generally used in the test for specific substances in human urine or blood, immunoassay, pesticide residue test, and soil contamination test. It's being used.
  • a test body a urine test paper in which a reagent showing a color-developing reaction is fixed to a paper medium such as filter paper is typical. In the inspection using such an inspection body, it is general to immerse the reaction part of the inspection body in a sample and visually confirm a change in color tone of the reaction part.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a portable inspection device capable of electronically analyzing a change in color tone of a reaction portion of an inspection body such as a urine test strip. Is.
  • the inspection device has at least the inspection device mounted in the housing of the inspection device so that the color development (including discoloration) of the inspection device such as a urine test paper can be directly captured from the inside to evaluate the color tone. It is necessary that the surface to be placed is made of a material that transmits light from the inspection object.
  • the portable inspection apparatus is a light-transmissive test body mounting for mounting a test body having a reaction part that exhibits a color-developing reaction according to the concentration of a specific component in the sample when contacted with the sample.
  • An image of the reaction part of the test body which has a surface and is sealed in a liquid-tight manner inside, and a test body which is housed inside the housing and is mounted on the test body mounting surface.
  • an information transmitting unit that transmits the information processed by the information processing unit to an external device.
  • the photographing unit, the information processing unit, and the information transmitting unit are built in the waterproof hermetically sealed casing, and the portable inspection device is mounted on the test body mounting surface of the casing. It is configured to capture an image of the reaction part of the placed test body by the image capturing part, perform information processing of the image of the reaction part captured by the image capturing part, and then transmit the processed information to an external device. There is. Since the specimen such as urine test paper is soaked in the sample and then placed on the specimen mounting surface of the housing, the sample adheres to the outer surface of the housing. Since the housing containing the display unit and the information transmission unit is a watertight closed type, the outer surface of the housing can be washed with water or a cleaning liquid.
  • a rechargeable power supply unit for driving the photographing unit, the information processing unit, and the information transmitting unit is provided inside the casing, and the casing.
  • a non-contact charging unit for charging the power supply unit from the outside in a non-contact manner is provided.
  • the imaging unit includes a light source that irradiates the test body placed on the test body mounting surface with light, and a light detection unit that detects light of a specific wavelength from the test body.
  • the light source for irradiating light may be a light source for irradiating only a specific wavelength, but a plurality of LED light sources are arranged so as to selectively irradiate light of a plurality of wavelengths. May be
  • the light detection unit is for detecting each of the red component, the green component, and the blue component of the light from the test body
  • the information processing unit is the red component and the green component detected by the light detection unit.
  • a color tone digitizing unit configured to digitize the light amounts of the component and the blue component may be provided. According to such an embodiment, it becomes possible to quantify the color tone of the reaction part of the test body and to accurately quantify the amount of the specific component in the sample. In the measurement, images were taken both before and after use (before dipping in the sample) and after use (after dipping in the sample), and the images obtained by both images were analyzed. The specific component in the sample may be quantified based on the difference in the numerical values of the components.
  • the light detection unit is for detecting an infrared region component, the information processing unit, a tone value configured to digitize the light amount of the infrared region component detected by the light detection unit. You may provide the conversion part. Since the intensity of sunlight in the infrared region (1000 nm or more) is as low as about 25% of visible light, detecting the light in the infrared region reduces the effect of sunlight that has entered from the outside of the housing. can do.
  • the wavelength range excluding the wavelength range called the atmospheric window for example, the range of 1200 nm to 1600 nm, 1800 nm to 2000 nm, 2500 nm to 3400 nm is a wavelength range that is rarely included in sunlight, and By using light for measurement, it is possible to perform detection with less influence of stray light from the outside of the housing. In addition, all the chemical reactions that change color to red and the chemical reactions that involve heat emit light in the infrared region. Therefore, by utilizing the infrared region for measurement, such chemical change can be accurately quantified.
  • the surface of the housing other than the inspection object mounting surface may be made of a material that blocks or absorbs light from the outside. Then, it is possible to prevent light from the outside from reaching the imaging unit built in the housing, and it is possible to accurately perform imaging of the inspection body by the imaging unit.
  • the inspection body does not have to be accurately installed at a specific position on the inspection body mounting surface. That is, the information processing unit recognizes the installation angle and orientation by image analysis only by installing the inspection body so that the inspection body is included within a predetermined range on the inspection body mounting surface, and the reaction unit of the inspection body is detected. It is preferable to accurately recognize and evaluate the inspection result.
  • the test body may have a plurality of reaction parts that exhibit different color development reactions.
  • the image capturing unit captures images of all reaction parts of the test body placed on the test body mounting surface within one screen
  • the information processing unit captures the image by the image capturing unit. It is preferably arranged to process the information of the images of all reaction parts of the tested specimen. By doing so, it is possible to simultaneously inspect a plurality of items using one test body.
  • a wireless operation device may be provided for wirelessly operating the operations of the image capturing unit and the information transmitting unit from outside the housing. As a result, it is not necessary to provide operation buttons on the outer surface of the housing, and the waterproofness of the device is improved.
  • the image pickup unit, the information processing unit, and the information transmission unit are built in the inside of the waterproof and hermetically sealed case, and the test body placed on one outer surface of the case.
  • the urine test is configured so that after the image of the reaction part of is captured by the image capturing part and the information of the image of the reaction part captured by the image capturing part is processed, the processed information is transmitted to the external device. It is possible to electronically analyze the color tone change of the reaction part of the inspection object such as paper. Then, the outer surface of the housing can be washed with water or a washing liquid, it is possible to prevent the occurrence of contamination, and it is easy for an ordinary person to handle.
  • the portable inspection device 1 has a waterproof box-shaped casing 2 with a sealed inside.
  • An upper surface of the housing 2 serves as an inspection body mounting surface 4 on which an inspection body 100 (see FIG. 2) described later is mounted, and an image of the inspection body 100 mounted on the inspection body mounting surface 4 is formed.
  • An electronic circuit board 6 (see FIG. 3) having a function of capturing an image, analyzing the image, and transmitting analysis information to an external device such as a personal computer is built in the housing 2.
  • Fig. 2 shows an example of the inspection body.
  • the inspection body 100 is, for example, a sheet 102 made of a transparent resin film, in which a plurality of reaction parts 104 are held.
  • the reaction unit 104 exhibits a color-forming reaction according to the concentration of the specific component when brought into contact with the specific component, and a medium such as a filter paper to which a reagent exhibiting the color-developing reaction is fixed can be used.
  • the reaction unit 104 includes any unit that can be used in the colorimetric method.
  • the degree of color development (color intensity) when the sample is brought into contact with the reaction section 104 is compared with the degree of color development of the same color forming reagent whose numerical value of the inspection item (concentration, pH, etc.) is known.
  • This is a method of quantifying the inspection items of the sample. Not only when the substance to be measured, such as urobilinogen itself, has a color, but also when the substance to be measured itself has no color, it is possible to cause the color-developing reagent to develop a color by a chemical reaction and quantify it by the degree of color formation.
  • the colorimetric method is an analytical method used in many situations such as food analysis, environmental analysis, and biochemical analysis.
  • the reaction section 104 includes Ph test paper, urine test paper, sandwich immunoassay, environmental analysis test paper, pesticide test paper, residual chlorine quantitative test paper, surfactant quantitative test paper, and the like.
  • the pH can be quantified by using a coloring reagent such as bromothymol blue (BTB), which shows a coloring degree according to the hydrogen ion concentration of the sample.
  • BTB bromothymol blue
  • BTB develops blue color when the sample is alkaline, and red color when the sample is acidic.
  • test items of the urine test mainly include white blood cell concentration, urobilinogen concentration, protein concentration, pH, occult blood, specific gravity, amount of ketone bodies, glucose concentration, and there are coloring reagents for each test item.
  • the concentrations of phenols, dissolved oxygen, fluorine compounds, cyan compounds, etc. are quantified.
  • concentration of a red substance (antipyrine dye) produced when 4-aminoantipyrine and hexacyanoiron (III) are added can be quantified by its coloring degree.
  • the dissolved oxygen can be quantified by measuring the degree of color development when a potassium tartrate-sodium hydroxide solution and a methylene blue solution are added.
  • the fluorine compound can be quantified by detecting a blue complex formed by the reaction of a complex of La(III) and alizarin complexone with a fluorine ion from the degree of color development.
  • the cyan compound can be quantified by measuring the pyridine-piazolone absorbance.
  • choline oxidase and peroxidase are coupled to choline, which is a decomposition product generated when acetylcholine is enzymatically decomposed by cholinesterase, and hydrogen peroxide generated from aminoantipyrine and phenol and oxidase.
  • choline is a decomposition product generated when acetylcholine is enzymatically decomposed by cholinesterase, and hydrogen peroxide generated from aminoantipyrine and phenol and oxidase.
  • acetylcholinesterase As a method for quantifying residual pesticides, there is also a method for quantifying the inhibition of acetylcholinesterase. In that case, the hydrogen ion concentration generated by the enzymatic reaction is measured.
  • the reaction unit 104 a test paper filter paper having a pH reaction solution soaked in its front side and a dried form of acetylcholinesterase and a dried form of acetylcholine immobilized on its back side can be used.
  • acetylcholinesterase reacts with acetylcholine to generate hydrogen ions.
  • the pH at that time is quantified by the degree of color development of the pH reaction solution in the reaction unit 104. Since the pH reaction solution exhibits a blue color at pH 8.5, its color tone is quantified.
  • Residual chlorine can be quantified by performing a colorimetric reagent of diethyl-p-phenylenediammonium (DPD) and measuring the degree of color tone change from pink to pink red.
  • DPD diethyl-p-phenylenediammonium
  • the surfactant can be quantified by measuring the amount of light at 611 nm emitted by performing toluene extraction of the ions generated by the chemical reaction with ethyl violet.
  • FIG. 3 shows the internal structure of the portable inspection device 1 together with the inspection body 100.
  • an electronic circuit board 6 including various functions including an imaging unit 8 is housed inside the housing 2 of the portable inspection device 1.
  • the inspection object mounting surface 4 of the housing 2 is made of a material such as quartz glass or resin (for example, polymethylmethacrylate resin (commonly known as acryl, PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC)) having a light-transmitting property. It is composed of.
  • the inspection body 100 dipped in the sample is mounted on the inspection body mounting surface 4 of the housing 2.
  • the image capturing unit 8 is arranged so as to capture an entire image of the inspection object 100 placed on the inspection object mounting surface 4 of the housing 2 via the inspection object mounting surface 4.
  • the imaging unit 8 includes a light source 18 (see FIG. 4) that irradiates the inspection object 100 with light, and a light detection unit 20 (see FIG. 4) such as a CCD camera that detects light from the inspection object 100. ..
  • the surfaces of the housing 2 other than the inspection object mounting surface 4 are made of a material that blocks or absorbs external light (for example, sunlight) (for example, glass or plastic having a function of transmitting only light in a specific wavelength range). Therefore, the light that obstructs the imaging of the inspection object 100 by the imaging unit 8 is prevented from entering the housing 2.
  • the inspection object mounting surface 4 may be made of the same material.
  • test body 100 In the measurement, it is not necessary to strictly align the position of the inspection body 100 on the inspection body mounting surface 4 with a predetermined position, but the inspection body is properly installed and measured. In that case, the test body 100 may be placed upward or downward.
  • FIG. 4 shows an example of the functions mounted on the electronic circuit board 6.
  • the electronic circuit board 6 is provided with an information processing unit 10, an information transmission unit 12, a power supply unit 14, a non-contact charging unit 16 and a communication unit 22 in addition to the photographing unit 8 including the light source 18 and the light detection unit 20.
  • the information processing unit 10 analyzes the image of the inspection body 100 captured by the imaging unit 8 and sets the color tone of each reaction unit 104 of the inspection body 100 to the red component (R), the green component (G), and the blue component (B). It is configured to be divided into numerical values.
  • the R. G. A B filter (R.G.B filter at least in front of three light receiving elements) is installed, and the reaction unit is obtained by analyzing the detection signal obtained by the photodetection unit 20 by the information processing unit 10. The degree of color development of 104 is detected.
  • the information transmitting unit 12 is configured to transmit information regarding the color tone of each reaction unit 104 of the inspection body 100 digitally processed by the information processing unit 10 to an external device.
  • the power supply unit 14 is composed of a rechargeable battery, and is for supplying electric power required for operating the image capturing unit 8, the information processing unit 10, and the information transmitting unit 12.
  • a non-contact charging unit 16 is electrically connected to the power supply unit 14, and is configured to generate electric power by using a magnetic field generated outside the housing 2 to charge the power supply unit 14.
  • the communication unit 22 is for receiving a signal from an external wireless operation unit 24 in order to control at least the operation of the image capturing unit 8 (for example, a command to execute image capturing) from the outside of the housing 2.
  • a remote controller can be used as the wireless operation unit 24.
  • the operation control of the image capturing unit 8 does not necessarily have to be performed by the wireless operation unit 24.
  • the operation of the image capturing unit 8 is performed by a human voice or a physical shock such as tapping the main body with a finger. It may be adapted to control.
  • the portable inspection device 1 of this embodiment all the functions of photographing the image of each reaction portion 104 of the inspection body 100, digitally processing it, and transmitting the processed information to the external device are waterproof. Since it is built in the housing 2, the inspection of the sample can be performed simply and quickly simply by mounting the inspection body 100 dipped in the sample on the inspection body mounting surface 6 of the housing 2. Since the housing 2 has a sealed waterproof structure, the outer surface of the housing 2 can be washed with washing water after the inspection object 100 is photographed, and contamination can be prevented. Is also easy.
  • One external surface of the housing 2 can be used as a touch panel.
  • a data display or an operation screen can be displayed on the touch panel.
  • the display and storage of data and the control of the operation of the inspection device 1 may be configured to be performed by using a terminal such as a mobile phone.

Abstract

携帯型検査装置は、サンプルと接触したときにサンプル中の特定成分の濃度に応じた発色反応を示す反応部を有する試験体を載置するための試験体載置面を有し、内部が液密に密閉されている防水型の筐体と、前記筐体の内部に収容され、前記試験体載置面に載置された試験体の前記反応部の像を撮影するための撮影部と、前記筐体の内部に収容され、前記撮影部により撮影された試験体の前記反応部の像の情報を処理する情報処理部と、前記筐体の内部に収容され、前記情報処理部により処理された情報を外部機器へ発信する情報発信部と、を備えている。

Description

携帯型検査装置
　本発明は、携帯型検査装置に関する。
　カドミウム、コバルト、水銀、銅、亜鉛、鉛、ヒ素、マグネシウムといった重金属は人体に有害であり、水や土壌、食物、野菜、米、飲料水に含まれる重金属量を体内に摂取する前に把握することは非常に重要である。重金属の測定方法として種々の方法が提案され、実施もなされている。また、穀物、野菜、果物など食物へ農薬を散布することによる残留農薬の問題は深刻であり、２０１３年にはインドでモノクロトホスが野菜に残留していたことにより２３人の児童が死亡するといった重大な事件が起こっている。
　また、医療や食品検査の現場において、その場で的確に必要な検査をできることは、その後の診断や予防、安心を保障することにおいて重要である。その場で検査を数分のうちに検出でき、その疾患や食品の安全、残留農薬の有無を測定できることによって、患者にはできるだけ早い診断、投薬が実現し、飲料水や食品については、飲食前の安全を保障できる。
　健康診断で使用されるような尿試験紙による簡易的な検査診断は、日常の健康状態を知ったり管理したりする上で重要である。そのため、尿試験紙による検査は健康を知る方法の一つとして利用することができる。
　サンプル中の特定成分の濃度に応じた発色反応を示す反応部を有する検査体は、ヒトの尿中や血中における特定物質の検査、イムノアッセイ、残留農薬の検査、土壌汚染の検査において一般的に利用されている。検査体としては、発色反応を示す試薬をろ紙などの紙媒体に固定した尿試験紙などが代表的である。このような検査体を利用した検査では、検査体の反応部をサンプルに浸し、反応部の色調の変化を目視によって確認することが一般的である。検査体の反応部の色調の変化を電子的に解析して数値化すればサンプル中の特定成分量を定量することも可能であるが、現状では、反応部の色調変化を電子的に解析する装置は大型のものしか存在しない。そのため、尿試験紙のような検査体を用いてサンプル中の特定成分量を定量することは、一般人には不可能であった。
　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、尿試験紙のような検査体の反応部の色調変化を電子的に解析することができる携帯型検査装置を提供することを目的とするものである。
　一般人が一般家庭で尿検査等の検査を行なう場合、検査装置をそのまま丸洗いして過去の検査とのクロスコンタミネーションを防ぐのと同時に、検査装置を清潔に保つことが重要である。そのためには、検査装置を洗浄液にそのまま浸漬して洗浄しても検査装置の機能に障害のない構造とする必要がある。さらに、検査装置は、尿試験紙等の検査体の発色（変色を含む）について内部からそのまま撮像してその色合いを評価することができるように、検査装置の筐体のうち少なくとも検査体が載置される面が検査体からの光を透過させる素材により構成されていることが必要である。
　本発明に係る携帯型検査装置は、サンプルと接触したときにサンプル中の特定成分の濃度に応じた発色反応を示す反応部を有する試験体を載置するための光透過性の試験体載置面を有し、内部が液密に密閉されている防水型の筐体と、前記筐体の内部に収容され、前記試験体載置面に載置された試験体の前記反応部の像を撮影するための撮影部と、前記筐体の内部に収容され、前記撮影部により撮影された試験体の前記反応部の像の情報を処理する情報処理部と、前記筐体の内部に収容され、前記情報処理部により処理された情報を外部機器へ発信する情報発信部と、を備えている。
　すなわち、本発明に係る携帯型検査装置は、防水性を有する密閉型の筐体の内部に撮影部、情報処理部及び情報発信部が内蔵されており、筐体の試験体載置面に載置された試験体の反応部の像を撮影部によって撮影し、撮影部によって撮影された反応部の像の情報処理を行なった後に、処理後の情報を外部機器へ発信するように構成されている。尿試験紙などの検査体は、サンプルに浸された後で筐体の試験体載置面に載置されるため、筐体の外面にサンプルが付着することになるが、撮影部、情報処理部及び情報発信部を内蔵する筐体は防水性を有する密閉型であるため、筐体の外面を水や洗浄液で洗浄することが可能である。
　本発明に係る携帯型検査装置の好ましい実施形態では、前記筐体の内部に、前記撮影部、前記情報処理部及び前記情報発信部を駆動するための充電式の電源部、及び前記筐体の外部から前記電源部を非接触により充電するための非接触充電部が設けられている。このような形態により、筐体の外面に充電用の端子を設ける必要がなく、装置の防水性能が向上する。
　前記撮影部は、前記試験体載置面に載置された試験体に対して光を照射する光源、及び前記試験体からの特定波長の光を検出する光検出部を備えているものであってよい。光を照射する光源は、特定波長のみの光を照射するものであってもよいが、複数の波長の光を選択的に照射することができるように、複数のＬＥＤ光源が配設されたものであってもよい。
　また、前記光検出部は、前記試験体からの光の赤色成分、緑色成分、青色成分のそれぞれを検出するものであり、前記情報処理部は、前記光検出部により検出された赤色成分、緑色成分、青色成分の光量を数値化するように構成された色調数値化部を備えていてもよい。このような態様により、試験体の反応部の色調を数値化してサンプル中の特定成分量を正確に定量することが可能となる。なお、測定においては、使用前（サンプルに浸す前）の検査体と使用後（サンプルに浸した後）の両方について撮影を行ない、両撮影で得られた像を解析することによって得られた各成分の数値の差分に基づいてサンプル中の特定成分の定量を行なってもよい。
　また、前記光検出部は、赤外領域成分を検出するものであり、前記情報処理部は、前記光検出部により検出された赤外領域成分の光量を数値化するように構成された色調数値化部を備えていてもよい。太陽光は赤外領域（１０００ｎｍ以上）の光の強度が可視光の２５％程度と低いため、赤外領域成分の光を検出することによって、筐体の外部から侵入した太陽光の影響を小さくすることができる。特に、大気の窓と呼ばれる波長域を除く波長域、例えば、１２００ｎｍから１６００ｎｍ、１８００ｎｍ～２０００ｎｍ、２５００ｎｍ～３４００ｎｍなど領域は、太陽光にほとんど含まれていない波長域であるため、このような領域の光を測定に用いることで、筐体の外部からの迷光の影響が小さい検出が可能である。加えて、色が赤に変化する化学反応と熱を伴う化学反応のすべてが赤外領域に発光をもっている。したがって、赤外領域を測定に利用することで、そのような化学変化を正確に定量することができる。
　前記筐体の前記検査体載置面以外の面は、外部からの光を遮断又は吸収する材質により構成されていてもよい。そうすれば、筐体に内蔵されている撮影部に外部からの光が到達することを抑制でき、撮影部による検査体の撮影を正確に行なうことができる。
　検査体は、前記検査体載置面上の特定の位置に正確に設置しなくてもよいようになっていることが好ましい。すなわち、前記検査体載置面上の所定範囲内に検査体が含まれるように設置するだけで、その設置角度や向きを前記情報処理部が画像解析によって認識し、前記検査体の反応部を正確に認識し、検査結果の評価を行なうようになっていることが好ましい。
　前記試験体は互いに異なる発色反応を示す複数の反応部を有するものであってよい。その場合、前記撮影部は、前記試験体載置面に載置された試験体のすべての反応部の像を１画面内に撮影するものであり、前記情報処理部は、前記撮影部により撮影された試験体のすべての反応部の像の情報を処理するように構成されていることが好ましい。そうすれば、１つの試験体を用いた複数項目の検査を同時に行なうことができる。
　また、前記撮影部及び前記情報発信部の動作を前記筐体の外部から無線により操作するための無線操作装置を備えていてもよい。これにより、筐体の外面に操作ボタンを設ける必要がなく、装置の防水性が向上する。
　本発明の携帯型検査装置では、防水性を有する密閉型の筐体の内部に撮影部、情報処理部及び情報発信部が内蔵されており、筐体の一外面上に載置された試験体の反応部の像を撮影部によって撮影し、撮影部によって撮影された反応部の像の情報処理を行なった後に、処理後の情報を外部機器へ発信するように構成されているので、尿試験紙のような検査体の反応部の色調変化を電子的に解析することができる。そして、筐体の外面を水や洗浄液で洗浄することが可能であり、コンタミネーションの発生を防止することができ、一般人にも取扱いが容易である。
携帯型検査装置の一実施例の外観を示す斜視図である。 同実施例の携帯型検査装置で使用される検査体の一例を示す平面図である。 同実施例の携帯型検査装置の内部構造を概略的に示す断面構成図である。 同実施例の携帯型検査装置の機能を説明するためのブロック図である。
　以下、本発明に係る携帯型検査装置の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
　図１に示されているように、携帯型検査装置１は内部が密閉された防水性を有する箱型の筐体２を有する。筐体２の上面は後述する検査体１００（図２参照）を載置するための検査体載置面４となっており、この検査体載置面４に載置された検査体１００の像を撮影したり、その像の解析を行なってパーソナルコンピュータなどの外部機器へ解析情報を送信したりする機能を有する電子回路基板６（図３参照）が筐体２に内蔵されている。筐体２の外面には外部機器と電気的に接続するための端子部が一切存在せず、筐体２に内蔵されている電子回路基板とは、例えば無線通信手段によって信号の送受信を行なうように構成されている。
　図２に検査体の一例を示す。
　検査体１００は、例えば透明な樹脂フィルムからなるシート１０２に複数の反応部１０４が保持されたものである。反応部１０４は、特定成分と接触したときにその特定成分の濃度に応じた発色反応を示すものであり、ろ紙などの媒体に発色反応を示す試薬が固定されたものを用いることができる。
　反応部１０４としては、比色法に利用することができるものであれば、いかなるものも含む。比色法とは、反応部１０４にサンプルを接触させたときの発色度（色の濃さ）をその検査項目（濃度やｐＨなど）の数値が既知である同発色試薬の発色度と比較することにより、サンプルの検査項目を定量する方法である。測定物質、例えばウロビリノーゲンなどそれ自身に色がある場合だけでなく、測定物質自身に色が無い場合でも、化学反応によって発色試薬を発色させ、その発色度によって定量することができる。比色法は食品分析、環境分析、生化学分析などの多くの場面で使用されている分析方法である。
　反応部１０４としては、Ｐｈ試験紙、尿試験紙、サンドイッチイムノアッセイ、環境分析用試験紙、農薬試験紙、残留塩素定量試験紙、界面活性剤定量試験紙などが挙げられる。
　ｐＨは、サンプルの水素イオン濃度に応じた発色度を示す、例えばブロモチモールブルー（ＢＴＢ）などの発色試薬を用いることで定量することができる。ＢＴＢは、サンプルがアルカリ性であれば青色に発色し、サンプルが酸性であれば赤色に発色する。
　尿試験の検査項目には、主として、白血球濃度、ウロビリノーゲン濃度、タンパク質濃度、ｐＨ、潜血、比重、ケトン体量、ブドウ糖濃度があり、それぞれの検査項目に対する発色試薬が存在する。
　環境分析では、フェノール類、溶存酸素、フッ素化合物、シアン化合物などの濃度を定量する。フェノール類は、４－アミノアンチピリンとヘキサシアノ鉄（III）を加えたときに生じる赤色物質（アンチピリン色素）の濃度をその発色度により定量することができる。溶存酸素は、酒石酸カリウムー水酸化ナトリウム溶液とメチレンブルー溶液を加えたときの発色度を測定することで定量することができる。フッ素化合物は、Ｌａ(III)とアリザリンコンプレキソンとの錯体がフッ素イオンと反応して生じる青色の錯体をその発色度から検出することで定量することができる。シアン化合物は、ピリジン-ピアゾロン吸光度を測定することにより定量することができる。
　残留農薬の定量方法の一例として、アセチルコリンをコリンエステラーゼで酵素分解させた際に発生する分解物であるコリンにコリン酸化酵素、ペルオキシダーゼを共役させ、アミノアンチピリンとフェノール、及び酸化酵素から発生した過酸化水素を利用してキノンイミン色素の赤色発色度を測定する方法が挙げられる。
　残留農薬の定量方法としては、アセチルコリンエステラーゼの阻害を定量する方法もある。その場合には、酵素反応によって発生した水素イオン濃度を測定する。この場合、反応部１０４としては、試験紙ろ紙の表側にｐＨ反応液をしみこませ、裏側にアセチルコリンエステラーゼの乾燥体とアセチルコリン乾燥体を固定したものを用いることができる。反応部１０４にサンプルを接触させると、アセチルコリエステラーゼとアセチルコリンが反応して水素イオンを発生する。そのときのｐＨを反応部１０４のｐＨ反応液の発色の程度によって定量する。ｐＨ反応液はｐＨ８．５で青色を呈するのでその色あいを定量する。
　残留塩素は、ジエチル-p-フェニレンジアンモニウム（ＤＰＤ）の比色試薬を行ない、桃色から桃赤色への色調変化の度合いを測定することにより定量することができる。
　界面活性剤は、エチルバイオレッドとの化学反応で生成されるイオンを、トルエン抽出を行なうことによって発せられる６１１ｎｍの光量を測定することにより定量することができる。
　図３に携帯型検査装置１の内部構造を検査体１００とともに示す。
　携帯型検査装置１の筐体２の内部に、撮影部８を含む種々の機能を搭載した電子回路基板６が収容されている。筐体２の検査体載置面４は、光透過性を有する石英ガラスや樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（通称アクリル、ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ））などの素材で構成されている。サンプルに浸された検査体１００は、筐体２の検査体載置面４上に載置される。撮影部８は筐体２の検査体載置面４上に載置された検査体１００の全体像を検査体載置面４を介して撮影するように配置されている。撮影部８は、検査体１００に対して光を照射する光源１８（図４参照）、及び検査体１００からの光を検出するＣＣＤカメラなどの光検出部２０（図４参照）を備えている。
　筐体２の検査体載置面４以外の面は外部からの光（例えば日光）を遮断又は吸収する材質（例えば、特定の波長域の光のみを透過させる機能を有するガラスやプラスチック）で構成されており、撮影部８による検査体１００の撮影を阻害する光が筐体２内へ進入することが抑制されている。なお、検査体載置面４も同様の素材で構成されていてもよい。
　測定においては、検査体載置面４上における検査体１００の位置を所定の位置に厳密に合わせる必要はないが、適切に検査体を設置して測定する。その場合、試験体１００を上向きに載置してもよいし、下向きに載置してもよい。
　図４に、電子回路基板６に搭載された機能の一例を示す。
　電子回路基板６は、光源１８及び光検出部２０からなる撮影部８のほかに、情報処理部１０、情報発信部１２、電源部１４、非接触充電部１６及び通信部２２を備えている。
　情報処理部１０は、撮影部８により撮影された検査体１００の画像を解析し、検査体１００の各反応部１０４の色調を赤色成分（Ｒ）、緑色成分（Ｇ）及び青色成分（Ｂ）に分けて数値化するように構成されている。このような解析を行なうため、撮影部８の光検出部２０には、Ｒ．Ｇ．Ｂのフィルタ（最低でも３つの受光素子の前にＲ．Ｇ．Ｂのフィルタ）が設置されており、光検出部２０で得られた検出信号を情報処理部１０で解析処理することによって反応部１０４の発色の程度を検出する。
　情報発信部１２は、情報処理部１０によりデジタル処理された検査体１００の各反応部１０４の色調に関する情報を外部機器へ発信するように構成されている。
　電源部１４は充電式の電池からなり、撮影部８、情報処理部１０及び情報発信部１２を機能させるために必要な電力を供給するためのものである。電源部１４には非接触充電部１６が電気的に接続されており、筐体２の外部で発生した磁界を利用して電力を発生し、電源部１４を充電するように構成されている。
　通信部２２は筐体２の外部から少なくとも撮影部８の動作制御（例えば、撮影の実行の指令）を行なうために、外部の無線操作部２４からの信号を受信するためのものである。無線操作部２４としてはリモートコントローラが挙げられる。なお、撮影部８の動作制御は、必ずしも無線操作部２４によって行なうようになっている必要はなく、例えば、人の音声や指で本体を軽くたたくなどの物理的な衝撃によって撮影部８の動作制御を行なうようになっていてもよい。
　上記のように、この実施例の携帯型検査装置１は、検査体１００の各反応部１０４の像を撮影してデジタル処理し、処理後の情報を外部機器へ発信する機能がすべて防水性の筐体２に内蔵されているので、サンプルに浸した検査体１００を筐体２の検査体載置面６に載置するだけでサンプルの検査を簡易かつ迅速に実行することができる。筐体２は、内部が密閉された防水構造を有するので、検査体１００の撮影が終了した後は、筐体２の外面を洗浄水で洗浄することができ、コンタミネーションの発生を防止することも容易である。
　筐体２の１つの外面をタッチパネルとすることもできる。その場合、タッチパネル部分にデータ表示や操作画面を表示することもできる。また、データの表示や保存、検査装置１の動作の制御は、携帯電話などの端末を用いて行なうことができるように構成されていてもよい。
　　　１　　　携帯型検査装置
　　　２　　　筐体
　　　４　　　検査体載置面
　　　６　　　電子回路基板
　　　８　　　撮影部
　　　１０　　　情報処理部
　　　１２　　　情報発信部
　　　１４　　　電源部
　　　１６　　　非接触充電部
　　　１８　　　光源
　　　２０　　　光検出部
　　　２２　　　通信部
　　　２４　　　無線操作部

Claims (8)

  1. 　サンプルと接触したときにサンプル中の特定成分の濃度に応じた発色反応を示す反応部を有する試験体を載置するための光透過性の試験体載置面を有し、内部が液密に密閉されている防水型の筐体と、
    　前記筐体の内部に収容され、前記試験体載置面に載置された試験体の前記反応部の像を撮影するための撮影部と、
    　前記筐体の内部に収容され、前記撮影部により撮影された試験体の前記反応部の像の情報を処理する情報処理部と、
    　前記筐体の内部に収容され、前記情報処理部により処理された情報を外部機器へ発信する情報発信部と、を備えた携帯型検査装置。
  2. 　前記筐体の内部に、前記撮影部、前記情報処理部及び前記情報発信部を駆動するための充電式の電源部、及び前記筐体の外部から前記電源部を非接触により充電するための非接触充電部が設けられている、請求項１に記載の携帯型検査装置。
  3. 　前記撮影部は、前記試験体載置面に載置された試験体に対して光を照射する光源、及び前記試験体からの特定波長の光を検出する光検出部を備えている、請求項１又は２に記載の携帯型検査装置。
  4. 　前記光検出部は、前記試験体からの光の赤色成分、緑色成分、青色成分のそれぞれを検出するものであり、
    　前記情報処理部は、前記光検出部により検出された赤色成分、緑色成分、青色成分の光量を数値化するように構成された色調数値化部を備えている、請求項３に記載の携帯型検査装置。
  5. 　前記光検出部は、赤外領域成分を検出するものであり、
    　前記情報処理部は、前記光検出部により検出された赤外領域成分の光量を数値化するように構成された色調数値化部を備えている、請求項３又は４に記載の携帯型検査装置。
  6. 　前記筐体の前記試験体載置面以外の面が外部からの光を遮断又は吸収する材質により構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の携帯型検査装置。
  7. 　前記試験体は互いに異なる発色反応を示す複数の反応部を有するものであり、
    　前記撮影部は、前記試験体載置面に載置された試験体のすべての反応部の像を１画面内に撮影するものであり、
    　前記情報処理部は、前記撮影部により撮影された試験体のすべての反応部の像の情報を処理するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の携帯型検査装置。
  8. 　前記撮影部及び前記情報発信部の動作を前記筐体の外部から無線により操作するための無線操作装置を備えている、請求項１から７のいずれか一項に記載の携帯型検査装置。
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