JPH0217077B2

JPH0217077B2 -

Info

Publication number: JPH0217077B2
Application number: JP58204291A
Authority: JP
Inventors: Tameo Naito
Original assignee: Nihon Denshi KK
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1990-04-19
Also published as: JPS6095357A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は血液や尿等を臨床化学分析するための
新規な分析デバイスに関するものである。

今日、自動臨床化学分析装置の著しい普及によ
り血液や尿の検査は短時間で正確に行なわれるよ
うになり、臨床分野において大いに貢献してい
る。しかしながら、従来の臨床分析は第１図に示
す様に採血１の後、一定期間静置・凝固し２，３
の血清分離・分注という過程を経て血球分を分離
し、場合によつては更に蛋白質を除去した後、分
析装置に導入して自動分析４すると言う大変に厄
介な作業を必要とし、分析までに手間と時間が掛
りすぎる問題を有している。即ち、特に血球分の
分離には遠心力場を利用した遠心分離機が使用さ
れるが、分離された血液は試料管の底部に血球分
が、又その上部に血清、又は血漿が液体の状態で
存在し、このようにして分離された血清（又は血
漿）をピペツトで吸い上げて分析装置の試料管に
移し換えている。この様な作業は非常に厄介であ
り、緊急を要する血液の検査に間に合わない場合
が多い。

而して、本発明は上記従来の欠点を解消するも
ので、第１図において点線で示すように採血後直
ちに分析でき、静置や血清分離・分注等の作業の
全く不要な新規な分析デバイスを提供することに
目的を有する。

本発明の構成は単一基体内に多孔質の薄い透析
膜により分離された２つの部屋を形成し、第１の
部屋には分析すべき試料液を導入し、第２の部屋
には固定化酵素を充填すると共に透析膜を通過し
た試料液を抽出及び若しくは該試料液と反応する
溶液を注入し、前記第２の部屋に連通して同一基
体内に検出セル部を形成し、前記第２の部屋内で
反応した試料溶液を該検出セル部に導入して所定
の分析を行なうようした臨床分析用分析デバイス
に特徴がある。

以下図面に示した実施例に基づき本発明を説明
する。

第２図は本発明の主要部を示す縦断面図、第３
図は第２図のＡ−Ａ断面図であり、５は耐薬品性
に優れたガラスやセラミツク等で形成された基体
であり、内部に部屋６，７、及び８が設けられて
いる。第１の部屋６と第２の部屋７との間は薄い
透析膜９で仕切られており、第１の部屋には検査
すべき血液や尿等の試料液が導入口１０から導入
され、検査後の液は排出口１１から排出される。
前記第２の部屋の中には固定化酵素１２が充填さ
れており、透析膜９を通過した試料分子（糖）と
酵素反応する。該第２の部屋内には透析した試料
液の抽出及び若しくは該試料液と化学反応を行な
う緩衝液が導入口１３を介して導入される。前記
固定化酵素は２種又はそれ以上が混ぜた状態で充
填されており、両酵素を媒介にして緩衝液の発色
反応が遂行されるように構成している。前記第２
の部屋内で発色した、又は発色過程の試料液は通
路１４を介して検出セル部８内に導入され、静止
状態に保持される。該検出セル部の上方にはオプ
テイカルフアイバ１５の一端が設置され、その他
端に配置されたレンズ１６及びフイルタ１７を介
して光源１８より所定単波長の光束が導入され、
基体５を通して検出セル部に照射される。該検出
セル部において発色した試料溶液により吸収され
た光束は更に基体を通過してフオトダイオード等
の光検出器１９により検出される。検出の終了し
た試料溶液は排出口２０より排出液槽（図示せ
ず）に廃棄される。第４図は前記第２図及び第３
図に示した分析デバイスＡを使用した分析装置全
体の概略図であり、試料液導入口１０は試料注入
器２１に接続し、該注入器より直接血液が第２図
の第１の部屋６内に注入される。緩衝液導入口１
３は切換え弁２２を介してポンプ２３に接続し、
緩衝液槽２４内の緩衝液が第２の部屋７内に注入
できる。２５は洗浄液槽であり、例えば血液と同
じ塩濃度の0.8％の食塩水が注入してあり、該洗
浄液はポンプ２６により吸い上げられ、切換え弁
２２を介して、或るいは弁２７を介して前記試料
液注入器２１に導入できる。又、デバイスＡの排
出口２０からの廃液は廃液槽２８に貯留される。
光検出器１９の出力は増幅器２９を介して信号処
理回路３０に送られ、適宜処理された後、記録又
は表示装置３１に送られ、分析（検査）結果が表
示される。

以上のようなデバイスを使用した装置におい
て、血液中のグルコースの検査を行なう場合につ
いて説明する。先ず、第２図における透析膜とし
ては数乃至数十μの厚さのセロハンやビニール
系、又はポリカーボネート系の多孔質高分子物質
が選択される。この様な透析膜を用いて区画され
た部屋７内にグルコースオキシデイズ及びペル
オキシデイズを適宜混合した固定化酵素を充填
し、該部屋内にポンプ２３によつて４アミノアン
チピリンを含有した緩衝液を導入しておき、第１
の部屋内に試料液注入器２１から採血した血液を
注入する。この様な状況において、血中の糖、例
えばグルコースは血球に比較して遥かに分子量が
小さいので、該グルコースは前記透析膜９の多数
の小さな孔を通過して第２の部屋７内に浸入す
る。この浸入したグルコースは充填されている固
定化酵素のグルコースオキシデイズと酵素反応
を起しグルコン酸と過酸化水素に分解される。こ
の過酸化水素は同じく部屋７内に固定されたペル
オキシデイズを触媒にして該部屋内の４アミノア
ンチピリンと化学反応を起して発色する。この発
色の程度は過酸化水素の量に比例するので、透析
膜９から浸透してきたグルコースの量に応じた発
色現象が得られ、検体としての血液に応じた比色
測定が可能となる。前記第１の部屋６から第２の
部屋７への分子の浸入、或るいは透析は目的物の
濃度差によるので、初期においては第２の部屋は
グルコースの濃度が０であるので極めて速やかに
グルコースの透析が行なわれる。そして、透析が
進行すると浸入した目的物（グルコース）は固定
化酵素と反応を起し、濃度が低下していくため、
更にその分子は透析が進行する。しかし、透析し
た分子の内反応にあずからない分子は第１の部屋
の濃度と第２の部屋の濃度とが等しくなつた状態
で透析はストツプする。このようにして目的とす
る分子が極めて効果的に第２の部屋に抽出され、
酵素反応を生起して発色現象が進行する。予め設
定した時間経過後、第２の部屋の溶液をポンプ２
３を作動させて検出セル部８内に送り込み、単色
光束を照射してその液体による吸光度の測定を行
なう。測定の結果は記録計又は表示装置３１に記
録される。特定の試料の検査が終了した場合、切
換え弁２２を切換え、又弁２７を開き、ポンプ２
６を作動させて洗浄液を第１の部屋６及び第２の
部屋７内に導入する。この洗浄液としては0.8％
の食塩水が使用されているので、血球の破壊なし
に各部屋内を綺麗に浄化できる。実際の装置では
この食塩水の使用の後、真水による洗浄を行なう
ように構成すると良い。

以上説明したような分析デバイスを使用する
と、血球分離−分注−分析（反応）−測定のプロ
セスが単一のチツプ内で全て実行できるので、第
１図において点線で示した採血１から直ちに分析
４へ移行でき、緊急検体の検査に最適である。し
かも、装置は非常に小型になり且つ試料液や緩衝
液等の移動のための機構が不要で、配管も必要な
いので装置が単純化でき、クロスコンタミの問題
も生じない。

尚、上記透析膜９、固定化酵素及び緩衝液は分
析又は検査する蛋白質の種類に応じて最適なもの
が選択される。

第５図は本発明の他の実施例であり、第１及び
第２の部屋の形状の例を示すものである。図より
明らかなように、部屋６及び７（６は図示せず）
は蛇行した形状に作られ、効率的に試料液が第２
の部屋に浸透し且つ該浸透した試料液が固定化酵
素と有効に反応するように工夫してある。勿論、
第５図の形状も一例であり、この形状が最良とは
限らない。

第６図は本発明の更に他の実施例を示すもの
で、検出手段として比色測定に代えて酸素濃度の
検出手段を使用する場合である。図中第２図と同
符号は同様な構成を示しており、検出セル部８内
には酸素電極３２が挿入されている。前述したよ
うに酵素反応の過程において、過酸化水素が発生
し、該過酸化水素と他の緩衝液と反応する過程で
酸素を放出し、これが溶存酸素として溶液中存在
する。この溶存酸素を酸素電極３２により測定す
ると第２の部屋内で酵素反応を起した目的とする
糖の量が実測できるわけである。

第７図は本発明分析デバイスの使用例を示すも
ので、複数個の分析デバイスA₁，A₂，A₃，…を
直列に接続し、異なつた糖（異なつた分子量の分
子）を夫々のデバイスにより順次測定するように
構成したものである。即ち、第１のデバイスの試
料液注入口１０ａから入つた試料は排出口１１ａ
から出て第２のデバイスA₂の試料注入口１０ｂ
に入り、該第２のデバイス内に入つた試料液は排
出口１１ｂから第３のデバイスA₃の注入口１０
ｃに入るように構成してある。又、夫々のデバイ
スには測定手段として光源１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ…及び光検出器１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…が設
けられている。勿論、各デバイス内の固定化酵素
の種類や緩衝液の種類、更には透析膜の種類及び
厚さ等は測定する糖の種類に応じて最適なものが
使用されている。

第８図は更に他の実施例であり、第２図の実施
例では複数の固定化酵素を混合して第２の部屋７
内に充填したが、ここでは２種の固定化酵素を分
離して異なつた部屋内に充填する構成である。即
ち、第２の部屋と検出セル部８との間に第３の部
屋３３を形成し、該部屋内に第２の部屋内の固定
化酵素とは異なる固定化酵素３４を充填してあ
る。そして、第２の部屋７と第３の部屋３３との
間に第２の緩衝液の注入口３５が設けられ、第２
の部屋７内に注入される緩衝液とは異なる緩衝液
が導入される。勿論、必要であれば更に異なつた
固定化酵素の充填された部屋を設けても良い。

この様な構成とすれば、１３から注入する第１
の緩衝液は第１の部屋６内の試料から所望とする
糖のみを抽出するに最適なものが選択でき、この
ようにして効率的に抽出された糖と固定化酵素と
反応した溶液に発色反応に最適な第２の緩衝液を
第２の注入口３５から注入することが可能とな
り、効率的な測定が行なえる。

第９図は更に他の実施例であり、酵素反応と化
学反応とを組合わせたものである。第２の部屋７
と検出セル部８との間に反応試薬注入口３６を設
け、該注入口より反応試薬を注入して第２の部屋
で生成された酵素反応生成物と化学反応を起さ
せ、その結果生じた発色の程度を吸光度測定する
ように構成してある。

以上説明したような構成となせば、採血した血
液を直接分析デバイスで分析でき、従来の様に静
置・凝固や遠心分離器を使用しての血清の分離・
分注等が不要となり、極めて迅速な測定が可能と
なり、緊急検体の検査に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の臨床化学分析の流れを示す図、
第２図は本発明の一実施例を示す分析デバイスの
縦断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図、第４
図は第２図のデバイスを使用した分析装置の概略
を示す図、第５図乃至第９図は夫々本発明の他の
実施例を示す図である。５：基体、６：第１の部屋、７：第２の部屋、
８：検出セル部、９：透析膜、１０：試料注入
口、１１：試料排出口、１２：固定化酵素、１
３：緩衝液注入口、１５：グラスフアイバ、１
６：光学レンズ、１７：フイルタ、１８：光源、
１９：光検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１単一基体内に多孔質の薄い透析膜により分離
された２つの部屋を形成し、第１の部屋には分析
すべき試料液を導入し、第２の部屋には固定化酵
素を充填すると共に透析膜を通過した試料液を抽
出及び若しくは該試料液と反応する溶液を注入
し、前記第２の部屋に連通して同一基体内に検出
セル部を形成し、前記第２の部屋内で反応した試
料溶液を該検出セル部に導入して所定の分析を行
なうように構成した臨床分析用分析デバイス。２前記第２の部屋に充填される固定化酵素は複
数種類である特許請求の範囲第１項記載の臨床分
析用分析デバイス。３前記第２の部屋と検出セル部との間に少なく
とも１個の部屋を形成し、該部屋内に第２の部屋
内に充填した固定化酵素とは異なる酵素を充填し
てある特許請求の範囲第１項記載の臨床分析用分
析デバイス。４前記第２の部屋と検出セル部との間に酵素反
応生成物と化学反応を起す試薬の注入口を設けた
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の臨床分析
用分析デバイス。５前記第１の部屋から排出された試料液は他の
分析デバイスの第１の部屋内に導入される特許請
求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の臨
床分析用分析デバイス。