JPH03220445A - 試験紙による成分検査の解析法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば体液（血液、尿等）中の成分（ＩＮ、
蛋白、潜血等）、油液、飲料水、食品、その他の液状物
中の成分等、液状試料中の成分濃度の判定を行うための
試験紙による成分検査の解析法に関する。

〈従来の技術とその課題〉 通常、体液中の諸成分を測定する際には、検体と適当な
検出試薬とを液相中で反応、発色させた後、特性吸収波
長で測光しこれをランバート・ベアーの法則にもとづい
て解析し、成分量を定量する方法が一般的である。

しかし近年、ドライケミストリーの発達により検出試薬
を濾紙等の吸湿性素材に含浸、乾燥させこれをステイン
ク状の基板に貼付した所謂“試験紙”を用いた多項目、
同時検査方式が広く普及してきており、特に尿において
は本方式が主流である。

さて、試験紙にて測定を行う際、その判定は一般の人の
目によって行われているが単位時間の処理数に限界があ
り、個人差も顕著で、衛生面にも問題があることなどか
ら、試験紙の読み取りを、呈色部に特性波長を持つ複数
の光線を照射し、その反射光を測光する積分球式反射光
度法を用いた自動分析機が広く市販されている。

しかしながら、これら従来の自動分析機には読み取り精
度（解析能）が低く、ときにはその判定が人の目に劣る
こと、尿の場合に尿そのものの色調に個人差があり、こ
れが読み取りの際の妨害になったり、この防止のために
ブランクパッドを貼付しなければならないといった欠点
があった。

〈課題を解決するための手段及び作用〉上記の如き従来
技術が持つ問題点に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は自
動分析機が読み取るべき試験紙の呈色部分の微妙な色調
の変化を、その呈色部位からの反射光を各色調フィルタ
ーによって赤色光、緑色光、青色光及び、明るさの４要
素に分解し、これらを受光素子にて電気信号、次いでデ
ジタル信号に変換した値を用いて分析することにより、
従来技術になる自動分析機の精度を上回り、且つブラン
クバンドを貼付せずとも尿自体の色調に干渉されないこ
とを見出した。

すなわち、本発明の試験紙による成分検査の解析法は、
試料中の成分を測定する試験紙の呈色部分に、白色光を
照射し、その反射光を赤色光、緑色光、青色光及び明る
さからなる４要素に分解して、デジタル信号値として取
り出し、このデジタル信号値を基礎にして対象成分の濃
度判定を行うことを第１の特徴としている。

４要素のデジタル信号値の自動分析機による読み取りは
、まず試料液に浸漬後の試験紙の呈色部分に、白色光を
赤外線カットフィルター、レンズ系、グラスファイバー
を介して照射し、その反射光をグラスファイバーにて導
き、これを赤色光、緑色光、青色光及び明るさの４要素
に分解して、上記の如く受光素子にて電気信号、次いで
デジタル信号にして読み取る。前記電気信号をデジタル
信号値に変換する際には、例えば反射光量による電気信
号値の常用対数が０〜２．５の値となるようにし、この
値をもってデジタル値とする。

また上記第１の特徴を有する解析法において、より具体
化した解析法として、前記４要素の全て、又は任意の２
要素若しくは３要素のデジタル信号値の合計値によって
対象成分の濃度判定を行う解析法を採用することができ
る。

同様に上記第１の特徴を有する解析法において、より具
体化した解析法として、４要素の全て、又は任意の２要
素若しくは３要素のデジタル信号値の比率によって対象
成分の濃度判定を行う解析法を採用することができる。

同様に上記第１の特徴を有する解析法において、より具
体化した解析法として、４要素の全て、又は任意の２要
素若しくは３要素のデジタル信号値の合計値と、４要素
の全て、又は任意の２要素若しくは３要素のデジタル信
号値の比率とを併用して対象成分の濃度判定を行う解析
法を採用することができる。

同様に上記第１の特徴を有する解析法において、より具
体化した解析法として、４要素中の特定の１要素のデジ
タル信号値によって対象成分の濃度判定を行う解析法を
採用することができる。

本発明の解析法は、まず標準試料を用いて、対象成分に
ついての各既知濃度における４要素の値を得て、この４
要素の任意の１ないし４個の値の和や比やそれらの組合
わせでもって、それら和、比、組合わせの値を前記各既
知濃度に対応ずける。すなわち対象成分の各濃度と前記
要素の和、比、組合わせ等の値とを対応ずける。

そして上記対象成分の濃度と４要素による対応値が決定
されると、以後は、実際に解析したい試料についての対
象成分について、前記４要素による対応値を得ることに
より、その試料の対象成分の濃度を即座に判定すること
ができる。

濃度判定のための本発明の解析法をよりわかりやすく説
明するため、具体例をもって次に説明する。

今、例えばある一定の条件のもとに作成された尿試験紙
を、 １．０■／ｄｌ、　０．６■／ｄ！、　０．３■／ｄ１
．０．２■／ｄ！、　０．１■／ｄ１、０．０５■／ｄ
ｌ、０．０２■／ｄｌ、　０．００■／ｄ！、の「潜血
」標準液に各濃度につき１０枚の試験紙をそれぞれ浸し
て、その明るさ（Ｖ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色
（Ｒ）の４要素のデジタル信号値、各要素のデジタル信
号値の比率、及び４要素のデジタル信号値の合計をとり
、これを第１図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ
）、（へ）、（ト）、（チ）の如く一覧にし、これから
各潜血濃度を判定（識別）し得る指標を選びだす。なお
第１図において符号ＳＤは標準偏差値で符号ＣＶは変動
係数である。

第１図から、潜血濃度判別の指標として、４要素の合計
を第１判定指標（１）とし、高濃度領域でＢ／Ｇ比を補
助判定指標（ＩＩ）とすること、すなわち、 第１判定指標１＝Ｖ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｒ 補助判定指標１１＝Ｂ／Ｇ とすることで、第２図の如く、潜血濃度の判別ができる
。

なお第２図中、記号Ｎは第１判定指標■が５．３０以上
であれば、補助判定指標■の値にかかわらず、潜血濃度
が０．６■／ｄｌとみなすことができる記号である。

第２図から明らかなように、第１判定指標１＝Ｖ＋Ｂ＋
Ｇ＋Ｒ１補助判定指標１１＝Ｂ／Ｇを採用することで、
潜血の濃度判定を９段階で判別することができる。これ
は従来の自動分析機が高々５段階の潜血濃度判定しかな
し得なかったのに対して、試験紙を用いた検査法におけ
る測定精度の顕著な向上を意味している。

次に本発明の詳細な説明する今１つの具体例として、４
要素（■、Ｂ、Ｇ、Ｒ）のうち青色（Ｂ）を除いて、残
る３つの要素Ｖ、Ｇ、Ｒで試料中の対象成分の濃度判定
を行う場合を示す。

尿試験紙の場合、検体となる尿そのものの色調に個人差
があり、これが読み取りの際の識別精度に誤差を与える
ことは周知のことである。そこで、この防止のためにブ
ランクパッドを貼付しこの誤差を補正して尿試験紙の呈
色を読み取る方式の自動分析機が広く市販されている。

しかしながら、本発明の解析法によればこのような操作
をすることなくミ高い識別精度を分析機に付与すること
が可能となる。通常、尿そのものの色調差は、黄色系の
色調濃淡が主因であり、高度の乳び尿や、消化器系の大
量出血による赤色血尿などは第１次スクリーニング検査
を目的とする尿試験紙の対象外である。

第３図はある一定の条件の下に作成された尿試験紙を、
精製水と４．０■／ｄ！ビリルビン溶液（濃黄色）に浸
し、本性で輝度（Ｖ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｃ，）、赤
色（Ｒ）の４要素を計測した結果である。

第３図を一瞥すれば明らかなように、潜血（センケラ）
と垢（トウ）以外は「青色（Ｂ）」が変動しているのが
わかる。従って本試験紙により尿中の潜血や糖尿外の濃
度を判定するに際しては、Ｂの要素を除外して、残る３
要素■、Ｇ、Ｒにより、第１判定指標１＝Ｖ＋Ｇ＋Ｒ で尿の黄色系色調濃淡に影響されないで濃度判定を行う
ことが可能となる。

その例として尿中のタンパクを本発明の解析法で濃度判
定する場合を次に示す。

第４図はある一定の条件の下に作成された尿試験紙を １０００■／ｄ１、　７００■／ｄ１、　５００■／ｄ
１．３００■／ｄ！、　　２００■／ｄ１、　１００■
／ｄ１．３０■／ｄ１、　０■／ｄ１、 の各尿タンパク標準液に各濃度につき１０枚の試験紙を
それぞれ浸して、その明るさ（Ｖ）、青色（Ｂ）、緑色
（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各要素値、各要素の比率、４要素
の［青色（Ｂ）抜き合計」を−覧にしたものである。

第４図の一覧に基づき、尿タンパクの濃度判定の指標と
して、 第１判定指標１＝Ｖ＋Ｇ＋Ｒ を採用することができる。そして濃度判定をより細かく
行うための補助指標として、 補助判定指標１１＝Ｇ／Ｒ を採用することができる。

この２つの指標をもって第５図に示すごとき尿タンパク
の濃度判定ができる。

この例で用いた尿試験紙は「尿蛋白」に関しては本来１
０００■／ｄｌ、３００■／ｄ１．１００■／ｄ！、３
０■／ｄ１、痕跡量、及び０．０■／ｄｌの６濃度識別
を行うものであるが、第５図から明らかなように本発明
の解析法による濃度判定では１０段階の濃度識別が可能
である。一方、従来の自動解析機では５段階の識別で精
−杯である。

以上での具体的説明では４要素Ｖ、Ｂ、ＧＳＲを用いた
本発明の解析法において、４要素の和をもって濃度の判
定を行う場合、或いはそれに要素間の比を補助して判定
を行う場合、また４要素のうち３要素の和をもって、或
いは３要素の和に要素間の比を補助して判定を行う場合
を説明したが、本発明はこれら具体例で説明した具体的
方法のみに限定されるものではない。本発明は解析（濃
度判定）しようとする試料及び対象成分に応じて、（１
）０分解した４要素の明るさ（Ｖ）、青色（Ｂ）、緑色
（Ｇ）、赤色（Ｒ）の全て、ないしは任意の２又は３要
素のデジタル信号値によって対象成分の濃度判定を行う
、試験紙による成分検査の解析法。

（２）０分解した４要素の全て、ないし任意の２又は３
要素のデジタル信号値の比率によって対象成分の濃度判
定を行う、試験紙による成分検査の解析法。

（３）０分解した４要素の全て、ないし任意の２又は３
要素のデジタル信号値と、４要素の全て、ないしは任意
の２又は３要素のデジタル信号値の比率とを併用して対
象成分の濃度判定を行う、試験紙による成分検査の解析
法。

（４）３分解した４要素中の特定の１要素のデジタル信
号値によって対象成分の濃度判定を行う、試験紙による
成分検査の解析法。

以上の如き方法が当然採用されることになる。

本発明は上記（１１〜（４）の解析法も当然にその範囲
に包含するものである。

また本発明の解析法による対象成分の実際の濃度判定に
際しては、自動分析機の制御部のコンピュータに判定の
ための指標と対応条件を予め入力しておくことにより、
対象成分の濃度判定までを自動的に行うようにすること
ができる。

〈実施例１＞（尿中の潜血の濃度判定）第１判定指標１
＝Ｖ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｒ 補助判定指標Ｉ［＝Ｂ／Ｇ とし、この指標と第２図に示す対応条件（判定基準）を
予め装置の制御部のコンピュータに入力して、尿中の潜
血の濃度判定をした。

実際の尿に潜血を、 １．０■／ｄＩ、　　０．６■／ｄｌ、　０．３■／ｄ
１．０．２■／ｄ１、０．１■／ｄｌ、０．０５■７ｄ
ｌ、０．０２ｇ／ｄ！、　０．００■／ｄｊ。

各々入れた試料液に、各濃度につき１０枚の尿試験紙（
ある一定の条件下で作成されている）を浸した後、上記
第１の判定指標と補助判定指標と対応条件を判定基準と
して予め制御部に入力した自動分析機で、濃度判定をし
た。各試料液についての４要素の値及び判定結果を第６
図（イ）から（チ）に示す。

第６図から明らかなように、０．２〜０．６■／ｄ１の
中高濃度領域で僅かなバラツキがあるものの、本発明の
方法によれば用意した８種類の尿中潜血濃度を正確に判
定した。これに対して従来の自動分析機では第７図に示
す如く、陰性（ＮＥＧ）　、トレース（ＴＲ）　、小（
ＳＭ）、中（ＭＯＤ）　、大（Ｌ　Ｇ）の５段階でしか
濃度判定し得なかった。

すなわち本発明の方法を用いれば、同し尿試験紙を用い
て尿中潜血濃度をより高精度に自動判定することができ
る。

〈実施例２〉（尿中のタンパクの濃度判定）第１判定指
標Ｉ　＝Ｖ＋Ｇ＋Ｒ 補助判定指標ｆｆ＝Ｇ／Ｒ 及び、第５図に示す対応条件（判定基準）を予め装置の
制御部のコンピュータに入力して、尿中タンパクの濃度
判定をした。

手順は、実際の尿にタンパクを １０００■／ｄ１、　７００■／ｄ！、　　５００■／
ｄ１．３００＋ｏｇ／ｄｌ、　　２００ｗ／ａ、　　１
００■／ｄｆ、３０Ｉ１ｇ／ｄ１、　　０■／ｄ！、 を各々入れた試料液に、各濃度につき１０枚の尿試験紙
（ある一定の条件下で作成されている）を浸した後、前
記指標及び対応条件を入れた自動分析機で濃度判定した
。結果を第８図（イ）〜（チ）に示す。

第８図から明らかなように、本発明の解析法では多少の
誤差があるものの８段階の濃度を判定した。

これに対して従来の自動分析機では第９図に示す如く、
３００■／ｄ１以上をうまく判定することができない。

〈実施例３〉（尿中のケトン体の濃度判定）第１判定指
標１　＝Ｖ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｒ 及び第１１図に示す対応条件（判定基準）を用いて（補
助判定指標は用いない）、この指標及び対応条件を予め
自動分析機の制御部のコンピュータに入力して、尿中の
ケトン体の濃度を判定した。

手順は、実際の尿にケトン体を １００■／ｄ１、７０■／ｄ１、４０■／ｄ１．２０■
／ｄ！、　１０■／ｄ１、０■／ｄ１、各々入れた試料
液に、各濃度につき１０枚の尿試験紙（ある一定の条件
下で作成されている）を浸した後、前記指標及び対応条
件を入れた自動分析機で濃度判定した。結果を第１０図
（イ）〜（へ）に示す。

第１０図（イ）〜（へ）で明らかなように、本発明の解
析法によれば、６段階の濃度判定がほぼ完全にできる。

〈実施例４〉（尿中の糖の濃度判定） 第１判定指標１　＝Ｖ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｒ 補助判定指標１１＝Ｇ／Ｒ 対応条件（判定基準）：第１２図に示す通り。

を予め自動分析機の制御部のコンピュータに入力して、
尿中の糖の濃度を判定した。

手順は、実際の尿に糖を、 １０００■／ｄ１、　５００■／ｄ１、　３００■／ｄ
！、２００■／（１７、１００■／ｄ１、　　５０■／
ｄｌ、０■／ｄｌ、 各々入れた試料液を作成し、上記の各実施例と同様の手
法で自動判定した。結果を第１３図（イ）〜（ト）に示
す。

第１３図から明らかなように、本発明の解析法では、多
少のバラツキはあるものの、はぼ確実に上記７段階の濃
度を判別することができた。

〈実施例５〉（尿中のタンパクの濃度判定）実施例２で
用いた尿試験紙とは別の、ある一定の条件下で作成され
た尿試験紙を用い、尿中のタンパクを自動分析機で濃度
判定した。

自動分析機の制御部のコンピュータに予め入力しておく
指標、条件は、 第１判定指標１　＝Ｖ＋Ｇ＋Ｒ 対応条件（判定基準）：第１４図に示す通り。

手順は実際の尿にタンパクを １０００■／ｄｌ、　　　５００■／ｄ１、　３００■
／ｄ１．１００ｍｇ／ｄ１、　３０ｑｒ／ｄ１、　　０
ａｓｒ／ｄｌ。

各々入れた試料液を作成し、上記の各実施例と同様の手
法で自動判定した。結果を第１５図（イ）〜（ト）に示
す。

第１５図から明らかなように、多少のバラツキはあるも
のの、一応７段階の濃度判定ができた。

なお本実施例では第１判定指標から尿自体の色調に影響
される青色（Ｂ）を除外している。

また本実施例では実施例２の場合と異なり補助判定指標
ＩＩ＝Ｇ／Ｒを用いていない。これは使用する尿試験紙
の作成条件が実施例２の場合と、実施例５の場合とで異
なることによるものである。

すなわち同し尿試験紙でも例えばＡ社のものとＢ社のも
のでは作成条件が異なるので、それらに応じて判定指標
及び対応条件（判定基準）を予め得ておく必要があると
いうことである。このことは逆に言えば、いろいろな条
件下で作成された試験紙（現実には各紙からだされてい
る試験紙）に対して、予め判定指標と対応条件（判定基
準）を得ておけば、その後は、どの会社のどの試験紙に
対しても掻く簡単に対象成分の濃度を自動判定できるこ
とを意味し、本発明の解析法の大きな利点、利用性を物
語るものである。

〈実施例６〉（尿中の亜硝酸塩の濃度判定）第１判定指
標１＝Ｇ 対応条件（判定基準）：第１６図に示す通り。

を予め自動分析機の制御部のコンピュータに入力して、
尿中の亜硝酸塩の濃度を自動判定した。

手順は尿中に亜硝酸塩を １１０ＰＰ、　　　７ＰＰＭ、　　　５ＰＰＭ。

３ＰＰＭ、　　　　ＩＰＰＭ、　　　ＯＰＰＭ。

各々入れた試料液を作成し、尿試験紙（ある−定条件下
で作成されている）を用いて、既述の実施例と同様の手
法で自動判定した。

結果を第１７図（イ）〜（へ）に示す。

第１７図から尿中の亜硝酸塩について６段階の濃度判定
ができることが明らかである。従来の自動分析機では陰
性、陽性の２段階の判定しかできなかった。

〈実施例７〉（尿中の亜硝酸塩の濃度判定）実施例６で
用いた尿試験紙（Ａ社製）とは異なる一定の条件下で作
成された尿試験紙（Ｄ社製）を用いて尿中の亜硝酸塩の
濃度判定を行った。

第１判定指標１＝Ｇ　　若しくは 第１判定指標１＝Ｇ／Ｒとし、 対応条件（判定基準）：第１８図に示す通りとする。

上記第１判定指標と対応条件をコンピュータ部に入力し
た本発明の自動分析機を用いて自動判定した。

手順は尿中に亜硝酸塩を １１０ＰＰ、　　　７　ＰＰＭ、　　５ＰＰＭ、３ＰＰ
Ｍ、　　　ＩＰＰＭ、　　　ＯＰＰＭ。

を各々入れた試料液を作成し、上記り社製の尿試験紙を
用いて、既述の実施例と同様に自動分析した。

結果を第１９図（イ）〜（へ）に示す。

第１９図から明らかなように、はぼ確実に尿中の亜硝酸
塩を７段階で判定できた。

〈実施例８〉（尿中の糖の濃度判定） 実施例４で用いた尿試験紙（Ａ社製）とは別の条件下に
作成された尿試験紙（Ｗ社製）を用いて、尿中の糖濃度
を判定した。

第１判定指標Ｉ＝Ｖ＋Ｂ十Ｇ十Ｒ 補助判定指標Ｉ［＝Ｂ／Ｒ 対応条件（判定基準）：第２０図に示す通り。

を予めプログラムし、自動分析機の制御部のコンピュー
タに入力して、自動判定した。

手順は尿中に糖を １０００■／ｄ１、　５００■／ｄｌ、　　３００■／
ｄｌ。

２００■／ｄ！、　　１００■／ｄ１、　５０■／ｄ１
．０■／ｄｌ、 各々入れた試料液を作成し、既述の実施例と同様に自動
分析した。

結果を第２１図（イ）〜（ト）に示す。

第２１図から明らかなように、はぼ確実に尿中の１！濃
度を７段階で判定できた。

なお本実施例では判定指標及び対応条件が実施例４の場
合とは異なるが、これは尿試験紙の作成条件が異なるこ
とによるものである。すなわち本発明では種々の会社に
よる異なる条件下で作られた試験紙に対しても、それに
対する判定指標及び対応条件（判定基準）を予め得るこ
とにより、どのような試験紙を用いても適正な自動判定
ができるのである。

く効果〉 本発明は以上の説明及び実施例からで明らかなように、
試験紙の呈色部からの反射光を赤色光、緑色光、青色光
、及び明るさの４要素に分解してデジタル信号値として
取り出し、この値を基礎にして対象成分の濃度判定を行
うようにしたので、より正確に精度よく、しかも迅速に
試験紙による成分の自動分析を行うことが可能となった
。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（チ）はそれぞれ潜血標準液に対する４
要素のデジタル値を示す図、 第２図は潜血に対して得られた濃度判定のための判定指
標及び対応条件を示す図、 第３図は尿試験紙を用いて精製水中と４．０ｍｇ／ｄｉ
ビリルビン溶液中での各成分の４要素を測定した結果を
示す図、 第４図（イ）〜（チ）はそれぞれタンパク標準液に対す
る４要素のデジタル値を示す図、 第５図は尿タンパクに対して得られた濃度判定のための
判定指標及び対応条件を示す図、第６図（イ）〜（チ）
はそれぞれ実施例１における判定結果を示す図、 第７図は従来の自動分析機による尿中潜血の濃度判定範
囲を示す図、 第８図（イ）〜（チ）はそれぞれ実施例２における判定
結果を示す図、 第９図は従来の自動分析機による尿中タンパクの濃度判
定範囲を示す図、 第１０図（イ）〜（へ）はそれぞれ実施例２における判
定結果を示す図、 第１１図は実施例３における判定指標及び対応条件を示
す図、 第１２図は実施例４における判定指標及び対応条件を示
す図、 第１３図（イ）〜（ト）はそれぞれ実施例４における判
定結果を示す図、 第１４図は実施例５における判定指標及び対応条件を示
す図、 第１５図（イ）〜（ト）はそれぞれ実施例５における判
定結果を示す図、 第１６図は実施例６における判定指標及び対応条件を示
す図、 第１７図（伺〜（へ）はそれぞれ実施例６における判定
結果を示す図、 第１８図は実施例７における判定指標及び対応条件を示
す図、 第１９図（イ）〜（へ）はそれぞれ実施例７における判
定結果を示す図、 第２０図は実施例８における判定指標及び対応条件を示
す図、 第２１図（イ）〜（ト）はそれぞれ実施例８における判
定結果を示す図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、試料中の成分を測定する試験紙の呈色部分に、
   白色光を照射し、その反射光を赤色光、緑色光、青色光
   及び明るさからなる４要素に分解して、デジタル信号値
   として取り出し、このデジタル信号値を基礎にして対象
   成分の濃度判定を行うことを特徴とする試験紙による成
   分検査の解析法。
2. （２）、４要素の全て、又は任意の２要素若しくは３要
   素のデジタル信号値の合計値によって対象成分の濃度判
   定を行う請求項１に記載の試験紙による成分検査の解析
   法。
3. （３）、４要素の全て、又は任意の２要素若しくは３要
   素のデジタル信号値の比率によって対象成分の濃度判定
   を行う請求項１に記載の試験紙による成分検査の解析法
   。
4. （４）、４要素の全て、又は任意の２要素若しくは３要
   素のデジタル信号値の合計値と、４要素の全て、又は任
   意の２要素若しくは３要素のデジタル信号値の比率とを
   併用して対象成分の濃度判定を行う請求項１に記載の試
   験紙による成分検査の解析法。
5. （５）、４要素中の特定の１要素のデジタル信号値によ
   って対象成分の濃度判定を行う請求項１に記載の試験紙
   による成分検査の解析法。