JPS591977B2 - 呈色試験紙を用いた分析方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、呈色試験紙を用いた定量分析方法に関するも
のである。

呈色試験紙（以下「試験紙」とする）を用いた定性分析
あるいは定量分析は、ＤｉＰａｎｄＲｅａｄ方式で操作
が簡単なため血液中の化学成分の測定や尿のスクリーニ
ング検査等臨床化学検査やその他の化学検査の分野で広
く行なわれており、特に緊急を要する測定や多数の検体
を短時間で測定するような場合に賞用されている。

もつとも、被検液を塗布あるいは含浸した試験紙の呈色
の色調を標準の色見本と比較して評価する目視法では定
性分析かせいぜい大まかな定量分析しかできず、定量分
析の精度を向上させるためには上記試験紙の呈色の色調
を光篭的に測定する分析装置（反射率計）を用いること
が必要である。そのため、近時新たな試１験紙の開発や
改良と相まつて各種分析方法や装置が提供され、多くの
測定項目について簡易迅速な定量分析がなされるに至つ
ている。しかし、これら分析方法は試験紙の反射率の変
化を光電的にとらえてその電気信号を処理し次いで検量
線により濃度に変換する間接的測定方法によるものであ
り、光電的にとらえるということおよび濃度への変換の
仕方においていくつかの問題点を有している。従つて滴
定法その他の定量分析方法に比べて試１験紙を用いる分
析方法は止確さに劣り、あくまでも簡便法の域を脱しえ
なかつた。本発明方法は、電気信号の処理の仕方および
濃度への変換方法について新たな改良を施し、試５験紙
を用いた分析分野において精度の高い反射率測定を器差
なく可能ならしめるとともに得られた反射率から目的物
質の濃度を任意の単位の直読値としてデジタルで表示さ
せ、且つ測定波長の違いによる器差や測定項目、試験紙
の違いによる検量線の相違が容易に補正でき信頼性の高
い定量分析をなさしめることを目的とする。以下、従来
の分析装置の有する問題点および本発明そして本発明に
使用する装置を図面を参照して詳細に説明する。

まず、これら分析装置の測定原理は第１図に示す如く呈
色した試験紙の反射スペクトルが被検液中の目的物質の
濃度Ｙｌ，Ｙ２，Ｙ３に応じて変化することに立脚した
もので、試験紙が呈する色調によつて適当な波長、特に
濃度の変化により反射率が大きく変化する波長またはそ
の近傍の波長（第１図λ。

）の光を選択し、その波長における試験紙の反射率の変
化を光電的にとらえ、更に第２図に示す如く試１験紙の
呈色特性から得られる濃度対反射率の検量線により濃度
単位に変換し表示するものである。このうち反射率測定
部分には反射面からの反射光を効率よく測定しうる積分
球を用いたものが従来から一般的に使用されている。

第３図はかかる積分球を用いた分析装置（反射率計）の
１例を示す概略図で、積分球１の上部に設けた光源２か
らの光はフイルタ一３により選択透過され、一定波長の
光束として積分球下部の試料窓４下方にセツトされた試
験紙５を照射する。該試験紙５の表面からはその呈色の
度合に応じた光量の光が反射され、反射光は積分球１内
で拡散反射し積分球側面の光検出器６を照射する。この
光検出器６からの反射光量に応じた反射光出力が増幅・
測定回路７を経て濃度直読目盛を有するメータ８に表示
されるものである。

尚、反射率を測定するためには何らかの標準的な基準信
号が必要であり、この基準信号の大きさと測定対象から
の反射光による出力信号の大きさとを比較して相対的な
反射率となしている０しかして上記メータ８への入力信
号はこの相対反射率に基づくものである。また上記基準
信号の与え方には基準となる信号を予め電気的に与えて
おくものや、標準となる反射片を用意して測定に際しそ
の標準反射片からの反射光量を基準信号として記憶させ
ておくもの等が存在する〇しかし、これら従来の積分球
を用いた反射率計は以下の如くいくつかの問題点を有し
ている。

１）即ちまず、反射率の変化を光電的にとらえる構成を
とつているところから光検出器６の暗電流や増幅・測定
回路７中の増幅器によるオフセツト電圧等の発生を防ぐ
ことはむずかしく、しかもこれら暗電流やオフセツト電
圧等は素子によってばらついたり使用温度によつてドリ
フトしたりする欠点かある。

但し、これらのはらつきやドリフトは光源２からの光を
例えばチヨツパ一あるいは断続点灯回路を用いて断続さ
せることにより相対的な零点補正が可能であり一部装置
に用いられている。

尚、外部から積分球１内に侵入する外部迷光の影響につ
いても同様の手段で除くことができる。但し前記ドリフ
トや外部迷光の変動は光束の断続周期に比べて十分遅い
必要があることは云うまでもない。２）積分球１の内面
には試験紙の繊維屑や外部からの塵埃あるいは被検液等
が付着して汚染し、光の拡散性能を変化させ長期にわた
る使用期間において反射率測定系としての性能や特性を
安定して維持することを困難にする。

そこで、かかる事態を防ぐため試料窓４にガラス板など
の透明板９を取付けて内部への塵埃等の侵入を防ぎ、透
明板９の外側の汚れを測定前に拭き取ることが行なわれ
ている。しかるに、この種の透明板９を試料窓４に取付
けることにより、本来試験紙５を照射するはずの光束の
うち一部分がこの透明板９自体により反射され、内部迷
光となつて光検出器６に到達する。

この場合、積分球１の特性は反射率が０％の物体を測定
したと仮定してもこの内部迷光によつて反射光出力は零
とならず、実際の反射率に対する反射光出力の検量線は
原点を通らないものとなる。かかる内部迷光は入射光軸
に対する透明板９の傾きや入射光束の指向性のばらつき
等により変化し、装置ごとに異なつた量となる。即ち、
このような透明板９を有した反射率測定系で試料を測定
すると第４図の如く同一の反射率を有する試料を測定し
ても装置ごとに異なつた値を提供する可能性がある。こ
こに第４図のＲ。は標準となる反射片の実際の反射率、
縦軸はその反射率Ｒ。を１００として較正した場合の相
対的な反射率であり、内部迷光のない装置Ｍ１では検量
線は原点を通るが内部迷光の含まれる装置Ｍ２，Ｍ３で
は原点から外れた形となる。尚、内部迷光は上記した透
明板９に起因するものの他、光源からの光のうち直接積
分球を含む光学系内部例えば試料窓４周縁部とか遮蔽板
等により反射された光に起因するものがある。

この後者による内部迷光は積分球等光学系の形伏や構造
を工夫することによりある程度は除去できるが、除去で
きないものは前者による内部迷光同様器差としてそのま
ま放置され、内部迷光による出力を含んだままで濃度対
反射率の検量線が作成されているのが現伏である。この
ことは以下述べるごとく装置間の器差を生じ、試験紙に
よる正確な分析を妨げている。即ち、得られた相対反射
率から濃度直続値に変換するには、一般に第３図の如く
反射率出力をそのままアナログでメータ８に表示させメ
ータ８の目盛板１０にノンリニアな直続目盛を付して濃
度変換させることが行なわれている。

その他、基準信号の大きさと試料の測定出力信号の大き
さとを比較するに際し、両者が一致するように測定出力
信号に補正を加え、加えた補正量をポテンシヨメータの
回転角によつて知り、ポテンシヨメータの周りに設けた
目盛板により濃度を読み取る方法もある（実開昭５２−
１８０８４）。

しかし、上記いずれの場合においてもこれらの目盛板は
測定しようとする試験紙の種類と組合せになつたもので
あり、前述の内部迷光やオフセツト電圧が装置によりば
らついた時には個個の装置について異なつた目盛板を取
付ける必要がある。

しかし、そのようなことは現実に不可能であり、通常は
１つの項目について平均的な目盛を刻設した１種類の目
盛板が全装置に共通に取付けられており、従つて個々の
装置間では反射率測定上器差を有する問題が存在するこ
とになる。３）反射率測定上では器差のない装置ができ
ても反射スペクトルが波長に対してフラツトな試験紙を
製造することは不可能であり、且つ個々の装置により光
源等の波長がある程度ばらつくことは避けられない。

測定光の波長がばらつくと試験紙自体の反射率が波長に
よつて異なつているので濃度対反射率の検量線が変化し
、その結果、器差のＣる装置を提供することになる。第
５図および第６図は上記３沖問題点につき説明するもの
で、第５図は試験紙の反射スペクトル（濃度Ｙｌ，Ｙ２
，Ｙ３のもの）と２つの異なる測定波長λ。，λ１との
関係を示し、波長がばらつくと測定される反射率ｒがば
らつくことを示している。第６図は、第５図の異なる２
つの波長λ。

，λ１における濃度対反射率の検量線の相違を示すもの
である。また以上に述べた器差は製造時における複数の
装置間の器差であつたが、同一装置においても製造時と
使用時において電源電圧、周囲温度等の条件が変化する
と光源の光量が変動したり、波長が変化したりすること
もあり、このことは同一装置を使用するに際して装置の
特性が経済的に変動することを意味している。

本発明者等は、積分球を用いた反射率計による測定方法
についての上記問題点を解決すべく鋭意研究した結果、
問題点２）及び３）について卓越した解決方法を見出し
、試験紙を用いた分析分野において極めて精度の高い分
析結果を提供することを可能にする分析方法を成したも
のである。

即ち、本発明においては上記問題点１）に付しては光源
を断続点灯させ、光源点灯中の出力信号と消灯中の出力
信号との差出力信号をとることにより光検出器の暗電流
や増幅器のオフセツト電圧および外部迷光による影響を
除去し解決する。問題点２）に対しては、内部迷光に基
づく出力信号量を反射率既知の標準反射片における上記
差出力信号（基準差出力信号）の大きさに対する比率と
して製造時に個々の装置ごとに記憶させ、測定に先立つ
較正時にその比率およびその較正時における基準差出力
信号量から内部迷光に基づく出力信号量を算出し、上記
基準差出力信号量および測定差出力信号（呈色した試験
紙における上記差出力信号）の信号量から夫々内部迷光
出力信号量を減じ、基準出力信号量および測定出力信号
量となし反射率計としての特性を揃えて器差宮なくすこ
ととする。問題点３）に対しては、濃度に変換するとき
の検量線を適当な関数により近似して演算・表示させ測
定波長のばらつきによる検量線の違いを関数内の適当な
定数を可変にして補正可能に構成することにより器差の
ない正確な定量測定を可能とした。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。第７図は、本発
明に使用する分析装置の１例を示すプロツク図で、光源
２は点灯回路１１によつて断続的に点灯されている。

この場合、光源２としては測定項目に応じた測定波長付
近にピークを有する発光ダイオードＬＥＤｌフイルタ一
３と組合せたタングステンランプ等が用いられる。また
光源２自体が断続点灯するものでも光束を断続的に遮る
ものでもよい。まず標準反射片１２を積分球１下部の透
明板９下方にセットし、較正スイツチ１９を押すとマイ
クロコンピユータ１８の指示によりアナログスイツチ１
４が増幅器１３に接続されて、光源２の点灯中の出力信
号量ＲＯｎおよび消灯中の出力信号量ＲＯｆｆがＡ−Ｄ
コンバータ１７によりＡ−Ｄ変換され、マイクロコンピ
ユータ１８内のメモリに記憶される。

この場合消灯中の出力信号量ＲＯｆｆは光検出器６の暗
電流や増幅器１３の万フセツト電圧および外部迷光に基
づく出力から構成されており、点灯中の出力信号量ＲＯ
ｎと消灯中の出力信号量ＲＯｆｆとの差即ち基準差出力
信号の量が演算されることによりこれらの影響は除かれ
る。

しかし、この基準差出力（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）中には、
第８図に示１ように積分球１の内部で発生する内部迷光
に基づく出力信号量Ｄが含まれている。

この内部迷光出力信号量Ｄのばらつきが装置の特性のば
らつきの大きな要因となつている。図から明らかな如く
基準差出力信号量（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）から内部迷光出
力信号量Ｄを差し引いたものが反射率測定の対象となる
基準出力信号Ｒである。同様にして標準反射片１２の代
わりに試験紙５をセツトした場合の差出力信号量（ＳＯ
ｎ−ＳＯｆｆ）から内部迷光出力信号量Ｄを差し引いた
ものが測定出力信号量Ｓとなる。ここでＳＯｎ，ＳＯｆ
ｆは上記同様に試験紙測定時の光源の点灯中および消灯
中の出力信号量である。次に内部迷光出力Ｄの求め方を
説明する。

まず内部迷光の量は十述した如く積分球１に取付けたガ
ラス板等の透明板９の取付角度・材質・積分球の内部の
形状のほか光源２の光軸の偏り、右よび光源２の光量に
よつて個々の装置ごとに異なり、また同一装置において
も篭流電圧や温度、経時変化等により光源の光量が変化
すれば変動する〇しかし測光部分の各構成要素（例えば
積分球１や光源、測定窓、透明板、光検出器など）に位
置関係の変化がなく、積分球１内の反射特性にも変化が
ないと考えられる場合には同一装置においては光量が経
時的に変化すると、標準反射片を測定した時の基準差出
力信号量（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）およびその中に含まれる
内部迷光出力量Ｄそのものは変化するが、前記差出力信
号量（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）中に占める内部迷光出力信号
量Ｄの比率ｋは一定であることに着目し問題点２）の解
決をはかつた〇即ち、正しく調整された反射率計を考え
ると試料の反射率が零の状態（例えば反射率計の測定部
分に何も置かず暗室内に開放した伏態）で反射率計の出
力は零となり標準反射片を測定した時の反射率計の出力
は与えられた標準値となる。仮にこのような伏態にある
反射率計を考えると反射率が零の状態を測定した時にお
ける測定差出力信号量（ＳＯｎ−ＳＯｆｆ）はそのまま
内部迷光の出力信号量Ｄを表しており、また標準反射片
を測定した時の標準差出力信号量（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）
は内部迷光出力信号量Ｄと基準出力信号量Ｒの和になつ
ている。

（第８図）このとき標準差出力信号量（ＲＯｎ−ＲＯｆ
ｆ）中に占める内部迷光出力信号量Ｄの比率ｋはでゐる
。

逆にｋが既知であるとすればこの時の内部迷光出力の大
きさＤはとして求めることができる。

正しく調整された装置が複数個あると、各装置における
光源光検出器等のばらつきにより同一の標準反射片にお
ける差出力信号量は個々に異なつた値（ＲＯｎｌ−ＲＯ
ｆｆｌ），（ＲＯｎ２−ＲＯｆｆ２），（ＲＯｎ３−Ｒ
Ｏｆｆ３）・・・となるし、反射率が零の測定差出力信
号量即ち内部迷光出力信号量Ｄの値もＤｌ，Ｄ２，Ｄ３
・・・となる。

またこの時一般的にはｋの値も一定とはならず光源・光
検出器等の位置関係のばらつきによつてそれぞれＫｌ，
ｋ２，ｋ３・・・と異なつた量となる。この場合にも個
々の装置についてｋの値が既知であれば同様にＤｌ，Ｄ
２，Ｄ３・・・はとして個々に決定することができる。

比率ｋの値を知るためにはこの例のように反射率ゼロの
伏態で測定した差出力信号量（ＳＯｎ−ＳＯｆｆ）と標
準反射片を測定した時の差出力信号量（ＲＯｎ−ＲＯｆ
ｆ）とから直接求めることがで゛きるがより簡単な手段
としては反射率既知の標準反射片のはかに標準反射片と
は異なつた反射率を有する第２の標準反射片を用意しす
でに調整された反射率計にて、標準反射片に対する第２
の標準反射片の反射率を求めこれを比率ｋを求める時の
基準値としておき、比率ｋが不明な任意の反射率計につ
いて標準反射片に対する第２の標準反射片の反射率を求
め、求められた反射率が前記基準値と一致するようにポ
テンシヨメータＫの値を調整すればよい。

尚、標準反射片については、その反射率の値に何ら制限
はなく任意の適当な値を採用すればよいが使用する各装
置については共通な値を持つものであることが必要であ
る。

同一装置において一度適切な比率ｋの値が設定されたの
ち光源その他の変動により光量が変化した場合、第９図
の如く標準反射片における差出力信号量は光量の変化に
比例して最初の調整時の値（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）Ｒｅｇ
から（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）に変化し、内部迷光出力信号
量も同様にＤｒｅｇからＤに変化する。

しかしこの時にはＤｒｅｇまたはＤと（ＲＯｎ−ＲＯｆ
ｆ）Ｒｅｇまたは（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）との比率はいず
れも一定値ｋとなり逆にｋを記憶することにより測定に
先立つ標準反射片による較正時の差出力信号量（ＲＯｎ
−ＲＯｆｆ）と比率ｋから内部迷光出力信号量Ｄが求め
られる。本発明に使用する装置においては上記したｋを
ポテンシヨメータＫｌ５にアナログで可変に保持してお
り、基準差出力信号量（ＲＯｎ−ＲＯｆｆ）を演算した
後、アナログスイツチ１４を切換え、予め適切な値に設
定されたポテンシヨメータＫｌ５の出力をＡ−Ｄ変換し
、基準差出力信号量（ＲＯｎＲＯｆｆ）との積をマイク
ロコンピユータ１８によりとして演算する。

得られた内部光出力信号量Ｄはマイクロコンピユータ１
８内のメモリ内に記憶される。

次に、被検液を塗布あるいは含浸して呈色させた紙験紙
５を積分球下部の透明体下面にセツトし測定スイツチ２
０を押すとマイクロコンピユータ１８の指示によりアナ
ログスイツチ１４が切り換えられて、再び光源点灯中の
出力信号量ＳＯｎと消灯中の出力信号量ＳＯｆｆがＡ−
Ｄコンバータ１７によりＡ−Ｄ変換されて測定差出力信
号量（ＳＯｎ−ＳＯｆｆ）を得る。

この測定差出力信号量（ＳＯｎ−ＳＯｆｆ）から上記メ
モリ内に記憶させた内部迷光出力信号Ｄを差し引いて測
定出力信号量となし、次いで相対反射率（ｒ％）を式（
１）により算出する。

このようにして算出された相対反射率は、暗電流やオフ
セツト電圧の影響を受けず、また個々の装置により異な
つた内部迷光出力の量の補正ができるので器差のない呈
色試験紙用の定量分析装置を得ることができる。

更に、本発明者等は各種試１験紙の呈色特性を多くの実
験事実に基づいて検討した結果、目的物質の濃度と試１
験紙の反射率の関係を示す検量線が第１０図〜第１２図
のようになつたことに着目しこれらの検量線を簡単な関
数で近似することを研究した。

ここに第１０図はブドウ糖濃度（Ｍ９／ｄｌ）と、ブド
ウ糖をブドウ糖酸化酵素を用いて酸化しグルコン酸と過
酸化水素に変え、生じた過酸化水素とペルオキシダーゼ
で呈色指示薬を酸化し呈色させるブドウ糖分析用試験紙
の反射率（ｒ％）との関係を示すもので２つの曲線は夫
々測定波長がλｐ＝６７０ｎｍとλＱ二６６０辺場合を
示す。

第１１図はビリルピンを酸性条件下ジアゾ試薬と反応さ
せ、生じたアゾビリルピンの呈色を測定するビリルピン
分析用試験紙についてビリルピン濃度（Ｍ７／Ｄ２）と
反射率（ｒ％）の関係を示すもので、測定波長は５５０
ｎｍである。

また、第１２図は尿素窒素の濃度（１Ｕｙ／ｄ！）と、
尿素をウレアーゼを用いて炭酸アンモニウムに分解し、
生じたアンモニアにより水素イオン濃度が変化すること
を利用し指示薬を呈色させ尿素窒素の分析を行なう試１
験の反射率（ｒ％）との関係を示すもので、測定波長は
６２０ｎｍである。

呈色による分析において、呈色物質の透過光を測定する
ことは吸光度の測定として従来からよく実施されている
。この場合、呈色物質に対する入射光の光量をＩ。、透
過光の光量をＩとすると透過光の光量］はで表され指数
関数となる。

ここにｃは濃度、εは定数、２は光路長である。また吸
光度Ｅはで表され礎度Ｃに比例する。

一方、これに比べて試験紙からの反射光は、入射光が試
１験紙中で吸収・散乱を受けた結果試験紙表面に戻つて
きた光と試１験紙表面で乱反射された光とから構成され
ているため、上記透過光１の如く吸収を受けたとして理
論的に想定される指数関数とはなり得ない。

しかし、関数の定義域を限定し実用上の濃度領域を定め
た場合においては前記３つの検量線（第１０図〜第１２
図）は十分指数関数の一部であると見做すことができた
。

ここにＹは目的物質の濃度、ｒは反射率、α，β，γは
定数である。更に前記条件下即ち関数の定義域を限定し
実用上の濃度領域を定めた場合において、第１０図〜第
１２図に示す検量線を簡単な双曲線の一部として、目的
物質の濃度Ｙを反射率ｒで表わすにつきｒ−ｄなる関係
式がほぼ成立することを見出した。

第１０図〜第１２図に対応する濃度Ｙと反射率の関係は
表１〜表４に掲げるように夫々式（ｎ）の定数Ａ，ｂ，
ｃに適切な数値を与えることにより近似され、数％の誤
差範囲で反射率ｒから濃度Ｙへの変換が可能であること
を示した。尚、表１〜表４中濃度とは溶液の理論的濃度
をいい、近似値とは該各濃度を示す溶液についての反射
率ｒから各近似式により求めた讃度である。

また誤差率（％）は上記理論的濃度に対する近似値濃度
と理論的濃度の差の百分率である。この表に掲げた実施
例においては誤差率は４％以下で良好な近似を示すが、
他の測定に用いる試験紙においても濃度対反射率の検量
線が単調減少を示すものであれば式（川）で示す近似式
で近似することができる。ここにｒは適当な基準出力信
号により較正された反射率で、ａ：ｂ：ｃは検量線の形
状を決定する定数である。

ビリルピン分析用試験紙（第１１図） 測定波長 λ＝５５０ｎｍ 近似式 尿素窒素分析用試１験紙（第１１図） 測定波長 λ＝６２０ｎｍ 近似式 このとき濃度Ｙと反射率ｒとの関係は第１３図の如く定
数ａ及び／又は定数ｃを変化させることにより検量線の
近似式（）の原点を任意の座標にシフトさせ、検量線を
座標軸に対して平行移動させることが可能となり、第１
４図に示すように定数ｂを変化させることによつて検量
線のふくらみを可変にすることができる。

これらの定数Ａ，ｂ，ｃは先の定数ｋと同様にそれぞれ
ポテンシヨメータＡｌ６ｌ、ポテンシヨメータＢｌ６２
、ポテンシヨメータＣｌ６３に夫々アナログで保持され
る。

定数Ａ，ｂ，ｃの値は測定項目や試験紙の棟類によつて
変えることが可能であり、これらの定数を変えることで
検量線のわずかな相違が補正可能となる。とりわけ同一
の試験紙を用いているにもかかわらず測定波長のばらつ
きにより派生する装置間の器差の補正には、検量線を多
数同時に保育させたのと同じ効果かあり、簡易な構造の
装置を実現し、性能を揃えるうえで大きな効果をもたら
す。もつとも、上記定数Ａ，ｂ，ｃは測定項目、試験紙
の種類により異なつてくるので、同一の装置で多項目の
測定を行なうようにするためには上記ポテンシヨメータ
１６１１６２，１６３を数組必要とする。尚、マイクロ
コンピユータ１８、コンピユータ等の演算装置を用いた
演算処理において複雑な関数演算を行なう場合には、プ
ログラムステツプ数を短くし、演算時間を短縮させると
ともにメモリ容量を減少させることが課題となるが、本
発明者等が同時に見出した指数関数による近似に比べて
（ｌで長される双曲線による演算の方がこの点ではるか
に有利である。

次いで、前述の如く反射率ｒが器差なく演出できた段階
で、マイクロコンピユータ１８の指示によりｋの場合と
同様に各定数Ａ，ｂ，ｃをＡ−Ｄ変換し、濃度変換式（
）により濃度Ｙを演算し直読値として数表示装置２１等
の表示手段にデジタル表示させる。

このとき、測定波長のわずかな相違等によつて生じる検
量線の器差は、前もつて製造時に標準の色調を有する色
標準反射片え用いて各定数Ａ，ｂ，ｃを調整しておけば
取り除くことができ、本発明力泪的とした濃度直読の定
量を簡単な操作で、器差なく提供することが可能となる
。但し、このようにＡ，ｂ，ｃが調整された装置であつ
ても、個々の装置において使用時の条件例えば、電源電
圧や周囲温度が変化することにより測定波長がわずか変
動する可能性がある。この場合、上記色標準反射片を用
い上記定数ａまたはｃをポテンシヨメータＡｌ６ｌある
いはポテンシヨメータＣｌ６２により調整すればよい。
尚、上記実施例においては各定数Ｋ，ａ，ｂ，ｃをポテ
ンシヨメータでアナログ的に保持する場合を示したが、
これらの定数の保持はデジタル値であらかじめマイクロ
コンピユータのメモリ内に複数の数表として保持しても
よいし、これら定数のほか測定項目等のデータと共に外
部の記憶素子例えば、磁気カード等により直接入力させ
るようにしてもよい。

また本発明方法は、測光部分に積分球以外の反射光測定
手段例えば反射面に特定の角度をもつて光束を入射させ
一定方向への反射光の光量を測定する装置を用いた場合
にも実施できることは言うまでもない。更に、本発明に
よる内部迷光の除去は、呈色した試験紙の反射率を測定
する場合に限らず広く一般に反射率を測定する場合に応
用することができる。

本発明分析方法は、上述した如く被検液を塗布あるいは
含浸した呈色試験紙の反射率を求めるに際しあらかじめ
記憶させた基準差出力信号量に対する内部迷光出力信号
量の比と、測定に先だつ較正時における基準差出力信号
量とから測定時における内部迷光出力信号量を算出し、
基準、測定両差出力信号量に補正を加えることにより内
部迷光の影響を除去した正確な相対反射率の測定を可能
とするものである。

更に、被検液中の目的物質の濃度対相対反射率の検量線
を一種の双曲線とみなして近似し、近似式としての変換
式中の定数を調整することにより測定波長のバラツキや
変動による検量線の相違、変動を補正し反射率から濃度
への変換をバラツキなく正確に行わしめるものである。

また本発明方法に使用する装置は、基準差出力信号量に
対する内部迷光出力信号量の比率、更には近似式として
の変換式中の各定数をポテンシヨメータにアナログとし
て記憶させるにつき補正可能に構成することにより上記
方法を具現化したものであり、測光部分に生ずる内部迷
光及び光源の光量変動の影響を完全に除去し反射率計と
しての特性を揃えて器差をなくすとともに測定波長のバ
ラツキによる器差をなくしデジタル表示による目的物質
濃度の正確な定量測定を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は濃度の異なる液体試料により呈色した試１験紙
の反射スペクトル線図、第２図は第１図の試験紙の呈色
特性から得られる測定波長λ。 における濃度対反射率の検量線図、第３図は従来の反射
率計の概略説明図、第４図は内部迷光のない装置と内部
迷光を有する装置における標準反射片の実際の反射率と
較正された相対的な反射率の検量線図、第５図は第１図
と同じく濃度の異なる液体試料により呈色した試験紙の
反射スペクトル線図、第６図は第５図の試験紙の呈色特
性から得られる測定波長λ。及びλ１における濃度対反
射率の検量線図、第７図は本発明に使用する分析装置の
プロツク図、第８図及び第９図は基準差出力信号量と内
部迷光出力信号量及び基準出力信号量の関係を示す説明
図であり第８図は使用に先だつ較正時における場合第９
図は製造に際する調整時と較正時における夫々の比較を
示す。第１０図から第１２までは被検液中の目的物質の
濃度と試験紙の反射率の関係を示す検量線図で、第１０
図は目的物質がブドウ糖、第１１図は目的物質がビリル
ピン、第１２図は目的物質が尿素窒素の場合を示す０第
１３図及び第１４図は濃度対反射率の検量線を双曲線で
近似する場合の説明図である。１・・・・・・積分球、
２・・・・・・光源、４・・・・・・試料窓、５・・・
・・・試験紙、６・・・・・・光検出器、９・・・・・
・透明板、１２・・・・・・標準反射片、１３・・・・
・・増幅器、１４・・・・・・アナログスイツチ、１５
，１６１，１６２，１６３・・・・・・ポテンシヨメー
タ、１７・・・・・・Ａ−Ｄコンバータ、１８・・・・
・・マイクロコンピユータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検液を塗布あるいは含浸した呈色試験紙に光束を
   照射しその反射光に基づく測定信号を基準信号と比較し
   て得られる相対反射率を濃度に変換して目的物質の濃度
   を測定するものであつて、反射率の測定に断続した光束
   を用い照射時の出力信号と非照射時の出力信号との差を
   差出力信号とする濃度測定方法において、測定部分の内
   部で発生する迷光に基づく出力信号の量を反射率既知の
   標準反射片における差出力信号量（基準差出力信号量）
   に対する比率として記憶せしめ、測定に先だつ較正時に
   その比率ｋと較正時の基準差出力信号量（Ｒｏｎ−Ｒｏ
   ｆｆ）との積から測定時の内部迷光出力信号量Ｄを求め
   、式（ I ）により相対反射率にを求めることを特徴と
   する呈色試験紙を用いた分析方法。 ｒ％＝｛（Ｓｏｎ−Ｓｏｆｆ）−Ｄ｝／｛（Ｒｏｎ−Ｒ
   ｏｆｆ）−Ｄ｝×１００（ I ）〔（ I ）式中（Ｓｏｎ
   −Ｓｏｆｆ）は呈色試験紙における差出力信号量（測定
   差出力信号量）である。 〕２ 被検液を塗布あるいは含浸した呈色試験紙に光束
   を照射しその反射光に基づく測定信号を基準信号と比較
   して得られる相対反射率を濃度に変換して目的物質の濃
   度を測定するものであつて、反射率の測定に断続した光
   束を用い照射時の出力信号と非照射時の出力信号との差
   を差出力信号とする濃度測定方法において、測定部分の
   内部で発生する迷光に基づく出力信号の量を反射率既知
   の標準反射片における差出力信号量（基準差出力信号量
   ）に対する比率として記憶せしめ、測定に先だつ較正時
   にその比率ｋと較正時の基準差出力信号量（Ｒｏｎ−Ｒ
   ｏｆｆ）との積から測定時の内部迷光出力信号量Ｄを求
   め、式（ I ）により相対反射率ｒを求め、このにから
   濃度Ｙに変換するに際して、被検液、測定項目、呈色試
   験紙の種類および測定波長に応じて作成される濃度対相
   対反射率の検量線を式（II）Ｙ＝｛ｂ／（ｒ−ａ）｝＋
   Ｃ・・・・・・・・・（II）で表される双曲線の一部と
   みなして近似し、測定波長のばらつきや変動による検量
   線の相違や変動を補正するべく上記変換式（II）中の定
   数ａ、ｂ、ｃを調整するものであることを特徴とする呈
   色試験紙を用いた分析方法。 ｒ％＝｛（Ｓｏｎ−Ｓｏｆｆ）−Ｄ｝／｛（Ｒｏｎ−Ｒ
   ｏｆｆ）−Ｄ｝×１００（ I ）〔（ I ）式中（Ｓｏｎ
   −Ｓｏｆｆ）は呈色試験紙における差出力信号量（測定
   差出力信号量）である。 〕