JPS6385349A - 蛋白分画の異常泳動像検出方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、血漿等の検体から電気泳動により得られた
蛋白分画の、異常泳動像検出方法の改良に関する。

（ロ）従来の技術 電気泳動による検体の蛋白分画、特に血漿（血清）蛋白
分画は、スクリーニング検査の一項目として、広く行わ
れている。血漿蛋白は、８０種以上に及ぶ多数の蛋白質
から構成されている。そしてこれらは、血漿凝固、免疫
系、代謝制御等に重要な生理的意義を持つと共に、血漿
膠質浸透圧の維持に関係し、末梢組織における物質交換
に関与している。血漿蛋白の組成の異常は、生体内の合
成や分解等の異常により起こる。この異常は、血漿蛋白
分画の異常泳動像として現れ、多くの病態情報を含んで
いる。

ところで、近年、上述の血漿蛋白分画の異常泳動像検出
は、コンピュータを使用する自動化が進められている。

この自動化された検出方法を、以下に説明する。

第６図（Ｃ）は、検体血漿蛋白分画像のデンシトグラム
を示している。このデンシトグラムは、検体血漿を、セ
ルロースアセテート膜等の支持体上で電気泳動により分
画し、デンシトメータにより分画像の光学的濃度を測定
して得られてものである（特公昭６１−１６０１９号公
報参照）。

上記デンシトグラムには、それぞれ１つのピークを含む
５つの分画に分画される。左端の最も大きなピークを含
む分画ａｏは、血漿中のアルブミンによるものである。

このアルブミン分画ａ０より右方に、順にそれぞれピー
クを含んだα１−グロブリン分画ａ４、α２−グロブリ
ン分画ａ２、β−グロブリン分画ａ３．γ−グロブリン
分画ａ４が現れる。

このデンシトグラムは、対照用に管理されている血清（
以下対照管理血清という）の蛋白分画より得られる対照
デンシトグラム〔第６図（ａ）参照〕と対比するため、
コンピュータにより正規化を施される。これは、検体血
漿の泳動長は、泳動条件により異なるため、そのままで
は、検体デンシトグラム、対照デンシトグラムを構成す
るデータ数が相違し、両者を対比することができないか
らであり、正規化により検体デンシトグラムのデータを
補正・補関し、そのデータ数を対照デンシトグラムに揃
え、両者のデータが一対一対応となるようにする。

この正規化には、先ず、検体デンシトグラム及び対照デ
ンシトグラムより、それぞれアルブミンピーク位置Ｘ０
、Ｘｃｊを抽出する〔第６図（ａ）及び第６図（Ｃ）参
照〕。

次に、検体デンシトグラムを横方向に（Ｘｃｊ−Ｘｃｚ
）／（ｘ□−Ｘ□）倍し、検体デンシトグラムと対照デ
ンシトグラムとの長さを揃える〔第６図［ｂ）参照〕。

こうして正規化された検体デンシトグラムと、健常状態
を現す対照デンシトグラムを対比し、検体血漿蛋白分画
の異常泳動像を検出する。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記従来の蛋白分画の異常泳動像検出方法においては、
検体デンシトグラムのβ−グロブリンピーク位置が正確
に抽出できず、検体デンシトグラムの正規化が不正確と
なる場合があり、その場合には、異常泳動像を検出でき
ない不都合があった。

検体デンシトグラムのβ−グロブリンビーク位置が正確
に抽出できない場合には、第６図（ｄ）に示すように、
β−γリンキングＬが生じた場合、あるいはβリポ蛋ｐ
や多様なＭ蛋白のピークが出現する場合が挙げられる。

さらには、セルロースアセテート膜の種類によっては、
β−グロブリン分画位置に試料を塗布するものがあるが
、この場合には、試料中の泳動されない物質がその位置
に残り、ノイズとして検出される。また、α、−グロブ
リン分画位置に試料を塗布するセルロースアセテート膜
であっても、β−グロブリン分画中にノイズが出現する
場合がある。このようにピークノイズがデンシトグラム
中に含まれている時には、コンピュータの演算処理によ
りこれらを排除し、正確にβ−グロブリンピーク位置Ｘ
１ｌｌを抽出するのは困難である。

また、検体デンシトグラムの正規化が正しく行われた場
合であっても、正規化された検体デンシトグラムと対照
デンシトグラムを比較して、異常泳動像の検出を行うの
は、コンピュータの演算処理では複雑で、長時間を要す
る不都合があった。

この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、検体デ
ンシトグラムの正規化を確実化し、異常泳動像の検出処
理、特にコンピュータによる検出処理を正確かつ容易と
する蛋白分画の異常泳動像検出方法を提供することを目
的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための手段として、この発明の蛋
白分画の異常泳動像検出方法は、検体試料及び対照試料
を膜状支持体上で電気泳動させ、それぞれの蛋白分画像
を得、これら蛋白分画像からデンシトメトリにより検体
デンシトグラム及び対照デンシトグラムをそれぞれ求め
、両デンシトグラムを対比して蛋白分画の異常泳動像を
検出する方法において、検体デンシトグラム及び対照デ
ンシトグラムのそれぞれより、アルブミンピーク位置及
びγ−グロブリンピーク裾部で所定の閾値と等しくなる
位置を抽出し、これら位置に基づいて検体デンシトグラ
ムを正規化し、この正規化された検体デンシトグラムと
対照デンシトグラムの差を取り、この差に基づいて蛋白
分画の異常泳動像の検出を行うものである。

（ホ）作用 この発明の蛋白分画の異常泳動像検出方法は、γ−グロ
ブリンピーク裾部の所定の閾値と等しくなる位置を抽出
する。γ−グロブリンピーク値自体は検体により大きく
変動するが、この位置は、βリボ蛋白のピークの存在や
、膜状支持体上の試料塗布位置に影響されることな（、
確実に抽出でき、検体デンシトグラムの正規化が正確に
行われる。

また、対照デンシトグラムと正規化された検体デンシト
グラムとの差を取って得られる差分波形には、検体中の
特定蛋白質の過不足が、差分波形の両分雨中に上向き又
は下向きのピークにより明確に現れるため、異常泳動像
の検出処理が正確・節制及び迅速に行える。

（へ）実施例 この発明の一実施例を、第１図ｆａ）乃至第１図（Ｃ）
、第２図（ａ）乃至第２図（Ｃ１、第３図（ａ）、第３
図（ｂ）、第４図及び第５図に基づいて、以下に説明す
る。

この実施例は、大血漿の蛋白分画にこの発明を適用した
ものである。先ず、血漿蛋白分画のデンシトメトリにつ
いて説明する。

第４図は、セルロースアセテート膜（膜状支持体）１の
平面図を示している。このセルロースアセテート膜１上
には検体試料が塗布され、電気泳動法により分画される
。２、・・・、２は、このようにして得られた検体血漿
蛋白分画像を示している。

第５図は、処理装置の一例を示している。この装置では
、光源３よりの光をレンズ４、フィルタ５、スリット６
を通して、セルロースアセテート膜１に当てる。そして
、セルロースアセテート膜１を透過して光を受光素子７
で検出する。

セルロースアセテート膜１は、第５図中、例えば右方向
Ｒに送られる。なお、この方向Ｒは、第４図中にも示さ
れている。各分画像２は、セルロースアセテート膜１の
移動方向、すなわち方向Ｒと直角方向に走査され、測光
が行われる。受光素子７の出力信号は、プリアンプ８に
より増幅され、対数変換部９にて対数値に変換される。

この対数変換部９の出力信号が、アナログ／デジタル（
Ａ／Ｄ）変換器ｌＯによりデジタル信号化され、一定周
期毎にマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１１１．：取込
まれる。このようにして、検体血漿蛋白分画のデンシト
グラムが得られる。この検体デンシトグラムの２つの例
を、第１図山）及び第１図（Ｃ）に示している。なお、
第１図０１１）及び第１図（Ｃ１に示すデンシトグラム
は、個々の検体濃度データを継ぎ、アナログ的に表示し
たものである。

第１図（ａｌは、上記と同様にして得られた対照管理血
清のデンシトグラム（対照デンシトグラム〉を示す。こ
の対照管理血清は、臨床検査等の標準血清として使用す
べく市販されているものである。

第１図（′ｂ）の検体デンシトグラムは、検体血漿蛋白
分画の泳動長が対照管理血清の蛋白分画の泳動長より短
い場合、第１図（Ｃ）の検体デンシトグラムは、検体血
漿蛋白分画の泳動長が対照管理血清の蛋白分画の泳動長
より長い場合を示している。

次に、対照デンシトグラム及び検体デンシトグラムより
、アルブミンピーク位ＴＩ　Ｘ　ｃｉｓ　Ｘ□及びＴ−
グロブリンピーク右裾部すの所定の閾値Δｙと等しくな
る点Ｘ　（ｊ　ｓ　Ｘよ、が、ＣＰＵＩ　１によりそれ
ぞれ抽出される〔第１図（ａ）、第１図（ｂｌ及び第１
図（Ｃ１参照〕。

なお、Ｔ−グロブリンビークの大きさは、検体血漿の蛋
白組成により大きく変動する。従って、前記閾値Δｙは
、検体デンシトグラムのＴ−グロブリンビークの大きさ
に応じて設定し、データ位置ｘ、７が確実に抽出できる
ようにする。この閾値Δｙの設定は、ＣＰＵＩＩに接続
される図示しない入力装置、例えばキーボードにより行
われる。

続いて、検体デンシトダラムの正規化処理を行う。それ
には先ず、検体デンシトグラムをＸ倍して対照デンシト
グラムの長さに揃える。このＸの値は、以下の式で示さ
れる。

ｘｗｎ　　　ｘｓｓ Ｘは、第１図（ｂ）に示す短い検体デンシトグラムの場
合には１より太きく　（Ｘ＞１）　、第１図（ｂ）に示
す長い検体デンシトグラムの場合には１より小さく　　
（Ｘ＜１）なる。

ここで、検体デンシトグラムをＸ倍した際に、データが
不足したり、あるいは過剰となり、検体デンシトグラム
の個々のデータが対照デンシトグラムの多々のデータに
一対一対応しな（なる。

先ず、検体デンシトグラムのデータが不足する場合の補
正・補間処理を以下に述べる。

データが不足する場合とは、第１図（ｂｌに示すように
、検体デンシトダラムの泳動長が対照デンシトグラムの
ものよりも短い場合である。

例えば、 Ｘｃｊ＝　１０００、ｘｃｔ＝１００、Ｘ□＝７５０、
Ｘ□＝１５０ であるとする。この場合には、前記Ｘの値は１．５とな
り、検体デンシトグラムが引伸ばされる。その結果、Ｘ
倍されたデンシトダラムのデータ間隔が拡がり、対照デ
ンシトグラムの個々のデータと対応しなくなり、その数
も不足する〔第３図（ａｌ参照〕。

そこで、正規化前の検体デンシトダラムのデータ位置 Ｘ、＝１５０．１５２．１５４、・・・・・・である時
、すなわちＸ倍化検体デンシトグラムのデータ位置 ｘ’、＋＝　１５０．１５３．１５６、・・・・・・で
ある時には、データ位置Ｘ、＝１５０．１５２．１５４
、・・・・・・におけるデータを正規化検体デンシトグ
ラムのデータ位置Ｘ”１＝１５０．１５３．１５６、・
・・・・・に順に入れていく。

正規化前の検体デンシトグラムのデータ位置ｘ、＝１５
１．１５３．１５５、・・・・・・である時、すなわち
Ｘ倍化検体デンシトグラムのデータ位置 ｘ’、＝１５１．５．１５４．５．１５７．５、−”・
である時には、データ位置Ｘ、＝１５１．１５３．１５
５、・・・・・・におけるデータを正規化検体デンシト
グラムのデータ位置Ｘ”５＝１５２．１５５．１５８、
・・・・・・に順に入れていく。

正規化検体デンシトグラムのデータ位置ｘ”、＝１５１
．１５４．１５７、・・・・・・には、正規化部検体デ
ンシトグラムのデータ位置ｘ、＝１５０．１５１の算術
平均値、ｘ、＝１５２．１５３の算術平均値、Ｘ、＝１
５４．１５５の算術平均値を順に入れていく　〔第３図
（ａ）中破線矢印参照〕。

一方、検体デンシトグラムのデータが過剰となる場合は
、第１図（Ｃ）に示すように、検体デンシトダラムの泳
動長が対照デンシトグラムより長くなる場合である。

例えば、 Ｘｃｊ＝１０００、ｘｃｔ＝１００、 Ｘ、１１＝１５８０、Ｘ、、＝８０ であるとする。この場合には、前記Ｘの値は０．６とな
り、検体デンシトグラムが圧縮される。その結果、Ｘ倍
された検体デンシトダラムのデータ位置ｘ　１１間隔が
縮まり、データ数が増加し、対照デンシトグラムの個々
のデータと対応しなくなり〔第３図（ｂｌ参照〕、以下
の補正処理が行われる。

先ず、正規化前の検体デンシトグラムのデータ位置 ｘ、＝８０．８５、・・・・・・ すなわち、Ｘ倍化検体デンシトグラムのデータ位置 Ｘ’、＝　８０．８３．８６、・・・・・・でのデータ
は、正規化検体デンシトグラムのデータ位置 ｘ”５＝１３０．８３、・・・・・・ にそのまま入れる。

正規化検体デンシトグラムのデータ位置Ｘ”１＝８１ には、正規化部検体デンシトグラムのデータ位置ｘ、＝
８１．８２、 すなわちＸ倍化検体デンシトグラムのデータ位置ｘ’３
＝８０．６．８１．２におけるデータの算術平均値が入
れられる。

Ｘ”５＝８２の場合には、 ｘ、＝８３．８４ におけるデータの算術平均値とされる。以下、同様に、
Ｘ゛、＝８４．８５．８７．８８、・・・・・・でのデ
ータが求められていく。〔第３図（ｂ）中破線矢印参照
〕。

第２図（ａｌは、上述のようにして正規化検体デンシト
グラムを示し、第２図（ｂ）は、対照デンシトグラムを
示している。さらに、第２図（Ｃ）は、正規化検体デン
シトグラムを構成するデータより、対応する対照デンシ
トグラムのデータを減じて得られた差分波形である。

この差分波形には、検体血漿中の蛋白組成の異常に応じ
た極大（上向き）ピーク、極小（下向き）ピークが現れ
る。例えば、Ｔ−グロブリン分画ａ４に極大ピークＰ’
ａが現れているが、これは第２図（ａ）に示した正規化
検体デンシトダラムの極大ピークＰａによるものである
。この場合には、極大ピークＰａに対応する血漿蛋白中
の特定成分が、通常よりも多いことを示している。

一方、差分波形のアルブミン分画ａ０中には極小ピーク
Ｐ′ｂが含まれている、これは極小ピークｐ’ｂに対応
する血漿蛋白中の特定成分が、通常よりも少ないことを
示している。なお、第２図（Ｃ）では、差分波形が比較
的ベースラインに近い場合を示しているが、病態に応じ
て、様々な極大・極小ピークが各分画にに現れる。

そこで、各分画毎にピークの幅、ピーク値を検出し、こ
れらの値を所定の閾値と比較して、異常泳動像を検出す
る。この閾値は、各分画毎に異なる値とすることもでき
、また検体の状況に応じてこの閾値を変化させることも
できる。このように、異常泳動像は差分波形上のピーク
として現れるため、その検出処理は、正確かつ迅速に行
うことができる。また、こうして得られた異常泳動像は
正確なものであり、病態解析のための価値の高い情幸寝
となる。

（ト）発明の効果 この発明の蛋白分画の異常泳動像検出方法は、検体デン
シトグラム及び対照デンシトグラムのそれぞれより、ア
ルブミンピーク位置及びＴ−グロブリンピーク裾部で所
定の閾値と等しくなる位置を抽出し、これら位置に基づ
いて検体デンシトグラムを正規化し、この正規化された
検体デンシトグラムと前記対照デンシトグラムの差を取
り、この差に基づいて蛋白分画の異常泳動像の検出を行
うものである。従って、検体デンシトグラムの正規化が
確実化し、異常泳動像の検出処理を正確・簡潔かつ迅速
に行える利点を存している。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明の一実施例における対照デン
シトグラムを示す図、第１図（ｂ）は、同実施例におけ
る検体デンシトグラムの一例を示す図、第１図（Ｃ）は
、同実施例における検体デンシトグラムの他の一例を示
す図、第２図（ａ）は、同実施例における正規化された
検体デンシトグラムを示す図、第２図（ｂ）は、同実施
例における対照デンシトグラムを再び示す図、第２図（
Ｃ）は、同実施例における差分波形を示す図、第３図（
ａ）及び第３図（ｂｌは、同実施例における正規化を説
明する図、第４図は、同実施例における蛋白分画像を示
す図、第５図は、同実施例の処理装置を説明する図、第
６図（ａ）、第６図（′ｂ）、第６図（Ｃ）及び第６図
（ｄｌは、従来の異常泳動像検出方法及びその問題点を
説明する図である。 １：セルロースアセテート膜、 ２・・・・・・２：血漿蛋白分画像。 特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　　弁理士　　中　村　茂　信第２図（Ｃ） ビＤ 第３図（（］） 第３図（ｂ） ６Ｕ　　　　　　１５１　　　　　　５＜　　　　　　
　Ｃ５５６４１５ｊ　　　　　　　５１）ｘ″５−−−
− 第４図 第５図 第６図＜ａ＞ 第６図（ｂ） Ｘｓｍ　　　　　人望 第６図（Ｃ） 第６図Ｃｄ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）検体試料及び対照試料を膜状支持体上で電気泳動
   させ、それぞれの蛋白分画像を得、これら蛋白分画像か
   らデンシトメトリにより検体デンシトグラム及び対照デ
   ンシトグラムをそれぞれ求め、この検体デンシトグラム
   と対照デンシトグラムを対比して蛋白分画の異常泳動像
   を検出する蛋白分画の異常泳動像検出方法において、 前記検体デンシトグラム及び対照デンシトグラムのそれ
   ぞれより、アルブミンピーク位置及びγ−グロブリンピ
   ーク裾部で所定の閾値と等しくなる位置を抽出し、これ
   らの位置に基づいて検体デンシトグラムを正規化し、こ
   の正規化された検体デンシトグラムと前記対照デンシト
   グラムの差を取り、この差に基づいて異常泳動像の検出
   を行うことを特徴とする蛋白分画の異常泳動像検出方法
   。
2. （２）前記所定の閾値は、検体試料の蛋白組成に応じて
   変化させる特許請求の範囲第１項記載の蛋白分画の異常
   泳動像検出方法。
3. （３）前記異常泳動像の検出は、前記差中の各分画より
   ピークを検出し、そのピークの幅及び値を所定の値と対
   比して行う特許請求の範囲第１項又は第２項記載の蛋白
   分画の異常泳動像検出方法。
4. （４）前記所定の値は、各分画毎に設定される特許請求
   の範囲第３項記載の蛋白分画の異常泳動像検出方法。
5. （５）前記所定の値は、可変とされる特許請求の範囲第
   ３項又は第４項記載の蛋白分画の異常泳動像検出方法。