JP2003121260A - 比色測定装置及び比色測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水溶液中の特定物質と所定の試薬との選
択的な反応によって形成された色素像をデジタルデータ
に変換するための、小型でメンテナンスを必要とせず、
直接デジタル化された測定結果が得られ、操作の容易な
比色測定装置と、それを用いた比色測定方法を提供す
る。 【解決手段】 上記課題は、デジタルデータの通信機能
を持つ、ＣＣＤを内蔵した電子カメラ等の比色測定部を
有する比色測定装置、及びその装置を用いた比色測定方
法によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比色測定方法及び
その方法の実施に使用する比色測定装置に関する。詳し
くは、水溶液中の特定物質と選択的に反応させて色素を
形成させることにより物質濃度を色素濃度に変換し、色
素の色濃度を比色測定することによって物質濃度を求め
る比色測定方法及びその方法の実施に使用する比色測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水溶液中の特定物質に所定の試薬を選択
的に反応させて色素を形成させることにより物質濃度を
色素濃度に変換し、色素の色濃度を比色測定することに
よって物質濃度を求める方法は、種々の分野で利用され
ている。例えば、この方法を用いた血液や尿などの体液
に含まれる生体成分の分析は、病態の診断や治療経過の
判定に非常に有用であり、臨床検査の分野で重要な役割
を果たしている。

【０００３】このような分析においては、形成した色素
の透過又は反射濃度をフィルターによって分光して特定
波長の光を受光素子（例えば光電増倍管）で受光し、そ
の強度を測定する、分光光度法を用いるのが一般的であ
る。臨床検査の分野では、分光光度法を用いた測定機器
は、例えば日製産業（株）、東芝ラボメディカル
（株）、オリンパスプロマーケッティング（株）、日本
電子（株）等から市販されている。

【０００４】しかし、分光光度法を用いたシステムに
は、一般的に以下の様な問題点がある。 専用光源、光誘導媒体（グラスファイバー等）、フ
ィルター、受光素子等や、測定のための光路の確保が必
要となり、装置が大型になりやすい。 光源を定期的に交換する必要があり、メンテナンス
の手間やコスト的に問題がある。 測定信号のデジタル化にも特別な機構が必要で、装
置が複雑になる。 キャリブレーションする場合、キャリブレーター毎
に個別の測定が必要となり、操作が煩雑になる。

【０００５】また、近年、インターネット、携帯電話や
ノートパソコン等の持ち運び可能な通信機器の発達によ
り、患者が自宅で自分の病気に関するデータを採り、こ
れをデータの解析部門に送って診断を受ける、いわゆる
在宅検診システムが導入されつつある。しかし、従来の
比色測定機器では、デジタルデータを簡便に得ることが
できず、在宅検診システムに対応するのが困難であっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
でメンテナンスを必要とせず、デジタル化された測定結
果が得られ、操作の容易な比色測定装置と、それを用い
た比色測定方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、色濃度
をデジタルデータとして得ることができ、かつデジタル
データの通信機能を持つ比色測定部を有する比色測定装
置、及びその装置を用いた比色測定方法によって達成さ
れた。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば試料中の検体濃
度に対応して変化する色濃度を比色測定して検体濃度を
求める任意の方法に適用できるが、以下、臨床検査に使
用される乾式分析素子を例として説明する。

【０００９】血液、尿等を検体として分析し、人の病気
を診断する方法は古くから行なわれており、この分析方
法は湿式法と乾式法に大別される。乾式法においては、
試料溶液中に含まれる検体と反応して検出可能な変化を
起こさせるのに必要な試薬を含有する乾式分析素子（ス
ライド）を使用する。

【００１０】反応によって引き起こされる色濃度若しく
は色相の変化を検出する比色測定は代表的な検出方法
で、この方法を適用できるスライドは多くの検体に対応
している。例えば、特開昭５７−０３７２６２号公報に
記載されたビリルビン測定用スライド、特開昭５７−０
４０６４９号公報に記載されたアミラーゼ活性測定用ス
ライド、特開昭５７−１４４９９６号公報及び特開昭５
７−２０８９９８号公報に記載されたトランスアミナー
ゼ活性測定用スライド、特開昭５８−０７７６６１号公
報に記載された尿素窒素又はクレアチニン測定用スライ
ド、特開昭５９−０２０８５３号公報及び特開昭５９−
０４６８５４号公報に記載されたグルコースの測定に好
ましいスライド、特開昭６１−１１００５８号公報に記
載されたアルカリ性フォスファターゼ活性測定用スライ
ド、特開昭６１−２４３３６４号公報に記載されたアル
ブミン測定用スライド、特開昭６１−２９３３９８号公
報に記載されたγ−グルタミルトランスフェラーゼ活性
測定用スライド、特開昭６２−０１１１６７号公報に記
載されたコレステロール測定用スライド等、多くのスラ
イドが知られている。

【００１１】色濃度若しくは色相の変化は、反応の終了
時の色濃度又は色相を測定するエンドポイント法、反応
が一定時間経過する間のこれらの変化の割合を測定する
レート法のいずれの方法によって求めてもよい。

【００１２】また、色濃度若しくは色相の変化のいずれ
を測定してもよいが、一般的には特定波長における色濃
度の変化を測定する方が簡便である。もっとも、色相変
化を生じた部分を例えばＣＣＤを内蔵した電子カメラ
（以下「電子カメラ」と記す）で撮影してカラー画像と
して印刷し、予め求めてある標準の色相と肉眼で比較す
ることにより、検体の凡その量を求めることもできる。

【００１３】本発明に係る、色濃度をデジタルデータと
して得ることができ、かつデジタルデータの通信機能を
持つ比色測定部を有する比色測定装置としては、電子カ
メラ、テレビカメラ付き携帯電話等が挙げられる。電子
カメラには、ＣＣＤの解像度を含んで特に限定は無く、
任意の通信機能を有する市販の機種、あるいは市販の機
種に通信機能を付与して使用できる。

【００１４】本発明を実施する基本的なステップは以下
の通りである。 患者から採取した検体、例えば血液成分を、検出対
象に適合するスライドに点着して反応させ、色濃度又は
色相の変化を起こさせる。 上記変化の起きた部分を、本発明に係る比色測定装
置、例えば電子カメラで撮影する。この際、撮影条件の
バラツキを補正するため、予め作成された標準の色板を
一緒に撮影することが好ましい。 撮影により得られた画像を、デジタルデータの演算
部門に電送する。

【００１５】一方、上記画像の電送を受ける演算部門で
は、以下の操作を行う。 検出対象に適合するスライドに、濃度既知の検体を
含む標準試料を点着して反応させ、色濃度又は色相の変
化を起こさせる。 上記変化の起きた部分を電子カメラ等で撮影する。 撮影した画像をパソコンに取り込み、画像処理ソフ
トを使用して変化の起きた部分の青、緑及び赤の出力値
を求める。 検体濃度の異なる標準試料を用いて〜の工程を
繰り返し、各色について検体濃度と出力値の関係を求め
る。 検体濃度の変化に対する出力値の変化が最も大きい
色を選び、検体濃度−出力値の検量線を作成する。 電送された画像をパソコンに取り込み、画像処理ソ
フトを使用して変化の起きた部分の、上記で検量線を
作成する際に使用した色と同じ色の出力値を求める。 上記検量線を用いてで求めた出力値を試料液中の
検体濃度に変換する。

【００１６】上記〜の検量線を求める工程は、原則
として各検出対象に関して一回実施すればよい。

【００１７】上記ステップによって実施するシステム
は、演算部門及び演算で得られたデータを解析して診断
を行う部門を集中できるので効率が良く、また、診断の
精度も高くなり、更に、比色測定部を安価にすることが
できるので、好ましい態様であるといえる。

【００１８】比色測定部と演算部をケーブルで結び、演
算部が通信機能を備えていてもよい。この場合には、診
断を受ける場所を選択できる利点があるが、患者側が行
う操作が複雑になり、またコスト的には不利になる。

【００１９】なお、実験的には比色測定部の撮影データ
を手動で演算部に取り込んでもなんら支障無いことは言
うまでもない。

【００２０】上述した通り、いわゆる在宅検診システム
が導入されつつあるが、本発明はこのシステムに特に有
用なので、その実施態様について更に詳しく説明する。

【００２１】まず、従来の測定機器を用いた場合の態様
の概略を説明する。発色反応部として乾式分析素子（ス
ライド）を用いる機器では、インキュベータ、比色測定
部及び演算部が一体となって構成されている。サイズが
大きく、高価であり、校正や測定等の機器の操作も複雑
で、一般家庭で使用することは困難である。

【００２２】従って、在宅検診システムに対応するため
には、インキュベート後のスライドそのものを検査セン
ター等に送るか専門の業者が回収し、検査センター等に
設置された機器を用いて比色測定を行い、診断データを
得る必要があった。このようなシステムについては、特
許第２６３１９００号、特許第２６１１８９０号等に開
示されている。しかし、このようにスライドそのものを
送る、あるいは回収することには、輸送の遅れが生じる
可能性や回収の手間等の問題がある。

【００２３】本発明を使用するシステムの一つの態様と
しては、医師あるいは資格を有する技師等が患者宅を訪
問して、患者から検体、例えば血液を採取する。あるい
は、患者が自分で検体を採取する。この検体を発色反応
部に供給する。発色反応部としては、試薬の管理等の専
門的知識を必要としないスライドを使用するのが有利で
ある。点着後のスライドを一定時間ほぼ一定温度でイン
キュベートする。インキュベータは、患者が保管するの
が好ましいが、医師等が携帯してもよい。このような用
途に適した簡便なインキュベータは、例えば特開平６−
８２４４４号公報に開示されている。

【００２４】インキュベーションが終わった（レート法
の場合はインキュベーション途中の時点における）スラ
イドの色相が変化した部分を比色測定部である、例えば
電子カメラで撮影する。この際、予め作成された標準色
板を同時に撮影することが好ましい。使用する電子カメ
ラはデジタルデータの送信機能を有しており、再現性及
びコストの観点から医師等が携帯することが好ましい
が、個々の患者宅に設置することもできる。

【００２５】撮影により得られた画像情報を演算部門に
送る。送信には、インターネット、ＢＳデジタル、ＰＳ
２等の方式を使用できる。

【００２６】演算部門では、受信した画像のデータを検
出対象の物質濃度に変換する。この際、スライドのロッ
トによるばらつきの補正を行うことができる。

【００２７】本発明に係るシステムにより以下のメリッ
トが生ずる。 サイズが大きく、高価で操作が複雑な測定機器が不
要となる。 標準色板を含む複数のスライドを同時に撮影するこ
とが可能なので、キャリブレーションと複数の試料の測
定を同時に実施することもできる。これにより、測定の
簡便性が向上する。 測定結果がデジタルデータで得られるので、情報の
処理が容易となり、またインターネット、電話回線、携
帯電話等を用いて遠方に情報を送ることができる。これ
により、遠隔地に演算処理部門を置いて集約化し、診断
の精度向上、情報処理部のコスト低減が図れる。 情報をデータベース化できるので、患者への履歴を
含む検査結果のフィードバックが容易になる。

【００２８】以下実施例に基づいて本発明を更に詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００２９】

【実施例】実施例１ ＦＤＣ ＧＬＵ−Ｓスライド（富士写真フイルム（株）
製）に、８水準の濃度既知の専用標準液を各１０μＬ点
着した。６分間反応させた後、発色面をＣＣＤ内蔵カメ
ラを用いて、下記条件で撮影した。 機 種：Ｆｕｊｉ Ｆｉｎｅ Ｐｉｘ １７００， 富士写真フイルム（株）製 露 出：プラス０．６ フォーカス調整：マニュアル 解 像 度：高精細 そ の 他：マクロ設定

【００３０】記録媒体（スマートメディア）に記録され
た画像をパソコンに取り込み、画像処理ソフト（Ｐｈｏ
ｔｏｓｈｏｐ Ｖｅｒ．５．５ Ａｄｏｂｅ製）を用いて
発色面部分の赤、緑及び青のＣＣＤ出力を調べた。グル
コース濃度と各色の出力値の関係を図１に示す。これか
ら、グルコース濃度変化に対して青の出力変化が最大と
なることが判ったので、青の出力値を用いて図２に示す
検量線を作成した。

【００３１】上記検量線は、電子カメラで撮影した画像
の青色出力値を用いれば、血液中のグルコース濃度を精
度良く定量できることを示している。

【００３２】次に、濃度未知の試料を１０μＬずつ１０
枚のＦＤＣ Ｇｌｕ−Ｓスライドに点着した。これらの
スライドの一枚と先に作成した標準液を点着したスライ
ドを標準色板として並べて撮影する操作を１０回繰り返
し、撮影条件によるバラツキを含むＣＶを算出した。結
果を図３及び表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】上記結果から、試料スライドのみの撮影で
は撮影条件の影響を受けてＣＶが大きくなるが、標準色
板を同時に撮影して補正をすれば、良好なＣＶが得られ
ることが判る。

【００３５】実施例２ ＦＤＣ ＢＵＮ−ｐスライド（富士写真フイルム（株）
製）に、６水準の濃度既知の専用標準液を各１０μＬ点
着した。以下実施例１と同様の操作を行った。但し、図
４に示す通り、尿素窒素濃度変化に対して赤の出力変化
が最大となることが判ったので、赤の出力値を用いて図
５に示す検量線を作成した。

【００３６】上記結果から、電子カメラで撮影した画像
の赤色出力値を用いれば、血液中の尿素窒素濃度を精度
良く定量できることが判る。

【００３７】また、実施例１と同様にして、同時再現性
を調べた。結果を表２に示す。これから、同時再現性は
良好であることが判る。

【００３８】

【表２】

【００３９】

【発明の効果】本発明の方法により、小型の装置で簡便
に比色測定を行うことができ、測定結果をデジタルデー
タとして得られるので、保存や移送が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 検体中のグルコースの濃度とＣＣＤの青、緑
及び赤の出力値の関係を表す。

【図２】 ＣＣＤの青色出力値を用いた検量線を表す。

【図３】 測定回数とＣＣＤの出力値の関係を表す。説
明の無い曲線は、それぞれ標準色板（２）〜標準色板
（７）に対応する。

【図４】 検体中の尿素窒素の濃度とＣＣＤの青、緑及
び赤の出力値の関係を表す。

【図５】 ＣＣＤの青色出力値を用いた検量線を表す。

【図６】 本発明で使用される乾式分析素子の見本。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 次田 誠 埼玉県朝霞市泉水三丁目11番46号 富士写 真フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 2G020 AA08 BA02 DA13 DA23 DA66 2G045 FA19 FB16 GC12 JA01 2G054 AB02 EA06 GB05 GE01 JA06 2G059 BB13 DD03 DD13 EE13 FF08 HH02 KK02 KK04 MM09 MM10 MM12 PP06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色濃度をデジタルデータとして得ること
   ができ、かつデジタルデータの通信機能を持つ比色測定
   部を有する比色測定装置。
2. 【請求項２】 色濃度をデジタルデータとして得ること
   ができる比色測定部とデジタルデータの通信機能を持つ
   演算部を有する比色測定装置。
3. 【請求項３】 更に発色反応部を有する請求項１または
   請求項２に記載の比色測定装置。
4. 【請求項４】 発色反応部が溶液中の物質と反応して色
   濃度の変化を生ずる試薬を含有する乾式多層フイルムで
   ある請求項３に記載の比色測定装置。
5. 【請求項５】 比色測定部がＣＣＤを内蔵した電子カメ
   ラである請求項１か〜請求項４のいずれかに記載の比色
   測定装置。
6. 【請求項６】 色濃度をデジタルデータとして得ること
   ができ、かつデジタルデータの通信機能を持つ比色測定
   部を有する比色測定装置を用いて、溶液中の物質濃度に
   対応して変換された色濃度を測定する比色測定方法。
7. 【請求項７】 色濃度をデジタルデータとして得ること
   ができる比色測定部とデジタルデータの通信機能を持つ
   演算部を有する比色測定装置を用いて、溶液中の物質濃
   度に対応して変換された色濃度を測定する比色測定方
   法。
8. 【請求項８】 溶液中の物質と反応して色濃度の変化を
   生ずる試薬を含有する乾式多層フイルムを用いて変換さ
   れた色濃度を測定する請求項６又は請求項７に記載の比
   色測定方法。
9. 【請求項９】 比色測定部がＣＣＤを内蔵した電子カメ
   ラである請求項６〜請求項８のいずれかに記載の比色測
   定方法。