JP2010008182A - Creatinine measuring method, creatinine measuring device, creatinine measuring apparatus, and urinary salinity measuring method, urinary salinity measuring device, and urinary salinity measuring apparatus using them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料中に含まれるクレアチニンや塩分の定量を行うための測定方法、測定デバイス、及び測定装置に関する。 The present invention relates to a measurement method, a measurement device, and a measurement apparatus for quantifying creatinine and salt contained in a sample.
試料中に含まれるクレアチニンの測定は臨床化学や分析化学の分野において重要である。クレアチニンは筋肉の内在代謝の産物であるため、尿中のクレアチニン量は総筋肉質量を反映することが知られている。したがって、人間が一日に***する尿中のクレアチニン量は一般に個人ごとに一定であり、日間変動が無いといわれている。そのため、尿中のクレアチニン量は***される尿の濃淡の尺度として用いられることがある。また、尿中及び血中のクレアチニン量は***や腎機能の低下によって増減するため、尿中または血中のクレアチニン量の測定により、***や腎機能の低下の有無を知ることができる。 Measurement of creatinine contained in a sample is important in the fields of clinical chemistry and analytical chemistry. Since creatinine is a product of the endogenous metabolism of muscle, it is known that the amount of creatinine in urine reflects the total muscle mass. Therefore, it is said that the amount of creatinine in urine excreted by humans in a day is generally constant for each individual and does not vary from day to day. Therefore, the amount of creatinine in urine is sometimes used as a measure of the density of excreted urine. Moreover, since the amount of creatinine in urine and blood increases or decreases due to uremia or a decrease in renal function, the presence or absence of uremia or a decrease in kidney function can be known by measuring the amount of creatinine in urine or blood.
クレアチニンの測定方法としては、アルカリ性のピクリン酸溶液を用いたヤッフェ(Jaffe)反応に基づく方法が知られている。この方法においては、ピクリン酸がクレアチニンと反応することにより得られる橙赤色の生成物を分光学的に測定する(例えば、特許文献1参照)。 As a method for measuring creatinine, a method based on a Jaffe reaction using an alkaline picric acid solution is known. In this method, an orange-red product obtained by reacting picric acid with creatinine is measured spectroscopically (see, for example, Patent Document 1).
また、他のクレアチニン測定方法として、クレアチニンと特異的に反応をする酵素を用いた方法が知られている。酵素を用いる方法としては、例えば、クレアチニンデイミナーゼを用いてクレアチニンを分解することによりアンモニアを得て、そのアンモニア量をpH変化などから測定することによってクレアチニンの濃度を得る方法がある(例えば、特許文献2参照)。 As another creatinine measurement method, a method using an enzyme that specifically reacts with creatinine is known. As a method using an enzyme, for example, there is a method in which ammonia is obtained by decomposing creatinine using creatinine deiminase, and the concentration of creatinine is obtained by measuring the amount of ammonia from a pH change (for example, patents). Reference 2).
酵素を用いる他の方法として、下記の(化1)〜(化3)による反応によりクレアチニンを測定する方法がある。 As another method using an enzyme, there is a method of measuring creatinine by the following reactions (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 3).
(化1)〜(化3)の反応を触媒する酵素として、それぞれ順にクレアチニンアミドヒドロラーゼ(クレアチニナーゼ)、クレアチンアミジノヒドロラーゼ(クレアチナーゼ)、及びサルコシンオキシダーゼまたはサルコシンデヒドロゲナーゼが用いられる。ここでクレアチニンの定量方法としては、例えば、ペルオキシダーゼとともにロイコ色素やトリンダー(Trinder)試薬を利用し、(化3)において生成した過酸化水素を呈色させて分光学的に定量する方法が用いられている(例えば、特許文献3参照)。また他のクレアチニン定量方法として、(化3)において生成した過酸化水素を電極で電気化学的に酸化し、流れる電流からクレアチニンを定量する方法が用いられている(例えば、特許文献4及び5参照)。
As enzymes that catalyze the reactions of (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 3), creatinine amide hydrolase (creatininase), creatine amidinohydrolase (creatinase), and sarcosine oxidase or sarcosine dehydrogenase are used, respectively. Here, as a method for quantifying creatinine, for example, a method in which a leuco dye or a Trinder reagent is used together with peroxidase and the hydrogen peroxide generated in (Chemical Formula 3) is colored and spectroscopically quantified is used. (For example, refer to Patent Document 3). As another creatinine quantification method, a method of electrochemically oxidizing the hydrogen peroxide generated in (Chemical Formula 3) with an electrode and quantifying creatinine from a flowing current is used (see, for example,
また、酵素を用いるさらに他の方法として、上記(化1)及び(化2)の反応に加えて、上記(化3)の反応に代えて、サルコシンと電子伝達体との反応を用いてクレアチニンを測定する方法が提案されている(例えば、特許文献6及び7参照)。特許文献6には、基板上に少なくとも一対の作用極及び対極を備えたセンサにおいて、クレアチニナーゼ、クレアチナーゼ、サルコシンオキシダーゼ及び電子伝達体をpH7〜8.5の緩衝液中に溶解させた試薬溶液を、電極上または電極周辺の基板上で乾燥させることにより固定化したクレアチニンバイオセンサが開示されている。具体的には、電子伝達体をしてフェリシアン化カリウムを用い、緩衝液としてpH6.86のリン酸緩衝液を用いることが開示されている。また、緩衝液のpHがpH7以下またはpH8.5以上になると、酵素活性が低下するため好ましくないことが開示されている。特許文献7には、サルコシンオキシダーゼとともに、シクロデキストリンにより包摂されたメディエータを用い、比色法または電気化学的検出方法によりクレアチニンを測定することが開示されている。具体的には、シクロデキストリンにより包摂されるメディエータの例としてα−ナフトキノン(1,4−ナフトキノン)が挙げられている。しかし、特許文献7では、α−ナフトキノン、1−メトキシ−5−メチルフェナジニウムメチルサルフェート(M−PMS)等のメディエータがシクロデキストリンに包摂されていない状態では、酵素を用いたクレアチニンの測定に不適切であることが開示されている。 In addition to the reactions of (Chemical Formula 1) and (Chemical Formula 2), in addition to the reactions of (Chemical Formula 3), as another method using an enzyme, the reaction of sarcosine and an electron carrier is used. Has been proposed (see, for example, Patent Documents 6 and 7). Patent Document 6 discloses a reagent solution in which creatininase, creatinase, sarcosine oxidase and an electron carrier are dissolved in a pH 7 to 8.5 buffer in a sensor having at least a pair of working electrodes and counter electrodes on a substrate. A creatinine biosensor is disclosed which is immobilized by drying on an electrode or a substrate around the electrode. Specifically, it is disclosed that potassium ferricyanide is used as an electron carrier, and a phosphate buffer having a pH of 6.86 is used as a buffer. Further, it is disclosed that when the pH of the buffer solution is pH 7 or lower or pH 8.5 or higher, the enzyme activity decreases, which is not preferable. Patent Document 7 discloses that creatinine is measured by a colorimetric method or an electrochemical detection method using a mediator encapsulated by cyclodextrin together with sarcosine oxidase. Specifically, α-naphthoquinone (1,4-naphthoquinone) is mentioned as an example of a mediator incorporated by cyclodextrin. However, in Patent Document 7, when mediators such as α-naphthoquinone and 1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate (M-PMS) are not included in cyclodextrin, creatinine is measured using an enzyme. It is disclosed that it is inappropriate.
また、酵素を用いるさらに他の方法として、上記(化1)及び(化2)の反応に加えて、上記(化3)の反応に代えて、サルコシンとテトラゾリウム指示薬との反応を用いて分光学的にクレアチニンを測定する方法が提案されている(例えば、特許文献8参照)。特許文献8には、クレアチニン測定用組成物として、クレアチニン加水分解酵素、クレアチンアミジノヒドロラーゼ、サルコシンデヒドロゲナーゼ、テトラゾリウム指示薬であるチアゾリルブルー及びpH7.5のリン酸カリウムからなる混合試薬を用いることが開示されている。 In addition to the reactions of (Chemical Formula 1) and (Chemical Formula 2), in addition to the reactions of (Chemical Formula 3), as another method using an enzyme, a reaction between sarcosine and a tetrazolium indicator is used for spectroscopy. In particular, a method for measuring creatinine has been proposed (see, for example, Patent Document 8). Patent Document 8 discloses that a mixed reagent consisting of creatinine hydrolase, creatine amidinohydrolase, sarcosine dehydrogenase, tetrazolium indicator thiazolyl blue and potassium phosphate pH 7.5 is used as a composition for measuring creatinine. .
また、酵素を用いるさらに他の方法として、クレアチニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドロラーゼ及びサルコシンデヒドロゲナーゼを用いてクレアチニンをグリシンとホルムアルデヒドとに変え、生成したホルムアルデヒドを呈色剤により発色させ、その吸光度によりクレアチニンを測定する方法が提案されている(例えば、特許文献9参照)。特許文献9には、クレアチニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドロラーゼ、サルコシンデヒドロゲナーゼ及び呈色剤に加えて、pH7.5のリン酸緩衝液と、ホルムアルデヒドの生成を促す反応促進剤としてフェリシアン化カリウムとを用いることが開示されている。 In addition, as another method using an enzyme, creatinine amide hydrolase, creatine amidinohydrolase and sarcosine dehydrogenase are used to change creatinine into glycine and formaldehyde. Has been proposed (see, for example, Patent Document 9). In Patent Document 9, in addition to creatinine amide hydrolase, creatine amidinohydrolase, sarcosine dehydrogenase and a colorant, a pH 7.5 phosphate buffer and potassium ferricyanide as a reaction accelerator for promoting the formation of formaldehyde are used. It is disclosed.
また、酵素を用いるさらに他の方法として、クレアチニンの加水分解を触媒するポリマー、サルコシン酸化酵素及びメディエータを固定化した電極を用いて、クレアチニンを測定する方法が提案されている(例えば、特許文献10参照)。特許文献10には、メディエータとして、フェリシアン化カリウム、フェロセン、オスミウム誘導体、フェナジンメトサルフェート(PMS)などを用いることができることが開示されている。
Further, as another method using an enzyme, a method of measuring creatinine using a polymer that catalyzes hydrolysis of creatinine, an electrode on which a sarcosine oxidase and a mediator are immobilized has been proposed (for example, Patent Document 10). reference).
さらに他のクレアチニン測定方法として、1,4−ナフトキノン−2−スルホン酸カリウムを用いる方法が提案されている(例えば、特許文献11、非特許文献1〜3参照)。
しかしながら、上記従来の方法では、以下のような問題点があった。 However, the conventional method has the following problems.
特許文献1に記載の方法においては、グリシン、ヒスチジン、グルタミン、セリン等のアミノ酸やグルコース等の糖がピクリン酸と反応してしまうため、アミノ酸や糖を含む試料、例えば尿や血液などの生体試料中においてクレアチニンを正確に定量することは困難である。
In the method described in
また、特許文献2に記載の方法においては、pHや電位の変化が不安定であるため、クレアチニンを正確に定量することは困難である。 Further, in the method described in Patent Document 2, since changes in pH and potential are unstable, it is difficult to accurately quantify creatinine.
また、特許文献2〜10に記載の方法においては、試料中に塩分等のイオン種や尿素が存在すると酵素が変性することにより酵素の活性が低下するため、試料中に含まれるイオン種や尿素の濃度によって反応速度にばらつきが生じる。したがって、イオン種や尿素を含む試料、例えば尿や血液などの生体試料中のクレアチニンを定量する際には、試料中に含まれるイオン種や尿素の濃度によって測定結果に誤差が生じる。 In addition, in the methods described in Patent Documents 2 to 10, the presence of ionic species such as salinity and urea in the sample causes enzyme activity to be reduced due to denaturation of the enzyme. The reaction rate varies depending on the concentration of. Therefore, when creatinine is quantified in a sample containing ionic species and urea, for example, a biological sample such as urine and blood, an error occurs in the measurement result depending on the concentration of the ionic species and urea contained in the sample.
また、特許文献11及び非特許文献1に記載されている1,4−ナフトキノン−2−スルホン酸カリウムを用いる方法については、非特許文献2及び3において、測定結果の再現性が非常に低いという問題が報告されている。
In addition, regarding the
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、試料中に含まれるクレアチニンを精度良く定量することができるクレアチニン測定方法、クレアチニン測定デバイス、及びクレアチニン測定装置を提供することを第1の目的とする。 Therefore, in view of the above-described conventional problems, the present invention has a first object to provide a creatinine measurement method, a creatinine measurement device, and a creatinine measurement apparatus that can accurately quantify creatinine contained in a sample. To do.
また、本発明は、尿中に含まれる塩分を精度良く定量することができる尿中塩分量測定方法、尿中塩分量測定デバイス、及び尿中塩分量測定装置を提供することを第2の目的とする。 It is a second object of the present invention to provide a urinary salt content measuring method, a urinary salt content measuring device, and a urinary salt content measuring apparatus capable of accurately quantifying the salt content in urine. And
上記従来の問題を解決するために、本発明のクレアチニン測定方法は、(A)クレアチニンを含む試料と、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬とを接触させることにより、前記試料中に含まれる前記クレアチニンと、前記オスミウム錯体とが直接反応して、クレアチニンの酸化物が生成する工程、
(B)前記工程Aにおける前記反応を電気化学的に測定する工程、並びに
(C)前記工程Bにおける測定値に基づき前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める工程を含む。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the creatinine measurement method of the present invention has (A) a sample containing creatinine, and the oxidation-reduction potential at pH 7 and 25 ° C. is more positive than 380 mV with respect to the silver-silver chloride electrode. A step in which an creatinine oxide is produced by directly reacting the creatinine contained in the sample with the osmium complex by contacting with a reagent for measuring creatinine containing a certain osmium complex;
(B) electrochemically measuring the reaction in the step A, and (C) determining the concentration or amount of the creatinine contained in the sample based on the measurement value in the step B.
また、本発明の尿中塩分量測定方法は、試料として尿を用い、上記クレアチニン測定方法の工程A及びBに加えて、
(F)前記尿と前記クレアチニン測定用試薬とが接触する前に、前記尿の電気特性を測定する工程、及び
(G)前記工程Bにおける測定値と、前記工程Fにおいて測定された前記電気特性とに基づいて、前記尿中への塩分の***量を反映する値を求める工程をさらに含む。
Moreover, the urinary salt content measuring method of the present invention uses urine as a sample, and in addition to steps A and B of the creatinine measuring method,
(F) a step of measuring electrical characteristics of the urine before the urine and the reagent for measuring creatinine come into contact; and (G) a measured value in the process B and the electrical characteristics measured in the process F. And a step of obtaining a value reflecting the amount of salt excreted in the urine based on the above.
また、本発明のクレアチニン測定デバイスは、上記クレアチニン測定方法に用いられるクレアチニン測定デバイスであって、クレアチニンを含む試料を収容するための試料収容室と、前記試料収容室と連通し、前記試料収容室内に前記試料を導入するための試料導入口と、前記試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極と、前記試料収容室内に配置された、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬とを備える。 Further, the creatinine measuring device of the present invention is a creatinine measuring device used in the creatinine measuring method, wherein the creatinine measuring device communicates with the sample storage chamber for storing a sample containing creatinine, and the sample storage chamber. A sample introduction port for introducing the sample into the sample storage chamber, at least two electrodes disposed in the sample storage chamber, and a redox potential at pH 7 and 25 ° C. disposed in the sample storage chamber is silver-silver chloride. And a reagent for measuring creatinine containing an osmium complex that is more positive than 380 mV with respect to the electrode.
また、本発明の尿中塩分量測定デバイスは、上記尿中塩分量測定方法に用いられる尿中塩分量測定デバイスであって、試料である尿を収容するための第1の試料収容室と、前記第1の試料収容室と連通し、前記第1の試料収容室内に前記尿を導入するための第1の試料導入口と、前記第1の試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極と、前記第1の試料収容室内に配置された、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬と、前記尿を収容するための第2の試料収容室と、前記第2の試料収容室と連通し、前記第2の試料収容室内に前記尿を導入するための第2の試料導入口と、前記第2の試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極とを備える。 The urinary salt content measuring device of the present invention is a urinary salt content measuring device used in the urinary salt content measuring method, and includes a first sample storage chamber for storing urine as a sample, A first sample introduction port for communicating with the first sample storage chamber and for introducing the urine into the first sample storage chamber; and at least two electrodes disposed in the first sample storage chamber; A reagent for measuring creatinine, which is disposed in the first sample storage chamber and contains an osmium complex whose redox potential at pH 7 and 25 ° C. is more positive than 380 mV with respect to a silver-silver chloride electrode; A second sample storage chamber for storing the second sample storage chamber, a second sample introduction port for introducing the urine into the second sample storage chamber, and the second sample storage chamber. At least two electrodes arranged in the sample storage chamber Equipped with a.
また、本発明のクレアチニン測定装置は、上記クレアチニン測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記クレアチニン測定デバイスの前記試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応を電気化学的に測定する測定部、及び前記測定部における測定値に基づき前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める演算部を備える。 Further, the creatinine measuring apparatus of the present invention includes a measuring device mounting portion for mounting the creatinine measuring device, creatinine in the sample storage chamber of the creatinine measuring device mounted on the measuring device mounting portion, and the creatinine measuring reagent, A measurement unit that electrochemically measures this reaction, and a calculation unit that obtains the concentration or amount of the creatinine contained in the sample based on the measurement value in the measurement unit.
また、本発明の尿中塩分量測定装置は、上記尿中塩分量測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記尿中塩分量測定デバイスの前記第1の試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応を電気化学的に測定する第1の測定部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記尿中塩分量測定デバイスの前記第2の試料収容室内における前記尿の電気特性を測定する第2の測定部、及び前記第1の測定部における測定値と前記第2の測定部により測定された前記電気特性とに基づき、前記尿中への塩分の***量を反映する値を求める演算部を備える。 Further, the urinary salt content measuring apparatus of the present invention is a measuring device mounting portion for mounting the urinary salt content measuring device, and the first urinary salt content measuring device mounted on the measuring device mounting portion. A first measurement unit for electrochemically measuring a reaction between creatinine and the reagent for measuring creatinine in a sample storage chamber, and the second sample storage of the urinary salt content measurement device attached to the measurement device attachment unit A second measuring unit that measures the electrical characteristics of the urine in the room, and the salinity in the urine based on the measured values in the first measuring unit and the electrical characteristics measured by the second measuring unit. A calculation unit for obtaining a value that reflects the amount of excretion of the animal.
本発明のクレアチニン測定方法によれば、試料中に含まれるクレアチニンを精度良く定量することができる。 According to the creatinine measurement method of the present invention, creatinine contained in a sample can be accurately quantified.
本発明の発明者は、クレアチニンと、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して(以下、「vs Ag/AgCl」と略称する)380mVよりも正であるオスミウム錯体とが直接的に反応することを新たに見出した。この反応においては、クレアチニンに作用する酵素が存在しない状態であっても、クレアチニンと前記オスミウム錯体とが反応して、クレアチニンの酸化物と、還元された前記オスミウム錯体とが生成する。 The inventor of the present invention relates to creatinine and an osmium complex whose oxidation-reduction potential at pH 7 and 25 ° C. is more positive than 380 mV with respect to a silver-silver chloride electrode (hereinafter abbreviated as “vs Ag / AgCl”). Was newly found to react directly. In this reaction, even in the absence of an enzyme that acts on creatinine, creatinine reacts with the osmium complex to produce a creatinine oxide and the reduced osmium complex.
本発明は上記の新たな知見に基づいてなされたものであり、クレアチニン測定用試薬組成物の有効成分としてpH7、25℃における酸化還元電位が、380mV(vs Ag/AgCl)よりも正であるオスミウム錯体を用いることを特徴とする。 The present invention has been made on the basis of the above-mentioned new knowledge, and an osmium whose redox potential at pH 7 and 25 ° C. is more positive than 380 mV (vs Ag / AgCl) as an active ingredient of a reagent composition for measuring creatinine. It is characterized by using a complex.
本発明のクレアチニン測定方法は、(A)クレアチニンを含む試料と、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬とを接触させることにより、前記試料中に含まれる前記クレアチニンと、前記オスミウム錯体とが直接反応して、クレアチニンの酸化物が生成する工程、
(B)前記工程Aにおける前記反応を電気化学的に測定する工程、並びに
(C)前記工程Bにおける測定値に基づき前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める工程を含む。
The method for measuring creatinine of the present invention comprises: (A) a sample containing creatinine; a reagent for measuring creatinine containing an osmium complex whose oxidation-reduction potential at pH 7 and 25 ° C. is more positive than 380 mV with respect to a silver-silver chloride electrode; The creatinine contained in the sample and the osmium complex directly react with each other to produce an oxide of creatinine,
(B) a step of electrochemically measuring the reaction in the step A; and (C) a step of determining the concentration or amount of the creatinine contained in the sample based on the measurement value in the step B.
この方法によると、従来の測定方法と異なり、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態において、クレアチニンとクレアチニン測定用試薬に含まれる上記オスミウム錯体とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定方法よりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 According to this method, unlike the conventional measurement method, creatinine reacts directly with the osmium complex contained in the reagent for measuring creatinine in the absence of an enzyme or picric acid that acts on creatinine. The reaction proceeds without being affected by interfering components such as urea, amino acids and sugars. Therefore, even when a biological sample such as urine or blood is used, creatinine contained in the sample can be quantified with higher accuracy than conventional measurement methods.
本発明において用いるオスミウム錯体としては、[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+/3+、[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+、[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+等が挙げられる。[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+/3+、[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+、及び[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+のpH7、25℃における酸化還元電位は、それぞれ600mV、500mV及び380mV(vs Ag/AgCl)である。 Examples of the osmium complex used in the present invention include [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 + , [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3+ , [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2 + / 3 + and the like. [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 + , [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3 + , and [Os (5,5 '-Dmbpy) 2 (dpa)] The redox potentials of 2 + / 3 + at pH 7 and 25 ° C. are 600 mV, 500 mV and 380 mV (vs Ag / AgCl), respectively.
本発明において用いるオスミウム錯体のpH7、25℃における酸化還元電位は、600mVよりも負であることが好ましい。 The oxidation-reduction potential at pH 7 and 25 ° C. of the osmium complex used in the present invention is preferably more negative than 600 mV.
前記工程Aにおいて、前記試料に緩衝剤を接触させてもよい。 In the step A, a buffer may be brought into contact with the sample.
本発明において用いられる緩衝剤としては、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム等のリン酸系緩衝剤、クエン酸系緩衝剤、フタル酸系緩衝剤、酢酸系緩衝剤、MES緩衝剤などが挙げられる。 Examples of the buffer used in the present invention include phosphate buffers such as dipotassium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate, citric acid buffers, phthalic acid buffers, acetic acid buffers, MES buffers, and the like. Is mentioned.
本発明のクレアチニン測定方法において、前記工程Aにおいて、前記試料にリン酸系緩衝剤を接触させることにより、前記試料のpHが6付近に調整されることが好ましい。 In the creatinine measurement method of the present invention, in the step A, the pH of the sample is preferably adjusted to around 6 by bringing the phosphate buffer into contact with the sample.
このようにすると、クレアチニンとオスミウム錯体との直接反応の反応速度が速くなるため、測定時間を短縮することができる。 If it does in this way, since the reaction rate of the direct reaction of creatinine and an osmium complex becomes quick, measurement time can be shortened.
本発明のクレアチニン測定方法においては、リン酸系緩衝剤が、リン酸水素二カリウムとリン酸二水素カリウムとから構成されることが好ましい。このようにすると、これらのリン酸塩が試料中に溶解することによって、リン酸系緩衝剤が溶解後の試料のpHを6付近に調整することができる。 In the creatinine measurement method of the present invention, the phosphate buffer is preferably composed of dipotassium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate. If it does in this way, the pH of the sample after a phosphate buffer solution melt | dissolves can be adjusted to 6 vicinity because these phosphates melt | dissolve in a sample.
前記工程Bにおいて、前記試料に少なくとも2つの電極を接触させ、
前記工程Bが、
(D)前記2つの電極間に電圧を印加する工程、及び
(E)前記2つの電極間に流れる電流の値または電荷量を検出する工程を含み、
前記工程Cにおいて、
前記工程Eにおいて検出された前記電流値または前記電荷量に基づいて前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求めてもよい。
In the step B, at least two electrodes are brought into contact with the sample,
Step B is
(D) applying a voltage between the two electrodes, and (E) detecting a value of electric current or a charge amount flowing between the two electrodes,
In step C,
The concentration or amount of the creatinine contained in the sample may be obtained based on the current value or the charge amount detected in the step E.
このようにすると、試料中に含まれるクレアチニンの濃度または量を電気化学的に容易に求めることができる。 In this way, the concentration or amount of creatinine contained in the sample can be easily determined electrochemically.
本発明の尿中塩分量測定方法は、試料として尿を用い、上記クレアチニン測定方法の工程A及びBに加えて、
(F)前記尿と前記クレアチニン測定用試薬とが接触する前に、前記尿の電気特性を測定する工程、及び
(G)前記工程Bにおける測定値と、前記工程Fにおいて測定された前記電気特性とに基づいて、前記尿中への塩分の***量を反映する値を求める工程をさらに含む。
The urinary salt content measuring method of the present invention uses urine as a sample, and in addition to steps A and B of the creatinine measuring method,
(F) a step of measuring electrical characteristics of the urine before the urine and the reagent for measuring creatinine come into contact; and (G) a measured value in the process B and the electrical characteristics measured in the process F. And a step of obtaining a value reflecting the amount of salt excreted in the urine based on the above.
尿とクレアチニン測定用試薬とが接触して尿中にクレアチニン測定用試薬が溶解する前における尿の電気特性は、尿中に含まれる電解質の濃度を反映している。尿中に含まれる電解質の濃度は、尿中に含まれる塩分の濃度と相関がある。塩分等の成分は、水分摂取、発汗などの影響を受け、濃縮または希釈されて尿中に***される。そのため、昼間、夜間を問わず随時に採取された尿である随時尿中に含まれる塩分等の尿中成分の濃度は、尿の濃縮・希釈の影響を受けて変動する。 The electrical characteristics of urine before the urine and the creatinine measurement reagent come into contact with each other and the creatinine measurement reagent dissolves in the urine reflect the concentration of the electrolyte contained in the urine. The concentration of the electrolyte contained in urine has a correlation with the concentration of salt contained in urine. Ingredients such as salt are affected by water intake, sweating, etc., and concentrated or diluted to be excreted in urine. For this reason, the concentration of urine components such as salt contained in the urine collected at any time, which is urine collected at any time during the day and at night, varies under the influence of urine concentration / dilution.
一方、上述のように、クレアチニンは筋肉量に依存して産生されることから、単位時間当たりの尿中へのクレアチニンの***量は一定であることが知られている。そこで、随時尿を用いた場合であっても、例えば、測定された尿中成分濃度のクレアチニン濃度に対する比(尿中成分/クレアチニン比)を求めることにより、尿の濃縮・希釈の影響を補正することができる。 On the other hand, as described above, since creatinine is produced depending on muscle mass, it is known that the amount of creatinine excreted in urine per unit time is constant. Therefore, even when urine is used at any time, for example, the ratio of the measured urinary component concentration to the creatinine concentration (urine component / creatinine ratio) is determined to correct the influence of urine concentration / dilution. be able to.
本発明の尿中塩分量測定方法によると、クレアチニン濃度を精度良く反映している、工程Bにおける測定値と、塩分濃度を反映している、工程Fにおいて測定された電気特性とを用いることにより、尿の濃縮・希釈の影響が精度良く補正されるので、尿中への塩分の***量を適切に反映する値を求めることができる。 According to the urinary salt content measuring method of the present invention, by using the measured value in Step B that accurately reflects the creatinine concentration and the electrical characteristics measured in Step F that reflect the salinity concentration. Since the influence of urine concentration / dilution is accurately corrected, a value that appropriately reflects the amount of salt excreted in urine can be obtained.
ここで、尿の電気特性としては、抵抗、導電率、インピーダンス、入力された電流(または電圧)信号に対して出力される電圧(または電流)信号、入力された交流信号の位相と出力される交流信号の位相との位相差等が挙げられる。 Here, as electrical characteristics of urine, resistance, conductivity, impedance, voltage (or current) signal output with respect to the input current (or voltage) signal, and phase of the input AC signal are output. For example, a phase difference from the phase of the AC signal.
工程Iにおいて求められる尿中への塩分の***量を反映する値としては、クレアチニン単位量当たりの塩分量、単位時間(例えば1日)当たりの尿中塩分***量、単位時間(例えば1日)当たりの塩分摂取量等が挙げられる。 Values reflecting the amount of urinary salt excretion determined in step I include the amount of salt per unit creatinine, the amount of urinary salt excreted per unit time (for example, 1 day), and the unit time (for example, 1 day). The amount of salt intake per hit is listed.
本発明のクレアチニン測定デバイスは、上記クレアチニン測定方法に用いられるクレアチニン測定デバイスであって、クレアチニンを含む試料を収容するための試料収容室と、前記試料収容室と連通し、前記試料収容室内に前記試料を導入するための試料導入口と、前記試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極と、前記試料収容室内に配置された、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬とを備える。 The creatinine measuring device of the present invention is a creatinine measuring device used in the creatinine measuring method, which is in communication with a sample storage chamber for storing a sample containing creatinine, the sample storage chamber, and the sample storage chamber. A sample introduction port for introducing a sample, at least two electrodes disposed in the sample storage chamber, and a redox potential at pH 7 and 25 ° C. disposed in the sample storage chamber are applied to the silver-silver chloride electrode. And a reagent for measuring creatinine containing an osmium complex that is more positive than 380 mV.
このデバイスによると、従来の測定デバイスと異なり、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態であってもクレアチニンとクレアチニン測定用試薬に含まれる上記オスミウム錯体とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 According to this device, unlike conventional measurement devices, creatinine and the osmium complex contained in the reagent for measuring creatinine react directly in the sample storage chamber even in the absence of an enzyme or picric acid that acts on creatinine. The reaction proceeds without being affected by interfering components such as ionic species such as salt, urea, amino acids, and sugars. Therefore, even when a biological sample such as urine or blood is used, creatinine contained in the sample can be quantified with higher accuracy than conventional measurement devices.
本発明のクレアチニン測定デバイスは、前記試料収容室内に配置されたリン酸系緩衝剤をさらに備えていてもよい。 The creatinine measuring device of the present invention may further include a phosphate buffer disposed in the sample storage chamber.
本発明の尿中塩分量測定デバイスは、上記尿中塩分量測定方法に用いられる尿中塩分量測定デバイスであって、試料である尿を収容するための第1の試料収容室と、前記第1の試料収容室と連通し、前記第1の試料収容室内に前記尿を導入するための第1の試料導入口と、前記第1の試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極と、前記第1の試料収容室内に配置された、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬と、前記尿を収容するための第2の試料収容室と、前記第2の試料収容室と連通し、前記第2の試料収容室内に前記尿を導入するための第2の試料導入口と、前記第2の試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極とを備える。このデバイスによると、クレアチニン濃度を精度良く反映している、尿中に含まれるクレアチニンとクレアチニン測定用試薬との反応の量と、塩分濃度を反映している尿の電気特性とを測定することができる。上記反応量と電気特性とを用いることにより、尿の濃縮・希釈の影響が精度良く補正されるので、尿中への塩分の***量を適切に反映する値を求めることができる。 The urinary salt content measuring device of the present invention is a urinary salt content measuring device used in the urinary salt content measuring method, wherein the first sample storage chamber for storing urine as a sample, A first sample inlet for introducing the urine into the first sample storage chamber; at least two electrodes disposed in the first sample storage chamber; A reagent for measuring creatinine containing an osmium complex, which is disposed in the first sample storage chamber and has an oxidation-reduction potential at pH 7 and 25 ° C. of more than 380 mV with respect to the silver-silver chloride electrode, and the urine are stored. A second sample storage chamber for communicating with the second sample storage chamber, a second sample introduction port for introducing the urine into the second sample storage chamber, and the second sample storage With at least two electrodes arranged indoors That. According to this device, it is possible to accurately measure the amount of reaction between creatinine contained in urine and the reagent for measuring creatinine, which accurately reflects creatinine concentration, and electrical characteristics of urine, which reflects salt concentration. it can. By using the reaction amount and the electrical characteristics, the influence of urine concentration / dilution is corrected with high accuracy, so that a value that appropriately reflects the amount of salt excreted in urine can be obtained.
本発明のクレアチニン測定装置は、上記クレアチニン測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記クレアチニン測定デバイスの前記試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応を電気化学的に測定する測定部、及び前記測定部における測定値に基づき前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める演算部を備える。 The creatinine measuring apparatus of the present invention comprises a measuring device mounting portion for mounting the creatinine measuring device, and a reaction between creatinine and the creatinine measuring reagent in the sample storage chamber of the creatinine measuring device mounted on the measuring device mounting portion. And a calculation unit for obtaining the concentration or amount of the creatinine contained in the sample based on the measurement value in the measurement unit.
この測定装置によると、測定デバイス取付け部に取付けられた上記のクレアチニン測定デバイスを用いて、電気化学的に試料中に含まれるクレアチニンの濃度または量を測定することができる。本発明のクレアチニン測定装置は、従来の測定装置と異なり、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態であってもクレアチニンとクレアチニン測定用試薬に含まれる上記オスミウム錯体とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 According to this measuring apparatus, the concentration or amount of creatinine contained in the sample can be electrochemically measured using the creatinine measuring device mounted on the measuring device mounting portion. Unlike the conventional measurement apparatus, the creatinine measurement apparatus of the present invention directly contains creatinine and the osmium complex contained in the creatinine measurement reagent even in the absence of an enzyme or picric acid that acts on creatinine in the sample storage chamber. Since it reacts, the reaction proceeds without being affected by interfering components such as ionic species such as salt, urea, amino acids, and sugars. Therefore, even when a biological sample such as urine or blood is used, creatinine contained in the sample can be quantified with higher accuracy than conventional measurement devices.
また、本発明のクレアチニン測定装置は、前記クレアチニン測定デバイスが、前記試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極をさらに備え、前記測定部が、前記2つの電極間に電圧を印加する電圧印加部、及び前記2つの電極間に流れる電流の値または電荷量を検出する検出部を有し、前記演算部が、前記検出部により検出された前記電流値または前記電荷量に基づいて前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求めてもよい。 The creatinine measuring apparatus of the present invention is such that the creatinine measuring device further includes at least two electrodes arranged in the sample storage chamber, and the measuring unit applies a voltage between the two electrodes. And a detection unit that detects a value of electric current or a charge amount flowing between the two electrodes, and the calculation unit is included in the sample based on the current value or the charge amount detected by the detection unit. The concentration or amount of the creatinine contained may be determined.
この構成によると、測定デバイス取付け部に取付けられた上記のクレアチニン測定デバイスを用いて、試料中に含まれるクレアチニンの濃度または量を電気化学的に容易に求めることができる。 According to this configuration, the concentration or amount of creatinine contained in the sample can be easily determined electrochemically using the creatinine measurement device attached to the measurement device attachment portion.
本発明の尿中塩分量測定装置は、上記尿中塩分量測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記尿中塩分量測定デバイスの前記第1の試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応を電気化学的に測定する第1の測定部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記尿中塩分量測定デバイスの前記第2の試料収容室内における前記尿の電気特性を測定する第2の測定部、及び前記第1の測定部における測定値と前記第2の測定部により測定された前記電気特性とに基づき、前記尿中への塩分の***量を反映する値を求める演算部を備える。この測定装置によると、高精度に定量された尿中のクレアチニン濃度を用いて、測定された尿の電気特性に対して尿の濃淡を補正することができるので、精度良く尿中に含まれる塩分の量を求めることができる。 The urinary salt content measuring apparatus of the present invention includes a measurement device mounting portion for mounting the urinary salt content measuring device, and the first sample accommodation of the urinary salt content measuring device mounted on the measurement device mounting portion. A first measurement unit for electrochemically measuring a reaction between creatinine in the room and the creatinine measurement reagent; and the urinary salt content measurement device attached to the measurement device attachment unit in the second sample storage chamber. Based on the second measurement unit that measures the electrical characteristics of the urine, and the measured values in the first measurement unit and the electrical characteristics measured by the second measurement unit, the excretion of salt in the urine A calculation unit for obtaining a value reflecting the quantity is provided. According to this measuring device, the concentration of urine can be corrected with respect to the electrical characteristics of the measured urine using the urine creatinine concentration quantified with high accuracy. Can be determined.
本発明の尿中塩分量測定方法によると、クレアチニン濃度を精度良く反映している、尿中に含まれるクレアチニンとクレアチニン測定用試薬との反応の量と、塩分濃度を反映している尿の電気特性とを用いることにより、尿の濃縮・希釈の影響が精度良く補正されるので、尿中への塩分の***量を適切に反映する値を求めることができる。 According to the urinary salt content measurement method of the present invention, the amount of reaction between creatinine contained in the urine and the reagent for measuring creatinine, which accurately reflects the creatinine concentration, and the urine electricity that reflects the salt concentration. By using the characteristics, the influence of concentration / dilution of urine is corrected with high accuracy, so that a value that appropriately reflects the amount of salt excreted in urine can be obtained.
試料としては、水溶液の他、血液、血清、血漿、尿、間質液、リンパ液、唾液などの体液が挙げられる。特に、尿は非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うためには非常に有効的な試料である。これらの体液中のイオン種および尿素の濃度は比較的高いので、本発明の効果が非常に高く得られる。 Examples of the sample include body fluids such as blood, serum, plasma, urine, interstitial fluid, lymph fluid, and saliva in addition to an aqueous solution. In particular, urine is a very effective sample for non-invasive daily health management at home. Since the concentrations of ionic species and urea in these body fluids are relatively high, the effects of the present invention can be obtained very high.
本発明における少なくとも2つの電極の材料としては、金、白金、パラジウムあるいはそれらの合金または混合物、及びカーボンのいずれかを少なくとも含むものが好ましい。これらの材料は化学的、電気化学的に安定であり、安定した測定を実現することができる。第3の電極として、電位の安定した電極、例えばAg/AgClや飽和カロメル電極等の参照電極を、上記2つの電極と組み合わせて使用してもよい。2つの電極のうち一方の電極の電位を第3の電極に対して規制するようにすると、測定のための電位が安定するので好ましい。また、2つの電極のうち他方の電極として、例えばAg/AgClや飽和カロメル電極等を用いても良い。 The material of at least two electrodes in the present invention is preferably one containing at least one of gold, platinum, palladium, an alloy or mixture thereof, and carbon. These materials are chemically and electrochemically stable, and a stable measurement can be realized. As the third electrode, a stable electrode, for example, a reference electrode such as an Ag / AgCl or saturated calomel electrode may be used in combination with the above two electrodes. It is preferable to regulate the potential of one of the two electrodes with respect to the third electrode because the potential for measurement becomes stable. Further, for example, an Ag / AgCl or saturated calomel electrode may be used as the other of the two electrodes.
本発明の測定デバイスにおいては、クレアチニン測定用試薬が乾燥状態で備えられ、試料収容室内に試料が導入されたときに試料に溶解するように配置されていることが好ましい。 In the measurement device of the present invention, it is preferable that the creatinine measurement reagent is provided in a dry state and is disposed so as to dissolve in the sample when the sample is introduced into the sample storage chamber.
例えば、ガラス繊維や濾紙等から構成される多孔性の担体にクレアチニン測定用試薬を含む溶液を含浸させた後、乾燥させることによりクレアチニン測定用試薬を上記担体に担持させ、当該担体を試料と接する部分に設ければよい。また、測定デバイスにおける試料と接する部分の壁面に、クレアチニン測定用試薬を含む溶液を直接塗布した後乾燥することによりクレアチニン測定用試薬を配置してもよい。 For example, after impregnating a porous carrier composed of glass fiber, filter paper, or the like with a solution containing a creatinine measurement reagent, the creatinine measurement reagent is supported on the carrier by drying, and the carrier contacts the sample. What is necessary is just to provide in a part. Alternatively, the reagent for measuring creatinine may be arranged by directly applying a solution containing the reagent for measuring creatinine on the wall surface of the part in contact with the sample in the measuring device and then drying.
上記測定デバイスは着脱可能な状態で測定装置の測定デバイス取付け部に取付けられることが好ましい。また、特に尿や血液などの生体液を用いる場合には衛生的な観点から、測定デバイスは使い捨てであることが好ましい。 The measurement device is preferably attached to a measurement device attachment portion of the measurement apparatus in a detachable state. In particular, when a biological fluid such as urine or blood is used, the measuring device is preferably disposable from a hygienic viewpoint.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係るクレアチニン測定デバイスについて、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態におけるクレアチニン測定デバイスの構成を示す分解斜視図である。
(Embodiment 1)
A creatinine measuring device according to
本実施の形態に係るクレアチニン測定デバイス100は、電気化学的に試料中に含まれるクレアチニンの濃度を定量するクレアチニン測定方法に用いられる。本実施の形態に係るクレアチニン測定デバイス100は、絶縁性の第1の基板102及び空気孔108を有する第2の基板104が、スリット110を有するスペーサ106を挟んで組み合わされた構造を有している。
The
第1の基板102には、第1の電極112、第2の電極114、第1の電極112と電気的に接続された第1のリード122、及び第2の電極114と電気的に接続された第2のリード124が配置されている。また、第1の電極112及び第2の電極114上には、クレアチニン測定用試薬を含む試薬層130が配置されている。第1の基板102の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が7mm程度、長さが30mm程度、厚みが0.7mm程度である。
The
次に、クレアチニン測定デバイス100の製造方法について説明する。本実施の形態においては、クレアチニン測定用試薬の有効成分として、pH7、25℃における酸化還元電位が600mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+/3+を用いている。
Next, a method for manufacturing the
まず、ポリエチレンテレフタレート製の第1の基板102上に、樹脂製の電極パターンマスクを設置した状態でパラジウムをスパッタリングすることによって、第1の電極112、第2の電極114、第1のリード122、及び第2のリード124を形成する。第1の電極112及び第2の電極114は、それぞれ第1のリード122及び第2のリード124によって、後述するクレアチニン測定装置の端子と電気的に接続される。
First, palladium is sputtered on a
次に、第1の基板102上に設けられた第1の電極112及び第2の電極114上に、[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Cl、リン酸二水素カリウム、及びリン酸水素二カリウムを溶解した水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下した後、第1の基板102を室温〜30℃程度の環境に静置して乾燥させることにより試薬層130を形成する。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよいが、例えば、試薬を含む水溶液中の[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Clの濃度が8mg/dL程度であり、滴下量が0.7mL程度である。また、試薬層130を形成する領域の面積は、試料に対する試薬の溶解性などを鑑みて適宜選択すればよいが、例えば、その面積を3mm2程度とする。
Next, on the
次に、電極及び試薬層130が形成された第1の基板102、スリット110を有するポリエチレンテレフタレート製のスペーサ106、及び空気孔108を有する第2の基板104を組み合わせる。第1の基板102、スペーサ106及び第2の基板104の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを張り合わせた後、押圧して静置し接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずに組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
Next, the
第1の基板102、スペーサ106及び第2の基板104を組み合わせたときに、第1の基板102、スペーサ106に設けられたスリット110及び第2の基板104により形成される空間部が、試料収容室として機能する。また、スリット110の開口部が試料導入口132として機能する。
When the
次に、本実施の形態に係るクレアチニン測定装置及びそれを用いたクレアチニン測定方法について、図2及び3を用いて説明する。図2は、本実施の形態に係るクレアチニン測定装置200の外観を示す斜視図、図3はクレアチニン測定装置200の構成を示すブロック図である。
Next, a creatinine measuring apparatus according to the present embodiment and a creatinine measuring method using the same will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the
まず、クレアチニン測定装置200の構成について、図2を参照しながら説明する。
First, the configuration of the
クレアチニン測定装置200の筐体202には、クレアチニン測定装置200にクレアチニン測定デバイス100を取付けるための測定デバイス取付け部208、測定結果等が表示されるディスプレイ204、及びクレアチニン測定装置200によるクレアチニンの測定を開始させるための測定開始ボタン206が設けられている。また、測定デバイス取付け部208の内部には、測定デバイス取付け部208に取り付けられたクレアチニン測定デバイス100の第1のリード122及び第2のリード124とそれぞれ電気的に接続される第1の端子及び第2の端子が設けられている。
The
次に、クレアチニン測定装置200の筐体202内部の構成について、図3を参照しながら説明する。
Next, the configuration inside the
クレアチニン測定装置200は、筐体202内部に、電圧印加部302、電気信号検出部304、制御部306、計時部308、及び記憶部310を備えている。
The
電圧印加部302は、測定デバイス取付け部208に取付けられたクレアチニン測定デバイス100の第1のリード122及び第2のリード124とそれぞれ電気的に接続された第1の端子及び第2の端子を介して、クレアチニン測定デバイス100の第1の電極112及び第2の電極114に電圧または電位を印加する機能を有する。
The
電気信号検出部304は、第1の電極112及び第2の電極114からの電気信号を、第1の端子及び第2の端子を介して検出測定する機能を有する。電気信号検出部304は、本発明における検出部に相当する。
The electric
記憶部310には、クレアチニンの濃度と電気信号検出部304により検出される電気信号との相関を表す検量線に相当する相関データが格納されている。記憶部310としては、例えば、RAM、ROM等のメモリを用いることができる。
The
制御部306は、上記相関データを参照して、電気信号検出測定部304により検出定された電気信号をクレアチニン濃度に換算する機能を有する。制御部306は、本発明における演算部に相当する。制御部306としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロコンピュータを用いることができる。
The
次に、クレアチニン測定デバイス100及びクレアチニン測定装置200を用いた、本実施の形態に係るクレアチニン測定方法について説明する。
Next, the creatinine measuring method according to the present embodiment using the
まず、使用者がクレアチニン測定デバイス100のリード側をクレアチニン測定装置200の測定デバイス取付け部208に挿入する。これにより、クレアチニン測定デバイス100の第1のリード122及び第2のリード124と、測定デバイス取付け部208内部に設けられている第1の端子及び第2の端子とがそれぞれ接触することにより電気的に導通する。
First, the user inserts the lead side of the
測定デバイス取付け部208にクレアチニン測定デバイス100が挿入されると、測定デバイス取付け部208内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチが作動して、制御部306に信号を出力する。測定デバイス挿入検知スイッチからの出力信号により制御部306がクレアチニン測定デバイス100の挿入を検知すると、制御部306は電圧印加部302を制御して、第1の端子及び第2の端子を介して、第1の電極112及び第2の電極114との間に電圧(例えば0.2V)が印加される。
When the
次に、使用者が、クレアチニン測定デバイス100の試料導入口132に、試料を接触させる。この接触により、試料導入口132を通ってクレアチニン測定デバイス100の試料収容室内に、試料が毛管現象により吸引され、試料収容室内が試料によって充填される。試料が第1の電極112及び第2の電極114に接触すると、試料を介して第1の電極112及び第2の電極114間に電流が流れるようになるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号検出部304が検出する。
Next, the user brings the sample into contact with the
電気信号検出部304からの出力信号により、試料収容室に試料が導入されたことを制御部306が検知すると、制御部306は電圧印加部302を制御して、電圧印加部302による印加電圧を異なる電圧(例えば0Vまたは開回路)に切り替える。また、試料導入の検知に伴い、制御部306がタイマーである計時部308による計時を開始させる。
When the
試料収容室内に露出している試薬層130と試料とが接触すると、試薬層130に含まれるクレアチニン測定用試薬中の[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Clが試料中に溶解する。[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Clが試料中に溶解することにより生成した[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]3+が試料中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、クレアチニンの酸化物と[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+とが生成する。
When the
計時部308からの信号によって、所定時間(例えば、60秒)経過したことを制御部306が判断すると、制御部306は電圧印加部302を制御して、第1の電極112及び第2の電極114との間に再度異なる電圧を印加する(例えば、第1の電極112が第2の電極114に比べて+0.5Vとなる電圧)。このように電圧を印加してから一定時間(例えば5秒)後、第1の電極112と第2の電極114との間で流れる電流等の電気信号を電気信号検出部304において測定する。このとき、第1の電極112では[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+が酸化される。電気信号検出部304において測定される電気信号は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
When the
制御部306は記憶部310に格納されている電気信号とクレアチニン濃度との相関を表す相関データを読み出し、それを参照することにより電気信号検出部304において検出された電気信号を試料中のクレアチニン濃度に換算する。
The
得られたクレアチニン濃度はディスプレイ204に表示される。ディスプレイ204にクレアチニン濃度が表示されることにより、ユーザはクレアチニン濃度測定が完了したことがわかる。得られたクレアチニン濃度は、計時部308により計時された時刻とともに記憶部310に保存されることが好ましい。
The obtained creatinine concentration is displayed on the
本実施の形態に係るクレアチニン測定デバイス100によれば、従来の測定デバイスと異なり、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態であってもクレアチニンとクレアチニン測定用試薬中の上記オスミウム錯体とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
According to the
なお、本実施の形態においては、クレアチニン測定用試薬に含まれる有効成分として[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+/3+を用いる例を示したが、代わりに[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+または[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+を用いてもよい。クレアチニン測定用試薬に含まれる有効成分として[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+または[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+を用いる場合にも、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖などの妨害成分の影響を受けることなく、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 In the present embodiment, an example in which [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 + is used as an active ingredient contained in the creatinine measurement reagent has been described, but instead [Os ( 4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3 + or [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2 + / 3 + may be used. [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3 + or [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2+ as an active ingredient contained in the reagent for measuring creatinine Even when / 3 + is used, creatinine contained in a sample can be quantified more accurately than conventional measurement devices without being affected by interference components such as ionic species such as salt, urea, amino acids, and sugars. .
また、本実施の形態では、クレアチニン測定デバイスが1つの試薬層を備える例を示したこれに限定されない。クレアチニン測定デバイスが、2つの試薬層、例えばクレアチニン測定用試薬を含む第1の試薬層とリン酸系緩衝剤を含む第2の試薬層とを備えていてもよい。 Moreover, in this Embodiment, it is not limited to this which showed the example in which a creatinine measuring device is provided with one reagent layer. The creatinine measuring device may include two reagent layers, for example, a first reagent layer containing a creatinine measuring reagent and a second reagent layer containing a phosphate buffer.
また、本実施の形態において、試料収容室に試料が導入されたことを制御部が検知することにより、電圧印加部による印加電圧が異なる電圧に切り替えられる例について示したがこれに限定されない。クレアチニンの濃度に依存した電流が得られる限り、測定に必要な電圧値(ここでは、上述のように、例えば、第1の電極が第2の電極に比べて+0.5Vとなる電圧)をクレアチニン測定デバイスの挿入検知時から印加しておけば、試料検知後もその電圧値を継続して印加してもよい。 In the present embodiment, an example in which the control unit detects that a sample has been introduced into the sample storage chamber and the voltage applied by the voltage application unit is switched to a different voltage has been described, but the present invention is not limited thereto. As long as a current dependent on the concentration of creatinine is obtained, the voltage value required for measurement (here, as described above, for example, the voltage at which the first electrode becomes +0.5 V compared to the second electrode) is used as the creatinine. If the voltage is applied from the time of detecting the insertion of the measuring device, the voltage value may be continuously applied after the sample is detected.
また、本実施の形態では、電気信号を得るための第1の電極への印加電位を第2の電極に対して500mVとする例を示したが、これに限定されることはない。第1の電極と第2の電極との間の電圧は、クレアチニンとの酸化還元反応により生成した[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+が酸化される電圧であればよい。 Further, although an example in which the potential applied to the first electrode for obtaining an electric signal is set to 500 mV with respect to the second electrode is described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this. The voltage between the first electrode and the second electrode may be a voltage at which [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2+ generated by the oxidation-reduction reaction with creatinine is oxidized. .
また、本実施の形態においては、試料の検知後、電気信号を検出するまでの時間(反応時間)を60秒とする例を示したが、必ずしもその値である必要はない。クレアチニン濃度の違いに対する電流値の差を有意に検出できる限り、反応時間は上記より小さい値を用いることができる。一方、反応時間をより大きくした場合、クレアチニンと[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]3+との反応が完了状態あるいは定常状態に達する可能性が高まるため、温度などの環境条件の影響を受けずにクレアチニンの存在量をより正確に定量しやすくなる。 In the present embodiment, an example in which the time (reaction time) until detection of an electrical signal after detection of a sample is set to 60 seconds is shown, but the value is not necessarily required. As long as a difference in current value with respect to a difference in creatinine concentration can be detected significantly, a reaction time smaller than the above can be used. On the other hand, when the reaction time is made longer, the possibility that the reaction between creatinine and [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 3+ reaches a complete state or a steady state increases. It becomes easy to quantify the abundance of creatinine without being affected by the above.
また、電極に電位を印加してから5秒後に電気信号を検出する例を示したが、この時間に限定されない。この時間は、クレアチニン濃度の違いに対する電気信号の差を有意に検出できる時間であればよい。
Moreover, although the example which detects an
また、本実施の形態では、電極系、リード/端子の一例を示したが、それらの形状、個数、配置等はこれらに限定されない。 In this embodiment, an example of the electrode system and the lead / terminal is shown, but the shape, number, arrangement, etc. thereof are not limited to these.
また、クレアチニン測定デバイスの試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、レシチンをトルエンまたはその他の有機溶媒に溶解した溶液を、第2の基板の内壁に塗布して乾燥させることによりレシチン層を形成してもよい。このような構造にすることにより、試料量をより再現性よく一定とすることができるため、より精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 Further, in order to more smoothly introduce the sample into the sample storage chamber of the creatinine measuring device, a solution obtained by dissolving lecithin in toluene or other organic solvent is applied to the inner wall of the second substrate and dried. A lecithin layer may be formed. By adopting such a structure, the amount of the sample can be made constant with higher reproducibility, so that creatinine contained in the sample can be quantified with higher accuracy.
また、クレアチニン測定装置が、測定結果として得られたクレアチニン濃度をSDカードなどの記憶媒体に記録するための記録部をさらに備えていてもよい。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果をクレアチニン測定装置から容易に取り出すことができるので、分析関連業者に測定結果の分析を依頼することが容易になる。 The creatinine measuring apparatus may further include a recording unit for recording the creatinine concentration obtained as a measurement result on a storage medium such as an SD card. By storing in a removable storage medium, the measurement result can be easily taken out from the creatinine measurement device, so that it becomes easy to request an analysis related company to analyze the measurement result.
また、クレアチニン測定装置が、測定結果として得られたクレアチニン濃度をクレアチニン測定装置外に送信するための送信部をさらに備えていてもよい。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。 Moreover, the creatinine measuring device may further include a transmission unit for transmitting the creatinine concentration obtained as a measurement result to the outside of the creatinine measuring device. As a result, measurement results can be sent to analysis-related departments or analysis-related contractors in hospitals and analyzed at analysis-related departments or analysis-related contractors, so the time from measurement to analysis can be reduced. .
また、クレアチニン測定装置が、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部をさらに備えていてもよい。これにより、分析結果を迅速に使用者にフィードバックすることができる。 The creatinine measuring apparatus may further include a receiving unit for receiving the result of analysis in an analysis related department or an analysis related business. As a result, the analysis result can be quickly fed back to the user.
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る尿中塩分量測定デバイスについて、図4及び5を用いて説明する。図4は、本実施の形態における尿中塩分量測定デバイスを第1の基板の第1の面側からみた構成を示す分解斜視図であり、図5は、本実施の形態における尿中塩分量測定デバイスを第1の基板の第2の面側からみた構成を示す分解斜視図である。
(Embodiment 2)
Next, a urinary salt content measuring device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a configuration of the urinary salt content measuring device according to the present embodiment as viewed from the first surface side of the first substrate, and FIG. 5 is a urinary salt content according to the present embodiment. It is a disassembled perspective view which shows the structure which looked at the measuring device from the 2nd surface side of the 1st board | substrate.
本実施の形態に係る尿中塩分量測定デバイス700は、試料である尿中に含まれるクレアチニンを電気化学的に測定するとともに尿の電気特性を測定し、これらの測定結果を用いて、1日に***される尿中に含まれる塩分の量を推定する方法に用いられる。
The urinary salt
本実施の形態に係る尿中塩分量測定デバイス700は、絶縁性の第1の基板102及び空気孔108を有する第2の基板104が、第1の基板102の第1の面702と第1のスペーサ106とが接するように、スリット110を有する第1のスペーサ106を挟んで組み合わされ、さらに絶縁性の第1の基板102及び空気孔708を有する第3の基板704が、第1の基板102の第2の面802と第2のスペーサ706とが接するように、スリット710を有する第2のスペーサ706を挟んで組み合わされた構造を有している。
In the urinary salt
第1の基板102の第1の面702上には、実施の形態1に係るクレアチニン測定デバイス100と同様に、第1の電極112、第2の電極114、第1の電極112と電気的に接続された第1のリード122、及び第2の電極114と電気的に接続された第2のリード124が配置されている。また、第1の電極112及び第2の電極114上には、クレアチニン測定用試薬を含む試薬層130が配置されている。
Similar to the
一方、第1の基板102の第2の面802上には、第3の電極712、第4の電極714、第5の電極716、第6の電極718、第3の電極712と電気的に接続された第3のリード722、第4の電極714と電気的に接続された第4のリード724、第5の電極716と電気的に接続された第5のリード726、及び第6の電極718と電気的に接続された第6のリード728が配置されている。第1の基板102の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が7mm程度、長さが30mm程度、厚みが0.7mm程度である。
On the other hand, on the
次に、尿中塩分量測定デバイス700の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the urinary salt
まず、ポリエチレンテレフタレート製である第1の基板102の第1の面702上に、樹脂製の電極パターンマスクを設置した状態でパラジウムをスパッタリングすることによって、第1の電極112、第2の電極114、第1のリード122、及び第2のリード124を形成する。第1の電極112及び第2の電極114は、それぞれ第1のリード122及び第2のリード124によって、後述する尿中塩分量測定装置の端子と電気的に接続される。
First, palladium is sputtered on the
次に、第1の基板102の第2の面802上に、上記の電極パターンマスクとは異なるパターンを有する電極パターンマスクを設置した状態でパラジウムをスパッタリングすることによって、第3の電極712、第4の電極714、第5の電極716、第6の電極718、第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728を形成する。第3の電極712、第4の電極714、第5の電極716、及び第6の電極718は、それぞれ第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728によって、後述する尿中塩分量測定装置の端子と電気的に接続されている。
Next, palladium is sputtered on the
次に、第1の基板102の第1の面702上に設けられた第1の電極112及び第2の電極114上に、クレアチニン測定用試薬である[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Cl、リン酸二水素カリウム、及びリン酸水素二カリウムを溶解した水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下した後、第1の基板102を室温〜30℃程度の環境に静置して乾燥させることにより試薬層130を形成する。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよいが、例えば、試薬を含む水溶液中の[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Clの濃度が8mg/dL程度であり、滴下量が0.7mL程度である。また、試薬層130を形成する領域の面積は、試料に対する試薬の溶解性などを鑑みて適宜選択すればよいが、例えば、その面積を3mm2程度とする。
Next, on the
次に、第1の基板102の第1の面702と第1のスペーサ106とが接し、第1の基板102の第2の面802と第2のスペーサ706とが接するように、空気孔108を有する第2の基板104、スリット110を有するポリエチレンテレフタレート製の第1のスペーサ106、第1の基板102、スリット710を有するポリエチレンテレフタレート製の第2のスペーサ706、及び空気孔708を有する第3の基板704を組み合わせる。各部材の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを張り合わせた後、押圧して静置し接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずに組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
Next, the air holes 108 are formed so that the
第1の基板102、第1のスペーサ106及び第2の基板104を組み合わせたときに、第1の基板102、第1のスペーサ106に設けられたスリット110及び第2の基板104により形成される空間部が、クレアチニン測定用の第1の試料収容室として機能する。また、スリット110の開口部がクレアチニン測定用の第1の試料導入口132として機能する。
When the
一方、第1の基板102、第2のスペーサ706及び第3の基板704を組み合わせたときに、第1の基板102、第2のスペーサ706に設けられたスリット710及び第3の基板704により形成される空間部が、尿の電気特性用の第2の試料収容室として機能する。また、スリット710の開口部が尿の電気特性用の第2の試料導入口732として機能する。
On the other hand, when the
次に、本実施の形態に係る尿中塩分量測定装置及びそれを用いた尿中塩分量測定方法について、図6及び7を用いて説明する。図6は、本実施の形態に係る尿中塩分量測定装置900の外観を示す斜視図、図7は尿中塩分量測定装置900の構成を示すブロック図である。
Next, a urinary salt content measuring apparatus and a urinary salt content measuring method using the same according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a perspective view showing the external appearance of the urinary salt
まず、尿中塩分量測定装置900の構成について、図6を参照しながら説明する。
First, the configuration of the urinary salt
尿中塩分量測定装置900の筐体202には、尿中塩分量測定装置900に尿中塩分量測定デバイス700を取付けるための測定デバイス取付け部208、測定結果等が表示されるディスプレイ204、及び尿中塩分量測定装置900によるクレアチニン及び尿の電気特性の測定を開始させるための測定開始ボタン206が設けられている。また、測定デバイス取付け部208の内部には、測定デバイス取付け部208に取り付けられた尿中塩分量測定デバイス700の第1のリード122、第2のリード124、第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728とそれぞれ電気的に接続される第1の端子、第2の端子、第3の端子、第4の端子、第5の端子、及び第6の端子が設けられている。
The
次に、尿中塩分量測定装置900の筐体202内部の構成について、図7を参照しながら説明する。
Next, the internal structure of the
尿中塩分量測定装置900は、筐体202内部に、電圧印加部302、電気信号検出部304、定電流交流電源902、電圧検出器904、制御部306、計時部308、及び記憶部310を備えている。
The urinary salt
電圧印加部302は、測定デバイス取付け部208に取付けられた尿中塩分量測定デバイス700の第1のリード122及び第2のリード124とそれぞれ電気的に接続された第1の端子及び第2の端子を介して、尿中塩分量測定デバイス700の第1の電極112及び第2の電極114に電圧または電位を印加する機能を有する。
The
電気信号検出部304は、第1の電極112及び第2の電極114からの電気信号を、第1の端子及び第2の端子を介して検出測定する機能を有する。電気信号検出部304は、本発明における検出部に相当する。
The electric
定電流交流電源902は、測定デバイス取付け部208に取付けられた尿中塩分量測定デバイス700の第3のリード722及び第6のリード728とそれぞれ電気的に接続された第3の端子及び第6の端子を介して、尿中塩分量測定デバイス700の第3の電極712と第6の電極718との間に一定の交流電流を印加する機能を有する。印加する交流電流は、例えば、周波数が1kHz程度、電流値が0.1mA程度である。
The constant current
電圧検出器904は、第4の端子及び第5の端子を介して、第4の電極714と第5の電極716との間の電圧(交流電圧の実効値)を検出する機能を有する。
The
記憶部310には、クレアチニンの濃度と電気信号検出部304により検出される電気信号との相関を表す第1の検量線に相当する第1の相関データ、塩分の濃度と電圧検出器904により検出される電圧との相関を表す第2の検量線に相当する第2の相関データ、及び1日当たりの尿中塩分***量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第3の検量線に相当する第3の相関データが格納されている。記憶部310としては、例えば、RAM、ROM等のメモリを用いることができる。
The
制御部306は、第1の相関データを参照して、電気信号検出測定部304により検出された電気信号をクレアチニン濃度に換算する機能、第2の相関データを参照して、電圧検出器904により検出された電圧を塩分濃度に換算する機能、得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する機能、及び第3の相関データを参照して、補正後の塩分濃度を1日当たりの尿中塩分***量に換算する機能を有する。制御部306は、本発明における演算部に相当する。制御部306としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロコンピュータを用いることができる。
The
次に、尿中塩分量測定デバイス700及び尿中塩分量測定装置900を用いた、本実施の形態に係る尿中塩分量測定方法について説明する。
Next, the urinary salt content measuring method according to the present embodiment using the urinary salt
まず、使用者が尿中塩分量測定デバイス700のリード側を尿中塩分量測定装置900の測定デバイス取付け部208に挿入する。これにより、尿中塩分量測定デバイス700の第1のリード122、第2のリード124、第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728と、測定デバイス取付け部208内部に設けられている第1の端子、第2の端子、第3の端子、第4の端子、第5の端子、及び第6の端子とがそれぞれ接触することにより電気的に導通する。
First, the user inserts the lead side of the urinary salt
測定デバイス取付け部208に尿中塩分量測定デバイス700が挿入されると、測定デバイス取付け部208内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチが作動して、制御部306に信号を出力する。測定デバイス挿入検知スイッチからの出力信号により制御部306が尿中塩分量測定デバイス700の挿入を検知すると、制御部306は電圧印加部302を制御して、第1の端子及び第2の端子を介して、第1の電極112及び第2の電極114との間に電圧(例えば0.2V)が印加される。
When the urinary salt
次に、使用者が、尿中塩分量測定デバイス700の第1の試料導入口132及び第2の試料導入口732に、試料を接触させる。この接触により、第1の試料導入口132及び第2の試料導入口732を通って尿中塩分量測定デバイス700の2つの試料収容室内に、試料が毛管現象により吸引され、2つの試料収容室内が試料によって充填される。試料が第1の電極112及び第2の電極114に接触すると、試料を介して第1の電極112及び第2の電極114間に電流が流れるようになるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号検出部304が検出する。
Next, the user brings the sample into contact with the
電気信号検出部304からの出力信号により、試料収容室に試料が導入されたことを制御部306が検知すると、制御部306は電圧印加部302を制御して、電圧印加部302による印加電圧を異なる電圧(例えば0Vまたは開回路)に切り替える。また、試料導入の検知に伴い、制御部306がタイマーである計時部308による計時を開始させる。
When the
試料導入の検知に伴い、制御部306は定電流交流電源902を制御して、第3の端子及び第6の端子を介して、第3の電極712及び第6の電極718との間に一定の交流電流(例えば、周波数1kHz、電流値0.1mA)を印加する。交流電流の印加から所定時間経過後(例えば5秒後)に、電圧検出器904は第4の電極714及び第5の電極716との間の電圧(交流電流の実効値)を測定する。
Along with the detection of the sample introduction, the
制御部306は記憶部310に格納されている塩分の濃度と電圧検出器904により検出される電圧との相関を表す第2の相関データを読み出し、それを参照することにより電圧検出器904により検出された電圧を試料中の塩分濃度に換算する。得られた塩分濃度はディスプレイ204に表示される。
The
クレアチニン測定用の第1の試料収容室内に露出している試薬層130と試料とが接触すると、試薬層130に含まれるクレアチニン測定用試薬中の[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Clが試料中に溶解する。[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2Clが試料中に溶解することにより生成した[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]3+が試料中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、クレアチニンの酸化物と[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+とが生成する。
When the
計時部308からの信号によって、所定時間(例えば、60秒)経過したことを制御部306が判断すると、制御部306は電圧印加部302を制御して、第1の電極112及び第2の電極114との間に再度異なる電圧を印加する(例えば、第1の電極112が第2の電極114に比べて+0.5Vとなる電圧)。このように電圧を印加してから一定時間(例えば5秒)後、第1の電極112と第2の電極114との間で流れる電流等の電気信号を電気信号検出部304において測定する。このとき、第1の電極112ではオスミウム錯体の還元体が酸化される。電気信号検出部304において測定される電気信号は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
When the
制御部306は記憶部310に格納されている電気信号とクレアチニン濃度との相関を表す第1の相関データを読み出し、それを参照することにより電気信号検出部304において検出された電気信号を試料中のクレアチニン濃度に換算する。
The
次に、制御部306は得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する。続いて、制御部306は記憶部310に格納されている1日当たりの尿中塩分***量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第3の検量線に相当する第3の相関データを読み出し、それを参照することにより補正後の塩分濃度を1日当たりの尿中塩分***量に換算する。
Next, the
得られたクレアチニン濃度及び1日当たりの尿中塩分***量はディスプレイ204に表示される。ディスプレイ204にクレアチニン濃度及び1日当たりの尿中塩分***量が表示されることにより、ユーザは測定が完了したことがわかる。得られたクレアチニン濃度及び1日当たりの尿中塩分***量は、計時部308により計時された時刻とともに記憶部310に保存されることが好ましい。
The obtained creatinine concentration and the daily urinary salt excretion amount are displayed on the
本実施の形態に係る尿中塩分量測定デバイス700によれば、従来の測定デバイスと異なり、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態であってもクレアチニンとクレアチニン測定用試薬中の上記オスミウム錯体とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
According to the urinary salt
また、本実施の形態に係る尿中塩分量測定装置900によれば、高い精度で測定されたクレアチニン濃度により補正された塩分濃度に基づいて、1日当たりの尿中塩分***量を算出しているので、1日当たりの尿中塩分***量を精度良く求めることができる。
Moreover, according to the urinary salt
なお、本実施の形態においては、クレアチニン測定用試薬中の有効成分として[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+/3+を用いる例を示したが、代わりに[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+または[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+を用いてもよい。クレアチニン測定用試薬中の有効成分として[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+または[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+を用いる場合にも、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸などの妨害成分の影響を受けることなく、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 In the present embodiment, an example in which [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 + is used as the active ingredient in the creatinine measurement reagent has been described. Instead, [Os (4 , 4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3 + or [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2 + / 3 + . [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3 + or [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2 + / as an active ingredient in the reagent for measuring creatinine Even when 3+ is used, creatinine contained in a sample can be quantified more accurately than a conventional measurement device without being affected by interference components such as ionic species such as salt, urea, and amino acids.
また、本実施の形態では、尿中塩分量測定デバイスが1つの試薬層を備える例を示したこれに限定されない。尿中塩分量測定デバイスが、2つの試薬層、例えばクレアチニン測定用試薬を含む第1の試薬層とリン酸系緩衝剤を含む第2の試薬層とを備えていてもよい。 Moreover, in this Embodiment, it is not limited to this which showed the example in which the urinary salt content measuring device is provided with one reagent layer. The urinary salt content measuring device may include two reagent layers, for example, a first reagent layer containing a reagent for measuring creatinine and a second reagent layer containing a phosphate buffer.
また、本実施の形態において、試料収容室に試料が導入されたことを制御部が検知することにより、電圧印加部による印加電圧が異なる電圧に切り替えられる例について示したがこれに限定されない。クレアチニンの濃度に依存した電流が得られる限り、測定に必要な電圧値(ここでは、上述のように、例えば、第1の電極が第2の電極に比べて+0.5Vとなる電圧)をクレアチニン測定デバイスの挿入検知時から印加しておけば、試料検知後もその電圧値を継続して印加してもよい。 In the present embodiment, an example in which the control unit detects that a sample has been introduced into the sample storage chamber and the voltage applied by the voltage application unit is switched to a different voltage has been described, but the present invention is not limited thereto. As long as a current dependent on the concentration of creatinine is obtained, the voltage value required for measurement (here, as described above, for example, the voltage at which the first electrode becomes +0.5 V compared to the second electrode) is used as the creatinine. If the voltage is applied from the time of detecting the insertion of the measuring device, the voltage value may be continuously applied after the sample is detected.
また、本実施の形態では、電気信号を得るための第1の電極への印加電位を第2の電極に対して500mVとする例を示したが、これに限定されることはない。第1の電極と第2の電極との間の電圧は、クレアチニンとの酸化還元反応により生成した[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+が酸化される電圧であればよい。 Further, although an example in which the potential applied to the first electrode for obtaining an electric signal is set to 500 mV with respect to the second electrode is described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this. The voltage between the first electrode and the second electrode may be a voltage at which [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2+ generated by the oxidation-reduction reaction with creatinine is oxidized. .
また、本実施の形態においては、試料の検知後、電気信号を検出するまでの時間(反応時間)を60秒とする例を示したが、必ずしもその値である必要はない。クレアチニン濃度の違いに対する電流値の差を有意に検出できる限り、反応時間は上記より小さい値を用いることができる。一方、反応時間をより大きくした場合、クレアチニンと[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]3+との反応が完了状態あるいは定常状態に達する可能性が高まるため、温度などの環境条件の影響を受けずにクレアチニンの存在量をより正確に定量しやすくなる。 In the present embodiment, an example in which the time (reaction time) until detection of an electrical signal after detection of a sample is set to 60 seconds is shown, but the value is not necessarily required. As long as a difference in current value with respect to a difference in creatinine concentration can be detected significantly, a reaction time smaller than the above can be used. On the other hand, when the reaction time is made longer, the possibility that the reaction between creatinine and [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 3+ reaches a complete state or a steady state increases. It becomes easy to quantify the abundance of creatinine without being affected by the above.
また、第1の電極と第2の電極との間に電圧を印加してから5秒後に電気信号を検出する例を示したが、この時間に限定されない。この時間は、クレアチニン濃度の違いに対する電気信号の差を有意に検出できる時間であればよい。
Moreover, although the example which detects an
また、本実施の形態では、記憶部に、クレアチニンの濃度と電気信号検出部304により検出される電気信号との相関を表す第1の検量線に相当する第1の相関データ、塩分の濃度と電圧検出器904により検出される電圧との相関を表す第2の検量線に相当する第2の相関データ、及び1日当たりの尿中塩分***量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第3の検量線に相当する第3の相関データが格納されている例を示したがこれに限定されない。これに代えて、電気信号検出部により検出される電気信号と電圧検出器により検出される電圧と単位時間当たり(例えば1日)の尿中塩分***量との相関を示す相関データが記憶部に格納されていてもよい。この場合は、クレアチニン濃度や塩分濃度を求めなくても、電気信号検出部により検出される電気信号と電圧検出器により検出される電圧とを用いて、単位時間当たりの尿中塩分***量を直接求めることができる。
Further, in the present embodiment, the storage unit stores the first correlation data corresponding to the first calibration curve representing the correlation between the concentration of creatinine and the electrical signal detected by the electrical
また、本実施の形態では、電極系、リード/端子の一例を示したが、それらの形状、個数、配置等はこれらに限定されない。 In this embodiment, an example of the electrode system and the lead / terminal is shown, but the shape, number, arrangement, etc. thereof are not limited to these.
また、尿中塩分量測定デバイスの試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、レシチンをトルエンまたはその他の有機溶媒に溶解した溶液を、第2の基板及び第3の基板の内壁に塗布して乾燥させることによりレシチン層を形成してもよい。このような構造にすることにより、試料量をより再現性よく一定とすることができるため、より精度良く試料中に含まれるクレアチニン及び塩分を定量することができる。 In order to more smoothly introduce the sample into the sample storage chamber of the urinary salt content measuring device, a solution obtained by dissolving lecithin in toluene or another organic solvent is used as the inner wall of the second substrate and the third substrate. You may form a lecithin layer by apply | coating to and drying. By adopting such a structure, the amount of the sample can be made constant with higher reproducibility, so that creatinine and salt contained in the sample can be quantified with higher accuracy.
また、尿中塩分量測定装置が、測定結果として得られたクレアチニン濃度、塩分濃度及び1日当たりの尿中塩分***量をSDカードなどの記憶媒体に記録するための記録部をさらに備えていてもよい。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を尿中塩分量測定装置から容易に取り出すことができるので、分析関連業者に測定結果の分析を依頼することが容易になる。 The urinary salt content measuring device may further include a recording unit for recording the creatinine concentration, the salinity concentration, and the daily urinary salt excretion obtained as a measurement result in a storage medium such as an SD card. Good. By storing in the removable storage medium, the measurement result can be easily taken out from the urinary salt content measuring device, so that it becomes easy to request the analysis related company to analyze the measurement result.
また、尿中塩分量測定装置が、測定結果として得られたクレアチニン濃度、塩分濃度及び1日当たりの尿中塩分***量を尿中塩分量測定装置外に送信するための送信部をさらに備えていてもよい。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。 The urinary salt content measuring device further includes a transmission unit for transmitting the creatinine concentration, the salinity concentration and the daily urinary salt excretion obtained as a measurement result to the outside of the urinary salt content measuring device. Also good. As a result, measurement results can be sent to analysis-related departments or analysis-related contractors in hospitals and analyzed at analysis-related departments or analysis-related contractors, so the time from measurement to analysis can be reduced. .
また、尿中塩分量測定装置が、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部をさらに備えていてもよい。これにより、分析結果を迅速に使用者にフィードバックすることができる。 In addition, the urinary salt content measuring device may further include a receiving unit for receiving the result of analysis in an analysis related department or an analysis related business. As a result, the analysis result can be quickly fed back to the user.
(実施例1)
本発明に係るクレアチニン測定方法の効果を確認するために以下の実験を行った。本実施例では、クレアチニン測定用試薬中の有効成分としてpH7、25℃における酸化還元電位が600mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+/3+を用いた。
Example 1
In order to confirm the effect of the creatinine measuring method according to the present invention, the following experiment was conducted. In this example, [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] which is an osmium complex having an oxidation-reduction potential of 600 mV (vs Ag / AgCl) at pH 7 and 25 ° C. as an active ingredient in the reagent for measuring creatinine. 2 + / 3 + was used.
まず、400mMのリン酸水素二カリウム水溶液と400mMのリン酸二水素カリウム水溶液とを作製した。pHメーターを用いてモニターしながら2つの水溶液を交互に混合することにより、得られる混合水溶液のpHを6に調整した。このようにして得られた400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)に[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2](PF6)2を濃度が0.2mMとなるよう溶解した。 First, a 400 mM dipotassium hydrogen phosphate aqueous solution and a 400 mM potassium dihydrogen phosphate aqueous solution were prepared. The two aqueous solutions were alternately mixed while monitoring using a pH meter, thereby adjusting the pH of the resulting mixed aqueous solution to 6. [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] (PF 6 ) 2 was dissolved in the thus obtained 400 mM phosphate buffer (pH = 6) to a concentration of 0.2 mM. did.
得られたオスミウム錯体水溶液をガラス製のセル容器に入れ、第1の電極として金電極(電極面積2mm2)、第2の電極として長さ5cmの白金線をコイル状に巻いたもの、第3の電極としてAg/AgCl(飽和KCl水溶液)参照極を用い、それぞれ、前記セル容器中の水溶液に浸漬した。これら電極は全て株式会社ビーエーエスより市販されているものを用いた。第1の電極、第2の電極及び第3の電極の接続端子を、ALS−660A電気化学アナライザーの作用極、対極、参照極の接続端子にそれぞれ順に接続した。 The obtained osmium complex aqueous solution was put in a glass cell container, a gold electrode (electrode area 2 mm 2 ) was used as the first electrode, and a platinum wire having a length of 5 cm was wound as a second electrode, As an electrode, an Ag / AgCl (saturated KCl aqueous solution) reference electrode was used, and each was immersed in the aqueous solution in the cell container. All of these electrodes were commercially available from BAS Co., Ltd. The connection terminals of the first electrode, the second electrode, and the third electrode were sequentially connected to the connection terminal of the working electrode, the counter electrode, and the reference electrode of the ALS-660A electrochemical analyzer.
次に、濃度500mMのクレアチニン水溶液を前記セル容器中の水溶液に少量添加した。クレアチニン水溶液の添加量は、セル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度が所定の値になるよう測定毎に調整した。 Next, a small amount of a 500 mM creatinine aqueous solution was added to the aqueous solution in the cell container. The addition amount of the creatinine aqueous solution was adjusted for each measurement so that the creatinine concentration contained in the aqueous solution in the cell container became a predetermined value.
クレアチニンの添加とともに計時を開始し、クレアチニンの添加から1分後に、第3の電極に対し0.8Vの電位を第1の電極に印加し、電位印加後5秒後の電流値を測定した。1分毎に本操作をクレアチニンの添加から10分5秒後まで繰り返した。以上の実験は室温(約25℃)にて行った。 Timing was started with the addition of creatinine. One minute after the addition of creatinine, a potential of 0.8 V was applied to the first electrode with respect to the third electrode, and the current value was measured 5 seconds after the potential application. This operation was repeated every minute until 10 minutes and 5 seconds after the addition of creatinine. The above experiment was performed at room temperature (about 25 ° C.).
セル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度が、0、3、9及び27mMの場合について、それぞれ以上の測定を行った。 When the creatinine concentration contained in the aqueous solution in the cell container was 0, 3, 9, and 27 mM, the above measurements were performed.
図8は、クレアチニンの添加から10分5秒後に測定された電流値をクレアチニン濃度に対してプロットしたグラフである。図8において、横軸はセル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度(mM)、縦軸は測定された電流密度(μA/cm2)を示す。図8から明らかなように、得られた電流値はセル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度の増加に対して線形的に増加し、電流値とクレアチニン濃度とは高い相関を示した。したがって、本発明に係るクレアチニン測定方法により、得られる電流値に基づいてクレアチニンの定量を行うことが可能であることがわかる。 FIG. 8 is a graph plotting the current value measured 10 minutes and 5 seconds after the addition of creatinine against the creatinine concentration. In FIG. 8, the horizontal axis represents the creatinine concentration (mM) contained in the aqueous solution in the cell container, and the vertical axis represents the measured current density (μA / cm 2 ). As apparent from FIG. 8, the obtained current value increased linearly with the increase in the concentration of creatinine contained in the aqueous solution in the cell container, and the current value and the creatinine concentration showed a high correlation. Therefore, it can be seen that creatinine can be quantified based on the obtained current value by the creatinine measurement method according to the present invention.
以上の結果から、本発明に係るクレアチニン測定方法における反応を次のように説明することができる。 From the above results, the reaction in the creatinine measurement method according to the present invention can be explained as follows.
試料中において、[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]3+はリン酸系緩衝剤の存在下、クレアチニンと反応して還元され、[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+に変換される。すなわち、クレアチニンは本反応によって[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]3+に電子を供与し、酸化されている。第1の電極には、[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+より電子を受容するような電位が印加されているため、生成した[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+は第1の電極において電気化学的に酸化される。これに伴い、第1の電極には電流が流れる。一定時間に生成する[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+の濃度はクレアチニンの濃度に依存する。また、[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+の酸化電流は試料中に存在する[Os(bpy)(5,5’−dmbpy)2]2+の濃度に依存するので、得られる電流値はクレアチニンの濃度に依存する。 In the sample, [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 3+ is reduced by reacting with creatinine in the presence of a phosphate buffer, and [Os (bpy) (5,5′-dmbpy). 2 ] Converted to 2+ . That is, creatinine is oxidized by donating electrons to [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 3+ by this reaction. Since a potential that accepts electrons from [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2+ is applied to the first electrode, the generated [Os (bpy) (5,5 ′ -Dmbpy) 2 ] 2+ is electrochemically oxidized at the first electrode. Along with this, a current flows through the first electrode. The concentration of [Os (bpy) (5,5′-dmbpy) 2 ] 2+ generated in a certain time depends on the concentration of creatinine. Further, because it depends on the concentration of [Os (bpy) (5,5'- dmbpy) 2] oxidation current 2+ present in the sample [Os (bpy) (5,5'- dmbpy) 2] 2+, The current value obtained depends on the concentration of creatinine.
(実施例2)
本実施例では、クレアチニン測定用試薬中の有効成分としてpH7、25℃における酸化還元電位が500mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+を用いた。
(Example 2)
In this example, [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5) is an osmium complex having an oxidation-reduction potential of 500 mV (vs Ag / AgCl) at pH 7 and 25 ° C. as an active ingredient in the reagent for measuring creatinine. '-Dmbpy)] 2 + / 3 + was used.
まず、実施例1と同様の手順により、400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)を調整した。得られた400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)に[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)](PF6)2を濃度が0.05mMとなるよう溶解させた。測定に用いた装置構成は実施例1と同じであるため説明を省略する。 First, a 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) was prepared by the same procedure as in Example 1. [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] (PF 6 ) 2 is added to the obtained 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) to a concentration of 0.05 mM. Dissolved. Since the apparatus configuration used for the measurement is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
得られたオスミウム錯体水溶液をガラス製のセル容器に入れ、濃度500mMのクレアチニン水溶液を前記セル容器中の水溶液に添加することにより、オスミウム錯体水溶液中のクレアチニン濃度が80mMになるよう調整した。 The obtained osmium complex aqueous solution was put into a glass cell container, and a creatinine aqueous solution having a concentration of 500 mM was added to the aqueous solution in the cell container to adjust the creatinine concentration in the osmium complex aqueous solution to 80 mM.
オスミウム錯体水溶液にクレアチニン水溶液を添加する前後に、電気化学アナライザーを用いてサイクリックボルタモグラムを測定した。第1の電極に印加する電位を第3の電極に対して0.35Vから0.65Vの範囲において、1mV/秒の速度で掃引した。 The cyclic voltammogram was measured using an electrochemical analyzer before and after adding the creatinine aqueous solution to the osmium complex aqueous solution. The potential applied to the first electrode was swept at a rate of 1 mV / second in the range of 0.35 V to 0.65 V with respect to the third electrode.
図9に測定結果(サイクリックボルタモグラム)を示す。図9において、線Aがクレアチニン水溶液の添加前に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラム、線Bがクレアチニン水溶液の添加後に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラムを示す。 FIG. 9 shows the measurement result (cyclic voltammogram). In FIG. 9, the line A shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured before the addition of the creatinine aqueous solution, and the line B shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured after the addition of the creatinine aqueous solution.
クレアチニンが存在しない場合、0.5V付近を酸化還元電位とする[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+の第1の電極上での酸化還元反応が見られた。クレアチニンを添加することにより、0.55Vよりポジティブな電位での電流が有意に増加した。以上の結果は、クレアチニンが[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]3+により酸化され、生成した[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+が第1の電極で酸化されていることを示唆している。すなわち、クレアチニンの電気化学的な触媒酸化反応が[Os(4,4’−dmbpy)2(5,5’−dmbpy)]2+/3+を通して進行していることがわかった。 In the absence of creatinine, redox reaction on the first electrode of [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3 + with a redox potential around 0.5V. It was observed. The addition of creatinine significantly increased the current at a potential more positive than 0.55V. The above results indicate that creatinine is oxidized and produced by [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 3+ [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5 ′ -Dmbpy)] 2+ suggests oxidation at the first electrode. That is, it was found that the electrochemical catalytic oxidation reaction of creatinine proceeds through [Os (4,4′-dmbpy) 2 (5,5′-dmbpy)] 2 + / 3 + .
(実施例3)
本実施例では、クレアチニン測定用試薬中の有効成分としてpH7、25℃における酸化還元電位が380mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+を用いた。
(Example 3)
In this example, [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] is an osmium complex having an oxidation-reduction potential of 380 mV (vs Ag / AgCl) at pH 7 and 25 ° C. as an active ingredient in the reagent for measuring creatinine. 2 + / 3 + was used.
まず、実施例1と同様の手順により、400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)を調整した。得られた400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)に[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)](PF6)2を濃度が0.05mMとなるよう溶解させた。測定に用いた装置構成は実施例1と同じであるため説明を省略する。 First, a 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) was prepared by the same procedure as in Example 1. [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] (PF 6 ) 2 was dissolved in the obtained 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) to a concentration of 0.05 mM. Since the apparatus configuration used for the measurement is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
得られたオスミウム錯体水溶液をガラス製のセル容器に入れ、濃度500mMのクレアチニン水溶液を前記セル容器中の水溶液に添加することにより、オスミウム錯体水溶液中のクレアチニン濃度が80mMになるよう調整した。 The obtained osmium complex aqueous solution was put into a glass cell container, and a creatinine aqueous solution having a concentration of 500 mM was added to the aqueous solution in the cell container to adjust the creatinine concentration in the osmium complex aqueous solution to 80 mM.
オスミウム錯体水溶液にクレアチニン水溶液を添加する前後に、電気化学アナライザーを用いてサイクリックボルタモグラムを測定した。第1の電極に印加する電位を第3の電極に対して0.3Vから0.6Vの範囲において、1mV/秒の速度で掃引した。 The cyclic voltammogram was measured using an electrochemical analyzer before and after adding the creatinine aqueous solution to the osmium complex aqueous solution. The potential applied to the first electrode was swept at a rate of 1 mV / second in the range of 0.3 V to 0.6 V with respect to the third electrode.
図10に測定結果(サイクリックボルタモグラム)を示す。図10において、線Aがクレアチニン水溶液の添加前に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラム、線Bがクレアチニン水溶液の添加後に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラムを示す。 FIG. 10 shows the measurement result (cyclic voltammogram). In FIG. 10, the line A shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured before the addition of the creatinine aqueous solution, and the line B shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured after the addition of the creatinine aqueous solution.
クレアチニンが存在しない場合、[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+の第1の電極上での酸化還元反応が見られた。クレアチニンを添加することにより、0.45Vよりポジティブな電位での電流が有意に増加した。以上の結果は、クレアチニンが[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]3+により酸化され、生成した[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+が第1の電極で酸化されていることを示唆している。すなわち、クレアチニンの電気化学的な触媒酸化反応が[Os(5,5’−dmbpy)2(dpa)]2+/3+を通して進行していることがわかった。 In the absence of creatinine, a redox reaction on the first electrode of [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2 + / 3 + was seen. By adding creatinine, the current at a potential more positive than 0.45 V was significantly increased. The above results indicate that creatinine is oxidized by [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 3+ and the generated [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2+ is the first electrode. This suggests that it has been oxidized. That is, it was found that the electrochemical catalytic oxidation reaction of creatinine proceeds through [Os (5,5′-dmbpy) 2 (dpa)] 2 + / 3 + .
(比較例1)
次に比較例1として、pH7、25℃における酸化還元電位が200mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(4m−Im)2(5,5’−dmbpy)2]2+/3+を用いて、実施例2及び3と同様の実験を行った。
(Comparative Example 1)
Next, as Comparative Example 1, [Os (4m-Im) 2 (5,5′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 + which is an osmium complex having a redox potential of 200 mV (vs Ag / AgCl) at pH 7 and 25 ° C. The same experiment as in Examples 2 and 3 was performed.
まず、実施例1と同様の手順により、400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)を調整した。得られた400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)に[Os(4m−Im)2(5,5’−dmbpy)2](PF6)2を濃度が0.1mMとなるよう溶解させた。測定に用いた装置構成は実施例1と同じであるため説明を省略する。 First, a 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) was prepared by the same procedure as in Example 1. [Os (4m-Im) 2 (5,5′-dmbpy) 2 ] (PF 6 ) 2 was dissolved in the obtained 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) to a concentration of 0.1 mM. It was. Since the apparatus configuration used for the measurement is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
得られたオスミウム錯体水溶液をガラス製のセル容器に入れ、濃度500mMのクレアチニン水溶液を前記セル容器中の水溶液に添加することにより、オスミウム錯体水溶液中のクレアチニン濃度が80mMになるよう調整した。 The obtained osmium complex aqueous solution was put into a glass cell container, and a creatinine aqueous solution having a concentration of 500 mM was added to the aqueous solution in the cell container to adjust the creatinine concentration in the osmium complex aqueous solution to 80 mM.
オスミウム錯体水溶液にクレアチニン水溶液を添加する前後に、電気化学アナライザーを用いてサイクリックボルタモグラムを測定した。第1の電極に印加する電位を第3の電極に対して0.08Vから0.38Vの範囲において、1mV/秒の速度で掃引した。 The cyclic voltammogram was measured using an electrochemical analyzer before and after adding the creatinine aqueous solution to the osmium complex aqueous solution. The potential applied to the first electrode was swept at a rate of 1 mV / second in the range of 0.08 V to 0.38 V with respect to the third electrode.
図11に測定結果(サイクリックボルタモグラム)を示す。図11において、線Aがクレアチニン水溶液の添加前に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラム、線Bがクレアチニン水溶液の添加後に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラムを示す。 FIG. 11 shows the measurement result (cyclic voltammogram). In FIG. 11, the line A shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured before the addition of the creatinine aqueous solution, and the line B shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured after the addition of the creatinine aqueous solution.
クレアチニンが存在しない場合、0.22V付近を酸化還元電位とする[Os(4m−Im)2(5,5’−dmbpy)2]2+/3+の第1の電極上での酸化還元反応が見られた。しかし、実施例2及び3とは異なり、クレアチニンを添加することによる電流の増加はみられなかった。以上の結果は、pH7、25℃における酸化還元電位が200mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(4m−Im)2(5,5’−dmbpy)2]2+/3+はクレアチニンと反応していないことを示している。 In the absence of creatinine, a redox reaction on the first electrode of [Os (4m-Im) 2 (5,5′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 + with a redox potential around 0.22 V was observed. It was. However, unlike Examples 2 and 3, no increase in current was observed due to the addition of creatinine. The above results show that [Os (4m-Im) 2 (5,5′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 +, which is an osmium complex having a redox potential at pH 7 and 25 ° C. of 200 mV (vs Ag / AgCl), is creatinine. It indicates that there is no reaction.
(比較例2)
次に比較例2として、pH7、25℃における酸化還元電位が123mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(4m−Im)2(4,4’−dmbpy)2]を用いて、実施例2及び3と同様の実験を行った。
(Comparative Example 2)
Next, as Comparative Example 2, using [Os (4m-Im) 2 (4,4′-dmbpy) 2 ], which is an osmium complex having a redox potential at pH 7 and 25 ° C. of 123 mV (vs Ag / AgCl), The same experiment as in Examples 2 and 3 was performed.
まず、実施例1と同様の手順により、400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)を調整した。得られた400mMのリン酸系緩衝液(pH=6)に[Os(4m−Im)2(4,4’−dmbpy)2](PF6)2を濃度が0.1mMとなるよう溶解させた。測定に用いた装置構成は実施例1と同じであるため説明を省略する。 First, a 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) was prepared by the same procedure as in Example 1. [Os (4m-Im) 2 (4,4′-dmbpy) 2 ] (PF 6 ) 2 was dissolved in the obtained 400 mM phosphate buffer solution (pH = 6) to a concentration of 0.1 mM. It was. Since the apparatus configuration used for the measurement is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
得られたオスミウム錯体水溶液をガラス製のセル容器に入れ、濃度500mMのクレアチニン水溶液を前記セル容器中の水溶液に添加することにより、オスミウム錯体水溶液中のクレアチニン濃度が80mMになるよう調整した。 The obtained osmium complex aqueous solution was put into a glass cell container, and a creatinine aqueous solution having a concentration of 500 mM was added to the aqueous solution in the cell container to adjust the creatinine concentration in the osmium complex aqueous solution to 80 mM.
オスミウム錯体水溶液にクレアチニン水溶液を添加する前後に、電気化学アナライザーを用いてサイクリックボルタモグラムを測定した。第1の電極に印加する電位を第3の電極に対して0Vから0.3Vの範囲において、1mV/秒の速度で掃引した。 The cyclic voltammogram was measured using an electrochemical analyzer before and after adding the creatinine aqueous solution to the osmium complex aqueous solution. The potential applied to the first electrode was swept at a rate of 1 mV / sec in the range of 0 V to 0.3 V with respect to the third electrode.
図12に測定結果(サイクリックボルタモグラム)を示す。図12において、線Aがクレアチニン水溶液の添加前に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラム、線Bがクレアチニン水溶液の添加後に測定されたオスミウム錯体水溶液のサイクリックボルタモグラムを示す。 FIG. 12 shows the measurement result (cyclic voltammogram). In FIG. 12, the line A shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured before the addition of the creatinine aqueous solution, and the line B shows the cyclic voltammogram of the osmium complex aqueous solution measured after the addition of the creatinine aqueous solution.
クレアチニンが存在しない場合、0.15V付近を酸化還元電位とする[Os(4m−Im)2(4,4’−dmbpy)2]2+/3+の第1の電極上での酸化還元反応が見られた。しかし、実施例2及び3とは異なり、クレアチニンを添加することによる電流の増加はみられなかった。以上の結果は、pH7、25℃における酸化還元電位が123mV(vs Ag/AgCl)のオスミウム錯体である[Os(4m−Im)2(4,4’−dmbpy)2]2+/3+はクレアチニンと反応していないことを示している。 In the absence of creatinine, a redox reaction on the first electrode of [Os (4m-Im) 2 (4,4′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 + with a redox potential around 0.15 V was observed. It was. However, unlike Examples 2 and 3, no increase in current was observed due to the addition of creatinine. The above results indicate that [Os (4m-Im) 2 (4,4′-dmbpy) 2 ] 2 + / 3 +, which is an osmium complex having an oxidation-reduction potential of 123 mV (vs Ag / AgCl) at pH 7 and 25 ° C., is creatinine. It indicates that there is no reaction.
実施例2及び3並びに比較例1及び2の結果から、pH7、25℃における酸化還元電位が380mV(vs Ag/AgCl)よりも正のオスミウム錯体が、クレアチニンと良好に反応することがわかった。 From the results of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, it was found that an osmium complex whose oxidation-reduction potential at pH 7 and 25 ° C. was more positive than 380 mV (vs Ag / AgCl) reacted well with creatinine.
本発明は、試料、特に尿などの生体試料中に含まれるクレアチニンを定量する際に有用である。 The present invention is useful for quantifying creatinine contained in a sample, particularly a biological sample such as urine.
100 クレアチニン測定デバイス
102 第1の基板
104 第2の基板
106 スペーサ(第1のスペーサ)
108,708 空気孔
110,710 スリット
112 第1の電極
114 第2の電極
122 第1のリード
124 第2のリード
130 試薬層
132 試料導入口(第1の試料導入口)
200 クレアチニン測定装置
202 筐体
204 ディスプレイ
206 測定開始ボタン
208 測定デバイス取付け部
302 電圧印加部
304 電気信号検出部
306 制御部
308 計時部
310 記憶部
700 尿中塩分量測定デバイス
702 第1の面
704 第3の基板
706 第2のスペーサ
712 第3の電極
714 第4の電極
716 第5の電極
718 第6の電極
722 第3のリード
724 第4のリード
726 第5のリード
728 第6のリード
732 第2の試料導入口
802 第2の面
900 尿中塩分量測定装置
902 定電流交流電源
904 電圧検出器
100
108,708 Air hole 110,710
200
Claims (8)
(B)前記工程Aにおける前記反応を電気化学的に測定する工程、並びに
(C)前記工程Bにおける測定値に基づき前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める工程を含むクレアチニン測定方法。 (A) By contacting a sample containing creatinine with a reagent for measuring creatinine containing an osmium complex whose oxidation-reduction potential at pH 7 and 25 ° C. is more positive than 380 mV with respect to the silver-silver chloride electrode, A step of directly reacting the creatinine contained therein and the osmium complex to produce an oxide of creatinine;
(B) a step of electrochemically measuring the reaction in the step A; and (C) a creatinine measurement method including a step of determining the concentration or amount of the creatinine contained in the sample based on the measurement value in the step B. .
前記工程Bが、
(D)前記2つの電極間に電圧を印加する工程、及び
(E)前記2つの電極間に流れる電流の値または電荷量を検出する工程を含み、
前記工程Cにおいて、
前記工程Eにおいて検出された前記電流値または前記電荷量に基づいて前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める、請求項1記載のクレアチニン測定方法。 In the step B, at least two electrodes are brought into contact with the sample,
Step B is
(D) applying a voltage between the two electrodes, and (E) detecting a value of electric current or a charge amount flowing between the two electrodes,
In step C,
The creatinine measurement method according to claim 1, wherein the concentration or amount of the creatinine contained in the sample is obtained based on the current value or the charge amount detected in the step E.
請求項1に記載のクレアチニン測定方法の工程A及びBに加えて、
(F)前記尿と前記クレアチニン測定用試薬とが接触する前に、前記尿の電気特性を測定する工程、及び
(G)前記工程Bにおける測定値と、前記工程Fにおいて測定された前記電気特性とに基づいて、前記尿中への塩分の***量を反映する値を求める工程をさらに含む尿中塩分量測定方法。 Using urine as a sample,
In addition to steps A and B of the method for measuring creatinine according to claim 1,
(F) a step of measuring electrical characteristics of the urine before the urine and the reagent for measuring creatinine come into contact; and (G) a measured value in the process B and the electrical characteristics measured in the process F. A method for measuring urinary salt content, further comprising a step of obtaining a value reflecting the amount of salt excreted in urine based on the above.
クレアチニンを含む試料を収容するための試料収容室と、
前記試料収容室と連通し、前記試料収容室内に前記試料を導入するための試料導入口と、
前記試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極と、
前記試料収容室内に配置された、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬とを備えるクレアチニン測定デバイス。 A creatinine measuring device used in the creatinine measuring method according to claim 1,
A sample storage chamber for storing a sample containing creatinine;
A sample inlet for communicating with the sample storage chamber and for introducing the sample into the sample storage chamber;
At least two electrodes disposed in the sample storage chamber;
A creatinine measuring device comprising a creatinine measuring reagent including an osmium complex, the redox potential at pH 7 and 25 ° C being more positive than 380 mV with respect to the silver-silver chloride electrode, disposed in the sample storage chamber.
試料である尿を収容するための第1の試料収容室と、
前記第1の試料収容室と連通し、前記第1の試料収容室内に前記尿を導入するための第1の試料導入口と、
前記第1の試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極と、
前記第1の試料収容室内に配置された、pH7、25℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して380mVよりも正であるオスミウム錯体を含むクレアチニン測定用試薬と、
前記尿を収容するための第2の試料収容室と、
前記第2の試料収容室と連通し、前記第2の試料収容室内に前記尿を導入するための第2の試料導入口と、
前記第2の試料収容室内に配置された少なくとも2つの電極とを備える尿中塩分量測定デバイス。 A urinary salt content measuring device used in the urinary salt content measuring method according to claim 3,
A first sample storage chamber for storing urine as a sample;
A first sample inlet for communicating with the first sample storage chamber and for introducing the urine into the first sample storage chamber;
At least two electrodes disposed in the first sample storage chamber;
A reagent for measuring creatinine, which is disposed in the first sample storage chamber and contains an osmium complex whose redox potential at pH 7 and 25 ° C. is more positive than 380 mV with respect to the silver-silver chloride electrode;
A second sample storage chamber for storing the urine;
A second sample inlet for communicating with the second sample storage chamber and for introducing the urine into the second sample storage chamber;
A urinary salt content measuring device comprising: at least two electrodes arranged in the second sample storage chamber.
前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記クレアチニン測定デバイスの前記試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応を電気化学的に測定する測定部、及び
前記測定部における測定値に基づき前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める演算部を備えるクレアチニン測定装置。 A measuring device mounting portion for mounting the creatinine measuring device according to claim 4,
A measurement unit that electrochemically measures a reaction between the creatinine measurement device attached to the measurement device attachment unit and the creatinine measurement reagent in the sample storage chamber, and the sample based on the measurement value in the measurement unit A creatinine measuring apparatus comprising a calculation unit for obtaining the concentration or amount of the creatinine contained therein.
前記測定部が、
前記2つの電極間に電圧を印加する電圧印加部、及び
前記2つの電極間に流れる電流の値または電荷量を検出する検出部を有し、
前記演算部が、
前記検出部により検出された前記電流値または前記電荷量に基づいて前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度または量を求める、請求項6に記載のクレアチニン測定装置。 The creatinine measuring device further comprises at least two electrodes disposed in the sample storage chamber;
The measurement unit is
A voltage application unit that applies a voltage between the two electrodes, and a detection unit that detects a value of electric current or a charge amount flowing between the two electrodes,
The computing unit is
The creatinine measuring apparatus according to claim 6, wherein a concentration or amount of the creatinine contained in the sample is obtained based on the current value or the charge amount detected by the detection unit.
前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記尿中塩分量測定デバイスの前記第1の試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応を電気化学的に測定する第1の測定部、
前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記尿中塩分量測定デバイスの前記第2の試料収容室内における前記尿の電気特性を測定する第2の測定部、及び
前記第1の測定部における測定値と前記第2の測定部により測定された前記電気特性とに基づき、前記尿中への塩分の***量を反映する値を求める演算部を備える尿中塩分量測定装置。 A measuring device mounting portion for mounting the urinary salt content measuring device according to claim 5,
A first measurement unit that electrochemically measures a reaction between creatinine and the creatinine measurement reagent in the first sample storage chamber of the urinary salt content measurement device attached to the measurement device attachment unit;
A second measurement unit for measuring electrical characteristics of the urine in the second sample storage chamber of the urinary salt content measurement device attached to the measurement device attachment unit; and a measurement value in the first measurement unit; A urinary salt content measuring device including a calculation unit that obtains a value reflecting the amount of salt excreted in the urine based on the electrical characteristics measured by the second measuring unit.
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