JP6217041B2 - 呈色反応を用いた定性分析における尿タンパクの偽陽性反応判定方法及び同判定方法を用いた定性分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、尿中のタンパクと試薬との呈色反応による試薬部の色の変化を光学的に測定する定性分析において尿タンパクの偽陽性反応を判定する判定方法及び同判定方法を用いた定性分析装置に関する。

従来から、病院等では、尿に含まれる各種成分を分析し、その分析結果から患者の健康状態を判断するために、患者から尿を採取して、これを分析することが行われている。
尿の分析は、大きく分けて定性分析、定量分析及び沈査分析という３種類の分析方法がある。
尿の定性分析は、尿中に特定の成分が存在しているか否かを判断するための分析である。具体的には、定性分析は、被検出物質と呈色反応する試薬部が設けられた試験紙を、試験管の中の検体に浸漬させたり、前記試験紙の試薬部に検体を点着したりする等した後、呈色反応により変化した後の試薬部の色を、反射光度法等の光学的手法により測定する定性分析装置を用いて行われる。
出願人は、前記定性分析装置として、尿を採取したハルンカップから直接、試験紙の試薬部に尿の点着を行い、尿を点着した後の試薬部の呈色反応による色の変化を光学的に測定する定性分析装置を既に提案している（特許文献１）。
出願人が特許文献１で提案した定性分析装置は、複数の試験紙を収容する試験紙保管装置を備え、この試験紙保管装置から試験紙を一枚ずつ取り出し、始めに尿点着位置に移送し、点着後の試験紙を光学測定位置に移送し、測定後の試験紙を廃棄部に移送するように構成されている。この定性分析装置では、光学測定位置において、尿中の特定成分と呈色反応した後の試薬部の色を測定することができるように試験紙を移送するタイミングが決められている。
特許文献１に示す定性分析装置のように、従来の定性分析装置は、検体中の物質と呈色反応した後の試薬部の色を測定するように構成されている。
しかしながら、試薬部の試薬の呈色反応後の色は、必ずしも目的とする被検出物質と一対一の関係にはならず、被検出物質以外の偽反応物質との反応によっても、呈色反応後の色が同一又は類似の色になることがある。
例えば、尿に含まれる偽反応物質による応答は、被検出物質の応答とは、応答速度が異なるが、従来の定性分析装置は、上記したように、検体中の物質と呈色反応した後の試薬部の色を測定するように構成されているため、偽反応物質による応答か、目的とする被検出物質による応答かを判断することはできない。
出願人は、上記した従来の問題点に鑑みて、偽反応物質による応答か、目的とする被検出物質による応答かを判断する定性分析装置を提案した（特許文献２）。

特開２００６−２７５６９７公報 特開２０１３−０７９９２６公報

出願人が特許文献２で提案した定性分析装置は、目的とする被検出物質と呈色反応する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、反応前の初期状態を含め検体との接触直後から、呈色反応終了迄の間、所定の時間間隔で複数回検出するように構成されており、これにより、試薬部の呈色反応を経時的に計測することが可能になる。
出願人は、上記した定性分析装置の提案後も、鋭意研究を続け、尿タンパクの偽陽性反応を判定することができる特性を見出し本発明を発明するに至った。
本発明は、呈色反応を用いた定性分析における尿タンパクの偽陽性反応判定方法及び同判定方法を用いた定性分析装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明に係る呈色反応を用いた定性分析における尿タンパクの偽陽性反応判定方法は、尿タンパクと呈色反応する試薬が設けられた検査体の試薬部に尿を接触させるステップと、前記試薬部の色を、少なくとも、尿との接触直後と、呈色反応終了後との二回測定するステップと、
測定した試薬部の色情報から得られる青成分の変化量、又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別するステップとから成ることを特徴とする。
前記赤成分は波長６２５ｎｍ〜７４０ｎｍの光を含み、緑成分は波長５００ｎｍ〜５６０ｎｍの光を含み、青成分は４４５ｎｍ〜４８５ｎｍの光を含む。
また、本発明に係る尿タンパクの偽陽性反応判定方法では、尿を接触させていない試薬部の色を測定しておき、該測定結果から得られる色情報を基準として、前記尿を接触させた試薬部の色を測定した色情報から得られる前記赤成分、緑成分及び青成分の色情報を補正してもよい。
さらにまた、本発明に係る尿タンパクの偽陽性反応判定方法では、尿の接触直後の試薬部の色の青成分から、呈色反応終了後の試薬部の色の青成分を減算した値を変化量とし、該変化量が予め決めた基準値より高ければ偽陽性反応であると判定し得る。
また、本発明に係る尿タンパクの偽陽性反応判定方法では、尿の接触直後の試薬部の色の青成分比率から、呈色反応終了後の試薬部の色の青成分比率を減算した値を変化量とし、該変化量が予め決めた基準値より高ければ偽陽性反応であると判定し得る。
さらに、本発明に係る尿タンパクの偽陽性反応判定方法では、尿の接触直後の試薬部の色の赤成分比率から、呈色反応終了後の試薬部の色の赤成分比率を減算した値を変化量とし、該変化量が予め決めた基準値より低ければ偽陽性反応であると判定し得る。
さらにまた、本発明に係る尿タンパクの偽陽性反応判定方法では、尿の接触直後の試薬部の色の緑成分比率から、呈色反応終了後の試薬部の色の緑成分比率を減算した値を変化量とし、該変化量が予め決めた基準値より低ければ偽陽性反応であると判定し得る。
本発明に係る尿定性分析装置は、尿タンパクと呈色反応する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、少なくとも、尿との接触直後と、呈色反応終了後との二回測定する光学測定手段と、前記光学測定手段により測定された試薬部の色情報から得られる青成分の変化量、又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別する判定手段とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る呈色反応を用いた定性分析における尿タンパクの偽陽性反応判定方法は、尿タンパクと呈色反応する試薬が設けられた検査体の試薬部に尿を接触させるステップと、前記試薬部の色を、少なくとも、尿との接触直後と、呈色反応終了後との二回測定するステップと、測定した試薬部の色情報から得られる青成分の変化量、又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別するステップとから成るので、呈色反応を用いた定性分析において尿タンパクの偽陽性反応を精度よく判別することが可能になるという効果を奏する。
また、本発明に係る尿定性分析装置は、尿定性分析装置において、尿タンパクと呈色反応する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、少なくとも、尿との接触直後と、呈色反応終了後との二回測定する光学測定手段と、前記光学測定手段により測定された試薬部の色情報から得られる青成分の変化量、又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別する判定手段とを備えているので、呈色反応を用いた定性分析装置において尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を精度よく判別することが可能になるという効果を奏する。

図１（ａ）は陽性試料における青成分、赤成分及び緑成分の経時的な変化を示す測定結果のグラフであり、図１（ｂ）は偽陽性試料における青成分、赤成分及び緑成分の経時的な変化を示す測定結果のグラフである。 図２（ａ）は陽性試料における青成分比率、赤成分比率及び緑成分比率の経時的な変化を示す測定結果のグラフであり、図２（ｂ）は偽陽性試料における青成分比率、赤成分比率及び緑成分比率の経時的な変化を示す測定結果のグラフである。 図３（ａ）は、３３個の試料を用いて測定した陽性試料及び偽陽性試料の青成分の変化量を示すグラフであり、図３（ｂ）は、同じ試料の青成分比率の変化量を示すグラフである。 ３３個の試料を用いて測定した陽性試料及び偽陽性試料の赤成分比率の変化量を示すグラフである。（追加願います。） ３３個の試料を用いて測定した陽性試料及び偽陽性試料の緑成分比率の変化量を示すグラフである。（追加願います。） 本発明に係る定性分析装置の一実施例の概略ブロック図を示す図である。

以下、添付図面に示した一実施例を参照しながら本発明に係る呈色反応を用いた定性分析における尿タンパクの偽陽性反応判定方法の実施の形態について説明していく。

出願人は、尿試験紙における尿タンパクの呈色反応の経時的な特性を確認するために、尿タンパクを含む尿から成る陽性試料と、尿試験紙では陽性を示すが、タンパクの定量測定では濃度が陰性レベル（25mg／ｄL 以下）である偽陽性試料とを用意し、各試料を、尿タンパクと呈色反応する試薬が設けられた試験紙の試薬部に点着し、点着直後（本実施例では２秒後）から４秒毎に９回、試薬部の色を測定した。
図１（ａ）及び（ｂ）は、測定結果を赤成分、緑成分及び青成分の三原色に分離してプロットしたグラフであり、各グラフにおいて菱形のプロットは赤成分（Ｒ帯波長光：６２５ｎｍ〜７４０ｎｍ）であり、四角形のプロットは緑成分（Ｇ帯波長光：５００ｎｍ〜５６０ｎｍ）であり、三角形のプロットは青成分（Ｂ帯波長光：４４５ｎｍ〜４８５ｎｍ）である。図１（ａ）は陽性試料の測定結果であり、図１（ｂ）は偽陽性試料の測定結果である。本実施例では、赤成分、緑成分及び青成分は、それぞれの色の反射率である。
図１に示すように、三原色の中で、特に青成分（青の反射率）の経時的な変化、即ち、青成分の変化量が、陽性資料と偽陽性試料とで顕著に異なることが分かる。
また図２（ａ）及び（ｂ）は、図１に示した測定結果における全色に対する赤、緑、青成分比をプロットした図であり、図２（ａ）は陽性試料の測定結果であり、図２（ｂ）は偽陽性試料の測定結果である。図２において菱形のプロットは赤成分比であり、四角形のプロットは緑成分比であり、三角形のプロットは青色成分比である。青成分比は全色に対して青成分が占める比率であり式（１）によって算出される。
青成分比率＝青成分／（青成分＋赤成分＋緑成分） （１）
図２から、青成分比率の経時的な変化が、陽性試料の場合には時間の経過と共に上がっているのに対して、偽陽性試料の場合には時間の経過と共に下がっていることが分かり、これにより、青成分比率の変化量が、陽性試料と偽陽性試料とで顕著に異なることが分かる。
上記した図１及び図２の測定結果から、尿を接触させた直後から呈色反応終了までの間の青成分の変化量及び青成分比率の変化量を用いて尿タンパクの陽性反応と偽陽性反応とを判別することができることを確認した。
また、青成分比率の計算は、上記したように式（１）で表されるため、式（２）及び（３）で表される赤成分比率及び緑成分比率も、図２に示すように青成分比率と相対的に変化する。
赤成分比率＝赤成分／（青成分＋赤成分＋緑成分） （２）
緑成分比率＝緑成分／（青成分＋赤成分＋緑成分） （３）
従って、青成分比率の変化の他、赤成分比率又は緑成分比率の変化量を用いても尿タンパクの陽性反応と偽陽性反応とを判別することができることがわかる。
尚、図１及び図２から分かるように、陽性試料及び偽陽性試料共に、点着前と点着直後（本実施例では２秒後）との間で各成分及び成分比率が大きく変動しているが、これは、乾燥した試薬部に液体である試料を点着したことによる変動であり呈色反応とは関係がないので、変化量は、この呈色反応とは関係がない変動の影響を受けないように、点着直後（本実施例では２秒後）の測定値を用いて算出され得る。

図３（ａ）及び（ｂ）は、１７個の陽性試料及び１６個の偽陽性試料を、それぞれ試験紙の試薬部に点着し、点着直後（本実施例では２秒後）の試薬部の色と、呈色反応終了後（本実施例では３４秒後）の試薬部の色を測定し、測定した試薬部の色情報に基づいて青成分の変化量及び青成分比率の変化量を算出した結果のグラフである。図３（ａ）は青成分の変化量を表しており、青成分の変化量は、点着直後（２秒後）の青成分から呈色反応終了後（３４秒後）の青成分を減算することで算出した。図３（ｂ）は青成分比率の変化量を表しており、青成分比率の変化量は、点着直後（２秒後）の青成分比率から呈色反応終了後（３４秒後）の青成分比率を減算することで算出した。（ａ）及び（ｂ）共、四角形のプロットが陽性試料であり、菱形のプロットが偽陽性試料である。
図３のグラフから、青色の変化量（図３（ａ））よりも、青色の比率の変化量（図３（ｂ））の方が偏移度が大きく、より明確に陽性試料と偽陽性試料とを判別できることが分かる。

図４及び図５は、１７個の陽性試料及び１６個の偽陽性試料を、それぞれ試験紙の試薬部に点着し、点着直後（本実施例では２秒後）の試薬部の色と、呈色反応終了後（本実施例では３４秒後）の試薬部の色を測定し、測定した試薬部の色情報に基づいて赤成分比率の変化量を算出した結果のグラフ及び緑成分比率の変化量を算出した結果のグラフである。赤成分比率の変化量は、点着直後（２秒後）の赤成分比率から呈色反応終了後（３４秒後）の赤成分比率を減算することで算出した。また、緑成分比率の変化量は、点着直後（２秒後）の緑成分比率から呈色反応終了後（３４秒後）の緑成分比率を減算することで算出した。図４及び図５共、四角形のプロットが陽性試料であり、菱形のプロットが偽陽性試料である。

上記した結果から、尿タンパクと呈色反応する試薬が設けられた検査体の試薬部に尿を接触させ、尿との接触直後（本実施例では２秒後）の試薬部の色と、呈色反応終了後（本実施例では３４秒後）の試薬部の色とをそれぞれ測定し、測定した試薬部の色情報から得られる青成分の変化量、又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別することが可能になることが確認できる。
具体的には、青成分の変化量を用いる場合には、青成分の変化量が所定の値より低ければ陽性反応であると判定し、同変化量が所定の値より高ければ偽陽性反応であると判定し得る（図３（ａ））。
また、具体的には、青成分比率の変化量を用いる場合には、青成分比率の変化量が所定の値より低ければ陽性反応であると判定し、同変化量が所定の値より高ければ偽陽性反応であると判定し得る（図３（ｂ））。
さらに、赤成分比率の変化量を用いる場合には、赤成分比率の変化量が所定の値より高ければ陽性反応であると判定し、同変化量が所定の値より低ければ偽陽性反応であると判定し得る（図４）。
最後に、緑成分比率の変化量を用いる場合には、緑成分比率の変化量が所定の値より高ければ陽性反応であると判定し、同変化量が所定の値より低ければ偽陽性反応であると判定し得る（図５）。

次に、上記した判定方法を実行する尿定性分析装置の実施例について説明していく。
図６は、尿定性分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
図中、符号１は検査体を構成する試験紙を示し、この試験紙１には、尿タンパクと呈色反応する試薬が設けられた試薬部１ａが設けられている。
図中符号２は光学測定部であり、該光学測定部２は例えばＣＣＤ等の撮像素子を有し、該撮像素子を用いて試薬部１ａを撮像する。
光学測定部２で撮像された画像は、画像処理部３に送られ、画像処理記憶部３では、撮像された画像から試薬部１ａの赤成分（赤反射率）、緑成分（緑反射率）及び青成分（青反射率）が演算されて記憶される。
判定部４は、画像処理記憶部３に記憶された試薬部の色情報に基づいて、尿の接触直後から呈色反応終了までの間の青成分の変化量又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量を算出し、これらの変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別し、プリンタやモニター等からなる出力部５に判定結果を出力する。

以下、上記したように構成された尿定性分析装置の作用について簡単に説明していく。
光学測定部２は、尿が点着される前の試薬部１ａの画像を撮像する。同画像は画像処理記憶部３に送られ、画像処理記憶部３は同画像から、尿が点着される前の試薬部１ａの色の赤成分（赤反射率）、緑成分（緑反射率）及び青成分（青反射率）を演算して記憶する。
試薬部１ａに尿が点着されると、光学測定部２は点着直後（本実施例では２秒後）に試薬部１ａを撮像し、次いで、呈色反応終了後（本実施例では３４秒後）に試薬部１ａを撮像し、その都度、画像処理記憶部３に画像を送る。
画像処理記憶部３は、送られてきた画像から、試薬部１ａの色の赤成分（赤反射率）、緑成分（緑反射率）及び青成分（青反射率）を演算し、演算結果を撮像時間と関連付けして記憶する。
判定部４は、画像処理記憶部３に記憶された試薬部の色情報に基づいて、尿の接触直後から呈色反応終了までの間の青成分の変化量又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量を算出し、算出した変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別し、プリンタやモニター等からなる出力部５に判定結果を出力する。
具体的には、判定部４は、本実施例では、点着の２秒後の色情報から得られる青成分又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率から、３４秒後の色情報から得られる青成分又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率を減算することで変化量を算出し、同変化量が予め決めた所定値、例えば、青成分の変化量の場合には１０．００、 青成分比率の変化量の場合には０〜０．０４、好ましくは、０．０１〜０．０２、より高ければ偽陽性反応であると判定して、判定結果を出力部５を介して出力する。
一方、判定部４は、
赤成分比率の変化量を用いる場合には０〜−０．０２、また、
緑成分比率の変化量を用いる場合には０〜−０．０２
より低ければ偽陽性反応であると判定して、判定結果を出力部５を介して出力する。
前記判定部４は、必要に応じて、尿が点着される前の試薬部１ａの色の赤成分（赤反射率）、緑成分（緑反射率）及び青成分（青反射率）に基づいて、尿の点着後の画像から得られる色情報を補正して判定をするように構成することができる。

上記した実施例では、点着の２秒後と３４秒後に試薬部の色を測定し、測定結果に基づいて変化量を算出しているが、測定タイミングは本実施例に限定されることなく、呈色反応に関係のない変動の影響を受けないタイミングであれば２秒後でなくてもよい。また、呈色反応が終了した後であれば３４秒後でなくてもよく、たとえば、６０秒後であってもよい。

１ 試験紙
１ａ 試薬部
２ 光学測定部
３ 画像処理記憶部
４ 判定部
５ 出力部

Claims (8)

1. 尿タンパクと呈色反応する試薬が設けられた検査体の試薬部に尿を接触させるステップと、
   前記試薬部の色を、少なくとも、尿との接触直後と、呈色反応終了後との二回測定するステップと、
   測定した試薬部の色情報から得られる青成分の変化量、又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量に基づいて尿タンパクの偽陽性反応を判別するステップと
   から成ることを特徴とする
   呈色反応を用いた定性分析における尿タンパクの偽陽性反応判定方法。
2. 前記赤成分が波長６２５ｎｍ〜７４０ｎｍの光を含み、緑成分が波長５００ｎｍ〜５６０ｎｍの光を含み、青成分が波長４４５ｎｍ〜４８５ｎｍの光を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の判定方法。
3. 尿を接触させていない試薬部の色を測定し、該測定結果から得られる色情報を基準として、前記尿を接触させた試薬部の色を測定した色情報から得られる前記赤成分、緑成分及び青成分の色情報を補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の判定方法。
4. 尿の接触直後の試薬部の色の青成分から、呈色反応終了後の試薬部の色の青成分を減算した値を変化量とし、
   該変化量が予め決めた基準値より高ければ偽陽性反応であると判定する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の判定方法。
5. 尿の接触直後の試薬部の色の青成分比率から、呈色反応終了後の試薬部の色の青成分比率を減算した値を変化量とし、
   該変化量が予め決めた基準値より高ければ偽陽性反応であると判定する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の判定方法。
6. 尿の接触直後の試薬部の色の赤成分比率から、呈色反応終了後の試薬部の色の赤成分比率を減算した値を変化量とし、
   該変化量が予め決めた基準値より低ければ偽陽性反応であると判定する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の判定方法。
7. 尿の接触直後の試薬部の色の緑成分比率から、呈色反応終了後の試薬部の色の緑成分比率を減算した値を変化量とし、
   該変化量が予め決めた基準値より低ければ偽陽性反応であると判定する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の判定方法。
8. 尿定性分析装置において、
   尿タンパクと呈色反応する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、少なくとも、尿との接触直後と、呈色反応終了後との二回測定する光学測定手段と、
   前記光学測定手段により測定された試薬部の色情報から得られる青成分の変化量、又は青成分比率、赤成分比率若しくは緑成分比率の変化量に基づいて尿タンパクの陽性反応及び偽陽性反応を判別する判定手段と
   を備えていることを特徴とする尿定性分析装置。