JP6477449B2 - 分析装置、及び、分析方法 - Google Patents
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Description
分析装置1は、液体である検体及び試薬を収容可能な検査チップ2(図2参照)を用い、検体に含まれる対象成分の、検体の単位量当たりの割合を分析する装置である。検体の単位量当たりの割合はすなわち検体中の対象成分の濃度であり、測定に用いる化学反応や検出装置によって異なるが、体積あたり、表面積あたり、あるいは重量あたりの、体積、表面積、重量あるいは物質量濃度などとして表現される量である。本実施形態においては後述のように既知の奥行きの測定部において所定面積あたりの光量を測定することで、単位体積あたりの物質量(体積モル濃度)に比例する量を推定している。
ユーザは、検査チップ2の非図示の注入口から、検体及び試薬を注入する。検体の具体例の1つとして、ビタミンAを対象成分として含む検体が挙げられる。試薬の具体例の1つとして、ラテックス凝集比濁法に用いるラテックス混濁液が挙げられる。ユーザは、検査チップ2をホルダ61に取り付けて、操作部12から処理開始のコマンドを入力する。これによって、CPU91は、フラッシュメモリ93に記憶されている制御プログラムに基づいて、遠心処理を実行する。
フラッシュメモリ93に記憶されるパラメータについて詳細に説明する。記憶されるパラメータは、a1、b1、c1、d1、a2、b2、c2、d2、の合計8つである。パラメータa1、b1、c1、d1は、分析装置1のメーカにおいて、分析装置1の出荷時にフラッシュメモリ93に記憶される。これらのパラメータと、操作部12を介して入力されるパラメータa2、b2、c2、d2(後述)とは、検量線を特定するための非線形関数を表現するためのものである。本実施形態では、非線形関数としてロジスティック関数が用いられる。
分析装置1によって光学測定処理が行われる場合において、検体に含まれる対象成分の濃度に応じて、測定電圧は変化する。例えば、検体に含まれる対象成分の濃度が小さい場合、対象成分と試薬との間の化学反応の速度は、相対的に遅い。検体に含まれる対象成分の濃度が大きくなるに従って、対象成分と試薬との間の化学反応の速度は上昇する。但し、検体に含まれる対象成分の濃度が大きくなり過ぎると、対象成分との化学反応によって試薬が枯渇するので、一定時間後における対象成分と試薬との間の化学反応の程度は飽和する。このように、対象成分が多いとき及び少ないときで濃度に対する化学反応の程度の変化率が小さく、その間で変化率が大きくなる。このような傾向は、個体群成長のモデルとして考案されたロジスティック関数と良好に近似することが、一般的に知られている。
ロジスティック関数を表現するためのパラメータ(以下、「ロジスティック関数のパラメータ」と言い換える。)が、光学測定処理の実行時における様々な条件(以下、「分析条件」という。)の相違に応じて変化する場合がある。分析条件として、分析装置1に起因する分析条件(以下、「装置条件」という。)と、試薬に起因する分析条件(以下、「試薬条件」という。)とがある。装置条件には、反応条件及び測定条件の少なくとも一方が含まれる。反応条件の具体例として、回転機構による公転、及び、角度変更機構34による自転時の回転速度及び回転角度、分析処理時の温度、検査チップ2の形状等が挙げられる。測定条件の具体例として、測定部7の射出部71から射出される測定光の強度および射出角度、測定部7の検出部72における測定光の感度等が挙げられる。試薬条件の具体例として、試薬の成分、濃度等が挙げられる。
本実施形態において、第1パラメータは、分析装置1のメーカ(以下、「装置メーカ」という。)において決定される。一方、第2パラメータは、試薬Pのメーカ(以下、「試薬メーカ」という。)において決定される。ユーザは、分析装置1及び試薬Pを用い、装置メーカ及び試薬メーカにおいて決定されたパラメータを使用することによって、対象成分の濃度を算出する。以下、装置メーカ及び試薬メーカにおいてパラメータが決定される工程を、「前工程」という。なお、装置メーカと試薬メーカとは同一のメーカであってもよい。
装置メーカにて行われる前工程(以下、「第1前工程」という。)について説明する。第1前工程では、分析装置1のフラッシュメモリ93に予め記憶される第1パラメータa1、b1、c1、d1が決定される。詳細は次の通りである。
試薬メーカにて行われる前工程(以下、「第2前工程」という。)について説明する。第2前工程では、試薬Pに付属されるデータシート等の媒体に印刷される第2パラメータa2、b2、c2、d2が決定される。詳細は次の通りである。
ユーザにて行われる分析工程について説明する。ユーザは、装置メーカから出荷された分析装置1Aを準備する。上記の第1前工程で説明したように、分析装置1Aのフラッシュメモリ93には、第1パラメータa1、b1、c1、d1が記憶されている。又、ユーザは、試薬メーカから出荷された試薬P2を準備する。上記の第2前工程で説明したように、試薬P2には、第2パラメータa2、b2、c2、d2が印刷された媒体が付属されている。又、ユーザは、対象成分qの濃度が未知の検体Qを準備する。以下、この検体を「検体Qx」と表記する。検体Qxに含まれる対象成分qの濃度を、「Dx」と表記する。
以上の場合、分析装置1は、フラッシュメモリ93に記憶された第1パラメータと、操作部12を介して入力された第2パラメータとによってロジスティック関数を表現し、このロジスティック関数によって特定される検量線に測定電圧を照合することによって、検体Qに含まれる対象成分qの濃度の算出を行うことになる。a1×a2、c1×c2、d1×d2は、装置条件にのみ影響を受け、b1×b2は、試薬条件にのみ影響を受ける。つまり、双方は互いに独立したパラメータである。これらのパラメータによって表現されるロジスティック関数は、ユーザによる分析に用いられる試薬Pの試薬条件と、ユーザによる分析に用いられる分析装置1の装置条件とが、適切に反映される。このため、ユーザは、検体Qに含まれる対象成分qの濃度の算出を精度良く行うことができる。
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上記実施形態では、分析装置1のCPU91によって分析処理が実行され、検体Qに含まれる対象成分qの濃度が算出された。これに対し、検体Qに含まれる対象成分qの濃度の算出は、分析装置1に接続される情報機器によって実行されてもよい。具体的には、例えば、上記において分析装置1のフラッシュメモリ93に記憶される第1パラメータは、情報機器のメモリに記憶されてもよい。試薬Pに付属する媒体に印刷された第2パラメータは、ユーザによって情報機器に入力されてもよい。情報機器のCPUは、メモリに記憶されたパラメータを、元の第1パラメータ及び入力された第2パラメータによって更新してもよい。これによって、情報機器のCPUは、入力された第2パラメータを、新たな第2パラメータとしてもよい。情報機器のCPUは、メモリに予め記憶された第1パラメータと、入力された第2パラメータとに基づき、上記と同じ方法によってロジスティック関数を特定してもよい。分析装置1は、遠心処理、及び、光学測定処理を実行し、測定電圧を示すデータを情報機器に出力してもよい。情報機器のCPUは、分析装置1から出力されたデータに基づき、測定電圧を取得してもよい。情報機器のCPUは、取得された測定電圧を、メモリに記憶された第1パラメータ及び第2パラメータに基づいて表現されるロジスティック関数に適用することによって、対象成分qの濃度を算出してもよい。
分析装置1において、検体及び試薬を混合して対象成分と試薬とを化学反応させるための構成(ホルダ61、ターンテーブル、回転機構、角度変更機構34)は、本発明の「反応手段」の一例である。光学測定処理を行うための構成(測定部7)は、本発明の「検出手段」の一例である。フラッシュメモリ93は本発明の「パラメータ保持手段」の一例である。S39の処理を行うCPU91は本発明の「検量線照合手段」の一例である。操作部12は本発明の「入力手段」の一例である。S33の処理を行うCPU91は本発明の「パラメータ処理手段」である。S33の処理は本発明の「パラメータ処理ステップ」の一例である。S39の処理は本発明の「検量線照合ステップ」の一例である。S31の処理は本発明の「入力ステップ」の一例である。S15の処理は本発明の「第1パラメータ決定ステップ」の一例である。S25の処理は本発明の「第2パラメータ決定ステップ」の一例である。第1前工程にて使用される検体Q1〜Q3、及び、第2前工程にて使用される検体Q4は、本発明の「基準物質」の一例である。
2 :検査チップ
7 :測定部
12 :操作部
34 :角度変更機構
91 :CPU
93 :フラッシュメモリ
Claims (12)
- 検体と試薬との反応によって変化する物理量を検出し、第1パラメータと第2パラメータとを少なくとも含むパラメータであって互いに独立した試薬条件及び装置条件をそれぞれ用いる検量線のパラメータによって表現される非線形関数に基づいて特定可能な検量線と前記物理量とを照合して、前記検体に含まれる対象成分の割合を算出する分析装置であって、
前記検体と前記試薬とを反応させる反応手段と、
前記反応手段による前記検体と前記試薬との反応によって変化する前記物理量を検出する検出手段と、
前記パラメータを保持するパラメータ保持手段と、
前記検出手段による検出結果と、前記パラメータ保持手段によって保持された前記パラメータとに基づいて、前記検体に含まれる前記対象成分の割合を算出する検量線照合手段と、
前記第2パラメータの少なくとも一部が入力される入力手段と、
前記入力手段によって前記第2パラメータの少なくとも一部が入力された場合に、前記パラメータ保持手段によって保持された前記パラメータの更新処理を実行するパラメータ処理手段と
を備え、
前記パラメータ処理手段は、
前記入力手段によって入力された前記第2パラメータの少なくとも一部を新たな前記第2パラメータとし、
前記入力手段によって前記第2パラメータが入力される前に前記パラメータ保持手段によって保持されていた前記第1パラメータを、新たな前記第1パラメータとするよう、前記パラメータを更新することを特徴とする分析装置。 - 前記第1パラメータは、前記反応手段及び前記検出手段のうち少なくとも一方毎に校正されたパラメータであり、前記第2パラメータは、前記試薬毎に校正されたパラメータであることを特徴とする請求項1に記載の分析装置。
- 前記パラメータは、すべて、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータであることを特徴とする請求項1又は2に記載の分析装置。
- 前記非線形関数は、ロジスティック関数であることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の分析装置。
- 検体と試薬との反応によって変化する物理量を検出し、第1パラメータと第2パラメータとを少なくとも含むパラメータであって互いに独立した試薬条件及び装置条件をそれぞれ用いる検量線のパラメータによって表現される非線形関数に基づいて特定可能な検量線と前記物理量とを照合して、前記検体に含まれる対象成分の割合を算出する分析方法であって、
前記検体と前記試薬とを反応させる反応手段による前記検体と前記試薬との反応によって変化する前記物理量を検出する検出手段による検出結果と、パラメータ保持手段によって保持された前記パラメータとに基づいて、前記検体に含まれる前記対象成分の割合を算出する検量線照合ステップと、
前記第2パラメータの少なくとも一部が入力される入力ステップと、
前記入力ステップによって前記第2パラメータの少なくとも一部が入力された場合に、前記パラメータ保持手段によって保持された前記パラメータの更新処理を実行するパラメータ処理ステップと
を備え、
前記パラメータ処理ステップは、
前記入力ステップによって入力された前記第2パラメータの少なくとも一部を新たな前記第2パラメータとし、
前記入力ステップよって前記第2パラメータが入力される前に前記パラメータ保持手段によって保持されていた前記第1パラメータを、新たな前記第1パラメータとするよう、前記パラメータを更新することを特徴とする分析方法。 - 前記第1パラメータは、前記反応手段及び前記検出手段のうち少なくとも一方毎に校正されたパラメータであり、前記第2パラメータは、前記試薬毎に校正されたパラメータであることを特徴とする請求項7に記載の分析方法。
- 前記物理量がそれぞれ異なる少なくとも1つの基準物質に対して前記物理量をそれぞれ検出し、検出結果に基づいて前記第1パラメータを決定する第1パラメータ決定ステップを更に備え、
前記少なくとも1つの基準物質の数が、前記非線形関数を表現する前記パラメータの数よりも少ないことを特徴とする請求項8に記載の分析方法。 - 前記第1パラメータ決定ステップは、
分析装置毎に行われ、且つ、前記第1パラメータの数以上の数の基準物質に対して前記物理量を検出し、前記第1パラメータを決定することを特徴とする請求項9に記載の分析方法。 - 前記物理量がそれぞれ異なる少なくとも1つの基準物質に対して前記物理量を検出し、検出結果に基づいて前記第2パラメータを決定する第2パラメータ決定ステップを更に備え、
前記少なくとも1つの基準物質の数が、前記非線形関数を表現する前記パラメータの数よりも少ないことを特徴とする請求項8に記載の分析方法。 - 前記第2パラメータ決定ステップは、
前記試薬毎に行われ、且つ、前記第2パラメータの数以上の数の基準物質に対して前記物理量を検出し、前記第2パラメータを決定することを特徴とする請求項11に記載の分析方法。
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