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、並びにそれらを用いた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
【課題】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。
【解決手段】（Ａ）クレアチニンを含む試料と、キノン化合物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キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【解決手段】（Ａ）クレアチニンを含む試料と、キノン化合物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キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、人間が一日に排泄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排泄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尿毒症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、尿毒症や腎機能の低下の有無を知ることができる。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【０００５】
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。
【０００６】
【化１】
【０００７】
【化２】
【０００８】
【化３】
【０００９】
（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）。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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）。
【特許文献１】米国特許第３７０５０１３号明細書
【特許文献２】特表２００１−５１２６９２号公報
【特許文献３】特開昭６２−２５７４００号公報
【特許文献４】特表２００３−５３３６７９号公報
【特許文献５】米国特許第５４６６５７５号明細書
【特許文献６】特開２００６−３４９４１２号公報
【特許文献７】特開２００５−１１８０１４号公報
【特許文献８】特開昭５５−０２３９９８号公報
【特許文献９】特開昭５４−１５１０９５号公報
【特許文献１０】特開２００３−３２６１７２号公報
【特許文献１１】特開昭６３−０３３６６１号公報
【非特許文献１】サリバン、外１名、「クレアチニンの高特異的テスト」、ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー、１９５８年、第２３３巻、第２号、ｐ．５３０−５３４（Ｓｕｌｌｉｖａｎ，“Ａ Ｈｉｇｈｌｙ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ”，１９５８，Ｖｏｌ．２３３，Ｎｏ．２，ｐ．５３０−５３４）
【非特許文献２】ナラヤナン、外１名、「クレアチニン：レヴュー」、クリニカル ケミストリー、１９８０年、第２６巻、第８号、ｐ．１１１９−１１２６（Ｎａｒａｙａｎａｎ，“Ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ：Ａ Ｒｅｖｉｅｗ”，Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８０，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．８，ｐ．１１１９−１１２６）
【非特許文献３】クーパー、外１名、「４つの尿中クレアチニン測定方法の評価」、クリニカル ケミストリー、１９６１年、第７巻、第６号、ｐ．６６５−６７３（Ｃｏｏｐｅｒ，“Ａｎ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｏｕｒ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｕｒｉｎａｒｙ Ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ”，１９６１，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６，Ｐ．６６５−６７３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
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、キノン化合物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、前記キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【００２３】
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排泄量を反映する値を求める工程をさらに含む。
【００２４】
また、本発明のクレアチニン測定デバイスは、上記の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、キノン化合物を含むクレアチニン測定用試薬とを備える。
【００２５】
また、本発明の尿中塩分量測定デバイスは、上記の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、キノン化合物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。
【００２６】
また、本発明のクレアチニン測定装置は、上記の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光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。
【００２７】
また、本発明の尿中塩分量測定装置は、上記の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光学的に測定する第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排泄量を反映する値を求める演算部を備える。
【発明の効果】
【００２８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の発明者は、クレアチニンと、キノン化合物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、クレアチニンとキノン化合物とが反応して、クレアチニン及びキノン化合物の量が減少し、クレアチニンの酸化物と、キノン化合物の還元物とが生成する。
【００３０】
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キノン化合物を用いることを特徴とする。
【００３１】
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、キノン化合物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、前記キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【００３２】
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、クレアチニンとキノン化合物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。
【００３３】
本発明において用いるキノン化合物として、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）−１８０ｍＶよりも正であるキノン化合物を用いることが好ましい。ｐＨ７、２５℃における酸化還元電位の好ましい上限値は０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）である。キノン化合物のｐＨ７、２５℃における酸化還元電位のより好ましい範囲は、−１００ｍＶ〜０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）である。
【００３４】
キノン化合物としては、下記（化４）の構造式で表される１，２−ナフトキノン（化学式：Ｃ１０Ｈ６Ｏ２）、下記（化５）の構造式で表される５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン（化学式：Ｃ１０Ｈ６Ｏ３）等を用いることができる。ｐＨ７、２５℃における酸化還元電位は、１，２−ナフトキノンが−６０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）であり、５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンが−１８０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）である。
【００３５】
【化４】
【００３６】
【化５】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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４〜８に調整されることが好ましい。試料のｐＨが４〜６に調整されることがより好ましい。試料のｐＨが４〜５に調整されることがさらに好ましい。
【００４０】
このようにすると、クレアチニンとキノン化合物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。
【００４１】
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４〜８の範囲内に調整することができる。
【００４２】
また、本発明のクレアチニン測定方法は、工程Ａにおいて、リン酸系緩衝剤が溶解後の試料におけるリン酸系緩衝剤の濃度が５〜１０００ｍＭであることが好ましい。本発明者は、リン酸系イオンの濃度の増加に伴いクレアチニンとキノン化合物との反応の速度が速くなることを見出した。リン酸系緩衝剤の濃度が５ｍＭ以上であれば、十分な反応速度が得られる。また、１０００ｍＭは試料のｐＨを４〜８に調整する緩衝能を有するリン酸系緩衝剤の溶解度の上限である。
【００４３】
また、本発明のクレアチニン測定方法において、前記工程Ｂが、
（Ｄ）前記試料に入射光を照射する工程、及び
（Ｅ）前記試料を透過した透過光または前記試料において反射した反射光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透過光または前記反射光の強度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。
【００４４】
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光学的に容易に求めることができる。
【００４５】
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排泄量を反映する値を求める工程をさらに含む。
【００４６】
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排泄される。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。
【００４７】
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排泄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。
【００４８】
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、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
工程Ｇにおいて求められる尿中への塩分の排泄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）当たりの尿中塩分排泄量、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。
【００５１】
本発明のクレアチニン測定デバイスは、上記の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、キノン化合物を含むクレアチニン測定用試薬とを備える。
【００５２】
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キノン化合物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。
【００５３】
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。
【００５４】
本発明の尿中塩分量測定デバイスは、上記の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、キノン化合物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、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。
【００５５】
本発明のクレアチニン測定装置は、上記の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光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。
【００５６】
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、光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キノン化合物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。
【００５７】
本発明のクレアチニン測定装置は、前記測定部が、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入射する入射光を出射する光源、及び前記試料収容室内を透過した透過光または前記試料収容室内において反射した反射光を検出する受光器を有し、前記演算部が、前記受光器において検出された前記透過光または前記反射光の強度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。
【００５８】
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光学的に容易に求めることができる。
【００５９】
本発明の尿中塩分量測定装置は、上記の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光学的に測定する第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排泄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。
【００６０】
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、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
本発明における光源としては、キノン化合物とクレアチニンとの反応により吸収強度が変化する波長を含む光を出射するものであればよい。光源としては、例えば、ＬＥＤ、レーザ等が挙げられる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
（実施の形態１）
次に、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。
【００６９】
本実施の形態に係るクレアチニン測定デバイス４００は、光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４００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。
【００７０】
第１の基板１０２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。
【００７１】
次に、クレアチニン測定デバイス４００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、キノン化合物である１，２−ナフトキノンを用いている。
【００７２】
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、クレアチニン測定用試薬である１，２−ナフトキノン、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１，２−ナフトキノンの濃度が０．５ｍM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。
【００７３】
次に、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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５００の外観を示す斜視図、図３はクレアチニン測定装置５００の構成を示すブロック図である。
【００７６】
まず、クレアチニン測定装置５００の構成について、図２を参照しながら説明する。
【００７７】
クレアチニン測定装置５００の筐体２０２には、クレアチニン測定装置５００にクレアチニン測定デバイス４００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。
【００７８】
次に、クレアチニン測定装置５００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。
【００７９】
クレアチニン測定装置５００は、筐体２０２内部に、光源５０２、受光器５０４、制御部３０６、計時部３０８、及び記憶部３１０を備えている。
【００８０】
光源５０２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４００の試料収容室内に入射する光を出射する機能を有する。光源５０２から出射される光の波長は、１，２−ナフトキノンとクレアチニンとの反応により吸収強度が変化する波長を選択すればよい。光源５０２としては、例えば、４１０ｎｍを含む波長範囲の光を出射する紫色ＬＥＤを用いる。
【００８１】
受光器５０４は、光源５０２から出射され、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４００の試料収容室内において反射した光を検出する機能を有する。
【００８２】
記憶部３１０には、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度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。
【００８３】
制御部３０６は、上記相関データを参照して、受光器５０４により検出される反射光の強度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。
【００８４】
次に、クレアチニン測定デバイス４００及びクレアチニン測定装置５００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。
【００８５】
まず、使用者がクレアチニン測定デバイス４００の試料導入口１３２と反対側をクレアチニン測定装置５００の測定デバイス取付け部２０８に挿入する。
【００８６】
測定デバイス取付け部２０８にクレアチニン測定デバイス４００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４００の挿入を検知すると、制御部３０６は光源５０２を作動させる。これにより、クレアチニン測定デバイス４００の試料収容室に光源５０２からの光が照射される。
【００８７】
次に、使用者が、クレアチニン測定デバイス４００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４００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。試料収容室内における光の照射位置に到達すると、透過率が変化するため、それに起因して反射光強度の変化を受光器５０４が検出する。
【００８８】
受光器５０４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がタイマーである計時部３０８による計時を開始させる。
【００８９】
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１，２−ナフトキノンが試料中に溶解する。試料中に溶解した１，２−ナフトキノン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還元された１，２−ナフトキノンとが生成する。１，２−ナフトキノンが還元されることにより、試料の吸収スペクトルが変化する。ここで、試料の吸収スペクトルの変化量は、還元された１，２−ナフトキノンの濃度に依存する。
【００９０】
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、試料収容室内において反射した光の強度を受光器５０４において測定する。このとき、受光器５０４において測定される反射光の強度は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
【００９１】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されているクレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す検量線に相当する相関データを読み出し、それを参照することにより、受光器５０４において検出された反射光の強度を試料中のクレアチニン濃度に換算する。
【００９２】
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。
【００９３】
本実施の形態に係るクレアチニン測定デバイス４００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１，２−ナフトキノン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。
【００９４】
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１，２−ナフトキノンを用いる例を示したが、代わりに５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いてもよい。クレアチニン測定用試薬の有効成分として５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いる場合にも、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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、本実施の形態においては、試料の検知後、反射光強度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反射光強度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１，２−ナフトキノン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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
（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。
【０１０２】
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光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日に排泄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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、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。
【０１０５】
一方、第１の基板１０２の第２の面８０２上には、第１の電極７１２、第２の電極７１４、第３の電極７１６、第４の電極７１８、第１の電極７１２と電気的に接続された第１のリード７２２、第２の電極７１４と電気的に接続された第２のリード７２４、第３の電極７１６と電気的に接続された第３のリード７２６、及び第４の電極７１８と電気的に接続された第４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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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２の面８０２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７１２、第２の電極７１４、第３の電極７１６、第４の電極７１８、第１のリード７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４のリード７２８を形成する。第１の電極７１２、第２の電極７１４、第３の電極７１６、及び第４の電極７１８は、それぞれ第１のリード７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４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る。
【０１０８】
次に、第１の基板１０２の第１の面７０２上に、クレアチニン測定用試薬である１，２−ナフトキノン、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１，２−ナフトキノンの濃度が０．５ｍM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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４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、及び第４の端子が設けられている。
【０１１５】
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。
【０１１６】
尿中塩分量測定装置９００は、筐体２０２内部に、光源５０２、受光器５０４、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。
【０１１７】
光源５０２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の試料収容室内に入射する光を出射する機能を有する。光源５０２から出射される光の波長は、１，２−ナフトキノンとクレアチニンとの反応により吸収強度が変化する波長を選択すればよい。光源５０２としては、例えば、４１０ｎｍを含む波長範囲の光を出射する紫色ＬＥＤを用いる。
【０１１８】
受光器５０４は、光源５０２から出射され、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の試料収容室内において反射した光を検出する機能を有する。
【０１１９】
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１のリード７２２及び第４のリード７２８とそれぞれ電気的に接続された第１の端子及び第４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７１２と第４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。
【０１２０】
電圧検出器９０４は、第２の端子及び第３の端子を介して、第２の電極７１４と第３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。
【０１２１】
記憶部３１０には、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す第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排泄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。
【０１２２】
制御部３０６は、第１の相関データを参照して、受光器５０４により検出された反射光の強度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排泄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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４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、及び第４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。
【０１２５】
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は光源５０２を作動させる。これにより、尿中塩分量測定デバイス７００の第１の試料収容室に光源５０２からの光が照射される。
【０１２６】
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の試料収容室内における光の照射位置に到達すると透過率が変化するため、それに起因して反射光強度の変化を受光器５０４が検出する。
【０１２７】
受光器５０４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がタイマーである計時部３０８による計時を開始させる。
【０１２８】
また、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１の端子及び第４の端子を介して、第１の電極７１２及び第４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２の電極７１４及び第３の電極７１６との間の電圧（交流電流の実効値）を測定する。
【０１２９】
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。得られた塩分濃度は、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。
【０１３０】
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１，２−ナフトキノンが試料中に溶解する。試料中に溶解した１，２−ナフトキノン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還元された１，２−ナフトキノンとが生成する。１，２−ナフトキノンが還元されることにより、試料の吸収スペクトルが変化する。ここで、試料の吸収スペクトルの変化量は、還元された１，２−ナフトキノンの濃度に依存する。
【０１３１】
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、試料収容室内において反射した光の強度を受光器５０４において測定する。このとき、受光器５０４において測定される反射光の強度は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
【０１３２】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されているクレアチニン濃度と受光器５０４により検出される反射光の強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、受光器５０４において検出された反射光の強度を試料中のクレアチニン濃度に換算する。
【０１３３】
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排泄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排泄量に換算する。
【０１３４】
得られたクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量はディスプレイ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排泄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排泄量は、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。
【０１３５】
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１，２−ナフトキノン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。
【０１３６】
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排泄量を算出しているので、１日当たりの尿中塩分排泄量を精度良く求めることができる。
【０１３７】
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１，２−ナフトキノンを用いる例を示したが、代わりに５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いてもよい。クレアチニン測定用試薬中の有効成分として５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いる場合にも、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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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１，２−ナフトキノン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。
【０１４０】
また、本実施の形態では、記憶部に、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す第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排泄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、受光器により検出される反射光の強度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）の尿中塩分排泄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、受光器により検出される反射光の強度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排泄量を直接求めることができる。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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排泄量を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。
【０１４３】
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排泄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。
【０１４４】
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。
【実施例】
【０１４５】
（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キノン化合物である１，２−ナフトキノンを用い、クレアチニンを含む試料として尿を用いる場合について示す。
【０１４６】
まず、１００ｍＭのリン酸水素二カリウム水溶液と１００ｍＭ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７に調整した。このようにして得られた１００ｍＭのリン酸系緩衝液（ｐＨ＝７）に１，２−ナフトキノンを濃度が０．１ｍＭとなるよう溶解することにより、１，２−ナフトキノン水溶液を調整した。
【０１４７】
得られた１，２−ナフトキノン水溶液をガラス製のセル容器に入れ、吸光光度計（島津製作所製、型式：ＭｕｌｔｉＳｐｅｃ−１５００）を用いて、２５０〜７５０ｎｍの波長範囲について吸光スペクトルを測定した。次に、尿を別のガラス製セル容器に入れ、同じ吸光光度計を用いて、２５０〜７５０ｎｍの波長範囲について吸光スペクトルを測定した。以上の実験は室温（約２５℃）にて行った。
【０１４８】
測定結果について図８を参照しながら説明する。図８は、１，２−ナフトキノン水溶液及び尿について測定された吸光スペクトルを示すグラフである。図８において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度（任意強度）を示し、線Ａが１，２−ナフトキノン水溶液の吸光スペクトル、線Ｂが尿の吸光スペクトルをそれぞれ示す。
【０１４９】
図８からわかるように、１，２−ナフトキノン水溶液は、約３５０ｎｍを中心とする吸収ピーク及び約４１０ｎｍを中心とする吸収ピークを有する。一方、この約３００〜５００ｎｍに存在する１，２−ナフトキノンの吸収領域において、尿は緩やかな吸収を有するが、尿の吸収の吸光度に比べて、１，２−ナフトキノンの吸収の吸光度の方が有意に大きいことがわかる。この結果から、１，２−ナフトキノンと尿中に含まれるクレアチニンとの反応に伴う１，２−ナフトキノンの吸収の吸光度変化を測定することが可能であることがわかった。
【０１５０】
そこで、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４００及びクレアチニン測定装置５００を用いて、例えば、以下のようにして尿中に含まれるクレアチニン濃度を定量することができる。
【０１５１】
例えば、４１０ｎｍを含む波長範囲の光を出射する紫色ＬＥＤを光源５０２として用いる。
【０１５２】
まず、使用者が、クレアチニン測定デバイス４００の試料導入口１３２に尿を接触させると、試料導入口１３２を通ってクレアチニン測定デバイス４００の試料収容室内に尿が吸引される。試料収容室内における光の照射位置に尿が到達すると、反射率が変化することにより、受光器５０４において検出される反射光強度が変化する。このとき受光器５０４により検出された反射光強度Ａ０は、尿中に試薬層１３０に含まれるクレアチニン測定用試薬が溶解した直後に測定された値であるため、下記（数１）に示すように、尿自身の４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｕ）と１，２−ナフトキノンの４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｑ）との和に相当する。
【０１５３】
【数１】
【０１５４】
次に、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、試料収容室内において反射した光の強度を受光器５０４において測定する。このとき、受光器５０４において検出される反射光強度Ａは、下記（数２）に示すように、尿自身の４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｕ）と、尿中に含まれるクレアチニンと１，２−ナフトキノンとの反応に関与しなかった未反応の１，２−ナフトキノンの４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｑ）との和に相当する。
【０１５５】
【数２】
【０１５６】
そこで、下記（数３）に示すように、反射光強度Ａ０と反射光強度Ａとの差を求めると、尿自身の４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｕ）を含まず、尿中に含まれるクレアチニンと反応した１，２−ナフトキノンの濃度を反映する値となる。
【０１５７】
【数３】
【０１５８】
したがって、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光強度Ａ０と反射光強度Ａとの差との相関を表す検量線に相当する相関データを記憶部３１０にあらかじめ格納しておけば、制御部３０６がその相関データを読み出し、それを参照することにより、受光器５０４において検出された反射光強度Ａ０と反射光強度Ａとの差を尿中のクレアチニン濃度に換算することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の一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
【図２】同実施の形態におけるクレアチニン測定装置の外観を示す斜視図
【図３】同クレアチニン測定装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の他の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
【図５】同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
【図６】同実施の形態における尿中塩分量測定装置の外観を示す斜視図
【図７】同尿中塩分量測定装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の一実施例において１，２−ナフトキノン水溶液及び尿についてについて測定された吸光スペクトルを示すグラフ
【符号の説明】
【０１６１】
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
１３０ 試薬層
１３２ 試料導入口（第１の試料導入口）
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
４００ クレアチニン測定デバイス
５００ クレアチニン測定装置
５０２ 光源
５０４ 受光器
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１の電極
７１４ 第２の電極
７１６ 第３の電極
７１８ 第４の電極
７２２ 第１のリード
７２４ 第２のリード
７２６ 第３のリード
７２８ 第４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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、人間が一日に排泄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排泄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尿毒症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、尿毒症や腎機能の低下の有無を知ることができる。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【０００５】
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。
【０００６】
【化１】
【０００７】
【化２】
【０００８】
【化３】
【０００９】
（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）。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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）。
【特許文献１】米国特許第３７０５０１３号明細書
【特許文献２】特表２００１−５１２６９２号公報
【特許文献３】特開昭６２−２５７４００号公報
【特許文献４】特表２００３−５３３６７９号公報
【特許文献５】米国特許第５４６６５７５号明細書
【特許文献６】特開２００６−３４９４１２号公報
【特許文献７】特開２００５−１１８０１４号公報
【特許文献８】特開昭５５−０２３９９８号公報
【特許文献９】特開昭５４−１５１０９５号公報
【特許文献１０】特開２００３−３２６１７２号公報
【特許文献１１】特開昭６３−０３３６６１号公報
【非特許文献１】サリバン、外１名、「クレアチニンの高特異的テスト」、ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー、１９５８年、第２３３巻、第２号、ｐ．５３０−５３４（Ｓｕｌｌｉｖａｎ，“Ａ Ｈｉｇｈｌｙ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ”，１９５８，Ｖｏｌ．２３３，Ｎｏ．２，ｐ．５３０−５３４）
【非特許文献２】ナラヤナン、外１名、「クレアチニン：レヴュー」、クリニカル ケミストリー、１９８０年、第２６巻、第８号、ｐ．１１１９−１１２６（Ｎａｒａｙａｎａｎ，“Ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ：Ａ Ｒｅｖｉｅｗ”，Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８０，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．８，ｐ．１１１９−１１２６）
【非特許文献３】クーパー、外１名、「４つの尿中クレアチニン測定方法の評価」、クリニカル ケミストリー、１９６１年、第７巻、第６号、ｐ．６６５−６７３（Ｃｏｏｐｅｒ，“Ａｎ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｏｕｒ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｕｒｉｎａｒｙ Ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ”，１９６１，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６，Ｐ．６６５−６７３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
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、キノン化合物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、前記キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【００２３】
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排泄量を反映する値を求める工程をさらに含む。
【００２４】
また、本発明のクレアチニン測定デバイスは、上記の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、キノン化合物を含むクレアチニン測定用試薬とを備える。
【００２５】
また、本発明の尿中塩分量測定デバイスは、上記の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、キノン化合物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。
【００２６】
また、本発明のクレアチニン測定装置は、上記の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光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。
【００２７】
また、本発明の尿中塩分量測定装置は、上記の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光学的に測定する第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排泄量を反映する値を求める演算部を備える。
【発明の効果】
【００２８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の発明者は、クレアチニンと、キノン化合物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、クレアチニンとキノン化合物とが反応して、クレアチニン及びキノン化合物の量が減少し、クレアチニンの酸化物と、キノン化合物の還元物とが生成する。
【００３０】
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キノン化合物を用いることを特徴とする。
【００３１】
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、キノン化合物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、前記キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【００３２】
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、クレアチニンとキノン化合物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。
【００３３】
本発明において用いるキノン化合物として、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）−１８０ｍＶよりも正であるキノン化合物を用いることが好ましい。ｐＨ７、２５℃における酸化還元電位の好ましい上限値は０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）である。キノン化合物のｐＨ７、２５℃における酸化還元電位のより好ましい範囲は、−１００ｍＶ〜０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）である。
【００３４】
キノン化合物としては、下記（化４）の構造式で表される１，２−ナフトキノン（化学式：Ｃ１０Ｈ６Ｏ２）、下記（化５）の構造式で表される５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン（化学式：Ｃ１０Ｈ６Ｏ３）等を用いることができる。ｐＨ７、２５℃における酸化還元電位は、１，２−ナフトキノンが−６０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）であり、５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンが−１８０ｍＶ（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣｌ）である。
【００３５】
【化４】
【００３６】
【化５】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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４〜８に調整されることが好ましい。試料のｐＨが４〜６に調整されることがより好ましい。試料のｐＨが４〜５に調整されることがさらに好ましい。
【００４０】
このようにすると、クレアチニンとキノン化合物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。
【００４１】
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４〜８の範囲内に調整することができる。
【００４２】
また、本発明のクレアチニン測定方法は、工程Ａにおいて、リン酸系緩衝剤が溶解後の試料におけるリン酸系緩衝剤の濃度が５〜１０００ｍＭであることが好ましい。本発明者は、リン酸系イオンの濃度の増加に伴いクレアチニンとキノン化合物との反応の速度が速くなることを見出した。リン酸系緩衝剤の濃度が５ｍＭ以上であれば、十分な反応速度が得られる。また、１０００ｍＭは試料のｐＨを４〜８に調整する緩衝能を有するリン酸系緩衝剤の溶解度の上限である。
【００４３】
また、本発明のクレアチニン測定方法において、前記工程Ｂが、
（Ｄ）前記試料に入射光を照射する工程、及び
（Ｅ）前記試料を透過した透過光または前記試料において反射した反射光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透過光または前記反射光の強度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。
【００４４】
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光学的に容易に求めることができる。
【００４５】
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排泄量を反映する値を求める工程をさらに含む。
【００４６】
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排泄される。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。
【００４７】
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排泄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。
【００４８】
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、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
工程Ｇにおいて求められる尿中への塩分の排泄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）当たりの尿中塩分排泄量、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。
【００５１】
本発明のクレアチニン測定デバイスは、上記の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、キノン化合物を含むクレアチニン測定用試薬とを備える。
【００５２】
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キノン化合物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。
【００５３】
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。
【００５４】
本発明の尿中塩分量測定デバイスは、上記の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、キノン化合物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、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。
【００５５】
本発明のクレアチニン測定装置は、上記の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光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。
【００５６】
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、光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キノン化合物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。
【００５７】
本発明のクレアチニン測定装置は、前記測定部が、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入射する入射光を出射する光源、及び前記試料収容室内を透過した透過光または前記試料収容室内において反射した反射光を検出する受光器を有し、前記演算部が、前記受光器において検出された前記透過光または前記反射光の強度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。
【００５８】
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光学的に容易に求めることができる。
【００５９】
本発明の尿中塩分量測定装置は、上記の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光学的に測定する第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排泄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。
【００６０】
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、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
本発明における光源としては、キノン化合物とクレアチニンとの反応により吸収強度が変化する波長を含む光を出射するものであればよい。光源としては、例えば、ＬＥＤ、レーザ等が挙げられる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
（実施の形態１）
次に、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。
【００６９】
本実施の形態に係るクレアチニン測定デバイス４００は、光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４００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。
【００７０】
第１の基板１０２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。
【００７１】
次に、クレアチニン測定デバイス４００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、キノン化合物である１，２−ナフトキノンを用いている。
【００７２】
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、クレアチニン測定用試薬である１，２−ナフトキノン、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１，２−ナフトキノンの濃度が０．５ｍM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。
【００７３】
次に、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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５００の外観を示す斜視図、図３はクレアチニン測定装置５００の構成を示すブロック図である。
【００７６】
まず、クレアチニン測定装置５００の構成について、図２を参照しながら説明する。
【００７７】
クレアチニン測定装置５００の筐体２０２には、クレアチニン測定装置５００にクレアチニン測定デバイス４００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。
【００７８】
次に、クレアチニン測定装置５００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。
【００７９】
クレアチニン測定装置５００は、筐体２０２内部に、光源５０２、受光器５０４、制御部３０６、計時部３０８、及び記憶部３１０を備えている。
【００８０】
光源５０２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４００の試料収容室内に入射する光を出射する機能を有する。光源５０２から出射される光の波長は、１，２−ナフトキノンとクレアチニンとの反応により吸収強度が変化する波長を選択すればよい。光源５０２としては、例えば、４１０ｎｍを含む波長範囲の光を出射する紫色ＬＥＤを用いる。
【００８１】
受光器５０４は、光源５０２から出射され、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４００の試料収容室内において反射した光を検出する機能を有する。
【００８２】
記憶部３１０には、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度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。
【００８３】
制御部３０６は、上記相関データを参照して、受光器５０４により検出される反射光の強度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。
【００８４】
次に、クレアチニン測定デバイス４００及びクレアチニン測定装置５００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。
【００８５】
まず、使用者がクレアチニン測定デバイス４００の試料導入口１３２と反対側をクレアチニン測定装置５００の測定デバイス取付け部２０８に挿入する。
【００８６】
測定デバイス取付け部２０８にクレアチニン測定デバイス４００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４００の挿入を検知すると、制御部３０６は光源５０２を作動させる。これにより、クレアチニン測定デバイス４００の試料収容室に光源５０２からの光が照射される。
【００８７】
次に、使用者が、クレアチニン測定デバイス４００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４００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。試料収容室内における光の照射位置に到達すると、透過率が変化するため、それに起因して反射光強度の変化を受光器５０４が検出する。
【００８８】
受光器５０４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がタイマーである計時部３０８による計時を開始させる。
【００８９】
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１，２−ナフトキノンが試料中に溶解する。試料中に溶解した１，２−ナフトキノン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還元された１，２−ナフトキノンとが生成する。１，２−ナフトキノンが還元されることにより、試料の吸収スペクトルが変化する。ここで、試料の吸収スペクトルの変化量は、還元された１，２−ナフトキノンの濃度に依存する。
【００９０】
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、試料収容室内において反射した光の強度を受光器５０４において測定する。このとき、受光器５０４において測定される反射光の強度は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
【００９１】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されているクレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す検量線に相当する相関データを読み出し、それを参照することにより、受光器５０４において検出された反射光の強度を試料中のクレアチニン濃度に換算する。
【００９２】
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。
【００９３】
本実施の形態に係るクレアチニン測定デバイス４００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１，２−ナフトキノン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。
【００９４】
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１，２−ナフトキノンを用いる例を示したが、代わりに５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いてもよい。クレアチニン測定用試薬の有効成分として５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いる場合にも、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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、本実施の形態においては、試料の検知後、反射光強度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反射光強度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１，２−ナフトキノン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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
（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。
【０１０２】
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光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日に排泄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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、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。
【０１０５】
一方、第１の基板１０２の第２の面８０２上には、第１の電極７１２、第２の電極７１４、第３の電極７１６、第４の電極７１８、第１の電極７１２と電気的に接続された第１のリード７２２、第２の電極７１４と電気的に接続された第２のリード７２４、第３の電極７１６と電気的に接続された第３のリード７２６、及び第４の電極７１８と電気的に接続された第４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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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２の面８０２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７１２、第２の電極７１４、第３の電極７１６、第４の電極７１８、第１のリード７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４のリード７２８を形成する。第１の電極７１２、第２の電極７１４、第３の電極７１６、及び第４の電極７１８は、それぞれ第１のリード７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４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る。
【０１０８】
次に、第１の基板１０２の第１の面７０２上に、クレアチニン測定用試薬である１，２−ナフトキノン、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１，２−ナフトキノンの濃度が０．５ｍM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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４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、及び第４の端子が設けられている。
【０１１５】
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。
【０１１６】
尿中塩分量測定装置９００は、筐体２０２内部に、光源５０２、受光器５０４、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。
【０１１７】
光源５０２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の試料収容室内に入射する光を出射する機能を有する。光源５０２から出射される光の波長は、１，２−ナフトキノンとクレアチニンとの反応により吸収強度が変化する波長を選択すればよい。光源５０２としては、例えば、４１０ｎｍを含む波長範囲の光を出射する紫色ＬＥＤを用いる。
【０１１８】
受光器５０４は、光源５０２から出射され、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の試料収容室内において反射した光を検出する機能を有する。
【０１１９】
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１のリード７２２及び第４のリード７２８とそれぞれ電気的に接続された第１の端子及び第４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７１２と第４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。
【０１２０】
電圧検出器９０４は、第２の端子及び第３の端子を介して、第２の電極７１４と第３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。
【０１２１】
記憶部３１０には、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す第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排泄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。
【０１２２】
制御部３０６は、第１の相関データを参照して、受光器５０４により検出された反射光の強度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排泄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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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７２２、第２のリード７２４、第３のリード７２６、及び第４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、及び第４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。
【０１２５】
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は光源５０２を作動させる。これにより、尿中塩分量測定デバイス７００の第１の試料収容室に光源５０２からの光が照射される。
【０１２６】
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の試料収容室内における光の照射位置に到達すると透過率が変化するため、それに起因して反射光強度の変化を受光器５０４が検出する。
【０１２７】
受光器５０４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がタイマーである計時部３０８による計時を開始させる。
【０１２８】
また、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１の端子及び第４の端子を介して、第１の電極７１２及び第４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２の電極７１４及び第３の電極７１６との間の電圧（交流電流の実効値）を測定する。
【０１２９】
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。得られた塩分濃度は、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。
【０１３０】
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１，２−ナフトキノンが試料中に溶解する。試料中に溶解した１，２−ナフトキノン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還元された１，２−ナフトキノンとが生成する。１，２−ナフトキノンが還元されることにより、試料の吸収スペクトルが変化する。ここで、試料の吸収スペクトルの変化量は、還元された１，２−ナフトキノンの濃度に依存する。
【０１３１】
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、試料収容室内において反射した光の強度を受光器５０４において測定する。このとき、受光器５０４において測定される反射光の強度は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
【０１３２】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されているクレアチニン濃度と受光器５０４により検出される反射光の強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、受光器５０４において検出された反射光の強度を試料中のクレアチニン濃度に換算する。
【０１３３】
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排泄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排泄量に換算する。
【０１３４】
得られたクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量はディスプレイ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排泄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排泄量は、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。
【０１３５】
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１，２−ナフトキノン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。
【０１３６】
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排泄量を算出しているので、１日当たりの尿中塩分排泄量を精度良く求めることができる。
【０１３７】
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１，２−ナフトキノンを用いる例を示したが、代わりに５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いてもよい。クレアチニン測定用試薬中の有効成分として５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノンを用いる場合にも、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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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１，２−ナフトキノン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。
【０１４０】
また、本実施の形態では、記憶部に、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す第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排泄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、受光器により検出される反射光の強度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）の尿中塩分排泄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、受光器により検出される反射光の強度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排泄量を直接求めることができる。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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排泄量を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。
【０１４３】
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排泄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。
【０１４４】
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。
【実施例】
【０１４５】
（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キノン化合物である１，２−ナフトキノンを用い、クレアチニンを含む試料として尿を用いる場合について示す。
【０１４６】
まず、１００ｍＭのリン酸水素二カリウム水溶液と１００ｍＭ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７に調整した。このようにして得られた１００ｍＭのリン酸系緩衝液（ｐＨ＝７）に１，２−ナフトキノンを濃度が０．１ｍＭとなるよう溶解することにより、１，２−ナフトキノン水溶液を調整した。
【０１４７】
得られた１，２−ナフトキノン水溶液をガラス製のセル容器に入れ、吸光光度計（島津製作所製、型式：ＭｕｌｔｉＳｐｅｃ−１５００）を用いて、２５０〜７５０ｎｍの波長範囲について吸光スペクトルを測定した。次に、尿を別のガラス製セル容器に入れ、同じ吸光光度計を用いて、２５０〜７５０ｎｍの波長範囲について吸光スペクトルを測定した。以上の実験は室温（約２５℃）にて行った。
【０１４８】
測定結果について図８を参照しながら説明する。図８は、１，２−ナフトキノン水溶液及び尿について測定された吸光スペクトルを示すグラフである。図８において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度（任意強度）を示し、線Ａが１，２−ナフトキノン水溶液の吸光スペクトル、線Ｂが尿の吸光スペクトルをそれぞれ示す。
【０１４９】
図８からわかるように、１，２−ナフトキノン水溶液は、約３５０ｎｍを中心とする吸収ピーク及び約４１０ｎｍを中心とする吸収ピークを有する。一方、この約３００〜５００ｎｍに存在する１，２−ナフトキノンの吸収領域において、尿は緩やかな吸収を有するが、尿の吸収の吸光度に比べて、１，２−ナフトキノンの吸収の吸光度の方が有意に大きいことがわかる。この結果から、１，２−ナフトキノンと尿中に含まれるクレアチニンとの反応に伴う１，２−ナフトキノンの吸収の吸光度変化を測定することが可能であることがわかった。
【０１５０】
そこで、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４００及びクレアチニン測定装置５００を用いて、例えば、以下のようにして尿中に含まれるクレアチニン濃度を定量することができる。
【０１５１】
例えば、４１０ｎｍを含む波長範囲の光を出射する紫色ＬＥＤを光源５０２として用いる。
【０１５２】
まず、使用者が、クレアチニン測定デバイス４００の試料導入口１３２に尿を接触させると、試料導入口１３２を通ってクレアチニン測定デバイス４００の試料収容室内に尿が吸引される。試料収容室内における光の照射位置に尿が到達すると、反射率が変化することにより、受光器５０４において検出される反射光強度が変化する。このとき受光器５０４により検出された反射光強度Ａ０は、尿中に試薬層１３０に含まれるクレアチニン測定用試薬が溶解した直後に測定された値であるため、下記（数１）に示すように、尿自身の４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｕ）と１，２−ナフトキノンの４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｑ）との和に相当する。
【０１５３】
【数１】
【０１５４】
次に、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、試料収容室内において反射した光の強度を受光器５０４において測定する。このとき、受光器５０４において検出される反射光強度Ａは、下記（数２）に示すように、尿自身の４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｕ）と、尿中に含まれるクレアチニンと１，２−ナフトキノンとの反応に関与しなかった未反応の１，２−ナフトキノンの４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｑ）との和に相当する。
【０１５５】
【数２】
【０１５６】
そこで、下記（数３）に示すように、反射光強度Ａ０と反射光強度Ａとの差を求めると、尿自身の４１０ｎｍにおける吸光度Ａ（Ｕ）を含まず、尿中に含まれるクレアチニンと反応した１，２−ナフトキノンの濃度を反映する値となる。
【０１５７】
【数３】
【０１５８】
したがって、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光強度Ａ０と反射光強度Ａとの差との相関を表す検量線に相当する相関データを記憶部３１０にあらかじめ格納しておけば、制御部３０６がその相関データを読み出し、それを参照することにより、受光器５０４において検出された反射光強度Ａ０と反射光強度Ａとの差を尿中のクレアチニン濃度に換算することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の一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
【図２】同実施の形態におけるクレアチニン測定装置の外観を示す斜視図
【図３】同クレアチニン測定装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の他の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
【図５】同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
【図６】同実施の形態における尿中塩分量測定装置の外観を示す斜視図
【図７】同尿中塩分量測定装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の一実施例において１，２−ナフトキノン水溶液及び尿についてについて測定された吸光スペクトルを示すグラフ
【符号の説明】
【０１６１】
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
１３０ 試薬層
１３２ 試料導入口（第１の試料導入口）
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
４００ クレアチニン測定デバイス
５００ クレアチニン測定装置
５０２ 光源
５０４ 受光器
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１の電極
７１４ 第２の電極
７１６ 第３の電極
７１８ 第４の電極
７２２ 第１のリード
７２４ 第２のリード
７２６ 第３のリード
７２８ 第４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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）クレアチニンを含む試料と、キノン化合物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、前記キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【請求項２】
前記キノン化合物のｐＨ７、２５℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して−１８０ｍＶよりも正である、請求項１記載のクレアチニン測定方法。
【請求項３】
前記キノン化合物が１，２−ナフトキノンである、請求項１または２に記載のクレアチニン測定方法。
【請求項４】
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を４〜８に調整する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレアチニン測定方法。
【請求項５】
前記工程Ｂが、
（Ｄ）前記試料に入射光を照射する工程、及び
（Ｅ）前記試料を透過した透過光または前記試料において反射した反射光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透過光または前記反射光の強度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１〜４のいずれか１項に記載のクレアチニン測定方法。
【請求項６】
試料として尿を用い、
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排泄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。
【請求項７】
請求項１に記載の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、キノン化合物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。
【請求項８】
前記キノン化合物のｐＨ７、２５℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して−１８０ｍＶよりも正である、請求項７記載のクレアチニン測定デバイス。
【請求項９】
前記キノン化合物が１，２−ナフトキノンである、請求項７または８に記載のクレアチニン測定デバイス。
【請求項１０】
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る、請求項７〜９のいずれか１項に記載のクレアチニン測定デバイス。
【請求項１１】
請求項６に記載の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、キノン化合物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。
【請求項１２】
請求項７に記載の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光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。
【請求項１３】
前記測定部が、
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入射する入射光を出射する光源、及び
前記試料収容室内を透過した透過光または前記試料収容室内において反射した反射光を検出する受光器を有し、
前記演算部が、
前記受光器において検出された前記透過光または前記反射光の強度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１２に記載のクレアチニン測定装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の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光学的に測定する第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排泄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。
【請求項１】
（Ａ）クレアチニンを含む試料と、キノン化合物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、前記キノン化合物とが直接反応して、前記キノン化合物の還元物が生成する工程、
（Ｂ）前記工程Ａにおける前記反応を光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。
【請求項２】
前記キノン化合物のｐＨ７、２５℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して−１８０ｍＶよりも正である、請求項１記載のクレアチニン測定方法。
【請求項３】
前記キノン化合物が１，２−ナフトキノンである、請求項１または２に記載のクレアチニン測定方法。
【請求項４】
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を４〜８に調整する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレアチニン測定方法。
【請求項５】
前記工程Ｂが、
（Ｄ）前記試料に入射光を照射する工程、及び
（Ｅ）前記試料を透過した透過光または前記試料において反射した反射光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透過光または前記反射光の強度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１〜４のいずれか１項に記載のクレアチニン測定方法。
【請求項６】
試料として尿を用い、
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排泄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。
【請求項７】
請求項１に記載の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、キノン化合物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。
【請求項８】
前記キノン化合物のｐＨ７、２５℃における酸化還元電位が、銀−塩化銀電極に対して−１８０ｍＶよりも正である、請求項７記載のクレアチニン測定デバイス。
【請求項９】
前記キノン化合物が１，２−ナフトキノンである、請求項７または８に記載のクレアチニン測定デバイス。
【請求項１０】
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る、請求項７〜９のいずれか１項に記載のクレアチニン測定デバイス。
【請求項１１】
請求項６に記載の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、キノン化合物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。
【請求項１２】
請求項７に記載の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光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。
【請求項１３】
前記測定部が、
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入射する入射光を出射する光源、及び
前記試料収容室内を透過した透過光または前記試料収容室内において反射した反射光を検出する受光器を有し、
前記演算部が、
前記受光器において検出された前記透過光または前記反射光の強度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１２に記載のクレアチニン測定装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の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光学的に測定する第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排泄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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２８１９０６（Ｐ２００９−２８１９０６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３５１２７（Ｐ２００８−１３５１２７）
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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