説明

成分測定装置及び成分測定方法

【課題】検体の個体差を低減しつつ、界面活性剤によるセンシング膜の崩壊を防ぐことが可能な成分測定装置及び成分測定方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係る成分測定装置は、界面活性剤を含む溶液を保持する第1のタンクと、被測定対象成分を含む溶液を保持する第2のタンクと、被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を保持する第3のタンクと、前記第1乃至第3のタンクから供給される溶液を混合する混合部とを備え、前記混合部は前記第1のタンクから供給される溶液と前記第2のタンクから供給される溶液とを混合して第1の混合液を作製した後に、前記第1の混合液と前記第3のタンクから供給される溶液とを混合して第2の混合液を作製する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、成分測定装置及び成分測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、有機樹脂層(以下、光導波路層という)上に被測定物の濃度に応じて発色反応する機能膜(以下、センシング膜という)を形成し、光導波路層を全反射しながら伝播する光のエバネッセント波をセンシング膜に吸収させ、その吸収率から被測定物の濃度を測定する光導波路型バイオケミカルセンサチップが知られている。被測定物を含む検体溶液が例えば血液である場合、血液中に含まれる脂質やタンパクなどが被測定物に吸着して、反応速度を低下させることがある。これは検体の個体差により、個々の検体によって反応速度がばらつき、その結果測定誤差の原因となる。そこで、特許文献1に記載の抗体チップでは、検体中の不純物による抗原抗体反応阻害を抑制するために、抗体固定化層にNaClや微量の界面活性剤を塗布する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−224524号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、脂質やタンパクなどの影響を抑制するためには高濃度の界面活性剤が必要であり、上記光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜は、界面活性剤により崩壊してしまう可能性がある。本発明の実施形態の目的は、検体の個体差を低減しつつ、界面活性剤によるセンシング膜の崩壊を防ぐことが可能な成分測定装置及び成分測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に係る成分測定装置は、界面活性剤を含む溶液を保持する第1のタンクと、被測定対象成分を含む溶液を保持する第2のタンクと、被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を保持する第3のタンクと、前記第1乃至第3のタンクから供給される溶液を混合する混合部とを備え、前記混合部は前記第1のタンクから供給される溶液と前記第2のタンクから供給される溶液とを混合して第1の混合液を作製した後に、前記第1の混合液と前記第3のタンクから供給される溶液とを混合して第2の混合液を作製する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】実施形態に係る成分測定装置を示す図である。
【図2】同実施形態における光導波路型バイオケミカルセンサチップの断面図である。
【図3】同実施形態における被測定対象物の測定方法を説明する図である。
【図4】同実施形態に係る測定方法を用いた場合の複数検体の吸光度変化を示す図の一例である。
【図5】比較方式を用いた場合の複数検体の吸光度変化を示す図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0008】
図1は、本実施形態に係る成分測定装置を示す図である。本実施形態に係る成分測定装置100は、界面活性剤タンク(第1のタンク)101、検体タンク(第2のタンク)102、試薬タンク(第3のタンク)103、混合部104、チップ支持部105、ノズル106を含む。
【0009】
界面活性剤タンク101は、界面活性剤を保持している。成分測定装置100は、後述する測定手順に従って、界面活性剤タンク101から混合部104に界面活性剤を供給する。ここで界面活性剤とは、少なくとも1種類の界面活性剤を含む溶液、あるいは、界面活性剤と同等の効果を有する物質を含む溶液であってもよい。界面活性剤と同等の効果とは、検体溶液中の脂質やタンパク質を被測定対象成分から遊離させる効果である。界面活性剤は、例えば非イオン性界面活性剤である。また、界面活性剤はカチオン性界面活性剤でもよいし、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤でもよい。界面活性剤タンク101に保持されている界面活性剤は、脂質やタンパク質を除去するのに十分なほどの高濃度である。
【0010】
検体タンク102は、検体溶液を保持している。成分測定装置100は、後述する測定手順に従って、検体タンク102から混合部104に検体溶液を供給する。検体溶液は、被測定対象成分を含んでいる。検体は例えば血液であり、被測定対象成分は例えばALTなどの酵素である。
【0011】
試薬タンク103は、試薬を保持している。成分測定装置100は、後述する測定手順に従って、試薬タンク103から混合部104に試薬を供給する。試薬は例えばL-アラニンやα-ケトグルタル酸を含む。あるいは、別の試薬としてピルビン酸を酸化して過酸化水素を生成するための酵素であるピルビン酸オキシダーゼや、過酸化水素と色素との発色反応を触媒するペルオキシダーゼ、あるいは色素等が含まれる。図1では、試薬タンク103は1個のみ示しているが、複数種類の試薬を用いる場合には、試薬タンク103を複数個備えていてもよい。
【0012】
混合部104は、後述する測定手順に従って、界面活性剤タンク101、検体タンク102、試薬タンク103から供給される溶液を攪拌し、混合する。
【0013】
チップ支持部105は、後述する光導波路型バイオケミカルセンサチップを支持する。
【0014】
ノズル106は、混合部104にて混合した溶液を、チップ支持部105に支持された光導波路型バイオケミカルセンサチップに滴下する。
【0015】
次に、本実施形態に係る光導波路型バイオケミカルセンサチップについて説明する。図2は本実施形態に係る光導波路型バイオケミカルセンサチップの断面図である。本実施形態に係る光導波路型バイオケミカルセンサチップは、センシング膜の形成エリアを規定する枠1と、光導波路層2、基板3、一対のグレーティング4および5、センシング膜6を含む。光導波路層2は有機材料で形成された膜である。基板3は例えばガラスである。一対のグレーティング4および5は高屈折率の材料から形成され、光を所望の角度に回折させる。センシング膜6は、被測定物と反応して発色する。また、図示しないが、本実施形態においては基板3の裏面側(光導波路層が形成される面と反対の面)から光を入射する。入射された光は、グレーティング4で回折した後、光導波路層2内を伝播する。その後、伝播した光は、グレーティング4と対向して形成されているグレーティング5で再度回折され、基板3の裏面側に透過する。この透過光をフォトダイオード(図示せず)で検出することで、光の吸収率を測定する。その吸収率から被測定物の濃度を測定する。
【0016】
次に、本実施形態に係る成分測定装置100における被測定対象物の測定方法について説明する。図3は、本実施形態における被測定対象物の測定方法を説明する図である。
【0017】
まず、ステップS301において、成分測定装置100は、界面活性剤と検体溶液とを混合し、第1の混合液を作製する。具体的には、成分測定装置100は、界面活性剤タンク101から所定の量の界面活性剤を混合部104に供給する。同様に、成分測定装置100は、検体タンク102から所定の量の検体溶液を混合部104に供給する。その後、混合部104は、界面活性剤が加えられた検体溶液を攪拌し、混合する。これにより、検体溶液中の脂質やタンパク質が界面活性剤の効果によって被測定対象成分から遊離する。
【0018】
続いて、ステップS302において、成分測定装置100は、ステップS301にて作製した第1の混合液に所定の試薬を加え、第2の混合液を作製する。具体的には、成分測定装置100は、試薬タンク103から所定の量の界面活性剤を混合部104に供給する。その後、混合部104は、試薬と第1の混合液を攪拌し、混合する。これにより、第1の混合液が試薬によって希釈され、界面活性剤の濃度が低下する。界面活性剤の濃度は、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜6を崩壊させないレベルにまで低下させることが好ましい。成分測定装置100は、センシング膜6を崩壊させない濃度としてあらかじめ所定の値を保持しておき、第2の混合液の濃度が所定の値と一致するように、混合部104において第2の混合液の濃度を測定しながら試薬を加えていってもよい。あるいは、第2の混合液の濃度が所定の値となるように、ステップS302において加える試薬の量をあらかじめ計算しておき、その量の試薬を第1の混合液に加えることで界面活性剤の濃度が所望となる第2の混合液を作製してもよい。
【0019】
次に、ステップS303において、ステップS302において作製した第2の混合液を、ノズル106を介して、チップ支持部105に支持された光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜6に滴下する。これにより、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜6において色素の発色反応が生じ、被測定対象物の濃度を測定することができる。
【0020】
本実施形態によれば、第2の混合液において界面活性剤の濃度を希釈しているので、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜6を崩壊させることなく、被測定対象物の濃度を測定することができる。また、第1の混合液において高濃度の界面活性剤と混合しているため、脂質やタンパクなどを被測定物から遊離させることができ、吸着による検体個体差を低減することができる。
【0021】
図4に、本実施形態の測定方法を用いて、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜6に第2の混合液を導入した場合の、導入後30秒から60秒までの吸光度変化を計測した結果を示す。実験では、市販の標準血清(リキッドノーマルおよびリキッドアブノーマル)に濃度0.1%の界面活性剤を添加し、その後、界面活性剤の濃度が0.01%になるよう試薬を添加して希釈し、第2の混合液を作製した。試薬としては、L-アラニン、α-ケトグルタル酸およびピルビン酸オキシダーゼをそれぞれ最終濃度で200mM、10mMおよび7000U/Lとなるように混合した。図4の横軸は、酵素(ALT)活性値である。ブランク(ALT活性=0[U/L])については、血清の代わりに同量の生理食塩水を加えた溶液を用いた。
【0022】
図4より、ALT活性値に対する検量線を得ることができていることがわかる。すなわち、本実施形態の測定方法を用いると、界面活性剤が存在していてもセンシング膜6が崩壊せずに、被測定対象物を測定できている。
【0023】
同様に、図5に、上記の条件において界面活性剤を加えていない溶液を、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜6に導入した場合(比較方式という)の、導入後30秒から60秒までの吸光度変化を計測した結果を示す。
【0024】
図4及び図5を比較すると、図4のプロットの方が図5のプロットよりもばらつきが少ないことがわかる。つまり、本実施形態の測定方法では、界面活性剤を検体溶液に添加することにより、同じALT活性値における個々の検体による感度差が低減している。
【0025】
これらの結果から、本実施形態の測定方法を用いると、測定感度の検体の個体差を低減しつつ、界面活性剤によるセンシング膜の崩壊を防ぎ、被測定対象物の濃度を測定することが可能であるといえる。
【0026】
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0027】
100・・・成分測定装置
101・・・界面活性剤タンク
102・・・検体タンク
103・・・試薬タンク
104・・・混合部
105・・・チップ支持部
106・・・ノズル
1・・・枠
2・・・光導波路層
3・・・基板
4,5・・・グレーティング
6・・・センシング膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】
界面活性剤を含む溶液を保持する第1のタンクと、
被測定対象成分を含む溶液を保持する第2のタンクと、
被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を保持する第3のタンクと、
前記第1乃至第3のタンクから供給される溶液を混合する混合部と
を備え、
前記混合部は前記第1のタンクから供給される溶液と前記第2のタンクから供給される溶液とを混合して第1の混合液を作製した後に、
前記第1の混合液と前記第3のタンクから供給される溶液とを混合して第2の混合液を作製する
ことを特徴とする成分測定装置。
【請求項2】
被測定対象成分を検出する光導波路型バイオケミカルセンサチップを支持するための支持部を更に備え、
前記混合部は前記第2の混合液を前記チップ支持部に支持された光導波路型バイオケミカルセンサチップに供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の成分測定装置。
【請求項3】
前記第2の混合液における前記界面活性剤の濃度は、前記第1の混合液における界面活性剤の濃度よりも低い
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体記憶装置。
【請求項4】
界面活性剤を含む溶液と被測定対象成分を含む溶液とを混合して第1の混合液を作製する工程と、
前記第1の混合液に被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を添加することによって前記界面活性剤の濃度を希釈し、第2の混合液を作製する工程と
を含むことを特徴とする成分測定方法。
【請求項5】
前記第2の混合液を、被測定対象成分を検出するための光導波路型バイオケミカルセンサチップに供給する工程
を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の成分測定方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−189341(P2012−189341A)
【公開日】平成24年10月4日(2012.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−50840(P2011−50840)
【出願日】平成23年3月8日(2011.3.8)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】