(57)【要約】  【課題】試料の旋光度を測定することにより試料内の旋光性物質の濃度を測定する濃度測定に於いて、試料中の所望の旋光性物質以外の旋光性物質を除去するのに、イオン交換樹脂や合成吸着剤、活性炭等を充填剤としたフィルターによる除去は有用である。特に、生体試料を測定する場合は、衛生・感染面から、フィルターは測定ごとに取り替え、使い捨てタイプにするのが望ましい。しかし、使い捨てタイプのものにした場合、測定ごとにフィルターを取り替える作業が必要であったり、フィルターを脱着する機構が必要であった。【解決手段】試料の旋光度値から試料濃度を測定する濃度測定装置に、フィルターの内容物を充填するフィルター内容物導入手段を設ける。ユーザーは測定ごとにフィルターを取り替える手間が省ける上に、フィルターの容器は繰り返し使用できるため、環境への負荷が少ない製品を提供することが可能となる。【選択図】図１
2008070183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋光性を利用して試料中に含まれる旋光性物質の濃度を測定する濃度測定装置であって、前記試料中の測定対象物質の旋光度測定を妨げる妨害物質を除去するフィルターを有し、該フィルターの内容物を導入するフィルター内容物導入手段を備えた濃度測定装置。
【請求項２】
前記フィルター内容物導入手段は、前記フィルターの内容物を保存するための保存容器を有しており、該保存容器と前記フィルターの容器とがパイプで連結していることを特徴とする請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項３】
前記フィルターの内容物を廃棄するためのフィルター廃棄手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濃度測定装置。
【請求項４】
前記フィルターの内容物は、イオン交換樹脂、合成吸着剤、活性炭またはそれらを組み合わせたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の濃度測定装置。
【請求項５】
前記試料は尿であり、前記測定対象物質が尿中グルコースであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は旋光性を利用した旋光性物質の濃度測定装置に関するものであり、特に、フィルターを有する濃度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、尿中グルコース測定は試験紙法や酵素電極法のような化学反応による検出方法が広く用いられている。しかし、試験紙を用いる手法では尿を扱わなければならない煩わしさが伴う。また、ＧＯＤ固定化酵素電極法などの酵素法は電極を試料に接触させる必要があり、装置の一部の交換、緩衝液の追加などの処置を行う必要があり、一定期間毎のメンテナンスを必要とする。
【０００３】
一方、旋光度等光学的手法に基づいた尿中グルコース測定は、直接試料に触れることなく測定することが可能であるため、特に部品の交換や消耗品等を必要とせず、長い期間において測定が可能である。また旋光度などを用いる光学的な方式では測定に際してユーザーが尿に触れる危険性もなく、無自覚で測定可能という利点もある。
【０００４】
旋光度より試料中の旋光性物質の濃度を求める方法の原理は式１に基づく。
θ（λ）＝α（λ）・ｃ・Ｌ    (式１)
ここで、θ（λ）は光線の波長をλとしたときの旋光度、α（λ）は光線の波長をλとしたときの旋光性物質の比旋光度、ｃは試料中における旋光性物質の濃度、Ｌは試料の光路長である。式１において、比旋光度α（λ）は旋光性物質固有の係数であり、光線の波長λや温度によって変化する値ではあるが、濃度測定前に既知の値である。また、試料の光路長Ｌも同様に濃度測定前に既知の値であるため、試料に光線を入射したときの旋光度θ（λ）を測定することにより、旋光性物質の濃度ｃを求めることが出来る。
【０００５】
上記の方法により旋光度測定より濃度を求めることは可能である。しかし、実際の測定試料は所望の旋光性物質以外の旋光性物質が混在することが多い。例えば、尿中グルコース測定の場合は、尿中にはタンパク質の一種であるアルブミンや、複数のアミノ酸が排泄される。また、サプリメントの摂取などにより基準値以上のアスコルビン酸が排泄されることもある。そこで、グルコース以外の旋光性物質を除去する必要があり、除去する方法としては化学的な手法と濾過などの物理的な手法が考えられる。
【０００６】
例えば特許文献１のように、電荷を発生させて尿中の浮遊固形物質を局在化させることで除去する方法などが知られている。また、特許文献２にあるように合成吸着剤や活性炭などは、非常に吸着能力が高いため、フィルターとして有効である。また、イオン性物質を除去するためには、イオン交換作用のあるイオン交換樹脂などが有効である。
【０００７】
特に、生体試料を測定する場合は、衛生・感染面から、フィルターは測定ごとに取り替え、使い捨てタイプにするのが望ましい。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０７３５６号公報（図１）
【特許文献２】特開平７−１１６６５８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の方法によりフィルターを用いて、所望の旋光性物質以外の旋光性物質を除去する場合、特に、生体試料を測定する場合は、衛生・感染面から、フィルターは測定ごとに取り替え、使い捨てタイプにするのが望ましい。しかし、使い捨てタイプのものにした場合、測定ごとにフィルターを取り替える作業が必要であったり、フィルターを脱着する機構が必要であったり、また、コスト面、環境面への負荷も大きい。
【００１０】
そこで本発明は上記の課題を解決し、より優れた機能を持った濃度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決するために、本発明による濃度測定装置は、旋光性を利用して試料中に含まれる旋光性物質の濃度を測定する濃度測定装置であって、試料中の測定対象物質の旋光度測定を妨げる妨害物質を除去するフィルターを有し、フィルターの内容物を導入するフィルター導入手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、フィルター内容物導入手段は、フィルターの内容物を保存するための保存容器を有しており、保存容器とフィルターの容器とがパイプで連結していることが好ましい。
【００１３】
また、フィルターの内容物を廃棄するためのフィルター廃棄手段を有していることが好ましい。
【００１４】
また、フィルターの内容物は、イオン交換樹脂、合成吸着剤、活性炭またはそれらを組み合わせたものであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の濃度測定装置における試料は尿であり、測定対象物質が尿中グルコースである場合により有用である。
【００１６】
（作用）
例えば、尿の旋光度を測定することにより尿中グルコース値を測定する濃度測定装置において、タンパク質やアミノ酸等のグルコース以外の旋光性物質を除去するフィルターは、有用である。このフィルターは衛生・感染面から、測定ごとに取り替え、使い捨てにするのが望ましい。しかし、使い捨てタイプのものにした場合、測定ごとにフィルターを取り替える作業が必要であったり、フィルターを脱着する機構が必要であったり、コスト面、環境面への負荷も大きい。そこで、フィルターの内容物を導入するフィルター導入手段を備え付けることで、よりユーザーや環境に配慮した濃度測定装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の説明のように、本発明の濃度測定装置においては、下記に記載する効果を有する。
【００１８】
フィルター内容物導入手段を付加することで、測定ごとにフィルターを取り替える手間が省け、ユーザーにとって、より簡単な操作での測定が可能になる。
【００１９】
また、フィルター内容物導入手段によりフィルター内容物を充填することでフィルターの容器を繰り返し使用できるため、環境への負荷が少ない製品を提供することが可能となる。
【００２０】
また、フィルター内容物導入手段によりフィルター内容物を充填することでフィルターの容器を繰り返し使用できるため、低コストでの装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を用いて本発明の濃度測定装置の最適な実施形態を説明する。
【００２２】
（第一の実施形態）
まず、図１は本発明の第一の実施形態の例である。図１において採取部１は、試料が採取される容器である。採取部１には採取感知センサー２が取り付けられており、試料の有無を感知する。例えば、光による光学的検出や電極による電気的検出方法が考えられる。採取感知センサー２により試料が感知されると、制御回路３に信号が送られる。試料感知の信号を受け、制御回路３は試料送液バルブ４を開き、送液ポンプ５を起動する信号を送る。試料送液バルブ４と送液ポンプ５によって、試料は送液チューブ６を通り、フィルター７を通過する。容器と内容物からなるフィルター7には、試料中の測定対象物質の旋光度測定を妨げる妨害物質を除去する機能をもった吸着剤が充填されている。フィルター７を通り、妨害物質が除去された試料は、旋光度測定セル８へと送液される。旋光度測定セル８に入った試料は、旋光度を測定され、そのデータが制御回路３へ送られる。また、測定終了後の試料は旋光度測定セル８に取り付けられた廃液用ノズル９より、廃棄される。
【００２３】
測定終了後、フィルター７に充填されていた使用済みの内容物は、フィルター７にとりつけられたフィルター内容物廃棄用ノズル２６を通り廃棄される。廃棄が終わり、内容物は空になったフィルター７には、フィルター内容物保存容器２１に保存されていたフィルター内容物が充填される。
【００２４】
例えば、尿中グルコース濃度を測定することを考える。尿中旋光成分には、グルコースだけでなく、アルブミン等のタンパク質、アミノ酸、アスコルビン酸などがある。尿をフィルター７に通すことで、尿中グルコース以外の旋光成分を除去する必要があり、それら妨害物質を除去するには、合成吸着剤や活性炭などの高い吸着能力を持った吸着剤が有効である。また、イオン性の旋光成分はイオン交換樹脂のようなイオン交換作用をもったもので除去するとよい。妨害物質が陰イオン型のアミノ酸（Ｈ2Ｎ−ＣＨＲ−ＣＯＯ-）であり、強塩基性陰イオン交換樹脂で除去する場合の化学式１は以下の通りである。
（化１）
Ｒ−Ｎ・ＯＨ- ＋ Ｈ2Ｎ−ＣＨＲ'−ＣＯＯ-   →                                   
Ｒ−Ｎ・ＣＯＯ-−ＣＨＲ'−ＮＨ2 ＋ＯＨ- 
ここでＲ−Ｎ・ＯＨ-は強塩基性陰イオン交換樹脂を示し、Ｒ'はアミノ酸特有の有機
分子を示す。
【００２５】
フィルター７に充填剤として、合成吸着剤、活性炭、イオン交換樹脂またはこれらを組み合わせたものを用いることで、試料中の測定対象物質の旋光度測定を妨げる妨害物質の除去が可能となる。
【００２６】
次に、図２はフィルター７の詳細図である。フィルター７には、フィルター内容物廃棄用バルブ２４とフィルター内容物廃棄用ポンプ２５とフィルター内容物廃棄ノズル２６から成るフィルター内容物廃棄手段３０が取り付けられている。測定が終了し、フィルターを使い終わると制御回路３がフィルター内容物廃棄用バルブ２４を開き、フィルター内容物廃棄用ポンプ２５を作動させ、フィルター内容物をフィルター内容物廃棄ノズル２６に通して廃棄する。この時、フィルター内容物廃棄用バルブ２２を流水用パイプ２７の方に切り替え、フィルター内容物充填用ポンプ２３を作動させ水を流し、フィルター内に内容物が残らないようにする。
【００２７】
また、フィルター７にはフィルター内容物保存容器２１とフィルター内容物充填用バルブ２２とフィルター内容物充填用ポンプ２３と流水用パイプ２７から成るフィルター内容物導入手段２９が取り付けられている。使用済みのフィルター内容物の廃棄が終わったら、フィルター内容物廃棄用バルブ２４を閉じ、フィルター内容物を充填する。フィルター内容物充填用バルブ２２をパイプによって取り付けられたフィルター内容物保存容器２１の方に切り替え、フィルター内容物充填用ポンプ２３を作動させることで、充填可能である。また、フィルター内容物充填用バルブ２２を内容物保存容器の方だけでなく流水用パイプ２７の方も同時に開けてやることで、内容物と水が同時にフィルター内に入りこむ。フィルターの出口付近には、内容物が出てこないようにする多孔性フリット２８が備え付けてあるため、内容物と水が同時にフィルター内に入り込むと、水は多孔性フリット２８から流れ、内容物のみがフィルター内に残る。このようにすることで、フィルター内に隙間なく充填することができる。
【００２８】
図３は本発明の旋光度測定部における実施形態の例である。図３において例えばレーザダイオードなどの光源３１より出射された光線をコリメートレンズ３２に入射する。コリメートレンズ３２によって平行光となった光線を次に偏光子３３に入射する。偏光子３３によって光線は偏光子３３の透過軸方向に光軸を持つ直線偏光となる。次に偏光子３３を透過してきた直線偏光を電気光学的な旋光度変調素子３４に入射する。図３に示す本実施形態においては、電気光学的な旋光度変調素子３４としてホモジニアス配向の液晶素子３５とλ／４波長板３６を用いている。ここで、液晶素子３５へ印加する電圧を変化させることにより、直線偏光の偏光軸方向を回転させること、すなわち旋光させることが出来る。
【００２９】
旋光度変調素子３４によって旋光度が変調された光線は次に旋光度測定セル８に入射する。ここで、旋光度測定セル８内に試料がある場合、旋光度測定セル８を通過する光線は、試料を通過する際、その試料内の旋光性物質によって未知の変位量だけ旋光する。このときの変位量は上述の式１のように試料内の旋光性物質の濃度、試料を通過する光線の光路長に比例する。
【００３０】
旋光度測定セル８を通過した光線は次に検光子３７に入射する。検光子３７においては、検光子３７の透過軸方向の光成分のみが透過し、光検出器３８の受光部に到達する。光検出器３８は受光した光線の強度を電圧信号として出力するものである。このとき、例えば、検光子３７を回転させる、もしくは旋光度変調素子３４によって直線偏光の旋光度の変調範囲や変調量を変化させるなどの手段を用い、そのときの光検出器３８を観察することによって、試料の旋光度を測定することが出来る。
【００３１】
また、上述の実施形態における電気光学的な旋光度変調手段としては液晶素子とλ／４波長板を用いているが、例えばファラデーセル、光弾性変調子またはポッケルセルなど、その他の素子を用いた場合にも本手法は有効である。
【００３２】
（第二の実施形態）
次に、第二の実施形態について図４を用いて説明する。装置構成の概略及び旋光度を測定する系に関しては、第一の実施形態と同様のものとする。フィルター下部に、取り付けられたフィルター内容物廃棄用ノズル２６は、再生手段４１に繋がっている。再生手段４１では、一度使用したフィルター内容物を再生し、再び使用できる状態にする手段である。
例えば、再生の例として、アミノ酸が吸着し、交換能が飽和状態となった強塩基性陰イオン交換樹脂を再生する場合の化学式２は以下の通りである。この場合の再生剤としては、水酸化ナトリウムなどが考えられる。
（化２）
Ｒ−Ｎ・ＣＯＯ-−ＣＨＲ'−ＮＨ2 ＋ＯＨ-   →
Ｒ−Ｎ・ＯＨ- ＋ Ｈ2Ｎ−ＣＨＲ'−ＣＯＯ- 
ここでＲ−Ｎ・ＯＨ-は強塩基性陰イオン交換樹脂を示し、Ｒ'はアミノ酸特有の有機
分子を示す。
【００３３】
再生剤は、フィルターの中に充填したものの種類によって異なり、他にも、塩酸や塩化ナトリウム溶液などが考えられる。また、再生を行う手法としては、再生剤中に浸水させる方法や再生剤を流す方法などがある。
【００３４】
再生が終了したフィルター内容物は、フィルター内容物保存容器２１に保存され、再び、測定に使用される。
【００３５】
このようにして、内容物を繰り返し使用することで、低コストでより環境に配慮した濃度測定装置の提供が可能になる。また、フィルター内で再生を行わず、一旦、フィルター外に出し再生することで、測定間隔の短い場合の測定にも対応できる。
【００３６】
（第三の実施形態）
次に、第三の実施形態について図５を用いて説明する。装置構成の概略及び旋光度を測定する系に関しては、第一の実施形態と同様のものとする。フィルター内容物保存容器２１を複数個備え、各フィルター内容物保存容器の下には、フィルター内容物調整用バルブ５１を有する。フィルター内容物保存容器を複数個設けることにより、複数種類のフィルター内容物を保存することが可能になる。
【００３７】
例えば、尿の旋光度を測定することにより尿中グルコース値を測定する場合、腎臓疾患を有する患者や代謝疾患者の場合、タンパク質の一種であるアルブミンや、アミノ酸の一種であるヒスチジンのなどの異常排泄が起こりうる。そのような特別な疾患を有するユーザーの測定の場合には、疾患のないユーザーとは異なるフィルターを用いて、旋光度測定を妨げる妨害物質を除去する必要がある。
【００３８】
そこで、フィルター内容物保存容器とバルブを複数個設け、制御回路３によりバルブの開閉を調整することで、フィルター内容物の種類や割合を調整することができ、健常者だけでなく腎臓疾患を有する患者や代謝疾患者の測定にも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一の実施形態における濃度測定装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の濃度測定装置におけるフィルター部の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の濃度測定装置における旋光度測定部の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の第二の実施形態における濃度測定装置の構成の一部を示す概略図である。
【図５】本発明の第三の実施形態における濃度測定装置の構成の一部を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  採取部
２  採取感知センサー
３  制御回路
４  試料送液バルブ
５  送液ポンプ
６  送液チューブ
７  フィルター
８  旋光度測定セル
９  廃液用ノズル
２１  フィルター内容物保存容器
２２  フィルター内容物充填用バルブ
２３  フィルター内容物充填用ポンプ
２４  フィルター内容物廃棄用バルブ
２５  フィルター内容物廃棄用ポンプ
２６  フィルター内容物廃棄用ノズル
２７  流水用パイプ
２８  多孔性フリット
２９  フィルター内容物導入手段
３０  フィルター内容物廃棄手段
３１  光源
３２  コリメートレンズ
３３  偏光子
３４  旋光度変調素子
３５  液晶素子
３６  λ/４波長板
３７  検光子
３８  光検出器
４１  再生手段
５１  フィルター内容物調整用バルブ
【図１】
2008070183.tif 000003
【図２】
2008070183.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008070183.tif 000006
【図５】
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