检体中粒子分析方法、分析装置及分析试剂

具体实施方式

以下说明本发明的实施方式。但本发明并不限定于该实施方式。在该实施方式中，通过将尿检体与指定试剂混合对尿中粒子实施荧光染色来制备样品液。然后由样品液中含有的各粒子检测反映粒子大小的信息及反映粒子染色程度的信息。再通过对这些信息进行分析，将红细胞与其他粒子相区别而计数。

作为检测反映粒子大小的信息及反映粒子染色程度的信息的方法，例如可采用流式细胞术。而作为使上述方法自动进行的装置有流式细胞仪。流式细胞仪具有流动室、激光光源、光电转换元件、信号处理电路，流动室用于使样品液流动；激光光源向流经流动室中的样品液照射激光；光电转换元件接受被激光照射的样品液中的粒子发出的散射光或荧光，再根据光强度将其转变为电信号；信号处理电路提取光电变换元件输出的每种粒子的电信号的信号强度。粒子发出的散射光的强度是反映粒子大小的信息，粒子发出的荧光的强度是反映粒子的荧光染色程度的信息。作为散射光，可举出向正对粒子入射的激光光轴的延长方向或其周边方向散射的光(前向散射光)，或向与正对粒子入射的激光光轴的垂直方向或其周边方向散射的光(侧向散射光)，或向其他角度散射的光。它们均可用作反映粒子大小的信息，但特别优选使用前向散射光。

另外，检测反映粒子大小的信息也可以使用所谓的电阻式的检测器。电阻式检测器使粒子通过施加了电压的细孔时捕捉电阻变化作为电信号。其信号强度因粒子大小(体积)的不同而不同，因此可将之用作反映粒子大小的信息。

若预先确定出红细胞具有的荧光强度及散射光强度(或通过电阻式检测器检测的每种粒子的电信号强度)的范围，通过判定从各粒子检出的信号是否在该范围内可判别该粒子是否是红细胞。

作为用于与检体混合而制备样品液的试剂，可使用含有用于尿检体中粒子染色的荧光色素的染色液，以及含有用于对检体实施荧光染色处理的调整环境的物质的稀释液。通过将检体与稀释液及染色液混合，可制备出分析用样品液。

尿检体中如果出现酵母样真菌，从酵母样真菌检出的前向散射光和荧光的强度会与从红细胞检出的强度重合，如前所述有时会给判别带来困难。为此，通过使稀释液中含有使酵母样真菌和红细胞之间产生荧光染色的染色性差异的物质，使从酵母样真菌和红细胞检出的荧光强度产生差异，可以提高红细胞的判别精度。作为这种物质，可举出损伤酵母样真菌的细胞膜并使细胞内部色素透过性亢进的物质。在不损伤酵母样真菌细胞膜的情况下，荧光色素仅与细胞膜表面结合，而细胞膜有损伤时，荧光色素不仅到达细胞膜表面，而且进入细胞内部与核酸等细胞内物质结合，提高了荧光染色性。此外，损伤酵母样真菌细胞膜并使细胞内部色素透过性亢进的物质必须是不损伤红细胞细胞膜的物质。这是因为红细胞细胞膜损伤时易产生溶血，使红细胞计数变得困难。作为满足上述条件的物质，可举出具有苯环的非离子性有机化合物。例如，可采用苄醇、β-苯乙醇、苯酚、1-苯氧基-2-丙醇、2-苯氧基乙醇等芳香醇，或乙酸苯酯、或2-氨基苯并噻唑、苯并噻唑等苯并噻唑化合物。其中特别优选使用2-苯氧基乙醇。

此外，为提高上述各物质的溶解性，也可以使稀释液中含有MTAB、DTAB、OTAB等表面活性剂。需要说明的是，上述表面活性剂的浓度高的话有可能使红细胞溶血，因此优选采用不使红细胞溶血程度的浓度。

稀释液优选含有用于保持不使红细胞溶血的渗透压及pH范围内的缓冲能力的缓冲剂或渗透压调节剂。稀释液的pH期望为7.0-9.0，优选7.1-8.6，更优选7.1-7.8，进一步优选7.3-7.8的范围。这是因为稀释液的pH超过9.0变成强碱性使红细胞有可能溶血。此外，在酸性区域时，尿检体中的pH变化大则有可能使红细胞受到损伤或使尿中粒子的染色性整体降低。

作为稀释液中含有的缓冲剂可使用现有公知的缓冲剂。例如可举出Tris及MES、Bis-Tris、ADA、PIPES、ACES、MOPSO、BES、MOPS、TES、HEPES、DIPSO、TAPSO、POPSO、HEPPSO、EPPS、Tricine、Bicine、TAPS这样的Good氏缓冲剂等。其中，优选HEPES。浓度则根据所用缓冲剂的缓冲能力，使用稀释尿检体时使pH在一定范围内的浓度。通常为20-500mM，优选50-200mM。

作为稀释液中含有的渗透压调节剂，可使用无机盐类或丙酸盐等有机盐类、糖类等。无机盐类可使用氯化钠、氯化钾、溴化钠等。有机盐类中的丙酸盐可使用丙酸钠、丙酸钾、丙酸铵等。其它有机盐类可使用草酸盐、醋酸盐等。糖类可使用山梨糖醇、葡萄糖、甘露糖醇等。渗透压调节剂的添加以防止红细胞溶血和获得稳定的荧光强度为目的。尿的渗透压分布在50-1300mOsm/kg的宽范围。分析用试剂的渗透压过低时红细胞溶血提早进行，反之分析用试剂的渗透压过高时尿中粒子的损伤变大，因此渗透压优选100-600mOsm/kg，更优选150-500mOsm/kg。

此外，为降低尿中出现的无结晶性盐类(例如磷酸铵、磷酸镁、碳酸钙)的影响，也可使稀释液中含有能使它们溶解的螯合剂。螯合剂只要是脱钙剂、脱镁剂就没有特殊的种类限定。例如，可举出EDTA盐、CyDTA、DHEG、DPTA-OH、EDDA、EDDP、GEDTA、HDTA、HIDA、甲基EDTA(Methyl-EDTA)、NTA、NTP、NTPO、EDDPO等。优选使用EDTA盐、CyDTA、GEDTA。浓度可在0.05-5W/W％的范围下使用，优选0.1-1W/W％。需要说明的是，这里所谓的脱钙剂、脱镁剂是指与钙离子、镁离子结合，形成水溶性化合物的物质。

用于使尿中所含粒子染色的荧光色素例如可使用以下化学式表示的稠合苯衍生物。

[化学式1]

[式中，A表示-O-，-S-或-C(CH₃)₂-，R表示低级烷基，X表示卤素，Y表示-CH＝或-NH-，n表示0或1，B表示

(式中，A和R与上述同义)或被2个低级烷氧基或1个二低级烷基氨基(该低级烷基也可被氰基取代)取代的苯基。]上述低级烷基指碳原子数1-6的烷基，例如可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等。X表示的卤素可举出氟、氯、溴、碘。此外，在B中被2个低级烷氧基取代的苯基是指被2个C_1-3的烷氧基优选C_1-2的烷氧基例如被甲氧基、乙氧基取代的苯基。具体可举出2，6-二甲氧基苯基、2，6-二乙氧基苯基。此外，B中被二低级烷基氨基(该低级烷基也可被氰基取代)取代的苯基是指被C_1-3的烷氨基优选C_1-2的烷氨基取代的苯基。这里该烷基也可被氰基取代。例如包括甲基、乙基、氰甲基、氰乙基等。优选的被二低级烷基氨基(该低级烷基也可被氰基取代)取代的苯基可举出4-二甲氨基苯基、4-二乙氨基苯基、4-(氰乙基甲氨基)苯基等。这种稠合苯衍生物的具体例子可举出化学式3。该色素由日本感光色素研究所(株)购入。

[化学式3]

上述色素为聚甲炔类荧光色素，通过照射波长633nm的红色激光激发荧光。另外，染色液中含有的荧光色素除上述以外，还可根据激发荧光用的激光波长适当选择合适的荧光色素使用。

荧光色素在水溶液中不稳定者居多，因此使荧光色素溶解于水溶性有机溶剂作为染色液使用可以提高荧光色素的保存稳定性。水溶性有机溶剂优选低级烷醇、低级烷二醇或低级烷二醇单低级烷基醚。例如可使用甲醇、乙醇、正丙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等。其中优选乙二醇、二甘醇、三甘醇，考虑到对尿中粒子的影响或粘度等更优选乙二醇。荧光色素期望在分析用样品液中的最终浓度为1-20ppm，优选3-12ppm，更优选3-9ppm的范围使用。

需要说明的是，染色液和稀释液并非要以分开的溶液使用，也可以使稀释液中含有荧光色素，以单一溶液的试剂使用。

图1和图2是显示以通过流式细胞仪测定的含有红细胞和酵母样真菌的尿样品液中的各种粒子的前向散射光强度和荧光强度为坐标轴的二维散点图的模式图。取前向散射光强度为纵轴，取荧光强度为横轴，在该坐标空间中，越往上前向散射光强度越大，越往右荧光强度越大。红细胞计数区R是用于将具有其范围内的前向散射光强度和荧光强度的粒子视作红细胞来计数的区域，各个图中红细胞对应的点的集合在红细胞计数区R内出现。并且酵母样真菌对应的点的集合也示于各图中。

图1表示由现有方法制备的尿样品液获得的二维散点图，酵母样真菌对应的点的一部分进入了红细胞计数区R内。此时，红细胞的计数结果比实际多，难以求出正确的红细胞数。

另一方面，图2表示由本发明方法制备的尿样品液获得的二维散点图，可知酵母样真菌对应的点的出现位置与图1相比向右方移动(图1中酵母样真菌对应的点位置在图2中用虚线表示)，与红细胞计数区R不重合。这是因为通过使酵母样真菌的染色性提高的物质的作用，由酵母样真菌检出的荧光强度变大的缘故。该物质不损伤红细胞的细胞膜，因而不会影响红细胞的检测和计数。

实施例1

以下说明本发明的实施例。该实施例以人尿作为检体，通过应用流式细胞术的尿中粒子分析装置进行尿中红细胞的检测。

检体

本实施例中，以向含有红细胞的人尿中添加了浓度为100个/μ1左右的纯培养的酵母样真菌(光滑假丝酵母，C.glabrata)作为检体。

试剂

尿中粒子分析装置所用的试剂采用以下组成的染色液和稀释液。

染色液

将下式表示的荧光色素溶解在乙二醇中使分析用样品的最终浓度达6ppm，以此作为染色液。

[化学式4]

稀释液

将以下各物质溶解于蒸馏水中作为稀释液。

HEPES……………………………………11.9g/l

丙酸钠………………………………… 5.98g/l

EDTA-3K…………………………………4.0g/l

2-苯氧基乙醇………………………… 7.5g/l

氢氧化钠………………………………pH达7.0的量

尿中粒子分析装置

图3表示本实施例所用尿中粒子分析装置100的外观图。装置前面具备进行各种设定输入和显示输出分析结果的液晶触摸屏101、覆盖后述样品制备部200的盖板102，开关103。图4表示尿中粒子分析装置100的内部构成。装置右侧空间具备负责装置运转和分析处理的控制部400。装置左下空间具备用于检测样品液发出的信号的检测部300。余下的空间具备用于制备样品液的样品制备部200。

以下分别说明样品制备部200、检测部300、控制部400各部。

样品制备部200的构成

图5是表示样品制备部200的说明图。样品制备部200的眼前右侧具备检体放置部221，眼前左侧具备试剂放置部222，内侧具备恒温器223。并且还具备分流装置224。工作者通过打开上述图3所示的盖板102，可以看见图5所示的样品制备部200。在样品制备部200中，检体放置部221配置有装入检体的检体容器225。恒温器223配置有反应容器226。此外，试剂放置部222配置有装入染色液的试剂容器227、装入稀释液的试剂容器231。恒温器223的构成可以使装入反应容器226中的液体在保持规定温度的同时进行振荡搅拌。分流装置224的构成使其前端可以吸入和排出指定量的液体，并且可通过未图示的驱动装置前后、上下、左右移动。样品容器233连接有后述的检测部300的流动室301。

检测部300的构成

图6是表示检测部300构成的说明图。检测部300具备用于样品液流动的流动室301。流动室301具备将被激光照射部分的内部流路被细小地汇集在一起的细孔部302、将样品液朝着细孔部向上方喷射的喷嘴303、鞘液供给口304、排液口305。此外，检测部300具备用于照射激光的激光光源306。激光光源306是射出波长633nm的激光的红色半导体激光光源。半导体激光光源与氩离子激光光源为代表的以往的气体激光光源相比属小型激光光源，并且具有振荡寿命长的优点。检测部300还具备使激光光源306发出的激光向流动室301聚光的聚光器307、接受被激光照射的样品液中的粒子发出的前向散射光并转变成电信号的光电二极管308、将前向散射光向光电二极管308聚光的聚光镜309和针孔310、接受被激光照射的样品液中的粒子发出的荧光并转变成电信号的光电倍增管311、将荧光向光电倍增管311聚光的聚光镜312、滤光片313、针孔314、使由光电二极管308和光电倍增管311输出的电信号增强而作为前方散射光信号和荧光信号向控制部400输出的放大器315、316。

控制部400的构成

图7是表示控制部400的构成、及控制部400和装置各部的关系的框图。控制部400具备存储器401、中央处理器(CPU)402、处理由检测部300送出信号的信号处理电路403、控制尿中粒子分析装置100的装置各部运转的动作控制电路404。存储器401存储涉及由样品液中含有的红细胞或细菌等粒子所得信号的分析的分析程序和控制装置各部工作的控制程序。并且存储通过信号处理电路403处理的数据和由分析程序得到的处理结果。CPU402执行由存储器401读出的分析程序和控制程序，处理、分析检测部300中由样品液检出的信号，并将用于控制装置各部工作的信号送往工作控制电路404。由分析程序得到的分析结果由液晶触摸屏101输出。

以下详细说明尿中粒子分析装置100的工作。图8是表示由控制程序进行尿中粒子分析装置100的整体控制的流程图。工作者按下开关103，启动控制程序，依次执行步骤S1(分析用样品液的制备)、步骤S2(粒子信号的检测)、步骤S3(粒子信号的分析)。由此控制样品制备部200、检测部300、控制部400的各部，自动执行尿中粒子分析装置100的一系列工作。以下说明上述步骤S1、S2、S3中的装置各部的工作。

步骤S1(分析用样品液的制备)

步骤S1为控制样品制备部200，执行分析用样品的制备。步骤S1中样品制备部200的工作用图5来说明。首先，分流装置224从试剂放置部222的试剂容器231吸入稀释液522μl，再从配置在检体放置部221中的检体容器225吸入检体(人尿)180μl。然后将吸入的稀释液和检体分别注入配置在恒温器223中的反应容器226。接着再用分流装置224从试剂放置部222的试剂容器227吸入染色液18μl，注入反应容器226中。然后在恒温器223中在使装有检体、稀释液、染色液的反应容器226内的液温保持在35℃的状态下搅拌10秒，对稀释了的检体实施染色。如此制备的分析用样品液被吸入分流装置224，供给样品容器233。由样品容器233供给的分析用样品液在检测部300的流动室301中流动。

步骤S2(粒子信号的检测)

步骤S2由检测部300控制，从分析用样品液的粒子中检测反映各粒子特征的信号。步骤S2中检测部300的工作用图6说明。当如前所述的样品容器233中供给样品液时，通过未图示的泵和阀的工作将样品液导向喷嘴303。再将样品液从喷嘴303排出到流动室301。与此同时，鞘液从未图示的鞘液容器通过鞘液供给口304供给流动室301。由此，样品液在流动室301内被鞘液包围，并且被细孔部302汇集成细流。通过将样品流微细汇集，能够使样品液中含有的红细胞或细菌等粒子整齐排成一列地流入细孔部302。流经细孔部302的样品液，受到激光光源306射出的激光经聚光器307聚光后的照射。接受激光的样品液中的粒子发出的前向散射光通过聚光镜309聚光。接着通过针孔310的前向散射光被光电二极管308接受，并被光电转换为脉冲状前向散射光信号。接受激光的样品液中的粒子发出的荧光被聚光镜312聚光。然后通过滤光片313、针孔314的荧光被光电倍增管311接受，并被光电转换为脉冲状荧光信号。前向散射光信号和荧光信号分别被放大器315、316放大，输送到控制部400。

步骤S 3(粒子信号的分析)

在步骤S2中通过检测部300检出的前向散射光信号和荧光信号在控制部400中按照图9所示的流程(步骤S31～步骤S34)进行分析。

步骤S31：首先将通过检测部300检出的前向散射光信号和荧光信号输入信号处理电路403。该信号处理电路403分别处理前向散射光信号和荧光信号，将一系列信号波形中超出规定信号强度的部分视为检出了粒子的信号。然后提取出粒子每个的信号强度的峰值。以前向散射光信号的峰值作为前向散射光强度，以荧光信号的峰值作为荧光强度。

步骤S32：将上述步骤S31获得的前向散射光强度和荧光强度作为各个粒子的数据存储在存储器401中。

步骤S33：存储在存储器401中的各个粒子的前向散射光强度和荧光强度的数据通过预先存储在存储器401中的分析程序进行分析。由CPU 402读出而被执行的分析程序的各步骤用图10的流程图来说明。

步骤S331：从存储器401获得与分析用样品中的各粒子相对应的前向散射光强度和荧光强度的数据。

步骤S332：将前向散射光强度和荧光强度的数据在二维坐标空间中展开，作成以前向散射光强度和荧光强度为参数的二维散点图。

步骤S333：在步骤S332中作成的二维散点图中，设定红细胞计数区R。红细胞计数区R是为将具有其范围的前向散射光强度和荧光强度的粒子视为红细胞来计数而设定的区域。红细胞计数区R的坐标数据被预先存储在存储器401中，在本步骤中通过分析程序被读出，应用于二维散点图。予以说明的是，红细胞计数区R的位置是根据由预先镜检等确定为红细胞的尿中粒子获得的前向散射光强度和荧光强度来设定的。

上述步骤S333中作成的一例二维散点图如图11所示。该二维散点图取前向散射光强度为纵轴，取荧光强度为横轴，在该坐标空间中，越往上前向散射光强度越大，越往右荧光强度越大。设定红细胞计数区R。此外样品液中各粒子对应的点的集合在二维散点图上出现。

步骤S334：计数红细胞计数区R内出现的点数。然后根据该点数和分析用样品制备时检体的稀释倍率、以及流经流动室的样品液的体积，计算出每单位量检体中含有的红细胞数。

步骤S335：将上述作成的二维散点图和红细胞计数结果作为分析结果作成用于输出到液晶触摸屏101的数据，将作成的数据存储于存储器401。以上是在步骤S33中通过分析程序执行的步骤。接着，进入图9所示流程的步骤S34。

步骤S34：将上述步骤S335中存储于存储器401的分析结果的数据输出到液晶触摸屏101。图12是表示上述数据输出到液晶触摸屏101的状态的模式图。在液晶触摸屏101中显示二维散点图、红细胞数作为分析结果。

分析结果的例子

图11是将上述检体在尿中粒子分析装置100中分析得到的二维散点图。取前向散射光强度为纵轴，取荧光强度为横轴，在该坐标空间中，越往上前向散射光强度越大，越往右荧光强度越大。红细胞计数区R是用于将具有其范围内的前向散射光强度和荧光强度的粒子视作红细胞来计数而设定的区域，红细胞对应的点的集合在此区域内出现。另一方面可知，酵母样真菌对应的点的集合不落在红细胞计数区R内。

实施例2

作为实施例1的对照，在尿中粒子分析装置100中使用以下组成的稀释液分析尿检体。该稀释液与实施例1使用的稀释液相比，因不含有2-苯氧基乙醇而不同。所用检体、染色液、尿中粒子分析装置与

实施例1相同。

稀释液

将以下各物质溶解于蒸馏水中作为稀释液。

HEPES…………………………….. 11.9g/l

丙酸钠……………………………..5.98g/l

EDTA-3K………………………….  4.0g/l

氢氧化钠……………………………pH达7.0的量

图13表示本实施例所得二维散点图。在本图中可知，酵母样真菌对应的点的集合的一部分进入红细胞计数区R内。比较本实施例2和上述实施例1可见，在上述实施例1中，2-苯氧基乙醇作用于检体中的酵母样真菌而使色素的透过性亢进，酵母样真菌比红细胞具有更大的荧光强度。

实施例3

改变实施例1所用稀释液中氢氧化钠的含量，制成pH不同的4种稀释液。包括实施例1所用稀释液在内，将它们作为pH分为5个不同等级的稀释液1-5(稀释液1：pH7.0、稀释液2：pH7.1、稀释液3：pH7.3、稀释液4：pH7.8、稀释液5：pH8.6)。使用上述稀释液进行尿检体分析。检体采用不含红细胞的人尿中添加浓度为100个/μl左右的纯培养的酵母样真菌(C.glabrata)。所用染色液、尿中粒子分析装置与实施例1相同。在使用各稀释液的分析中，算出酵母样真菌所获荧光信号强度的平均值。其结果示于下述表1中。予以说明的是，荧光强度的值是将图11或图13所示由尿中粒子分析装置100得到的二维散点图中横轴的最小值设为0、最大值设为255时的相对值。

                            表1

表1中，稀释液的pH在7.0-8.6的中性至弱碱性的范围，碱性越强，酵母样真菌的荧光染色性越大。由此，通过选择提高酵母样真菌的荧光染色性而使其与红细胞的荧光强度的差异变大的pH，使两者的判别更加准确。

实施例4

在实施例1所用的稀释液中，制备使用其它物质代替作为作用于酵母样真菌而使色素透过性亢进的物质而含有的2-苯氧基乙醇的稀释液。使用上述稀释液进行尿检体分析。所用检体、染色液、尿中粒子分析装置与实施例3相同。在使用各稀释液的分析中，算出酵母样真菌所获荧光信号强度的平均值。代替2-苯氧基乙醇而含于稀释液中的物质及酵母样真菌所获得的荧光信号强度的平均值示于下述表2中。此外，各物质在稀释液中的浓度均为1.0wt％。荧光强度的值与实施例3相同，是将图11或图13所示由尿中粒子分析装置100得到的二维散点图中横轴的最小值设为0、最大值设为255时的相对值。

                 表2

予以说明，根据本发明人等的实验，在使用不含有表2举出之类的使酵母样真菌的荧光染色性提高的物质的稀释液的场合，酵母样真菌所获得的荧光信号强度的平均值为20～50左右。因此可知，通过使稀释液中含有表2举出的各物质，可以大大提高酵母样真菌的荧光染色性。通过在荧光染色所用的荧光色素，或与其它试剂中的各物质的组合中，从上述各物质中选择适当的物质使用，使酵母样真菌和红细胞的荧光强度的差异变大，两者的判别变得更加准确。

上述各实施例中，对于提高酵母样真菌的荧光染色性以提高红细胞的判别精度来说，该技术即使在连串的葡萄球菌存在于检体而阻碍红细胞的判别的场合也能够应用。葡萄球菌的细胞一个一个均比红细胞小，故通常不会影响红细胞的判别，但葡萄球菌连成串时，外观尺寸变大，与红细胞的大小重合，有时难以正确判断。此时，通过使用上述已说明的试剂提高葡萄球菌的荧光染色性，能够精度更好地判别出红细胞。

此外，上述实施例中采用尿作为检体，但本发明并不限定于此。例如也可以采用以下物质作为检体：脑脊液、关节液、淋巴液、胸水、腹水、喀痰、咽喉粘液或鼻腔粘液等粘液、气管洗涤液等洗涤液、尿道分泌物或阴道分泌物等分泌物、创口浸出液或脓浸出液等浸出液。