WO1997018470A1 - Method and apparatus for urinalysis, method of measuring optical rotation and polarimeter - Google Patents

Description

明 細 書 発 明 の 名 称

尿 検 査 方 法、 尿 検 査 装 置、 旋光 度 の 測 定 方 法 お よ び 旋 光 計 技 術 分 野

本 発 明 は、 溶 液 に お け る、 溶 質 の 同 定、 純 度 検 定、 濃 度 決 定 等 に 使 用 可 能 な 旋 光 度 測 定 方 法 お よ び こ れ を 用 い た 旋 光 計 に 関 す る も の で あ り、 特 に 人 を は じ め と す る 動 物 カヽ ら 採 取 し た 尿 の 旋 光度 を 測 定 し、 尿 中 の グ ル コ ー ス 蛋 白 質 等 の 濃 度 を 検 査 す る 尿 検 査 方 法 お よ び 尿 検 査 装 置 に 関 す る も の で あ る。 背 景技 術

健 常 な 成 人 は、 1 日 当 た り 通 常 1 0 0 0 〜 1 5 0 0 m 1 の 尿 を お ^ 出 す る。 こ の う ち、 固 形 分 の 総 量 は 5 0 〜 7 0 g で あ る。 こ の 固 形 分 の お よ そ 2 5 g 前 後 力 塩 化 ナ ト リ ウ ム、 塩 化 カ リ ウ ム、 リ ン 酸 を 主 と す る 無 機 物 で、 ほ と ん どが イ オ ン ィヒ し た 状 態 で 溶 解 し て い る。 残 り が 有 機 物 で、 尿 素 お よ び 尿 酸 を 主 と す る 力^ 僅 か な が ら、 糖 や 蛋 白 質 も 存 在 す る。 こ れ ら の 尿 中 の 糖 や 蛋 白 質 の 濃 度 は、 健 康 状 態 を 反 映 す る。

尿 中 に 含 ま れ る 糖、 す な わ ち グ ル コ ー ス は、 1 R 当 た り 通 常、 0 . 1 3 〜 0 . 5 g、 尿 中 に 排 出 さ れ る。 こ れ と 尿 量 か ら、 濃 度 即 ち 尿 糖 値 を 概 算 す る と、 平 均 的 に は お よ そ 5 0 m g ノ d l 以 下 で あ る。 糖 尿 痫 の 場 合、 こ れ が 数 百 m g Z d 1 に な り、 中 に は 数 千 m g Z d 1 に 達 す る こ と も あ る。 即 ち、 正 常 値 に 対 し て、 お よ そ 1 〜 2 桁 程 度 に ま で 増 加 す る こ と 力 あ る。

一 方、 尿 中 に 含 ま れ る 蛋 白 質、 す な わ ち ア ル ブ ミ ン は、 通 常、 グ ル コ ー ス よ り 更 に 少 な く、 3 〜 6 0 m g 尿 中 に 排 出 さ れ る。 尿 量 か ら 換 算 す る と、 尿 中 で の 濃 度 は、 平 均 的 に は お よ そ 6 m g Z d I 以 下 で あ る。 腎 臓 疾 患 が 存 在 す る と き、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 は 1 0 O m g / d 1 以 上 に な る。 即 ち、 正 常 値 に 対 し て お よ そ 1 桁 以 上 増 加 す る こ と も あ る。

従 来、 こ の よ う な 尿 中 の 糖 や 蛋 白 質 の 検 査 方 法 と し て は、 試 薬 を 含 浸 し た 試 験 紙 を 尿 に 浸 し、 こ れ の 呈 色 反 応 を 分 光 測 定 機 等 に よ つ て 観 測 し て い た。

し カヽ し な 力 ら、 こ こ で使 用 さ れ る 試 験 紙 は、 糖、 蛋 白 質 等 の 個 々 の 検 査 項 目 に 応 じ て そ れ ぞ れ 別 個 の も の が 必 要 と さ れ て い た。 ま た、 1 回 の 検 査 ご と に 新 た な 試 験 紙 が 必 要 な た め、 ラ ン ニ ン グ コ ス ト 力 高 く な る と い う 欠 点 力 あ っ た。 更 に、 省 力 化 の た め の 自 動 ィ匕 に も 限 界 力、' あ る ま た、 家 庭 に お い て 使 用 さ れ る 垛 合 は、 素 人 に 試 験 紙 の 設 定 及 び 交 換 を 要 求 す る こ と に な る。 こ の 作 業 は、 比 較 的 嫌 わ れ る た め、 尿 検 査 装 置 の 家 庭 へ の 普 及 を 妨 げ て い た。

次 に、 従 来 の 旋 光 計 に つ い て 説 明 す る。 従 来 の 旋 光 計 に は、 以 下 に 述べ る 問 題 点 力 あ つ た。

従 来 の 旋 光 計 の 例 を 図 2 0 に 示 す。

図 2 0 に お い て、 光 源 1 2 1 は、 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ、 ン ス フ イ ノレ タ、 レ ン ズ、 ス リ ッ ト 等 に よ っ て 構 成 さ れ、 波 長 5 8 9 n m の ナ ト リ ウ ム の D 線 力、 ら な る 略 平 行 光 を 投 射 す る。 光 源 1 2 1 よ り 投 射 さ れ た 光 の 進 行 方 向 に は、 偏 光 子 1 2 2 力 、 光 源 1 2 1 よ り 投 射 さ れ た 光 の う ち、 透 過 軸 に 一 致 し た 振 動 面 を 有 す る 特 定 方 向 成 分 の み を 透 過 さ せ る よ う に 配 さ れ て い る。 偏 光 子 1 2 2 を 透 過 し た 光 の 進 行 方 向 に は、 被 検 試 料 を 保 持 す る サ ン プ ル セ ル 1 2 3 力 配 さ れ て い る。 さ ら に 同 方 向 に は、 検 光 子 1 2 4 カ^ 偏 光 子 1 2 2 と 同 様 に 特 定 方 向 成 分 の み を 透 過 さ せ る よ う に 配 さ れ て い る。 検 光 子 ロ ー テ 一 夕 1 2 5 は、 コ ン ピ ュ ー タ 1 2 7 の 制 御 に よ り 検 光 子 1 2 4 を 光 源 1 2 1 よ り 投 射 さ れ た 光 の 進 行 方 向 と 平 行 な 軸 で 回 転 さ せ る。 光 セ ン サ 1 2 6 は、 光 源 1 2 1 よ り 投 射 さ れ- 偏 光 子 1 2 2、 サ ン プ ル セ ル 1 2 3 お よ び 検 光 子 1 2 4 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る。 コ ン ピ ュ ー タ 1 2 7 は、 検 光 子 ロ ー テ 一 タ 1 2 5 を 制 御 す る と と も に、 光 セ ン サ 1 2 6 の 信 号 を 記 録解 析 す る。

こ の 従 来 例 の 原 理 を 図 2 1 を 参 照 し て 説 明 す る。 図 中、 横 軸 は 偏 光 子 1 2 2 を 透 過 す る 光 の 振 動 面 お よ び 検 光 子 1 2 6 を 透 過 す る 光 の 振 動 面 の な す 相 対 角 度 で あ る。 た だ し、 こ の 2 つ の 振 動 面 の な す 角 度 が 7Γ / 2 と な る と き、 す な わ ち 直 交 ニ コ ル の 状 態 の と き を 6> = 0 と す る。 縦 軸 は 光 セ ン サ 1 2 6 の 出 力 信 号 に 基 づ く 光 セ ン サ 1 2 6 に 到 達 し た 光 の 強 度 I を 示 す。 な お、 実 線 は 被 検 試 料 が 旋 光 性 を 示 さ な い 場 合 の 出 力 信 号 を 示 す。 こ の と き、 0 と 1 の 関 係 は 以 下 の 式 （ 1 ) に 示 さ れ る。 た だ し、 サ ン プ ル セ ル 1 2 3 お よ び検 光 子 1 2 2 の 透 過 損 失 お よ び 参 照 損 失 は 無 視 す る も の と す る。

I = T x I o X (cos ^ ) ² ( 1 )

こ こ で、

T ： 被 検 試 料 の 透 過 率

I 。 ： 被 検 試 料 へ の 入 射 光 強 度

式 （ 1 ) よ り 明 ら 力、 な よ う に、 I は e の 変 化、 β[1 ち 検 光 子 1 2 6 の 回 転 に 伴 い 変 ィヒ し、 7 ご と に I が最 小 と な る 消 光 点 が 現 れ る。

一 方、 被 検 試 料 が 旋 光性 を 示 し、 そ の 旋 光 度 = α の 場 合 は、 図 2 1 の 点 線 で 示 さ れ、 式 （ 2 ) の 様 に な る。

I = T x I 。 x {cos( e — α ) } ² ( 2 ) こ れ 力、 ら わ か る よ う に、 旋 光 性 を 有 す る 被 検 試 料 は、 旋 光 性 を 有 さ な い 被 検 試 料 に 比 べ て、 消 光 点 の 現 れ る 角 度 が α ず れ る。 こ の 消 光 点 の 現 れ る 灼 度 の ず れ α を コ ン ピ ュ ー 夕 1 2 7 に よ っ て 見 い だ す こ と に よ っ て、 旋 光 度 が 測 定 さ れ る。

し 力、 し、 こ の 方 法 に よ れ ば、 変 調 成 分 が 存 在 し な い た め、 光 セ ン サ 1 2 6 の 出 力 信 号 の S / N が あ ま り 良 く な く、 消 光 点 の 位 置 を 正 確 に 把 握 し に く い。 従 っ て、 ひ が 小 さ い 被 検 試 料 を 高 精 度 に 測 定 す る こ と は 難 し い。 そ こ で、 消 光 点 の 位 置 の 把 握 精 度 を 向 上 す る た め に、 図 2 2 に 示 す 旋 光 計 も 使 用 さ れ る。 図 2 2 に お い て、 光 源 1 4 1 は、 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ、 ノ ン ド ノ、⁰ ス フ イ ノレ 夕、 レ ン ズ、 ス リ ッ ト 等 に よ っ て 構 成 さ れ、 波 長 5 8 9 n m の ナ ト リ ウ ム の D 線 カヽ ら な る 略 平 行光 を 投射 す る。 光 源 1 4 1 よ り 投 射 さ れ た 光 の 進 行 方 向 に は、 偏 光 子 1 4 2 お よ び 検 光 子 1 4 4 力 被 検 試料 を 保 持 す る サ ン プ ル セ ル を 挟 ん で、 い ず れ も 透 過 軸 の 方 向 を 光 源 1 4 1 よ り 投 射 さ れ た 光 の 進 行 方 向 と 一 致 さ せ て 配 さ れ て い る。 検 光 子 ロ ー テ 一 夕 1 4 5 は、 コ ン ピ ュ ー タ 1 4 7 の 制 御 に よ り、 検 光 子 1 4 4 を そ の 透 過 軸 を 回 転 軸 と し て 回 転 さ せ る。 光 セ ン サ 1 4 6 は、 光 源 1 4 1 よ り 投 射 さ れ、 偏 光 子 1 4 2、 サ ン プ ル セ ル 1 4 3 お よ び 検 光 子 1 4 4 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る。 コ ン ピ ュ ー タ 1 4 7 は、 検 光 子 口 — テ 一 夕 1 4 5 を 制 御 す る と と も に、 光 セ ン サ 1 4 6 の 信 号 を 記 録 解 析 す る。 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 1 5 1 は、 偏 光 方 向 を 扳 動 さ せ る。 信 ^ 発 生 器 1 5 2 は、 光 フ ァ ラ デ 一 変 調 器 1 5 1 を 駆 動 す る。 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 1 4 3 は. 光 セ ン サ 1 4 6 の 出 力 信号 を 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 1 5 1 の 振 動 変 調 信 号 を 参 照 し て 位 相 敏 感 検 波 す る。

こ の 旋 光 計 の 動 作 原 理 を 図 2 3 を 用 い て 以 下 に 説 明 す る。

図 2 3 に お い て、 横 軸 及 び 縦 軸 は、 図 2 1 と 同 じ く、 そ れ ぞ れ 0 及 び I で、 消 光 点 付近 を 拡 大 し て 示 し て い る ₍ 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 1 5 1 に よ っ て、 偏 光 方 向 を 振 幅 = s9cs/96drALd 0卜 o.

mi

CD

G

Θ

e 寸

LO

e

0 ^ - 0 ^ =

¾ Q¾り¾ u ,。。 振 動 変 調 信 号 を 参 照 信 号 と し て 口 ッ ク イ ン ア ン プ で 位 相 敏 感 検 波 す る と、 角 周 波 数 ω 成 分、 す な わ ち 次 の 式 （ 7 ) に 示 す S を 取 り 出 す こ と が で き る。

S = T x l ₀ x 2 x ( /3 - a ) X (5 ( 7 ) こ の S は、 /3 = α の 時 の み ゼ ロ に な り、 こ の 点 力く 消 光 点 で あ る。 す な わ ち、 検 光 子 を 回 転 さ せ て S を 掃 引 し、 S 力く ゼ ロ に な る と き の 力 旋 光 度 ひ で あ る。

以 上 の 様 に、 偏 光 方 向 を 変 調 す る こ と に よ っ て、 こ の 変 調 周 波 数 成 分 の 信 号 の み を 光 源 強 度、 電源 の 揺 ら ぎ、 輻 射 等 の ノ イ ズ か ら 分 離 し て、 選 択 的 に 取 り 出 す こ と 力 で き、 S / N の 高 い 信 号 S を 得 る こ と 力く で き る。 こ の S 力、 ら、 正 確 に 消 光 点 を 導 き だ す こ と が で き、 高 精 度 に 旋 光 度 ひ を 測 定 で き る。

し 力、 し な 力 ら、 こ の よ う な 旋 光 計 は、 検 光 子 の 回 転 手 段 や 変 調 器 を 必 要 と す る こ と か ら 装 置 の 構造 が複 雑 に な る た め、 低 価 格 化 や 信 頼 性 の 向 上 に 限 界 が あ る。 発 明 の 開 示

本 発 明 は、 こ れ ら の 課 題 を 考 慮 し て、 試 験 紙等 の 消 耗 品 を 使 用 す る こ と な く、 維 持 管 理 が 容 易 な 尿 検 杏 方 法 を 提 供 す る こ と を 目 的 と す る。 さ ら に、 信 頼 性 が 高 く 、 力、 つ 小 型 で、 低 価 格 の 旋 光 計 及 び こ れ を 用 い た 尿 検 査 装 it を 提 供 す る こ と を 目 的 と す る。

本 発 明 の 尿 検 査 方 法 は、 尿 の 旋 光度 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 尿 中 の 旋 光 性 物 質 の 濃 度 を 判 定 す る も の で あ る。 尿 中 に 存在 す る グル コ ー ス や 蛋 白 質が旋光性 を 示 す の に 対 し て、 尿 中 の 有 機物 の 主 成分で あ る 尿 素 尿 酸 は 旋光 性 を 示 さ な い。 ま た、 尿 中 の 無機物 は す べ て、 旋光 性 を 示 さ な い。 そ の た め、 尿 の 旋 光度 を 測 定 す る こ と に よ り、 尿 中 の グ ノレ コ ー ス も し く は 蛋 白 質 の 濃度 を 精度 よ く 判 定 で き る。 同 様 に、 尿 中 に L _ ァ ス コ ノレ ビ ン 酸 （ い わ ゆ る ビ タ ミ ン C ) が含 ま れ る 場 合 に も、 旋 光度 の 測 定 に よ り L ー ァ ス コ ル ビ ン 酸 濃 度 の 判 定力 < 可能 で あ る。 し た が つ て、 高精 度 旋 光計 を 用 い て、 尿 の 旋光度 を 測 定す る と、 尿 中 の 旋 光性 物質 で あ る グ ル コ ー ス、 蛋 白 質 の 様 に 低 濃 度 で存 在 し て い る 物質 の 旋 光度 を 検知 で き. こ れ 力ヽ ら そ れ ら の 濃度 を 算 出 で き る。 こ れ に よ つ て、 消 耗 品 無 し で 尿 の グル コ ー ス、 蛋 白 質濃度 の検査が 可 能 に な る <

本 発 明 は、 従来 の 旋光計が 有す る 上述 し た 問 題 点 を解 決 し、 高 精 度 で、 信頼性 が 高 く、 かつ 小 型 . 低価 格 の 旋 光 計 を 提供す る も の で あ る。

以 下、 本 発 明 の 旋光度 の 測 定 に よ る 尿 検 査方 法 の 原理 を 説 明 す る。

旋光度 A は、 旋光性物 質 の 比旋 光度 α と 濃度 C の 積 に 比 例 す る。 こ の 関 係 を 式 （ 8 ) お よ び 式 （ 9 ) に 示 す。

旋光性物 質 が 1 種類 の 場 合 に は、

A [^ ] = L [cm] x a x C [ k g X d 1 ] ( 8 ) と な り、 N 種類 の 旋光性物質 を含 む場 合 に は、

A = L x(aiX Ci + a₂x C₂ - · • 4- ct_NX CN) ( 9 ) と な る。 こ こ で、 L は 測 定 光路 長 で あ る。 グ ル コ ー ス と ァ ノレ ブ ミ ン の 比 旋 光度 α を 表 1 に 示 す, 表 1

単 位 [ 度 c m d 1 / k g ] た だ し、 こ こ に 示 す 比 旋 光 度 は、 グ ル コ ー ス 水 溶 液 及 び 了 ル ブ ミ ン 水 溶 液 の 2 0 °C に お け る 値 で あ る。

β口 ち、 濃 度 1 0 0 g ノ d 1 の グ ノレ コ ー ス 水 溶 液 中 を 波 長 5 8 9 n m の 光 力く 1 0 c m 伝 搬 す る と、 そ の 旋 光 方 向 は 5 0 度 回 転 す る。 た だ し、 実 際 は、 グ ル コ ー ス の 溶 解 度 の 制 限 が あ る の で、 上 記 濃 度 は 達 成 で き な い 力 式

( 8 ) に 示 す よ う に、 旋光 度 と 濃 度 は 比 例 す る た め、 濃 度 1 0 O m g Z d 】 で は、 5 O x 1 0 — ³度 回 転 す る。

こ れ ら よ り、 尿 中 の 旋 光 性 物 ^ が グ ル コ ー ス の み の 場 合、 尿 の 旋 光度 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 グ ル コ ー ス の 比 旋 光 度 力、 ら 尿 糖 値 を 算 出 す る こ と が で き る。 同 様 に、 ア ル ブ ミ ン お よ び L 一 ァ ス コ ノレ ビ ン 酸 の 場 合 に も 算 出 可 能 で あ る。 ま た、 濃 度 未知 の旋光性物質以 外 の 妨 害旋光性 物 質 に よ っ て 発現 す る 旋 光度 範 囲 が既知 で あ る 尿 の 旋光 度 を 測 定 し、 旋光性 物質 の 濃 度 を

旋 光度 範 囲 が 既知 で あ る 尿 の 旋光度 を 測 定 し、 旋 光 性物 質 の 濃 度 C を

( A 一 A _h ) / ( a X L ) ≤ C ≤ ( A - A , ) / ( a X L ) ( 1 0 ) 但 し、 A ： 測 定 さ れ た 尿 の 旋光度 [ 度 ]

A _h ： 妨 害旋 光性 物質 に よ っ て 発現 す る 旋光度 の 最 大値 [ 度

A , 妨害旋 光性物 質 に よ つ て 発現 す る 旋 光度 の 最小値 [ 度 ]

a ： 旋 光性 物質 の 比旋光度 [度 / cm'dl /kg] L ： 測 定 光路 長 [ c m ]

の 範 囲 内 で あ る と 判 定 す る も の で あ る。 こ の 方法 に よ る と、 尿 中 に グ ル コ ー ス、 ァ ノレ ブ ミ ン、 L ー ァ ス コ ル ビ ン 酸 等、 複 数 の 旋光性物 質 が 共 存 す る 場 合 に も、 そ れ ぞれ の 濃度 を 算 出 す る こ と 力、'で き る。

ま ずゝ 式 ( 9 ) を変形 し、 以 下 の 式 （ 1 1 ) を 得 る。

A - A + A _d ( 1 1 )

で.

A x = L X i X C i

A _d = L X ( a ₂ X C ₂ + -h a X C N )

と す る

( 2 ) 式 に お け る、 物質 1 を 検 出 す べ き 旋光性 物 質 X 物 質 2 〜 N を そ れ 以 外 の 旋光性物質、 す な わ ち 妨 害旋光 性 物 質 と す る と、 A _dは 妨 害 旋 光 性 物 質 に よ っ て 発 現 し た 旋 光 度 に 相 当 す る。 こ こ で、 物 質 2 〜 N の 濃 度 範 囲 が既 知 な ら ば、 A _dの と り 得 る 最 大 値 A _hお よ び 最 小 値 A ,が 既 知 に な る。 こ れ か ら 次 の 式 （ 1 2 ) 力 導 カヽ れ る。

A - A _h≤ A x - A - A d≤ A - A , ( 1 2 ) 式 （ 1 2 ) か ら 旋 光 度 A xの 範 囲 が わ 力、 り、 比 旋 光 度 ひ と 測 定 光 路 長 L 力、 ら 濃 度 C _xの 範 囲 も ゎ カヽ る。 こ の 式 ( 1 2 ) の 旋 光 性 物 質 X の 濃 度 C に 関 し て 表 現 し た も の が、 式 （ 1 0 ) で あ る。

こ れ か ら、 例 え ば、 尿 の グ ル コ ー ス 濃 度 を 検 査 す る 場 合 に お い て、 妨 害 に な る ァ ノレ ブ ミ ン の 濃 度 が 1 0 m g / d 】 以 下 の 時、 す な わ ち、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 の と り 得 る 最 小 値 を 0、 最 大 値 を l O m g Z d l と す る と、 波 長 5 8 9 n m、 測 定 光 路 長 = 1 0 c m で は、 A _h = 0 度、 お よ び A , = — 6 x 1 0 — ³度 と な る。 こ の と き、 A = 0. 1 度 と 測 定 さ れ た と す る と、 表 1 よ り、 グ ル コ ー ス 濃 度 C ( m g / d 1 ) は、 2 0 0 C 2 1 2 と 判 で き る。

実 際、 尿 糖 値 が 異 常 を 示 す 場 合 に は、 数 1 0 0 m g / d 1 以 上 に 達 す る こ と を 考 慮 す る と、 上 記 の 精 度 で 検 査 で き れ ば 十 分 の 場 合 も 多 い。 す な わ ち、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 が 正 常 値 で あ る 1 0 m g / d 〗 程 度 以 下 の 場 合 は、 1 つ の 波 長 で 旋 光 度 を 測 定 す る こ と に よ つ て 尿 糖 値 の 異 常 の 有 無 を 検 査 で き る。

さ ら に、 N 種 類 の 旋 光性 物 質 を 含 む尿 の 旋 光 度 を、 少 な く と も N 種 類 の 波 長 の 光 を 用 い て 測 定 す る こ と に よ つ て、 尿 中 の 旋 光 性 物 質 の 濃 度 を 判 定 す る も の で あ る。 比 旋 光 度 は、 旋 光 分 散 の た め、 波 長 ご と に 異 な る。 従 っ て、 N 種 類 の 旋 光 性 物 質 が 共 存 し て い る 場 合 は、 N 種 類 の 波 長 で そ れ ぞ れ 旋 光 度 を 測 定 す る こ と に よ り、 上 記 式 （ 9 ) を 用 い て 互 い に 独 立 な N 個 の 連 立 方 程 式 が 得 ら れ る。 こ れ か ら、 N 種 類 の 旋 光 性 物 質 の 濃 度 を 算 出 で き る。

こ の よ う に、 尿 の 旋 光 度 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 尿 糖 値 や ア ル ブ ミ ン 濃 度 の 異 常 を 検 査 す る こ と が で き る。

ま た、 波 長 5 0 0 n m 以 上 の 光 に 対 す る 尿 の 旋 光 度 を 測 定 す る も の で あ る。 5 0 0 n m よ り 短 波 長 で は、 主 に ゥ ロ ク ロ ー ム （ 尿 中 に 含 ま れ る 黄 色 成 分 ） に よ る 吸 収 力く 大 き く な り、 む し ろ 測 定 精 度 を 悪 化 さ せ 得 る 場 合 が あ る カヽ ら で あ る。

さ ら に、 尿 の 散 乱 光 量 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 尿 中 の 光 散 乱物 質 濃 度 を 判 定 す る も の で あ る。

ま た、 光 散 乱 物 質 力 蛋 白 質 お よ び 血 液 の う ち 少 な く と も 一 方 で あ る も の で あ る。 尿 中 ¾ 白 質 で あ る ア ル ブ ミ ン の 分 子量 は 約 7 万 で あ り、 こ れ に よ る 光 の 散 舌 L は、 そ れ 以 外 の グ ル コ ー ス （ 分 子 量 は 約 1 8 0 ) 等 の 尿 中 の 有 機 物、 無機 物 の 分 子 — ¾ 物 質 に よ る 光 の 散 乱 に 比 べ て 十 分 に 大 き い。 即 ち、 尿 中 を 伝 搬 す る 光 の 散 乱 は、 了 ル ブ ミ ン に よ る も の が 支 配 的 で あ る。 そ の た め、 尿 に 光 を 照 射 し、 そ の 散 乱 光 を 直 接 も し く は 透 過 光 量 の 減 少 と い う 形 で 観 測 す る こ と に よ っ て、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 を 把握 す る こ と が で き る。 ま た、 比 較 的 大 き な 粒 子 で あ る 血 液 の 冇 無 の 検 査 も 可 能 で あ る。

ま た、 波 長 5 0 0 n m 以 上 の 光 に 対 す る 尿 の 散 乱 光 g を 測 定 す る も の で あ る。 比 旋 光度 の 測 定 と 同 様 に、 5 0 O n m よ り 短 波 長 の 光 で は、 主 に ゥ ロ ク ロ ー ム に よ る 吸 収 が 大 き く な り、 測 定 精 度 を 悪 化 さ せ 得 る 場 合 が あ る か ら で あ る。

さ ら に、 尿 の 旋 光 度 と と も に 散 乱 光 量 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 尿 中 の 旋 光 性 物 贾 の 濃 度 と と と も に 光 散 乱物 質 の 濃 度 を 判 定 す る も の で あ る。 特 に、 尿 中 に ダ ル コ 一 ス と ア ル ブ ミ ン 、 お 互 い に 無 視 で き な い 程 度、 存 在 す る 場 合 に 有 効 で あ る。

以 上 の よ う に、 本 発 明 に よ る と、 尿 の 旋 光 度 を 測 定 す る こ と に よ り、 容 易 に か つ 精 度 よ く 尿 中 の 糖 や 蛋 白 質 の 濃 度 を 判 定 す る こ と が で き る。 ま た、 こ の 方 法 に よ る と. 従 来 の 方 法 の よ う に、 試 験 紙 等 の 消 耗 品 を 使 用 す る 必 要 力 な い。

さ ら に、 以 下 の よ う に し て、 旋 光 計 の 高 信 頼 性 化 お よ び 低 価 格 化 を 可 能 と し、 尿 検 査 装 © の 低 価 格 化、 信頼 性 化 を 実 現 す る も の で あ る。

本 発 明 の 旋 光 度 測 定 方 法 は、 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 力 [] し. 磁 場 に 起 因 し た 光 の 偏 光 方 向 の 変 化 を 検 出 す る こ と に よ り、 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 測 定 す る も の で あ る。

そ こ で、 本 発 明 は、 光 を 投 射す る 単 色 光 源 と、 投 射 さ れ た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 す る 偏 光 子 と、 被 検 試 料 を 保 持 し、 偏 光 子 を 透 過 し た 光 が 被 検 試料 を 透過 す る よ う に 配 さ れ た サ ン プ ル セ ル と、 被検試 料 に 磁場 を 印 加 す る 磁場 印 加 手段 と、 磁場 を 掃 引 す る 磁場 掃 引 手段 と、 被 検試料 を 透過 し た 光 の う ち 特定 方 向 の 偏 光 成分 の み を 透 過 す る 検 光子 と、 検 光子 を 透過 し た 光 を 検 知 す る 光 セ ン サ と、 磁場 掃 引 手段 の 磁場掃 引 信号 お よ び 光 セ ン サ の 出 力 信 号 に 基 づ い て、 被 検試 料 の 旋光度 を 算 出 す る 演算 手段 を 備え た 旋光 計 を 提供 す る。

媒質 中 に 光 を 伝搬 さ せ、 そ の 伝搬 方 向 に 磁場 を 印 加 す る と、 光 の 偏 光方 向 が 伝搬 に 従 っ て 回 転す る。 こ の 現 象 を 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 と 呼ん で い る。 こ の 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 は、 次 の 式 （ 1 3 ) で 表 さ れ る。

a = V X H X L ( 1 3 )

こ こ で、

a ： 偏 光方 向 の 回 転 角 度 [ 分 ]

V ： 媒質 の ベ ル デ の 定数 [ 分 / A ]

H ： 磁場 [ A / m ]

L ： 伝搬 距 離 [ m ]

こ の 式 （ 1 3 ) の V は、 媒 質、 光 の 波 長、 温 度 に よ つ て 異 な る。 各 種 の 媒質 の V の 1 例 を 表 2 に 示 す。

2

V / 1丄 0 Π u 「し 刀 /ノ 八 A _ ΊJ

水 1 . 6 4 5

ク D D ホ ル ム 2 . 0 6

ァ セ ト ン 1 . 4 2

水 2 . 0 9 1

フ リ ン 卜 ガ フ ス 4 . 8 5

ism Be 2 0 。c、 波 = 5 8 9 n m こ の 光 フ ァ ラ デ 一 効 果 を 利 用 し た も の に、 従 来 の 技 術 で 用 い ら れ て い る 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 力く あ る。 こ れ は、 棒 状 の フ リ ン ト ガ ラ ス に ソ レ ノ ィ ド コ ィ ノレ を 巻 き こ れ に 電 流 を 流 す こ と に よ っ て 磁 場 を 印 力 Π し て、 磁 場 方 向 に 伝 搬 す る 光 の 偏 光 方 向 を 変 調 す る も の で あ る。 ソ レ ノ ィ ド コ イ ル に 流 す 電 流 を 制 御 す る こ と に よ っ て、 自 由 に 変 調 す る こ と が で き る。

こ の 様 に . 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ っ て、 媒 質 に 磁 場 を 印 加 す る と . 偏 光 方 向 を 変 調 す る こ と が で き る。 こ れ は. 衷 2 カヽ ら ち わ 力、 る よ う に、 溶 媒 と し て、 広 く 使 用 さ れ る 水、 ク □ α ホ ノレ ム、 ァ セ 卜 ン 等 に お い て も 同 じ で あ る。 従 っ て、 被 検 試 料 が 溶 解 し て い る 溶 液 に 磁 場 を 印 加 す る と、 こ の 溶 液 自 身 が 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ っ て、 溶 液 中 を 伝搬 す る 光 の 偏 光 方 向 を 回 転 さ せ る。 す な わ ち、 被 検 試 料 を 保 持 し て い る サ ン プ ル セ ル に 磁 ¾ を 印 加 す れ ば、 こ の サ ン プ ル セ ル お よ び 磁 場 印 加 手 段 が 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 と し て 機 能 す る。 こ こ で、 磁 場 印 加 手段 と し て は、 光 の 伝 搬 方 向 に 磁 場 を 印 加 す る ソ レ ノ ィ ド コ イ ル、 磁 石 等 を 用 い る こ と 力 で き る。 ソ レ ノ イ ド コ イ ル に 流 す 電流 を 変 調 す る 力、、 磁 石 と 被 検 試 料 ま で の 距 離 を 変 調 す る こ と で 磁 場 を 変 調 す る こ と が で き る。 こ の よ う に、 サ ン プ ル セ ル に 磁 場 を 印 ira し て、 こ の 磁 場 を 振 動 変 調 す る こ と に よ っ て、 偏 光 方 向 を 振 動 変 調 す る こ と が で き、 従 来 の 技 術 と 同 様 に 旋 光 度 を 測 定 す る こ と が で き る。

ま た、 磁 場 を 掃 引、 す な わ ち 印 加 す る 磁 場 を あ る 強 度 か ら 異 な る 強 度 ま で 変 化 （ 磁場 の 極 性 の 変 化 も 含 む ） さ せ る と、 磁 垛 の 偏 光 方 向 を 回 転 さ せ る こ と が で き る。 こ れ に よ っ て、 検 光 子 を 回 転 さ せ た 場 合 と 同 じ 効 果 を w る こ と が 可 能 に な る。 即 ち、 従 来 の 技 術 に お い て は、 検 光 子 を 回 転 し た 時 の 消 光 点 の ず れ を、 検 光 子 の 角 度 で 直 読 し て い た 力 本 発 明 の 旋 光 度 測 定 方 法 に よ る と、 磁 場 を 掃 引 し た 時 の 消 光 点 の ず れ を、 例 え ば ¾ 流 値 で 読 み 取 り、 こ れ を 磁 場 へ、 さ ら に 角 度 へ 換 算 す る こ と に よ っ て、 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 測 ¾ す る こ と が で き る。 こ れ は、 実 質 的 に は、 被 検 試 料 の 旋 光 性 物 質 に よ っ て 生 じ た 旋 光 度 と、 印 力 U 磁 場 に よ る 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ る 偏 光 方 向 の 回 転 角 が 一 致 す る 磁 場 を 検 知 し て い る こ と に な る。

こ の 磁 場 の 掃 引 は、 必 ず し も 強 度 を 迚 続 的 に 変 化 さ せ る こ と の み な ら ず、 離 散 的 に 変ィ匕 さ せ る こ と も 含 む。 一 般 に 偏 光 方 向 の 回 転 に 伴 う、 光 セ ン サ の 出 力 信 号 の 変 化 特性力 既知 な こ と 力、 ら、 少 な く と も 2 点 で 測 定 し、 こ れ ら の 測 定値 力、 ら、 内 挿 又 は 外 挿 し て 旋光度 を 算 出 す れ ば よ い。 す な わ ち、 互 い に 異 な る 少 な く と も 2 点 の 磁場 に 対す る 光 セ ン サ の 出 力 信号か ら、 被検試 料 の 旋光度 を 算 出 す る こ と が で き る。 こ の 場 合、 測定 時 間 を 短縮 す る こ と が で き る。 図 而 の 簡 単 な 説 明

図 1 は、 本 発 明 の一実施例 で 用 い た 旋 光 計 の構 成 を 示 す概略 図 で あ る。

図 2 は、 グ ノレ コ ー ス の 水 溶 液 お よ び グ ル コ ー ス を 溶解 さ せ た 尿 を 同 旋光 計 を 用 い て 測定 し て 得 ら れ た こ れ ら 溶 液 の グ ル コ ー ス 濃度 と 旋光度 の 関 係 を 示 す 特 性 図 で あ る ₍ 図 3 は、 本 発 明 の 他 の 実 施例 で 用 い た 旋光計 の 構 成を 示 す概 略 図 で あ る。

図 4 は、 グ ル コ ー ス の 水 溶 液 お よ び ア ル ブ ミ ン の 水溶 液 を 同 旋光 計 を 用 い て 測 定 し て 得 ら れ た こ れ ら 溶 液 の グ ル コ ー ス 濃 度 ま た は ア ル ブ ミ ン 濃 度 と 波 長 8 3 0 n m の 光 に 対す る 旋 光度 の 関 係 を 示 す特 性 図 で あ る。

図 5 は、 同 水溶 液 の 濃 度 と、 波 長 5 8 9 n m の 光 に 対 す る 旋 光度 の 関 係 を 示 す特 性 図 で あ る。

図 6 は、 本 発 明 の 他 の 実施 例 で 用 い た 散 乱 光 量 測 定装 置 の 構成 を 示 す概 略 図 で あ る。

図 7 は、 同 測 定装 置 を 用 い て 得 ら れ た ア ル ブ ミ ン 水溶 液 の 濃 度 と 散 乱 光 量 の 関 係 を 示 す 特性 図 で あ る。 図 8 は、 入射 光 の 波 畏 と 尿 中 を 透 過 し た 光 の 強 度 の 関 係 を 示 す特性 図 で あ る。

図 9 は、 本 発 明 の 他 の ¾施 例 で 用 い た 旋光 計 の 構成 を 示 す概 略 図 で あ る。

図 1 0 は、 同 旋光 計 を 用 い て 得 ら れ た ソ レ ノ ィ ド コ ィ ル に 流 し た 電流量 と 光 セ ン サ の 出 力 信 号 の 関 係 を 示 す特 性 図 で あ る。

図 1 1 は、 同 旋 光計 を 用 い て 得 ら れ た シ ョ 糖 の 水 溶 液 の 濃度 と 光 セ ン サ の 出 力 信 - の 関 係 を 示 す特性 図 で あ る _c 図 1 2 は、 本 発 叨 の 他 の 実施例 の 旋 光 計 の 構成 を 示す 概 略 図 で あ る。

図 1 3 は、 同 旋 光計 を 用 い て 得 ら れ た ソ レ ノ ィ ド コ ィ ル に 流 し た 電流 量 J と 口 ッ ク イ ン ア ン プ の 出 力 信 号 の 関 係 を 示 す特 性 図 で あ る。

図 1 4 は、 同 旋 光 計 を 用 い て 得 ら れ た シ ョ 糖 の 水 溶 液 の 濃 度 と 光 セ ン サ の 出 力 信 号 の 1 係 を 示 す特 性 図 で あ る ₍ 図 1 5 は、 同 旋 光計 を 用 い て 測 定 し て 得 ら れ た ダ ル コ — ス の 水溶 液 お よ び グ ル コ ー ス を 溶解 さ せ た 尿 と、 こ れ ら 溶 液 の グ ル コ ー ス 濃 度 と 旋光度 の 関 係 を 示す特 性 図 で あ る。

図 1 6 は、 本発 明 の 他 の 突 施 例 の 旋 光 計 の 構成 を 示 す 概 略 図 で あ る。

図 1 7 は、 同 他 の 実施 例 の 旋光 計の 構 成 を 示 す 概 略 図 で あ る。

図 1 8 は、 同 他 の 実 施例 の 旋 光 計 の 構 成 を 示 す 概 略 図 で あ る。

図 1 9 は、 同 旋光計 を 用 い て 得 ら れ た 規格 化 さ れ た 変 数 X と グ ル コ ー ス の 水 溶 液 の 濃度 の 関 係 を 示 す 特 性 図 で あ る。

図 2 0 は、 従来 の 旋光 計 を 示す概略 図 で あ る。

図 2 1 は、 同 旋光計 の 測 定 原理 を 示 す 回 転角 と 検 出 さ れ た 光 の 強 度 の 関 係 を 示 す特性 図 で あ る。

図 2 2 は、 同 他 の 旋 光計 を 示 す 概略 図 で あ る。

図 2 3 は、 同 旋 光 計 の 測 定 原理 を 示す 回 転 角 S と 検 出 さ れ た 光 の 強 度 の 関 係 を 示 す 特性 図 で あ る。 発 明 を 荬施す る た め の 最 良 の 形 態 以 下、 本 発 明 の 好 ま し い 実施例 を 詳 細 に 説 明 す る。 《 実 施例 1 》

第 1 の 実 施 例 に つ い て、 以 下、 詳細 に 説 明 す る。

図 1 は、 本 実施 例 に 使 用 し た 旋光計 の 構成 図 で あ る。 こ の 旋 光計 の 基本 原理 は、 フ ァ ラ デー 効 果 を 利 用 し た 偏 光而振 動 に よ る 光学零 位 法 で あ る。

1 8 0 W の 低圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 1 は、 平行光 を 発射 す る。 ノ ン ド ノ ス フ ィ ル タ 2 は、 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 1 の 発 し た 光の う ち、 波 長 5 8 9 . O n m の 光 の み を 透 過 す る。 偏 光子 3 は、 バ ン ド パ ス フ ィ ル タ 2 力、 ら の 光 の う ち の 特 定 の 偏 光成分、 例 え ば紙面 に 平行 な 振 動 面 を 有 す る 成 分 の み を 透 過 さ せ る。 フ ァ ラ デ ー セ ル ド ラ イ ノく 5 よ り 入 力 さ れ た 変 調 信 号 電 流 に よ り、 フ ァ ラ デ ー セ ル 4 は、 こ の 透 過 光 の 偏 向 方 向 を 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ っ て 微 少 幅 変 調 さ せ る。 尿 を 収 容 す る サ ン プ ル セ ル 6 の 実 質 光 路 長 は 1 0 c m で あ る。 回 転 検 光 子 7 は、 偏 光 子 3 と 同 様 に、 サ ン プ ル セ ル 6 を 透 過 し た 光 の う ち 特 定 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 さ せ る 力 検 光 子 ド ラ イ バ 8 に よ っ て 任 意 の 角 度 に 設 定 で き る。 光 セ ン サ 9 は、 回 転 検 光 子 7 を 透 過 し た 光 を 検 知 し、 検 知 し た 光 の 強 度 に 基 づ い た 信 号 を 出 力 す る。 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 1 0 は、 フ ァ ラ デ ー セ ル 4 へ の 変 調 信 号 を 参 照 信 号 と し て、 光 セ ン サ 9 の 出 力 を 位 相 敏 感 検 波 す る。 コ ン ピ ュ ー タ 1 1 は、 回 転 検 光 子 7 を 連 続 的 に 回 転 さ せ る 命 令 を 検 光 子 ド ラ イ バ 8 に 送 り つ つ、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 1 0 の 出 力 を 記 録 す る。 こ れ に よ つ て、 口 ッ ク イ ン ア ン プ 1 0 の 出 力 力 ゼ ロ に な る 転 検 光 子 7 の 角 度 を 見 い だ し、 旋 光 度 を 算 出 す る 機 能 を 有 し て い る 以 上 の 構 成 に よ り、 約 1 0 — ³度 の 精 度 を 達 成 し て い る。 本 旋 光 計 を 用 い て、 以 下 の よ う に し て 尿 検 査 を 行 っ た ま ず、 本 旋 光 計 の 特 性 の 確 認 の た め に、 以 下 の よ う に し て 検 量 線 を 作 成 し た。 純 水 を サ ン プ ル セ ル 6 に 入 れ、 口 ッ ク イ ン ア ン プ 1 0 の 出 力 が ゼ ロ に な る 回 転 検 光 子 7 の 角 度 を 測 定 し た。 こ の と き、 旋 光 子 3 お よ び 回 転 検 光 子 7 が 直 交 ニ コ ル の 状 態 で あ る。 こ の 角 度 を 基 準 と し て 純 水 を 溶 媒 と し、 濃 度 力 2 0、 1 0 0、 2 0 0、 3 0 0 お よ び 5 0 0 m g d 1 に な る よ う に 調 合 し た ダ ル コ 一 ス 水 溶 液 の 旋 光 度 を そ れ ぞ れ 測 定 し た。 こ の 結 果 を 図 2 に 白 丸 で 示 す。 こ れ 力、 ら、 グ ル コ ー ス 濃 度 を 測 定 で き る こ と 力 ゎ カヽ る。

次 に、 あ ら 力、 じ め 試 験 紙 に よ る 尿 分 析 に よ っ て、 グ ル コ ー ス 濃 度 力 5 0 m g d 1 以 下 で、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 が 1 0 m g / d 1 以 下 で あ る と 判 定 さ れ た 尿 の 旋 光 度 を 測 定 し た。 さ ら に、 こ の 尿 を 溶 媒 と し、 濃 度 が そ れ ぞ れ 2 0、 1 0 0、 2 0 0、 3 0 0、 5 0 0 m g d l の グ ル コ ー ス 溶 液、 即 ち、 人 工 的 に 糖 尿 を 調 合 し、 こ れ ら の 旋 光 度 を 測 定 し た。 こ の 結 果 を 図 2 に 黒 丸 で 示 す。 こ の 人 ェ 糖 尿 の 旋 光 度 は、 検 量 線 か ら 1. 5 x 1 0 度 平 行 移 動 し た 直 線 で 表 さ れ る こ と 力、 ら、 正 確 に そ の グ ル コ ー ス 濃 度 を 反 映 し て い る。

こ の 尿 単 独 の 旋 光 度 は 1. 5 X 1 0 ²度 で あ っ た。 こ れ と、 あ ら 力、 じ め 尿 分 析 に よ り 得 ら れ た ア ル ブ ミ ン 濃 度 範 囲 か ら、 式 （ 1 0 ) に よ っ て、 グ ノレ コ ー ス 濃 度 C は、

3 0 m g / d 】 ≤ C 4 2 m g / d ] と 判 定 で き る。 こ れ は、 あ ら 力、 じ め 分 析 し た 結 果 と 一 致 す る。

さ ら に、 ^ 分析 装 置 に よ っ て、 グ ル コ ー ス 濃 度 力く 3 0 0 m g Z d 1 以 上 で、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 力 正 常 値、 す な わ ち 1 0 m g Z d 1 以 下 と 判 定 さ れ た 尿 に つ い て、 様 に 旋 光 度 を 測 定 し た。 こ の 結 果、 こ の 尿 の 旋 光 度 は 2. 2 1 0 — ¹度 を 示 し、 こ れ と あ ら 力、 じ め 尿 分 析 装 置 に よ り 得 ら れ た ア ル ブ ミ ン 濃 度 範 囲 力ヽ ら、 グ ル コ ー ス 濃 度 C は、

4 4 0 m g / d \ ≤ C ≤ 4 5 2 m g / d 1 で あ る と 判 定 さ れ る。 こ れ も、 あ ら 力、 じ め 分 析 し た 結 果 と 一 致 す る。

こ の よ う に、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 が 正 常 値 で あ る 尿 の 場 合 に は、 旋 光 度 の 測 定 に よ り、 尿 中 の グ ル コ ー ス 濃 度 （ 尿 糖 値 ） の 異 常 を 精 度 良 く 検 出 す る こ と が で き る。 例 え ば、 3 0 0 m g / d ] 以 上 の グ ゾレ コ ー ス 濃 度 を 1 2 m g ノ d 1 程 度 の 誤 差 で 判 定 す る こ と が で き る。

以 上 の よ う に、 本 実 施 例 に よ れ ば、 試 験 紙 等 の 消 耗 品 を 使 用 す る こ と な く、 尿 糖 値 を 検 査 す る こ と が で き、 そ の 実 用 的 効 果 は 極 め て 大 き い。

《 実 施 例 2 》

尿 中 に グ ノレ コ ー ス と ア ル ブ ミ ン 力く、 お 互 い に 無 視 で き な い 程 度 存 在 す る 場 合 の 尿 検 査 方 法 に つ い て 説 明 す る。

本 実 施 例 で は、 突 施 例 1 で 用 い た 旋 光 計 と と も に、 図 3 に 示 す 旋 光 計 を 用 い た。 こ の 旋 光 計 の ¾ 本 原 现 は、 実 施 例 1 の 旋 光 計 と 同 様、 フ ァ ラ デ ー 効 果 を 利 用 し た 偏 光 面 振 動 に よ る 光 学 零 位 法 で あ り、 3 〜 1 1 ま で は 実 施 例 1 で 使 用 し た も の と 同 じ も の で あ る。 た だ し、 光 源 に、 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ に 代 え て 半 導 体 レ ー ザ 光 源 1 2 を 用 い た。 半 導 体 レ ー ザ 光 源 1 2 は、 発 光 波 長 は 8 3 0 n m、 5 m W の 平 行 光 を 投 射 す る。 本 旋 光 計 は、 実 施 例 1 と 同 様 に 動 作 し、 精 度 も 同 様 に 約 1 0 — ³度 を 违 成 し た。 ま ず、 本 旋 光 計 の 特 性 の 確 認 の た め に、 検 里 線 の 作 成 を 行 っ た, , 純 水 を セ ル に 入 れ、 ロ ッ ク ィ ン ア ン プ 1 0 の 出 力 力 ゼ 口 に な る 回 転 検 光 子 7 の 角 度 を 測 定 し た。 一方- 度 力 2 0、 1 0 0、 2 0 0、 3 0 0 お よ び 5 0 0 m g d 1 の グ ル コ 一 ス 水 溶 液 と、 濃 度 が 2 0、 5 0 お よ び

1 0 0 m g / d 】 の ア ル ブ ミ ン 水 溶 液 を そ れ ぞ れ 調 合 し た , 純 水 の 場 合 の 検 光 子 の 角 度 を 基 準 と し て、 こ れ ら の 水 溶 液 の 旋 光 度 を 測 定 し た。 そ の 結 果 を、 図 4 に 示 す。

れ よ り さ れ た 旋 光 度 は グ ル コ ー ス ま た は ァ ル ブ ン の 濃 度 に 対 し て 直 線 で 近 似 さ れ る こ と カ わ か る。 す な わ ち、 濃 度 測 定 が 可 能 で あ る こ と 力 確 認 さ れ た。

次 に、 実 施 例 1 で 使 用 し た 波 長 5 8 9 n m の 光 源 を 用 た 旋 光 計 を 用 い て、 同 じ 試 料 を 測 定 し た。 こ の 結 果 を 5 に 示 す。

式 （ 9 ) と 表 1 の 比 旋 光 度 か ら 式 （ 1 4 ) お よ び 式

( 1 5 ) に 示 す 連 立 方 程 式 が 成 り 立 つ。 グ ル コ ー ス お よ び ァ ノレ ブ ミ ン の 濃 度 を そ れ ぞ れ C ,、 C ₂ ( と も に [ k g d 1 ] ) と す る と、

A 5 8 9 — 0 · l x ( 5 0 C ! - 6 0 C 2 ) ( 1 4 )

A 8 3 0 = 0 , l x ( 2 5 C , - 1 0 C ₂ ) ( 1 5 ) 但 し、 A 5 8 9 ： 波 ： ί¾ 5 8 9 n m の 光 に 対 す る 旋 光 度 [ 度 ]

A 8 3 0 ： 波 長 8 3 0 n m の 光 に 対 す る 旋 光 度 [ 度 ] と な る。 上 記 の A _{5 8 9}お よ び A _{8 3}。を 測 定 す る と、 2 つ の 未 知 数 C C 2を 式 （ 1 4 ) お よ び 式 （ 1 5 ) 力、 ら 算 出 す る こ と が で き o 実 際、 1 d 1 中 に ア ル ブ ミ ン を 1 0 0 m g、 か つ グ ル コ ー ス を 3 0 O m g 含 む水 溶 液 を 調 合 し、 こ の 水 溶 液 の 旋 光 度 を 同 様 に 測 定 し た。 そ の 結 果、

A ₅ 8 9 = 9. 0 x 1 0 - ² [ 度 ]

A a 3 0 = 6. 5 X 1 0 ² [ 度 ]

が 得 ら れ た。 こ れ ら を 用 い て 式 （ 1 4 ) お よ び 式 （ 1 5 ) の 連 立 方 程 式 を 解 く こ と に よ っ て、 ア ル ブ ミ ン お よ び グ ル コ ー ス の 仕 込 比 と 合 致 す る こ と が確 認 さ れ た。

同 様 に、 試 験 紙 を 用 い た 従 来 の 尿 分 析 で グ ル コ ー ス 濃 度 力く 5 0 m g / d 1 以 下、 力、 つ ア ル ブ ミ ン 度 力く 1 0 0 m g Z d 1 以 上 と 判 定 さ れ た 尿 の 旋 光 度 を 測 定 し た。 そ の 結 果、 波 長 5 8 9 n m の 時 の 旋 光 度 A _{5 8 9}お よ び 波 長 8 3 0 n m の と き の 旋 光 度 A _{8 3}。は、 そ れ ぞ れ

A … 二 — 6 x 1 0 ² [ 度 ]

A _{B 3} 。 = — 5 x 1 0 - ³ [ 度 ]

と な っ た。 こ れ ら を 用 い て 式 （ 1 4 ) お よ び 式 （ 1 5 ) を 解 く こ と に よ っ て、 グ ル コ ー ス 濃 度 = 3 O m g Z d 1 、 お よ び ア ル ブ ミ ン 濃 度 = 1 2 5 m g / d 1 が 得 ら れ た。 こ れ は 従 来 の 尿 分 析 の 結 果 と 一 致 す る。

ま た、 グ ノレ コ ー ス 濃 度 力、' 3 0 0 m g Z d 1 以 上 で、 ァ ル ブ ミ ン 濃 度 が 1 0 0 m g Z d 1 以 上 と 判 定 さ れ た の 旋 光 度 を 同 様 に 測 定 し た。 そ の 結 果、 旋 光 度

Α 5 _{8 9}お よ び 旋 光 度 Α _{8 3}。は、 そ れ ぞ れ

A _{5 8} 9 = 1 1 0 - ¹ [ 度 ]

A a 3 0 - 8 X 1 0 — ² [ 度 ] と な っ た。 こ れ ら を 用 い て 式 （ 1 4 ) お よ び 式 （ 1 5 ) を 解 く こ と に よ っ て、 グ ル コ ー ス 濃 度 = 3 8 0 m g Z d 1 、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 = 1 5 0 m g ノ d I 力く 得 ら れ た。 こ れ は、 従 来 の 尿 分 析 の 結 果 と 一 致 す る。

以 上 の よ う に、 本 実 施 例 に よ れ ば、 尿 中 に グ ル コ ー ス と ア ル ブ ミ ン が お 互 い に 無 視 で き な い 程 度 存 在 す る 場 合 異 な る 波 長 を 有 す る 複 数 の 光 を 用 い て 旋 光 度 を 求 め る こ と に よ り、 試 験 紙 等 の 消 耗 品 を 使 用 す る こ と な く、 尿 糖 値 お よ び ア ル ブ ミ ン 濃 度 を 検 杏 す る こ と が で き る。

《 実 施 例 3 》

本 実 施 例 で は、 光 散 乱 作 用 に よ り、 尿 中 の ア ル ブ ミ ン 濃 度 や 血 尿 を 検 査 す る 方 法 に つ い て 説 明 す る。

本 実 施 例 の 屎 検 杏 装 置 に つ い て、 図 6 を 用 い て 以 下 に 説 明 す る。

ヘ リ ゥ ム ネ オ ン レ ー ザ 1 3 は、 波 長 力、' 6 3 3 n m で、 出 力 が 5 m W の 平 行 光 を 尿 を 収 容 す る サ ン プ ル セ ル 1 4 に 投 射 す る。 サ ン プ ル セ ル 1 4 の 実 質 光 路 長 は 1 0 c m で、 幅 は 1 c m で あ る。 サ ン プ ル セ ル 1 4 は 側 面 も 透 明 な た め、 光 路 に 対 し て 垂 直 方 向 へ の 散 乱 光 を サ ン プ ル セ ル 1 4 外 へ 透 過 す る こ と 力 で き る。 光 セ ン サ 1 5 は、 そ の 視 野 角 が サ ン プ ル セ ル 1 4 に 一 致 す る よ う に 配 fE さ れ. 尿 中 を 伝 搬 す る レ ー ザ 光 の 散 乱成 分 を 検 知 す る こ と が で さ る。

濃 度 2 0、 5 0 お よ び 1 0 0 m g Z d 1 の ァ ノレ ブ ミ ン 水 溶 液 を そ れ ぞ れ 調 合 し、 こ れ ら と、 純 水 の 散 乱 光 量 を 測 定 し た。 こ の 結 果 を 図 7 に 示 す。 こ の よ う に、 ァ ノレ ブ ミ ン 濃 度 と 散 乱 光 量 に 正 の 相 関 が あ る こ と を 確 認 し た。

次 に、 試 験 紙 を 用 い た 尿 分 析 に よ っ て グ ル コ ー ス 濃 度 力、' 5 0 g / ά 1 以 下、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 が 1 O m g Z d

1 以 下 と 判 定 さ れ た 尿 に つ い て、 散 乱 光 を 測 定 し た が、 散 乱 光 は 検 知 で き な 力、 つ た。 ま た、 従 来 の 尿 分 析 に よ り グ ノレ コ ー ス 濃 度 力 3 0 0 m g Z d 1 以 上 で、 Ύ ノレ ブ ミ ン 濃 度 が 1 0 0 m g ,/ d 1 以 上 と 判 定 さ れ た 尿 に つ い て 測 定 す る と、 図 7 の ス ケ ー ル で、 約 6 程 度 の 信 号 が 確 認 さ れ た。 さ ら に、 従 来 の 尿 分 析 に よ り グ ル コ ー ス 濃 度 力 5

0 m g / d 1 以 下 で、 ァ ノレ ブ ミ ン 濃 度 力 1 0 0 m g / d

1 以 上 と 判 定 さ れ た 尿 を 測 定 し て も、 約 6 程 度 の 信 号 を 確 認 す る こ と が で き た。 こ こ で、 散 乱 光 量 は 任 意 の ス ケ — ノレ で あ る。

上 記 の よ う に、 尿 中 を 伝 搬 す る 光 の 散 乱 光 量 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 を 判 定 す る こ と で き る。 こ の よ う に、 ァ ソレ ブ ミ ン や 血 液 等 の 比 較 的 大 き な 粒 子 に よ る 光 の 散 乱 は、 尿 中 の グ ル コ ー ス や 他 の 有 機 物、 無 機 物 に よ る 散 乱 よ り も 十 分 大 き い。 即 ち、 尿 中 を 伝搬 す る 光 の 散 乱 は ア ル ブ ミ ン ゃ 血 液 に よ る も の が 支 配 的 で あ る。 従 っ て、 尿 に 光 を 照 射 し、 そ の 散 乱 光 を 観 測 す る こ と に よ っ て、 尿 中 の ア ル ブ ミ ン 濃 度 や 血 液 濃 度 を 把 握 す る こ と カ で き る。

以 上 の よ う に、 本 実 施 例 に よ れ ば、 尿 中 の ア ル ブ ミ ン や 血 液 等 の 大 き な 粒 子 の 存 在 を、 試験 紙 等 の 消 耗 品 を 使 用 す る こ と な く、 検 杏 す る こ と が で き、 そ の 実 用 的 効 果 は 極 め て 大 き い。

《 実 施 例 4 》

本 実 施 例 で は、 尿 中 を 伝 搬 す る 光 の 旋 光 度 と 散 乱 光 量 を 同 時 に 測 定 す る 尿 検 査 方 法 に つ い て 説 明 す る。 本 検 査 方 法 は、 特 に 尿 中 に グ ル コ ー ス と ア ル ブ ミ ン カ お 互 い に 無 視 で き な い 程 度 存 在 す る 場 合 に 有 効 で あ る。 ま た、 本 実 施 例 は 実 施 例 3 と 異 な り、 散 乱 光 量 を 透 過 光 量 の 減 少 と い う 形 で 観 測 し て い る。

本 実 施 例 で は、 実 施 例 2 で 説 明 し た 図 3 に 示 す 旋 光 計 を そ の ま ま 使 用 し た。 旋 光 度 測 定 の 原 理 は、 実 施 例 2 と 同 様 で あ る。

以 下、 透 過 光 fi：、 即 ち 実 質 的 に 散 乱 光 量 の 測 定 法 に つ い て 述 べ る。

回 転 検 光 子 7 を 連 続 的 に 回 転 さ せ な 力 ら、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 1 0 の 出 力 を 記 録 す る と、 回 転 検 光 子 7 の 一 定 回 転 角 度 当 た り の ロ ッ ク イ ン ア ン プ 1 0 の 出 力 変 化 量 を 見 い だ す こ と が で き る。 こ の 出 力 変 化 S は 透 過 光 量 に 相 当 す る。 こ の 湯 津 カ 変化 量 を 純 水 を 測 定 し た と き の 値 で 親 格 ィヒ す る こ と に よ っ て、 尿 中 で の 散 乱 光 量 が 把 握 で き る < こ の 方 法 に よ れ ば、 1 回 の 測 定 で、 旋 光 度 と 散 乱 光 _¾ が 同 時 に 把 握 で き、 ア ル ブ ミ ン 等 の 光 散 乱物 質 濃 度 を 判 定 で き る。 即 ち、 実 施 例 1 で あ ら か じ め 必 要 と さ れ る ァ ノレ ブ ミ ン 等 の 濃 度 範 囲 を 把 握 す る こ と 力、' で き る の で、 グ ル コ 一 ス 濃 度 も 判 定 で さ る

以 上 の よ う に、 本 実 施 例 よ れ ば、 簡 単 な 構 成 か つ 1 回 の 測 定 で、 尿 中 の グ ル コ ス 濃 度 と ァ ル ブ ミ ン 濃 度 を 同 時 に 検 査 で き、 そ の 実 用 効 果 は 極 め て 大 き い。

お、、 散 乱 光 量 を 測 定 す 他 の 方 法 と し て は. 例 え ば、 回 転検 光 子 7 ¾■ あ 一 定 角 時 固 定 し、 こ の 時 の 口 ッ ク イ ン ア ン プ 1 0 の 出 力 Ώヽ ら 把 握 す る 方 法 ち あ る。

度値維的たる

勿 論、、 実 施 例 3 の よ う に サ ン プ ル セ ル 6 の 側 面 か ら の 散 乱 光 を 直 接 検 知 し て も 様 の 効 果 は 得 ら れ る。

以 上 で 説 明 し た 様 に. , 本 明 に よ れ ば . 試 験 紙 等 の 消 耗 品 を 使 用 す る こ と な <、 持 管 理 カヾ 容 易 な 尿 検 査 方 法 を 提 供 す る こ と が で き る。 だ し、 旋 光 度 は、 旋 光 分 散 に よ り 異 常 分 散 が 出 現 す る で は 光 の 波 長 が 短 く な る に 伴 つ て 大 き く な る。 従 つ て 、 よ り 高 精 度 の 測 定 に は よ り 短 い 波 長 の 光 を 用 い て 行 う 方 が 有 利 で は あ る が、 尿 の 場 合 は お お む ね 5 0 0 n m 以 上 の 波 長 の 光 で 行 う 方 が 望 ま し い。 正 常 な 尿 の 分 光 特 性 を 示 す 図 8 よ り 明 ら か な よ う に、 5 0 0 n m よ り 短 い 波 長 の 光 で は、 主 に ゥ ロ ク ロ 一 ム （ 尿 中 に 含 ま れ る 色 成 分 ） に よ る 吸 収 が 大 き く な り .、 む し ろ 測 定 精 度 を 化 さ せ 得 る 場 合 が あ る カヽ り で あ る。 同 様 に、 ゥ ロ ク 口 ム に よ る 吸 収 の た め、 散 乱 光 量 の 測 定 に お い て も 用 い る 光 の 波 畏 は 5 0 0 n m 以 上 で あ る こ と が 好 ま し い 上 記 突 施 例 で は、 尿 に 単 色 光 を 投 射 し、 尿 の 旋 光 度 あ る い は 尿 中 で 散 乱 し た 光 量 を 求 め る こ と に よ り、 尿 中 の グ ル コ ー ス 濃 度 お よ び ア ル ブ ミ ン 濃 度 を 判 定 す る 方 法 に つ い て 説 明 し た。 た だ し、 こ れ ら の 尿 検 査 こ に 用 い た 旋 光 計 は、 上 述 の よ う に 信頼 性 や 価 格 に お い て、 問 題 点 を 有 す る。 そ こ で、 こ れ ら 従 来 の 旋 光 計 よ り も 信 頼 性 が 高 く、 か つ 低 価 格 化 が 可 能 な 旋 光 計 お よ び そ れ を 用 い た 尿 検 査 装 置 に つ い て、 以 下、 詳 細 に 説 明 す る。

《 実 施 例 5 》

本 実 施 例 の 旋 光 計 の 構 成 を 図 9 に 示 す。 1 8 0 W の 低 圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ、 く ン ド パ ス フ ィ ル タ、 レ ン ズ、 ス リ ッ ト 等 に よ っ て 構 成 さ れ た 略 平 行 光 を 投 射 す る 光 源 2 1 は、 波 長 5 8 9 . O n m の ナ ト リ ウ ム の D 線 を 投 射 す る。 偏 光 子 2 2 は、 光 源 2 1 よ り 投 射 さ れ た 光 の う ち、 透 過 軸 に 平 行 な 振 動 面 を 有 す る 特 定 方 向 の 成 分 の み を 透 過 す る。 被 検 試 料 は ガ ラ ス 製 の 円 筒 形 の サ ン プ ル セ ル 2 3 に よ り 保 持 さ れ る。 サ ン プ ル セ ル 2 3 は、 光源 2 1 よ り 投射 さ れ、 偏 光 子 2 2 を 通 過 し て 偏 光 さ れ た 略 平 行光 が、 そ の 中 心 軸 方 向 に 入 射 し、 透 過 す る よ う に 配 さ れ て い る。 こ の サ ン プ ル セ ル 2 3 の 実 質 光 路 長 は 3 0 O m m で あ る。

サ ン プ ル セ ル 2 3 の 周 囲 に 巻 か れ た ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 2 4 は、 電 流 源 2 5 力ヽ ら の 電 流 に よ り、 サ ン プ ル セ ル 2 3 と こ れ に 保 持 さ れ た 被 検 試 料 に、 光 の 伝搬 方 向 に 実 質 的 に 均 質 に 磁 場 を 印 加 す る。 具体 的 に は、 ソ レ ノ イ ド コ ィ ノレ 2 4 に 1 A の 電流 を 流 す と、 磁場 H = 5 x l O ^:i A ノ m を 印 力 tl す る。 電流源 2 5 は、 ソ レ ノ イ ド コ ィ ノレ 2 4 に 一 5 A 〜 5 A の 電流 を 流 す こ と が で き る。 検光 子 2 6 は、 サ ン プ ル セ ル 2 3 を 透 過 し た 光 の う ち、 紙面 に 垂直 な 偏 光成分 の 光 の み を 透過 す る よ う に、 す な わ ち 偏 光子 2 2 と の 間 で 直 交 ニ コ ル の 状 態 を な す よ う に 配置 さ れ て い る。 光 セ ン サ 2 7 は 検光 子 2 6 を 透過 し た 光 を 検 知す る。 コ ン ピ ュ ー タ 2 8 は 電流 源 2 5 に 指 令 信 号 を 発 し、 か つ 光 セ ン サ 2 7 の 出 力 信 号 を 記 録解 析す る。

以 下、 本 旋 光計 の 作 用 を 説 明 す る。 コ ン ピ ュ ー タ 2 8 が 電流 源 2 5 に 指 令信号 を 発 し、 ソ レ ノ イ ド コ イ ル 2 4 に 流 す 電 流 を 一 5 〜 5 A ま で } 引 す る。 こ の 時 の 光 セ ン サ 2 7 の 出 力 信号 を 図 1 0 に 示す。 図 中、 横 軸 は、 ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 2 4 に 流 す電 流 】、 縱 軸 は 光 セ ン サ 2 7 の 出 力 信 号 （ 任 意 値 ） を 示 し て い る。

実線 は、 被 検 試 料 と し て 旋 光性 を 示 さ な い 純水 を 測 定 し た 場 合 で あ る。 こ の 場合、 偏 光 子 2 2 の 透 過 軸 と 検光 子 2 6 の 透 過 軸 の 相 対角 度 力 7 Z 2 で あ る た め、 J = 0 の と き、 す な わ ち 被検試料 で あ る 純 水 に 磁 場 が 印 加 さ れ ず、 磁 場 印 加 に よ る 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に 起 因 す る 光 の 偏 光 方 向 の 回 転 が起 こ ら な い と き に 消 光 点 が 現れ る。 J を 変化 さ せ る と、 従来 の 旋光 計 に お い て 検 光 子 を 回 転 さ せ た と き と 同 様 に、 光 セ ン サ 2 7 の 出 力 信号が 式 （ 1 3 ) に 従 っ て 変化 す る。 た だ し、 本旋 光計 に お い て は、 J が 式 （ 4 ) の S に 相 当 す る。

一 方、 図 中 の 点 線 は、 被 検 試 料 と し て、 温 度 = 2 0 °C 濃 度 = 5 0 0 m g ./ d 1 の シ ョ 糖 水 溶 液 に つ い て 示 し た も の で あ る。 こ の 場 合、 J = 2. 4 A の と き 力 消 光 点 で あ る。 即 ち、 図 中 の 実 線 で 示 し た 曲 線 を + 2. 4 A の 幅 で 横 軸 方 向 に 平 行 移 動 し た 曲 線 が 得 ら れ て い る。 こ の 消 光 点 の ず れ 2. 4 A カ^ 被 検 試 料 の 旋 光 度 に 起 因 し て 生 じ た こ と に な る。 本 旋 光 計 で は、 こ の ず れ の 幅 を 求 め る こ と に よ り 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 判 定 す る。

本 旋 光 計 の 作 用 を シ ョ 糖 の 水 溶 液 を 用 い て 定 M 的 に 確 認 し た。 こ こ で、 旋 光 度 α お よ び 比 旋 光 度 [ ] は 下 式 の よ う に 表 さ れ る。

a = [ a ] / 1 0 0 0 0 x L x C ( 1 6 ) こ こ で、

L ： 伝 搬 距 離 = サ ン プ ル セ ル の 光 路 長 [ m ]

C ： 水 溶 液 濃 度 [ m g / d 1 ]

と す る。

波 長 5 8 9 n m の 光 に 対 す る シ ョ 糖 の 比 旋 光度 [ ひ ] は、 2 0 °C の 水 溶 液 に お い て、 [ α ] = 6 6. 5 度 で あ る。 し た が っ て、 こ の シ ョ 糖 水 溶 液 の 旋 光 度 α は、

L = 0. 3 で、 C - 5 0 0 の 場 合、 式 （ 1 6 ) よ り、 a - 1 度 に な る。

次 に、 以 下 の よ う に し て、 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ る 偏 光 方 向 の 回 転 角 度 a を 式 （ 1 3 ) か ら 算 出 す る。

ソ レ ノ イ ド コ ィ ノレ 2 4 の 特 性 力、 ら、 J = 2. 4 A の と き、 磁 場 H = l . 2 x 1 0 ⁴ A / m と な る。 こ れ と 表 2 に 示 し た 水 の ベ ル デ の 定 数 V を 式 （ 1 3 ) に 代 入 す る と、 以 下 の よ う に な る。

a = 1 . 6 4 5 x 1 0 ² x 1 . 2 x 1 0 ⁴ x 0 . 3 - 5 9 . 2 2 [ 分 ] 1 °

以 上 か ら、 被 検 試 料 の 旋 光 度 と 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ る 回 転 角 度 が 一 致 す る こ と が 確 認 さ れ る。

更 に、 本 旋 光 計 を 用 い て、 い ず れ も 温 度 = 2 0 °C で、 濃 度 力 2 5 0 、 7 5 0 お よ び 1 0 0 0 m g Z d 1 の シ ョ 糖 水 溶 液 の 旋 光 度 を そ れ ぞ れ 測 定 し た。 そ の 結 果 を 図 1 1 に 示 す。 図 中、 横 軸 は シ ョ 糖 濃 度 を 示 し、 縦 軸 は 消 光 点 の 現 れ た 時 点 の 電 流 J を 示 す。 こ れ よ り、 光 セ ン サ の 出 力 信 号 は シ ョ 糖 濃 度 に 対 し て 直 線 で 近 似 さ れ る こ と が ゎ カヽ る。

従 来 の 旋 光 計 で は、 検 光 子 を 回 転 さ せ、 検 光 子 の 角 度 を 直 読 す る こ と に よ り、 消 光 点 の ず れ、 す な わ ち 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 測 定 し て い た。 一 方、 本 突 施 例 の 旋 光 計 で は、 上 述 の よ う に、 被 検 試 料 に 磁 場 を 引 し な が ら 印 加 し、 消 光 点 の ず れ を 電 流 値 で 読 み 取 る。 こ の 電流 値 を 磁 場 へ、 さ ら に 角 度 へ 換 算 す る こ と に よ っ て、 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 算 出 す る。

以 上 の よ う に、 本 実 施 例 に よ れ ば、 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 カ卩 し、 そ の 磁 場 を 掃 引 す る こ と に よ り、 検 光 子 の 回 転 手 段 不 要 に な る。 し た が つ て、 信 頼 性 力、' 高 く、 小 型、 低 価 格 の 旋 光 計 を 実 現 す る こ と が で き、 そ の 用 的 効 果 は 極 め て 大 き い。 な お、 磁 場 の 掃 引 は、 必 ず し も 強 度 を 連 続 的 に 変 化 さ せ る 必 要 は な く、 離 散 的 に 変化 さ せ て も 良 い。 偏 光 方 向 の 回 転 に 伴 う 光 セ ン サ の 出 力 信 号 の 変 化 特 性 が 式 （ 2 ) に 示 す 様 に 既 知 な こ と 力ヽ ら、 少 な く と も 2 点 の 磁 場 に お い て 測 定 し、 こ れ ら の 測 定 値 力、 ら、 內 挿 又 は 外 揷 す る こ と に よ り 旋 光 度 を 算 出 す る こ と が で き る。 こ の 場 合、 特 に 測 定 時 間 の 短 縮 に 有 効 で あ る。

《 実 施 例 6 》

本 実 施 例 の 旋光 計 を、 図 1 2 を 用 い て 説 明 す る。 実 施 例 5 で 用 い た も の と 同 様 の 光 源 3 1 は、 波 長 5 8 9 . 0 n m の ナ ト リ ウ ム の D 線 を 投 射 す る。 偏 光 子 3 2 は、 特 定 方 向、 た と え ば 紙 面 に 平 行 な 偏 光 成 分 の 光 の み を 透 過 す る。 被 検 試 料 を 保 持 す る 円 筒 形 の サ ン プ ル セ ル 3 3 は ガ ラ ス 製 で、 実 質 光 路 長 は 5 0 m m で あ る。

検 光 子 3 6 は、 紙 面 に 垂 直 な 偏 光 成 分 の 光 の み を 透 過 す る よ う に、 す な わ ち 偏 光 子 3 2 と の 間 で 0¾ 交 ニ コ ル の 状 態 を な す よ う に 配 さ れ て い る。 光 セ ン サ 3 7 は 検 光 子 3 6 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る。 コ ン ピ ュ ー タ 3 8 は 電 流 源 3 5 に 指 令 信 号 を 発 し、 か つ 光 セ ン サ 3 7 の 出 力 信 号 を 記 録 解 析 す る。 ま た、 コ ン ピ ュ ー タ 3 8 は、 電 流 源 3 5 に 指 令 信 号 を 発 し、 ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 3 4 に 流 す 電 流 を 一 5 〜 5 A ま で 掃 弓 I さ せ る。 ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 3 4 は- 実 質 的 な 構 造 は 実 施 例 5 で 用 い た も の と 同 様 で あ る カ^ 電 流 1 A に 対 し て、 サ ン プ ル セ ル 3 3 に 磁 場 H = 5 X 1 0 ³ A / z m を 印 加 す る。 信 号発生 器 3 9 は、 振 動変 調 信 号 を 電流 源 3 5 に 供給 す る。 電流源 3 5 は、 受 け た 振動変 調 信号 を 振動変 調 電流 信号 に 変換 し て コ ン ピ ュ ー 夕 3 8 か ら 指 令 さ れ た 掃 引 電流 に 重 畳 し、 こ れ を ソ レ ノ ィ ド ： π ィ ル 3 4 に 供給す る。 本 旋 光 計 で は、 1 . 3 k Η ζ の 変 調 信号 を振 幅 = 0 . 0 2 A の 振動 変調 電流 信 号 に 変換 し て、 ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 3 4 に 供給 す る。 口 ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 は、 信号発生 器 3 9 の 振動 変調 信号 を 参 照 信 号 と し て、 光セ ン サ 3 7 の 出 力 信 号 を 位相 敏 感検 波 す る。 口 ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 は、 式 （ 6 ) の 光 セ ン サ 3 7 の 出 力 信号 の 角 周 波 数 ω 成分、 即 ち、 式 （ 7 ) に 示 す S に 相 当 す る。 従 つ て、 こ の S 力 0 に な る と き カヾ 消 光 点 で あ る。

図 1 3 を 用 いて、 本 旋 光 計 の 動作 を 説 明 す る。 コ ン ビ ユ ー 夕 3 8 が 電流 源 3 5 に 桁 令信 号 を 発 し、 ソ レ ノ イ ド コ イ ル 3 4 に 流す 電 流 を — 1 . 5 〜 ； 1 . 5 A ま で掃 引 す る。 こ の と き の ロ ッ ク ィ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 を 示 す ^ 図 中、 横 軸 は ソ レ ノ ィ ド コ ィ ノレ 3 4 に 流 す 電流 J を、 縦 軸 は 口 ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信号 （ 任意 値 ） を 示 し て い る

図 中 , 実線 は、 被 検 試料 と し て 旋光 性 を 示 さ な い純水 を 測 定 し た 場 合 を 示す。 ま た、 点線 は、 被検 試料 と し て. 温度 = 2 0 で、 濃度 = 2 5 0 m g Z d l の シ ョ 糖 水溶 液 を 測 定 し た 場 合 を 示 す。 J = 1 . 2 1 A の 時 が 消 光点 で あ る 即 ち、 得 ら れ た 直 線 は、 実線 を + 1 . 2 1 A 巾 7

35 平 行 移 動 し た 直 線 に な っ て い る。 こ れ を、 実 施 例 5 と 同 様 に 定 量 的 に 確 認 す る。

シ ョ 糖 に よ る 旋 光 度 ひ は 式 （ 9 ) よ り，

α = [ α ] / 1 0 0 0 0 x 0. 0 5 x 2 5 0

- 0. 0 8 3 1 [ 度 ] で あ る。

光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ る 偏 光 方 向 の 回 転 角 度 a を 式 ( 1 3 ) カヽ ら 算 出 す る と、 以 下 の よ う に な る。

ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 4 ' の 特 性 か ら J = 1. 2 1 A の 時 磁 場 H = 6. 0 5 x 1 0 ³ A / m と な る。 こ れ と、 表 1 に 示 し た 水 の ベ ル デ の 定 数 V 力、 ら

a = l . 6 4 5 X 1 0 " ^a X 6. 0 5 X 1 0 ⁴ X 0. 0 5 - 4. 9 7 6 [分 ] ^ 0. 0 8 3 [度 ]

以 上 か ら、 被 検 試 料 の 旋 光 度 と 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ る 回 転 角 度 が 一 致 す る こ と が 確 認 さ れ る。

更 に、 本 旋 光 計 を 用 い て、 温 度 力、' 2 0 °C で、 濃 度 が そ れ ぞ れ 5 0、 1 0 0、 1 5 0 お よ び 2 5 0 m g Z d l の シ ョ 糖 水 溶 液 の 旋 光 度 を 測 定 し た。 こ の 結 果 を 図 〗 4 に 示 す。 こ れ よ り、 線 形 性 も 実 証 さ れ る。

従 来 の 旋 光 計 で は、 検 光 子 を 回 転 さ せ、 ロ ッ ク イ ン ァ ン プ の 出 力 信 号 す な わ ち S 力 0 に な る と き の 検 光 子 の 角 度 を 直 読 す る こ と に よ り、 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 測 定 し て い た。 一 方、 本 実 施 例 の 旋 光 計 は、 磁 場 を 掃 引、 即 ち 電 流 を 掃 引 し、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 S 力く 0 に な る 電 流 値 を 読 み 取 り、 こ れ を 磁 場 へ さ ら に 角 度 へ 換算 す る こ と に よ っ て、 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 測 定 す る。 な お、 本 実 施 例 で は、 磁 場 の 掃 引 範 囲 に 消 光 点 が 存 在 し た カ^ 図 1 3 及 び 式 （ 7 ) に 示 す よ う に、 磁 場 即 ち 電 流 J に 対 し て 口 ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 S が 直 線 的 に 変 化 す る た め、 掃 引 範 囲 内 に 消 光 点 が 存 在 し な い 場 合 で も、 外 揷 す る こ と に よ っ て 旋 光 度 を 算 出 で き る。 ま た、 J と S の 関 係 が 直 線 で あ る こ と 力、 ら、 必 ず し も 迚 続 的 に 掃 引 す る 必 要 は な く、 少 な く と も 2 点 の 磁 場 に お け る 測 定 結 果 力、 ら、 内 挿 又 は 外 挿 す る こ と に よ っ て、 旋 光 度 を 算 出 す る こ と 力、' で き る。 こ れ に よ つ て 測 定 時 間 の 短 縮 も 可 能 に な る。

以 下、 長 期 反 復 的 な 使 用 に よ り サ ン プ ル セ ル の 光 の 透 過 面 が 汚 染 さ れ た 場 合 に つ い て 説 明 す る。 こ の 汚 染 が 旋 光 性 を 示 さ な い 物 質 に よ っ て な さ れ て い れ ば、 実 質 的 に 式 （ 1 ) に お け る T 力 減 少 し た こ と に ネ目 当 し、 消 光 点 の 位 置 が 不 明 確 に な り、 測 定 精 度 が 悪 化 す る。 こ の 場 合 式

( 2 ) の I の S に 対 す る 変 化 割 合 や、 式 （ 7 ) の ；5 に 対 す る S の 傾 き が 減 少 す る。 従 っ て、 T が 既 知 の 参 照 試 料 を 測 定 し、 こ れ ら の 減 少 量 力、 ら、 汚 染 量 を 検 知 す る こ と が 可 能 で あ る。 こ の 汚 染 量 が 特 定 の 値 を 越 え た 時 に、 サ ン プ ル セ ル の 洗 浄 又 は 交換 を 指 示 す る こ と が で き る。 な お、 こ の 時 は、 必 ず し も 参 照 試 料 を 設 け る 必 要 は な く、 T の 最 小 値 が 既 知 の 被 検 試 料 の 測 定 結 果 か ら 汚 染 量 を 検 知 し て も 良 い。

一 方、 こ の 汚 染 が 旋 光 性 物 質 に よ っ て な さ れ て い れ ば 式 （ 2 ) の I、 式 （ 7 ) の S は、 そ れ ぞ れ 6、 /3 方 向 に 平 行 移 動 す る。 こ れ に よ り、 消 光 点 の 位 置、 即 ち 測 定 さ れ た 旋 光度 も こ の 移 動 分 だ け ず れ る。 こ の 移 動 分 は、 汚 染 物 ^ に よ る 旋光 度 で、 被 検 試 料 に よ る 旋 光 度 に 単 純 に 加 算 さ れ る。 従 っ て、 あ ら か じ め 旋 光 度 が既 知 の 参 照 試 料 を 測 定 し、 こ の 測 定 値 と 既 知 の 旋光 度 の 差 を 算 出 し、 こ の 差 で 被 検 試料 の 測 定 値 を 補 正 す る。 こ れ に よ つ て、 汚 染 物 質 に よ つ て 生 じ た 誤 差 を 補 償 す る こ と が で き る。

こ の 様 に、 旋 光 度 が 既 知 の 参 照 試 料 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 サ ン プ ル セ ル の 汚 染 に よ る 誤 差 を 補 償 す る こ と 力 で き る。 従 っ て、 長 期 反 復 使 用 に お け る サ ン プ ル セ ル の 洗 浄 又 は 交 換 時 期 を、 透 過 面 の 透 過 率 が低 下 し て 特 定 値 に 到 達 す る ま で 大 幅 に 延 長 す る こ と が で き、 維 持 管 理 が 容 易 に な る。 特 に、 家 庭 用 尿 検 杏装 置 と し て 使 用 す る 場 合、 こ の 維 持 管 理 の 容 易 性 が普 及 を 大 き く 促 進 す る。

実 際 に 本 旋 光 計 を 用 い て、 未 洗 浄 の ま ま 長 期 放 置 さ れ、 透 過 面 が 汚 染 さ れ た サ ン プ ル セ ル に 純 水 を 被 検 試 料 と し て 注 入 し、 こ の 純 水 の 旋 光 度 を 測 定 し た。 こ の と き、 J = 0. 0 2 A で 消 光 点 を 示 し た。 こ れ 力ヽ ら、 サ ン プ ノレ セ ル の 透 過 面 の 汚 染 物 質 に よ る 旋 光 度 d は 式 （ 1 3 ) お よ び 表 2 か ら

d - 1. 6 4 5 x 1 0 "² x l 0 ² x 0. 0 5 - 0. 0 8 2 [分 ] 1. 4 x 1 0 — ³ [度 ] と な る。 こ の よ う に、 こ の 汚 染 さ れ た サ ン プ ル セ ル で 測 定 し た 場 合 の 誤 差 は、 被 検 試 料 の 発 揮 す る 旋 光 度 と 比 べ る と 小 さ く 、 大 き な 誤 差 は も た ら さ な い。 ま た、 こ の よ う な サ ン プ ル セ ル を 用 い る 場 合 に は、 測 定 値 力、 ら d を 差 し 弓 I く こ と に よ っ て 補 正 す れ ば よ い。 し た 力 つ て、 同 じ サ ン プ ル セ ル を 長 期 反 復 使 用 す る 場 合、 旋 光 度 が 既 知 な 参 照 試 料、 特 に 旋 光性 を 示 さ な い 水 に つ い て 測 定 し、 こ の 測 定 値 で 被 検試 料 の 測 定 値 を 補 正 す る こ と に よ り、 高 精 度 の 測 定 が 可 能 と な る。 こ の 操 作 に よ っ て、 サ ン プ ル セ ル の 洗 浄 又 は 交 換 時 期 は、 透 過 面 の 透 過 率 が 低 下 し 特 定 値 に 至 る ま で 延 長 す る こ と が で き る。

以 上 の 様 に、 サ ン プ ル セ ル に 磁 場 を 印 加 す る こ と で、 こ れ を 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 と し て 機 能 さ せ る こ と に よ り、 実 施 例 5 と 同 様 に 回 転 手 段 が 不 要 に な る た め、 簡 単 な 構 成 で、 小 型、 低 価 格 か つ 高 精 皮 の 旋 光 計 を 実 現 す る こ と カヾ で き る。

ま た、 本 実 施 例 の 旋 光 計 は、 実 施 例 5 の そ れ よ り も、 ,¾ 精 に 測 定 で き る の で、 濃 度 の 低 い 溶 液 の 旋 光 度 を 測 定 す る こ と も 可 能 で あ る。 さ ら に、 光 路 長 を 短 く す る こ と も 可 能 に な る の で、 装 置 の 小 型 化 に も 寄 与 す る。

つ い で、 本 旋 光 計 を 用 い て、 以 下 の よ う に し て 尿 検 査 を 行 つ た。 な お、 本 測 定 に お い て は、 実 質 光 路 長 L = 1 0 0 m m の サ ン プ ル セ ル を 使 用 し た。 ま ず、 本 旋 光 計 の グ ル コ ー ス に 対 す る 特 性 の 確 認 の た め に、 検 量 線 の 作 成 を 行 っ た。 2 0 °C の 純 水 と、 こ の 純 水 を 溶 媒 と し 濃 度 が 2 0、 1 0 0、 2 0 0、 3 0 0 お よ び 5 0 0 m g ,Z d 】 の グ ル コ ー ス 水 溶 液 を そ れ ぞ れ 調 合 し、 こ れ ら の 被 検 試 料 と し て 旋 光 度 を 測 定 し た。 こ の 結 果 を 図 1 9 の 白 丸 に 示 す。 こ こ で、 横 軸 は グ ル コ — ス 濃 度、 縦 軸 は ソ レ ノ ィ ド 3 ィ ル 3 4 に 流 す ¾ 流 力、 ら 換 算 さ れ た 旋 光 度 を 表 す。 こ の 結 果 は、 グ ル コ ー ス の 5 8 9 η m の 光 に 対 す る 2 0

°c の 水 溶 液 に お け る 比 旋光度 [ a ] = 5 0 度 お よ び 式 ( 1 6 ) を 用 い て 得 ら れ た 結 果 と ー 致 す る,

次 に > あ ら か じ め 試 験 紙 に よ る 尿 分 析 に よ っ て. . グ ル コ ー ス 濃 度 が 5 0 m g / d ] 以 下 で . 尿 中 蛋 白 質 で あ る ァ ル ブ ミ ン の 濃 度 が 1 0 m g d 1 以 下 で あ る と 判 定 さ れ た 尿 の 旋 光 度 を 測 定 し た。 更 に、 こ の 尿 を 溶 媒 と し、 濃 度 が 2 0、 1 0 0 , 2 0 0. 3 0 0 お よ び 5 0 0 m g / d ] の グ ル コ 一 ス 溶 液、 即 ち 人 工 的 に 糖尿 を を そ れ ぞ れ 調 合 し た。 つ い で. , こ れ ら の 旋 光 度 を 測 定 し た , こ の 結 果 を 図 1 9 に 黒 丸 で 示 す。 こ の 人 ェ 糖 尿 の 旋光 度 （ 黒 丸 ） は , I カヽ ら 1. 5 X 1 0 - ²度 平 行 移 動 し た 直 線 で 表 さ れ る こ と り - 正 確 に そ の グ ノレ コ ー ス 濃 度 を 反 映 し て い る こ と に な る (

こ の 尿 の 旋 光 度 は, 1. 5 X 1 0 — ²度 で あ っ た。 こ れ は 尿 中 に 存 在 す る グ ル コ ー ス と ァ ノレ ブ ミ ン に よ る 旋光 度 が 単 純 に 力 Π 算 さ れ た も の で あ る。 ァ ノレ ブ ミ ン の 5 8 9 η m の 光 に 対 す る 2 0 °C の 水 溶 液 に お け る 比 旋 光度 [ α ] は 一 6 0 度 で、 こ れ と 式 （ 9 ) 力ヽ ら、 こ の 尿 の ア ル ブ ミ ン に よ る 旋 光 度 A 1 の 範 囲 は 以 下 の 様 に 計算 さ れ る。

- 6 0 / 1 0 0 0 0 x 0. 1 x 1 0 = — 6 x 1 0 度≤ Α 0 れ か ら、 グ ル コ ー ス に よ る 旋 光 度 G 1 の 範 囲 は 以 下 の 様 に 計算 さ れ る。

1. 5 x 1 0 — ²度 G 1 ≤ 2. 1 x 1 0 ²度 さ ら に、 こ の G I 力、 ら、 式 （ 9 ) に よ り グ ノレ コ ー ス 濃 度 C g の 範 囲 は 次 の 様 に 計 算 さ れ る。

こ れ は、 あ ら 力、 じ め 分 析 し た 結 果 と 一 致 す る。

同 様 に、 あ ら 力、 じ め 試 験 紙 に よ る 尿 分 析 に よ っ て、 グ ル コ ー ス 濃 度 力く 3 0 0 m g / d 1 以 上 で、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 力 1 0 m g / d 1 以 下 と 判 定 さ れ た 尿 の 旋 光 度 を 測 ^ し た。 こ の 結 果、 こ の 尿 の 旋 光 ¾ は 2. 2 x 1 0 ¹度 と な り、 上 記 と 同 様 に グ ル コ ー ス 濃 度 C g は 次 の 範 囲 に あ る と 判 定 さ れ る。

4 4 0 ing/dl≤ C g ≤ 4 5 2 mg/d l

こ れ も、 あ ら 力、 じ め 分 析 し た 結 果 と 一 致 す る。

こ こ で、 例 え ば ァ ル ブ ミ ン 度 が 正 常 値、 β卩 ち お よ そ 1 0 m g Z d 1 以 下 で あ る 尿 を 検 杏 す る 場 合、 尿 糖 値 の 異 常 を 3 0 0 m g / d 〗 以 上 に 設 定 し た 時、 旋 光 度 が 1. 5 X 1 0 ¹度 以 上 の 時 を、 異 常 と 判 定 す れ ば、 1 2 m g / d 】 程 度 の 誤 差 し か 生 じ な い こ と に な る。

以 上 の よ う に、 本 旋 光 計 の サ ン プ ル セ ル 中 に 尿 を 入 れ, こ れ に 磁 場 を 印 カロ す る こ と で、 尿 の 旋 光 度 を 測 定 す る こ と が で き、 尿 中 の グ ル コ ー ス、 蛋 白 質 等 の 濃 度 を 判 定 す る こ と 力く で き る。 こ れ に よ り、 ま た、 こ の 旋 光 計 こ れ は 消 耗 品 が 不 要 で、 維 持 管 理 が 容 易 で、 信 頼 性 が 高 く、 さ ら に 小 型 化、 低価 格 化 が 可 能 な 尿 検 査 装 置 を 実 現 す る こ と 力、' で き る。

ま た、 本 旋 光 計 を 尿 検 査 装 置 に 用 い た 場 合、 日 常 的 に 尿 検 査 を 実 施 し、 サ ン プ ル セ ル が 汚 染 さ れ た 場 合 で も、 旋 光度 が 既 知 な 参 照 試 料 も 測 定 し て、 こ の 測 定 値 で、 被 検 試 料 の 測 定 値 を 補 正 す る こ と に よ り 高 精 度 の 測 定 が 可 能 に な る。 こ の 操 作 に よ っ て、 サ ン プ ル セ ル の 洗 浄 又 は 交 換 時 期 は、 透 過 面 の 透 過 率 が 低 下 し 特 定 値 に 至 る ま で 延 β す る こ と が で き る。 特 に、 家 庭 用 尿 検 査 装 置 と し て 使 用 す る 場 合、 そ の 維 持 ^ 理 の 容 易 性 に よ る 普 及 促 進 効 果 は 極 め て 大 き い。

な お、 本 実 施 例 に お い て は、 ア ル ブ ミ ン 濃 度 が グ ル コ 一 ス 濃 度 に 比 べ て 低 い 尿 の グ ル コ ー ス 濃 度 を 検 査 す る 場 合 に つ い て 述 べ た 力 グ ル コ ー ス 濃 度 が ア ル ブ ミ ン 濃 度 に 比 べ て 低 い 尿 の ア ル ブ ミ ン 濃 度 を 検 査 す る こ と も 上 記 の 方 法 で 可 能 で あ る。

《 実 施 例 7 》

本 実 施 例 の 旋 光 計 を、 図 1 6 を 用 い て 説 叨 す る。 図 中.

3 1 〜 4 0 は、 実 施 例 6 と 同 様 の も の を 用 い た。 た だ し.

¾ 流 源 3 5 は、 1 . 3 k Η ζ の 変 調 信 号 を 振 幅 = 0 . 0

2 A の 振 動 変 調 ΐ£ 流 信 号 に 変換 し て ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 3

3 に 供給 す る 力 、 ^ 流 は 掃 引 し な い。 ま た、 検 光 子 ロ ー テ 一 夕 4 1 は、 コ ン ピ ュ ー タ 3 8 の 指 令 に よ り 検 光 子 3

6 を 回 転 さ せ る。 本 旋 光 計 に お い て も、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信号 は、 式 （ 6 ) の 光 セ ン サ 3 7 の 出 力 信 号 の 角 周 波 数 ω 成 分、 す な わ ち 式 （ 7 ) に 示 し た S に 相 当 す る。 従 っ て、 こ の S 力く 0 に な る 時 力く 消 光 点 で あ る。 コ ン ピ ュ ー タ 3 8 が 検 光 子 ロ ー テ 一 タ 4 1 に 指 令 信 号 を 発 し、 検 光 子 3 6 を 回 転 さ せ る。 こ の 検 光 子 4 6 の 角 度 を 横 軸 に、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 S を 縦 軸 に と る と、 図 1 3 と 同 じ 様 な 直 線 が 得 ら れ る。 こ の 時 の 口 ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 S 力 0 に な る 検 光 子 3 6 の 角 度 が 被 検 試 料 の 旋 光 度 に 相 当 す る。

本 旋 光 計 を 用 い て、 実 施 例 5 と 同 様 に、 温 度 力 2 0 °C で、 濃 度 力 5 0、 1 0 0、 1 5 0 お よ び 2 5 0 m g ノ d 】 の シ ョ 糖 水 溶 液 の 旋 光 度 を 測 定 し た。 そ の 結 果、 図 1 4 と 同 様 の 結 果 を 得 た。

従 来 の 旋 光 計 に お い て は、 光 フ ァ ラ デ 一 変 調 器 に よ つ て 偏 光 方 向 を 振 動 変 調 し な が ら 検 光 子 を 冋 転 さ せ、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 出 力 信 号 す な わ ち S 力 0 に な る と き の 検 光 子 の 角 度 を 直 読 す る こ と に よ り、 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 測 定 し て い た。 一 方、 本 実 施 例 の 旋 光 計 で は、 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 力 Π し、 こ の 磁 場 を 振 動 変 調 し て、 ロ ッ ク イ ン ァ ン プ の 出 力 信 号 S 力 0 に な る 検 光 子 の 角 度 を 直 読 す る こ と に よ っ て、 被 検 試料 の 旋 光 度 を 測 定 す る。 し た 力、' つ て 本 実 施 例 に よ れ ば 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 が 不 要 に な り、 測 定 精 度 お よ び 信 頼 性 が 高 く、 さ ら に 小 型 で 低 価 格 の 旋 光 計 を 提 供 す る こ と が で き る。 ま た、 維 持 管 理 が 容 ¾ な こ と か ら、 そ の 実 用 的 効 果 は 極 め て 大 き い。

な お、 実 施 例 6 と 同 様 に 検 光 子 の 角 度 と S の 関 係 を一 次 式 で 近 似 す る こ と が で き る こ と 力、 ら、 必 ず し も 連 続 的 に 掃 引 す る 必 要 は な く 、 少 な く と も 2 点 で の 測 定 結 果 か ら、 内 挿 又 は 外 揷 す る こ と に よ っ て、 旋 光 度 を 算 出 で き る。

本 実 施 例 の 旋 光 計 は、 実 施 例 6 の 旋 光 計 と 同 様 に、 実 施 例 5 の 旋 光 計 よ り も、 高 精 度 に 測 定 で き る の で、 濃 度 の 低 い 溶 液 の 旋 光 度 を 測 定 す る こ と も で き る。 さ ら に、 よ り 光 路 長 の 短 い サ ン プ ル セ ル を 用 い る こ と が 可 能 な こ と 力、 ら、 装 置 の / J、 型 ィヒ に も 寄 与 す る。

《 突 施 例 8 》

本 実 施 例 の 旋 光 計 を、 図 1 7 を 用 い て 説 明 す る。 図 中- 3 1 〜 4 0 は、 実 施 例 6 と 同 様 の も の で あ り、 実 施 例 6 中 の そ れ ら と 间 様 に 機 能 す る。 た だ し、 電 流 源 3 5 は、 コ ン ピ ュ ー タ 3 8 の 指 令 に よ り、 ソ レ ノ ィ ド コ ィ ノレ 3 3 に 供 給 す る 電 流 を 掃 引 す る。 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 4 2 は- 信 号 発 ^ 器 3 9 の 発 す る 1 . 3 k H z の 振 動 変 調 信 号 に よ り、 光 の 偏 光 方 向 を 振 幅 1 . 4 x 1 0 — ³度 で 振 動 変 調 さ せ る。 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 は、 信 号 発 . 器 3 9 の 振 動 変 調 信 号 を 参 照 し て、 光 セ ン サ 3 7 の 出 力 信 号 を 位 相 敏 感 検 波 す る。 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 は、 式 ( 6 ) の 光 セ ン サ 3 7 の 出 力 信 号 の 角 周 波 数 ω 成 分、 す な わ ち 式 （ 7 ) に 示 し た S に 相 当 す る。 従 っ て、 こ の S 力 0 に な る と き が 消 光 点 で あ る。

次 に 本 旋 光 計 の 動 作 に つ い て 説 明 す る。 コ ン ピ ュ ー タ 3 8 が 電 流 源 に 指 令 信 号 を 発 し、 そ の と き の ソ レ ノ ィ ド コ ィ ル 4 に 流 す 電 流 J、 お よ び ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 （ 任 意 値 ） を 求 め る と、 図 1 3 と 全 く 同 じ 直 線 が 得 ら れ た。 従 っ て、 実 施 例 5 と 同 様 に、 被 検 試 料 の 旋 光 度 と 光 フ ァ ラ デ ー 効 果 に よ る 回 転 角 度 が 一致 す る こ と が 確 認 さ れ た。

本 旋 光 計 を 用 い て、 温 度 が 2 0 °C で、 濃 度 が そ れ ぞ れ 5 0、 1 0 0、 1 5 0 お よ び 2 5 0 m g Z d l の シ ョ 糖 水 溶 液 の 旋 光 度 を 測 定 し、 図 1 4 と 同 様 の 結 果 を 得 た。 こ れ か ら 線 形 性 が 実 証 さ れ る。

な お、 本 実 施 例 で も、 実 施 例 5 と 同 様 に、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ の 出 力 信 号 S が 磁 場 即 ち 電 流 J に 一 次 近 似 さ れ る た め、 必 ず し も 連 続 的 に 掃 引 す る 必 要 は な く、 少 な く と も 2 点 の 磁 場 で の 測 定 結 果 か ら、 内 挿 又 は 外 揷 す る こ と に よ っ て、 旋 光 度 を 算 出 で き る。 こ れ に よ つ て 測 定 時 間 の 短 縮 も 可 能 に な る。

以 上 の よ う に、 本 実 施 例 に よ れ ば、 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 に よ っ て 偏 光 方 向 を 微 小 振 幅 で 振 動 変 調 し、 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 力 [] し、 そ の 磁 場 を 掃 引 す る こ と に よ り、 検 光 子 の 回 転 手 段 が 不 要 に な り、 高 精 度、 高 信 頼 性、 小 型、 低 価 格、 か つ 維 持 管 理 が 容 易 な 旋 光 計 が 実 現 で き、 そ の 実 用 的 効 果 は 極 め て 大 き い。

ま た、 本 実 施 例 の 旋 光 計 は、 実 施 例 5 の 旋 光 計 よ り も、 高 精 度 に 測 定 で き る の で、 濃 度 の 低 い 溶 液 の 旋 光 度 の 測 定 も 可 能 で あ る。 ま た、 よ り 光路 長 の 小 さ い 被 検 試 料 の 測 定 も 可 能 に な る の で、 装 S の 小 型 化 に も 寄 与 す る な お、 本 実 施 例 で は、 偏 光 方 向 の 変 調 を 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 を 用 い て 行 っ た カ^ 光 フ ァ ラ デ ー 変 調 器 に 代 え て ピ ェ ゾ 素 子 を 用 い て 微 小振 動 回 転 さ せ て も 同 様 の 効 果 が 得 ら れ る。

《 実 施 例 9 》

本 実 施 例 の 旋 光 計 を、 図 1 8 を 用 い て 説 明 す る。 図 中 3 2 〜 4 0 は、 実 施 例 6 と ^ 様 の も の で あ り、 実 施 例 6 中 の そ れ ら と 同 様 に 機 能 す る。 た だ し、 光 源 に ナ ト リ ウ ム 光 源 に 代 え て 半 導 体 レ ー ザ 光 源 4 3 を 用 い る。 こ の 半 導 体 レ ー ザ 光 源 4 3 は、 波 長 力 8 3 0 n m で、 強 度 が 1 0 m W の 略 平 行 光 を 投 射 す る。 電 流 源 3 5 は、 信 号 発 生 器 3 9 が 発 信 す る 1 . 3 k H z の 変 調 信 号 を 振 幅 0 . 0 2 A の 振 動 変 調 信 号 に 変 換 し て、 ソ レ ノ ィ ド コ イ ル 4 4 に 供 給 す る。 た だ し、 卜. 述 の 実 施 例 の よ う な 電流 の 掃 引 は し な い。 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 3 4 は、 い わ ゆ る 2 F モ ー ド で 動 作 し て お り、 信 号 発 生 器 3 9 の 変 調 ^ 号 の 2 倍 の 周 波 数 の 信 号 を 参 照 し て、 光 セ ン サ 3 7 の 出 力 信 号 を 位 相 敏 感 検 波 す る。 βΡ ち、 式 （ 6 ) に お け る 2 X ω 成 分 を 取 り 出 し て い る。 コ ン ピ ュ ー タ 3 8 は、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 0 の 出 力 信 号 を ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 4 の 出 力 信 号 で 規 格 化 す る こ と に よ っ て、 被 検 試 料 の 旋 光度 を 算 出 し て い る。 こ の 原 理 を 以 下 に 述 べ る。

ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 4 の 出 力 信 号 は 式 （ 7 ) に 示 す S に 相 当 す る。 こ の S は、 本 突 施 例 の 様 に /3 を 固 定 し た 場 合、 T、 I 。お よ び S が 一 定 の 場 合、 α の み 関 数 で あ る の で、 S 力、 ら 旋 光度 ひ を 一 意 的 に 算 出 で き る。 た だ し、 現 突 的 に は、 被 検 試 料 の 透 過 率 の 違 い、 サ ン プ ル セ ル の 透 過 窓 の 汚 れ 等 に よ り Τ は 変 化 す る。 ま た、 同 時 に 光 源 強 度 の ゆ ら ぎ 力、 ら I 。 も 変 ィ匕 す る こ と 力、 ら、 こ の S の み 力、 ら は 、 高 精 度 の 旋 光 度 測 定 は 不 可 能 で あ る。

そ こ で、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 4 の 出 力 信 号 を 利 用 す る。 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 4 4 の 出 力 号 S ' は 以 下 の よ う に 表 さ れ る。

S ' = T x I o X 5 ² / 2 ( 1 7 ) こ の 式 （ 1 7 ) で 式 （ 7 ) を 除 す る 即 ち 規 格 化 す る と、 次 に 式 （ 1 8 ) に 示 す X 力 得 ら れ る。

X = 4 ,/ δ X ( β - a ) ( 1 8 ) こ の X は、 T 及 び I 。を 含 ま な い た め、 こ れ か ら ,ί'5 精 度 に 旋 光 度 ひ を 決 定 す る こ と が で き る。

次 に、 本 旋 光 計 を 用 い て、 温 度 2 0 °C で、 濃 度 が 2

5、 5 0、 7 5 お よ び l O O m g Z d l の グ ル コ ー ス 水 溶 液 の 旋 光 度 を そ れ ぞ れ 測 定 し た。 こ の 手 順 を 以 下 に 述 ベ る。

ま ず、 純 水 を 被 検 試 料 と し て 測 定 し、 検 光 子 3 6 の 角 度 を 微 調 整 し て X = 0 に す る。 こ こ で、 純 水 の 旋 光 度 ひ = 0 で あ る の で、 /3 = 0 に 調 整 し た こ と に な る。 こ の 状 態 で、 上 記 の 被 検 試 料 を 測 定 し た。 横 軸 に 濃 度 を、 縦 軸 に X の 絶 対 値 を 表 す と 図 1 9 に 示 す よ う に、 ひ に 比 例 し か つ 0 を 通 る 直 線 に な る。 こ れ 力、 ら、 本 実 施 例 に よ る と 旋 光 度 力 測 定 で き る こ と が ゎ カヽ る。 な お、 あ ら か じ め、 3 = 0 に 調 整 し た カ^ こ れ は 測 定 の 際 に、 被 検 試 料 の 旋 光 度 の 大 /j、、 正 を 直 感 的 に 把 握 す る た め だ け に 行 つ た 操 作 で、 必 ず し も こ の 必 要 は な い。

以 上 の よ う に 本 実 施 例 に よ れ ば、 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 加 し、 そ の 磁 場 を 振 動 変 調 し、 光 セ ン サ の 出 力 信 号 の 振 動 変 調 周 波 数 成 分 を、 そ の 扳 動 変 調 周 波 数 の 2 倍 に 周 波 数 成 分 で 規 格 化 す る こ と に よ り、 精 度、 高 信 頼 性、 小 型、 低 価 格 の 旋 光 計 を 突 現 で き、 そ の 実 用 的 効 果 は 極 め て 大 き い。

ま た、 本 実 施 例 の 旋 光 計 は、 実 施 例 5 の 旋 光 計 と 異 な り、 ソ レ ノ ィ ド コ イ ル に 供 給 す る 電 流 を 掃 引 す る 必 要 な い。 従 っ て、 ソ レ ノ イ ド コ イ ル に 適 当 な 抵 抗 を 直 列 に 接 続 し、 こ れ を 直 接 商 用 交 流 1 0 0 V 電 源 に 接 続 す る こ と に よ っ て、 ' 流 を ' is 源 周 波 数 で 変 調 で き る。 こ れ で、 流 源 が 実 現 で き る。 こ の 場 合、 ロ ッ ク イ ン ア ン プ 力く 2 つ 必 要 に な る 力 電 流 源 を 大 幅 に 簡 素 化 す る こ と が で き る た め、 電流 源 と 口 ッ ク イ ン ア ン プ の コ ス 卜 に よ っ て は、 実 施 例 5 の 旋 光 計 よ り も 低 価 格 で 提 供 で き る 場 合 も あ る _c な お、 本 発 明 で は、 消 光 点 の 位 置 を 基 準 に、 旋 光 度 を 測 定 し た 力 式 （ 2 ) の 関 係 を 満 た し て い る こ と 力ヽ ら、 最 明 点 等 あ る 特 定 の 1 点 を 基 準 に し て も 良 い。 こ の 場 合、 光 セ ン サ や ロ ッ ク イ ン ア ン プ の 直 線 性、 安 定 性 な ど を 考 慮 し て、 ¾ 適 点 を 設 定 す る。 上 の 利 用 可 能 性

例 え ば、 果 糖、 シ ョ 糖、 グ ル コ ー ス 等 の 水 溶 液 濃 度 を 検 知 す る 旋 光検 知 型 糖 度 計 と し て 実 現 可 能 で あ る。 又、 特 に 尿 中 の グ ル コ ー ス、 蛋 白 質 等 の 旋 光 性 物 質 の 濃 度 を 検 査 す る 尿 検 査装 置 と し て 利 用 す る 場 合、 そ の 高 信 頼 性 小 型、 低 価 格 等 の 特 徴 か ら 実 用 性 が 高 く、 ま た、 試 験 紙 等 の 消 耗 品 が 不 要 な た め、 広 く 普 及 が 期 待 さ れ る。

本 発 明 に よ れ ば、 試 験 紙 等 の 消 耗 品 を 使 用 す る こ と な く 、 維 持 ^ 理 が 容 易 な 尿 検 査 方 法 を 提 供 す る こ と が で き る。

Claims

求 の 範 囲

1. 尿 の 旋光度 を 測 定 す る こ と に よ っ て、 前 記 尿 中 の 旋光性物 質 の 濃 度 を 判 定 す る 尿 検査 方 法。

2. 旋 光性 を 有 す る 測 定 対象 物 質 お よ び 濃度 が 既知 の 旋光性 物 質 を 含 む尿 の 旋光度 を 測定 し、 前 記測 定 対 象 物 質 の 濃度 C [ k g / d 1 ] の 範 囲 を 下 式 を 用 い て 判 定 す る 請 求項 1 記 載 の 尿 検査 方 法。

( A - A _h ) / ( a x L ) ≤ C ≤ ( A - A , ) / ( a L )

A h = L x a x C _h

A , = L x a x C I

但 し、

A ： 測 定 さ れ た 尿 の 旋 光 度 [ 度 ]

C h ： 濃 度 既知 の 旋光性物 質 の 濃度 の 最大 値 [ kg/d l ] C , ： 濃度 既知 の 旋光 性物 質 の 濃 度 の 最小値 [ k g / d 1 ] a ： 測 定対 象 物 質 の 比 旋 光度 [度 / c m · d 1 / kg ]

a ： 濃度 既知 の 旋 光性物 質 の 比旋光度 [度 / cm * d l /kg ] L ： 測 定 光路 長 [ c m ]

3. N 種類 の 旋光性物 質 を 含 む尿 の 旋光度 を、 少 な く と も N 種 類 の 波 長 の 光 を 用 い て そ れ ぞ れ 測 定 す る こ と に よ っ て、 前 記尿 中 の 旋 光 物質 の 濃 度 を 判 定 す る 請 求項 1 記載 の 尿 検 査方 法。

4. 前 記 尿 の 旋光 度 と と も に 前 記 尿 よ り 散乱 し た 光 量 を 測 定 す る こ と に よ り 前 記尿 中 の 前 記 旋光性物 質 の 濃 度 お よ び光 散 乱性物 質 の 濃 度 を 判 定 す る 請求項 1 記 載 の 尿 検 査 方 法。

5 . 尿 に 偏 光 し た 光 を 透 過 さ せ る と と も に、 前 記 尿 に 磁 場 を 印 加 し、 前 記 磁 場 の 印 加 に 起 因 し た 前 記 光 の 偏 光 方 向 の 変 ィヒ を 検 出 す る こ と に よ り、 前 記 尿 の 旋 光 度 を 測 定 す る 工 程 と、 得 ら れ た 前 記 尿 の 旋 光 度 に 基 づ い て 前 記 尿 中 の 旋 光 性 物 質 の 濃 度 を 判 定 す る 工 程 を 含 む ¾ 検 査 方 法。

6 . 前 記 旋 光 性 物 質 が、 蛋 白 質、 糖 お よ び L ー ァ ス コ ノレ ビ ン 酸 力、 ら な る 群 よ り 選 択 さ れ る 少 な く と も 一 種 で あ る 請 求 項 1 ま た は 5 に 記 載 の 尿 検 杏 方 法。

7 . 波 長 5 0 0 n m 以 上 の 光 に 対 す る 尿 の 旋 光 度 を 測 定 す る 請 求 項 1 ま た は 5 に 記 載 の 尿 検 査 方 法。

8 . 被 検 試 料 に 偏 光 し た 光 を 透 過 さ せ る と と も に、 前 記 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 加 し、 前 記磁 場 に 起 因 し た 前 記 光 の 偏 光 方 向 の 変 ィヒ を 検 出 す る こ と に よ り、 前 記 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 測 定 す る 旋 光 度 測 定 方 法。

9 . 互 い に 異 な る 2 種 類 以 上 の 磁 場 に よ る 前 記 光 の 旋 光 方 向 の 変 化 を そ れ ぞ れ 検 出 す る 諮- 求 項 8 記 載 の 旋 光 度 測 定 方 法。

1 0 . 前 記 磁 場 を 掃 引 す る 請 求 ¾ 8 記 載 の 旋 光 度 測 定 方 法。

1 1 . 旋 光 度 が 既 知 の 参 照 試 料 を 前 記 被 検 試 料 と 同 様 に 測 定 し、 前 記参 照 試 料 を 測 定 し て 得 ら れ た 値 を 用 い て 前 記 被 検 試 料 を 測 定 し て 得 ら れ た 値 を 補 正 す る 請 求 項 8 記 載 の 旋 光 度 測 定 方 法。

1 2 . 光 を 投 射 す る 単 色 光 源 と、 前 記 投 射 さ れ た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 す る 偏 光 子 と、 被 検 試 料 を 保 持 し、 前 記 偏 光 子 を 透 過 し た 光 が 前 記 被 検 試 料 を 透 過 す る よ う に 配 さ れ た サ ン プ ル セ ル と、 前 記 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 加 す る 磁 場 印 加 手 段 と、 前 記 磁 場 を 掃 引 す る 磁 場 掃 引 手 段 と、 前 記 被 検 試 料 を 透 過 し た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 す る 検 光 子 と、 前 記 検 光 子 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る 光 セ ン サ と、 前 記 磁 場 掃 引 手 段 の 磁場 掃 引 信 号 お よ び 前 記 光 セ ン サ の 出 力 佶 号 に 基 づ い て、 前 記 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 算 出 す る 演 手 段 を 備 え た 旋 光 計。

1 3 . 前 記 演 算 手 段 力^ 互 い に 異 な る 2 以 上 の 磁 場 に お け る 前 ；？己 光 セ ン サ の 出 力 信 号 に 基 づ い て、 前 記 被 検試 料 の 旋 光 度 を 算 出 す る 請 求 項 1 2 記 載 の 旋 光 計。

1 4 . 光 を 投 射 す る 単 色 光 源 と、 記 投射 さ れ た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 す る 偏 光 子 と、 被 検 試 料 を 保 持 し、 前 記 偏 光 子 を 透 過 し た 光 が 前 記 被 検 試 料 を 透 過 す る よ う に 配 さ れ た サ ン プ ル セ ル と、 前 記 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 加 す る 磁 場 印 加 手段 と、 前 記 磁 場 を お 引 す る 磁 場 掃 引 手 段 と、 前 記 磁 場 を 掃 引 す る 際 に 前 記 磁 場 を 振 動 変 調 す る 磁場 変 調 手 段 と、 前 記 被 検 試 料 を 透 過 し た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光成 分 の み を 透 過 す る 検 光 子 と、 前 記 検 光 子 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る 光 セ ン サ と、 前 記 光 セ ン サ の 出 力 信 号 を 前 記 磁 場 変 調 手 段 の 振 動 変 調 信 号 を 参 照 信 号 と し て 位 相 敏 感 検 波 す る 口 ッ ク イ ン ア ン プ と、 前 記磁場 掃 引 手段 の 磁 場 掃 引 信号 お よ び 前 記 口 ッ ク ィ ン ア ン プ の 出 力 信号 に 基 づ い て、 前 記被 検 試料 の 旋 光度 を 算 出 す る 演算 手段 を 備 え た 旋光計。

1 5 . 光 を 投射す る 単色光源 と、 前 記 投射 さ れ た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光成分 の み を 透過 す る 偏光 子 と、 被検 試 料 を 保持 し、 前 記偏 光子 を 透過 し た 光が 前 記被検 試料 を 透 過 す る よ う に 配 さ れ た サ ン プル セ ル と、 前 記 被 検試 料 に 磁場 を 印 加 す る 磁 印 加 手段 と、 前 記磁場 を 振 動変 調 す る 磁場 変 調 手段 と、 前 記 被検 試料 を 透 過 し た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光成分 の み を 透 過 す る 検 光子 と、 前 記検 光 子 を 前 記投射 さ れ た 光 の 進 行方 向 と 平 行 な 回 転 軸 で 回 転 さ せ る 検光 子 回 転手段 と、 前 記 検光 子 を 透 過 し た 光を 検 知す る 光 セ ン サ と、 前 記 光 セ ン サ の 出 力 信号 を 前 記磁 場 変 調 手段 の 振 動 変調 信号 を 参照 信号 と し て 位相 敏感検 波 す る ロ ッ ク イ ン ア ン プ と、 前 記検 光 子 回 転 手段 の 回 転 信 号 お よ び 前 記 ロ ッ ク イ ン ア ン プ の 出 力 信号 に ¾ づ い て、 前 記被検 試料 の 旋 光度 を算 出 す る 演算 手段 を 備 え た 旋光 計。

1 6 . 前 記 演算 手段 力、 前 記検 光子 の 互 い に 異 な る 2 以 上 の 回 転角 に お け る ロ ッ ク イ ン ア ン プの 出 力 信 号 に 茈 づ い て、 前 記 被検 試料 の 旋 光 度 を 算 出 す る 請 求 ¾ 1 5 記 載 の 旋 光計。

1 7 . 光 を 投射す る 単色光源 と、 前 記投 射 さ れ た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光成分 の み を 透 過 す る 偏 光子 と、 前 記 偏 光子 を 透過 し た 光 の 偏 光 方 向 を 振動変 調 す る 偏 光変 調 手 段 と、 被 検 試 料 を 前 記 偏 光 子 を 透 過 し た 光 が 透 過 す る よ う に 保 持 す る サ ン プ ル セ ル と、 前 記 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 加 す る 磁 場 印 加 手 段 と、 前 記 磁 場 を 掃 引 す る 磁 場 掃 引 手 段 と、 前 記 被 検 試 料 を 透 過 し た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 す る 検 光 子 と、 前 記 検 光 子 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る 光 セ ン サ と、 前 記 光 セ ン サ の 出 力 信 号 を 前 記 偏 光 変 調 手 段 の 振 動 変 調 信 ^ を 参 照 信 号 と し て 位 相 敏 感 検 波 す る 口 ッ ク イ ン ア ン プ と、 前 記 磁 場 掃 引 手 段 の 磁 場 掃 引 信 号 お よ び 前 記 口 ッ ク ィ ン ア ン プ の 出 力 信 号 に 基 づ い て f)ii 記 被 検 試 料 の 旋 光 度 を J : 出 す る 演 算 手 段 を 備 え た 旋 光 計。

1 8 . 前 記 演 算 手 段 カ 、 互 い に 異 な る 2 以 上 の 磁 場 に お け る ロ ッ ク イ ン ア ン プ の 出 力 信 号 力、 ら、 前 記 被 検 試 料 の 旋 光 度 を 算 出 す る 請 求 項 1 4 ま た は 1 7 に 記 載 の 旋 光 計。

1 9 . 光 を 投 射 す る 色 光 源 と、 前 記 投 射 さ れ た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 す る 偏 光 子 と、 被 検 試 料 を 保 持 し、 前 記 偏 光 子 を 透 過 し た 光 が 前 記 被 検 試 料 を 透 過 す る よ う に 配 さ れ た サ ン プ ル セ ル と、 前 記 被 検 試 料 に 磁 場 を 印 加 す る 磁 場 印 加 手 段 と、 前 記 磁 場 を 振 動 変 調 す る 磁 場 変 調 手 段 と、 前 記 被 検 試 料 を 透 過 し た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光 成 分 の み を 透 過 す る 検 光 子 と、 前 検 光 子 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る 光 セ ン サ と、 前 記 光 セ ン サ の 出 力 信 号 を 前 記 磁 場 変 調 手段 の 振 動 変 調 信 号 を 参 照 し て 位 相 敏感 検 波 す る 第 一 の ロ ッ ク イ ン ア ン プ と、 前 記 光 セ ン サ の 出 力 信号 を 前 記磁 場 変 調 手段 の 振動 変 調 信 号 の 2 倍 の 周 波 数 の 信号 を 参 照 し て 位 相 敏感 検 波す る 第 二 の ロ ッ ク イ ン ア ン プ と、 前 記 第一 の ロ ッ ク イ ン ア ン プ の 出 力 信号 を 前 記 第二 の 口 ッ ク イ ン ア ン プの 出 力 信 号 で規格 化 す る こ と に よ っ て 前 記被 検 試料 の 旋光度 を 算 出 す る 演 算 手段 を 備 え た 旋光計。

2 0 . 光 を 投射す る 単 色 光源 と、 前 記 投射 さ れ た 光 の う ち 特 定 方 向 の 偏 光成分 の み を透 過す る 偏光子 と、 尿 を 保 持 し、 前 記 偏光子 を 透 過 し た 光が透 過 す る よ う に 配 さ れ た サ ン プル セ ル と、 前 記 尿 に 磁場 を 印 加す る 磁場 印 加 手 段 と、 前 記 磁場 を 掃 引 す る 磁場 掃 引 手段 と、 前 記 磁場 を 振 動 変 調 す る 磁場 変 調 手 段 と、 前 記尿 を 透 過 し た 光 の う ち 特 定 方 向 の偏 光成分 の み を 透 過 す る 検 光 子 と、 記 検 光子 を 透 過 し た 光 を 検 知 す る 光 セ ン サ と、 前 記磁 場変 調 手段 の 振 動 変調 信 号 を 参 照 し て 前 記 光 セ ン サ の 出 力 信 号 を 位 相 敏感 検 波 す る ロ ッ ク イ ン ア ン プ と、 前 記 磁場掃 引 手段 の 磁 場 掃 引 信号 お よ び 前 記 口 ッ ク イ ン ア ン プ の 出 力 信号 に 基 づ いて、 前 記尿 の 旋 光 度 を 算 出 し、 さ ら に 前 記 旋光 度 に 基 づ い て 前 記尿 中 の 旋 光性物 質 の 濃 度 を 算 出 す る 演 算 手 段 を 備 え た 尿 検 査装 置。