JP3541232B2 - Method for measuring the degree of coloration of immunochromatographic test strips - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、免疫クロマト試験片の呈色度の測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
免疫クロマト試験片とは、試料中の特定物質(被検査物質)と抗原抗体反応を起こす抗体を展開層の所定位置に固定し、その位置に目的物質が展開した時に所定の呈色を生じさせるものである。
【0003】
免疫法を用いると、通常の呈色試験法 (通常の尿試験片等) と比較して、より微量な濃度の定量が可能となる。即ち、呈色試験法では、mg/dl 程度が測定限度であり、それ以下の濃度のものは測定できない。しかし、免疫法では、その1/100 〜1/1000の測定が可能である。よって、その濃度によっては、免疫法によってのみ測定できるものがあるのである。
【0004】
以下免疫法について、妊娠試薬を例にとって説明する。しかし、これに限定するものでないことは、本発明の目的から明らかである。
【0005】
妊娠の判定には、尿中にヒト絨毛性性腺刺激ホルモン(hCG)が検出されるか否かで診断される。また、非常に微量であるため、免疫法が用いられている。この原理は、試験片には所定位置に抗hCGモノクローナル抗体が固定され、hCGと試料塗布部(浸漬部)には抗hCG抗体結合粒子が塗布されている。この試料塗布部に、hCGを含有する尿を塗布すると、そこで抗hCG抗体結合粒子とhCGが結合し、複合体を形成する。この複合体が抗hCGモノクローナル抗体と結合し、その位置で色が定着する。
【0006】
抗hCGモノクローナル抗体が固定されている位置は、予めわかっているためその位置で発色すれば(目視によって)、陽性(妊娠)と判定する。色自体は、抗hCG抗体結合粒子の色によって種々のものがある。
【0007】
また、この免疫法は、ペーパークロマト法と組み合わせても好適である。ペーパークロマト法とは、溶液中の種々の物質は、滴下(又は浸漬)した位置から所定の位置まで浸透していくことを利用したものである。例えば、上記の例で説明すると、試料塗布部と判定部とが異なった場所であり、試料塗布部から判定部まで試料や目的成分が浸透して、判定部で目的成分のみが固定されるものである。この方法では、滴下した試料自体の色や、その他の成分に判定部の色が影響を受けにくく、判定がより容易になる。
【0008】
このように、免疫法を用いると非常に微量な成分の有無(定性的)が判定できまた、抗hCG抗体結合粒子及び抗hCGモノクローナル抗体が非常に選択的に結合するため、目的成分以外のものを誤って測定するということもない。よって非常に信頼性のある判定が可能となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような免疫法においても、次のような欠点があった。
免疫クロマト試験片を目視により判定する場合において、目的測定物質の濃度が陽性と陰性を識別するカットオフレベル付近の濃度である場合には判定の再現性が悪くなりまた個人差が現れる。また、確実に判定できた場合においても、陽性或いは陰性の程度を知りたい場合や、その程度を知ることにより診断上有益な場合が多い。これを目視により行おうとすると、色見本との対比により判定する方法が考えられるが、陽性と陰性の判定における呈色の有無の識別に対し、呈色の度合を識別することは目視にとってより困難な識別であり、陽性と陰性の判定以上に判定の再現性が悪くなりまた個人差が現れ、診断上有益な結果が得られるとは考えにくい。
【0010】
一方免疫クロマト試験片を装置により判定すれば、目視判定における再現性の悪さや個人差は改善されるはずである。装置化する方法としては、従来の呈色試験片用の反射率計を用いて呈色部分の反射率を測定することである。しかし、この方法は、一様に呈色した試験片を測定するものであり、直径3mm程度のスポットの反射率を測定するだけである。この方法は、そのスポットの部分の明度 (反射率) が濃度と相関関係があるという前提である。しかし、免疫クロマト法では、そのような関係はなく、目的物質の濃度が増加した場合でもスポット部の反射率はほとんど変わらず、呈色する面積が広くなる場合が多い。これでは、濃度を求めることはできない。
【0011】
そこで、スポットで反射率を測定する光学測定系(又は試験片)を順次移動させて、1次元的に反射率を求めていくことも考えられる。この1次元反射率データ群から、全体の呈色程度を求めることも考えられる。
【0012】
しかし、これでは装置が複雑化し、測定に時間がかかる欠点があるだけでなくスポット自体に面積を持った反射率計であることに変わりはなく、スポットを1mm程度に絞ったとしても、それだけの分解能しか得られない。
【0013】
更に、1次元の反射率データ群が得られても、試験片のクロマト像は、ガスクロマトグラフ等のクロマト像と同質ではなく、試験片表面のざらつきによる像の乱れや試験片自体のよじれや傾きやうねりによる像の乱れ等、免疫クロマト試験片特有の問題があり、上記のような装置化は不可能である。
【0014】
そこで、この簡易な免疫法を用いて、簡単に定量ができ、且つ多数の検体を測定するための自動化も可能にしたものが、この業界では要望されてきている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
このような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果、本発明方法を完成させたものであり、その特徴とするところは、試料中の特定物質の濃度を定量的又は定性的に求めるための分析方法であって、呈色した免疫クロマト試験片をイメージセンサを用いて撮像し、該イメージセンサの各画素の明度に対応した階調画像を求め、次いで階調画像に明度歪の補正処理と雑音除去処理を行ない、画像変換された階調画像の呈色部分の面積又は高さを求めることにより呈色度を求める点にある。
【0016】
本発明は、免疫クロマト試験片の呈色の程度を求める方法であり、その呈色の程度から目的物質の濃度に換算することは、同一装置内で行なっても、他の演算装置に呈色の程度を入力してそこで行なってもよい。
【0017】
免疫クロマト法であるため、試験片には、抗体が固定され、測定物質と抗体結合する粒子が塗布されていることは当然である。この粒子が発色する成分であり通常は試料塗布(滴下、浸漬等)部に塗布されている。この抗体と抗体結合粒子は、目的とする物質によって異なることは当然であり、抗原抗体反応を起こすもの、結合複合体を作るものである。また、複数種類の異なる目的物質を同時に測定する多項目同時測定では、目的物質と反応するそれぞれの抗体結合粒子が、混合されて試料滴下部に塗布され、同様に反応するそれぞれの抗体が、判定部において別々の場所に固定されている。
【0018】
本発明においては、この呈色程度を目視によらず自動的に機械で読み取るものである。その読み取り方法について説明する。免疫クロマト試験片の呈色部分には通常帯状に抗体が固定されている。従って、呈色も帯状である。また、多項目同時測定においては、帯状の呈色が間隔をあけて複数示される。イメージセンサを有する光学系を用いて、免疫クロマト試験片のこの呈色部分を包含して撮像するのである。
【0019】
光学系は通常、照明用光源とレンズとフィルタからなる。照明下におかれた免疫クロマト試験片の像は、レンズによりイメージセンサ上に結像する。よって、イメージセンサの各画素には、試験片の各部分の明度に対応した電気信号が得られ、それを信号処理回路やコンピュータに入力することにより、該イメージセンサの各画素の明度に対応した階調画像を求める。フィルタは呈色部分の分光吸収特性の大きい波長を用い、光源と試験片の間又は試験片とイメージセンサの間に挿入する。LED等の特定の波長を持つ光源を用いる場合や、分光機能を有するカラーイメージセンサを用いる場合では、フィルタは不要である。イメージセンサの位置分解能は、試験片上の寸法に換算して、通常数十μmから数百μmの分解能を有する。
【0020】
階調画像とは、階調を持つ画素の集まりを言う。階調とは明るさの段階でありアナログ信号をデジタル信号に変換する時の分解能で決まり、8ビットで変換すれば256階調となる。
【0021】
イメージセンサとしては、CCDが価格的にも性能的にも最も適している。イメージセンサは前記した通り、カラーイメージセンサでもモノクロイメージセンサでもよい。また、ビデオカメラのように2次元イメージセンサでも、1次元イメージセンサでもよい。
【0022】
1次元イメージセンサで撮像する場合、帯状の呈色に対して直角方向に撮像することにより、クロマト像に対応する階調画像が得られる。2次元イメージセンサで撮像する場合、当然2次元の階調画像が得られるが、この画像は1次元で撮像した階調画像が2次元方向に複数集まったものと考えることができる。よって帯状の呈色方向に並ぶ画素同士の平均値をとり1次元の階調画像に変換することにより後の処理を簡素化することもできる。これにより、呈色にむらがあった場合や、試験片面にゴミや傷があった場合においては、その影響を1次元イメージセンサで撮像した場合に比べ軽減することができる。1次元イメージセンサで撮像する場合においても、イメージセンサ又は試験片を帯状の呈色方向に移動させながら複数回の撮像を行なうことにより2次元の階調画像を得ることもできる。
【0023】
次に、画像変換と画像計測について述べる。ここで画像変換とは、明度歪の補正処理と雑音除去処理を言う。明度歪とは、均一な散乱面を持つNDペーパ等を撮像した場合に、得られる階調画像の各画素の階調が均一にならず歪み生ずることである。明度歪は、照明光学系の試験片面における照射光量の分布や照射角度成分の分布が均一でない場合に現れる。また、結像光学系では、イメージセンサ面において、レンズの光軸上の画素の明度に比べ、光軸を外れるに従い、対応する画素の明度は減少する。更に、イメージセンサの画素間の感度のばらつきや、信号処理回路の利得の画像内での偏りにより、明度むらとして現れる。このような明度歪を持つ階調画像の各画素の明度を均一にすることを、明度歪の補正処理という。一般的には、各画素に、予め求めた係数を掛けることにより補正を行ない、歪のない階調画像に変換する。
【0024】
雑音除去処理とは、一般的には平滑化処理であり、先に述べた2次元階調画像を1次元階調画像に変換する場合では、帯状の呈色方向に並ぶ画素同士の平均値を求める平均化処理である。帯状の呈色に対して直角方向の1次元階調画像では移動平均処理が好適である。
特殊な雑音除去処理として、選択的雑音除去処理があげられる。2次元階調画像において、通常、帯状の呈色方向に並ぶ画素同士は同程度の階調を示すはずであるが、明らかな呈色のむらや、明らかな試験片面のゴミや傷がある場合、この限りではない。帯状の呈色方向の画素の階調について標準偏差を求める等の統計計算をすることにより、雑音の程度を知ることができ、雑音の大きいものについては、許容偏差値を外れる階調を示す画素を、選択的に除去することができるので、その影響を極めて軽減することができる。
【0025】
呈色部分の面積又は高さを求めるとは、階調画像の中の図形のベースラインを求め、ピークの高さや面積を求めることをいう。この求めた数値を呈色指数とする。勿論、多項目同時測定ではそれぞれの項目に対応する呈色指数が求められる。ここで求めた呈色指数は試験片の呈色部分の呈色強度に対応しており、これは一般に目的物質の濃度をほぼ反映している。従って、通常、予め求められている濃度と呈色指数との検量線から、目的物質の濃度を定量的又は定性的に求められる。
【0026】
以上のように、高い分解能を有するイメージセンサを用いて撮像する事により従来の反射率計では困難であった、免疫クロマト試験片をクロマト像として測定することが可能となり、更に、得られた階調画像を画像変換及び画像計測することにより、クロマト像の乱れを補正し、軽減し、呈色度に対応する呈色指数を求めることができる。また、目視では紛らわしく間違いやすい多項目同時測定においても、迅速、正確に測定を行なうことができる。
【0027】
【実施例】
次に本発明の方法に用いる試験片と測定装置について、図面に示す実施例に基づいて説明する。図1は、本発明に用いる試験片1の1例を示し、(a)は平面図、(b)は断面図である。全体はプラスチックでカバーされており、試料滴下部2と判定部3に窓が設けられ、試料を吸収する部分が露出している。試料滴下部2は、吸収性の大きい不織布4であり、それに続いて抗体固定部(判定部)は濾紙5であり、所定の帯状部に抗体が固定されている。この場合、試料が抗体に届いたことをチェックするためのチェック抗体も右側に固定されている。この右側の部分が呈色すれば、試料が左側の固定部を通過していることが確かめられる。また、試料滴下部には、目的物質と複合体を作る抗体結合粒子が塗布されている。このような試験片にしているのは、自動装置への適用が容易なためと、展開や吸収を速めるためである。
【0028】
次に本発明方法に用いる装置の1例について説明する。この装置は、試料容器に入った試料中の特定微量成分の濃度を、連続自動測定するものである。ここでは、妊娠診断のhCGを定量するものを例にとって説明する。装置は、表示器、キーパネル、プリンタ、CCD、CPU、試験片導入部、光源から構成されている。これら装置自体は、特別なものである必要はなく、従来の自動尿分析装置と同様であり、本発明自体もこのような部分に特徴があるのではない。但し、従来の受光素子ではなく、イメージセンサが設けられている点が大きく異なる。
【0029】
次に、この装置の測定とデータ処理について説明する。反応の結果は、陽性サンプルでのみ判定窓の中央付近に赤紫の薄い線が現れる。光学系には、赤紫の発色を感じる特定波長(565nm)のLEDを照明用として用い、CCDイメージセンサで計測するものである。手順は次の通りである。
(1) 反応像の読み取り
試験片をCCDイメージセンサにより、2次元的に撮像する。これを、横方向(呈色帯と直角方向)に10本の線上(幅0.05mm)で、各画素の光強度を求めて、10本の1次元階調画像を求め、それらに、予めN9.0のNDペーパを撮像して求めた係数を、各画素について乗じることにより、明度歪の補正された10本の1次元階調画像を求める。この10本を平均して1本の1次元階調画像とする。
これの、移動平均をとり、雑音を除去する。この雑音除去したものを読み取り反応像とする。この反応像を図2に示す。このグラフの左側の下向きピークはhCGの発色ピークであり、右側のピークはチェック用のピークである。この場合、右側にもピークが出ているため、所定の位置まで試料が届いているということである。
(2) 解析
読み取り反応像より判定窓の位置を検索する。尿中にhCGが存在する場合は判定窓の中心から±2mmの位置に赤紫の線が現れるので、判定窓の中心−2mm位置をS0 とし、そこから2mmの位置をE0 とする。S0 とE0 を結ぶ直線と、反応線とで囲まれた部分の面積を求める。そして、S0 を0.1mmづつ移動させて、順次同様の面積を計算する。求められた21個の面積の最大値をこの試料の変位とする。この方法ではなだらかなピークでも確実な判定ができる。
【0030】
これまで妊娠判定のhCGは、その有無しか判定できなかったが、本発明装置では、充分に定量が可能であった。
【0031】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明方法によると、呈色度の測定(読み取り)が画像として一括して捉えるため、瞬時にできる。また、免疫クロマトの利点である微量成分の判定が、熟練した技能を要さずに、簡単、自動、確実に行なえ、定量が可能となる。また、像として読み込んで、その後データ処理するため、分解能がすぐれ正確な値が読み取れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用する試験片の1例を示すもので、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【図2】吸収を示すグラフである。
【符号の説明】
1 試験片
2 滴下窓
3 判定窓
4 不織布
5 濾紙[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method for measuring the degree of coloration of an immunochromatographic test strip.
[0002]
[Prior art]
An immunochromatographic test piece is a technique in which an antibody that causes an antigen-antibody reaction with a specific substance (test substance) in a sample is fixed at a predetermined position in a developing layer, and a predetermined color is generated when the target substance spreads at that position. Things.
[0003]
The use of the immunization method allows for the quantification of a smaller amount of concentration as compared with a normal color test method (such as a normal urine test piece). That is, in the color test method, the measurement limit is about mg / dl, and the measurement at a concentration lower than that cannot be performed. However, the immunization method can measure 1/100 to 1/1000 of that. Therefore, depending on the concentration, some of them can be measured only by the immunoassay.
[0004]
Hereinafter, the immunization method will be described using a pregnancy reagent as an example. However, it is clear that the present invention is not limited to this.
[0005]
Pregnancy is determined based on whether human chorionic gonadotropin (hCG) is detected in urine. Since the amount is very small, an immunization method is used. According to this principle, an anti-hCG monoclonal antibody is immobilized at a predetermined position on a test piece, and anti-hCG antibody-binding particles are applied to hCG and a sample application portion (immersion portion). When urine containing hCG is applied to the sample application portion, the anti-hCG antibody-bound particles and hCG bind there to form a complex. This complex binds to the anti-hCG monoclonal antibody and the color is established at that location.
[0006]
Since the position where the anti-hCG monoclonal antibody is fixed is known in advance, if the color is developed at that position (by visual observation), it is determined to be positive (pregnancy). The color itself varies depending on the color of the anti-hCG antibody-bound particles.
[0007]
This immunization method is also suitable when combined with the paper chromatography method. The paper chromatography method utilizes the fact that various substances in a solution penetrate from a dropped (or immersed) position to a predetermined position. For example, in the above example, the sample application section and the determination section are different places, the sample and the target component penetrate from the sample application section to the determination section, and only the target component is fixed in the determination section. It is. According to this method, the color of the judging portion is hardly influenced by the color of the dropped sample itself or other components, and the judgment becomes easier.
[0008]
As described above, the presence or absence (qualitative) of a very small amount of a component can be determined by using the immunization method. Further, since the anti-hCG antibody-bound particles and the anti-hCG monoclonal antibody bind very selectively, components other than the target component can be determined. There is no possibility of measuring erroneously. Therefore, a very reliable determination can be made.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described immunization method has the following disadvantages.
When the immunochromatographic test strip is visually determined, if the concentration of the target test substance is near the cutoff level for discriminating between positive and negative, the reproducibility of the determination becomes poor and individual differences appear. Even when the determination can be made surely, there are many cases where it is desired to know the degree of positive or negative, and knowing the degree is useful for diagnosis. If we try to do this visually, there is a method to determine it by comparison with a color sample, but it is more difficult for the naked eye to determine the degree of coloration, as opposed to the presence or absence of coloration in the determination of positive and negative. And the reproducibility of the judgment is worse than the judgment of positive and negative, and individual differences appear, and it is unlikely that a useful result in diagnosis will be obtained.
[0010]
On the other hand, if the immunochromatographic test strip is judged by the apparatus, poor reproducibility in visual judgment and individual differences should be improved. As a method of realizing the apparatus, the reflectance of the colored portion is measured using a conventional reflectometer for a colored test piece. However, this method measures a uniformly colored test piece, and only measures the reflectance of a spot having a diameter of about 3 mm. This method assumes that the lightness (reflectance) of the spot is correlated with the density. However, in the immunochromatography method, there is no such a relationship, and even when the concentration of the target substance increases, the reflectance of the spot portion hardly changes, and the area for coloring often increases. In this case, the concentration cannot be obtained.
[0011]
Therefore, it is conceivable to sequentially move an optical measurement system (or a test piece) for measuring the reflectance at the spot and obtain the reflectance one-dimensionally. From this one-dimensional reflectance data group, it is conceivable to determine the overall coloration degree.
[0012]
However, this not only has the disadvantage that the apparatus becomes complicated and takes a long time for measurement, but it is still a reflectometer having an area for the spot itself. Even if the spot is narrowed down to about 1 mm, it is not enough. Only resolution can be obtained.
[0013]
Furthermore, even if a one-dimensional reflectance data group is obtained, the chromatographic image of the test piece is not the same quality as a chromatographic image of a gas chromatograph, etc. There is a problem peculiar to the immunochromatographic test piece, such as image distortion due to undulation, and it is impossible to implement such an apparatus as described above.
[0014]
Therefore, there has been a demand in the art for a simple immunization method that allows easy quantification and also enables automation for measuring a large number of samples.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In view of such a current situation, the present inventor has completed the method of the present invention as a result of earnest research, and the feature of the method is to quantitatively or qualitatively determine the concentration of a specific substance in a sample. Analyzing the colored immunochromatographic test strip using an image sensor, obtaining a gradation image corresponding to the brightness of each pixel of the image sensor, and then correcting the brightness distortion of the gradation image. And noise removal processing to obtain the coloration degree by obtaining the area or height of the coloration portion of the image-converted gradation image.
[0016]
The present invention is a method for determining the degree of coloration of an immunochromatographic test strip, and converting the degree of coloration to the concentration of a target substance can be performed in another arithmetic unit even if performed in the same apparatus. May be input by inputting the degree of the operation.
[0017]
Because of the immunochromatography method, it is natural that the test strip is coated with particles to which the antibody is immobilized and which binds to the test substance with the antibody. These particles are components that develop color and are usually applied to the sample application (dropping, dipping, etc.) portion. It is natural that the antibody and the antibody-bound particles differ depending on the target substance. Those which cause an antigen-antibody reaction and those which form a binding complex. In a multi-item simultaneous measurement in which a plurality of different target substances are simultaneously measured, each antibody-bound particle that reacts with the target substance is mixed and applied to a sample dropping portion, and each antibody that reacts similarly is determined. The parts are fixed in different places.
[0018]
In the present invention, the degree of coloration is automatically read by a machine without visual observation. The reading method will be described. An antibody is usually immobilized in a band on the colored portion of the immunochromatographic test strip. Therefore, the coloration is also band-shaped. In the multi-item simultaneous measurement, a plurality of band-like colors are shown at intervals. Using an optical system having an image sensor, an image is taken including the colored portion of the immunochromatographic test piece.
[0019]
The optical system usually includes an illumination light source, a lens, and a filter. The image of the immunochromatographic test piece illuminated forms an image on the image sensor by the lens. Therefore, an electric signal corresponding to the brightness of each portion of the test piece is obtained at each pixel of the image sensor, and the electrical signal corresponding to the brightness of each pixel of the image sensor is input to a signal processing circuit or a computer. Obtain a gradation image. The filter uses a wavelength having a large spectral absorption characteristic in a colored portion, and is inserted between the light source and the test piece or between the test piece and the image sensor. When a light source having a specific wavelength such as an LED is used, or when a color image sensor having a spectral function is used, a filter is unnecessary. The position resolution of the image sensor usually has a resolution of several tens of μm to several hundreds of μm in terms of dimensions on a test piece.
[0020]
A gradation image is a group of pixels having gradations. The gradation is a stage of brightness, which is determined by the resolution at which an analog signal is converted into a digital signal, and if converted by 8 bits, becomes 256 gradations.
[0021]
As an image sensor, a CCD is most suitable in terms of price and performance. As described above, the image sensor may be a color image sensor or a monochrome image sensor. Further, a two-dimensional image sensor such as a video camera or a one-dimensional image sensor may be used.
[0022]
In the case of imaging with a one-dimensional image sensor, a gradation image corresponding to a chromatographic image can be obtained by imaging in a direction perpendicular to the band-like coloration. When the image is picked up by the two-dimensional image sensor, a two-dimensional gradation image is naturally obtained. However, this image can be considered as a plurality of two-dimensionally collected one-dimensionally picked-up gradation images. Therefore, the subsequent processing can be simplified by taking the average value of the pixels arranged in the belt-shaped color direction and converting it to a one-dimensional gradation image. Thereby, in the case where the coloration is uneven, or in the case where there is dust or a scratch on the test piece surface, the effect can be reduced as compared with the case where the image is captured by the one-dimensional image sensor. Even when imaging is performed with a one-dimensional image sensor, a two-dimensional gradation image can be obtained by performing imaging a plurality of times while moving the image sensor or the test piece in a belt-shaped color direction.
[0023]
Next, image conversion and image measurement will be described. Here, image conversion refers to brightness distortion correction processing and noise removal processing. The brightness distortion means that when an ND paper or the like having a uniform scattering surface is imaged, the gradation of each pixel of the obtained gradation image is not uniform and distortion occurs. The brightness distortion appears when the distribution of the irradiation light amount and the distribution of the irradiation angle component on the test piece surface of the illumination optical system are not uniform. Further, in the imaging optical system, the brightness of the corresponding pixel decreases as the distance from the optical axis deviates from the brightness of the pixel on the optical axis of the lens on the image sensor surface. Further, brightness unevenness appears due to a variation in sensitivity between pixels of the image sensor and a bias in the image of the gain of the signal processing circuit. Making the brightness of each pixel of a gradation image having such brightness distortion uniform is referred to as brightness distortion correction processing. Generally, correction is performed by multiplying each pixel by a coefficient obtained in advance to convert the pixel into a gradation image without distortion.
[0024]
The noise removal processing is generally a smoothing processing. In the case where the above-described two-dimensional gradation image is converted into a one-dimensional gradation image, the average value of the pixels arranged in the band color direction is calculated. This is the averaging process to be obtained. Moving average processing is suitable for a one-dimensional gradation image in a direction perpendicular to the band-like coloration.
As a special noise removal process, there is a selective noise removal process. In a two-dimensional gradation image, pixels arranged in a band-like color direction should normally show the same gradation. However, if there is a clear coloration unevenness, or a clear test piece surface dust or scratch, This is not the case. By performing a statistical calculation such as obtaining a standard deviation for the gradation of a pixel in a band-shaped color direction, the degree of noise can be known, and for a large noise, a pixel indicating a gradation that is outside the allowable deviation value. Can be selectively removed, so that the effect can be greatly reduced.
[0025]
Determining the area or height of the colored portion means determining the baseline of the figure in the gradation image and determining the height or area of the peak. The obtained numerical value is used as a color index. Of course, in the multi-item simultaneous measurement, the coloration index corresponding to each item is obtained. The color index obtained here corresponds to the color intensity of the color portion of the test piece, which generally almost reflects the concentration of the target substance. Therefore, usually, the concentration of the target substance is quantitatively or qualitatively determined from a calibration curve of the concentration and the coloration index determined in advance.
[0026]
As described above, imaging using an image sensor having a high resolution makes it possible to measure an immunochromatographic test specimen as a chromatographic image, which was difficult with a conventional reflectometer, and furthermore, it is possible to obtain an image of the obtained image. By performing the image conversion and the image measurement of the toned image, the disturbance of the chromatographic image can be corrected and reduced, and the color index corresponding to the color degree can be obtained. Further, even in simultaneous measurement of multiple items that are confusing and susceptible to errors, the measurement can be performed quickly and accurately.
[0027]
【Example】
Next, a test piece and a measuring device used in the method of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 shows an example of a
[0028]
Next, an example of an apparatus used in the method of the present invention will be described. This device continuously and automatically measures the concentration of a specific trace component in a sample contained in a sample container. Here, an example will be described in which hCG for pregnancy diagnosis is quantified. The apparatus includes a display, a key panel, a printer, a CCD, a CPU, a test piece introduction unit, and a light source. These devices themselves do not need to be special, and are similar to conventional automatic urine analyzers, and the present invention itself does not have such features. However, the difference is that an image sensor is provided instead of the conventional light receiving element.
[0029]
Next, measurement and data processing of this device will be described. As a result of the reaction, a thin red-purple line appears near the center of the judgment window only in the positive sample. In the optical system, an LED of a specific wavelength (565 nm) that senses red-violet color is used for illumination, and measurement is performed by a CCD image sensor. The procedure is as follows.
(1) Reading a reaction image A test image is two-dimensionally imaged by a CCD image sensor. The light intensity of each pixel is calculated on ten lines (width 0.05 mm) in the horizontal direction (perpendicular to the color band) to obtain ten one-dimensional gradation images. By multiplying each pixel by a coefficient obtained by imaging ND paper of N9.0, ten one-dimensional gradation images in which lightness distortion has been corrected are obtained. The ten images are averaged to form one one-dimensional gradation image.
The moving average is taken and noise is removed. The noise-removed image is used as a read reaction image. This reaction image is shown in FIG. The downward peak on the left side of this graph is a hCG coloring peak, and the peak on the right side is a check peak. In this case, since the peak also appears on the right side, the sample has reached a predetermined position.
(2) The position of the judgment window is searched from the analysis read reaction image. Since the line of red purple appears in the position of ± 2mm from the center of the decision window if there is hCG in the urine, the center -2mm position of the determination window and S 0, the position of 2mm and E 0 from there. The area of a portion surrounded by a straight line connecting S 0 and E 0 and a reaction line is determined. Then, the S 0 is moved 0.1mm increments, sequentially calculates the same area. The maximum value of the determined 21 areas is defined as the displacement of this sample. According to this method, even a gentle peak can be reliably determined.
[0030]
Until now, it was only possible to determine the presence or absence of hCG in the determination of pregnancy, but with the device of the present invention, it was possible to sufficiently quantify it.
[0031]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention described in detail above, the measurement (reading) of the degree of coloration is collectively captured as an image, so that it can be performed instantaneously. Further, the determination of a trace component, which is an advantage of immunochromatography, can be easily, automatically, reliably performed, and quantified without requiring skilled skills. Further, since the data is read as an image and then subjected to data processing, an accurate value can be read with excellent resolution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a test piece used in the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view.
FIG. 2 is a graph showing absorption.
[Explanation of symbols]
1
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