JPH0762666B2

JPH0762666B2 - 蛋白分画の異常泳動像検出方法

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Publication number: JPH0762666B2
Application number: JP61232620A
Authority: JP
Inventors: 晃史山本
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPS6385349A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、血漿等の検体から電気泳動により得られた
蛋白分画の、異常泳動像検出方法の改良に関する。

（ロ）従来の技術電気泳動による検体の蛋白分画、特に血漿（血清）蛋白
分画は、スクリーニング検査の一項目として、広く行わ
れている。血漿蛋白は、80種以上に及ぶ多数の蛋白質か
ら構成されている。そしてこれらは、血漿凝固、免疫
系、代謝制御等に重要な生理的意義を持つと共に、血漿
膠質浸透圧の維持に関係し、末梢組織における物質交換
に関与している。血漿蛋白の組成の異常は、生体内の合
成や分解等の異常により起こる。この異常は、血漿蛋白
分画の異常泳動像として現れ、多くの病態情報を含んで
いる。

ところで、近年、上述の血漿蛋白分画の異常泳動像検出
は、コンピュータを使用する自動化が進められている。
この自動化された検出方法を、以下に説明する。

第６図（ｃ）は、検体血漿蛋白分画像のデンシトグラム
を示している。このデンシトグラムは、検体血漿を、セ
ルロースアセテート膜等の支持体上で電気泳動により分
画し、デンシトメータにより分画像の光学的濃度を測定
して得られてものである（特公昭61−16019号公報参
照）。

上記デンシトグラムには、それぞれ１つのピークを含む
５つの分画に分画される。左端の最も大きなピークを含
む分画a₀は、血漿中のアルブミンによるものである。こ
のアルブミン分画a₀より右方に、順にそれぞれピークを
含んだα_１−グロブリン分画a₁、α_２−グロブリン分画
a₂、β−グロブリン分画a₃、γ−グロブリン分画a₄が現
れる。

このデンシトグラムは、対照用に管理されている血清
（以下対照管理血清という）の蛋白分画より得られる対
照デンシトグラム〔第６図（ａ）参照〕と対比するた
め、コンピュータにより正規化を施される。これは、検
体血漿の泳動長は、泳動条件により異なるため、そのま
までは、検体デンシトグラム、対照デンシトグラムを構
成するデータ数が相違し、両者を対比することができな
いからであり、正規化により検体デンシトグラムのデー
タを補正・補間し、そのデータ数を対照デンシトグラム
に揃え、両者のデータが一対一対応となるようにする。

この正規化には、先ず、検体デンシトグラム及び対照デ
ンシトグラムより、それぞれアルブミンピーク位置
x_sm、x_cjを抽出する〔第６図（ａ）及び第６図（ｃ）参
照〕。

次に、検体デンシトグラムを横方向に（x_cj−x_ci）／
（x_sn−x_sm）倍し、検体デンシトグラムと対照デンシト
グラムとの長さを揃える〔第６図（ｂ）参照〕。こうし
て正規化された検体デンシトグラムと、健常状態を現す
対照デンシトグラムを対比し、検体血漿蛋白分画の異常
泳動像を検出する。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来の蛋白分画の異常泳動像検出方法においては、
検体デンシトグラムのβ−グロブリンピーク位置が正確
に抽出できず、検体デンシトグラムの正規化が不正確と
なる場合があり、その場合には、異常泳動像を検出でき
ない不都合があった。

検体デンシトグラムのβ−グロブリンピーク位置が正確
に抽出できない場合には、第６図（ｄ）に示すように、
β−γリンキングＬが生じた場合、あるいはβリポ蛋白
や多様なＭ蛋白のピークが出現する場合が挙げられる。
さらには、セルロースアセテート膜の種類によっては、
β−グロブリン分画位置に試料を塗布するものがある
が、この場合には、試料中の泳動されない物質がその位
置に残り、ノイズとして検出される。また、α_１−グロ
ブリン分画位置に試料を塗布するセルロースアセテート
膜であっても、β−グロブリン分画中にノイズが出現す
る場合がある。このようにピークノイズがデンシトグラ
ム中に含まれている時には、コンピュータの演算処理に
よりこれらを排除し、正確にβ−グロブリンピーク位置
x_snを抽出するのは困難である。

また、検体デンシトグラムの正規化が正しく行われた場
合であっても、正規化された検体デンシトグラムと対照
デンシトグラムを比較して、異常泳動像の検出を行うの
は、コンピュータの演算処理では複雑で、長時間を要す
る不都合があった。

この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、検体デ
ンシトグラムの正規化を確実化し、異常泳動像の検出処
理、特にコンピュータによる検出処理を正確かつ用意と
する蛋白分画の異常泳動像検出方法を提供することを目
的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段上記不都合を解決するための手段として、この発明の蛋
白分画の異常泳動像検出方法は、検体試料及び対照試料
を膜状支持体上で電気泳動させ、それぞれの蛋白分画像
を得、これら蛋白分画像からデンシトメトリにより検体
デンシトグラム及び対照デンシトグラムをそれぞれ求
め、両デンシトグラムを対比して蛋白分画の異常泳動像
を検出する方法において、検体デンシトグラム及び対照
デンシトグラムのそれぞれより、アルブミンピーク位置
及びγ−グロブリンピーク裾部で所定の閾値と等しくな
る位置を抽出し、これら位置に基づいて検体デンシトグ
ラムを正規化し、この正規化された検体デンシトグラム
と対照デンシトグラムの差を取り、この差に基づいて蛋
白分画の異常泳動像の検出を行うものである。

（ホ）作用この発明の蛋白分画の異常泳動像検出方法は、γ−グロ
ブリンピーク裾部の所定の閾値と等しくなる位置を抽出
する。γ−グロブリンピーク値自体は検体により大きく
変動するが、この位置は、βリボ蛋白のピークの存在
や、膜状支持体上の試料塗布位置に影響されることな
く、確実に抽出でき、検体デンシトグラムの正規化が正
確に行われる。

また、対照デンシトグラムと正規化された検体デンシト
グラムとの差を取って得られる差分波形には、検体中の
特定蛋白質の過不足が、差分波形の画分画中に上向き又
は下向きのピークにより明確に現れるため、異常泳動像
の検出処理が正確・簡潔及び迅速に行える。

（ヘ）実施例この発明の一実施例を、第１図（ａ）乃至第１図
（ｃ）、第２図（ａ）乃至第２図（ｃ）、第３図
（ａ）、第３図（ｂ）、第４図及び第５図に基づいて、
以下に説明する。

この実施例は、人血漿の蛋白分画にこの発明を適用した
ものである。先ず、血漿蛋白分画のデンシトメトリにつ
いて説明する。

第４図は、セルロースアセテート膜（膜状支持体）１の
平面図を示している。このセルロースアセテート膜１上
には検体試料が塗布され、電気泳動法により分画され
る。２、…、２は、このようにして得られた検体血漿蛋
白分画像を示している。

第５図は、処理装置の一例を示している。この装置で
は、光源３よりの光をレンズ４、フィルタ５、スリット
６を通して、セルロースアセテート膜１に当てる。そし
て、セルロースアセテート膜１を透過して光を受光素子
７で検出する。

セルロースアセテート膜１は、第５図中、例えば右方向
Ｒに送られる。なお、この方向Ｒは、第４図中にも示さ
れている。各分画像２は、セルロースアセテート膜１の
移動方向、すなわち方向Ｒと直角方向に走査され、測光
が行われる。受光素子７の出力信号は、プリアンプ８に
より増幅され、対数変換部９にて対数値に変換される。
この対数変換部９の出力信号が、アナログ／デジタル
（A/D）変換器10によりデジタル信号化され、一定周期
毎にマイクロコンピュータ（CPU）11に取込まれる。こ
のようにして、検体血漿蛋白分画のデンシトグラムが得
られる。この検体デンシトグラムの２つの例を、第１図
（ｂ）及び第１図（ｃ）に示している。なお、第１図
（ｂ）及び第１図（ｃ）に示すデンシトグラムは、個々
の検体濃度データを継ぎ、アナログ的に表示したもので
ある。

第１図（ａ）は、上記と同様にして得られた対照管理血
清のデンシトグラム（対照デンシトグラム）を示す。こ
の対照管理血清は、臨床検査等の標準血清として使用す
べく市販されているものである。第１図（ｂ）の検体デ
ンシトグラムは、検体血漿蛋白分画の泳動長が対照管理
血清の蛋白分画の泳動長より短い場合、第１図（ｃ）の
検体デンシトグラムは、検体血漿蛋白分画の泳動長が対
照管理血清の蛋白分画の泳動長より長い場合を示してい
る。

次に、対照デンシトグラム及び検体デンシトグラムよ
り、アルブミンピーク位置x_ci、x_sm及びγ−グロブリン
ピーク右裾部ｂの所定の閾値Δｙと等しくなる点x_cj、x
_snが、CPU11によりそれぞれ抽出される〔第１図
（ａ）、第１図（ｂ）及び第１図（ｃ）参照〕。

なお、γ−グロブリンピークの大きさは、検体血漿の蛋
白組成により大きく変動する。従って、前記閾値Δｙ
は、検体デンシトグラムのγ−グロブリンピークの大き
さに応じて設定し、データ位置x_snが確実に抽出できる
ようにする。この閾値Δｙの設定は、CPU11に接続され
る図示しない入力装置、例えばキーボードにより行われ
る。

続いて、検体デンシトグラムの正規化処理を行う。それ
には先ず、検体デンシトグラムをｘ倍して対照デンシト
グラムの長さに揃える。このｘの値は、以下の式で示さ
れる。

ｘは、第１図（ｂ）に示す短い検体デンシトグラムの場
合には１より大きく（ｘ＞１）、第１図（ｂ）に示す長
い検体デンシトグラムの場合には１より小さく（ｘ＜
１）なる。

ここで、検体デンシトグラムをｘ倍した際に、データが
不足したり、あるいは過剰となり、検体デンシトグラム
の個々のデータが対照デンシトグラムの多々のデータに
一対一対応しなくなる。

先ず、検体デンシトグラムのデータが不足する場合の補
正・補間処理を以下に述べる。

データが不足する場合とは、第１図（ｂ）に示すよう
に、検体デンシトグラムの泳動長が対照デンシトグラム
のものよりも短い場合である。

例えば、 x_cj＝1000、x_ci＝100、 x_sn＝750、x_sm＝150 であるとする。この場合には、前記ｘの値は1.5とな
り、検体デンシトグラムが引伸ばされる。その結果、ｘ
倍されたデンシトグラムのデータ間隔が拡がり、対照デ
ンシトグラムの個々のデータと対応しなくなり、その数
も不足する〔第３図（ａ）参照〕。

そこで、正規化前の検体デンシトグラムのデータ位置 x_s＝150、152、154、…… である時、すなわちｘ倍化検体デンシトグラムのデータ
位置ｘ′_ｓ＝150、153、156、…… である時には、データ位置x_s＝150、152、154、……に
おけるデータを正規化検体デンシトグラムのデータ位置
ｘ″_ｓ＝150、153、156、……に順に入れていく。

正規化前の検体デンシトグラムのデータ位置 x_s＝151、153、155、…… である時、すなわちｘ倍化検体デンシトグラムのデータ
位置ｘ′_ｓ＝151.5、154.5、157.5、…… である時には、データ位置x_s＝151、153、155、……に
おけるデータを正規化検体デンシトグラムのデータ位置
ｘ″_ｓ＝152、155、158、……に順に入れていく。

正規化検体デンシトグラムのデータ位置ｘ″_ｓ＝151、154、157、…… には、正規化前検体デンシトグラムのデータ位置x_s＝15
0、151の算術平均値、x_s＝152、153の算術平均値、x_s＝
154、155の算術平均値を順に入れていく〔第３図（ａ）
中破線矢印参照〕。

一方、検体デンシトグラムのデータが過剰となる場合
は、第１図（ｃ）に示すように、検体デンシトグラムの
泳動長が対照デンシトグラムより長くなる場合である。

例えば、 x_cj＝1000、x_ci＝100、 x_sn＝1580、x_sm＝80 であるとする。この場合には、前記ｘの値は0.6とな
り、検体デンシトグラムが圧縮される。その結果、ｘ倍
された検体デンシトグラムのデータ位置ｘ′_ｓ間隔が縮
まり、データ数が増加し、対照デンシトグラムの個々の
データと対応しなくなり〔第３図（ｂ）参照〕、以下の
補正処理が行われる。

先ず、正規化前の検体デンシトグラムのデータ位置 x_s＝80、85、…… すなわち、ｘ倍化検体デンシトグラムのデータ位置ｘ′_ｓ＝80、83、86、…… でのデータは、正規化検体デンシトグラムのデータ位置ｘ″_ｓ＝80、83、…… にそのまま入れる。

正規化検体デンシトグラムのデータ位置ｘ″_ｓ＝81 には、正規化前検体デンシトグラムのデータ位置 x_s＝81、82、すなわちｘ倍化検体デンシトグラムのデータ位置ｘ′_ｓ
＝81.6、81.2におけるデータの算術平均値が入れられ
る。

ｘ″_ｓ＝82の場合には、 x_s＝83、84 におけるデータの算術平均値とされる。以下、同様に、
ｘ″_ｓ＝84、85、87、88、……でのデータが求められて
いく。〔第３図（ｂ）中破線矢印参照〕。

第２図（ａ）は、上述のようにして正規化検体デンシト
グラムを示し、第２図（ｂ）は、対照デンシトグラムを
示している。さらに、第２図（ｃ）は、正規化検体デン
シトグラムを構成するデータより、対応する対照デンシ
トグラムのデータを減じて得られた差分波形である。

この差分波形には、検体血漿中の蛋白組成の異常に応じ
た極大（上向き）ピーク、極小（下向き）ピークが現れ
る。例えば、γ−グロブリン分画a₄に極大ピークＰ′ａ
が現れているが、これは第２図（ａ）に示した正規化検
体デンシトグラムの極大ピークPaによるものである。こ
の場合には、極大ピークPaに対応する血漿蛋白中の特定
成分が、通常よりも多いことを示している。

一方、差分波形のアルブミン分画a₀中には極小ピーク
Ｐ′ｂが含まれている。これは極小ピークＰ′ｂに対応
する血漿蛋白中の特定成分が、通常よりも少ないことを
示している。なお、第２図（ｃ）では、差分波形が比較
的ベースラインに近い場合を示しているが、病態に応じ
て、様々な極大・極小ピークが各分画にに現れる。

そこで、各分画毎にピークの幅、ピーク値を検出し、こ
れらの値を所定の閾値と比較して、異常泳動像を検出す
る。この閾値は、各分画毎に異なる値とすることもで
き、また検体の状況に応じてこの閾値を変化させること
もできる。このように、異常泳動像は差分波形上のピー
クとして現れるため、その検出処理は、正確かつ迅速に
行うことができる。また、こうして得られた異常泳動像
は正確なものであり、病態解析のための価値の高い情報
となる。

（ト）発明の効果この発明の蛋白分画の異常泳動像検出方法は、検体デン
シトグラム及び対照デンシトグラムのそれぞれより、ア
ルブミンピーク位置及びγ−グロブリンピーク裾部で所
定の閾値と等しくなる位置を抽出し、これら位置に基づ
いて検体デンシトグラムを正規化し、この正規化された
検体デンシトグラムと前記対照デンシトグラムの差を取
り、この差に基づいて蛋白分画の異常泳動像の検出を行
うものである。従って、検体デンシトグラムの正規化が
確実化し、異常泳動像の検出処理を正確・簡潔かつ迅速
に行える利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明の一実施例における対照デン
シトグラムを示す図、第１図（ｂ）は、同実施例におけ
る検体デンシトグラムの一例を示す図、第１図（ｃ）
は、同実施例における検体デンシトグラムの他の一例を
示す図、第２図（ａ）は、同実施例における正規化され
た検体デンシトグラムを示す図、第２図（ｂ）は、同実
施例における対照デンシトグラムを再び示す図、第２図
（ｃ）は、同実施例における差分波形を示す図、第３図
（ａ）及び第３図（ｂ）は、同実施例における正規化を
説明する図、第４図は、同実施例における蛋白分画像を
示す図、第５図は、同実施例の処理装置を説明する図、
第６図（ａ）、第６図（ｂ）、第６図（ｃ）及び第６図
（ｄ）は、従来の異常泳動像検出方法及びその問題点を
説明する図である。 1:セルロースアセテート膜、２……2:血漿蛋白分画像。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検体試料及び対照試料を膜状支持体上で電
気泳動させ、それぞれの蛋白分画像を得、これら蛋白分
画像からデンシトメトリにより検体デンシトグラム及び
対照デンシトグラムをそれぞれ求め、この検体デンシト
グラムと対照デンシトグラムを対比して蛋白分画の異常
泳動像を検出する蛋白分画の異常泳動像検出方法におい
て、前記検体デンシトグラム及び対照デンシトグラムのそれ
ぞれより、アルブミンピーク位置及びγ−グロブリンピ
ーク裾部で所定の閾値と等しくなる位置を抽出し、これ
らを位置に基づいて検体デンシトグラムを正規化し、こ
の正規化された検体デンシトグラムと前記対照デンシト
グラムの差を取り、この差に基づいて異常泳動像の検出
を行うことを特徴とする蛋白分画の異常泳動像検出方
法。
【請求項２】前記所定の閾値は、検体試料の蛋白組成に
応じて変化させる特許請求の範囲第１項記載の蛋白分画
の異常泳動像検出方法。
【請求項３】前記異常泳動像の検出は、前記差中の各分
画よりピークを検出し、そのピークの幅及び値を所定の
値と対比して行う特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の蛋白分画の異常泳動像検出方法。
【請求項４】前記所定の値は、各分画毎に設定される特
許請求の範囲第３項記載の蛋白分画の異常泳動像検出方
法。
【請求項５】前記所定の値は、可変とされる特許請求の
範囲第３項又は第４項記載の蛋白分画の異常泳動像検出
方法。