CN101427120B - 体液采集装置以及利用该装置的体液测量装置 - Google Patents
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Abstract
体液采集装置(100)具备:接合部(105),用于连接体液用容器;吸引部(117),用于通过吸引连接于所述接合部的所述体液用容器的内部的气体,从而将体液导入该体液用容器的内部;吸引通路(105a),将所述吸引部的内部和连接于所述接合部的所述体液用容器的内部连通;具有通气性的第1电极(112),被配置为横穿所述吸引通路;具有通气性的第2电极(113),被配置为横穿所述吸引通路且与所述第1电极相对;以及检测器,检测在所述第1电极和所述第2电极之间产生的电信号。由此,提供了一种可以检测体液被误吸引的情况的体液采集装置以及使用该装置的体液测量装置。
Description
技术领域
本发明涉及用于采集体液的体液采集装置、以及用于测量利用该装置采集的体液中所含有的特定物质的量的体液测量装置。
背景技术
为了对体液中所含的特定物质进行试验、分析或定量等,使用用于定量地采集该体液的特殊的方法。
这样的用于定量地采集体液的方法,例如有利用吸液管的吸液法。该使用吸液管的体液的吸液法中的用于采集体液的操作比较简便。因此,一直以来,该使用吸液管的体液的吸液法一般都被许多分析技术员使用。其中,所谓的吸液管是在进行物质的试验、分析或定量时,用于正确地计量一定量的液体的一种液体采集装置。通过使用该吸液管,分析技术员等可以正确地采集体液等液体。
然而,在使用吸液管等液体采集装置时,为了防止采集的第2液体被第1液体污染,分析技术员等在采集了第1液体之后,必须至少清洗与该第1液体接触的部分,然后再采集第2液体。即,在使用现有的液体采集装置的情况下,每次使用时都必须清洗接触液体的部分。这成为使工作效率和试验精度恶化的一个原因。
因此,为了解决所述问题,有人提出了一种以下构成的液体采集装置。将可装卸的采集容器安装于具有吸引机构的采集装置,通过从采集容器吸引与将要采集的体液的量相同的体积的空气,从而经由采集容器的液体供给口在该采集容器的内部采集体液。(例如,专利文献1)
根据该提出的液体采集装置的构成,由于可以在使用用于采集体液的采集容器之后将其丢弃,因而不必每次使用时都清洗接触液体的部分。即,根据该液体采集装置的构成,用于采集体液的操作比较简便,而且消除了使工作效率和试验精度恶化的要因,因而可以很好地实施对体液中所含的特定物质的试验、分析、定量等。因此,现在,该提出的液体采集装置的构成被最广泛地使用。
专利文献1:日本专利公开第H6-109603号公报
发明内容
在使用如上所述的现有的液体采集装置的情况下,分析技术员等在进行体液采集操作时,必须使采集容器的液体供给口经常位于将要采集的体液的液面之下。
然而,在体液采集操作中,当采集容器的液体供给口暂时移动至将要采集的体液的液面之上时,吸引机构的吸引依然继续进行,因而体液经由采集容器而飞散至液体采集装置的吸引机构的内部。即,在使用现有的液体采集装置的情况下,吸引机构的内部有时被体液污染。
此外,在使用现有的液体采集装置的情况下,即使体液经由采集容器而飞散至液体采集装置的吸引机构的内部,也不能通过目视确认该体液的飞散。即,在使用现有的液体采集装置的情况下,分析技术员等不能发觉因体液的误吸引而导致的液体采集装置的污染。
本发明是为了解决上述现有的问题而提出的,其第1个目的在于,提供一种体液采集装置,该体液采集装置能够防止体液被误吸引至体液采集装置的内部,并且,即使在体液被误吸引的情况下,也能够可靠地对其进行检测。
本发明的第2个目的在于,通过将具有上述第1目的体液采集装置设置于体液测量装置中,从而提供具有优异的操作性和便利性的体液测量装置。
为了解决上述的现有问题,本发明涉及的体液采集装置具备:接合部,用于连接体液用容器;吸引部,用于通过吸引连接于所述接合部的所述体液用容器的内部的气体,从而将体液导入到该体液用容器的内部;吸引通路,将所述吸引部的内部和连接于所述接合部的所述体液用容器的内部连通;具有通气性的第1电极,被配置为横穿所述吸引通路;具有通气性的第2电极,被配置为横穿所述吸引通路且与所述第1电极相对;以及检测器,检测在所述第1电极和所述第2电极之间产生的电信号。
如果采用这样的构成,则由于体液采集装置具备被配置为横穿吸引通路且具有通气性的第1电极和与之相对的第2电极、以及检测在第1电极与第2电极之间产生的电信号的检测器,因而在体液被误吸引至体液采集装置的内部,且该体液到达第1电极和第2电极之间的情况下,可以利用检测器来检测在该两个电极之间产生的电信号。由此,可以检测体液被误吸引至体液采集装置的内部的情况。
在这种情况下,所述体液采集装置还具备位于所述第1电极与所述第2电极之间且可以含浸所述体液的隔离器。
如果采用这样的构成,则由于在第1电极与第2电极之间还具备可以含浸所述体液的隔离器,因而被误吸引至体液采集装置的吸引通路的内部的体液能够更可靠地被设在该第1电极和第2电极之间的隔离器含浸。由此,由于被吸引的液体与两个电极更可靠地接触,因而可以以更高的精度检测体液的误吸引。
此外,在上述情况下,所述体液采集装置,在所述吸引通路的内部还具备可以抑制所述体液的侵入的过滤器。
如果采用这样的结构,则由于在吸引通路的内部还具备可以抑制体液的侵入的过滤器,因而利用该过滤器可以可靠地捕捉体液的飞沫,可靠地防止体液侵入至吸引机构。此外,由此可以可靠地检测超过可以被过滤器捕捉的量的体液被误吸引的情况。
在这种情况下,在所述体液采集装置中,所述过滤器与所述第1电极和所述第2电极中的至少一个电极相接触。
如果采用这样的构成,则由于使过滤器与第1电极以及第2电极中的至少一个电极相接触,因而可以更可靠地防止体液的侵入,并且,可以更好地保持被导入至第1电极与第2电极之间的体液。此外,当体液的飞沫浸润过滤器时,由于体液含浸于过滤器,因而使得被过滤器捕捉的体液容易与两个电极相接触。因此,可以更可靠地检测体液的飞沫的存在。
此外,在上述情况下,还具备一体地包围所述第1电极和所述第2电极的包围部件。
如果采用这样的构成,则由于可以将第1电极以及第2电极作为被一体化的一个部件对待,因而可以减少部件的数目,使体液采集装置的构成为简单的构成。
另一方面,在上述情况下,所述体液采集装置还具备控制部,该控制部基于由所述检测器检测的电信号,控制该吸引部,使得所述吸引部吸引的所述气体的动作停止。
如果采用这样的构成,则由于所述体液采集装置还具备控制部,该控制部根据由检测器检测的电信号,控制吸引部,使得气体的吸引动作停止,因而在体液被误吸引的情况下,可以迅速地停止吸引部的吸引动作。即,由于检测器一检测到体液就停止体液的吸引动作,因而可以可靠地防止体液进一步侵入吸引部的内部。
此外,本发明涉及的第1体液测量装置具备:上述任意一处所述的体液采集装置;光源,用于向被导入到连接于所述接合部的所述体液用容器的内部的所述体液照射光;受光器,用于接收由所述光源照射且从所述体液用容器出射的光;演算器,基于由所述受光器接收的光,测量所述体液中所含有的特定物质的量。
如果采用这样的构成,则由于体液测量装置具备本发明涉及的体液采集装置,因而可以提供具有优良的操作性及便利性的优选的体液测量装置。此外,可以一边维持在可装卸的体液用容器内保持体液的状态,一边进行该体液的光学测量。
此外,本发明涉及的第2体液测量装置具备:上述任何一处所述的体液采集装置;配置于所述体液用容器的内部的一对测量用电极和能够与其电连接的一对连接端子;以及演算器,经由所述一对连接端子检测在所述一对测量用电极间产生的电信号,基于该检测的所述电信号,测量所述体液中所含有的特定物质的量。
如果采用这样的构成,则由于体液测量装置具备本发明涉及的体液采集装置,因而也可以提供具有优良的操作性及便利性的优选的体液测量装置。此外,可以一边维持在可装卸的体液用容器内保持体液的状态,一边进行该体液的电化学测量。
本发明可以由用于解决上述问题的方法进行实施,起到如下的效果。即,可以提供体液采集装置,该体液采集装置可以防止体液被误吸引至体液采集装置的内部,并且,即使在体液被误吸引的情况下,也可以可靠地对其进行检测。
此外,本发明还起到如下效果。即,可以提供适用的体液测量装置,该体液测量装置具备上述体液采集装置,且具有优良的操作性和便利性。
附图说明
图1是模式地示意第1实施方式涉及的体液采集装置的外观构成的立体图。
图2是模式地示意体液采集装置的剖面构成的剖面图。
图3是模式地示意体液采集装置的内部构成的方框图。
图4是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的正视图。
图5是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。
图6是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的侧面图。
图7是模式地示意沿图5所示的A-A′线的剖面的构成的剖面图。
图8是模式地示意沿图5所示的B-B′线的剖面的构成的剖面图。
图9是模式地示意沿图5所示的C-C′线的剖面的构成的剖面图。
图10是模式地示意沿图5所示的D-D′线的剖面的构成的剖面图。
图11是模式地示意沿图5所示的E-E′线的剖面的构成的剖面图。
图12是模式地示意体液采集装置所具备的第1电极以及第2电极的外观构成的立体图。
图13是模式地放大示意体液采集装置所具备的第1电极以及第2电极的空隙部分的立体图。
图14是模式地示意体液采集装置所具备的第1电极以及第2电极的变形例的外观构成的立体图。
图15是模式地示意将体液用容器连接于第2实施方式涉及的体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。
图16是模式地示意沿图15所示的G-G′线的剖面的构成的剖面图。
图17是模式地示意体液采集装置的变形例中将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。
图18是模式地示意沿图17所示的I-I′线的剖面的构成的剖面图。
图19是模式地示意将体液用容器连接于第3实施方式涉及的体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。
图20是模式地示意沿图19所示的H-H′线的剖面的构成的剖面图。
图21是模式地示意第4实施方式涉及的体液采集装置的主要部分的构成的纵剖面图。其中,图21(a)是模式地示意第1电极、第2电极、隔离器以及过滤器的配置结构的纵剖面图。图21(b)是模式地示意第1电极、第2电极、隔离器以及过滤器的集合体的配置形态的纵剖面图。
图22是模式地示意第5实施方式中所使用的体液用容器的外观构成的立体图。
图23是模式地示意沿图22所示的J-J′线的剖面的构成的剖面图。
图24是模式地示意第5实施方式涉及的体液采集装置的剖面构成的剖面图。
图25是模式地示意体液测量装置的内部构成的方框图。
图26是模式地示意第6实施方式涉及的体液采集装置的剖面构成的剖面图。
图27是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。
图28是模式地示意沿图27所示的K-K′线的剖面的构成的剖面图。
图29是模式地示意沿图28所示的L-L′线的剖面的构成的剖面图。
图30是模式地示意体液测量装置的内部构成的方框图。
图31是模式地示意第6实施方式中所使用的体液用容器的变形例的外观构成的立体图。
符号说明
100:体液采集装置;101:体液用容器安装部;102:体液吸引开始按钮;103:体液排出按钮;104:显示部;105:接合部;105a:吸引通路;106,111:O型环;107:汽缸;108:柱塞;109:柱塞接头;110:电机;112:第1电极;113:第2电极;114:隔离器;115:电压施加部;116:检测器;117:吸引部;118:控制器;118a:演算部;120:第1汽缸部件;121:第2汽缸部件;122:第1引线;123:第2引线;124:切口部;130:筐体;150:网状电极;200,300,500,700:体液用容器;201,302:空间;202,303,704:开口部;203,307,702:体液导入口;301:基体;304:光入射部;305:光出射部;306:试药保持部;308:第1部件;309:第2部件;400,600:体液测量装置;401:光源;402:受光器;403:计时部;501,710:第1测量用电极;501a:第1导电部;501b,502b:引线;501c,502c:罩;502,712:第2测量用电极;502a:第2导电部;601:第1连接端子;602:第2连接端子;603:测量用电压施加部;604:电信号测量部;605:第3引线;606:第4引线;701:金属细线;702:空隙;703:罩;706:中空四棱柱部分;708:中空四棱锥部分;800:电极;801:贯通孔;901:过滤器;910:包围部件。
具体实施方式
以下,参照附图,详细地说明实施本发明的优选实施方式。
首先,参照图1~3,说明第1实施方式涉及的液体采集装置的构成。
图1是模式地示意第1实施方式涉及的体液采集装置的外观构成的立体图。图2是模式地示意体液采集装置的剖面构成的剖面图。图3是模式地示意体液采集装置的内部构成的方框图。
如图1所示,本实施方式涉及的液体采集装置100具备筐体130,在该筐体130中,设有用于可装卸地安装体液用容器的体液用容器安装部101、用于开始向体液用容器供给体液的体液吸引开始按钮102、用于向纸杯等排出体液用容器的内部的体液的体液排出按钮103、以及液晶显示屏等显示部104。
此外,如图2所示,在体液用容器安装部101的内侧,设有接合部105。在该接合部105上,安装有体液用容器。具体而言,安装体液用容器时,接合部105插入体液用容器的吸引口的内部。此外,为了提高接合部105和体液用容器的吸引口的紧密结合性,在接合部105的周围设有氟树脂(例如,特氟隆(注册商标))覆盖橡胶制的O型环106。由此,可以防止吸引时在接合部105泄漏空气,因而可以更可靠地实现具有良好的定量性的体液的采集。
在本实施方式中,O型环106嵌入设置于接合部105的外表面的切口部分。在此,本实施方式中,切口部分的外径和O型环106的内径被设定为大致相同。
这样,为了可靠地确保接合部105和与其相连的体液用容器间的气密性,优选在接合部105的周围设置O型环。如果采用这样的构成,则接合部105和体液用容器间紧密结合性飞跃地提高,有效地抑制了吸引的气体的泄漏,因而可以良好地进行利用后述的吸引部117的体液的吸引。另外,在接合部105为树脂制的情况下,也可以用与其相同的材料在接合部105上形成圈状的突起部,由此提高与体液用容器的紧密结合性。此外,也可以通过在体液用容器的与接合部105的接触的面上用与其相同的材料形成圈状的突起部,从而提高接合部105和体液用容器间的紧密结合性。在这些情况下,也可以由不同的多层突起部组成突起部。或者,也可以将润滑脂等高粘性油脂涂敷在接合部上,由此提高与体液用容器的紧密结合性。在这种情况下,也可以与上述的使用圈状的突起部的构成相组合。
另外,在利用本实施方式涉及的体液采集装置100的情况下,优选体液用容器可装卸地连接于体液采集装置100的接合部105。通过采用这样的构成,体液用容器的交换变得非常容易。此外,由于使用后丢弃体液用容器,因而在反复测量时可以节省清洗体液用容器的人工和时间。
此外,如图2所示,该体液采集装置100,在筐体130的内部具备电机110,该电机用于通过柱塞接头109使设在汽缸107的内侧的柱塞108移动。该电机110、柱塞108以及汽缸107相当于用于将体液吸引至体液用容器的内部的吸引部。在此,在汽缸107的内部设有O型环111以保持汽缸107和柱塞108之间的气密性。
在本实施方式中,吸引部117采用的构成为:利用线型步进电机即电机110使汽缸107内部的柱塞108移运。
步进电机是每输入一个脉冲信号,其旋转轴就转动特定的角度的电机。在此,步进电机按照脉冲数而决定旋转轴的旋转角度,因此不需要用于定位的编码器。即,可以根据输入的脉冲数控制柱塞(活塞)的移动距离。在该步进电机中,利用齿轮机构、以及外螺纹和内螺纹组合的直进机构等,将电机的旋转运动变换为所期望的直进运动。由此,步进电机使柱塞108直线状移动。其中,在线型的步进电机中,在电机内组装有外螺纹与内螺纹组合的直进机构,依照输入的脉冲数,棒状的可动部分即柱塞接头直进运动。因此,如果使用线型的步进电机,那么,由于在其柱塞接头上直接连接柱塞即可,因而体液采集装置100的构成成为简单的构成。
在本实施方式中,汽缸107和接合部105为丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚树脂(ABS)制。而且,如图2所示,在汽缸107和接合部105的内部,设有由圆筒状的空间形成的贯通接合部105的吸引通路105a。该吸引通路105a大致沿着图2中的箭头X所示的方向(即,体液采集装置100的长度方向)平行地延伸。
而且,在本实施方式涉及的体液采集装置100中,第1电极112以及第2电极113被设置为横穿吸引通路105a,并夹着可以含浸体液的隔离器114而彼此相对。在此,第1电极112以及第2电极113大致垂直地配置于图2中的箭头X所示的方向上。此外,第1电极112以及第2电极113的主面的面积构成为大于吸引通路105a的横剖面(即,相对于图2中的箭头X所示的方向大致垂直的剖面)的面积。
在本实施方式中,优选第1电极112以及第2电极113中至少一个电极的宽度(直径或横剖面的面积)大于吸引通路105a的宽度(直径或横剖面的面积)。如果采用这样的构成,那么,由于吸引通路105a的横剖面完全被电极占据,因而可以防止体液的飞沫未被电极捕捉而附着于吸引通路105a的壁面。此外,由于可以抑制体液的飞沫侵入吸引通路105a的内部,因而可以更可靠地利用电极检测飞沫的存在。其中,如上所述,优选第1电极112以及第2电极113中至少一个电极的宽度大于吸引通路105a的宽度,但是,也可以是至少一个电极的宽度为吸引通路105a的宽度的60%以上且100%以下。
此外,在该体液采集装置100中,第1电极112以及第2电极113各自具有空隙。这些空隙贯通各自的电极。由于气体可以通过这些空隙移动,因而第1电极112以及第2电极113各自都具有通气性。根据这样的构成,在利用吸引部117进行体液的吸引时,气体从吸引通路105a的内部向吸引部117的移动的受阻程度减小。
此外,如图3所示,在体液采集装置100的内部,设有用于在第1电极112和第2电极113之间施加电压的电压施加部115、用于检测在第1电极112和第2电极113之间产生的电信号的检测器116、以及控制用于将体液吸引至体液用容器200的内部的吸引部117的控制部即控制器118。在此,吸引部117相当于图2所示的电机110、柱塞108以及汽缸107。其中,控制器118例如由微型计算机构成,其内部具备演算部118a。该演算部118a实行体液采集装置100的规定的演算处理。此外,电压施加部115的输出电压虽然也取决于体液的种类,然而一般设定为0.2V~1V左右的较低电压。此外,检测器116例如为电流传感器,可以检测数μA~数mA左右的电流。
接着,参照图4~图12,详细地说明第1实施方式涉及的体液采集装置的接合部附近的具体结构。
图4是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的正视图。图5是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。图6是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的侧面图。其中,为了方便,图4~图6中省略了筐体。
图7是模式地示意沿图5所示的A-A′线的剖面的构成的剖面图。图8是模式地示意沿图5所示的B-B′线的剖面的构成的剖面图。图9是模式地示意沿图5所示的C-C′线的剖面的构成的剖面图。图10是模式地示意沿图5所示的D-D′线的剖面的构成的剖面图。图11是模式地示意沿图5所示的E-E′线的剖面的构成的剖面图。
图12是模式地示意体液采集装置所具备的第1电极以及第2电极的外观构成的立体图。
如图4~6所示,在第1汽缸部件120和第2汽缸部件121的接合面的一部分上,设有半圆板型的切口部124,从而通过相互组合第1汽缸部件120和第2汽缸部件121来保持第1电极112、第2电极113以及隔离器114。此外,在第1汽缸部件120以及第2汽缸部件121的接合面上,形成有用于配置第1引线122以及第2引线123的两条沟。该沟的深度约为0.4mm。其中,第1汽缸部件120以及第2汽缸部件121可以通过利用金型的树脂成型来制作。
在此,说明汽缸107的制作方法以及第1电极112、第2电极113以及隔离器114在吸引通路105a内的配置方法。
如图7~11所示,汽缸107是通过接合第1汽缸部件120与第2汽缸部件121,将其组合而形成的。在本实施方式中,第1汽缸部件120以及第2汽缸部件121具有彼此左右对称的形状。
首先,操作者例如将隔离器114夹于第1电极112和第2电极113之间并使各部件的外周边大致对齐,将它们配置于桌上。然后,操作者在夹持隔离器114的第1电极112和第2电极113的上面放置树脂板,利用操作者自身的体重以手加压,从而将第1电极112、第2电极113以及隔离器114组合。此后,操作者除去树脂板,将通过加压得到的3个部件的集合体配置于设在第1汽缸部件120的接合面上的切口部124。
接着,操作者沿着设在接合面上的引线用的沟配置用于将第1电极112以及第2电极113电连接于电压施加部115以及检测器116的第1引线122以及第2引线123。其中,为了防止气体从引线用的沟泄漏,优选预先在沟内薄薄地涂敷硅密封胶。此外,第1引线122以及第2引线123为市售的覆盖氯乙烯的铜线,包含覆盖层的粗细为0.8mm。此后,操作者用焊锡将各引线和各电极电连接。在此,除了所述的构成之外,也可以另外设置端子将电极和引线电连接。
然后,操作者将第2汽缸部件121与配置有第1电极112、第2电极113、隔离器114、第1引线122以及第2引线123的第1汽缸部件120组合,且使其彼此的接合面相接触,用热使其熔接。在此,也可以利用超声波进行熔接以替代热熔接。如上所述,就可以制作汽缸107,并在吸引通路105a内配置第1电极112、第2电极113以及隔离器114。
在本实施方式中,第1汽缸部件120以及第2汽缸部件121的各部分的尺寸a~g(参照图5~11)分别如下所述。即,在本实施方式中,尺寸a=3mm,尺寸b=7mm,尺寸c=11mm,尺寸d=4mm,尺寸e=3mm,尺寸f=8mm,尺寸g=9.5mm。
此外,如图12所示,在本实施方式涉及的体液采集装置100中,使用网状电极150作为以横穿吸引通路105a的方式设置的第1电极112以及第2电极113。如果采用这样的构成,则由于电极中的空隙所占的比例变大,因而伴随着吸引的气体的流动更加顺畅。此外,由于电极的结构成为比较简洁的构成,因而在成本方面也很有利。
网状电极150具有将多条金属制的细线垂直相交地编织的结构。在此,在本实施方式中,使用镍制的细线作为构成网状电极150的细线。此外,在本实施方式中,各电极的厚度约为0.5mm,且各电极的形状是其直径约为3.8mm的圆形形状。其中,在图12中,列举了在外周边部分具有金属制的环的网状电极150,然而不限于这样的方式。例如,可以构成为在外周边部分不具有环的网状电极150。可以使用市售的商品作为本实施方式涉及的网状电极150。
除了网状电极150之外,例如可以使用作为多孔质导电体的碳毡或多孔碳等作为第1电极112以及第2电极113。在此,在本发明涉及的体液采集装置100中,作为第1电极112以及第2电极113,网状电极150为最优选的电极。通过采用这样的构成,使得伴随着吸引的气体的流动更加顺畅。此外,如果采用这样的构成,则网状电极150的构成为比较简洁的构造,在成本方面也很有利,因而可以低价地构成体液采集装置100。在此,作为用于构成第1电极112以及第2电极113的材料,除了镍之外,例如可以使用铁、铜、铝、铅、锌、钯、金、铂、以及它们的合金和黄铜等金属,或导电性树脂和碳等。
此外,在本实施方式中,列举了使用将多条金属制的细线编织的网状电极150的构成,然而不限于这样的构成。
图14是模式地示意体液采集装置所具备的第1电极以及第2电极的变形例的外观构成的立体图。
如图14所示,在本实施方式中,作为第1电极112以及第2电极113,可以使用具有贯通的空隙的电极800以替代上述的网状电极150,该电极800通过切削或冲压等而在金属板和碳板上机械地形成有贯通孔801。此外,也可以使用将导电性树脂成形为网状的网状电极以替代上述的网状电极150。在此,第1电极112和第2电极113没有必要为相同的形状和相同的材质,可以为彼此不同的形状和不同的材质。
另一方面,作为隔离器114,使用过滤用的纸(纤维素)制的一般的滤纸。在本实施方式中,隔离器114的厚度约为0.1mm,其形状与第1电极112以及第2电极113相同,为直径约3.8mm的圆形状。在此,由于构成隔离器114的滤纸具有空隙,因而气体容易通过。另外,本实施方式的隔离器114可以使用市售的商品。
接着,参照图13,说明第1电极112以及第2电极113的空隙部分的构成。
图13是模式地放大示意体液采集装置所具备的第1电极以及第2电极的空隙部分的立体图。
如图13所示,在本实施方式中,通过使各金属制的细线701彼此垂直相交地组合而形成第1电极112以及第2电极113。而且,在一对相对的细线701和与其垂直相交的一对相对的细线701所包围的部分形成有空隙702。该第1电极112以及第2电极113的空隙702的宽度被设定为最大约为0.4mm。在此,空隙702的最大的宽度为,例如图13所示的以长度L表示的宽度。
在此,对空隙702的设定概念进行说明,认为具有半径r的球体形状的体液飞沫,通过含浸于厚度h的隔离器114后,成为具有高度h、直径2R的圆柱形状的体液飞沫,那么,含浸后的体液飞沫的直径2R以2R=2(4r3/3h)1/2计算。
通常,飞沫的半径r约为0.15mm~3mm左右,隔离器114的厚度h约为0.1mm。因此,例如,如果下限值即半径r为0.15mm的体液飞沫含浸于隔离器114,则可以算出含浸后的体液飞沫的直径约为0.42mm。该值大于第1电极112以及第2电极113的空隙702的宽度的最大值0.4mm。因此,在隔离器114内含浸后的体液飞沫可以经由隔离器114而可靠地与第1电极112以及第2电极113接触。
所以,在隔离器114的厚度h为0.1mm的情况下,若将空隙702的宽度的最大值设定为0.4mm以下,则在隔离器114内含浸后的体液飞沫经由隔离器114而可靠地与第1电极112以及第2电极113接触。
另一方面,在空隙702的宽度的最大值为0.2mm的情况下,为了使在隔离器114内含浸后的体液飞沫经由隔离器114而可靠地与第1电极112以及第2电极113接触,只要使含浸后的体液的飞沫的直径2R为0.2mm以上即可。因此,考虑通过使下限值即半径0.15mm的体液飞沫含浸于隔离器114,从而使含浸后的体液飞沫的直径2R成为0.2mm以上的情况,利用上述算式,可计算出隔离器114的厚度h为0.45mm。
所以,在空隙702的宽度的最大值为0.2mm的情况下,如果将隔离器114的厚度h设定为0.45mm以下,则在隔离器114内含浸后的体液飞沫经由隔离器114而可靠地与第1电极112以及第2电极113接触。
这样,如果根据所使用的隔离器114的厚度h而设定空隙702的宽度的最大值,则可以用第1电极112以及第2电极113可靠地捕捉体液飞沫。此外,反之,如果根据所使用的电极的空隙702的宽度的最大值而设定隔离器114的厚度h,则可以用第1电极112以及第2电极113可靠地捕捉体液飞沫。
另外,优选第1电极112和第2电极113的空隙702是宽度为0.01mm~5mm左右的空隙。如果采用这样的构成,则由于空隙702的宽度小于被吸引至体液采集装置100的内部的体液飞沫的直径,因而利用该空隙702可以有效地捕捉体液的飞沫。
接着,参照图1~图11,说明本实施方式涉及的体液采集装置100的工作。
首先,操作者将体液用容器200安装于体液用容器安装部101。如图4~图11所示,该体液用容器200为具备用于保持体液的空间201的长方体形状。空间201的一端敞开,在将体液用容器200安装于体液用容器安装部101时,作为用于与接合部105相接合的开口部202而起作用。另一方面,在开口部202的相反侧,设置有与空间201相连通的体液导入口203。在此,体液用容器200可以通过聚苯乙烯的射出成型而很容易地制作。
在此,本实施方式中所使用的体液用容器200的各部分的尺寸h~p(参照图4~图11)分别如下。即,在本实施方式中,尺寸h=1mm,尺寸i=1mm,尺寸j=1mm,尺寸k=5.5mm,尺寸1=5.5mm,尺寸m=25mm,尺寸n=10mm,尺寸o=12mm,尺寸p=10mm。
接着,操作者至少将体液用容器200之中的体液导入口203浸泡在被采集于纸杯等容器的体液中。在此状态下,按压体液吸引开始按钮102,则进行控制器118的控制,使吸引部117工作。具体而言,操作者按压液吸引开始按钮102,则配置在体液采集装置100的内部的电机110进行驱动,位于汽缸107内部的柱塞108经由柱塞接头109而被提起,由此吸引存在于体液用容器200的空间201内的气体。由此,规定量(例如,6mL)的体液从体液用容器200的体液导入口203被吸引至空间201的内部。
被吸引至体液用容器200的内部的体液的量,被设定为体液不接触于体液采集装置100的接合部105的量。通过将柱塞108的位置保持为体液的吸引结束时的位置,从而将被吸引的体液保持在体液用容器200的内部。此外,在体液的吸引结束后,可以从体液中提起体液导入口203。此时,如果按压体液吸引开始按钮102,则控制器118利用电压施加部115开始向第1电极112和第2电极113之间施加电压,然而,在这种状态下,由于第1电极112和第2电极113之间的电阻非常大,因而电流几乎不流动。所以,在检测器116检测不到电流。
另一方面,在排出被保持于体液用容器200的内部的体液时,移动安装有体液用容器200的体液采集装置100或纸杯等容器,使得体液用容器200的体液导入口203位于纸杯等容器的上方。此后,在这种状态下,如果按压体液排出按钮103,则电机110进行驱动,位于汽缸107内部的柱塞108经由柱塞接头109而被压下。由此,被保持于体液用容器200的内部的体液,被排出至纸杯等容器的内部。最后,当体液的排出结束时,操作者将体液用容器200从体液采集装置100拔下。
其中,本实施方式涉及的体液采集装置100具有电源,其在图1及图2等附图中未显示。该电源,例如可以使用电池。该电池输出的电压施加在构成体液采集装置100、需要被供给电力的电机110等构成要素的电压施加部。由此,实现了上述体液采集装置100的动作。
然而,在进行上述的吸引操作时,由于操作者的疏忽和误操作等,吸引部117在进行吸引动作时,体液用容器200的体液导入口203有时会移动至纸杯等容器中的体液的液面之上。在这种情况下,由于从体液导入口203将空气与体液一起吸引,因而体液的飞沫未被保持于体液用容器200的内部,而是飞散至体液采集装置100的吸引通路105a的内部,从而侵入吸引通路105a。
在本实施方式中,这样被误吸引至体液采集装置100的吸引通路105a的内部的体液,被含浸于在第1电极112以及第2电极113之间设置的隔离器114。这样,如果被含浸于隔离器114的体液与第1电极112以及第2电极113接触,则液体接界(liquid junction)将导致第1电极112以及第2电极113之间的电阻降低,在第1电极112与第2电极113之间有电流流动。如果该电流被检测器116检测,则控制器118使电机110的动作停止,从而停止吸引部117的吸引动作。由此,能够可靠地防止体液进一步被吸引且体液侵入吸引部117的内部。这样,根据本实施方式涉及的体液采集装置100的构成,能够可靠地检测体液被误吸引至体液采集装置100的内部的情况。
并且,本实施方式中,在吸引动作停止的同时,控制器118使检测到体液飞沫的情况显示在显示部104。由此,体液采集装置100将所采集的体液的飞沫侵入至吸引通路105a的内部的情况通知使用者。
其中,在本实施方式中,列举了在显示部104以视觉的方式通知体液飞沫侵入至吸引通路105a的内部的情况,然而不限于这种方式。例如,以听觉的方式通知体液的飞散,也可以使使用者意识到体液的飞散。
这样,本发明涉及的体液采集装置100具备通知部,该通知部通知由检测器116检测电信号的情况。在此,作为通知部,除了显示文字、符号、画面等的显示器等显示装置之外,还可以列举出发出警报音(例如,哔哔声)的蜂鸣器、输出语音的扬声器等。如果采用这样的构成,则可以在检测器116检测到被误吸引的体液的情况下通知使用者,因而可以意识到在体液采集装置100的操作中发生误操作。其中,通知部还可以在显示部显示或者用声音通知,从而催促清洗和/或更换体液采集装置100的内部因体液的误吸引而有可能与其接触的部件,例如电极、隔离器、过滤器等。
此外,在本实施方式中,列举了控制器118使吸引部117的吸引动作停止的方式,然而不限于此方式。例如,可以采用如下方式替代控制器118使吸引部117的吸引动作停止的方式。即,在控制器118试图使吸引部117的吸引动作停止而进行控制之后,缓慢地控制吸引部117的电机110以进行被误吸引的体液的排出动作。如果采用这样的构成,则可以将体液被进一步吸引而侵入至吸引部117的内部的情况,以及被误吸引的体液对吸引部117的污染控制在最小限度。
此外,在本实施方式中,列举了吸引部117具备作为电机110的步进电机的方式,然而不限于这样的方式。例如,电机110也可以使用隔膜泵以替代步进电机。
而且,在本实施方式中,列举了使用特氟隆(登录商标)覆盖橡胶制O型环作为O型环106等的方式,然而,除此之外,也可以使用由异戊二烯橡胶、天然橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氟树脂等材料构成的O型环。
(第2实施方式)
接着,参照图15以及图16,说明本发明的第2实施方式。
图15以及图16是将体液用容器连接于第2实施方式涉及的体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的示意图。
具体而言,图15是模式地示意将体液用容器连接于第2实施方式涉及的体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。图16是模式地示意沿图15所示的G-G′线的剖面的构成的剖面图。其中,为了方简,图15以及图16中省略了筐体。
第2实施方式涉及的体液采集装置与第1实施方式涉及的体液采集装置在构成上的不同在于,在吸引通路105a中,在第2电极113与接合部105的前端之间,还设有过滤器901。除此以外,第1实施方式涉及的体液采集装置的构成与第2实施方式涉及的体液采集装置的构成相同。因此,在本实施方式中,省略了对与第1实施方式涉及的体液采集装置相同的构成的说明。
过滤器901可以通过将市售的由聚丙烯和聚乙烯形成的无纺布加压成型为圆柱状后,将其截断而很容易地制作。在此,在本实施方式中,过滤器901为圆柱状。并且,该过滤器901的底面的直径约为3.2mm,高度约为5mm。
在本实施方式中,可以在分别配置有第1电极112、第2电极113、隔离器114、第1引线122以及第2引线123的第1汽缸部件120上,将过滤器901塞入第2电极113和接合部105的前端之间的吸引通路105a的特定位置,然后,将第1汽缸部件120和第2汽缸部件121组合,使其接合面彼此接触,利用热等使其熔接,从而在吸引通路105a的内部配置过滤器901。其中,由于过滤器901富有柔软伸缩性,因而配置前的直径大于吸引通路105a的直径,但是,通过施加压缩应力,可以将其收容在吸引通路105a的内部。此时,向过滤器901施加的应力将过滤器901可靠地固定于吸引通路105a的内部。
根据本实施方式涉及的体液采集装置100的构成,由于可以用过滤器901捕捉在体液的吸引操作中产生的飞沫,因而可以减少体液侵入吸引部117的机会。此外,在产生不能被过滤器901保存的程度的飞沫的情况下,或者,在因继续吸引体液而产生从过滤器901脱离的飞沫的情况下,与第1实施方式的情况相同,可以使用第1电极112以及第2电极113,并由检测器116检测从过滤器901脱离的体液飞沫,基于该检测结果使吸引部117的吸引动作停止,从而抑制飞沫侵入吸引部117。
另外,在本实施方式中,列举了第2电极113与过滤器901相隔离的方式,然而不限于这样的方式。
图17是模式地示意体液采集装置的变形例中将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。图18是模式地示意沿图17所示的I-I′线的剖面的构成的剖面图。
如图17以及图18所示,在体液采集装置100中,也可以配置过滤器901使其与第2电极113相接触。如果采用这样的构成,则除了可以减少体液侵入吸引部117的机会的上述效果之外,还可以得到如下效果。即,在吸引操作时因失误而产生的体液的飞沫浸润滤层901时,由于体液含浸于隔离器114中,因而与第1实施方式的情况相同,可以利用第1电极112以及第2电极113来检测体液被误吸引至体液采集装置100的内部的情况。此外,其它的方面与第1实施方式相同。
(第3实施方式)
接着,参照图19及图20,说明本发明的第3实施方式。
图19以及图20是将体液用容器连接于第3实施方式涉及的体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的示意图。
具体而言,图19是模式地示意将体液用容器连接于第3实施方式涉及的体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。图20是模式地示意沿图19所示的H-H′线的剖面的构成的剖面图。其中,为了方便,图19及图20中省略了筐体。
本实施方式涉及的体液采集装置的构成与第1实施方式涉及的体液采集装置100的构成的不同在于,在吸引通路105a中,在第1电极112与柱塞108之间,还设有过滤器901。除外以外,与第1实施方式涉及的体液采集装置100的构成相同。因此,在此,省略对相同的构成的说明。此外,过滤器901的材质、制作方法、大小、以及被配置于吸引通路105a的内部的方法与第2实施方式的情况相同,因此省略这些说明。
利用本实施方式涉及的体液采集装置的构成,与第1实施方式的情况相同,被误吸引至体液采集装置100的吸引通路105a的内部的体液被含浸于设在第1电极112和第2电极113之间的隔离器114,因而可以得到与第1实施方式相同的效果。而且,根据本实施方式,在从体液被吸引至吸引通路105a的内部至吸引部117的吸引动作停止的期间内,即使在吸引了超过隔离器114所能保持的液体量的大量的体液的情况下,由于该体液被设在第1电极112与柱塞108之间的过滤器901捕捉,因此可以抑制体液侵入吸引部117。
其中,在本实施方式中,列举了第1电极112与过滤器901被隔离的方式,然而不限于这样的方式。即,如图17所示,在本实施方式中,可以在体液采集装置100中配置与第1电极112接触的过滤器901。此外,也可以采用将本实施方式与第2实施方式组合的方式,即,在第1电极112的上方和第2电极113的下方分别具备过滤器901。此外,其它的情况与第1、2实施方式相同。
(第4实施方式)
接着,参照图21,说明本发明的第4实施方式。
图21是模式地示意第4实施方式涉及的体液采集装置的主要部分的构成的纵剖面图。其中,图21(a)是模式地示意第1电极、第2电极、隔离器以及过滤器的配置结构的纵剖面图。图21(b)是模式地示意第1电极、第2电极、隔离器以及过滤器的集合体的配置形态的纵剖面图。
如图21所示,本实施方式涉及的体液采集装置的构成与第2~3实施方式涉及的体液采集装置构成的不同在于,过滤器901、第1电极112、第2电极113以及隔离器114一体化,构成为1个部件。在此,由于该不同点以外的构成与第2~3实施方式的情况相同,因而省略详细的说明。
在本实施方式中,由过滤器901、第1电极112、第2电极113以及隔离器114形成的部件,可以通过用过滤器901的材料即市售的由聚丙烯和聚乙烯形成的无纺布包住第1电极112、第2电极113以及隔离器114,并将其加压成形为圆柱状后切断而制作。此时,第1电极112、第2电极113、隔离器114以及过滤器901的集合体不必为圆柱状,也可以成形为球状。此外,也可以用以下的方法替代该制作方法。即,在将上述过滤器901的材料的树脂成形为海绵状之后,在其上形成切口部,然后将第1电极112、第2电极113以及隔离器114插入该切口部。或着,使用如第1实施方式所述的方法,将第1电极112、第2电极113以及隔离器114加压成形为圆柱状后,将其切断,然后夹在两个圆柱状的过滤器901之间。
在本实施方式中,过滤器901、第1电极112、第2电极113以及隔离器114的外侧面被包围部件910包围。这样,通过使用包围部件910,可以提供将过滤器901、第1电极112、第2电极113以及隔离器114一体化的部件。在此,作为用于构成包围部件910的材料,例如可以使用ABS树脂、聚丙烯、氟树脂(例如特氟隆(注册商标))、异戊二烯橡胶、天然橡胶、硅橡胶、氟橡胶等树脂。
接着,如图21(b)所示,第1电极、第2电极、隔离器以及过滤器的集合体配置在第1汽缸部件120和第2汽缸部件121之间且横穿吸引通路105a。此外,第1电极112和第1引线122电连接,并且,第2电极113和第2引线123电连接。
这样,在本实施方式中,体液采集装置100为第1电极、第2电极、隔离器以及过滤器可以一体更换(可装卸)的弹筒(cartridge)型的体液采集装置100。如果采用这样的构成,则在需要更换过滤器901和两个电极时,可以很容易地进行该更换操作。由此,可以提供改善了便利性的弹筒型体液采集装置100。并且,在更换滤器901和两个电极时,使第1汽缸部件120和第2汽缸部件121露出后,分开第1汽缸部件120和第2汽缸部件121即可。即,在本实施方式中,通过设置可以从吸引通路105a的内部装卸第1电极、第2电极、隔离器以及过滤器的集合体的构成,在需要更换过滤器901和两个电极时,能够容易地进行该交换操作。
此外,由于可以将在其内部具备第1电极112、第2电极113以及隔离器114的过滤器901(弹筒)作为一体化的一个部件对待,并由此进一步改善了体液采集装置的制造性,因而本实施方式涉及的体液采集装置100的构成为极佳的构成。在此,在本实施方式中,说明了将第1电极112、第2电极113、隔离器114以及过滤器901一体化的弹筒型的体液采集装置100,然而,只要是使用至少将第1电极112、第2电极113以及隔离器114一体化的弹筒的方式,就可以至少将除了过滤器901以外的这些部分作为一个部件对待。在这种情况下,可以得到如上述第1实施方式那样的未配置过滤器的构成。而且,在如上述第2~3实施方式所述的过滤器901不与电极连接的构成、以及上述过滤器901仅与某一个电极相连的构成之中,也可以实施使用将第1电极112、第2电极113以及隔离器114一体化的弹筒的方式。
此外,根据本实施方式涉及的体液采集装置100的构成,可以使含浸于过滤器901的体液不被排向过滤器901的外部,而与两电极相接触。因此,通过本实施方式,在过滤器901对飞沫的捕捉效果之外,即使是体液飞沫比第2~3实施方式更微量的飞沫,也可以更可靠地检测该飞沫的产生。
此外,在第2~4实施方式中,说明了使用由聚丙烯和聚乙烯的无纺布作为过滤器901的示例,然而,在此之外,也可以将棉等植物纤维、动物毛、尼龙、丙烯、聚酯等的纤维成形为球状、柱状或无纺布状,或着,将上述纤维的编织物或上述合成纤维的树脂成形为海绵状,并用作过滤器901。
此外,在第2~4实施方式之外,上述弹筒的配置方式还可以采用如下的方式。即,在第1汽缸部件120以及第2汽缸部件121的接合面的一部分上形成实质上与弹筒形状相同的切口部,在该切口部上配置弹筒。此外,弹筒的配置方式也可以是使第1汽缸部件120和第2汽缸部件121彼此的接合面接触而相互组合,由热等进行熔接之后,在所形成的吸引通路105a的内部塞入弹筒的方式。作为这样的构成,也可以得到与本实施方式相同的效果。此外,其它的情况与第1~3实施方式相同。
(第5实施方式)
接着,参照附图,说明本发明的第5实施方式。
在本实施方式以及后述的第6实施方式中,对使用第1~4实施方式中所说明的体液采集装置100的体液测量装置进行说明。并且,在本实施方式中,参照附图22~25,对作为试样的体液为尿液、作为测量对象的特定物质为人体白蛋白的情况进行说明。此外,作为本说明书所列举的体液,可以列举出血清、血浆、血液、尿液、间质液或淋巴液等体液。另外,作为特定物质,可以列举出白蛋白、hCG、LH、CRP、IgG等物质。
图22是模式地示意第5实施方式中所使用的体液用容器的外观构成的立体图。图23是模式地示意沿图22所示的J-J′线的剖面的构成的剖面图。图24是模式地示意第5实施方式涉及的体液采集装置的剖面构成的剖面图。图25是模式地示意体液测量装置的内部构成的方框图。
首先,参照图22以及图23,说明本实施方式中所使用的体液用容器的结构。
如图22以及23所示,本实施方式所使用的体液用容器300具备透明的聚苯乙烯制的长方体状的基体301。并且,在该基体301的内部,形成有用于保持体液的空间302。在此,该空间302的一端为开放状态,其在将体液用容器300安装于体液用容器安装部时,作为用于与接合部接合的开口部303而起作用。此外,在构成基体301的外表面的4个面中,一个面作为光入射部304、与之相对的面作为光出射部305而分别起作用。
此外,如图23所示,在与设有光出射部305的面的内侧相当的包围空间302的内壁面上,设有试药保持部306,该试药保持部306保持用于光学测量的试药。在设有光出射部305的面上,设有体液导入口307,该体液导入口307用于将作为试样的体液导入空间302的内部。在此,在本实施方式中,基体301的尺寸与第1实施方式涉及的体液用容器的情况相同,纵向尺寸为12mm,横向尺寸为12mm,高度为25mm。
这样,体液用容器300具备用于保持进行光学测量时所必须的试药的试药保持部306、使入射光入射的光入射部304、以及用于使出射光从体液用容器的内部向体液用容器的外部出射的光出射部305。
此外,优选光入射部304以及光出射部305由光学透明的材料、或者本质上不吸收可见光的材料形成。除了聚苯乙烯之外,构成光入射部304以及光出射部305的优选的材料,例如可以列举出石英和玻璃,或聚甲基丙烯酸乙酯等。在此,从降低成本的观点出发,在一次性使用体液用容器300的情况下,优选光入射部304以及光出射部305由聚苯乙烯构成。
以下,参照图22以及图23,说明体液用容器的制作方法。
第1部件308以及第2部件309均为透明的聚苯乙烯制,均具有凹部。通过使第1部件308和第2部件309相互组合,使得彼此的凹部一体化,形成空间302,由此构成基体301。其中,第1部件308以及第2部件309可以通过使用金属模的成型而得到。在这种情况下,可以使用公知的树脂成型技术进行成型。
首先,在第2部件309所具有的凹部的底面上形成试药保持部306。具体而言,在本实施方式中,通过使用微型注射器等滴下一定量的包含用于光学测量的试药即人体白蛋白抗体的水溶液,从而将其涂布于第2部件309所具有的凹部的底面上的规定位置。此后,将其静置于室温~30℃左右的环境中,通过使水分蒸发,从而使干燥状态的试药作为试药保持部306而被载置于第2部件309所具有的凹部的底面上的规定位置。其中,试药保持部306不必为凹部的底面,可以为体液用容器300所具备的空间302的底部(体液导入口307的附近)。此外,例如,上述抗体的水溶液的浓度为1.1mg/dl,滴下量为0.05mL,滴下的部分的面积为1cm2。
所涂布的包含试药的水溶液的浓度及其液体量,根据所必须的装置的特性、第2部件309上的形成位置的空间限制而被选择为适宜值。此外,关于第2部件309上的试药保持部306的位置和面积,考虑到试药对试样的溶解性和光入射部与光出射部的位置等而选择合适的位置。另外,可以通过现有的公知方法而得到人体白蛋白的抗体。例如,利用蛋白质A柱层析法提炼对人体白蛋白免疫的兔子的抗血清之后,通过利用透析管进行透析,从而得到抗人体白蛋白抗体。
这样,在使用体液检测装置400的情况下,优选在体液用容器300的试药保持部306中所具备的试药含有抗体或酶。此外,优选试药在干燥状态下被保存在体液用容器300的试药保持部306,在向液用容器300的内部供给试样时,该试药溶解于该试样。例如,使试药的溶液含浸于由玻璃纤维或滤纸等形成的多孔性载体中之后,通过使其干燥而将试药载置于载体上,在体液用容器300的内部设置载置有该试药的多孔性载体。此外,如上所述,从降低成本的观点出发,在构成试药保持部306的壁面上直接涂布试药的溶液之后,使其干燥,从而在试药保持部306配置试药的构成为最佳的构成。
作为试药的抗体,可以使用公知的方法生产,因而具有容易制作试药的优点。例如,以白蛋白等蛋白、hGG、LH等激素为抗原,通过对老鼠、兔子等进行免疫,可以得到上述抗原的抗体。在此,作为抗体,可以列举出白蛋白等尿液中所含有的蛋白的抗体、hCG、LH等尿液中所含有的激素的抗体等。此外,根据需要,也可以使促进抗原和抗体的凝聚反应的聚乙二醇等化合物共存于体液用容器的内部的抗体附近。
作为试药的酶,由于高选择性地催化特定的化合物的反应,因而可以实现针对试样中的特定的化合物的高选择性的检测。在此,考虑到选择性以及反应性,根据作为测量对象的化合物,使用一直以来公知的最佳的酶。这些酶可以从市场上得到。其中,作为酶的一个示例,可以列举出葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、醇氧化酶、胆固醇氧化酶、或者其它氧化还原酶等。在这种情况下,如果使根据酶反应的结果而进行显色或消色的色素、或者色素源与酶共存,就可以稳定地进行光学测量。此外,通过与胆固醇氧化酶结合,使用胆固醇酯酶,就可以检测酯型的胆固醇。这些酶可以从市场上得到。
接着,通过接合以上述方式得到的第1部件308和第2部件309,从而组装体液用容器300。此时,在各部件的接合部涂布环氧树脂等粘合剂,然后将各部件粘在一起且静置。此后,通过使接合部充分地干燥,从而组装了体液用容器300。在此,除此方法之外,还可以在接合各部件之后,使用市售的熔接机,利用热或超声波将其熔接。如上所述,则可以得到体液用容器300。
接着,参照图24以及图25,说明本实施方式涉及的体液测量装置400的构成。
本实施方式涉及的体液测量装置400的构成与第1实施方式涉及的体液采集装置100的构成的不同在于,在体液用容器安装部101的内侧具备光源401和受光器402,以及具备作为测量时间的计时部403的计时器。其中,光源401出射用于向安装在体液用容器安装部101的体液用容器300的光入射部304入射的入射光,受光器402接收从光出射部305出射的出射光。除此以外,体液测量装置400的构成与第1实施方式涉及的体液采集装置100的构成相同。因此,在以下的说明中,同样的构成元素被赋予同样的符号,省略其说明。
在本实施方式中,使用出射波长为650nm的光的半导体激光器作为光源401。除此之外,也可以使用发光二极管(LED)等发光元件作为光源401。此外,虽然在本实施方式中适用免疫比浊法进行测量,照射波长650nm的光以及选择受光波长,但是,该波长可以根据测量方法和测量对象而选择合适的值。
另一方面,在本实施方式中,使用光电二极管作为受光器402。此外,也可以使用电荷耦合元件(CCD)、光万用表等受光元件以替代该光电二极管作为受光器402。
接着,如图24所示,在体液测量装置400中,光源401和受光器402分别配置在筐体130的体液用容器安装部101的附近,且同轴地相对(受光器402能够有效地接收光源401出射的光)。
此外,在本实施方式中,构成基体301的外面的4个面中,用于光学测量的光入射部304以及光出射部305也可以不必相互相面。即,可以根据光学测量的方式而分别使用合适的面。例如,在测量光的散射的情况下,光入射部304以及光出射部305也可以是相互垂直的面。在这种情况下,只要将光源401和受光器402配置于与相互垂直的光入射部304以及光出射部305相对应的合适位置即可。
此外,虽然在图25中未显示,但是本实施方式涉及的体液测量装置400的控制器118具备存储装置。在此,该存储装置中预先存储有表示作为测量对象的特定物质的人体白蛋白的浓度和被受光器402接收的出射光强度的关系的分析曲线。此外,在本实施方式中,体液测量装置400的控制器118所具备的演算部118a,基于被受光器402接收的光而被适当地构成为也可以作为用于测量体液中所包含的特定物质的量的演算器而起作用。
接着,说明本实施方式涉及的体液测量装置400的动作。其中,体液用容器300在体液测量装置400上的安装方法、向体液用容器300的内部吸引体液的方法、体液被误吸引至吸引通路105a的内部的检测方法、以及体液从体液用容器300排出的方法,与第1实施方式相同,因而省略其说明。
如果操作者将作为体液试样的尿液导入体液用容器300的空间302的内部,则该被导入的尿液溶解被试药保持部306所载置的干燥状态的试药即抗人体白蛋白抗体。这样,进行尿液中的抗原即人体白蛋白与抗人体白蛋白抗体的免疫反应。另一方面,如果完成向体液用容器300所具有的空间302的内部导入尿液,则控制器118使作为计时部403的计时器开始计时。
接着,如果通过来自计时部403的信号,控制器118判断出从完成向体液用容器300所具有的空间302的内部导入尿液起经过了规定的时间(例如,2分钟),则控制器118使光源401实行光的照射。
从光源401出射后,通过体液用容器300的光入射部304而入射到空间302的内部,在尿液中透过并散射,从光出射部305出射的光在规定的时间内(例如,3分钟)被受光器402接收。
此后,控制器118读出预先存储在存储装置的分析曲线,通过参照该曲线,将被受光器402接收的出射光的强度换算为人体白蛋白的浓度。该换算在控制器118所具备的演算部118a进行。此外,控制器118将演算部118a换算而得到的人体白蛋白的浓度显示在显示部104。这样,通过在显示部104显示人体白蛋白的浓度,使得使用者判断人体白蛋白的测量结束。如上所述,使用本实施方式涉及的体液测量装置400以及体液用容器300,可以进行体液的光学测量。
(第6实施方式)
接着,参照附图,说明本发明的第6实施方式。
在本实施方式中,参照图26~图30,对作为试样的体液为尿液,且作为测量对象的特定物质为葡萄糖的情况进行说明。
图26是模式地示意第6实施方式涉及的体液采集装置的剖面构成的剖面图。图27是模式地示意将体液用容器连接于体液采集装置的接合部时的包括接合部附近和体液用容器的部分的纵剖面图。图28是模式地示意图27所示的K-K′线的剖面的构成的剖面图。图29是模式地示意图28所示的L-L′线的剖面的构成的剖面图。图30是模式地示意体液测量装置的内部构成的方框图。其中,为了方便,在图27~图29中省略筐体130。
首先,参照图27~图29,说明本实施方式中所使用的体液用容器的结构。
本实施方式所使用的体液用容器500具备透明的聚苯乙烯制的长方体状的基体301。而且,在该基体301的内部,形成有用于保存体液的空间302。在此,该空间302的一端为开放状态,在将体液用容器500安装于体液用容器安装部时,其作为用于与接合部接合的开口部303而起作用。此外,在构成空间302的外表面的4个面中,一个面设有第1测量用电极501,与之相对的面上设有第2测量用电极502。在设有第2测量用电极502的面的下方,设有用于向空间302的内部导入试样即体液的体液导入口307。其中,在本实施方式中,基体301的尺寸与第1实施方式涉及的体液用容器的情况相同,纵向尺寸为12mm,横向尺寸为12mm,高度为25mm。
接着,说明体液用容器500的制作方法。
第1部件308以及第2部件309均为透明聚苯乙烯制,且均具有凹部。通过使第1部件308的凹部和第2部件309的凹部相对且使其相互组合,从而构成基体301。其中,第1部件308以及第2部件309可以通过使用金属模的成型加工而很容易地得到。在这种情况下,可以使用公知的树脂成型技术作为成型加工。
首先,在第1部件308的凹部配置第1导电部501a。此时,在第1部件308的上部配置与具有第1导电部501a形状相同的空隙的丙烯树脂性的掩模,隔着该掩模溅射金之后,除去掩模,从而形成第1导电部501a。在此,除了溅射之外,也可以利用蒸镀以同样的顺序形成第1导电部501a。
接着,用与第1导电部501a的制作方法相同的制作方法,在第2部件309的凹部,制作第2导电部502a。在此,与制作第1导电部501a的情况相同,该第2导电部502a也可以用溅射而制作,也可以用蒸镀而形成。如上所述,可以在体液用容器500的内壁面上形成有一对相对的第1导电部501a以及第2导电部502a。
对第1导电部501a以及第2导电部502a的各尺寸没有特别的限制,例如可以为宽度2mm左右,长度25mm左右,厚度5μm左右。而且,在本实施方式中,为了规定测量用电极501、测量用电极502、以及引线501b、引线502b的大小(长度或在导电部内露出的部分的面积),贴有由绝缘性树脂形成的罩501c以及罩502c,以覆盖测量用电极501、502以及引线501b、502b以外的部分。其中,罩501c以及罩502c例如为宽度10mm左右,长度15mm左右,厚度0.1mm左右,可以使用涂布有丙烯系粘合剂的PET制的薄膜。此外,在配置罩501c以及罩502c时,使测量用电极501、502以及引线501b、502b的长度分别为例如5mm。此外,可以根据必要的装置的特性、光学测量系统的位置等而适当地调整构成第1导电部501a,第2导电部502a,测量用电极501、502,引线501b、502b的材料的种类、面积和厚度、以及形状和位置等。
接着,使用公知的方法在第1测量用电极501的表面固定支撑作为酶的葡萄糖氧化酶以及作为电子载体的锇络化物。具体而言,将配位结合有双联吡啶锇(dibipyridinium osmium)的聚乙烯咪唑的溶液与葡萄糖氧化酶的溶液混合,再涂布于第1测量用电极501的上部,在该处混合添加作为胺交联剂的聚乙二醇二环氧甘油醚。静置1小时后,使用蒸馏水清洗电极的表面。
接着,通过接合如此得到的第1部件308和第2部件309来组装体液用容器500。此时,在第1部件308和第2部件309的接合面上涂布环氧树脂等粘合剂,此后,将第1部件308和第2部件309粘合且静置,使接合部充分地干燥,从而组装体液用容器500。在此,除了使用环氧树脂等粘合剂之外,还可以在各部件接触之后,使用市售的熔接机利用热或超声波使接触部分熔接。如上所述,可以得到体液用容器500。
在此,优选第1导电部501a以及第2导电部502a的材料为至少包含有金、铂、钯、或者这些的合金或混合物、以及碳的至少一种的材料。由于这些材料具有稳定的化学性以及电化学性,因而可以实现稳定的测量。
此外,优选测量用电极501、502为适用于测量体液中所含有的特定的化合物或离子的浓度的电极。如果采用这样的构成,则可以正确地测量体液中的特定的化合物或离子的浓度。例如,如果使用玻璃电极等作为测量用电极,则可以正确地测量体液中所含有的钠离子的浓度。
此外,优选测量用电极501、502具备感应体液中所含有的特定的离子的膜。如果采用这样的构成,则可以正确地测量体液中特定的离子的浓度。在此,离子感应膜可以使用例如具有选择性使钠离子、钾离子、锂离子、镁离子、钙离子、氯化物离子、铵离子、氢离子等中任意一种透过的功能的离子感应膜。
构成离子感应膜的化合物,可以根据所要透过的离子的种类而使用公知的化合物。例如,作为构成离子感应膜的化合物可以使用下述的具有离子选择性的包合化合物。
例如,在钠离子的情况下,可以列举出双[(12-冠-4)甲基]2,2-二苯并丙二酸盐(Bis[(12-crown-4)methyl]2,2-dibenzomalonate)等化合物。
此外,在钾离子的情况下,可以列举出双[(苯5-冠-5)甲基]庚二酸盐(Bis[(benzo15-crown-5)methyl]pimelate)等化合物。
此外,在锂离子的情况下,可以列举出磷十二烷基-14-冠-4(phosphododecyl-14-crown-4)等化合物。
此外,在镁离子的情况下,可以列举出4,13-2[N-(1-金刚烷基)氨基甲酰基乙酰]-8-十四烷基1,7,10,16-四氧-4,13-二氮环十八烷(4,13-bis[N-(1-adamantyl)carbamoylacetyl]-8-tetradecyl-1,7,10,16-tetraoxa-4,13-diazacyclooctadecane)等化合物。
此外,在钙离子的情况下,可以列举出4,16-双(N-十八烷基氨基甲酰基)-3-八丁酰基-1,7,10,13,19-五氧-4,16-二氮环二十一烷(4,16-bis(N-octadecylcarbamoyl)-3-octbutyryl-1,7,10,13,19-pentaoxa-4,16-diazacyclohenicosane)等化合物
此外,在氯化物离子的情况下,可以列举出2,7-二-叔丁基-9,9-二甲基-4,5-双(N-正丁基亚硫脲基)呫吨(2,7-Di-tert-butyl-9,9-dimethyl-4,5-bis(N-n-butylthioureylene)xanthene)等化合物。
此外,在铵离子的情况下,可以列举出2,6,13,16,23,26-六氧杂七环[25.4.4.47,12.417,22.01,17.01,17.07,12.017,22]四十三烷(2,6,13,16,23,26-hexaoxaheptacyclo[25.4.4.47,12.417,22.01,17.01,17.07,12.017,22]tritetracontane)等化合物。
任何一种化合物均可作为市售商品而从例如株式会社同仁化学研究所得到。
在此,作为在测量用电极501、502的上部形成离子感应膜的方法,例如可以列举出在有机溶剂中分别溶解包合化合物、可塑剂、阴离子排除剂、PVC等高分子化合物,将由此得到的混合溶液分别涂布于测量用电极的上部,并使其风干的方法。
此外,测量用电极501、502也可以是使用硅等元素形成的场效应晶体管(Field Effect Transistor(FET))的电极。此外,优选将电位稳定的参考电极,例如Ag/AgCl或饱和甘汞电极作为一个测量用电极,或作为第3电极组合使用。
此外,如上所述,优选在第1测量用电极501的表面上载置有酶。如果采用这样的构成,则由于酶高选择性地催化特定的化合物的反应,因而可以实现对体液中的特定化合物的高选择性的测量。在此,可以根据作为测量对象的化合物,基于选择性以及反应性,使用一直以来公知的优选酶。其中,这些酶可以从市场上得到。
酶的示例,除了葡萄糖氧化酶之外,还可以列举出葡萄糖脱氢酶、醇氧化酶、胆固醇氧化酶、或者其它氧化还原酶等。通过使用这些酶,可以很好地进行作为体液中的特定化合物的葡萄糖、醇类、胆固醇等的测量。此外,如果使用胆固醇酯酶与胆固醇氧化酶组合,那么,可以检测酯型胆固醇。这些酶可以从市场上得到。此外,在本实施方式中,优选如上所述,酶不溶解于体液,而被固化于电极。如果采用这样的构成,则即使在体液试样的量存在偏差的情况下,也可以进行高精度的检测。
此外,在本实施方式中,如上所述,必要时,使用可以使酶和测量用电极间进行电子传输的电子载体。在此,除了锇络化物之外,该电子载体还可以使用例如铁/亚铁氰化物离子、二茂铁衍生物、钌络化物、或者醌衍生物、吩嗪衍生物、吩噻嗪衍生物等。
接着,参照图26~30,说明本实施方式涉及的体液测量装置600的构成。
本实施方式涉及的体液测量装置600的构成与第1实施方式涉及的体液采集装置100的构成的不同在于,在位于体液用容器安装部101的内侧的接合部105上,具备在将体液用容器500安装于体液用容器安装部101时与第1测量用电极501电连接的第1连接端子601和此时与第2测量用电极502电连接的第2连接端子602,具备用于向第1测量用电极501和第2测量用电极502施加测量用电压的测量用电压施加部603,具备用于测量在第1测量用电极501和第2测量用电极502之间产生的电信号的电信号测量部604,具备用于将第1测量用电极501以及第2测量用电极502与测量用电压施加部603和电信号测量部604电连接的第3引线605和第4引线606,以及具备测量时间的作为计时部403的计时器。除此以外,本实施方式涉及的体液测量装置600的构成与第1实施方式涉及的体液采集装置100的构成相同。所以,同样的构成元素被赋予同样的符号,省略其说明。
此外,本实施方式涉及的体液测量装置600的控制器118具有存储装置。在此,该存储装置中预先存储有分析曲线,该分析曲线表示作为测量对象的特定物质的葡萄糖的浓度和被电信号测量部604测量的电信号的关系。此外,本实施方式涉及的体液测量装置600的控制器118也可以作为演算器而起作用,用于根据被电信号测量部604测量的电信号而测量体液中所包含的特定物质的量。该演算功能通过控制器118所具备的演算部118a而实现。
接着,说明本实施方式涉及的体液测量装置600的动作。
体液用容器500在体液测量装置600上的安装方法、向体液用容器500的内部吸引体液的方法、体液被误吸引至吸引通路的内部的检测方法、以及体液从体液用容器500被排出的方法,与第1实施方式的情况相同,因而在以下的说明中,省略与其相关的说明。
在本实施方式涉及的体液测量用装置600中,将作为体液试样的尿液导入体液用容器500所具有的空间302的内部之后,控制器118使作为计时部403的计时器的开始计时动作。此外,在该计时动作开始的同时,控制器118通过测量用电压施加部603而在第1测量用电极501和第2测量用电极502之间施加测量用电压(例如,第1测量用电极501的电位相对于第2测量用电极502的电位而言为+0.5V的电压)。
接着,如果根据来自计时部403的信号,控制器118判断出从完成向体液用容器500所具有的空间302的内部导入尿液起经过了规定的时间(例如,15秒钟),则利用电信号测量部604测量在第1测量用电极501和第2测量用电极502之间流动的电流等电信号。然后,控制器118读出预先存储于存储装置的分析曲线,通过参照该分析曲线,从而将被电信号测量部604测量的电信号换算为葡萄糖的浓度。通过该换算得到的葡萄糖的浓度显示于体液测量装置600所具备的显示部104。这样,通过在显示部104显示葡萄糖的浓度,使得使用者判断葡萄糖的浓度的测量结束。
如上所述,使用本实施方式涉及的体液测量装置600和体液用容器500,可以进行体液的电化学测量。
此外,在本实施方式中,说明了使用在第2部件309的侧面具备体液导入口307的体液用容器500的方式,然而不限于这样的方式。除了在第2部件309的侧面具备体液导入口307的方式之外,例如也可以为在体液用容器的前端部(下端部)具备体液导入口的方式。
图31是模式地示意第6实施方式中所使用的体液用容器的变形例的外观构成的立体图。
如图31所示,体液用容器700为透明的聚苯乙烯制,在其一端形成有用于采集体液的第1开口,在另一端形成有用于将采集的体液向体液测量装置600排出的第2开口。此外,在该体液用容器700的内部形成有空间。该空间作为用于保持采集的体液的体液保持部而起作用。而且,作为体液保持部而起作用的空间的一个开放端为体液导入口702,另一个开放端为开口部704。
具体而言,体液用容器700具有中空四棱柱部分706和中空四棱锥部分708。而且,在中空四棱柱部分706的一个端部,设置有作为体液的吸引口的开口部704,在中空四棱柱部分706的另一端,连接(一体化)有中空四棱锥部分708的一端。而且,在中空四棱锥部分708的另一端部,设置有体液导入口702。
如图31所示,该体液用容器700具备第1测量用电极710以及第2测量用电极712。这些第1测量用电极710以及第2测量用电极712在中空四棱柱部分706的侧面上从其一端向另一端平行地配置,并且在中空四棱锥部分708的侧面上从其一端向另一端以前端变细的方式延出。此外,第1测量用电极710以及第2测量用电极712中的规定的部分被罩703所覆盖。
这样,通过在体液用容器700的侧面设置第1测量用电极710以及第2测量用电极712,可以进行与本实施方式中所说明的电化学测量相同的电化学测量。其中,在不必进行电化学测量的情况下,也可以不配置这样的电极。
此外,在以上所述的各实施方式中,列举了使用ABS树脂作为汽缸107以及接合部105的材料的方式,除此之外,也可以使用聚丙烯树脂作为汽缸107以及接合部105的材料。
此外,在本说明书中,列举了汽缸107以及接合部105的剖面形状为圆筒状,然而不限于这样的形状。例如,也可以使汽缸107以及接合部105的剖面形状为多棱柱的筒状、椭圆筒状、圆台筒状、多棱台筒状、椭圆台筒状、或这些筒状组合而成的形状。此外,在这些之中,由于圆筒以及圆台筒的形状是可以最可靠地得到接合部105以及体液用容器200等的紧密结合性的形状,因而可以可靠地抑制在吸引时产生的来自接合部105的气体的流入和泄漏。所以,优选汽缸107以及接合部105的剖面形状为圆筒状以及圆台筒状。
产业上利用的可能性
作为可以防止体液被误吸引至体液采集装置的内部,且即使在体液被误吸引的情况下,也可以可靠地进行检测的体液采集装置,本发明涉及的体液采集装置在使用体液的检查领域以及分析领域中具有产业上的可利用性。此外,作为具备上述的体液采集装置,且具有良好的操作性和便利性的体液测量装置,本发明涉及的体液测量装置具有产业上的可利用性。
Claims (8)
1.一种体液采集装置,其特征在于,
具备:
接合部,用于连接体液用容器;
吸引部,用于通过吸引连接于所述接合部的所述体液用容器的内
部的气体,从而将体液导入到该体液用容器的内部;
吸引通路,将所述吸引部的内部和连接于所述接合部的所述体液用容器的内部连通;
具有通气性的第1电极,被配置为横穿所述吸引通路;
具有通气性的第2电极,被配置为横穿所述吸引通路且与所述第1
电极相对;
电压施加部,用于在所述第1电极和所述第2电极之间施加电压;以及
检测器,检测在所述第1电极和所述第2电极之间产生的电信号。
2.如权利要求1所述的体液采集装置,其特征在于,
还具备位于所述第1电极与所述第2电极之间且可以含浸所述体液的隔离器。
3.如权利要求1所述的体液采集装置,其特征在于,
在所述吸引通路的内部还具备可以抑制所述体液侵入的过滤器。
4.如权利要求3所述的体液采集装置,其特征在于,
所述过滤器与所述第1电极和所述第2电极中的至少一个电极相接触。
5.如权利要求1所述的体液采集装置,其特征在于,
还具有一体地包围所述第1电极和所述第2电极的包围部件。
6.如权利要求1所述的体液采集装置,其特征在于,
还具备控制部,该控制部基于由所述检测器检测的电信号,控制该吸引部,使得所述吸引部吸引所述气体的动作停止。
7.一种体液测量装置,其特征在于,
具备:
如权利要求1~6中任意一项所述的体液采集装置;
光源,用于向被导入到连接于所述接合部的所述体液用容器的内部的所述体液照射光;
受光器,用于接收由所述光源照射且从所述体液用容器出射的光;以及
演算器,基于由所述受光器接收的光,测量所述体液中所含有的特定物质的量。
8.一种体液测量装置,其特征在于,
具备:
如权利要求1~6中任意一项所述的体液采集装置;
配置于所述体液用容器的内部的一对测量用电极和能够与其电连接的一对连接端子;以及
演算器,经由所述一对连接端子检测在所述一对测量用电极间产生的电信号,基于该检测的所述电信号,测量所述体液中所含有的特定物质的量。
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