JP2003083958A

JP2003083958A - 血液分析装置ならびに血液分析方法

Info

Publication number: JP2003083958A
Application number: JP2001319992A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Horiike; 靖浩堀池; Hiroshi Otsuka; 大塚　　博; Yoki Ogawa; 洋輝小川; Jun Kikuchi; 純菊地
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】極細の注射針を用いて，簡単確実に血液を採取
し，信頼性の高い微量血液分析装置とそれを用いた分析
方法を提供する。【解決手段】細い中空円筒管の研削を従来方法と逆の方
向に研削することにより、細い中空円筒管が変形するこ
となく鋭利な先端が得られた。また、シリンジの外周を
気密性を保つようにシリンダで囲い、シリンダ内を陰圧
にして皮膚を吸引し、皮膚を凸型に盛り上がらせる作用
で針を穿刺する方法により、シリンジの位置決め、固定
が確実に行うことが可能な血液採取方法を得た。また、
血液分析装置の分離手段に血球蓄積手段を設けることに
より、血液分離後の血清の流れを良好にし、血液分析装
置の動作安定性を向上させた。さらに、分離手段、分析
手段、移動手段、廃液手段とこれら各手段を接続する流
路手段の配置を適切化することにより、遠心分離プロセ
スにおける緩衝液の流出を抑えることを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液分析方法なら
びに装置に関し、その操作に必要な機能、構造のすべて
が一つのデバイス内に集積されており、さらに分析に要
する血液を微量とするためにデバイスが小さいことを特
徴とする血液分析装置ならびに血液分析方法に関する。
特に血液を微少量採取するための採血用中空針の製造方
法ならびに採血方法と、さらに、血液の分離を確実に行
なうための血液分析装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】人の健康状態や疾病を診断する電子的な
装置として、体温計、血圧計、超音波診断、Ｘ線ＣＴ、
ＭＲＩなどの他に、血液自動分析装置がある。これは、
数ミリリットルの血液を採取し、遠心分離器を用いて、
赤血球、白血球、リンパ球、血小板、血液凝固因子を分
離して得られた血清を、多数の試験管に分け、各試験管
を一列に並べて動かし、ケミカルセンサにより、ｐＨ、
酸素、二酸化炭素などの各濃度を測定する他、各試験管
の血清に酵素などの試薬を入れ、血清中の基質との発光
反応の分光や吸収分光を行い、データをコンピュータで
処理して人体を診断することに用いられている。

【０００３】血液自動分析装置は大別すると、検体がチ
ューブの中を通りながら試薬と混合、反応させ検出部へ
搬送されるフロー方式と、検体を測定項目ごとに容器に
分注しディスペンサーにより供給される試薬と混合、反
応させ検出部で定量されるディスクリート方式がある。
大型の自動分析装置の主流はディスクリート方式であ
り、卓上タイプや携帯タイプの分析装置の主流はフロー
方式である。フロー方式にはディスクリート方式よりも
装置が単純で小型化し易く、試料量も少なくて済むとい
う利点がある。

【０００４】例えば、大規模病院や血液検査センター施
設で使われる大型血液分析装置においては一つの生化学
検査項目あたり約１５〜１０μリットルであり、開業医
や小規模病院で使われる卓上型の簡易血液分析装置では
一項目あたり約１０〜５μリットル程度である。最近、
手術室内や病院のベッドサイドで用いられるようになっ
てきた最も小型の携帯タイプのもので一項目あたり約５
μリットルである。

【０００５】その携帯タイプの血液分析装置は、３ｃｍ
×５ｃｍ程度の２枚の樹脂板に直径１ｍｍの流路を形成
し流路の中程に血液分析センサおよび校正液の入った袋
を内蔵したカートリッジと測定器本体からなる。測定は
次の順序で行われる。まずカートリッジに５０μリット
ル程度の全血を注入し本体に挿入すると、カートリッジ
内臓の校正液貯蔵袋から校正液が分析センサ部へ流れ出
して校正が行われる。先に注入された血液が校正液と空
気泡によって隔てらた状態でセンサ部へ導入され測定が
行われる。その結果約２分で血液中の電解質やグルコー
ス、Ｏ_２、ＣＯ_２の値が本体の表示画面に示される。

【０００６】この携帯タイプ血液分析装置では校正液や
センサや血液・校正液送液用空気貯蔵タンク等の基本機
能を大きさが数ｃｍのカートリッジへ組み込むことで血
液の通る無駄な空間を小さくし必要な血液を少なく済ま
せる工夫が見られるが、しかしながら、この携帯タイプ
血液分析装置を用いて、病人だけでなく健常者も日々の
健康管理の一環として毎日採血して血液の分析を行なう
ためには、この装置で分析に要する血液の量も十分に微
量とは言い難く、より微量の血液からでも血液の分析が
可能な血液分析装置の開発が望まれていた。さらにこの
血液分析が、資格を有しない一般の人でも行なえるよう
な操作が簡単でしかも確実であることが望まれていた。

【０００７】近年開発された小型簡便な血液分析装置
（特願２０００−１２０１８９）では、微量の血液およ
び校正液を精度よく移動する手段として電気浸透流ポン
プを用いている。図１に従来の血液分析装置としてその
一例を示す。１は基板であり、２は採血用中空針を有す
る採取手段である。３は血液の濾過手段で４は濾過後の
血液から血清を得るための分離手段である。５は血液成
分の分析手段である。６は電気浸透流ポンプを用いた移
動手段である。７と８はそれぞれ移動手段６に電圧を印
加するための電極挿入口である。９は分析手段５と移動
手段６を接続する流路手段である。１０は血液分析装置
内の液体を回収するための廃液手段である。１１は移動
手段６と廃液手段１０を接続する流路手段である。上述
の濾過手段３、分離手段４、移動手段６、流路手段９、
廃液手段１０、流路手段１１は基板１にプラズマエッチ
ングなどの除去加工を施すか、あるいは熱可塑性を有す
る材料を用いる場合には材料を成形型に加熱加圧して溝
を成形する。従って図示していないが保持手段により成
形した溝を覆い、溝内に血液などの液体を保持を可能と
する。本装置では、採取手段２による採血を、濾過手段
３ならびに分離手段４で濾過、分離する。血液の分離は
血液分析装置本体を回転機器に取り付け、回転すること
により遠心分離して行なう。１２は回転機器の回転中心
を示す。その後、分析手段５により血液中の成分の分析
を行なう。基板内の血液の移動を移動手段１１により行
なう。

【０００８】次に、採血用の中空針に関しては、上述し
たように本血液分析装置においては微小量の採取血液か
ら各検査項目の測定を行うことを目的としており、中空
針も小型のものを用いることが望ましい。従来では３１
Ｇ（外径０．２５ｍｍ）が最も細い針と思われるが、こ
の太さの針では痛みを伴うし、分析には使用しない余分
の血液まで採取されてしまう。

【０００９】次に、採血作業について述べる。これから
の健康管理では、病院などに行かなくても日々家庭にお
いて自ら血液分析を行ない、その分析結果から健康状態
の変化をいち早く捉えて、健康状態が悪化するのを未然
に予防することが主流になると思われる。そのためには
一般の人が自分で採血も含めて血液の分析が行なえる血
液分析装置が必要である。しかし、現在行われている注
射器による採血は医療行為であるので医師、看護婦など
の資格を有する者しか行なえない。そこで、一般の人で
も医師の指導を受けて自ら血液分析に用いる血液を採取
できるような簡単で確実な採血装置ならびに採血方法が
必要とされている。

【００１０】また、従来の血液分析装置による血液の遠
心分離方法をより詳細に説明すると、図１に示すよう
に、基板１上に設けられた採取手段２によって採取した
血液を、血液の分析に先立ってＵ字形状の曲線形状部を
設けてある分離手段４の中に導入する。このＵ字形状は
曲線形状部が遠心分離の回転中心１２より遠くなる向き
に血液分析装置本体を回転機器に取り付け、遠心分離法
によって分離手段４の内部で血清と血球の分離を行う。

【００１１】血液を分析する際の血液の移動は、移動手
段６として電気浸透流ポンプを駆動することによって、
流路手段９、移動手段６であるポンプおよび流路手段１
１の中に蓄積された緩衝液を廃液手段１０から血液分析
装置外部に排出することにより行なう。これにより分離
手段４の中に蓄積された血清を分析手段５内に導入して
分析を行う。

【発明が解決しようとする課題】

【００１２】まず、採血用の中空針に関しては、より細
い外径１００μｍ以下のものを用いる必要がある。図２
に中空針先端部分の模式図を示す。図に示すように中空
針の先端は中空針の中心軸に対して１２°から１８°程
度の傾きを持つように研削されており、また先端を鋭利
にするために針に対して複数の方向、角度で研削が施さ
れている。図３に一般の中空針の加工方法を模式的に示
す。１０１は加工面であり、１０２に示す研摩剤が塗布
されている。これに中空針となる被加工物の中空円筒管
１０３を接触させ、加工面１０１を矢印で示した方向に
移動させることにより、中空円筒管１０３の先端を所定
の角度に研削する。

【００１３】この加工方法は外径が２５０μｍ程度の中
空針を加工する場合には問題ないが、外径１００μｍ以
下のより細い中空円筒管を研削しようとすると、図４に
示すように、細い中空円筒管１０４は強度が低くなるた
め、先端を研削するために加工面１０１に押し付けると
たわんでしまい端面を所定の角度に研削できない。この
問題は図５に示すように細い中空円筒管１０４を補強す
るための細い中空円筒管１０４の外周を囲む補強部材１
０５を追加することによって解決できるが、細い中空円
筒管１０４の先端部分１０６は肉厚が薄いために強度が
低く、加工面１０１から逃げるように変形し、加工面１
０１に沿って研削されずに残ってしまう。従って、この
部分を鋭利に研削することができず、採血用中空針に必
要とされる鋭利な先端を得ることができない。

【００１４】次に採血方法に関して本発明が解決しよう
とする課題について述べる。従来の注射器による採血が
一般の人にとって困難であるのは、従来の注射器には採
血するために注射器を刺す角度と刺す深さを決めるため
の位置決め機構がなく、また、採血中に注射器を固定す
る機構がないことによっている。従って、これらの注射
器の位置決めや固定は専ら人の視覚と手の感覚によって
なされるため、熟練を要するものとなっている。

【００１５】次に、遠心分離による血液分離方法につい
て本発明が解決しようとする課題について述べる。従来
の血液分析装置を用いた遠心分離法による血液の分離を
行なう際に。従来装置では分離手段４を構成するＵ字形
状の溝の幅がほぼ一定であるために、遠心分離法によっ
て分離した血球などの凝固体が分離手段４内部の流路を
狭くしたり、Ｕ字形状の曲線部分に血球などの凝固体が
たまってしまい、血清の移動に際しては配管抵抗の増加
が生じて、ポンプ負荷増大を招き、消費電力の増加と分
析手段５への血清導入時間の遅延を生ずる問題があっ
た。

【００１６】また、遠心分離の際に分析手段５、移動手
段６、流路手段９、１１に蓄積された緩衝液が廃液手段
１０より血液分析装置の外部に流出するために、その後
に血清を分析手段５に移動させる際に電気浸透流ポンプ
のポンプ力を用いる移動手段６の移動能力低下が生じる
問題点が生じていた。この問題点を解決するためには、
血液の分析装置を短時間で効率よく稼動させるために、
血液の遠心分離を行った後でも、配管抵抗が増加せず、
また、遠心分離に伴う緩衝液の減少を生じさせなくする
方法が必要とされていた。

【課題を解決するための手段】

【００１７】細い中空円筒管の先端の研削方法について
は、図５に示した従来の細い中空円筒管の研削方法に対
して、細い中空円筒管１０４に対する加工面１０１の移
動方向すなわち研削方向を逆にして細い中空円筒管１０
４の端面を加工する。このようにして細い中空円筒管１
０４の端面を研磨すると、その先端部分１０６に加工面
１０１から加えられる力は細い中空円筒管１０４の中心
軸の方向に向かう。この方向の力に対しては、肉厚の薄
い細い中空円筒管１０４においても、その円筒管構造に
より強度が保たれるため、先端部分１０６が変形するこ
となしにこの部分を研削することができる。その結果、
細い中空円筒管１０４の先端部分１０６を鋭利に仕上げ
ることが可能である。

【００１８】採血する際の注射器の位置決めならびに固
定については、シリンジの外周にシリンダを設ける。シ
リンジはシリンダの間の気密性を保ちながらシリンダに
対して移動することができるものとする。また、シリン
ダは注射針が皮膚に触れる前に皮膚に接触し、シリンダ
と皮膚の間においても気密性を高められるものとする。
採血に先立ちシリンダ内の空気を排気することによりシ
リンダ内部が陰圧になり、シリンダが皮膚を吸引する結
果、シリンダの皮膚に対する固定が保たれる。すなわ
ち、シリンジの皮膚に対する位置決めと固定の働きをす
る。

【００１９】次に、採取した血液から血清を分離するた
めに遠心分離法を用いる場合の分離手段５の形状におい
ては、遠心分離法による血清と血球の分離において遠心
分離の回転中心１２に対して最外端部となるにＵ字型の
分離手段５の底部において、遠心分離後にも、血清の流
れに対して配管抵抗の増加が生じない十分な広さが確保
されているような構造とすることが必要であり、Ｕ字形
状の外周側を遠心分離によって血液より分離される血球
を蓄積するための血球蓄積手段とし、Ｕ字形状の内周側
を遠心分離によって血液より分離される血清を蓄積する
ための血清蓄積手段としてそれそれの蓄積部を設けるこ
とで実現される。

【００２０】また、遠心分離プロセスを実施するに際し
て、血清と血球の分離が終了する前の血液が遠心分離プ
ロセスの実施中に分析手段５内部へ流入することを、も
しくは、分析手段５内部に蓄積されている緩衝液が遠心
分離プロセスの実施中に分離手段４内部へ流入が無いよ
うにすることが必要であり、これは分離手段と分析手段
の接続を行う流路手段の配置を最適にすることで実現さ
れる。

【００２１】遠心分離後に分離手段に蓄積された血清を
移動手段６を用いて効率的に分析手段５に移動させるた
めには、分析手段５、分析手段５と移動手段６を接続す
る流路手段９、移動手段６の各々の内部が血清の移動に
必要量の緩衝液を蓄積させておくことが有効であり、分
析手段５と移動手段６の間に、血清を分析手段５に移動
させるために必要な量の緩衝液を蓄積ための蓄液手段を
設けることで実現される。

【００２２】また、血清の移動に際して移動手段６を効
率的に駆動させるためには、分析手段５、蓄積手段、移
動手段６、移動手段６と廃液手段１０を接続する流路手
段１１の各々の内部に蓄積されている緩衝液が遠心分離
プロセスの実施中に外部に流出することが無いようにす
ることが必要であり、廃液手段１０の配置を適正にする
ことで実現される。

【００２３】また、遠心分離プロセスにおいて分離手段
４の中に蓄積された血液に、分析手段５、分析手段５と
蓄液手段を接続する流路手段、蓄液手段、移動手段６、
移動手段６と廃液手段１０を接続する流路手段１１の各
々の内部に蓄積された緩衝液が流入することが無いよう
にする必要があり、分析手段５と蓄液手段を接続する流
路手段の配置を適正にすることで実現される。

【発明の実施の形態】

【００２４】まず、本発明による細い中空円筒管の加工
装置ならびに加工方法について図６を用いて説明する。
符号は図３，４，５で用いたのと同様に、１０１は加工
面であり、１０２は加工面に塗布された研磨剤である。
加工面は円柱体あるいは円筒体の端面あるいは側面であ
り、図示していないが本装置にはこの円柱体あるいは円
筒体を回転させるための回転機構１０８を有する。１０
４は被加工物である細い中空円筒管であり、１０５は細
い中空円筒管１０４を補強するための補強手段である。
１０７は支持手段であり細い中空円筒管１０４と補強部
材１０５を保持し、かつ細い中空円筒管１０４と加工面
１０１との距離ならびに細い中空円筒管１０４の中心軸
と加工面１０１との角度ならびに細い中空円筒管１０４
の中心軸まわりの回転角度を制御する機能を有する。細
い中空円筒管１０４の中心軸と加工面１０１との角度は
１０°以上３０°以下とする。細い中空円筒管１０４に
対する加工面１０１の移動方向すなわち研削方向は、図
６中に示すように、細い中空円筒管１０４の中心軸と加
工面１０１との角度の鈍角側から鋭角側に向かう方向で
ある。この状態で細い中空円筒管１０４を加工面に接触
させることにより細い中空円筒管１０４の端面を研削
し、先端部分１０６を形成する。

【００２５】次に本発明による血液採取装置を図７を用
いて説明する。２０１はシリンジでその先端には皮膚を
穿刺し、採血を行なうための針２０２が装着されてい
る。そしてこのシリンジ２０１はシリンダ２０３にＯリ
ングＡ２０４、ＯリングＢ２０６と押え板Ａ２０５、押
え板Ｂ２０７を介し、押えねじ２０８で締め付けること
により一体構造となっている。このようにＯリングと押
え板を二重に配置することによって、これらのＯリング
と押え板（２０４，２０５，２０６，２０７）とシリン
ジの間の気密性を保ちながら、シリンジ２０１を動かす
ことができる。２０９はシリンジ２０１のプランジャで
ある。２１０は排気口であり、ここよりシリンダ２０３
内の空気を排気する。

【００２６】次に、本発明による血液採取方法を図８を
用いて説明する。図７で説明した血液採取装置を、図８
（イ）に示すように採血を行なう部位の皮膚２１１表面
上に軽く置き、排気口２１０から排気を行ないシリンダ
２０３内を陰圧とする。このとき、図８（ロ）に示すよ
うに皮膚２１１がシリンダ２０３内に引き込まれて凸型
に盛り上がる。その結果、予め設置しておいた針２０２
の先端がシリンジ２０１を皮膚に向かって動かさなくと
も皮膚表面を穿刺し、内部へと侵入する。通常は針を動
かして皮膚に穿刺を行なうが、本方法では皮膚の変形に
よって固定されている針で皮膚を穿刺しているため熟練
度を要しない。さらに通常の注射法による採血において
は、針が皮膚を穿刺するときに最も強い痛みを感じる
が、本方法では穿刺部の皮膚表面が陰圧に曝されて変形
することで元々軽い圧迫感を感じており、従来法と比較
して疼痛も緩和されている。また従来法においては針を
皮膚へと穿刺するときに、針を皮膚内部へと押し込もう
とする力によって一旦皮膚がその内部へと撓んだ（逃げ
た）後に針先端が皮膚内部へと侵入するのに対し、本発
明の血液採取装置の場合、穿刺部分の皮膚表面の雰囲気
が陰圧となっており皮膚外部へと撓んでいるためにこれ
が針２０２の皮膚内部への侵入を容易にしていることも
疼痛の緩和に寄与していると考えられる。そして一旦穿
刺した後にシリンジ２０１を動かして所定の深さまで針
を皮膚内へと侵入させた後に、シリンジ２０１内のプラ
ンジャ２０９を引き上げることにより、シリンジ２０１
内に血液を導入することができる。または圧力やシリン
ダ２０３の皮膚と接する面の面積を調節するなどして皮
膚の変形量を制御すれば特に針を移動させることなく針
の穿刺深さを調節することができる。図８に示した血液
採取装置の場合、針２０２と皮膚表面のなす角はほぼ垂
直であるので、皮膚表面を概観すれば目視で容易に位置
が確認できる静脈（特に前腕内側や手の甲など）の直上
に本血液採取装置を設置すれば、穿刺する深さのみを設
定すれば熟練を要した従来の採血法と比較して容易に静
脈血採血を行うことが可能となる。

【００２７】図９には針を皮膚表面に対して鋭角に穿刺
する例を示している。この場合も図８に示した針と皮膚
表面のなす角がほぼ垂直である場合と同様に図９（イ）
に示すように採血装置を皮膚表面においた後に排気口２
１０から排気を行い、図９（ロ）に示すように皮膚をシ
リンダ２０３内部へと撓ませる。この場合、図２とは異
なり針は皮膚表面に対して鋭角であるので、このように
皮膚を撓ませた後に図９（ハ）に示すようにシリンジ２
０１をシリンダ２０３内部へと押し込み針２０２を撓ん
だ皮膚２１１内部へと穿刺する。その後にプランジャ２
０９を引いてシリンジ２０１内を減圧とし皮膚内部の血
液を採取する。この場合も図８の場合と同様な理由で疼
痛が従来法よりも緩和されている。特にこの場合は針２
０２を図８と同じだけ穿刺しても針と皮膚のなす角が鋭
角であるので皮膚内部へはそれほど深く侵入せず表面近
傍の皮膚内部を針２０２が移動することになる。したが
ってこの場合は皮膚直下の毛細管血を採取するのに特に
有利である。

【００２８】次に本発明による血液分析装置の分離手段
について説明する。図１０に本発明に基づく血液分析装
置の概略図を示す。図中で図１と同じものは、図１と同
じ符号で示す。また、図示していないが保持手段により
を覆い、各手段内に血液などの液体を保持を可能とす
る。ここでは、分離手段４のＵ字形状が血球蓄積手段３
０１と血清蓄液手段３０２から構成されている。３０３
は血球蓄積手段３０１と血清蓄液手段３０２を隔てる隔
壁である。隔壁は必ずしも設けなくてもよい。３０４は
蓄液手段を示す。本実施例では、血球蓄積手段３０１、
血清蓄液手段３０２と蓄液手段３０４を同一基板１上に
設けたものを示すが、実施あたっては必ずしもこれらの
両方の手段を同時に設けなくても良い。また、血球蓄積
手段３０１、血清蓄液手段３０２、蓄液手段３０４は、
直線で形成された矩形の形状に限るものではなく、曲線
で構成してもよい。３０５は分離手段４と分析手段５を
接続する流路手段である。この流路手段３０５は分析手
段５よりも遠心分離の回転中心に近い位置に配置されて
いる。３０６は分析手段５と蓄液手段３０４を接続する
流路手段である。この流路手段３０６は分析手段５なら
びに蓄液手段３０４よりも上述の回転中心に近い位置に
配置されている。３０７は蓄液手段３０４と移動手段６
を接続する流路手段である。この流路手段３０７は蓄液
手段３０４ならびに移動手段６よりも上述の回転中心に
近い位置に配置されている。また、血球蓄積手段３０１
と血清蓄積手段３０２の構成を図１１に拡大して示し、
特に遠心分離プロセス後の血清３０８、血球３０９の蓄
積状態を示した。

【００２９】〔第一の実施例（細い中空円筒管の加
工）〕図１２により第一の実施例を説明する。本実施例
では、円柱体の端面の平面を加工面１０１とした。円柱
体はアルミ製で直径８ｍｍのものを用いた。円柱体の端
面は切削加工の後、１５００番のサンドペーパで仕上げ
た。研磨剤１０２には研磨剤を脂肪酸、有機溶剤、ろう
に混ぜ合わせた半固形のものを用いた。これを加工面１
０１に約０．２ｍｍの厚さに塗布した。研磨剤１０２と
しては、研磨剤を溶媒（スラリー）に混ぜたものを用い
てもよい。細い中空円筒管１０４には外径７０μｍ、肉
厚２０μｍのステンレス管を用いた。補強手段１０５に
は外径２５０μｍ、肉厚７５μｍのステンレス管を用い
た。細い中空円筒管１０４の先端を補強手段１０５の端
部より１ｍｍ出した状態で、両者を支持手段１０７によ
り固定した。細い中空円筒管１０４と加工面１０１との
距離、また、細い中空円筒管１０４と加工面１０１との
角度、また、細い中空円筒管１０４の中心軸周りの角度
の制御には、支持手段１０７内に備えたＸＹステージな
らびに回転軸ステージにより行なった。回転手段１０８
にはモータを用いた。加工面１０１の回転速度は５００
ｒｐｍとした。まず、細い中空円筒管１０４と加工面１
０１との角度が１８°になるようにして、細い中空円筒
管１０４を加工面１０１の回転中心から２．５ｍｍの箇
所に接触して６０秒研削し楕円形状の端面を得た。次
に、細い中空円筒管１０４と加工面１０１との角度が２
３°になるようにして、さらに、細い中空円筒管１０４
を中心軸周りに１５°回転した状態で、細い中空円筒管
１０４を加工面１０１に押し付け、１２秒研削した。次
に細い中空円筒管１０４と加工面１０１との角度は２３
°に保ったまま、細い中空円筒管１０４を中心軸周りに
先ほどとは逆向きに３０°回転した状態で、細い中空円
筒管１０４を加工面１０１に押し付け、１２秒研削し
た。その結果、直径７０μｍの細い中空円筒管において
も、図２に示すような鋭利な先端を得た。

【００３０】〔第二の実施例（細い中空円筒管の加
工）〕図１３により第二の実施例を説明する。本実施例
では、円柱体の側面の円筒面を加工面１０１とした。円
柱体はアルミ製で直径８ｍｍのものを用いた。円柱体の
側面は切削加工の後、１５００番のサンドペーパで仕上
げた。その他の装置についての条件は第一の実施例と同
じとした。また、研削の手順も第一の実施例と同じとし
て、細い中空円筒管１０４の先端を研削したところ、図
２に示すような鋭利な先端を得た。

【００３１】〔第三の実施例（血液採取）〕図７に示す
ような血液採取装置を前腕内側の静脈血管上の皮膚表面
に設置し、静脈血の採取を試みた。針２０２には外径１
００μｍ、内径４０μｍのものを用い、予めその先端を
皮膚と接触するシリンダ２０３の端と同じ位置に設置し
た。皮膚上に血液採取装置を設置後、シリンダ２０３を
０．５気圧と陰圧にして皮膚２１１が撓むと同時に針２
０２が皮膚内部へと侵入した。その侵入深さは概ね５ｍ
ｍほどであった。その後にシリンジを皮膚表面方向へと
押して針２０２をさらに２ｍｍ内部へと侵入させ、動脈
内へと導入した。そしてシリンジ２０１のプランジャ２
０９を引き約５０００Ｐａの圧力で５秒間の吸引したと
ころ、約３マイクロリットルの血液がシリンジ内へと導
かれていたことが確認された。一連の過程において針２
０２の穿刺時等における疼痛は感じることがなかった。

【００３２】〔第四の実施例（血液採取）〕図９に別の
血液採取についての実施例を示す。図中の符号の説明は
図７、８のものと同じである。図９に示すような血液採
取装置を前腕内側の皮膚表面上に設置し、毛細管血の採
取を試みた。針は外径１００μｍ、内径４０μｍのもの
を用いた。皮膚２１１上に採血装置を設置後、シリンダ
２０３内を０．５気圧と陰圧にして皮膚２１１を撓ませ
る。その後にシリンジ２０１を皮膚２１１表面方向へと
押して針２０２を皮膚内部へと約３ｍｍ侵入させた。そ
してシリンジ２０１のプランジャ２０９を引き約７００
０Ｐａの圧力で１０秒間の吸引したところ、約２マイク
ロリットルの血液がシリンジ２０１内へと導かれていた
ことが確認された。一連の過程において針の穿刺時等に
おける疼痛は感じることがなかった。またこのとき針穿
刺部近傍を陰圧にせずに大気圧のままにした他は上と同
じ手順で毛細管血の採取を試みたところ、針穿刺時の疼
痛が上の陰圧にした場合よりも激しい上に、採取できた
血液量は０．５マイクロリットル以下であった。この採
取血液量の違いは血液採取部位を局所的に陰圧とするこ
とによって、その部位に毛細管血が集中したためと考え
られる。

【００３３】〔第五の実施例（血液分析装置）〕血液分
析装置は図１０に示すように、支持基板１上に設けられ
た採取手段２によって採取した血液を、血液の分析に先
立って、Ｕ字型の曲線形状部を設けた分離手段４の中に
蓄積する。遠心分離プロセスでは分析装置の採取手段２
を設けた側面が遠心分離の回転の内側に向くようにして
実施する。Ｕ字形状の分離手段４低部には本発明による
血球を蓄積する血球蓄積手段３０１を設けてある。Ｕ字
形状の分離手段４の内周近傍には血清を蓄積する血清蓄
積手段３０２が設けてある。遠心分離プロセスを終了後
の分離手段４を一部を構成する血球蓄積手段３０１、血
清蓄積手段３０２の内部は図１１に拡大して示すよう
に、遠心分離プロセスによって分離された血球３０８は
分離手段の底部に設けた血球蓄積手段３０１の内部に蓄
積され、血清蓄積手段３０２には血清３０９が蓄積され
る。この構造により従来の血液分析装置のように血球に
よって血清の流れが妨げられることがない。

【００３４】また、分離手段４と分析手段５を接続する
流路手段３０５の配置は、遠心分離プロセスでの回転中
心からの距離が、分析手段５が配置されている位置より
も短かくなる位置に配置してある。

【００３５】遠心分離後に分離手段４に蓄積された血清
を移動手段６を用いて効率的に分析手段に移動させるた
めに分析手段５と移動手段６の間に血清を分析手段に移
動させるために必要な量の緩衝液を蓄積する蓄液手段３
０４を設けてある。蓄液手段３０４に蓄積できる緩衝液
の量は分析手段５内部に蓄積される緩衝液の量よりも多
くできることが望ましい。

【００３６】また、分析装置内部に蓄積されたの液体を
外部に排出する廃液手段１０の位置を、当該分析手段
５、当該移動手段６、当該蓄液手段３０４およびこれら
を接続するすべての流路手段３０５，３０６，３０７の
いずれよりも、遠心分離の回転中心からの距離が短く、
かつ採取手段２を設けてある端面に設けた。この廃液手
段３０４の配置により血液分析装置の内部配管全体がＵ
字型構造となり、遠心分離プロセスにおいても緩衝液が
血液分析装置外部に流出することがない。

【００３７】蓄液手段３０４と分析手段５を接続する流
路手段３０６の位置は、遠心分離の回転中心からの距離
に対して、蓄液手段３０４と移動手段５を接続する流路
手段３０７よりも短い距離なる位置に設けてある。この
流路手段３０６，３０７の配置例では分析手段５、蓄液
手段３０４、移動手段６のいずれも独立したＵ字型形状
となり、遠心分離プロセスにおいても液体が血液分析装
置外部に流出することがない。

【発明の効果】

【００３８】細い中空円筒管の研削を従来方法と逆の方
向に研削することにより、細い中空円筒管が変形するこ
となく鋭利な先端が得られた。

【００３９】シリンジの外周を気密性を保つようにシリ
ンダで囲い、シリンダ内を陰圧にして皮膚を吸引し、皮
膚を凸型に盛り上がらせる作用で針を穿刺する方法によ
り、シリンジの位置決め、固定が確実に行うことが可能
な血液採取方法を得た。

【００４０】血液の採取に続いて行われる遠心分離プロ
セスを実施するに際して、血清と血球の分離が終了する
前の血液が遠心分離プロセスの実施中に分析手段内部へ
流入することを、もしくは、分析手段内部に蓄積されて
いる緩衝液が遠心分離プロセスの実施中に分離手段内部
へ流入を引き起こさずに遠心分離プロセスを実施するこ
とが可能である。

【００４１】分析手段と移動手段の間に液体を蓄積する
蓄液手段を設けたことにより、遠心分離プロセスの後に
血清を分析手段へ移動させるに際して、移動手段が効率
的に駆動できる緩衝液の量を確保することが可能となっ
た。

【００４２】廃液手段の配置を適性にすることで、血清
の移動に際しては分析手段、蓄積手段、移動手段、移動
手段、廃液手段および各流路手段の各々が全体でＵ字型
の配置となり、内部に蓄積されている緩衝液が遠心分離
プロセスの実施中に外部に流出しない位置に配置するこ
とで移動手段を効率的に駆動させる事が可能である。

【００４３】蓄液手段と分析手段を接続する流路手段の
配置を適性にすることで、血清の移動に際しては分析手
段、蓄積手段、移動手段、移動手段、廃液手段および各
流路手段の各々が全体でＵ字型の配置となり、内部に蓄
積されている緩衝液が遠心分離プロセスの実施中に外部
に流出しない位置に配置することで移動手段を効率的に
駆動させる事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の血液分析装置を説明するための図であ
る。

【図２】注射針先端の加工を説明するための図である。

【図３】従来の注射針先端の研削方法を説明するための
図である。

【図４】従来の細い中空円筒管の先端の研削を説明する
ための図である。

【図５】従来の補強部材を用いて細い中空円筒管の先端
の研削を説明するための図である。

【図６】本発明による細い中空円筒管の先端の加工装置
ならびに加工方法を説明するための図である。

【図７】本発明による血液採取装置を説明する図であ
る。

【図８】本発明による血液採取方法を説明する図であ
る。

【図９】本発明による血液採取装置ならびに血液採取方
法を説明する図である。

【図１０】本発明による血液分析装置装置の実施例とし
て、血球蓄積手段、血清蓄積手段、蓄液手段の配置を説
明するための図である。

【図１１】本発明による血液分析装置の血球蓄積手段な
らびに血清蓄積手段の遠心分離プロセス終了直後の状態
を説明する図である。

【図１２】本発明による細い中空円筒管の先端の加工装
置ならびに加工方法の実施例を説明するための図であ
る。

【図１３】本発明による細い中空円筒管の先端の加工装
置ならびに加工方法の実施例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１基板２採取手段３濾過手段４分離手段５分析手段６移動手段７電極挿入口８電極挿入口９分析手段と移動手段を接続する流路手段１０廃液手段１１移動手段と廃液手段を接続する流路手段１２回転中心１０１加工面１０２研磨剤１０３中空円筒管１０４細い中空円筒管１０５補強手段１０６先端部分１０７支持手段１０８回転手段２０１シリンジ２０２針２０３ＯリングＡ２０５押し板Ａ２０６ＯリングＢ２０７押し板Ｂ２０８押えねじ２０９プランジャ２１０排気口２１１皮膚３０１血球蓄積手段３０２血清蓄積手段３０３隔壁３０４蓄液手段３０５分離手段と分析手段を接続する流路手段３０６分析手段と蓄液手段を接続する流路手段３０７蓄液手段と移動手段を接続する流路手段３０８血球３０９血清

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 1/00 １０１Ｇ０１Ｎ 1/10 Ｖ 1/10 Ａ６１Ｂ 5/14 ３００Ｇ３００Ｃ (72)発明者小川洋輝神奈川県横浜市港北区新横浜２丁目18番地１センチュリー新横浜701号室 (72)発明者菊地純東京都港区白金台２丁目14番地６号Ｆターム(参考） 2G045 BA13 BB05 BB10 HA04 HA06 HA09 JA07 2G052 AA30 AD06 BA14 CA02 CA03 CA08 CA14 CA29 DA01 EA00 EC01 EC11 EC14 ED17 FD12 GA11 JA01 JA08 4C038 TA04 UA06 UG01 UG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外径１００μｍ以下、肉厚４０μｍ以
下の中空円筒管を被加工物として、円柱体あるいは円筒
体の端面、あるいは円柱体あるいは円筒体の側面の円筒
面からなる加工面を有し、さらに当該加工面上に塗布さ
れた研磨剤を有し、当該円柱体あるいは当該円筒体を回
転させるための回転手段を有し、さらに当該被加工物の
外周を囲む補強部材を有し、さらに当該被加工物と当該
補強部材を保持し、かつ当該被加工物と当該加工面との
距離ならびに当該被加工物の中心軸と当該加工面との角
度ならびに当該被加工物の中心軸まわりの回転角度を制
御する機能を有する支持部材を有し、さらに当該支持部
材が当該補強部材で補強した当該被加工物の端面を、当
該円柱体あるいは当該円筒体の中心軸を回転軸として回
転している当該加工面に接することができ、さらに当該
支持部材が中空円筒管である当該被加工物の中心を通る
線と当該被加工物と当該加工面の接点を通る当該加工面
上の接線のうち当該加工面が当該被加工物に対して相対
的に移動する方向に延びる接線との角度を１０°以上３
０°以下に固定できることを特徴とする当該被加工物の
加工装置。
【請求項２】外径１００μｍ以下、肉厚４０μｍ以
下の中空円筒管を被加工物として、円柱体あるいは円筒
体の端面、あるいは円柱体あるいは円筒体の側面の円筒
面からなる加工面を有し、さらに当該加工面上に塗布さ
れた研磨剤を有し、当該円柱体あるいは当該円筒体を回
転させるための回転手段を有し、さらに当該被加工物の
外周を囲む補強部材を有し、さらに当該被加工物と当該
補強部材を保持し、かつ当該被加工物と当該加工面との
距離ならびに当該被加工物の中心軸と当該加工面との角
度ならびに当該被加工物の中心軸まわりの回転角度を制
御する機能を有する支持部材を有する加工装置におい
て、当該補強部材で補強した当該被加工物の端面を、当
該円柱体あるいは当該円筒体の中心軸を回転軸として回
転している当該加工面に接する際に、中空円筒管である
当該被加工物の中心を通る線と当該被加工物と当該加工
面の接点を通る当該加工面上の接線のうち当該加工面が
当該被加工物に対して相対的に移動する方向に延びる接
線との角度が１０°以上３０°以下になるようにして当
該被加工物の端面を当該加工面により研削することを特
徴とする当該被加工物の加工方法。
【請求項３】請求項２に記載の被加工物がステンレ
スであることを特徴とする当該被加工物の加工方法。
【請求項４】シリンジと当該シリンジに装着された
中空針と当該シリンジ内部にプランジャを有し、さらに
当該シリンジの外周を覆うシリンダを有し、さらに当該
シリンジと当該シリンダの間の気密性を保つためのシー
ル手段を有し、さらに当該シール手段を当該シリンダに
固定するための固定手段を有し、さらに当該シリンダに
対する当該シリンジの位置を調整するための調整手段を
有し、さらに当該シリンダに設けられた排気口を有する
ことを特徴とする血液採取装置
【請求項５】シリンジと当該シリンジに装着された
中空針と当該シリンジ内部にプランジャを有し、さらに
当該シリンジの外周を覆うシリンダを有し、さらに当該
シリンジと当該シリンダの間の気密性を保つためのシー
ル手段を有し、さらに当該シール手段を当該シリンダに
固定するための固定手段を有し、さらに当該シリンダに
対する当該シリンジの位置を調整するための調整手段を
有し、さらに当該シリンダに設けられた排気口を有する
血液採取装置において、当該シリンダの開口部を採血箇
所の皮膚に当て、次に当該排気口より空気を排出して当
該シリンダ内を陰圧にすることにより、当該中空針を皮
膚に侵入させ、次に、当該中空針をさらに皮膚内に侵入
させた後に、当該プランジャを引き、当該シリンジ内に
血液を引き込むことを特徴とする血液採取方法。
【請求項６】シリンジと当該シリンジに装着された
中空針と当該シリンジ内部にプランジャを有し、さらに
当該シリンジの外周を覆うシリンダを有し、さらに当該
シリンジと当該シリンダの間の気密性を保つためのシー
ル手段を有し、さらに当該シール手段を当該シリンダに
固定するための固定手段を有し、さらに当該シリンダに
対する当該シリンジの位置を調整するための調整手段を
有し、さらに当該シリンダに設けられた排気口を有する
血液採取装置において、当該シリンダの開口部を採血箇
所に当て、次に当該排気口より空気を排出して当該シリ
ンダ内を陰圧に保ち、次に、当該中空針を皮膚内に侵入
させた後に、当該プランジャを引き、当該シリンジ内に
血液を引き込むことを特徴とする血液採取方法。
【請求項７】請求項４に記載の針が外径１００μｍ
以下でかつ肉厚が４０μｍ以下の中空針であることを特
徴とする血液採取装置。
【請求項８】一つあるいは複数の基板内に、生体内よ
り血液を採取する採取手段と、少なくとも採取した当該
血液をろ過し血漿を得るろ過手段あるいは当該血液から
血清を分離する分離手段の内いずれかの手段と当該血液
中の物質を分析する分析手段と、液体を蓄積するための
廃液手段と、当該採取手段、当該ろ過手段、当該分離手
段、当該分析手段、当該廃液手段を接続する流路手段
と、当該採取手段、当該ろ過手段、当該分離手段、当該
分析手段、当該流路手段、当該廃液手段内に存在する当
該血液を含む液体を移動させる移動手段と、当該分析手
段からの情報を外部に取り出すための出力手段と、当該
採取手段、当該ろ過手段、当該分離手段、当該分析手
段、当該移動手段、当該廃液手段、当該出力手段の少な
くとも一つの手段の動作を制御するするための制御手段
と、当該血液の成分を当該基板内に保持しておくための
保持手段を備える血液分析装置で、かつ当該分離手段に
よる血液の分離が当該血液分析装置を回転機器に取り付
けて回転し遠心分離により行なう血液分析装置におい
て、分離手段の遠心分離の回転中心に対する最外端部近
傍に血球蓄積手段を設けた血液分析装置。
【請求項９】請求項８に記載の基板あるいは保持手
段が樹脂製であることを特徴とする血液分析装置
【請求項１０】請求項８に記載の血液分析装置におい
て、当該分離手段と当該分析手段を接続する当該流路手
段の位置を、遠心分離の回転中心に対して、当該分析手
段の位置よりも短い距離となる位置に設けた血液分析装
置。
【請求項１１】請求項８に記載の血液分析装置におい
て、当該分析手段と当該移動手段の間に液体を蓄積する
蓄液手段を流路手段を介して設けた血液分析装置。
【請求項１２】請求項８に記載の血液分析装置におい
て、当該流路手段に蓄積された液体を血液分析装置の外
部に排出する当該廃液手段の遠心分離の回転中心からの
距離が、当該分析手段、当該移動手段、当該蓄液手段の
いずれよりも短い距離となる位置に当該廃液手段を設け
た血液分析装置。
【請求項１３】請求項１１記載の血液分析装置におい
て、当該蓄液手段と分析手段を接続する当該流路手段の
位置を、遠心分離の回転中心からの距離に対して、蓄液
手段と移動手段を接続する当該流路手段よりも短い距離
なる位置に設けた血液分析装置。