JP2003098181A - 測定ユニットとそれに用いる回転バルブ - Google Patents
測定ユニットとそれに用いる回転バルブInfo
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Abstract
に連通する主流路と、主流路に形成され定量された試料
を測定する測定部と、主流路に連通し試料を定量部から
測定部へ移送するために主流路に圧力を導入するための
圧力導入口とを備え、かつ、測定部が、試料の電気特性
を測定するための電気特性測定部と、試料の光学特性を
測定するための光学特性測定部との少なくとも一方から
なる。
Description
それに用いるバルブに関し、特に、液体試料中の粒子の
測定を行う測定ユニットに関する。
(1)試料の光学特性を測定して体液成分分析を行う分
析器具であり、試料受容口とポンプ接続口を有し、該試
料受容口とポンプ接続口の間に少なくとも1つの試料処
理室と測光室、または試料処理室と測光室および廃液溜
とを有し、それぞれが流路で結合されていることを特徴
とする体液成分分析器具(例えば、米国特許第5681
529号参照)や、
化学式センサを内蔵する測定通路と、分析装置を接続す
るための第1の開口と、試料取り出し部分を接続するた
めの、測定通路の他端に設けた第2の開口とを具備する
使い捨て測定要素において、両開口のために共通の一つ
の密封要素が設けられ、この密封要素が三つの位置を有
し、この密封要素の第1の位置において測定流路の両端
が閉鎖され、密封要素の第2の位置において測定通路の
一端が第1開口に接続され、かつ測定通路の他端が測定
要素内に設けられた、測定通路から出る液体のための捕
集タンクに接続され、密封要素の第3の位置において測
定通路の一端が測定要素内の緩衝タンクに接続され、か
つ測定通路の他端が第2開口に接続されていることを特
徴とする測定要素(例えば、米国特許第5228350
号参照)などが知られている。そして、これらはいずれ
も、使用後に試料によって汚染された測定ユニットを廃
棄することにより、使用者が安全に、かつ、衛生的に試
料の測定を行えるようにしたものである。
のような測定ユニットは、与えられた試料を精度よく定
量する機能を備えていないため、血液、尿のような体
液、トナーのような工業用粒子、牛乳のような飲料物な
どの試料を精度よく分析することが難しいという問題点
がある。
量しておくことも考えられるが、定量を行う付加装置が
別途必要となるばかりでなく、その付加装置自体が試料
によって汚染されてしまう。
ユニットとを適正に整合させて、再現性のある精度のよ
い測定を行うことは容易でないという問題点もある。こ
の発明はこのような事情を考慮してなされたもので、与
えられた試料を定量する機能を備え、試料を衛生的に精
度よく測定することが可能な測定ユニットを提供するも
のである。
で定量する定量部と、定量部に連通する主流路と、主流
路に形成され定量された試料を測定する測定部と、主流
路に連通し試料を定量部から測定部へ移送するために主
流路に圧力を導入するための圧力導入口とを備え、か
つ、測定部が、試料の電気特性を測定するための電気特
性測定部と、試料の光学特性を測定するための光学特性
測定部との少なくとも一方からなる測定ユニットを提供
するものである。
に粒子のサイズや数を測定するための電気特性測定部で
あってもよいし、試料の吸光度を測定するための光学特
性測定部であってもよいし、その両者であってもよい。
電気特性測定部は、赤血球、白血球、血小板、トナーな
どの数やサイズを測定し、光学特性測定部は、ヘモグロ
ビン量、血液凝固時間、ALPやペルオキシターゼなど
の酵素活性量、ビリルビン量、CRPなどを測定するこ
とができる。定量部は分析すべき試料を所定量の希釈液
で希釈する希釈部を備えてもよい。定量すべき試料を受
け入れ定量部に連通する試料受容部をさらに備えてもよ
い。試料受容部がキャピラリー採血管を挿入可能に形成
されてもよい。
バルブを備え、回転バルブは、下端が開放された円筒形
の内周面を有する外筒と、外筒の内周面に摺動しながら
軸中心に回転できるように外筒に嵌入される有底の円筒
形内筒からなり、内筒が、外周面に試料を定量するため
の凹部を有し、内部に前記希釈液を収容する希釈液収容
部を備えてもよい。また、この回転バルブは、試料を凹
部へ導入するための第1流路と、凹部と希釈液収容部と
を連通する第2流路とをさらに備え、内筒の回転により
第1および第2流路が開閉されてもよい。さらに、内筒
はその回転により、第1流路を開いて凹部へ試料を導入
し、第1流路を閉じて試料を定量し、定量された試料を
第2流路を開いて希釈液収容部に移送して試料を希釈す
るよう構成されていてもよい。
置され細孔を有する仕切り板と、仕切り板を挟んで主流
路に露出する2つの電極からなってもよい。
μmで直径50〜300μmの微細孔を有し、外径が
0.5mm〜10mmである円形の電気絶縁性シートを
用いることができる。なお、微細孔の直径は測定粒子の
サイズに応じて決定されることが好ましい。このシート
の材料には耐熱性を有するプラスチック、例えばポリイ
ミドを用いることが好ましいが、これに限定されるもの
ではなく例えば、ルビー、サファイア等も使用できる。
耐熱性を有する材料を用いると,微細孔をレーザ加工、
例えばエキシマレーザアプレーション加工により容易に
穿孔できる。仕切り板を切り出す方法としては、CO2
レーザー加工や打ち抜き加工がコストダウンの観点から
好ましい。
れ、その部分は光源と受光素子によって挾れることが可
能な形状を有し透光性を有することが好ましい。
プレートと下プレートからなり、上プレートと下プレー
トとの少なくとも一方に、定量部、主流路および測定部
とが形成されてもよい。
材料として、透明なアクリル樹脂や、帯電防止剤を混入
させたポリカーボネート樹脂を用い、定量部、主流路、
測定部などを成型加工および機械加工することによって
得ることができる。
に接着剤や高周波溶接や紫外線接着によって接合するか
又はゴムパッキンを挟んでネジ止めすることにより、気
密的に固着させることができる。
は、気泡が定量部の方向へ移動することを阻止する阻止
部を備えてもよいし、また、移送される試料を整流する
整流部を備えてもよい。圧力導入口は、主流路内へ突出
するパイプにより形成されてもよい。
放された円筒形の内周面を有する外筒と、外筒の内周面
に摺動しながら軸中心に回転できるように外筒に嵌入さ
れる有底の円筒形内筒からなり、内筒が外周面に試料定
量用凹部を有し、内部に希釈液収容部を有する回転バル
ブを提供するものである。
の第1流路と、凹部と希釈液収容部とを連通する第2流
路とをさらに備え、内筒の回転により、第1および第2
流路が開閉されてもよい。
転により、第1流路を開いて凹部へ試料を導入し、第1
流路を閉じて試料を定量し、定量された試料を第2流路
を開いて希釈液収容部に移送して試料を希釈するよう構
成されてもよい。
る電気抵抗測定部を備え、電気抵抗測定部は、直流定電
流電源と信号処理部とを備えた試料測定装置に着脱可能
に接続される測定ユニットを提供するものである。電気
抵抗測定部は、試料を通過させる主流路と、主流路を塞
ぐように設置され細孔を有する仕切板と、仕切板を挟ん
で主流路に露出する2つの電極とからなり、2つの電極
が試料測定装置と着脱可能に接続されてもよい。主流路
は通過する試料を整流する整流部を備えてもよい。電気
抵抗測定部は、測定済試料を収容するスペースを備えて
もよい。この測定ユニットは、試料を容積で定量する定
量部と、定量部と電気抵抗測定部との間を連通する主流
路と、主流路に連通し試料を定量部から電気抵抗測定部
へ移送するために主流路に圧力を導入するための圧力導
入口とをさらに備えてもよい。
る。これによってこの発明が限定されるものではない。第1実施例 1.ユニット本体の構成 図1は、この発明の第1実施例の測定ユニットの上面
図、図2は正面図、図3は内部構成を示す斜視図であ
る。
は透明な樹脂(例えば、帯電防止剤を混入させたポリカ
ーボネート樹脂やアクリル樹脂)製の上プレート2およ
び下プレート3から構成される。ユニット本体1は試料
を受容する容積200μLの試料受容部4と、希釈液収
容部5を内蔵し試料の定量と流路の切換えを行う回転バ
ルブ6と、電気抵抗測定部7と、第1、第2および第3
ポンプ接続口8,9,10を備える。接続口8,9,1
0は、それぞれ下プレート3から下方へ突出するパイプ
によって形成される。
し、その底部は流路11によって回転バルブ6に接続さ
れている。ポンプ接続口8は流路12によって回転バル
ブ6に接続されている。電気抵抗測定部7は、流路13
を介して回転バルブ6に、流路14を介してポンプ接続
口9に、流路15を介してポンプ接続口10に接続され
ている。また、回転バルブ6を外気に開放するための通
気孔37が設けられている。
料を試料定量部へ導くための定量用流路を構成する。流
路13は希釈試料を希釈液収容部5から電気抵抗測定部
7へ導くための測定用流路を構成する。さらに流路13
と流路14は定量された試料と希釈液とを撹拌して希釈
試料を得るための撹拌流路を構成する。また、流路15
は電気抵抗測定部7とポンプ接続口10とを連通し、測
定済みの希釈試料を引き込んで貯留するための貯留流路
を構成する。
示すように、ポンプ接続口9に近づくほど断面積が大き
くなるように内壁に傾斜部分14aや段差部分14bを
有する。これらは、定量された試料と希釈液とを矢印A
方向とB方向とに繰り返し移動させて撹拌する際に発生
する気泡が、矢印B方向、つまり希釈液収容部5の方向
へ逆流することを阻止し希釈試料への気泡の混入を防止
することができる。
すように電気抵抗測定部7内の内部流路15cよりも断
面積が十分に小さい部分15aを有する。これによっ
て、流路15の流速が増大し電気抵抗測定部7の電極
(後述)近傍に発生する気泡が、希釈試料液と共に矢印
C方向に引き込まれるので、電気抵抗測定部7はその測
定において気泡の影響を受けることがない。
面図である。これらの図に示すように、回転バルブ6は
底部に開口を有する円筒状の外筒16と、外筒16の底
部開口から嵌入された有底の内筒17を備える。内筒1
7は上部に開口を有し、底部にフランジ18を備える。
9,20が突出し、不平行な溝21を形成する。突出部
19,20は後述するバルブ駆動源との結合部を構成す
る。内筒17が軸を中心に回転するとき、内筒17の外
周面は外筒16の内周面を摺動できるようになってい
る。溝21は本実施例では不平行に形成されているが、
平行に形成されてもよい。
−B,C−C矢視断面図、図10は図4のX−X矢視断
面図である。図7に示すように内筒17は上段に通気孔
開閉用の2つの貫通孔22,23を備え、外筒16は通
気孔37に連通する貫通孔38を備える。
の同一円周上に形成された3つの細長い横溝24,2
5,26を備え、外筒16は流路11,12,13にそ
れぞれ連通する3つの貫通孔27,28,29を備え
る。後述するように横溝25は試料定量部として作用
し、横溝24,26は流路開閉用溝として作用する。
閉用の2つの貫通孔30,31を備える。また、図8〜
図10に示すように外筒16は中段から下段にわたって
内周面に形成された軸方向に延びる細長い縦溝32を備
える。
部流路15cの垂直部分15aと15bとの間に設けら
れた円盤状のペレット(仕切り板)33と、流路15と
15cとの接続部に一端が流路内に他端が上プレート2
の外部に露出するように設けられた電極34と、流路1
3と14との接合部分36に一端が流路内に他端が下プ
レート3の外部に露出するように設けられた電極35か
ら構成される。
あり、ペレット33は垂直部15bに同軸に下プレート
3に形成された円形凹部に嵌め込まれ、垂直部15aに
同軸に上プレート2に形成された円形凸部により押圧さ
れて固定されている。
え、微細孔33aを通過する電解液の電気抵抗が電極3
4と35によって測定されるようになっている。なお、
ペレット33は、厚さ125μmのポリエーテルイミド
シートを使用し、エキシマレーザによって直径100μ
mの微細孔33aを加工することによって得られる。
を計数し、その粒度分布を作成する測定装置100の構
成を示すブロック図である。測定装置100に設けられ
た直流定電流電源101はユニット本体1の電極34と
35の露出端に着脱可能に接続され、電動シリンジポン
プ102,103,104が第1、第2および第3ポン
プ接続口8,9,10にそれぞれ着脱可能に接続され
る。また、バルブ6を駆動するステッピングモータ10
5がバルブ6の底部のフランジ18に形成された溝21
に係合する図示しない結合部を介してバルブ6に着脱可
能に結合される。
部106bとを備え、マイクロコンピュータで構成され
る。制御部106aは入力部107からの指令を受けて
電動シリンジポンプ102,103,104およびステ
ッピングモータ105を駆動させ、演算部106bは電
極34,35から得られる信号に基づいて白血球を計数
すると共にその粒度を算出し、その結果を表示部108
に表示するようになっている。
15のフローチャートを用いて説明する。なお、図16
〜図20は回転バルブ6の外筒16に対する内筒17の
回転位置を示し、図16〜図20の(a),(b),
(c)はそれぞれ図5のA−A、B−B、C−C矢視断
面図を表している。
め定量した1000μLの希釈液(希釈剤と溶血剤の混
合液)を希釈液収容部5内に収容し、外筒16に対する
内筒17の回転位置は図16に示す位置(初期位置)に
設定され、図21に示すように希釈液Lは収容部5内に
密封されている。
1が測定装置100に接続され、図21に示すように、
10〜150μL程度の全血が試料Bとして注射器やピ
ペットから試料受容部4に注入される。
が指令されると(ステップS1)、ステッピングモータ
105が駆動して、内筒17が時計方向に角度θ1だけ
回転し(ステップS2〜S4)、図17および図22に
示す位置に達する。
すように流路11と12とが横溝25を介して連通し、
定量用流路を形成する。そこで、シリンジポンプ102
が時間t1だけ吸引を行うと(ステップS5〜S7)、
試料Bは図23に示すように試料受容部4から横溝25
を介して流路12へ移動し、横溝25を充満させる。
て内筒17が時計方向に角度θ2だけ回転し(ステップ
S8〜S10)、図18および図24に示す位置に達す
る。この時、図24に示すように横溝25の容積(2μ
L)分の試料が外筒16の内周面によって切り取られて
定量される。
内筒17の貫通孔22が通気孔37に連通して希釈液収
容部5の上部が大気に開放されると共に、図18の
(b)と(c)に示すように流路13が横溝26、縦溝
32および貫通孔31を介して希釈液収容部5の底部と
連通する。
だけ吸引を行うと(ステップS11〜S13)、希釈液
収容部5の希釈液Lは図25に示すように流路13へ引
き込まれる。
て内筒17が時計方向に角度θ3だけ回転し(ステップ
S14〜S16)、図19に示す位置に達する。
17の貫通孔23が通気孔37に連通して希釈液収容部
5の上部が大気に開放されると共に、図19の(b)と
(c)および図26に示すように流路13が横溝25、
縦溝32および貫通孔30を介して希釈液収容部5の底
部と連通し、攪拌用流路を形成する。それと共に、図1
9の(b)に示すように流路11は横溝24を介して流
路12と連通する。
だけさらに吸引動作を行うと(ステップS17〜S1
9)、希釈液収容部5の希釈液は図27に示すように横
溝25内の定量された試料と共に流路13へ引き込まれ
る。
時間t5だけ行うと図28に示すように試料と希釈液が
再び希釈液収容部5へ戻される(ステップS20〜S2
2)。
吸引動作と時間t7の吐出動作をn回くり返し、図29
に示すように希釈液と試料とを流路13,14と希釈液
収容部5との間を往復させる(ステップS23〜S2
9)。それによって、希釈液と試料とが十分に撹拌・混
合され、500倍の希釈試料が調製されて、図30に示
すように希釈液収容部5に収容される。
け吸引動作を行うと、図31に示すように希釈試料は希
釈液収容部5から流路13,14に引き込まれる(ステ
ップS30〜S32)。
け吸引動作を行うと、希釈試料が図32に示すように希
釈液収容部5から流路13、ペレット33および流路1
5を介してつまり、測定用流路を介してシリンジポンプ
104の方向へ吸引されるので、この期間に信号処理部
106bは電極34と35間の電気抵抗を測定する(ス
テップS33〜S36)。
け吸引動作を行うと、図33に示すように試料受容部4
に残留していた試料が全て流路12内へ収容される(ス
テップS27〜S39)。希釈液収容部5の希釈試料も
ステップS33〜S36において全て流路13,14,
15へ収容される。
内筒17が時計方向に角度θ4だけ回転し(ステップS
40〜S42)、図20に示す位置に達する。それによ
って、図34に示すように通気孔37と希釈液収容部5
との間および流路11と流路12との間が遮断される。
余試料は流路12内に保持され、希釈試料も流路13〜
15内に保持されるので、それらは外部に漏洩すること
はない。そこで、ユニット本体1は測定装置100から
取りはずされて廃棄される(ステップS43)。
3で仕切られた希釈試料に直流定電流電源101(図1
2)から電極34と35を介して定電流が供給される
と、電極34と35間の抵抗は、希釈試料の液体成分の
固有抵抗に依存するが、微細孔33aとその近傍に存在
する液体成分が形成する抵抗により決定され、主として
微細孔33aの直径とペレット33の厚さに支配され
る。
と、その粒子の体積分だけ液体成分が除去されるので電
極34と35間の電気抵抗が変動し、その変動分を電極
34と35間に発生するパルス電圧として検出できる。
従って、演算部106bはこのパルスの数から粒子(白
血球)数を計数する。また、パルス高さは粒子の体積に
比例するので、演算部106bはパルス高さを検出し
て、粒子(白血球)の球相当径を算出して粒度分布図を
作成する。なお、粒子として赤血球や血小板を測定する
場合には、本実施例の希釈液収容部5の容量を大きくし
(例えば試料の希釈倍率を25000倍にする)、容血
剤が混入していない希釈液を用いればよい。
図、図38は正面図、図39は内部構成を示す斜視図で
ある。
aは透明な樹脂(例えば、帯電防止剤を混入させたポリ
カーボネート樹脂やアクリル樹脂)製の上プレート2a
および下プレート3aから構成される。ユニット本体1
aは試料を受容する容積200μLの細長い試料受容部
4aと、希釈液収容部5aを内蔵し試料の定量と流路の
切換えを行う回転バルブ6aと、電気抵抗測定部7a
と、光学特性測定部7bと、第1、第2および第3ポン
プ接続口8a,9a,10aを備える。接続口8a,9
a,10aは、それぞれ図74に示すように、下プレー
ト3aの上下に突出するパイプによって形成される。下
へ突出するパイプはポンプ接続チューブへ挿入され、上
へ突出するパイプは流路12a,14c,15gの液体
が接続口8a,9a,10aを介して外へ吸い出される
ことを防止する。
有し、その底部は流路11aによって回転バルブ6aに
接続されている。また、試料受容部4aは、図73に示
すように、その底部にキャピラリー採血管4bを設置し
てその先端を流路11aの入口に挿入することもでき
る。ポンプ接続口8aは流路12aによって回転バルブ
6aに接続されている。電気抵抗測定部7aおよび光学
特性測定部7bは、流路13aを介して回転バルブ6a
に、流路14cを介してポンプ接続口9aに、流路15
gを介してポンプ接続口10aに接続されている。
は、試料を試料定量部へ導くための定量用流路を構成す
る。流路13aは希釈試料を希釈液収容部5aから電気
抵抗測定部7aと光学特性測定部7bへ導くための測定
用流路を構成する。さらに流路13aと流路14cは定
量された試料と希釈液とを撹拌して希釈試料を得るため
の撹拌流路を構成する。また、流路15gは電気抵抗測
定部7aとポンプ接続口10aとを連通し、測定済みの
希釈試料を引き込んで貯留するための貯留流路を構成す
る。
4に示すように、ポンプ接続口9aに近づくほど断面積
が大きくなるように形成され、内壁に突出部14dを有
する。これによって、定量された試料と希釈液とを後述
(図66)するように矢印A方向とB方向とに繰り返し
移動させて撹拌する際に発生する気泡が、矢印A方向つ
まり、光学特性測定部7bへ混入することを防止し、光
学特性測定時のノイズの発生を防止することができる。
42は底面図である。これらの図に示すように、回転バ
ルブ6aは底部が開放された円筒状の外筒16aと、外
筒16aの底部から嵌入された有底の内筒17aを備え
る。内筒17aは上部に開口を有し、底部にフランジ1
8aを備える。また、外筒16aは上部中央に大気開放
用の貫通孔37aを備える。貫通孔37aは図示しない
シール部材で密閉され、ユニット本体1aの使用時に開
封される。
9a,20aが突出し、その間に不平行な溝21aを形
成する。突出部19a,20aは後述するバルブ駆動源
との結合部を構成する。内筒17aが軸を中心に回転す
るとき、内筒17aの外周面は外筒16aの内周面を摺
動できるようになっている。溝21aは、本実施例で
は、不平行に形成されているが、平行に形成されてもよ
い。
A,B−B矢視断面図、図45は図40のX−X矢視断
面図である。
周面の同一円周上に形成された3つの細長い横溝24
a,25a,26aを備え、外筒16aは流路11a,
12a,13aにそれぞれ連通する3つの貫通孔27
a,28a,29aを備える。後述するように横溝25
aは試料定量部として作用し、横溝24a,26aは流
路開閉用溝として作用する。
路開閉用の2つの貫通孔30a,31aを備える。ま
た、図43〜図45に示すように外筒16aは上段から
下段にわたって内周面に形成された軸方向に延びる細長
い縦溝32aを備える。なお、図45に示すように、内
筒17aの内側底面は、円錐形に形成されているが、こ
れは、内筒17a内に収容される血液試料と希釈液との
ミキシング効率を向上させ、また試料を完全に排出させ
るためである。これに代って、図47に示すように中央
部に円筒形の凸部を設けてもよい。また、図45,図4
7に示すようにフランジ18aは外周がリング状に上方
へ突出しているが、これは、内筒17a側面から液体が
万一漏洩したときに、それを貯留させるために設けられ
たものである。また、外筒16aと内筒17aとの間に
は、一部すき間が空いている。これは、内筒17aの回
転時にステッピングモータ105aにかかる負担を軽減
するためである。
は、内部流路15fの垂直部分15dと15eとの間に
設けられた円盤状のペレット(仕切り板)33bと、流
路15gと15fとの接続部に一端が流路内に他端が上
プレート2aの外部に露出するように設けられた電極3
4aと、流路13aと14cとの接合部分36aに一端
が流路内に他端が下プレート3aの外部に露出するよう
に設けられた電極35aから構成される。
であり、ペレット33bは垂直部15eに同軸に下プレ
ート3aに形成された円形凹部に嵌め込まれ、垂直部1
5dに同軸に上プレート2aに形成された円形凸部によ
り押圧されて固定されている。
え、微細孔33cを通過する電解液の電気抵抗が電極3
4aと35aによって測定されるようになっている。な
お、ペレット33bは、厚さ125μmのポリエーテル
イミドシートを使用し、エキシマレーザによって直径1
00μmの微細孔33cを加工することによって得られ
る。また、図46に示すように、流路15fの上壁面
(天井面)には複数の溝Vが流路15fの長手方向に平
行に形成される。これは、微細孔33cを通過して流路
15fへ流れる電解液の気泡を溝Vに滞留させると共に
その電解液の流れを整流して安定化させ、電極34aと
35aによって測定される測定値のノイズを抑制するよ
うになっている。 4.光学特性測定部の構成 図37に示すように光学特性測定部7bは、流路14c
のポンプ接続口9aの近くに設けられる。そして、光学
特性測定部7bでは図74に示すように、流路14cは
測定装置(後述)の発光ダイオード125とフォトダイ
オード126とがその上下に設けられるように形成さ
れ、流路14cに存在する液体の透過光強度が測定され
るようになっている。
球とヘモグロビンを測定する測定装置100aの構成を
示すブロック図である。測定装置100aに設けられた
直流定電流電源101aはユニット本体1aの電極34
aと35aの露出端に着脱可能に接続され、電動シリン
ジポンプ102a,103a,104aが第1、第2お
よび第3ポンプ接続口8a,9a,10aにそれぞれ着
脱可能に接続される。またバルブ6aを駆動するステッ
ピングモータ105aがバルブ6aの底部のフランジ1
8aに形成された溝21aに係合する図示しない結合部
を介してバルブ6aに着脱可能に結合される。
算部106dとを備え、マイクロコンピュータで構成さ
れる。制御部106cは入力部107aからの指令を受
けて電動シリンジポンプ102a,103a,104
a,ステッピングモータ105aおよび発光ダイオード
125を駆動させ、演算部106dは電極34a,35
aから得られる信号に基づいて白血球を計数すると共に
その粒度を算出し、また、フォトダイオード126から
得られる信号に基づいてヘモグロビン量を算出して、そ
の算出結果を表示部108aに表示するようになってい
る。また、測定装置100aは信号処理部106eの入
出力ポート(インタフェース)109を備え、外部のコ
ンピュータやプリンタ等に対して信号を授受できるよう
になっている。
図51のフローチャートを用いて説明する。なお、図5
2〜図56は回転バルブ6aの外筒16aに対する内筒
17aの回転位置を示し、図52〜図56の(a),
(b)はそれぞれ図41のA−A、B−B矢視断面図を
表している。
が、予め定量した1000μLの希釈液(希釈剤と溶血
剤の混合液)を希釈液収容部5a内に収容し、外筒16
aに対する内筒17aの回転位置は図52に示す位置
(初期位置)に設定され、図57に示すように希釈液L
は収容部5a内に収容されている。
1aが測定装置100aに接続され、図57に示すよう
に、10〜150μL程度の全血が試料Bとして注射器
やピペットから試料受容部4aに注入される。これに代
えて、全血を吸引したキャピラリー採血管を流路11a
の入口に挿入してもよい。そして、回転バルブ6aの外
筒16aの上面のシール部材が除去され貫通孔37aが
開放される。シール部材の除去は測定装置100aの使
用者が行ってもよいし、測定装置100aに貫通針など
を設けることによって、シール部材に穴を開けてもよ
い。
動」が指令されると(ステップS1)、ステッピングモ
ータ105aが駆動して、内筒17aが図52の位置か
ら時計方向に角度θ1だけ回転し(ステップS2〜S
4)、図53および図58に示す位置に達する。
すように流路11aと12aとが横溝25aを介して連
通し、定量用流路を形成する。そこで、シリンジポンプ
102aが時間T1だけ吸引を行うと(ステップS5〜
S7)、試料Bは図59に示すように試料受容部4aか
ら横溝25aを介して流路12aへ移動し、横溝25a
を充満させる。
して内筒17aが時計方向に角度θ2だけ回転し(ステ
ップS8〜S10)、図54および図60に示す位置に
達する。この時、図60に示すように横溝25aの容積
(2μL)分の試料が外筒16aの内周面によって切り
取られて定量される。
すように流路13aが横溝26a、縦溝32aおよび貫
通孔31aを介して希釈液収容部5aの底部と連通す
る。
2だけ吸引を行うと(ステップS11〜S13)、希釈
液収容部5aの希釈液Lは図61に示すように流路13
aと14cへ引き込まれる。ここで、発光ダイオード1
25が点灯し、フォトダイオード126により希釈液の
透過光強度(ブランク値)が測定される(ステップS1
3a)。次に、シリンジポンプ103aが時間T3だけ
吐出を行うと(ステップS13b〜13d)、希釈液L
は図62に示すように希釈液収容部5aへ戻される。
して内筒17aが角度θ1だけ回転し(ステップS14
〜S16)、図55に示す位置に達する。
63に示すように流路13aが横溝25a、縦溝32a
および貫通孔30aを介して希釈液収容部5aの底部と
連通し、攪拌用流路を形成する。それと共に、図55の
(a)に示すように流路11aは横溝24aを介して流
路12aと連通する。
4だけさらに吸引動作を行うと(ステップS17〜S1
9)、希釈液収容部5の希釈液Lは図64に示すように
横溝25a内の定量された試料と共に流路13aへ引き
込まれる(ステップS17〜S19)。
を時間T5だけ行うと図65に示すように試料と希釈液
が再び希釈液収容部5aへ戻される(ステップS20〜
S22)。
の吸引動作と時間T7の吐出動作をn回くり返し、図6
6に示すように希釈液と試料とを流路13a,14cと
希釈液収容部5aとの間を矢印A,B方向に往復させる
(ステップS23〜S29)。それによって、希釈液と
試料とが十分に撹拌・混合され、500倍の希釈試料が
調製されて、図67に示すように希釈液収容部5aに収
容される。
だけ吸引動作を行うと、図68に示すように希釈試料は
希釈液収容部5aから流路13a,14cに引き込まれ
る(ステップS30〜S32)。ここで、フォトダイオ
ード126が発光ダイオード125からの光を受光する
ことにより、希釈試料の透過光強度が測定される(ステ
ップS32a)。
aだけ吐出動作を行うと、希釈試料は図69に示すよう
に希釈液収容部5aへ戻る(ステップS32b〜S32
d)。次に、シリンジポンプ104aが時間T9だけ吸
引動作を行うと、希釈試料が図70に示すように希釈液
収容部5aから流路13a、ペレット33bおよび流路
15gを介してつまり、測定用流路を介してシリンジポ
ンプ104aの方向へ吸引されるので、この期間に信号
処理部106eは電極34aと35a間の電気抵抗を測
定する(ステップS33〜S36)。
だけ吸引動作を行うと、図71に示すように試料受容部
4aに残留していた試料が全て流路12a内へ収容され
る(ステップS37〜S39)。一方、希釈液収容部5
aの希釈試料もステップS33〜S36において全て流
路13a,14c,15gへ収容される。
て内筒17aが時計方向に角度θ4だけ回転し(ステッ
プS40〜S42)、図56に示す位置に達する。それ
によって、図72に示すように流路11aと流路12a
との間が遮断される。
余試料は流路12a内に保持され、希釈試料も流路13
a,14c,15g内に保持される。そこで、ユニット
本体1は回転バルブ6aの上部の貫通孔37aが再び封
止された後、測定装置100aから取りはずされて廃棄
される(ステップS43)。
3bで仕切られた希釈試料に直流定電流電源101a
(図48)から電極34aと35aを介して定電流が供
給されると、電極34aと35a間の抵抗は、希釈試料
の液体成分の固有抵抗に依存するが、微細孔33cとそ
の近傍に存在する液体成分が形成する抵抗により決定さ
れ、主として微細孔33cの直径とペレット33bの厚
さに支配される。
体積分だけ液体成分が除去されるので電極34aと35
a間の電気抵抗が変動し、その変動分を電極34aと3
5a間に発生するパルス電圧として検出できる。従っ
て、演算部106dはこのパルスの数から白血球数を計
数する。また、パルス高さは粒子の体積に比例するの
で、演算部106dはパルス高さを検出して、白血球の
球相当径を算出して粒度分布図を作成する。また、演算
部106dは、光学特性測定部7b(図74)で得られ
た希釈液の透過光強度(ブランク値)と希釈試料の透過
光強度から希釈試料の吸光度を公知の方法で求め、求め
た吸光度からヘモグロビン量を算出する。
部へ導出することなく内部で定量する機能を備えるの
で、試料の測定を衛生的に精度よく行うことができる。
である。
である。
成を示す斜視図である。
ルブの上面図である。
ルブの正面図である。
ルブの底面図である。
抵抗測定部の要部断面図である。
すブロック図である。
トである。
トである。
トである。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
である。
である。
図である。
図である。
構成を示す斜視図である。
バルブの上面図である。
バルブの正面図である。
バルブの底面図である。
抵抗測定部の要部断面図である。
すブロック図である。
フローチャートである。
トである。
トである。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
バルブの動作説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
と希釈液の移動を示す説明図である。
る。
図である。
Claims (21)
- 【請求項1】 試料を容積で定量する定量部と、定量部
に連通する主流路と、主流路に形成され定量された試料
を測定する測定部と、主流路に連通し試料を定量部から
測定部へ移送するために主流路に圧力を導入するための
圧力導入口とを備え、かつ、測定部が、試料の電気特性
を測定するための電気特性測定部と、試料の光学特性を
測定するための光学特性測定部との少なくとも一方から
なる測定ユニット。 - 【請求項2】 定量部は分析すべき試料を所定量の希釈
液で希釈する希釈部を備える請求項1記載の測定ユニッ
ト。 - 【請求項3】 定量すべき試料を受け入れ定量部に連通
する試料受容部をさらに備える請求項1記載の測定ユニ
ット。 - 【請求項4】 試料受容部がキャピラリー採血管を挿入
可能に形成される請求項3記載の測定ユニット。 - 【請求項5】 定量部が回転バルブを備え、回転バルブ
は、下端が開放された円筒形の内周面を有する外筒と、
外筒の内周面に摺動しながら軸中心に回転できるように
外筒に嵌入される有底の円筒形内筒からなり、内筒が、
外周面に試料を定量するための凹部を有し、内部に前記
希釈液を収容する希釈液収容部を備えることを特徴とす
る請求項2記載の測定ユニット。 - 【請求項6】 回転バルブは、試料を凹部へ導入するた
めの第1流路と、凹部と希釈液収容部とを連通する第2
流路とを備え、内筒の回転により第1、第2流路が開閉
される請求項5記載の測定ユニット。 - 【請求項7】 内筒はその回転により、第1流路を開い
て凹部へ試料を導入し、第1流路を閉じて試料を定量
し、定量された試料を第2流路を開いて希釈液収容部に
移送して希釈するよう構成されてなる請求項6記載の測
定ユニット。 - 【請求項8】 電気特性測定部が、流路を塞ぐように設
置され細孔を有する仕切り板と、仕切り板を挟んで流路
に露出する2つの電極とからなる請求項1記載の測定ユ
ニット。 - 【請求項9】 光学特性測定部は主流路の一部分に設け
られ、その部分は透明で光源と受光素子により挾まれ得
る形状を有する請求項1記載の測定ユニット。 - 【請求項10】 互いに重なり合う上プレートと下プレ
ートとをさらに備え、上プレートと下プレートの少なく
とも一方に定量部と主流路と測定部とが形成されてなる
請求項1記載の測定ユニット。 - 【請求項11】 主流路は気泡が定量部の方向へ移動す
ることを阻止する阻止部を備える請求項1記載の測定ユ
ニット。 - 【請求項12】 主流路は、移送される希釈試料を整流
する整流部を備える請求項1記載の測定ユニット。 - 【請求項13】 圧力導入口は、主流路内へ突出するパ
イプにより形成される請求項1記載の測定ユニット。 - 【請求項14】 下端が開放された円筒形の内周面を有
する外筒と、外筒の内周面に摺動しながら軸中心に回転
できるように外筒に嵌入される有底の円筒形内筒からな
り、内筒が外周面に試料定量用凹部を有し、内部に希釈
液収容部を有する回転バルブ。 - 【請求項15】 試料を凹部へ導入するための第1流路
と、凹部と希釈液収容部とを連通する第2流路とをさら
に備え、内筒の回転により、第1および第2流路が開閉
される請求項14記載の回転バルブ。 - 【請求項16】 内筒は、その回転により、第1流路を
開いて凹部へ試料を導入し、第1流路を閉じて試料を定
量し、定量された試料を第2流路を開いて希釈液収容部
に移送して試料を希釈するよう構成されてなる請求項1
5記載の回転バルブ。 - 【請求項17】 試料の電気抵抗を測定する電気抵抗測
定部を備え、電気抵抗測定部は、直流定電流電源と信号
処理部とを備えた試料測定装置に着脱可能に接続される
測定ユニット。 - 【請求項18】 電気抵抗測定部は、試料を通過させる
主流路と、主流路を塞ぐように設置され細孔を有する仕
切板と、仕切板を挟んで主流路に露出する2つの電極と
からなり、2つの電極が試料測定装置と着脱可能に接続
される請求項17記載の測定ユニット。 - 【請求項19】 主流路は通過する試料を整流する整流
部を備える請求項18記載の測定ユニット。 - 【請求項20】 電気抵抗測定部は、測定済試料を収容
するスペースを備える請求項17記載の測定ユニット。 - 【請求項21】 試料を容積で定量する定量部と、定量
部と電気抵抗測定部との間を連通する主流路と、主流路
に連通し試料を定量部から電気抵抗測定部へ移送するた
めに主流路に圧力を導入するための圧力導入口とをさら
に備えた請求項17記載の測定ユニット。
Priority Applications (1)
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JP2001145084 | 2001-05-15 | ||
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- 2002-05-02 JP JP2002130757A patent/JP2003098181A/ja active Pending
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