JP2005147862A - 分析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 分析用具に対して何らの変更も加えることなく、外部光の影響を抑制しつつ、測定精度を向上させる。
【解決手段】 光学的手法を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置1であって、分析用具2を保持するためのホルダ部31と、ホルダ部31に分析用具2を保持させるときに利用される開口部37を有する筐体3と、を備え、かつ、ホルダ部31は、D1、D2方向に往復移動可能なように構成され、分析用具2における試料導入口21が筐体3の外部において露出する状態と、分析用具2の全体が筐体3の内部に収容される状態と、を選択できるように構成した。
【選択図】 図3
【解決手段】 光学的手法を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置1であって、分析用具2を保持するためのホルダ部31と、ホルダ部31に分析用具2を保持させるときに利用される開口部37を有する筐体3と、を備え、かつ、ホルダ部31は、D1、D2方向に往復移動可能なように構成され、分析用具2における試料導入口21が筐体3の外部において露出する状態と、分析用具2の全体が筐体3の内部に収容される状態と、を選択できるように構成した。
【選択図】 図3
Description
本発明は、光学的手法を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置に関する。
自宅や出先などにおいて簡易に血糖値を測定できるように、携帯型の血糖値測定装置が使用されている。この種の血糖値測定装置では、使い捨てとして構成されたバイオセンサを装着し、このバイオセンサに血液を供給することにより血糖値の測定を行うことができる。バイオセンサとしては、電極法あるいは光学的手法により血糖値を測定するように適したものが使用される。
光学的手法を利用して血糖値を測定するためのバイオセンサとしては、毛細管現象を利用して血液を測光部位まで移動させるものがある。この種のバイオセンサでは、簡易型の血糖値測定装置と組み合わせて使用する場合には、血糖値の測定時において、次の2つの条件を満たすように血糖値測定装置に対してバイオセンサを装着する必要がある。第1に、バイオセンサに対して血液を供給できるように供給口が露出した状態とする。第2に、バイオセンサの測光部位を利用して分析を行えるように測光部位が血糖値測定装置の内部に収容された状態とする。
しかしながら、測光部位を血糖値測定装置の内部に収容したとしても、バイオセンサの一部である供給口が血糖値測定装置から突出している限りは、血糖値測定装置の内部に光が入り込みやすく、その光によって測定精度が低下してしまいかねない。このような不具合を抑制するためには、供給口と測光部位との間の距離を大きく確保し、あるいは測光部位を除いて、バイオセンサの全体を遮光性の高い材料により形成する必要が生じる。
しかしながら、供給口と測光部位との間の距離を大きく確保すれば、バイオセンサが大型化するために材料コスト的に不利である。とくに、バイオセンサを使い捨てとして構成する場合に、製造コストが高くなることは好ましくない。
一方、バイオセンサの遮光性を高めることも製造コスト的に不利である。そればかりか、バイオセンサの遮光性を高めてしまえば、供給口から測光部位に血液が移動する過程を確認することができないため、バイオセンサに対する血液供給量が不十分であるにも拘らず、血糖値測定が行われる虞がある。このような事態が生じた場合には、正確な測定を行うことができないばかりか、その不正確さを確認することができないために、結果として、測定結果に対する信頼性が低くなってしまう。
本発明は、分析用具に対して何らの変更も加えることなく、外部光の影響を抑制しつつ、測定精度を向上させることを課題としている。
本発明においては、光学的手法を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置であって、分析用具を保持するためのホルダ部と、上記ホルダ部に上記分析用具を保持させるときに利用される開口部を有する筐体と、を備え、かつ、上記ホルダ部は、上記開口部に接近する方向および上記開口部から離間する方向に往復移動可能なように構成されており、上記分析用具における試料導入口が上記筐体の外部において露出する状態と、上記分析用具の全体が上記筐体の内部に収容される状態と、を選択できるように構成されていることを特徴とする、分析装置が提供される。
本発明の分析装置は、たとえばホルダ部を往復移動させるための駆動力を供給するモータをさらに備えたものとして構成されている。この場合、モータとホルダ部との間は、ギア機構により連結するのが好ましい。ギア機構は、たとえばホルダ部に設けられたラック部と、ラック部とモータの回転軸との間を連結する1以上のギアと、を備えたものとして構成される。
ただし、本発明の分析装置は、手動によりホルダ部を移動させるように構成することもできる。この場合、分析装置は、たとえば筐体から操作用のノブを移動可能に突出させておき、このノブを移動させることによりホルダ部を移動させるように構成される。操作用のノブは、ホルダ部に一体的に形成されたものであってもよいし、ホルダ部とは別体として形成されたものであってよい。ノブをホルダ部とは別体として形成する場合には、ノブとホルダ部との間に、ホルダ部がノブを動きに連動できるようにリンク機構を設けてもよい。また、ノブを移動可能なように筐体から突出させる場合には、筐体にノブの移動を許容するための開口部を設ける必要がある。そのため、開口部からの光の侵入を防ぐために、開口部に対してカーテンなどの遮光手段を設け、あるいは開口部とホルダ部との間に遮光手段を設けるのが好ましく、また開口部をホルダ部(分析用具)から比較的に離れた部位に設けるのが好ましい。
本発明の分析装置は、開口部を閉鎖するための閉鎖部をさらに備えていてもよく、ホルダ部から分析用具を取り出すための廃棄機構をさらに備えていてもよい。ホルダ部は、たとえば当該ホルダ部が開口部に向けて移動したときに開口部の周辺部に干渉する干渉部を有し、かつ分析用具に挟持力を作用させるための一対の係合片を備えたものとして構成することができる。その場合、廃棄機構は、たとえば干渉部と、ホルダ部に設けられ、かつ分析用具に対して弾発力を作用させるための弾性部と、を含み、干渉部が開口部の周辺部に干渉したときに分析用具が係合片から開放され、分析用具に対して弾性部からの弾発力が作用するように構成される。
上記分析装置はさらに、目的部位にまで試料が移動したことを検知するための検知手段を備えているのが好ましい。検知手段は、たとえば分析用具に光を照射するための光源部および分析用具から進行してくる光を受光するための受光部を含んでいる。光源部および受光部は、分析用具を分析する際に使用する測光ユニットのものを使用することができる。この場合には、光源部および受光部は、たとえばホルダ部が往復移動する方向に、往復移動するように構成するのが好ましい。検知手段は、測光ユニットとは別に設けてもよい。
本発明は、携帯型として構成された光学的分析装置に対して適用することができる。ここで、携帯型とは、たとえばカバンなどに収容して不便なく持ち歩けるサイズおよび重量のものをさし、典型的にはポケットや手のひらに収まるサイズであり、片手で容易に持ち運べる程度の重量のものをさす。
図1に示した血糖値測定装置1は、バイオセンサ2を用いて、光学的手法によって血糖値を測定するためのものであり、携帯型として構成されている。
図2に示したように、バイオセンサ2は、全体が透明に形成されており、毛細管力を生じさせるための流路20を備えている。この流路20の内部は、導入口21および排気口22において外部と連通している。流路20の途中には、測光部位23が設けられている。この測光部位23には、試薬部24が形成されている。
試薬部24は、たとえば酸化還元酵素、電子伝達物質および発色剤を含んだものとして構成されている。酸化還元酵素は、血液中のグルコースから電子を取り出して、その電子を電子伝達物質に供給するためのものである。酸化還元酵素としては、たとえばGDHを使用することができる。電子伝達物質は、酸化還元酵素から供与された電子を発色剤に供給するためのものである。電子伝達物質としては、たとえばRu錯体が使用される。発色剤は、電子伝達物質から供与された電子によって発色するものであり、血液中におけるグルコースの量に応じた呈色を示すものである。発色剤としては、たとえばMTT(3-(4,5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide)を使用することができる。
図1に示したように、筐体3には、複数の操作ボタン30a、表示部30bおよび報知部30cが設けられている。複数の操作ボタン30aは、分析装置1に対して各種の情報を入力するときに操作される部分であり、たとえば測定を開始する際に操作され、あるいは分析装置1の設定を行う際に操作される。表示部30bは、測定結果の他、操作手順やエラーである旨などを表示するためのものであり、たとえばLCDによって構成される。報知部30cは、バイオセンサ2に対して十分な量の血液が供給されたことを使用者に知らしめるためのものである。この報知部30cにおいては、測定が終了したことを使用者に知らしめるようにしてもよい。報知部30cは、たとえば光あるいは音によって報知がなされるように構成され、たとえばLEDやスピーカによって構成される。なお、表示部30bに対して、報知部30cの機能を持たせることもできる。
筐体3の内部には、図3ないし図6に示したように、ホルダ部31、ギア機構32、測光ユニット33および閉鎖手段34が設けられている。
ホルダ部31は、バイオセンサ2を保持し、かつバイオセンサ2を移動させるためのものであり、待機位置、分析位置および廃棄位置の間で、図中の矢印D1,D2方向に往復移動可能とされている。なお、待機位置はホルダ部31にバイオセンサ2が装着されたときに、バイオセンサ2の導入口21および測光部位23が筐体3から露出し、かつ流路20の測光部位23が筐体3の内部に収容された状態となる位置であり(図3および図4参照)、分析位置はバイオセンサ2の導入口21が筐体3の内部に収容される位置であり(図5および図6参照)、廃棄位置はホルダ部31における後述するフランジ部35Abが筐体3の開口部37の周辺に干渉する位置である(図9参照)。このホルダ部31は、係合部35およびラック部36を有している。
図7および図8によく表れているように、係合部35は、バイオセンサ2の端部を保持するためのものであり、一対の係合片35A、および廃棄用爪35Bを有している。係合片35Aは、バイオセンサ2に挟持力を作用させてバイオセンサ2を挟持するためのものであり、板バネとして機能する。係合片35Aには、作用部35Aaおよびフランジ部35Abが設けられている。作用部35Aaは、バイオセンサ2に接触させ、バイオセンサ2に対して押圧力を作用させるための部分である。フランジ部35Aaは、ホルダ部31がD1方向に移動したときに、筐体3における開口部37の周辺部に干渉させるためのものである(図9参照)。
このような係合部35においては、図8に示したように、係合片35Aのバネ力を作用部35Aaを介してバイオセンサ2に作用させることによりバイオセンサ2が挟持される。図9に示したように、係合部35では、ホルダ部31をD1方向に移動させてフランジ部35Abにおいて筐体3に干渉させた場合には、一対の係合片35Aひいては作用部35Aaが外方側に変位させられ、バイオセンサ2に作用させていた挟持力が解除されるように構成されている。
廃棄用爪35Bは、分析の終了後において、係合部35からバイオセンサ2を廃棄するためのものであり、板バネとして構成されている。より具体的には、廃棄用爪35Bは、図5に示したように係合片35Aによってバイオセンサ2に挟持力が作用させられているときには、付勢された状態とされている一方、図9に示したようにバイオセンサ2に作用する挟持力が解除されたときに、弾発力によってバイオセンサ2にD1方向に向けた押圧力を作用させる。
図3ないし図6に示したように、ラック部36は、モータ38の動力を入力させるための部分であり、ギア機構32を構成している。このラック部36は、後述するギア39Bを噛み合わせるための複数の歯を有している。
ギア機構32は、モータ38における回転軸38aの回転方向に応じて、その回転力を、ホルダ部31をD1方向あるいはD2方向に移動させるための駆動力として伝達するためのものである。このギア機構32は、上述したホルダ部31のラック部36の他に、ギア39A,39Bを有している。ギア39Aは、傘歯車として構成されており、モータ38の回転軸38aに固定されている。ギア39Bは、ギア39A(モータ38の回転軸38a)の回転力をラック部36に伝達するためのものであり、傘歯車部39Baおよび平歯車部39Bbを有している。より具体的には、ギア39Bは、傘歯車部39Baにおいてギア39Aに連結されている一方、平歯車部39Bbにおいてラック部36に連結されている。
図4および図6に示したように、測光ユニット33は、バイオセンサ2の測定部位23に光を照射してそのときに測定部位23(図2参照)を透過した光を受光するためのものであり、光源部33aおよび受光部33bを有している。光源部33aは、測定部位23に向けて光を照射するためのものであり、たとえばLEDにより構成されている。受光部33bは、光源部33aから測定部位23に照射された光のうち、測定部位23を透過した光を受光するためのものであり、たとえばフォトダイオードにより構成されている。
測光ユニット33は、図6によく表れているように、図における矢印D1,D2方向に往復移動可能なように構成されている。測光ユニット33は、ホルダ部31が待機位置に位置する場合には(図3および図4参照)、流路20の測光部位23に光を照射したときの透過光に基づいて、測定部位23に血液が供給されたか否かを判断するために利用される一方、ホルダ部31が分析位置に位置する場合には(図5および図6参照)、測定部位23に光を照射したときの透過光に基づいて、測定部位23における呈色度合いを測定するために利用される。
図3および図5に示したように、閉鎖手段34は、分析時において、筐体3の開口部37を介して筐体3の内部の光が侵入しないようにするためのものであり、スライドドア34Aおよびガイド34Bを有している。このスライドドア34Aは、図中の矢印D3,D4方向に往復移動可能であり、開口部37を閉鎖する状態と、開口部37を開放する状態とを選択できるように構成されている。スライドドア34Aの移動は、たとえばモータ38の駆動力を、ギア(図示略)を介してスライドドア34Aに伝達することにより行われる。もちろん、モータ38とは別の駆動源からの動力によってスライドドア34Aを移動させるように構成してもよく、またスライドドア34Aを使用者の手操作によって手動で移動させるように構成することもできる。
血糖測定値装置1は、図10にブロック図として示したように、上述した要素に加えて、演算部50、電源51および制御部52をさらに備えている。
演算部50は、バイオセンサ2に対する血液の供給検知および血糖値演算を行うものである。より具体的には、演算部50は、たとえば受光部33bでの受光量の変化をモニタリングすることにより測定部位23に血液が供給されたか否かを判断し、あるいは受光部33bでの受光量を、予め作成しておいて検量線に当てはめることにより血糖値の演算を行う。
電源51は、各部の動作に必要な電力を供給するためのものであり、たとえば乾電池などの直流電源により構成されている。
制御部52は、各部の動作を制御するためのものである。より具体的には、制御部52は、測光ユニット33の位置を制御し、演算部50に対して血液の供給検知のための演算および血糖値の演算をさせ、表示部30bに目的とする情報を表示させ、あるいは報知部30cによる報知を行わせる。
制御部52はさらに、ホルダ部31の位置制御を行う。具体的には、制御部52は、ホルダ部31の位置を、待機位置、分析位置および廃棄位置のいずれかに制御する。制御部52によるホルダ部31の位置制御は、モータ38における回転軸38aの回転・非回転ならびに回転方向を制御することにより行われる。
次に、血糖値測定装置1を用いた血糖値測定動作について説明する。ただし、ホルダ部31は、待機位置に位置し、筐体3の開口部37は開放しているものとする。
血糖値測定装置1において血糖値を測定する場合には、まず図3および図4に示したように、開口部37を介してバイオセンサ2をホルダ部31に保持させる。このとき、ホルダ部31においては、一対の係合片35Aによって、作用部35Aaを介してバイオセンサ2に挟持力が作用させられ(図8参照)、廃棄用爪35Bが付勢された状態とされる。ホルダ部31にバイオセンサ2を保持させた場合には、バイオセンサ2における導入口21が露出しており、この導入口21から血液を導入することができる。
バイオセンサ2に血液を導入した場合には、バイオセンサ2においては、測定部位23に向けて血液が流路20を移動する。一方、血糖値測定装置1においては、測定ユニット33の光源部33aから測定部位23に対して光が照射され、演算部50(図10参照)において受光部33bでの受光量の変化がモニタリングされる。
バイオセンサ2においては、測光部位23に血液が供給された場合には、試薬部24が溶解し、測定部位23に液相反応系が構築される。一方、血糖値測定装置1においては、演算部50(図10参照)によって測定部位23に血液が供給されたことが認識された場合には、制御部52(図10参照)の制御に基づいて、その事実が報知部32c(図1参照)によって報知される。これにより、使用者は、測定部位23に対して適切に血液が供給されたことを知ることができる。
演算部50(図10参照)によって測定部位23に血液が供給されたことが認識された場合には、制御部52(図10参照)は、図5および図6に示したように、モータ38の回転軸38aを回転させ、ギア機構32を介してホルダ部31を図中のD2方向に移動させる。これにより、バイオセンサ2は、筐体3の内部に引き込まれていく。これと同時的に、図5に示したように、閉鎖手段34のスライドドア34Aによって、筐体3の開口部37が閉鎖される。一方、筐体3の内部においては、図6に示したように制御部52(図10参照)の制御にしたがって、測定ユニット33が図中のD2方向に移動させられる。測定ユニット33では、演算部50(図10参照)によって血液の供給が確認された後から一定時間経過後において、バイオセンサ2の測定部位23に対して光を照射し、そのときの透過光を受光する。これに対して、演算部50(図10参照)では、測定ユニット33の受光部33bにおける受光量に基づいて血糖値を演算する。この演算結果は、表示部30b(図1参照)において表示される。一方、血糖値の測定が終了した場合には、制御部52(図10参照)は、モータ38の回転軸38aを回転させ、ギア機構32を介してホルダ部31を図中のD1方向に移動させる。これにより、ホルダ部31は、バイオセンサ2とともに筐体3の開口部37に向けて移動し、図9に示したようにホルダ部31のフランジ部35Abが筐体3における開口部37の周辺部に干渉する。このとき、ホルダ部31の一対の係合片35Aの間隔が広がり、バイオセンサ2に作用させられていた挟持力が解除され、バイオセンサ2には廃棄用爪35Bの弾発力が作用する。その結果、バイオセンサ2は、ホルダ部31から自動的に排出される。
血糖値測定装置1では、分析時において、筐体3の開口部37が閉鎖手段によって閉鎖される。このため、血糖値測定装置1では、装置の外部からバイオセンサ2の測光部位23に光が侵入することを阻止することができる。これにより、筐体3の内部に外部光が侵入することを抑制し、外部光が受光部33bにおいて受光されてしまうことを抑制することができる。また、血糖値測定装置1では、分析時において、筐体3の内部にバイオセンサ2が取り込まれるので、受光部33bを含めた測定ユニット33を筐体3における開口部37から離れた場所に位置させ、その位置において血糖値の演算に必要な光量を測定することができる。すなわち、より外部光の影響を受けにくい状態で受光部33bにおいてバイオセンサ2の測定部位23からの透過光を受光することができるようになる。したがって、血糖値測定装置1では、外部光が血糖値測定に影響を与えることを抑制することができ、測定精度を向上させることができる。このような効果は、バイオセンサ2に対して何らの変更を加えることなく得ることができる。
血糖値測定装置1ではさらに、分析終了後において、ホルダ部31をD1方向に移動させることによって、ホルダ部31から使用済みのバイオセンサ2を自動的に排出することができる。これにより、使用者は、使用済みのバイオセンサ2を触れることなく廃棄できるようになり、衛生的である。
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々に設計変更可能である。たとえば、本実施の形態においては、血糖値を測定するように構成された測定装置を例にとって説明したが、本発明は、血液中のグルコース以外の成分あるいは血液以外の試料の分析を行うように構成された分析装置に対しても適用することができる。
分析終了後において、ホルダ部からバイオセンサを廃棄する構成についても、変更可能であり、たとえばD1,D2方向に移動可能なピンを設け、このピンによってバイオセンサを押し出す構成を採用することもできる。
閉鎖手段は、必ずしもD3,D4方向に移動可能に構成する必要はなく、たとえば樹脂フィルムや布によってカーテンとして構成してもよい。
1 血糖値測定装置(分析装置)
2 バイオセンサ(分析用具)
21 (試料)導入口
3 筐体
31 ホルダ部
32 ギア機構
33 測光ユニット(検知手段として機能するもの)
33a (測光ユニットの)光源部
33b (測光ユニットの)受光部
34 閉鎖部
35A (ホルダ部の)係合片
35Ab (係合片の)干渉部
35B 廃棄用爪(弾性部)
36 (ホルダ部の)ラック部(ギア機構を構成するもの)
37 (筐体の)開口部
38 モータ
39A,39B (ギア機構の)ギア
2 バイオセンサ(分析用具)
21 (試料)導入口
3 筐体
31 ホルダ部
32 ギア機構
33 測光ユニット(検知手段として機能するもの)
33a (測光ユニットの)光源部
33b (測光ユニットの)受光部
34 閉鎖部
35A (ホルダ部の)係合片
35Ab (係合片の)干渉部
35B 廃棄用爪(弾性部)
36 (ホルダ部の)ラック部(ギア機構を構成するもの)
37 (筐体の)開口部
38 モータ
39A,39B (ギア機構の)ギア
Claims (10)
- 光学的手法を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置であって、
分析用具を保持するためのホルダ部と、
上記ホルダ部に上記分析用具を保持させるときに利用される開口部を有する筐体と、
を備え、かつ、
上記ホルダ部は、上記開口部に接近する方向および上記開口部から離間する方向に往復移動可能なように構成されており、
上記分析用具における試料導入口が上記筐体の外部において露出する状態と、上記分析用具の全体が上記筐体の内部に収容される状態と、を選択できるように構成されていることを特徴とする、分析装置。 - 上記ホルダ部を往復移動させるための駆動力を供給するモータをさらに備えている、請求項1に記載の分析装置。
- 上記モータからの駆動力を上記ホルダ部に伝達するためのギア機構をさらに備えている、請求項2に記載の分析装置。
- 上記ギア機構は、上記ホルダ部に設けられたラック部と、上記ラック部と上記モータの回転軸との間を連結する1以上のギアと、を備えている、請求項3に記載の分析装置。
- 上記開口部を閉鎖するための閉鎖部をさらに備えている、請求項1ないし4のいずれかに記載の分析装置。
- 上記ホルダ部から上記分析用具を取り出すための廃棄機構をさらに備えている、請求項1ないし5のいずれかに記載の分析装置。
- 上記ホルダ部は、上記ホルダ部が上記開口部に向けて移動したときに上記開口部の周辺部に干渉する干渉部を有し、かつ上記分析用具に挟持力を作用させるための一対の係合片を備えており、
上記廃棄機構は、上記干渉部と、上記ホルダ部に設けられ、かつ上記分析用具に対して弾発力を作用させるための弾性部と、を含み、かつ上記干渉部が上記開口部の周辺部に干渉したときに上記分析用具が上記係合片から開放され、上記分析用具に対して上記弾性部からの弾発力が作用するように構成されている、請求項6に記載の分析装置。 - 上記分析用具における目的部位にまで試料が移動したことを検知するための検知手段を備えている、請求項1ないし7のいずれかに記載の分析装置。
- 上記分析用具に光を照射するための光源部と、上記分析用具から進行してくる光を受光するための受光部と、を備えており、かつ、
上記検知手段は、上記光源部および上記受光部を含んで構成されている、請求項8に記載の分析装置。 - 携帯型として構成されている、請求項1ないし9のいずれかに記載の分析装置。
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---|---|---|---|---|
WO2007081001A1 (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Arkray, Inc. | 遮光手段を備えた分析装置 |
JP2020098294A (ja) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 日本電産コパル株式会社 | 羽根駆動装置及び電子機器 |
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2003
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