JP2005164275A - 分析装置および測定ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】測定ユニットに予め収容される試薬の漏洩を防止すること。
【解決手段】分析ユニットと、前記分析ユニットに着脱可能に装着される測定ユニットとを含む分析装置である。前記測定ユニットは、試薬を収容し試薬供給口を有する試薬収容室と、試薬収容室の試薬供給口に連通する流路とを備える。前記分析ユニットは前記試薬と試料との混合液から得られる情報に基づいて試料を分析する分析部を備える。試薬収容室は、第1収容室と、第1収容室に連通して設けられ横断面積が第1収容室より小さい第2収容室とからなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられる。
【選択図】図10
【解決手段】分析ユニットと、前記分析ユニットに着脱可能に装着される測定ユニットとを含む分析装置である。前記測定ユニットは、試薬を収容し試薬供給口を有する試薬収容室と、試薬収容室の試薬供給口に連通する流路とを備える。前記分析ユニットは前記試薬と試料との混合液から得られる情報に基づいて試料を分析する分析部を備える。試薬収容室は、第1収容室と、第1収容室に連通して設けられ横断面積が第1収容室より小さい第2収容室とからなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられる。
【選択図】図10
Description
この発明は、分析装置とそれに用いる測定ユニットに関し、特に、液体試料の測定を行う測定ユニットに関する。
この発明に関連する背景技術としては、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(例えば、特許文献1参照)などが知られている。
そして、これは、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。
特開2003−98181号公報
しかしながら、従来の測定ユニットやそれを用いた分析装置については、予め測定ユニットに収容された試薬の漏洩対策がさらに望まれている。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、測定ユニットに収容された試薬の漏洩対策を施した測定ユニットとそれを用いる分析装置を提供するものである。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、測定ユニットに収容された試薬の漏洩対策を施した測定ユニットとそれを用いる分析装置を提供するものである。
この発明は、分析ユニットと、前記分析ユニットに着脱可能に装着される測定ユニットとを含む分析装置であって、前記測定ユニットは、試薬を収容し試薬供給口を有する試薬収容室と、試薬収容室の試薬供給口に連通する流路とを備え、前記分析ユニットは前記試薬と試料とからなる混合液から得られる情報に基づいて試料を分析する分析部を備え、試薬収容室は、第1収容室と、第1収容室に連通して設けられ横断面積が第1収容室より小さい第2収容室とからなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられてなる分析装置を提供するものである。
この発明によれば、試薬収容室は第1収容室と第1収容室に連通して設けられ、横断面積が第1収容室より小さい第2収容室からなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられているので、試薬収容室に試薬を注入して試薬収容室内の空気を試薬と置換するとき、試薬供給口に連通した流路に空気が残留する。従って、残留空気(エアギャップ)によって注入した試薬の試薬収容室からの漏洩を防止することができる。
この発明による分析装置は、分析ユニットと、前記分析ユニットに着脱可能に装着される測定ユニットとを含む分析装置であって、前記測定ユニットは、試薬を収容し試薬供給口を有する試薬収容室と、試薬収容室の試薬供給口に連通する流路とを備え、前記分析ユニットは前記試薬と試料との混合液から得られる情報に基づいて試料を分析する分析部を備え、試薬収容室は、第1収容室と、第1収容室に連通して設けられ横断面積が第1収容室より小さい第2収容室とからなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられてなることを特徴とする。
この発明の対象とする試料(検体)とは、有形物質(粒子)を本質的に含む液体や有形物質そのものであり、それには、種々の有形成分を含む血液や尿、粉抹状食品などの有機物質、又、トナーや顔料のような無機粉抹などが含まれる。
この発明でいう分析試料とは、上記試料を分析目的に応じて処理して調製したものであり、例えば、全血を希釈液で希釈したものや、全血を溶血剤で処理したもの、あるいは粉抹粒子を適当な液体に懸濁させた懸濁液などを含む。
また、分析試料から得られる情報とは、例えば、微細孔を通過する分析試料に通電して電気抵抗値の変化を測定したり、フローセルを通過する分析試料に光を照射して散乱光や蛍光を測定して得られる電気的又は光学的情報であり、この情報から試料に含まれる有形物質の数や大きさを始めとして、種々の特性を測定できる。
この発明の分析装置において、第1収容室は、第2収容部に近づくに従って横断面積が小さくなることが好ましい。
この発明でいう分析試料とは、上記試料を分析目的に応じて処理して調製したものであり、例えば、全血を希釈液で希釈したものや、全血を溶血剤で処理したもの、あるいは粉抹粒子を適当な液体に懸濁させた懸濁液などを含む。
また、分析試料から得られる情報とは、例えば、微細孔を通過する分析試料に通電して電気抵抗値の変化を測定したり、フローセルを通過する分析試料に光を照射して散乱光や蛍光を測定して得られる電気的又は光学的情報であり、この情報から試料に含まれる有形物質の数や大きさを始めとして、種々の特性を測定できる。
この発明の分析装置において、第1収容室は、第2収容部に近づくに従って横断面積が小さくなることが好ましい。
前記試薬供給口は、第2収容室の端部から所定間隔だけ隔てて設けられてもよい。
前記測定ユニットは、前記混合液を収容するための混合液収容室を備え、前記流路が、試薬供給口に連通し試薬を混合液収容室に移送するための移送流路であり、前記測定ユニットが、移送流路に設けられ移送流路を開閉するための回転バルブを備えていてもよい。
前記回転バルブは、円筒部を有し、前記円筒部の外壁に前記移送流路を開くための凹部が設けられてもよい。
前記凹部は、溝形状を有してもよい。
前記試薬供給口は、その軸が第1収容室と第2収容室との配列方向と実質的に直角方向になるように設けられてもよい。
前記測定ユニットは、第1プレートと第2プレートとを備え、前記試薬収容室は、第1プレートと第2プレートとを組み合わせることによって形成されてもよい。
前記測定ユニットは、前記混合液を収容するための混合液収容室を備え、前記流路が、試薬供給口に連通し試薬を混合液収容室に移送するための移送流路であり、前記測定ユニットが、移送流路に設けられ移送流路を開閉するための回転バルブを備えていてもよい。
前記回転バルブは、円筒部を有し、前記円筒部の外壁に前記移送流路を開くための凹部が設けられてもよい。
前記凹部は、溝形状を有してもよい。
前記試薬供給口は、その軸が第1収容室と第2収容室との配列方向と実質的に直角方向になるように設けられてもよい。
前記測定ユニットは、第1プレートと第2プレートとを備え、前記試薬収容室は、第1プレートと第2プレートとを組み合わせることによって形成されてもよい。
この発明は、別の観点から、分析装置に着脱可能に装着される測定ユニットであって、試薬を収容し試薬供給口を有する試薬収容室と、試薬収容室の試薬供給口に連通する流路とを備え、試薬収容室は、第1収容室と、第1収容室に連通して設けられ横断面積が第1収容室より小さい第2収容室とからなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられてなる測定ユニットを提供するものである。
この発明の測定ユニットにおいて、第1収容室は、第2収容部に近づくに従って横断面積が小さくなることが好ましい。
この発明の測定ユニットにおいて、第1収容室は、第2収容部に近づくに従って横断面積が小さくなることが好ましい。
前記試薬供給口は、第2収容室の端部から所定間隔だけ隔てて設けられていてもよい。
前記測定ユニットは、試料と試薬との混合液を収容するための混合液収容室を備え、前記流路が、試薬供給口に連通し試薬を混合液収容室に移送するための移送流路であり、移送流路に設けられ移送流路を開閉するための回転バルブを備えていてもよい。
前記回転バルブは、円筒部を有し、前記円筒部の外壁に前記移送流路を開くための凹部が設けられてもよい。
前記凹部は、溝形状を有してもよい。
前記試薬供給口は、その軸が第1収容室と第2収容室の配列方向と実質的に直角方向になるように設けられてもよい。
第1プレートと第2プレートとをさらに備え、前記試薬収容室は、第1プレートと第2プレートとを組み合わせることによって形成されてもよい。
前記測定ユニットは、試料と試薬との混合液を収容するための混合液収容室を備え、前記流路が、試薬供給口に連通し試薬を混合液収容室に移送するための移送流路であり、移送流路に設けられ移送流路を開閉するための回転バルブを備えていてもよい。
前記回転バルブは、円筒部を有し、前記円筒部の外壁に前記移送流路を開くための凹部が設けられてもよい。
前記凹部は、溝形状を有してもよい。
前記試薬供給口は、その軸が第1収容室と第2収容室の配列方向と実質的に直角方向になるように設けられてもよい。
第1プレートと第2プレートとをさらに備え、前記試薬収容室は、第1プレートと第2プレートとを組み合わせることによって形成されてもよい。
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによって、この発明が限定されるものではない。
実施例
1.測定ユニット本体の構成
図1はこの発明の実施例の測定ユニットの外観を示す斜視図,図2は正面図,図3は背面図,図4は上面図,図5は下面図である。
実施例
1.測定ユニット本体の構成
図1はこの発明の実施例の測定ユニットの外観を示す斜視図,図2は正面図,図3は背面図,図4は上面図,図5は下面図である。
図1に示すように、測定ユニット1は、第1プレート2と第2プレート3から構成される。第1および第2プレートは、透明樹脂、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で形成され、高周波溶接により互いに気密的に固着されている。
図2,図3に示すように、測定ユニット1は、その上面に開口4(図4)を有して下方へ垂直に延びる容積200μLの細長い試料受容室5と、試薬収容室6と、混合液定量室7と、混合液収容室8と、検出部9と、溢れ液収容室10と、余剰試料貯留室11と、回転バルブ12を内部に備える。試料受容室5の下端は流路15を介して回転バルブ12へ接続される。余剰試料貯留室11はU字形で一端が流路14を介して回転バルブ12に接続され、他端が背面(図3)のポンプ接続口23に連通している。
図2,図3に示すように、測定ユニット1は、その上面に開口4(図4)を有して下方へ垂直に延びる容積200μLの細長い試料受容室5と、試薬収容室6と、混合液定量室7と、混合液収容室8と、検出部9と、溢れ液収容室10と、余剰試料貯留室11と、回転バルブ12を内部に備える。試料受容室5の下端は流路15を介して回転バルブ12へ接続される。余剰試料貯留室11はU字形で一端が流路14を介して回転バルブ12に接続され、他端が背面(図3)のポンプ接続口23に連通している。
試薬収容室6の底部は流路16を介して、混合液収容室8の底部は流路17を介して、それぞれ回転バルブ12へ接続されている。また、混合液定量室7の底部は流路18と19の直列流路によって混合液収容室8に接続されている。流路18と19との間にペレット(仕切り板)20が挿入され、流路18と19内にそれぞれ電極21,22が露出している。そして、検出部9は流路18と19,電極21と22,およびペレット20によって構成される。混合液定量室7の上端は流路13を介して溢れ液収容室10の上部に接続される。溢れ液収容室10,試薬収容室6,混合液収容室8の各上部は背面(図3)のポンプ接続口24,25,26にそれぞれ連通している。
測定ユニット1の正面(図2)には試薬収容室6の上部に貫通する試薬注入孔27が設けられ、注入孔27にはキャップ28が装着される。また、流路18と19にそれぞれ露出する電極21,21は、図3〜図5に示すように、測定ユニット1の背面に突出するステンレス鋼製の棒状電極である。
このような構成を有する測定ユニット1が、後述する分析ユニットに装着されると、まず、試料受容室5の試料が回転バルブ12により定量される。定量された試料は試薬収容室6から供給される試薬と混合され分析試料として調製される。
調製された分析試料は混合液収容室8においてそのヘモグロビン濃度が測定された後、混合液定量室7で定量される。定量された分析試料は検出部9において含有する白血球の数と大きさが測定される。
調製された分析試料は混合液収容室8においてそのヘモグロビン濃度が測定された後、混合液定量室7で定量される。定量された分析試料は検出部9において含有する白血球の数と大きさが測定される。
2.回転バルブの構成と作用
図6は回転バルブ12の正面図,図7は上面図、図8は図6のA−A矢視断面図である。
これらの図に示すように、回転バルブ12は、円柱部29と、円柱部29から上方へ突出する円錐状突出部30と、円柱部29の下端を支持する円盤状の基台31を備える。円柱部29の周壁には細長い溝状の第1および第2凹部32,33が円柱部29の軸方向に沿って形成され、基台の底面には軸に直交する方向の溝49が形成されている。溝49には後述するように回転バルブ12を回転させる駆動源が結合される。
図6は回転バルブ12の正面図,図7は上面図、図8は図6のA−A矢視断面図である。
これらの図に示すように、回転バルブ12は、円柱部29と、円柱部29から上方へ突出する円錐状突出部30と、円柱部29の下端を支持する円盤状の基台31を備える。円柱部29の周壁には細長い溝状の第1および第2凹部32,33が円柱部29の軸方向に沿って形成され、基台の底面には軸に直交する方向の溝49が形成されている。溝49には後述するように回転バルブ12を回転させる駆動源が結合される。
図9は回転バルブ12の開閉および定量動作を示す説明図である。同図に示すように回転バルブ12は測定ユニット1の底面に形成されたバルブ収容穴に回転可能に嵌着されている。
図9(a)は、測定ユニット1の内部に形成された2本の流路L1,L2を回転バルブ12が遮断している状態を示す。
回転バルブ12が図9(b)に示す位置まで回転すると、流路L1,L2は第1凹部32又は第2凹部33により接続され、流体は流路L1からL2へ流れることができる。さらに、回転バルブ12が図9(c)に示す位置まで回転すると、図9(b)において、流路L1からL2へ流れていた流体は、第1凹部32又は第2凹部33により切り取られる、つまり、第1凹部32又は第2凹部33の容積分の流体が定量される。
図9(a)は、測定ユニット1の内部に形成された2本の流路L1,L2を回転バルブ12が遮断している状態を示す。
回転バルブ12が図9(b)に示す位置まで回転すると、流路L1,L2は第1凹部32又は第2凹部33により接続され、流体は流路L1からL2へ流れることができる。さらに、回転バルブ12が図9(c)に示す位置まで回転すると、図9(b)において、流路L1からL2へ流れていた流体は、第1凹部32又は第2凹部33により切り取られる、つまり、第1凹部32又は第2凹部33の容積分の流体が定量される。
さらに図9(d)に示す位置まで回転バルブ12が回転すると、図9(c)において流体を切り取った第1凹部32又は第2凹部33が別の流路L3,L4に接続され、定量された流体は流路L3からL4へ流れる流体中に混合される。このようにして回転バルブ12は流路の開閉と流体の定量とを行う。なお、この実施例における回転バルブ12の第1および第2凹部32,33の容積は、いずれも2μLである。
3.混合液定量室の構成
図10は図2のB−B矢視断面図、図11は図10のC−C矢視要部断面図である。これらの図に示すように、混合液定量室7は縦方向に細長いほぼ円筒形の空洞で、上端に向かって先細り、上端が流路13に接続され、底部には回転バルブ12の円錐状突出部30が突入して混合液定量室7の底部を封止している。
混合液定量室7は底部近傍の内周壁に開口を有し、その開口に流路18が接続され、混合液定量室7と流路18とは、それらの中心軸が互いに直交している。また、その開口は円錐状突出部30の頂点より下方に設けられ、流路18は開口から離れるに連れて断面積が大きくなっている。
混合液定量室7において、液体(この実施例では分析試料)を定量する場合には、分析試料が流路18を介して混合液定量室7へ供給され、液位が上昇して多少の液体が流路13を介して溢れ液収容室10へ溢れ出た時点で、液体の供給が停止される。それによって、分析試料は混合液定量室7に充満し混合液定量室7の容積だけの試料が定量される。
次に、定量された分析試料は流路18へ排出される。この時、混合液定量室7の底部に回転バルブ12が設けられ、流路18の混合液定量室7の開口が図11に示すように回転バルブ12の円錐状突出部30の頂点よりも低く、かつ、回転バルブ12の最も低い部分に対応するように形成されているので、混合液定量室7は定量した液体を残留させることなく排出できる。
図10は図2のB−B矢視断面図、図11は図10のC−C矢視要部断面図である。これらの図に示すように、混合液定量室7は縦方向に細長いほぼ円筒形の空洞で、上端に向かって先細り、上端が流路13に接続され、底部には回転バルブ12の円錐状突出部30が突入して混合液定量室7の底部を封止している。
混合液定量室7は底部近傍の内周壁に開口を有し、その開口に流路18が接続され、混合液定量室7と流路18とは、それらの中心軸が互いに直交している。また、その開口は円錐状突出部30の頂点より下方に設けられ、流路18は開口から離れるに連れて断面積が大きくなっている。
混合液定量室7において、液体(この実施例では分析試料)を定量する場合には、分析試料が流路18を介して混合液定量室7へ供給され、液位が上昇して多少の液体が流路13を介して溢れ液収容室10へ溢れ出た時点で、液体の供給が停止される。それによって、分析試料は混合液定量室7に充満し混合液定量室7の容積だけの試料が定量される。
次に、定量された分析試料は流路18へ排出される。この時、混合液定量室7の底部に回転バルブ12が設けられ、流路18の混合液定量室7の開口が図11に示すように回転バルブ12の円錐状突出部30の頂点よりも低く、かつ、回転バルブ12の最も低い部分に対応するように形成されているので、混合液定量室7は定量した液体を残留させることなく排出できる。
4.検出部の構成
図11に示すように検出部9はペレット(仕切り部材)20を介して同軸に直列接続された流路18と19とを備える。
ペレット20は、樹脂を用いて射出成形され、周縁にリング状の突起を有し、中心に直径100μmの微細孔(貫通孔)を有する円盤から構成される。
ペレット20は流路19内に嵌着され、リング状のペレット固定部材50によって固定されている。ここで、ペレット20の微細孔は、流路18と19に同軸である。
図11に示すように検出部9はペレット(仕切り部材)20を介して同軸に直列接続された流路18と19とを備える。
ペレット20は、樹脂を用いて射出成形され、周縁にリング状の突起を有し、中心に直径100μmの微細孔(貫通孔)を有する円盤から構成される。
ペレット20は流路19内に嵌着され、リング状のペレット固定部材50によって固定されている。ここで、ペレット20の微細孔は、流路18と19に同軸である。
後述するように、検出部9は混合液定量室7から混合液収容室8へと分析試料が流れるとき、ペレット20の微細孔を通過する分析試料の電気抵抗の変化が電極21,22によって測定される。この場合、流路18,19とペレット20の微細孔の中心軸が重力方向に対して所定角度θを有するように測定ユニット1が設置されると、分析試料に含まれる気泡はペレット20の手前で流路18内の上側(流路18とペレット20により形成された空室)に滞留し、ペレット20の微細孔に付着することがない。従って、電極21,22によって測定される測定値が気泡によるノイズの影響を受けることがない。なお、角度θは、15°≦θ≦90°であればよく、また、45°≦θ≦90°であればさらに好ましく、θ=90°(水平)であれば最も好ましいことが実験的に確認されている。
7.試薬収容室の構成
図10に示すように、試薬収容室6は第1収容室6aとその下方に設けられ第1収容室6aより横断面積が小さい第2収容室6bから構成され、第1収容室6aは第2収容室6bに近づくに従って横断面積が小さくなりながら第2収容室6bに連通している。また、流路16への試薬供給口は第2収容室6bの下端から距離Sだけ上方に設けられ、試薬供給口の軸は、水平方向を、つまり、第1収容室6a、第2収容室6bの配列方向に直交する方向を向いている。測定ユニット1の使用前には、予め試薬注入口27から試薬としての希釈液(この実施例では、希釈液と溶血剤とを2:1の割合で混合したもの)1000μLが試薬収容室6内へ注入され保存される。
注入直後には、試薬注入口27にキャップ28が装着されると共に、ポンプ接続口25に封止テープが貼り付けられ、希釈液の漏洩が防止される。なお、試薬収容室6内へ希釈液が注入される際には、試薬収容室6内の空気が希釈液と置換されることになるが、試薬収容室6は上記のような構成を有するため、流路16内の空気は希釈液と置換されずに残留する。従って、回転バルブ12の周壁と試薬収容室6内の希釈液との間にエアギャップが存在することになり、希釈液を長期間試薬収容室6に保存しても希釈液が回転バルブ12の周壁を介して外部へ滲み出ることがない。
図10に示すように、試薬収容室6は第1収容室6aとその下方に設けられ第1収容室6aより横断面積が小さい第2収容室6bから構成され、第1収容室6aは第2収容室6bに近づくに従って横断面積が小さくなりながら第2収容室6bに連通している。また、流路16への試薬供給口は第2収容室6bの下端から距離Sだけ上方に設けられ、試薬供給口の軸は、水平方向を、つまり、第1収容室6a、第2収容室6bの配列方向に直交する方向を向いている。測定ユニット1の使用前には、予め試薬注入口27から試薬としての希釈液(この実施例では、希釈液と溶血剤とを2:1の割合で混合したもの)1000μLが試薬収容室6内へ注入され保存される。
注入直後には、試薬注入口27にキャップ28が装着されると共に、ポンプ接続口25に封止テープが貼り付けられ、希釈液の漏洩が防止される。なお、試薬収容室6内へ希釈液が注入される際には、試薬収容室6内の空気が希釈液と置換されることになるが、試薬収容室6は上記のような構成を有するため、流路16内の空気は希釈液と置換されずに残留する。従って、回転バルブ12の周壁と試薬収容室6内の希釈液との間にエアギャップが存在することになり、希釈液を長期間試薬収容室6に保存しても希釈液が回転バルブ12の周壁を介して外部へ滲み出ることがない。
8.混合液収容室の構成
図12は図2のD−D矢視断面図である。
後述するように測定ユニット1が分析ユニット36に装填されたとき、混合液収容室8が分析ユニット36の発光素子34と受光素子35との間に挟まれ、混合液収容室8内に収容された液体の透過光量(透過光強度)が測定されるようになっている。
図12は図2のD−D矢視断面図である。
後述するように測定ユニット1が分析ユニット36に装填されたとき、混合液収容室8が分析ユニット36の発光素子34と受光素子35との間に挟まれ、混合液収容室8内に収容された液体の透過光量(透過光強度)が測定されるようになっている。
9.分析ユニットの構成
図13は分析ユニット36の外観を示す斜視図であり、正面パネルにLCDからなる表示部37と、キーボードからなる入力部38と、扉39とを備える。測定ユニット1の使用時には、扉39を開いて測定ユニット1を分析ユニット36の内部に装填し、扉39を閉じることによって、分析ユニット36に対する測定ユニット1の電極21,電極22の接続、およびポンプ接続口23,ポンプ接続口24,ポンプ接続口25,ポンプ接続口26の接続が行われると共に、発光素子34,受光素子35が図12に示すように配置される。この場合、測定ユニット1のペレット20と流路18と19は、その中心軸が水平(重力方向に対して直角)となる。
図14は測定ユニット1を分析ユニット36に装填することによって構成される分析装置を示すブロック図である。なお、同図において、測定ユニット1は、構成を分かりやすくするため平面的に展開した展開図で示されている。
この図に示すように、分析ユニット36に設けられた直流定電流電源40は測定ユニット1の電極21,22に接続され、シリンジポンプ41はバルブユニット42を介して測定ユニット1のポンプ接続口23〜26に接続される。ステッピングモータ48の出力軸は図示しないカップリング部材を介して回転バルブ12の溝49に結合される。
図13は分析ユニット36の外観を示す斜視図であり、正面パネルにLCDからなる表示部37と、キーボードからなる入力部38と、扉39とを備える。測定ユニット1の使用時には、扉39を開いて測定ユニット1を分析ユニット36の内部に装填し、扉39を閉じることによって、分析ユニット36に対する測定ユニット1の電極21,電極22の接続、およびポンプ接続口23,ポンプ接続口24,ポンプ接続口25,ポンプ接続口26の接続が行われると共に、発光素子34,受光素子35が図12に示すように配置される。この場合、測定ユニット1のペレット20と流路18と19は、その中心軸が水平(重力方向に対して直角)となる。
図14は測定ユニット1を分析ユニット36に装填することによって構成される分析装置を示すブロック図である。なお、同図において、測定ユニット1は、構成を分かりやすくするため平面的に展開した展開図で示されている。
この図に示すように、分析ユニット36に設けられた直流定電流電源40は測定ユニット1の電極21,22に接続され、シリンジポンプ41はバルブユニット42を介して測定ユニット1のポンプ接続口23〜26に接続される。ステッピングモータ48の出力軸は図示しないカップリング部材を介して回転バルブ12の溝49に結合される。
バルブユニット42は2ウェイ電磁バルブSV1〜SV6を備え、シリンジポンプ41の出口にはシリンジポンプ41の圧力を検出するための圧力センサ43が接続されている。なお、バルブSV3、SV4、SV5はそれぞれ大気開放口44を備える。信号処理部(分析部)45は制御部46と演算部47を備え、マイクロコンピュータで構成される。
制御部46は入力部38および圧力センサ43の出力をうけてシリンジポンプ41、ステッピングモータ48、バルブSV1〜SV6、シリンジポンプ41および発光素子34を駆動させる。
制御部46は入力部38および圧力センサ43の出力をうけてシリンジポンプ41、ステッピングモータ48、バルブSV1〜SV6、シリンジポンプ41および発光素子34を駆動させる。
演算部47は電極21、22から得られる信号に基づいて白血球を計数すると共に、その粒度を算出して粒度分布を作成し、受光素子35から得られる信号に基づいてヘモグロビン量を算出する。それらの結果は表示部37に表示されるようになっている。
10.測定動作
次に、図14に示す分析装置の動作を、図15と図16に示すフローチャートと図17〜図27に示す状態説明図とを用いて説明する。
先ず、図15のステップS1において、使用者が入力部38を介して分析ユニット36に初期設定を指令すると、シリンジポンプ41、ステッピングモータ48およびバルブSV1〜SV6が初期状態に設定される。
この時、バルブSV1〜SV6はすべてオフ状態、つまり、図14に示す状態に設定される。
次に、図14に示す分析装置の動作を、図15と図16に示すフローチャートと図17〜図27に示す状態説明図とを用いて説明する。
先ず、図15のステップS1において、使用者が入力部38を介して分析ユニット36に初期設定を指令すると、シリンジポンプ41、ステッピングモータ48およびバルブSV1〜SV6が初期状態に設定される。
この時、バルブSV1〜SV6はすべてオフ状態、つまり、図14に示す状態に設定される。
次に、使用者は、予め試薬収容室6に収容されている測定ユニット1の試料受容室5へ10〜150μLの全血を試料(検体)として注射器又はピペットを用いて注入する。これに代えて全血を吸引したキャピラリー採血管を試料受容室5に挿入してもよい。
次に、使用者は、測定ユニット1の背面のポンプ接続口25に貼り付けられている封止テープを除去し、分析ユニット36の正面パネルの扉39を開いて、その内部に測定ユニット1を装填し、扉39を閉じる(ステップS2)。
この時、測定ユニット1において回転バルブ12は図17に示すように試料受容室5と余剰試料貯留室11とを第1凹部32を介して接続している。
次に、使用者は、入力部38から測定ユニット1に「起動」を指令する(ステップS3)。
それによって、シリンジポンプ41が時間T1だけ吸引を行うと(ステップS4〜S6)、試料は図18に示すように試料受容室5から第1凹部32を通って余剰試料貯留室11へ移動する。
次に、使用者は、測定ユニット1の背面のポンプ接続口25に貼り付けられている封止テープを除去し、分析ユニット36の正面パネルの扉39を開いて、その内部に測定ユニット1を装填し、扉39を閉じる(ステップS2)。
この時、測定ユニット1において回転バルブ12は図17に示すように試料受容室5と余剰試料貯留室11とを第1凹部32を介して接続している。
次に、使用者は、入力部38から測定ユニット1に「起動」を指令する(ステップS3)。
それによって、シリンジポンプ41が時間T1だけ吸引を行うと(ステップS4〜S6)、試料は図18に示すように試料受容室5から第1凹部32を通って余剰試料貯留室11へ移動する。
次に回転バルブ12が所定角度だけ回転すると図19に示すように第1凹部32によって2μLの試料が切り取られ、定量される。
それと同時に回転バルブ12は試薬収容室6と混合液収容室8とを第2凹部33を介して接続する(ステップS7)。
次に、バルブSV1、SV2がオン、バルブSV3〜SV6がオフされ(ステップS8)、シリンジポンプ41が時間T2だけ吸引を行うと(ステップS9〜S11)、希釈液は図20に示すように試薬収容室6から第2凹部33を通って混合液収容室8へ移動する。ここで、発光素子34が点灯され受光素子35によってヘモグロビン濃度測定用のブランク値が測定される(ステップS12)。
それと同時に回転バルブ12は試薬収容室6と混合液収容室8とを第2凹部33を介して接続する(ステップS7)。
次に、バルブSV1、SV2がオン、バルブSV3〜SV6がオフされ(ステップS8)、シリンジポンプ41が時間T2だけ吸引を行うと(ステップS9〜S11)、希釈液は図20に示すように試薬収容室6から第2凹部33を通って混合液収容室8へ移動する。ここで、発光素子34が点灯され受光素子35によってヘモグロビン濃度測定用のブランク値が測定される(ステップS12)。
次に、回転バルブ12が所定角度だけ回転すると、図21に示すように回転バルブ12は試薬収容室6と混合液収容室8とを第1凹部32を介して接続する(ステップS13)。
次に、バルブSV1、SV3、SV4がオン、バルブSV2、SV5、SV6がオフされ(ステップS14)、シリンジポンプ41が時間T3だけ吸引を行うと(ステップS15〜S17)、第1凹部32に貯留されていた試料は図22に示すように混合液収容室8の試薬と共に試薬収容室6へ移動する。
次に、バルブSV1、SV2がオン、バルブSV3〜SV6がオフされ、シリンジポンプ41が時間T4だけ吸引を行うと(ステップS19〜S21)、試料と希釈液は図23に示すように再び混合液収容室8へ移動し、試料が希釈液によって十分に希釈される。つまり、試料を希釈液で希釈することにより調製された分析試料が混合液収容室8に貯留される。そして、再び発光素子34が点灯され受光素子35によってヘモグロビン濃度が測定される(ステップS22)。
次に、バルブSV1、SV3、SV4がオン、バルブSV2、SV5、SV6がオフされ(ステップS14)、シリンジポンプ41が時間T3だけ吸引を行うと(ステップS15〜S17)、第1凹部32に貯留されていた試料は図22に示すように混合液収容室8の試薬と共に試薬収容室6へ移動する。
次に、バルブSV1、SV2がオン、バルブSV3〜SV6がオフされ、シリンジポンプ41が時間T4だけ吸引を行うと(ステップS19〜S21)、試料と希釈液は図23に示すように再び混合液収容室8へ移動し、試料が希釈液によって十分に希釈される。つまり、試料を希釈液で希釈することにより調製された分析試料が混合液収容室8に貯留される。そして、再び発光素子34が点灯され受光素子35によってヘモグロビン濃度が測定される(ステップS22)。
次に、回転バルブ12が所定角度だけ回転すると、回転バルブ12は図24に示すように試料受容室5と余剰試料貯留室11間の流路および試薬収容室6と混合液収容室8間の流路を完全に遮断する(ステップS23)。
次に、バルブSV3、SV6がオン、バルブSV1、SV2、SV4、SV5がオフされ(ステップS24)、シリンジポンプ41が時間T5だけ吸引を行うと(ステップS25〜S27)、混合液収容室8の分析試料が、図25に示すようにペレット20を介して混合液定量室7へ移動し、混合液定量室7を充満させた後、若干量だけ溢れ液収容室10へ溢れる。これによって、混合液定量室7の容量分の分析試料が定量される。
次に、バルブSV1、SV2、SV5、SV6がオン、バルブSV3、SV4がオフされ、シリンジポンプ41が吸引を行うと混合液定量室7内の分析試料は、図26に示すようにペレット20を介して混合液収容室8へ移動し始める(ステップS28、S29)。
次に、バルブSV3、SV6がオン、バルブSV1、SV2、SV4、SV5がオフされ(ステップS24)、シリンジポンプ41が時間T5だけ吸引を行うと(ステップS25〜S27)、混合液収容室8の分析試料が、図25に示すようにペレット20を介して混合液定量室7へ移動し、混合液定量室7を充満させた後、若干量だけ溢れ液収容室10へ溢れる。これによって、混合液定量室7の容量分の分析試料が定量される。
次に、バルブSV1、SV2、SV5、SV6がオン、バルブSV3、SV4がオフされ、シリンジポンプ41が吸引を行うと混合液定量室7内の分析試料は、図26に示すようにペレット20を介して混合液収容室8へ移動し始める(ステップS28、S29)。
この時、シリンジポンプ41の吸引開始と同時にペレット20を通過する分析試料の電気抵抗の変化が電極21電極22を介して検出され、やがて混合液定量室7で定量された分析試料が全てペレット20を通過すると、シリンジポンプ41の吸引圧力が急変する。その圧力変化が圧力センサ43によって検出され、シリンジポンプ41の吸引が停止される(ステップS30、S31)。つまり、これによって、混合液定量室7の容積分の分析試料中の白血球の数と大きさが測定される。
次に、回転バルブ12が所定角度だけ回転すると、回転バルブ12は、図27に示すように試薬収容室6と混合液収容室8の流路を遮断した状態で試料受容室5と余剰試料貯留室11とを第2凹部33を介して接続する(ステップS32)。
次に、バルブSV1〜SV6が全てオフされ(初期設定状態)、シリンジポンプ41が時間T6だけ吸引を行うと、試料受容室5に貯留されていた試料が全て余剰試料貯留室11へ移動する(ステップS33〜S36)。
そこで、使用者は、この状態の測定ユニット1を分析ユニット36から取りはずして廃棄する(ステップS37)。
次に、回転バルブ12が所定角度だけ回転すると、回転バルブ12は、図27に示すように試薬収容室6と混合液収容室8の流路を遮断した状態で試料受容室5と余剰試料貯留室11とを第2凹部33を介して接続する(ステップS32)。
次に、バルブSV1〜SV6が全てオフされ(初期設定状態)、シリンジポンプ41が時間T6だけ吸引を行うと、試料受容室5に貯留されていた試料が全て余剰試料貯留室11へ移動する(ステップS33〜S36)。
そこで、使用者は、この状態の測定ユニット1を分析ユニット36から取りはずして廃棄する(ステップS37)。
11.白血球とヘモグロビンの測定
図14に示すように、微細孔を有するペレット20で仕切られた分析試料に直流定電流電源40から電極21と22を介して定電流が供給されると、電極21と22間の抵抗は、分析試料の液体成分の固有抵抗に依存するが、微細孔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、主として微細孔の直径とペレット20の厚さに支配される。
図14に示すように、微細孔を有するペレット20で仕切られた分析試料に直流定電流電源40から電極21と22を介して定電流が供給されると、電極21と22間の抵抗は、分析試料の液体成分の固有抵抗に依存するが、微細孔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、主として微細孔の直径とペレット20の厚さに支配される。
微細孔を白血球が通過すると、その体積分だけ液体成分が除去されるので電極21と22の電気抵抗が変動し、その変動分を電極21と22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47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47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ことができる。また、演算部47は、受光素子35で得られた希釈液の透過光強度(ブランク値)と分析試料の透過光強度から分析試料の吸光度を公知の方法で求め、求めた吸光度から試料のヘモグロビン量を算出する。
なお、この実施例では、分析ユニット36と、分析ユニット36に着脱可能に装着される測定ユニット1とを含む分析装置を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現在市販されている血球計数装置に本発明を適用してもよい。また、本発明を尿分析装置や工業用試料分析装置などの分析装置に適用してもよい。
検出部としては、内部を流れる分析試料から光信号を検出するためのフローセルと光学素子を用いてもよい。
実施例では、円錐状突出部30は回転バルブ12と一体的に形成されているが、定量室7と一体的に形成してもよい。
なお、この実施例では、分析ユニット36と、分析ユニット36に着脱可能に装着される測定ユニット1とを含む分析装置を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現在市販されている血球計数装置に本発明を適用してもよい。また、本発明を尿分析装置や工業用試料分析装置などの分析装置に適用してもよい。
検出部としては、内部を流れる分析試料から光信号を検出するためのフローセルと光学素子を用いてもよい。
実施例では、円錐状突出部30は回転バルブ12と一体的に形成されているが、定量室7と一体的に形成してもよい。
1 測定ユニット
2 第1プレート
3 第2プレート
4 開口
5 試料受容室
6 試薬収容室
6a 第1収容室
6b 第2収容室
7 混合液定量室
8 混合液収容室
9 検出部
10 溢れ液収容室
11 余剰試料貯留室
12 回転バルブ
13 流路
14 流路
15 流路
16 流路
17 流路
18 流路
19 流路
20 ペレット
21 電極
22 電極
23 ポンプ接続口
24 ポンプ接続口
25 ポンプ接続口
26 ポンプ接続口
27 試薬注入孔
28 キャップ
29 円柱部
30 円錐状突出部
31 基台
32 第1凹部
33 第2凹部
34 発光素子
35 受光素子
36 分析ユニット
37 表示部
38 入力部
39 扉
40 直流定電流電源
41 シリンジポンプ
42 バルブユニット
43 圧力センサ
44 大気開放口
45 信号処理部
46 制御部
47 演算部
48 ステッピングモータ
49 溝
50 ペレット固定部材
2 第1プレート
3 第2プレート
4 開口
5 試料受容室
6 試薬収容室
6a 第1収容室
6b 第2収容室
7 混合液定量室
8 混合液収容室
9 検出部
10 溢れ液収容室
11 余剰試料貯留室
12 回転バルブ
13 流路
14 流路
15 流路
16 流路
17 流路
18 流路
19 流路
20 ペレット
21 電極
22 電極
23 ポンプ接続口
24 ポンプ接続口
25 ポンプ接続口
26 ポンプ接続口
27 試薬注入孔
28 キャップ
29 円柱部
30 円錐状突出部
31 基台
32 第1凹部
33 第2凹部
34 発光素子
35 受光素子
36 分析ユニット
37 表示部
38 入力部
39 扉
40 直流定電流電源
41 シリンジポンプ
42 バルブユニット
43 圧力センサ
44 大気開放口
45 信号処理部
46 制御部
47 演算部
48 ステッピングモータ
49 溝
50 ペレット固定部材
Claims (16)
- 分析ユニットと、前記分析ユニットに着脱可能に装着される測定ユニットとを含む分析装置であって、
前記測定ユニットは、試薬を収容し試薬供給口を有する試薬収容室と、試薬収容室の試薬供給口に連通する流路とを備え、
前記分析ユニットは前記試薬と試料との混合液から得られる情報に基づいて試料を分析する分析部を備え、
試薬収容室は、第1収容室と、第1収容室に連通して設けられ横断面積が第1収容室より小さい第2収容室とからなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられてなる分析装置。 - 第1収容室は、第2収容部に近づくに従って横断面積が小さくなる請求項1記載の分析装置。
- 前記試薬供給口は、第2収容室の端部から所定間隔だけ隔てて設けられている請求項1または2記載の分析装置。
- 前記測定ユニットは、前記混合液を収容するための混合液収容室を備え、前記流路が、試薬供給口に連通し試薬を混合液収容室に移送するための移送流路であり、前記測定ユニットが、移送流路に設けられ移送流路を開閉するための回転バルブを備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の分析装置。
- 前記回転バルブは、円筒部を有し、前記円筒部の外壁に前記移送流路を開くための凹部が設けられている請求項4記載の分析装置。
- 前記凹部は、溝形状を有する請求項5記載の分析装置。
- 前記試薬供給口は、その軸が第1収容室と第2収容室との配列方向と実質的に直角方向になるように設けられている請求項1〜6のいずれか1項に記載の分析装置。
- 前記測定ユニットは、第1プレートと第2プレートとを備え、前記試薬収容室は、第1プレートと第2プレートとを組み合わせることによって形成される請求項1〜7のいずれか1項に記載の分析装置。
- 分析装置に着脱可能に装着される測定ユニットであって、
試薬を収容し試薬供給口を有する試薬収容室と、
試薬収容室の試薬供給口に連通する流路とを備え、
試薬収容室は、第1収容室と、第1収容室に連通して設けられ横断面積が第1収容室より小さい第2収容室とからなり、前記試薬供給口が第2収容室に設けられてなる測定ユニット。 - 第1収容室は、第2収容部に近づくに従って横断面積が小さくなる請求項9記載の測定ユニット。
- 前記試薬供給口は、第2収容室の端部から所定間隔だけ隔てて設けられている請求項9又は10記載の測定ユニット。
- 試料と試薬との混合液を収容するための混合液収容室を備え、前記流路が、試薬供給口に連通し試薬を混合液収容室に移送するための移送流路であり、移送流路に設けられ移送流路を開閉するための回転バルブを備える請求項9〜11のいずれか1項に記載の測定ユニット。
- 前記回転バルブは、円筒部を有し、前記円筒部の外壁に前記移送流路を開くための凹部が設けられている請求項12記載の測定ユニット。
- 前記凹部は、溝形状を有する請求項13記載の測定ユニット。
- 前記試薬供給口は、その軸が第1収容室と第2収容室の配列方向と実質的に直角方向になるように設けられている請求項9〜14のいずれか1項に記載の測定ユニット。
- 第1プレートと第2プレートとをさらに備え、前記試薬収容室は、第1プレートと第2プレートとを組み合わせることによって形成される請求項9〜15のいずれか1項に記載の測定ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003400077A JP2005164275A (ja) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | 分析装置および測定ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2003400077A JP2005164275A (ja) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | 分析装置および測定ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005164275A true JP2005164275A (ja) | 2005-06-23 |
Family
ID=34724442
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---|---|---|---|
JP2003400077A Pending JP2005164275A (ja) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | 分析装置および測定ユニット |
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Country | Link |
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-
2003
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