JP2005189033A - 液状物収容体、これを備えた測定用具およびこの測定用具を用いる測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザに負担をかけることなく、コスト的に有利に、参照液などの液状物を保存し、液状物を目的部位に供給できるようにする。
【解決手段】 液状物Ｒを収容するための内部空間６４を規定する第１および第２空間規定要素６１，６２を備えた液状物収容体６において、内部空間６４に、第１空間規定要素６１に押圧力を作用させて開口部６１ｂを形成するための作用部６５を設け、開口部６１ｂを介して液状物Ｒを排出させるように構成した。第１および第２空間規定要素６１，６２の間には、これらの要素６１，６２をとともに内部空間６４を規定するための枠状スペーサ６３が設けるのが好ましい。この場合、作用部６５は、たとえば枠状スペーサ６３に形成される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、目的部位（たとえば測定用具の参照液保持空間）に液状物（たとえば測定用具に供給する参照液）を供給するための技術に関する。

尿中のナトリウムイオン濃度やカリウムイオン濃度を測定する場合には、図３に示したようなイオン選択プレート５が用いられている（たとえば特許文献１参照）。このイオン選択プレート５は、目的のイオン濃度が既知の参照液およびイオン濃度が未知の試料を供給することにより、これらの液中のナトリウムやカリウムのイオン濃度の相違に相関させて電位差を出力するためのものである。イオン選択プレート５に対する参照液や試料の供給は、たとえばユーザ自身がピペットを用いて行っている。その場合、参照液の管理はユーザに委ねられるため、参照液の保存状態が悪いと、参照液における目的イオンの濃度が変化してしまう。また、ピペットを用いて参照液を供給する場合には、ピペットに装着するチップが必要となり、これが測定コストを増加させる原因ともなる。一方、分析装置やピペットに複数回分の参照液を保持させ、参照液を一定量ずつ使用する方法もあるが、この場合、分析装置やピペットにおいて参照液が濃縮しないよう分析装置やピペットを改良する必要があり、コスト的に不利である。

特開２００１−２８６７７１号

本発明は、ユーザに負担をかけることなくコスト的に有利に参照液などの液状物を適切に保存でき、かつ液状物を目的部位に適切に供給できるようにすることを課題としている。

本発明の第１の側面により提供される液状物収容体は、液状物を収容するための内部空間を規定する第１および第２空間規定要素を備えた液状物収容体であって、上記内部空間には、上記第１空間規定要素に押圧力を作用させて開口部を形成するための作用部が設けられており、上記開口部を介して上記液状物を排出させるように構成されていることを特徴としている。

ここで、「液状物」とは、低粘性な液体に限らず、本発明の液状物収容体から排出させることができる限りは、比較的粘度の高い粘性体も含むものとする。

第１および第２空間規定要素の間には、これらの要素とともに内部空間を規定するための枠状スペーサを設けるのが好ましい。この場合、作用部は、枠状スペーサに形成することができる。作用部は、枠状スペーサを備えているかあるいは備えていないかに拘らず、第２空間規定要素に設けることもできる。

第２空間規定要素は、第１空間規定要素に比べて伸縮性が大きくなるように形成するのが好ましい。そうすれば、第２空間規定要素から第１空間規定要素に向けて第２空間規定要素に押圧力を作用させたときに、第２空間規定要素を破断させることなく、第１空間規定要素に開口部を形成することが可能となる。同様な理由から、第１空間規定要素に対して、作用部により押圧力を作用させたときに、開口部の形成を容易ならしめるための脆弱部を設けてもよい。

作用部は、第１空間規定要素に向けて突出した突起を有するものとして構成することもできる。そうすれば、第１空間規定要素の特定部分に応力を集中して作用させることが可能となり、より確実に開口部を形成することができるようになる。

本発明の第２の側面においては、試料および参照液を供給するための試料保持空間および参照液保持空間と、本発明の第１の側面に係る液状物収容体であって、上記参照液保持空間に供給するための参照液が収容された液状物収容体と、を備えたことを特徴とする、測定用具が提供される。

本発明の測定用具は、たとえば試料中の目的イオンの濃度と参照液中の目的イオンの濃度と差に相関した電位差を出力可能なように構成される。

本発明の第３の側面においては、本発明の第２の側面に係る分析用具を用いて試料における特定成分の濃度を測定するための測定装置において、試料を吐出させる際に下動させられる操作部を有する吐出装置であって、上記試料保持空間に試料を供給するための吐出装置を保持するための吐出装置ホルダと、上記操作部が下動したときにその動きに連動して下動し、上記液状物収容体の作用部に押圧力を作用させるための押圧機構と、を備えたことを特徴とする、測定装置が提供される。

押圧機構は、たとえば操作部を下動したときに操作部と干渉して下動し、第２空間規定要素に干渉して作用部に押圧力を作用させるための下動部材を備えたものとして構成される。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２（ａ）に示したように、測定装置１は、測定用具２を装着して使用するものであり、本体部３および液供給ユニット４を備えている。

本体部３は、液供給ユニット４を保持するためのホルダ部３０と、測定用具２を装着するための装着部３１と、を備えている。ホルダ部３０は、後述する液供給ユニット４の支持ブロック４０を係止するための段部３０ａを有している。装着部３１は、測定用具２の外形寸法に対応した凹部として形成されている。装着部３１の底面３１ａからは、複数の導体ピン３２が上方に向けて突出している。各ピン３２は、上方に向けて付勢した状態で保持されており、装着部３１に測定用具２を装着したときに、後述する測定用具２の第２導体パッド５４Ａｂ〜５６Ａｂ，５４Ｂｂ〜５６Ｂｂ（図３参照）に接触させるためのものである。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、液供給ユニット４は、本体部３に対して着脱自在とされており、支持ブロック４０、ピペット４１および押圧機構４２を備えている。

支持ブロック４０は、ピペット４１と押圧機構４２とを一体化するとともに、液供給ユニット４をホルダ部３０の段部３０ａに係止するのに利用されるものである。

ピペット４１は、後述する測定用具２の試料保持孔５８Ｂ（図３参照）に試料を供給するためのものであり、操作部４１ａを操作することによって、試料の吸引・吐出が可能なように構成されている。操作部４１ａは、たとえばバネなどの弾性体の弾発力によって上方に向けて付勢されている。このピペット４１は、着脱自在とされたチップ４１ｂを装着して使用するものであり、操作部４１ａを下動させてチップ４１ｂの内部の気体を排出させた後、操作部４１ａを上動させることによってチップ４１ｂの内部に負圧を発生させるように構成されている。したがって、チップ４１ｂの内部の気体を外部に排出させた状態において試料にチップ４１ｂの先端部を接触させ、この状態において操作部４１ａを上動させることによってチップ４１ｂの内部に試料を吸引・保持することができる。

押圧機構４２は、後述する測定用具２の参照液収容体６に押圧力を作用させるためのものである。この押圧機構４２は、支持ブロック４０に固定されたハウジング４２Ａに対して、移動体４２Ｂが上下方向に相対動するように構成されている。

ハウジング４２Ａは、移動体４２Ｂの上下動を規定するものであり、第１開口部４２Ａａおよび第２開口部４２Ａｂを有している。

移動体４２Ｂは、押圧棒４２Ｂａおよび干渉フィン４２Ｂｂを有している。押圧棒４２Ｂａは、参照液収容体６に直接作用する部分であり、第１開口部４２Ａａを介して上下方向への移動が許容されている。干渉フィン４２Ｂｂは、ピペット４１の操作部４１ａと干渉する部分であり、第２開口部４２Ａｂを介して上下方向への移動が許容されている。

ハウジング４２Ａの内部には、干渉フィン４２Ｂｂと第１開口部４２Ａａの間にコイルバネ４４が配置されている。これにより、干渉フィン４２Ｂｂひいては移動体４２Ｂの全体が上方に向けて付勢されている。したがって、移動体４２Ｂは、ピペット４１の操作部４１ａに対して上方に向けた力を作用させた状態で操作部４１ａと密着しており、操作部４１ａの動きに連動して上下動することができる。

ただし、ピペット４１と押圧機構４２とは、液供給ユニット４として一体化する必要はなく、それらを分離した状態で本体部３に保持させるようにしてもよく、また押圧機構４２を本体部３０に固定化し、ピペット４１のみを本体部３に対して着脱自在としてもよい。

測定用具２は、参照液中の特定成分の濃度と試料中の特定成分の濃度の差に相関した電位差を生じさせるものであり、３種類のイオンの濃度、たとえばナトリウムイオン、カリウムイオンおよび塩化物イオンの濃度を測定できるように構成されている。図３に示したように、測定用具２は、イオン選択プレート５および参照液収容体６を有している。

イオン選択プレート５は、互いに接合された第１ないし第３プレート５１，５２，５３を有している。

第１プレート５１には、参照液用の電極部５４Ａ，５５Ａ，５６Ａおよび試料用の電極部５４Ｂ，５５Ｂ，５６Ｂが形成されている。各電極部５４Ａ〜５６Ａ，５４Ｂ〜５６Ｂは、中央部に配置された第１導体パッド５４Ａａ〜５６Ａａ，５４Ｂａ〜５６Ｂａおよび端部に配置された第２導体パッド５４Ａｂ〜５６Ａｂ，５４Ｂｂ〜５６Ｂｂを有している。各第２導体パッド５４Ａｂ〜５６Ａｂ，５４Ｂｂ〜５６Ｂｂは、第１プレート５１に形成された貫通孔５４ａ〜５６ａ，５４ｂ〜５６ｂを介して露出しており、測定用具２を測定装置１における本体部３の装着部３１に装着したときに、対応する導体ピン３２に接触するように構成されている（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）。

第２プレート５２は、第１導体パッド５４Ａａ〜５６Ａａ，５４Ｂａ〜５６Ｂａに対応した部位に形成された貫通孔５２Ａａ〜５２Ａｃ，５２Ｂａ〜５２Ｂｃを有している。貫通孔５２Ａａ〜５２Ａｃ，５２Ｂａ〜５２Ｂｃには、特定のイオン種を選択的に透過させるためのイオン選択膜５７Ａａ〜５７Ａｃ，５７Ｂａ〜５７Ｂｃが保持されている。本実施の形態では、たとえばイオン選択膜５７Ａａ，５７ＢａはＮａ⁺を選択的に、イオン選択膜５７Ａｂ，５７ＢｂはＫ⁺を選択的に、イオン選択膜５７Ａｃ，５７ＢｃはＣｌ^-を選択的に透過させるように構成されている。

第２プレート５２にはさらに、その中央部に参照液保持孔５８Ａおよび試料保持孔５８Ｂが形成されている。参照液保持孔５８Ａおよび試料保持孔５８Ｂは、切欠５９を介して相互に繋がっている。この切欠５９には、イオンの移動を許容するブリッジ５９ａが配置されている。このブリッジ５９ａは、参照液保持孔５８Ａおよび試料保持孔５８Ｂのそれぞれに参照液および試料を保持させたときに、これらの液を液絡するためのものである。

第３プレート５３には、受液口５３Ａ，５３Ｂおよび空気抜き穴５３Ｃが形成されている。受液口５３Ａ，５３Ｂは、参照液保持孔５８Ａおよび試料保持孔５８Ｂに参照液または試料を供給するためのものである。受液口５３Ａ，５３Ｂは、測定用具２を測定装置１の装着部３１に装着したときに、ピペット４に装着されたチップ４１ｂおよび押圧棒４３Ｂａの直下に位置するように形成されている（図２（ａ）参照）。一方、空気抜き穴５３Ｃは、参照液保持孔５８Ａおよび試料保持孔５８Ｂを外部に連通させるものであり、参照液保持孔５８Ａおよび試料保持孔５８Ｂに参照液および試料が供給されたときに、これらの保持孔５８Ａ，５８Ｂの空気を排出するためのものである。

参照液収容体６は、受液口５３Ａを介して、参照液保持孔５８Ａに対して参照液を供給するためのものである。この参照液収容体６は、図４および図５に示したように、第１および第２シート材６１，６２の間に枠状スペーサ６３を介在させた形態を有しており、これらの要素６１〜６３によって収容空間６４が規定されている。収容空間６４には、密閉空間とされており、参照液Ｒが保持されている。

第１および第２シート材６１，６２は、接着剤を用いて、あるいは超音波融着などの手段によって枠状スペーサ６３に固定されている。第１シート材６１の中央部には、十字状の溝６１ａが形成されており、第１シート材６１に押圧力が作用したときに、溝６１ａにおいて破断しやすいように構成されている。第１シート材６１は、たとえばアルミニウムなどの金属材料により形成することができる。第２シート材６２は、第１シート材６１に比べて伸縮性が高く形成されており、図６に示したように押圧機構４２の押圧棒４３Ｂａ（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）によって下方に向けて押圧力が作用させられたときに破断することなく弾性変形するように構成されている。第２シート材６２は、たとえば天然ゴム、半合成ゴム、クロロプレンゴム、プチルゴムの他、公知のエラストマにより形成することができる。

枠状スペーサ６３は、内方に向けて突出した作用部６５を有している。作用部６５には、突起６５ｂが設けられている。突起６５ｂは、作用部６５の先端部６５ａ、すなわち第１シート材６１における溝６１ａの直上において、下方に向けて突出している。図５（ｂ）および図６に示したように、作用部６５は、バネ性を有するものとして構成されており、先端部６５ａに押圧力が作用させられたときに突起６５ｂが位置変位するように構成されている。これにより、突起６５ｂを下方に位置変位させて第１シート材６１ひいては溝６１ａに押圧力を作用させ、溝６１ａを破断させて第１シート材６１に開口部６１ｂを形成することができる。その結果、開口部６１ｂを介して、収容空間６４に保持された参照液Ｒを外部に排出することができる。

このような枠状スペーサ６３は、たとえば樹脂成形あるいはダイカスト成形により形成することができる。枠状スペーサ６３を形成するための材料としては、たとえばポリスチレン、変性ＰＥＴ、ポリアセタールおよびエポキシ樹脂などの樹脂材料の他、ステンレスやアルミニウムなどの金属材料が挙げられる。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、測定装置１を用いて目的成分の濃度を測定する場合には、まずホルダ部３０に液供給ユニット４を保持させるとともに、装着部３１に測定用具２を装着する。ただし、液供給ユニット４におけるピペット４１には、予めチップ４１ｂが装着され、チップ４１ｂの内部に試料が保持されているものとする。

次いで、ピペット４１の操作部４１ａを下動させる。これにより、チップ４１ｂの内部の試料が吐出され、図７に示したように受液口５３Ｂを介して試料保持孔５８Ｂに試料Ｓが供給される。

一方、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、操作部４１ａを下動させた場合には、操作部４１ａの動きに連動して押圧機構４２の干渉フィン４２Ｂｂが下動する。これにより、押圧棒４２Ｂａが下動して、押圧棒４２Ｂａが測定用具２の参照液収容体６に押圧力を作用させる。図６および図７に示したように、参照液収容体６においては、押圧棒４２Ｂａが第２シート材６２に作用し、第２シート材６２が弾性変形しつつ、押圧棒４２Ｂａからの押圧力が作用部６５の先端部６５ａに作用する。これにより、作用部６５が弾性変形して突出部６５ｂが下方に変位し、第１シート材６１に対して突出部６５ｂが押圧力を作用させる。その結果、第１シート材６１は、溝６１ａ（図４および図５参照）において破断して開口部６１ｂが形成され、開口部６１ｂを介して参照液Ｒが排出される。この参照液Ｒは、受液口５３Ａを介して参照液保持孔５８Ａに供給される。

参照液保持孔５８Ａに参照液が供給され、試料保持孔５８Ｂに試料が供給された場合には、イオン選択膜５７Ａａ〜５７Ａｃ，５７Ｂａ〜５７Ｂｃにおいて目的とするイオンが選択的に透過して目的イオンが第１導体パッド５４Ａａ〜５６Ａａ，５４Ｂａ〜５６Ｂａに到達する。これと同時的に、参照液Ｒと試料Ｓとの間がブリッジ５９ａ（図３参照）を介して液絡する。これらの作用により、第２導体パッド５４Ａｂ〜５６Ａｂと、対応する第２導体パッド５４Ｂｂ〜５６Ｂｂ（図３参照）との間に、イオン濃度に応じた電位差が生じる。この電位差は、第２導体パッド５４Ａｂ〜５６Ａｂ，５４Ｂｂ〜５６Ｂｂに接触する導体ピン３２（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）を介して測定される。図１および図２に示した測定装置１においては、導体ピン３２を介して測定される電位差に基づいて、目的イオンの濃度が演算される。

以上の説明から分かるように、測定用具２においては、参照液収容体６の内部に密閉状態で参照液が保持され、その内部から使用する直前に参照液が排出される。そのため、ユーザ自身が参照液Ｒ（測定用具２）を保存する場合であっても、保存時において参照液の濃度が変化する可能は著しく低くなる。その結果、保存時における参照液の濃度変化に起因した測定精度の低下を抑制することができる。

また、押圧機構４２においては、ピペット４１の操作部４１ａを操作することによって、参照液収容体６から参照液Ｒを排出させ、それを測定用具２に供給することができる。そのため、本発明では、簡易な操作によってイオン選択プレート５に参照液Ｒを確実に供給でき、使い勝手がよい。そればかりか、参照液Ｒの供給時に、ユーザの指先などに参照液Ｒが付着する可能性が低いため、衛生的である。その上、押圧機構４２は、極めて簡易な構成とされているため、測定装置２の製造コストをさほど上昇させることなく、上述した効果を得ることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々に変更可能である。たとえば、参照液収容体を測定装置に装着するように構成してもよく、また参照液収容体は矩形板状以外の形状、たとえば円盤状などに形成してもよい。

さらに、図８に示したように、参照液収容体６′は、２部材６１，６９′により構成することができる。すなわち、先に実施の形態における第２シート材６２および枠状スペーサ６３（図４参照）を１つの部材（第２空間規定要素）６９′により構成することもできる。第２空間規定要素６９′は、たとえば樹脂成形によって形成することができる。図９に示したように、作用部６５（図４参照）を枠状スペーサ６３から分離したものとして形成してもよい。すなわち、第２シート材６２″に対して、作用部６５″を設けてもよい。このような作用部６５″は、第２シート材６２″と一体的に形成してもよいし、第２シート材６２″とは別体として形成した後に、第２シート材６２″に接着してもよい。

本発明に係る測定装置の本体部を示す全体斜視図である。 本発明に係る測定装置の一部を破断した正面図である。 本発明に係る測定用具の分解斜視図である。 本発明に係る参照液収容体の全体斜視図である。 （ａ）は図４のＶａ−Ｖａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図４のＶｂ−Ｖｂ線に沿う断面図である。 液収容体の作用を説明するための断面図である。 図３に示した測定用具に試料および参照液を供給する動作を説明するための要部断面図である。 本発明に係る参照液収容体の他の例を示す分解斜視図である。 本発明に係る参照液収容体のさらに他の例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 測定装置
２ 測定用具
３０ ホルダ部（吐出装置ホルダ）
４１ ピペット（吐出装置）
４１ａ （吐出装置の）操作部
４２ 押圧機構
４３Ｂｂ 干渉フィン（下動部材）
５８Ａ 参照液保持孔（参照液保持空間）
６ 参照液収容体（液状物収容体）
６１ （参照液収容体の）第１シート（第１空間規定要素）
６１ａ 溝（脆弱部）
６１ｂ 開口部
６２，６２″ （参照液収容体の）第２シート（第２空間規定要素）
６３ （参照液収容体の）枠状スペーサ
６４ 収容空間（内部空間）
６５，６５″ （液状物収容体の）作用部
６５ｂ （作用部の）突起
６９′ 第２空間規定要素
Ｒ 参照液（液状物）

Claims (11)

1. 液状物を収容するための内部空間を規定する第１および第２空間規定要素を備えた液状物収容体であって、
   上記内部空間には、上記第１空間規定要素に押圧力を作用させて開口部を形成するための作用部が設けられており、
   上記開口部を介して上記液状物を排出させるように構成されていることを特徴とする、液状物収容体。
2. 上記第１および第２空間規定要素の間には、これらの要素とともに上記内部空間を規定するための枠状スペーサが設けられている、請求項１に記載の液状物収容体。
3. 上記作用部は、上記枠状スペーサに形成されている、請求項２に記載の液状物収容体。
4. 上記作用部は、上記第２空間規定要素に形成されている、請求項１または２に記載の液状物収容体。
5. 上記第２空間規定要素は、上記第１空間規定要素に比べて伸縮性が大きい、請求項１ないし４のいずれかに記載の液状物収容体。
6. 上記第１空間規定要素には、上記作用部により押圧力を作用させたときに、上記開口部の形成を容易ならしめるための脆弱部が設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の液状物収容体。
7. 上記作用部は、上記第１空間規定要素に向けて突出した突起を有している、請求項１ないし６のいずれかに記載の液状物収容体。
8. 試料および参照液を供給するための試料保持空間および参照液保持空間と、請求項１ないし７のいずれかに記載した液状物収容体であって、上記参照液保持空間に供給するための参照液が収容された液状物収容体と、を備えたことを特徴とする、測定用具。
9. 試料中の目的イオンの濃度と参照液中の目的イオンの濃度の差に相関させて電位差を出力するように構成されている、請求項７に記載の測定用具。
10. 請求項８または９に記載の分析用具を用いて試料における特定成分の濃度を測定するための測定装置において、
    試料を吐出させる際に下動させられる操作部を有する吐出装置であって、上記試料保持空間に試料を供給するための吐出装置を保持するための吐出装置ホルダと、
    上記操作部が下動したときにその動きに連動して下動し、上記液状物収容体の作用部に押圧力を作用させるための押圧機構と、
    を備えたことを特徴とする、測定装置。
11. 上記押圧機構は、上記操作部を下動したときに上記操作部と干渉して下動し、上記第２空間規定要素に干渉して上記作用部に押圧力を作用させるための下動部材を備えている、請求項１０に記載の測定装置。

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