JP2006052950A - Blood analyzer and blood analyzing method - Google Patents

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Yasuhiro Horiike
靖浩 堀池
Akio Oki
明男 沖
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blood analyzer capable of performing blood corpuscle/blood plasma separation by centrifugal operation and the feed of blood plasma and a calibration liquid, capable of performing an analysis of high precision by certainly discharging the calibration liquid from a sensor and capable of preventing the damage of the sensor caused by centrifugal force at the time of the blood corpuscle/blood plasma separation, and also provide a blood analyzing method. <P>SOLUTION: A blood corpuscle/blood plasma separation substrate and a sensor substrate for analyzing blood plasma are made attachable and detachable as separate bodies and blood corpuscle/blood plasma separation is performed by centrifugalizing only a blood corpuscle separation substrate. The sensor groove of the sensor substrate is arranged in a first centrifugal force applying direction with respect to the sensor substrate and a waste calibration liquid sump is arranged in a second centrifugal force applying direction. The calibration liquid in the calibration liquid sump is fed to the sensor groove by the centrifugation in a first centrifugal direction and centrifugalized in a second centrifugal direction after sensor calibration to discharge the calibration liquid from the sensor groove. After the discharge of the calibration liquid, the sensor substrate is connected to the blood corpuscle separation substrate and the calibration liquid is again centrifugalized in the first centrifugal direction to feed blood plasma to the sensor groove from the blood corpuscle separation substrate. The sensor part can be used so as to apply only weak centrifugal force to the sensor part and the damage of the sensor part is prevented to enable a highly precise analysis. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、石英板や高分子樹脂板などの絶縁材基板に作製した超小型の溝流路によって構成された血液分析装置に関する。特に、当該基板上の溝流路に微量(数μL以下)の血液を導入して遠心分離を行い、血球成分と血漿成分に分離した後に当該血漿成分中の種々の化学物質濃度を測定する際に、分析センサの較正液や血液等の液体の搬送を遠心力により行うための流路と基板構造に関する。   The present invention relates to a blood analyzer constituted by an ultra-small groove channel fabricated on an insulating material substrate such as a quartz plate or a polymer resin plate. In particular, when a small amount (several μL or less) of blood is introduced into the groove channel on the substrate and centrifuged to separate blood cell components and plasma components and then measure various chemical substance concentrations in the plasma components Further, the present invention relates to a flow path and a substrate structure for carrying a liquid such as a calibration liquid or blood of an analysis sensor by centrifugal force.

従来の健康診断や疾病状態の診断は、患者から数ccの多量の血液を採取し、その分析に大規模な自動血液分析装置で得た測定値より行われてきた。通常、このような自動分析装置は、病院などの医療機関に設置されており、規模が大きく、また、その操作は専門の資格を有するものに限られるものであった。   Conventional health examinations and diagnosis of disease states have been carried out by taking a large amount of blood of several cc from a patient and analyzing it from measurements obtained with a large-scale automatic blood analyzer. Usually, such an automatic analyzer is installed in a medical institution such as a hospital, has a large scale, and its operation is limited to those having specialized qualifications.

しかし、近年、極度に進歩した半導体装置作製に用いられる微細加工技術を応用し、たかだか数mmから数cm四方の基板上に種々のセンサなどの分析装置を配置して、そこに被験者の血液などの体液を導き、被験者の健康状態を瞬時に把握することができる新しいデバイスの開発とその実用化の気運が高まってきている。このような安価なデバイスの出現により、来たるべき高齢化社会において高齢者の日々の健康管理を在宅で可能にすることなどで増加の一途を辿る健康保険給付金の圧縮を図れる。また救急医療の現場においては被験者の感染症(肝炎、後天性免疫不全症など)の有無などを、本デバイスを用いて迅速に判断できれば適切な対応ができるなど、種々の社会的な効果が期待されるために非常に注目されつつある技術分野である。このように従来の自動分析装置に代わって、血液分析を各家庭で自らの手で実施することを目指した小型簡便な血液分析方法ならびに血液分析装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。   However, in recent years, by applying the microfabrication technology used for the production of semiconductor devices that have advanced extremely recently, analyzers such as various sensors are arranged on a substrate of several millimeters to several centimeters square, and the blood of the subject is placed there. There is a growing interest in the development and practical application of new devices that can guide body fluids and instantly grasp the health status of subjects. With the advent of such inexpensive devices, health insurance benefits, which continue to increase, can be reduced by enabling daily health management of elderly people at home in the coming aging society. Also, in the field of emergency medicine, various social effects are expected, such as being able to take appropriate measures if this device can be used to quickly determine the presence or absence of infection (such as hepatitis or acquired immune deficiency). This is a technical field that is attracting a great deal of attention. As described above, instead of the conventional automatic analyzer, a small and simple blood analysis method and a blood analyzer aiming to perform blood analysis by one's own hands in each home have been developed (for example, see Patent Document 1). ).

特開2001−258868号公報JP 2001-258868 A

図1は、特許文献1に記載されたマイクロモジュール化された血液分析装置の一例を示す。符号101は血液分析装置の下側基板であり、下側基板上にエッチングにより形成した微細な溝流路(マイクロキャピラリ)102が設けられている。この下側基板101の上には、略同一サイズの上側基板(不図示)が張り合わされ、溝流路102を外部から密閉している。   FIG. 1 shows an example of a micro-module blood analyzer described in Patent Document 1. Reference numeral 101 denotes a lower substrate of the blood analyzer, and a fine groove channel (microcapillary) 102 formed by etching on the lower substrate is provided. On the lower substrate 101, an upper substrate (not shown) having substantially the same size is attached to seal the groove channel 102 from the outside.

流路102には、最上流部から最下流部にかけて、血液採取手段103,血漿分離手段104,分析手段105,移動手段106が順次設けられている。流路最前部の血液採取手段103には、中空の採血針103aが取り付けられ、この針103aを体内に刺して基板内への血液の取り入れ口とする。分離手段104は、流路102の途中を湾曲させたもので例えばU字形状のマイクロキャピラリからなる。採取した血液をこのU字形状のマイクロキャピラリに導いた後、本基板を遠心分離器により一定方向に加速度を加えることによって、U字部最下部に血球成分を沈殿させ、上清として血漿を分離する。分析手段105は、血液中のpH値、酸素、二酸化炭素、ナトリウム、カリウム、カルシウム、グルコース、乳酸などの各濃度を測定するためのセンサである。   In the flow channel 102, a blood collecting means 103, a plasma separating means 104, an analyzing means 105, and a moving means 106 are sequentially provided from the most upstream part to the most downstream part. A hollow blood collection needle 103a is attached to the blood collection means 103 at the forefront of the flow path, and this needle 103a is pierced into the body to serve as an inlet for blood into the substrate. Separating means 104 is formed by curving the middle of the flow path 102 and is made of, for example, a U-shaped microcapillary. After the collected blood is guided to this U-shaped microcapillary, the substrate is accelerated in a certain direction by a centrifuge to precipitate blood cell components at the bottom of the U-shaped part and separate plasma as a supernatant. To do. The analysis means 105 is a sensor for measuring each concentration of blood such as pH value, oxygen, carbon dioxide, sodium, potassium, calcium, glucose, lactic acid.

流路最下流部に位置する移動手段106は、マイクロキャピラリ中で血液を電気浸透流により移動させるものであり、電極107、108と、その間をつなぐ流路部分109からなる。この電極間に電圧印加して生じる電気浸透流により流路内に予め満たしておいた緩衝液を流路下流側に移動させ、生じる吸引力によって流路102最前部の採取手段103から基板内に血液を取り入れる。また、遠心分離により得られた血漿を分析手段105に導く。   The moving means 106 located at the most downstream part of the flow path moves blood in the microcapillary by electroosmotic flow, and includes electrodes 107 and 108 and a flow path portion 109 connecting between the electrodes 107 and 108. The buffer solution previously filled in the flow path is moved to the downstream side of the flow path by the electroosmotic flow generated by applying a voltage between the electrodes, and the suction force that is generated moves the sampling means 103 at the forefront of the flow path 102 into the substrate. Take in blood. In addition, the plasma obtained by centrifugation is guided to the analysis means 105.

110は分析手段から情報を取り出すための出力手段であり、電極などから構成される。111は、以上の採取手段、血漿分離手段、分析手段、移動手段、出力手段を必要に応じて制御するための制御手段である。   Reference numeral 110 denotes an output means for taking out information from the analysis means, and is composed of electrodes and the like. Reference numeral 111 denotes a control means for controlling the collection means, plasma separation means, analysis means, movement means, and output means as necessary.

採取手段103より採取された血液は、分離手段104にて血漿と血球成分に分離され、この血漿を分析手段105に導き、そこで血漿中のpH値、酸素、二酸化炭素、ナトリウム、カリウム、カルシウム、グルコース、尿素窒素、クレアチニン、乳酸などの各濃度を測定する。各手段間の血液の移動は、電気泳動や電気浸透などの現象を用いたものなどポンプ能力を有する移動手段106により行う。なお、図1では流路102の下流域は5つに分岐し、このそれぞれに分析手段105,移動手段106が設けられている。   The blood collected from the collection means 103 is separated into plasma and blood cell components by the separation means 104, and this plasma is guided to the analysis means 105, where the pH value in the plasma, oxygen, carbon dioxide, sodium, potassium, calcium, Each concentration of glucose, urea nitrogen, creatinine, lactic acid, etc. is measured. The movement of blood between each means is performed by the moving means 106 having a pumping capability such as those using phenomena such as electrophoresis and electroosmosis. In FIG. 1, the downstream area of the flow path 102 is divided into five, and an analysis means 105 and a movement means 106 are provided for each of them.

このような血液分析装置の基板には石英などのガラス材料が用いられることが多かったが、装置を大量にまた低コストで製作するのにより適し、また使い捨ての際の廃棄を考慮して近年樹脂素材が用いられるようになってきている。   A glass material such as quartz is often used for the substrate of such a blood analyzer, but it is more suitable for manufacturing the device in large quantities and at low cost, and in recent years considering the disposal at the time of disposable. Materials are starting to be used.

図1に示した従来の血液分析装置では、血液試料を装置内に導入するときに電気浸透ポンプ106のような移動手段が必要である。導入した血液を基板ごと遠心分離して血漿を得た後は、この血漿を分析手段105に移動させるため電気浸透ポンプ106を再度作動させることが必要となる。また、分析手段が特に電気化学的原理に基づき構成されるセンサである場合には、このセンサを予め較正液を用いて較正する必要がある。すなわち、血漿をセンサに導く前にこのセンサを較正液に浸してセンサの較正を行い、較正後の較正液を分析手段から排出しなければならない。このような較正液の移送にもポンプなどの移動手段が必要となる。   In the conventional blood analyzer shown in FIG. 1, a moving means such as an electroosmotic pump 106 is required when a blood sample is introduced into the apparatus. After the introduced blood is centrifuged together with the substrate to obtain plasma, it is necessary to operate the electroosmotic pump 106 again in order to move the plasma to the analysis means 105. In addition, when the analyzing means is a sensor configured based on an electrochemical principle, it is necessary to calibrate the sensor using a calibration solution in advance. That is, before the plasma is guided to the sensor, the sensor must be immersed in the calibration solution to calibrate the sensor, and the calibration solution after calibration must be discharged from the analysis means. A moving means such as a pump is also required for transferring the calibration liquid.

移動手段は、図1のように同一基板内に設けた電気浸透ポンプや、あるいは基板外の設置した負圧ポンプなどを用いることが考えられ、これらの移動手段により血液や血漿、および較正液などを圧送または吸引して移動させることになる。このとき所望の液体を血液分析装置内の所望の位置まで移動させるためには移動手段の吸引力等を的確に制御する必要がある。このためには、液体の位置センサを新たに血液分析装置内またはその外部に設置しなければならず、これらの制御機構や位置センサを付加するために装置が高価になるという問題があった。   As the moving means, it is conceivable to use an electroosmotic pump provided in the same substrate as shown in FIG. 1 or a negative pressure pump installed outside the substrate. By these moving means, blood, plasma, calibration liquid, etc. Is moved by being pumped or sucked. At this time, in order to move the desired liquid to a desired position in the blood analyzer, it is necessary to accurately control the suction force of the moving means. For this purpose, there has been a problem that a liquid position sensor must be newly installed in or outside the blood analyzer, and the apparatus becomes expensive because of the addition of these control mechanisms and position sensors.

分析手段が電気化学的原理に基づき構成されるセンサである場合には、既知濃度の被検成分を含有する較正液(標準液)でセンサを較正した後、この較正液を分析手段から排出しなければならない。しかし、較正液を排出しても、分析手段や流路手段の表面には、表面の濡れ性に応じて若干較正液が残留する。前述したように今対象としている血液分析装置は数マイクロリットル程度の微量血液中に存在する種々の化学物質の濃度を分析するために、流路手段などの装置を構成する手段のサイズは小さくなっている。一般に物体の大きさが小さくなるとその表面積(S)と体積(V)の比S/Vは大きくなり、これは表面の効果が顕著に現れてくることを意味している。従って、流路手段や分析手段表面に残留する較正液の量が僅かであっても、導入される血漿量が少ない分析装置では、測定される化学物質濃度に変動を及ぼすという問題があった。このためには較正後の較正液を確実に分析手段より排出してから血漿を分析手段へと導入することが必要である。   When the analysis means is a sensor constructed on the basis of electrochemical principles, after calibrating the sensor with a calibration solution (standard solution) containing a known concentration of the test component, the calibration solution is discharged from the analysis means. There must be. However, even if the calibration liquid is discharged, some calibration liquid remains on the surfaces of the analysis means and the flow path means according to the wettability of the surface. As described above, the current blood analyzer is designed to analyze the concentration of various chemical substances present in a minute amount of blood of several microliters. ing. In general, when the size of an object is reduced, the ratio S / V of the surface area (S) to the volume (V) is increased, which means that the effect of the surface appears remarkably. Therefore, even if the amount of calibration solution remaining on the surface of the flow path means or the analysis means is small, an analyzer that introduces a small amount of plasma has a problem that the concentration of the measured chemical substance varies. For this purpose, it is necessary to discharge the calibration solution after the calibration from the analysis means before introducing the plasma into the analysis means.

本発明者らは、このような事情に鑑み、遠心操作により流路内で血漿分離を行う血液分析装置であって、ポンプなどを用いることなく装置内で血液、血漿、較正液の搬送を行うことができ、さらに較正液をセンサ部分から確実に排出することにより高精度の分析を可能にする血液分析装置の開発を試みた(例えば、特許文献2参照)。   In view of such circumstances, the present inventors are blood analyzers that perform plasma separation in a flow path by centrifugal operation, and transport blood, plasma, and calibration fluid in the apparatus without using a pump or the like. In addition, an attempt was made to develop a blood analyzer that enables highly accurate analysis by reliably discharging the calibration solution from the sensor portion (see, for example, Patent Document 2).

特願2003−040481Japanese Patent Application No. 2003-040481

図2は、特許文献2(未公開)に記載された血液分析装置の一例を示す。符号201は流路が形成された上側基板であり、202はセンサ電極203やセンサ信号を外部に取り出す電極端子204が形成された下側基板である。上側基板201には採血針205が取り付けられ、採取された血液は案内流路206を介して血液溜め207に、吸引・圧送口208から外部ポンプ(不図示)の負圧によって移動させる。流路209と流路210はこの上側基板201の側壁の設けられた開口孔211、212にそれぞれ接続されているが、血液を吸引するときは血液分析基板を取り付けるホルダー(不図示)によって開口孔211、212は閉じられる。同様に、較正液溜め213は、吸引・圧送口208から注入された較正液を収容する。   FIG. 2 shows an example of a blood analyzer described in Patent Document 2 (unpublished). Reference numeral 201 denotes an upper substrate on which a flow path is formed, and 202 denotes a lower substrate on which an electrode terminal 204 for taking out sensor electrodes 203 and sensor signals to the outside is formed. A blood collection needle 205 is attached to the upper substrate 201, and the collected blood is moved to the blood reservoir 207 through the guide channel 206 by a negative pressure of an external pump (not shown) from the suction / pressure feed port 208. The flow path 209 and the flow path 210 are connected to the opening holes 211 and 212 provided on the side wall of the upper substrate 201, respectively, but when sucking blood, the opening holes are provided by a holder (not shown) to which the blood analysis substrate is attached. 211 and 212 are closed. Similarly, the calibration liquid reservoir 213 stores the calibration liquid injected from the suction / pressure feeding port 208.

この血液分析装置基板の動作の一例を次に述べる。まず、第1の遠心力中心214を中心として血液分析装置基板を遠心すると、較正液溜め213中の較正液は、案内流路215、216を経由して、複数のセンサ203を収容した複数のセンサ溝217に搬入される。センサ203の較正後、血液分析装置基板を時計方向に90度回して遠心機に載置する。すなわち、図2上の左側に位置する第2の遠心力中心218を中心として基板を遠心すると、センサ溝217を満たしている較正液は案内流路216、219を経由して較正液廃液溜め220に収容される。   An example of the operation of this blood analyzer substrate will be described next. First, when the blood analyzer substrate is centrifuged around the first centrifugal force center 214, the calibration liquid in the calibration liquid reservoir 213 passes through the guide channels 215 and 216, and a plurality of sensors 203 are accommodated. It is carried into the sensor groove 217. After calibration of the sensor 203, the blood analyzer substrate is rotated 90 degrees clockwise and placed on the centrifuge. That is, when the substrate is centrifuged around the second centrifugal force center 218 located on the left side in FIG. 2, the calibration liquid filling the sensor groove 217 passes through the guide flow paths 216 and 219 and the calibration liquid waste liquid reservoir 220. Is housed in.

この後、血液分析装置基板を反時計方向に90度回し戻して遠心機に載置する。すなわち、第1の遠心力中心214を中心として基板を遠心すると、血液溜め207から血液が案内流路221を経由してセンサ溝217に搬送される。この状態で遠心力を掛け続けると、血液中の血球成分は重力の印加される方向、即ちセンサ溝217の下方に分画され、血漿成分はセンサ溝217の上方に上清として分離される。その領域にセンサ群203が配置されているので、血液中のpH値、酸素、二酸化炭素、ナトリウム、カリウム、カルシウム、グルコース、乳酸などの各濃度が各センサに接続した複数の電極端子204を介して外部の計測器によって測定される。   Thereafter, the blood analyzer substrate is turned back 90 degrees counterclockwise and placed on the centrifuge. That is, when the substrate is centrifuged around the first centrifugal force center 214, the blood is conveyed from the blood reservoir 207 to the sensor groove 217 via the guide channel 221. If centrifugal force is continuously applied in this state, blood cell components in the blood are fractionated in the direction in which gravity is applied, that is, below the sensor groove 217, and plasma components are separated as a supernatant above the sensor groove 217. Since the sensor group 203 is arranged in that region, the pH value in the blood, oxygen, carbon dioxide, sodium, potassium, calcium, glucose, lactic acid, and other concentrations are connected via a plurality of electrode terminals 204 connected to each sensor. Measured by an external measuring instrument.

この血液分析装置は異なる2方向への遠心操作を可能にしたものであり、第1の遠心方向への遠心操作により較正液溜め内の較正液をセンサ部へ搬送し、センサ較正後には、第2の遠心方向に遠心することにより、センサ部から較正液を確実に排出できるようにしたものである。較正液排出後は、第1の遠心方向に遠心することにより、血液溜め内の血液をセンサ部に搬送すると共に、血球と血漿に分離することができる。   This hematology analyzer is capable of centrifugal operation in two different directions, and the calibration liquid in the calibration liquid reservoir is conveyed to the sensor unit by the centrifugal operation in the first centrifugal direction. By centrifuging in the centrifugal direction 2, the calibration liquid can be reliably discharged from the sensor unit. After discharging the calibration liquid, the blood in the blood reservoir can be transported to the sensor unit and separated into blood cells and plasma by centrifuging in the first centrifugal direction.

然るに、これらの利点を有しながらも、遠心力を用いる故に短時間に血液分析を行うためには無視できない問題が判明した。     However, while having these advantages, a problem that cannot be ignored in order to perform blood analysis in a short time due to the use of centrifugal force.

血液分析装置チップによる測定時間は極力短いことが大切であることは云うまでも無い。この血液分析装置においては、遠心中心軸からチップ中心までの距離は5cmであり、通常、較正液の注入や排出に要する時間は3000rpm以下の低遠心力のもとでも一秒程度である。しかし、血液中の血球と血漿を数秒〜数分で分離するには血球分離領域において少なくとも4000rpm以上の遠心力を必要とする。図15は、このときの回転数(rpm)と加速度(G)の関係を示したもので、3000rpmでは500Gの重力加速度、4000rpmでは1000Gの重力加速度を印加したことに相当する。   Needless to say, it is important that the measurement time by the blood analyzer chip is as short as possible. In this blood analyzer, the distance from the centrifugal center axis to the chip center is 5 cm, and the time required for injection and discharge of the calibration liquid is usually about 1 second even under a low centrifugal force of 3000 rpm or less. However, in order to separate blood cells and plasma in blood in a few seconds to several minutes, a centrifugal force of at least 4000 rpm is required in the blood cell separation region. FIG. 15 shows the relationship between the rotational speed (rpm) and the acceleration (G) at this time, which corresponds to the application of 500 G gravity acceleration at 3000 rpm and 1000 G gravity acceleration at 4000 rpm.

検討の結果、このような大きな重力加速度による血球・血漿分離の遠心操作を行うと、センサの出力が低下することが判明した。例えば、較正液(137mMナトリウムイオン含有)をナトリウムイオンセンサで測定したときの出力電圧を見ると、図3に示すように遠心回転数(rpm)により影響を受けていた。回転数3000rpm程度までは、センサ出力は約200mVの安定した値を示すが、それ以上の回転数では、センサ出力が減少傾向を示すと共に、値の分散が増大した。本測定では、1000rpmまでは約200mVの安定した値を示すセンサを各回転実験に対して用意して置き、それを用いた。特に示さないがカリウムイオン測定でも同傾向が見出された。   As a result of the examination, it was found that the output of the sensor decreases when the centrifugal operation for separating blood cells and plasma by such a large gravitational acceleration is performed. For example, looking at the output voltage when the calibration solution (containing 137 mM sodium ions) was measured with a sodium ion sensor, it was affected by the centrifugal rotation speed (rpm) as shown in FIG. Up to about 3000 rpm, the sensor output shows a stable value of about 200 mV. However, at higher speeds, the sensor output shows a decreasing tendency and the dispersion of values increases. In this measurement, a sensor showing a stable value of about 200 mV up to 1000 rpm was prepared and used for each rotation experiment. Although not particularly shown, the same tendency was found in potassium ion measurement.

ナトリウムイオン濃度測定センサでは、ナトリウムイオンを捕獲するイオン感応膜のBis(12-crown-4)と、その感応膜中に血漿中のアニオン(陰イオン)が侵入することを防止する役目を果たすアニオン排除剤をPVC(ポリ塩化ビニル)に混ぜ、これをカーボン電極上に固定化してセンサとしている。その際、ナトリウムイオンが感応膜中に取り込み易くするため、大量の可塑剤をPVCに混ぜる。センサ1個当たりの重量から、7000rpm時の遠心力を見積もると、センサにかかる力はピコニュートン程度である。しかし、この高回転数でのセンサ出力の低下の原因は、このイオン感応膜などを含有した可塑剤入りPVC膜が、強い遠心力によってカーボン電極上で変形し、PVC膜の一部がカーボン電極から剥れ、水が浸入したためではないかと推察している。膜の組成を変えて膜を硬化し膜のカーボン電極への固定化を強化することも考えられるが、膜を硬化することは本来の電気化学的センサの特性を失うことになる。   The sodium ion concentration measurement sensor uses Bis (12-crown-4), an ion-sensitive membrane that captures sodium ions, and an anion that plays a role in preventing plasma anions (anions) from entering the sensitive membrane. An excluding agent is mixed with PVC (polyvinyl chloride), and this is immobilized on a carbon electrode to form a sensor. At that time, a large amount of plasticizer is mixed with the PVC in order to facilitate the incorporation of sodium ions into the sensitive membrane. If the centrifugal force at 7000 rpm is estimated from the weight per sensor, the force applied to the sensor is about piconewton. However, the cause of the decrease in the sensor output at this high rotational speed is that the PVC film containing the plasticizer containing the ion sensitive film is deformed on the carbon electrode by a strong centrifugal force, and a part of the PVC film is a carbon electrode. It is assumed that it was because of water intrusion. Although it is conceivable to change the composition of the film to cure the film and enhance the fixation of the film to the carbon electrode, curing the film loses the characteristics of the original electrochemical sensor.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、遠心操作により血漿分離を行う血液分析装置であって、ポンプなどを用いることなく装置内で血漿、較正液の搬送を行うことができ、較正液をセンサ部分から確実に排出し、さらに血漿分離時の遠心操作によってセンサが損傷を受けることが無く、より高精度の分析を可能にする血液分析装置を提供することを第1の目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is a blood analyzer that separates plasma by a centrifugal operation, and can transport plasma and calibration fluid in the apparatus without using a pump or the like. A first object of the present invention is to provide a blood analyzer that can discharge a calibration solution from a sensor part reliably and that can be analyzed more accurately without damaging the sensor due to centrifugation during plasma separation. And

また本発明は、遠心操作だけで装置内で血漿、較正液の搬送を行うことができ、較正液をセンサ部分から確実に排出すると共に、血漿分離時の遠心操作によってセンサが損傷を受けることが無く、より高精度の分析を可能にする血液分析方法を提供することを第2の目的とする。   In addition, the present invention can transport plasma and calibration liquid in the apparatus only by centrifugal operation, and the calibration liquid can be surely discharged from the sensor portion, and the sensor may be damaged by the centrifugal operation during plasma separation. A second object is to provide a blood analysis method that enables analysis with higher accuracy.

本発明によれば、第1の目的は、血球と血漿とを分離する血球・血漿分離基板と、血液液性成分の被検成分を分析するセンサを有するセンサ基板であって血球・血漿分離基板と脱着可能であるセンサ基板とを備える血液分析装置により達成される。   According to the present invention, a first object is a sensor substrate having a blood cell / plasma separation substrate for separating blood cells and plasma, and a sensor for analyzing a test component of a blood liquid component, and the blood cell / plasma separation substrate And a blood analysis device comprising a detachable sensor substrate.

ここで血球・血漿分離基板は、遠心力を作用させたときに血球と血漿とを分離するU字状流路と;U字状流路の湾曲部(最下部)に設けられた血球溜めと;血漿をセンサ基板に排出する血漿排出口とを備える。またセンサ基板は、センサを収容するセンサ溝と;センサを較正する較正液を収容する較正液溜めと;センサ較正後の較正液を収容する較正液廃液溜めと;較正液溜めとセンサ溝とを連通する較正液導入流路と;センサ溝と較正液廃液溜めとを連通する較正液排出流路と;血球・血漿分離基板をセンサ基板に組み付けたときに前記血漿排出口と連通してセンサ溝に血漿を導入する血漿導入流路とを備える。   Here, the blood cell / plasma separation substrate includes a U-shaped channel for separating blood cells and plasma when a centrifugal force is applied; a blood cell reservoir provided at a curved portion (lowermost part) of the U-shaped channel; A plasma outlet for discharging plasma to the sensor substrate. The sensor substrate includes a sensor groove for storing the sensor; a calibration liquid reservoir for storing a calibration liquid for calibrating the sensor; a calibration liquid waste liquid reservoir for storing the calibration liquid after sensor calibration; a calibration liquid reservoir and a sensor groove. A calibration fluid introduction channel that communicates; a calibration fluid discharge channel that communicates the sensor groove with the calibration fluid waste reservoir; and a sensor groove that communicates with the plasma outlet when the blood cell / plasma separation substrate is assembled to the sensor substrate. And a plasma introduction channel for introducing plasma into the plasma.

センサ溝は、センサ基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させた時に、較正液溜め内の較正液を収容可能な側の位置であって、血球・血漿分離基板をセンサ基板に組み付けて第1の遠心方向に遠心力を作用させた時に、血球・血漿分離基板の排出口から血漿導入流路を介して血漿を収容可能となる位置に配設する。そして、較正液廃液溜めは、第2の遠心方向に遠心力を作用させることによりセンサ溝内の較正液を較正液廃液溜めに収容可能な側に位置している。   The sensor groove is a position on the side where the calibration liquid in the calibration liquid reservoir can be stored when a centrifugal force is applied to the sensor board in the first centrifugal direction, and the blood cell / plasma separation board is used as the sensor board. When assembled and applied with a centrifugal force in the first centrifugal direction, the blood cell / plasma separation substrate is disposed at a position where the plasma can be accommodated through the plasma introduction flow path. The calibration liquid waste reservoir is positioned on the side where the calibration liquid in the sensor groove can be accommodated in the calibration liquid waste reservoir by applying a centrifugal force in the second centrifugal direction.

すなわち、本発明の血液分析装置は、血球血漿分離を行う基板と、分離した血漿中の被検成分を分析するセンサ基板とを別体とし、脱着可能としたものである。血球・血漿分離は、血球・血漿分離基板のみを高回転で遠心することにより行い、このときの強い遠心力でセンサ基板内のセンサが損傷を受けないようにしたものである。センサ基板は単独で異なる2方向への遠心操作が可能であり、第1の遠心方向への遠心操作により較正液溜め内の較正液をセンサ溝へ搬送し、センサ較正後には第2の遠心方向に遠心することによりセンサ溝から較正液を確実に排出できる。このときの遠心は低回転で行うことが出来、センサに過大な遠心力がかかって損傷することを防止できる。   That is, the blood analyzer of the present invention is configured such that a substrate for blood cell plasma separation and a sensor substrate for analyzing a test component in the separated plasma are separated and removable. The blood cell / plasma separation is performed by centrifuging only the blood cell / plasma separation substrate at a high rotation, and the strong centrifugal force at this time prevents the sensor in the sensor substrate from being damaged. The sensor substrate can be independently centrifuged in two different directions, and the calibration liquid in the calibration liquid reservoir is conveyed to the sensor groove by the centrifugal operation in the first centrifugal direction, and the second centrifugal direction after the sensor calibration. The calibration solution can be reliably discharged from the sensor groove by centrifugation. Centrifugation at this time can be performed at a low rotation, and the sensor can be prevented from being damaged due to excessive centrifugal force.

較正液排出後は、血球・血漿分離基板をセンサ基板に結合して、第1の遠心方向に遠心することにより血漿・分離基板内で分離された血漿をセンサ基板内のセンサ溝に搬送することが出来る。このときの遠心力も血球・血漿分離に要するような過大な遠心力とする必要がないので、センサが損傷することがない。なお血球・血漿分離基板に設けた血球溜めを、U字状流路から第1の遠心方向側を指向するように湾曲させ凹設しておけば、遠心による血漿搬送時に血球分画がセンサ基板内へ流出することを防止できる。   After the calibration liquid is discharged, the blood cell / plasma separation substrate is coupled to the sensor substrate, and the plasma separated in the plasma / separation substrate is conveyed to the sensor groove in the sensor substrate by centrifugation in the first centrifugal direction. I can do it. Since the centrifugal force at this time does not need to be an excessive centrifugal force required for blood cell / plasma separation, the sensor is not damaged. If the blood cell reservoir provided on the blood cell / plasma separation substrate is curved and recessed so as to be directed to the first centrifugal direction side from the U-shaped flow path, the blood cell fraction is transferred to the sensor substrate during plasma transfer by centrifugation. It can be prevented from flowing out.

センサ溝への較正液搬送及び血漿搬送を行う第1の遠心方向と、センサ溝から較正液の排出を行う第2の遠心方向とは略直交していることが好ましい。例えば四角形状のセンサ基板の下辺側にセンサ溝を設ける場合には、この下辺と略直交する右辺(また左辺)側に較正液廃液溜めを設ける。血漿導入流路と較正液溜めは、基板の中央部、右辺または上辺側に位置することになる。また血球・血漿分離基板をセンサ基板と結合させたときには、血球・血漿分離基板内のU字状流路とその血漿排出口はセンサ基板の上方に位置する。すなわち、血球・血漿分離基板とセンサ基板とは、センサ基板の第1の遠心力加圧方向(血漿搬送方向)と血球・血漿分離基板のU字状流路延伸方向とが略直交するように配置されるのが好ましい。但し、第1、第2の遠心方向は必ずしも略直交する必要はない。第1の遠心方向に遠心して血漿をセンサ溝に導入するときに、較正液がセンサ溝に逆流しないように較正液廃液溜めとその較正液廃液流路が配設されていればよい。   It is preferable that the first centrifugal direction in which the calibration liquid and plasma are transported to the sensor groove and the second centrifugal direction in which the calibration liquid is discharged from the sensor groove are substantially orthogonal. For example, when a sensor groove is provided on the lower side of a quadrangular sensor substrate, a calibration solution waste reservoir is provided on the right side (or left side) substantially orthogonal to the lower side. The plasma introduction channel and the calibration solution reservoir are located at the center, right side, or upper side of the substrate. When the blood cell / plasma separation substrate is combined with the sensor substrate, the U-shaped flow path in the blood cell / plasma separation substrate and its plasma outlet are located above the sensor substrate. That is, the blood cell / plasma separation substrate and the sensor substrate are such that the first centrifugal force pressurization direction (plasma transport direction) of the sensor substrate and the U-shaped flow path extending direction of the blood cell / plasma separation substrate are substantially orthogonal to each other. Preferably it is arranged. However, the first and second centrifugal directions do not necessarily need to be substantially orthogonal. When the plasma is introduced into the sensor groove by centrifuging in the first centrifugal direction, the calibration liquid waste reservoir and the calibration liquid waste flow path may be provided so that the calibration liquid does not flow back into the sensor groove.

センサ溝を複数設けて、各センサ溝に異なる被検成分を分析するための複数のセンサを収容してもよい。この場合には、較正液導入流路は分岐して複数のセンサ溝のそれぞれに第1の遠心力加圧方向側(基板下辺側)で連通させる。その際、複数のセンサ溝は第1の遠心力加圧方向と略平行に配置しておくことが好ましい。   A plurality of sensor grooves may be provided, and a plurality of sensors for analyzing different test components may be accommodated in each sensor groove. In this case, the calibration liquid introduction flow path branches and communicates with each of the plurality of sensor grooves on the first centrifugal force pressurizing direction side (substrate lower side). In that case, it is preferable that the plurality of sensor grooves be arranged substantially in parallel with the first centrifugal force pressing direction.

血球・血漿分離基板のU字状流路の血液導入口に採血針を取付可能とすれば、採血針から採血した全血をU字状流路に導入することができる。或いは、既に採血された血液を収納した採血機構を血液導入口に取付可能としてもよい。U字状流路を親水化処理しておくことにより、血液試料の導入を円滑に行うことができる。センサ基板の血漿導入流路、較正液導入流路、較正液溜め及びセンサ溝もそれぞれ親水化処理しておくことにより較正液搬送、血漿搬送がより円滑になる。   If the blood collection needle can be attached to the blood introduction port of the U-shaped flow path of the blood cell / plasma separation substrate, the whole blood collected from the blood collection needle can be introduced into the U-shaped flow path. Alternatively, a blood collection mechanism that stores already collected blood may be attached to the blood inlet. A blood sample can be smoothly introduced by hydrophilizing the U-shaped channel. When the plasma introduction channel, the calibration solution introduction channel, the calibration solution reservoir, and the sensor groove of the sensor substrate are respectively hydrophilicized, the calibration solution conveyance and the plasma conveyance become smoother.

本発明の第2の目的は、以下のステップからなる血液分析方法:
(1) 遠心力を作用させたときに血球と血漿とを分離するU字状流路と、U字状流路の湾曲部に設けられた血球溜めと、U字状流路で分離された血漿を排出する血漿排出口とを備えた血球・血漿分離基板を用意し;
(2) 前記U字状流路に血液試料を導入して、血液溜めが遠心力加圧方向となるように血球・血漿分離基板を遠心し、U字状流路内で血球・血漿分離を行わせて血球分画を血球溜めに沈澱させ;
(3) センサを収容するセンサ溝と、センサを較正する較正液を収容する較正液溜めと;センサ較正後の較正液を収容する較正液廃液溜めと;較正液溜めとセンサ溝とを連通する較正液導入流路と;センサ溝と較正液廃液溜めとを連通する較正液排出流路と;血球・血漿分離基板をセンサ基板に組み付けたときに前記排出口と連通してセンサ溝に血漿を導入する血漿導入流路とを備えたセンサ基板を用意し;
(4) 前記センサ溝が遠心力加圧方向となるようにセンサ基板を第1の遠心方向に配置して遠心することにより、較正液溜め内の較正液をセンサ溝に導入し;
(5) 前記センサの較正を行い;
(6) 前記較正液溜めが遠心力加圧方向となるようにセンサ基板を第2の遠心方向に配置して遠心することにより、センサ溝内の較正液を較正液溜めに排出し;
(7) 血球・血漿分離基板の血漿排出口とセンサ基板の血漿導入流路が連通するように両基板を結合し;
(8) 結合された両基板を前記センサ溝が遠心力加圧方向となるように第1の遠心方向に配置して遠心することにより、前記U字状流路内で分画された血漿をセンサ溝に導入し;
(9) センサ溝内の血漿中の液性成分の分析をセンサにより行う。
により達成される。
A second object of the present invention is a blood analysis method comprising the following steps:
(1) A U-shaped channel that separates blood cells and plasma when centrifugal force is applied, a blood cell reservoir provided in a curved portion of the U-shaped channel, and a U-shaped channel Providing a blood cell / plasma separation substrate having a plasma outlet for discharging plasma;
(2) A blood sample is introduced into the U-shaped channel, the blood cell / plasma separation substrate is centrifuged so that the blood reservoir is in the direction of centrifugal force pressurization, and blood cell / plasma separation is performed in the U-shaped channel. Let the blood cell fraction settle in the blood cell reservoir;
(3) A sensor groove for storing the sensor, a calibration liquid reservoir for storing a calibration liquid for calibrating the sensor; a calibration liquid waste liquid reservoir for storing the calibration liquid after sensor calibration; and a communication between the calibration liquid reservoir and the sensor groove. A calibration liquid introduction flow path; a calibration liquid discharge flow path that communicates the sensor groove and the calibration liquid waste reservoir; and a blood cell / plasma separation substrate that is communicated with the discharge port when the blood cell / plasma separation substrate is assembled to the sensor groove. Providing a sensor substrate with a plasma introduction channel to be introduced;
(4) introducing the calibration liquid in the calibration liquid reservoir into the sensor groove by centrifuging the sensor substrate in the first centrifugal direction so that the sensor groove is in the direction of centrifugal force pressurization;
(5) Calibrate the sensor;
(6) Disposing the calibration liquid in the sensor groove to the calibration liquid reservoir by arranging and centrifuging the sensor substrate in the second centrifugal direction so that the calibration liquid reservoir is in the centrifugal force pressurizing direction;
(7) Combine the two substrates so that the plasma outlet of the blood cell / plasma separation substrate and the plasma introduction channel of the sensor substrate communicate with each other;
(8) By placing and centrifuging the combined substrates in the first centrifugal direction so that the sensor groove is in the direction of centrifugal force pressurization, the plasma fractionated in the U-shaped flow path can be obtained. Introduced into the sensor groove;
(9) The liquid component in the plasma in the sensor groove is analyzed by the sensor.
Is achieved.

図4、5は本発明の一実施態様による血液分析装置の血球・血漿分離基板の平面図、図6はこの血球・血漿分離基板と組合わせるセンサ基板の平面図、図7は血球・血漿分離基板とセンサ基板とを結合した状態を示す平面図である。図4は血液試料導入時の血球分離基板、図5は遠心により血球・血漿分離を行った状態の血球・血漿分離基板を示す。   4 and 5 are plan views of a blood cell / plasma separation substrate of the blood analyzer according to one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a plan view of a sensor substrate combined with the blood cell / plasma separation substrate, and FIG. 7 is a blood cell / plasma separation substrate. It is a top view which shows the state which couple | bonded the board | substrate and the sensor board | substrate. FIG. 4 shows a blood cell separation substrate when a blood sample is introduced, and FIG. 5 shows a blood cell / plasma separation substrate in a state where blood cells / plasma are separated by centrifugation.

これらの図において、符号10は血球・血漿分離基板(以下、血球分離基板とも呼ぶ)であり、流路形成された下基板に上基板が積層され接着されている。上下基板は例えばポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネート(PC)などの樹脂で作られる。基板10内部には上下方向に延伸して下部で折り曲げられたU字状流路12と、その下端に設けられた血液溜め14とが設けられている。U字状流路上流には血液導入口16,下流には分離血漿を基板外に排出する血漿排出口18が設けられている。   In these drawings, reference numeral 10 denotes a blood cell / plasma separation substrate (hereinafter also referred to as a blood cell separation substrate), and an upper substrate is laminated and bonded to a lower substrate in which a flow path is formed. The upper and lower substrates are made of a resin such as polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate (PC). Inside the substrate 10, there are provided a U-shaped channel 12 extending in the vertical direction and bent at the lower part, and a blood reservoir 14 provided at the lower end thereof. A blood inlet 16 is provided upstream of the U-shaped channel, and a plasma outlet 18 is provided downstream for discharging separated plasma out of the substrate.

血液導入口16には、既に採血された血液を収納した採血機構20が嵌挿されている。採血機構20は外径100μmのステンレス無痛針22と、その補強用ステンレス管24,採血後の血液を収納する一次血液溜め26とが一体に成形され、この一体となった採血機構20は、予め滅菌・保管され、採血後に、基板10の血液導入口16に挿入される。開口孔18から負圧で吸引することによって血液はU字状流路12内の全域に搬送される。また、採血機構20を予め基板10の血液導入口16に挿入しておけば、開口孔18から吸引することにより採血と同時にU字状流路12内に血液試料を導入することが出来る。   A blood collection mechanism 20 that contains already collected blood is inserted into the blood introduction port 16. The blood collection mechanism 20 is integrally formed with a stainless painless needle 22 having an outer diameter of 100 μm, a reinforcing stainless tube 24, and a primary blood reservoir 26 for storing the blood after blood collection. It is sterilized and stored, and after blood collection, it is inserted into the blood inlet 16 of the substrate 10. By sucking with negative pressure from the opening hole 18, the blood is conveyed to the entire area inside the U-shaped flow path 12. If the blood collection mechanism 20 is inserted into the blood introduction port 16 of the substrate 10 in advance, a blood sample can be introduced into the U-shaped channel 12 simultaneously with blood collection by suction from the opening hole 18.

血球分離基板10を遠心機(不図示)に固定し、遠心力中心C1を中心として遠心すると、図4の全血28は、図5に示すように血漿30と血球分画32とに分画される。すなわち、血球溜め14内に血球分画32が沈澱し、遠心上清の血漿分画30はU字状流路12の上方に分離される。なお、採血機構20を基板10の血液導入口16に挿入したままでこの遠心操作を行えば、、U字状流路12内への血液試料の導入と血球血漿分離とを同時に行うことができる。   When the blood cell separation substrate 10 is fixed to a centrifuge (not shown) and centrifuged about the centrifugal force center C1, the whole blood 28 in FIG. 4 is fractionated into plasma 30 and blood cell fraction 32 as shown in FIG. Is done. That is, the blood cell fraction 32 is precipitated in the blood cell reservoir 14, and the plasma fraction 30 of the centrifugal supernatant is separated above the U-shaped channel 12. If this centrifugation operation is performed while the blood collection mechanism 20 is inserted into the blood introduction port 16 of the substrate 10, introduction of a blood sample into the U-shaped channel 12 and blood cell plasma separation can be performed simultaneously. .

なお、血漿排出口となる開口孔18には、後述のセンサ基板40の血漿導入路開口部と液密に結合するための接続管(不図示)が基板10裏面側に設けられている。また、基板10の裏面または上面には、接続用突起34a、36aと、接続用係止孔34b、36bが設けられ、これらによりセンサ基板40と結合可能とされている。   In addition, a connecting pipe (not shown) for liquid-tight coupling with a plasma introduction path opening of a sensor substrate 40 described later is provided in the opening hole 18 serving as a plasma discharge port on the back side of the substrate 10. Further, connection protrusions 34 a and 36 a and connection locking holes 34 b and 36 b are provided on the back surface or the upper surface of the substrate 10, and can be coupled to the sensor substrate 40.

図6に示したセンサ基板40は、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネート(PC)などの樹脂で作られた上下基板を積層したものであり、基板間に流路構造が設けられている。すなわち、センサ基板40の左上方に較正液溜め42が基板中央には基板表面側に開口し血球分離基板10の血漿排出口18と結合する開口孔44が設けられている。その下方には複数のセンサ溝46が、基板右側方には較正液廃液溜め48が設けられている。   The sensor substrate 40 shown in FIG. 6 is obtained by stacking upper and lower substrates made of a resin such as polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate (PC), and a flow path structure is provided between the substrates. That is, a calibration solution reservoir 42 is provided at the upper left of the sensor substrate 40 at the center of the substrate, and an opening hole 44 that opens to the substrate surface side and is coupled to the plasma outlet 18 of the blood cell separation substrate 10 is provided. A plurality of sensor grooves 46 are provided below, and a calibration liquid waste reservoir 48 is provided on the right side of the substrate.

50は較正液を較正液溜め42からセンサ溝46に導入するための較正液導入流路であり、センサ溝46の下方で分岐して各センサ溝46の下方に連通している。この較正液導入流路50は較正液排出流路52とも連通し、これによりセンサ溝46は較正液溜め48と連通している。52aは較正液廃液溜め48からセンサ溝46への較正液の逆流を防止するための逆流防止堰である。54は空気逃し用流路である。   Reference numeral 50 denotes a calibration liquid introduction flow path for introducing the calibration liquid from the calibration liquid reservoir 42 into the sensor groove 46, and branches below the sensor grooves 46 and communicates with the respective sensor grooves 46. The calibration liquid introduction flow path 50 communicates with the calibration liquid discharge flow path 52, whereby the sensor groove 46 communicates with the calibration liquid reservoir 48. Reference numeral 52 a denotes a backflow prevention weir for preventing the backflow of the calibration liquid from the calibration liquid waste liquid reservoir 48 to the sensor groove 46. Reference numeral 54 denotes an air escape passage.

56は血漿導入流路であり、開口孔44を介して血球分離基板10の血漿排出口18と連通し、遠心により血球分離基板10のU字状流路12から移動する血漿30をセンサ溝46に導入する。   Reference numeral 56 denotes a plasma introduction channel, which communicates with the plasma outlet 18 of the blood cell separation substrate 10 through the opening hole 44 and moves the plasma 30 moving from the U-shaped channel 12 of the blood cell separation substrate 10 by centrifugation to the sensor groove 46. To introduce.

各センサ溝46にはそれぞれセンサ58が収容され、その各センサの出力はそれぞれの配線60を介して基板外部に露出した各電極端子62に導かれる。センサ58は、例えば銀/塩化銀、カーボンなどの電極、および銀/塩化銀の参照電極から構成されている。配線60は例えば銀含有カーボン製であり、外部電極62は例えば銀製である。これらの銀/塩化銀、カーボン電極、銀/塩化銀の参照電極、銀含有カーボン配線、銀電極などは例えばスクリーン印刷で形成される。   Each sensor groove 46 accommodates a sensor 58, and the output of each sensor is guided to each electrode terminal 62 exposed to the outside of the substrate through each wiring 60. The sensor 58 includes, for example, an electrode such as silver / silver chloride or carbon, and a silver / silver chloride reference electrode. The wiring 60 is made of, for example, silver-containing carbon, and the external electrode 62 is made of, for example, silver. These silver / silver chloride, carbon electrode, silver / silver chloride reference electrode, silver-containing carbon wiring, silver electrode and the like are formed by screen printing, for example.

センサ基板40の上面には、突起64a、66aと、貫通孔64b、66bとが設けられている。図5の血球分離基板10を反時計方向に90度回転して、図7に示すようにセンサ基板40に重ねたとき、突起64a、66aは血球分離基板の係止孔34b、36bに係合し、貫通孔64b、66bには血球分離基板の突起34a、36aが係入する。このとき、センサ基板40の開口孔44に血球分離基板10の血漿排出口18の接続管が係入しする。   Protrusions 64 a and 66 a and through holes 64 b and 66 b are provided on the upper surface of the sensor substrate 40. When the blood cell separation substrate 10 of FIG. 5 is rotated 90 degrees counterclockwise and superimposed on the sensor substrate 40 as shown in FIG. 7, the protrusions 64a and 66a are engaged with the locking holes 34b and 36b of the blood cell separation substrate. Then, the protrusions 34a and 36a of the blood cell separation substrate are inserted into the through holes 64b and 66b. At this time, the connection tube of the plasma outlet 18 of the blood cell separation substrate 10 is inserted into the opening hole 44 of the sensor substrate 40.

この血液分析装置の使用方法を図4〜7により説明する。まず血液分析の前にセンサの較正を行う。   A method of using this blood analyzer will be described with reference to FIGS. First, the sensor is calibrated before blood analysis.

図6のセンサ基板40の開口孔42aから較正液を導入し、較正液溜め42を満たす。この較正液溜め42に満たされることにより、ほぼ1μL容量の較正液が秤量される。この較正液は、血液分析を行う直前に導入してもよいし、予め較正液溜め42に入れておいてもよい。較正液をセンサ基板40内に導入してから、基板を遠心機に取り付け、遠心軸C1を中心にして遠心操作を行う。センサ溝46を遠心力F1の加圧方向側に位置して遠心することにより、較正液は較正液導入流路50を通り各センサ溝46に搬送され、センサ58を覆う。その際、センサ溝46内の空気は開口孔44から追い出される。この状態で各センサの較正が、配線60と外部電極端子62を用いて行われる。   The calibration liquid is introduced from the opening hole 42 a of the sensor substrate 40 in FIG. 6 to fill the calibration liquid reservoir 42. By filling the calibration liquid reservoir 42, a calibration liquid having a volume of approximately 1 μL is weighed. This calibration solution may be introduced immediately before blood analysis, or may be placed in the calibration solution reservoir 42 in advance. After introducing the calibration liquid into the sensor substrate 40, the substrate is attached to the centrifuge and the centrifugal operation is performed about the centrifugal axis C1. By centrifuging the sensor groove 46 on the pressure direction side of the centrifugal force F <b> 1, the calibration liquid passes through the calibration liquid introduction channel 50 and is conveyed to each sensor groove 46 and covers the sensor 58. At that time, the air in the sensor groove 46 is expelled from the opening hole 44. In this state, each sensor is calibrated using the wiring 60 and the external electrode terminal 62.

センサの較正を行った後にセンサ溝の較正液を排出する。センサ基板40を遠心機から取り外し、時計回りに90度回転して遠心機にセットする。すなわち、第2の遠心中心軸C2を中心にセンサ基板40を遠心し、F2の方向に遠心力を印加する。較正液は遠心力によって較正液排出流路52を経由して較正液廃液溜め48に移動し、較正液排出が完了する。この遠心力により、センサ上を覆っている較正液を除去することができ、残留較正液による分析値の誤差が生じることが無くなる。   After the sensor is calibrated, the calibration solution in the sensor groove is discharged. The sensor substrate 40 is removed from the centrifuge, rotated 90 degrees clockwise, and set in the centrifuge. That is, the sensor substrate 40 is centrifuged around the second centrifugal center axis C2, and a centrifugal force is applied in the direction F2. The calibration liquid moves to the calibration liquid waste liquid reservoir 48 via the calibration liquid discharge channel 52 by centrifugal force, and the calibration liquid discharge is completed. The centrifugal force can remove the calibration liquid covering the sensor, and the error of the analysis value due to the residual calibration liquid is eliminated.

なお、較正液の搬送、排出に使用する遠心力はいずれもセンサ58が損傷しない程度の重力加速度とするのが好ましく、センサ58に印加される重力加速度は500G以下とすることが好ましい。   It should be noted that the centrifugal force used for conveying and discharging the calibration liquid is preferably a gravitational acceleration that does not damage the sensor 58, and the gravitational acceleration applied to the sensor 58 is preferably 500 G or less.

血球・血漿分離は、血球分離基板10のみを遠心することにより行う。図4に示した血球分離基板10に全血試料28を導入した後、遠心軸C1を中心にして遠心すると、血漿と血球が分離され、血球分画32は血球溜め28内に沈澱し、血漿30はU字状流路12の上部に上清として分画される。このときの遠心操作は、血球を完全に分離するために行うためのものであり、U字状流路最下部に1000G以上の重力加速度が印加されるようにするのが好ましい。   Blood cell / plasma separation is performed by centrifuging only the blood cell separation substrate 10. When the whole blood sample 28 is introduced into the blood cell separation substrate 10 shown in FIG. 4 and then centrifuged around the centrifugal axis C1, plasma and blood cells are separated, and the blood cell fraction 32 is precipitated in the blood cell reservoir 28, and the plasma 30 is fractionated as a supernatant in the upper part of the U-shaped channel 12. The centrifugal operation at this time is for completely separating blood cells, and it is preferable to apply a gravitational acceleration of 1000 G or more to the lowermost part of the U-shaped flow path.

血漿を分離した血球分離基板10を、既にセンサ較正を終えたセンサ基板40に重ねて結合する。すなわち、図5の血球分離基板10を反時計回りに90度回転し、図6のセンサ基板に重ね、両基板の係止突起、係止孔が互いに係合するように固定する。これにより、血球分離基板10の裏面に突き出した血漿排出口18の突起状管と、センサ基板40の開口孔44とを接続させる。一体化された両基板は図7に示すようになる。   The blood cell separation substrate 10 from which the plasma has been separated is overlapped and bonded to the sensor substrate 40 that has already been subjected to sensor calibration. That is, the blood cell separation substrate 10 of FIG. 5 is rotated 90 degrees counterclockwise, overlapped with the sensor substrate of FIG. 6, and fixed so that the locking protrusions and the locking holes of both substrates are engaged with each other. As a result, the protruding tube of the plasma discharge port 18 protruding from the back surface of the blood cell separation substrate 10 and the opening hole 44 of the sensor substrate 40 are connected. Both integrated substrates are as shown in FIG.

そして、遠心軸C1を中心にして両基板10,40を遠心し、第1の遠心方向F1に遠心力を印加する。血漿30は血漿排出口18、開口孔44、血漿導入流路56を経て各センサ溝46の全域に搬送される。その際、センサ溝46内の空気は既に空になっている較正液溜め42の開口孔42aから追い出される。図7は、血漿搬送後の両基板の状態を示したものである。   Then, both the substrates 10 and 40 are centrifuged around the centrifugal axis C1, and a centrifugal force is applied in the first centrifugal direction F1. The plasma 30 is conveyed to the entire area of each sensor groove 46 through the plasma discharge port 18, the opening hole 44, and the plasma introduction channel 56. At that time, the air in the sensor groove 46 is expelled from the opening hole 42a of the calibration liquid reservoir 42 that is already empty. FIG. 7 shows the state of both substrates after plasma transfer.

最後に、両基板10,40を遠心機から取り外し、各センサ溝46に収容された血漿中の被検成分を各センサ電極58により分析する。   Finally, both substrates 10 and 40 are removed from the centrifuge, and the test components in the plasma stored in the sensor grooves 46 are analyzed by the sensor electrodes 58.

上述の実施例は血球分離基板10をセンサ基板40の上面に重ねて立体的に結合させたが、図8に示すように、両基板10A,40Aを平面的に結合させてもよい。この第2実施態様では、血球分離基板10AのU字状流路12の血漿排出口18Aは基板12A側面に開口し、その先端には挿入管18Bが設けられる。センサ基板40Aには、この挿入管18Bと液密に係合する受け口68が設けられ、ここに血漿導入流路56Aが連通している。図6で示した開口孔44は省かれている。また両基板には係止用の突起、係合孔も省かれている。その他の構成は第1実施態様と同様である。両基板10A,40Aの結合方法以外の操作方法は第1実施態様と同様である。   In the above-described embodiment, the blood cell separation substrate 10 is overlapped on the upper surface of the sensor substrate 40 and bonded three-dimensionally. However, as shown in FIG. 8, both the substrates 10A and 40A may be bonded in a plane. In this second embodiment, the plasma outlet 18A of the U-shaped flow path 12 of the blood cell separation substrate 10A opens to the side surface of the substrate 12A, and the insertion tube 18B is provided at the tip thereof. The sensor board 40A is provided with a receiving port 68 that is fluid-tightly engaged with the insertion tube 18B, and a plasma introduction channel 56A communicates therewith. The opening hole 44 shown in FIG. 6 is omitted. In addition, the protrusions for locking and the engaging holes are omitted from both substrates. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The operation method other than the method of joining both the substrates 10A and 40A is the same as that of the first embodiment.

第1実施態様の血液分析装置を用いて、センサの較正、血球血漿分離、血漿搬送、被検成分の一連の動作を自動化した例を図9の(a)〜(j)に示す。ここで、70は遠心力を与える遠心機の回転台であり、その両側には回転可能な第1テーブル72と、回転可能な第2テーブル74とが対向して配置される。基板の送り機構、基板の回転台70への固定・脱着機構、較正液導入機構、較正や被検成分の測定器具などは図示していない。   9A to 9J show an example in which a series of operations of sensor calibration, blood cell plasma separation, plasma transport, and test component are automated using the blood analyzer of the first embodiment. Here, reference numeral 70 denotes a centrifuge rotating table that applies a centrifugal force, and a rotatable first table 72 and a rotatable second table 74 are arranged on opposite sides of the rotating table. A substrate feeding mechanism, a substrate fixing / demounting mechanism to / from the turntable 70, a calibration liquid introducing mechanism, a calibration and measurement instrument for a test component, etc. are not shown.

まず、センサ基板40をその外部電極62を外側に向けて第1テーブル72に載置する(図9(a))。その状態でセンサ基板40を回転台70上に点線で示した第1領域76に固定し、較正液を較正液溜め42に注入する(図9(b))。回転台70を回転させて遠心力により較正液をセンサ溝46に導入し、センサ基板40を第1テーブル72側の位置に来るように回転を止めて、センサ基板40を第1テーブル74に移動させて、ここでセンサを較正する。   First, the sensor substrate 40 is placed on the first table 72 with the external electrode 62 facing outward (FIG. 9A). In this state, the sensor substrate 40 is fixed to the first area 76 indicated by the dotted line on the turntable 70, and the calibration liquid is injected into the calibration liquid reservoir 42 (FIG. 9B). The rotating table 70 is rotated to introduce the calibration liquid into the sensor groove 46 by centrifugal force, the rotation of the sensor substrate 40 is stopped so as to come to the position on the first table 72 side, and the sensor substrate 40 is moved to the first table 74. Let the sensor calibrate here.

センサ較正後、第1テーブルを回転してセンサ基板40を時計方向に90度回転させた後、再び回転台70の第1領域76に移動しここで固定する(図9(c))。回転台70を回転し遠心力により較正液を較正液廃液溜め48に搬送する。センサ基板40が第2テーブル74の前に位置する第2領域78に位置するように回転を止め、較正を終えたセンサ基板40を第2領域から第2テーブルへ搬送・待避させる(図9(d))。   After the sensor calibration, the first table is rotated to rotate the sensor substrate 40 by 90 degrees in the clockwise direction, and then again moves to the first region 76 of the turntable 70 and is fixed here (FIG. 9 (c)). The rotary table 70 is rotated and the calibration liquid is conveyed to the calibration liquid waste reservoir 48 by centrifugal force. The rotation is stopped so that the sensor substrate 40 is located in the second region 78 located in front of the second table 74, and the sensor substrate 40 that has been calibrated is transported and retracted from the second region to the second table (FIG. 9 ( d)).

この遠心操作の間に、予め無痛針により血液を採取・収納した採血機構20(図4参照)を挿入した血球分離基板10を第1テーブル72に載置しておく。センサ基板40が第2テーブルに待避したら、血球分離基板10を回転台70上の第1領域76に移して固定する。この間、第2テーブル74を回転してセンサ基板40を反時計方向に90度回転させておく(図9(e))。回転台70を回転して血球分離基板10内の採血機構に収容された全血試料を遠心力によりU字状流路に搬送し血球と血漿に分離し、血球分離基板10が第1テーブル72側に来るように回転台70の回転を停止する(図9(f))。血球分離後の血球分離基板10を第1テーブル72に移動させ、反時計方向に90度回転させた後、再び回転台70上の第1領域76に移動し固定する(図9(g))。回転台70を180度回転して、血球分離基板10を第2テーブル74に対向する第2領域78に移動させる(図9(h))。その後、第2テーブル上に待避していたセンサ基板40を血球分離基板10上に移動させ、両基板を結合する(図9(i))。この状態で回転台70を回転して遠心力により血球分離基板10内で分離された血漿をセンサ基板40に搬送させ、図9(i)と同じ位置で回転を停止する。血漿が搬送されたセンサ基板40を第2テーブル74に移動させ、そこで被検成分の分析を行う。   During this centrifugation operation, the blood cell separation substrate 10 into which the blood collection mechanism 20 (see FIG. 4) in which blood is collected and stored with a painless needle is inserted on the first table 72 in advance. When the sensor substrate 40 is retracted to the second table, the blood cell separation substrate 10 is moved to the first region 76 on the turntable 70 and fixed. During this time, the second table 74 is rotated to rotate the sensor substrate 40 counterclockwise by 90 degrees (FIG. 9 (e)). The whole blood sample accommodated in the blood collection mechanism in the blood cell separation substrate 10 is rotated by rotating the turntable 70 and separated into blood cells and plasma by centrifugal force, and the blood cell separation substrate 10 is in the first table 72. The rotation of the turntable 70 is stopped so as to come to the side (FIG. 9 (f)). After the blood cell separation, the blood cell separation substrate 10 is moved to the first table 72, rotated 90 degrees counterclockwise, and then again moved to the first region 76 on the turntable 70 and fixed (FIG. 9 (g)). . The turntable 70 is rotated 180 degrees, and the blood cell separation substrate 10 is moved to the second region 78 facing the second table 74 (FIG. 9 (h)). Thereafter, the sensor substrate 40 that has been retracted on the second table is moved onto the blood cell separation substrate 10, and the two substrates are coupled (FIG. 9 (i)). In this state, the turntable 70 is rotated to transport the plasma separated in the blood cell separation substrate 10 by centrifugal force to the sensor substrate 40, and the rotation is stopped at the same position as in FIG. 9 (i). The sensor substrate 40 to which the plasma has been transferred is moved to the second table 74, where the test component is analyzed.

以上のように、本発明の血液分析装置は較正液のセンサ溝への搬入、及びその排出、血球分離と血漿のセンサ部への導入をポンプを一切使わずに遠心力で行うことが可能である。従来のような負圧ポンプを使用する必要が無くなり、安価・簡便な血液分析装置を実現できる。また、血球・血漿分離基板とセンサ基板とを脱着可能としたので、血球分離には血球・血漿分離基板を強い遠心力を与えて確実に行うことが出来る。較正液のセンサ溝への搬入とその排出は、センサ基板のみを弱い遠心力で遠心することにより行うことが出来る。血球・血漿分離基板で分離された血漿は、両基板を結合後、弱い遠心力でセンサ溝への導入することが出来る。従って、センサには弱い遠心力のみしか印加されないように使用できる。多層で異種成分からなるセンサが、血球分離時の強い遠心力によって損傷を受けることがなくなり、より高精度な分析が可能となる。   As described above, the blood analyzer of the present invention is capable of carrying in and discharging the calibration solution into the sensor groove, separating the blood cells, and introducing the blood plasma into the sensor unit by centrifugal force without using any pump. is there. There is no need to use a conventional negative pressure pump, and an inexpensive and simple blood analyzer can be realized. Further, since the blood cell / plasma separation substrate and the sensor substrate can be detached, the blood cell separation can be reliably performed by applying a strong centrifugal force to the blood cell / plasma separation substrate. Carrying in and discharging the calibration liquid into the sensor groove can be performed by centrifuging only the sensor substrate with a weak centrifugal force. The plasma separated by the blood cell / plasma separation substrate can be introduced into the sensor groove with a weak centrifugal force after the two substrates are combined. Therefore, it can be used so that only weak centrifugal force is applied to the sensor. The multi-layered sensor composed of different components is not damaged by the strong centrifugal force at the time of blood cell separation, and more accurate analysis is possible.

従来のマイクロモジュール化された血液分析装置の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the conventional blood analyzer made into the micromodule. 発明者らが提案した血液分析装置(未公知)の全体斜視図である。It is a whole perspective view of the blood analyzer (unknown) which inventors proposed. 較正液(137mMナトリウムイオン含有)をナトリウムイオンセンサで測定したときの出力電圧が遠心回転数(rpm)により変化するのを示す図である。It is a figure which shows that an output voltage when a calibration liquid (137 mM sodium ion containing) is measured with a sodium ion sensor changes with centrifugal rotation speed (rpm). 本発明の一実施態様による血液分析装置の血球・血漿分離基板の平面図であり、血液導入時を示す。FIG. 3 is a plan view of a blood cell / plasma separation substrate of the blood analyzer according to one embodiment of the present invention, showing the time of blood introduction. 図4の血球・血漿分離基板において、遠心により血球・血漿分離を行った状態の示す。The blood cell / plasma separation substrate of FIG. 4 shows a state where blood cell / plasma separation is performed by centrifugation. 血球・血漿分離基板と組合わせるセンサ基板の平面図である。It is a top view of a sensor substrate combined with a blood cell / plasma separation substrate. 血球分離後の血球・血漿分離基板とセンサ基板とを結合して一体化した本発明の第1実施態様の血液分析装置の平面図であり、遠心により、血漿がセンサ溝内に搬送された状態を示す。FIG. 3 is a plan view of the blood analyzer of the first embodiment of the present invention in which a blood cell / plasma separation substrate after separation of blood cells and a sensor substrate are combined and integrated, and plasma is conveyed into a sensor groove by centrifugation. Indicates. 本発明の第2実施態様による血液分析装置の平面図である。It is a top view of the blood analyzer by 2nd embodiment of this invention. 本発明の血液分析装置を用いて被検成分を測定する一連の動作を示す図である。It is a figure which shows a series of operation | movement which measures a to-be-tested component using the blood analyzer of this invention. 半径50mmの回転体を回転したときに生じる重力加速度(G)と回転数(rpm)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gravity acceleration (G) produced when a rotary body with a radius of 50 mm rotates, and rotation speed (rpm).

符号の説明Explanation of symbols

10、10A 血球・血漿分離基板(血球分離基板)
12 U字状流路(血球・血漿分離手段)
14 血球溜め
16 血液導入口
18、18A 血漿排出口(開口孔)
18B 挿入管
20 採血機構
22 採血針
26 一次血液溜め26
28 全血
30 血漿分画
32 血球分画
34a、36a,66a、68a 接続用突起
34b、36b,66b、68b 接続用係止孔
40、40A センサ基板
42 較正液溜め
44 開口孔
46 センサ溝
48 較正液廃液溜め
50 較正液導入流路
52 較正液排出流路
54 空気逃がし用流路
56、56A 血漿導入流路
58 センサ
60 配線
62 外部電極端子
68 挿入管受け口
70 回転台
72 回転可能な第1テーブル
74 回転可能な第2テーブル
76 回転台上の第1領域
78 回転台上の第2領域
C1 第1の遠心力中心
C2 第2の遠心力中心
10, 10A Blood cell / plasma separation substrate (blood cell separation substrate)
12 U-shaped channel (blood cell / plasma separation means)
14 Blood cell reservoir 16 Blood inlet 18, 18A Plasma outlet (opening hole)
18B Insertion tube 20 Blood collection mechanism 22 Blood collection needle 26 Primary blood reservoir 26
28 Whole blood 30 Plasma fraction 32 Blood cell fractions 34a, 36a, 66a, 68a Connection projections 34b, 36b, 66b, 68b Connection locking holes 40, 40A Sensor substrate 42 Calibration liquid reservoir 44 Opening hole 46 Sensor groove 48 Calibration Liquid waste reservoir 50 Calibration liquid introduction flow path 52 Calibration liquid discharge flow path 54 Air escape flow path 56, 56A Plasma introduction flow path 58 Sensor 60 Wiring 62 External electrode terminal 68 Insertion tube receiving port 70 Turntable 72 A rotatable first table 74 A rotatable second table 76 A first area 78 on the turntable A second area C1 on the turntable C1 First centrifugal force center C2 Second centrifugal force center

Claims (13)

遠心により全血試料の血漿分離を行い、血液液性成分中の被検成分を分析する血液分析装置において:
(a)血球と血漿とを分離する血球・血漿分離基板と;
(b)血液液性成分の被検成分を分析するセンサを備え、血球・血漿分離基板と脱着可能であるセンサ基板とを備え;
前記血球・血漿分離基板は:
(a-1)遠心力を作用させたときに血球と血漿とを分離するU字状流路と、
(a-2)U字状流路の湾曲部に設けられた血球溜めと、
(a-3)血漿を前記センサ基板に排出する血漿排出口とを備え;
前記センサ基板は:
(b-1)センサを収容するセンサ溝と;
(b-2)センサを較正する較正液を収容する較正液溜めと;
(b-3)センサ較正後の較正液を収容する較正液廃液溜めと;
(b-4)較正液溜めとセンサ溝とを連通する較正液導入流路と;
(b-5)センサ溝と較正液廃液溜めとを連通する較正液排出流路と;
(b-6)血球・血漿分離基板をセンサ基板に組み付けたときに前記血漿排出口と連通してセンサ溝に血漿を導入する血漿導入流路とを備え、
前記センサ溝は、センサ基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させた時に、較正液溜め内の較正液を収容可能な側の位置であって、前記血球・血漿分離基板をセンサ基板に組み付けて前記第1の遠心方向に遠心力を作用させた時に、血球・血漿分離基板の血漿排出口から血漿導入流路を介して血漿を収容可能となる位置に配設され;
前記較正液廃液溜めは、第2の遠心方向に遠心力を作用させることにより、センサ溝内の較正液を較正液廃液溜めに収容可能となる位置に配設されていることを特徴とする血液分析装置。
In a blood analyzer that separates whole blood samples by centrifugation and analyzes the test components in the blood fluid components:
(a) a blood cell / plasma separation substrate for separating blood cells and plasma;
(b) a sensor for analyzing a test component of a blood liquid component, and a blood cell / plasma separation substrate and a removable sensor substrate;
The blood cell / plasma separation substrate is:
(a-1) a U-shaped channel that separates blood cells and plasma when a centrifugal force is applied;
(a-2) a blood cell reservoir provided in the curved portion of the U-shaped flow path;
(a-3) a plasma discharge port for discharging plasma to the sensor substrate;
The sensor substrate is:
(b-1) a sensor groove for accommodating the sensor;
(b-2) a calibration fluid reservoir containing calibration fluid for calibrating the sensor;
(b-3) a calibration liquid waste reservoir containing calibration liquid after sensor calibration;
(b-4) a calibration fluid introduction flow path that communicates the calibration fluid reservoir and the sensor groove;
(b-5) a calibration liquid discharge channel that communicates the sensor groove with the calibration liquid waste reservoir;
(b-6) provided with a plasma introduction flow path for introducing plasma into the sensor groove in communication with the plasma outlet when the blood cell / plasma separation substrate is assembled to the sensor substrate;
The sensor groove is a position on the side where the calibration liquid in the calibration liquid reservoir can be accommodated when a centrifugal force is applied to the sensor board in the first centrifugal direction, and the blood cell / plasma separation board is detected by the sensor groove. Disposed at a position where plasma can be accommodated through the plasma introduction channel from the plasma outlet of the blood cell / plasma separation substrate when the centrifugal force is applied to the substrate in the first centrifugal direction;
The calibration liquid waste reservoir is disposed at a position where the calibration liquid in the sensor groove can be accommodated in the calibration liquid waste reservoir by applying a centrifugal force in the second centrifugal direction. Analysis equipment.
前記血球溜めは、血球・血漿分離基板をセンサ基板に組み付けて両基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させて前記U字状流路内の血漿分画をセンサ基板に排出する時に、血球溜め内の血球分画が流出しない程度の容積を持ち、第1の遠心方向に向かって凹設されていることを特徴とする請求項1の血液分析装置。   In the blood cell reservoir, a blood cell / plasma separation substrate is assembled to a sensor substrate, and a centrifugal force is applied to both substrates in a first centrifugal direction to discharge a plasma fraction in the U-shaped channel to the sensor substrate. 2. The blood analyzer according to claim 1, wherein the blood analyzer has a volume enough to prevent the blood cell fraction in the blood cell reservoir from flowing out, and is recessed toward the first centrifugal direction. 前記センサ溝は、それぞれ異なる被検成分を分析するセンサを収容した複数のセンサ溝であることを特徴とする請求項1または2の血液分析装置。   3. The blood analyzer according to claim 1 or 2, wherein the sensor groove is a plurality of sensor grooves in which sensors for analyzing different test components are accommodated. 前記較正液導入流路は分岐して複数のセンサ溝のそれぞれに第1の遠心力加圧方向側で連通していることを特徴とする請求項3の血液分析装置。   4. The blood analyzer according to claim 3, wherein the calibration solution introduction channel branches and communicates with each of the plurality of sensor grooves on the first centrifugal force pressurizing direction side. 前記センサは電気化学的センサであることを特徴とする請求項1〜4の血液分析装置。   The blood analyzer according to claim 1, wherein the sensor is an electrochemical sensor. 前記U字状流路の血液導入口には、採血針または既に採血された血液を収納した採血機構を取付可能とされていることを特徴とする請求項1の血液分析装置。   The blood analyzer according to claim 1, wherein a blood collection needle or a blood collection mechanism storing already collected blood can be attached to the blood introduction port of the U-shaped channel. 血球・血漿分離基板の前記U字状流路と、センサ基板の血漿導入流路と較正液導入流路と較正液溜めとセンサ溝とが、それぞれ親水化処理されていることを特徴とする請求項1〜6の血液分析装置。   The U-shaped flow path of the blood cell / plasma separation substrate, the plasma introduction flow path, the calibration liquid introduction flow path, the calibration liquid reservoir, and the sensor groove of the sensor board are respectively subjected to a hydrophilic treatment. Item 7. The blood analyzer according to items 1 to 6. 前記第1の遠心力加圧方向と前記第2の遠心力加圧方向は略直交していることを特徴とする請求項1〜7の血液分析装置。   The blood analyzer according to claim 1, wherein the first centrifugal force pressurizing direction and the second centrifugal force pressurizing direction are substantially orthogonal to each other. 血球・血漿分離基板とセンサ基板とは、センサ基板の第1の遠心力加圧方向と血球・血漿分離基板のU字状流路延伸方向とが略直交するように両基板が結合可能とされたことを特徴とする請求項1〜8の血液分析装置。   The blood cell / plasma separation substrate and the sensor substrate can be coupled to each other so that the first centrifugal force pressurization direction of the sensor substrate and the U-shaped flow path extending direction of the blood cell / plasma separation substrate are substantially orthogonal to each other. The blood analyzer according to any one of claims 1 to 8, wherein: 以下のステップからなる血液分析方法:
(1) 遠心力を作用させたときに血球と血漿とを分離するU字状流路と、U字状流路の湾曲部に設けられた血球溜めと、U字状流路で分離された血漿を排出する血漿排出口とを備えた血球・血漿分離基板を用意し;
(2) 前記U字状流路に血液試料を導入して、血液溜めが遠心力加圧方向となるように血球・血漿分離基板を遠心し、U字状流路内で血球・血漿分離を行わせて血球分画を血球溜めに沈澱させ;
(3) センサを収容するセンサ溝と、センサを較正する較正液を収容する較正液溜めと;センサ較正後の較正液を収容する較正液廃液溜めと;較正液溜めとセンサ溝とを連通する較正液導入流路と;センサ溝と較正液廃液溜めとを連通する較正液排出流路と;血球・血漿分離基板をセンサ基板に組み付けたときに前記排出口と連通してセンサ溝に血漿を導入する血漿導入流路とを備えたセンサ基板を用意し;
(4) 前記センサ溝が遠心力加圧方向となるようにセンサ基板を第1の遠心方向に配置して遠心することにより、較正液溜め内の較正液をセンサ溝に導入し;
(5) 前記センサの較正を行い;
(6) 前記較正液溜めが遠心力加圧方向となるようにセンサ基板を第2の遠心方向に配置して遠心することにより、センサ溝内の較正液を較正液溜めに排出し;
(7) 血球・血漿分離基板の血漿排出口とセンサ基板の血漿導入流路が連通するように両基板を結合し;
(8) 結合した両基板を前記センサ溝が遠心力加圧方向となるように第1の遠心方向に配置して遠心することにより、前記U字状流路内で分画された血漿をセンサ溝に導入し;
(9) センサ溝内の血漿中の液性成分の分析をセンサにより行う。
Blood analysis method consisting of the following steps:
(1) A U-shaped channel that separates blood cells and plasma when centrifugal force is applied, a blood cell reservoir provided in a curved portion of the U-shaped channel, and a U-shaped channel Providing a blood cell / plasma separation substrate having a plasma outlet for discharging plasma;
(2) A blood sample is introduced into the U-shaped channel, the blood cell / plasma separation substrate is centrifuged so that the blood reservoir is in the direction of centrifugal force pressurization, and blood cell / plasma separation is performed in the U-shaped channel. Let the blood cell fraction settle in the blood cell reservoir;
(3) A sensor groove for storing the sensor, a calibration liquid reservoir for storing a calibration liquid for calibrating the sensor; a calibration liquid waste liquid reservoir for storing the calibration liquid after sensor calibration; and a communication between the calibration liquid reservoir and the sensor groove. A calibration liquid introduction flow path; a calibration liquid discharge flow path communicating with the sensor groove and the calibration liquid waste reservoir; Providing a sensor substrate with a plasma introduction channel to be introduced;
(4) introducing the calibration liquid in the calibration liquid reservoir into the sensor groove by centrifuging the sensor substrate in the first centrifugal direction so that the sensor groove is in the direction of centrifugal force pressurization;
(5) Calibrate the sensor;
(6) Disposing the calibration liquid in the sensor groove to the calibration liquid reservoir by arranging and centrifuging the sensor substrate in the second centrifugal direction so that the calibration liquid reservoir is in the centrifugal force pressurizing direction;
(7) Combine the two substrates so that the plasma outlet of the blood cell / plasma separation substrate and the plasma introduction channel of the sensor substrate communicate with each other;
(8) By placing and centrifuging the combined substrates in the first centrifugal direction so that the sensor groove is in the direction of centrifugal force pressurization, the plasma fractionated in the U-shaped flow path is sensored. Introduced into the groove;
(9) The liquid component in the plasma in the sensor groove is analyzed by the sensor.
前記第1の遠心力加圧方向と前記第2の遠心力加圧方向は略直交していることを特徴とする請求項10の血液分析方法。   The blood analysis method according to claim 10, wherein the first centrifugal force pressurizing direction and the second centrifugal force pressurizing direction are substantially orthogonal to each other. ステップ(4)、(6)、(8)において行う遠心で前記センサに印加される重力加速度は500G以下であることを特徴とする請求項10、11の血液分析方法。   The blood analysis method according to any one of claims 10 and 11, wherein a gravitational acceleration applied to the sensor by centrifugation performed in steps (4), (6), and (8) is 500 G or less. ステップ(2)において遠心で行うU字状流路に印加される重力加速度は1000G以上であることを特徴とする請求項10、11、12の血液分析方法。   The blood analysis method according to claim 10, 11, or 12, wherein the gravitational acceleration applied to the U-shaped flow path performed by centrifugation in step (2) is 1000 G or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1975618A1 (en) 2007-03-30 2008-10-01 Fujifilm Corporation Sample detecting method and instrument
JP2011075420A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Shimadzu Corp Centrifugal separator
US7939034B2 (en) 2006-09-27 2011-05-10 Fujifilm Corporation Method and tool for collecting blood plasma
JP2013515240A (en) * 2009-12-18 2013-05-02 アボット ポイント オブ ケア インコーポレイテッド Biological fluid analysis cartridge
CN111044592A (en) * 2020-01-14 2020-04-21 山东卓越生物技术股份有限公司 Sensor module and method for producing same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7939034B2 (en) 2006-09-27 2011-05-10 Fujifilm Corporation Method and tool for collecting blood plasma
EP1975618A1 (en) 2007-03-30 2008-10-01 Fujifilm Corporation Sample detecting method and instrument
JP2011075420A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Shimadzu Corp Centrifugal separator
JP2013515240A (en) * 2009-12-18 2013-05-02 アボット ポイント オブ ケア インコーポレイテッド Biological fluid analysis cartridge
CN111044592A (en) * 2020-01-14 2020-04-21 山东卓越生物技术股份有限公司 Sensor module and method for producing same

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