JP2007514934A - 少量の液体サンプルを特定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

比較的多量の不特定量の液体サンプルから定量された少量のサンプルを分離する方法および装置。第１胴体部（１０）の表面に上記定量された量に対応する容量を有する少なくとも１つのキャビティー（１２）が設けられている。比較的多量のサンプルが前記表面およびキャビティーに塗付される。スクレーパーとして機能する縁部（１５）が前記表面およびキャビティーに対して移動し、この表面から比較的多量のサンプルを掻き取り、前記定量された少量のサンプルをキャビティーに残す。

Description

本発明は、例えば血液検査において、正確に定量された血液サンプルを供するのに有用な比較的多量の不特定量の液体サンプルから少量のサンプルを定量する方法および装置に関する。

血液検査において、血液サンプルを正確に定量することは、そのサンプルをその後のいくつかの特定の検査に使用するので極めて重要である。通常、この正確に定量された血液サンプルは、白血球に関する検査の場合、１：４００に、赤血球（ＲＢＣ）の数を数える場合、１：４００００に希釈されるように正確に定量された希釈剤またはリシン剤で希釈される。そして赤血球の検査の場合、希釈は、通常、２段階で行われる。当然のことながら、希釈が常に正しく行われるだけでなく、２つの量の液体が完全に、かつ、均一に確実に混合されるようにサンプルと希釈液の量の測定は、正確に、かつ繰り返し行えるようでなければならない。また当然のことながら、サンプルの量は、対応する希釈液の量に比べて極めて少量であるので、希釈工程において、サンプルの量を正確に測定することは、最も重要な工程である。従来の血液検査装置で使用されるサンプルの典型的な量は、２０μｌである。

従来の装置のいくつかは、希釈されるサンプルを定量するために回転バルブを利用している。このような装置の例が下記特許文献１−３に開示されている。回転バルブは、バルブハウジングの円筒状の開口部内に回転自在に受けられた円筒状のバルブ本体を含む。所定の容量を有する測定チャネルがバルブ胴体の周縁部で対向する位置の間を延びている。所定の位置の間でバルブ胴体を回転させることによって測定チャネルの対向端部は、バルブ胴体の円筒状の開口部内で種々のチャネルの口と連通して位置する。バルブハウジングのある１つの回転位置において、測定チャネルは、円筒状開口部の内周縁部で２つの対向する第１チャネル口の間を流れる所定量のサンプルで満たされる。別の回転位置に回転させると、これにより２つの対向した第１チャネル口から所定量のサンプルを分離し、同時に測定チャネルの対向端部を円筒状の開口部の内周で２つの対向する第２チャネル口と連通させ、所望の希釈比を得るために希釈液で測定チャネルをフラッシュする。
国際公開特許出願第９８／２２７９７号 国際公開特許出願第９９／０１７４２号 国際公開特許出願第０３／４４４８８号

これらは良好に機能するが、複雑であるので、回転バルブは、使い捨て血液検査装置を経済的に生産するための大量生産には適していない。

本発明の目的は、比較的多量かつ不特定量のサンプルから定量された少量の少なくとも１つの液体サンプルを分離するための簡単かつ信頼できる方法を提供し、さらには特に再生可能な大量生産に好適な当該方法を実施するための同じように簡単で、信頼でき、安価な装置を提供することである。

本発明による方法は、上記定量されたサンプルの量に対応する容量を有する少なくとも１つの凹部を第１の胴体表面に供する工程と、上記比較的多量のサンプルを胴体表面上および少なくとも１つのキャビティーに加える工程と、第１胴体とスクレーパー手段を相対移動させてこのスクレーパー手段を少なくとも１つのキャビティー上を通過させ、上記比較的多量のサンプルからある量を掻き取り、上記少量のサンプルを少なくとも１つのキャビティーに残す工程とを含む。

この方法を実行する本発明の装置は、第１および第２胴体部を含む。第１胴体がその表面に上記所定の容量を有する少なくとも１つのキャビティー（へこみ、ノッチ、インデント、凹部、エッチング、ブラスティング）を有する。第２胴体部は、上記表面に沿って、かつキャビティー上を相対的に摺動自在な縁部を含み、これによりこの表面から過剰な量のサンプルを分離し（すくい取り）、キャビティー内に所定量のサンプルを残す。

本発明の態様を添付図面を参照し、以下に詳述する。

図１ａおよび１ｂに本発明を具体化する装置の原理を示す。

第１胴体部１０は、表面１１を有し、この面に正確に定量された小容量のキャビティー１２が設けられている。血液サンプルなどの定量されていない比較的多量のサンプル１３が表面１１にキャビティーがサンプルで満たされるように塗付される。

第２胴体部１４は、第１胴体の表面１１と当接する縁部１５を有する。胴体部１０および１４は、矢印Ａで示すように表面１１に沿って互いに摺動自在であり、これによって縁部がキャビティーを通過した際に表面１１に沿ってサンプル１６を掻き取る、またははがし取り、キャビティー１２内に正確に定量された少量のサンプル１７だけをキャビティー１２内に残す。この状態を図１ｂに示す。

実際には第２胴体１４は、縁部１５で始まり、流体密閉状態で第１胴体の表面１１に向いて当接した表面１８を有する。正確に定量された少量のサンプル１７を希釈するために、２つのチャネル１９、２０が第２胴体を介して延び、それぞれ図１ｂに示すようにキャビティー１２と流体連通することができる位置で第２胴体部の表面１８に開口している。これらのチャネルは、表面１８に向かって合流するようなＶ字状に延びた状態で示されている。これらのチャネルは、互いに平行な方向に表面１１およびその中のキャビティー１２へと向かうように別の方向に延びてもよい。

図中、破線で示した導管２１、２２がそれぞれチャネル１９、２０を容器２３、２４に接続している。容器２３は、希釈剤またはリシン剤などの液体２５を定量含んだ状態で図１ａに示されている。第１および第２胴体部が図１ｂに示す相対位置にあるとき、導管２１を介した容器からの流れがキャビティー１２内へと案内され、サンプル１７をフラッシングし、それを導管２２を介して容器２４へと移動させ、所定の希釈比に希釈されたある量のサンプルが得られる。この希釈されたサンプルは、確実にサンプルが適当に混合および希釈されるように２つの容器間を何度か往復させてもよいが、いくつかの試験の結果、１度のフラッシングで満足のいく結果が得られることが判っている。

実施される試験および所望の希釈比に応じて、キャビティーは、通常０．０５乃至１０μｌの範囲の容量を有し、０．０２乃至２０μｌの容量のキャビティーを供することも可能である。

実際には２つ以上、例えば１つの比較的小さいキャビティー（例えば０．０５μｌ）と１つの比較的大きなキャビティー（例えば１０μｌ）を設けると便利であり、これにより２つの異なる希釈比に同時に希釈することが可能になる。これは血液の分析において好ましい態様である。

この態様を実施する装置の例を図２から４に示す。

図２の装置は、スロット２６を有するブロック状のハウジング２５（第２胴体部）を含む。スライド２７（第１胴体部）は、上面２８に小さなキャビティー２９と大きなキャビティー３０を有する。スロットは、表面２８と密に当接する縁部３１を有する。２組の互いに合流するチャネル３２、３３および３４、３５がハウジング２５を介して延び、キャビティー２９、３０の位置に対応する各位置でスロット２６の表面に開口する。したがって、図示していないが表面２８上に塗付された定量されていないサンプルが矢印Ｂで示すようにスライド２７をスロット内に摺動させると縁部３１によって掻き取られ、図１ａおよび１ｂを参照して上述したように希釈される２つの正確に定量されたサンプルがキャビティー２９、３０内に残される。

図３に示す態様では、第１胴体部は表面３７に小さなキャビティー３８とそれより大きいキャビティー３９を有するディスク状の胴体部３６である。同様に第２胴体部は、ディスク状の胴体部４０であり、この胴体部は、第１胴体部の表面３７を露出させ、かつ、表面３７と当接する縁部４１を少なくとも１つ供する切り欠き部を円周に沿って有する。２組の互いに合流するチャネル４２、４３および４４、４５が胴体部４０を介して延び、キャビティー３８、３９の位置に対応する各位置で表面３７と当接する表面に開口する。したがって、図示していないが表面３７上に塗付された定量されていないサンプルが矢印Ｃで示すように２つの胴体部を相対的に回転させることによって縁部４１から掻き取られ、図１ａおよび１ｂを参照して上述したように希釈される２つの正確に定量されたサンプルがキャビティー３８、３９内に残される。

図４に示す態様では、第１胴体部は、円筒状の胴体部４６であり、この胴体部は、その周表面４７に小さなキャビティー４８とそれより大きいキャビティー４９を有する。第２胴体部は、ブロック状の胴体部５０であり、この胴体部は、周表面４７と一致した形状の凹状の表面５１を有する。表面５１の縁部５２は、表面４７と当接する。２組の互いに合流するチャネル５３、５４および５５、５６が胴体部５０を介して延び、キャビティー４８、４９の位置に対応する各位置で胴体部４７に当接する表面５１に開口する。したがって、図示していないが表面４７上に塗付された定量されていないサンプルが矢印Ｄで示すように２つの胴体部を相対的に回転させることによって縁部５２から掻き取られ、図１ａおよび１ｂを参照して上述したように希釈される２つの正確に定量されたサンプルがキャビティー４８、４９内に残される。

第１胴体部と第２胴体部の間で好適な密閉を得るために図５ａおよび５ｂ、より詳しくは図５ｃに示すようにこれら２つの胴体部１０および１４の間に密閉部材５７を設けると便利である。

この態様では、密閉部材の縁部５７’は、図１ａおよび１ｂの基本的な態様において第２胴体部１４の縁部１５の代わりとなり、したがって、この縁部がキャビティー１２内のサンプルと残りのサンプルを分離する。密閉部材は、胴体部１４’のこの密閉部材に対応する形状の凹５８部内に受けられ、したがって、キャビティーと導管１９、２０の口の周囲を密閉する。

密閉部材は、図５ｂおよび５ｃに示すように胴体部１４’および１０の相対摺動位置において、２つのチャネル１９、２０とキャビティー１２を連通させる貫通孔または開口部５９を有する。

第２胴体部１４’は、切り欠き部６０を有し、２つの胴体部の相対移動の際、多量のサンプル１３を案内し、取り込む（図５ｂ）。切り欠き部は、密閉部材５７の作動縁部５７’の直前で比較的狭いスリット６１（図５ｃ）で終結している。

さらに図５ｃに示すように開口部５９と縁部５７’の間に位置する密閉部材５７の部分５７’’は、キャビティー１２の幅ｄを超える幅ｗを有する。これにより２つの胴体部の相対移動によって密閉部材の部分５７’’がキャビティー上を通過する際、キャビティーの口が完全に密閉される。

第１胴体部１０の表面１１に対して垂直に向いた側壁を有する図５ａおよび５ｂに示した密閉部材の代わりとして、図５ｃに示すように開口部５９がチャネル１９および２０の傾斜に対応して傾斜した側壁５９’を有する。

図６は、図２に示した態様における例えば比較的小さいキャビティー２９と比較的大きいキャビティー３０からなる２つのキャビティーを密閉するのに有用な密閉部材６２の態様を示す。あくまで例示の目的で、これらのキャビティーの位置を図２に破線で示している。密閉部材は、２つの開口部６３および６４を有する。胴体部２７と密閉部材との全相対移動の間、これら２つの開口部を密閉するために密閉部材は、Ｌ字状であり、その開口部は、整列しているが、密閉部材の作動縁部は、２つの縁部６２’、６２’’に分かれており、これによって開口部とこれら縁部間に位置する密閉部材の部分は、それぞれ異なる幅Ｗ１およびＷ２を有し、これらの幅は、各キャビティーの幅ｄ１、ｄ２より大きい。

図７ａに第１胴体部１０と第２胴体部１４との間に摺動自在に置かれた別の胴体部６５を示す。この胴体部は第２胴体部１４に向いた表面６５ａにサンプルを受けるための開口部６６を有し、この開口部は、第１胴体部１０に向いた表面６５ｂのサンプル保持キャビティー６８とチャネル６７を介して連通する。したがって、例えば開口部６６に入れられる血液サンプルの少なくとも１部は、キャビティー６７内に移動させられる。貫通孔６９は、胴体部６５を介して延びている。

胴体部６５と第１および第２胴体部の相対移動の際、サンプル保持キャビティー６８内に含まれるサンプルの１部は、第１胴体部１０のキャビティー１２内に取り込まれ、これを完全に満たす。キャビティー６８の後縁部６８’は、確実に過剰量のサンプルをさらに処理されるサンプルから除去するスクレーパーとして機能する。貫通孔６９は、チャネル１９、２０とキャビティー１２とを連通させるために設けられている。ここで示した種々の部材の相対的な寸法は、あくまでも例示のためのものである。

図８ａ−８ｃに示す態様では、スクレーパー縁部７０’を有する別個のスクレーパー７０が設けられ、キャビティー１２の周囲の表面１１から過剰なサンプルを掻き取るために使用される。この態様では、２つの胴体部１０および１４が、最初および掻き取り作業中（図８ａおよび８ｂ）は、互いに離れている。掻き取り作業が終了した後、２つの胴体部は、図８ｃの矢印Ｅで示すように弓状の経路に沿って互いに近づき、フラッシング作業を行う位置に胴体部を位置させる。

図９は、種々のキャビティーの形状を示している。図９ａに示したものは、１部球形であり、図９ｂに示したものは、複数の実質的に環状の凹みのパターンであり、図９ｃは、方形またはピラミッド状の凹みであり、図９ｄは、複数の溝であり、図９ｅは、エッチング、ブラスティング、カッティングなどの材料表面を取り除く方法によって形成された矩形のキャビティーである。

第１の位置に示された本発明による装置の原理を示す略式断面図である。 第２の位置に示された本発明による装置の原理を示す略式断面図である。 本発明の装置の第１の態様を示す略式斜視図である。 本発明の装置の第２の態様を示す略式斜視図である。 本発明の装置の第３の態様を示す略式斜視図である。 図１ａに類似しているが、２つの胴体部の間に密閉部材を示している。 図１ｂに類似しているが、２つの胴体部の間に密閉部材を示している。 図５ｂの部分拡大図である。 密閉部材の態様を示す平面図である。 図１ａに類似しているが、サンプルを受けるための別の胴体部を有する本発明の装置の別の態様の装置を示す。 図７ａに示した別の胴体部の平面図である。 図１ａおよび１ｂに類似しているが、別のスクレーパーを有する装置の作動を３つの段階のうちの１つを示している。 図１ａおよび１ｂに類似しているが、別のスクレーパーを有する装置の作動を３つの段階のうちの１つを示している。 図１ａおよび１ｂに類似しているが、別のスクレーパーを有する装置の作動を３つの段階のうちの１つを示している。 キャビティーの形状およびパターンの例を示す。 キャビティーの形状およびパターンの例を示す。 キャビティーの形状およびパターンの例を示す。 キャビティーの形状およびパターンの例を示す。 キャビティーの形状およびパターンの例を示す。

Claims (16)

1. 比較的多量の不特定量の液体サンプルから定量された少量のサンプルを分離する方法において、この方法は、
   前記定量された量に対応する容量を有する少なくとも１つのキャビティーを第１胴体部の表面に供する工程と、
   前記比較的多量のサンプルを前記表面上および前記少なくとも１つのキャビティーに塗付する工程と、
   スクレーパー手段が前記キャビティー上を通過するように前記第１胴体部と前記スクレーパー手段とを相対移動させて、前記表面から前記比較的多量のサンプルから一定量を掻き取り、前記キャビティーに前記定量された少量のサンプルを残す工程とを含むことを特徴とする方法。
2. 前記スクレーパー手段が前記第１胴体部に対して摺動自在な第２胴体部の縁部であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記比較的多量のサンプルを前記表面に塗付する前にサンプルを受ける面に塗付されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記比較的多量のサンプルが前記サンプルを受ける面と前記表面を接触させることによって前記表面に塗付されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記定量された量のサンプルを希釈するためにこのサンプルを前記キャビティーを通過する希釈液の流れに接触させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 互いに摺動自在な第１胴体部（１０；２７；３６；４６）と第２胴体部（１４；２５；４０；５０；５７；７０）とを含む比較的多量の不特定量の液体サンプルから定量された少量のサンプルを分離する装置において、
   前記第１胴体部（１０；２７；３６；４６）がその表面（１１；２８；３７；４７）に前記定量された量に対応する容量を有する少なくとも１つのキャビティー（１２；３０；３９；４９）を有し、
   前記第２胴体部（１４；１４’；２５；４０；５０；５７；７０）がこれら胴体部が相対移動する際、前記表面に沿って、かつ、前記キャビティー上を摺動する縁部（１５；３１；４１；５２；５７’；７０’）を有し、
   前記表面に前記不特定量のサンプルが堆積した際に前記不特定量のサンプルの内の過剰量が前記相対移動によって前記不特定量のサンプルから分離され、前記キャビティー内に前記定量された量と等しい量のサンプルが残されるように構成されていることを特徴とする装置。
7. 前記縁部が前記胴体部（１４）の縁部（１５）であることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 前記縁部が前記胴体部（１４’）によって支持された密閉手段（５７）の縁部（５７’）であることを特徴とする請求項６記載の装置。
9. 前記第２胴体部がその前記第１胴体部（１０）の前記表面に向いた表面で前記密閉手段（５７）を支持することを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 前記密閉手段が前記２つの胴体部の所定の相対摺動位置において前記キャビティー（１２）に対向して位置する開口部を有することを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 前記開口部と前記縁部（５７’）の間に位置する前記密閉手段（５７）の一部が前記キャビティー（１２）の幅より大きい幅を有することを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 前記定量された少量のサンプルを希釈するために液体（２５）を前記キャビティー（１２）内または外に案内するための手段（１９、２０）を含むことを特徴とする請求項６乃至１１いずれか１項記載の装置。
13. 前記手段が前記胴体部（１０、１４；１０、５７）の所定の相対摺動位置において前記少なくとも１つのキャビティー（１２）に対向して位置する導管を含むことを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 前記導管が前記キャビティー（１２）に案内された第１チャネル（１９）と前記キャビティーから案内された第２チャネル（２０）とを含むことを特徴とする請求項１３記載の装置。
15. 前記第１導管（１９、２１）に接続された液体用の第１容器（２３）と、前記第２導管（２０、２２）に接続された希釈サンプル用の第２容器（２４）とをさらに含むことを特徴とする請求項１４記載の装置。
16. 血液分析を行うために異なる容量の２つのキャビティー（２９、３０）を有することを特徴とする請求項６乃至１５いずれか１項記載の装置。

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