JP2011095247A - 試料調製装置及び細胞分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分析物の濃度を高めた測定試料を取得することができる試料調製装置を提供する。
【解決手段】分析対象となる分析物を含む液体試料を収容可能な収容室と、前記収容室に連通して配設され、前記液体試料よりも分析対象となる分析物の濃度が高い液体試料を収容する濃縮試料収容室と、前記収容室に収容された液体試料に含まれる分析物を前記濃縮試料収容室に移動させる分析物移動部と、を備えた試料調製装置。
【選択図】図９

Description

本発明は試料調製装置及び細胞分析装置に関する。

従来、生体から採取された生体試料に含まれる細胞を分析する細胞分析装置として、被験者の子宮頸部から採取された試料に含まれる子宮頸部の上皮細胞をフローサイトメータで測定して、癌・異型細胞のスクリーニングを行う細胞分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような細胞分析装置においては、個々の細胞に対して、当該細胞が正常細胞であるか又は癌・異型細胞であるかを分析することから、測定精度を上げるためには分析対象である細胞の数が多いほうが好ましい。

測定する試料の量を多くすれば分析対象である細胞の数を増やすことができるが、測定に要する時間が長くなり分析速度が遅くなるとともに、試薬の消費量が増加してしまうという問題がある。このため、測定試料中に含まれる細胞の濃度を高める技術が求められている。

国際公開第２００６／１０３９２０号パンフレット

しかしながら、これまでに測定試料中に含まれる細胞などの分析物の濃度を高める技術はなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、分析物の濃度を高めた測定試料を取得することができる試料調製装置及び細胞分析装置を提供することを目的としている。

本発明の試料調製装置は、分析対象となる分析物を含む液体試料を収容可能な収容室と、
前記収容室に連通して配設され、前記液体試料よりも分析対象となる分析物の濃度が高い液体試料を収容する濃縮試料収容室と、
前記収容室に収容された液体試料に含まれる分析物を前記濃縮試料収容室に移動させる分析物移動部と、
を備えたことを特徴としている。

本発明の試料調製装置では、分析物移動部によって、収容室に収容された液体試料に含まれる分析物を移動させ、この移動させた分析物を、収容室に連通して配設された濃縮試料収容室に収容している。これにより、収容室内の液体試料中に含まれる分析物の濃度が低くなり、濃縮試料収容室内の液体試料中に含まれる分析物の濃度が高くなっている。したがって、かかる濃縮試料収容室から液体試料を取得することにより、分析物の濃度を高めた測定試料を取得することができる。

また、本発明の細胞分析装置は、分析対象となる細胞を含む液体試料を収容可能な収容室と、
前記収容室に連通して配設され、前記液体試料よりも分析対象となる細胞の濃度が高い液体試料を収容する濃縮試料収容室と、
前記収容室に収容された液体試料に含まれる細胞を移動させる分析物移動部と、
前記濃縮試料収容室に収容された細胞を含む液体試料を取得する液体取得部と
前記液体取得部により取得された液体試料に含まれる細胞を分析する分析部と
を備えたことを特徴としている。

本発明の試料調製装置及び細胞分析装置によれば、分析物の濃度を高めた測定試料を取得することができる。

本発明の細胞分析装置の一実施の形態の斜視図である。 測定装置の内部構成を示すブロック図である。 試料調製装置の内部構成を示すブロック図である。 データ処理装置の内部構成を示すブロック図である。 検出部を構成するフローサイトメータの機能ブロック図である。 フローサイトメータの光学系を示す側面図である。 調製デバイス部の流体回路図である。 調製デバイス部の流体回路図である。 置換容器の底部付近の断面説明図である。 スターラーの一例の斜視説明図である。 スターラーの他の例の斜視説明図である。 スターラーの更に他の例の斜視説明図である。 弁別・置換部における分析物の濃縮過程を示す模式図である。 濃縮試料収容室の一例の説明図である。 濃縮試料収容室の他の例の説明図である。 濃縮試料収容室の更に他の例の説明図である。 細胞分析装置の各制御部が行う処理を示すフローチャートである。 細胞分析装置の各制御部が行う処理を示すフローチャートである。 弁別・置換処理を示すフローチャートである。 弁別・置換処理を示すフローチャートである。 他の実施の形態に係る試料調製装置における置換容器の底部付近の断面説明図である。 他の実施の形態に係る試料調製装置における弁別・置換処理を示すフローチャートである。 他の実施の形態に係る試料調製装置における弁別・置換処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の試料調製装置及び細胞分析装置の実施の形態を詳細に説明する。

<第１実施形態>
[細胞分析装置の全体構成]
図１は、本発明の一実施の形態（第１実施形態）に係る細胞分析装置１の斜視図である。
この細胞分析装置１は、患者から採取した細胞を含む測定試料をフローセルに流し、このフローセルを流れる測定試料にレーザ光を照射し、測定試料からの光（前方散乱光、側方蛍光など）を検出してその光信号を分析することで、細胞に癌細胞が含まれているか否かを判断するのに用いられる。

より具体的には、本実施の形態の細胞分析装置１は、子宮頸部の上皮細胞を分析対象としており、子宮頸癌をスクリーニングするのに用いられるものである。
図１に示されるように、細胞分析装置１は、測定試料に対してレーザ光による光学的な測定を行う測定装置２と、被検者から採取された生体試料に洗浄や染色等の前処理を行って、測定装置２に供給する測定試料を作製する試料調製装置３と、測定装置２での測定結果の分析等を行うデータ処理装置４とを備えている。
以下、細胞分析装置１の主要な構成要素について順次説明をする。

〔測定装置の内部構成〕
図２は、測定装置２の内部構成を示すブロック図である。
図２に示されるように、この測定装置２は、検出部６と、信号処理部７と、測定制御部８と、Ｉ／Ｏインタフェース９とを備えている。
このうち、検出部６は、測定試料から測定対象細胞やその核の数及びサイズ等を検出するものであり、本実施の形態では、図５及び図６に示されるフローサイトメータ１０が採用されている。

信号処理部７は、検出部６からの出力信号に必要な信号処理を行う信号処理回路よりなる。また、測定制御部８は、マイクロプロセッサ１１と記憶部１２とを含んでおり、記憶部１２は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等よりなる。
記憶部１２のＲＯＭには、検出部６や信号処理部７の動作制御を行う制御プログラムと、この制御プログラムの実行に必要なデータとが格納されており、マイクロプロセッサ１１は、その制御プログラムをＲＡＭにロードして、或いは、ＲＯＭから直接実行することが可能である。

測定制御部８のマイクロプロセッサ１１は、Ｉ／Ｏインタフェース９を介して、データ処理装置４と後述する調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９に繋がっており、これにより、自身が処理したデータや自身の処理に必要なデータを、データ処理装置４及び調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９との間で送受信できるようになっている。

〔試料調製装置の内部構成〕
図３は、第１実施形態に係る試料調製装置３の内部構成を示すブロック図である。
図３に示されるように、この試料調製装置３は、調製制御部１６と、Ｉ／Ｏインタフェース１７と、生体試料に対する成分調整を自動的に行うための調製デバイス部１８とを備えている。

調製制御部１６は、マイクロプロセッサ１９と、記憶部２０と、センサドライバ２１と、駆動部ドライバ２２とを含んでおり、記憶部２０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等よりなる。
本実施の形態の調製デバイス部１８は、検体セット部２４と、細胞分散部２５と、検体ピペット部２６と、検体定量部２７と、試薬定量部２８と、弁別・置換部２９とから構成されている。

このうち、検体セット部２４は、患者から採取された生体試料とメタノール主成分の保存液とを収容する複数の生体容器５３や測定試料容器５４（図７参照）をセットするためのものであり、細胞分散部２５は、生体容器５３内の生体試料と保存液との混合液を攪拌して試料に含まれる細胞を強制的に分散させるものである。

また、検体ピペット部２６は、細胞が分散された生体試料と保存液との混合液を生体容器５３から取り出して調製デバイス部１８の流体回路に導入したり、調製された液体試料を測定試料容器５４に戻したり当該測定試料容器５４から取り出したりするものである。検体定量部２７は、流体回路に供給される生体試料と保存液との混合液を定量するものである。また、試薬定量部２８は、生体試料に加える染色液等の試薬を定量するものである。

弁別・置換部２９は、保存液と希釈液とを置換するとともに、測定対象細胞とそれ以外の細胞（赤血球、白血球等）や細菌等とを弁別するためのものである。また、弁別・置換部２９は、上記弁別・置換された測定対象細胞を含む液体試料から、測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を得るためのものである。なお、前記各部２４〜２９を有する調製デバイス部１８の流体回路の構成（図７〜８）については、後述する。

記憶部２０のＲＯＭには、センサドライバ２１及び駆動部ドライバ２２の動作制御を行う制御プログラムと、この制御プログラムの実行に必要なデータとが格納され、マイクロプロセッサ１９は、その制御プログラムをＲＡＭにロードして、或いは、ＲＯＭから直接実行することが可能である。

調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９は、Ｉ／Ｏインタフェース１７を介して前記測定制御部８のマイクロプロセッサ１１に繋がっており、これにより、自身が処理したデータや自身の処理に必要なデータを、測定処理部８のマイクロプロセッサ１１との間で送受信できるようになっている。

また、調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９は、センサドライバ２１と駆動部ドライバ２２を介して、調製デバイス部１８の各部２４〜２９のセンサ類や駆動部を構成する駆動モータと繋がっており、センサからの検知信号に基づいて制御プログラムを実行し、駆動部の動作を制御する。

〔データ処理部の内部構成〕
図４は、データ処理装置４の内部構成を示すブロック図である。
図４に示されるように、本実施の形態のデータ処理装置４は、例えばノートＰＣ（デスクトップ型でもよい。）等のパーソナルコンピュータよりなり、処理本体３１と、表示部３２と、入力部３３とから主に構成されている。

処理本体３１は、ＣＰＵ３４と、ＲＯＭ３５と、ＲＡＭ３６と、ハードディスク３７と、読出装置３８と、入出力インタフェース３９と、画像出力インタフェース４０とを備えており、これらの各部は内部バスによって通信可能に接続されている。

ＣＰＵ３４は、ＲＯＭ３５に記憶されているコンピュータプログラムやＲＡＭ３６にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。
ＲＯＭ３５は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどによって構成され、ＣＰＵ３４に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータなどが格納されている。

ＲＡＭ３６は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどで構成され、ＲＯＭ３５及びハードディスク３７に記録されている各種のコンピュータプログラムの読み出しや、それらのコンピュータプログラムを実行するときのＣＰＵ３４の作業領域として利用される。
前記ハードディスク３７には、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラムなど、ＣＰＵ３４に実行させるための種々のコンピュータプログラム及びそのプログラムの実行に用いるデータがインストールされている。

また、ハードディスク３７には、例えば、米国マイクロソフト社が製造販売するWindows（登録商標）等のグラフィカルユーザインタフェース環境を提供する、オペレーティングシステムがインストールされている。
更に、ハードディスク３７には、測定制御部８及び調製制御部１６への動作命令の送信、測定装置２で行った測定結果の受信及び分析処理、並びに、処理した分析結果の表示などを行う操作プログラム４１がインストールされている。この操作プログラム４１は、当該オペレーティングシステム上で動作する。

読出装置３８は、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどで構成され、可搬型記録媒体に記録されたコンピュータプログラム又はデータを読み出すことができる。

入出力インタフェース３９は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃなどのシリアルインタフェース、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４などのパラレルインタフェース、及びＤ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器などからなるアナログインタフェースなどから構成されている。

入出力インタフェース３９には、キーボード及びマウスからなる入力部３３が接続され、これをユーザが操作することでコンピュータへのデータ入力が可能となっている。
また、入出力インタフェース３９は、測定装置２のＩ／Ｏインタフェース９とも接続されており、これにより、測定装置２とデータ処理装置４との間でデータの送受信を行うことができる。

画像出力インタフェース４０は、ＬＣＤ又はＣＲＴ等よりなる前記表示部３２に接続されており、ＣＰＵ３４からの画像データに応じた映像信号を当該表示部３２に出力させるものである。

〔検出部（フローサイトメータ）の構成〕
図５は、前記検出部６を構成するフローサイトメータ１０の機能ブロック図であり、図６は、そのフローサイトメータ１０の光学系を示す側面図である。
図５に示されるように、フローサイトメータ１０のレンズ系４３は、光源である半導体レーザ４４からのレーザ光を、フローセル４５を流れる測定試料に集光するものであり、集光レンズ４６は、測定試料中の細胞の前方散乱光をフォトダイオード４７よりなる散乱光検出器に集光するものである。

図５では、レンズ系４３を単一レンズで図示してあるが、具体的には、例えば図６に示されるような構成になっている。
すなわち、本実施の形態のレンズ系４３は、半導体レーザ４４側（図６の左側）から順に、コリメータレンズ４３ａ、シリンダレンズ系（平凸シリンダレンズ４３ｂ＋両凹シリンダレンズ４３ｃ）及びコンデンサレンズ系（コンデンサレンズ４３ｄ＋コンデンサレンズ４３ｅ）から構成されている。

図５に戻り、側方用の集光レンズ４８は、測定対象細胞又はこの細胞中の核の側方散乱光と側方蛍光をダイクロイックミラー４９に集光する。このダイクロイックミラー４９は、側方散乱光を散乱光検出器であるフォトマルチプライヤ５０へ反射させ、側方蛍光を蛍光検出器であるフォトマルチプライヤ５１の方へ透過させる。これらの光は、測定試料中の細胞や核の特徴を反映したものとなっている。

そして、フォトダイオード４７及び各フォトマルチプライヤ５０，５１は、受光した光信号を電気信号に変換して、それぞれ、前方散乱光信号（ＦＳＣ）、側方散乱光信号（ＳＳＣ）及び側方蛍光信号（ＳＦＬ）を出力する。これらの出力信号は図示しないプリアンプにより増幅され、測定装置２の信号処理部７（図２）に送られる。
測定装置２の信号処理部７で処理された各信号ＦＳＣ，ＳＳＣ，ＳＦＬは、それぞれ、マイクロプロセッサ１１によってＩ／Ｏインタフェース９からデータ処理装置４に送信される。

データ処理装置４のＣＰＵ３４は、前記操作プログラム４１を実行することにより、各信号ＦＳＣ，ＳＳＣ，ＳＦＬから細胞や核を分析するためのスキャッタグラムを作成し、このスキャッタグラムに基づいて、測定試料中の細胞が異常であるか否か、具体的には癌化した細胞であるか否かを判定する。

なお、フローサイトメータ１０の光源としては、半導体レーザ４４の代わりにガスレーザを用いることもできるが、低コスト、小型、且つ低消費電力である点より半導体レーザ４４を採用するのが好ましく、かかる半導体レーザ４４の採用によって製品コストを低減させるとともに、装置の小型化及び省電力化を図ることができる。
また、本実施の形態では、ビームを狭く絞ることに有利な波長の短い青色半導体レーザを用いている。青色半導体レーザは、ＰＩ等の蛍光励起波長に対しても有効である。なお、半導体レーザのうち、低コスト且つ長寿命であり、メーカーからの供給が安定している赤色半導体レーザを用いてもよい。

ところで、子宮頸部の上皮細胞の大きさは平均で約６０μｍであり、また核の大きさは５〜７μｍである。この細胞が癌化すると細胞分裂の頻度が異常に多くなり、核は１０〜１５μｍの大きさとなる。これにより、Ｎ／Ｃ比（核の大きさ／細胞の大きさ）が正常な細胞に比べて大きくなる。
従って、細胞と核の大きさを検出することによって、細胞が癌化したか否かの判断指標とすることができる。

そこで、本実施の形態では、フローセル４５を流れる測定試料からの散乱光をフォトダイオード４７で検出するとともに、フローセル４５を流れる測定試料からの蛍光をフォトマルチプライヤ５１で検出する。

測定装置２の信号処理部７は、フォトダイオード４７から出力された散乱光信号から、測定対象細胞の大きさを反映した値である散乱光信号のパルス幅を取得するとともに、フォトマルチプライヤ５１から出力された蛍光信号から、測定対象細胞の核の大きさを反映した値である蛍光信号のパルス幅を取得する。

そして、前記信号処理部７で得た測定対象細胞の大きさを反映した値と、測定対象細胞の核の大きさを反映した値に基づいて、当該測定対象細胞が異常であるか否かを、分析部を構成するデータ処理装置４のＣＰＵ３４が判定するようになっている。
具体的には、データ処理装置４のＣＰＵ３４は、測定対象細胞のピーク、核径、面積の値が所定の閾値より大きい場合に、測定対象細胞が異常であると判定する。

〔調製デバイス部の流体回路〕
図７は、調製デバイス部１８の検体セット部２４、細胞分散部２５、検体ピペット部２６、検体定量部２７、試薬定量部２８の流体回路図であり、図８は、調製デバイス部１８の弁別・置換部２９の流体回路図である。

検体セット部２４は、円形の回転テーブル２４Ａと、これを回転駆動する駆動部２４Ｂとを備えている。駆動部２４Ｂはステッピングモーターからなる。回転テーブル２４Ａの外周縁部には、生体試料と保存液との混合液を収容する生体容器５３と、弁別・置換部２９で調製された、測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を収容する測定試料容器（マイクロチューブ）５４とをセット可能な保持部が設けられている。

細胞分散部２５は、生体容器５３内の生体試料と保存液との混合液を攪拌する攪拌棒２５Ａと、これを回転駆動する駆動部２５Ｂとを備えており、駆動部２５Ｂは、ステッピングモーターからなり、攪拌棒２５Ａを生体容器５３内に挿入して回転させる。これにより、生体容器５３内の混合液が攪拌され、生体試料に含まれる細胞を分散させることができる。

検体ピペット部２６は、第１ピペット２６Ａと第２ピペット２６Ｂとを備えている。第１ピペット２６Ａは、生体容器５３内の生体試料と保存液との混合液を吸引し、弁別・置換部２９の置換容器５７まで移動し、混合液を置換容器５７内に排出する。置換容器５７に排出された混合液は弁別・置換され、弁別・置換された測定対象細胞を含む液体試料から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料が調製される。その後、第１ピペット２６Ａは、置換容器５７から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を吸引し、検体セット部２４に配置された測定試料容器５４まで移動し、測定試料容器５４内に液体試料を排出する。第２ピペット２６Ｂは、試薬定量部２８から供給される染色液等の試薬を測定試料容器５４に排出する。

検体定量部２７は、定量シリンダ２７Ａと、このシリンダ２７Ａに挿通された定量ピストンを上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部２７Ｂとを備えている。定量シリンダ２７Ａは、方向切替バルブＶ１を介して第１ピペット２６Ａと管路で繋がっている。

弁別・置換部２９は、上方開口状の置換容器５７と、この置換容器５７内で上下方向に移動可能なピストン５８と、このピストン５８を置換容器５７内で上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部５９とを備えている。

置換容器５７は、切替バルブＶ４、Ｖ５を介して洗浄液ユニット９０と管路で繋がっており、洗浄液ユニット９０から切替バルブＶ４，Ｖ５を介して置換容器５７に洗浄液が供給される。また、切替バルブＶ６を介して希釈液ユニット５５と管路で繋がっており、希釈液ユニット５５から切替バルブＶ６を介して置換容器５７に希釈液が供給される。

ピストン５８は、測定対象細胞（上皮細胞）は通過させず、且つ、それより小径の細胞（赤血球、白血球等）は通過させるフィルタ６０を下部に備えた中空筒体よりなっている。このピストン５８は、切替バルブＶ８を介して、分析物剥離手段の一態様としての陽圧源７１に管路で繋がっている。このため、切替バルブＶ８を開放することでピストン５８の内部に陽圧を供給することができる。また、ピストン５８は、切替バルブＶ９を介してピストン５８の内部空間と外部とが接続されており、切替バルブＶ９を開放することで、ピストン５８の内部空間を大気開放することができる。

さらに、ピストン５８は、切替バルブＶ１０、Ｖ１２を介して濾液の廃棄部６１に管路で繋がっている。このため、ピストン５８の内部から吸引された濾液は、後述する吸引管１００、切替バルブＶ１０、Ｖ１２を通じて外部に廃棄される。
また、ピストン５８は、切替バルブＶ７を介して洗浄液ユニット９０と管路で繋がっており、洗浄液ユニット９０から供給された洗浄液は、ピストン５８及び置換容器５７を洗浄するのに用いられる。そして、ピストン５８及び置換容器５７内を洗浄した洗浄液は、切替バルブＶ１１、Ｖ１３を介して廃棄部６１に排出される。

試薬定量部２８は、一対の定量シリンダ２８Ａ，２８Ｂと、この各シリンダ２８Ａ，２８Ｂにそれぞれ挿通された定量ピストンを上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部２８Ｃを備えている。各定量シリンダ２８Ａ，２８Ｂは、それぞれ供給切替バルブＶ２，Ｖ３を介して第２ピペット２６Ｂと管路で繋がっており、各定量シリンダ２８Ａ，２８Ｂで定量された試薬は、供給切替バルブＶ２，Ｖ３を介して第２ピペット２６Ｂに供給され、測定試料容器５４内に排出される。

これにより、検体セット部２４の測定試料容器５４に収容されている測定対象細胞の濃度を高めた液体試料に対して、試薬定量部２８が定量した複数種類の所定分量の試薬を混合できるようになっている。

本実施の形態では、試薬定量部２８の各定量シリンダ２８Ａ，２８Ｂで定量される試薬は２種類ある。このうち、一方の定量シリンダ２８Ａで計量して生体試料に加える試薬は、ＰＩ染色を行うための染料液であり、他方の定量シリンダ２８Ｂで計量して生体試料に加える試薬は、細胞にＲＮＡ処理を行うためのＲＮａｓｅである。ＰＩ染色は、色素を含んでいる蛍光染色液であるヨウ化プロピジウム（ＰＩ）により行われる。ＰＩ染色では核に選択的に染色が施されるため、核からの蛍光が検出可能となる。また、ＲＮＡ処理とは、細胞中のＲＮＡを溶かすための処理である。染料液は、上皮細胞のＲＮＡとＤＮＡの両方を染色してしまうので、前記のＲＮＡ処理を行うことでＲＮＡが溶け染料液によって染まらなくなるので、細胞核のＤＮＡを正確に測定することが可能となる。

なお、図７及び図８で示される各部の駆動部や切替弁（電磁弁）Ｖ１〜Ｖ１３に対する動作制御は、前記調製制御部１６（マイクロプロセッサ１９）からの制御指令に基づいて行われる。

〔弁別・置換部の構成〕
本実施の形態における弁別・置換部２９の構成について、図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態における図８の弁別・置換部２９における置換容器５７の底部付近の断面説明図である。
図９に示されるように、本実施の形態の弁別・置換部２９は、置換容器５７と、前記置換容器５７内で上下方向に移動可能な円筒体からなるピストン５８と、円筒体からなるピストン５８の下端面に配設された、測定対象細胞を選別するためのフィルタ６０と、測定対象細胞を含む液体の液面を検知する液面検知センサ８２と、フィルタ６０を介して選別された、測定対象細胞以外の物質（非分析対象物）を含む液体を吸引する吸引管１００と、を備えている。

置換容器５７は、分析対象となる分析物（測定対象細胞）を収容可能な収容室６８と、この収容室に連通して配設された濃縮試料収容室８０とを備えている。収容室６８には、液体試料中に含まれる測定対象細胞を、収容室６８から濃縮試料収容室８０へ移動させるスターラー７２(回転部材)が収容されている。このスターラー７２は磁力で回転するように構成されており、収容室６８の底部下方に、スターラー７２に磁力を与えるための磁石６９と、この磁石６９を回転させるための駆動モータ７０とを備えている。

スターラー７２は、短円柱体形状を呈しており、三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）等で作製される。図１０は、本実施形態におけるスターラー７２の一例を示す斜視説明図である。
スターラー７２の周面には、中心に向かう穴７３が形成されており、この穴７３に丸棒状の磁石が収納される。スターラー７２の上面には、互いに交差する２つのリブ７４が形成されている。このリブ７４は、周縁まで延びている。このようなリブ７４を形成することで、フィルタ６０の下面とスターラー７２の上面との間に存在する液体試料の攪拌効率を上げることができ、その結果、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞を当該フィルタ６０から効果的に剥がすことができる。また、後述する濃縮試料収容室への測定対象細胞の移動を効果的に行うことができる。このリブ７４の突出高さは、本発明において特に限定されるものではないが、概ね０．３〜１．０ｍｍが目安である。

図１１は、他の例に係るスターラー１７２の斜視説明図であり、図１２は、更に他の例に係るスターラー２７２の斜視説明図である。図１１に示されるスターラー１７２は、図１０に示されるスターラー７２と異なり、上面に形成されたリブ１７４が周縁にまで延設されていない。また、図１２に示されるスターラー２７２は、中心を通る１本のリブ２７４が当該スターラー２７２の上面に形成されており、また、前記リブ２７４の両側に、周縁に向かって下降するスロープ２７５が形成されている。

なお、フィルタ６０の下面（ろ過面）と、この下面と対向する前記スターラー７２のリブ７４上面との距離は、特に限定されるものではないが、１ｍｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは０．６ｍｍ以下である。また、スターラー７２を回転させる磁石６９の回転数、すなわち駆動モータ７０の回転数は１０００〜２０００ｒｐｍの範囲とするのが好ましく、より好ましくは約１３００ｒｐｍである。

図９に戻り、ピストン５８は、その底部に保持具６５を介してフィルタ６０が配設されている。ピストン５８は、前記フィルタ６０に液体を通過させることにより、測定対象細胞を主に含む第１液体と、測定対象細胞よりも小径の細胞を主に含む第２液体とに液体を分離する液体分離部として機能している。
吸引管１００はピストン５８内に配設されており、当該ピストン５８の軸と平行な管軸を有する縦管１００ａと、この縦管１００ａの先端に形成され、当該縦管１００ａの管軸と略直交する管軸を有する横管１００ｂと、前記縦管１００ａと横管１００ｂとを繋ぐ曲がり管１００ｃとで構成されている。吸引管１００は、その先端の横管１００ｂの管軸がフィルタ面と略平行になるようにピストン５８内に配設されている。横管１００ｂの下端とフィルタ面との間の距離ｄは、０．１〜３ｍｍの範囲内、例えば０．５ｍｍに設定されている。吸引管１００の他端は、図示しない陰圧源に接続されており、この陰圧源を駆動させることで測定対象細胞（上皮細胞）より小径の細胞（赤血球、白血球）を含む第一液体がフィルタ６０を通過し、前記横管１００ｂの先端から液体を吸引することができる。吸引された液体は、切替バルブＶ１０、Ｖ１２を通じて外部に廃棄される。

本実施の形態のようにフィルタ面と略平行に配設された横管１００ｂで液体を吸引する場合、フィルタ６０が吸引管１００の先端の吸引口を塞ぐことがないので、ピストン５８内の液体を効率よく吸引することができる。

本実施の形態では、測定対象細胞として子宮頸部の上皮細胞を想定しており、この上皮細胞の大きさは概ね２０〜８０μｍ（平均は６０μｍ程度）である。また、かかる測定対象細胞より小さい細胞である赤血球の大きさは、概ね７〜１０μｍであり、同じく測定対象細胞より小さい細胞である白血球の大きさは、概ね８〜１５μｍである。更に、細菌等の夾雑物の大きさは、概ね１〜数μｍ程度である。

そこで、本実施の形態におけるフィルタ６０は、置換容器５７内の液体に圧力がかかった状態でも上皮細胞が前記フィルタ６０の通孔を通過してピストン５８内に移動しないように、２０μｍより小さい８〜２０μｍの径の通孔を有する金属製のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法）で作製されている。かかる金属製のＣＶＤフィルタは、その他の樹脂製のフィルタや、金属製であってもメッシュ製のものに比べて通孔の変形が少なく、開口率を高められるという利点がある。

また、フィルタ６０の孔径を８〜２０μｍに設定したのは、８μｍ未満であれば、細胞や夾雑物が通孔に早期に詰まる現象が多く見られ、２０μｍを超えると、置換容器５７内の液体に圧力がかかっている状態では上皮細胞が通孔を通過してしまうことが多くなるからである。なお、フィルタ６０の孔径は、１０μｍ前後がより好ましい。

液面検知手段としての液面検知センサ８２は、置換容器５７の下部に、当該置換容器５７内の第１液体の液面を検知するために配設されている。液面検知センサ８２は、静電容量タイプのものであり、その先端部が、置換容器５７の内面から２〜３ｍｍ程度内方に突出している。そして、突出した部分の先端にピン状のセンサ部８２ａが設けられている。

液面検知センサ８２は、測定対象細胞を含む第１液体の液面が前記フィルタ６０のほぼ下面の位置に達したことを検知するために用いられる。
本実施の形態では、フィルタ６０の下面よりも上方約２．０ｍｍの位置にセンサ部８２ａを配設し、表面張力の影響及び第２液体の吸引速度をも考慮して、センサ部８２ａからの検知信号を受信してから所定時間経過後に、ピストン５８内の第２液体の吸引を停止するようにしている。また、ピン状のセンサ部８２ａを斜め上方に配置することにより、液切れを良くして液面検知の精度を上げることができる。このとき、配置する角度としては、水平面に対して、概ね５〜９０度の範囲である。

本実施の形態では、置換容器５７の底部に、収容室６８と、該収容室６８の周縁部に連通して配設された濃縮試料収容室８０が配設されている。この濃縮試料収容室８０は、収容室６８に収容されているスターラー７２の回転により移動させた測定対象細胞を収集する役割を果たしている。後述する弁別操作によって測定対象細胞の一部がフィルタ６０の下面に付着するが、この付着した測定対象細胞は、スターラー７２の回転によりフィルタ６０の下面から引き剥がされ、更に、スターラー７２の回転に伴って発生する遠心力により、収容室６８の周縁部に連通して配設された濃縮試料収容室８０に収集される。かかるスターラー７２、並びに前述した磁石６９及び駆動モータ７０により、分析物をフィルタ下面から剥離させる分析物剥離手段の他の態様が構成される。

ここで、本実施形態における、生体試料と保存液との混合液を弁別し、弁別した測定対象細胞を含む液体試料から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料が調製されるまでについて、図１３の模式図を用いて詳細に説明する。
まず図１３（ａ）に示すように、フィルタ６０が、置換容器５７内の生体試料と保存液との混合液の液面上方から、その液中に向かって下方に移動するように、ピストン５８を下降させる。その際、置換容器５７内は、大気と連通している開放状態であり、ピストン５８の内部は、バルブ操作により大気との連通が遮断された密封状態である。
すると、図１３（ｂ）に示すように、ピストン５８の進入により置換容器５７内の混合液の液面が上昇する。また、わずかな混合液がフィルタ６０を介してピストン５８内に進入する。

ついで、図１３（ｃ）に示すように、前記陰圧源を駆動させて吸引管１００を介してピストン５８の内部を陰圧にすることで、大気と連通している置換容器５７内の混合液が差圧によりフィルタ６０を介してピストン５８内に移動する。その際、フィルタ６０の通孔は、前述したように測定対象細胞（Ｃ１）の大きさよりも小さく設定されているので、測定対象細胞（Ｃ１）を含む液体（第１液体）が、置換容器５７内のフィルタ６０の下方に残り、測定対象細胞より小径の細胞（Ｃ２）を含む液体（第２液体）が、フィルタ６０の上方（ピストン５８の内部）に移動する。そして、測定対象細胞より小径の細胞（Ｃ２）を含む液体は、吸引管１００により吸引されて収容室の外部に排出される。

その後、液面検知センサ８２（図９参照）によって、測定対象細胞を含む第１液面の液面がフィルタ６０のほぼ下面に達したことが検知されると、陰圧源の駆動を停止させる（図１３（ｄ）参照）。本実施の形態では、吸引管１００を介してピストン５８の内部に陰圧をかけて第２液体を当該ピストン５８の内部に移動させ、吸引管１００を通じて第２液体を外部に排出しているため、第１液体中に含まれる測定対象細胞（Ｃ１）の一部は、フィルタ６０の下面に付着する。

そして、図１３（ｅ）に示すように、スターラー７２を回転させることにより、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞が引き剥がされるとともに、第１液体中に含まれる測定対象細胞が濃縮試料収容室に収容される。この濃縮試料収容室に収容された測定対象細胞を含む液体を取得することにより、測定対象細胞の濃度が高い測定試料を得ることができる。

なお、濃縮試料収容室８０は、その底部に、下方に向かって断面積が徐々に減少するテーパ部８３が形成されている。濃縮試料収容室８０に収容された液体試料は、液体取得部である前記第１ピペット２６Ａにより吸引されるが、その際、第１ピペット２６Ａの先端は前記テーパ部８３の先端近傍まで下降し、この先端近傍から液体試料を吸引するように構成されている。これにより、濃縮試料収容室８０内の液体試料をできるだけ多く吸引して無駄なく利用することが可能となる。

また、前記テーパ部８３を構成する傾斜面８３ａの水平面に対する傾斜角θは、本発明において特に限定されるものではないが、第１ピペット２６Ａの先端口径などを考慮すると、概ね５〜４５度の範囲内である。濃縮試料収容室８０の水平断面の形状やサイズ（断面積）は、測定に必要とされる液体試料の量に所定量の歩留まりを考慮して、選定することができる。

図１４は、収容室６８と濃縮試料収容室８０とを模式的に示した図である。
濃縮試料収容室８０は、収容室６８の周縁部に連通して配設されており、収容室６８には、スターラー７２が収容されている。 図１５〜１６は、濃縮試料収容室８０の他の形状を説明する図である。図１５に示される濃縮試料収容室１８０は、径方向外方に膨出部１８１を有しており、この膨出部１８１の上部に前述した静電容量タイプの液面検知センサ８２が配設される。このように構成することで、濃縮試料収容室１８０から液体試料を吸引する際、液面検知センサ８２が妨げとなることなく、第１ピペット２６Ａを濃縮試料収容室１８０の上部からテーパ部１８３へ挿入することができる。

また、図１６に示される濃縮試料収容室２８０は、連通路２８１を介して収容室２６８と連通しており、収容室２６８には、スターラー７２が収容されている。連通路２８１は、円筒体からなる収容室２６８の接線方向に沿って配設されている。より詳細には、スターラー７２の回転方向を基準として回転による遠心力が作用する接線方向に沿って配設されている。このため、スターラー７２によって移動される測定対象細胞は、前記連通路２８２にしたがって容易に濃縮試料収容室２８０内に収容される。連通路２８１は、例えば、幅が１．０〜５．０ｍｍで、深さが１．０〜３．０ｍｍ程度の断面矩形状の通路とすることができる。

〔処理動作〕
つぎに前述した細胞分析装置１の処理動作について説明する。
図１７及び図１８は、細胞分析装置１の各制御部８，１６，３１が行う処理を示すフローチャートである。
なお、図１７では、データ処理装置４の制御部（処理本体）３１が行う処理フローを右列に示し、測定装置２の制御部８が行う処理フローを左列に示している。また、図１８では、試料調製装置３の制御部１６が行う処理フローを一列に示しているが、この処理フローは、図示のＡ、Ｂ及びＣ点において図１７の処理フローと繋がっている。以下、この図１７及び図１８を参照しつつ、細胞分析装置１が行う処理内容を説明する。

まず、最初に、データ処理装置４の制御部３１は、前記表示部３２にメニュー画面を表示させる（ステップＳ１）。その後、このメニュー画面に従った測定開始指示を入力部３３から受け付けると（ステップＳ２）、データ処理装置４の制御部３１は、測定開始信号を測定装置２に送信する（ステップＳ３）。
測定装置２の制御部８は、前記測定開始信号を受信すると（ステップＳ４）、調製開始信号を試料調製装置３に送信する（ステップＳ５及びＡ点）。

試料調製装置３の制御部１６は、前記調製開始信号を受信すると（ステップＳ６）、測定試料の調製に用いられる試薬（染色液、ＲＮａｓｅ）を装置内の流路に吸引するとともに、生体容器５３内に収容された生体試料とメタノール主成分の保存液との混合液中の細胞を細胞分散部２５で分散させる（ステップＳ７，Ｓ８）。

その後、試料調製装置３の制御部１６は、分散済みの混合液を生体容器５３から装置内の流路に所定量だけ吸引させて（ステップＳ９）、弁別・置換部２９の置換容器５７に送り、その弁別・置換部２９に、生体試料と保存液との混合液に対する弁別・置換処理を行わせる（ステップＳ１０）。

（弁別・置換処理の内容）
図１９〜２０は、前記弁別・置換処理（ステップＳ１０）を示すフローチャートである。
図１９に示されるように、まず、試料調製装置３の制御部１６は、検体ピペット部２６を検体セット部２４に移動させ（ステップＴ１）、第１ピペット２６Ａに回転テーブル２４Ａにセットされている生体容器５３内のサンプル（液体試料）を吸引させる（ステップＴ２）。

ついで、制御部１６は、検体ピペット部２６を置換容器５７に移動させ（ステップＴ３）、第１ピペット２６Ａに吸引したサンプルを当該置換容器５７内に排出させる（ステップＴ４）。
ついで、置換容器５７内に希釈液ユニット５５からバルブＶ６を通して希釈液（置換液）が投入される（ステップＴ５）。

ついで、ピストン５８が駆動部５９によって所定のろ過高さまで下方に移動され（ステップＴ６）、置換容器５７内のサンプルが当該ピストン５８内に吸引されてろ過される（ステップＴ７）。この吸引ろ過時には、リリーフバルブが接続されているバルブＶ１０及びＶ１２が用いられる。このとき、リリーフバルブは-７ｋｐａに設定されている。これにより、吸引ろ過時には、ピストン５８の下端部に配設されているフィルタ６０に約-３ｋｐａの圧力がかかる。このような弱い陰圧で液体を吸引ろ過することにより、測定対象細胞がフィルタ６０を通過して廃棄部６１に排出することなくろ過を行うことができる。

ついで、ピストン５８が駆動部５９によってさらに下方に移動され（ステップＴ８）、前記ステップＴ７と同様にして置換容器５７内のサンプルが当該ピストン５８内に吸引されてろ過される（ステップＴ９）。

このようなピストン５８の移動及びサンプルの吸引ろ過が、所定回数繰り返されて、当該ピストン５８が所定の最下死点に移動すると（ステップＴ１０）、前記ステップＴ７と同様にして置換容器５７内のサンプルが当該ピストン５８内に吸引ろ過され（ステップＴ１１）、収容容器５７内に配置された静電容量タイプの液面検知センサ８２のセンサ部８２ａが液面を検知すると（ステップＴ１２）、所定時間経過後に吸引が停止される（ステップＴ１３）。このとき、置換容器５７の底部に配設された収容室６８及び濃縮試料収容室８０内に、測定対象細胞を含む液体試料が満たされた状態となっている。

ついで、フィルタ６０の通孔に詰まっている、又は、フィルタ６０の下面に付着している細胞（分析対象物）を取り除いて、置換容器５７（収容室６８及び濃縮試料収容室８０）内に戻すために、ピストン５８内に陽圧を付与する（ステップＴ１４）。

ここで、試料調製装置３の制御部１６は、ピストン５８の最下死点への移動が２回目か否かを判定する（ステップＴ１５）。
試料調製装置３の制御部１６は、ピストン５８の最下死点への移動が２回目でない場合には、置換スピッツへ希釈液の投入（ステップＴ５）から再度ろ過を繰り返し、２回目である場合には、ステップＴ１６に進む。

ステップＴ１６では、駆動モータ７０により磁石６９を回転させることでスターラー７２を回転させ、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞を取り除くと共に、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞を濃縮試料収容室８０の方に移動させて、濃縮試料収容室８０内に測定対象細胞を収容する（ステップＴ１６）。

この弁別・置換処理により、測定対象細胞（上皮細胞）を主に含み測定対象細胞以外の細胞の数が低減された液体を取得することができる。また、前記弁別・置換処理により、生体容器５３から置換容器５７に供給された液体（生体試料と保存液との混合液）における保存液の濃度を、当該保存液の大部分を希釈液と置換することで薄めることができる。そのため、後述のＤＮＡ染色処理において、保存液の影響を低減させ、良好に測定対象細胞のＤＮＡを染色することができる。

また、この弁別・置換処理においては、細胞の弁別処理を行いながら、保存液と希釈液の置換処理を行うことができるので、これら２つの処理を別々に行う場合に比べて短時間で弁別処理と置換処理とを行うことができる。

また、この弁別・置換処理においては、スターラー７２を回転させることにより、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞（上皮細胞）を剪断力で剥離してフィルタ６０の下方の第１液体に浮遊させるとともに、フィルタ６０の上方からフィルタ６０の通孔に圧力を付与することにより、フィルタ６０の通孔に詰まっている測定対象細胞（上皮細胞）を除去してフィルタ６０の下方の第１液体に浮遊させることができる。そのため、フィルタに付着した測定対象細胞（上皮細胞）をロスすることなく効率的に回収することができる。

さらに、本実施の形態では、収容室６８の周縁部に濃縮試料収容室８０を連通して配設しているので、前記スターラー７２の回転により、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞は、濃縮試料収容室８０に収集される。これにより、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度が低くなり、濃縮試料収容室８０内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度が高くなる。したがって、かかる濃縮試料収容室８０から液体試料を取得することにより、測定対象細胞の濃度を高めた測定試料を取得することができる。

〔測定試料の調製〕
次に、試料調製装置３の制御部１６は、検体ピペット部２６を置換容器５７に移動させ、第１ピペット２６Ａに濃縮試料収容室８０から濃縮サンプルを吸引し、さらに検体ピペット部２６を検体セット部へ移動させて前記濃縮サンプルを生成物容器（マイクロチューブ）５４に供給する（ステップＳ１１）。

ついで、試料調製装置３の制御部１６は、装置内に貯留されていた染色液とＲＮａｓｅとを、試薬定量部２８から第２ピペット２６Ｂに送り、この第２ピペット２６Ｂは、送られてきた染色液とＲＮａｓｅとを生成物容器５４に供給し（ステップＳ１２）、この生成物容器５４内においてＤＮＡ染色とＲＮＡ処理を行わせて測定試料を作製する（ステップＳ１３）。
前記処理が終わると、得られた測定試料は第１ピペット２６Ａを介して、検体定量部２７で定量され、定量後に測定装置２の検出部６に供給される（ステップＳ１４及びＢ点）。

なお、試料調製装置３の制御部１６は、測定装置２からのシャットダウン信号を受信したか否かを常時判定しており（ステップＳ１５及びＣ点）、その信号を受信していない場合には、調製開始信号の受信如何を判定するステップＳ６に戻り、その信号を受信した場合には、シャットダウンを実行して試料調製処理を終了する（ステップＳ１６）。

〔測定装置による測定とそのデータ分析〕
図１７に戻り、測定装置２の制御部８は、調製開始信号を送信したあと、試料調製装置３から測定試料の供給があるか否かを常時判定している（ステップＳ１７）。
そこで、試料調製装置３から測定試料が送液されると（Ｂ点）、測定装置２の制御部８は、その測定試料を測定部１４のフローセル４５に送り、測定試料の細胞に対する前記測定を行い（ステップＳ１８）、その測定データをデータ処理装置４に送信する（ステップＳ１９）。

一方、データ処理装置４の制御部３１は、測定開始信号を送信したあと、測定装置２から測定データを受信したか否かを常時判定している（ステップＳ２０）。
測定装置２から前記測定データを受信すると、データ処理装置４の制御部３１は、その測定データを用いて細胞や核を分析し、測定試料中の細胞が癌化しているか否か等を判定する（ステップＳ２１）。

また、データ処理装置４の制御部３１は、前記分析結果を表示部３２に表示させ（ステップＳ２２）、ユーザ入力によるシャットダウン指示があるか否かを判定する（ステップＳ２３）。
前記シャットダウン指示がある場合には、データ処理装置４の制御部３１は、測定装置２にシャットダウン信号を送信する（ステップＳ２４）。

測定装置２の制御部８は、データ処理装置４からの前記シャットダウン信号を受信したか否かを常時判定しており（ステップＳ２５）、その信号を受信していない場合には、測定開始信号の受信如何を判定するステップＳ４に戻り、その信号を受信した場合には、試料調製装置３に前記シャットダウン信号を転送するとともに（ステップＳ２６）、シャットダウンを実行して測定処理を終了する（ステップＳ２７）。

以上の通り、本実施の形態の細胞分析装置１によれば、径が大きい方の細胞を主に含む液体を液体のまま取得しているので、フィルタ上に捕捉された測定対象細胞をフィルタから分離して回収する作業等を行う必要がなく、測定対象細胞を容易に回収することができる。その際、スターラー７２の回転により測定対象細胞を濃縮試料収容室８０内に移動させて収集する。これにより、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度は低くなり、濃縮試料収容室８０内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度は高くなる。このため、濃縮試料収容室８０から液体試料を取得することにより、測定対象細胞の濃度が高められた液体試料を得ることができる。その結果、測定試料の量を増やすことなく、測定対象細胞の数を多くして、測定精度を向上させることができる。

<第２実施形態>
つぎに本発明の試料調製装置の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る試料調製装置も、前述した第１実施形態に係る試料調製装置３と同様に調製制御部と、Ｉ／Ｏインタフェースと、生体試料に対する成分調整を自動的に行うための調製デバイス部とを備えており、この調製デバイス部の要素である弁別・置換部の構成が第１実施形態の弁別・置換部２９の構成と異なる点を除いて、第１実施形態に係る試料調製装置３と構成が共通している。したがって、第１実施形態と共通する構成については同一の参照符号を用い、それらについての説明は省略する。

〔弁別・置換部の構成〕
第２実施形態における弁別・置換部の構成について、図２１を用いて説明する。図２１は、第２実施形態における弁別・置換部における置換容器１５７の底部付近の断面説明図であり、第１実施形態における置換容器５７を示す図９に対応した図である。

図２１に示されるように、本実施の形態の弁別・置換部は、置換容器１５７と、前記置換容器１５７内で上下方向に移動可能な円筒体からなるピストン１５８と、円筒体からなるピストン１５８の下端面に配設された、測定対象細胞を選別するためのフィルタ１６０と、測定対象細胞を含む液体の液面を検知する、下側の第２液面検知器１８２と、この第２液面検知器１８２よりも上方であり且つフィルタ１６０よりも所定距離だけ上方に配置されており、後述するフィルタ下面での細胞の付着を抑制するための、上側の第１液面検知器１８５と、フィルタ１６０を介して選別された、測定対象細胞以外の物質（非分析対象物）を含む液体を吸引する吸引管２００と、を備えている。第１液面検知器１８５及び第２液面検知器１８２が、液体試料の液面を検知する液面検知手段を構成している。第１液面検知器１８５及び第２液面検知器１８２の先端には、それぞれピン状のセンサ部１８５ａ及びセンサ部１８２ａが設けられている。

また、本実施の形態では、第１液面検知器１８５の近傍（図２１において、第１液面検知器１８５よりも紙面奥側）に、置換容器１５７内に置換液を噴出することができる置換液噴出管１９０が配設されている。この置換液噴出管１９０の先端は、置換容器１５７内に開口している。

置換容器１５７は、分析対象となる分析物（測定対象細胞）を収容可能な収容室３６８と、この収容室に連通して配設された濃縮試料収容室３８０とを備えている。収容室３６８には、液体試料中に含まれる測定対象細胞を、収容室３６８から濃縮試料収容室３８０へ移動させるスターラー１７２(回転部材)が収容されている。このスターラー１７２は磁力で回転するように構成されており、収容室３６８の底部下方に、スターラー１７２に磁力を与えるための磁石１６９と、この磁石１６９を回転させるための駆動モータ１７０とを備えている。

ピストン１５８は、その底部に保持具１６５を介してフィルタ１６０が配設されている。ピストン１５８は、前記フィルタ６１０に液体を通過させることにより、測定対象細胞を主に含む第１液体と、測定対象細胞よりも小径の細胞を主に含む第２液体とに液体を分離する液体分離部として機能している。

吸引管２００はピストン１５８内に配設されており、当該ピストン１５８の軸と平行な管軸を有する縦管２００ａと、この縦管２００ａの先端に形成され、当該縦管２００ａの管軸と略直交する管軸を有する横管２００ｂと、前記縦管２００ａと横管２００ｂとを繋ぐ曲がり管２００ｃとで構成されている。吸引管２００は、その先端の横管２００ｂの管軸がフィルタ面と略平行になるようにピストン１５８内に配設されている。横管２００ｂの下端とフィルタ面との間の距離ｄは、０．１〜３ｍｍの範囲内、例えば０．５ｍｍに設定されている。吸引管２００の他端は、図示しない陰圧源に接続されており、この陰圧源を駆動させることで測定対象細胞（上皮細胞）より小径の細胞（赤血球、白血球）を含む第一液体がフィルタ６０を通過し、前記横管２００ｂの先端から液体を吸引することができる。
また、本実施の形態における濃縮試料収容室３８０も、前記第１実施形態における濃縮試料収容室８０と同様に、その底部に、下方に向かって断面積が徐々に減少するテーパ部１８３が形成されている。濃縮試料収容室３８０に収容された液体試料は、液体取得部である前記第１ピペット２６Ａにより吸引されるが、その際、第１ピペット２６Ａの先端は前記テーパ部１８３の先端近傍まで下降し、この先端近傍から液体試料を吸引するように構成されている。これにより、濃縮試料収容室３８０内の液体試料をできるだけ多く吸引して無駄なく利用することが可能となる。

また、前記テーパ部１８３を構成する傾斜面１８３ａの水平面に対する傾斜角θは、本発明において特に限定されるものではないが、第１ピペット２６Ａの先端口径などを考慮すると、概ね５〜４５度の範囲内である。濃縮試料収容室３８０の水平断面の形状やサイズ（断面積）は、測定に必要とされる液体試料の量に所定量の歩留まりを考慮して、選定することができる。

〔弁別・置換処理の内容〕
つぎに第２実施形態における弁別・置換部を用いた弁別・置換処理について説明する。なお、第２実施形態に係る試料調製装置を含む細胞分析装置による処理動作は、弁別・置換処理（第１実施形態ではステップＳ１０）を除き、第１実施形態に係る細胞分析装置１の処理動作と同じである。したがって、共通する処理動作についての説明は省略し、第２実施形態において特徴的な弁別・置換処理について説明する。

図２２及び２３は、第２実施形態における弁別・置換処理（図１９〜２０のステップＴ１〜Ｔ１６に相当する処理）を示すフローチャートである。
図２２に示されるように、まず、試料調製装置の制御部１６は、初期化を行い、上異常処理カウント、下異常処理カウント及びろ過回数カウントをいずれもゼロにする（ステップＵ１）。

ついで、試料調製装置の制御部１６は、検体ピペット部２６を検体セット部２４に移動させ（ステップＵ２）、第１ピペット２６Ａに回転テーブル２４Ａにセットされている生体容器５３内のサンプル（液体試料）を吸引させる（ステップＵ３）。
ついで、制御部１６は、検体ピペット部２６を置換容器１５７に移動させ（ステップＵ４）、第１ピペット２６Ａに吸引したサンプルを当該置換容器１５７内に排出させる（ステップＵ５）。

ついで、ステップＵ６において、ピストン１５８が所定の最下死点まで下方に移動される。
〔上液面検知までの処理〕
ついで、制御部１６は、吸引管２００を介して置換容器１５７内のサンプルをピストン１５８内に吸引してろ過する（ステップＵ７）。この吸引ろ過と並行して駆動モータ１７０が駆動され、磁石１６９を介してスターラー１７２が回転される。スターラー１７２を回転させて置換容器１５７内のサンプルを攪拌させることで、前記吸引によって測定対象物である細胞がフィルタ１６０の下面に付着するのを抑制することができる。

ついで、制御部１６は、ステップＵ８において、吸引ろ過を開始してから所定の時間（例えば、５秒）内に上側の第１液面検知器１８５が液面を検知したか否かの判断を行い、第１液面検知器１８５が液面を検知したと判断すると（Ｙｅｓ）、ステップＵ９へ処理を進め、吸引管２００による吸引を停止させるとともにスターラー１７２の回転も停止させる。

一方、ステップＵ８において、所定の時間内に上側の第１液面検知器１８５が液面を検知していないと判断すると（Ｎｏ）、制御部１６は、ステップＵ１２へ処理を進め、このステップＵ１２において、上異常処理カウントが「ゼロ」より大きいか否かの判断を行う。制御部１６は、上異常処理カウントが「ゼロ」より大きいと判断すると、ステップＵ９へ処理を進め、吸引管２００による吸引を停止させるとともにスターラー１７２の回転も停止させる。一方、制御部１６は、ステップＵ１２において、上異常処理カウントが「ゼロ」より大きくはない（Ｎｏ）と判断すると、ステップＵ１３へ処理を進め、吸引管２００による吸引を停止させるとともにスターラー１７２の回転も停止させる。

ついで、制御部１６は、ステップＵ１４において、上異常処理カウントを「１」にし、ステップＵ１５において、ピストン１５８内に陽圧を付与してフィルタ１６０の下面に付着している細胞をサンプル内に落下させ、ステップＵ７へ処理を戻す。

本実施の形態では、測定対象物である細胞がフィルタ１６０の下面に付着することによる処理速度の低下を防止するために、所定の時間内に上側の第１液面検知器１８５が液面を検知していないときは、フィルタ１６０の下面に細胞が付着したことにより液面の低下速度が低下しているものと判断し、ステップＵ１３において一旦吸引及びスターラー１７２の回転を停止して、ステップＵ１５において、ピストン１５８内に陽圧を付与してフィルタ１６０の下面に付着している細胞をサンプル内に落下させている。

かかる上側の第１液面検知器１８５を利用した吸引動作のリトライは、本実施の形態では、１回だけ行うようにしており、ステップＵ１２において、上異常処理のカウントが「ゼロ」より大きい（すなわちステップＵ１３〜ステップＵ１５を経由した吸引動作のリトライが１回ある）と判断されると、更なるリトライは行わずに、ステップＵ９へ処理を進める。

制御部１６は、ステップＵ９において吸引を停止させた後、ステップＵ１０において、上異常処理カウントを「ゼロ」にする。
ついで、制御部１６は、ステップＵ１１において、ステップＵ１５と同様にしてピストン１５８内に陽圧を付与してフィルタ１６０の下面に付着している細胞をサンプル内に落下させる。

ついで、制御部１６は、ステップＵ１６において、上側の第１液面検知器１８５の近傍に配設されている置換液噴出管１９０より置換容器１５７内に置換液を噴出させる。この処理は、置換容器１５７内のサンプルに発生した気泡を除去するためである。サンプルの置換容器１５７内への排出、及びスターラー１７２の回転によるサンプルの攪拌により気泡が生じることがあるが、この気泡がサンプルの液面付近に多く存在すると、下側の第２液面検知器１８２によるサンプル液面の検出精度が低下する。すなわち、第２液面検知器１８２は、そのセンサ部１８２ａが液体に接触している場合と気体（空気）に接触している場合とで静電容量が異なることを利用し、その変化率が所定値よりも大きいときに、センサ部１８２ａ近傍が液体から気体に変化した、又は、気体から液体に変化したと検知するものである。しかし、サンプルの液面に気泡が多く存在すると、この気泡の影響によって前記静電容量の変化率が小さくなり、その結果、液面がセンサ部１８２ａを通過しているにも拘らず、当該液面を検知できないことがある。サンプルの液面が正確に検知できないと、以後のサンプル吸引などの処理を適切に行うことができなくなる。

本実施の形態では、上側の第１液面検知器１８５の近傍に配設されている置換液噴出管１９０より置換容器１５７内に置換液を噴出させることで、当該第１液面検知器１８５付近の気泡を移動させ、サンプルの液面が下側の第２液面検知器１８２のセンサ部１８２ａまで低下したときに、当該センサ部１８２ａ近傍に気泡ができるだけ残らないようにしている。置換液噴出管１９０は、上側の第１液面検知器１８５の近傍において、その噴出口１９０ａが第１液面検知器１８５により検知される液面のやや下に位置するように配設されている。したがって、置換液を液面に向けて噴出することができ、液面近傍に存在している気泡を効果的に移動させることができる。下側の第２液面検知器１８２のセンサ部１８２ａは、上側の第１液面検知器１８５の下方に位置しているので、上側の第１液面検知器１８５のセンサ部付近の気泡を移動させておくことで、サンプルの液面が低下した場合に、下側の第２液面検知器１８２のセンサ部１８２ａ付近に残る気泡を減らすことができる。

〔下液面検知までの処理〕
ついで、ステップＵ１７において、置換容器１５７内のサンプルがピストン１５８内に吸引されてろ過される。この吸引ろ過と並行して駆動モータ１７０が駆動され、磁石１６９を介してスターラー１７２が回転される。スターラー１７２を回転させて置換容器１５７内のサンプルを攪拌させることで、前記吸引によって測定対象物である細胞がフィルタ１６０の下面に付着するのを抑制することができる。

ついで、制御部１６は、ステップＵ１８において、吸引ろ過を開始してから所定の時間（例えば、１０秒）内に下側の第２液面検知器１８２が液面を検知したか否かの判断を行い、第２液面検知器１８２が液面を検知したと判断すると（Ｙｅｓ）、ステップＵ１９へ処理を進め、吸引管２００による吸引を停止させるとともにスターラー１７２の回転も停止させる。

一方、ステップＵ１８において、所定の時間内に下側の第２液面検知器１８２が液面を検知していないと判断すると（Ｎｏ）、制御部１６は、ステップＵ２１へ処理を進め、このステップＵ２１において、下異常処理カウントが「ゼロ」より大きいか否かの判断を行う。制御部１６は、下異常処理カウントが「ゼロ」より大きいと判断すると、ステップＵ１９へ処理を進め、吸引管２００による吸引を停止させるとともにスターラー１７２の回転も停止させる。一方、制御部１６は、ステップＵ２１において、下異常処理カウントが「ゼロ」より大きくはない（Ｎｏ）と判断すると、ステップＵ２２へ処理を進め、吸引管２００による吸引を停止させるとともにスターラー１７２の回転も停止させる。

ついで、制御部１６は、ステップＵ２３において、下異常処理カウントを「１」にし、ステップＵ２４において、ピストン１５８内に陽圧を付与してフィルタ１６０の下面に付着している細胞をサンプル内に落下させ、ステップＵ１７へ処理を戻す。

かかる下側の第２液面検知器１８２を利用した吸引動作のリトライは、本実施の形態では、１回だけ行うようにしており、ステップＵ２１において、下異常処理のカウントが「ゼロ」より大きい（すなわちステップＵ２２〜ステップＵ２４を経由した吸引動作のリトライが１回ある）と判断されると、更なるリトライは行わずに、ステップＵ１９へ処理を進める。

ついで、制御部１６は、ステップＵ１９において吸引を停止させた後、ステップＵ２０において、下異常処理カウントを「ゼロ」にするとともに、ろ過回数のカウントアップを行う。

ついで、制御部１６は、ステップＵ２５において、ろ過回数が２よりも大きいか否かの判断を行う。制御部１６は、ろ過回数が２よりも大きい（Ｙｅｓ）、つまり３回行ったと判断すると、ステップＵ２６へ処理を進め、当該ステップＵ２６においてスターラー１７２を回転させ、ついでステップＵ２７において、ピストン１５８内に陽圧を付与してフィルタ１６０の下面に付着している細胞をサンプル内に落下させる。
ついで、制御部１６は、ステップＵ２８において、スターラー１７２の回転を停止させ最下死点に下降させていたピストン１５８を原点まで上昇させる。

一方、制御部１６は、ステップＵ２５において、ろ過回数が２より大きくはない（Ｎｏ）と判断すると、ステップＵ２９へ処理を進め、当該ステップＵ２９において、上側の第１液面検知器１８５が検知する量より多い所定の量（例えば１ｍｌ）の置換液をスターラー１７２を回転させながら置換容器１５７内に投入する。

所定量の置換液の投入が完了すると、制御部１６は、ステップＵ７へ処理を戻す。
本実施の形態では、前述したリトライの吸引ろ過を除いて、吸引ろ過の動作が３回繰り返される。

〔その他の変形例〕
なお、以上開示された実施の形態は、本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、前記実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲の構成と均等なすべての変更が含まれる。
例えば、置換容器５７内の液面を検知する液面検知手段としては、静電容量タイプのもの以外に光電式のものや超音波式などを適宜採用することができる。光電式のセンサの場合、センサ部を置換容器５７内に突出させることなく当該置換容器５７内の液面を検出することができる。

また、前記実施の形態では、子宮頸部の上皮細胞を測定対象細胞としているが、口腔細胞、膀胱や咽頭など他の上皮細胞、さらには臓器の上皮細胞についても、癌化判定を行うことができる。

また、前記実施の形態では、ピストン５８内に陰圧を付与し、第１液体の液面の下降に追従してピストン５８を下方に移動させることにより、液体試料を第１液体と第２液体とに分離しているが、置換容器５７内の上方開口部において、フィルタ６０を固定したピストン５８との間をシール部材にてシールし、ピストン５８を駆動部５９にて下方へ移動することにより、液体試料を第１液体と第２液体とに分離してもよい。ついでスターラー７２を回転させて収容室６８に収容されている第１液体に含まれる測定対象細胞を濃縮試料収容室８０に移動させ、その後に濃縮試料収容室８０に存在する液体試料を取得してもよい。これによっても、測定対象細胞である上皮細胞以外の赤血球や白血球等の細胞のみがフィルタ６０を通過し、測定対象細胞である上皮細胞はフィルタ６０を通過せずに、収容室６８に収容されるため、測定対象細胞以外の細胞の数が低減された液体を取得することができる。

また、前記実施の形態では、試料調製装置３で調製された測定試料をフローサイトメータで測定しているが、試料調製装置３で調製された測定試料をスライドガラスに塗抹して塗抹標本を作製する塗抹標本作製装置と、作製された塗抹標本を撮像して撮像画像中の上皮細胞を分析する細胞画像処理装置とを設けてもよい。スライドガラスには、測定対象細胞である上皮細胞の濃度が高められ且つ赤血球や白血球などの細胞の数が低減された測定試料が塗抹されるため、上皮細胞の分析を精度良く行うことができる。

また、前記実施の形態では、フィルタ６０の上方からフィルタ６０の通孔に圧力を付与した後にスターラー７２を回転させているが、スターラー７２を回転させた後にフィルタ６０の上方からフィルタ６０の通孔に圧力を付与してもよい。また、前記実施の形態では、フィルタ６０の通孔に圧力を付与した状態でスターラー７２を回転させているが、フィルタ６０の通孔への圧力付与が終わった後にスターラー７２を回転させてもよい。

また、前記実施の形態では、置換容器５７内のピストン５８の下端部に配設されたフィルタ６０で、測定対象細胞を選別しているが、本発明はこれに限らず、別途装置にて測定対象細胞を選別したものを置換容器５７に供給してもよい。

また、前記実施の形態（第２実施形態）では、上液面検知までの処理における吸引動作及び下液面検知までの処理における吸引動作のリトライの回数をそれぞれ１回としているが、２回以上とすることもできる。また、吸引ろ過の回数を３回としているが、１〜２回又は４回以上とすることもできる。これらの回数は、サンプルの種類、測定対象物である細胞の濃度、フィルタの種類、弁別・置換の処理速度などを考慮して、適宜選定することができる。

また、前記実施の形態では、置換容器内に置換液を噴出することでサンプル中の気泡が液面検知器のセンサ部近傍に残って、液面検知に影響を与えるのを抑制しているが、消泡剤をサンプルに添加するなど他の方法を用いることもできる。

１ 細胞分析装置
２ 測定装置
３ 試料調製装置
４ データ処理装置
６ 検出部
１６ 調製制御部
１８ 調製デバイス部
２４ 検体セット部
２５ 細胞分散部
２６ 検体ピペット部
２７ 検体定量部
２８ 試薬定量部
２９ 弁別・置換部
３１ 処理本体
３２ 表示部
５３ 生体容器
５４ 生成物容器
５７ 置換容器
５８ ピストン
５９ 駆動部
６０ フィルタ
６８ 収容室
６９ 磁石
７０ 駆動モータ
７２ スターラー
７４ リブ
８０ 濃縮試料収容室
８２ 液面検知センサ
８３ テーパ部
８３ａ 傾斜面
１００ 吸引管
１５７ 置換容器
１５８ ピストン
１６０ フィルタ
１６８ 収容室
１７２ スターラー
１８０ 濃縮試料収容室
１８２ 第２液面検知器
１８５ 第１液面検知器
１９０ 置換液噴出管

Claims (25)

1. 分析対象となる分析物を含む液体試料を収容可能な収容室と、
   前記収容室に連通して配設され、前記液体試料よりも分析対象となる分析物の濃度が高い液体試料を収容する濃縮試料収容室と、
   前記収容室に収容された液体試料に含まれる分析物を前記濃縮試料収容室に移動させる分析物移動部と、
   を備えたことを特徴とする試料調製装置。
2. 前記分析物移動部が、前記収容室内に配設された回転部材と、この回転部材を回転させる回転駆動源とからなる請求項１に記載の試料調製装置。
3. 前記濃縮試料収容室は、前記収容室の断面積よりも小さい断面積を有する請求項１又は２に記載の試料調製装置。
4. 前記濃縮試料収容室が、前記収容室の周縁部に連通して配設されている請求項１〜３のいずれかに記載の試料調製装置。
5. 前記濃縮試料収容室が、連通路を介して前記収容室と連通している請求項１〜３のいずれかに記載の試料調製装置。
6. 前記収容室が円筒体からなっており、前記連通路は、前記円筒体の接線方向に沿って配設されている請求項５に記載の試料調製装置。
7. 前記濃縮試料収容室に収容された液体試料を取得する液体取得部をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の試料調製装置。
8. 前記濃縮試料収容室の底部には、下方に向かって断面積が徐々に減少するテーパ部が形成されており、前記液体取得部は、前記液体試料を当該テーパ部の先端近傍から取得するように構成されている請求項７に記載の試料調製装置。
9. 前記収容室内及び前記濃縮試料収容室内うち少なくとも１つに、液体試料の液量を検知する液量検知手段を更に備えている、請求項１〜８のいずれかに記載の試料調製装置。
10. 分析対象となる分析物を選別するためのフィルタを更に備えており、当該フィルタによって選別された分析物が前記収容室内に収容される請求項９に記載の試料調製装置。
11. 前記フィルタの下面に付着した分析物を当該フィルタ下面から剥離させる分析物剥離手段を更に備えている、請求項１０に記載の試料調製装置。
12. 前記液量検知部による液量の検出に応じて、前記分析物剥離手段を制御する制御部を更に備えている、請求項１１に記載の試料調製装置。
13. 前記制御部は、前記液量検知部による液量の検出に応じて、前記分析物剥離手段の動作回数を制御する、請求項１２に記載の試料調製装置。
14. 前記分析物剥離手段は、前記フィルタの上面から陽圧を付与するように構成されている、請求項１１〜１３のいずれかに記載の試料調製装置。
15. 収容室に収容された液体試料に含まれる非分析対象物をフィルタを介して収容室外に移動させる非分析対象物移動手段を更に備えている、請求項１０〜１４のいずれかに記載の試料調製装置。
16. 前記非分析対象物移動手段は、吸引管と、フィルタ及び吸引管を介して非分析対象物を含む液体を収容室から吸引する陰圧源とを備えている、請求項１５に記載の試料調製装置。
17. 吸引管の先端の開口面とフィルタ面とが平行にならないように構成されている、請求項１６に記載の試料調製装置。
18. 前記液量検知手段は、収容室又は濃縮試料収容室内の液体試料の液面を検知する液面検知手段である、請求項９に記載の試料調製装置。
19. 前記液面検知手段は、前記収容室内の液体試料の液面を検出する第１液面検知器と、前記濃縮試料収容室内の液体試料の液面を検出する第２液面検知器とを備えている、請求項１８に記載の試料調製装置。
20. 前記第１液面検知器及び前記第２液面検知器の先端には、液体試料の液面を検出するためのセンサ部が備えられており、前記第１液面検知器及び前記第２液面検知器は、その先端が液体試料の液面に対して垂直又は傾斜するように配置されている、請求項１９に記載の試料調製装置。
21. 分析対象となる分析物を含む液体試料を収容可能な容器と、前記容器内で上下方向に移動可能な筒体とをさらに備え、前記容器は、その底部に前記収容室と前記濃縮試料収容室とが配設され、前記筒体は、その下端面に前記フィルタが配設されており、
    当該フィルタを介して、分析対象となる分析物を含む第１液体と、分析物より小径の非分析対象物を含む第２液体とに液体を分離する、請求項１０に記載の試料調製装置。
22. 前記フィルタによって分離された第２液体を排出する排出手段を更に備えている請求項２１に記載の試料調製装置。
23. 前記容器内の第１液体の液量を検知する液量検知手段を更に備えている請求項２１又は２２に記載の試料調製装置。
24. 前記フィルタに対して筒体内部側から陽圧を付与する陽圧付与手段をさらに備えている請求項２１〜２３のいずれかに記載の試料調製装置。
25. 分析対象となる細胞を含む液体試料を収容可能な収容室と、
    前記収容室に連通して配設され、前記液体試料よりも分析対象となる細胞の濃度が高い液体試料を収容する濃縮試料収容室と
    前記収容室に収容された液体試料に含まれる細胞を前記濃縮試料収容室に移動させる分析物移動部と、
    前記濃縮試料収容室に収容された液体試料を取得する液体取得部と、
    前記液体取得部により取得された液体試料に含まれる細胞を分析する分析部と
    を備えたことを特徴とする細胞分析装置。

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