JP2015092166A5 - - Google Patents

Description

ヘモグロビン分析装置

本発明は、フロー式分析装置、特にフロー式のヘモグロビン分析装置に関し、さらに詳しくは、切換バルブを介した送液ポンプのエア抜き機構を備えるヘモグロビン分析装置に関する。

従来この種のフロー式分析用の切換バルブとしては、例えば６方２位置切換バルブや、複数の接続ポートの中から一流路を選択するマルチポジションバルブ、特許文献１に記載のバルブ等がある。これらは、下流に設置される分析カラムと排液流路との切換や、複数のカラムを選択するための流路切換を目的に用いられている。

また、従来この種のフロー式分析用の送液機構として、プランジャの往復動によりキャリア液（溶離液）の送液を行うプランジャ往復動型送液ポンプがある。プランジャ往復動型送液ポンプでは、駆動用モータの回転運動を直線運動に変換する機構を用いてポンプヘッド内でプランジャを往復動させる。そのプランジャの往復動と、ポンプヘッドの液入口側と液出口側にそれぞれ設けられた逆止弁又は流路切替え弁の作用により、キャリア液がポンプヘッド内に吸引され、試料注入装置側及び検出装置側へと吐出される。
このようなプランジャ往復動型送液ポンプとして、１組のプランジャ及びポンプヘッドを備えたシングルプランジャポンプや、２組のプランジャ及びポンプヘッドを並列又は直列に配置したダブルプランジャポンプなどがある。プランジャ往復動型送液ポンプではプランジャを往復動させて吐出動作と吸引動作を繰り返して送液を行う。通常のフロー式分析装置に使用される送液ポンプの動作サイクルは、分析時間や分析周期と同期せずに、分析時間や分析周期とは無関係に独立している。

これらポンプによる送液を行う場合、送液前の準備としてポンプ内のエア抜きが必要である。一般的には、送液装置に具備されたドレインバルブを開き、エア抜き用の排液流路を確保した上で、キャリア液を大量に送液してエア抜きを行う（例えば、２ｍＬ／ｍｉｎの流量で５分間送液等）。このエア抜きの際、プランジャの１ストロークの容積が逆止弁の接液部容積を上回る必要がある。プランジャの１ストロークの容積は、フロー式分析装置の全体構成により異なり、実験的に設定することが可能であるが、フロー式分析装置の大きさを勘案した容積の一例としては、逆止弁接液部容積を４０μＬから１００μＬとした場合、シングルプランジャポンプの１ストロークの容積は２３０μＬ程度になる。

日本国特許第３８３２０５５号公報

しかしながら、フロー式分析装置を小型化するための送液ポンプの小型化及び低流量での安定した送液を目的に、送液ポンプのプランジャの小型化を図る場合、プランジャの１ストロークの容積が送液ポンプの逆止弁接液部容積を下回ると、空気の除去が十分でなくなる。その結果、空気の混入による逆流現象が起こり、送液不良を起こす。すなわち、プランジャの１ストロークの容積が送液ポンプのエア抜きに十分な程度に逆止弁接液部容積よりも大きいことが要求されるため、小容量のプランジャポンプを用いることが妨げられていた。

さらに、プランジャポンプからのエア抜きの際には、エア抜き用の排液流路に設置されたドレインバルブを開き排液流路を確保した上で、キャリア液を高流量で数分間送液し、空気を押し出す必要があった。ドレインバルブを設置する空間が必要なことから、フロー式分析装置の小型化の妨げとなっていた。

本発明は、このような実状に鑑み、プランジャのストロークに依存せず、プランジャポンプからのエア抜き機構を構築でき、また、ドレインバルブを必要としないエア抜き用の排液流路を構築できるフロー式分析用の切換バルブを提供した上で、上記切換バルブを用いたエア抜き機構を具備するとともに、ドレインバルブの設置を必要としないエア抜き用の排液流路を具備する、小型化されたフロー式分析装置、特にフロー式のヘモグロビン分析装置を提供することを課題とする。

本発明に係るヘモグロビン分析装置は、貯留槽からキャリア液を送給する送液ポンプと、送液ポンプからのキャリア液の流路に試料として血液を注入する試料注入装置と、キャリア液の流路の試料注入装置下流に配置されて血液中のヘモグロビン成分を分離して検出する分離検出装置（カラム及び検出器）と、を備え、さらに、下記（Ａ）〜（Ｃ）を具備する切換バルブを有する。
（Ａ）以下（１）〜（３）を具備するロータ
（１）１個以上の中央配管接続ポート
（２）上記中央配管接続ポートから連通される１個以上の第１バルブ内流路
（３）上記第１バルブ内流路の回動に伴って回動する、流路の長さが回動で移動する長さ１回分以上である１個以上の弧状の第２バルブ内流路
（Ｂ）以下（４）〜（５）を具備するステータ
（４）上記ロータの第１バルブ内流路の回動により、第１バルブ内流路を介して中央配管接続ポートと個別に連通される配管接続ポートを２個以上有し、その接続位置がロータ中心軸回りの１つの円周上にある第１配管接続ポート群
（５）上記ロータの第１バルブ内流路と第１配管接続ポート群との接続位置がある上記円周に対して、径の異なる同軸円の円周上に弧状の第２バルブ内流路との接続位置を持ち、弧状の第２バルブ内流路の回動により互いに連通される配管接続ポートを２個以上有する第２配管接続ポート群
（Ｃ）以下（６）〜（７）の関係を満たすロータとステータの配置
（６）上記ロータの第１バルブ内流路と個別に連通する上記ステータの第１配管接続ポート群のうち、１個以上の配管接続ポートでは、中央配管接続ポートと当該配管接続ポートとが連通されるときに、弧状の第２バルブ内流路によって、第２配管接続ポート群の２個以上の隣接する配管接続ポートが連通される
（７）上記第１配管接続ポート群のうち、他の配管接続ポートでは、中央配管接続ポートと当該配管接続ポートとが連通されるときに、弧状の第２バルブ内流路によって、第２配管接続ポート群の上記隣接する配管接続ポートが連通されない。

本発明で用いる切換バルブは、上記の構成を具備するため、上記中央配管接続ポートと上記第１配管接続ポート群との接続位置を切換えることによって、上記弧状の第２バルブ内流路を介する流路を開閉することができる。
尚、上記（３）に記載の弧状の第２バルブ内流路の長さについて、回動で移動する長さ１回分ちょうどの長さがあれば、上記弧状の第２バルブ内流路を介する流路を開閉可能である。さらに、上記弧状の第２バルブ内流路を介する流路を開閉可能な上限の長さ以内であれば、上記弧状の第２バルブ内流路の長さは、回動で移動する長さ１回分より長くてもよい。

ここにおいて、本発明に係るヘモグロビン分析装置では、上記切換バルブの中央配管接続ポートが、吸引及び吐出動作可能な計量ポンプに配管接続され、
上記切換バルブの第１配管接続ポート群のうち、１個以上の配管接続ポートが上記送液ポンプのシリンダ室に配管接続されることを特徴とする。
すなわち、上記切換バルブへの配管は、使用するフロー式分析装置の目的とする流路にあわせ適切に配管すればよく、その配管を限定するものではないが、送液ポンプからのエア抜きを目的とする場合には、少なくとも以下の配管を具備する。
１個以上の中央配管接続ポートは、計量ポンプと接続される。
第１バルブ内流路の回動により、第１バルブ内流路を介して中央配管接続ポートと個別に連通される第１配管接続ポート群について、１個以上の配管接続ポートが送液ポンプのシリンダ室に接続される。

さらには、上記切換バルブの第２配管接続ポート群のうち、１個以上の配管接続ポートに、上記送液ポンプの吐出側の流路から分岐して送液ポンプのエア抜きを行うときにキャリア液が流れる流路が接続され、
上記第２配管接続ポート群のうち、他の配管接続ポートに排液流路が接続されることを特徴とする。
すなわち、エア抜き用の排液流路として、以下の配管を具備する。
弧状の第２バルブ内流路の回動により、第２バルブ内流路を介して互いに連通される第２配管接続ポート群について、１個以上の配管接続ポートは、送液ポンプの吐出側の流路から分岐して送液ポンプのエア抜きを行うときキャリア液が流れる流路に接続され、１個以上の他の配管接続ポートは、排液流路に接続される。

また、２個の送液ポンプを具備する高圧グラジェント送液装置において、送液ポンプからのエア抜きを行うためには、以下の配管及び接続を具備する１ウェイ以上、６ポート以上、４ポジション以上の切換バルブを用いるのが好適である。
１個以上の中央配管接続ポートは計量ポンプと接続される。
上記の第１バルブ内流路の回動により、第１バルブ内流路を介して中央配管接続ポートと個別に連通される配管接続ポートを４個以上有する第１配管接続ポート群について、
１個の配管接続ポートは送液ポンプ１のシリンダ室に接続され、
１個の配管接続ポートは送液ポンプ２のシリンダ室に接続され、
１個の配管接続ポートは試料注入装置のニードルに接続され、
１個の配管接続ポートは希釈・洗浄液の貯留槽に接続される。
尚、上記の接続は送液ポンプ１，２がシングルプランジャポンプの場合である。送液ポンプが複数のプランジャを有する場合には、それぞれのシリンダ室に配管接続ポートを接続すればよい。
また、希釈・洗浄液の貯留槽が、それぞれ別個の貯留槽に分割されている場合には、希釈液の貯留槽と洗浄液の貯留槽とに１個ずつ配管接続ポートを接続してもよく、さらに別の試薬についても貯留槽を具備する場合には、各試薬の貯留槽ごとに配管接続ポートを接続すればよい。
さらに、エア抜き用の排液流路として、以下の配管を具備する。
上記弧状の第２バルブ内流路の回動により連通される配管接続ポートを２個以上有する第２配管接続ポート群について、
１個以上の配管接続ポートは送液ポンプの吐出側の流路から分岐して送液ポンプのエア抜きを行うときキャリア液が流れる流路に接続され、
１個以上の配管接続ポートは排液流路に接続される。

上記切換バルブにおいて、上記弧状の第２バルブ内流路の長さを、回動で移動する長さ２回分以上とすることにより、
計量ポンプと送液ポンプ１または送液ポンプ２とが第１バルブ内流路を介して連通されるとき、弧状の第２バルブ内流路によって、排液流路と、送液ポンプの吐出側の流路から分岐して送液ポンプのエア抜きを行うときキャリア液が流れる流路とが連通される。
さらに、第１バルブ内流路を回動させ、計量ポンプと送液ポンプとが連通されない配管接続ポートに第１バルブ内流路が連通されるときに、弧状の第２バルブ内流路の回動により、排液流路と、送液ポンプのエア抜きを行うときキャリア液が流れる上記の流路とが連通されなくなる。上記のように流路が切換えられるため、従来はドレインバルブの開閉で確保していた排液流路を、切換バルブによる流路切換で確保することができる。
尚、上記弧状の第２バルブ内流路の長さは、上記の流路切換が可能な範囲であれば、回動で移動する長さ２回分より長くてもよい。

さらに、弧状の第２バルブ内流路によって連通される配管接続ポートが３つ以上の場合には、弧状の第２バルブ内流路の長さを適宜設定することによって、隣合う２つ以上の配管接続ポートに接続された流路を連通することができ、第１バルブ内流路の回動によって、流路を連通または閉鎖することが可能となる。

本発明によれば、上記の切換バルブを用いて、計量ポンプと送液ポンプのシリンダ室とを連通させることにより、シリンダ室のエアをプランジャのストロークで押し出すのではなく、計量ポンプでキャリア液を吸引吐出することにより送液ポンプ内のエア抜きをすることができる。

上記のようにプランジャの１ストロークの容積に依らず送液ポンプからエア抜きをできることから、プランジャの１ストロークの容積が小さいシングルプランジャポンプを用いる場合でも、送液時の課題であった逆止弁への空気の混入によるキャリア液の逆流現象を抑制し、良好な送液が可能となる。

従来、ポンプ内のエア抜きは、送液装置に具備されたドレインバルブを開いてエア抜き用の排液流路を確保した上で、キャリア液を大量に送液して行っていた。しかしながら、上記切換バルブを用いると、第１バルブ内流路により計量ポンプと送液ポンプのシリンダ室とを連通させて送液ポンプのエア抜きを行う場合は、弧状の第２バルブ内流路が排液流路とエア抜き時にキャリア液が流れる流路とを連通する一方、第１バルブ内流路が計量ポンプと送液ポンプのシリンダ室とを連通させる位置以外では、弧状の第２バルブ内流路が排液流路とエア抜き時にキャリア液が流れる流路とを連通しなくなり、カラム及び検出器側へ流路が切り替えられる。すなわち、ドレインバルブによって行っていたエア抜き用の排液流路と通常運転中の流路との切換を切換バルブによって行うことができ、ドレインバルブが不要となることからフロー式分析装置の小型化に寄与できる。

従って、上記の切換バルブを用いて、フロー式分析装置を構成することにより、装置の小型化に寄与できる。
従って、本発明に係るヘモグロビン分析装置は、糖尿病検査におけるヘモグロビン成分（特にヘモグロビンＡ１ｃ）の計測に好適に用いることができる。

本発明の第１実施形態として示す１ウェイ６ポート４ポジション切換バルブを含むフロー式分析装置のシステム図 図1のシステム図において、計量ポンプとポートａとが連通するときのバルブ内流路図 図1のシステム図において、計量ポンプとポートｂとが連通するときのバルブ内流路図 図1のシステム図において、計量ポンプとポートｃとが連通するときのバルブ内流路図 図1のシステム図において、計量ポンプとポートｄとが連通するときのバルブ内流路図 本発明の第２実施形態として示す１ウェイ４ポート２ポジション切換バルブを含むフロー式分析装置のシステム図 図６のシステム図において、計量ポンプとポートａとが連通するときのバルブ内流路図 図６のシステム図において、計量ポンプとポートｂとが連通するときのバルブ内流路図

以下に本発明の実施の形態について説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態として示す１ウェイ６ポート４ポジション切換バルブを含むフロー式分析装置のシステム図である。

本実施形態のフロー式分析装置は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）の原理で血液中のヘモグロビンＡ１ｃを始めとするヘモグロビン各成分を分析するために用いられる。従って、試料は血液である。また、前処理として溶血処理が必要であり、溶血液を使用するが、希釈と同時に溶血が可能な希釈液を使用してもよいし、さらに前述の希釈液と洗浄液を兼ねる希釈・洗浄液を使用してもよい。
図１のフロー式分析装置には、例えば溶媒、添加試薬の種類及び濃度など、互いに組成の異なる第１及び第２のキャリア液の貯留槽５１、５２と希釈・洗浄液の貯留槽５３とが、共通の脱気装置５４を介して、接続される。尚、第１及び第２のキャリア液の貯留槽５１、５２と希釈・洗浄液の貯留槽５３は試薬キット５０としてキット化されていてもよい。さらに希釈・洗浄液の貯留槽５３は、それぞれ別個の貯留槽に分割されていてもよく、すなわち希釈液の貯留槽５３ａと洗浄液の貯留槽５３ｂとに分割されていてもよい。

図１のフロー式分析装置は、貯留槽５１、５２から第１及び第２のキャリア液を送給する送液ポンプ１、２と、これらの送液ポンプ１、２からのキャリア液を混合するミキサー３と、ミキサー３に連通して脈動を吸収するパルスダンパ４と、ミキサー３からのキャリア液の流路５と、流路５が入口ポートに接続される試料注入装置（本体）６と、試料注入装置６の出口ポートに接続されるキャリア液の流路７と、流路７に配置されるカラム８及び検出器９と、これらの下流の排液流路１０とを含んで構成される。
第１及び第２のキャリア液の送液ポンプ１、２は、それぞれ、シングルプランジャポンプであり、吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁（一方向弁）を有している。また、送液ポンプ１、２は、プランジャストロークの変更によって吐出容量を変更することができる可変容量型のポンプであり、２つの送液ポンプ１、２の流量比を変えることができる。
ミキサー３は、送液ポンプ１からの第１のキャリア液と送液ポンプ２からの第２のキャリア液とを混合する。ミキサー３は、具体的には、円筒容器内に２種のキャリア液を接線方向に導入して混合し、混合液を軸線方向に導出させる。従って、送液ポンプ１、２の流量比の変更とミキサー３による混合とで、第１のキャリア液の濃度と第２のキャリア液の濃度との間の任意の濃度のキャリア液を得ることができる（グラジエント機能）。尚、ミキサー３には運転準備段階でエア抜き及びキャリア液充填を行うための配管１９が接続されている。この配管１９は通常運転中は後述する切換バルブ１６にて閉じられている。
パルスダンパ４は、ミキサー３内の空間に連通するダイアフラム式のダンパであり、特に小型化のために送液ポンプ１、２としてシングルプランジャポンプを用いることにより発生する脈動を吸収する。

試料注入装置６は、試料注入部２２を備えている。試料注入部２２は、ミキサー３からのキャリア液の流路５とその下流側の流路７との間に配置され、試料注入位置に移動させたニードル２７により、キャリア液に試料を注入可能である。
試料注入装置６はまた、試料注入部２２の下方に試料吸引部（容器保持部）３９を備えている。試料吸引部３９では、試料吸引位置に移動させたニードル２７により、試料を吸引可能である。従って、試料吸引部３９にて吸引した試料を試料注入部２２にてキャリア液に注入することになる。尚、吸引及び注入は、計量ポンプ１１を切換バルブ１６を介してニードル２７への配管１２に接続して行う。また、ニードル２７が試料を吸引及び注入する穴は、ニードル２７の先端部に下向きに開口させる他、先端部は閉塞し、先端部付近の側部に横向きに開口させてもよい。
試料注入装置６はまた、試料注入部２２と試料吸引部３９との間で試料注入部２２のハウジングと一体に、ニードル２７に対する洗浄部３３を備えている。洗浄部３３では、洗浄位置に移動させたニードル２７に対し、洗浄液を供給して洗浄を行う。洗浄は、計量ポンプ１１を切換バルブ１６を介して希釈・洗浄液の貯留槽５３からの配管１３に接続して、洗浄液を吸引した後、切換バルブ１６を介して計量ポンプ１１をニードル２７への配管１２に接続して行う。洗浄後の洗浄液は、排液ポンプ１４により回収して、排液流路１５へ排出する。
カラム８は、試料注入装置６下流のキャリア液の流路７に配置されて試料中の成分を分離する。
検出器９は、カラム８の下流側に配置されて、前記分離された成分を検出し、その信号をデータ処理装置（図示せず）に送る。データ処理装置でのデータ処理結果が分析結果として出力される。

図１のフロー式分析装置は、流路切換えのための切換バルブ１６を備え、切換バルブ１６は４つの位置ａ〜ｄをとることができる。４つの位置ａ〜ｄは、計量ポンプ１１と連通する第１バルブ内流路１６ａの回動により、この第１バルブ内流路１６ａが選択的に接続されるポートａ〜ｄにそれぞれ対応する。また、第１バルブ内流路１６ａの回動に伴ってもう１つの弧状の第２バルブ内流路１６ｂが回動し、位置ａ、ｂでは、弧状の第２バルブ内流路１６ｂによりポートｅとポートｆとが連通する。
ポートａは、エア抜き及びキャリア液充填用の配管１７により、送液ポンプ１のシリンダ室に接続されている。
ポートｂは、エア抜き及びキャリア液充填用の配管１８により、送液ポンプ２のシリンダ室に接続されている。
ポートｃは、配管１２により、ニードル２７に接続されている。
ポートｄは、配管１３により、希釈・洗浄液の貯留槽５３に接続されている。
ポートｅは、ミキサー３からのエア抜き及びキャリア液充填用の配管１９に接続され、ポートｆは、排液流路２０に接続されている。
言い換えれば、切換バルブ１６のロータは、計量ポンプ１１が接続される中央配管接続ポートと、中央配管接続ポートから連通される第１バルブ内流路１６ａと、第１バルブ内流路１６ａの回動に伴って回動する弧状の第２バルブ内流路１６ｂとを備えている。
切換バルブ１６のステータは、上記ポートａ〜ｄを含む第１配管接続ポート群と、上記ポートｅ、ｆを含む第２配管接続ポート群とを備えている。
第１配管接続ポート群（ａ〜ｄ）は、第１バルブ内流路１６ａの回動により、第１バルブ内流路１６ａを介して中央配管接続ポートと個別に連通され、第１バルブ内流路１６ａと各ポートａ〜ｄとの接続位置は同一円周上にある。
第２配管接続ポート群（ｄ、ｆ）は、弧状の第２バルブ内流路１６ｂの回動により、第２バルブ内流路１６ｂを介して互いに連通可能であり、第２バルブ内流路１６ｂと各ポートｄ、ｆとの接続位置は、ポートａ〜ｄがある円周とは同軸であり、異なる径の円周上にある。
ここで、第１配管接続ポート群のうち、ポートａ、ｂでは、中央配管接続ポートと当該ポートａ、ｂとが連通されるときに、弧状の第２バルブ内流路１６ｂによって、第２配管接続ポート群の２つのポートｅ、ｆが連通される。
第１配管接続ポート群のうち、他のポートｃ、ｄでは、中央配管接続ポートと当該ポートｃ、ｄとが連通されるときに、弧状の第２バルブ内流路１６ｂによって、第２配管接続ポート群の２つのポートｅ、ｆが連通されない。

図１のフロー式分析装置の運転準備段階でのエア抜き及びキャリア液充填について説明する。
運転準備段階では、流路内のエア抜きを行って流路内に液を満たすため、次のような操作が自動運転で行われる。
切換バルブ１６を位置ａにする（図１、図２の状態）。位置ａでは、計量ポンプ１１がポートａ（配管１７）と接続されると共に、ポートｅとポートｆとが連通する。
この状態で、先ず計量ポンプ１１を吸引動作させる。すると、貯留槽５１内の第１のキャリア液が送液ポンプ１の吸入側の逆止弁を通り、送液ポンプ１のシリンダ室から配管１７を通って、計量ポンプ１１内に吸入される。これにより、第１のキャリア液の貯留槽５１から送液ポンプ１までの流路がキャリア液で満たされる。
次に計量ポンプ１１を吐出動作させる。すると、計量ポンプ１１内の第１のキャリア液が配管１７により送液ポンプ１に圧送され、吐出側の逆止弁を開いて、ミキサー３へ流れる。そして、カラム８側の抵抗で、キャリア液は、ミキサー３を経て配管１９へ流れ、さらに配管１９から切換バルブ１６（ポートｅ、ｆ）を介してつながっている排液流路２０を通って排液として排出される。
次に切換バルブ１６を時計方向に６０°回動して、位置ｂにする（図３の状態）。位置ｂでは、計量ポンプ１１がポートｂ（配管１８）と接続され、ポートｅとポートｆとは引き続き連通する。
この状態で、先ず計量ポンプ１１を吸引作動させる。すると、貯留槽５２内の第２のキャリア液が送液ポンプ２の吸入側の逆止弁を通り、送液ポンプ２のシリンダ室から配管１８を通って、計量ポンプ１１内に吸入される。これにより、第２のキャリア液の貯留槽５２から送液ポンプ２までの流路がキャリア液で満たされる。
次に計量ポンプ１１を吐出動作させる。すると、計量ポンプ１１内の第２のキャリア液が配管１８により送液ポンプ２に圧送され、吐出側の逆止弁を開いて、ミキサー３へ流れる。そして、カラム８側の抵抗で、キャリア液は、ミキサー３を経て配管１９へ流れ、さらに、配管１９から切換バルブ１６（ポートｅ、ｆ）を介してつながっている排液流路２０を通って排液として排出される。
次に切換バルブ１６を位置ａ、位置ｂ以外にして、送液ポンプ１、２の送給を開始し、試料注入部２２を含むキャリア液の流路５、７、カラム８及び検出器９をキャリア液で満たす。

図１のフロー式分析装置の通常運転中の希釈工程、試料吸引工程、試料注入工程、及び、洗浄工程について説明する。
希釈工程では、ニードル２７を試料吸引位置（試料吸引部３９）すなわち試料が収容される容器内に位置させる。
切換バルブ１６の位置は先ず位置ｄにする（図５の状態）。位置ｄでは、計量ポンプ１１がポートｄ（配管１３）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吸引動作させる。すると、貯留槽５３内の希釈液（希釈・洗浄液）が配管１３を介して計量ポンプ１１内に吸引される。
切換バルブ１６の位置は次に位置ｃにする（図４の状態）。位置ｃでは、計量ポンプ１１がポートｃ（配管１２）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吐出動作させる。すると、計量ポンプ１１内の希釈液が配管１２を介してニードル２７に圧送される。ニードル２７は試料吸引位置（試料吸引部３９）すなわち容器内に位置しており、希釈液が容器内に供給される。計量ポンプ１１に吸引・吐出動作を繰り返させ、容器内の試料と希釈液との混合液をニードル２７によって吸ったり戻したりすることで、容器内の混合液を撹拌し、試料を均一に希釈する。

試料吸引工程では、ニードル２７を試料吸引位置（試料吸引部３９）すなわち試料（希釈液により希釈された試料）が収容された容器内に位置させる。
切換バルブ１６の位置は位置ｃにする（図４）。位置ｃでは、計量ポンプ１１がポートｃ（配管１２）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吸引動作させる。すると、容器内の試料がニードル２７内に吸引される。

試料注入工程では、ニードル２７を試料注入位置（試料注入部２２）に位置させる。
切換バルブ１６の位置は位置ｃにする（図４）。位置ｃでは、計量ポンプ１１がポートｃ（配管１２）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吐出動作させる。すると、ニードル２７内の試料がキャリア液の流路５、７間の試料注入部２２に注入される。

洗浄工程では、ニードル２７を洗浄位置（洗浄部３３）に位置させる。
切換バルブ１６の位置は先ず位置ｄにする（図５）。位置ｄでは、計量ポンプ１１がポートｄ（配管１３）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吸引動作させる。すると、貯留槽５３内の洗浄液（希釈・洗浄液）が配管１３を介して計量ポンプ１１内に吸引される。
切換バルブ１６の位置は次に位置ｃにする（図４）。位置ｃでは、計量ポンプ１１がポートｃ（配管１２）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吐出動作させる。すると、計量ポンプ１１内の洗浄液が配管１２を介してニードル２７に圧送される。ニードル２７は洗浄位置に位置しており、洗浄液によってニードル２７が洗浄される。洗浄後の洗浄液は、排液ポンプ１４により回収され、排液流路１５を通って排液として排出される。このとき、排液ポンプ１４の流量は計量ポンプ１１の流量より大きいので、洗浄後の洗浄液はニードル２７の案内孔（図示せず）より入った空気と共に、外部へ漏れることなく排液流路１５より排出される。ここで、洗浄液は空気と混合してミスト状となることで、洗浄効率を上げることができ、また洗浄液消費量の減少を図り、ニードル２７の洗浄を好適に行うことができる。

次に、上記切換バルブ１６の一連の動作について、糖尿病検査における血液中のヘモグロビンＡ１ｃ値を計測する例で説明する。
先ず準備工程（エア抜き・キャリア液充填工程）を実施する。これは前述のように、切換バルブ１６の位置ａで計量ポンプ１１の吸引・吐出動作を行わせ、次いで切換バルブ１６の位置ｂで計量ポンプ１１の吸引・吐出動作を行わせ、次いで切換バルブ１６を位置ａ、位置ｂ以外にして送液ポンプ１、２の送給を開始することにより、試料注入部２２を含むキャリア液の流路５、７、カラム８及び検出器９をキャリア液で満たす。

次に前洗浄工程（Ｓ１）を実施する。このとき、ニードル２７は洗浄位置に移動している。
Ｓ１−１：切換バルブ１６を計量ポンプ１１と希釈・洗浄液の貯留槽５３とを接続する位置ｄに切換え、計量ポンプ１１で希釈・洗浄液（洗浄液）を計量吸引する。
Ｓ１−２：吸引後、切換バルブ１６を計量ポンプ１１とニードル２７とを接続する位置ｃに切換える。
Ｓ１−３：排液ポンプ１４をＯＮにする。
Ｓ１−４：計量ポンプ１１を吐出動作させ、洗浄液をニードル２７に送って、洗浄部３３に吐出させ、ニードル２７と洗浄部３３とを洗浄する。
Ｓ１−５：排液ポンプ１４をＯＦＦにする。このとき洗浄部３３は、残った洗浄液で満たされる。

次に希釈工程（Ｓ２）を実施する。
Ｓ２−１：切換バルブ１６を計量ポンプ１１と希釈・洗浄液の貯留槽５３とを接続する位置ｄに切換え、計量ポンプ１１で希釈・洗浄液（希釈液）を計量吸引する。
Ｓ２−２：吸引後、切換バルブ１６を計量ポンプ１１とニードル２７とを接続する位置ｃに切換える。
Ｓ２−３：ニードル移動装置により、ニードル２７を最下方へ移動させ、ニードル２７が容器内に臨む位置（試料吸引位置と同じ位置）に位置させる。
Ｓ２−４：計量ポンプ１１を吐出動作させ、希釈液をニードル２７に送って、ニードル２７を通して容器内に入れる。
Ｓ２−５：別途計量した試料（検査用血液）を手動又は自動で容器内に入れる。
尚、別途計量した試料（検査用血液）の容器内への充填は、Ｓ２−４の後での充填に限定されず、Ｓ２−４に先立ち、予め充填されていてもよい。
Ｓ２−６：ニードル移動装置（図示せず）により、ニードル２７を容器内の液面から引き上げ、ニードル２７を空気吸引可能な位置とする。そして、計量ポンプ１１を吸引動作させて、ニードル２７内に分節用空気を吸引する。この分節用空気は、ニードル２７内に残っている希釈液と、これから撹拌のために吸引する希釈試料とが境界部で拡散しないようにするためのものである。
Ｓ２−７：ニードル移動装置により、ニードル２７を再び最下方へ移動させる。
Ｓ２−８：計量ポンプ１１に吸引・吐出動作を繰り返させ、容器内の試料と希釈液との混合液をニードル２７によって吸ったり戻したりすることで、容器内の混合液を撹拌し、試料を均一に希釈及び溶血する。最後に計量ポンプ１１の吐出動作によって分節用空気を吐出する。引き続く試料注入工程において分節用空気が分析ラインに入ってノイズとなるのを防止するためである。

次に試料吸引及び注入工程（Ｓ３）を実施する。
Ｓ３−１：試料吸引位置にて、計量ポンプ１１を計量吸引させ、ニードル２７内に容器内の希釈及び溶血済みの試料を吸引する。
Ｓ３−２：ニードル移動装置により、ニードル２７を引き上げ、ニードル２７をキャリア液の流路（試料注入部２２）に臨む試料注入位置に移動させる。そして、計量ポンプ１１を吐出動作させて、キャリア液の流れの中に所定量の試料を注入する。
Ｓ３−３：ニードル移動装置により、ニードル２７を洗浄位置まで移動させる。ニードル２７の外側に付着していた試料による汚れは、洗浄部３３内に満たされている洗浄液により洗浄される。
Ｓ３−４：注入された試料は、下流側のカラム８で分離し、分離された成分を検出器９で検出する。

次に後洗浄工程（Ｓ４）を実施する。
Ｓ４−１：排液ポンプ１４をＯＮにする。
Ｓ４−２：洗浄位置にて、計量ポンプ１１を吐出動作させ、ニードル２７内に残った試料を捨てる。
Ｓ４−３：切換バルブ１６を希釈・洗浄液の貯留槽５３側（位置ｄ）に切換え、計量ポンプ１１で希釈・洗浄液（洗浄液）を計量吸引する。吸引後、切換バルブ１６をニードル２７側（位置ｃ）に切換える。
Ｓ４−４：計量ポンプ１１を吐出動作させ、洗浄液をニードル２７に送って、ニードル２７内と洗浄部３３とを洗浄する。
Ｓ４−５：排液ポンプ１４をＯＦＦにする。
次の試料を分析するときは、Ｓ２〜Ｓ４を繰り返す。

〔第２実施形態〕
図６は、本発明の第２実施形態として示す１ウェイ４ポート２ポジション切換バルブを含むフロー式分析装置のシステム図である。

本実施形態のフロー式分析装置は、ＨＰＬＣの原理でキャリア液の組成を変えずに分析するアイソクラティック分析をするために用いられる。
図６のフロー式分析装置には、第１のキャリア液の貯留槽５１が、脱気装置５４を介して、接続される。

図６のフロー式分析装置は、貯留槽５１から第１のキャリア液を送給する送液ポンプ１と、送液ポンプ１の脈動を吸収するパルスダンパ４と、キャリア液の流路５と、流路５が入口ポートに接続される試料注入装置（本体）６と、試料注入装置６の出口ポートに接続されるキャリア液の流路７と、流路７に配置されるカラム８及び検出器９と、これらの下流の排液流路１０とを含んで構成される。
第１のキャリア液の送液ポンプ１は、シングルプランジャポンプであり、吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁（一方向弁）を有している。また、送液ポンプ１は、プランジャストロークの変更によって吐出容量を変更することができる可変容量型のポンプであってもよい。尚、送液ポンプ１からのキャリア液の流路５には運転準備段階でエア抜き及び液充填を行うための配管１９が接続されている。この配管１９は通常運転中（試料吸引工程、及び試料注入工程）は後述する切換バルブ１６にて閉じられている。
パルスダンパ４はダイアフラム式のダンパであり、送液ポンプ１としてシングルプランジャポンプを用いることにより発生する脈動を吸収する。

試料注入装置６は、試料注入部２２を備えている。試料注入部２２は、送液ポンプ１からのキャリア液の流路５とその下流側の流路７との間に配置され、試料注入位置に移動させたニードル２７により、キャリア液に試料を注入可能である。
試料注入装置６はまた、試料注入部２２の下方に試料吸引部（容器保持部）３９を備えている。試料吸引部３９では、試料吸引位置に移動させたニードル２７により、試料を吸引可能である。従って、試料吸引部３９にて吸引した試料を試料注入部２２にてキャリア液に注入することになる。尚、吸引及び注入は、計量ポンプ１１を切換バルブ１６を介してニードル２７への配管１２に接続して行う。
カラム８は、試料注入装置６下流のキャリア液の流路７に配置されて試料中の成分を分離する。
検出器９は、カラム８の下流側に配置されて、前記分離された成分を検出し、その信号をデータ処理装置（図示せず）に送る。データ処理装置でのデータ処理結果が分析結果として出力される。

図６のフロー式分析装置は、流路切換えのための切換バルブ１６を備え、切換バルブ１６は２つの位置ａ、ｂをとることができる。２つの位置ａ、ｂは、計量ポンプ１１と連通する第１バルブ内流路１６ａの回動により、この第１バルブ内流路１６ａが選択的に接続されるポートａ、ｂにそれぞれ対応する。また、第１バルブ内流路１６ａの回動に伴ってもう１つの弧状の第２バルブ内流路１６ｂが回動し、位置ａでは、弧状の第２バルブ内流路１６ｂによりポートｃとポートｄとが連通する。
ポートａは、エア抜き及びキャリア液充填用の配管１７により、送液ポンプ１のシリンダ室に接続されている。
ポートｂは、配管１２により、ニードル２７に接続されている。
ポートｃは、パルスダンパ４からのエア抜き及びキャリア液充填用の配管１９に接続されている。
ポートｄは、排液流路２０に接続されている。
ここでは、ポートａ、ｂが第１配管接続ポート群に相当し、ポートｃ、ｄが第２配管接続ポート群に相当する。

図６のフロー式分析装置の運転準備段階でのエア抜き及びキャリア液充填について説明する。
運転準備段階では、流路内のエア抜きを行って流路内に液を満たすため、次のような操作が自動的に行われる。
切換バルブ１６の位置を位置ａにする（図６、図７の状態）。位置ａでは、計量ポンプ１１がポートａ（配管１７）と接続されると共に、ポートｃとポートｄとが連通する。
この状態で、先ず計量ポンプ１１を吸引動作させる。すると、貯留槽５１内の第１のキャリア液が送液ポンプ１の吸入側の逆止弁を通り、送液ポンプ１のシリンダ室から配管１７を通って、計量ポンプ１１内に吸入される。これにより、第１のキャリア液の貯留槽５１から送液ポンプ１までの流路がキャリア液で満たされる。
次に計量ポンプ１１を吐出動作させる。すると、計量ポンプ１１内の第１のキャリア液が配管１７により送液ポンプ１に圧送され、吐出側の逆止弁を開いて、パルスダンパ４へ流れる。そして、カラム８側の抵抗で、キャリア液はパルスダンパ４を経て、配管１９へ流れ、配管１９は切換バルブ１６（ポートｃ、ｄ）を介して排液流路２０とつながっているので、排液流路２０より排液として排出される。

図６のフロー式分析装置の通常運転中の試料吸引工程、及び試料注入工程について説明する。

試料吸引工程では、ニードル２７を試料吸引位置（試料吸引部３９）すなわち試料が収容された容器内に位置させる。
切換バルブ１６の位置は位置ｂにする（図８）。位置ｂでは、計量ポンプ１１がポートｂ（配管１２）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吸引動作させる。すると、容器内の試料がニードル２７内に吸引される。

試料注入工程では、ニードル２７を試料注入位置（試料注入部２２）に位置させる。
切換バルブ１６の位置は位置ｂにする（図８）。位置ｂでは、計量ポンプ１１がポートｂ（配管１２）と接続される。この状態で、計量ポンプ１１を吐出動作させる。すると、ニードル２７内の試料がキャリア液の流路５、７間の試料注入部２２に注入される。

第１実施形態によれば、前記希釈・洗浄液の供給装置は、前記計量ポンプ１１を含んで構成され、前記計量ポンプ１１は、切換バルブ１６を介して、前記ニードル２７の上端部と、希釈・洗浄液の貯留槽５３とに選択的に接続可能であり、前記切換バルブ１６の一位置（位置ｄ）で前記貯留槽５３から吸引した希釈・洗浄液を前記切換バルブ１６の他位置（ｃ位置）で前記ニードル２７に吐出供給可能であることにより、希釈・洗浄液の供給も容易であり、実用性が高い。

第１及び第２実施形態によれば、切換バルブ１６を用いて計量ポンプ１１と送液ポンプ１、２（但し、第２実施形態においては送液ポンプ１）のシリンダ室を接続することによるエア抜き機構により、プランジャのストロークによるエア抜きが困難であった小型かつ低容量のプランジャポンプであっても好適にエア抜きを行うことができ、フロー式分析装置の構成に上記プランジャポンプを使用することができることから、フロー式分析装置の小型化に寄与することができる。

第１及び第２実施形態によれば、切換バルブ１６に具備された弧状バルブ内流路１６ｂの流路切換の効果により、エア抜き用の流路と通常運転中の流路との切換を行うことができ、ドレインバルブが不要となるためフロー式分析装置の小型化に寄与することができる。

また、本実施形態のヘモグロビン成分の計測方法は、キャリア液の流路に試料として血液を注入し、血液中のヘモグロビン成分を分離・検出してその成分量（ヘモグロビンＡ１ｃ値など）を計測することにより、糖尿病検査の高精度化、高速化に寄与することできる。尚、血液中のヘモグロビン成分を分離・検出してその成分量を計測する方法としては、公知の方法を利用可能であり、例えば、試料注入部、分離カラムを有する試料分離部、及び検出部等を含む一般的な液体クロマトグラフィー法による分離分析が当業者によく知られている。但し本装置の適用範囲はこれに限るものではない。

尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

本発明に係るヘモグロビン分析装置は、糖尿病検査に好適に用いることができ、産業上の利用可能性は大である。

１ 第１の送液ポンプ（シングルプランジャポンプ）
２ 第２の送液ポンプ（シングルプランジャポンプ）
３ ミキサー
４ パルスダンパ
５ キャリア液の流路
６ 試料注入装置（本体）
７ キャリア液の流路
８ カラム
９ 検出器
１０ 排液流路
１１ 計量ポンプ
１２ 配管
１３ 配管
１４ 排液ポンプ
１５ 排液流路
１６ 切換バルブ
１６ａ 第１バルブ内流路
１６ｂ 第２バルブ内流路
１７ 配管
１８ 配管
１９ 配管
２０ 排液流路
２２ 試料注入部
２７ ニードル
３３ 洗浄部
３９ 試料吸引部（容器保持部）
５０ 試薬キット
５１ 第１のキャリア液の貯留槽
５２ 第２のキャリア液の貯留槽
５３ 希釈・洗浄液の貯留槽
５４ 脱気装置

Claims (5)

1. 貯留槽からキャリア液を送給する送液ポンプと、送液ポンプからのキャリア液の流路に試料として血液を注入する試料注入装置と、キャリア液の流路の試料注入装置下流に配置されて血液中のヘモグロビン成分を分離して検出する分離検出装置と、を備えるヘモグロビン分析装置であって、
   下記（Ａ）〜（Ｃ）を具備する切換バルブを有し、
   上記切換バルブの中央配管接続ポートが、吸引及び吐出動作可能な計量ポンプに配管接続され、
   上記切換バルブの第１配管接続ポート群のうち、１個以上の配管接続ポートが上記送液ポンプのシリンダ室に配管接続されることを特徴とする、ヘモグロビン分析装置。
   （Ａ）以下（１）〜（３）を具備するロータ
   （１）１個以上の中央配管接続ポート
   （２）上記中央配管接続ポートから連通される１個以上の第１バルブ内流路
   （３）上記第１バルブ内流路の回動に伴って回動する、流路の長さが回動で移動する長さ１回分以上である１個以上の弧状の第２バルブ内流路
   （Ｂ）以下（４）〜（５）を具備するステータ
   （４）上記ロータの第１バルブ内流路の回動により、第１バルブ内流路を介して中央配管接続ポートと個別に連通される配管接続ポートを２個以上有し、その接続位置がロータ中心軸回りの１つの円周上にある第１配管接続ポート群
   （５）上記ロータの第１バルブ内流路と第１配管接続ポート群との接続位置がある上記円周に対して、径の異なる同軸円の円周上に弧状の第２バルブ内流路との接続位置を持ち、弧状の第２バルブ内流路の回動により互いに連通される配管接続ポートを２個以上有する第２配管接続ポート群
   （Ｃ）以下（６）〜（７）の関係を満たすロータとステータの配置
   （６）上記ロータの第１バルブ内流路と個別に連通する上記ステータの第１配管接続ポート群のうち、１個以上の配管接続ポートでは、中央配管接続ポートと当該配管接続ポートとが連通されるときに、弧状の第２バルブ内流路によって、第２配管接続ポート群の２個以上の隣接する配管接続ポートが連通される。
   （７）上記第１配管接続ポート群のうち、他の配管接続ポートでは、中央配管接続ポートと当該配管接続ポートとが連通されるときに、弧状の第２バルブ内流路によって、第２配管接続ポート群の上記隣接する配管接続ポートが連通されない。
2. 上記切換バルブの第２配管接続ポート群のうち、１個以上の配管接続ポートに、上記送液ポンプの吐出側の流路から分岐して送液ポンプのエア抜きを行うときにキャリア液が流れる流路が接続され、
   上記第２配管接続ポート群のうち、他の配管接続ポートに排液流路が接続されることを特徴とする、請求項１記載のヘモグロビン分析装置。
3. 上記ロータの弧状の第２バルブ内流路は、その流路の長さが回動で移動する長さ１回分よりも長いことを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のヘモグロビン分析装置。
4. 上記切換バルブは、１ウェイ以上、６ポート以上、４ポジション以上の切換バルブであって、
   上記ロータの弧状の第２バルブ内流路は、その流路の長さが回動で移動する長さ２回分以上であり、
   上記ステータの第１配管接続ポート群は、上記ロータの第１バルブ内流路を介して中央配管接続ポートと個別に連通される配管接続ポートを４個以上有し、
   上記ステータの第２配管接続ポート群は、上記ロータの弧状の第２バルブ内流路を介して互いに連通される配管接続ポートを２個以上有することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のヘモグロビン分析装置。
5. 上記ロータの弧状の第２バルブ内流路は、その流路の長さが回動で移動する長さ２回分よりも長いことを特徴とする、請求項４記載のヘモグロビン分析装置。