JP2015215164A - 測定用器具および測定装置 - Google Patents

測定用器具および測定装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015215164A
JP2015215164A JP2012197788A JP2012197788A JP2015215164A JP 2015215164 A JP2015215164 A JP 2015215164A JP 2012197788 A JP2012197788 A JP 2012197788A JP 2012197788 A JP2012197788 A JP 2012197788A JP 2015215164 A JP2015215164 A JP 2015215164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reagent
measurement
measuring
component
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012197788A
Other languages
English (en)
Inventor
克佳 高橋
Katsuyoshi Takahashi
克佳 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2012197788A priority Critical patent/JP2015215164A/ja
Priority to PCT/JP2013/072544 priority patent/WO2014038399A1/ja
Publication of JP2015215164A publication Critical patent/JP2015215164A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502746Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1484Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry microstructural devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49Blood
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/493Physical analysis of biological material of liquid biological material urine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/16Reagents, handling or storing thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0688Valves, specific forms thereof surface tension valves, capillary stop, capillary break
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/08Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084Passive control of flow resistance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N2015/1006Investigating individual particles for cytology
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N2015/1486Counting the particles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N2021/0378Shapes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

【課題】試剤を希釈または濃縮することなく、試剤に含まれている成分の測定値を測定系の検出範囲内に収め、成分測定を定量的に行う。【解決手段】試剤を格納するとともに、前記格納された試剤中の成分に対して光を照射することにより前記試剤中の成分を測定する測定部を備え、前記光の透過方向における前記測定部の深さが異なっていることを特徴とする測定用器具を提供する。【選択図】図1

Description

本発明は、試剤中に含まれている成分を測定するための測定部を備えた測定用器具、および、該測定用器具を使用して測定を行う測定装置に関する。より詳細には、深さの異なる測定部を備えた測定用器具、および、該測定用器具を使用して測定を行う測定装置に関する。
生化学分析等の分野においては、例えば血液、尿、唾液等に含まれている成分を測定するために、種々の測定用器具および測定装置が用いられている。また、医薬品、食品に対する異物混入の検査、水道水、工業排水のモニタリング等のために、様々な試剤中の成分の測定が行われている。
試剤中の成分の測定のために利用される測定用器具としては、例えば血液中に含まれる赤血球、白血球、血小板等を測定するための血球計算盤が挙げられる。
特許文献1には、格子状に設けられた目盛りにより、観察対象物の数を算出するための計数部を有する本体と、カバーとを有する計数盤が記載されている。該計数盤は、カバーを本体に対して位置決めおよび固定するための係止部材を有している。
また、特許文献2には、血球計数目盛りを有してなる計算板本体と、該計算板本体に対して接着剤で固定されている観察プレートと、を備えてなる血球計算板が記載されている。該血球計算板では、計算板本体と観察プレートとを、近接した配置であって平行かつ一定の間隔をあけた配置に維持するために、接着剤にスペーサが混入されている。
特許文献3には、生体液試料内の特定要素を計数するための装置であって、略均一な高さで互いに分離された2つの平面部材を備えた装置が記載されている。該装置では、前記高さが、生体液試料を導入すると特定要素が不均一に分布するような高さとなっている。
また、試剤中の成分の測定のための技術としては、血球計算盤のほかにも以下のような技術が挙げられる。
特許文献4には、プレート表面に、平坦な底面を有するウェルが形成された解析用容器が記載されている。該解析用容器は、前記ウェルの底面および側面が同じ材質からなり、耐熱性を有している。
さらに、特許文献5には、手動で調節可能な2つのセル部分を備えたサンプルセルが記載されている。該サンプルセルは、セル部分を相互にスライド運動させることによって、分析物の測定に適した第1位置とサンプル経路の洗浄に適した第2位置とをとることができる。
特開2010−101869号公報(2010年5月6日公開) 特開平11−160310号公報(1999年6月18日公開) 特表2009−512859号公報(2009年3月26日公開) 特開2010−32487号公報(2010年2月12日公開) 特開2002−514753号公報(2002年5月21日公開)
しかしながら、上述のような従来技術は、試剤に含まれている成分の濃度が高い場合または低い場合には、試剤を希釈または濃縮しなければ前記成分の測定信号が測定系の測定可能な信号の範囲内に収まらず、成分測定を定量的に行うことができないという問題がある。
試剤に含まれている成分の測定は、例えば前記成分の測定信号が測定部の深さに比例して大きくなる測定系(例えば透過光測定)で行われる。試剤中の濃度が未知である成分を測定する場合、測定部の深さが略均一であると、前記成分の濃度によっては前記成分の測定信号が測定系の測定可能な信号の範囲内に収まらない。すなわち、高濃度の成分を含む多量の試剤が測定部に導入された場合、前記成分の測定信号が、測定系の測定可能な信号の範囲の上限を超える虞がある。また、低濃度の成分を含む少量の試剤が導入された場合は、前記成分の測定信号が、測定系の測定可能な信号の範囲の下限を下回る虞がある。いずれの場合も、定量的な測定を行うためには、試剤を希釈または濃縮する必要があり、測定が煩雑になる。
さらに具体的に言えば、従来の粒子測定用器具(例えば血球計数盤)は、測定部を2個備えているものもあるが、該測定部の深さは同一である(例えば0.1mm)。例えば、血液中における赤血球と白血球との濃度比は1000:1であるため、赤血球を測定するためには血液を大量(例えば体積比200倍)の希釈液で希釈し、白血球を測定するためには血液を少量(例えば体積比10倍)の希釈液(染色液)で希釈した後、各希釈物の一部を採取し、2つの測定部(例えば容積10μL)にそれぞれ導入し、測定する。希釈物中の赤血球数は多いため、測定部内の一領域を測定後、濃度換算すれば計数精度が保たれる。しかし、血液中の白血球数は赤血球数に比べて少なく、それ故に希釈物中の白血球数も少ないため、計数精度を保つためには測定部内の広い領域を測定する必要があった。
特許文献1〜5には、上述のような試剤を希釈または濃縮することなく、試剤に含まれている成分の測定信号を測定系の測定可能な信号の範囲内に収めることが可能な構成が何ら提案されていない。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は試剤を希釈または濃縮することなく、試剤に含まれている成分の測定信号を測定系の測定可能な信号の内に収めることが可能であり、成分測定を定量的に行うことができる測定用器具および測定装置を提供することにある。
本発明に係る測定用器具は、上記の課題を解決するために、試剤中の成分を測定するための測定用器具であって、前記試剤を格納するとともに、前記格納された試剤中の成分に対して光を照射することにより前記試剤中の成分を測定する測定部を備え、前記光の透過方向における前記測定部の深さが異なっていることを特徴としている。
本発明に係る測定用器具は、上述のように、試剤を格納するとともに、前記格納された試剤中の成分に対して光を照射することにより前記試剤中の成分を測定する測定部を備え、前記光の透過方向における前記測定部の深さが異なっている。
そのため、濃度が未知である成分であっても、成分の濃度が高い場合は測定部の浅い領域で、逆に、成分の濃度が低い場合は測定部の深い領域で測定することで、測定系の測定可能な信号の範囲内に前記成分の測定信号を収めることができ、試剤中の成分を定量的に測定することができるという効果を奏する。
また、試剤を測定系の測定可能な範囲に合うように希釈または濃縮処理する必要がなく、試剤を測定部に導入するだけで、成分の定量的な測定が可能となるという効果を奏する。
(a)は第1の実施形態に係る測定用器具の上面図であり、(b)〜(f)は(a)の点線A−A’における断面図であって測定部の変形例を示す図である。(g)は測定部の深さが同一である測定用器具を示す断面図である。 (a)は第1の実施形態に係る測定用器具の上面図であり、(b)〜(d)は(a)の点線A−A’における断面図であって測定部の変形例を示す図である。 第1の実施形態に係る測定用器具の測定部の変形例を示す上面図である。 第1の一実施形態に係る測定用器具の作製方法の例を示す概略図である。 第1の一実施形態に係る測定用器具の作製方法の例を示す概略図である。 第2の実施形態に係る測定用器具の試剤導入部および試剤導出部の変形例を示す上面図である。 第2の実施形態に係る測定用器具の試剤導入部および試剤導出部の変形例を示す上面図である。 (a)は第2の実施形態に係る測定用器具を示す上面図である。(b)〜(d)は第2の実施形態に係る測定用器具を用いた試剤の導入方法を示す概略図である。 (a)は第2の測定用器具の上面図であり、(b)〜(d)は(a)の点線B−B’における断面図であって試剤導入部および試剤導出部の変形例を示す図である。 (a)は図9の(b)に係る測定用器具に粒子を導入した例を示す概略図である。(b)は図9の(c)に係る測定用器具に粒子を導入した例を示す概略図である。 第3の実施形態に係る測定用器具の前処理路の変形例を示す上面図である。 (a)および(c)は第1の実施形態に係る測定用器具を用いた測定方法を示す概略図であり、(b)は(a)における測定結果を示す図であり、(d)は(c)における測定結果を示す図である。 (a)および(c)は第1の実施形態に係る測定用器具を用いた測定方法を示す概略図であり、(b)は(a)における測定結果を示す図であり、(d)は(c)における測定結果を示す図である。 第1の実施形態に係る測定用器具を用いた測定方法を示す概略図である。 第4の実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。 第4の実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。 第4の実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。 第5の実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。 第5の実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。 第5の実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。 第6の実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。
以下、本発明の実施の形態の一例について詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されない。なお、説明の便宜上、同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
〔第1の実施形態〕
本発明の第1の実施形態について図1〜図5に基づいて説明する。
<測定用器具10>
図1の(a)は、本発明に係る測定用器具10を示す平面図である。測定用器具10は試剤中の成分を測定するための測定用器具であって、図1の(a)に示すように、測定部1を備えている。
本明細書において「試剤」とは、測定の対象となる成分を含んでいる物質を意味する。前記試剤は流体であることが好ましく、液体であることがより好ましい。前記構成によれば、試剤を測定用器具10に容易に導入することができる。
本明細書において「成分」とは、試剤中に含まれ、測定の対象となる物質である。測定の対象となる成分の例としては特に限定されないが、例えば生体分子が挙げられる。前記構成によれば、本発明の測定用器具を試剤中の生体分子の測定に用いることができる。生体分子としては、例えば核酸、タンパク質、糖等が挙げられる。また前記成分は、粒子であってもよい。前記構成によれば、本発明の測定用器具を試剤中の粒子の測定に用いることができる。粒子としては、例えば細胞等が挙げられる。細胞の例としては、赤血球、白血球、血小板等の血球が挙げられる。
また前記試剤中の成分は、少なくとも2種類以上の成分であってもよく、前記2種類以上の成分の何れか2種類の成分の濃度が異なっていてもよい。また、前記少なくとも2種類以上の成分は粒子でもよく、前記2種類以上の粒子の何れか2種類の粒子の濃度が異なっていてもよい。前記構成によれば、本発明の測定用器具を、例えば、血液中の赤血球と白血球といった、濃度が大きく異なる2種類以上の粒子を含む試剤の測定に用いることができる。
<測定部1>
測定部1は、前記試剤を格納するとともに、前記格納された試剤中の成分に対して光を照射することにより前記試剤中の成分を測定するものである。
測定部1は、前記光の透過方向における深さが異なっている。前記構成によれば、濃度が未知である成分であっても、成分の濃度が高い場合は測定部の相対的に浅い領域で、逆に、成分の濃度が低い場合は測定部の相対的に深い領域で測定することで、測定系の測定可能な信号の範囲内に前記成分の測定信号を収めることができ、試剤中の成分を定量的に測定することができる。そして、それ故に、試剤を測定系の検出範囲に合うように希釈または濃縮処理する必要がなく、試剤を測定部に導入するだけで、成分の定量的な測定が可能となる。測定用器具10を用いた測定方法の詳細は後述する。
また、本明細書において「深さが異なっている」とは、前記測定部の最浅部の深さをT、前記測定部の最深部の深さをTとしたとき、TとTとが明確に異なることを意味する。具体的には、測定部1では、
5 ≦ T/T ≦ 5000
の関係を満たしていることが好ましい。前記構成によれば、測定部の深さを大きく変化させることになる(換言すれば、非常に浅い領域と、非常に深い領域との両方を兼ね備えた測定部となる)。それ故に、試剤中に含まれる成分の濃度の範囲が広い場合であっても、試剤中に濃度差の大きい2つの成分が含まれている場合であっても、1つの測定用器具で確実に測定することができる。
図1の(b)〜(f)は、図1の(a)の点線A−A’における断面図であり、測定部1の変形例を示している。本実施形態では、測定部1は、基板101および102を貼り合せることで形成されている。測定部1には、測定のために基板101側または基板102側から光が照射される。測定部1は例えば図1の(b)に示すように、光の透過方向における深さが相対的に浅い領域と深い領域とを1つずつ有していてもよい。なお、本明細書では、光の透過方向における深さ、光の透過方向における深さが相対的に浅い領域、および、光の透過方向における深さが相対的に深い領域をそれぞれ単に「深さ」、「浅い領域」、「深い領域」とも称する。
測定部1は、深さが異なる領域を3つ以上有していてもよい。すなわち、例えば図1の(c)に示すように、測定部1の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面が、階段状になっていてもよい。また、例えば図1の(d)に示すように、測定部1の深さが滑らかに変化していてもよい。
また、測定部1の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面が、略同一平面上に形成されていてもよい。前記構成によれば、試剤中の成分を略同一平面上に配置させることができるため、測定部の深さ方向の一部で測定を行う場合に、測定部の深さ方向における観察点の位置の違いによる誤差を生じず、精度の高い測定ができる。なお、以下では測定部の「前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面」を単に測定部の「壁面」と称する場合もある。
ここで、前記「壁面のうちの少なくとも一面」は、深さ方向に垂直な一面であることが好ましい。また、本明細書では、深さ方向と重力方向とが平行である場合、壁面のうちの深さ方向に垂直な一面であって、重力方向下側の一面を「底面」と称し、重力方向上側の一面を「上面」と称する場合もある。例えば図1の(e)に示すように底面が略同一平面上に形成されている場合、試剤中の成分を測定部導入後に重力に従って沈降させ、略同一平面(測定部底面)上に配置させることができるため、測定部の深さ方向における観察点の位置の違いによる誤差を生じず、精度の高い測定ができる。
本明細書において、測定部1の「前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面が、略同一平面上に形成されている」とは、前記少なくとも一面上の任意の1点aを含む平面であって深さ方向に垂直な面Aと、前記少なくとも一面上のaとは別の任意の1点bを含む平面であって深さ方向に垂直な面Bとの間の距離Lが1nm以上1mm以下であることを意味する。好ましくは、測定部1の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面は、同一平面上に形成されている。試剤中の成分が粒子の場合は、粒子径をdとしたとき、上記距離Lは1nm以上、距離d以下であることが好ましい。このとき、粒子が細胞の場合は、距離dは数〜数十μmの値となる。測定に集光素子(後述)を使う場合は、上記距離Lの上限値は、集光素子の焦点深度cと粒子径dから算出される被写界深度C以下であることが好ましく、更には上記距離Lの上限値は上記集光素子の焦点深度c以下であることが好ましい。
さらに、例えば図1の(f)に示すように、測定部1は浅い領域の周囲に深い領域を有していてもよい。例えば、測定部1において、深い領域の中央に浅い領域が設けられていてもよく、深い領域と浅い領域とが列状に交互に設けられていてもよい。
図1の(g)は、測定部1の深さが同一である測定用器具であって、本発明には含まれない測定用器具を示す断面図である。図1の(g)において測定部1が有する深さの差は例えば測定部1の成形時のばらつき等によって生じるものである。図1の(g)では、測定部1の最浅部の深さTと測定部1の最深部の深さTとは明確に異なるものではなく、例えば、T/T < 1.1である。
測定部1は、図2の(a)〜(d)に示すように、測定部1の深さ方向と略平行な方向に、前記深さが異なる測定部に格納された複数の試剤がそれぞれ混じり合わないための隔壁2を備えていてもよい。前記構成によれば、隔壁によって、測定部が複数の空間に分割されている。それ故に、測定前に成分の濃度範囲が分かっている場合には所定の深さの測定部にのみ試剤を導入すればよく、これによって、試剤量を低減することができる。また、2種類以上の試剤を測定する場合には、測定時に、試剤同士が干渉し合うこと(例えば、混合すること)を防ぐことができる。
本明細書において「深さ方向と略平行」とは、測定部1の深さ方向と隔壁とが交わってなす角度のうち、小さい方の角度が0°以上45°未満であることを示す。前記小さい方の角度は0°である(すなわち、測定部1の深さ方向と隔壁とが平行である)ことがより好ましい。
また、「深さが異なる測定部に格納された複数の試剤」は、異なる試剤であってもよいし、同一の試剤であってもよい。すなわち、隔壁2によって隔てられた深さが異なる測定部に同一の試剤が導入されていてもよい。前記構成によれば、同一の種類の試剤であっても混じり合うことを防ぐことができる。
図2の(a)は隔壁2を備えた測定用器具10の上面図である。図2の(a)では、測定用器具10の測定部の浅い領域1sと深い領域1dとが、隔壁2によって隔てられている。図2の(b)〜(d)は、図2の(a)の点線A−A’における断面図であり、浅い領域1sおよび深い領域1dの変形例を示している。
隔壁2を備えていない場合と同様に、測定部の壁面のうちの少なくとも一面が略同一平面上にあってもよい。例えば、図2の(b)に示すように、浅い領域1sおよび深い領域1dの底面が略同一平面上にあってもよい。前記構成によれば、試剤中の成分を測定部導入後に重力に従って沈降させ、該成分を同一平面(測定部底面)上に配置させることができるため、測定部の深さ方向における観察点の位置の違いによる誤差を生じず、精度の高い測定ができる。また、図2の(c)に示すように、浅い領域1sおよび深い領域1dの上面が略同一平面上にあってもよい。
また、図2の(d)に示すように、浅い領域1sおよび深い領域1dのそれぞれが、さらに深さの異なる領域を有していてもよい。前記構成によれば、測定用器具が様々な深さの測定部を有するため、試剤中の成分の濃度が未知の場合であっても、試剤中に存在し得る濃度の範囲が広い成分や、濃度差の大きい2つの成分を1つの測定用器具で確実に測定することができる。
図3は本実施形態に係る測定用器具の測定部の変形例を示す上面図である。測定部1の上面から見た形状は特に限定されず、例えば図3の(a)に示すようなひし形、図3の(b)に示すような円形、図3の(c)に示すような楕円形であってもよい。また、測定用器具10が2つ以上の隔壁を備えていてもよい。図3の(d)には、例として、2つの隔壁によって浅い領域1s、深い領域1dおよびさらに深い領域1daが隔てられている測定用器具10が示されている。
<測定用器具10の作製方法>
測定用器具10の作製方法は特に限定されず、例えば図4および5に示されている方法が挙げられる。
図4の(a)および(b)は、隔壁を備えていない測定用器具10の作製方法を示す概略図である。
図4の(a)では、基板102と、浅い領域1sおよび深い領域1dのそれぞれに対応する溝が形成された基板101とを貼り合わせて測定用器具10を作製している。図4の(b)では、同一な深さを有する溝1d’が形成された基板101と、貫通孔1hが形成された基板103と、基板102とを該順番にて貼り合わせて測定用器具10を作製している。図4の(b)では貫通孔1hの一部が溝1d’と重なり合っている。
図4の(a)または(b)に示されている方法によれば、例えば図1の(b)に示されている測定用器具10を作製することができる。すなわち、図4の(a)では、浅い領域1sおよび深い領域1dのそれぞれに対応する溝によって測定部1が形成されている。また、図4の(b)では、貫通孔1hおよび溝1d’によって測定部1が形成されている。図4の(a)および(b)では、基板102には溝が形成されていなくてもよいし、浅い領域1sおよび/または深い領域1dに対応する溝が形成されていてもよい。
図5の(a)〜(c)は、隔壁を備えている測定用器具10の作製方法を示す概略図である。
図5の(a)では、浅い領域1sに対応する溝および浅い領域1sと同一の深さの溝1d’が形成された基板101と、溝1d’と重なり合う位置に貫通孔1dhが形成された基板103と、基板102とを該順番にて貼り合わせて測定用器具10を作製している。
図5の(b)では、基板104と、貫通孔1shおよび貫通孔1dh’が形成された基板101と、貫通孔1dh’と重なり合う位置に貫通孔1dhが形成された基板103と、基板102とを該順番にて貼り合わせて測定用器具10を作製している。
図5の(c)では、基板102と、浅い領域1sおよび深い領域1dのそれぞれに対応する溝が形成された基板101とを貼り合わせて測定用器具10を作製している。
図5の(a)〜(c)に示されている方法によれば、例えば図2の(b)に示されている測定用器具10を作製することができる。すなわち、図5の(a)では、溝1sによって浅い領域1sが形成され、貫通孔1dhおよび溝1d’によって深い領域1dが形成されている。また、図5の(b)では、貫通孔1shによって浅い領域1sが形成され、貫通孔1dhおよび1dh’によって深い領域1dが形成されている。図5の(c)では、溝1sによって浅い領域1sが形成され、溝1dによって深い領域1dが形成されている。図5の(a)〜(c)では、基板102および基板104には溝が形成されていなくてもよいし、浅い領域1sおよび/または深い領域1dに対応する溝が形成されていてもよい。
前記溝および前記貫通孔の形成方法は特に限定されないが、例えば、機械加工またはレーザー加工等によって基板を掘削する方法、前記溝および/または前記貫通孔に対応する凹凸を有する金型を用いた射出成形、プレス成形、鋳造等の方法が挙げられる。
また、基板101〜104の材料は特に限定されないが、例えばガラス、シリコン、プラスチック等を用いることができる。
以上のような作製方法を用いれば、深さが大きく異なる測定部であっても、1つの測定用器具上に形成することができる。
〔第2の実施形態〕
本発明の第2の実施形態について図6〜図10に基づいて説明する。本実施形態に係る測定用器具は、測定部1に連結され、測定部1へ前記試剤を導入するための試剤導入部3と、測定部1に連結され、測定部1から前記試剤を導出するための試剤導出部4と、を備えている。前記構成によれば、測定部1に試剤を効率的に導入することができる。また、測定部1に対して、試剤を連続的または繰返し供給することができ、測定精度を上げることができる。その他の構成については、第1の実施形態に係る測定用器具と同様であって、これらの構成に関する説明は省略する。
<試剤導入部3および試剤導出部4>
図6の(a)〜(c)は本実施形態に係る測定用器具10の試剤導入部3および試剤導出部4の変形例を示す上面図である。試剤導入部3は測定部1へ試剤を導入できる構成であればよく、また試剤導出部4は測定部1から試剤を導出できる構成であればよい。例えば、図6の(a)に示すように、本実施形態に係る測定用器具10の上面から見て測定部1の断面が矩形である場合に、前記矩形断面の一辺に沿って、測定部1の内部と測定用器具10の外部とを連結する貫通孔を測定用器具10に形成し、前記貫通孔を試剤導入部3としてもよい。また、前記一辺の対辺に沿って、測定部1の内部と測定用器具10の外部とを連結する貫通孔を測定用器具10に形成し、前記貫通孔を試剤導出部4としてもよい。
また、試剤導入部を、測定部1に試剤を導入するための試剤導入孔5と、試剤導入孔5と測定部1とを連結する試剤導入路6と、から構成してもよい。前記構成によれば、試剤を毛管力によって測定部1へ導入することができる。同様に、試剤導出部を、測定部1から試剤を導出するための試剤導出孔7と、試剤導出孔7と測定部1とを連結する試剤導出路8と、から構成してもよい。
試剤導入孔5および試剤導入路6の位置は測定部1へ試剤を導入できれば特に限定されず、また、試剤導出孔7および試剤導出路8の位置は測定部1から試剤を導出できれば特に限定されない。試剤導入路6と試剤導出路8とが、光の透過方向から見て例えば図6の(b)に示すように測定部1を挟んで線対称となる位置に配置されていてもよいし、図6の(c)に示すように測定部1を挟んで点対称となる位置に配置されていてもよい。
図7の(a)〜(d)は、本実施形態に係る測定用器具10が隔壁を備えている場合の試剤導入部および試剤導出部の変形例を示す上面図である。測定用器具10は、浅い領域1sおよび深い領域1dの各々に試剤を導入する試剤導入部を別々に備えていてもよいし、図7の(a)に示すように共通の試剤導入部3を備えていてもよい。測定用器具10は、図7の(a)では、浅い領域1sおよび深い領域1dの各々から試剤を導出する試剤導出部4aおよび4bを別々に備えているが、浅い領域1sおよび深い領域1dに対して共通の試剤導出部を備えていてもよい。
測定用器具10が試剤導入路6を備えている場合は、試剤導入路6が分岐構造を有し、
分岐した試剤導入路6の各々が、測定部の深さの異なる領域の各々に連結していてもよい。前記構成によれば、深さの異なる2つ以上の測定部に、1つの試剤導入孔から同一の試剤を導入することができる。すなわち、測定部へ試剤を導入する工程を簡略化できる。また、「試剤導入孔の容積>試剤導入路の容積」であるため、測定に必要な試剤の量を低減できる。試剤導入孔は、試剤を注入するための外部の機構と連結される場合があるため、ある程度の大きさ(外部の機構と連結できる程度の大きさ)が必要であり、かつ、貫通孔として形成されるため、試剤導入路よりも容積が大きい。そのため、試剤導入孔が減少した分、測定に必要な試剤の量を低減できる。さらに、2つ以上の測定部に確実に同一の組成(濃度)の試剤を導入することができる。すなわち、測定において、試剤を注入するための外部の機構を複数の試剤導入孔に接続することによる誤差を受けない。
試剤導入路6が分岐構造を有する場合、例えば図7の(b)に示すように、浅い領域1sおよび深い領域1dの各々から試剤を導出する試剤導出孔7aおよび試剤導出路8a、ならびに、試剤導出孔7bおよび試剤導出路8bが備えられていてもよい。また、例えば図7の(c)に示すように、試剤導出路8が分岐構造を有し、分岐した試剤導出路8の各々が、浅い領域1sおよび深い領域1dの各々に連結していてもよい。
また、測定用器具10は、深さの異なる測定部の各々に対応する試剤導入孔および試剤導入路、ならびに、試剤導出孔および試剤導出路を別々に備えていてもよい。すなわち、例えば図7の(d)に示すように、試剤導入孔5aと浅い領域1sとが試剤導入路6aによって連結されており、試剤導出孔7aと浅い領域1sとが試剤導出路8aによって連結されており、試剤導入孔5bと深い領域1dとが試剤導入路6bによって連結されており、試剤導出孔7bと深い領域1dとが試剤導出路8bによって連結されていてもよい。前記構成によれば、浅い領域1sおよび深い領域1dのそれぞれに異なる試剤を導入することができる。
本実施形態に係る測定用器具10は、前記試剤が液体である場合、測定部1の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面が、該壁面と接触する前記試剤に対して親液性(即ち、接触角が0°以上90°未満)であり、試剤導出部4の前記試剤と接触する少なくとも一部の領域が、前記試剤に対して撥液性(即ち、接触角が90°以上180°以下)であってもよい。前記構成によれば、試剤を毛管力によって測定部に導入でき、試剤導出部での表面張力により試剤が停止するので、ポンプなどの機構を必要とせず、簡易かつ確実に測定部に試剤を導入することができる。また、測定に用いる試剤の体積を測定部の容積と確実に等しくすることができ、測定精度(濃度測定)を上げることができる。測定部1の壁面に親液性を付与する方法および試剤導出部4の少なくとも一部の領域に撥液性を付与する方法には、公知の方法を用いることができる。
図8の(a)は、測定部1の壁面が親液性であり、試剤導出部4の一部の領域が撥液性である測定用器具10の上面図を示している。図8の(b)〜(d)は図8の(a)に係る測定用器具10を用いた試剤200の導入方法を示す概略図である。
図8の(b)〜(d)を用いて試剤200の導入方法を説明する。まず、図8の(b)に示すように、試剤200を試剤導入部3に導入する。次に、図8の(c)に示すように、試剤200は壁面が親液性である測定部1の内部を進む。そして、図8の(d)に示すように、試剤200は、一部の領域が撥液性である試剤導出部4の表面張力によって、試剤導出部4の直前で停止する。
試剤導入部3(または試剤導入路6)は測定部1に試剤を導入できる形状であればよく、試剤導出部4(または試剤導出路8)は測定部1から試剤を導出できる形状であればよい。図9の(a)は本実施形態に係る測定用器具10の上面図を示している。図9の(b)〜(d)は図9の(a)の点線B−B’における断面図であって、試剤導入部3および試剤導出部4a(および4b)の変形例を示している。
図9では、測定用器具10が隔壁を備えており、浅い領域1sおよび深い領域1dに対して共通の試剤導入部3、ならびに別々の試剤導出部4aおよび4bを備えている例が示されているが、別々の試剤導入部を備える場合も共通の試剤導出部を備える場合も、例えば図9の(b)〜(d)と同様の形状をとることができる。また、試剤導入部3が試剤導入路6を含む場合および試剤導出部4が試剤導出路8を含む場合も上記と同様の構成をとることができる。
例えば試剤導入部3および試剤導出部4a(および4b)は、図9の(b)に示すように、測定部(浅い領域1sおよび深い領域1d)と垂直に交わる構成であってもよい。また、図9の(c)および(d)に示すように、前記試剤の試剤導入部3(または試剤導入路6)内での移送方向と直交する方向における、試剤導入部3(または試剤導入路6)の断面の形状が、試剤導入部3の大気に開放された端部(または試剤導入路6と試剤導入孔5との接続端)から、試剤導入部3(または試剤導入路6)と測定部(浅い領域1sおよび深い領域1d)との接続端に向かって逆テーパー形状であることが好ましい。
本明細書において「逆テーパー形状」とは、前記試剤の試剤導入部3(または試剤導入路6)内での移送方向と直交する方向における、試剤導入部3(または試剤導入路6)の断面の上面から見た面積が、試剤導入部3の大気に開放された端部(または試剤導入路6と試剤導入孔5との接続端)から、試剤導入部3(または試剤導入路6)と測定部1(浅い領域1sおよび深い領域1d)との接続端に向かって大きくなっていることを意味し、以下では単に「試剤導入部(または試剤導入路)が逆テーパー形状である」とも表す。また、前記試剤の試剤導入部3(または試剤導入路6)内での移送方向と直交する方向における、試剤導入部3(または試剤導入路6)の断面の上面から見た面積は、試剤導入部3の大気に開放された端部(または試剤導入路6と試剤導入孔5との接続端)から、試剤導入部3(または試剤導入路6)と測定部1(浅い領域1sおよび深い領域1d)との接続端に向かって、図9の(c)に示すように滑らかに大きくなっていてもよいし、図9の(d)に示すように試剤導入部3(または試剤導入路6)のある壁面が階段状になっていてもよい。
前記構成によれば、測定部が浅い場合であっても、試剤を導入するときの流線が試剤導入部の大気に開放された端部(または試剤導入孔)から試剤導入部(または試剤導入路)と測定部との接続端にかけて滑らかに形成されるため、試剤導入部(または試剤導入路)と測定部との接続端に試剤が滞留することなく、試剤中の成分の濃度が試剤導入部(または試剤導入路)と測定部で変わることを防ぐことができるので、精度の高い測定用器具を提供できる。
上記効果を図10の(a)および(b)を用いて説明する。図10では、試剤中の成分が粒子30であるとし、試剤を導入するときの流線を矢印で示す。図10の(a)に示すように、試剤導入部3内での試剤の流線と測定部の浅い領域1s内での試剤の流線とが垂直に交わる場合、試剤導入部3と測定部の浅い領域1sとの接続端において試剤(または試剤中の粒子30)が滞留する虞がある。図10の(b)に示すように試剤導入部3が逆テーパー形状であれば、流線が試剤導入部3の大気に開放された端部から試剤導入部3と浅い領域1sとの接続端にかけて滑らかに形成されるため、試剤導入部3と浅い領域1sとの接続端における試剤(または試剤中の粒子30)の滞留を防ぐことができる。よって、粒子30の濃度が試剤導入部3と浅い領域1sで変わることを防ぐことができる。なお、上記効果は、測定部の深い領域1dにおいても同様である。
〔第3の実施形態〕
本発明の第3の実施形態について図11に基づいて説明する。本実施形態に係る測定用器具は、試剤導入路6に、前記試剤中の成分を前記測定部で測定可能な状態にするための前処理剤を導入するための前処理路9が連結されている。前記構成によれば、試剤中の成分を測定部にて測定可能な状態にするための前処理操作が必要な場合であっても、測定用器具以外の外部器具を用いることなく、測定用器具のみで、試剤中の成分を測定できる。その他の構成については、第1および第2の実施形態に係る測定用器具と同様であって、これらの構成に関する説明は省略する。
<前処理路9>
前処理路9の構成は、試剤導入路6に前処理剤が導入できる構成であれば特に限定されない。また、前処理路9は前処理剤導入孔11と試剤導入路6とを接続するものであってもよい。図11の(a)〜(d)は本実施形態に係る測定用器具10の上面図であり、前処理路9の変形例を示している。図11では、例として、隔壁を備え、試剤導入路6が分岐しており、測定部の深さの異なる領域1sおよび1dの各々が、試剤導出路8aおよび8b、ならびに試剤導出孔7aおよび7bを備えている測定用器具10を示している。
例えば図11の(a)に示すように、前処理路9は試剤導入路6の分岐した一方と前処理剤導入孔11とを接続していてもよい。また、例えば図11の(b)に示すように、試剤導入路6の分岐した一方と前処理剤導入孔11aとを接続する前処理路9a、および、試剤導入路6の分岐したもう一方と前処理剤導入孔11bとを接続する前処理路9bが備えられていてもよい。
さらに、試剤導入路6の分岐した一方に複数の前処理路が接続されていてもよい。例えば図11の(c)および(d)に示すように、前処理路9aが連結されている試剤導入路6の分岐した一方と前処理剤導入孔11a’とを接続する前処理路9a’、および、前処理路9bが連結されている試剤導入路6の分岐したもう一方と前処理剤導入孔11b’とを接続する前処理路9b’を備えていてもよい。前処理路9aと前処理路9a’とは、例えば図11の(c)に示すように、分岐した一方の試剤導入路6を挟んで反対側に連結されていてもよいし、例えば図11の(d)に示すように、分岐した一方の試剤導入路6に対して同じ方向に連結されていてもよい。前処理路9bと前処理路9b’との位置関係も上記と同様である。
また、前記試剤中に赤血球が含まれている場合、前記前処理剤が、赤血球を溶血する溶血剤を含むことが好ましい。前記構成によれば、本発明の測定用器具に血液試剤を導入するだけで、赤血球が除去され、測定部において赤血球以外の成分(白血球等)の測定を行うことができる。
〔測定用器具10を用いた測定方法〕
本発明に係る測定用器具は、測定部に格納された試剤中の成分に対して光を照射することによる前記試剤中の成分の測定に使用される。光の照射による測定には、例えば、試剤
に紫外光や可視光等の入射光を照射し、試剤中の成分の吸光度(試剤中の成分に吸収色素を標識する場合を含む)や試剤中の成分による散乱光(または散乱による入射光の減衰)を測定する方法、および、試剤中の成分を蛍光色素によって標識し、該成分に対して励起光を照射し、蛍光量を測定する方法等が挙げられる。
本発明に係る測定用器具10を用いた測定方法について図12〜図14に基づいて説明する。図12〜14では、浅い領域の深さをTとし、深い領域の深さをTとしている。
図12は隔壁を備えていない測定用器具10(図1の(b)に対応する測定用器具10)を用いた場合の測定方法を示している。図12の(a)は相対的に高濃度の成分を含んでいる試剤が導入された測定用器具10を示しており、図12の(b)は図12の(a)の場合における測定結果を示している。また、図12の(c)は相対的に低濃度の成分を含んでいる試剤が導入された測定用器具10を示しており、図12の(d)は図12の(c)の場合における測定結果を示している。
図12の(b)に示すように、試剤が相対的に高濃度の成分を含んでいる場合、深い領域では成分の信号値の真値は測定装置の測定可能な信号の範囲の上限(測定装置の検出上限)を超えてしまう。しかし、浅い領域では成分の信号値の真値を測定装置の測定可能な信号の範囲内に収めることができる。なお、成分の信号値とは、例えば上述した吸光度や散乱光、蛍光量等を表し、測定信号とも称する。
また、図12の(d)に示すように、試剤が相対的に低濃度の成分を含んでいる場合、浅い領域では成分の信号値の真値は測定装置の測定可能な信号の範囲の下限(測定装置の検出下限)を下回ってしまう。しかし、深い領域では成分の信号値の真値を測定装置の測定可能な信号の範囲内に収めることができる。
図13は隔壁を備えている測定用器具10(図2の(b)に対応する測定用器具10)を用いた場合の測定方法を示している。図13の(a)は相対的に高濃度の成分を含んでいる試剤が導入された測定用器具10を示しており、図13の(b)は図13の(a)の場合における測定結果を示している。また、図13の(c)は相対的に低濃度の成分を含んでいる試剤が導入された測定用器具10を示しており、図13の(d)は図13の(c)の場合における測定結果を示している。
隔壁を備えた測定用器具10の場合も上述の図12の場合と同様で、試剤が相対的に高濃度の成分を含んでいる場合、深い領域では成分の信号値の真値は測定装置の測定可能な信号の範囲の上限を超えるが、浅い領域では成分の信号値の真値を測定装置の測定可能な信号の範囲内に収めることができる(図13の(b))。
また同様に、試剤が相対的に低濃度の成分を含んでいる場合、浅い領域では成分の信号値の真値は測定装置の測定可能な信号の範囲の下限を下回るが、深い領域では成分の信号値の真値を測定装置の測定可能な信号の範囲内に収めることができる(図13の(d))。
すなわち、測定部の相対的に浅い領域が、相対的に濃度の高い成分を測定するための領域であり、測定部の相対的に深い領域が、相対的に濃度の低い成分を測定するための領域であることが好ましい。前記構成によれば、濃度の高い成分および濃度の低い成分の何れについても、測定精度を保つために必要な一定濃度の成分を測定部に保持させることができ、精度の高い測定用器具を提供できる。また、測定に先立つ希釈などが必要な場合であっても、希釈の比率(試剤と希釈液の体積比)を濃度の低い成分および濃度の高い成分で略同一にできるため、前処理操作の簡素化が可能となる。ここで、上述のように前記成分は粒子であってもよい。
また、本発明に係る測定用器具では、前記相対的に濃度の高い粒子の濃度をC、該粒子の最大直径をDとし、前記相対的に濃度の低い粒子の濃度をC、該粒子の最大直径をDとし、前記測定部の相対的に浅い領域の深さをT、前記測定部の相対的に深い領域の深さをTとしたとき、
≧D かつ、
≧D かつ、
0.01≦(T/T)/(C/C)≦10
の関係を満たすことが好ましい。
前記構成によれば、粒子を測定部内に確実に導入することができ、濃度比が大きな粒子であっても測定部の深さに応じて、測定精度を保つために必要な一定数の粒子を測定部に保持することができ、精度の高い測定用器具を提供できる。すなわち、相対的に濃度の高い粒子を浅い領域に保持することで、成分の信号値が測定装置の測定可能な信号の範囲の上限を上回らない程度に粒子数を抑えることができる。また、相対的に濃度の低い粒子を深い領域に保持することで、成分の信号値が測定装置の測定可能な信号の範囲の下限を下回らない程度の粒子数を確保することができる。
前記相対的に濃度の低い粒子は白血球であり、前記相対的に濃度の高い粒子は赤血球または血小板であってもよい。前記構成によれば、本発明の測定用器具を、血液試剤中の白血球、赤血球および血小板の測定に利用することができる。
図14の(a)〜(c)は隔壁を備えている測定用器具10を用いた粒子の測定方法を示しており、2種類の粒子を測定する例を示している。図14の(a)に示す測定用器具10は図2の(b)に示す測定用器具10に対応している。
前記粒子が沈降しない場合は、例えば図14の(b)に示すように粒子が測定部内に分散した状態で測定すればよい。ここで、上述のように、相対的に高濃度である粒子30aは浅い領域1sで測定することが好ましく、相対的に低濃度である粒子30bは深い領域1dで測定することが好ましい。前記構成によれば、相対的に高濃度である粒子30aを、成分の信号値が測定装置の測定可能な信号の範囲の上限を上回らない範囲で保持することができ、相対的に低濃度である粒子30bは深さ方向に十分な数の粒子が存在するので、成分の信号値が測定装置の測定可能な信号の範囲の下限を下回らない範囲で保持することができる。
前記粒子を沈降させる場合は、前記試剤が前記粒子と溶媒とを含み、前記粒子の前記溶媒に対する比重が、1よりも大きいことが好ましい。前記構成によれば、粒子を含む試剤を測定部に導入後、粒子が測定部底面に沈降する。
前記粒子が沈降する場合は、例えば図14の(c)に示すように粒子が測定部の底面に沈降した状態で測定すればよい。前記粒子が沈降する場合は、測定において、測定部の深さに応じた濃縮効果を働かせることができる。すなわち、相対的に低濃度の粒子30bであっても、深さ方向に十分な粒子数が存在するため、深い領域1dの底面に十分な粒子数を沈降させることができる。つまり、底面において粒子を濃縮させることができる。よって、測定部面積を大きくすることなく、測定用器具の小型化を維持したまま、測定精度の高い粒子測定ができる。
また、例えば図14の(c)に示すように浅い領域1sおよび深い領域1dの底面が同一平面上にある場合は、粒子30aおよび粒子30bが同一平面上に沈降するため、高さ方向の焦点合わせ機構が不要となる。
〔第4の実施形態〕
本発明の第4の実施形態について図15〜17に基づいて説明する。本発明に係る測定装置20は、光源12と検出素子13とを備えていることを特徴とする、試剤中の成分を光学的に測定するための測定装置である。前記構成によれば、本発明に係る測定用器具の測定部に格納された試剤中の成分の有無または濃度を測定する測定装置を提供できる。その他の構成については、第1〜3の実施形態に係る測定用器具と同様であって、これらの構成に関する説明は省略する。
<測定装置20>
図15の(a)〜(d)は本実施形態に係る測定装置の変形例を示す概略図である。
光源12は、本発明に係る測定用器具10の測定部1に格納された前記試剤中の成分に光を照射するためのものである。光源12の例としてはレーザー、LED、ランプ等が挙げられる。また、検出素子13は、前記成分から発せられる光、または、前記成分へ照射された光の照射前後の変化、を検出するためのものである。検出素子13としては、測定方法に応じて蛍光検出器、吸光度検出器等を使用すればよく、例えば後述するマルチピクセル検出器を使用してもよい。
なお、光源12は試剤中の成分に光を照射できる位置にあればよく、検出素子13は前記成分から発せられる光、または、前記成分へ照射された光の照射前後の変化、を検出できる位置にあればよい。
吸光度を測定する場合は、光源12および検出素子13は測定用器具10を挟んで反対側に位置していることが好ましい。また、光源12および検出素子13を結ぶ直線が深さ方向と平行であることが好ましい。
測定装置20は、図15の(a)に示すように、測定部1の浅い領域に対応する光源12aおよび検出素子13a、ならびに、深い領域に対応する光源12bおよび検出素子13bを備えていてもよい。前記構成によれば深さの異なる領域の各々について測定を行うことができる。
また、測定装置20は、図15の(b)に示すように、測定部1の一部または全部を測定するためのスキャン機構14を備えていてもよい。スキャン機構14は、図15の(b)では矢印で表されており、該矢印の方向に光源12および検出素子13、または測定用器具10を移動させるものである。前記構成によれば、測定部に導入された試剤中の成分の大部分もしくは全部を測定することができるので、精度の高い成分測定が可能となる。
測定用器具10が隔壁を備える構成である場合も、図15の(c)に示すように浅い領域1sに対応する光源12aおよび検出素子13a、ならびに、深い領域1dに対応する光源12bおよび検出素子13bを備えていてもよく、図15の(d)に示すようにスキャン機構14を備えていてもよい。
なお、図15の(a)〜(d)において、光源および検出素子の位置関係は逆であってもよい。
蛍光や散乱光を検出する場合は、蛍光や散乱光は入射光方向に対して全方向に発光されるため、検出素子は発光を受光できる位置に配置されればよい。例えば、入射光が直接検出素子に入射し、検出精度を低下させることを防ぐ目的で、図16の(a)に示すように、検出素子13aおよび13bを、上記深さ方向に対して平行でない位置(例えば上記深さ方向と直交する位置)に配置してもよい。すなわち、光源12aおよび12bから光を照射する方向と、検出素子13aおよび13bによって光を受光する方向とが直交していてもよい。
また、吸光度を測定する場合であっても、例えば、図16の(b)に示すように測定用器具10を挟んで光源12aおよび12bとは反対側に設けられた反射ミラー等の反射素子17aおよび17bを用いて、成分を通過した後の入射光を検出素子13aおよび13bで受光する構成としてもよい。
また、光源および検出素子は測定用器具に対して同一側に配置されていてもよい。上記構成により、試剤中の成分の測定を反射測定で行うことができる。反射測定により、吸光度検出の場合は光路長が略2倍となり、感度の高い測定が可能となる。また、上記構成によれば、蛍光や散乱を検出する場合は、入射光が直接検出素子に入射することを防ぐことができるので精度の高い測定が可能となる。吸光度測定など試剤中の成分によって、検出素子に直接光が戻ってこない場合は、測定部の底面に金属などの反射膜を設け、反射膜で光を反射させる構成としてもよい。
図17は、光源および検出素子が測定用器具に対して同一側に配置されている測定装置20の概略図を示している。図17の(a)では、光源12aおよび12bから照射された光が、測定部1の底面の反射膜によって反射され、反射光が検出素子13aおよび13bで受光される。図17の(b)では、光源12aおよび12bから照射された光が、測定用器具10を挟んで光源12aおよび12bとは反対側に設けられた反射素子17aおよび17bによって反射され、反射光が検出素子13aおよび13bで受光される。
〔第5の実施形態〕
本発明の第5の実施形態について図18〜20に基づいて説明する。本実施形態に係る測定装置には、前記光源と前記測定部との間の位置に備えられた、前記測定部に対して光を集光するための第1の集光素子、および、前記測定部と前記検出素子との間の位置に備えられた、前記検出素子に対して光を集光するための第2の集光素子、の少なくとも一方が備えられている。前記構成によれば、光源からの照射光または測定部に格納された試剤中の成分からの検出光を高精度に集光でき、精度の高い測定装置を提供できる。第1の集光素子および第2の集光素子としては例えばレンズ等が挙げられる。その他の構成については、第1〜3の実施形態に係る測定用器具および第4の実施形態に係る測定装置と同様であって、これらの構成に関する説明は省略する。
<集光素子>
図18の(a)および(b)は、第1の集光素子15aを備えた測定装置20の概略図を示している。図18の(a)では、光源12が測定部上面側に備えられており、検出素子13が測定部底面側に備えられている例を示している。図18の(b)では、光源12が測定部底面側に備えられており、検出素子13が測定部上面側に備えられている例を示している。
また、図19の(a)および(b)は、第2の集光素子15bを備えた測定装置20の概略図を示している。図19の(a)では、光源12が測定部上面側に備えられており、検出素子13が測定部底面側に備えられている例を示している。図19の(b)では、光源12が測定部底面側に備えられており、検出素子13が測定部上面側に備えられている例を示している。
さらに、図20の(a)および(b)は、第1の集光素子15aと第2の集光素子15bとの両方を備えた測定装置20の概略図を示している。図20の(a)では、光源12が測定部上面側に備えられており、検出素子13が測定部底面側に備えられている例を示している。図20の(b)では、光源12が測定部底面側に備えられており、検出素子13が測定部上面側に備えられている例を示している。
前記試剤中の成分が粒子である場合、前記第1の集光素子の焦点位置および前記第2の集光素子の焦点位置の少なくとも一方が、前記測定部の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面から前記測定部に格納された粒子の方向への距離が、前記粒子の最大直径以下の位置であることが好ましい。前記構成によれば、測定部に導入された試剤中の粒子が測定部底面に沈降し、粒子を光学的に測定するための集光素子の焦点位置が、沈降した粒子位置に配置されるため、複雑な焦点位置あわせ機構なしに粒子を高精度に測定できる。
〔第6の実施形態〕
本発明の第6の実施形態について、図21に基づいて説明する。本実施形態に係る測定装置では、前記検出素子はマルチピクセル検出器である。前記構成によれば、測定部に導入された試剤中の成分を、マルチピクセル検出器を用いてエリア状に一括測定できる(即ち、粒子径等に応じた高精度なスキャン機構が不要となり、測定装置20を安価に提供できる。)。その他の構成については、第1〜3の実施形態に係る測定用器具および第4または第5の実施形態に係る測定装置と同様であって、これらの構成に関する説明は省略する。
<マルチピクセル検出器16>
マルチピクセル検出器16としては、例えばCCDおよびCMOSセンサ等が挙げられる。
図21は、マルチピクセル検出器16を備えた測定装置20の概略図である。図21の(a)に示す測定装置20では、光源12から浅い領域1sおよび深い領域1dのそれぞれに格納された試剤中の成分に対して光を照射し、該光を第2の集光素子15bによってマルチピクセル検出器16に対して集光している。前記構成によれば、浅い領域1sおよび深い領域1dのそれぞれに格納された試剤中の成分に対して一括した測定することができる。また、測定装置20は図21の(b)に示すように、スキャン機構14を備えていてもよい。このときのスキャン機構は粒子径に応じたマイクロメーターオーダーの高精度な機構である必要はなく、測定部1(浅い領域1sおよび深い領域1d)が検出範囲に入る程度のミリオーダーの機構でよい。前記構成によれば、光源12、集光素子15bおよびマルチピクセル検出器16、または測定用器具10を移動させることで測定を行うことができる。
〔第7の実施形態〕
本実施形態に係る測定装置では、演算素子を備えている。その他の構成については、第1〜3の実施形態に係る測定用器具および第4〜6の実施形態に係る測定装置と同様であって、これらの構成に関する説明は省略する。
<演算素子>
測定装置20では、前記測定部の深さが異なっている複数の領域における前記成分の測定信号と、予め取得しておいた測定装置が測定可能な信号の範囲とを比較し、前記予め取得しておいた信号の範囲内にある前記測定信号を、前記成分の測定値として算出する第1の演算素子を備えていることが好ましい。前記構成によれば、測定装置の検出範囲内に収まる試剤中の成分の測定信号を確実に得ることができるので、試剤中の成分の精度の高い測定が可能となる。
また、測定装置20では、前記試剤中の成分が粒子である場合、前記検出素子によって測定した粒子の個数と、前記検出素子が測定した領域の体積とから、前記試剤中に含まれる粒子の濃度を算出する第2の演算素子を備えていることが好ましい。前記構成によれば、試剤中に含まれる粒子の濃度を精度よく算出することができる。
なお、「検出素子が測定した領域の体積」とは、検出素子の焦点が合っている位置ではなく、検出素子が測定した領域の面積と測定部の深さを掛け合わせて算出される。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔まとめ〕
本発明に係る測定用器具は、上記の課題を解決するために、試剤中の成分を測定するための測定用器具であって、前記試剤を格納するとともに、前記格納された試剤中の成分に対して光を照射することにより前記試剤中の成分を測定する測定部を備え、前記光の透過方向における前記測定部の深さが異なっていることを特徴としている。
前記構成によれば、光の透過方向における測定部の深さが異なるため、濃度が未知である成分であっても、成分の濃度が高い場合は測定部の相対的に浅い領域で、逆に、成分の濃度が低い場合は測定部の相対的に深い領域で測定することで、測定系の測定可能な信号の範囲内に前記成分の測定信号を収めることができ、試剤中の成分を定量的に測定することができる。そして、それ故に、試剤を測定系の測定可能な範囲に合うように希釈または濃縮処理する必要がなく、試剤を測定部に導入するだけで、成分の定量的な測定が可能となる。
本発明に係る測定用器具では、前記測定部は、前記測定部の深さ方向と略平行な方向に、前記深さが異なる測定部に格納された複数の試剤がそれぞれ混じり合わないための隔壁を備えていることが好ましい。
前記構成によれば、隔壁によって、測定部が複数の空間に分割されている。それ故に、測定前に成分の濃度範囲が分かっている場合には所定の深さの測定部にのみ試剤を導入すればよく、これによって、測定に用いる試剤の量を低減することができる。また、2種類以上の試剤を測定する場合には、測定時に、試剤同士が干渉し合うこと(例えば、混合すること)を防ぐことができる。
本発明に係る測定用器具では、前記測定部の最浅部の深さをT、前記測定部の最深部の深さをTとしたとき、
5 ≦ T/T ≦ 5000
の関係を満たしていることが好ましい。
前記構成によれば、測定部の深さを大きく変化させることになる(換言すれば、非常に浅い領域と、非常に深い領域との両方を兼ね備えた測定部となる)。それ故に、試剤中に含まれる成分の濃度の範囲が広い場合であっても、試剤中に濃度差の大きい2つの成分が含まれている場合であっても、1つの測定用器具で確実に測定することができる。
本発明に係る測定用器具では、前記測定部の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面が、略同一平面上に形成されていることが好ましい。
前記構成によれば、試剤中の成分を略同一平面上に配置させることができる。それ故に、測定部の深さ方向の一部で測定を行う場合に、測定部の深さ方向における観察点の位置の違いによる誤差を生じず、精度の高い測定ができる。例えば、試剤を測定部に導入した後で、試剤中の成分が沈降する場合であっても、試剤中の成分を略同一平面上(例えば、測定部の底)に配置させることができるため、測定部の深さ方向の一部で測定を行う場合に、測定部の深さ方向における観察点の位置の違いによる誤差を生じず、精度の高い測定ができる。
本発明に係る測定用器具では、同一の深さを有する溝または貫通孔が形成されている基板と、前記溝または貫通孔の少なくとも一部と重なり合う位置に貫通孔が形成されている、少なくとも1つ以上の基板と、を含み、前記溝および前記貫通孔によって前記測定部が形成されていることが好ましい。
前記構成によれば、少なくとも2つ以上の基板を用いて測定用器具を形成することで、深さが大きく異なる測定部であっても、1つの測定用器具上に形成することができる。
本発明に係る測定用器具では、前記測定部に連結され、前記測定部へ前記試剤を導入するための試剤導入部と、前記測定部に連結され、前記測定部から前記試剤を導出するための試剤導出部と、を備えていることが好ましい。
前記構成によれば、測定部に試剤を効率的に導入することができる。また、測定部に対して、試剤を連続的または繰返し供給することができ、測定精度を上げることができる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤は、液体であり、前記測定部の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面が、該壁面と接触する前記試剤に対して親液性であり、前記試剤導出部の前記試剤と接触する少なくとも一部の領域が、前記試剤に対して撥液性であることが好ましい。
前記構成によれば、試剤を毛管力によって測定部に導入でき、試剤導出部での表面張力により試剤が停止するので、ポンプなどの機構を必要とせず、簡易かつ確実に測定部に試剤を導入することができる。また、測定に用いる試剤の体積を測定部の容積と確実に等しくすることができ、測定精度(濃度測定)を上げることができる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤導入部は、前記測定部に試剤を導入するための試剤導入孔と、前記試剤導入孔と前記測定部とを連結する試剤導入路と、からなり、前記試剤の前記試剤導入路内での移送方向と直交する方向における、前記試剤導入路の断面の形状が、前記試剤導入路と前記試剤導入孔との接続端から、前記試剤導入路と前記測定部との接続端に向かって逆テーパー形状であることが好ましい。
前記構成によれば、測定部が浅い場合であっても、試剤を導入するときの流線が試剤導入孔から試剤導入路と測定部との接続端にかけて滑らかに形成されるため、試剤導入路と測定部との接続端に試剤が滞留することなく、試剤中の成分の濃度が試剤導入路と測定部で変わることを防ぐことができるので、精度の高い測定用器具を提供できる。
本発明に係る測定用器具では、前記測定部は、前記測定部の深さ方向と略平行な方向に、前記深さの異なる測定部に格納された複数の試剤がそれぞれ混じり合わないための隔壁を備えており、前記試剤導入部は、前記測定部に試剤を導入するための試剤導入孔と、前記試剤導入孔と前記測定部とを連結する試剤導入路と、からなり、前記試剤導入路は、分岐構造を有し、前記分岐した前記試剤導入路の各々は、前記深さの異なる測定部の各々に連結していることが好ましい。
前記構成によれば、深さの異なる2つ以上の測定部に、1つの試剤導入孔から同一の試剤を導入することができる。すなわち、測定部へ試剤を導入する工程を簡略化できる。また、「試剤導入孔の容積>試剤導入路の容積」であるため、測定に必要な試剤の量を低減できる。さらに、2つ以上の測定部に確実に同一の組成(濃度)の試剤を導入することができる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤導入部は、前記測定部に試剤を導入するための試剤導入孔と、前記試剤導入孔と前記測定部とを連結する試剤導入路と、からなり、前記試剤導入路には、前記試剤中の成分を前記測定部で測定可能な状態にするための前処理剤を導入するための前処理路が連結されていることが好ましい。
前記構成によれば、試剤中の成分を測定部にて測定可能な状態にするための前処理操作が必要な場合であっても、測定用器具以外の外部器具を用いることなく、測定用器具のみで、試剤中の成分を測定できる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤中の成分が、生体分子であることが好ましい。
前記構成によれば、本発明の測定用器具を試剤中の生体分子の測定に用いることができる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤中の成分が、粒子であることが好ましい。
前記構成によれば、本発明の測定用器具を試剤中の粒子の測定に用いることができる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤中の成分が、少なくとも2種類以上の粒子であり、前記2種類以上の粒子の何れか2種類の粒子の濃度が異なることが好ましい。
前記構成によれば、本発明の測定用器具を、例えば、血液中の赤血球および白血球のような、濃度が大きく異なる2種類以上の粒子を含む試剤の測定に用いることができる。
本発明に係る測定用器具では、前記測定部の相対的に浅い領域が、前記粒子のうち、相対的に濃度の高い粒子を測定するための領域であり、前記測定部の相対的に深い領域が、前記粒子のうち、相対的に濃度の低い粒子を測定するための領域であることが好ましい。
前記構成によれば、濃度の高い粒子および濃度の低い粒子の何れについても、測定精度を保つために必要な一定数の粒子を測定部に保持させることができ、精度の高い測定用器具を提供できる。また、測定に先立つ希釈などが必要な場合であっても、希釈の比率(試剤と希釈液の体積比)を濃度の低い粒子および濃度の高い粒子で略同一にできるため、前処理操作の簡素化が可能となる。
本発明に係る測定用器具では、前記相対的に濃度の高い粒子の濃度をC、該粒子の最大直径をDとし、前記相対的に濃度の低い粒子の濃度をC、該粒子の最大直径をDとし、前記測定部の相対的に浅い領域の深さをT、前記測定部の相対的に深い領域の深さをTとしたとき、
≧D かつ、
≧D かつ、
0.01≦(T/T)/(C/C)≦10
の関係を満たすことが好ましい。
前記構成によれば、粒子を測定部内に確実に導入することができ、濃度比が大きな粒子であっても測定部の深さに応じて、測定精度を保つために必要な一定数の粒子を測定部に保持することができ、精度の高い測定用器具を提供できる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤は、前記粒子と溶媒とを含み、前記粒子の前記溶媒に対する比重が、1よりも大きいことが好ましい。
前記構成によれば、粒子を含む試剤を測定部に導入した後、粒子が測定部の底面に沈降するので、測定において、測定部の深さに応じた濃縮効果を働かせることができる。つまり、測定部の底面において粒子を濃縮させることができる。そして、低濃度の粒子であっても、測定部の面積を大きくすることなく、測定用器具の小型化を維持したまま、測定精度の高い粒子測定ができる。
本発明に係る測定用器具では、前記粒子が細胞であることが好ましい。
前記構成によれば、本発明の測定用器具を、細胞の測定に利用することができる。
本発明に係る測定用器具では、前記細胞が血球であることが好ましい。
前記構成によれば、本発明の測定用器具を、血液試剤中の血球の測定に利用することができる。
本発明に係る測定用器具では、前記相対的に濃度の低い粒子が白血球であり、前記相対的に濃度の高い粒子が赤血球または血小板であることが好ましい。
前記構成によれば、本発明の測定用器具を、血液試剤中の白血球、赤血球および血小板の測定に利用することができる。
本発明に係る測定用器具では、前記試剤中に赤血球が含まれており、前記前処理剤が、赤血球を溶血する溶血剤を含むことが好ましい。
前記構成によれば、本発明の測定用器具に血液試剤を導入するだけで、赤血球が除去され、測定部において赤血球以外の成分(白血球等)の測定を行うことができる。
本発明に係る測定装置は、上記の課題を解決するために、本発明に係る測定用器具の前記測定部に格納された前記試剤中の成分に光を照射するための光源と、前記成分から発せられる光、または、前記成分へ照射された光の照射前後の変化、を検出するための検出素子と、を備えていることを特徴としている。
前記構成によれば、本発明に係る測定用器具の測定部に格納された試剤中の成分の有無または濃度を測定する測定装置を提供できる。
本発明に係る測定装置では、前記光源と前記測定部との間の位置に備えられた、前記測定部に対して光を集光するための第1の集光素子、および、前記測定部と前記検出素子との間の位置に備えられた、前記検出素子に対して光を集光するための第2の集光素子、の少なくとも一方が備えられていることが好ましい。
前記構成によれば、光源からの照射光または測定部に格納された試剤中の成分からの検出光を高精度に集光でき、精度の高い測定装置を提供できる。
本発明に係る測定装置では、前記試剤中の成分が粒子であり、前記第1の集光素子の焦点位置および前記第2の集光素子の焦点位置の少なくとも一方が、前記測定部の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面から前記測定部に格納された粒子の方向への距離が、前記粒子の最大直径以下の位置であることが好ましい。
前記構成によれば、測定部に導入された試剤中の粒子が測定部の底面に沈降し、粒子を光学的に測定するための集光素子の焦点位置が、沈降した粒子の位置に配置されるため、複雑な焦点位置あわせ機構なしに粒子を高精度に測定できる。
本発明に係る測定装置では、前記検出素子が、マルチピクセル検出器であることが好ましい。
前記構成によれば、測定部に導入された試剤中の成分を、マルチピクセル検出器を用いてエリア状に一括測定できる。
本発明に係る測定装置では、前記測定部の一部または全部を測定するためのスキャン機構を備えていることが好ましい。
前記構成によれば、測定部に導入された試剤中の成分の大部分もしくは全部を測定することができるので、精度の高い成分測定が可能となる。
本発明に係る測定装置では、前記測定部の深さが異なっている複数の領域における前記成分の測定信号と、予め取得しておいた測定装置が測定可能な信号の範囲とを比較し、前記予め取得しておいた信号の範囲内にある前記測定信号を、前記成分の測定値として算出する第1の演算素子を備えていることが好ましい。
前記構成によれば、測定装置が測定可能な信号の範囲内に収まる試剤中の成分の測定信号を確実に得ることができるので、試剤中の成分の精度の高い測定が可能となる。
本発明に係る測定装置では、前記試剤中の成分が粒子であり、前記検出素子によって測定した粒子の個数と、前記検出素子が測定した領域の体積とから、前記試剤中に含まれる粒子の濃度を算出する第2の演算素子を備えていることが好ましい。
前記構成によれば、試剤中に含まれる粒子の濃度を精度よく算出することができる。
本発明は、例えば血液中の酵素および基質等の特定の成分の測定、血球等の細胞の計数等に利用することができる。
1 ・・・測定部
1s ・・・浅い領域
1d ・・・深い領域
1da ・・・さらに深い領域
1d’ 溝
1h、1sh、1dh、1dh’ ・・・貫通孔
2 ・・・隔壁
3、3a、3b ・・・試剤導入部
4、4a、4b ・・・試剤導出部
5、5a、5b ・・・試剤導入孔
6、6a、6b ・・・試剤導入路
7、7a、7b ・・・試剤導出孔
8、8a、8b ・・・試剤導出路
9、9a、9b、9a’、9b’ ・・・前処理路
10 ・・・測定用器具
11、11a、11b、11a’、11b’ ・・・前処理剤導入孔
12、12a、12b ・・・光源
13、13a、13b ・・・検出素子
14 ・・・スキャン機構
15a ・・・第1の集光素子
15b ・・・第2の集光素子
16 ・・・マルチピクセル検出器
17a、17b ・・・反射素子
20 ・・・測定装置
30 ・・・粒子
30a ・・・相対的に濃度の高い粒子
30b ・・・相対的に濃度の低い粒子
101、102、103、104 ・・・基板
200 ・・・試剤

Claims (27)

  1. 試剤中の成分を測定するための測定用器具であって、
    前記試剤を格納するとともに、前記格納された試剤中の成分に対して光を照射することにより前記試剤中の成分を測定する測定部を備え、
    前記光の透過方向における前記測定部の深さが異なっていることを特徴とする測定用器具。
  2. 前記測定部は、前記測定部の深さ方向と略平行な方向に、前記深さが異なる測定部に格納された複数の試剤がそれぞれ混じり合わないための隔壁を備えていることを特徴とする請求項1に記載の測定用器具。
  3. 前記測定部の最浅部の深さをT、前記測定部の最深部の深さをTとしたとき、
    5 ≦ T/T ≦ 5000
    の関係を満たしていることを特徴とする請求項1または2に記載の測定用器具。
  4. 前記測定部の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面が、略同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の測定用器具。
  5. 同一の深さを有する溝または貫通孔が形成されている基板と、
    前記溝または貫通孔の少なくとも一部と重なり合う位置に貫通孔が形成されている、少なくとも1つ以上の基板と、を含み、
    前記溝および前記貫通孔によって前記測定部が形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の測定用器具。
  6. 前記測定部に連結され、前記測定部へ前記試剤を導入するための試剤導入部と、
    前記測定部に連結され、前記測定部から前記試剤を導出するための試剤導出部と、を備えていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の測定用器具。
  7. 前記試剤は、液体であり、
    前記測定部の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面が、該壁面と接触する前記試剤に対して親液性であり、
    前記試剤導出部の前記試剤と接触する少なくとも一部の領域が、前記試剤に対して撥液性であることを特徴とする請求項6に記載の測定用器具。
  8. 前記試剤導入部は、前記測定部に試剤を導入するための試剤導入孔と、前記試剤導入孔と前記測定部とを連結する試剤導入路と、からなり、
    前記試剤の前記試剤導入路内での移送方向と直交する方向における、前記試剤導入路の断面の形状が、前記試剤導入路と前記試剤導入孔との接続端から、前記試剤導入路と前記測定部との接続端に向かって逆テーパー形状であることを特徴とする請求項6または7に記載の測定用器具。
  9. 前記測定部は、前記測定部の深さ方向と略平行な方向に、前記深さの異なる測定部に格納された複数の試剤がそれぞれ混じり合わないための隔壁を備えており、
    前記試剤導入部は、前記測定部に試剤を導入するための試剤導入孔と、前記試剤導入孔と前記測定部とを連結する試剤導入路と、からなり、
    前記試剤導入路は、分岐構造を有し、
    前記分岐した前記試剤導入路の各々は、前記深さの異なる測定部の各々に連結していることを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の測定用器具。
  10. 前記試剤導入部は、前記測定部に試剤を導入するための試剤導入孔と、前記試剤導入孔と前記測定部とを連結する試剤導入路と、からなり、
    前記試剤導入路には、前記試剤中の成分を前記測定部で測定可能な状態にするための前処理剤を導入するための前処理路が連結されていることを特徴とする請求項6〜9の何れか1項に記載の測定用器具。
  11. 前記試剤中の成分が、生体分子であることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の測定用器具。
  12. 前記試剤中の成分が、粒子であることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の測定用器具。
  13. 前記試剤中の成分が、少なくとも2種類以上の粒子であり、
    前記2種類以上の粒子の何れか2種類の粒子の濃度が異なることを特徴とする請求項12に記載の測定用器具。
  14. 前記測定部の相対的に浅い領域が、前記粒子のうち、相対的に濃度の高い粒子を測定するための領域であり、
    前記測定部の相対的に深い領域が、前記粒子のうち、相対的に濃度の低い粒子を測定するための領域であることを特徴とする請求項13に記載の測定用器具。
  15. 前記相対的に濃度の高い粒子の濃度をC、該粒子の最大直径をDとし、前記相対的に濃度の低い粒子の濃度をC、該粒子の最大直径をDとし、前記測定部の相対的に浅い領域の深さをT、前記測定部の相対的に深い領域の深さをTとしたとき、
    ≧D かつ、
    ≧D かつ、
    0.01≦(T/T)/(C/C)≦10
    の関係を満たすことを特徴とする請求項14に記載の測定用器具。
  16. 前記試剤は、前記粒子と溶媒とを含み、
    前記粒子の前記溶媒に対する比重が、1よりも大きいことを特徴とする請求項12〜15の何れか1項に記載の測定用器具。
  17. 前記粒子が細胞であることを特徴とする請求項12〜16の何れか1項に記載の測定用器具。
  18. 前記細胞が血球であることを特徴とする請求項17に記載の測定用器具。
  19. 前記相対的に濃度の低い粒子が白血球であり、前記相対的に濃度の高い粒子が赤血球または血小板であることを特徴とする請求項13〜15の何れか1項に記載の測定用器具。
  20. 前記試剤中に赤血球が含まれており、
    前記前処理剤が、赤血球を溶血する溶血剤を含むことを特徴とする請求項10に記載の測定用器具。
  21. 請求項1〜20の何れか1項に記載の測定用器具の前記測定部に格納された前記試剤中の成分に光を照射するための光源と、
    前記成分から発せられる光、または、前記成分へ照射された光の照射前後の変化、を検出するための検出素子と、を備えていることを特徴とする、試剤中の成分を光学的に測定するための測定装置。
  22. 前記光源と前記測定部との間の位置に備えられた、前記測定部に対して光を集光するための第1の集光素子、および、
    前記測定部と前記検出素子との間の位置に備えられた、前記検出素子に対して光を集光するための第2の集光素子、の少なくとも一方が備えられていることを特徴とする請求項21に記載の測定装置。
  23. 前記試剤中の成分が粒子であり、
    前記第1の集光素子の焦点位置および前記第2の集光素子の焦点位置の少なくとも一方が、前記測定部の前記試剤を格納するための空間を取り囲む壁面のうちの少なくとも一面から前記測定部に格納された粒子の方向への距離が、前記粒子の最大直径以下の位置であることを特徴とする請求項22に記載の測定装置。
  24. 前記検出素子が、マルチピクセル検出器であることを特徴とする請求項21〜23の何れか1項に記載の測定装置。
  25. 前記測定部の一部または全部を測定するためのスキャン機構を備えていることを特徴とする請求項21〜24の何れか1項に記載の測定装置。
  26. 前記測定部の深さが異なっている複数の領域における前記成分の測定信号と、予め取得しておいた測定装置が測定可能な信号の範囲とを比較し、前記予め取得しておいた信号の範囲内にある前記測定信号を、前記成分の測定値として算出する第1の演算素子を備えていることを特徴とする請求項21〜25の何れか1項に記載の測定装置。
  27. 前記試剤中の成分が粒子であり、
    前記検出素子によって測定した粒子の個数と、前記検出素子が測定した領域の体積とから、前記試剤中に含まれる粒子の濃度を算出する第2の演算素子を備えていることを特徴とする請求項21〜26の何れか1項に記載の測定装置。
JP2012197788A 2012-09-07 2012-09-07 測定用器具および測定装置 Pending JP2015215164A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012197788A JP2015215164A (ja) 2012-09-07 2012-09-07 測定用器具および測定装置
PCT/JP2013/072544 WO2014038399A1 (ja) 2012-09-07 2013-08-23 測定用器具および測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012197788A JP2015215164A (ja) 2012-09-07 2012-09-07 測定用器具および測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015215164A true JP2015215164A (ja) 2015-12-03

Family

ID=50237012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012197788A Pending JP2015215164A (ja) 2012-09-07 2012-09-07 測定用器具および測定装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2015215164A (ja)
WO (1) WO2014038399A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020100943A1 (ja) * 2018-11-14 2020-05-22 国立大学法人 東京大学 アッセイ用カートリッジデバイス

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6352750B2 (ja) * 2014-09-26 2018-07-04 シスメックス株式会社 血液分析装置および血液分析方法
EP3199937A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-02 Minitüb GmbH Counting compartment and method for sample analysis
EP3502661B1 (en) 2017-12-22 2021-01-20 Minitüb GmbH Method and devices for analyzing sperm samples
CN110595971A (zh) * 2019-10-16 2019-12-20 恒天益科技(深圳)有限公司 一种超低粉尘仪

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55125527U (ja) * 1979-02-28 1980-09-05
JP4565205B2 (ja) * 2004-07-01 2010-10-20 タマティーエルオー株式会社 検体分析素子
JP2006234549A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 吸光光度分析装置および吸光光度分析方法
JP2007040814A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 吸光度測定用センサ及び吸光度測定方法
JP4753672B2 (ja) * 2005-09-16 2011-08-24 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 樹脂製マイクロチャネルアレイの製造方法及びこれを用いた血液測定方法
JP2008070245A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Citizen Holdings Co Ltd 流体試料用フローセル
EP2226623B1 (en) * 2008-02-01 2014-06-18 Nippon Telegraph and Telephone Corporation Flow cell
JP5293733B2 (ja) * 2008-02-28 2013-09-18 株式会社ニコン 顕微鏡装置および細胞培養装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020100943A1 (ja) * 2018-11-14 2020-05-22 国立大学法人 東京大学 アッセイ用カートリッジデバイス
JP7475050B2 (ja) 2018-11-14 2024-04-26 国立大学法人 東京大学 アッセイ用カートリッジデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014038399A1 (ja) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2195653C2 (ru) Анализатор
US20120088230A1 (en) System And Method For Cell Analysis
WO2010010858A1 (ja) キャピラリー電気泳動法による分析装置
WO2014038399A1 (ja) 測定用器具および測定装置
US9547004B2 (en) Rapid quantification of biomolecules in a selectively functionalized nanofluidic biosensor and method thereof
JP2007292773A (ja) マイクロ製造される拡散ベースの化学センサ
WO2009088021A1 (ja) キャピラリーポンプユニット及びフローセル
US20150177118A1 (en) Fluidic optical cartridge
US20070081159A1 (en) Apparatus and methods for evaluating an optical property of a liquid sample
US9594016B2 (en) Photometric device and method
WO2014132876A1 (ja) マイクロチップを用いた光分析方法および光分析装置、ならびに光分析装置用マイクロチップおよび光分析用処理装置
KR101560639B1 (ko) 유로 기판
EP2748584B1 (en) Parallel optical examinations of a sample
US7277167B2 (en) Modular cuvettes and methods for use thereof
JP2009121912A (ja) マイクロチップ
JPWO2018034208A1 (ja) 測定方法
JP2019194622A (ja) 光学検出によるポイントオブケア凝固アッセイのための方法及びシステム
US7224448B2 (en) Apparatus and methods for evaluating an optical property of a liquid sample
JP5017723B2 (ja) 光学測定用キュベットを有するマイクロチップおよびその使用方法
JPWO2005121750A1 (ja) フローセル及びこれを用いた蛍光相関分光測定装置
JP2005091093A (ja) 吸光度測定用マイクロチップ
JP5507991B2 (ja) アプリケータ
US8404480B2 (en) Microorganism testing device and microorganism testing chip
Min et al. Rapid and easily identifiable blood typing on microfluidic cotton thread-based analytical devices
WO2017081979A1 (ja) 検出方法および分析チップ