JP2019074435A - 検体診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気が混入していない検体をＳＡＷ素子に滴下し、適正な診断を行うことが可能な検体診断装置を提供する。【解決手段】 検体Ｋが接触するＳＡＷ素子５と、ＳＡＷ素子５をカバーするカセット３と、筒状で検体Ｋを収容し、一端に滴下口４１を有する滴下容器４と、を備える。カセット３には、滴下容器４の一端側を下向きに装着した状態で、滴下口４１がＳＡＷ素子５に密着し、滴下容器４を略垂直に保持する装着部３１が設けられている。【選択図】 図２

Description

この発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を利用した検体診断装置に関し、特に、伝搬路（反応場）に検体が滴下される検体診断装置に関する。

例えば、ＳＡＷ素子上に液体状（血液など）の検体を滴下してアレルギーなどを診断する診断装置（ＳＡＷバイオセンサ）が知られており（例えば、特許文献１等参照。）、このようなＳＡＷバイオセンサで血液などの液体中の抗原（或いは抗体）濃度を測定する場合、ＳＡＷ素子の伝搬路を反応場として検体が滴下される。この際、ピペットや注射器状容器などの滴下容器に検体を収容し、ＳＡＷ素子を収容したプラスチックカセットに滴下容器から検体を落下させて滴下することが、一般的に考えられる。

特開２００９−２７１０５７号公報

ところで、ピペットや注射器状容器などの滴下容器に検体を収容する場合、滴下容器内の検体に空気（気泡）が混入する場合があり、また、滴下容器から伝搬路に検体を落下させる際に、外部からの空気が検体に混入する場合がある。そして、図５に示すように、このようにして空気Ｂが混入した検体Ｋが滴下容器１１０から、ＳＡＷ素子１０１を収容したプラスチックカセット１００に滴下されると、図６に示すように、検体Ｋがプラスチックカセット１００の滴下部１０２に落下する。そして、図７に示すように、空気Ｂが混入した検体Ｋが、メンブレン１０３などを透過して伝搬路１０４に達することになる。

しかしながら、空気Ｂが混入した検体Ｋが伝搬路１０４に接触した状態で診断を行うと、診断、測定が著しく不安定となり、診断精度上大きな問題となる。さらに、滴下容器１１０から滴下する検体Ｋの滴下量は、滴下操作を行う人の技量、スキルに依るところが大きいため、滴下量にバラツキが生じ適正な診断が行えない場合が生じ得る。そして、検体診断装置が将来一般家庭などで広く使用されることを想定すると、滴下操作に不慣れな人が滴下操作を行う場面が多くなり、このような問題が頻繁に発生することが予想される。

そこで本発明は、空気が混入していない検体をＳＡＷ素子に滴下し、適正な診断を行うことが可能な検体診断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、検体が接触するＳＡＷ素子と、前記ＳＡＷ素子をカバーするカセットと、筒状で前記検体を収容し、一端に滴下口を有する滴下容器と、を備え、前記カセットには、前記滴下容器の一端側を下向きに装着した状態で、前記滴下口が前記ＳＡＷ素子に密着し、前記滴下容器を略垂直に保持する装着部が設けられている、ことを特徴とする検体診断装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検体診断装置において、前記ＳＡＷ素子は、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンを備え、前記滴下容器の一端側を下向きに装着した状態で、前記滴下口が前記メンブレンに密着し、毛細管現象によって前記メンブレンが前記検体を所定量吸収するように、前記メンブレンの寸法が設定されている、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、カセットの装着部に滴下容器の一端側を下向きに装着すると、滴下容器の滴下口がＳＡＷ素子に密着するため、滴下中の検体に外部からの空気が混入するおそれがない。また、カセットの装着部に滴下容器の一端側を装着すると、滴下容器が略垂直に保持されるため、滴下容器内の検体に空気が混入していたとしても、検体よりも密度が低い空気は上方に移動する。このため、滴下容器の滴下口からＳＡＷ素子側に空気が流れることがなく、空気が混入していない検体をＳＡＷ素子に滴下することができ、適正な診断を行うことが可能となる。

しかも、カセットの装着部に滴下容器の一端側を下向きに装着するだけでよいため、滴下操作に不慣れな人であっても、容易に空気が混入していない検体をＳＡＷ素子に滴下することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、カセットの装着部に滴下容器の一端側を下向きに装着すると、滴下口がメンブレンに密着し、毛細管現象によってメンブレンが検体を所定量吸収するため、所定量の検体を安定してＳＡＷ素子に供給することが可能となる。その結果、安定して適正な診断を行うことが可能となる。しかも、カセットの装着部に滴下容器の一端側を下向きに装着するだけでよいため、滴下操作に不慣れな人であっても、所定量の検体を安定してＳＡＷ素子に供給することが可能となる。

この発明の実施の形態に係る検体診断装置の装着部周辺を示す（ａ）断面図（図４のＡ−Ａ断面図）と、滴下容器を示す（ｂ）正面図である。 図１の検体診断装置の装着部に滴下容器を装着した直後の状態を示す断面図である。 図２の後に検体がＳＡＷ素子側に浸透した状態を示す断面図である。 図１の検体診断装置の装置本体とカセットを示す平面図である。 空気を含む検体を滴下容器からカセットに落下させた状態を示す断面図である。 図５の後に空気を含む検体がカセットの滴下部に達した状態を示す断面図である。 図６の後に空気を含む検体がＳＡＷ素子側に浸透した状態を示す断面図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１〜図４は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係る検体診断装置１の装着部３１周辺を示す（ａ）断面図（図４のＡ−Ａ断面図）と、滴下容器４を示す（ｂ）正面図である。この検体診断装置１は、弾性表面波を利用して液体状（血液など）の検体Ｋの抗原（あるいは抗体）濃度などを診断する装置であり、図４に示すように、演算及び診断などを行う装置本体２と、装置本体２に着脱自在に装着され検体Ｋが滴下されるプラスチック製のカセット３と、検体Ｋを収容してカセット３に滴下する滴下容器４と、を備える。この発明は、滴下容器４内の検体Ｋをカセット３内のＳＡＷ素子５に滴下する技術に関するものであり、この点について以下に詳しく説明する。

カセット３は、検体Ｋが接触するＳＡＷ素子５をカバーするものであり、ＳＡＷ素子５は、この実施の形態では、主として、圧電性基板５２と、金属電極パターンと、メンブレン５４と、を備える。すなわち、ＰＣ板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ板、プリント基板）５１の表面上に圧電性基板５２が載置され、この圧電性基板５２の表面上に、検体Ｋが接触する伝搬路５３や櫛形電極（ＩＤＴ）を含む金属電極パターンが配設されている。

また、伝搬路５３の周囲を囲むように、黒色樹脂で構成された封止部材５５が配置されている。すなわち、圧電性基板５２の外周縁を覆うように環状に、ＰＣ板５１と圧電性基板５２の境に封止部材５５が配置され、これにより後述する空間Ｓ内の検体Ｋを保持するものである。

メンブレン５４は、封止部材５５の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状の部材である。すなわち、多くの空孔を有する素材で構成され、伝搬路５３を検体Ｋで湿潤するためのシート状部材であり、環状の封止部材５５を跨ぐように配置されている。

このようなメンブレン５４が配置されることで、メンブレン５４と伝搬路５３との間に所定高さの空間Ｓが形成される。ここで、所定高さとは、メンブレン５４に滴下された検体Ｋがメンブレン５４に浸透して、表面張力によって適正に伝搬路５３に接触する（伝搬路５３が検体Ｋで濡れる）高さである。また、伝搬路５３とメンブレン５４との間に隙間を設けるのは、伝搬路５３にメンブレン５４が接触してＳＡＷ素子５の機能に支障が生じるのを防止するためである。

このようなＳＡＷ素子５が、検体Ｋが滴下される部分を除いてカセット３によって覆われており、このカセット３には、滴下容器４が装着される装着部３１が設けられている。

滴下容器４は、筒状で検体Ｋを収容し、一端に滴下口４１を有する容器である。すなわち、図１（ｂ）に示すように、注射器状の容器で、全体が円筒状で、一端側が略円錐状に形成されている。そして、その端部（端面）に滴下口４１が設けられ、この滴下口４１から滴下容器４内の検体Ｋが外部に滴下される。

カセット３の装着部３１は、滴下容器４の一端側を下向きに装着した状態で、滴下口４１がＳＡＷ素子５に密着し、滴下容器４を略垂直に保持するものである。すなわち、図１（ａ）に示すように、カセット３の表面側からメンブレン５４側に至る貫通孔で構成され、その貫通孔は、滴下容器４の一端側とほぼ同形状、同寸法に形成されている。具体的には、表面側が円柱状の孔となり、メンブレン５４側が略円錐状の孔となっており、図２に示すように、滴下容器４の滴下口４１側（一端側）を下向きにして装着部３１に挿入、装着すると、滴下容器４の滴下口４１側が隙間なく装着部３１に嵌合する。

そして、この状態で、滴下口４１がＳＡＷ素子５のメンブレン５４に隙間なく密着するように、装着部３１が形成されている。さらに、このように逆さまの状態で滴下容器４を略垂直に保持できるように、装着部３１が形成されている。つまり、装着部３１と滴下容器４の嵌合長さが設定されている。

ここで、滴下容器４を安定して保持するために、ネジ機構や係止機構などを設けてもよい。例えば、装着部３１の内周面に雌ネジを形成し滴下容器４の外周面に雄ネジを形成して、装着部３１に滴下容器４を螺合させてもよい。

一方、メンブレン５４の寸法（吸収量）は、滴下容器４の一端側を装着部３１に装着して滴下口４１がメンブレン５４に密着した状態で、毛細管現象によってメンブレン５４が検体Ｋを所定量吸収するように、設定されている。すなわち、滴下口４１が下向きで滴下容器４が垂直に延び、滴下口４１がメンブレン５４に密着した状態で、メンブレン５４の毛細管現象によって滴下容器４内の検体Ｋが滴下口４１からメンブレン５４に所定量吸収されるように、メンブレン５４の寸法が設定されている。

ここで、メンブレン５４の寸法は、厚みや面積だけではなく素材の吸収率（どのくらい液体を吸収するかを示す指標）を含み、毛細管現象によってどのくらいの検体Ｋを吸収するか、つまり吸収量を左右するファクターである。また、吸収する所定量とは、図３に示すように、検体Ｋがメンブレン５４を透過して伝搬路５３の全面を隙間なく濡らすのに必要な量である。このように、毛細管現象によって滴下容器４内の検体Ｋを滴下口４１から吸収して、毛細管現象によって伝搬路５３の全面を隙間なく濡らせるように、メンブレン５４の寸法（吸収量）が設定されている。

このような構成の検体診断装置１によれば、カセット３の装着部３１に滴下容器４の滴下口４１側（一端側）を下向きに装着すると、滴下容器４の滴下口４１がＳＡＷ素子５に密着するため、滴下中の検体Ｋに外部からの空気Ｂが混入するおそれがない。また、カセット３の装着部３１に滴下容器４の滴下口４１側を装着すると、滴下容器４が略垂直に保持されるため、滴下容器４内の検体Ｋに空気（気泡）Ｂが混入していたとしても、図２、図３に示すように、検体Ｋよりも密度が低い空気Ｂが上方に移動する。このため、滴下容器４の滴下口４１からＳＡＷ素子５側に空気Ｂが流れることがなく、空気Ｂが混入していない検体ＫをＳＡＷ素子５に滴下することができ、適正な診断を行うことが可能となる。

しかも、カセット３の装着部３１に滴下容器４の滴下口４１側を下向きに装着するだけでよいため、滴下操作に不慣れな人であっても、容易に空気Ｂが混入していない検体ＫをＳＡＷ素子５に滴下することが可能となる。

また、カセット３の装着部３１に滴下容器４の滴下口４１側を下向きに装着すると、滴下口４１がメンブレン５４に密着し、毛細管現象によってメンブレン５４が検体Ｋを所定量吸収するため、所定量の検体Ｋを安定してＳＡＷ素子５に供給することが可能となる。すなわち、メンブレン５４が滴下容器４内の検体Ｋを滴下口４１から吸収して、伝搬路５３の全面を隙間なく濡らすように、メンブレン５４の寸法が設定されているため、安定して伝搬路５３の全面を検体Ｋで濡らすことができ、安定かつ適正な診断が可能となる。しかも、カセット３の装着部３１に滴下容器４の滴下口４１側を下向きに装着するだけでよいため、滴下操作に不慣れな人であっても、所定量の検体Ｋを安定してＳＡＷ素子５に供給すること、つまり、伝搬路５３の全面を隙間なく検体Ｋで濡らすことが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、滴下容器４の滴下口４１が直接メンブレン５に接触するようになっているが、メンブレン５の上に配設された多孔質材などを介して、間接的に滴下口４１がメンブレン５に接触するようにしてもよい。また、メンブレン５４に二次抗体を含浸させたものに適用してもよい。

１ 検体診断装置
２ 装置本体
３ カセット
３１ 装着部
４ 滴下容器
４１ 滴下口
５ ＳＡＷ素子
５１ ＰＣ板
５２ 圧電性基板
５３ 伝搬路
５４ メンブレン
５５ 封止部材
Ｋ 検体
Ｂ 空気（気泡）

Claims (2)

1. 検体が接触するＳＡＷ素子と、
   前記ＳＡＷ素子をカバーするカセットと、
   筒状で前記検体を収容し、一端に滴下口を有する滴下容器と、
   を備え、前記カセットには、前記滴下容器の一端側を下向きに装着した状態で、前記滴下口が前記ＳＡＷ素子に密着し、前記滴下容器を略垂直に保持する装着部が設けられている、
   ことを特徴とする検体診断装置。
2. 前記ＳＡＷ素子は、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンを備え、
   前記滴下容器の一端側を下向きに装着した状態で、前記滴下口が前記メンブレンに密着し、毛細管現象によって前記メンブレンが前記検体を所定量吸収するように、前記メンブレンの寸法が設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検体診断装置。
   

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