JP3781683B2

JP3781683B2 - 流体観察用プレート

Info

Publication number: JP3781683B2
Application number: JP2002020107A
Authority: JP
Inventors: 芳弘三輪; 知士藤田; 俊英田中; 祐稔佐合
Original assignee: 興和紡績株式会社
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP2003215136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡を用いて流体物の流れる様子を観察する流体観察用プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の流体観察用プレートは、シリコン単結晶基板を用いて形成されている。具体的には、シリコン単結晶基板の表面に、一対の貯留窪部と、この貯留窪部の間に形成され流体物を集中して流す観察用窪部とが形成された第１プレートと、その第１プレートの表面に重ね合わせられるガラス製の第２プレートとからなる。そして、この第２プレートを第１プレートに重ね合わせることによって、その間に一対の貯留窪部及び観察用溝部からなる流路が形成されるので、この流路に流体を流し、観察用窪部に焦点を合わせて、流体が流れる様子を観察する。するとこのプレートでは、観察用窪部に流体が集中して流れるので焦点を合わせやすく、そのため流体中に含まれる物質の振る舞いなどを、焦点ぼけ等により見逃すことなく確実に観察することができる。
【０００３】
観察する流体の具体例としては血液がある。そしてこの血液を観察するプレートとしては、毛細血管中の血液の振る舞いを観察するものとして、観察用窪部に毛細血管とほぼ同じ大きさ（約５μｍ角）の溝部を備えているものがある。このプレートを用いると、赤血球は平均８μｍの大きさを有しており、毛細血管中を通過するときは変態するので、溝部を通過する赤血球を観察することによって、毛細血管中を流れる赤血球の変態能を観察することができる。その結果、血液がその機能を正常に果たしているかチェックすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このプレートの第１プレートの表面に貯留窪部や溝部を形成するには、具体的には集積回路を製造する技術を応用し、第１プレートを形成するシリコン単結晶基板の上に貯留窪部や溝部等のパターンを転写し、その後そのパターンに沿ってエッチングすることによって形成されている。
【０００５】
しかし、従来のプレートは、シリコン単結晶という高価な材料を用いており、また、貯留窪部や溝部を形成する際、集積回路を製造するのと同様の高価な装置が必要なので、プレート一枚あたりの単価が非常に高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、安価な流体観察用プレートを提供することを目的としてなされた。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の流体観察用プレートは、顕微鏡を用いて流体物が流れる様子を観察するための流体観察用プレート１であって、合成樹脂製の第１プレート１０と、合成樹脂製の第２プレート２０とを備え、前記第１プレート１０の当接面と前記第２プレート２０の当接面とを重ね合わせると、第１プレート１０と第２プレート２０との間に、第１貯留部１２から、毛細血管と略同じ大きさの平行な複数の通孔１６０を通って、第２貯留部１３に至る流路を形成する形状に形成され、前記第１貯留部１２には、流体を供給する供給口が開口し、前記第２貯留部１３には、流体を排出する排出口が開口する形状に形成され、前記第１プレート１０及び前記第２プレート２０の前記当接面には、前記流路を形成する流路部分の周囲に、前記流路部分よりも一段低い接着部１７，２７が形成されていることを特徴とする。
この流体観察用プレート１は、第１プレート１０及び第２プレート２０の材料としてシリコン単結晶に比べ安価な合成樹脂を用いており、また、合成樹脂はシリコン単結晶とは異なり型枠成型等により安価に製造できる。このため、本発明の流体観察用プレート１は従来の流体観察用プレートに比べ安価に提供することができる。
また、このプレート１を用いると、流体が微細な通孔１６０を通るときの振る舞いを観察することができる。具体的には、流体として血液を流す場合、通孔１６０は毛細血管と略同じ大きさに形成されているので、血液が毛細血管中を流れる様子を観察することができる。尚、血液を流す場合は、通孔１６０は毛細血管とほぼ同じ大きさ（５μ m ）に形成するのが好ましい。これは、前述したように、赤血球が平均８μ m の大きさを有しており、毛細血管中を通過するときは変態して通過するため、通孔１６０に血液を通すことにより血液の変態能を観察することができるためである。このためこの流体観察用プレートを用いれば、通孔１６０を流れる赤血球等の変態能をチェックすることにより、血液がその機能を正常に果たしているかチェックすることができる。
次に、流体観察用プレートは、請求項２に記載したように、第１プレート１０と第２プレート２０とを重ね合わせたときに、例えば、接着部１２，２７によって流路部分の周囲に形成された隙間に紫外線硬化性樹脂を注入して硬化させ、第１プレート１０と第２プレート２０とを接着するなどするとよい。
【０００８】
次に、請求項３に記載されているように、流路の壁面に、流体が貼り付くことを防止する貼付防止層が積層するのが好ましい。この流体観察用プレートは、流路が貼付防止層でコーティングされているので、流路に流体が貼り付いて、流体中の観察対象（例えば血液中の血祭板等）が、流路を塞いでしまうといったことを防止することができる。
【００１０】
次に、請求項４記載の流体観察用プレート１のように、供給口が第２プレート２０に形成され、第２プレート２０の表面には、供給口と連通する筒状の第１差込具２０２が立設されたものが好ましく、この場合、第１差込具２０２に取り付けられた流体供給手段から流路に流体を供給するとよい。この流体観察用プレート１を用いると、流体供給手段を第１差込具２０２に差し込むだけで、流体を外部から流路に供給可能になる。
【００１１】
次に、請求項５記載の流体観察用プレート１のように、排出口は第２プレート２０に形成され、第２プレート２０の表面には、排出口と連通する筒状の第２差込具２０３が立設されたものが好ましく、第２差込具２０３に取り付けられた流体排出手段へ流路から流体を排出するとよい。この流体観察用プレート１を用いると、流体排出手段を第２差込具２０３に差し込めば、流体を流路から外部に排出可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施形態について説明する。
尚、以下の説明で利用する図面のうち、図１は流体観察用プレートの説明図で（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。また、図２は観察用溝部の説明図で、（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’で示された観察用溝部の拡大断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢで示された観察用溝部の拡大平面図である。
【００１３】
本実施形態の流体観察用プレート１は、図１（ａ）に示すように、プラスチック製の第１プレート１０と、第２プレート２０とからなり、これらを重ねて接着することによって、図１（ｂ）及び（ｃ）のように形成される。
このうち第１プレート１０の当接面（第２プレート２０と当接する面）には、図１（ａ）に示すように、その長手方向に沿って長尺な第１貯留窪部１２と第２貯留窪部１３が直列に形成されている。そして、その第１貯留窪部１２と第２貯留窪部１３とを仕切る仕切部１４の上部には、図２（ａ）に示すように、深さ５μｍの観察用窪部１５が形成され、また、この観察用窪部１５には、図２（ｂ）に示すように、第１プレート１０の長手方向に沿って長尺な複数のブロック部１６が、５μｍ間隔ごとに並行に設置されている。そのため、第１プレート１０に第２プレート２０を重ねると、ブロック部１６の間に、人間の毛細血管とほぼ同じ大きさの断面５μｍ角の通孔１６０が形成される。そして、第１貯留窪部１２及び第２貯留窪部１３、仕切部１４等を含め、第１プレート１０の当接面は、血液が貼り付くことを防止する貼付防止剤でコーティングされている。
【００１４】
また、第１プレート１０の当接面上であって、その周辺部には、第１貯留窪部１２等が形成された部分よりも一段低い接着台１７が形成されている。そして、第１プレート１０の長手方向両端部に設けられた接着台１７上であって、その幅方向中央には、一対の位置決突起１８，１８が設けられている。
【００１５】
さらに、この第１プレート１０の裏面（当接面の裏面）には、図２（ａ）に示すように、当接面側に仕切部が設けられる位置に観察窪１０６が形成されている。そしてこの観察窪１０６の底面１０６ａは、光学的に凹凸の少ない平滑な面に仕上げられている。そのため、この観察窪１０６を通し観察用窪１５から顕微鏡に達する光の光量がほとんど落ちない。
【００１６】
次に、第２プレート２０の当接面（第１プレート１０と当接する面）には、図１（ａ）に示すように、血液を第１貯留窪部１２に供給あるいは第２貯留窪部１３から排出するための供給口２００，排出口２０１が穿孔されている（それぞれ本発明の給排口に相当する）。この供給口２００，排出口２０１は、第１プレート１０と第２プレート２０とを重ね合わせたとき、直列に並んだ第１貯留窪部１２及び第２貯留窪部１３の両端部に穿孔されている。そして、この第２プレート２０の裏面（当接面の裏面）には、これら供給口２００及び排出口２０１と連通する円筒状の第１差込具２０２及び第２差込具２０３が立設されている。そして、第２プレート２０の当接面は、血液が貼り付くことを防止する貼付防止剤でコーティングされている。
【００１７】
また、第２プレート２０の当接面上であって、その周辺部には、供給口２００や排出口２０１が穿孔された中央部よりも一段低い接着台２７が形成されている。そして、その接着台２７上であって、第１プレート１０の位置決突起１８，１８に対抗する位置には、一対の位置決窪２８，２８が設けられている。
【００１８】
さらに、この第２プレート２０の裏面には、図２（ａ）に示すように、当接面が仕切部１４に対向する位置に観察窪２０６が形成されている。
そしてこの観察窪２０６の底面２０６ａは、光学的に凹凸の少ない平滑な面に仕上げられている。そのため、この観察窪２０６を通して観察用窪１５に達する光の光量がほとんど落ちない。
【００１９】
以上のように形成された第１プレート１０の当接面と第２プレート２０の当接面とを、位置決突起１８，１８が位置決窪２８，２８に嵌合されるように重ね合わせる。すると、供給孔２００及び排出孔２０１のそれぞれが、第１貯留窪部１２及び第２貯留窪部１３の両端部に位置するよう、第１プレート１０と第２プレート２０とが重ね合わせられ、第１プレート１０と第２プレート２０との間には、供給孔２００〜第１貯留窪部１２〜観察用窪部１５〜第２貯留窪部１３〜排出孔２０１に至る流路が形成される。また、このプレート１０，２０を重ね合わせると、その周囲側面には、接着台１７，２７によって隙間が形成されるので、その隙間に紫外線硬化性樹脂を注入する。そして、第２プレート２０の裏面側から紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させ、第１プレート１０及び第２プレート２０とを接着固定する。
【００２０】
次に、以上説明した流体観察用プレート１を用いて血液の流れを観察する一使用例について説明する。
ここで、図３は、血液の流れを観察する様子を説明するための模式図である。まず、第１差込具２０２に、図３に示すように、血液が充填されたマイクロセル３０を差し込む。このマイクロセル３０は、内部に患者の血液が充填され、一側面に第１差込具２０２を差込自在な孔が穿孔されているので、その孔に第１差込具２０２を差し込む。すると、そのマイクロセル３０の内部から血液を排出可能になる。
【００２１】
他方、第２差込具２０３には、吸引具３２（注射器または吸引装置等）が接続されたホース３４を差し込む。そして、吸引具３２を操作して、マイクロセル３０に充填された血液を吸い込む。すると、血液は、第１貯留窪部１２〜観察用窪部１５〜第２貯留窪部１３からなる流路を介して吸引具３２に吸引される。
【００２２】
そして、観察窪２０６側から光を当て、観察窪１０６側から顕微鏡を覗いて、観察用窪部１５を通過する血液を観察する。すると、本実施形態の流体観察用プレート１では、観察用窪部１５の通孔１６０が毛細血管とほぼ同じ大きさ（５μｍ）に形成されているので、この通孔１６０を通過する赤血球等の変態能をチェックすることにより、血液がその機能を正常に果たしているかチェックすることができるか等、血液の様々な機能をチェックすることができる。しかも、このプレート１では、観察窪１０６，２０６が光学的に平滑に形成され、観察に必要な光を観察用窪部１５に十分に当てることができるとともに、顕微鏡側（観察窪１０６側）に取り出すこともできるので、通孔１６０を通過する血液の様子を顕微鏡で観察するのに十分な明るい環境で観察することができる。
【００２３】
以上説明した流体観察用プレート１は、第１プレート１０及び第２プレート２０の材料としてシリコン単結晶に比べ安価なプラスチックを用いており、また、プラスチックはシリコン単結晶とは異なり型枠成型により安価に製造される。このため、この流体観察用プレート１は従来の流体観察用プレートに比べ安価に提供することができる。
【００２４】
また、流体観察用プレート１は、貯留窪部１２，１３及び観察用窪部１５からなる流路には、血液をスムーズに流すため、血液の貼り付きを防止するコーティングが施されているので、血液が流路に貼り付いて、流路を塞いだりすることを確実に防止することができる。
【００２５】
さらに、この流体観察用プレート１は、マイクロセル３０（流体供給手段に相当）を給排具２０２に差し込むだけで、血液を流路に供給することが可能となる。さらに、この流体観察用プレート１は、ホース３４（流体排出手段に相当）を給排具２０２に差し込むだけで、血液を流路から排出することが可能となり、取り扱いが非常に簡単である。
【００２６】
また、さらに、この流体観察用プレート１は、全体がプラスチックで形成されリサイクルしやすく、また安価であるため、血液検査用の医療用用具として用いたとき、ディスポーザブル部品として取り扱うこともできる。
尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【００２７】
例えば、第１プレート１０と第２プレート２０とを接着する接着剤は、紫外線効果性樹脂でなくてもよいが、なるべく空気が入り込まないよう接着することができる接着剤が好ましい。また、この流体観察用プレート１は、シリコン単結晶基板の表面に第１貯留窪部１２、第２貯留窪部１３、観察用窪部１５等のパターンが転写された型枠を用いて形成するとよい。
【００２８】
また、本実施形態では、血液を流体として流す例について記載したが、流体としては、インクでもよいし、どのようなものを用いてもよいことはもちろんである。
さらに、上記実施形態では、直線状の溝部１６０が形成された例について説明したが、図４に示すように、波状の溝部が形成されていてもよく、また、平面的に流れる流体を観察する場合は、図５に示すように、観察用窪部１５に、ブロック部１６を形成しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】流体観察用プレートの説明図で（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図２】観察用窪部の説明図で、（ａ）は図１（ｃ）のＡ−Ａ’断面で表された観察用窪部の拡大断面図、（ｂ）は観察用窪部の拡大平面図である。
【図３】流体観察用プレートを用いて血液が毛細血管を流れる様子を観察する例について説明するための説明図である。
【図４】観察用窪部の変形例の説明図で、観察用窪部の拡大平面図である。
【符号の説明】
１…流体観察用プレート、１０…第１プレート、１２…第１貯留窪部、１３…第２貯留窪部、１４…仕切部、１５…観察用窪部、１６…ブロック、１７…接着台、１８…位置決突起、２０…第２プレート、２７…接着台、２８…位置決窪、１０６，２０６…観察窪、１６０…通孔、２００…供給口、２０１…排出口、２０２…第１差込具、２０３…第２差込具

Claims

顕微鏡を用いて流体物が流れる様子を観察するための流体観察用プレート１であって、
合成樹脂製の第１プレート１０と、
合成樹脂製の第２プレート２０と
を備え、
前記第１プレート１０の当接面と前記第２プレート２０の当接面とを重ね合わせると、第１プレート１０と第２プレート２０との間に、第１貯留部１２から、毛細血管と略同じ大きさの平行な複数の通孔１６０を通って、第２貯留部１３に至る流路を形成する形状に形成され、
前記第１貯留部１２には、流体を供給する供給口が開口し、前記第２貯留部１３には、流体を排出する排出口が開口する形状に形成され、
前記第１プレート１０及び前記第２プレート２０の前記当接面には、前記流路を形成する流路部分の周囲に、前記流路部分よりも一段低い接着部１７，２７が形成されていることを特徴とする流体観察用プレート１。
請求項１に記載の流体観察用プレート１において、
前記第１プレート１０と前記第２プレート２０とを重ね合わせたときに、前記接着部１２，２７によって前記流路部分の周囲に形成された隙間に前記紫外線硬化性樹脂を注入して硬化させ、前記第１プレート１０と前記第２プレート２０とを接着したことを特徴とする流体観察用プレート１。
請求項１〜２のいずれかに記載された流体観察用プレート１において、
前記流路の壁面には、前記流体物が貼り付くことを防止する貼付防止層が形成されていることを特徴とする流体観察用プレート１。
前記供給口は、前記第２プレート２０に形成され、
該第２プレート２０には、前記供給口と連通する筒状の第１差込具２０２が立設され、該第１差込具２０２に取り付けられた流体供給手段から前記第１貯留部１２に流体が供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の流体観察用プレート１。
前記排出口は前記第２プレート２０に形成され、
該第２プレート２０には、前記排出口と連通する筒状の第２差込具２０３が立設され、該第２差込具２０３に取り付けられた流体排出手段へ前記第２貯留部１３から流体が排出されることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の流体観察用プレート１。