JP3880181B2

JP3880181B2 - 血液分析装置

Info

Publication number: JP3880181B2
Application number: JP35387397A
Authority: JP
Inventors: 和幸櫻井; 充安保
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2017-12-22
Also published as: JPH11183472A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は血液分析装置に関し、さらに詳しくは、血液試料中の白血球及び赤血球を測定する検出部を備え、各血球の個数、粒度分布を測定する血液分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液検査の基本的な測定項目には、白血球数（ＷＢＣ）、赤血球数（ＲＢＣ）、血小板数（ＰＬＴ）、ヘモグロビン量（ＨＧＢ）及びヘマクリット（ＨＣＴ）の測定がある。ＷＢＣ、ＲＢＣ、ＰＬＴの血球を測定する方法として電気抵抗法、光散乱法が周知である。例えば、電気抵抗法では、検出器、すなわち電流を流した微細孔（オリフィスとしての機能を有する整流素子）に微量定量された血液試料を供給し、この微細孔を通過する際に発生するインピーダンス変化を検出して血球等の粒子数、粒度分布を得る。ＨＧＢを測定する方法として溶血処理した血液試料を吸光度測定する方法が用いられている。ＨＣＴを測定する方法としては、ＲＢＣ測定信号を処理することによって求められることが周知である。
【０００３】
ＷＢＣ、ＲＢＣ、ＰＬＴの血球測定のうち、ＲＢＣは正常検体で４００万／μｌ程度、ＰＬＴは、２０万／μｌ程度と個数が１桁の差であり、血球の大きさが異なるため、同じ試料で同時に測定することができる。なお、以下において赤血球と血小板を測定することを便宜的に赤血球測定と呼ぶ。
しかし、ＷＢＣは正常検体で５０００／μｌ程度と個数がＲＢＣに対しておよそ３桁個数が少ないうえ、血球の大きさが赤血球数と同じ位であるため、同じ試料で同時に測定することはできない。
ＷＢＣ測定の際は、赤血球を溶血処理した試料を用いる。なお、このＷＢＣ測定用溶血処理を行なう溶血剤は、その組成によってはＨＧＢ測定用に溶血処理を行なう溶血剤を兼ねることができる。
【０００４】
血液分析装置において、血液試料のような粘度の高い試料を測定処理数に応じた数に複数定量分取して所定の希釈倍率に希釈処理を行なうためにサンプリングバルブが適している。サンプリングバルブは、複数の定容量流路を有する可動素子と、この定容量流路の開口をピペット、希釈液供給部及び検出部の導入出用流路に切り換え可能に接続する固定素子とから構成される。ピペットで吸引分取された血液試料を定量し、これら素子を摺動により相対移動させることにより定量した血液試料を希釈液供給部から供給された希釈液で検出部へ移送する。定容量流路及び導入出用流路は、それぞれの素子の内部を穿設して形成され、定容量流路の内径を調整することによって定量する量が調整される。
【０００５】
血球測定の際、血球は所定の間隔で前記微細孔を通過することが分析精度を確保するうえで好ましく、従って単位容積あたりの個数が異なる白血球と赤血球とは測定対象となる血液に対して異なる希釈倍率で前記粒子密度の適値となるよう希釈されて別々に測定される。血液中の血小板と赤血球の個数は白血球の個数に比べ２〜３桁多いため、希釈倍率も赤血球測定用試料では白血球測定用試料に比べそれに比例して高くせねばならない。よって例えば、赤血球測定用試料では血液を２５０００倍に、白血球測定用試料では血液を５００倍にそれぞれ希釈した血液試料が各検出部に供給される。
【０００６】
測定時の血液に対する希釈倍率は、前記のように赤血球測定用試料と白血球測定用試料との間でおよそ２桁の差があるため、一度の希釈でこれだけ異なる倍率の希釈を行うことは難しい。そこで、赤血球測定用の血液試料は２段希釈して、白血球測定用の血液試料は１段希釈してそれぞれ血液試料が調整されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
小児等において採血量が充分に得られない場合など血液を充分量確保できない際は、血液試料を操作者が予め所定の希釈倍率まで希釈して試料の量を測定に必要な量までメスアップしてから測定を行い、分析結果を換算する測定手法が用いられる（通常の血液をそのまま測定する「全血測定」に対して、この血液を希釈してから測定することを以下では便宜的に「希釈測定」とする）。
【０００８】
上記したような希釈した血液を通常の血液と同じ測定をすれば、当然ながら計数される粒子の個数が希釈倍率分少なくなるので、測定精度は低下する。そのため、希釈測定において予め希釈を行う際の希釈倍率は、測定精度を考慮するとあまり高くできず５倍位までに抑えるようにして用いられている。
【０００９】
一方、白血球測定時に溶血剤を調整することによって、白血球サブクラスによる２峰性または３峰性の粒度分布を得ることが臨床的価値を高めるために行われている。例えば、図５に示すように白血球測定の結果が３峰分布（粒度分布がリンパ球に相当する小型白血球、単球・好酸球・好塩基球に相当する中型白血球及び好中球に相当する大型白血球となって現れる）を示す。
しかし、希釈測定では白血球数が少ないため、予め希釈を行う希釈倍率が５倍位でも粒度分布を上記のように３つに分類するのが困難になる。
特に白血球測定時に３峰粒度分布を得るためには、希釈測定時に予め希釈を行う希釈倍率を抑える必要があり、この倍率は溶血剤の組成にもよるが、最大でも３倍である。しかし、そのように希釈倍率を抑えると、本来の目的である血液試料量のメスアップが充分にできなくなる。
【００１０】
そこで、予め希釈を行う希釈倍率をもっと高く、例えば１０倍以上にしても、白血球の３峰粒度分布を得るのに充分な測定精度を得るべく、希釈測定用の測定モードを全血測定用の測定モードとは別途設けることが望まれている。
そのためには、血液分析装置の内部で行う希釈の倍率を全血測定用の測定モードより１桁下げる測定モードを別途設ける必要がある。赤血球検出は上記のように従来から希釈倍率が高く血液の２段希釈をしているため、希釈測定用の測定モードとして１段希釈にすれば、血液分析装置の内部で行う希釈の倍率を１桁下げることが可能である。
しかし、白血球検出では希釈測倍率はそれほど高くなく、もともと１段希釈しか行われていない。そして検出部に供給する希釈処理された試料の量は変えられないので、サンプリングバルブにより定量される量を１桁上げる必要がある。
【００１１】
血液試料の定量される量は、サンプリングバルブの定容量流路の内径を変えることによって調整される。しかし、この場合は白血球定量部の定量される量が１桁大きくなるため、赤血球定量部の内径と白血球定量部の内径の差が大きくなる。１つの吸引流路で内径がこれほど大きく異なる部分があると、試料吸入・排出の液切れが悪くなり定量精度の確保が困難でキャリーオーバも大きくなる。
なお、赤血球検出を２段希釈のままにして赤血球定量部の容量も大きくすることは、可能であるが、それでは測定に必要な試料の量もその分多くなり、希釈測定の主旨に反することになる。
【００１２】
この発明は、上記のような事情を考慮してなされたもので、赤血球検出と白血球検出の全血測定及び希釈測定を１つの小型の装置構成で高精度かつ簡単に行うことができる血液分析装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料を吸引するための試料吸引部と、この試料吸引部を介して試料を吸引させる試料吸引用ポンプと、試料吸引部及び試料吸引用ポンプに接続され吸引した試料を定容量流路で定量分取するサンプリングバルブと、このサンプリングバルブに希釈液を供給する希釈液供給部と、希釈された試料中の赤血球を測定する赤血球検出部と、希釈された試料中の白血球を測定する白血球検出部とを備えた血液分析装置において、
前記血液分析装置は、試料として血液を希釈せずに吸引する全血モードと、試料として予め希釈した血液を吸引する希釈モードとを備え、
前記試料吸引用ポンプは、全血モードと希釈モードとで吸引量を変えられるように構成されており、
前記サンプリングバルブには定容量流路として、全血モード赤血球測定用流路、全血モード白血球測定用流路、希釈モード赤血球測定用流路及び希釈モード白血球測定用流路を備え、
前記希釈モード白血球測定用流路が、サンプリングバルブの外部に出た流路を含み構成することによって、他の定容量流路に比べ大容量に構成されてなる血液分析装置が提供される。
【００１４】
かくして、本発明によれば、血液試料が大容量を必要とする希釈モード白血球測定用に定容量流路のうちのサンプリングバルブの外部に出た流路で定量し、大容量を必要としない他の測定用には血液試料を定容量流路のうちのサンプリングバルブの外部に出ていない流路で定量することができるので、白血球の検出において、その３峰分布を希釈測定でも得ることができる。また、サンプリングバルブの内部に長い流路を穿設する必要がなく、サンプリングバルブは構成が簡略化され小型化される。さらに定容量流路と導入出用流路の内径を近似して形成することができ定量精度の確保が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明の一つの実施形態による粒子分析装置としての血球分析装置１０を示す。
図１により血球分析装置１０の全体構成をその流体経路構成に基づいて説明する。なお、この血球分析装置１０は、図１に示され、後述するように、血液試料を試料流体として扱い、赤血球及び血小板を赤血球検出部で、白血球を白血球検出部でそれぞれ測定するよう構成されている。血液中の血球の個数は種類によって大きく異なるため（赤血球４００万／μｌ程度に対して白血球５０００／μｌ程度）、赤血球検出部に供給される血液試料と白血球検出部に供給される血液試料は、希釈倍率が異なるとともに処理が異なる。以下の実施形態では、略同一構成の２つの検出部を備えている。
【００１６】
全血測定について赤血球検出部では希釈液で２５０００倍に希釈された血液試料２ｍｌが供給され、そのうちの２５０μｌが測定に供される。また、白血球検出部では希釈液と溶血剤で５００倍に希釈された血液試料３ｍｌが供給され、そのうちの５００μｌが測定に供される。
希釈測定について赤血球検出系では希釈液で最終的に２５０００倍に希釈された血液試料２ｍｌが供給され、そのうちの２５０μｌが測定に供される。また、白血球検出系では希釈液と溶血剤で最終的に１０００倍に希釈された血液試料３ｍｌが供給され、そのうちの５００μｌが測定に供される。なお、本実施形態では、白血球検出系で希釈倍率が異なるが、これは白血球３峰粒度分布が得られる範囲の実施例である。
【００１７】
血球分析装置１０は、試料吸引部としてのピペット１と、試料吸引用ポンプ２と、サンプリングバルブ３と、溶血剤供給部４と、希釈液供給部としての赤血球用希釈液供給部５及び白血球用希釈液供給部６とから主に構成される。
試料吸引用ポンプ２は、ピペット１から血液試料をサンプリングバルブ３へ吸引により導くポンプであり、全血測定と希釈測定とで血液試料の吸引量を変えることができるように構成される。
【００１８】
後述するサンプリングバルブ３には、管路１１でピペット１に、管路１２で試料吸引用ポンプ２に、管路８１〜８５で白血球用希釈液供給部５及び赤血球用希釈液供給部６に、管路９２〜９５で白血球検出部２１及び赤血球検出部２２にそれぞれ接続されている。さらに、サンプリングバルブ３には、管路１３及び９１で赤血球の１段希釈に使用する希釈チャンバ２３が、管路１４で希釈チャンバ２３の試料を吸引するための吸引ポンプ２４がそれぞれ接続されている。
希釈チャンバ２３は、後述するように、定容量流路７１で定量された血液試料を希釈液供給チャンバ５から供給された希釈液で希釈された血液試料を攪拌して一旦貯留し、２段目の希釈のための貯留手段である。
【００１９】
溶血剤供給部４は、溶血剤を管路１５を介して白血球検出部２１に供給すべく構成されている。
赤血球用希釈液供給部５及び白血球用希釈液供給部６は、流路切り換えバルブ５１及び６１の操作により上記した管路で所定量の希釈液をサンプリングバルブ３を経て定容量流路内の血液試料を送出して血液試料を希釈する。
【００２０】
白血球検出部２１及び赤血球検出部２２は、所定の希釈倍率に希釈された血液試料を受け入れる各チャンバと、各チャンバに形成され周知の電気抵抗法により血球の粒度分布、粒子数を検出するオリフィスを有し一対の電極間に電圧を印加してこのオリフィスを血球が通過する際に発生するインピーダンス変化の変化に基づく信号を分析する検出器（図示せず）を有する。
【００２１】
図２及び図３により、サンプリングバルブ３の概略構成を説明する。
サンプリングバルブ３は、複数の定容量流路７１〜７５が形成され外方に延出した流路切り換えレバー７６を有する可動素子７と、可動素子７を挟持して配置された固定素子８，９を備える。
固定素子８，９には、可動素子７に相対回転可能に圧接され前記定容量流路の両端開口、ピペット１、試料ポンプ２、希釈液供給部５，６、各検出部２１、２２、希釈チャンバ２３及び吸引ポンプ２４に適宜接続された、血液試料及び希釈液の導入出用流路１２、８０〜８９及び９０〜９７がそれぞれ形成される。各導入出用流路は流路切り換えレバー７６により回転して切り換えられる可動素子７の定容量流路７１〜７５の対応位置に形成されている。
【００２２】
可動素子７は、流路切り換えレバー７６で図２及び図３の位置へ切り換えることにより固定素子８，９と相対回転させ、ピペット１で吸引された血液試料を定容量流路７１〜７４で輪切りにすることにより定量し、定量した血液試料を希釈液供給部５、６から供給された希釈液で移送することで血液試料を希釈するよう構成されている。
【００２３】
定容量流路７１〜７３及び７５は、可動素子７の内部に穿設された貫通孔からなる内部流路である。これに対し、定容量流路７４は、サンプリングバルブ３の外部に出た流路を含み構成することによって、他の定容量流路に比べ大容量に構成されている。すなわち、可動素子７の内部に穿設され両面に開口する流路７４ａ、７４ｂと、これらの流路７４ａ、７４ｂの間にあって可動素子７の周面から一旦外部へ延出してこの可動素子７の内部へ帰還する外部流路７４ｃとからなる。外部流路７４ｃは内部流路に対して１桁以上長い流路でも自由に構成することができ、大容量の血液試料を定量することができる。
【００２４】
サンプリングバルブ３の試料吸引時における流路位置の状態を図２及び図４に示す。この流路位置の状態を以下では流路位置Ａとする。
可動素子７が摺動回転して流路を切り換えた後、サンプリングバルブ３の試料希釈時における流路位置の状態を図１及び図３に示す。この流路位置の状態を以下では流路位置Ｂとする。
なお、図１、４の固定素子８、９の流路で、可動素子７の定容量流路と接続されていない流路は省略されている。
【００２５】
図１から４により、全血モード及び希釈モードにおける、血液試料吸引から赤血球測定用及び白血球測定用の両試料調製までを説明する。
なお、本実施例では希釈モードに血液を２６倍希釈した希釈血液を試料として用いる。
【００２６】
〔全血モード〕
サンプリングバルブ３の可動素子７は、流路位置Ａの状態（図２、図４）で、ピペット１より血液が吸引される。
全血測定時は試料吸引ポンプ２が吸引量を５０μｌに設定され吸引する。このとき、図４の流路９０のＳ１の位置まで吸引され、定容量流路７１、７２が血液で満たされる。
【００２７】
可動素子７が流路切り換えレバー７６により回転され、流路位置Ｂの状態（図１、３）に切り換えられ、定容量流路７１を満たした血液４μｌ及び定容量流路７２を満たした血液６μｌが輪切りに切り出されることで定量分取される。
次に希釈液供給部５から希釈液２ｍｌがバルブ５１により選択された流路８１を通り、定容量流路７１の血液４μｌとともに希釈チャンバ２３に送出される（赤血球測定用１段希釈試料）。
同時に希釈液供給部６から希釈液２ｍｌがバルブ５２により選択された流路８２を通り、定容量流路７２の血液６μｌとともに白血球検出部２１に送出される。そして、溶血剤供給部４より溶血剤１ｍｌが送出され、希釈溶血処理が施される（白血球測定用試料、約５００倍希釈）。
【００２８】
次に、希釈液チャンバ２３内の赤血球測定用１段希釈試料が吸引ポンプ２４により流路１３を通り、定容量流路７５を満たすように吸引される。
可動素子７が流路切り換えレバー７６により回転され、流路位置Ａの状態（図２、４）に切り換えられ、定容量流路７５を満たした赤血球測定用１段希釈試料４０μｌが輪切りに切り出されることで定量分取される。
次に希釈液供給部５から希釈液２ｍｌがバルブ５１により選択された流路８５を通り、定容量流路７５の赤血球測定用１段希釈試料４０μｌとともに赤血球検出部２２に送出される（赤血球測定用試料、約２５０００倍希釈）。
【００２９】
〔希釈モード〕
サンプリングバルブ３の可動素子７は流路位置Ａの状態（図２、図４）で、ピペット１より予め２６倍に希釈された希釈血液が吸引される。
希釈測定時は試料吸引ポンプ２が吸引量を２００μlに設定され吸引する。このとき、図４の流路９０のＳ２の位置まで吸引され、定容量流路７１，７２、７３，７４が希釈血液で満たされる。
【００３０】
可動素子７が流路切り換えレバー７６により回転され、流路位置Ｂの状態（図１、３）に切り換えられ、定容量流路７３を満たした希釈血液２μｌ及び定容量流路７４を満たした血液７８μｌが輪切りに切り出されることで定量分取される。なお、同時に輪切りにされた定容量流路７１、７２の希釈血液は本測定には用いない。
希釈液供給部５から希釈液２ｍｌがバルブ５１により選択された流路８３を通り、定容量流路７３の希釈血液２μｌとともに赤血球検出部２２に送出される（赤血球測定用試料、約２５０００倍希釈）。
同時に希釈液供給部６から希釈液２ｍｌがバルブ５２により選択された流路８４を通り、定容量流路７４の希釈血液７８μｌとともに白血球検出部２１に送出される。そして、溶血剤供給部４より溶血剤１ｍｌが送出され、希釈溶血処理が施される（白血球測定用試料、約１０００倍希釈）。
【００３１】
上記実施形態においては、希釈モードを用いれば血液がわずか１０μｌ程度しかなくても精度良く測定することができ、白血球３峰粒度までも得ることができる。
このようにサンプリングバルブ３の可動素子７が外部にでた定容量流路７４ｃを含み構成されているので、各定容量流路の容量を自由に設定することができる。
よって上記実施例以外にも希釈モードに用いる希釈血液の予め希釈する希釈倍率、各測定用試料の希釈倍率を目的に応じて任意に構成することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本願発明による血液分析装置では、サンプリングバルブが外部にでた定容量流路を含み構成されているので、内部に設けられた定容量流路の容量よりも大容量に設定することができるので、通常測定と同様の精度の測定結果を白血球３峰粒度分布をも含めて提供することができる希釈モードを備えることができる。
この発明により、全血測定及び希釈測定のいずれでも赤血球測定及び白血球測定を精度良く行うことができる簡単な構成の血液分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施態様による血球分析装置の概略（サンプリングバルブの流路位置Ｂ。
【図２】図１のサンプリングバルブの構成及び流路を説明する斜視図（サンプリングバルブの流路位置Ａ）。
【図３】図１のサンプリングバルブの構成及び流路を説明する斜視図（サンプリングバルブの流路位置Ｂ）。
【図４】サンプリングバルブの流路位置Ａの流路を説明する概略図。
【図５】白血球測定における３峰粒度分布を説明する図。
【符号の説明】
１ピペット（試料吸引部）
２試料吸引用ポンプ
３サンプリングバルブ
５、６希釈液供給部
１０血球分析装置
２１白血球検出部
２２赤血球検出部
７１〜７３定容量流路
７４定容量流路（大容量）
７４ｃ外部に出た流路
７５定容量流路

Claims

試料を吸引するための試料吸引部と、この試料吸引部を介して試料を吸引させる試料吸引用ポンプと、試料吸引部及び試料吸引用ポンプに接続され吸引した試料を定容量流路で定量分取するサンプリングバルブと、このサンプリングバルブに希釈液を供給する希釈液供給部と、希釈された試料中の赤血球を測定する赤血球検出部と、希釈された試料中の白血球を測定する白血球検出部とを備えた血液分析装置において、
前記血液分析装置は、試料として血液を希釈せずに吸引する全血モードと、試料として予め希釈した血液を吸引する希釈モードとを備え、
前記試料吸引用ポンプは、全血モードと希釈モードとで吸引量を変えられるように構成されており、
前記サンプリングバルブには定容量流路として、全血モード赤血球測定用流路、全血モード白血球測定用流路、希釈モード赤血球測定用流路及び希釈モード白血球測定用流路を備え、
前記希釈モード白血球測定用流路が、サンプリングバルブの外部に出た流路を含み構成することによって、他の定容量流路に比べ大容量に構成されてなる血液分析装置。
希釈モード白血球測定用流路は、その容量が全血モード白血球測定用流路の容量に希釈倍率を乗じた量の３倍を超えない範囲に構成されてなる請求項１に記載の血液分析装置。
白血球検出部が、希釈モード白血球測定時に、その測定結果として３峰粒度分布を、全血モード白血球測定時と同様に得ることができることを特徴とする請求項１に記載の血液分析装置。