JP3955307B2 - 小型分析装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、生化学分析、免疫分析、ＤＮＡ検査等の医療上の検査や一般の理化学分析に関わる分析装置に関する。

近年のエレクトロニクスやセンサ技術の進展は目覚ましく、それらを分析装置に取り入れることにより、分析装置を非常に小型に製作することができる。例えば、臨床検査機器の分野でも、ＰＯＣ（Point of Care)と称される語句が浸透しつつある。つまり、種々の検査システムが設置された中央検査室で行われる検査以外にも、病室や手術室等のベッドサイドや医院、救急車両のようなドクターカー等の医療の現場でタイムリーな検査を行うというものであり、そのためには非常に小型の分析装置が必要となっている。

このような分析装置としては、例えば、特許文献１に "DISPOSABLE SENSING DEVICE FOR REAL TIME FLUID ANALYSIS" として、開示されるような、複数のセンサアレイを有する使い捨てタイプの検出部と電気的な読み取り部分からなる分析装置が提案されている。

これは、使い捨て可能な検出部内にセンサアレイと試薬を装備し、測定操作を検出部内で全て行うため、小型で簡便な測定が出来るようになっている。また、液体のハンドリングも、この検出部内で全て行い、測定後に検出部を廃棄するため、血液等の試料による流路の目詰まり等の問題を生じることもない。
ＵＳＰ５，０９６，６６９号

しかし、前述した従来技術による検出部は、センサアレイと試薬を装備し、測定操作をこの検出部内で全て行うのでは構成が複雑になり、且つ多数の微小部品で構成されているため、検出部が非常に高価なものになるという欠点がある。

また、試薬においても、１種類しか使用できないため、センサを正確に校正できないという欠点がある。さらに、検出部を安価なものにするには構造を単純化し、センサアレイと流路及び廃液リザーバ程度に限定できれば良いが、試薬の供給や試料のハンドリングに対応する必要が出てくる。また、検出部に一体的に試薬を保持する場合には、検出部のサイズや液体のハンドリングの困難さから複数の試薬を取り扱うことは難しい。

また、単に複数の試薬の供給や試料のハンドリング可能な構成にすると、検出部と電気的な制御及びデータ処理部、液体ハンドリング部等との接続を考慮する必要がある。この時、検出部から液体ハンドリング部に血液等の試料が流入すると流路が詰まる恐れがある。

さらに、検出部を液体ハンドリング部から切り離した場合、液体ハンドリング部の流路が露出すると試薬が乾燥して流路が詰まる恐れがある。逆流時の詰まり防止構造を有する接続部を提供することを課題とする。

そこで本発明は、検出部が安価で、且つ複数の試薬を用いて正確に校正でき、逆流及び流路の露出が無く、複数の試薬の供給や試料のハンドリング可能な小型分析装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、液体からなる測定試料を分析する小型分析装置において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを、任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンドリング手段と、前記媒体若しくは、外部から注入された測定試料を移動させる流路及び、前記流路を通じて導入された前記測定試料から所望データの検出を行う検出部を有する検出手段と、前記検出手段により検出されたデータを処理し、且つ各構成部位を電気的に制御する電気的な制御及びデータ処理手段と、を具備し、少なくとも前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段と着脱するための接続部を介して接続され、その接続部には、電気的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体ハンドリング手段で前記媒体を移動させることにより、前記測定試料を間接的に前記検出手段内で検出部への装填と、排出のための移動を行う小型分析装置を提供する。

また、互いに接続部を有し着脱可能で、流路が接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有し、前記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料を注入し分析する小型分析装置の駆動方法において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリング部の流路内を移動させることにより、その流路に接続部を介して接続された検出部までの流路中に注入された測定試料を移動させ、及び検出部から廃棄させる小型分析装置の駆動方法を提供する。

以上のような構成の小型分析装置は、電気的な制御及びデータ処理手段がポンプやバルブの制御、及びセンサからのデータを処理し、測定結果を告知する。この試料は、液体ハンドリング部に設置されたポンプを用い、試薬又は気体等の媒体の移動に伴って、間接的に移動させられる。よって、検出手段側の流路中に設けられた試料注入部に滴下された試料は、液体ハンドリング部の流路内や部位内に試料が入り込まず、センサに装填され、及び液体ハンドリング手段からの試薬を検出部に装填し、測定を行い、その後の試料及び試薬は、廃液として廃液サーバに貯留される。

以上詳述したように本発明によれば、検出部が安価で、且つ複数の試薬を用いて正確に校正でき、逆流及び流路の露出が無い構造で、複数の試薬の供給や試料のハンドリング可能な小型分析装置及びその駆動方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１には、本発明による小型分析装置としての第１の実施形態の構成例を示し説明する。

この小型分析装置は、大別して、電気的な制御及びデータ処理部１、検出部２及び、液体ハンドリング部３の３つの部分に分かれている。前記電気的な制御及びデータ処理部１は、ＣＰＵやＩＣ等の電子・電気部品等で構成される。検出部２は、センサ８、試料注入部９、廃液リザーバ１０及び接続コネクタ１４，１５，１６からなる。また液体ハンドリング部３は、マイクロポンプ６，７、マイクロバルブ５、試薬流入口４、試薬流路１２及び、接続コネクタ１３等が複数組み合わされてできている。

前記検出部２のセンサ８は、単独または複数が集積されているものが使用可能であり、種類も電気化学的、光学的な原理を用いたＮa 、Ｋ等の電解質、グルコース、ＢＵＮ（尿素窒素）等の酵素反応を用いるもの、血液ガスと呼ばれるＰＯ₂ 、ＰＣＯ₂ 、ｐｈ等のセンサを種々用いることが可能である。

前記試料注入部９は、試料を注入した後、注入後蓋を被せ流路を閉鎖させてから液体試料を移動させる。廃液リザーバ１０は比較的大容積の中空部であり、センサ８で測定が終了した試料や試薬を一時的にため込むために使用される。接続コネクタ１４，１５，１６は、試薬および試料を検出部内で移動させるための液体及び空気用の接続部である。

液体ハンドリング部３のマイクロポンプ６およびマイクロバルブ５としては、以下のようなものを使用することが可能である。例えば、特願平１−２１３５２３号、特願平６−９５７４５号には、マイクロバルブがそれぞれ開示され、特願平１−２６６３７６号には、マイクロポンプについて開示されている。気体用バルブは、すでに販売されており、例えば、米国の Redwood Microsystems 社から商品名「Fluistor」がある。このバルブの大きさは、５．５×６．５×２ｍｍであり、３０ｍｌ／ｍｉｎの流速を得ることが出来る。

また試薬流入口４は、外部の試薬貯留部から試薬を導入するためのもので目的に合わせ多数設置することが可能である。試薬流路１２は、ポンプ、バルブの配置及び流体制御の目的により、適宜配置される。接続コネクタ１３は、検出部の接続コネクタ１４と接続して、液体若しくは気体との連絡を確保するためのものである。

前記電気的な制御及びデータ処理部１は、ポンプやバルブの制御、及びセンサからの信号を処理し、ディスプレイ等に測定結果を出力するためのものである。検出部２は、試料注入部９に滴下された試料、及び液体ハンドリング部３からもたらされた試薬の測定と測定後の廃液を貯留する。この時試料は液体ハンドリング部に設置されたポンプを用い、試薬又は気体による移動のための媒体を通して間接的に移動させられるが、液体ハンドリング部３には入り込まないようになっている。

この液体ハンドリング部３は、主にポンプとバルブから構成され、試薬を複数扱うことが可能で、その場合バルブ開閉の組み合わせで異なった試薬の間には、空気を挿入し、コンタミネーションをできるだけ減少させることもできる。また、検出部２の流路との接続を接続コネクタ１４，１５，１６で行い、ポンプの駆動力を液体ハンドリング部３と検出部２に行き渡らせることができる。

このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより、使い捨てタイプの検出部２を単純な構造にして、できるだけ廉価で製造することができる。
また、液体ハンドリング部３は、複数の試薬を扱うことができるため、検出部２のセンサの校正も精密となり、正確な測定が可能となる。なお、本実施形態の各構成は、勿論、各種の変形や変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部１と液体ハンドリング部３を一体化させることも可能である。また、検出部２は使い捨てとしたが、廃液リザーバ１０をさらに、大きくして複数回の測定に用いることも可能である。

また、液体ハンドリング部３による空気若しくは、試薬の移動によって、検出部２の試料の移動を行っているが、これに限定されるものではなく、移動させるための媒体は、空気以外の気体であっても良いし、試薬以外の液体であっても良い。

次に図２を参照して、本発明による小型分析装置の第２の実施形態について説明する。図２は、小型分析装置における検出部２と液体ハンドリング部３の部品配置を模式的に示したものであり、前述した第１の実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその説明を省略する。つまり、ポンプ２０、バルブ２２，２７，２８，２９，３０，３１、試料注入部２５、センサ２６及び、廃液リザーバ３３は第１の実施形態と同じものが用いられる。

この小型分析装置において、検出部２は、蓋２４、試料注入部２５、センサ２６、廃液リザーバ３３、接続コネクタ２１ａ，２３ａ，３２ａ，３４ａからなり、各部品間は流路で結ばれている。すなわち、接続コネクタ２１ａとセンサ２６が流路で結ばれ、このセンサ２６を介して、反対側から試料注入部２５を介して接続コネクタ２３ａまでの流路が形成されている。この流路は、試料注入部２５とセンサ２６の間で分岐し、接続コネクタ３４ａに繋がっている。

さらに、この流路は分岐して、廃液リザーバ３３に繋がり、廃液リザーバ３３の反対側から接続コネクタ３２ａに繋がっている。前記液体ハンドリング部３は、ポンプ２０、バルブ２２，２７，２８，２９，３０，３１及び、接続コネクタ２１ｂ，２３，３４ｂ，３２ｂからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、ポンプ２０は、接続コネクタ２１ｂに接続し、バルブ２２は、接続コネクタ２３ｂ、バルブ３１は、接続コネクタ３２ｂに接続する。試薬流入口３５は、バルブ２８に繋がり、さらにバルブ２７及び接続コネクタ３４ｂに接続する。同様に、もう１種の試薬導入口３６はバルブ２９に繋がり、さらにバルブ３０及び接続コネクタ３４ｂに接続する。

この様に構成された小型分析装置の動作について説明する。まず、試料注入部２５に試料を注入し、蓋２４を被せて試料注入部２５を密封し測定を開始する。
始めに、バルブ２２を開き、バルブ２７，２８，２９，３０，３１を閉じて、ポンプ２０により吸引を行うと、試料がセンサ２６に導入され測定される。次に、バルブ３１を開き、バルブ２７，２８，２９，３０，２２を閉じて、ポンプ２０により排出を行うと、試料がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥され貯留される。そしてバルブ２８，２７を交互に開閉し、バルブ２２，２９，３０，３１を閉じたままポンプ２０により吸引を行うと、空気で分画された試薬がセンサ２６に導入され測定される。

次に、バルブ３１を開き、バルブ２７，２８，２９，３０，２２を閉じて、ポンプ２０により排出を行うと、試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥され貯留される。もう一種の試薬についても同様の操作を行う。

すなわち、バルブ２９と３０を交互に開閉し、バルブ２２，２７，２８，３１を閉じたままポンプ２０により吸引を行うと、空気で分画されたもう一種の試薬がセンサ２６に導入され測定される。次に、バルブ31を開き、バルブ２７，２８，２９，３０，２２を閉じて、ポンプ２０により排出を行うと試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥され貯留される。

従って、このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い捨ての検出部２を簡易化し、これまで以上の廉価なコストで製造することができる。
また、試料は、詰まりが生じやすいポンプやバルブには直接接触せず、検出部2 内のみを移動するだけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができる。さらに、試料の測定結果と２種の試薬による校正結果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できるようになる。

なお、本実施形態の各構成は、勿論、各種の変形や変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部１と液体ハンドリング部３を一体化させることも可能である。また、検出部２は使い捨てとしたが、廃液リザーバ１０の容量を大きくして複数回の測定に用いることも可能である。さらに、ハンドリングする試薬の種類も２種に限定する必要はなく、何種でも可能である。本実施形態では、試料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定することもまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、センサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測定することも可能である。

次に図３を参照して、本発明による小型分析装置の第３の実施形態について説明する。図３は、小型分析装置における検出部２と液体ハンドリング部３の部品配置を模式的に示したものであり、前述した第１の実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその説明を省略する。つまり、ポンプ４０、４３、バルブ２７、２８、２９、３０、４４、４５、試料注入部２５、センサ２６、廃液リザーバ３３が第１の実施形態のものと同じ部位である。

この小型分析装置において、検出部２は、蓋２４、試料注入部２５、センサ２６、廃液リザーバ３３及び、接続コネクタ４１ａ，４１ｂからなり、各部品間は、流路で結ばれる。すなわち、接続コネクタ４１ａと試料注入部２５が流路で結ばれ、試料注入部２５を介して反対側からセンサ２６に流路が接続され、同時に接続コネクタ４２ｂにも接続される。また、センサ２６の反対側からは廃液リザーバ３３に繋がり廃液リザーバ３３の反対側からは空気抜きのための流路が形成されている。液体ハンドリング部３はポンプ４０，４３、バルブ２７，２８，２９，３０，４４，４５、接続コネクタ４１ｂ，４２ｂからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、ポンプ４０はバルブ４５を介して接続コネクタ４１ｂに接続する。試薬流入口３５はバルブ２８に繋がり、さらにバルブ２７及びポンプ４３に接続する。同様にもう１種の試薬導入口３６はバルブ２９に繋がり、さらにバルブ３０及びポンプ４３に接続する。ポンプ４３の反対側からはバルブ４４を介して接続コネクタ４２ｂに接続されている。

このように構成された小型分析装置の動作について説明する。まず、試料注入部２５に試料を注入し、蓋２４を被せて測定を開始する。始めにバルブ４５を開き、バルブ２７，２８，２９，３０，４４を閉じてポンプ４０により排出を行うと試料がセンサ２６に導入され測定される。測定終了後、更に同方向にポンプを駆動させることにより、試料を廃液リザーバ３３に排斥貯留することができる。次にバルブ４５，２９，３０を閉じ、バルブ４４を開いたままバルブ２８とバルブ２７を交互に開閉しながらポンプ４３を駆動させると空気により分画された試薬がセンサ２６に導入され測定される。測定後さらにバルブ４５を閉じてバルブ４４を開いたままポンプ４３を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥貯留される。もう一種の試薬についても同様の操作を行う。

すなわち、バルブ４５，２７，２８を閉じ、バルブ４４を開いたままバルブ２９と３０を交互に開閉しながらポンプ４３を駆動させると空気により分画された試薬がセンサ２６に導入され測定される。測定後さらにバルブ４５を閉じてバルブ４４を開いたままポンプ４３を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥貯留される。

従って、このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い捨ての検出部２を単純化し、できるだけ廉価で製造することができる。また、試料は詰まりが生じやすいポンプやバルブには直接接触せず、検出部２内のみを移動するだけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができる。さらに、試料の測定結果と２種の試薬による校正結果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できるようになる。

さらに第１の実施形態に比べ接続コネクタの数も２つに減るため、接液部での液漏れ等の不安定性を減少させることができる。ポンプは２つに増えるが流体の駆動方向は一方向であるのでポンプの構造も単純化できる。

なお、この発明の実施の形態の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部１と液体ハンドリング部３を一体化させることも可能である。また、検出部２は使い捨てとしたが、廃液リザーバ１０を大きくして複数回の測定に用いることも可能である。

ハンドリングする試薬の種類も２種に限定する必要はなく何種でも可能である。本実施形態では試料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定することもまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、センサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測定することも可能である。

次に、本発明による分析装置の第４の実施形態としての小型分析装置について説明する。図４は、小型分析装置における検出部２と液体ハンドリング部３の部品配置を模式的に示したものであり、前述した第１の実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその説明を省略する。すなわち、ポンプ５４、バルブ２７，２８，２９，３０，５０、試料注入部２５、センサ２６及び、廃液リザーバ３３は、前述した第１の実施形態と同等である。

検出部２は、蓋２４、試料注入部２５、センサ２６、廃液リザーバ３３及び、接続コネクタ５１ａ，５２ａ，５３ａからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、接続コネクタ５１ａと試料注入部２５が流路で結ばれ、試料注入部２５を介して反対側からセンサ２６に流路が接続され、同時に接続コネクタ５２ａにも接続される。また、センサ２６の反対側からは、廃液リザーバ３３に繋がり廃液リザーバ３３の反対側からは接続コネクタ５３ａに接続されている。

液体ハンドリング部３は、ポンプ５４、バルブ２７，２８，２９，３０，５０及び、接続コネクタ５１ｂ，５２ｂ，５３ｂからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、ポンプ５４は接続コネクタ５３ｂに接続する。試薬流入口３５はバルブ２８に繋がり、さらにバルブ２７及び接続コネクタ５２ｂに接続する。同様にもう１種の試薬導入口３６はバルブ２９に繋がり、さらにバルブ３０及び接続コネクタ５２ｂに接続する。

このように構成された小型分析装置の動作について説明する。試料注入部２５に試料を注入し、蓋２４を被せて測定を開始する。始めにバルブ５０を開き、バルブ２７，２８，２９，３０を閉じてポンプ５４により吸引を行うと試料がセンサ２６に導入され測定される。測定終了後更に吸引させることにより試料を廃液リザーバ３３に排斥貯留することができる。次にバルブ５０，２９，３０を閉じ、バルブ２８と２７を交互に開閉しながらポンプ５４を駆動させると空気で分画された試薬がセンサ２６に導入され測定される。測定後さらにバルブ２８，２９，３０を閉じてバルブ２７を開いたままポンプ５４を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥貯留される。もう一種の試薬についても同様の操作を行う。すなわち、バルブ５０，２７，２８を閉じ、バルブ２９と３０を交互に開閉しながらポンプ５４を駆動させると空気で分画された試薬がセンサ２６に導入され測定される。測定後さらにバルブ２８，２９，２７を閉じてバルブ３０を開いたままポンプ５４を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥貯留される。

従って、このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い捨ての検出部２を単純化し、できるだけ廉価で製造することができる。また、試料は詰まりが生じやすいポンプやバルブには直接接触せず、検出部２内のみを移動するだけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができる。さらに、試料の測定結果と２種の試薬による校正結果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できるようになる。

さらに第２の実施形態に比べて、接続コネクタの数は１つ増え３個になるが、ポンプの駆動方向は一方向で、且つ１個でよいのでポンプの構造が単純化でき、液体ハンドリング部の構造も単純化できる。

なお、この発明の実施の形態の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部１と液体ハンドリング部３を一体化させることも可能である。また、検出部２は使い捨てとしたが、廃液リザーバ１０を大きくして複数回の測定に用いることも可能である。

ハンドリングする試薬の種類も２種に限定する必要はなく何種でも可能である。本実施形態では、試料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定することもまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、センサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測定することも可能である。

次に、本発明による分析装置の第５の実施形態について説明する。図５は、検出部２と液体ハンドリング部３の接続コネクタ６２，６３の部分を拡大したものである。検出部２は実際には前述した第１，２，３の実施形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板６１のみを示している。

前記液体ハンドリング部３との接続は接続コネクタ６３及び流路６４を介して行われる。液体ハンドリング部３も実際には第１，２，３の実施形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板６０のみを示している。同様に検出部２との接続は接続コネクタ６２及び流路６６を介して行われる。接続コネクタ６２と６３は互いに勘合する。また、液体ハンドリング部３のコネクタ６２内の流路６６には逆流防止弁６５が配置されている。逆流防止弁６２は図に示すような形状の弾性部材からなり、逆方向に液体が流れようとすると流路を閉鎖する。

このように動作するために検出部からの試料の流入を防ぐことができ、万一事故が起きても詰まりやすいポンプや、バルブに試料が接触することがないので安定な分析が行えるようになる。
逆流防止弁の材料としては、ステンレスのような錆びにくい金属や樹脂が用いられる。このような細かい樹脂の弁を流路に形成するにはマイクロ光造形等の技術を用いる必要がある。

本実施形態では、メス型コネクタを液体ハンドリング部３に配したが、検出部２に配することも可能である。また、逆流防止弁を複数配置してその機能をより効果的にすることも可能である。

次に、本発明の分析装置の第６の実施形態について説明する。図６は、検出部２と液体ハンドリング部３の接続コネクタ７０，６３の部分を拡大したものである。検出部２は実際には第１，２，３の実施形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板６１のみを示している。外部との接続は接続コネクタ６３及び流路６４を介して行われる。液体ハンドリング部３も実際には、第１，２，３の実施の形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板６０のみを示している。外部との接続は接続コネクタ７０及び流路６６を介して行われる。

液体ハンドリング部３のコネクタ７０は、弾性のある樹脂またはゴムでできており、加圧ピン７１を用いて圧力が加えられている。図６（ａ）に示すように、この圧力により流路６６の一端が閉鎖されている。この時合わせ面７２の長さは合わせ面７３の長さより短い。次に図６（ｂ）に示すように、検出部２の接続コネクタ６３を接続コネクタ７０に差し込むと合わせ面７２は合わせ面７３と同じ長さに伸長して勘合するため、閉じていた流路６６の一端が開き流路６４と連通する。

このように動作するために検出部２を外しておいても流路が露出することがないので、その部分で試薬が乾燥して詰まりが生じることがなくなり安定に測定が行えるようになる。
接続コネクタ７０の材料としては弾性のある樹脂やゴムが用いられる。もう一方の接続コネクタ６３は金属、硬質プラスティック、ガラス、セラミック等の硬い材料が用いられる。

以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
（１）電気的な制御及びデータ処理部１、液体ハンドリング部３、検出部２からなる分析装置において、少なくとも検出部２が他と脱着可能な接続部を介して分離され、その接続部は電気的な接続と流体の接続を含み、測定試料は空気又は試薬を介して間接的に移動させられることを特徴とする小型分析装置。
これにより、分析装置を電気的な制御及びデータ処理部、液体ハンドリング部、検出部に分離し、検出部のみを使い捨てにすることにより検査に要する費用を安価にすることができる。また、液体ハンドリング部で複数の液体を用いてセンサのキャリブレーションを行うことにより正確な測定ができる。

（２）前記（１）項において、前記検出部２は、少なくとも１個のセンサ２６、流路、廃液リザーバ３３及びコネクタ２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂとからなることを特徴とする小型分析装置。
これにより、使い捨て検出部の構造が単純になり、安価に製作できるようになる。

（３）前記（１）項において、前記液体ハンドリング部３がポンプ２０、バルブ２２，２７，２８，２９，３０，３１からなり、試薬のみをハンドリングすることを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより、液体ハンドリング部のポンプやバルブ等のアクチュエータは非常に微細な構造を有するため血液等の試料を流通させると詰まる事があるが、試料は試薬や空気を用いて間接的にハンドリングされるためアクチュエータに直接接触しないので詰まりにくくなる。

（４）前記（１）項において、ポンプが液体用コネクタ２１ａ，２１ｂを介してセンサ２６と接続し、該センサ２６を介してポンプ２０の反対側に試料受け２５、試薬導入路及び、廃液用リザーバ３３が配置されていることを特徴とする小型分析装置。
このような構成により、液体ハンドリング部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリングする液体回路を実現することができる。また、検出部はセンサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が単純になり、安価に製造することができる。また、液体ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることができるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な測定ができるようになる。

（５）前記（４）項において、前記ポンプ２０の空気吸引により試料をセンサ部に導入し、測定後逆向きに空気排出により試料を移動させて廃液用リザーバ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより、ポンプは空気のみに接触し、バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、検出部のみを使い捨てで使用することができる。

（６）前記（４）項において、前記ポンプ２０の空気吸引により試薬をセンサ部に導入し、測定後逆向きに空気排出により試薬を移動させて廃液用リザーバ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより前記（５）項と同様な作用効果が得られる。

（７）前記（１）項において、ポンプ４０が液体用コネクタ４１ａ，４１ｂと試料受け２５を介してセンサ２６と接続し、同時に同方向から試薬もポンプ４３、液体用コネクタ４２ａ，４２ｂを介して前記センサ２６に接続され、前記センサ２６を介してそれらの反対側に廃液用リザーバ３３が配置されていることを特徴とする小型分析装置。

このような構成により、液体ハンドリング部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリングする液体回路を実現することができる。また、検出部はセンサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が単純になり、安価に製造することができる。また、液体ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることができるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な測定ができるようになる。さらに本方式では液体の接続が２カ所に減るので接続箇所からの液漏れなどの不安定性を減少させることができる。

（８）前記（７）項において、前記ポンプ４０の空気排出により試料をセンサ２６に導入し、測定後さらに空気排気により試料を移動させて廃液用リザーバ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。

これにより、ポンプは空気のみに接触し、バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、検出部のみを使い捨てで使用することができる。さらに流体の駆動方向は１方向で済むのでポンプの機能も単純化できる。

（９）前記（７）項において、前記液体ポンプ４３により、試薬を前記センサ２６に導入し、測定後さらに試料を移動させて、前記廃液用リザーバ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより前記（８）項と同様な作用効果が得られる。

（１０）前記（１）項において、ポンプ５４が液体用コネクタ５３ａ，５３ｂ、廃液リザーバ３３を介してセンサ２６と接続し、該センサ２６を介してポンプの反対側に試料受け25、試薬導入路が配置されていることを特徴とする小型分析装置。

このような構成により、液体ハンドリング部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリングする液体回路を実現することができる。また、検出部はセンサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が単純になり、安価に製造することができる。また、液体ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることができるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な測定ができるようになる。さらに本方式では液体の接続は３カ所であるが、液体の駆動方向が１方向にもかかわらずポンプの数は１つでよいので液体ハンドリング部の構造も単純化できる。

（１１）前記（１０）において、ポンプ５４の空気吸引により試料をセンサ２６に導入し、測定後さらに空気吸引により試料を移動させて廃液用リザーバ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。

このように、ポンプは空気のみに接触し、バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、検出部のみを使い捨てで使用することができる。さらに流体の駆動方向は１方向で済むのでポンプの機能も単純化できる。

（１２）前記（１０）項において、ポンプの空気吸引により試薬をセンサ２６に導入し、測定後さらに空気吸引により試料を移動させて廃液用リザーバ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置。
これにより前記（１１）項と同様な作用効果が得られる。

（１３）前記（１）において、接続部は電気的なコネクタと液体用コネクタからなり、液体用コネクタには、逆流防止弁６５が配設されていることを特長とする小型分析装置。
これにより、液体用コネクタに逆流防止弁を配置することにより、液体ハンドリング部へ誤って血液等の試料が流れ込むことを防止する。このような構成とすることにより液体回路の詰まりによる故障や流量減少による誤動作を防止することができ、安定な測定ができるようになる。

（１４）前記（１）項において、接続部は電気的なコネクタと液体用コネクタからなり、メス型の液体用コネクタ６７は可撓性材料７０で形成され、加圧ピン７１とオス型の液体用コネクタ６８の抜き差しにより、合わせ面７２の長さが変化することを特長とする小型分析装置。

これにより、メス型のコネクタ６７単独の場合には加圧ピン７１により合わせ面７２が圧迫されて、流路６６の一端が閉鎖され、オス型コネクタ６８を差し込むことにより合わせ面７２がオス型コネクタの合わせ面７３と同じ長さに伸長させられることにより流路が開かれる。従って、流路が露出することがないので、試薬が乾燥して詰まりが生じにくくなる。

（１５）液体からなる測定試料を分析する小型分析装置において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための少なくとも１つの試薬のいずれかを、任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンドリング手段と、前記媒体若しくは、外部から注入された測定試料を移動させる流路及び、前記流路を通じて導入された前記測定試料から所望データの検出を行う検出部を有する検出手段と、前記検出手段により検出されたデータを処理し、且つ各構成部位を電気的に制御する電気的な制御及びデータ処理手段と、を具備し、少なくとも前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段と着脱するための接続部を介して接続され、その接続部には、電気的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体ハンドリング手段で前記媒体を移動させることにより、前記測定試料を間接的に前記検出手段内で検出部への装填と、排出のための移動を行うことを特徴とする小型分析装置。

（１６） 前記小型分析装置において、前記液体ハンドリング手段は、前記媒体若しくは試薬のいずれかを前記流路内で任意に移動させるために、前記流路中に設けられた複数のバルブと、少なくとも１つのポンプと、を有し、前記検出手段は、前記液体ハンドリング手段の接続部の複数の流路端部と前記検出手段の接続部の複数の流路端とをそれぞれ合致させるコネクタ部と、前記ポンプに前記コネクタ部及び流路を介して接続される、前記検出部となる少なくとも１個のセンサアレイと、前記センサアレイに接続される流路中に設けられた前記測定試料を注入するための試料注入口と、前記センサに流路により接続され、検出が終了した前記測定試料を収納する廃液リザーバと、を有することを特徴とする（１５）記載の小型分析装置。

（１６） 互いに接続部を有し着脱可能で、流路が接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有し、前記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料を注入し分析する小型分析装置の駆動方法において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリング部の流路内を移動させることにより、その流路に接続部を介して接続された検出部までの流路中に注入された測定試料を検出部内に移動させ、及び検出部から廃棄させることを特徴とする小型分析装置の駆動方法。

本発明の小型分析装置としての第１の実施形態の構成例を示す図である。 第２の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図である。 第３の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図である。 第４の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図である。 第５の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の接続コネクタ部分を示す図である。 第６の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の接続コネクタ部分を示す図である。

符号の説明

１…電気的な制御及びデータ処理部、２…検出部、３…液体ハンドリング部、４…試薬流入口、５……マイクロバルブ、６，７…マイクロポンプ、８…センサ、９…試料注入部、１０…廃液リザーバ、１２…試薬流路、１３，１４，１５，１６…接続コネクタ。

Claims (2)

1. 液体からなる測定試料を分析する小型分析装置において、
   液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための少なくとも１つの試薬のいずれかを、任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンドリング手段と、
   前記媒体若しくは、外部から注入された測定試料を移動させる流路及び、前記流路を通じて導入された前記測定試料から所望データの検出を行う検出部を有する検出手段と、
   前記検出手段により検出されたデータを処理し、且つ各構成部位を電気的に制御する電気的な制御及びデータ処理手段と、
   を具備し、少なくとも前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段と着脱するための接続部を介して接続され、その接続部には、電気的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体ハンドリング手段で前記媒体を移動させることにより、前記測定試料を間接的に前記検出手段内で検出部への装填と、排出のための移動を行うことを特徴とする小型分析装置。
2. 互いに接続部を有し着脱可能で、流路が接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有し、前記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料を注入し分析する小型分析装置の駆動方法において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリング部の流路内を移動させることにより、その流路に接続部を介して接続された検出部までの流路中に注入された測定試料を検出部内に移動させ、及び検出部から廃棄させることを特徴とする小型分析装置の駆動方法。

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