JP4108590B2 - 測定ユニットと、それに用いる仕切り部材と、仕切り部材を成型する金型と、仕切り部材の製造方法 - Google Patents
測定ユニットと、それに用いる仕切り部材と、仕切り部材を成型する金型と、仕切り部材の製造方法 Download PDFInfo
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粒子懸濁液を微細孔に流し、懸濁液と粒子との電気インピーダンスの差に基づく電気的変化により粒子の個数を計測する方式(電気抵抗式)の粒子計数装置に組み込まれる粒子検出器に用いられるペレットにおいて、電気的絶縁性プラスチックのシートまたはフィルムにエキシマレーザアブレーション加工により1個または複数個の微細孔が形成され、そのシートまたはフィルムが各微細孔を中心にして所定形状に形成されてなる粒子検出器用ペレット(例えば、特許文献1参照)。
そして、抵抗の変化分ΔRと粒子の体積Vpは、
ΔR=(ρ0/S2)Vp……(1)
という関係を有する。ここでρ0は液体の電気抵抗、Sは微細孔の断面積である。従って、粒子の体積Vpを式(1)に基づいて精度よく求めるためには、微細孔を寸法的に高精度で、かつ再現性よく仕切り板に穿孔することが必要となる。
そこで、このような硬質材料よりも加工性の良い軟質材料を用いて製作したものや、さらに構造的な工夫を加えてその強度を補強するようにしたものが検討されているが、その性能はまだ十分なものとはいえず、電気抵抗法による測定に用いても満足な測定結果を得ることが難しいという問題があった。
(1)第1および第2部材の一方は凸部を有し、突出部が孔を囲んで形成する空間にその凸部が嵌入される。
(2)第1および第2部材の一方は、仕切り部材を受け入れるための第1凹部を有する。
(3)突出部はリング形状である。
(4)突出部は孔と同軸の円周上に位置する。
(5)突出部は孔の軸の方向に突出する。
(6)本体は円盤形状である。
(7)孔は本体の中心に形成される。
(8)本体は第2凹部を有し、孔が第2凹部の中に設けられる。
(9)本体は表面と裏面を有し、突出部と第2凹部が表面に設けられる。
(10)本体は表面と裏面を有し、突出部が表面に設けられ、仕切り部材は、本体に傷がつくことを防止するための傷防止部を裏面に備える。
(11)本体と突出部は樹脂からなり、一体的に形成される。
(12)第1および第2流路は、孔と同軸の部分を有する。
(13)第1および第2流路にそれぞれ設けられる第1および第2電極をさらに備える。
検出器は、試料分析装置に着脱可能に接続される測定ユニットに組み込まれてもよいし、試料分析装置に予め組み込まれてもよい。
この発明の仕切り部材によれば、孔を囲んで本体から突出する突出部を備えるので試料が確実に孔を通過し、検出器による信号の検出が確実に行われる。
(1)突出部はリング形状である。
(2)突出部は孔と同軸の円周上に位置する。
(3)突出部は孔の軸の方向に突出する。
(4)本体は円盤形状である。
(5)孔は本体の中心に形成される。
(6)本体は凹部を有し、孔が凹部の中に設けられる。
(7)本体は表面と裏面を有し、突出部と凹部が表面に設けられる。
(8)本体は表面と裏面を有し、突出部が表面に設けられ、本体に傷がつくことを防止するための傷防止部を裏面に備える。
(9)本体と突出部は樹脂からなり、一体的に形成される。
(10)本体と突出部と傷防止部とは樹脂からなり、一体的に形成される。
(11)突出部はリング形状で、その内径が先端縁から基端縁へ小さくなるように内壁がテーパ−状に形成される。
(12)傷防止部はリング状で本体から突出する。
(13)傷防止部は、その内径が先端縁から基端縁へ小さくなるように内壁がテーパ−状に形成される。
(14)試料が血液試料である。
この発明の一対の型を使用すれば、仕切り部材を高精度に、しかも安価に製造することができる。
(1)通気孔の入口は、内径がコアピンの外径よりも小さい。
(2)通気孔の入口は、コアピンと同軸である。
(3)雌型はキャビティの中心に埋設されたピンを備え、前記通気孔がピンに形成される。
(4)雌型は仕切り部材の材料をキャビティに注入するための材料流路を備える。
(5)材料流路は、雌型の外部から材料を受入れるためのスプルーと、スプル−に接続された第1および第2ランナーと、第1および第2のランナーに接続されたゲートとを備え、受入れた材料が第1および第2ランナーとゲートを介してスプルーからキャビティへ搬入される。
(6)ゲートは、第1および第2のランナーに接続されるリング状の第1ゲートと、一端が第1ゲートに接続され他端がキャビティに接続される複数の第2ゲートとを備える。
(7)複数の第2ゲートは、第1ゲートに移送された材料を複数方向から均等にキャビティに搬入するようになっている。
(8)材料は樹脂である。
(9)雄型は、仕切り部材の一部に対応する形状の突出部を備える。
(a)孔に対応する形状のコアピンを有する雄型と、仕切り部材に対応する形状のキャビティ−を有する雌型とを組み合わせ、
(b)キャビティに流動化した材料を搬入し、
(c)キャビティ内の材料を固化させ、
(d)雄型と雌型とを開いて固化した材料を取出すステップを備え、ステップ(b)は、雌型の、コアピンに対向する位置からキャビティ内のガスを放出するステップを含む方法を提供するものである。
この発明の方法によれば、仕切り部材を高精度に、しかも安価に製造することができる。
(1)ステップ(b)は、材料を複数の流路に分割して流すステップを含む。
(2)ステップ(b)は、材料を複数方向から均等にキャビティに搬入する。
(3)ステップ(b)は、流動化した材料を50〜150MPaの圧力でキャビティに圧入するステップを含む。
(4)ガスを放出するステップは、コアピンの外径よりも直径の小さい通気孔を介してガスを放出するステップを含む。
(5)ステップ(a)、(b)、(c)および(d)が連続的に行われる。
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
図1は、この発明の実施例の測定ユニットの上面図、図2は正面図、図3は内部構成を示す斜視図である。
図4は回転バルブ6aの上面図、図5は正面図、図6は底面図である。これらの図に示すように、回転バルブ6aは底部が開放された円筒状の外筒16aと、外筒16aの底部から嵌入された有底の内筒17aを備える。内筒17aは上部に開口を有し、底部にフランジ18aを備える。また、外筒16aは上部中央に大気開放用の貫通孔37aを備える。貫通孔37aは図示しないシール部材で密閉され、ユニット本体1aの使用時に開封される。
後述するように横溝25aは試料定量部として作用し、横溝24a,26aは流路開閉用溝として作用する。
なお、図9に示すように、内筒17aの内側底面は、円錐形に形成されているが、これは、内筒17a内に収容される血液試料と希釈液とのミキシング効率を向上させ、また試料を完全に排出させるためである。これに代って、図11に示すように中央部に円筒形の凸部を設けてもよい。また、図9,図11に示すようにフランジ18aは外周がリング状に上方へ突出しているが、これは、内筒17a側面から液体が万一漏洩したときに、それを貯留させるために設けられたものである。また、外筒16aと内筒17aとの間には、一部すき間が空いている。これは、内筒17aの回転時にステッピングモータ105aにかかる負担を軽減するためである。
図1および図3に示すように、電気抵抗測定部7aは、内部流路15fの垂直部分15dと15eとの間に設けられた円盤状の仕切り部材(以下、ペレットという)33bと、流路15gと15fとの接続部に一端が流路内に他端が上プレート2aの外部に露出するように設けられた電極34aと、流路13aと14cとの接合部分36aに一端が流路内に他端が下プレート3aの外部に露出するように設けられた電極35aから構成される。
また、図10に示すように、流路15fの上壁面(天井面)には複数の溝Vが流路15fの長手方向に平行に形成される。これは、微細孔33cを通過して流路15fへ流れる電解液の気泡を溝Vに滞留させると共にその電解液の流れを整流して安定化させ、電極34aと35aによって測定される測定値のノイズを抑制する。
4.光学特性測定部の構成
図1に示すように光学特性測定部7bは、流路14cのポンプ接続口9aの近くに設けられる。そして、光学特性測定部7bでは図38に示すように、流路14cは測定装置(後述)の発光ダイオード125とフォトダイオード126とがその上下に設けられるように形成され、流路14cに存在する液体の透過光強度が測定されるようになっている。
図12は、ユニット本体1aを用いて血液試料中の白血球とヘモグロビンを測定する測定装置100aの構成を示すブロック図である。測定装置100aに設けられた直流定電流電源101aはユニット本体1aの電極34aと35aの露出端に着脱可能に接続され、電動シリンジポンプ102a,103a,104aが第1、第2および第3ポンプ接続口8a,9a,10aにそれぞれ着脱可能に接続される。またバルブ6aを駆動するステッピングモータ105aがバルブ6aの底部のフランジ18aに形成された溝21aに係合する図示しない結合部を介してバルブ6aに着脱可能に結合される。
また、測定装置100aは信号処理部106eの入出力ポート(インタフェース)109を備え、外部のコンピュータやプリンタ等に対して信号を授受できるようになっている。
次に、図12に示す測定装置100aの動作を図13〜図15のフローチャートを用いて説明する。なお、図16〜図20は回転バルブ6aの外筒16aに対する内筒17aの回転位置を示し、図16〜図20の(a),(b)はそれぞれ図5のA−A、B−B矢視断面図を表している。
次に、シリンジポンプ104aが時間T9だけ吸引動作を行うと、希釈試料が図34に示すように希釈液収容部5aから流路13a、ペレット33bおよび流路15gを介してつまり、測定用流路を介してシリンジポンプ104aの方向へ吸引されるので、この期間に信号処理部106eは電極34aと35a間の電気抵抗を測定する(ステップS33〜S36)。
図10に示すように、微細孔33cを有するペレット33bで仕切られた希釈試料に直流定電流電源101a(図12)から電極34aと35aを介して定電流が供給されると、電極34aと35a間の抵抗は、希釈試料の液体成分の固有抵抗に依存するが、微細孔33cとその近傍に存在する液体成分が形成する抵抗により決定され、主として微細孔33cの直径と長さに支配される。
従って、演算部106dはこのパルスの数から白血球数を計数する。また、パルス高さは粒子の体積に比例するので、演算部106dはパルス高さを検出して、白血球の球相当径を算出して粒度分布図を作成する。
また、演算部106dは、光学特性測定部7b(図1)で得られた希釈液の透過光強度(ブランク値)と希釈試料の透過光強度から希釈試料の吸光度を公知の方法で求め、求めた吸光度からヘモグロビン量を算出する。
図39は、図10に示すペレット33bの拡大図である。
同図に示すように、ペレット33bは、外径D1、厚さL1の円盤状のペレット本体33aと、その上面周縁に隆起する高さL2、厚さL4のリング状の突出部33dから一体的に形成されている。つまり、ペレット33bは、微細孔33cを有するペレット本体33aと、微細孔33cを囲んでペレット本体33aから微細孔33aの軸方向へ突出するリング状の突出部33dを備える。ペレット本体33aは、中心に形成された直径D2、深さL3の円形凹部33eと、その中心を貫通する直径D3の微細孔33cとを有する。なお、微細孔33cの長さ(L1−L3)は、D3の1.2〜1.3倍に設定される。
ここで、L1=0.3mm、L2=1.4mm、L3=0.17mm、L4=1mm、D1=6mm、D2=1.1mm、D3=0.1mmである。なお、ペレット33bの材料としては樹脂を使用することができ、熱可塑性樹脂,熱硬化性樹脂のいずれを用いてもよい。
図40に示すペレットは、図39に示すペレット33bにおいてリング状の突出部33fをさらにペレット本体33aの下面周縁から隆起させたものである。この突出部33fはペレット本体33aの下面に傷がつくことを防止する傷防止部として作用する。
図41に示すペレットは、図40に示すペレットにおいてペレット本体33aの厚さを薄くして凹部33eを除去したものである。
図43に示すペレットは、図39に示すペレットにおいて、ペレット本体33aの凹部33eのない面に突出部33dが設けられている。
図45に示すペレットは、図42に示すペレットにおいて、突出部33dの外径および内径をペレット本体33aから離れるに従って拡大したものである。
図46に示すペレットは、図41に示すペレットにおいて、突出部33dと33fの内径が先端縁から基端縁へ小さくなるように各内壁がテーパー状に形成されている。突出部33fはペレット本体33aの下面に傷がつくことを防止する傷防止部として作用する。
図47に示すペレットは、ペレット本体33aの突出部33dが設けられている面と反対側の面に、傷防止部としての突出部33fが設けられること以外は、図42に示すペレットと実質的に同一の構造を有する。なお、突出部33fの内径は突出部33dの内径より小さい。
また、上述した種々のペレットは、突出部がペレット本体から突出するという単純な構成であるため、後述する金型による製造が容易である。
図40〜図47に示すペレットも、図39に示すペレット33bと同等の作用・効果を奏する。
図48と図49は、ペレット33bを射出成型するための一対の雄型と雌型の合わせ面(接触面)をそれぞれ示す平面図であり、図50は、雄型および雌型と、成型されるペレット33bとの位置関係を示す要部断面図である。
図50に示すように、雄型41には直径0.1mmのコアピン43が垂直に嵌入され、雄型41の合わせ面から突出している。雄型41の合わせ面には、コアピン43の突出端を中心に直径4mm(=D1−2L4)、高さ1.4mm(=L2)の円形の突出部44が形成されている。突出部44の表面には、コアピン43の突出端を中心に直径1.1mm(=D2)、高さ0.17mm(=L3)の円形の突出部45が形成されている。そして、コアピン43の突出端は突出部45の表面から0.13mm(=L1−L3)だけ突出している。
2a 上プレート
3a 下プレート
4a 試料受容部
5a 希釈液収容部
6a 回転バルブ
7a 電気抵抗測定部
8a 第1ポンプ接続口
9a 第2ポンプ接続口
10a 第3ポンプ接続口
11a 流路
12a 流路
13a 流路
14c 流路
15d 垂直部分
15e 垂直部分
15f 内部流路
15g 流路
16a 外筒
17a 内筒
18a フランジ
19a 突出部
20a 突出部
21a 溝
22a 貫通孔
23a 貫通孔
24a 横溝
25a 横溝
26a 横溝
27a 貫通孔
28a 貫通孔
29a 貫通孔
30a 貫通孔
31a 貫通孔
32a 縦軸
33b ペレット
33c 微細孔
34a 電極
35a 電極
36a 接合部分
37a 通気孔
Claims (14)
- 試料分析装置に着脱可能に接続される測定ユニットであって、
試料を通過させる第1流路を有する第1部材と、
試料を通過させる第2流路を有する第2部材と、
第1部材と第2部材とに挟まれて固定され、試料を第1流路から第2流路へ通過させる孔を有する仕切り部材とを備え、
仕切り部材は前記孔を有する円盤形状の本体と、その孔を囲んで本体から突出する突出部とを備え、
第1部材は、仕切り部材の突出部に囲まれる空間に適合する円筒状の凸部を備える測定ユニット。 - 本体と突出部は樹脂からなり、これらは一体的に形成されている請求項1記載の測定ユニット。
- 試料から信号を検出するための検出器が有する第1部材と第2部材とに挟まれて固定される仕切り部材であって、
検出器の第1部材が有する第1流路から第2部材が有する第2流路へ試料を通過させる孔を有する円盤形状の本体と、孔を囲んで本体から突出する突出部とを備え、
突出部は、突出部に囲まれる空間が、第1部材が有する円筒状の凸部に適合するように本体から突出している仕切り部材。 - 突出部はリング形状である請求項3記載の仕切り部材。
- 突出部は孔の軸の方向に突出する請求項3又は4に記載の仕切り部材。
- 本体は表面と裏面を有し、突出部が表面および裏面に設けられている請求項3〜5のいずれか1項に記載の仕切り部材。
- 本体と突出部は樹脂からなり、これらは一体的に形成されている請求項3〜6のいずれか1項に記載の仕切り部材。
- 請求項3記載の仕切り部材を成型するための一対の型であって、前記孔に対応する形状のコアピンを有する雄型と、仕切り部材に対応する形状のキャビティを有する雌型とを備え、
雌型は、キャビティ内のガスを放出するためにキャビティから雌型の外部へ通じる通気孔を有し、キャビティはコアピンに対向する位置に通気孔の入口を備える一対の型。 - 通気孔の入口は、内径がコアピンの外径よりも小さい請求項8記載の一対の型。
- 雌型は仕切り部材の材料をキャビティに注入するための材料流路を備える請求項8又は9に記載の一対の型。
- 請求項3記載の仕切り部材を成型する方法であって、
(a)孔に対応する形状のコアピンを有する雄型と、仕切り部材に対応する形状のキャビティ−を有する雌型とを組み合わせ、
(b)キャビティに流動化した材料を搬入し、
(c)キャビティ内の材料を固化させ、
(d)雄型と雌型とを開いて固化した材料を取出すステップを備え、ステップ(b)は、雌型の、コアピンに対向する位置からキャビティ内のガスを放出するステップを含む方法。 - ステップ(b)は、材料を複数の流路に分割して流すステップを含む請求項11記載の方法。
- ステップ(b)は、材料を複数方向から均等にキャビティに搬入するステップを含む請求項11又は12に記載の方法。
- ガスを放出するステップは、コアピンの外径よりも直径の小さい通気孔を介してガスを放出するステップを含む請求項11〜13のいずれか1項に記載の方法。
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