JP4480170B2 - 血液分析装置及び血液分析方法 - Google Patents
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Description
(a) 血液液性成分中の被検成分を分析するセンサを備える基板と;
(b) 前記基板内に設けられ、前記センサを収容するセンサ溝を有し、前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させたときにこのセンサ溝内で血漿分離を行う血漿分離部と;
(c) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して前記第1の遠心方向に遠心力を作用させたときに前記血漿分離部に血液試料を導入する血液導入流路と;
(d) 前記血液導入流路の途中に設けられ、血液導入口から導入された血液試料を秤量する血液溜めと;
(e) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して前記第1の遠心方向に遠心力を作用させたときに前記血漿分離部に較正液を導入する較正液導入流路と;
(f) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の液体がこの中に移動するようにした較正液廃液溜めと;
(g) 前記血漿分離部と前記較正液廃液溜めとを連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の較正液を前記較正液廃液溜めに排出する較正液排出流路と;
(h) 前記較正液廃液溜めと連通し、血液導入口から前記血液溜めへの血液導入時に遮断される空気抜き流路;
とを備え、
前記血液導入流路は前記センサ溝に第1の遠心方向加圧方向辺縁側で連通し、
前記血液導入流路の前記血漿分離部から第1の遠心力加圧方向辺縁側に位置する部分が、基板を第1の遠心方向に遠心力を加圧した場合に血液中の血球分画成分を収容する容量を有することを特徴とする血液分析装置により達成される。
(a) 以下の血液分析要素を用意し、
(1) 血液液性成分中の被検成分を分析するセンサを備える基板と;
(2) 前記基板内に設けられ、前記センサを収容するセンサ溝を有し、前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させたときにこのセンサ溝内で血漿分離を行う血漿分離部と;
(3) 前記血漿分離部と連通し、前記血漿分離部に血液試料を導入する血液導入流路と;
(4) 前記血液導入流路の途中に設けられ、血液導入口から導入された血液試料を秤量する血液溜めと;
(5) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して前記第1の遠心方向に遠心力を作用させたときに前記血漿分離部に較正液を導入する較正液導入流路と;
(6) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の液体がこの中に移動するようにした較正液廃液溜めと;
(7) 前記血漿分離部と前記較正液廃液溜めとを連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の較正液を前記較正液廃液溜めに排出する較正液排出流路と;
(8) 前記較正液廃液溜めと連通し、血液導入口から前記血液溜めへの血液導入時に遮断される空気抜き流路とを備え、前記血液導入流路は前記センサ溝に第1の遠心方向加圧方向辺縁側で連通し、前記血液導入流路の前記血漿分離部から第1の遠心力加圧方向辺縁側に位置する部分が、基板を第1の遠心方向に遠心力を加圧した場合に血液中の血球分画成分を収容する容量を有する血液分析装置;
(b) 前記較正液導入流路に較正液を供給し;
(c) 前記血漿分離部が遠心力加圧方向となるように前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させて、前記較正液導入流路内の較正液を血漿分離部の前記センサ溝に導入し;
(d) 前記センサの較正を行い;
(e) 前記基板を回転して前記較正液溜めが遠心力加圧方向となるように基板を第2の遠心方向に配置して遠心することにより、センサ溝内の較正液を較正液廃液溜めに排出し;
(f) 前記空気抜き流路を遮断して前記較正液廃液溜め内の較正液の逆流を防止しながら、前記血液導入流路を介して前記血液溜めに血液試料を導入し;
(g) 前記血漿分離部が遠心力加圧方向となるように前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させて、血液試料を前記血液溜めから前記血漿分離部に移送する一方、血漿分離部で血球血漿分離を行わせ、分離された血漿を前記センサ溝に導入し;
(h) センサ溝内の血漿中の液性成分の分析をセンサにより行う、
によって達成することができる。
第2図は本発明の一実施態様による血液分析装置の透過斜視図、第3図は、その分解斜視図、図4は上基板の底面図、図5は下基板の平面図である。これらの図において、符号10は血液分析装置であり、上基板12が下基板14に積層されている。上下基板12,14は例えばポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネート(PC)などの樹脂で作られる。
尿素窒素 + H2O + 2H+ → 2NH4 + + CO2
β−D−グルコース+H2O+O2 → D−グルコン酸 + H2O2
図8の血液分析装置10上面上の貫通穴36から較正液70を導入し、図9に示すように較正液溜め16が満たされるまで入れる。この較正液溜め16に満たされると、ほぼ1μL容量の較正液70が秤量される。この較正液は、血液分析を行う直前に導入してもよいし、予め血液分析装置内の較正液溜めに入れておいてもよい。較正液を血液分析装置10内に導入してから、図14に示すような遠心分離装置に取り付け、遠心操作を行う。このとき、血液分析装置10内の血漿分離部(センサ部)21が遠心方向側、すなわち、遠心力F1の加圧方向側に位置するようにセットする。この遠心操作により、較正液70は較正液導入流路28を通りセンサ部の各センサ溝20に移行し、センサ電極を覆う(図10)。この状態で各センサの較正を行う。なお、図10中の符号Cは遠心中心軸であり、符号F1は遠心加圧方向である。
センサの較正を行った後にセンサ部21の較正液を排出する。図11に示すように、分析装置10を時計回りに90度回転し、較正液廃液溜め22が図の下側に、すなわち、第2の遠心方向F2側に位置するように、図14の遠心分離装置に取り付け遠心操作を行う。これにより、センサ溝20内の較正液70は較正液廃液溜め22に移動し、較正液排出が完了する。十分な遠心力を印加することにより較正液の排出を完全に行うことができる。従って、残留較正液による分析値への誤差が生じることがなくなる。
次に図12に示すように、基板10の血液導入口40に無痛採血針62を取付け、これをヒト皮膚に刺して、全血72を血液溜め18に導入する。この血液溜め18に満たされると分析に必要十分な血液量1μLが秤量することができる。この血液導入時には、空気抜き流路30,32を塞ぎながら無痛針62を皮膚に穿刺して、貫通穴36から負圧ポンプで吸引することで血液導入を行う。較正液廃液溜め22に連通する空気抜き流路32を遮断しているので、血液導入時に廃液溜め22内の較正液70が逆流することはない。
その後、血液の血漿分離部(センサ部)への移送と血球・血漿分離を行う。図13に示すように、センサ部21が図の下側に、すなわち第1の遠心方向(遠心力加圧方向)F1側に位置するように、図14の遠心分離装置に取り付け遠心操作を行う。遠心により、血液72は血漿分離部(センサ部)21へと移動するとともに、血球と血漿成分が遠心力により分離される。血液導入流路24aの分岐部に血球成分72bが、その上のセンサ溝20には血漿72aが分画される。図13に示すように、血漿72aがセンサ電極を収容するセンサ溝拡径部21aにあるように流路設計がなされている。一般に、血液の全体積に対する血球成分比率は34〜48%であるので、これを勘案してこのセンサ電極周辺の流路設計を行えば、分離された血漿成分が遠心分離後に自動的にセンサ電極上に来るようにすることができる。したがって従来のように遠心分離後に血漿成分をセンサ電極へとポンプ等で導く必要ない。
図16は本発明の第2実施態様による血液分析装置を示す。この分析装置10では、図中斜線部で示した血液溜め18とその上流の血液導入流路24b、導入口40までの内壁と、貫通穴36から較正液溜め16までの流路内壁が親水化処理されている点が、第1実施態様とは異なる。また血液導入口40には、採血針の代わりに、採血シリンダ76が取付けられる。その他の構造は、第1実施態様と同じである。
比較例として、較正液の導入・排出を遠心を用いずに負圧ポンプを用いて行った。使用した血液分析装置は図15に示すように、較正液廃液溜め22に連通する吸引ポンプ接続口74を設けたものであり、図12に示した空気抜き通路32を廃したものである。その他の構造は実施例1で使用したものと同じである。この血液分析装置を用いて、実施例1と同時に、同一被験者の血液分析を試みた。較正液のセンサ溝20への導入、較正後の較正液の排出を、ポンプ接続口74に接続した負圧ポンプによって行った以外の操作は第1実施例と同様である。分析結果を、従来法と実施例1の結果と使用較正液の組成値とを比較して表1に示す。
Claims (16)
- 遠心により全血試料の血漿分離を行い、血液液性成分中の被検成分を分析する血液分析装置において:
(a) 血液液性成分中の被検成分を分析するセンサを備える基板と;
(b) 前記基板内に設けられ、前記センサを収容するセンサ溝を有し、前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させたときにこのセンサ溝内で血漿分離を行う血漿分離部と;
(c) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して前記第1の遠心方向に遠心力を作用させたときに前記血漿分離部に血液試料を導入する血液導入流路と;
(d) 前記血液導入流路の途中に設けられ、血液導入口から導入された血液試料を秤量する血液溜めと;
(e) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して前記第1の遠心方向に遠心力を作用させたときに前記血漿分離部に較正液を導入する較正液導入流路と;
(f) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の液体がこの中に移動するようにした較正液廃液溜めと;
(g) 前記血漿分離部と前記較正液廃液溜めとを連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の較正液を前記較正液廃液溜めに排出する較正液排出流路と;
(h) 前記較正液廃液溜めと連通し、血液導入口から前記血液溜めへの血液導入時に遮断される空気抜き流路;
とを備え、
前記血液導入流路は前記センサ溝に第1の遠心方向加圧方向辺縁側で連通し、
前記血液導入流路の前記血漿分離部から第1の遠心力加圧方向辺縁側に位置する部分が、基板を第1の遠心方向に遠心力を加圧した場合に血液中の血球分画成分を収容する容量を有することを特徴とする血液分析装置。 - 前記血漿分離部は、異なる被検成分を分析するための複数のセンサを収容した複数のセンサ溝を備え、前記血液導入流路は分岐して複数のセンサ溝のそれぞれに、血漿分離部の第1の遠心方向加圧方向側で連通していることを特徴とする請求項1の血液分析装置。
- 前記複数の複数のセンサ溝は、基板を第1の遠心方向に遠心力を作用させて血球と血漿を分離させた時に、前記センサの一つに接触する血漿が他のセンサと接触する血漿とは血球分画により隔離されるようにされていることを特徴とする請求項2の血液分析装置。
- 前記センサは電気化学的センサであることを特徴とする請求項1〜3の血液分析装置。
- 前記血液導入流路の血液導入口には、採血針が取付可能とされていることを特徴とする請求項1の血液分析装置。
- 前記血液導入流路が親水化処理されていることを特徴とする請求項1の血液分析装置。
- 前記較正液導入流路が親水化処理されていることを特徴とする請求項1の血液分析装置。
- 前記血液溜めと、血液溜めより上流側の血液導入流路とが、親水化処理されていることを特徴とする請求項1の血液分析装置。
- 前記較正液導入流路の途中には、較正液溜めが設けられていることを特徴とする請求項1の血液分析装置。
- 前記較正液溜めと、較正液溜めより上流側の較正液導入流路とが、親水化処理されていることを特徴とする請求項9の血液分析装置。
- 前記第1の遠心方向と前記第2の遠心方向は略直交していることを特徴とする請求項1の血液分析装置。
- 以下のステップからなる血液分析方法:
(a) 以下の血液分析要素を用意し、
(1) 血液液性成分中の被検成分を分析するセンサを備える基板と;
(2) 前記基板内に設けられ、前記センサを収容するセンサ溝を有し、前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させたときにこのセンサ溝内で血漿分離を行う血漿分離部と;
(3) 前記血漿分離部と連通し、前記血漿分離部に血液試料を導入する血液導入流路と;
(4) 前記血液導入流路の途中に設けられ、血液導入口から導入された血液試料を秤量する血液溜めと;
(5) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して前記第1の遠心方向に遠心力を作用させたときに前記血漿分離部に較正液を導入する較正液導入流路と;
(6) 前記血漿分離部と連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の液体がこの中に移動するようにした較正液廃液溜めと;
(7) 前記血漿分離部と前記較正液廃液溜めとを連通し、前記基板に対して第2の遠心方向に遠心力を作用させたとき前記血漿分離部内の較正液を前記較正液廃液溜めに排出する較正液排出流路と;
(8) 前記較正液廃液溜めと連通し、血液導入口から前記血液溜めへの血液導入時に遮断される空気抜き流路とを備え、前記血液導入流路は前記センサ溝に第1の遠心方向加圧方向辺縁側で連通し、前記血液導入流路の前記血漿分離部から第1の遠心力加圧方向辺縁側に位置する部分が、基板を第1の遠心方向に遠心力を加圧した場合に血液中の血球分画成分を収容する容量を有する血液分析装置;
(b) 前記較正液導入流路に較正液を供給し;
(c) 前記血漿分離部が遠心力加圧方向となるように前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させて、前記較正液導入流路内の較正液を血漿分離部の前記センサ溝に導入し;
(d) 前記センサの較正を行い;
(e) 前記基板を回転して前記較正液溜めが遠心力加圧方向となるように基板を第2の遠心方向に配置して遠心することにより、センサ溝内の較正液を較正液廃液溜めに排出し;
(f) 前記空気抜き流路を遮断して前記較正液廃液溜め内の較正液の逆流を防止しながら、前記血液導入流路を介して前記血液溜めに血液試料を導入し;
(g) 前記血漿分離部が遠心力加圧方向となるように前記基板に対して第1の遠心方向に遠心力を作用させて、血液試料を前記血液溜めから前記血漿分離部に移送する一方、血漿分離部で血球血漿分離を行わせ、分離された血漿を前記センサ溝に導入し;
(h) センサ溝内の血漿中の液性成分の分析をセンサにより行う。 - 前記血漿分離部は複数のセンサ溝を備え、前記血液導入流路は各センサ溝よりも第1の遠心方向辺縁側で分岐して各センサ溝の連通し;
前記ステップ(g)の第1の方向への遠心により、血液試料中の血球分画を血液導入流路の第1の遠心方向辺縁側の分岐部に沈澱させる一方、遠心上清として分離された血漿を各センサ溝に位置させることを特徴とする請求項12の血液分析方法。 - 前記ステップ(g),(h)において、各センサ溝に導入された血漿は他のセンサ溝内の血漿とは、前記血液導入流路分岐部に存在する血球分画により互いに隔離されていることを特徴とする請求項13の血液分析方法。
- 前記血液溜めとその上流側の血液導入流路とが親水化処理されており;
前記ステップ(f)において血液試料は毛細管作用により血液溜めに導入することを特徴とする請求項12の血液分析方法。 - 前記第1の遠心方向と、前記第2の遠心方向とは略直交することを特徴とする請求項12の血液分析方法。
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