JP4926854B2 - 血小板凝集測定方法および血小板凝集測定装置 - Google Patents

血小板凝集測定方法および血小板凝集測定装置 Download PDF

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Description

この発明は、血小板凝集測定方法および血小板凝集測定装置に関し、特に、測定試料を攪拌するステップを備えた血小板凝集測定方法および測定試料を攪拌する攪拌部を備えた血小板凝集測定装置に関する。
従来、血小板の機能を評価する検査として、血小板凝集能検査が知られている。この血小板凝集能検査では、血小板に血小板の凝集を惹起するアクティベータを加えることにより血小板を凝集させ、その血小板の凝集反応の程度の時間変化をモニタリングすることにより血小板凝集能を評価する。また、血小板の凝集は、血流により血小板にかかるずり応力によって促進されることが知られている。このため、血小板凝集能検査においても、このずり応力を血小板に加えて血小板の凝集を促進するために、測定試料を攪拌する血小板凝集測定方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
この特許文献1では、検体と試薬とによる測定試料を所定の速度で攪拌させて反応させる第1の反応相を経た後、測定試料を上記所定の速度よりも小さい速度で攪拌するか、または、全く攪拌しない第2の反応相において測定を行なう血小板凝集測定方法が開示されている。
また、一般的に、測定試料は検体と試薬とを所定の容器に分注することにより調製される。この調製された測定試料は、測定試料に対して攪拌を行うまでは、測定試料中において試薬と検体とが均一に混ざっていない状態である。上記特許文献1には明記されていないが、上記特許文献1においても、試薬と検体とが均一に混ざっていない状態の測定試料に対して第1の反応相における攪拌が行われていると考えられる。
特開2001−281243号公報
しかしながら、試薬と検体とが均一に混ざっていない状態の測定試料に対して検体と試薬とを攪拌して反応(凝集)を生じさせると、攪拌の初期において、試薬と検体とが局所的に反応を開始してしまうという不都合がある。このような局所的な反応による反応(凝集)量は、試薬と検体との混ざり具合によって異なるので、凝集反応の時間変化などの測定結果にばらつきが生じる。このため、このような測定方法では測定結果が安定しないという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、試薬と検体とが均一に混ざっていない状態の測定試料に対してずり応力を加えることで生じる局所的な凝集を抑制し、安定した測定結果を得ることが可能な血小板凝集測定方法および血小板凝集測定装置を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
この発明の第1の局面による血小板凝集測定方法は、検体と、少なくとも血小板アクティベータを含む試薬とから調製された測定試料を、攪拌子を収容した容器に収容し、攪拌子の回転によって測定試料にずり応力を生じさせた状態で、測定試料からの光学情報を取得し、得られた光学情報に基づいて血小板の凝集を分析する血小板凝集測定装置における血小板凝集測定方法であって容器に収容された測定試料中で攪拌子を、測定試料にずり応力が生じない第1の速度で回転させるステップと、第1の速度で攪拌子を測定試料中で所定時間回転させた後、攪拌子を測定試料中で第1の速度より大きく測定試料にずり応力を生じさせる第2の速度で回転させるステップと、第2の速度で攪拌子を測定試料中で回転させている間に測定試料から光学情報を取得するステップと、光学情報に基づいて、血小板の凝集を分析するステップとを備え、血小板アクティベータは、リストセチン、コラーゲン、ADP、エピネフリンおよびアラキドン酸のうちの一を含む
この第1の局面による血小板凝集測定方法では、上記のように、第1の速度で攪拌子を測定試料中で所定時間回転させた後、測定試料中で第1の速度より大きい第2の速度で攪拌子を回転し、第2の速度で攪拌子を測定試料中で回転させている間に測定試料から光学情報を取得することによって、第1の速度で測定試料を攪拌して比較的血小板の凝集が促進されない状態で測定試料を実質的に均一にし、第2の速度で攪拌して測定試料を反応させるとともに光学情報を取得することができる。これにより、実質的に均一な測定試料の反応(凝集)に対する光学情報を得ることができるので、反応(凝集)量に対応する光学情報が試薬と検体との混ざり具合によって異なるという不都合を抑制することができる。したがって、安定した測定結果を得ることができる。なお、この効果は、後述する実験により検証済みである。
また、血小板アクティベータは、リストセチン、コラーゲン、ADP、エピネフリンおよびアラキドン酸のうちの一を含む。これにより、血小板アクティベータにより血小板の凝集を惹起させることができるので、血小板の凝集を測定することができる。
また、第1の速度は、測定試料にずり応力が生じない速度であり、第2の速度は、測定試料にずり応力を生じさせる速度である。これにより、血小板の凝集を実質的に生じさせることなく測定試料を第1の速度で攪拌して混合した後、第2の速度で測定試料を攪拌することにより血小板の凝集を促進させた状態で、血小板の凝集を測定することができる。
また、第1の速度で攪拌子を測定試料中で所定時間回転させるステップを含む。これにより、測定試料が実質的に均一になった状態で第2の速度で攪拌を開始して血小板の凝集の測定を行うことができるので、試薬と検体との局所的な反応が生じるのを抑制することができる。これにより、安定した測定結果を得ることができる。
上記第1の局面による血小板凝集測定方法において、好ましくは、攪拌子は、磁石または磁性体からなり、容器の外部に設けられた磁石からなる回転部材を回転させることにより攪拌子回転する。このように構成すれば、回転部材の回転速度を制御することにより攪拌子の回転速度を制御することができるので、容易に、攪拌の速度を第1の速度および第2の速度に調節することができる。
上記第1の局面による血小板凝集測定方法において、好ましくは、試薬が、血小板と血小板アクティベータを含む試薬である。
上記第1の局面による血小板凝集測定方法において、好ましくは、光学情報が測定試料の吸光度であり、吸光度の時系列データに基づいて血小板凝集を分析する。
この発明の第2の局面による血小板凝集測定装置は、検体を、攪拌子を収容した容器に分注する第1分注部と、少なくとも血小板アクティベータを含む試薬を容器に分注する第2分注部と、第1分注部から分注された検体と第2分注部から分注された試薬とにより調製された測定試料中で攪拌子を回転させる攪拌部と、容器に収容された測定試料中で攪拌子を、測定試料にずり応力が生じない第1の速度で回転させ、第1の速度で攪拌子を測定試料中で所定時間回転させた後、攪拌子を測定試料中で第1の速度より大きく測定試料にずり応力を生じさせる第2の速度で回転させるように攪拌部を制御する制御部と、測定試料中で攪拌部により攪拌子を第2の速度で回転させている間に、測定試料から光学情報を取得する光学情報取得部と、光学情報に基づいて、血小板の凝集を分析する分析部とを備え、血小板アクティベータは、リストセチン、コラーゲン、ADP、エピネフリンおよびアラキドン酸のうちの一を含む
この第2の局面による血小板凝集測定装置では、上記のように、攪拌子を測定試料中で第1の速度で回転させ、第1の速度で回転させた後、攪拌子を測定試料中で第1の速度より大きい第2の速度で攪拌するように攪拌部を制御し、測定試料が攪拌部で第2の速度で回転させている間に、測定試料から光学情報を取得することによって、第1の速度で測定試料を攪拌して比較的血小板の凝集が促進されない状態で測定試料を実質的に均一にし、第2の速度で攪拌して測定試料を反応させるとともに光学情報を取得することができる。これにより、実質的に均一な測定試料の反応(凝集)に対する光学情報を得ることができるので、反応(凝集)量に対応する光学情報が試薬と検体との混ざり具合によって異なるという不都合を抑制することができる。したがって、安定した測定結果を得ることができる。なお、この効果は、後述する実験により検証済みである。
上記第2の局面による血小板凝集測定装置において、好ましくは、攪拌子が磁性体または磁石からなり、攪拌部は、磁石からなる回転部材を回転させることにより、測定試料を収容する容器に測定試料とともに収容され攪拌子を回転させる回転機構を含む。このように構成すれば、回転機構の回転部材を回転させることによって、容器に測定試料とともに収容される攪拌子を回転させることができるので、容易に測定試料を攪拌することができる。
上記第2の局面による血小板凝集測定装置において、好ましくは、試薬が、血小板と血小板アクティベータを含む試薬である。
上記第2の局面による血小板凝集測定装置において、好ましくは、光学情報が測定試料の吸光度であり、分析部は吸光度の時系列データに基づいて血小板凝集を分析する。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2は、それぞれ、本発明の一実施形態による血液分析装置の全体構成を示す斜視図および平面図である。また、図3〜図8は、図1に示した血液分析装置の各部の構成を説明するための図である。まず、図1〜図8を参照して、本発明の一実施形態による血液分析装置1の全体構成について説明する。
本実施形態による血液分析装置1は、血液の凝固・線溶機能に関連する特定の物質の量や活性の度合いを光学的に測定して分析するための装置であり、血液検体としては血漿が用いられる。本実施形態による血液分析装置1では、凝固時間法、合成基質法、免疫比濁法および血小板凝集法を用いて血液検体の光学的な測定を行うことによって、血液検体の凝固時間を測定している。
この血液分析装置1は、図1〜図3に示すように、検出機構部2と、検出機構部2の前面側に配置された搬送機構部3と、検出機構部2に電気的に接続された制御装置4とにより構成されている。また、検出機構部2および搬送機構部3は、検出機構部2内に設けられた制御部5(図2参照)により制御される。
搬送機構部3は、検出機構部2に血液検体を供給するために、血液検体を収容した複数(本実施形態では、10本)の試験管200が載置されたラック201を検出機構部2の吸引位置2a(図2参照)に搬送する機能を有している。また、搬送機構部3は、未処理の血液検体を収容した試験管200が収納されたラック201をセットするためのラックセット領域3aと、処理済みの血液検体を収容した試験管200が収納されたラック201を収容するためのラック収容領域3bとを有している。
検出機構部2は、搬送機構部3から供給された血液検体に対して光学的な測定を行うことにより、供給された血液検体に関する光学的な情報を取得することが可能なように構成されている。本実施形態では、搬送機構部3のラック201に載置された試験管200から検出機構部2のキュベット250(図1参照)内に分注された血液検体に対して光学的な測定が行われる。また、検出機構部2は、図1〜図3に示すように、キュベット供給機構部10と、回転搬送部20と、検体分注アーム30と、ランプユニット40と、試薬分注アーム50と、キュベット移送部60と、測定部70と、緊急検体セット部80と、流体部90とを備えている。
また、キュベット供給機構部10は、凝固時間法、合成基質法または免疫比濁法の測定の場合に、使用者によって無造作に投入された複数のキュベット250を回転搬送部20に順次供給することが可能なように構成されている。図1および図2に示すように、このキュベット供給機構部10は、使用者がキュベット250を投入するためのホッパ11と、ホッパ11から誘導板12を介して滑り落ちたキュベット250を回転搬送部20に供給するための供給用キャッチャ部13とを含んでいる。
また、図2に示すように、検出機構部2には、上述した供給用キャッチャ部13から所定の間隔を隔てて、キュベット250を廃棄するための廃棄用孔14と、廃棄用孔14の下方に設置された廃棄ボックス15とが設けられている。上述した供給用キャッチャ部13は、回転搬送部20のキュベット搬送テーブル23上のキュベット250を、廃棄用孔14を介して廃棄ボックス15に廃棄することが可能である。すなわち、供給用キャッチャ部13は、キュベット250の供給と廃棄との両方を行うことが可能である。
回転搬送部20は、キュベット供給機構部10から供給されたキュベット250と、血液検体を凝固させる試薬を収容した試薬容器(図示せず)とを回転方向に搬送するために設けられている。この回転搬送部20は、図2に示すように、円形状の試薬テーブル21と、円形状の試薬テーブル21の外側に配置された円環形状の試薬テーブル22と、円環形状の試薬テーブル22の外側に配置された円環形状のキュベット搬送テーブル23とにより構成されている。これらのキュベット搬送テーブル23、試薬テーブル21および試薬テーブル22は、それぞれ、時計回り方向および反時計回り方向の両方に回転可能で、かつ、各々のテーブルが互いに独立して回転可能なように構成されている。
試薬テーブル21および22は、図2に示すように、それぞれ、円周方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられた複数の孔部21aおよび22aを含んでいる。試薬テーブル21および22の孔部21aおよび22aは、血液を凝固させる試薬を収容した複数の試薬容器(図示せず)を載置するために設けられている。また、キュベット搬送テーブル23は、それぞれ、円周方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられた円筒形状の複数の保持部23aを含んでいる。保持部23aは、キュベット供給機構部10から供給されたキュベット250を保持するために設けられている。また、本実施形態では、血小板凝集法による測定の場合には、攪拌子300(図6参照)が内部に収容されたキュベット251を、キュベット搬送テーブル23の保持部23aに使用者が手でセットして供給することが可能である。なお、本実施形態では、キュベット251は、内径6mm、高さ29.8mmの略円筒形状であり、攪拌子300は、長さ3.8mm、直径1.2mmの丸棒形状である。
また、キュベット搬送テーブル23の保持部23aに保持されたキュベット250および251には、検体分注アーム30によって搬送機構部3に載置されるラック201に収納された試験管200に収容されている血液検体が分注される。
検体分注アーム30は、搬送機構部3により吸引位置2aに搬送された試験管200に収容される血液検体を吸引するとともに、吸引した血液検体を回転搬送部20に移送されたキュベット250または回転搬送部20にセットされた攪拌子300が収容されたキュベット251内に分注する機能を有している。
また、図2に示すように、ランプユニット40は、21本の分岐光ファイバ41を含み、測定部70で行われる光学的な測定に用いられる光を供給する機能を有する。また、21本の分岐光ファイバ41の先端は、図2に示すように、測定部70に接続されており、ランプユニット40からの光を測定部70にセットされるキュベット250および251内の測定試料に導いている。具体的には、図4に示すように、21本の分岐光ファイバ41は、それぞれ、測定部70の後述する16個の挿入孔71a、4個の挿入孔71bおよび1つの参照光用測定孔71cの側面から、保持されているキュベット250またはキュベット251に対して光を供給するように配置されている。
また、図1および図2に示すように、試薬分注アーム50は、回転搬送部20に載置された試薬容器(図示せず)内の試薬を回転搬送部20に保持されたキュベット250またはキュベット251に分注することにより、キュベット250またはキュベット251内の血液検体に試薬を混合するために設けられている。血液検体に試薬が添加されることにより、測定試料が調製される。また、キュベット移送部60は、キュベット250またはキュベット251を回転搬送部20と測定部70との間で移送するために設けられている。
測定部70は、ランプユニット40によって光が照射された測定試料から光を経時的に受光し、経時的な光学的な情報を取得するために設けられている。
この測定部70は、図2に示すように、キュベット載置部71と、キュベット載置部71の下方に配置された検出部72とにより構成されている。キュベット載置部71には、図4に示すように、キュベット250またはキュベット251を挿入するための16個の挿入孔71aと、キュベット251を挿入するための4個の挿入孔71bと、キュベット250およびキュベット251を挿入せずに参照光を測定するための1つの参照光用測定孔71cとが設けられている。また、図2に示すように、キュベット載置部71には、挿入孔71aおよび71bに挿入されたキュベット250またはキュベット251を所定の温度に加温するための加温部71dが設けられている。
図5に示すように、凝固時間法、合成基質法、免疫比濁法による測定を行う場合には、測定試料が収容されたキュベット250は、挿入孔71aまたは71bに挿入される。また、図6に示すように、血小板凝集法により測定を行う場合には、攪拌子300および測定試料が収容されたキュベット251が挿入孔71bに挿入される。
また、測定部70の検出部72は、挿入孔71aまたは71bに挿入されたキュベット250またはキュベット251内の測定試料に対して複数の条件下で光学的な測定を行うことが可能なように構成されている。この検出部72には、図4〜図6に示すように、キュベット250が挿入される各挿入孔71aまたは71bに対応して、コリメータレンズ72a、光電変換素子72bおよびプリアンプ72cが設けられる。また、図4に示すように、参照光用測定孔71cに対応して、参照光用コリメータレンズ72d、参照光用光電変換素子72eおよび参照光用プリアンプ72fが設けられている。
また、図6に示すように、挿入孔71bの下部には、磁石からなる回転部材72gおよび回転部材72gを回転させるためのモータ72hが配置されている。血小板凝集法による測定の場合には、攪拌子300が収容されたキュベット251が挿入孔71bに挿入された状態で、回転部材72gがモータ72hの駆動により回転される。この回転部材72gの回転に伴い攪拌子300が回転されることにより、測定中に測定試料を攪拌することが可能である。このような構成により、本実施形態による血液分析装置1は、血小板凝集法による測定を行うことが可能に構成されている。
また、参照光用測定孔71cは、分岐光ファイバ41から照射された光の特性を監視するために設けられている。具体的には、分岐光ファイバ41から照射された光を直接検出部72の参照光用光電変換素子72eに受光させることにより、ランプユニット40の光源としてのハロゲンランプ(図示せず)に由来する揺らぎなどの特性を電気信号として検出している。そして、検出した光の特性(電気信号)を挿入孔71aまたは71bに挿入されたキュベット250内の測定試料の透過光に対応する信号から減算処理することにより、測定試料の透過光に対応する信号を補正する。これにより、光学的な情報の測定毎に光の特性による微差が生じるのを抑制することが可能である。
また、図4および図5に示すように、コリメータレンズ72aは、ランプユニット40(図1参照)からの光を誘導する分岐光ファイバ41の端部と、対応する挿入孔71aとの間に設置されている。このコリメータレンズ72aは、分岐光ファイバ41から出射された光を平行光にするために設けられている。また、光電変換素子72bは、挿入孔71aを挟んで分岐光ファイバ41の端部に対向するように設置された基板73の挿入孔71a側の面に取り付けられている。プリアンプ72cは、基板73の挿入孔71aと反対側の面に取り付けられている。また、光電変換素子72bは、挿入孔71aに挿入されたキュベット250内の測定試料に光を照射したときに測定試料を透過する光(以下、透過光という)を検出するとともに、検出した透過光に対応する電気信号(アナログ信号)を出力する機能を有している。検出部72のプリアンプ72cは、光電変換素子72bからの電気信号(アナログ信号)を増幅するために設けられている。
また、参照光用測定孔71cに対応して検出部72に設けられた参照光用コリメータレンズ72d、参照光用光電変換素子72eおよび参照光用プリアンプ72fは、それぞれ、挿入孔71aに対応して検出部72に設けられたコリメータレンズ72a、光電変換素子72bおよびプリアンプ72cと同様に構成されている。なお、図7に示すように、参照光用光電変換素子72eには、参照光として、分岐光ファイバ41から出射された光が参照光用コリメータレンズ72dを透過した後、直接入射されるように構成されている。すなわち、参照光用光電変換素子72eは、測定試料を収容するキュベット250またはキュベット251を介さずに照射される参照光を検出するとともに、検出した参照光に対応する電気信号(アナログ信号)を出力するように構成されている。
制御部5は、測定部70の下方に配置されている。この制御部5は、CPU、ROMおよびRAMなどからなり、図3および図7に示すように、検出機構部2および搬送機構部3などの動作の制御や、測定部70から出力された光学的情報(電気信号)の処理および記憶などを行う機能を有している。また、本実施形態では、制御部5は、血小板凝集法による測定時における測定部70のモータ72h(図6参照)の回転速度および回転時間を制御している。具体的には、制御部5は、攪拌子300を約400rpmで回転させるための第1回転速度と、攪拌子300を約900rpmで回転させるための第2回転速度とにモータ72hを回転するように制御することが可能である。
また、制御部5は、測定部70の加温部71d(図2参照)の温度を制御するための温度コントローラ(図示せず)を有している。この温度コントローラは、制御装置4から入力される設定温度(約37°)に応じて、測定部70の加温部71dの温度を制御するように構成されている。
緊急検体セット部80は、図1および図2に示すように、緊急を要する血液検体に対しての検体分析処理を行うために設けられている。この緊急検体セット部80は、搬送機構部3から供給された血液検体に対しての検体分析処理が行われている際に、緊急検体を割り込ませることが可能なように構成されている。また、流体部90は、血液分析装置1のシャットダウン処理の際に、各分注アームに設けられるノズルに洗浄液などの液体を供給するために設けられている。
制御装置4(図1参照)は、パーソナルコンピュータ(PC)などからなり、CPU、ROM、RAMなどからなる制御部4aと、表示部4bと、キーボード4cとを含んでいる。また、表示部4bは、測定部70から送信されたデジタル信号のデータを分析して得られた分析結果(吸光度の時間変化およびフォンビレブランド因子の活性度)などを表示するために設けられている。
次に、制御装置4の構成について説明する。制御装置4は、図8に示すように、制御部4aと、表示部4bと、キーボード4cとから主として構成されたコンピュータ401によって構成されている。制御部4aは、CPU401aと、ROM401bと、RAM401cと、ハードディスク401dと、読出装置401eと、入出力インタフェース401fと、通信インタフェース401gと、画像出力インタフェース401hとから主として構成されている。CPU401a、ROM401b、RAM401c、ハードディスク401d、読出装置401e、入出力インタフェース401f、通信インタフェース401gおよび画像出力インタフェース401hは、バス401iによって接続されている。
CPU401aは、ROM401bに記憶されているコンピュータプログラムおよびRAM401cにロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。そして、後述するようなアプリケーションプログラム404aをCPU401aが実行することにより、コンピュータ401が制御装置4として機能する。
ROM401bは、マスクROM、PROM、EPROM、EEPROMなどによって構成されており、CPU401aに実行されるコンピュータプログラムおよびこれに用いるデータなどが記録されている。
RAM401cは、SRAMまたはDRAMなどによって構成されている。RAM401cは、ROM401bおよびハードディスク401dに記録されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。また、これらのコンピュータプログラムを実行するときに、CPU401aの作業領域として利用される。
ハードディスク401dは、オペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムなど、CPU401aに実行させるための種々のコンピュータプログラムおよびそのコンピュータプログラムの実行に用いるデータがインストールされている。本実施形態に係る血小板凝集測定用のアプリケーションプログラム404aも、このハードディスク401dにインストールされている。
読出装置401eは、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、またはDVD−ROMドライブなどによって構成されており、可搬型記録媒体404に記録されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことができる。また、可搬型記録媒体404には、血小板凝集測定用のアプリケーションプログラム404aが格納されており、コンピュータ401がその可搬型記録媒体404からアプリケーションプログラム404aを読み出し、そのアプリケーションプログラム404aをハードディスク401dにインストールすることが可能である。
なお、上記アプリケーションプログラム404aは、可搬型記録媒体404によって提供されるのみならず、電気通信回線(有線、無線を問わない)によってコンピュータ401と通信可能に接続された外部の機器から上記電気通信回線を通じて提供することも可能である。たとえば、上記アプリケーションプログラム404aがインターネット上のサーバコンピュータのハードディスク内に格納されており、このサーバコンピュータにコンピュータ401がアクセスして、そのアプリケーションプログラム404aをダウンロードし、これをハードディスク401dにインストールすることも可能である。
また、ハードディスク401dには、たとえば、米マイクロソフト社が製造販売するWindows(登録商標)などのグラフィカル使用者インタフェース環境を提供するオペレーティングシステムがインストールされている。以下の説明においては、一実施形態に係るアプリケーションプログラム404aは上記オペレーティングシステム上で動作するものとしている。
出力インタフェース401fは、たとえば、USB、IEEE1394、RS−232Cなどのシリアルインタフェース、SCSI、IDE、IEEE1284などのパラレルインタフェース、およびD/A変換器、A/D変換器などからなるアナログインタフェースなどから構成されている。入出力インタフェース401fには、キーボード4cが接続されており、使用者がそのキーボード4cを使用することにより、コンピュータ401にデータを入力することが可能である。
通信インタフェース401gは、たとえば、Ethernet(登録商標)インタフェースである。コンピュータ401は、その通信インタフェース401gにより、所定の通信プロトコルを使用して検出機構部2の制御部5との間でデータの送受信が可能である。
画像出力インタフェース401hは、LCDまたはCRTなどで構成された表示部4bに接続されており、CPU401aから与えられた画像データに応じた映像信号を表示部4bに出力するようになっている。表示部4bは、入力された映像信号にしたがって、画像(画面)を表示する。
また、制御部4aのハードディスク401dにインストールされた血小板凝集測定用のアプリケーションプログラム404aは、制御部5から送信された測定試料の透過光量(デジタル信号のデータ)を用いて、測定試料の吸光度の時間変化を測定している。また、最大となる吸光度の時間変化に基づいて、フォンビレブランド因子の活性度などを得ることが可能である。
図9は、本実施形態による血液分析装置1の血小板凝集法による測定動作を説明するためのフローチャートである。次に、図2、図6および図9を参照して、血液分析装置1の血小板凝集法による測定動作を説明する。なお、この説明では、フォンビレブランドリストセチンコファクター(血漿中のフォンビレブランド因子の活性度)を測定する場合について説明する。
血液分析装置1の測定動作としては、まず、図9のステップS1において、血液分析装置1の初期化が行われる。すなわち、使用者が制御装置4および装置本体(検出機構部2および搬送機構部3)の電源を投入することによって制御装置4および装置本体が起動される。また、これらの電源が投入されると、制御装置4においては、制御部4aに記憶されているソフトウェアの初期化が行われる。また、装置本体においては、制御部5に記憶されているプログラムの初期化が行われる。また、この後、使用者による検体分析情報の入力を受け付ける処理が行われる。すなわち、使用者は、制御装置4(図1参照)のキーボード4cを用いて、表示部4bに出力される検体分析一覧表中の検体番号および測定項目の欄などに情報の入力を行う。これらの検体分析情報は、制御部4aに保存される。また、血小板凝集法による測定を行う場合には、攪拌子300(図6参照)が収容されたキュベット251が回転搬送部20のキュベット搬送テーブル23に使用者によりセットされる。その後、使用者は、測定の開始を制御装置4に指示する。使用者が測定の開始を制御装置4に指示することにより、測定開始信号が制御装置4の制御部4aから装置本体の制御部5に送信される。
また、装置本体の制御部5においては、ステップS2において、測定開始信号を受信したか否かが判断される。測定開始信号を受信しない場合には、この判断が繰り返される。また、測定開始信号を受信した場合には、装置本体(検出機構部2および搬送機構部3)による分析処理が開始される。
測定動作としては、まず、ステップS3において、搬送機構部3により、血液検体を収容した試験管200が載置されたラック201が検出機構部2の吸引位置2a(図2参照)に搬送される。次に、ステップS4において、検体が検体分注アーム30により試験管から吸引されるとともに、キュベット搬送テーブル23にセットされているキュベット251内に分注される。なお、この検体は、血液から血球(赤血球、白血球および血小板など)を遠心分離することにより得られた血漿である。また、検体が分注されたキュベット251は、キュベット移送部60により加温部71d(図2参照)に移送され、加温部71dにおいて所定の温度まで加温される。
次に、ステップS5において、試薬分注アーム50により試薬テーブル21または22から試薬が吸引される。なお、この試薬には、固定化血小板と、アクティベータとしてのリストセチンとが含まれる。この時、加温機能を有する試薬分注アーム50のピペット部分(図示せず)により試薬が所定の温度に加温される。また、加温部71dにおいて加温されたキュベット251がキュベット移送部60により把持されるとともに、把持された状態で試薬分注アーム50により加温された試薬がキュベット251内に分注される。これにより、検体と試薬とから測定試料が調製される。なお、この時点では検体と試薬とからなる測定試料は均一に混合された状態ではない。
次に、ステップS6において、図6に示すように、攪拌子300および測定試料を収容したキュベット251が測定部70に移送されるとともに、磁石からなる回転部材72gおよび回転部材72gを回転させるためのモータ72hが下部に配置された挿入孔71bに挿入される。
そして、ステップS7において、キュベット251が挿入された挿入孔71bに対応して、計時が開始される。すなわち、キュベット251が挿入孔71bに挿入されてからの時間がカウントされる。また、挿入孔71bに挿入されたキュベット251においては、キュベット251の測定試料に分岐光ファイバ41からの光が照射されるとともに、その光の測定試料の透過光が光電変換素子72bに受光されて、電気信号に変換される。
また、ステップS8において、モータ72hが駆動されることにより、回転部材72gが所定の速度で回転される。これにより、キュベット251に収容された攪拌子300は第1の回転速度(本実施形態では、約400rpm)で回転される。この攪拌子300の回転により、検体と試薬とからなる測定試料は実質的に均一に混合されるように攪拌される。なお、約400rpmの回転数では、血小板の凝集を促進するずり応力は実質的に発生せず、試薬と検体との反応は促進されない。また、ステップS9において、計時を開始してから所定の第1時間(本実施形態では、約15秒)が経過したか否かが判断される。第1時間が経過していない場合には、ステップS8に進む。この後、第1時間が経過するまで、第1の速度(約400rpm)で攪拌子300が回転されて測定試料の攪拌が行われる。
また、第1時間が経過した場合には、ステップS10において、攪拌子が第2の速度(本実施形態では、約900rpm)で回転される。攪拌子300が約900rpmで回転することにより、測定試料が強く攪拌されるとともに、測定試料内の血小板にずり応力がかかる。このずり応力により検体と試薬との反応が促進される。また、ステップS11においては、攪拌子300が第2の速度で回転している時の測定データ(吸光度)が装置本体の制御部5から制御装置4の制御部4aに順次リアルタイムで送信される。そして、ステップS12において、計時を開始してから第2時間(本実施形態では、100秒)が経過した否かが判断される。第2時間が経過していない場合には、ステップS10に進む。この後、第2時間が経過するまで、第2の速度(約900rpm)で攪拌子300が回転されてステップS10の測定試料の攪拌が行われるとともに、ステップS11の測定データ(吸光度)の送信が行われる。
また、制御装置4の制御部4aは、装置本体の制御部5からの測定データ(吸光度の時系列データ)を解析する。具体的には、吸光度の時系列データを時間微分することにより、最大の吸光度の時間変化を算出する。そして、検量線を用いて、最大の吸光度の時間変化からフォンビレブランド因子の活性を得る。そして、測定試料の解析結果(本実施形態では、吸光度変化のグラフおよびフォンビレブランド因子の活性など)を表示部4bに出力する。また、ステップS12において第2時間が経過した場合には、ステップS13に進む。
ステップS13においては、測定が全検体について終了したか否かが判断される。すなわち、ステップS2において使用者が入力した検体分析情報に基づいて血小板凝集法による測定が指示された全ての検体について測定が終了したか否かが判断される。測定が全検体について終了していない場合には、ステップS3に進み、ステップS3〜ステップS12までの測定処理が行われる。また、測定が全検体について終了した場合には、ステップS14に進む。
また、使用者は、測定が終了した後、制御装置4において装置のシャットダウンの指示を行う。使用者がシャットダウンの指示を行った場合、制御装置4の制御部4aにシャットダウン信号が送信される。また、制御装置4の制御部4aは、ステップS14において、使用者からシャットダウン信号を受信したか否かを判断する。シャットダウン信号を受信しない場合には、ステップS2に進み、ステップS2〜ステップS13の処理が行われる。
また、シャットダウン信号を受信した場合には、ステップS15において、シャットダウン処理が実行される。このシャットダウン処理により、血液分析装置1の電源が自動的にオフ状態になり、血液分析装置1の動作が終了される。
次に、2段階の攪拌を行うことによる効果について説明する。図10は、本実施形態による血液分析装置1において、測定試料を均一化するための攪拌(以下、反応前攪拌)と、試薬および検体の反応を促進するための攪拌(反応促進攪拌)との2段階の攪拌を行うことによって測定した吸光度の測定結果を示すグラフである。図11は、本実施形態による血液分析装置1において、反応促進攪拌のみの1段階の攪拌を行うことにより測定した吸光度の測定結果を示すグラフである。
図10に示すように、約400rpmの攪拌子の回転数で反応前攪拌を約15秒行った後、約900rpmの攪拌子の回転数で反応促進攪拌を行った場合(実施例1)の吸光度の時間変化を示している。実施例1では、15秒の反応前攪拌時においては、吸光度の減少はなだらかであり、血小板の凝集は実質的に生じていないと考えられる。また、この15秒の反応前攪拌時において、検体と試薬とが実質的に均一化されている。また、反応促進攪拌時においては、反応促進攪拌が開始されてから吸光度の時間変化が大きくなっており、検体と試薬との反応が促進されていると考えられる。
また、図11には、最初から約900rpmの攪拌子の回転数で1段階の攪拌を行った場合(反応前攪拌および反応促進攪拌がともに約900rpmの場合)(比較例1)の吸光度の時間変化を示している。図11に示すように、比較例1では、吸光度の時間変化(傾き)が最初から大きく、検体と試薬とが均一化されていない状態から、血小板の凝集反応が生じていると考えられる。
次に、反応前攪拌の攪拌子の回転数を決定するための比較実験について説明する。この比較実験では、vWF(フォンビレブランド因子)リストセチンコファクター活性を測定する場合について説明する。この測定においては、血液から血球が除かれたvWF因子を含む血漿からなる検体と、固定化血小板およびリストセチンを含む試薬とにより測定試料を調製する。そして、その測定試料を攪拌しながら測光することにより、吸光度の変化をモニタリングする。そして、吸光度の変化に基づいて、vWFの活性度(%)を算出する。なお、vWFの活性度は、標準値に対する値が50%〜150%が正常値、50%より小さい場合が低値、150%より大きい場合が高値としている。
また、この比較実験の実験条件としては、キュベットおよび攪拌子の大きさおよび形状は、上記実施形態と同様であり、検体、希釈液および試薬の量は、それぞれ、10μl、30μlおよび150μlとした。
この比較実験では、活性度が既知である検体(活性度が0%、8.7%および17.4%)について、反応前攪拌時の攪拌子の回転数を約900rpm(比較例1)、約400rpm(実施例1)および約150rpm(実施例2)として、それぞれ測定を行い、図10および図11に示すようなグラフを得た。そして、それぞれの測定結果のグラフから所定のアルゴリズムによりグラフのうち最大となる傾き(最大となる吸光度変化率)を算出した。そして、この処理を複数回行い、求めた傾き(吸光度変化率)の平均値を算出した。この算出結果を以下の表1に示す。
Figure 0004926854
表1に示すように、反応前攪拌時の攪拌子の回転数が約900rpmの場合には、活性度が0%、8.7%および17.4%の測定値(吸光度変化率)が、それぞれ、「0.043」、「0.037」および「0.045」であった。また、反応前攪拌時の攪拌子の回転数が約400rpmの場合には、活性度が0%、8.7%および17.4%の測定値が、それぞれ、「0.007」、「0.016」および「0.031」であった。また、反応前攪拌時の攪拌子の回転数が約150rpmの場合には、活性度が0%、8.7%および17.4%の測定値が、それぞれ、「0.009」、「0.013」および「0.021」であった。これらの値を、横軸および縦軸がそれぞれ活性度および吸光度変化率としてプロットした折れ線グラフを図12に示す。
図12に示すように、反応促進攪拌のみを行った比較例1では、吸光度変化率が活性度に対して単調増加になっていないため、測定結果が安定していないことがわかる。これは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、比較例1では、測定試料の試薬と検体とが均一化されていない状態で反応が開始されるので、局所的に反応が進行する。特に活性度が低値の場合には、検体中の活性化されたvWFが少ないため、反応が攪拌の初期に局所的に進行することに起因して、活性化されたvWFがその局所的な反応において反応する場合と、反応があまり進行しない場合との反応量の差が顕著に表れてしまう。このため、同一の検体により複数回の測定を行った場合でも、図11に示すグラフの形(吸光度の時間変化)が各測定毎に変動し、グラフの形から算出されるvWFの活性の度合いを示す測定結果が安定しないと考えられる。
その一方、反応前攪拌と反応促進攪拌との2段階の攪拌を行った実施例1および実施例2では、吸光度変化率が活性度に対して単調増加になっているため、測定結果が安定していることがわかる。これは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例1および実施例2では、反応促進攪拌を行う前に、試薬と検体の反応が実質的に生じない回転数による反応前攪拌を行うことにより、反応促進攪拌を開始時において、試薬および検体が実質的に均一になっていると考えられる。このため、検体のvWFの活性度が低値の場合であっても、反応が全体的に進行するので、その活性度に応じた量の反応が生じると考えられる。これにより、同一の検体により複数回の測定を行っても、図12に示したグラフの形が各測定間で変動することが少なく、グラフの形から算出される測定結果が安定していると考えられる。
また、上記実験結果において、比較例1、実施例1および実施例2による測定の感度を検証するために、比較例1、実施例1および実施例2の活性度が17.4%の測定値と活性度が0%の測定値との差を算出した。その算出結果を上記表1に示す。比較例1、実施例1および実施例2の算出結果は、それぞれ、「0.002」、「0.024」および「0.012」であった。この結果から、反応促進攪拌のみを行う比較例1よりも、反応前攪拌と反応促進攪拌との2段階の攪拌を行った実施例1および実施例2の方が感度が高いことが判明した。また、反応前攪拌を約400rpmで行った実施例1の方が、反応前攪拌を約150rpmで行った実施例2よりも感度が高いことが判明した。
次に、反応前攪拌の攪拌時間を決定するための実験について説明する。高値のvWFの検体を測定する場合、反応前攪拌の時間が短い場合には試薬と検体とが十分に均一化されず、反応前攪拌の時間が長い場合には試薬と検体との反応が徐徐に進行してしまうため、攪拌時間の最適化が必要である。この実験では、以下のようにして実験を行った。すなわち、上記低値の感度が最もよい値を示した約400rpmを反応前攪拌の回転数とし、活性度が既知の高値の検体(vWF178%)および通常値の検体(vWF89%)について反応前攪拌の攪拌時間(5秒、10秒、15秒、20秒および40秒)を変えて測定を行った。そして、上記測定を各10回行い、測定結果の平均値を算出した。また、高値の検体に対する測定の感度を検証するために、高値の検体の測定結果と通常値の検体の測定結果との差を算出した。それらの実験結果を以下の表2に示す。
Figure 0004926854
表2に示すように、高値の検体の測定結果(10回測定の平均値)は、反応前攪拌の攪拌時間が5秒、10秒、15秒、20秒および40秒で、それぞれ、「0.417」、「0.453」、「0.459」、「0.435」および「0.282」であった。また、通常値の検体の測定結果(10回測定の平均値)は、反応前攪拌の攪拌時間が5秒、10秒、15秒、20秒および40秒で、それぞれ、「0.135」、「0.229」、「0.262」、「0.285」および「0.284」であった。また、高値と通常値との測定結果の差は、反応前攪拌の攪拌時間が5秒、10秒、15秒、20秒および40秒で、それぞれ、「0.282」、「0.224」、「0.197」、「0.150」および「−0.002」であった。また、横軸および縦軸をそれぞれ反応前攪拌の攪拌時間および吸光度変化率として、これらの測定結果をプロットした折れ線グラフを図13に示す。また、図13には、10回の測定結果の範囲も示している。
表2および図13に示すように、高値と通常値との測定結果の差は、反応前攪拌の攪拌時間が大きくなるにつれて単調減少している。すなわち、高値の感度としては、攪拌時間が短い方が感度が高いことがわかる。また、通常値の測定結果は、攪拌時間が5秒および10秒では、反応量が相対的に小さく、15秒〜40秒では、相対的に反応量が大きいことがわかる。これらの結果により、高値の感度が高く、かつ、通常値の反応が十分に生じている反応前攪拌の攪拌時間として15秒または20秒が適していると考えられる。
また、上記通常値の検体の測定結果に基づいて、測定結果の再現性を検証した。すなわち、通常値(89%)の検体の各攪拌時間(5秒〜40秒)における10回の測定結果から、平均値、標準偏差および変動係数を算出した。その算出結果を以下の表3に示す。
Figure 0004926854
表3に示すように、標準偏差は、反応前攪拌の攪拌時間が5秒、10秒、15秒、20秒および40秒で、それぞれ、「0.019」、「0.020」、「0.010」、「0.011」および「0.023」であった。また、変動係数は、反応前攪拌の攪拌時間が5秒、10秒、15秒、20秒および40秒で、それぞれ、「14%」、「9%」、「4%」、「4%」および「8%」であった。したがって、反応前攪拌の攪拌時間が15秒の場合に、データのばらつき度合いを表す標準偏差および変動係数が共に最も小さい値を示していることから、再現性の観点から、反応前攪拌の攪拌時間は15秒が最適であると考えられる。
本実施形態および実施例では、上記のように、上記した実験条件(キュベットおよび攪拌子の大きさおよび形状、試薬および検体の量など)において、約400rpmの回転速度で測定試料を攪拌した後、測定試料を約900rpmの回転速度で攪拌し、約900rpmの回転速度で測定試料を攪拌している間に測定試料から光学情報を取得することによって、安定した測定結果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態および実施例では、検体として血漿を用い、試薬として固定化血小板およびリストセチンが含まれるフォンビレブランド試薬を用いてフォンビレブランド因子リストセチンコファクタを測定した例を示したが、本発明はこれに限らず、検体として、血小板を含む血漿を用い、試薬として、アクティベータとしてのコラーゲン、ADP(アデノシン二リン酸)、エピネフリンまたはアラキドン酸を含む試薬を用いることにより、血小板の凝集を測定してもよい。
また、上記実施形態および実施例では、反応前攪拌の回転数を400rpmとし、反応前攪拌の攪拌時間を15秒とした例を示したが、これらの値は、上記実施形態および実施例に示した特定の測定条件(測定項目、キュベットおよび攪拌子の大きさおよび形状、試薬および検体の量など)についての値であり、他の実験条件では、その実験条件に適合する回転数および攪拌時間を求める必要がある。
また、上記実施形態および実施例では、攪拌子300を回転させることにより測定試料を攪拌した例を示したが、本発明はこれに限らず、キュベットを揺動または振動させることにより攪拌してもよいし、超音波による攪拌を行ってもよいし、ピペッティングにより攪拌を行ってもよい。これらの攪拌方法においても、反応前攪拌と反応促進攪拌との2段階の攪拌を行うことにより、本発明の効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、攪拌子300が予め収容されたキュベット251を使用者がセットする例を示したが、本発明はこれに限らず、自動的に供給されるキュベットに攪拌子を自動的に供給するように装置を構成してもよい。
また、上記実施形態および実施例では、透過光を検出することにより血小板の凝集を評価した例を示したが、本発明はこれに限らず、散乱光により血小板の凝集を評価してもよい。
また、上記実施形態および実施例では、反応前攪拌と反応促進攪拌との2段階の攪拌を行う例を示したが、本発明はこれに限らず、反応促進攪拌をさらに2段階に分けることにより、3段階の攪拌を行うように構成してもよい。
また、上記実施形態および実施例では、反応前攪拌を一定の速度(約400rpm)で攪拌する例を示したが、本発明はこれに限らず、試薬と検体との反応(凝集)が生じない速度であれば、攪拌の速度が一定でなくともよい。
本発明の一実施形態による血液分析装置の全体構成を示す斜視図である。 図1に対応する平面図である。 図1に示した血液分析装置の全体構成を示すブロック図である。 図1に示した血液分析装置の測定部を示す平面図である。 図4に示した測定部の挿入孔を示す断面図である。 図4に示した測定部の挿入孔を示す断面図である。 図1に示した血液分析装置の測定動作におけるデータの流れを説明するためのブロック図である。 図1に示した血液分析装置の制御装置を示すブロック図である。 図1に示した血液分析装置の血小板凝集法による測定処理を説明するためのフローチャートである。 2段階攪拌で測定を行った場合の吸光度変化を示すグラフである。 1段階攪拌で測定を行った場合の吸光度変化を示すグラフである。 反応前攪拌の回転速度を変えた比較実験の測定結果を示す折れ線グラフである。 反応前攪拌の攪拌時間を変えた比較実験の測定結果を示す折れ線グラフである。
符号の説明
1 血液分析装置(血小板凝集分析装置)
4 制御装置(分析部)
5 制御部
30 検体分注アーム(第1分注部)
50 試薬分注アーム(第2分注部)
70 測定部(光学情報取得部)
72g 回転部材
72h モータ(回転機構)
251 キュベット(容器)
300 攪拌子

Claims (8)

  1. 検体と、少なくとも血小板アクティベータを含む試薬とから調製された測定試料を、攪拌子を収容した容器に収容し、攪拌子の回転によって測定試料にずり応力を生じさせた状態で、測定試料からの光学情報を取得し、得られた光学情報に基づいて血小板の凝集を分析する血小板凝集測定装置における血小板凝集測定方法であって
    前記容器に収容された測定試料中で攪拌子を、測定試料にずり応力が生じない第1の速度で回転させるステップと、
    前記第1の速度で前記攪拌子を前記測定試料中で所定時間回転させた後、前記攪拌子を前記測定試料中で前記第1の速度より大きく前記測定試料にずり応力を生じさせる第2の速度で回転させるステップと、
    前記第2の速度で前記攪拌子を前記測定試料中で回転させている間に前記測定試料から光学情報を取得するステップと、
    前記光学情報に基づいて、血小板の凝集を分析するステップとを備え
    前記血小板アクティベータは、リストセチン、コラーゲン、ADP、エピネフリンおよびアラキドン酸のうちの一を含む、血小板凝集測定方法。
  2. 前記攪拌子は、磁石または磁性体からなり、前記容器の外部に設けられた磁石からなる回転部材を回転させることにより前記攪拌子回転する、請求項1に記載の血小板凝集測定方法。
  3. 前記試薬が、血小板と血小板アクティベータを含む試薬である、請求項1または2に記載の血小板凝集測定方法。
  4. 前記光学情報が前記測定試料の吸光度であり、吸光度の時系列データに基づいて血小板凝集を分析する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の血小板凝集測定方法。
  5. 検体を、攪拌子を収容した容器に分注する第1分注部と、
    少なくとも血小板アクティベータを含む試薬を前記容器に分注する第2分注部と、
    前記第1分注部から分注された検体と前記第2分注部から分注された試薬とにより調製された測定試料中で前記攪拌子を回転させる攪拌部と、
    前記容器に収容された前記測定試料中で前記攪拌子を、前記測定試料にずり応力が生じない第1の速度で回転させ、第1の速度で前記攪拌子を前記測定試料中で所定時間回転させた後、前記攪拌子を前記測定試料中で前記第1の速度より大きく前記測定試料にずり応力を生じさせる第2の速度で回転させるように前記攪拌部を制御する制御部と、
    前記測定試料中で前記攪拌部により前記攪拌子を前記第2の速度で回転させている間に、前記測定試料から光学情報を取得する光学情報取得部と、
    前記光学情報に基づいて、血小板の凝集を分析する分析部とを備え
    前記血小板アクティベータは、リストセチン、コラーゲン、ADP、エピネフリンおよびアラキドン酸のうちの一を含む、血小板凝集測定装置。
  6. 前記攪拌子が磁性体または磁石からなり、
    前記攪拌部は、磁石からなる回転部材を回転させることにより、前記測定試料を収容する容器に前記測定試料とともに収容され攪拌子を回転させる回転機構を含む、請求項に記載の血小板凝集測定装置。
  7. 前記試薬が、血小板と血小板アクティベータを含む試薬である、請求項5または6に記載の血小板凝集測定装置。
  8. 前記光学情報が前記測定試料の吸光度であり、前記分析部は吸光度の時系列データに基づいて血小板凝集を分析する、請求項5〜7のいずれか1項に記載の血小板凝集測定装置。
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