JP5607593B2 - Coagulation activity measuring device, measuring chip and measuring method - Google Patents

Coagulation activity measuring device, measuring chip and measuring method Download PDF

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本発明は、血液凝固活性因子の指標(例えば血液凝固時間)の測定方法の改良に関するものである。   The present invention relates to an improvement in a method for measuring a blood coagulation active factor index (eg, blood coagulation time).

血液凝固は、止血機構における重要な機能の一つで、凝固活性は、臨床検査の重要な項目となっている。血液凝固は、カスケード反応とも呼ばれる多様な因子の関わりによりバランスが保たれている現象である。したがって、血液凝固因子には、多種のタンパク、イオンがあり、血漿内の成分のみで進行する内因系に関与する因子(VIII,IX,XI,XII)と、血管外の組織も関与して進行する外因系に関与する因子(III,VII)と、内因系・外因系の両方に関与する因子(I,II,V,X)とがある。従来は全血を使った凝固時間(全血凝固時間)や血餅観察といった方法で、血液凝固を見ていたが、必要な血液量が多い、自動化が困難で再現性がとれない、などの問題から、昨今では、影響する血液凝固因子をスクリーニングできる指標が好まれている。   Blood coagulation is one of the important functions in the hemostasis mechanism, and coagulation activity has become an important item in clinical examinations. Blood coagulation is a phenomenon that is balanced by the involvement of various factors, also called cascade reactions. Therefore, blood coagulation factors include various types of proteins and ions, and the factors involved in the endogenous system (VIII, IX, XI, XII) that progress only with the components in plasma and the tissues outside the blood vessels also progress. There are factors (III, VII) involved in the extrinsic system and factors (I, II, V, X) involved in both the intrinsic and extrinsic systems. In the past, blood coagulation was observed by methods such as coagulation time using whole blood (whole blood coagulation time) and blood clot observation, but there are many necessary blood volumes, automation is difficult, and reproducibility is not possible. Due to the problem, an indicator that can screen for an affected blood coagulation factor is now preferred.

代表的な凝固学的測定で得られる指標の一つが、プロトロンビン時間(血液凝固時間、以下PTと略す)である。PT測定値は、Caイオン、組織トロンボプラスチン以外のVIII,X、V,IIの因子により影響される。PT測定値が延長する場合、測定対象の血液を提供した人物には、先天性の血液凝固因子の欠乏や、肝細胞の障害、ビタミンK欠乏症などの疑いがあるという当たりをつけることができる。同じく代表的な凝固学的測定で得られる別の指標は、活性化部分トロンボプラスチン時間(以下APTTと略す)である。外科手術後や、先天性の血液疾患、梗塞などからの回復時に投与される血栓防止のためのヘパリン投与時など、APTT測定値による判断が必要とされている。APTTは、内因系の因子に影響され、出血傾向がある場合に測定されることが多い。APTT測定値が延長している異常が見られる場合、内因系I,II,V,X各因子の欠乏、あるいは内因系・外因系の両方に関与するVIII,IX,XI,XII因子の欠乏が考えられる。   One of the indexes obtained by typical coagulation measurement is prothrombin time (blood clotting time, hereinafter abbreviated as PT). The PT measurement value is affected by factors of VIII, X, V, and II other than Ca ions and tissue thromboplastin. When the PT measurement value is extended, the person who provided the blood to be measured can be hit by a suspicion of a congenital blood coagulation factor deficiency, hepatocyte disorder, vitamin K deficiency, or the like. Another index obtained by a typical coagulometric measurement is activated partial thromboplastin time (hereinafter abbreviated as APTT). Judgment based on APTT measurement values is required after surgery, when heparin is administered to prevent thrombus, which is administered at the time of recovery from congenital blood diseases, infarctions, and the like. APTT is often measured when it is affected by intrinsic factors and has a tendency to bleed. When abnormalities are observed in the APTT measurement value, there is a deficiency of intrinsic factors I, II, V, and X, or a deficiency of factors VIII, IX, XI, and XII that are involved in both intrinsic and extrinsic systems. Conceivable.

PTやAPTTのような血液凝固学的測定により得られる指標は、カスケード反応としては最後の部分にあたるフィブリノゲンがフィブリンに転換される現象を、時間という単位に換算して観測している。PTおよびAPTTの基本的な測定は、被測定者から採取した血液から、遠心分離により血球を除去した血漿を用いて行われる。血漿にあらかじめ活性化剤を加えて、血漿中に含まれる凝固因子を活性化させたのち、PTあるいはAPTTを測定する。   Indices obtained by blood coagulation measurements such as PT and APTT observe the phenomenon that the fibrinogen corresponding to the last part of the cascade reaction is converted into fibrin in terms of time. Basic measurement of PT and APTT is performed using plasma obtained by removing blood cells by centrifugation from blood collected from a subject. An activator is added in advance to plasma to activate coagulation factors contained in the plasma, and then PT or APTT is measured.

従来、APTTは、PT測定と同様に、凝固活性化を促す成分を含む試薬である活性化剤と血漿サンプルとを試験用容器内で混合した上で、かくはん方式または光散乱方式により測定されていた。かくはん方式は、試験用容器内に血漿サンプルと活性化剤とを一緒に導入してフィンでかくはんし、かくはんの抵抗や温度上昇の時間的変化からAPTTを測定する方法である。光散乱方式は、試験用容器内で血漿サンプルと活性化剤とを混合し、容器に対し光を照射し、凝固に伴う散乱光量の時間的変化をモニタしてAPTTを測定する方法である。特許文献1、特許文献2に開示された方法では、より正確な測定値を得るために、測定値の時間変化をモニタし、測定装置ごとに独自の算出方法を用いている。   Conventionally, APTT has been measured by a stirring method or a light scattering method after mixing an activator, which is a reagent containing a component that promotes coagulation activation, and a plasma sample in the same manner as PT measurement. It was. The stirring method is a method in which a plasma sample and an activator are introduced together in a test container, stirred with fins, and APTT is measured from temporal changes in stirring resistance and temperature rise. The light scattering method is a method of measuring APTT by mixing a plasma sample and an activator in a test container, irradiating the container with light, and monitoring temporal changes in the amount of scattered light accompanying coagulation. In the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, in order to obtain a more accurate measurement value, the time change of the measurement value is monitored, and a unique calculation method is used for each measurement device.

血液凝固は、異なる反応経路と多数の因子が複雑に絡み合い、あるトリガーによってカスケード反応が進行して起こる現象である。測定対象である血漿サンプル毎に様々な因子の多寡があり、例えば、吸光スペクトルで測定している場合、反応が進むと複数のピークが観測されたり、それらのピーク値が相対的に大きくなったり小さくなったりと、多様な変化がおこる。このような観測において、なるべく正確な値が、多くの血漿サンプルから得られるようなピーク値の算出法の開発が必要となっていた。
上記のように、いずれの方式においても、血液由来のサンプルを容器に入れて測定しており、生体内のように血液が流れる状態での測定は実施していない。また、複雑な凝固反応において、測定に供する血漿サンプル全体が凝固するレベル、いわば凝固反応の終状態レベルまで反応を進行させ観測している。
Blood coagulation is a phenomenon in which different reaction pathways and many factors are intricately intertwined and a cascade reaction proceeds by a certain trigger. There are various factors for each plasma sample to be measured. For example, when measuring with an absorption spectrum, when the reaction proceeds, multiple peaks are observed, or the peak values become relatively large. When it gets smaller, various changes occur. In such observation, it has been necessary to develop a method for calculating a peak value so that an accurate value can be obtained from many plasma samples.
As described above, in any system, a blood-derived sample is measured in a container, and measurement is not performed in a state where blood flows as in a living body. Further, in a complicated clotting reaction, the reaction proceeds to the level at which the whole plasma sample to be coagulated, that is, the final state level of the clotting reaction, and is observed.

特公平6−50317号公報Japanese Patent Publication No. 6-50317 特公平3−11423号公報Japanese Patent Publication No. 3-11423

以上のように、従来の測定方法では、血液由来のサンプルが流れる状態での測定を実施していないという問題点があった。また、複雑な凝固反応の終状態レベルまで反応を進行させて血液凝固パラメータ(APTT)を求めるため、測定に時間がかかるという問題点があった。   As described above, the conventional measurement method has a problem in that measurement is not performed in a state where a blood-derived sample flows. Further, since the reaction is advanced to the final state level of the complex coagulation reaction and the blood coagulation parameter (APTT) is obtained, there is a problem that the measurement takes time.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、内因系凝固異常をスクリーニングする測定において、血液由来のサンプルが流れている状態のまま、凝固活性因子の指標を迅速に測定することができる凝固活性測定装置、測定チップおよび測定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and in the measurement for screening an intrinsic clotting abnormality, it is possible to quickly measure an indicator of a clotting active factor while a blood-derived sample is flowing. An object of the present invention is to provide a clotting activity measuring device, a measuring chip and a measuring method.

本発明の凝固活性測定装置は、溶液が流れる流路を備えた測定チップの前記流路の表面における屈折率を測定する屈折率測定装置と、前記測定チップの流路中に緩衝液が充填された後に、内因系凝固を活性化する活性化剤と血漿とが混合された血漿サンプルが前記流路中に投入されたときの前記屈折率の変化から、前記流路中を進行する血漿の流速を算出する流速算出手段と、前記血漿の流速と凝固活性因子の指標である活性化部分トロンボプラスチン時間との既知の関係に基づいて、前記流速算出手段が算出した流速から活性化部分トロンボプラスチン時間を算出する凝固活性因子指標算出手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の凝固活性測定装置の1構成例において、前記屈折率測定装置は、表面プラズモン共鳴測定装置である。
The coagulation activity measuring device of the present invention includes a refractive index measuring device for measuring a refractive index at the surface of the measuring chip having a channel through which a solution flows, and a buffer solution filled in the channel of the measuring chip. After that, the flow rate of the plasma traveling in the flow path from the change in the refractive index when the plasma sample in which the activator for activating intrinsic coagulation and plasma is mixed is put into the flow path The activated partial thromboplastin time is calculated from the flow rate calculated by the flow rate calculating means based on the known flow rate calculating means for calculating the flow rate and the activated partial thromboplastin time that is an indicator of the coagulation active factor. And a clotting activity factor indicator calculating means.
Moreover, in one structural example of the coagulation activity measuring device of the present invention, the refractive index measuring device is a surface plasmon resonance measuring device.

また、本発明は、緩衝液が充填された流路の表面における屈折率に基づいて流路中を進行する血漿の流速を算出し凝固活性因子の指標である活性化部分トロンボプラスチン時間を算出する凝固活性測定装置用の測定チップであって、基板表面に形成された金薄膜と、この金薄膜上に形成された流路とを備え、前記金薄膜は、その一部が凝固反応を阻害する生化学測定用ブロッキング剤により覆われていることを特徴とするものである。   Further, the present invention calculates the flow rate of plasma traveling in the flow path based on the refractive index at the surface of the flow path filled with the buffer solution, and calculates the activated partial thromboplastin time which is an index of the clotting activity factor. A measuring chip for an activity measuring device, comprising a gold thin film formed on a substrate surface and a flow path formed on the gold thin film, wherein the gold thin film is a part of which is a living body that inhibits a coagulation reaction. It is covered with a blocking agent for chemical measurement.

また、本発明の凝固活性測定方法は、溶液が流れる流路を備えた測定チップの前記流路の表面における屈折率を測定する屈折率測定ステップと、前記測定チップの流路中に緩衝液が充填された後に、内因系凝固を活性化する活性化剤と血漿とが混合された血漿サンプルが前記流路中に投入されたときの前記屈折率の変化から、前記流路中を進行する血漿の流速を算出する流速算出ステップと、前記血漿の流速と凝固活性因子の指標である活性化部分トロンボプラスチン時間との既知の関係に基づいて、前記流速算出ステップで算出した流速から活性化部分トロンボプラスチン時間を算出する凝固活性因子指標算出ステップとを備えることを特徴とするものである。   Further, the coagulation activity measurement method of the present invention includes a refractive index measurement step for measuring a refractive index at the surface of the measurement chip having a flow path through which the solution flows, and a buffer solution in the flow path of the measurement chip. After the filling, the plasma that progresses in the flow path from the change in the refractive index when the plasma sample mixed with the activator that activates intrinsic coagulation and the plasma is put into the flow path Based on the known relationship between the flow rate calculation step for calculating the flow rate of the plasma and the activated partial thromboplastin time which is an indicator of the coagulation activation factor, the activated partial thromboplastin time from the flow rate calculated in the flow rate calculation step And a clotting activity factor index calculating step.

本発明によれば、凝固反応が進行中の状態のままで、凝固活性因子の指標である活性化部分トロンボプラスチン時間を得ることができるため、従来に比べて測定時間を短縮することができる。本発明では、流速が極めて高い凝固能力を求めることができるようになる。また、本発明では、秒数に比べて分解能の高い指標を提供できることから、より精度の高い凝固活性パラメータの測定が可能になる。   According to the present invention, the activated partial thromboplastin time, which is an indicator of the coagulation active factor, can be obtained while the coagulation reaction is in progress, so that the measurement time can be shortened compared to the conventional case. In the present invention, it is possible to obtain a coagulation ability with a very high flow rate. Further, in the present invention, since an index having a higher resolution than the number of seconds can be provided, it is possible to measure the coagulation activity parameter with higher accuracy.

また、本発明では、測定チップの基板表面に形成された金薄膜の一部を、凝固反応を阻害する生化学測定用ブロッキング剤で覆うことにより、凝固活性を物理的かつ生化学的に制御することができる。   In the present invention, the coagulation activity is physically and biochemically controlled by covering a part of the gold thin film formed on the substrate surface of the measurement chip with a biochemical measurement blocking agent that inhibits the coagulation reaction. be able to.

本発明の原理を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the principle of this invention. 本発明の実施の形態に係る測定チップの構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the measuring chip which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る測定チップの平面図である。It is a top view of the measurement chip concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る凝固活性測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the coagulation activity measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る凝固活性測定装置において測定チップの測定で得られる入射角−反射率曲線の1例を示す図である。It is a figure which shows an example of the incident angle-reflectance curve obtained by the measurement of a measurement chip | tip in the coagulation activity measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る凝固活性測定装置のデータ処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the data processor of the coagulation activity measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るAPTTの測定方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the measuring method of APTT which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態においてCCDカメラが撮影した画像と血漿の進行方向との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the image which the CCD camera image | photographed in embodiment of this invention, and the advancing direction of plasma. 本発明の実施の形態においてCCDカメラが撮影した画像の1ラインにおける光強度プロファイルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the light intensity profile in 1 line of the image image | photographed with the CCD camera in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における血漿の流速の算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the flow rate of the plasma in embodiment of this invention. 血漿の流速と血漿サンプルの活性との関係の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the relationship between the flow rate of plasma, and the activity of a plasma sample. 測定チップに正常域血漿を投入した場合の屈折率変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a refractive index change at the time of supplying normal range plasma to a measurement chip | tip. 測定チップに異常域血漿を投入した場合の屈折率変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a refractive index change at the time of supplying abnormal region plasma to a measurement chip.

[発明の原理]
本発明では、血液凝固の活性化を促す成分を含む試薬である活性化剤と血漿サンプルとをあらかじめ混合しておき、活性化剤と混合された血漿サンプルをマイクロ流路に導入して流速から血液凝固パラメータを得る。マイクロ流路内の流速を求めるために、マイクロ流路の表面の位置を細分化して、それぞれの位置の屈折率の時間変化を観測する。
[Principle of the Invention]
In the present invention, an activator, which is a reagent containing a component that promotes the activation of blood coagulation, and a plasma sample are mixed in advance, and the plasma sample mixed with the activator is introduced into a microchannel to determine the flow rate. Obtain blood clotting parameters. In order to obtain the flow velocity in the microchannel, the position of the surface of the microchannel is subdivided, and the temporal change in the refractive index at each position is observed.

図1(A)〜図1(C)は本発明の原理を説明する断面図であり、緩衝液で満たされた測定チップの流路内を進行する血漿サンプルを示す図である。
図1(A)に示すように、測定チップの基板1000上に形成された流路1001内を緩衝液1002で満たす。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views illustrating the principle of the present invention, showing a plasma sample traveling in the flow channel of a measurement chip filled with a buffer solution.
As shown in FIG. 1A, the flow path 1001 formed on the substrate 1000 of the measurement chip is filled with a buffer solution 1002.

流路1001内に血漿サンプル1003を投入すると、血漿サンプル1003は、試薬による活性を受け、凝固反応を進行させながら、流路1001内を進行していく(図1(B))。そして、本発明では、血漿サンプル1003の流動性が維持された状態のまま、流速として凝固活性を評価する。流動性が維持されていることから、血漿サンプル1003の投入後、ある一定時間後に緩衝液1004を投入すると、血漿サンプル1003が緩衝液1004により押し出され、洗い流される現象が観測できる(図1(C))。   When a plasma sample 1003 is introduced into the flow channel 1001, the plasma sample 1003 receives the activity of the reagent, and proceeds in the flow channel 1001 while causing the coagulation reaction to proceed (FIG. 1B). In the present invention, the clotting activity is evaluated as the flow rate while the fluidity of the plasma sample 1003 is maintained. Since the fluidity is maintained, when the buffer solution 1004 is introduced after a certain time after the plasma sample 1003 is introduced, the phenomenon that the plasma sample 1003 is pushed out by the buffer solution 1004 and washed away can be observed (FIG. 1 (C )).

内因性凝固活性を測定できるAPTT測定においては、活性化剤として血管内皮下組織に相当する異物を混合する。この異物の陰性荷電表面にXII因子の陽性荷電タンパクが接触して電気的中性となり、これが活性化されるといわれている。さらに、この活性化されたXII因子(活性化した因子にはaをつけXIIaと記述)が血中のプリカリクレイン、高分子キニノゲン、およびXI因子と複合体を形成し、プリカリクレインがカリクレインに活性化される。カリクレインは高分子キニノゲン共存下において、さらにXII因子を活性化する。   In the APTT measurement that can measure the intrinsic coagulation activity, a foreign substance corresponding to the subendothelial tissue is mixed as an activator. It is said that a positively charged protein of factor XII comes into contact with the negatively charged surface of this foreign substance and becomes electrically neutral, which is activated. Furthermore, this activated factor XII (the activated factor is a and XIIa) forms a complex with blood prikallikrein, high molecular weight kininogen, and factor XI, and prikallikrein is active against kallikrein It becomes. Kallikrein further activates factor XII in the presence of macromolecular kininogen.

XII因子はXI因子を活性化させ、ここにCaイオンが共存したとき、IX因子の活性化がおこりIXaはリン脂質表面にてVIII因子、カルシウムイオンと複合体を形成し、その上でX因子のペプチド結合を加水分解してX因子を活性化させる。さらに、VIII因子はIX因子の補因子として作用し、トロンビンによる活性化も受けてVIIIaとなり、Xaの生成が加速される。
APTTは、血漿サンプルに、第1段階として、異物としてのエラグ酸、脂質、トロンビンを活性化させる組織因子を加えて37℃にて活性化させ、第2段階でCaイオンを加えて、凝固を加速させて測定されている。
Factor XII activates factor XI. When Ca ions coexist there, factor IX is activated, and IXa forms a complex with factor VIII and calcium ions on the phospholipid surface, and then factor X To activate factor X. Furthermore, factor VIII acts as a cofactor of factor IX, is activated by thrombin to become VIIIa, and the production of Xa is accelerated.
APTT is activated at 37 ° C by adding tissue factors that activate ellagic acid, lipids, and thrombin as foreign substances to the plasma sample as the first stage, and Ca ions are added at the second stage to coagulate. Measured with acceleration.

本発明では、活性化された血漿サンプルがマイクロ流路内を通過する際の流速を測定する。2つの段階で活性化されたサンプルは、流路を流れながら、凝固の最終段階であるフィブリンが形成されていく。一方で、線溶と呼ばれる反応も活性化され、かつ、流れが存在する状況下にあることから、ポリマー化されたフィブリン同士がさらに重合して高分子量のフィブリンを形成する反応に到達しにくい。その結果、APTT活性が高い血漿サンプルでは、流路内を通過する際に粘性は上昇せず、フィブリン形成により生ずるポリマー粒子が流路内を通過していくことが考えられる。
その結果、凝固活性の高い血漿を用いるほど、流路内を進行する速度が大きくなる。反対に、凝固活性の低い血漿では、流速は小さくなる。血漿サンプルの進行速度である流速を求めて、現在一般的に求められているAPTTと相関のある指標を得る。
In the present invention, the flow rate of the activated plasma sample as it passes through the microchannel is measured. The sample activated in the two stages forms fibrin, which is the final stage of coagulation, while flowing through the flow path. On the other hand, since a reaction called fibrinolysis is also activated and there is a flow, it is difficult to reach a reaction in which polymerized fibrin further polymerizes to form a high molecular weight fibrin. As a result, in a plasma sample having a high APTT activity, viscosity does not increase when passing through the flow path, and polymer particles generated by fibrin formation may pass through the flow path.
As a result, the higher the plasma with higher clotting activity, the greater the speed of traveling through the channel. Conversely, in plasma with low clotting activity, the flow rate is small. The flow rate, which is the progression rate of the plasma sample, is obtained, and an index correlated with the APTT that is currently generally obtained.

[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図2は本発明の実施の形態に係る測定チップの構造を示す分解斜視図、図3は測定チップの平面図、図4は本発明の実施の形態に係る凝固活性測定装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態の測定チップ100は、略直方体状の外形をなし積層構造を有している。すなわち、水平方向の大きさが16mm×16mmで厚さが1mmのBK7ガラスあるいはプラスチックからなる矩形板状の透明の基板101と、平面視の外形が基板101と略同一に形成され、基板101上に積層される例えば樹脂からなる両面シール状のシート102と、平面視の外形が基板101と略同一に形成され、シート102上に積層されるアクリル筺体103とを備えている。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 is an exploded perspective view showing the structure of the measuring chip according to the embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view of the measuring chip, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the coagulation activity measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG.
The measuring chip 100 of the present embodiment has a substantially rectangular parallelepiped outer shape and has a laminated structure. That is, a transparent plate 101 of a rectangular plate made of BK7 glass or plastic having a horizontal size of 16 mm × 16 mm and a thickness of 1 mm, and the outer shape in plan view are formed substantially the same as the substrate 101, A double-sided sealing sheet 102 made of, for example, a resin, and an acrylic casing 103 that is formed on the sheet 102 so that the outer shape in plan view is substantially the same as that of the substrate 101.

基板101上には、スパッタリングによって厚さ約50nmの金薄膜104が形成される。さらに、金薄膜104の表面の一部に牛乳由来、魚由来、または化学合成由来の生化学測定用のブロッキング剤105を形成して、金薄膜104の表面を覆う。本実施の形態の測定チップ100では、タンパク質から構成されるブロッキング剤105のスポットを350μm間隔で形成した。このブロッキング剤105のスポットは、基板101上にシート102が積層されたときに、後述する観測領域に位置するように形成されている。ブロッキング剤105のスポットは、凝固反応の化学的障害となるほか、物理的障害としても機能する。タンパク質を含むブロッキング剤はスポットの形成が容易であるため、好適である。   On the substrate 101, a gold thin film 104 having a thickness of about 50 nm is formed by sputtering. Further, a blocking agent 105 for measuring biochemistry derived from milk, fish, or chemical synthesis is formed on a part of the surface of the gold thin film 104 to cover the surface of the gold thin film 104. In the measurement chip 100 of the present embodiment, spots of the blocking agent 105 composed of proteins were formed at intervals of 350 μm. The spot of the blocking agent 105 is formed so as to be positioned in an observation region described later when the sheet 102 is laminated on the substrate 101. The spot of the blocking agent 105 functions as a physical obstacle as well as a chemical obstacle in the coagulation reaction. A blocking agent containing a protein is suitable because it easily forms a spot.

金薄膜104の表面にブロッキング剤105のスポットを形成した後に、基板101を水で洗浄して、基板101の金薄膜104の上にシート102を積層する。シート102の後述するインレットに対応する位置には、円孔106が形成されている。また、シート102には、シート102を板厚方向(図2上下方向)に貫通し、円孔106に連通する流路107と、シート102を板厚方向に貫通し、流路107に連通する流路108と、シート102を板厚方向に貫通し、流路108に連通する吸引流路109とが形成されている。流路107が形成されている領域が、観測領域である。
なお、本実施の形態においては、金薄膜104の表面にブロッキング剤105のスポットを形成するものとして説明したが、本発明では、金薄膜104の一部が凝固反応を阻害する生化学測定用ブロッキング剤により覆われていればよく、必ずしもスポットを形成する必要はない。
After forming a spot of the blocking agent 105 on the surface of the gold thin film 104, the substrate 101 is washed with water, and the sheet 102 is laminated on the gold thin film 104 of the substrate 101. A circular hole 106 is formed at a position of the sheet 102 corresponding to an inlet described later. In addition, the sheet 102 penetrates the sheet 102 in the plate thickness direction (vertical direction in FIG. 2) and communicates with the circular hole 106, and the sheet 102 penetrates the sheet 102 in the plate thickness direction and communicates with the channel 107. A flow path 108 and a suction flow path 109 that penetrates the sheet 102 in the plate thickness direction and communicates with the flow path 108 are formed. An area where the flow path 107 is formed is an observation area.
In the present embodiment, the spot of the blocking agent 105 is formed on the surface of the gold thin film 104. However, in the present invention, a part of the gold thin film 104 blocks the coagulation reaction. As long as it is covered with the agent, it is not always necessary to form spots.

このようにシート102に形成される流路107〜109は、円孔106から測定チップ中央部の流路107へ繋がり、さらに流路108を経て測定チップ周辺部の吸引流路109へと繋がる形状となっている。流路107,108の断面寸法は、測定対象の血漿に対して毛細管現象を発現する寸法に設定されている。また、シート102および流路107〜109は、流路107〜109中に緩衝液が充填された後に流路107〜109中に留まるような材質、流路の高さ、流路の幅、流路の表面状態であることが好ましい。   The flow paths 107 to 109 formed in the sheet 102 in this way are connected from the circular hole 106 to the flow path 107 at the center of the measurement chip, and further connected to the suction flow path 109 at the periphery of the measurement chip via the flow path 108. It has become. The cross-sectional dimensions of the flow paths 107 and 108 are set to dimensions that cause capillary action on the plasma to be measured. In addition, the sheet 102 and the flow paths 107 to 109 are made of a material, a height of the flow path, a width of the flow path, and a flow rate so that the flow paths 107 to 109 remain in the flow paths 107 to 109 after being filled with the buffer solution. The surface condition of the road is preferable.

このようなシート102の上にアクリル筺体103を積層する。アクリル筺体103には、緩衝液および測定対象の血漿を投入するための円孔であるインレット110がアクリル筺体103を板厚方向に貫通するように形成されている。このインレット110は、アクリル筺体103がシート102上に積層されたときに、上端が外気に開放されると共に下端が円孔106と連通する位置に形成されている。   An acrylic casing 103 is laminated on such a sheet 102. In the acrylic casing 103, an inlet 110, which is a circular hole for introducing a buffer solution and plasma to be measured, is formed so as to penetrate the acrylic casing 103 in the plate thickness direction. The inlet 110 is formed at a position where the upper end is opened to the outside air and the lower end communicates with the circular hole 106 when the acrylic casing 103 is laminated on the sheet 102.

また、アクリル筺体103には、多数の貫通孔111がアクリル筺体103を板厚方向に貫通するように形成されている。これら多数の貫通孔111は、アクリル筺体103がシート102上に積層されたときに、上端が外気に開放されると共に下端が流路108または吸引流路109と連通する位置に形成されており、観測領域である流路107の部分には形成されていない。貫通孔111の直径は、測定対象の血漿に対して毛細管現象を発現する値、例えば約100ミクロンに設定されている。こうして、基板101とシート102とアクリル筺体103とを組み合わせることで、毛細管現象によって血漿の導入を行うキャピラリーフロー型の流路を有する測定チップ100が完成する。   Further, the acrylic casing 103 is formed with a large number of through holes 111 so as to penetrate the acrylic casing 103 in the thickness direction. These many through holes 111 are formed at positions where the upper end is opened to the outside air and the lower end communicates with the flow path 108 or the suction flow path 109 when the acrylic casing 103 is laminated on the sheet 102. It is not formed in the portion of the flow path 107 that is the observation region. The diameter of the through-hole 111 is set to a value that causes capillary action on the plasma to be measured, for example, about 100 microns. In this way, by combining the substrate 101, the sheet 102, and the acrylic casing 103, the measuring chip 100 having a capillary flow type channel for introducing plasma by capillary action is completed.

凝固活性測定装置は、図4に示すように、プリズム1と、LEDなどの光源2と、偏光板3と、集光レンズ4と、CCDカメラ5と、データ処理装置6とを有する。本実施の形態では、屈折率測定装置として表面プラズモン共鳴測定装置を利用して凝固活性測定装置を実現しており、図4に示した構成は表面プラズモン共鳴測定装置と同様である。   As shown in FIG. 4, the coagulation activity measuring device includes a prism 1, a light source 2 such as an LED, a polarizing plate 3, a condenser lens 4, a CCD camera 5, and a data processing device 6. In the present embodiment, a coagulation activity measurement device is realized using a surface plasmon resonance measurement device as a refractive index measurement device, and the configuration shown in FIG. 4 is the same as that of the surface plasmon resonance measurement device.

ここで、表面プラズモン共鳴測定装置の測定原理について簡単に説明する。単色光の光源2から放射された光が偏光板3を通過すると、p偏光光のみが通過する。このp偏光光は、集光レンズ4で集光されて半球状のプリズム1に入射する。プリズム1の上面には、基板101がプリズム1と接するように測定チップ100が載置され、基板101側から測定チップ100にp偏光光が入射する。このように、p偏光光をプリズム1を介して測定チップ100に入射させることによって、測定チップ100からの反射光の強度変化をCCDカメラ5で検出する。   Here, the measurement principle of the surface plasmon resonance measurement apparatus will be briefly described. When the light emitted from the monochromatic light source 2 passes through the polarizing plate 3, only p-polarized light passes through it. The p-polarized light is collected by the condenser lens 4 and enters the hemispherical prism 1. The measurement chip 100 is placed on the upper surface of the prism 1 so that the substrate 101 is in contact with the prism 1, and p-polarized light is incident on the measurement chip 100 from the substrate 101 side. In this way, the p-polarized light is incident on the measurement chip 100 via the prism 1, and the intensity change of the reflected light from the measurement chip 100 is detected by the CCD camera 5.

光源2から放射された光は、プリズム1と測定チップ100の金薄膜104との境界でエバネッセント波となる。一方、この金薄膜104の表面では、表面プラズモン波が生じる。エバネッセント波と表面プラズモン波の波数が一致する入射角のとき、エバネッセント波は表面プラズモン波の励起に使われ、反射光として計測される光量が減少する。このとき、CCDカメラ5によって反射光の強度を測定すると、図5に示すように、エバネッセンス波と表面プラズモン波の共鳴が起こる入射角で、反射率の低下が観測される。エバネッセンス波と表面プラズモン波の共鳴が起こる表面プラズモン共鳴角度は、測定チップ100の金薄膜104に接する被測定物質の屈折率に依存するため、金薄膜104上に例えば抗体などの被測定物質を固定すると、抗原との結合によって抗体の屈折率が変化し、谷の現れる角度が僅かに変化する。この変化を測定することにより、被測定物質の定量を行うことができる。以上が、表面プラズモン共鳴測定装置の測定原理である。   The light emitted from the light source 2 becomes an evanescent wave at the boundary between the prism 1 and the gold thin film 104 of the measurement chip 100. On the other hand, surface plasmon waves are generated on the surface of the gold thin film 104. When the evanescent wave and the surface plasmon wave have the same incident angle, the evanescent wave is used to excite the surface plasmon wave, and the amount of light measured as reflected light decreases. At this time, when the intensity of the reflected light is measured by the CCD camera 5, as shown in FIG. 5, a decrease in reflectance is observed at an incident angle at which resonance between the evanescence wave and the surface plasmon wave occurs. Since the surface plasmon resonance angle at which the resonance between the evanescence wave and the surface plasmon wave occurs depends on the refractive index of the substance to be measured that is in contact with the gold thin film 104 of the measurement chip 100, the substance to be measured such as an antibody is fixed on the gold thin film 104. Then, the refractive index of the antibody changes due to the binding with the antigen, and the angle at which the valley appears changes slightly. By measuring this change, the substance to be measured can be quantified. The above is the measurement principle of the surface plasmon resonance measurement apparatus.

図6は本実施の形態の凝固活性測定装置のデータ処理装置6の構成を示すブロック図である。データ処理装置6は、凝固活性測定装置全体を制御する制御部60と、制御部60のプログラム等を記憶する記憶部61と、凝固活性測定装置を使用する使用者が装置に対して指示を与えるための入力部62と、使用者に対して情報を表示するための表示部63とを有する。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the data processing device 6 of the coagulation activity measuring device according to the present embodiment. The data processing device 6 includes a control unit 60 that controls the entire coagulation activity measurement device, a storage unit 61 that stores a program of the control unit 60, and a user who uses the coagulation activity measurement device gives instructions to the device. An input unit 62 for displaying information and a display unit 63 for displaying information to the user.

制御部60は、CCDカメラ5によって撮影された画像を処理して光強度プロファイルを求める画像処理部64と、光強度プロファイルのデータから屈折率の変化を求め、この屈折率の変化から血漿の流速を算出する流速算出部65と、血漿の流速からAPTT(活性化部分トロンボプラスチン時間)を算出するAPTT算出部66(凝固活性因子指標算出手段)とを有する。   The control unit 60 processes an image captured by the CCD camera 5 to obtain a light intensity profile, obtains a change in refractive index from the data of the light intensity profile, and determines the flow rate of plasma from the change in refractive index. And a APTT calculation unit 66 (coagulation active factor index calculation means) for calculating APTT (activated partial thromboplastin time) from the plasma flow rate.

次に、凝固活性測定装置によるAPTTの測定方法について詳細に説明する。図7はAPTTの測定方法を説明するフローチャートである。
まず、測定対象の血漿とAPTT測定用試薬(活性化剤)とをそれぞれ37℃で温めておく。ここで用いたAPTT測定用試薬は、シーメンス(SIEMENS)社製のアクチンFSLで、ウサギ脳由来セファリンと、大豆由来脂質と、エラグ酸とが含まれている。
Next, a method for measuring APTT using a coagulation activity measuring apparatus will be described in detail. FIG. 7 is a flowchart for explaining an APTT measurement method.
First, the plasma to be measured and the APTT measurement reagent (activator) are each warmed at 37 ° C. The APTT measurement reagent used here is actin FSL manufactured by Siemens, and contains rabbit brain-derived cepharine, soybean-derived lipid, and ellagic acid.

測定チップ100を凝固活性測定装置のプリズム1の平面上に載置し(図7ステップS1)、オーレン緩衝液4μLをインレット110から測定チップ100内に投入する(ステップS2)。緩衝液は、インレット110および円孔106を経て流路107〜109中に充填される。シート102に形成された流路107〜109のうち、観測領域の流路107が最も細くデザインされていることから、緩衝液は流路107内に留まる。   The measuring chip 100 is placed on the plane of the prism 1 of the coagulation activity measuring apparatus (step S1 in FIG. 7), and 4 μL of the Oren buffer solution is put into the measuring chip 100 from the inlet 110 (step S2). The buffer solution is filled into the flow paths 107 to 109 through the inlet 110 and the circular hole 106. Of the flow paths 107 to 109 formed in the sheet 102, the flow path 107 in the observation region is designed to be the narrowest, so that the buffer solution remains in the flow path 107.

そして、データ処理装置6の制御部60は、流速測定を開始する(ステップS3)。次に、37℃に温めた血漿とAPTT測定用試薬(活性化剤)とを20μLずつチューブに加えてピペッティングで攪拌して混合し、この混合した血漿サンプルを37度で一定時間温め、さらに血漿サンプルに0.025mol/Lのカルシウムイオン溶液を20μL加えてピペッティングで攪拌して混合し、カルシウムイオン溶液を混合した血漿サンプル4μLを、インレット110から測定チップ100内に投入する(ステップS4)。血漿サンプルは、インレット110および円孔106を経て流路107中に投入される。   And the control part 60 of the data processor 6 starts flow velocity measurement (step S3). Next, 20 μL each of plasma warmed to 37 ° C. and APTT measurement reagent (activator) are added to the tube and mixed by pipetting, and the mixed plasma sample is warmed at 37 ° C. for a certain period of time. 20 μL of a 0.025 mol / L calcium ion solution is added to the plasma sample and mixed by pipetting, and 4 μL of the plasma sample mixed with the calcium ion solution is charged into the measuring chip 100 from the inlet 110 (step S4). . The plasma sample is introduced into the flow path 107 through the inlet 110 and the circular hole 106.

血漿サンプルの投入から90秒経過後に、さらにオーレン緩衝液4μLをインレット110から測定チップ100内に投入する(ステップS5)。血漿サンプルは、この追加投入された緩衝液により押し出されるようにして流路107中を進行する。   After 90 seconds from the introduction of the plasma sample, 4 μL of Oren buffer is further introduced into the measuring chip 100 from the inlet 110 (step S5). The plasma sample proceeds through the flow path 107 so as to be pushed out by the additionally supplied buffer solution.

制御部60は、血漿の流速Vを算出し終えた時点で、測定を終了する(ステップS6)。そして、制御部60は、流速VからAPTTを算出する(ステップS7)。制御部60は、算出したAPTTを記憶部61に記憶させ、またAPTTを表示部63に表示させる。以上で、測定が終了する。
各測定チップ100について1回のみ測定を行い、測定を終えた測定チップ100は廃棄される。
The control unit 60 ends the measurement when the calculation of the plasma flow velocity V is completed (step S6). Then, the control unit 60 calculates APTT from the flow velocity V (step S7). The control unit 60 stores the calculated APTT in the storage unit 61 and causes the display unit 63 to display the APTT. This completes the measurement.
Each measurement chip 100 is measured only once, and the measurement chip 100 that has finished the measurement is discarded.

次に、血漿の流速Vの算出方法について説明する。凝固活性測定装置のCCDカメラ5は、測定チップ100からの反射光を検出して、濃淡画像データを出力する。
データ処理装置6の画像処理部64は、CCDカメラ5から出力された濃淡画像データを取り込み、この濃淡画像データを処理して、光強度プロファイルを画像の1ライン毎に求める。
Next, a method for calculating the plasma flow velocity V will be described. The CCD camera 5 of the coagulation activity measuring device detects reflected light from the measuring chip 100 and outputs grayscale image data.
The image processing unit 64 of the data processing device 6 takes in the grayscale image data output from the CCD camera 5, processes the grayscale image data, and obtains a light intensity profile for each line of the image.

図8はCCDカメラ5が撮影した画像と血漿の進行方向との関係を示す図、図9は画像のYnラインにおける光強度プロファイルの例を示す図である。
図8のX方向は図2〜図4のPX方向に対応し、図8のY方向は図2〜図4のPY方向に対応する。このY方向が、血漿の進行方向に相当する。図8の例では、CCDカメラ5が撮影した画像は、X方向が座標0〜479の480ピクセルからなり、Y方向も座標0〜479の480ピクセルからなるものとしている。図8におけるYnは、画像上のある1ラインのY座標を示している。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the image taken by the CCD camera 5 and the direction of plasma travel, and FIG. 9 is a diagram showing an example of the light intensity profile on the Yn line of the image.
The X direction in FIG. 8 corresponds to the PX direction in FIGS. 2 to 4, and the Y direction in FIG. 8 corresponds to the PY direction in FIGS. 2 to 4. This Y direction corresponds to the direction of plasma progression. In the example of FIG. 8, the image taken by the CCD camera 5 is made up of 480 pixels with coordinates 0 to 479 in the X direction and 480 pixels with coordinates 0 to 479 in the Y direction. Yn in FIG. 8 indicates the Y coordinate of a certain line on the image.

CCDカメラ5が撮像した画像には、測定チップ100の各所の光の反射率に応じて明るい(反射率が高い)領域と暗い(反射率が低い)領域とが現れる。画像処理部64は、濃淡画像データを処理して、図9に示すような光強度プロファイルを画像の1ライン毎に求める。上記のとおり、図8のX方向は、図2〜図4のPX方向に対応しているので、測定チップ100の金薄膜104に対する光の入射角に対応している。したがって、図9において、光強度が最も弱い位置、すなわち光が最も吸収された位置は表面プラズモン共鳴角度に相当する。   In the image captured by the CCD camera 5, a bright (high reflectance) region and a dark (low reflectance) region appear in accordance with the reflectance of light at various points on the measurement chip 100. The image processing unit 64 processes the grayscale image data to obtain a light intensity profile as shown in FIG. 9 for each line of the image. As described above, the X direction in FIG. 8 corresponds to the PX direction in FIGS. 2 to 4, and therefore corresponds to the incident angle of light with respect to the gold thin film 104 of the measurement chip 100. Therefore, in FIG. 9, the position where the light intensity is the weakest, that is, the position where the light is absorbed most, corresponds to the surface plasmon resonance angle.

屈折率変化を観測する凝固活性測定装置においては、CCDカメラ5の1ライン毎に屈折率を反映したデータが観測される。よって、観測領域の位置にある流路107内において、活性化剤の中を血漿が進行していくと、屈折率変化が起こり、CCDカメラ5の1ライン毎にどのタイミングで血漿進行による屈折率変化が起こったか記録されることになる。   In the coagulation activity measuring apparatus that observes the refractive index change, data reflecting the refractive index is observed for each line of the CCD camera 5. Therefore, in the flow path 107 at the position of the observation region, when the plasma progresses in the activator, the refractive index changes, and at what timing the refractive index due to the plasma progression for each line of the CCD camera 5 It will be recorded if a change has occurred.

データ処理装置6の流速算出部65は、画像処理部64が求めた、観測領域の光強度プロファイルの時系列データから、血漿が進行したことにより生じる屈折率の変化を求めて、この屈折率の変化から血漿の流速Vを算出する。表面プラズモン共鳴角度は、測定チップ100の金薄膜104に接する血漿の屈折率に依存するため、表面プラズモン共鳴角度の変化は、血漿の進行によって屈折率が変化したことを示す。したがって、観測領域の光強度プロファイルの時系列データから、表面プラズモン共鳴角度が変化した時刻(屈折率の変化が起きた時刻)を図8のY方向に沿って読み取れば、屈折率変化の時間変化を求めることができる。そして、この屈折率変化の時間変化の傾きが、血漿の流速Vを示している。   The flow velocity calculation unit 65 of the data processing device 6 obtains a change in the refractive index caused by the progress of plasma from the time series data of the light intensity profile of the observation region obtained by the image processing unit 64, and calculates the refractive index. Plasma flow velocity V is calculated from the change. Since the surface plasmon resonance angle depends on the refractive index of plasma in contact with the gold thin film 104 of the measuring chip 100, the change in the surface plasmon resonance angle indicates that the refractive index has changed due to the progress of plasma. Therefore, if the time when the surface plasmon resonance angle changes (the time when the refractive index change occurs) is read along the Y direction in FIG. 8 from the time series data of the light intensity profile in the observation region, the time change of the refractive index change. Can be requested. The slope of the change in refractive index with time indicates the plasma flow velocity V.

図10を用いて、この流速Vの算出方法を説明する。図10は、流速Vの算出方法を視覚的に説明する図であり、屈折率の変化が起きた時刻とY方向の画素位置との関係の1例を示す図である。図10は、観測領域の流路107に対応するX座標(例えばX=230)におけるデータを示している。図10におけるPは、表面プラズモン共鳴角度が変化したY方向の画素位置、すなわち屈折率の変化が起きた画素位置を示している。この屈折率変化の時間変化の傾きy/t(ピクセル/sec)が、血漿の流速Vを示している。CCDカメラ5が撮像した画像におけるY方向の1画素は、流路107上の実距離に換算すると例えば10μmに相当する。したがって、血漿の流速V(μm/sec)は、傾き(ピクセル/sec)×実距離(μm/ピクセル)、すなわちy/t×10(μm/sec)で求めることができる。こうして、データ処理装置6の流速算出部65は、血漿の流速Vを算出することができる。   A method for calculating the flow velocity V will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for visually explaining a method of calculating the flow velocity V, and is a diagram illustrating an example of the relationship between the time when the refractive index change occurs and the pixel position in the Y direction. FIG. 10 shows data at the X coordinate (for example, X = 230) corresponding to the flow path 107 in the observation region. P in FIG. 10 indicates the pixel position in the Y direction where the surface plasmon resonance angle has changed, that is, the pixel position where the refractive index has changed. The gradient y / t (pixel / sec) of the time change of the refractive index change indicates the plasma flow velocity V. One pixel in the Y direction in the image captured by the CCD camera 5 corresponds to, for example, 10 μm when converted to an actual distance on the flow path 107. Therefore, the blood flow velocity V (μm / sec) of plasma can be obtained by slope (pixel / sec) × actual distance (μm / pixel), that is, y / t × 10 (μm / sec). In this way, the flow rate calculation unit 65 of the data processing device 6 can calculate the plasma flow rate V.

なお、言うまでもなく、血漿の流速Vは時間と共に変化するので、屈折率変化の時間変化の傾きも時間と共に変化する。ここでは、血漿の進行によって最初に屈折率変化が起きた時点以降の複数点の屈折率変化から得られる血漿の流速V、すなわち初速を計算すればよい。   Needless to say, since the plasma flow velocity V changes with time, the slope of the change in refractive index with time also changes with time. Here, it is only necessary to calculate the plasma flow velocity V, that is, the initial velocity, obtained from the refractive index change at a plurality of points after the time when the refractive index change first occurs as the plasma progresses.

次に、ステップS7のAPTTの算出方法について説明する。制御部60のAPTT算出部66は、血漿の流速VとAPTTとの既知の関係が予め登録された記憶部61を参照し、この関係に基づいて、流速VからAPTTを算出する。
まず、血漿の流速VとAPTTとの関係の求め方について説明する。血漿の流速VとAPTTとの関係を求めるには、図7のステップS2で説明したとおり、流路中に緩衝液を充填した測定チップを用い、この測定チップに凝固活性値とAPTTが既知の血漿を投入して、本実施の形態の凝固活性測定装置を用いて血漿の流速Vを算出すればよい。このとき用いるコントロール血漿の活性としては、試薬に付属のデータに記載されている因子活性の平均値を用い、またオーレン緩衝液でコントロール血漿を希釈することで、活性値を調整して測定を実施した。また、コントロール血漿としては、正常域Nの血漿と異常域Pの血漿の2種を用いた。このような測定により、図11に示すような血漿の流速Vと血漿の活性値との関係を求めることができる。流速測定の結果、血漿の活性が高いほど流速が速くなる関係が得られた。流速と活性値との関係は図11に示すように直線性が良い。
Next, the APTT calculation method in step S7 will be described. The APTT calculation unit 66 of the control unit 60 refers to the storage unit 61 in which a known relationship between the plasma flow velocity V and APTT is registered in advance, and calculates the APTT from the flow velocity V based on this relationship.
First, how to obtain the relationship between the plasma flow velocity V and APTT will be described. In order to obtain the relationship between the plasma flow velocity V and APTT, as described in step S2 of FIG. 7, a measurement chip in which a buffer is filled in the flow path is used, and the coagulation activity value and APTT are known in this measurement chip. The plasma flow rate V may be calculated using the coagulation activity measurement apparatus of the present embodiment after introducing plasma. As the activity of the control plasma used at this time, the average value of the factor activity described in the data attached to the reagent is used, and the control plasma is diluted with oren buffer to adjust the activity value. did. As the control plasma, two types of plasma, normal range N plasma and abnormal range P plasma, were used. By such measurement, the relationship between the plasma flow velocity V and the plasma activity value as shown in FIG. 11 can be obtained. As a result of the flow rate measurement, it was found that the higher the plasma activity, the faster the flow rate. The relationship between the flow rate and the activity value has good linearity as shown in FIG.

コントロール血漿のAPTTは付属のデータから取得できる既知の値なので、図11に示した測定結果に基づいて、流速VからAPTTを得る次式を求めることができる。
APTT[sec]=−0.0413×V[μm/sec]+107.04
・・・(1)
Since the APTT of the control plasma is a known value that can be obtained from the attached data, the following equation for obtaining the APTT from the flow velocity V can be obtained based on the measurement result shown in FIG.
APTT [sec] = − 0.0413 × V [μm / sec] +107.04
... (1)

データ処理装置6の記憶部61には、予め得られた式(1)が登録されている。APTT算出部66は、式(1)を用いて、血漿の流速VからAPTTを算出する。
コントロール血漿の活性を調整するために、オーレン緩衝液で希釈しているが、この希釈率が流速に影響しているか評価するため、活性剤を加えない血漿サンプルにて流速を測定した。その結果、活性剤を加えない血漿サンプルでは、希釈率が高い場合(すなわち、血漿サンプルにおける活性が低い場合)ほど、流速は速くなる結果が得られた。したがって、血漿がAPTT測定用試薬による活性を受けることで、活性が高い血漿サンプルにおいて流速が速い性質が生じていると言える。また、顕微鏡下において、血漿サンプルのAPTT測定用試薬による活性と流れ方を観察した。血漿サンプルをマイクロ流路内に投入すると、数十μm程度の大きさの浮遊物が流れていくのが観測されるが、そこへAPTT測定用試薬を加えて活性化させた場合、血漿サンプルの流れが停滞する様子は見られなかった。
The expression (1) obtained in advance is registered in the storage unit 61 of the data processing device 6. The APTT calculation unit 66 calculates APTT from the plasma flow velocity V using Equation (1).
In order to adjust the activity of the control plasma, it was diluted with an orene buffer, but in order to evaluate whether this dilution rate affects the flow rate, the flow rate was measured in a plasma sample to which no active agent was added. As a result, in the plasma sample to which no active agent was added, the flow rate was faster as the dilution rate was higher (that is, the activity in the plasma sample was lower). Therefore, it can be said that the plasma has been subjected to the activity of the APTT measurement reagent, and thus has a property that the flow rate is high in the plasma sample having high activity. In addition, the activity and flow of the plasma sample with the APTT measurement reagent were observed under a microscope. When a plasma sample is put into the microchannel, it is observed that a suspended substance having a size of about several tens of μm flows. When activated by adding an APTT measurement reagent to the plasma sample, There was no stagnation of the flow.

一方で、血漿サンプルを投入した後に、さらに緩衝液を投入した観測も実施した。図12は測定チップに活性が約97%の正常域血漿を投入した場合の屈折率変化の例を示す図、図13は測定チップに活性が約16%の異常域血漿を投入した場合の屈折率変化の例を示す図である。図12、図13における(A)、(B)、(C)はそれぞれ図1(A)、図1(B)、図1(C)の状態であることを示している。図12、図13に示すように、屈折率測定装置で測定される屈折率は、測定チップ100にオーレン緩衝液のみが投入されている状態(A)と、血漿サンプルが投入された状態(B)と、さらに凝固測定後にオーレン緩衝液が投入された状態(C)とで大きく変化する。   On the other hand, after the plasma sample was added, observation was also performed by adding a buffer solution. FIG. 12 is a diagram showing an example of a change in refractive index when normal range plasma having an activity of about 97% is input to the measurement chip, and FIG. 13 is a diagram showing refraction when an abnormal range plasma having an activity of about 16% is input to the measurement chip. It is a figure which shows the example of a rate change. (A), (B), and (C) in FIGS. 12 and 13 indicate the states of FIGS. 1 (A), 1 (B), and 1 (C), respectively. As shown in FIG. 12 and FIG. 13, the refractive index measured by the refractive index measuring device is such that the measurement chip 100 is loaded with only the Oren buffer (A) and the plasma sample is loaded (B ) And the state (C) in which the aurene buffer solution is added after the coagulation measurement.

血漿サンプル投入後に緩衝液を投入すると、活性が97%と高い場合でも、16%と低い場合でも、流路表面に緩衝液では洗い流せない吸着物が残存している。したがって、APTT試薬による活性により生成したフィブリンなどが、流路の基板表面において堆積している可能性が考えられる。   When a buffer solution is introduced after the plasma sample is introduced, adsorbate that cannot be washed away with the buffer solution remains on the channel surface, regardless of whether the activity is as high as 97% or as low as 16%. Therefore, there is a possibility that fibrin or the like generated by the activity of the APTT reagent is deposited on the substrate surface of the flow path.

本実施の形態のデータ処理装置6は、CPU、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータにおいて、本発明の凝固活性測定方法を実現させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。CPUは、記録媒体から読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、プログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。   The data processing device 6 according to the present embodiment can be realized by a computer having a CPU, a storage device, and an external interface, and a program for controlling these hardware resources. In this computer, a program for realizing the coagulation activity measurement method of the present invention is provided in a state of being recorded on a recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a memory card. The CPU writes the program read from the recording medium into the storage device, and executes the processing described in this embodiment according to the program.

本発明は、血液凝固活性因子の指標を測定する凝固活性測定装置に適用することができる。   The present invention can be applied to a coagulation activity measuring apparatus that measures an indicator of a blood coagulation activity factor.

1…プリズム、2…光源、3…偏光板、4…集光レンズ、5…CCDカメラ、6…データ処理装置、60…制御部、61…記憶部、62…入力部、63…表示部、64…画像処理部、65…流速算出部、66…APTT算出部、100…測定チップ、101…基板、102…シート、103…アクリル筺体、104…金薄膜、105…ブロッキング剤、106…円孔、107,108…流路、109…吸引流路、110…インレット、111…貫通孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Prism, 2 ... Light source, 3 ... Polarizing plate, 4 ... Condensing lens, 5 ... CCD camera, 6 ... Data processing device, 60 ... Control part, 61 ... Memory | storage part, 62 ... Input part, 63 ... Display part, 64 ... Image processing unit, 65 ... Flow velocity calculation unit, 66 ... APTT calculation unit, 100 ... Measuring chip, 101 ... Substrate, 102 ... Sheet, 103 ... Acrylic housing, 104 ... Gold thin film, 105 ... Blocking agent, 106 ... Circular hole , 107, 108... Channel, 109... Suction channel, 110.

Claims (5)

溶液が流れる流路を備えた測定チップの前記流路の表面における屈折率を測定する屈折率測定装置と、
前記測定チップの流路中に緩衝液が充填された後に、内因系凝固を活性化する活性化剤と血漿とが混合された血漿サンプルが前記流路中に投入されたときの前記屈折率の変化から、前記流路中を進行する血漿の流速を算出する流速算出手段と、
前記血漿の流速と凝固活性因子の指標である活性化部分トロンボプラスチン時間との既知の関係に基づいて、前記流速算出手段が算出した流速から活性化部分トロンボプラスチン時間を算出する凝固活性因子指標算出手段とを備えることを特徴とする凝固活性測定装置。
A refractive index measuring device for measuring a refractive index at the surface of the flow channel of the measurement chip including the flow channel through which the solution flows;
After the buffer of the measurement chip is filled with a buffer solution, the refractive index when the plasma sample in which the activator that activates intrinsic coagulation and plasma are mixed is put into the channel. A flow rate calculating means for calculating a flow rate of plasma traveling in the flow path from the change;
A clotting activity factor index calculating means for calculating an activated partial thromboplastin time from a flow rate calculated by the flow rate calculating means based on a known relationship between the plasma flow rate and an activated partial thromboplastin time which is an index of a clotting activity factor; A coagulation activity measuring device comprising:
請求項1記載の凝固活性測定装置において、
前記屈折率測定装置は、表面プラズモン共鳴測定装置であることを特徴とする凝固活性測定装置。
In the coagulation activity measuring device according to claim 1,
The refractive index measuring device is a surface plasmon resonance measuring device.
緩衝液が充填された流路の表面における屈折率に基づいて流路中を進行する血漿の流速を算出し凝固活性因子の指標である活性化部分トロンボプラスチン時間を算出する凝固活性測定装置用の測定チップであって、
基板表面に形成された金薄膜と、
この金薄膜上に形成された流路とを備え、
前記金薄膜は、その一部が凝固反応を阻害する生化学測定用ブロッキング剤により覆われていることを特徴とする測定チップ。
Measurement for a coagulation activity measurement device that calculates the flow velocity of plasma traveling in the flow path based on the refractive index at the surface of the flow path filled with buffer solution and calculates the activated partial thromboplastin time, which is an indicator of the coagulation activity factor A chip,
A gold thin film formed on the substrate surface;
A flow path formed on the gold thin film,
A measuring chip, wherein the gold thin film is partially covered with a biochemical measurement blocking agent that inhibits a coagulation reaction.
溶液が流れる流路を備えた測定チップの前記流路の表面における屈折率を測定する屈折率測定ステップと、
前記測定チップの流路中に緩衝液が充填された後に、内因系凝固を活性化する活性化剤と血漿とが混合された血漿サンプルが前記流路中に投入されたときの前記屈折率の変化から、前記流路中を進行する血漿の流速を算出する流速算出ステップと、
前記血漿の流速と凝固活性因子の指標である活性化部分トロンボプラスチン時間との既知の関係に基づいて、前記流速算出ステップで算出した流速から活性化部分トロンボプラスチン時間を算出する凝固活性因子指標算出ステップとを備えることを特徴とする凝固活性測定方法。
A refractive index measurement step for measuring a refractive index at the surface of the flow channel of the measurement chip including the flow channel through which the solution flows;
After the buffer of the measurement chip is filled with a buffer solution, the refractive index when the plasma sample in which the activator that activates intrinsic coagulation and plasma are mixed is put into the channel. A flow rate calculating step for calculating a flow rate of plasma traveling in the flow path from the change;
A clotting activity factor index calculating step for calculating an activated partial thromboplastin time from the flow rate calculated in the flow rate calculating step based on a known relationship between the plasma flow rate and an activated partial thromboplastin time that is an index of a clotting activity factor; A coagulation activity measurement method comprising:
請求項4記載の凝固活性測定方法において、
前記屈折率測定ステップは、表面プラズモン共鳴測定装置によって前記屈折率を測定することを特徴とする凝固活性測定方法。
In the coagulation activity measuring method according to claim 4,
In the refractive index measuring step, the refractive index is measured by a surface plasmon resonance measuring device, and the coagulation activity measuring method is characterized.
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