JP5888885B2

JP5888885B2 - 測定装置、測定方法、測定プログラム、および測定システム

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Publication number: JP5888885B2
Application number: JP2011137934A
Authority: JP
Inventors: 高木　毅; 毅高木; 幸司奥村; 鎌田　達夫; 達夫鎌田
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Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2016-03-22
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Description

本発明は、液体の測定用試料の物性を測定する測定装置、測定方法、測定プログラム、および測定システムに関する。

液体の測定用試料に対して、物理的、化学的、工業的、農業的等の様々な目的で、当該測定用試料の所定の物性を測定しようとする場合、一般に、当該液体用試料に対して測定用の装置を、電気的、光学的、化学的等様々な手法で作用させる。たとえば、糖尿病の診断のための、被測定者の血液中の血漿グルコース濃度の測定においては、血液から調製される測定用試料に対して、一般に、グルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）やグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）等の酵素を利用した電極間での電流推移に基づいた測定が行われる（たとえば、特許文献１〜３を参照）。また、糖尿病診断のために、血液を含む測定用試料のグリコヘモグロビン濃度の測定が行われる場合もある（たとえば、特許文献１〜４を参照）。

特公平７−３７９９１号公報特開平９−３３５３３号公報特開平９−３１８６３４号公報国際公開２００８／０３５７４８

例えば、血液や尿等の生体由来の分析対象物に対して、糖尿病診断等の所定の目的の測定を行う場合、当該分析対象物を含み適切な測定が可能となるように調製された、液体の測定用試料が調製され、当該測定用試料に対して上記測定が行われる。また、生体に関する分析に限らず、物理的、化学的、工業的、農業的等の様々な目的で分析を行う場合、その分析対象物を含む液体の測定用試料が調製され、その液体の状態で測定が行われるケースは多くみられる。

このように液体の測定用試料の物性を測定しようとするとき、液体中に気泡が存在してしまうと、当該気泡が正確な測定を阻害するおそれがある。すなわち、液体の測定用試料では、その調製過程や液体の供給過程等で、その内部に気泡が入り込んでしまう可能性があり、測定の手法によっては当該気泡が存在することで正確な物性の測定が困難となる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、液体の測定用試料の物性測定を、より正確に実行するための構成を有する測定装置、測定方法、測定プログラムおよび測定システムを提供することを目的とする。

本発明においては、上記課題を解決するために、液体の測定用試料に対して測定を行う測定部を、測定用試料を調製する調製部の上流側、すなわち調製部に測定用試料の材料の少なくとも一つの液体材料を供給する供給経路上に設置した構成を採用する。当該構成によれば、測定部による測定が行われる領域に常時何らかの液体が存在することになるため、測定が行われる測定領域を、可及的に気泡が存在しない状態に維持することが可能となり、以て正確な測定が期待できる。

詳細には、本発明は、液体の測定用試料の所定物性を測定する測定装置であって、前記測定用試料を調製する調製部と、前記調製部に前記測定用試料の調製のための液体材料を供給する供給経路と、前記供給経路を介して前記調製部に前記液体材料を供給することで調製された前記測定用試料を、該調製部から該供給経路内に引き込む引き込み部と、前記引き込み部によって前記供給経路内に引き込まれた前記測定用試料の所定物性を測定する測定部と、を備える。

本発明に係る測定装置は、測定用試料の所定物性を測定する装置であり、その測定対象である測定用試料は測定時においては液体である。この測定用試料は、調製部に液体材料が供給され該調製部で調製される。なお、測定用試料は、その液体材料単体で構成されてもよく、また複数の液体材料が混合されたものであってもよい。当該液体材料は、供給経路を介して調製部に供給されるときは、液体の状態であるから、その供給時においては、当該供給経路は液体材料で満たされている。

そして、調製部で測定用試料が調製された後、測定部によって測定用試料の所定物性の測定を行うために、引き込み部によって調製部に存在する液体の測定用試料が供給経路に引き込まれる。すなわち、引き込み部は、液体材料で満たされている供給経路への、液体の測定用試料の引き込みを行い、その結果、供給経路において調製部に近い領域から、場合によっては既存の液体材料と測定用試料とが混ざり合いながら液体材料から測定用試料への置き換わりが行われていく。

このように供給経路内で液体材料から測定用試料への置換が行われた場合は、当該供給経路内は常に何らかの液体で満たされた状態となっている。すなわち、液体材料と測定用試料の粘性や供給経路の断面積に応じて液体材料から測定用試料への置き換わりの様子は変化するものの、少なくとも供給経路内は、液体材料、測定用試料もしくは両液体の混合液で満たされるため、この引き込み部によって引き込み動作が行われている間は、供給経路での気泡の発生を可及的に抑制することが可能となる。その結果、測定部が、供給経路内で、引き込み部によって引き込まれた測定用試料に対して測定を行っても、気泡の影響を受けるおそれは低く、より正確な所定物性の測定が期待できる。

なお、本発明に係る測定装置が備える測定部に関しては、測定用試料の所定物性を測定可能なものであれば、どのような測定手段を用いるものであってもよい。前記測定部は、例えば、測定用試料に対して測定光を出射し、当該測定用試料から外部へと発せられる光を受光することで得られる、該受光に関するデータに基づいて測定用試料の所定物性を測定する光学的手段によって測定を行ってもよい。このような測定部による測定の一例を示せば、光学的手段による吸光度の測定、測定光が測定用試料を透過することで得られる透過光に基づいた試料の色測定、または液体クロマトグラフィのように透過光を利用した所定成分の濃度測定等が挙げられる。また、測定用試料は、液体の測定対象物であればよく、その測定目的は、生体的な目的に限られず、物理的、化学的、工業的、農業的等の様々な目的であってよい。

ここで、上述のように、引き込み部による測定用試料の引き込みが行われる場合、供給経路内で既存の液体材料と測定用試料との混合液が生成される場合がある。両液の粘性や供給経路の断面積によってはこの混合液の発生を無視し得る場合もあるが、場合によっては引き込み部による測定用試料の引き込みが行われたときに、混合液が比較的多量に生成される可能性もある。このような場合に、測定部による測定の対象となる液体が位置する所定領域に、この混合液が存在してしまうと、測定用試料の所定物性を正確に測定することが妨げられ得る。そこで、この課題を考慮して、上記測定装置において、前記引き込み部は、前記供給経路内への前記測定用試料の引き込みの際に生じる該測定用試料と該供給
経路内の前記液体材料との混合液が、前記測定部による測定のための該供給経路内の所定測定領域を超えるように、前記調製部から前記測定用試料を引き込むように構成してもよい。

このような構成にすることで、引き込み部による測定用試料の引き込みが行われた場合、仮に混合液が生成されたとしても、その混合液は、調製部から供給経路を遡る方向、すなわち測定試料の引き込み方向において、上記所定測定領域を超える位置にまで引き込まれることになるため、測定部による測定の対象を、確実に測定用試料とすることができる。なお、上述までの混合液から測定用試料への置換については、測定部による測定に影響を及ぼさない程度に測定用試料の占める割合が大きくなったと判断できる場合には、当該置換が完了したと判断できる。

ここで、上述までの測定装置において、前記測定部による前記測定用試料の前記所定物性の測定が行われた後に、前記供給経路内に存在する該測定用試料を前記調製部に排出する供給経路排出部と、前記調製部内の液体を該調製部の外部に排出する調製部排出部と、を更に備えるようにしてもよい。前記調製部排出部による液体の排出は、前記供給経路排出部による排出に併せて行われてもよい。そして、前記調製部排出部によって前記調製部内の液体が排出されたとき、前記供給経路内は、前記液体材料に満たされた状態に維持される構成としてもよい。

この構成により、測定部による測定が終了した場合、供給経路内の測定用試料を排出するとともに、調製部内の液体を排出することで、次の測定用試料の調製およびその所定物性の測定に備えることができる。その場合、供給経路内は液体材料で満たされた状態となっているため、測定部による測定が行われる領域が液体に満たされ、以てそこに気泡が入りこむ可能性を可及的に排除している。

また上記の構成を採用する場合、前記供給経路排出部による排出が終了し、且つ前記調製部排出部によって前記調製部内の液体が排出されて、該調製部内の液位が前記供給経路と該調製部との連通位置よりも低くなったときに、該調製部内の空気が該供給経路内に入り込まない所定断面積を有する連通孔を介して、該供給経路と該調製部とが連通するようにしてもよい。供給経路と調製部とを連通する連通孔の断面積を比較的小さくすると、供給経路内に圧力をかけないと、供給経路から調製部への液体の移動が起こりにくくなる。そこで、上記液体材料の粘性や供給経路の断面積等を考慮して連通孔の断面積を決定することで、調製部排出部によって液体の排出が行われた際の、調製部から供給経路内への空気の侵入を抑制することが可能となる。なお、供給経路と調製部との具体的な連通形態は、この連通孔を用いた形態に限られるものではない。

ここで、上述までの測定装置において、前記測定用試料は、前記血液と、該血液を溶血させる溶血剤と、前記液体材料として前記供給経路を介して前記調製部に供給され且つ該血液を希釈する希釈液とが、前記調製部で混合されることで調製される構成としてもよい。これにより、本発明に係る測定装置によって、溶血剤により溶血された血液を含む測定用試料の所定物性が測定されることになる。

さらに、上記測定装置は、血液の血漿グルコース濃度を、該血液を含んで調製される前記測定用試料の所定物性に基づいて算出する装置であってもよい。そして、この場合、前記測定部は、前記引き込み部によって前記供給経路に引き込まれた測定用試料中のヘモグロビン濃度を、光学的手段により前記所定物性として測定する。

さらに、前記測定装置は、前記調製部で調製された前記測定用試料のグルコース濃度を測定する試料グルコース濃度測定部と、前記試料グルコース濃度測定部によって測定され
たグルコース濃度と、前記測定部によって測定された前記ヘモグロビン濃度とに基づいて、前記血液の血漿グルコース濃度を算出する血漿グルコース濃度算出部と、を備えてもよい。この構成によれば、試料グルコース濃度測定部による測定結果と、測定部による測定結果とを踏まえて、血漿グルコース濃度算出部が、分析対象である生体の血液の血漿グルコース濃度を算出する。すなわち、当該装置は、血液に対して遠心分離等によりその血漿成分を抽出することなく、溶血剤と希釈液と血液とが混合されることで、溶血状態にある測定用試料が調製される。そして、その測定試料の所定物性であるヘモグロビン濃度が測定部で正確に測定され、且つ試料グルコース濃度測定部による測定結果と合わせて考慮されることで、血液の血漿グルコース濃度を正確に算出すること可能となる。なお、上記ヘモグロビン濃度とは、ヘモグロビンの型に制限されない全ての型のヘモグロビンの試料における濃度を言う。

ここで、上記測定装置において、前記試料グルコース濃度測定部は、前記調製部内で前記測定用試料に晒された状態で、該調製部内の測定用試料のグルコース濃度を測定してもよい。調製部内の測定用試料に対して直接グルコース濃度測定を実施することで、測定に要する時間を短縮できる。これに代えて、前記試料グルコース濃度測定部は、前記引き込み部によって前記供給経路に引き込まれた測定用試料に晒された状態で、該供給経路内で該測定用試料のグルコース濃度を測定してもよい。すなわち、これは、引き込み部による測定用試料の引き込みを、グルコース濃度の測定にも利用する形態である。

この場合、前記試料グルコース濃度測定部は、前記測定部と前記調製部との間の前記供給経路に設置されるのが好ましい。上述の通り、引き込み部による測定用試料の引き込みが行われた際、液体材料と測定用試料との混合液が形成されることを踏まえると、測定部と調製部との間の供給経路に試料グルコース濃度測定部を設置することで、より確実に測定用試料のグルコース濃度を測定することが可能となる。

また、本発明の適用範囲は、特定の測定装置の大きさや形状に限定されるものではない。たとえば、本発明の技術的思想は、希釈槽やノズル等を用いた一般的にはマクロサイズの測定装置だけではなく、マイクロデバイス等の微細構造を有する測定装置にも適用可能である。

次に、本発明を測定方法の側面から捉えることも可能である。すなわち、本発明は、供給経路を介して調製部へ液体材料が供給されることで該調製部で調製される、液体の測定用試料の所定物性を測定する測定方法であって、前記供給経路を介して前記調製部に前記液体材料を供給することで調製された前記測定用試料を、該調製部から該供給経路内に引き込む引き込みステップと、前記引き込みステップで前記供給経路内に引き込まれた前記測定用試料の前記所定物性を測定する測定ステップと、を含む。本発明に係る測定方法においても、上記測定装置の場合と同様に、測定ステップでの測定において、測定用試料中への気泡の進入を抑制することが可能となり、以て測定用試料の所定物性の正確な測定が可能となる。

また、一例として、前記測定ステップでは、光学的手段により前記測定用試料の所定物性を測定してもよい。さらに、上記測定方法において、前記光学測定ステップで前記測定用試料の前記所定物性の測定が行われた後に、前記供給経路内に存在する該測定用試料を前記調製部に排出する供給経路排出ステップと、前記供給経路排出ステップでの排出後にまたはこれに併せて、前記調製部内の液体を該調製部の外部に排出する調製部排出ステップと、を更に含むようにしてもよい。この場合、前記調製部排出ステップで前記調製部内の液体が排出されたとき、前記供給経路内は、前記液体材料に満たされた状態に維持される。このような測定方法によれば、次の測定用試料の所定物性の測定に対する準備が行われている際にも、光学測定ステップでの測定が行われる領域を液体で満たすことができ、
以て次の測定時に気泡の影響を受けることを回避できる。

次に、本発明を測定プログラムの側面から捉えることも可能である。すなわち、本発明は、供給経路を介して調製部へ液体材料が供給されることで該調製部で調製される、液体の測定用試料の所定物性を、コンピュータによって測定するための測定プログラムであって、前記コンピュータに、前記供給経路を介して前記調製部に前記液体材料を供給することで調製された前記測定用試料を、該調製部から該供給経路内に引き込む引き込みステップと、前記引き込みステップで前記供給経路内に引き込まれた前記測定用試料の前記所定物性を測定する測定ステップと、を実行せしめる。本発明に係る測定プログラムにおいても、上記測定装置の場合と同様に、測定ステップでの測定において、測定用試料中への気泡の進入を抑制することが可能となり、以て測定用試料の所定物性の正確な測定が可能となる。

更に、上記プログラムを記録する、コンピュータに読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。

次に、本発明を測定システムの側面から捉えることも可能である。すなわち、本発明は、液体の測定用試料の所定物性を測定する測定システムであって、前記測定用試料を調製する調製装置と、前記調製装置に前記測定用試料の調製のための液体材料を供給する供給経路と、前記供給経路を介して前記調製装置に前記液体材料を供給することで調製された前記測定用試料を、該調製装置から該供給経路内に引き込む引き込み装置と、前記引き込み装置によって前記供給経路内に引き込まれた前記測定用試料の所定物性を測定する測定装置と、を備える。

なお、上記測定装置について開示した技術的思想は、同様に本発明に係る測定方法、測定プログラム、測定システムにも適用可能である。

上記本発明によれば、測定が行われる測定領域を、可及的に気泡が存在しない状態に維持することが可能となる。上記本発明によれば、液体の測定用試料の物性測定を、より正確に実行するための構成を有する測定装置、測定方法、測定プログラムおよび測定システムを提供することが可能となる。

本発明に係る測定装置の一部の構成を示す図である。図１に示す測定装置において実行される、測定用試料の測定制御のフローチャートである。図２に示す測定制御が行われている際の、希釈槽および供給経路における液体の移動の様子を示す第一の図である。図２に示す測定制御が行われている際の、希釈槽および供給経路における液体の移動の様子を示す第二の図である。図２に示す測定制御が行われている際の、希釈槽および供給経路における液体の移動の様子を示す第三の図である。図２に示す測定制御が行われている際の、希釈槽および供給経路における液体の移動の様子を示す第四の図である。本発明に係る測定装置の、第二の具体的構成を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態に係る測定装置について説明する。なお、以下の実施の形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定さ
れるものではない。

＜測定装置の概略＞
図１は、本発明に係る測定装置１の一部の構成を示す図である。本実施例の測定装置は、測定用試料を調製する調製部（希釈槽）５１と、調製部に前記測定用試料の調製のための液体材料を供給する供給経路２７と、供給経路２７を介して調製部５１に前記液体材料を供給することで調製された前記測定用試料を、該調製部５１から該供給経路２７内に引き込む引き込み部と、前記引き込み部によって前記供給経路２７内に引き込まれた前記測定用試料の所定物性を測定する測定部８５とを備えている。本発明に係る測定装置は、糖尿病診断のための血漿グルコース濃度およびグリコヘモグロビン濃度の測定を行うことができ、測定部８５、グルコース測定機構、グリコヘモグロビン測定機構およびこれら機構からの測定値を処理するための測定制御部１１を含め、そのために必要な全構成を内部に備えている。測定部８５は、本実施例では、吸光度計である。

希釈槽５１では、例えば、希釈液および溶血液に分析対象である検体（血液）を混ぜるなどして、測定用試料が調製される。希釈槽５１への希釈液および溶血液の供給は、上述の通り供給経路２７を介して行われる。ここで、本実施例では、この希釈槽５１で調製された測定用試料は、グルコース測定機構（図示略）での各分析処理に供される構成となっている。グルコース測定機構は、センサ部、電源部、電流値測定部（いずれも図示略）を有しており、またグルコース測定機構自体は、図示していないが、希釈槽５１に設けられている。前記センサ部は、測定用試料におけるグルコースとの電子授受量に応じた電気的物理量（電流値）を出力するものであり、グルコースの酸化還元酵素が固定化された酵素固定化層と、酵素固定化層での酵素反応生成物と電子の授受を行う電極を有する。そして、本実施例では、これらの酵素固定化層と電極が希釈槽５１内の測定用試料に晒されるように、前記センサ部が希釈槽５１の壁面に設置されている。この前記センサ部は、繰り返しのグルコース測定が可能である。なお、この酵素固定化層に含まれる酸化還元酵素としては、グルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）やグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）が採用でき、当該酵素としてＧＯＤが採用される場合には、それに対応する電極として過酸化水素電極が採用されることになる。以下の本実施例では、当該酵素としてＧＯＤの採用を前提に説明を行うが、これには、採用し得る酵素をＧＯＤに限定する意図はない。

前記センサ部が測定用試料に晒された状態で、電源部により電圧印加が行われると、前記センサ部内の電極間に電流が流れる。電流値測定部はこの電極間電流を測定し、その測定値を測定制御部１１に送る。また、グルコース測定に関しては、吸光度計８５によるヘモグロビンの吸収波長における吸光度の測定結果も測定制御部に送られる。吸光度計８５は、供給経路２７と希釈槽５１との連結部近傍の供給経路２７上に配置され、該近傍領域の供給経路２７内を流れる液体の吸光度測定が可能である。吸光度計８５は、ヘモグロビンの吸収波長の光を供給経路２７に対して照射し、その吸光度を測定する。吸光度計８５は、出射用レーザーダイオード、及び受光用のフォトダイオードを有する。出射用レーザーダイオードは、供給経路２７内を流れる測定用試料に出射し、当該測定用試料を透過した光を受光用のフォトダイオードで受光する。

ここで、本実施例の測定装置におけるグルコース測定機構およびグリコヘモグロビン測定機構の測定制御について、図２に基づいて説明する。図２に示す測定制御は、コンピュータでもある前記測定制御部内のメモリに記録されているプログラムが実行されることで実現される、糖尿病診断のための上記指標の測定処理である。具体的には、当該測定制御は、ユーザが、測定装置１に別途設けられた操作パネルを操作し、測定開始の指示を与えることで、実行される。
測定制御部１１は、マイクロプロセッサの一つであるＣＰＵ（Central Processing Uni
t）１２と、記憶部（記憶媒体）１３と、入出力ユニット（Ｉ／Ｏ）とを少なくとも含ん
でいる。記憶部１３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような、プログラム及びデータを保持するメモリを含む。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。記憶部１３は、さらにハードディスクのような二次記憶を含むこともできる。ＣＰＵ１２が、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭにロードして実行する。プログラムの実行によって、測定制御部１１は、図２に例示する測定制御のために、開放弁５７，５８，ノズル１４，グルコース測定機構（センサ部，電源部，電流測定部），ポンプ１５，吸光度計８５の動作を制御する。

先ず、Ｓ１０１では、希釈槽５１に希釈液および溶血液などの測定用試料の調製のための材料が供給される。これらは、供給経路２７を介して直接希釈槽５１内に供給できる。なお、希釈槽５１は、開放弁５７および開放弁５８を有し、これらの液の供給時には、開放弁５７は開弁状態とされ、且つ開放弁５８は閉弁状態とされる。このように開放弁５７が開弁状態とされていることで、希釈槽５１内には、一定量の希釈液と溶血標準液の混合液が供給されることになる。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。

Ｓ１０２では、前記材料が供給された希釈槽５１に対して、分析の対象である血液（全血）が加えられ、測定用試料が調製される。具体的には、上記Ｓ１０１の処理後に、血液を収容したノズル１４が、ノズル１４内の血液を希釈槽５１内に吐出し、以て当該血液を既に生成されている混合液と混ぜることで、測定用試料が調製される。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。

Ｓ１０３では、測定用試料の撹拌が開始される。攪拌は、例えば、測定制御部１１の制御下での図示しない攪拌機の動作によって行われる。この撹拌により溶血が促進されることになる。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。

Ｓ１０４では、溶血時間Ｔｒが基準溶血時間Ｔｒ０を超えたか否かが判定される。Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されると再びＳ１０４の処理が繰り返される。

Ｓ１０５では、グルコース測定機構のセンサ部による検出値、すなわち過酸化水素電極間を流れる電流値の取得が行われる。本実施例では、溶血時間Ｔｒが基準溶血時間Ｔｒ０に至った時点において、当該電極間を流れる電流値が電流値測定部によって測定され、その測定値が測定制御部１１に渡される。

上記Ｓ１０５の処理が終了すると、Ｓ１０６へ進む。Ｓ１０６では、希釈槽５１内の測定用試料が、供給経路２７に設けられた吸光度計８５によってその吸光度に基づいたヘモグロビン濃度が測定可能となるように、分析装置内に別途設置され、供給経路２７を介して希釈槽５１と連通するポンプ１５の作用により当該測定用試料の一部が供給経路２７に引き込まれる。なお、この引き込みが行われた直後においては、供給経路２７を満たしている希釈液と測定用試料が混じり合うため、その混合液が吸光度計８５の測定領域から十分遠ざかる程度に、当該引き込みが行われる。このポンプ１５を介した測定用試料の供給経路２７への引き込みが、本発明に係る引き込み部による引き込みに相当する。Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ１０７へ進む。

Ｓ１０７では、吸光度計８５による測定用試料のヘモグロビンの吸収波長の吸光度が測定され、その測定値が測定制御部１１に渡される。測定制御部１１では、その測定値に基づいて、測定用試料におけるヘモグロビン濃度の算出が行われる。Ｓ１０７の処理が終了すると、Ｓ１０８へ進む。

この測定制御では、血漿グルコース濃度を算出する際に測定用試料におけるヘモグロビン濃度が吸光度計８５によって測定される。この吸光度計８５は、その測定のための測定光を出射用レーザーダイオードから測定用試料に出射し、当該測定用試料を透過した光を受光用のフォトダイオードで受光することで、当該測定用試料の吸光度を測定する。そのため、測定用試料中に気泡が含まれているとそれにより測定光が散乱されて、正確な吸光度を測定することが困難となる。

しかし、本実施例においては、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、供給経路２７は常に何らかの液体で満たされているため、上記のような気泡による測定光の散乱の問題は生じにくい。詳細に説明すると、希釈槽５１に希釈液が供給されているときは（上記Ｓ１０１の処理時）、図３Ａに示すように、測定装置内に別途設置された希釈液ボトル等から送液されてきた希釈液等が供給経路２７を満たしている。次に、ノズルによって分析対象の血液が希釈槽５１に加えられるときは（上記Ｓ１０１およびＳ１０２の処理時）、図３Ｂに示すように、希釈槽５１内で測定用試料が調製されるだけであって、供給経路２７に気泡が発生するような現象は生じない。

さらに、吸光度測定のために測定用試料が供給経路２７に引き込まれるときは（上記Ｓ１０５の処理時）、図３Ｃに示すように、吸光度計８５の内部の測定領域には希釈液ではなく測定用試料が存在することになり、この場合も供給経路２７内に気泡は発生しない。なお、上述のように、この引き込み時には希釈液と測定用試料との混合液の影響が吸光度計８５に及ぼされないように、十分量の測定用試料が供給経路２７内に引き込まれる。そして、血液の分析処理が終了し上記測定制御が終了を迎えるときは（上記Ｓ１１３の処理完了時）、図３Ｄに示すように、供給経路２７内は再び希釈液で満たされる。この場合も、供給経路２７に気泡が発生するような現象は生じない。

そして、血液の分析処理が終了し上記測定制御が終了を迎えるときは（上記Ｓ１１３の処理完了時）、供給経路２７内に存在する測定用試料を前記ポンプ１５によって希釈槽５１へ送りだし、希釈槽５１においては、開放弁５８を開弁状態とすることで、その内部の液体を排出する。ここで、供給経路２７と希釈槽５１とは、その連通位置５１ａにおいて、供給経路２７の断面積に対して極めて小さい断面積を有する連通孔を介して連通している。この連通孔は、図３Ｄに示すように希釈槽５１内の液体が排出されてその液位が連通位置５１ａよりも低くなることで、希釈槽５１内に空気がたまった場合に、その空気が供給経路２７の方へ侵入しない程度に小さい断面積を有している。したがって、当該連通孔の断面積は、希釈液の物性、特に粘性や、供給経路２７の断面積等に基づいて、適切な値が採用される。そして、Ｓ１１３の処理が完了した際には、図３Ｄに示すように、供給経路２７内は再び希釈液で満たされ、そこには気泡は希釈槽５１側から侵入してこない。

以上より、上記測定制御が行われている際は、吸光度計８５が配置されている供給経路２７には気泡が確実に抑制されるため、吸光度計８５による吸光度の測定を確実なものとすることができる。この顕著な効果は、図１および図３に示すように、吸光度計８５が、供給経路２７における希釈液の供給方向において希釈槽５１の上流側に配置されていることによる。すなわち、希釈液を希釈槽５１に供給する供給経路２７は、その供給時には常に希釈液で満たされていることに着目し、吸光度計８５の下流側に位置する希釈槽５１で生成された測定用試料をあえて上流側に引き込んで吸光度を測定する構成を採用することで、吸光度計の測定領域に液体が存在しない状態が作られるのを回避することで、吸光度計８５の測定を確実なものとすることができる。

＜変形例１＞
上記実施例では、グルコース測定機構のセンサ部を希釈槽５１に併設させたが、これに代えて、吸光度計８５の近傍の供給経路２７上にセンサ部を設置してもよい。上述の通り
、吸光度計８５の近傍の供給経路２７には、測定用試料が引き込まれるため、このようにセンサ部を配置しても上記の実施例と同様に、正確な血液の血漿グルコース濃度を測定することが可能となる。なお、この場合、センサ部は、吸光度計８５と希釈槽５１との間の供給経路２７上に設置するのが好ましい。

＜変形例２＞
上述までの測定用試料の吸光度を利用した血漿グルコース濃度測定は、上記希釈槽、ノズル等を用いたマクロサイズの血液分析装置に限らず、あらゆる形態の血液分析装置に適用でき、例えば、マイクロデバイスを用いた血液分析装置にも適用できる。マイクロデバイスでは試料等が流れる流路を幅寸法および深さ寸法をマイクロメータのオーダーで形成することで、毛細管現象を利用して試料等の液体を移動させることが可能となる。このマイクロデバイスを利用することで、血液分析装置の小型化を図ることができる。

図４に示すマイクロデバイスは、上記実施例で示した血漿グルコース濃度の測定と同様の測定を実現するために構成されたものである。具体的には、分析対象である血液と希釈液および溶血標準液とを混合して調製された測定用試料に対して、ＧＯＤ膜を用いた電極による試料グルコース濃度の測定（上記センサ部による測定に相当）と、吸光度を測定するための光学系の測定（上記吸光度計８５による測定に相当）が行われることで、最終的に血漿グルコース濃度の測定が実現される。なお、図４に示すマイクロデバイスには、測定用試料の調製および血漿グルコース濃度測定のための流路構成が主に記載されており、測定用試料の物性測定のための測定装置については、該測定装置が設置された測定領域ＭＲを図４中、点線で示すのみに留めている。

図４に示すマイクロデバイスは、流路が形成された基板１１０上に、図示しない接合シートを挟んでカバー１００が積層されることで形成される。ここで、カバー１００は、たとえば透明な樹脂フィルムに対して打ち抜き加工を施した後、樹脂フィルムを目的とする大きさに切断することで形成される。その打ち抜き加工においては、希釈液が導入される第一導入口１０１、溶血標準液が導入される第二導入口１０２、血液が導入される血液導入口１０３および空気抜き穴１０４、１０５となる複数の貫通孔が形成される。もちろん、樹脂フィルムを切断した後に打ち抜き加工を施してカバー１００を形成してもよい。なお、カバー１００の片面に対しては、紫外線照射や界面活性剤を塗布するなどして、親水処理を施すのが好ましい。

また、基板１１０には、凹形状の断面を有する流路が形成されている。基板１１０上に設けられた流路は、第一供給流路１１１、第二供給流路１１２、血液供給流路１１３および希釈用流路１１４を有している。そして、第一導入口１０１から希釈液が導入され、第二導入口１０２から溶血標準液が導入され、血液導入口１０３から血液が導入される。これらの液体は、毛細管現象により、それぞれ第一供給流路１１１、第二供給流路１１２、血液供給流路１１３を流れる。そして、第一供給流路１１１、第二供給流路１１２、血液供給流路１１３のそれぞれは、希釈用流路１１４の端部１１４ａに接続され、当該希釈用流路１１４は蛇腹状にくねった形状とされることで、血液、希釈液、溶血標準液の混合が促進されていく構成となっている。ここで、希釈用流路１１４の端部１１４ｄを過ぎた流路に、所定量の液体を貯め込むことが可能な窪み部１１４ｂと窪み部１１４ｃが直列に配置されている。窪み部１１４ｂでは、希釈用流路１１４を経て流れ込んだ測定用試料が一時的に貯められることで、そこで測定用試料の均等な混合が行われ、血液、希釈液、溶血標準液の混合室として機能するとともに、最終的に測定用試料が調製される。なお、窪み部１１４ｂおよび窪み部１１４ｃの位置には、マイクロデバイス形成時に、上記カバー１００上の空気抜き穴１０４、１０５が対応して配置される構成となっている。

そして、この窪み部１１４ｂで調製された測定用試料を、遠心力等の外力によって再び
希釈用流路１１４に逆流させて、測定領域ＭＲを通過させる。これにより、測定領域ＭＲに設置されている血漿グルコース濃度測定用の測定装置（すなわち、上記実施例におけるセンサ部や吸光度計８５に相当する測定装置）が、血漿グルコース濃度測定のための測定用試料の物性を、測定用試料中の気泡に影響されることなく測定することが可能となる。測定後は、希釈用流路１１４に希釈液のみを流し込むことで、流路全体の洗浄が行われ、次の測定用試料の調製およびその測定の準備が行われることになる。

ここで、窪み部１１４ｂの大きさや形状次第では、希釈用流路１１４を流れてきた液体がこの窪み部１１４ｂに到達すると、流路が急激に拡大するためそこで気泡を巻き込んでしまう可能性がある。そのような場合には、窪み部１１４ｂで調製された測定用試料を一度窪み部１１４ｃ側に流し込み、その後、窪み部１１４ｂ内の測定用試料を測定領域ＭＲ側に引き込むといった流れの制御が行われる。このように液体の流れを制御することで、窪み部１１４ｂにおいて測定用試料に巻き込まれた気泡を窪み部１１４ｃに追い出し、その後、気泡を含まない測定用試料を測定領域ＭＲに引き込むことになるため、気泡に影響されない正確な測定が期待できる。このような観点から、窪み部１１４ｃは、測定用試料中の気泡をトラップする気泡トラップ部として機能すると言える。

上述した実施例１，変形例１及び２に係る測定装置では、供給経路２７（希釈用流路１１４）の測定領域に測定用試料を引き込む構成を備える。当該構成によれば、上述した様な、気泡が測定領域に入り込む問題を解消できる一方で、以下の利点を得ることができる。

第１に、実施例１，変形例１及び２において説明した吸光度の測定において、希釈液（調製用液体）の正確なベースライン測定を実施することができる。すなわち、上記した測定装置では、吸光度等の測定の終了後において、供給経路２７（希釈用流路１１４）に希釈液を供給することで、供給経路２７（希釈用流路１１４）に引き込まれた（滞留した）測定済みの測定用試料を下流側へ押し流すことができる。換言すれば、供給経路２７（希釈用流路１１４）を希釈液で洗浄することができる。従って、測定終了後に、十分な量の希釈液を供給経路２７（希釈用流路１１４）に供給すれば、供給経路２７（希釈液流路１１４）内が純粋な希釈液で満たされた状態となる。この状態で、ベースライン測定が実施されれば、正確なベースラインを得ることができる。但し、ベースライン測定は、上述した吸光度の測定だけでなく、測定光が測定用試料を透過することで得られる透過光に基づいた試料の色測定、または液体クロマトグラフィのように透過光を利用した所定成分の濃度測定に関しても適用可能である。

第２に、実施例１，変形例１及び２では、希釈液を導入するための流路である供給経路２７（希釈用流路１１４）が、測定領域へ測定用試料を誘導するための流路を兼ねている。従って、希釈液導入用流路と異なる測定用試料の誘導流路を形成する必要がない。当該利点は、測定装置の小型化・簡素化に寄与する。

第３に、希釈液導入用流路と異なる測定用試料の誘導流路が形成される場合には、この誘導流路を測定用試料の排出用流路と兼ねることで、測定装置の小型化・簡素化を図ることが考えられる。この場合、排出すべき測定用試料（廃液）は、誘導用流路を通って排出されるので、誘導用流路の内部は、残留物（例えば血清）で汚れた状態となる。これに対し、実施例１，変形例１及び２で説明した構成では、希釈液導入用流路（供給経路２７，希釈用流路１１４）に対し、測定に要求される量の測定用試料が誘導される。従って、測定用の流路を流れる測定用試料の量を低減することができ、流路内が汚れるのを抑えることができる。

＜その他の実施例＞
本発明は、上述の通り、その実施形態に測定制御を行うコンピュータプログラムを含む。さらには、当該プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させた媒体も、本発明の範疇に属する。当該プログラムが記録された記録媒体については、コンピュータに、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、上記測定制御が可能となる。

ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W、DVD、ブルーレイディスク、DAT、８mmテープ、メモリカード等がある。また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。

１・・・・測定装置
２７・・・・供給経路
５１・・・・希釈槽
５１ａ・・・連通位置
５７、５８・・・・開放弁
８５・・・・測定部（吸光度計）
１００・・・・カバー
１１０・・・・基板
１１４・・・・希釈用流路
１１４ｂ、１１４ｃ・・・・窪み部

Claims

液体の測定用試料の所定物性を測定する測定装置であって、
前記測定用試料を調製する調製部と、
前記調製部に前記測定用試料の調製のための単体の液体材料又は複数の液体材料の少なくとも一つを供給する供給経路であって、前記供給経路を介して前記調製部に供給された前記液体材料の全て、又は前記供給経路を介して前記調製部に供給された前記複数の液体材料の少なくとも一つ及び別途前記調製部へ供給される残りの液体材料により前記調製部で調製された前記測定用試料が前記調製部からの引き込みによって滞留する供給経路と、
前記引き込みによって前記供給経路内に滞留する前記測定用試料の所定物性を測定する測定部と、
を備える、測定装置。
前記測定部が、光学的手段により前記測定用試料の所定物性を測定する、
請求項１に記載の測定装置。
前記供給経路内への前記測定用試料の引き込みの際に生じる該測定用試料と該供給経路内の前記液体材料との混合液が、前記測定部による測定のための該供給経路内の所定測定領域を超えるように、前記調製部から引き込まれた前記測定用試料が前記供給経路内に滞留する、
請求項１又は請求項２に記載の測定装置。
前記測定部による前記測定用試料の前記所定物性の測定が行われた後に、前記供給経路内に存在する該測定用試料が前記調製部に排出され、
前記供給経路からの前記測定用試料の排出後またはこれに併せて、前記調製部内の液体を該調製部の外部に排出する調製部排出部、を更に備える、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の測定装置。
前記供給経路からの排出が終了し、且つ前記調製部排出部によって前記調製部内の液体が排出されて、該調製部内の液位が前記供給経路と該調製部との連通位置よりも低くなったときに、該調製部内の空気が該供給経路内に入り込まない所定断面積を有する連通孔を介して、該供給経路と該調製部とが連通している、
請求項４に記載の測定装置。
前記測定用試料は、血液と、該血液を溶血させる溶血剤と、前記複数の液体材料の少なくとも一つとして前記供給経路を介して前記調製部に供給され且つ該血液を希釈する希釈液とが、前記調製部で混合されることで調製される、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の測定装置。
前記測定部は、前記引き込みによって前記供給経路に引き込まれて滞留する測定用試料中のヘモグロビン濃度を、光学的手段により前記所定物性として測定する、
請求項６に記載の測定装置。
前記測定用試料のグルコース濃度を測定する試料グルコース濃度測定部と、
前記試料グルコース濃度測定部によって測定されたグルコース濃度と、前記測定部によって測定された前記ヘモグロビン濃度とに基づいて、前記血液の血漿グルコース濃度を算出する血漿グルコース濃度算出部と、
を更に備える、
請求項７に記載の測定装置。
前記試料グルコース濃度測定部は、前記調製部内で前記測定用試料に晒された状態で、該調製部内の測定用試料のグルコース濃度を測定する、
請求項８に記載の測定装置。
前記試料グルコース濃度測定部は、前記引き込みによって前記供給経路に引き込まれて滞留する測定用試料に晒された状態で、該供給経路内で該測定用試料のグルコース濃度を測定する、
請求項８に記載の測定装置。
前記試料グルコース濃度測定部は、前記測定部と前記調製部との間の前記供給経路に設置される、
請求項１０に記載の測定装置。
調製部と、前記調製部で液体の測定用試料を調製するための単体の液体材料又は複数の液体材料の少なくとも一つを供給する供給経路とを含む測定装置を用いて前記液体の測定用試料の所定物性を測定する方法であって、
前記供給経路を介して前記調製部に供給された前記液体材料の全て、又は前記供給経路を介して前記調製部に供給された前記複数の液体材料の少なくとも一つ及び別途前記調製部へ供給される残りの液体材料により前記調製部で調製された前記測定用試料を、該調製部から該供給経路内に引き込む引き込みステップと、
前記引き込みステップで前記供給経路内に引き込まれて滞留する前記測定用試料の前記所定物性を測定する測定ステップと、
を含む、測定方法。
前記測定ステップでは、光学的手段により前記測定用試料の所定物性を測定する、
請求項１２に記載の測定方法。
前記測定ステップで前記測定用試料の前記所定物性の測定が行われた後に、前記供給経路内に存在する該測定用試料を前記調製部に排出する供給経路排出ステップと、
前記供給経路排出ステップでの排出後またはこれに併せて、前記調製部内の液体を該調製部の外部に排出する調製部排出ステップと、を更に含む、
請求項１２又は請求項１３に記載の測定方法。
供給経路を介して調製部に供給された前記液体材料の全て、又は前記供給経路を介して前記調製部に供給された前記複数の液体材料の少なくとも一つ及び別途前記調製部へ供給される残りの液体材料により前記調製部で調製された液体の測定用試料の所定物性を、コンピュータによって測定するための測定プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記調製部で調製された前記測定用試料を、該調製部から該供給経路内に引き込む引き込みステップと、
前記引き込みステップで前記供給経路内に引き込まれて滞留する前記測定用試料の前記所定物性を測定する測定ステップと、
を実行せしめる、測定プログラム。
前記測定ステップでは、光学的手段により前記測定用試料の所定物性を測定する、
請求項１５に記載の測定プログラム。
前記コンピュータに、
前記測定ステップで前記測定用試料の前記所定物性の測定が行われた後に、前記供給経路内に存在する該測定用試料を前記調製部に排出する供給経路排出ステップと、
前記供給経路排出ステップでの排出に併せて、前記調製部内の液体を該調製部の外部に排出する調製部排出ステップと、を更に実行せしめる、
請求項１５又は請求項１６に記載の測定プログラム。
供給経路を介して調製部に供給された前記液体材料の全て、又は前記供給経路を介して前記調製部に供給された複数の液体材料の少なくとも一つ及び別途前記調製部へ供給される残りの液体材料により前記調製部で調製された液体の測定用試料の所定物性を、コンピュータによって測定するための測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
前記調製部で調製された前記測定用試料を、該調製部から該供給経路内に引き込む引き込みステップと、
前記引き込みステップで前記供給経路内に引き込まれて滞留する前記測定用試料の前記所定物性を測定する測定ステップと、
を実行せしめる測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
液体の測定用試料の所定物性を測定する測定システムであって、
前記測定用試料を調製する調製装置と、
前記調製装置に前記測定用試料の調製のための単体の液体材料又は複数の液体材料の少なくとも一つを供給する供給経路であって、前記供給経路を介して前記調製装置に供給された前記液体材料の全て、又は前記供給経路を介して前記調製装置に供給された前記複数の液体材料の少なくとも一つ及び別途前記調製装置へ供給される残りの液体材料により前記調製装置で調製された前記測定用試料が前記調製装置からの引き込みによって滞留する供給経路と、
前記供給経路内に引き込まれて滞留する前記測定用試料の所定物性を測定する測定装置と、
を備える、測定システム。
前記測定装置が、光学的手段により前記測定用試料の所定物性を測定する、
請求項１９に記載の測定システム。
前記供給経路内への前記測定用試料の引き込みの際に生じる該測定用試料と該供給経路
内の前記液体材料との混合液が、前記測定装置による測定のための該供給経路内の所定測定領域を超えるように、前記調製装置から引き込まれた前記測定用試料が前記供給経路内に滞留する、
請求項１９又は請求項２０に記載の測定システム。