JPH06173A - Multiple item biochemical analyzer - Google Patents

Multiple item biochemical analyzer

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Publication number
JPH06173A
JPH06173A JP4159146A JP15914692A JPH06173A JP H06173 A JPH06173 A JP H06173A JP 4159146 A JP4159146 A JP 4159146A JP 15914692 A JP15914692 A JP 15914692A JP H06173 A JPH06173 A JP H06173A
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JP
Japan
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component
sample
biochemical
gas
item
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Application number
JP4159146A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Watanabe
▲吉▼雄 渡辺
Yuji Miyahara
裕二 宮原
Hiroyuki Miyagi
宏行 宮城
Yasuhisa Shibata
康久 柴田
Toshiko Fujii
稔子 藤井
Kotaro Yamashita
浩太郎 山下
Osamu Ozawa
理 小沢
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06173A publication Critical patent/JPH06173A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the multiple item biochemical analyzer which can simultaneously measure plural components and facilitated handling of reagents. CONSTITUTION:This multiple item biochemical analyzer is constituted by providing the analyzer with a sample component detecting section 4 consisting of an ion detecting section 1, a gas detecting section 2 and biochemical component detecting section 3 consisting of a spectroscopic means, such as IR spectroscopic means or Raman spectroscopic means. A disposable sample component detecting section including plural ion sensors, reference electrode, plural gas sensors and total reflection attenuation prism for spectroscopically detecting the biochemical components is used for analyzing the sample oozing out of the skin. As a result, the plural components are rapidly measured by using the trace samples and the number of the reagents is reduced in a wide medical treatment field and, therefore, the reduction of running costs is possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多項目生化学分析計に関
し、複数の成分を同時に測定でき、試薬の数を大幅に削
減でき、試薬の管理の手間とランニングコストを低減で
きる多項目生化学分析計を提供することにある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-item biochemical analyzer, capable of simultaneously measuring a plurality of components, greatly reducing the number of reagents, and reducing the labor and running cost of reagent management. To provide an analyzer.

【0002】[0002]

【従来の技術】医療分野では、検体試料中のイオン成分
(例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、水素、
塩素等のイオン)、ガス成分(例えば、炭酸ガス、酸素
ガスなど)、生化学成分(尿素、ビルビリン、尿酸、ク
レアチニン、グルコースなど)を微量の試料を使用して
短時間に分析することが望まれている。これにたいし
て、全血の成分測定が可能な方式として、吉野二男、大
澤久雄編「臨床生化学検査における分光測定法」、学会
出版センター(1984)1頁から42頁にドライケミ
ストリーが記載されている。ドライケミストリーでは全
血に適用できるイオン成分用や生化学成分用のフィルム
が開発されている。一方、イオン電極とガス電極を組み
込んだ全血の測定に適用できるイオンガス分析計が販売
されている。また、特開昭56−63259号において
は、イオン電極、ガス電極、及び酵素電極を組み込んだ
全血分析用のイオンガス生化学分析計が開示されてい
る。さらに、血清測定用の生化学自動分析計があり、臨
床検査室などに広く普及している。
In the medical field, ionic components (eg, sodium, potassium, calcium, hydrogen,
It is desirable to analyze minute amounts of samples such as chlorine and other ions), gas components (eg, carbon dioxide gas, oxygen gas, etc.), and biochemical components (urea, virubilin, uric acid, creatinine, glucose, etc.) in a short time. It is rare. On the other hand, as a method capable of measuring the components of whole blood, "Dry Chemistry" is described in "Spectrophotometric Method in Clinical Biochemical Examination" edited by N. Yoshino and Hisao Osawa, pp. 1 to 42, Academic Society Publishing Center (1984). . In dry chemistry, films for ionic components and biochemical components applicable to whole blood have been developed. On the other hand, an ion gas analyzer that incorporates an ion electrode and a gas electrode and is applicable to measurement of whole blood is on the market. Further, JP-A-56-63259 discloses an ion gas biochemical analyzer for analyzing whole blood, which incorporates an ion electrode, a gas electrode, and an enzyme electrode. Furthermore, there is a biochemical automatic analyzer for measuring serum, which is widely used in clinical laboratories.

【0003】また、経皮ガスセンサは、戸川達男著「生
体計測とセンサ」、コロナ社(1986)372頁から
377頁に記述されているようにすでに実用化されてい
る。さらに、全反射減衰赤外分光法による経皮測定はト
ランザクション・オン・バイオメディカル・エンジニア
リング、BME−26(1979年)第597頁から6
00頁(Transaction on Biomedical Engineering BME-
26(1979)pp597〜600)に記述され、加温しない状態でグ
ルコースなどの経皮測定がなされている。発汗させた汗
に含まれるグルコースが血中グルコースと良い相関にあ
ることは臨床化学、15(1986)第75頁から79
頁に記述されている。
A transcutaneous gas sensor has already been put into practical use as described in Tatsuo Togawa, "Biometrics and Sensors", Corona Publishing Co. (1986), pages 372 to 377. In addition, transcutaneous measurement by attenuated total reflection infrared spectroscopy is described in Transaction on Biomedical Engineering, BME-26 (1979) pp. 597-6.
Page 00 (Transaction on Biomedical Engineering BME-
26 (1979) pp597-600), and transdermal measurement of glucose and the like without heating. The fact that glucose contained in sweat is correlated well with blood glucose is described in Clinical Chemistry, 15 (1986), pp. 75-79.
It is described on the page.

【0004】イオンセンサとしてイオン選択性電界効果
型トランジスターにより、ナトリウム、カリウム、塩
素、カルシウム、水素等が計測でき、ガスセンサとし
て、半導体技術を用いて微小化したセバリングハウス型
炭酸ガスセンサとクラーク型酸素センサがあるが、これ
らのセンサについては、戸川達男著「生体計測とセン
サ」、コロナ社(1986)357頁から385頁に記
述されている。
As an ion sensor, an ion-selective field effect transistor can measure sodium, potassium, chlorine, calcium, hydrogen, etc., and as a gas sensor, a Seberinghouse-type carbon dioxide sensor and Clark-type oxygen which are miniaturized by using semiconductor technology. There are sensors, and these sensors are described in "Biometrics and Sensors" by Tatsuo Togawa, Corona Publishing Co. (1986), pages 357 to 385.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置は試料中の複数成分を同時に測定する点で十分考慮
がなされていなかった。ドライケミストリーでは、イオ
ン成分の測定は1フィルムで3成分までの測定が可能で
あるが、生化学成分の測定は1成分のみを測定するフィ
ルムを用いて行ない、ガス成分を測定するフィルムはま
だ開発されていない。また、イオンガス分析計では生化
学成分の測定はできず、イオンガス生化学分析計では生
化学2成分しか測定できない、さらに生化学自動分析計
はガス成分を測定できないという問題があった。さら
に、従来の装置は分析時間の点で十分に考慮がなされて
いなかった。ドライケミストリーのフィルムは1枚毎に
測定を行うために同一試料で複数成分を測定するには長
時間を要する。また、生化学自動分析計は全血の遠心分
離で血清を得る時間を要するために、緊急検査に対応で
きないという問題点があった。また、従来の装置は分析
に使用する試料の量の点で十分に考慮がなされていなか
った。ドライケミストリーや生化学自動分析計では同一
試料で複数成分を測定するには多くの試料量を必要とす
るという問題があった。
However, the conventional apparatus has not been sufficiently considered in the point of simultaneously measuring a plurality of components in a sample. In dry chemistry, it is possible to measure ionic components up to 3 components in one film, but biochemical components are measured using a film that measures only one component, and a film that measures gas components is still under development. It has not been. Further, there is a problem that an ion gas analyzer cannot measure biochemical components, an ion gas biochemical analyzer can measure only two biochemical components, and an automatic biochemical analyzer cannot measure gas components. Moreover, conventional devices have not been fully considered in terms of analysis time. Since dry chemistry films are measured one by one, it takes a long time to measure a plurality of components in the same sample. In addition, the biochemical automatic analyzer has a problem that it cannot handle emergency tests because it takes time to obtain serum by centrifugation of whole blood. Moreover, the conventional apparatus has not been fully considered in terms of the amount of sample used for analysis. Dry chemistry and automatic biochemistry analyzers have a problem that a large amount of sample is required to measure multiple components in the same sample.

【0006】さらに、従来の装置は試薬管理とランニン
グコストの点で十分に考慮がされておらず、ドライケミ
ストリーでは試薬をフィルム中に乾燥状態で含んでお
り、試薬の変質を防ぐためのフィルムの保存管理が煩雑
であり、ランニングコストが高価となるという問題があ
った。また、生化学自動分析計は測定項目毎、測定試料
毎に試薬が必要で、多数種類の試薬の管理が煩雑であ
り、ランニングコストが高くなるという問題があった。
本発明の目的は、微量の試料で複数の成分を短時間に同
時に測定でき、試薬の管理が簡便な低ランニングコスト
の多項目生化学分析計を提供することにある。
Further, the conventional apparatus has not been sufficiently considered in terms of reagent management and running cost, and in dry chemistry, the reagent is contained in the film in a dry state, so that the film is protected from deterioration of the reagent. There is a problem that storage management is complicated and running costs are high. In addition, the biochemical automatic analyzer requires a reagent for each measurement item and each measurement sample, and there is a problem that management of many kinds of reagents is complicated and running cost becomes high.
An object of the present invention is to provide a multi-item biochemical analyzer with a low running cost, which enables simultaneous measurement of a plurality of components with a small amount of sample in a short time, and easy management of reagents.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的は、多項目生化
学分析計をイオン成分を検出するイオン検出部と、ガス
成分を検出するガス検出部と、及び生化学成分を検出す
る赤外分光手段又はラマン分光手段などの分光学的手段
からなる生化学成分検出部と、を直列及び/又は並列に
配置して試料成分検出部を構成し、血液などの液体試料
を微量だけ試料成分検出部に接触させ、液体試料中の複
数の成分を同時に短時間で分析する。また、複数のイオ
ンセンサ、複数のガスセンサ、及び生化学成分を分光学
的に検出する全反射減衰プリズムを含む使い捨て試料成
分検出ユニットを使用して、皮膚を加温することにより
血流を検査対象の表面に近づけてより高精度に皮膚から
滲出する試料を分析する。即ち、液体試料中のイオン成
分、ガス成分、及び生化学成分を、液体試料に試薬を添
加して反応させることなく、同時に測定する多項目生化
学分析計において、生化学成分を全反射減衰赤外分光
法、又は全反射減衰ラマン分光法により測定する。
Means for Solving the Problems The above-described object is to provide a multi-item biochemical analyzer with an ion detector for detecting an ion component, a gas detector for detecting a gas component, and an infrared spectroscope for detecting a biochemical component. Means or a biochemical component detecting section composed of a spectroscopic means such as Raman spectroscopic means is arranged in series and / or parallel to form a sample component detecting section, and only a trace amount of a liquid sample such as blood is detected as a sample component detecting section. And a plurality of components in the liquid sample are simultaneously analyzed in a short time. In addition, the blood flow is examined by heating the skin using a disposable sample component detection unit that includes multiple ion sensors, multiple gas sensors, and a total reflection attenuation prism that spectroscopically detects biochemical components. Analyze the sample that comes close to the surface of the skin and exudes from the skin with higher accuracy. That is, in a multi-item biochemical analyzer that simultaneously measures ionic components, gas components and biochemical components in a liquid sample without adding reagents to the liquid sample and reacting them, the biochemical components are attenuated by total reflection red It is measured by external spectroscopy or attenuated total reflection Raman spectroscopy.

【0008】本発明の多項目生化学分析計は液体試料中
のイオン成分を検出するイオン検出部、ガスを検出する
ガス検出部、及び生化学成分を検出する分光学的手段か
らなる生化学成分検出部から構成される試料成分検出部
と、イオン検出部及びガス検出部からの信号を増幅する
増幅部と、生化学成分検出部に光を入射するための光源
部と、生化学成分検出部からの出射光を受光する受光部
と、増幅部及び受光部からの出力信号を演算処理してイ
オン成分、ガス成分、及び生化学成分の濃度を算出する
演算部と、液体試料を試料成分検出部に供給する試料供
給部とを含む分析部と、この分析部を制御するする制御
部とを有する。イオン検出部はイオン成分を、ガス成分
検出部はガス成分を、それぞれ電気化学的に検出する。
試料成分検出部に液体試料を接触させ、イオン成分、ガ
ス成分、及び生化学成分を検出する。又、試料成分検出
部に液体試料が流れる流路を設け、試料供給部より液体
試料を流路に導入する。流路にイオン検出部、ガス検出
部、及び生化学成分検出部を直列に配置する。あるい
は、イオン検出部、ガス検出部、及び生化学成分検出部
を複数の群に分け流路を挟んで並列に配置する。流路の
ガス検出部とが接触する部位は高ガス透過率を有する膜
で形成する。流路を配置する代わりに試料成分検出部に
前記液体試料を点着する試料点着部を設け、試料点着部
に低ガス透過率を有するカバーを設ける。
The multi-item biochemical analyzer of the present invention comprises a biochemical component comprising an ion detecting part for detecting an ionic component in a liquid sample, a gas detecting part for detecting a gas, and a spectroscopic means for detecting the biochemical component. A sample component detection unit composed of a detection unit, an amplification unit for amplifying signals from the ion detection unit and the gas detection unit, a light source unit for making light incident on the biochemical component detection unit, and a biochemical component detection unit A light receiving part that receives the light emitted from the device, a calculating part that calculates the concentrations of ionic components, gas components, and biochemical components by calculating the output signals from the amplifying part and the light receiving part, and the sample component detection of the liquid sample It has an analysis part including a sample supply part for supplying the analysis part and a control part for controlling the analysis part. The ion detector electrochemically detects the ion component and the gas component detector electrochemically detects the gas component, respectively.
A liquid sample is brought into contact with the sample component detection unit to detect an ionic component, a gas component, and a biochemical component. In addition, the sample component detection unit is provided with a flow channel through which the liquid sample flows, and the liquid sample is introduced into the flow channel from the sample supply unit. An ion detector, a gas detector, and a biochemical component detector are arranged in series in the flow path. Alternatively, the ion detecting unit, the gas detecting unit, and the biochemical component detecting unit are divided into a plurality of groups and are arranged in parallel with the flow path interposed therebetween. The part of the flow path that comes into contact with the gas detection part is formed of a film having a high gas permeability. Instead of disposing the flow path, a sample spotting part for spotting the liquid sample is provided on the sample component detecting part, and a cover having a low gas permeability is provided on the sample spotting part.

【0009】試料成分検出部を検査対象の表面に装着し
て、経皮的に検査対象から滲出した液体試料中の成分を
測定し、イオン検出部は検査対象の汗や唾液等の体液中
のイオン成分を、ガス検出部は検査対象の血管から経皮
的に滲出したガス成分を、生化学成分検出部は検査対象
を透過した透過光あるいは検査対象から反射された反射
光を用いて生化学成分を、それぞれ測定する。さらに、
試料成分検出部が、増幅部、光源部、及び演算部を含む
電気回路部と脱着可能であるように構成する。
The sample component detection unit is attached to the surface of the inspection target to measure the components in the liquid sample transdermally exuded from the inspection target, and the ion detection unit detects the components in the body fluid such as sweat and saliva of the inspection target. The ionic component, the gas detection unit uses the gas component transudatively exuded from the blood vessel to be inspected, and the biochemical component detection unit uses the transmitted light transmitted through the inspection target or the reflected light reflected from the inspection target for biochemistry Each component is measured individually. further,
The sample component detection unit is configured to be detachable from the electric circuit unit including the amplification unit, the light source unit, and the calculation unit.

【0010】液体試料中のイオン成分を検出するイオン
検出部、ガスを検出するガス検出部、及び生化学成分を
検出する分光学的手段からなる生化学成分検出部がシリ
コン基板に少なくとも形成され、生化学成分検出部に結
合する入射光、出射光を伝達する第1の光ファイバ部と
を含む試料成分検出部と、イオン検出部及びガス検出部
からの信号を増幅する増幅部、生化学成分検出部に光を
入射するための光源部、生化学成分検出部からの出射光
を受光する受光部、及び入射光、出射光を伝達する第2
の光ファイバ部、及び増幅部及び受光部からの出力信号
を演算処理してイオン成分、ガス成分、及び生化学成分
の各濃度を算出する演算部とを含む電気回路部と、液体
試料を試料成分検出部に供給する試料供給部とを含む分
析部と、この分析部を制御する制御部とを有して多項目
生化学分析計を構成し、イオン検出部はイオン成分を、
ガス成分検出部はガス成分を、それぞれ電気化学的に検
出する。
At least a biochemical component detecting unit including an ion detecting unit for detecting an ionic component in a liquid sample, a gas detecting unit for detecting a gas, and a spectroscopic means for detecting a biochemical component is formed on a silicon substrate, A sample component detection unit including a first optical fiber unit that transmits incident light and emitted light that are coupled to the biochemical component detection unit, an amplification unit that amplifies signals from the ion detection unit and the gas detection unit, and a biochemical component A light source unit for making light incident on the detection unit, a light receiving unit for receiving light emitted from the biochemical component detection unit, and a second unit for transmitting incident light and emitted light
Of the liquid sample, and an electric circuit section including an optical fiber section, an arithmetic section for calculating output signals from the amplifying section and the light receiving section, and calculating respective concentrations of an ionic component, a gas component, and a biochemical component. A multi-item biochemical analyzer having an analysis unit including a sample supply unit that supplies the component detection unit and a control unit that controls this analysis unit, and the ion detection unit detects an ionic component,
The gas component detection unit electrochemically detects the gas components.

【0011】試料成分検出部に液体試料を接触させ、イ
オン成分、ガス成分、及び生化学成分を検出する。液体
試料が流れる流路を試料成分検出部の面に設け、試料供
給部より液体試料を流路に導入するか、試料成分検出部
に液体試料を点着する。試料成分検出部に低ガス透過率
を有するカバーを設ける。多数の試料を計測するため
に、オートサンプラを配置して自動的に液体試料を試料
供給部に供給する。試料成分検出部が検査対象の表面に
装着され、経皮的に検査対象から滲出した液体試料中の
成分を測定し、イオン検出部は検査対象の汗や唾液等の
体液中のイオン成分を、ガス検出部は検査対象の血管か
ら経皮的に滲出したガス成分を、生化学成分検出部は検
査対象を透過した透過光あるいは検査対象から反射され
た反射光を用いて生化学成分を、それぞれ測定する。試
料成分検出部は電気回路部と脱着可能であり、試料成分
検出部を使い捨てにする。イオン成分検出部は、イオン
選択性電極あるいはイオン選択性電界効果型トランジス
ターのいずれかからなり、ガス成分検出部は、セバリン
グハウス型電極あるいはクラーク型電極からなり、液体
試料は動物の全血、尿など動物由来の体液、より具体的
には液体試料はヒトの全血、尿などヒト由来の体液とす
る。
A liquid sample is brought into contact with the sample component detector to detect an ionic component, a gas component and a biochemical component. A flow path through which the liquid sample flows is provided on the surface of the sample component detection unit, and the liquid sample is introduced into the flow path from the sample supply unit, or the liquid sample is spotted on the sample component detection unit. A cover having a low gas permeability is provided on the sample component detection unit. In order to measure a large number of samples, an autosampler is arranged and a liquid sample is automatically supplied to the sample supply unit. The sample component detection unit is attached to the surface of the inspection target, and measures the components in the liquid sample transdermally exuded from the inspection target, and the ion detection unit detects the ionic components in the body fluid such as sweat or saliva of the inspection target. The gas detection unit detects gas components percutaneously exuded from the blood vessel to be inspected, and the biochemical component detection unit detects biochemical components by using transmitted light transmitted through the inspection target or reflected light reflected from the inspection target, respectively. taking measurement. The sample component detection unit is detachable from the electric circuit unit, and the sample component detection unit is disposable. The ion component detection unit consists of either an ion selective electrode or an ion selective field effect transistor, the gas component detection unit consists of a Sewering House type electrode or a Clark type electrode, the liquid sample is whole blood of an animal, Animal-derived body fluids such as urine, more specifically, liquid samples are human-derived body fluids such as human whole blood and urine.

【0012】[0012]

【作用】多項目生化学分析計の試料成分検出部に液体試
料を接触させることにより、試料成分検出部に配置され
るイオン検出部、ガス検出部、及び赤外分光手段又はラ
マン分光手段などからなる生化学成分検出部により、イ
オン、ガス、生化学成分を同時に分析できる。すなわ
ち、イオン検出部に設けた各種イオンセンサで必要なイ
オン成分が、またガス検出部に設けた各種ガスセンサで
目的とするガス成分が、さらに生化学成分検出部から得
られる赤外又はラマンスペクトルなどの解析から目的と
する生化学成分を測定できる。イオン検出部には、例え
ば参照電極とイオン選択性電極を配置し、オン選択性電
極の感応膜の種類を変えることにより各種のイオンが測
定でき、またガス検出部は、試料中のガスと大気との混
合がないように構成され、セバリングハウス型電極で炭
酸ガスが、クラーク型電極で酸素が測定できる。赤外分
光法又はラマン分光法では、田中誠之、飯田芳男著「機
器分析(改訂版)」、裳華房(1985)70頁から1
09頁に記述されているように、測定されたスペクトル
において各生化学成分に特有の波長域でのピーク面積を
求めて目的とする成分の濃度を求めることができる。全
反射減衰プリズムを用いた赤外分光法又はラマン分光法
では試料表層からの生化学成分情報が得られる。生化学
成分検出部に配置される全反射減衰プリズムは試料と確
実に接触する。全反射減衰プリズムは小形で複数の成分
の測定が可能であり、本発明のうち最も成分数の多い生
化学成分を微小領域で測定でき、試料の量を著しく低減
することが可能である。また、イオン検出部、ガス検出
部、及び生化学成分検出部を集積化して配置することに
よっても、試料の量を減らすことができる。本発明で
は、試料成分検出部において一つの液体試料に含まれる
多くのイオン成分、ガス成分、及び生化学成分を同時に
短時間で測定できる。さらに、赤外分光手段又はラマン
分光手段などからなる生化学成分検出部では試薬は不要
であるために試料の分析に必要とする試薬の数を大幅に
削減でき、試薬の管理の手間とランニングコストを低減
できる。
[Function] By bringing the liquid sample into contact with the sample component detection unit of the multi-item biochemical analyzer, the ion detection unit, the gas detection unit, and the infrared spectroscopic means or Raman spectroscopic means arranged in the sample component detection section With the biochemical component detection unit, the ion, gas, and biochemical components can be analyzed simultaneously. That is, the ion components required by various ion sensors provided in the ion detection unit, the desired gas components in various gas sensors provided in the gas detection unit, the infrared or Raman spectrum obtained from the biochemical component detection unit, etc. The target biochemical component can be measured from the analysis of. In the ion detector, for example, a reference electrode and an ion-selective electrode are placed, and various ions can be measured by changing the type of the sensitive film of the on-selective electrode. The carbon dioxide gas can be measured with the sewering house type electrode and the oxygen can be measured with the Clark type electrode. For infrared spectroscopy or Raman spectroscopy, see Seiko Tanaka, Yoshio Iida, "Instrument Analysis (Revised Edition)", Yukabo (1985), pp. 70-1.
As described on page 09, the concentration of the target component can be determined by determining the peak area in the wavelength region peculiar to each biochemical component in the measured spectrum. Infrared spectroscopy or Raman spectroscopy using an attenuated total reflection prism can obtain biochemical component information from the surface layer of the sample. The total reflection attenuating prism arranged in the biochemical component detecting portion surely contacts the sample. The total reflection attenuating prism is small and capable of measuring a plurality of components. The biochemical component having the largest number of components in the present invention can be measured in a minute region, and the amount of sample can be significantly reduced. Further, the amount of the sample can be reduced also by integrating and disposing the ion detector, the gas detector, and the biochemical component detector. According to the present invention, many ion components, gas components, and biochemical components contained in one liquid sample can be simultaneously measured in the sample component detection unit in a short time. In addition, since the biochemical component detection unit consisting of infrared spectroscopic means or Raman spectroscopic means does not require reagents, the number of reagents required for sample analysis can be greatly reduced, and the labor and running cost of reagent management can be greatly reduced. Can be reduced.

【0013】液体試料中のイオン成分を検出するイオン
検出部、ガスを検出するガス検出部、及び生化学成分を
検出する分光学的手段からなる生化学成分検出部がシリ
コン基板に微小化して形成されるので、本発明の多項目
生化学分析計は、小型化、軽量化、低コスト化が図れ取
扱も容易となる。
An ion detector for detecting an ionic component in a liquid sample, a gas detector for detecting a gas, and a biochemical component detector composed of a spectroscopic means for detecting a biochemical component are formed on a silicon substrate by miniaturization. Therefore, the multi-item biochemical analyzer of the present invention can be downsized, lightened, and reduced in cost, and can be easily handled.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の多項目生化学分析計の基本概
念を示すブロック図である。多項目生化学分析計はイオ
ンを検出するイオン検出部1、ガスを検出するガス検出
部2、及び赤外分光手段又はラマン分光手段などからな
る生化学成分を検出する生化学成分検出部3から構成さ
れる試料成分検出部4と、試料成分検出部4に液体試料
を供給する試料供給部13と、イオン検出部1とガス検
出部2の出力信号を増幅する増幅部5と、生化学試料成
分検出部3への入射光6を発生する光源部7と、生化学
試料成分検出部3からの出射光8を受光する受光部9
と、記憶メモリを有し増幅部5及び受光部9からの出力
信号を処理して試料中の各成分の濃度を求め出力、表示
する演算部10を含む分析部11、及び分析部11を構
成する各部を分析者によって入力されたデータ又はあら
かじめ演算部10のメモリに設定されたデータに基づき
制御する制御部12で構成される。試料成分検出部4を
構成するイオン検出部1、ガス検出部2、及び生化学試
料成分検出部3の配置は、これら各検出部が試料に直接
または間接に接触すればよく、各検出部が直列及び/又
は並列のいずれの配置でもよい。イオン検出部1ではイ
オンセンサとしてイオン選択性電極、コーティッドワイ
ヤー型イオン選択性センサ、又はイオン選択性電界効果
型トランジスター(ISFET)などを使用する。図1
では省略したがイオン検出部1の一部には参照電極も配
置する。また、ナトリウム、カリウム、塩素、水素、カ
ルシウム等の各種イオンを測定する。イオンセンサを複
数配置し、各イオンセンサは目的とする測定成分に高い
選択性を有する感応膜を使用した。ガス検出部2では炭
酸ガスセンサとしてセバリングハウス型電極を、また酸
素ガスセンサとしてクラーク型電極を使用した。また、
生化学成分の検出には赤外分光手段又はラマン分光手段
を用いたが、これらの分光学的手段による生化学成分検
出部3では試薬は不要であり、同時に多くの生化学成分
を測定でき、全反射減衰プリズムを用いることに特徴が
ある。また、ラマン分光法を用いて試料中の生化学分析
することにも本発明の特徴がある。
1 is a block diagram showing the basic concept of a multi-item biochemical analyzer of the present invention. The multi-item biochemical analyzer comprises an ion detecting section 1 for detecting ions, a gas detecting section 2 for detecting gas, and a biochemical component detecting section 3 for detecting biochemical components, such as infrared spectroscopic means or Raman spectroscopic means. A sample component detection unit 4 configured, a sample supply unit 13 that supplies a liquid sample to the sample component detection unit 4, an amplification unit 5 that amplifies the output signals of the ion detection unit 1 and the gas detection unit 2, and a biochemical sample. A light source section 7 for generating incident light 6 to the component detecting section 3 and a light receiving section 9 for receiving emitted light 8 from the biochemical sample component detecting section 3.
And an analyzing unit 11 having a storage memory, processing an output signal from the amplifying unit 5 and the light receiving unit 9 to obtain and outputting the concentration of each component in the sample, and displaying and displaying the same, and an analyzing unit 11. The control unit 12 controls each unit to be controlled based on the data input by the analyst or the data set in the memory of the arithmetic unit 10 in advance. The ion detection unit 1, the gas detection unit 2, and the biochemical sample component detection unit 3 that constitute the sample component detection unit 4 may be arranged as long as each of these detection units comes into direct or indirect contact with the sample. It may be arranged in series and / or in parallel. The ion detector 1 uses an ion selective electrode, a coated wire type ion selective sensor, an ion selective field effect transistor (ISFET) or the like as an ion sensor. Figure 1
Although omitted, a reference electrode is also arranged in a part of the ion detector 1. In addition, various ions such as sodium, potassium, chlorine, hydrogen, and calcium are measured. A plurality of ion sensors are arranged, and each ion sensor uses a sensitive film having high selectivity for a target measurement component. In the gas detection part 2, a sewering house type electrode was used as a carbon dioxide gas sensor and a Clark type electrode was used as an oxygen gas sensor. Also,
Infrared spectroscopic means or Raman spectroscopic means were used to detect the biochemical components, but the biochemical component detection unit 3 by these spectroscopic means does not require a reagent and can measure many biochemical components at the same time. It is characterized by using a total reflection attenuating prism. Further, the present invention is also characterized by biochemical analysis in a sample using Raman spectroscopy.

【0015】本発明の多項目生化学分析計は次のように
動作する。まず、試料供給部13から試料成分検出部4
に血液などの体液を試料として供給し、試料成分検出部
4に試料を直接又は間接に接触させると、試料成分検出
部4を構成するイオン検出部1、ガス検出部2、及び生
化学成分検出部3がイオン成分、ガス成分、生化学成分
をそれぞれ検出し、イオン検出部1とガス検出部2の出
力は増幅部5に、光源部7からの入射光6が生化学成分
検出部3に入射し、生化学成分検出部3からの出射光8
は受光部9で受光される。増幅部5及び受光部9からの
出力信号は演算部10に入力され演算処理されて、液体
試料中の各成分の濃度が算出される。分析部11を構成
する各部は制御部12により制御される。本発明では微
量の試料を用いてイオン成分、ガス成分、及び生化学成
分を同時に複数の成分について短時間で測定でき、生化
学成分を分光学的に分析するので生化学分析用の試薬を
使用せず、低ランニングコストで生化学分析を行なうこ
とができる。なお、本発明に採用したイオンセンサとガ
スセンサの原理は、例えば戸川達男著「生体計測とセン
サ」、コロナ社(1986)344頁から413頁に記
述されているように良く知られているので省略する。赤
外分光法又はラマン分光法のうち全反射減衰プリズムを
用いる方法について図2から図4を用いて簡略に次に説
明する。
The multi-item biochemical analyzer of the present invention operates as follows. First, the sample supply unit 13 to the sample component detection unit 4
When a body fluid such as blood is supplied as a sample to the sample and the sample is directly or indirectly contacted with the sample component detecting unit 4, the ion detecting unit 1, the gas detecting unit 2, and the biochemical component detecting the sample component detecting unit 4 are formed. The part 3 detects the ion component, the gas component, and the biochemical component respectively, and the outputs of the ion detection part 1 and the gas detection part 2 are input to the amplification part 5, and the incident light 6 from the light source part 7 is input to the biochemical component detection part 3. Light that enters and is emitted from the biochemical component detection unit 8
Is received by the light receiving unit 9. The output signals from the amplification section 5 and the light receiving section 9 are input to the calculation section 10 and subjected to calculation processing to calculate the concentration of each component in the liquid sample. Each unit that constitutes the analysis unit 11 is controlled by the control unit 12. In the present invention, a ionic component, a gas component, and a biochemical component can be simultaneously measured for a plurality of components by using a small amount of sample, and the biochemical component is analyzed spectroscopically, so that a reagent for biochemical analysis is used. Without this, biochemical analysis can be performed at low running cost. The principle of the ion sensor and the gas sensor adopted in the present invention is well known as described in, for example, Tatsuo Togawa “Biometrics and Sensors”, Corona Publishing Co., Ltd. (1986), pages 344 to 413. To do. A method of using the attenuated total reflection prism in the infrared spectroscopy or the Raman spectroscopy will be briefly described below with reference to FIGS. 2 to 4.

【0016】図2は全反射減衰赤外分光法の原理を説明
する図である。全反射減衰プリズム21と試料22の界
面の拡大図を図2中の円中に示す。光源部7より出射し
た赤外光20は全反射減衰プリズム21に入射し、全反
射減衰プリズム中で多重反射を行った後、受光部9に入
射する。全反射減衰プリズム21としては、ガラス、石
英、ゲルマニウム、シリコンなどの高屈折率材料を用い
るが、耐水性に富むセレン化亜鉛を用いることが好まし
い場合もある。図2中の拡大図に示したように全反射減
衰プリズム21と試料22の界面では、赤外光20がわ
ずかに試料22に滲み込み、試料中の各生化学成分に固
有な波長で吸収を起すために、透過法による赤外吸収ス
ペクトルに比較し、水の影響が少ない赤外吸収スペクト
ルを取得できる。図3は複数の成分を含む混合水溶液の
赤外吸収スペクトル例を示す図である。試料は尿素、ク
レアチニン、グルコース各1g/dlでの混合水溶液で
あるが、各成分の官能基に特有な伸縮振動や変角振動に
起因した特徴ピークをもつ吸収スペクトルが得られてい
る。なお、ここでは水の吸収スペクトルを参照信号とし
て取得して、混合溶液の吸収スペクトルから水の影響を
除いている。この他の生化学成分についても成分特有の
赤外吸収スペクトルが得られることが知られており、多
くの生化学成分が測定できる。また、生化学成分によっ
ては、赤外吸収スペクトル上で特徴ピークが重畳する場
合があるが、正規分布形状の仮想ピークで重畳する特徴
ピークを分離したり、各一成分の吸収スペクトルの複数
の特徴ピークを活用した多変量解析により複数の成分の
高精度分析が可能である。また、分画分子量の異なる各
種限外濾過膜を全反射減衰プリズム上の異なる場所に配
置して、これら限外濾過膜を透過した試料を全反射減衰
プリズムに接触させ、巨大分子量の影響を除去して、よ
り多くの生化学成分を正確に全反射減衰赤外分光法で測
定できる。
FIG. 2 illustrates the principle of attenuated total reflection infrared spectroscopy. An enlarged view of the interface between the total reflection attenuating prism 21 and the sample 22 is shown in a circle in FIG. The infrared light 20 emitted from the light source unit 7 enters the total reflection attenuation prism 21, is subjected to multiple reflection in the total reflection attenuation prism, and then enters the light receiving unit 9. As the total reflection attenuating prism 21, a high refractive index material such as glass, quartz, germanium, or silicon is used, but in some cases, it is preferable to use zinc selenide having high water resistance. As shown in the enlarged view of FIG. 2, the infrared light 20 slightly permeates into the sample 22 at the interface between the total reflection attenuating prism 21 and the sample 22 and absorbs at a wavelength unique to each biochemical component in the sample. In comparison with the infrared absorption spectrum obtained by the transmission method, the infrared absorption spectrum less affected by water can be acquired. FIG. 3 is a diagram showing an infrared absorption spectrum example of a mixed aqueous solution containing a plurality of components. The sample is a mixed aqueous solution of urea, creatinine and glucose at 1 g / dl each, and an absorption spectrum having characteristic peaks due to stretching vibration and bending vibration peculiar to the functional group of each component has been obtained. Here, the absorption spectrum of water is acquired as a reference signal, and the influence of water is removed from the absorption spectrum of the mixed solution. It is known that infrared absorption spectra unique to the other biochemical components can be obtained, and many biochemical components can be measured. Also, depending on the biochemical component, characteristic peaks may overlap on the infrared absorption spectrum, but characteristic peaks that overlap with virtual peaks of a normal distribution shape may be separated or multiple characteristic peaks of the absorption spectrum of each component may be separated. Highly accurate analysis of multiple components is possible by multivariate analysis using peaks. In addition, various ultrafiltration membranes with different molecular weight cut-offs are placed at different locations on the total reflection attenuating prism, and the sample that has passed through these ultrafiltration membranes is brought into contact with the total reflection attenuating prism to remove the effect of giant molecular weight. Then, more biochemical components can be accurately measured by attenuated total reflection infrared spectroscopy.

【0017】図4は全反射減衰ラマン分光法の原理を説
明する図である。図3で説明した全反射減衰赤外分光法
と同様に、全反射減衰プリズム21から試料22に滲み
込んだ励起光31により、試料22中の生化学成分に起
因するラマン散乱光33が発生する。ラマン散乱は原理
的には赤外分光法と同様に官能基の振動や回転運動に基
づく。全反射減衰ラマン分光法は通常のラマン吸収スペ
クトルに比較し、水の影響を受けないために高精度化が
図れ、低波長域の測定ができるため測定成分の増加が可
能となる特徴を有するが、感度が低いという欠点もあ
る。全反射減衰ラマン分光法か全反射減衰赤外分光法の
どちらを採用するかは、測定する生化学成分により選択
する。全反射減衰プリズムの形状としては、半球形、3
角形、平行平板形があり、平面を全反射面に利用する。
全反射減衰プリズムに一定の角度で入射した光の波長を
変化させるか、一定の波長の光の入射角を変化させたと
きの全反射光の強度変化を測定する。
FIG. 4 illustrates the principle of attenuated total reflection Raman spectroscopy. As in the attenuated total reflection infrared spectroscopy described with reference to FIG. 3, the excitation light 31 that has penetrated into the sample 22 from the attenuated total reflection prism 21 generates Raman scattered light 33 due to the biochemical components in the sample 22. . Raman scattering is based on the vibration and rotational motion of functional groups in principle, similar to infrared spectroscopy. Compared to ordinary Raman absorption spectra, attenuated total reflection Raman spectroscopy has the characteristics that it is possible to increase the precision because it is not affected by water and it is possible to increase the number of measurement components because it can measure in the low wavelength range. However, it also has the drawback of low sensitivity. Whether to use attenuated total reflection Raman spectroscopy or attenuated total reflection infrared spectroscopy depends on the biochemical component to be measured. The shape of the total reflection attenuation prism is hemispherical, 3
There are prisms and parallel plates, and the plane is used for the total reflection surface.
The intensity change of the total reflection light when the wavelength of the light incident on the total reflection attenuation prism at a constant angle is changed or the incident angle of the light of the constant wavelength is changed is measured.

【0018】図5は本発明による緊急検査用フロー方式
多項目生化学分析計の一実施例の構成を示す図である。
緊急検査用フロー方式多項目生化学分析計は、流路40
に面して配置されたイオンセンサ41、42、43、4
4、45、参照電極50からなるイオン検出部、ガスセ
ンサ60、61からなるガス検出部、及び全反射減衰プ
リズム21から構成される生化学成分検出部とからなる
試料成分検出部4の他に、光源部(赤外光源部)7、赤
外光20、受光部9、増幅部5、演算部10、流路40
を洗浄する洗浄液70、センサの較正を行なう較正液7
1、72、洗浄液、較正液の流路への注入を制御する開
閉バルブ73、74、75、流路への洗浄液、較正液の
注入と試料の注入を切り替える切り替えバルブ76、試
料の注入を行なう注射筒77、液を送る送液ポンプ7
8、廃液を収納する廃液ボトル79、分析部11、制御
部12から構成される。なお、流路40とガス検出部と
が接触する部位が高ガス透過率を有する膜、例えばシリ
コンゴム等で形成され、流路40から高ガス透過率を有
する膜を透過したガスをガス検出部で検出するが、この
構成は後述する図6、図9に示す実施例においても同様
である。流路の大きさは流路径1mmφ、流路長さ50
mmである。イオンセンサ41、42、43、44、4
5はそれぞれナトリウム、カリウム、塩素、水素、カル
シウムのイオンをそれぞれ測定するイオン選択性電極で
あるが、コーティッドワイヤー型イオン選択性センサ、
又はイオン選択性電界効果型トランジスター(ISFE
T)を使用してもよい。また、流路40での各液体の流
れ方向(図5では左から右)に対するイオン選択性電極
の配置は任意の順序でよい。ガスセンサ60、61はセ
バリングハウス型炭酸ガスセンサとクラーク型酸素セン
サであり、これらの配置は流路40での液体の流れ方向
に対し任意の順序でよい。また、全反射減衰プリズム2
1は赤外分光法用のセレン化亜鉛製プリズムを用いた
が、他の材質のプリズムでもよい。
FIG. 5 is a view showing the arrangement of an embodiment of a flow system multi-item biochemical analyzer for emergency inspection according to the present invention.
The flow system multi-item biochemical analyzer for emergency inspection is equipped with a flow channel 40.
Ion sensors 41, 42, 43, 4 arranged facing the
4, 45, an ion detecting section including the reference electrode 50, a gas detecting section including the gas sensors 60 and 61, and a sample component detecting section 4 including a biochemical component detecting section including the attenuated total reflection prism 21. Light source unit (infrared light source unit) 7, infrared light 20, light receiving unit 9, amplifying unit 5, arithmetic unit 10, flow path 40
Cleaning solution 70 for cleaning the sensor, calibration solution 7 for calibrating the sensor
1, 72, opening / closing valves 73, 74, 75 for controlling the injection of the cleaning liquid and the calibration liquid into the flow path, a switching valve 76 for switching the injection of the cleaning liquid, the calibration liquid and the sample into the flow path, and the injection of the sample. Injection cylinder 77, liquid delivery pump 7 for delivering liquid
8. A waste liquid bottle 79 for storing waste liquid, an analysis unit 11, and a control unit 12. The portion where the flow path 40 and the gas detection unit are in contact is formed of a film having a high gas permeability, for example, silicon rubber, and the gas that has passed through the film having a high gas permeability from the flow channel 40 is detected by the gas detection unit. This configuration is the same in the embodiments shown in FIGS. 6 and 9 which will be described later. The size of the flow channel is 1 mm in diameter and 50 in length.
mm. Ion sensors 41, 42, 43, 44, 4
Reference numeral 5 is an ion-selective electrode for measuring ions of sodium, potassium, chlorine, hydrogen, and calcium, respectively. A coated wire type ion-selective sensor,
Alternatively, an ion selective field effect transistor (ISFE
T) may be used. In addition, the ion-selective electrodes may be arranged in any order in the flow direction of each liquid in the flow path 40 (from left to right in FIG. 5). The gas sensors 60 and 61 are a Sewering House type carbon dioxide gas sensor and a Clark type oxygen sensor, and these may be arranged in any order with respect to the flow direction of the liquid in the flow path 40. Also, the total reflection attenuation prism 2
Although 1 uses a prism made of zinc selenide for infrared spectroscopy, a prism made of other material may be used.

【0019】本実施例による緊急検査用フロー方式多項
目生化学分析計は次ぎのように動作する。緊急検査では
いつでも試料を測定できるように、一定時間毎に送液ポ
ンプ78を用いて較正液71と72を順次に試料成分検
出部4に送り、一定時間だか較正液71又は72を試料
成分検出部4にとどめセンサの較正を行なうとともに、
送液ポンプ78により洗浄液70を流して流路40を洗
浄しておく。なお、洗浄液70や較正液71、72の選
択は、開閉バルブ73、74、75と切り替えバルブ7
6を制御部12で制御する。また、較正は2種類の較正
液で2点較正を行なうが、一点較正で良い場合もある。
このように、いつでも測定できる待機状態にあるので、
注射筒77などにより患者から採取した血液などの試料
を直接に多項目生化学分析計に注入できる。試料が分析
部11に注入されると、切り替えバルブ76と送液ポン
プ78により試料を試料成分検出部4に送り、一定時間
だけ試料を試料成分検出部4にとどめて試料中の複数の
成分を測定する。測定終了後はその度に洗浄液70を用
いて送液ポンプ78により流路40を洗浄し、一定時間
毎に較正液71、72を用いてセンサの較正を行ない、
いつでも測定できる待機状態としておく。使用後の洗浄
液、較正液、試料は廃液ボトル79に収納され、液体が
一杯になる前に回収して安全に廃棄する。分析部11の
各部は制御部12で自動的に制御される。なお、全反射
減衰赤外分光法を用いた生化学成分の分析の例を示した
が、全反射減衰ラマン分光法を用いてもよい。
The flow system multi-item biochemical analyzer for emergency inspection according to this embodiment operates as follows. In the urgent inspection, the calibration solution 71 and 72 are sequentially sent to the sample component detection unit 4 using the liquid feed pump 78 at regular time intervals so that the sample can be measured at any time, and the calibration solution 71 or 72 is detected for a fixed time during the fixed time. While calibrating the sensor while staying in part 4,
The cleaning liquid 70 is caused to flow by the liquid feed pump 78 to clean the flow path 40. In addition, the selection of the cleaning liquid 70 and the calibration liquids 71 and 72 is performed by selecting the open / close valves 73, 74 and 75 and the switching valve 7.
6 is controlled by the control unit 12. In addition, although two-point calibration is performed with two kinds of calibration solutions, one-point calibration may be sufficient.
In this way, because it is in a standby state that can be measured at any time,
A sample such as blood collected from a patient can be directly injected into the multi-item biochemical analyzer by the injection cylinder 77 or the like. When the sample is injected into the analysis unit 11, the sample is sent to the sample component detection unit 4 by the switching valve 76 and the liquid feed pump 78, and the sample is kept in the sample component detection unit 4 for a certain period of time to remove a plurality of components in the sample. taking measurement. After completion of the measurement, the flow passage 40 is washed with the liquid feed pump 78 using the washing liquid 70 each time, and the sensor is calibrated using the calibration liquids 71 and 72 at regular intervals.
Keep it in a standby state where you can measure anytime. The used cleaning liquid, calibration liquid, and sample are stored in the waste liquid bottle 79, and are collected and safely disposed before the liquid becomes full. Each unit of the analysis unit 11 is automatically controlled by the control unit 12. Although an example of analysis of biochemical components using attenuated total reflection infrared spectroscopy has been shown, total attenuated Raman spectroscopy may be used.

【0020】図5では、流路40に面して生化学成分検
出部、イオン検出部、ガス検出部を直列に配置している
が、流路40に面してイオン検出部、ガス検出部を並列
に配置して、流路40の長さを短くし、試料の量を低減
し、分析に要する時間を短縮することができる。本実施
例ではイオン成分、ガス成分、及び生化学成分を同時に
複数の成分について緊急的に測定でき、生化学成分を分
光学的に検出するので、生化学成分分析用の試薬が不要
となる。図6は本発明によるフロー方式多項目生化学分
析計の一実施例である試料成分検出部とその周辺の構成
を示す図である。図5に示す実施例では試料の量の低減
に限度があるので、本実施例では、さらに試料の量の低
減を図るため、流路40に面しイオンセンサ、参照電
極、ガスセンサ、及び全反射減衰プリズムを並列に配置
して、試料の量の低減を図った。これにより、流路40
の長さを短くできるので、図5に示す実施例に比較して
試料の量を3分の1から2分の1に低減できる。なお、
試料の量の低減のためのセンサ群の並列配置が重要であ
って、流路でのセンサ群の配置の順序は任意でよい。較
正、試料導入、洗浄、廃液の実施の工程は図5の実施例
と同様であるので、説明を省略する。本実施例ではイオ
ン成分、ガス成分、及び生化学成分を同時に測定でき、
特に微量の試料の量でこれらの成分を測定できる。
In FIG. 5, the biochemical component detection section, the ion detection section, and the gas detection section are arranged in series facing the flow path 40, but the ion detection section and the gas detection section are facing the flow path 40. Can be arranged in parallel to shorten the length of the flow path 40, reduce the amount of sample, and shorten the time required for analysis. In this embodiment, the ionic component, the gas component, and the biochemical component can be simultaneously urgently measured for a plurality of components, and the biochemical component is detected spectroscopically. Therefore, a reagent for biochemical component analysis is not required. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a sample component detection unit and its periphery, which is an embodiment of the flow-type multi-item biochemical analyzer according to the present invention. Since there is a limit to the reduction of the sample amount in the embodiment shown in FIG. 5, in this embodiment, in order to further reduce the amount of the sample, the ion sensor, the reference electrode, the gas sensor, and the total reflection are faced to the flow channel 40. Attenuating prisms were arranged in parallel to reduce the amount of sample. Thereby, the flow path 40
Since the length can be shortened, the amount of the sample can be reduced from one-third to one-half as compared with the embodiment shown in FIG. In addition,
The parallel arrangement of the sensor groups for reducing the amount of the sample is important, and the order of arranging the sensor groups in the channel may be arbitrary. The steps of calibration, sample introduction, cleaning, and waste liquid implementation are the same as those in the embodiment of FIG. In this embodiment, ionic components, gas components, and biochemical components can be measured simultaneously,
In particular, these components can be measured with a small amount of sample.

【0021】図7及び図8は本発明による分析計と従来
の分析計による測定結果の相関を示す図である。これら
のデータは、同一の全血試料を二分割した後、図5に示
した本発明の一実施例と従来一般的に用いられてきた基
準法で測定し、多数試料での両方法での相関を取ったも
のである。図7にはナトリウム、カリウム、塩素、カル
シウムの各イオンの濃度、水素イオンはpH、酸素は分
圧を示し、図8には炭酸ガス分圧、及びグルコース、尿
素、クレアチニン、ビリルビン、尿酸の濃度を示す。本
発明によれば、このような12成分が同時に測定でき、
イオン選択性電極、ガス電極、全反射減衰赤外分光法と
もに基準法と0.99以上の相関係数を示す良好な結果
を得ることができた。
FIGS. 7 and 8 are diagrams showing the correlation of the measurement results by the analyzer according to the present invention and the conventional analyzer. These data were obtained by dividing the same whole blood sample into two and then measuring by the standard method which was generally used in the embodiment of the present invention shown in FIG. 5 and the conventional method. It is a correlation. FIG. 7 shows the concentration of each ion of sodium, potassium, chlorine and calcium, hydrogen ion shows the pH, oxygen shows the partial pressure, and FIG. 8 shows the partial pressure of carbon dioxide and the concentrations of glucose, urea, creatinine, bilirubin and uric acid. Indicates. According to the present invention, such 12 components can be measured simultaneously,
Good results showing correlation coefficient of 0.99 or more with the reference method could be obtained in all of the ion selective electrode, the gas electrode, and the attenuated total reflection infrared spectroscopy.

【0022】図9は本発明によるルーチン用フロー方式
多項目生化学分析計の一実施例の構成を示す図である。
ルーチン用フロー方式多項目生化学分析計は、図5の緊
急検査用フロー方式多項目生化学分析計で、試料の注入
を行なう注射筒77をオートサンプラー80に置き換え
た形式のもので、複数の試料を事前に準備しておきバッ
チ処理する。図5の構成と異なる点は、各種液(試料
液、洗浄液、較正液)を吸引、吐出するノズル85、支
持体81、82に支持された支持棒83上でノズル85
を保持して移動する移動部84、ピストン87と組合せ
各種液の吸引、吐出の切り替えを行なう切り替えバルブ
86、廃液瓶88、洗浄液瓶89、較正液瓶90、9
1、多数の試料瓶92から構成されるオートサンプラー
80を含むことである。この多項目生化学分析計は次ぎ
のように動作する。オートサンプラー80には廃液瓶8
8、洗浄液保存の洗浄液瓶89、較正液保存の較正液瓶
90、91、試料保存用の試料瓶92が配置され、必要
に応じて試料の温度を一定に保つ機能が付加される。ま
た、ノズル85を保持する移動部84は支持体81、8
2によって支持棒83を上下に移動でき、また移動部8
4は支持棒83に添って左右に移動でき、移動部84に
固定されているノズル85は上下左右に自由に移動でき
る。従って、制御部12の制御のもとで、オートサンプ
ラー80のピストン87、及び切り替えバルブ86が制
御され、ノズル85は、洗浄液、較正液、試料液から任
意の液を選択し、吸引吐出する。まず、測定を開始する
前に分析する複数の試料を事前にオートサンプラー80
の試料瓶92へ保持する。もちろんガス成分を測定する
時には、図示していないが試料瓶92にはガス低透過率
の密閉栓をする。分析前にはポンプ78でセンサを較正
してから流路40を洗浄する。較正は2種類の較正液で
2点較正を行なうが、一点較正で良い場合もある。洗浄
が完了ののち、制御部12の制御下でノズル85は移動
し、目的とする試料瓶92の試料を吸引する。ついで試
料を流路40に注入し、ポンプ78により試料が流路4
0を満たすように流され、イオンセンサ41、42、4
3、44、45、参照電極50、ガスセンサ60、6
1、全反射減衰プリズム21の各面と試料が接触した位
置で試料の流れを一旦停止し、各センサはイオン成分、
ガス成分、生化学成分を検出する。検出された信号は演
算処理され、複数成分の濃度が求められる。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a routine type flow type multi-item biochemical analyzer according to the present invention.
The flow-type multi-item biochemical analyzer for routine is the flow-type multi-item biochemical analyzer for emergency test of FIG. 5, in which the injection cylinder 77 for injecting a sample is replaced with an autosampler 80. Prepare samples in advance and batch process. The difference from the configuration of FIG. 5 is that a nozzle 85 for sucking and discharging various liquids (sample liquid, cleaning liquid, calibration liquid) and a nozzle 85 on a support rod 83 supported by supports 81, 82 are provided.
In combination with a moving part 84 for holding and moving a piston 87, a switching valve 86 for switching between suction and discharge of various liquids, a waste liquid bottle 88, a cleaning liquid bottle 89, and calibration liquid bottles 90, 9
1, to include an auto sampler 80 composed of a large number of sample bottles 92. This multi-item biochemical analyzer operates as follows. Waste bottle 8 for auto sampler 80
8. A cleaning solution bottle 89 for storing the cleaning solution, calibration solution bottles 90 and 91 for storing the calibration solution, and a sample bottle 92 for storing the sample are arranged, and a function of keeping the temperature of the sample constant is added as necessary. In addition, the moving portion 84 that holds the nozzle 85 has the support members 81, 8
2, the support rod 83 can be moved up and down, and the moving portion 8
4 can move to the left and right along the support rod 83, and the nozzle 85 fixed to the moving portion 84 can freely move up and down and left and right. Therefore, under the control of the control unit 12, the piston 87 of the auto sampler 80 and the switching valve 86 are controlled, and the nozzle 85 selects any liquid from the cleaning liquid, the calibration liquid, and the sample liquid, and sucks and discharges the liquid. First, a plurality of samples to be analyzed before starting the measurement are set in advance by the auto sampler 80.
The sample bottle 92 is held. Of course, when measuring the gas components, the sample bottle 92 is capped with a low gas permeability, not shown. Prior to analysis, the sensor is calibrated with pump 78 and then channel 40 is washed. For the calibration, two-point calibration is performed with two kinds of calibration liquids, but one-point calibration may be sufficient. After the cleaning is completed, the nozzle 85 moves under the control of the control unit 12 to suck the target sample in the sample bottle 92. Then, the sample is injected into the flow channel 40, and the sample is pumped into the flow channel 4 by the pump 78.
The ion sensors 41, 42, 4 are made to flow so as to satisfy 0.
3, 44, 45, reference electrode 50, gas sensor 60, 6
1. The flow of the sample is temporarily stopped at the position where each surface of the attenuated total reflection prism 21 is in contact with the sample,
Detects gas components and biochemical components. The detected signal is arithmetically processed to obtain the concentrations of the plurality of components.

【0023】なお、図6に示すようにセンサ群を並列に
配置して、試料の量を低減することができのはいうまで
もない。制御部12は分析部11を自動的に制御する
が、上記で説明した較正又は洗浄からデータの演算処理
までの分析サイクルを必要に応じて複数回繰り返す機能
が含まれている。本実施例ではイオン成分、ガス成分、
及び生化学成分を同時に複数の成分についてバッチ測定
が可能である。図10は本発明による緊急検査用点着方
式多項目生化学分析計の一実施例の構成を示す図であ
る。緊急検査用点着方式多項目生化学分析計では、試料
点着部100に試料が点着により供給される。試料点着
部100に設けられる各種センサ等の配置、構成は図5
に示す緊急検査用フロー方式多項目生化学分析計と同様
である。この緊急検査用点着方式多項目生化学分析計は
次ぎのように動作する。緊急検査ではいつでも試料を測
定できるように、一定時間毎に送液ポンプ102を用い
て較正液71と72を順次にノズル104を通して試料
成分検出部4の凹部状の窪みの試料点着部100に送
り、一定時間だけ較正液71又は72を試料点着部10
0に溜めてセンサの較正を行ない、送液ポンプ102に
より洗浄液70を流して試料点着部100を洗浄する。
制御部12の制御のもとで、開閉バルブ73、74、7
5と切り替えバルブ101が制御され、洗浄液70や較
正液71、72が選択される。使用後の較正液や洗浄液
は切り替えバルブ101を切り替え、ノズル104を通
してポンプ103により廃液ボトル79に送液され、廃
液が一杯になる前に安全に廃棄される。図10において
105は使用している各種液体の混合液、あるいは試料
の試料点着部100内での液面を示す。較正は2種類の
較正液で2点較正を行なうが、一点較正で良い場合もあ
る。試料点着部100は清浄な空の状態を保つようにし
て、いつでも測定できる待機状態にあるので、注射筒7
7などにより患者から採取した血液などの試料を直接に
多項目生化学分析計に注入できる。試料が試料点着部1
00に注入されると、血液などの試料中ガスが大気中ガ
スの影響を受けない短時間だけ試料を試料点着部100
に留めて試料中成分を測定する。測定終了毎に洗浄液7
0を用いて試料点着部100を洗浄し、一定時間毎に較
正液71、72を用いてセンサの較正を行なう。図5で
説明したのと同様に、生化学成分の検出を全反射減衰赤
外分光法あるいは全反射減衰ラマン分光法を用いて行な
う。本実施例では試料が点着により供給され、イオン成
分、ガス成分、及び生化学成分を同時に複数の成分につ
いて緊急的に測定でき、生化学成分を分光学的に検出す
るので生化学成分用の試薬が不要となる。
Needless to say, the amount of sample can be reduced by arranging the sensor groups in parallel as shown in FIG. Although the control unit 12 automatically controls the analysis unit 11, it includes a function of repeating the analysis cycle described above from calibration or cleaning to data calculation processing a plurality of times as necessary. In this embodiment, the ionic component, the gas component,
It is also possible to batch-measure biochemical components for a plurality of components at the same time. FIG. 10 is a diagram showing the configuration of an embodiment of an emergency test spotting type multi-item biochemical analyzer according to the present invention. In the spotting multi-item biochemical analyzer for emergency inspection, the sample is supplied to the sample spotting unit 100 by spotting. The arrangement and configuration of various sensors provided on the sample spotting unit 100 are shown in FIG.
It is the same as the flow system multi-item biochemical analyzer for emergency inspection shown in. This spot-testing multi-item biochemical analyzer for emergency inspection operates as follows. In order to measure the sample at any time in the emergency test, the calibration solutions 71 and 72 are sequentially passed through the nozzle 104 to the sample spotting part 100 of the concave recess of the sample component detecting part 4 using the liquid sending pump 102 at regular intervals. Send the calibration solution 71 or 72 for a fixed time to the sample spotting unit 10
The sensor is calibrated by accumulating it at 0, and the washing liquid 70 is caused to flow by the liquid feeding pump 102 to wash the sample spotting portion 100.
Under the control of the control unit 12, the open / close valves 73, 74, 7
5 and the switching valve 101 are controlled, and the cleaning liquid 70 and the calibration liquids 71 and 72 are selected. The used calibrating liquid or cleaning liquid is switched to the switching valve 101 and is sent to the waste liquid bottle 79 by the pump 103 through the nozzle 104, and is safely discarded before the waste liquid becomes full. In FIG. 10, reference numeral 105 denotes a mixed liquid of various liquids being used, or a liquid surface in the sample spotting part 100 of the sample. For the calibration, two-point calibration is performed with two kinds of calibration liquids, but one-point calibration may be sufficient. Since the sample spotting unit 100 is in a standby state where a clean empty state is maintained and measurement can be performed at any time,
The sample such as blood collected from the patient can be directly injected into the multi-item biochemical analyzer by the method described in 7 above. The sample is the sample spotting part 1
00, the sample gas such as blood is not affected by the atmospheric gas and the sample is applied to the sample spotting part 100 for a short time.
Then, measure the components in the sample. Cleaning solution 7 after each measurement
The sample spotting part 100 is washed with 0, and the calibration liquids 71 and 72 are used to calibrate the sensor at regular intervals. In the same manner as described with reference to FIG. 5, the biochemical components are detected using attenuated total reflection infrared spectroscopy or attenuated total reflection Raman spectroscopy. In this embodiment, the sample is supplied by spotting, and the ionic component, the gas component, and the biochemical component can be urgently measured simultaneously for a plurality of components, and the biochemical component is detected spectroscopically. No reagents needed.

【0024】図11は本発明による点着方式多項目生化
学分析計の一実施例である試料成分検出部とその周辺の
構成を示す図である。本実施例は図10に示す実施例の
試料点着部100に、低ガス透過率のガス低透過率のO
−リング111を介して低ガス透過率のカバー110を
配置し、大気中ガスが試料中ガスに影響しないように改
善したもので、各種センサの配置、構成は図10に示す
実施例と同様である。本実施例の動作は次のとおりであ
る。試料が切り替えバルブ114の切り換えによりノズ
ル孔113を通して試料点着部100内に試料が点着、
あるいは注入されると、接続部品112により試料点着
部100に取り付けられたカバー110が閉じられ試料
を封じ込め、大気中ガスが試料中ガスに影響しないよう
にして、充分な時間で試料中のガス成分を測定できる。
また、試料点着部100内に試料が点着、あるいは注入
され、カバー110が閉じられ試料を封じ込めたあと、
図11には図示していないが、試料点着部100に連結
された減圧用のポンプにより試料点着部100内を適当
な条件まで減圧してガス成分の検出感度を向上させるこ
ともできる。較正、洗浄、廃液の工程は図10の実施例
と同様であるので、説明を省略する。本実施例ではイオ
ン成分、ガス成分、及び生化学成分を同時に測定が可能
で、特にガス成分が精度良く測定できる。
FIG. 11 is a diagram showing the structure of the sample component detecting section and its surroundings, which is an embodiment of the spotting type multi-item biochemical analyzer according to the present invention. In this example, the sample spotting part 100 of the example shown in FIG.
-A cover 110 having a low gas permeability is arranged via a ring 111 to improve the gas in the atmosphere so as not to affect the gas in the sample. The arrangement and configuration of various sensors are the same as those in the embodiment shown in FIG. is there. The operation of this embodiment is as follows. The sample is spotted in the sample spotting unit 100 through the nozzle hole 113 by switching the switching valve 114,
Alternatively, when injected, the cover 110 attached to the sample spotting part 100 is closed by the connection component 112 to confine the sample, and the gas in the atmosphere is prevented from affecting the gas in the sample. The components can be measured.
In addition, after the sample is spotted or injected into the sample spotting section 100 and the cover 110 is closed to contain the sample,
Although not shown in FIG. 11, the inside of the sample spotting part 100 can be depressurized to an appropriate condition by a depressurizing pump connected to the sample spotting part 100 to improve the gas component detection sensitivity. The steps of calibration, cleaning and waste liquid are the same as those in the embodiment of FIG. In this embodiment, the ionic component, the gas component, and the biochemical component can be simultaneously measured, and particularly the gas component can be accurately measured.

【0025】図12は本発明によるルーチン用点着方式
多項目生化学分析計の一実施例の構成を示す図である。
ルーチン用点着方式多項目生化学分析計は、図10に示
すの点着方式多項目生化学分析計に図9に示すオートサ
ンプラー80を組合せたもので、複数の試料を事前に準
備しておきバッチ処理ができる。この多項目生化学分析
計は次ぎのように動作する。オートサンプラー80は図
9で説明した同様の動作を行なう。流路123を経由し
て試料をノズル122から試料点着部100へ点着又は
注入する。各種液体はノズル120から吸引され流路1
21を経由して廃液ボトル79に一旦保存される。本実
施例において、図11で説明したカバーを設ける構造と
することも可能である。本実施例ではイオン成分、ガス
成分、及び生化学成分を同時に複数の成分についてバッ
チ測定が可能である。図13は本発明による無侵襲多項
目生化学分析計の一実施例の構成を示す図である。無侵
襲多項目生化学分析計は、イオンセンサ41、42、4
3、44、45、参照電極50、ガスセンサ60、6
1、生化学成分を検出する全反射減衰プリズム21、及
び光ファイバ用コネクタ134からなる試料成分検出部
4、皮膚135を温度制御回路131の制御のもとでヒ
ータ130で加温し発生する経皮ガスを検出する経皮検
出部132、光源部7からの赤外光20を光ファイバ1
33、光ファイバ用コネクタ134を介して皮膚135
に接触する生化学成分を検出する全反射減衰プリズム2
1に入射させ、全反射減衰プリズム21からの出射する
赤外光20を光ファイバ用コネクタ134、光ファイバ
133を介して受光部9に導く生化学成分検出系、増幅
部5、受光部9、演算部10、及び温度制御回路131
から成る電気回路部136、分析部11、制御部12、
から構成される。イオンセンサ41、42、43、4
4、45、ガスセンサ60、61、及び全反射減衰プリ
ズム21は、それぞれ図5等の実施例で使用したものと
同様である。
FIG. 12 is a view showing the arrangement of an embodiment of a routine spotting type multi-item biochemical analyzer according to the present invention.
The routine spotting multi-item biochemical analyzer is a combination of the spotting multi-item biochemical analyzer shown in FIG. 10 and the autosampler 80 shown in FIG. 9. A plurality of samples are prepared in advance. Every batch can be processed. This multi-item biochemical analyzer operates as follows. The auto sampler 80 performs the same operation as described with reference to FIG. The sample is spotted or injected from the nozzle 122 to the sample spotting unit 100 via the flow path 123. Various liquids are sucked from the nozzle 120 and flow path 1
It is temporarily stored in the waste liquid bottle 79 via 21. In this embodiment, it is also possible to adopt the structure in which the cover described in FIG. 11 is provided. In this embodiment, it is possible to perform batch measurement of a plurality of ionic components, gas components, and biochemical components at the same time. FIG. 13 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a non-invasive multi-item biochemical analyzer according to the present invention. Non-invasive multi-item biochemical analyzers include ion sensors 41, 42, 4
3, 44, 45, reference electrode 50, gas sensor 60, 6
1. The sample component detection unit 4 including the total reflection attenuating prism 21 for detecting biochemical components and the optical fiber connector 134, and the skin 135 are heated by the heater 130 under the control of the temperature control circuit 131, and are generated. The percutaneous detection unit 132 for detecting skin gas, the infrared light 20 from the light source unit 7
33, skin 135 through the optical fiber connector 134
Total reflection attenuating prism 2 for detecting biochemical components in contact with the skin
1, the infrared light 20 emitted from the attenuated total reflection prism 21 is guided to the light receiving section 9 via the optical fiber connector 134 and the optical fiber 133, the biochemical component detection system, the amplifying section 5, the light receiving section 9, Calculation unit 10 and temperature control circuit 131
An electric circuit section 136, an analysis section 11, a control section 12,
Composed of. Ion sensors 41, 42, 43, 4
4, 45, the gas sensors 60, 61, and the total reflection attenuation prism 21 are the same as those used in the embodiment of FIG.

【0026】この無侵襲多項目生化学分析計は次ぎのよ
うに動作する。経皮検出部132と電気回路部136は
光ファイバ133、及び電気的配線で繋がり、経皮検出
部132は前腕、口唇など検査対象の表面に密着させ
る。装着前に経皮検出部132は較正液により二点較正
あるいは一点較正を行っておく。経皮検出部132内の
ヒータ130及び温度制御回路131により、皮膚は加
温され、皮膚厚が薄くなり血流が検査対象の表面に接近
し、皮膚のガス透過性も向上し発汗も生じる状態とな
る。トランザクション・オン・バイオメディカル・エン
ジニアリング、BME−26(1979年)第597頁
から600頁(Transaction on Biomedical Engineerin
g BME-26(1979)pp597〜600)に記載される従来例では、
加温しない状態でグルコースなどの経皮測定がなされて
いるが、本実施例では加温することにより、血流を検査
対象の表面に近づけてより高精度に測定できる。本実施
例では、汗中のイオンを検査対象の表面に接触させたイ
オンセンサで測定することにより、血中イオン濃度を求
めることに成功した。分析部11を構成する各部は制御
部12で自動的に制御されることは図5等と同様であ
る。また、生化学成分の検出は全反射減衰赤外分光法、
全反射減衰ラマン分光法のいずれを用いてもよく、全反
射減衰赤外分光法出は、検査対象を透過した透過光、あ
るいは検査対象から反射された反射光を用いて生化学成
分の検出ができる。
This non-invasive multi-item biochemical analyzer operates as follows. The transcutaneous detection unit 132 and the electric circuit unit 136 are connected by the optical fiber 133 and electric wiring, and the transcutaneous detection unit 132 is brought into close contact with the surface of the inspection target such as the forearm or the lip. The two-point calibration or the one-point calibration is performed on the transcutaneous detection unit 132 with the calibration liquid before the mounting. A state in which the skin is heated by the heater 130 and the temperature control circuit 131 in the transcutaneous detection unit 132, the skin thickness becomes thin, the blood flow approaches the surface of the inspection target, the gas permeability of the skin is improved, and sweating occurs. Becomes Transaction on Biomedical Engineer, BME-26 (1979) pp. 597-600.
g BME-26 (1979) pp597-600) in the conventional example,
Although transcutaneous measurement of glucose or the like is performed without heating, in this embodiment, by heating, blood flow can be brought closer to the surface of the inspection target and can be measured with higher accuracy. In the present example, the ion concentration in blood was successfully determined by measuring the ions in sweat with an ion sensor in contact with the surface of the test object. Similar to FIG. 5 and the like, each unit that constitutes the analysis unit 11 is automatically controlled by the control unit 12. In addition, the detection of biochemical components is attenuated by total internal reflection infrared spectroscopy,
Any of the attenuated total reflection Raman spectroscopy may be used.The attenuated total reflection infrared spectroscopy is capable of detecting a biochemical component by using transmitted light transmitted through the test object or reflected light reflected from the test object. it can.

【0027】なお、経皮検出部132は検査対象の表面
に装着した状態で血中成分の長時間モニタリングにも適
しており、さらに操作者が直接試料に接触しないので、
検査対象の体液等を経由した細菌、ウイルス等の感染防
止にも有効である。本実施例ではイオン成分、ガス成
分、及び生化学成分を同時に複数の成分について経皮的
に測定でき、分光学的に生化学成分を検出するので生化
学成分分析用の試薬が不要となる。図14は本発明によ
る試料成分検出部使い捨て方式多項目生化学分析計の一
実施例の構成を示す図である。試料成分検出部使い捨て
方式多項目生化学分析計は、皮膚135からの試料14
4を分析する、イオンセンサ41、42、43、44、
45、参照電極50、ガスセンサ60、61、生化学成
分を検出する全反射減衰プリズム21、光ファイバ用コ
ネクタ134、及び試料溜め143からなる使い捨て試
料成分検出部140、赤外光20を発生する光源部7、
受光部9、増幅部5、及び演算部10からなる電気回路
部142、接続コネクタ141、光ファイバ133、分
析部11、制御部12から構成される。イオンセンサ4
1、42、43、44、45は、ナトリウム、カリウ
ム、塩素、水素、カルシウムの各イオンを測定するイオ
ン選択性電界効果型トランジスターであり、ガスセンサ
60、61はセバリングハウス型炭酸ガスセンサとクラ
ーク型酸素センサであり、これらセンサは同じ基板上に
半導体技術を用いて微小化して作成されている。これら
のセンサについては、戸川達男著「生体計測とセン
サ」、コロナ社(1986)357頁から385頁に記
述されている。また、生化学成分を検出する全反射減衰
プリズム21は赤外分光法用にシリコンウエハーから切
り出したシリコンをプリズムとして用いた。このプリズ
ムはラマン分光法にも適用できる。これらのセンサ及び
全反射減衰プリズムはシリコン基板を用いてそれぞれ別
体で、安価にかつ小型に作製できる。使い捨て検出部1
40は接続コネクタ141を介して電気回路部142に
接続しているが、接続コネクタ141で使い捨て検出部
140を切り離すことも可能である。
The percutaneous detector 132 is suitable for long-term monitoring of blood components when it is attached to the surface of an object to be inspected, and since the operator does not directly contact the sample,
It is also effective in preventing infection of bacteria, viruses, etc. that have passed through body fluids to be tested. In the present embodiment, the ion component, the gas component, and the biochemical component can be simultaneously measured transdermally for a plurality of components, and the biochemical component is detected spectroscopically, so that a reagent for biochemical component analysis is not required. FIG. 14 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the disposable multi-item biochemical analyzer of the sample component detecting unit according to the present invention. Sample component detection unit A disposable multi-item biochemical analyzer is used for sample 14 from skin 135.
4, the ion sensors 41, 42, 43, 44,
45, reference electrode 50, gas sensors 60, 61, total reflection attenuating prism 21 for detecting biochemical components, optical fiber connector 134, disposable sample component detecting section 140 including sample reservoir 143, light source for generating infrared light 20 Part 7,
The light receiving unit 9, the amplifying unit 5, and the electric circuit unit 142 including the calculating unit 10, the connector 141, the optical fiber 133, the analyzing unit 11, and the control unit 12. Ion sensor 4
1, 42, 43, 44, and 45 are ion-selective field-effect transistors that measure each ion of sodium, potassium, chlorine, hydrogen, and calcium, and gas sensors 60 and 61 are a sewering house type carbon dioxide sensor and a Clark type. Oxygen sensors, which are miniaturized on the same substrate using semiconductor technology. These sensors are described in "Biometrics and Sensors" by Tatsuo Togawa, Corona Publishing Co. (1986), pages 357 to 385. Further, the total reflection attenuating prism 21 for detecting a biochemical component uses silicon cut out from a silicon wafer for infrared spectroscopy as a prism. This prism can also be applied to Raman spectroscopy. The sensor and the total reflection attenuating prism are separate bodies using a silicon substrate, and can be manufactured inexpensively and in a small size. Disposable detector 1
Although 40 is connected to the electric circuit section 142 via the connection connector 141, the disposable detection section 140 can be separated by the connection connector 141.

【0028】この試料成分検出部使い捨て方式多項目生
化学分析計は次ぎのように動作する。まず測定前に使い
捨て検出部140を電気回路部142に接続し、較正液
により二点較正あるいは一点較正を行っておく。緊急時
の検査の一形態として、皮膚135を多少切開し、試料
144となる鮮血を小型集積化された使い捨て検出部1
40を用いて測定する。使い捨て検出部140に設けら
れた試料溜め143に毛管現象で試料144が侵入し、
試料溜め143が試料で満たされた状態で試料中の複数
の成分が測定される。使い捨て検出部140は1回単位
又は1日単位などで電気回路部142から接続コネクタ
141で外して簡単に交換することができる。分析部1
1を構成する各部は図5等で説明したのと同様に制御部
12で自動的に制御される。なお、生化学成分の検出は
全反射減衰赤外分光法、全反射減衰ラマン分光法のいず
れを用いてもよい。以上で述べた使い捨て検出部140
は半導体技術を用いたシリコン材料により安価に製作す
ることが可能であり、現在問題になっている細菌、ウイ
ルス等の感染防止に有効である。本実施例ではイオン成
分、ガス成分、及び生化学成分を同時に複数の成分につ
いて測定できる試料成分検出部を使い捨てにでき、生化
学成分分析用の試薬が不要となる。経皮測定では、汗又
は唾液中からのイオン成分、血管からの滲出ガス成分、
皮膚を透過する光を利用して生化学成分を分析すること
ができる。以上の説明ではイオン、ガスを計測する各種
センサ、全反射減衰プリズムを別体のシリコン基板を用
いて小型に作製したが、これらを全て単一のシリコン基
板上に形成することも可能であり、既に説明してきた本
発明の各実施例におけるセンサとして使用し格段の効果
を達成することができた。以下これについて説明する。
This sample component detection part disposable multi-item biochemical analyzer operates as follows. First, before the measurement, the disposable detection unit 140 is connected to the electric circuit unit 142, and two-point calibration or one-point calibration is performed with a calibration liquid. As one form of the examination in an emergency, the disposable detection unit 1 in which the skin 135 is slightly incised and the fresh blood to be the sample 144 is miniaturized and integrated.
40 is used for measurement. The sample 144 enters into the sample reservoir 143 provided in the disposable detection unit 140 by a capillary phenomenon,
A plurality of components in the sample are measured with the sample reservoir 143 filled with the sample. The disposable detection unit 140 can be easily replaced by detaching it from the electric circuit unit 142 with the connection connector 141 in units of once or in units of one day. Analysis unit 1
Each unit constituting 1 is automatically controlled by the control unit 12 as described with reference to FIG. The biochemical component may be detected by either attenuated total reflection infrared spectroscopy or attenuated total reflection Raman spectroscopy. The disposable detection unit 140 described above
Can be manufactured at low cost by using a silicon material using semiconductor technology, and is effective in preventing the infection of bacteria, viruses, etc., which are currently problems. In the present embodiment, the sample component detection unit that can simultaneously measure the ionic component, the gas component, and the biochemical component for a plurality of components can be disposable, and a reagent for biochemical component analysis is not required. In transdermal measurement, ionic components from sweat or saliva, exuded gas components from blood vessels,
The light transmitted through the skin can be used to analyze biochemical constituents. In the above description, various sensors for measuring ions and gases, and a total reflection attenuation prism were manufactured in a small size by using a separate silicon substrate, but it is also possible to form them all on a single silicon substrate. It was possible to achieve remarkable effects by using it as a sensor in each of the embodiments of the present invention described above. This will be described below.

【0029】図15は本発明による集積化多項目生化学
分析チップの一実施例の斜視図である。集積化多項目生
化学分析チップ150(以下では、分析チップと略
す。)は、シリコン基板上に形成するイオンセンサ4
1、42、43、44、45、参照電極50、ガスセン
サ60、61、生化学成分検出部に相当する減衰全反射
プリズム21、増幅器や演算部を含む集積化電子回路部
153、シリコン露出部154、シリコン151、酸化
シリコン152から構成される。分析チップ150は、
イオンセンサ、参照電極、ガスセンサ、集積化電子回路
部が形成される電気部155と、減衰全反射プリズムが
形成される光学部156に分離される。本実施例では、
集積化電子回路部153を分析チップ150と一体化し
たが、集積化電子回路部153はシリコンチップ150
上に形成しないで、分析チップ150の外部に設置して
電気的に検出信号、制御信号の授受を行なってもよい。
分析チップ150は、以下に説明する工程で形成した。
まず、(100)面を持ったシリコン基板を熱酸化し
て、シリコン151の両面に酸化シリコン152層を形
成する。分析チップ150の上面は被覆し、下面には事
前に製作したエッチングパターンを密着させ、フッ化水
素:フッ化アンモニウムが1:6の溶液で下面の酸化シ
リコン152層の一部を除去する。エッチングパターン
は減衰全反射プリズム21の下面部の酸化シリコン15
2層を除去する形状を有する。その後、シリコン151
を温度90℃の水酸化カリウム溶液で異方性エッチング
して、エッチングを停止するためにシリコン基板を洗浄
した。これにより、減衰全反射プリズム21の下面部を
形成できた。次ぎに、酸化シリコン152層を有する分
析チップ150の上面にシリコン露出部154を形成す
るが、シリコン露出部154の酸化シリコン152層を
除去するパターンを製作して、フッ化水素:フッ化アン
モニウムが1:6の溶液で酸化シリコン152層をエッ
チングして、洗浄した。これにより、減衰全反射プリズ
ム21を分析チップ150に製作できた。次ぎは、イオ
ンセンサ41、42、43、44、45、参照電極5
0、ガスセンサ60、61、集積化電子回路部153を
製作する。シリコン基板上に別体で形成されたイオンン
センサ、参照電極、ガスセンサを搭載してもよいし、シ
リコン基板上に一体でイオンンセンサ、参照電極、ガス
センサをエッチング等の技術を利用して形成してもよ
い。最後にシリコン基板上に同じに多数形成された分析
チップ150を切り出して、イオンセンサ、参照電極、
ガスセンサに電気配線を施すとともに、液体試料から電
気的絶縁を保つようにシリコン基板の電気伝導部を絶縁
物で被覆する。
FIG. 15 is a perspective view of an embodiment of the integrated multi-item biochemical analysis chip according to the present invention. The integrated multi-item biochemical analysis chip 150 (hereinafter, abbreviated as an analysis chip) is an ion sensor 4 formed on a silicon substrate.
1, 42, 43, 44, 45, reference electrode 50, gas sensors 60, 61, attenuated total reflection prism 21 corresponding to a biochemical component detection unit, integrated electronic circuit unit 153 including an amplifier and a calculation unit, silicon exposed portion 154. , Silicon 151, and silicon oxide 152. The analysis chip 150 is
It is separated into an electric part 155 in which an ion sensor, a reference electrode, a gas sensor, and an integrated electronic circuit part are formed, and an optical part 156 in which an attenuated total reflection prism is formed. In this embodiment,
Although the integrated electronic circuit unit 153 is integrated with the analysis chip 150, the integrated electronic circuit unit 153 is integrated into the silicon chip 150.
Instead of forming it on the upper side, it may be installed outside the analysis chip 150 to electrically exchange the detection signal and the control signal.
The analysis chip 150 was formed by the steps described below.
First, a silicon substrate having a (100) plane is thermally oxidized to form a silicon oxide 152 layer on both sides of the silicon 151. The upper surface of the analysis chip 150 is covered, and a prefabricated etching pattern is adhered to the lower surface, and a part of the silicon oxide 152 layer on the lower surface is removed with a solution of hydrogen fluoride: ammonium fluoride 1: 6. The etching pattern is silicon oxide 15 on the lower surface of the attenuated total reflection prism 21.
It has a shape that removes two layers. Then silicon 151
Was anisotropically etched with a potassium hydroxide solution at a temperature of 90 ° C., and the silicon substrate was washed to stop the etching. As a result, the lower surface of the attenuated total reflection prism 21 could be formed. Next, the silicon exposed portion 154 is formed on the upper surface of the analysis chip 150 having the silicon oxide 152 layer. A pattern for removing the silicon oxide 152 layer of the silicon exposed portion 154 is manufactured, and hydrogen fluoride: ammonium fluoride is added. The silicon oxide 152 layer was etched and washed with a 1: 6 solution. As a result, the attenuated total reflection prism 21 could be manufactured in the analysis chip 150. Next, the ion sensor 41, 42, 43, 44, 45, the reference electrode 5
0, the gas sensors 60 and 61, and the integrated electronic circuit unit 153 are manufactured. The ion sensor, reference electrode, and gas sensor separately formed on the silicon substrate may be mounted, or the ion sensor, reference electrode, and gas sensor are integrally formed on the silicon substrate by using a technique such as etching. You may. Finally, the same number of analysis chips 150 formed on the silicon substrate are cut out, and the ion sensor, the reference electrode,
Electrical wiring is applied to the gas sensor, and the electrically conductive portion of the silicon substrate is covered with an insulator so as to maintain electrical insulation from the liquid sample.

【0030】図16は本発明による集積化多項目生化学
分析チップに形成した減衰全反射プリズムの一実施例の
断面図である。本断面図は図15のa−a’部分の断面
であり、図16(a)は赤外光を直接に減衰全反射プリ
ズムに入出射させる場合、図16(b)は光ファイバを
介して減衰全反射プリズムに赤外光を入出射させる場合
の実施例である。これらの断面には、シリコン151、
酸化シリコン152、シリコン露出部154、減衰全反
射プリズム21、赤外光20、光ファイバ133、光フ
ァイバ用コネクタ134が示されている。図16(a)
に示す減衰全反射プリズム21は上述したように、シリ
コン151のエッチングで簡単に形成でき、これに必要
な光学系を組合せることで生化学成分を容易に検出でき
る。減衰全反射プリズム21が微細になることによる光
路長の短縮は感度低減につながるが、減衰全反射プリズ
ム21の厚さを薄くすることにより、反射回数を増やし
て高感度化することは容易である。さらに、図16
(b)に示すように光ファイバ用コネクタ134を減衰
全反射プリズム21に設置し、光ファイバ133を赤外
光20の入射と出射部分に使用すれば、光軸合わせが極
めて簡単となり、取外しが誰にでも容易にできる。以上
説明した集積化多項目生化学分析チップの概略尾大きさ
は、10mm×10mm(厚さ<1mm)以下で実現で
き、例えば図5で説明した実施例での試料成分検出部の
大きさ20mm(幅)×50mm(流路長)×50mm
(高さ)に比較しさらに小型となる。このような集積化
多項目生化学分析チップの実現により、分析部の小形
化、低価格化、簡易接続が可能となり、試料の微量化、
装置の小形化・可搬化、試料からの感染防止、分析チッ
プのディスポーザブル化、生体内留置による連続モニタ
リングなどで有効な生化学分析計を提供することができ
る。さらにこの集積化多項目生化学分析チップを、図
5、図6、及び図9から図14の各実施例の試料成分検
出部として使用することができることは言うまでもな
い。また、以上では、血液の分析を中心に説明したが、
分析の対象はこれに限定されるものではなく、ヒトを含
む動物の尿等の排泄物、リンパ液等種々の体液、さら
に、体組織の分析に適用できることはいうまでもない。
FIG. 16 is a sectional view of an embodiment of an attenuating total reflection prism formed on an integrated multi-item biochemical analysis chip according to the present invention. This sectional view is a sectional view taken along the line aa 'in FIG. 15. FIG. 16A shows a case where infrared light is directly input to and output from an attenuating total reflection prism, and FIG. 16B shows an optical fiber. This is an embodiment of the case where infrared light enters and exits the attenuating total reflection prism. Silicon 151,
The silicon oxide 152, the silicon exposed portion 154, the attenuated total reflection prism 21, the infrared light 20, the optical fiber 133, and the optical fiber connector 134 are shown. Figure 16 (a)
As described above, the attenuated total reflection prism 21 can be easily formed by etching the silicon 151, and the biochemical component can be easily detected by combining it with the necessary optical system. Although the shortening of the optical path length due to the miniaturization of the attenuated total reflection prism 21 leads to a reduction in sensitivity, it is easy to increase the number of reflections and increase the sensitivity by reducing the thickness of the attenuated total reflection prism 21. . Furthermore, FIG.
If the optical fiber connector 134 is installed on the attenuating total reflection prism 21 as shown in (b) and the optical fiber 133 is used for the entrance and exit portions of the infrared light 20, the optical axis alignment becomes extremely easy and it is easy to remove. Anyone can do it easily. The integrated tail size of the integrated multi-item biochemical analysis chip described above can be realized at 10 mm × 10 mm (thickness <1 mm) or less, and for example, the size of the sample component detection unit in the embodiment described in FIG. 5 is 20 mm. (Width) x 50 mm (flow path length) x 50 mm
It is smaller than (height). The realization of such an integrated multi-item biochemical analysis chip enables downsizing of the analysis unit, cost reduction, and easy connection, reducing the amount of sample,
It is possible to provide an effective biochemical analyzer by downsizing and portability of the device, prevention of infection from a sample, disposable analysis chip, continuous monitoring by in-vivo indwelling, and the like. Furthermore, it goes without saying that this integrated multi-item biochemical analysis chip can be used as the sample component detection unit in each of the embodiments of FIGS. 5, 6, and 9 to 14. In the above, I explained mainly about blood analysis,
The object of analysis is not limited to this, and needless to say, it can be applied to excrements such as urine of animals including humans, various body fluids such as lymph, and body tissues.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、微量試料中の複数の成
分を同時に測定でき、広い医療分野で短時間で分析結果
を得ることができ、さらに試薬の数を削減できるために
ランニングコスト低減や試薬取り扱い簡便化の効果があ
る。また、集積化多項目生化学分析チップの実現によ
り、分析部の小形化、低価格化、簡易接続が可能とな
り、試料の微量化、装置の小形化・可搬化、試料からの
感染防止、分析チップのディスポーザブル化、生体内留
置による連続モニタリングが可能となる。
According to the present invention, a plurality of components in a trace amount sample can be measured at the same time, an analysis result can be obtained in a wide medical field in a short time, and the number of reagents can be reduced, so that the running cost is reduced. And has the effect of simplifying reagent handling. In addition, the realization of an integrated multi-item biochemical analysis chip enables downsizing of the analysis unit, cost reduction, and easy connection, reducing the amount of sample, downsizing and porting the device, and preventing infection from samples. Disposable analysis chips and continuous monitoring by in-vivo placement are possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の多項目生化学分析計の基本概念を示す
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic concept of a multi-item biochemical analyzer of the present invention.

【図2】全反射減衰赤外分光法の原理を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of attenuated total reflection infrared spectroscopy.

【図3】複数成分を含む混合水溶液の赤外吸収スペクト
ル例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an infrared absorption spectrum example of a mixed aqueous solution containing a plurality of components.

【図4】全反射減衰ラマン分光法の原理を説明する図。FIG. 4 illustrates the principle of attenuated total reflection Raman spectroscopy.

【図5】本発明による緊急検査用フロー方式多項目生化
学分析計の一実施例の構成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a flow system multi-item biochemical analyzer for emergency inspection according to the present invention.

【図6】本発明によるフロー方式多項目生化学分析計の
一実施例である試料成分検出部とその周辺の構成を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a sample component detection unit and its periphery, which is an embodiment of a flow-type multi-item biochemical analyzer according to the present invention.

【図7】本発明による分析計と従来の分析計による測定
結果の相関を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a correlation between measurement results of the analyzer according to the present invention and the conventional analyzer.

【図8】本発明による分析計と従来の分析計による測定
結果の相関を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a correlation between measurement results of an analyzer according to the present invention and a conventional analyzer.

【図9】本発明によるルーチン用フロー方式多項目生化
学分析計の一実施例の構成を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a flow-type multi-item biochemical analyzer for routine according to the present invention.

【図10】本発明による緊急検査用点着方式多項目生化
学分析計の一実施例の構成を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a multipoint biochemical analyzer for spotting method for emergency inspection according to the present invention.

【図11】本発明による点着方式多項目生化学分析計の
一実施例である試料成分検出部とその周辺の構成を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a sample component detection unit and its surroundings, which is an embodiment of the spotting multi-item biochemical analyzer according to the present invention.

【図12】本発明によるルーチン用点着方式多項目生化
学分析計の一実施例の構成を示す図。
FIG. 12 is a view showing the configuration of an embodiment of a routine spotting multi-item biochemical analyzer according to the present invention.

【図13】本発明による無侵襲多項目生化学分析計の一
実施例の構成を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a non-invasive multi-item biochemical analyzer according to the present invention.

【図14】本発明による試料成分検出部使い捨て方式多
項目生化学分析計の一実施例の構成を示す図。
FIG. 14 is a view showing the configuration of an embodiment of a sample component detection unit disposable multi-item biochemical analyzer according to the present invention.

【図15】本発明による集積化多項目生化学分析チップ
の一実施例を示す斜視図。
FIG. 15 is a perspective view showing an embodiment of an integrated multi-item biochemical analysis chip according to the present invention.

【図16】本発明による集積化多項目生化学分析チップ
に形成した減衰全反射プリズムの一実施例を示す断面
図。
FIG. 16 is a sectional view showing an example of an attenuating total reflection prism formed on an integrated multi-item biochemical analysis chip according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン検出部、41、42、43、44、45…イ
オンセンサ、2…ガス検出部、60、61…ガスセン
サ、3…生化学成分検出部、4…試料成分検出部、5…
増幅部、6…入射光、7、30…光源部、8…出射光、
9、32…受光部、10…演算部、11…分析部、12
…制御部、13…試料供給部、20…赤外光、21…全
反射減衰プリズム、50…参照電極、40…流路、70
…洗浄液、71、72…較正液、79…廃液ボトル、8
0…オートサンプラー、81、82…支持体、83…支
持棒、84…移動部、88…廃液瓶、89…洗浄液瓶、
90、91…較正液瓶、92…試料瓶、100…試料点
着部、105…混合液、あるいは試料液表面、110…
カバー、111…O−リング、130…ヒータ、131
…温度制御回路、132…経皮検出部、133…光ファ
イバ、134…光ファイバ用コネクタ、135…皮膚、
140…使い捨て試料成分検出部、141…接続コネク
タ、142…電気回路部、143…試料溜め、150…
集積化多項目生化学分析チップ、151…シリコン、1
52…酸化シリコン、153…集積化電子回路部、15
4…シリコン露出部、155…電気部、156…光学
部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion detection part, 41, 42, 43, 44, 45 ... Ion sensor, 2 ... Gas detection part, 60, 61 ... Gas sensor, 3 ... Biochemical component detection part, 4 ... Sample component detection part, 5 ...
Amplifying section, 6 ... Incident light, 7, 30 ... Light source section, 8 ... Emitted light,
9, 32 ... Light receiving part, 10 ... Calculation part, 11 ... Analysis part, 12
Control unit 13 Sample supply unit 20 Infrared light 21 Total reflection attenuating prism 50 Reference electrode 40 Flow channel 70
... washing liquid, 71, 72 ... calibration liquid, 79 ... waste liquid bottle, 8
0 ... Auto sampler, 81, 82 ... Support, 83 ... Support rod, 84 ... Moving part, 88 ... Waste liquid bottle, 89 ... Washing liquid bottle,
90, 91 ... Calibration solution bottle, 92 ... Sample bottle, 100 ... Sample spotting part, 105 ... Mixed solution or sample solution surface, 110 ...
Cover, 111 ... O-ring, 130 ... Heater, 131
... temperature control circuit, 132 ... transcutaneous detection part, 133 ... optical fiber, 134 ... optical fiber connector, 135 ... skin,
140 ... Disposable sample component detection part, 141 ... Connection connector, 142 ... Electric circuit part, 143 ... Sample reservoir, 150 ...
Integrated multi-item biochemical analysis chip, 151 ... Silicon, 1
52 ... Silicon oxide, 153 ... Integrated electronic circuit part, 15
4 ... Silicon exposed part, 155 ... Electrical part, 156 ... Optical part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 康久 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 藤井 稔子 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 山下 浩太郎 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小沢 理 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasuhisa Shibata 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inoko Toshiko Fujii 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Kotaro Yamashita 1-280 Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Osamu Ozawa 1-280 Higashi Koikeku, Tokyo Kokubunji City Central Research Laboratory, Hitachi Ltd.

Claims (36)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液体試料中のイオン成分、ガス成分、及び
生化学成分を、前記液体試料に試薬を添加して反応させ
ることなく、同時に測定する多項目生化学分析計におい
て、生化学成分を全反射減衰赤外分光法又は全反射減衰
ラマン分光法により測定することを特徴とする多項目生
化学分析計。
1. A multi-item biochemical analyzer for simultaneously measuring an ionic component, a gas component, and a biochemical component in a liquid sample without adding a reagent to the liquid sample and reacting them, A multi-item biochemical analyzer characterized by being measured by attenuated total reflection infrared spectroscopy or attenuated total reflection Raman spectroscopy.
【請求項2】前記液体試料中のイオン成分を検出するイ
オン検出部、ガスを検出するガス検出部、及び生化学成
分を検出する分光学的手段からなる生化学成分検出部か
ら構成される試料成分検出部と、前記イオン検出部及び
前記ガス検出部からの信号を増幅する増幅部と、前記生
化学成分検出部に光を入射するための光源部と、前記生
化学成分検出部からの出射光を受光する受光部と、前記
増幅部及び前記受光部からの出力信号を演算処理して前
記イオン成分、前記ガス成分、及び前記生化学成分の各
濃度を算出する演算部と、前記液体試料を前記試料成分
検出部に供給する試料供給部とを含む分析部と、この分
析部を制御する制御部とを有することを特徴とする請求
項1に記載の多項目生化学分析計。
2. A sample comprising an ion detector for detecting an ionic component in the liquid sample, a gas detector for detecting a gas, and a biochemical component detector comprising a spectroscopic means for detecting a biochemical component. A component detection unit, an amplification unit for amplifying signals from the ion detection unit and the gas detection unit, a light source unit for making light incident on the biochemical component detection unit, and an output from the biochemical component detection unit. A light receiving section for receiving the emitted light; a computing section for computing the output signals from the amplifying section and the light receiving section to calculate the respective concentrations of the ionic component, the gas component, and the biochemical component; and the liquid sample. The multi-item biochemical analyzer according to claim 1, further comprising: an analysis unit including a sample supply unit that supplies the sample component detection unit to the sample component detection unit, and a control unit that controls the analysis unit.
【請求項3】前記イオン検出部は前記イオン成分を、前
記ガス成分検出部は前記ガス成分を、それぞれ電気化学
的に検出することを特徴とする請求項2に記載の多項目
生化学分析計。
3. The multi-item biochemical analyzer according to claim 2, wherein the ion detector electrochemically detects the ion component and the gas component detector electrochemically detects the gas component. .
【請求項4】前記試料成分検出部に前記液体試料を接触
させ、前記イオン成分、前記ガス成分、及び前記生化学
成分を検出することを特徴とする請求項3に記載の多項
目生化学分析計。
4. The multi-item biochemical analysis according to claim 3, wherein the liquid sample is brought into contact with the sample component detection unit to detect the ionic component, the gas component, and the biochemical component. Total.
【請求項5】前記試料成分検出部に前記液体試料が流れ
る流路を設け、前記試料供給部より前記液体試料を前記
流路に導入することを特徴とする請求項4に記載の多項
目生化学分析計。
5. The multi-item raw material according to claim 4, wherein the sample component detection section is provided with a flow path through which the liquid sample flows, and the liquid sample is introduced into the flow path from the sample supply section. Chemical analyzer.
【請求項6】前記流路に前記イオン検出部、前記ガス検
出部、及び前記生化学成分検出部を直列に配置したこと
を特徴とする請求項4に記載の多項目生化学分析計。
6. The multi-item biochemical analyzer according to claim 4, wherein the ion detecting section, the gas detecting section, and the biochemical component detecting section are arranged in series in the flow path.
【請求項7】前記イオン検出部、前記ガス検出部、及び
前記生化学成分検出部を複数の群に分け前記流路を挟ん
で並列に配置したことを特徴とする請求項4に記載の多
項目生化学分析計。
7. The multiple ion detector according to claim 4, wherein the ion detector, the gas detector, and the biochemical component detector are divided into a plurality of groups and arranged in parallel with the flow path interposed therebetween. Item biochemical analyzer.
【請求項8】前記試料成分検出部に前記液体試料を点着
する試料点着部を設けたことを特徴とする請求項4に記
載の多項目生化学分析計。
8. The multi-item biochemical analyzer according to claim 4, wherein a sample spotting section for spotting the liquid sample is provided on the sample component detecting section.
【請求項9】前記試料点着部が低ガス透過率を有するカ
バーを設けたことを特徴とする請求項8に記載の多項目
生化学分析計。
9. The multi-item biochemical analyzer according to claim 8, wherein the sample spotting portion is provided with a cover having a low gas permeability.
【請求項10】オートサンプラを配置して、自動的に前
記液体試料を前記試料供給部に供給することを特徴とす
る請求項5から請求項9のいずれかに記載の多項目生化
学分析計。
10. The multi-item biochemical analyzer according to claim 5, wherein an auto sampler is arranged to automatically supply the liquid sample to the sample supply section. .
【請求項11】検査対象の表面に装着する試料成分検出
部を有することを特徴とする請求項3に記載の多項目生
化学分析計。
11. The multi-item biochemical analyzer according to claim 3, further comprising a sample component detection unit mounted on the surface of the inspection target.
【請求項12】前記試料成分検出部を前記検査対象の表
面に装着して、経皮的に前記検査対象から滲出した液体
試料中の成分を測定することを特徴とする請求項3に記
載の多項目生化学分析計。
12. The component according to claim 3, wherein the sample component detection unit is mounted on the surface of the inspection target, and the component in the liquid sample exuded from the inspection target percutaneously is measured. Multi-item biochemical analyzer.
【請求項13】前記イオン検出部は前記検査対象の汗や
唾液等の体液中の前記イオン成分を、前記ガス検出部は
前記検査対象の血管から経皮的に滲出したガス成分を、
前記生化学成分検出部は前記検査対象を透過した透過光
あるいは前記検査対象から反射された反射光を用いて前
記生化学成分を、それぞれ測定することを特徴とする請
求項11あるいは請求項12に記載の多項目生化学分析
計。
13. The ion detecting unit detects the ionic component in a body fluid such as sweat or saliva of the inspection target, and the gas detecting unit detects a gas component transdermally exuded from a blood vessel of the inspection target,
13. The biochemical component detection unit respectively measures the biochemical component by using transmitted light that has passed through the inspection target or reflected light that has been reflected from the inspection target. Multi-item biochemical analyzer described.
【請求項14】前記試料成分検出部が、前記増幅部、前
記光源部、及び前記演算部を含む電気回路部と脱着可能
であることを特徴とする請求項11から請求項13のい
ずれかに記載の多項目生化学分析計。
14. The sample component detection unit is detachable from an electric circuit unit including the amplification unit, the light source unit, and the calculation unit, according to any one of claims 11 to 13. Multi-item biochemical analyzer described.
【請求項15】前記試料成分検出部を使い捨てにするこ
とを特徴とする請求項14に記載の多項目生化学分析
計。
15. The multi-item biochemical analyzer according to claim 14, wherein the sample component detection unit is disposable.
【請求項16】前記イオン成分検出部が、イオン選択性
電極、コーティッドワイヤー型イオン選択性センサ、又
はイオン選択性電界効果型トランジスターのいずれかか
らなることを特徴とする請求項10あるいは請求項15
に記載の多項目生化学分析計。
16. The ion component detecting section comprises any one of an ion selective electrode, a coated wire type ion selective sensor, and an ion selective field effect transistor. 15
The multi-item biochemical analyzer described in.
【請求項17】前記ガス成分検出部が、セバリングハウ
ス型電極あるいはクラーク型電極からなることを特徴と
する請求項10から請求項15に記載の多項目生化学分
析計。
17. The multi-item biochemical analyzer according to claim 10, wherein the gas component detection unit is composed of a sewering house type electrode or a Clark type electrode.
【請求項18】前記液体試料は動物の全血、尿など動物
由来の体液とすることを特徴とする請求項10、請求項
15、請求項16、請求項17のいずれかに記載の多項
目生化学分析計。
18. The multi-item according to claim 10, wherein the liquid sample is a body fluid derived from an animal, such as whole blood or urine of the animal. Biochemical analyzer.
【請求項19】前記液体試料はヒトの全血、尿などヒト
由来の体液とすることを特徴とする請求項10、請求項
15、請求項16、請求項17のいずれかに記載の多項
目生化学分析計。
19. The multi-item according to any one of claims 10, 15, 16 and 17, wherein the liquid sample is human-derived body fluid such as human whole blood or urine. Biochemical analyzer.
【請求項20】前記液体試料中のイオン成分を検出する
イオン検出部、ガスを検出するガス検出部、及び生化学
成分を検出する分光学的手段からなる生化学成分検出部
がシリコン基板に少なくとも形成されたことを特徴とす
る請求項1に記載の多項目生化学分析計。
20. At least a biochemical component detecting unit including an ion detecting unit for detecting an ion component in the liquid sample, a gas detecting unit for detecting a gas, and a spectroscopic means for detecting a biochemical component is formed on a silicon substrate. The multi-item biochemical analyzer according to claim 1, which is formed.
【請求項21】前記液体試料中のイオン成分を検出する
イオン検出部、ガスを検出するガス検出部、及び生化学
成分を検出する分光学的手段からなる生化学成分検出部
がシリコン基板に少なくとも形成され、生化学成分検出
部に結合する入射光、出射光を伝達する第1の光ファイ
バ部とを含む試料成分検出部と、前記イオン検出部及び
前記ガス検出部からの信号を増幅する増幅部、前記生化
学成分検出部に光を入射するための光源部、前記生化学
成分検出部からの出射光を受光する受光部、及び前記入
射光、前記出射光を伝達する第2の光ファイバ部、及び
前記増幅部及び前記受光部からの出力信号を演算処理し
て前記イオン成分、前記ガス成分、及び前記生化学成分
の各濃度を算出する演算部とを含む電気回路部と、前記
液体試料を前記試料成分検出部に供給する試料供給部と
を含む分析部と、この分析部を制御する制御部とを有す
ることを特徴とする請求項1に記載の多項目生化学分析
計。
21. A silicon substrate is provided with at least a biochemical component detection unit including an ion detection unit for detecting an ion component in the liquid sample, a gas detection unit for detecting a gas, and a spectroscopic unit for detecting a biochemical component. A sample component detection unit including a first optical fiber unit that is formed and is coupled to the biochemical component detection unit and that transmits incident light and emitted light; and amplification for amplifying signals from the ion detection unit and the gas detection unit. Section, a light source section for making light incident on the biochemical component detecting section, a light receiving section for receiving light emitted from the biochemical component detecting section, and a second optical fiber for transmitting the incident light and the emitted light. Section, and an electric circuit section including an arithmetic section for calculating output signals from the amplification section and the light receiving section to calculate respective concentrations of the ionic component, the gas component, and the biochemical component, and the liquid. Test the sample An analysis unit which includes a sample supply unit for supplying the component detecting unit, multi-item biochemical analyzer according to claim 1, characterized in that a control unit for controlling the analyzer.
【請求項22】前記イオン検出部は前記イオン成分を、
前記ガス成分検出部は前記ガス成分を、それぞれ電気化
学的に検出することを特徴とする請求項21に記載の多
項目生化学分析計。
22. The ion detector detects the ion component,
22. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein the gas component detection unit electrochemically detects each of the gas components.
【請求項23】前記試料成分検出部に前記液体試料を接
触させ、前記イオン成分、前記ガス成分、及び前記生化
学成分を検出することを特徴とする請求項21に記載の
多項目生化学分析計。
23. The multi-item biochemical analysis according to claim 21, wherein the ionic component, the gas component, and the biochemical component are detected by bringing the liquid sample into contact with the sample component detection unit. Total.
【請求項24】前記液体試料が流れる流路を前記試料成
分検出部の面に設け、前記試料供給部より前記液体試料
を前記流路に導入することを特徴とする請求項21に記
載の多項目生化学分析計。
24. The multi-component method according to claim 21, wherein a flow path through which the liquid sample flows is provided on a surface of the sample component detection section, and the liquid sample is introduced into the flow path from the sample supply section. Item biochemical analyzer.
【請求項25】前記試料成分検出部に前記液体試料を点
着することを特徴とする請求項21に記載の多項目生化
学分析計。
25. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein the liquid sample is spotted on the sample component detecting section.
【請求項26】前記試料成分検出部に低ガス透過率を有
するカバーを設けたことを特徴とする請求項21に記載
の多項目生化学分析計。
26. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein the sample component detecting section is provided with a cover having a low gas permeability.
【請求項27】オートサンプラを配置して自動的に前記
液体試料を前記試料供給部に供給することを特徴とする
請求項21から請求項26のいずれかに記載の多項目生
化学分析計。
27. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein an auto sampler is arranged to automatically supply the liquid sample to the sample supply section.
【請求項28】試料成分検出部が検査対象の表面に装着
されることを特徴とする請求項21に記載の多項目生化
学分析計。
28. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein the sample component detection unit is mounted on the surface of the inspection target.
【請求項29】前記試料成分検出部が前記検査対象の表
面に装着され、経皮的に前記検査対象から滲出した液体
試料中の成分を測定することを特徴とする請求項21に
記載の多項目生化学分析計。
29. The multi-component method according to claim 21, wherein the sample component detection unit is mounted on the surface of the inspection target to measure the components in the liquid sample transdermally exuded from the inspection target. Item biochemical analyzer.
【請求項30】前記イオン検出部は前記検査対象の汗や
唾液等の体液中の前記イオン成分を、前記ガス検出部は
前記検査対象の血管から経皮的に滲出したガス成分を、
前記生化学成分検出部は前記検査対象を透過した透過光
あるいは前記検査対象から反射された反射光を用いて前
記生化学成分を、それぞれ測定することを特徴とする請
求項28あるいは請求項29に記載の多項目生化学分析
計。
30. The ion detection unit detects the ionic component in a body fluid such as sweat or saliva of the inspection target, and the gas detection unit detects a gas component percutaneously exuded from a blood vessel of the inspection target,
30. The biochemical component detection unit respectively measures the biochemical component by using transmitted light that has passed through the inspection target or reflected light that has been reflected from the inspection target. Multi-item biochemical analyzer described.
【請求項31】前記試料成分検出部が前記電気回路部と
脱着可能であることを特徴とする請求項28から請求項
30のいずれかに記載の多項目生化学分析計。
31. The multi-item biochemical analyzer according to claim 28, wherein the sample component detection unit is detachable from the electric circuit unit.
【請求項32】前記試料成分検出部を使い捨てにするこ
とを特徴とする請求項31に記載の多項目生化学分析
計。
32. The multi-item biochemical analyzer according to claim 31, wherein the sample component detection unit is disposable.
【請求項33】前記イオン成分検出部が、コーティット
ワイヤー型イオン選択性センサあるいはイオン選択性電
界効果型トランジスターのいずれかからなることを特徴
とする請求項21あるいは請求項32に記載の多項目生
化学分析計。
33. The multi-item according to claim 21 or 32, wherein the ion component detecting section is composed of either a coated wire type ion selective sensor or an ion selective field effect transistor. Biochemical analyzer.
【請求項34】前記ガス成分検出部が、セバリングハウ
ス型電極あるいはクラーク型電極からなることを特徴と
する請求項21から請求項32に記載の多項目生化学分
析計。
34. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein the gas component detection part is composed of a sewering house type electrode or a Clark type electrode.
【請求項35】前記液体試料は動物の全血、尿など動物
由来の体液とすることを特徴とする請求項21から請求
項34のいずれかに記載の多項目生化学分析計。
35. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein the liquid sample is animal-derived body fluid such as whole blood or urine of an animal.
【請求項36】前記液体試料はヒトの全血、尿などヒト
由来の体液とすることを特徴とする請求項21から請求
項34のいずれかに記載の多項目生化学分析計。
36. The multi-item biochemical analyzer according to claim 21, wherein the liquid sample is a human-derived body fluid such as human whole blood or urine.
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