JPH0961310A - 液体試料移送方法及び液体試料分析用試験具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体試料供給部に供給された液体試料を測定
部まで確実且つ迅速に液体移送路を移送させる液体試料
移送方法及び液体試料分析用試験具を提供すること。 【解決手段】 板状部材１１に液体移送路１２が形成さ
れ、この液体移送路１２に液体試料を供給する供給部１
３及びこれと間隔をあけた位置に測定部１６とを形成
し、液体移送路１２に外部から振動エネルギーを付与す
る手段１８を設け、液体試料供給部１３に供給された一
定量の液体試料の毛細管流による移動を振動エネルギー
付与手段１８により促進させて液体移送路１２を測定部
１６まで確実且つ迅速に移送させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体試料移送方法及
び液体試料分析用試験具に関し、更に詳細には液体試料
中の被測定成分を測定、分析するために使用される液体
試料移送方法及び液体試料分析用試験具に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体試料、特に血液および尿のような生
物学的な液体の化学分析は、疾病の診断と治療のために
必要不可欠なものであり、このような分析操作を容易に
するための多くの種類の試験具が開発されてきた。

【０００３】一般に、これらの試験具は、液体供給（採
取）部と測定部とを有し、その間を液体試料が導通する
構造になっている。この液体吸引部から測定部への液体
試料の導通に関しては、種々の移送方法が考えられてき
た。しかし、これらの多くは、毛細管力のみを利用した
ものであった。

【０００４】例えば、特開昭５５−５９３２６号公報に
は、毛細管室内の向かい合う面に溝を設けることによ
り、液体の毛細流を予め決められた流路に沿うようにし
た器具が記載されている。

【０００５】また、特公平１−２８３３１号公報には、
第１毛細区域の壁面中に、流れに沿った迂回用の開口を
有し、この壁面から伸びた第２毛細区域の毛細管流を有
する液体移送装置が記載されている。

【０００６】また、特開平４−１８８０６５号公報に
は、液体吸引部と測定部を有する液体試料測定用試験具
が開示されており、毛細管（すなわち空間領域）の隙間
を小さくすることにより、毛細管現象を促している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これらの多くのタイプ
の試験具は、例えば、糖尿病患者が用いる。糖尿病患者
は、毎日、食前、食後、就寝前などに、自分で採血し、
血糖を測定し、インシュリン注射を行っている。この作
業は苦痛を伴うため、血液を無駄にはできない。そのた
め、試験具内での血液の移送は、確実に行うことが必要
とされるが、従来の毛細管力のみに依存した移送方法に
は不安がある。つまり、毛細管力だけでは液体を所望の
位置まで移送できないという問題がある。

【０００８】この問題は、例えば、移送領域における材
質の種類によって左右されることが多い。領域を構成す
る材料としては、木、紙、プラスティックなどがある
が、寸法的精度、安定性の面から一般的にはプラスティ
ックが選択されている。プラスティックには、ＡＢＳ樹
脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂などがあるが、疎水
的なので水をはじきやすく、液が先へ進まないのであ
る。

【０００９】また、これらのプラスティックに界面活性
剤を塗布、噴霧、または浸漬後乾燥などを施して親水性
を高めることにより、より移動能力を増加させる方法で
は、塗布、噴霧、または浸漬後乾燥などにより、界面活
性剤の厚さなどに均一さが得られず、吸引ムラ、移送ム
ラが発生し、十分な効果は見られない。

【００１０】また、諸般の事情で、毛細管現象を利用す
る空間領域を増加させて移動距離を長くすると、移動時
間が加速度的に増大して、分析時間の延長を招き、測定
に不利な要因となる。

【００１１】一般に、液体の性状、液体中の求める成分
の安定性などから、短時間にて液体を移送する必要性が
ある。例えば、液体試料が血液の場合、粘性があるので
移動がしにくい。更に、ヘマトクリット値が高くなるほ
ど、つまり赤血球が多くなるほど、粘性が高くなり移動
しにくくなる。

【００１２】その粘性の問題を回避するために、場合に
よっては、毛細管現象が起こらないような空間領域の隙
間の大きな試験具を使用することも考えられる。本発明
の目的は、かかる従来の毛細管現象のみを利用した液体
試料移送方法による問題点を解決するためになされたも
ので、液体試料供給部に供給された液体試料を測定部ま
で確実且つ迅速に液体移送路を移送させる液体試料移送
方法及び液体試料分析用試験具を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は液体試料移送方
法であり、前述した技術的課題を解決するために以下の
ように構成されている。すなわち、本発明は、液体試料
供給部からこれと間隔をあけた位置にある測定部まで液
体移送路を通って液体試料を毛細管流により移送する方
法において、前記液体試料供給部に液体試料を供給する
こと、前記液体移送路に外部から振動エネルギーを加
え、前記液体供給部に供給された前記液体試料の毛細管
流による移動を前記振動エネルギーにより促進させて前
記測定部まで前記液体移送路を移動させることを特徴と
する（請求項１に対応）。 ＜液体試料移送方法の発明における具体的構成＞本発明
の液体試料移送方法は、前述した必須の構成要素からな
るが、その構成要素が具体的に以下のような場合であっ
ても成立する。その具体的構成要素とは、前記液体移送
路内での前記液体試料の毛細管流による移動を前記振動
エネルギーにより促進させる方法が、少なくとも前記測
定部から前記液体試料供給部へ向かって前記液体移送路
内を伸長し且つ自由に動く少なくとも１本の糸又は糸状
物を設置し、前記糸又は糸状物に外部から振動エネルギ
ーを加えて前記糸又は糸状物にべん毛的運動をさせるこ
とにより、前記液体試料供給部に供給された一定量の前
記液体試料の毛細管流による移動を促進させて前記測定
部まで移動させることである（請求項２に対応）。

【００１４】また、本発明の液体試料移送方法におい
て、前記液体試料供給部から一定量の液体試料が前記液
体移送路に供給されたことを検知した時、前記振動エネ
ルギーの付与を開始することも好ましい（請求項３に対
応）。この場合の検知手段としては、光学的検知手段
（請求項４に対応）或いは電気伝導度および電気抵抗の
電気化学的手段（請求項５に対応）を用いることができ
る。

【００１５】また、本発明の液体試料移送方法におい
て、外部から加える前記振動エネルギーが、１Ｈｚから
１０００００Ｈｚの振動数であることも好ましい（請求
項６に対応）。

【００１６】更に、本発明は液体試料分析用試験具であ
り、前述の技術的課題を解決するために以下ように構成
されている。すなわち、本発明の液体試料分析用試験具
は、液体試料供給部と、これと間隔をあけた位置にある
測定部と、前記液体試料供給部と前記測定部との間を連
通する液体移送路と、前記液体移送路に外部からの振動
エネルギーを付与する手段とを含み、前記液体試料供給
部に供給された一定量の液体試料の毛細管流による移動
を前記振動エネルギー付与手段により促進させて前記液
体移送路を通って前記測定部まで移送させることを特徴
とする（請求項７に対応）。 ＜液体試料分析用試験具の発明における具体的構成＞本
発明の液体試料分析用試験具は、前述した必須の構成要
素からなるが、その構成要素が具体的に以下のような場
合であっても成立する。その具体的構成要素とは、前記
振動エネルギー付与手段が、前記液体移送路に配置され
且つ自由に動く少なくとも１本の糸又は糸状物であり、
この糸又は糸状物に外部からの振動エネルギーを付与す
ることによってべん毛的運動を行わせ、前記液体試料供
給部に供給された一定量の液体試料の毛細管流による移
動を促進させて前記測定部まで移動させることを特徴と
する（請求項８に対応）。

【００１７】また、本発明の液体試料分析用試験具にお
いて、前記液体試料供給部から一定量の液体試料を前記
液体移送路に供給されたことを検知する検知用要素を有
することを特徴とする（請求項９に対応）。その場合、
前記検知要素が光学的検知部からの光を透過可能な窓と
することができる（請求項１０に対応）。或いは、前記
検知要素が電気伝導度及び電気抵抗の電気化学的に検知
する手段であってもよい（請求項１１に対応）。

【００１８】更にまた、本発明の液体試料分析用試験具
において、外部から加えられる振動エネルギーを１Ｈｚ
から１０００００Ｈｚの振動数とすることが好ましい
（請求項１２に対応）。

【００１９】このような構成の液体試料移送方法による
と、例えば患者が自ら採血した血液を試料として液体試
料供給部に供給する。これだけでは液体試料である血液
は毛細管流のみにより液体移送路を流れるためその速度
は非常に遅い。そこで、この液体移送路に外部から振動
エネルギーを付与する。これにより液体試料は、液体移
送路での毛細管流による移動が促進され、測定部に向か
って迅速に移動する。

【００２０】その場合、液体移送路に少なくとも１本の
糸又は糸状物を設置し、これに外部からの振動エネルギ
ーを付与することでべん毛的運動をさせるようにする
と、液体試料の毛細管流による移動の促進効果は大き
く、液体移送路を迅速に測定部に向かって移動する。

【００２１】また、前記液体試料供給部から一定量の液
体試料が前記液体移送路に供給されたことを検知する検
知用要素を液体試料分析用試験具に設ければ、液体移送
路における液体試料の検知を利用して振動エネルギーを
選択的に付与をさせることができ、振動エネルギーの付
与を効率化することができる。

【００２２】なお、外部から加えられる振動エネルギー
を１Ｈｚから１０００００Ｈｚの振動数とすることは、
液体試料の確実且つ迅速なる移動に一層の効果を与え
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液体試料移送方法
及び液体試料分析用試験具を図に示される実施形態につ
いて更に詳細に説明する。図１ないし図３には、本発明
の一実施形態に係る液体試料分析用試験具１０が示され
ている。この液体試料分析用試験具１０は、基本的には
ある厚みのある矩形状の板状部材１１を含む。

【００２４】この板状部材１１には、その長手方向に伸
長する通路１２がその内部に形成され、この通路１２は
板状部材１１の一端面に形成された開口部１３により外
部に開放している。この通路１２が液体移送路であり、
またこの通路１２を外部に開放してる板状部材一端面の
開口部１３が液体試料供給部である。そして、この通路
１２は、板状部材１１の他端面に形成された楕円状の小
さな開口部１４によっても外部に開放している。この開
口部１４は後述する作用の説明から明らかなように空気
抜きとして機能するものである。

【００２５】板状部材１１に形成された通路１２には、
開口部１３と反対側の端部近傍に試薬層１５が配置され
ている。この試薬層１５は、多孔性または非多孔性フィ
ルムに、試薬液を塗布又は印刷などによって形成して構
成されている。このような試薬層１５は、開口部１３か
ら供給され且つ通路１２を移送された液体試料を試薬液
に反応させて、その結果を例えば外部から光学的手段等
を使用して測定する。そのため、この部分が測定部１６
となる。

【００２６】また、この液体試料分析用試験具１０で
は、開口部１４が形成されている端面に１本の糸又は糸
状物１８の一端部１８ａが適当な接着剤などで固着さ
れ、その他端部１８ｂは図２から明らかなように開口部
１４から通路１２の内部へ進入し、試薬層１５を越えて
液体試料供給部として作用する開口部１３の近傍に位置
している。その際、この糸又は糸状物１８の他端部１８
ｂは、まったくのフリー即ちどこにも固定されたりして
はいない。

【００２７】次に、本発明の液体試料移送方法を含め
て、この液体試料分析用試験具１０の使用法について説
明する。最初に、この液体試料分析用試験具１０を図４
に示されるように専用の測定装置Ａにセットする。この
測定装置Ａは、液体試料の供給を検知する検知部（図示
せず）、試薬層での反応を測定する測光部（図示せ
ず）、および振動エネルギー発生部（図示せず）を備え
ている。

【００２８】このような測定装置Ａに液体試料分析用試
験具１０がセットされると、次いで、少量の液体試料Ｂ
が図５に示されるように液体試料分析用試験具１０にお
ける板状部材１１の開口部１３から通路１２内に供給さ
れる。これにより、液体試料Ｂは毛細管現象により図６
に示されるように通路１２内を測定部１６側に移動しは
じめる。

【００２９】液体試料Ｂが開口部１３と測定部１６との
ほぼ中間部付近における検知位置１９にくると、測定装
置Ａ内に設けらた検知部がこれを検知する。この検知部
は、当然のことではあるが検知位置１９の下方位置に存
するように測定装置Ａ内に設けられている。

【００３０】この検知部は、液体試料が通路１２に供給
されたことを検知し、測定開始時間を的確に知り、測定
精度をより高めることに寄与する。この検知部は、例え
ば液体試料が血液の場合、ヘモグロビンの吸収波長で光
学的に検知することができるし、端子を仕込んで電気伝
導度や電気抵抗値を電気化学的に検知することもでき
る。

【００３１】このようにして、検知部が、通路１２内へ
の液体試料の一定量供給を検知すると、振動エネルギー
発生部が作動する。この振動エネルギー発生部からの振
動エネルギーは、板状部材１１の他端面に固定された糸
又は糸状物１８の一端１８ａに付与される。これによっ
て、振動エネルギーが糸または糸状物１８に伝わり、そ
の結果これが波動曲線的に振動すると、液体試料が糸ま
たは糸状物１８にまとわりつくように追従し、その結果
液体試料の毛細管流による移動を促進させて図７に示さ
れるように液体試料Ｂを測定部１６へと移送する。

【００３２】そして、一定量の液体試料Ｂが所定時間内
に測定部１６の試薬層１５に到達すると、試薬層１５と
反応し、これを測定装置Ａの測光部が測定してその結果
を例えばディスプレーやプリンター等に出力する。従っ
て、測定を行うための測光部は、この液体試料分析用試
験具１０が測定装置Ａにセットされた際に試薬層１５が
配置された測定部１６の直下に存するように測定装置Ａ
内に位置している。

【００３３】なお、前述した実施形態における液体試料
分析用試験具１０において、液体移送路として機能する
通路１２は、その断面が四角形、円形又は多角形等でも
よく、或いは凹状に形成された溝状部であってもよい。
また、液体試料供給部として機能する開口部１３は、板
状部材１１の表面に形成されていてもよい。

【００３４】更に、通路１２内に供給される液体試料に
振動エネルギーを付与する手段としての糸または糸状物
１８は、木綿、羊毛、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポ
リエステル繊維などからなる糸、若しくは、鉄、アルミ
ニウムなどからなる糸などから選ばれるか、又はその組
み合わせでもよく、或いは鎖のように輪状物が連結した
ような形状の糸状物でもよい。

【００３５】そして、このような糸または糸状物１８の
配置方法は、種々の方法が考えられる。例えば、多くの
糸または糸状物１８を壁面に設置する方法なども含まれ
るが、開口部１４を通して、試験具１０の一端に接着す
るのが好ましい。そして、その接着点（糸又は糸状物１
８の端縁部１８ａ）から開口部１４に至る区間におい
て、振動エネルギーを糸または糸状物１８に与えること
が好ましい。

【００３６】また、測定部１６における試薬層中の成分
は、測定対象物によって異なるが、長年にわたって知ら
れている種々のものを使用することができる。更に、測
定対象物の例としては、血液中のグルコース、ケトン
体、コレステロールや尿中のｐＨ、蛋白質、ビリルビン
などがある。

【００３７】更に、外部から加える振動エネルギーは、
１Ｈｚから１０００００Ｈｚの振動数、より好ましくは
１０Ｈｚから１０００Ｈｚの振動数を有するのが望まし
い。この液体試料分析用試験具１０を構成する板状部材
１１の材質については、木、紙、プラスティックなどの
使用が考えられるが、寸法的精度、安定性の面から一般
的にはプラスティックが好適である。従来のこの種の試
験具でプラスティックを用いると、疎水性のために液の
移送が困難となるが、本発明の液体試料分析用試験具に
よれば、振動エネルギーを液体移送路即ち通路１２に付
与することで液体試料を強制的且つ確実に移送させるた
め、その様な問題は起こらない。

【００３８】また、液体試料の移動を目的とした液体移
送路即ち通路１２の一部において、一定量の試料液体が
供給されたことを光学的に検知する場合、試験具の少な
くとも検知位置１９と測定部１６は光透過性の窓部１７
としておく必要がある。

【００３９】なお、前述した実施形態では、液体移送路
での液体試料の毛細管流による移動を促進させるために
糸又は糸状物を介して振動エネルギーを液体試料に伝達
するようにされていたが、例えば板状部材１１に振動を
直接付与することによって液体試料の毛細管流を促進さ
せることができることは言うまでもない。

【００４０】

【実施例】本発明の液体試料分析用試験具１０により液
体試料として例えば血液を分析する場合の例について説
明する。少量の血液をこの液体試料分析用試験具１０に
おける液体試料供給部である開口部１３に供給する。す
ると、血液は、そこから毛細管現象によって液体移送路
即ち通路１２を測定部１６方向へ移動しはじめ、開口部
１３と測定部１６との間のほぼ中間点の検知位置１９を
通過した時、測定装置Ａの検知部が一定量供給されたこ
とを検知する。

【００４１】この検知により測定装置Ａ内の振動エネル
ギー発生部が作動して糸又は糸状物に振動エネルギーを
付与し、この糸又は糸状物を波動曲線的に振動させる。
その結果、血液は液体移送路での毛細管流による移動が
促進され、これにより短時間で、強制的に且つ確実に測
定部１６へ移動する。次いで、血液は、測定部１６にお
いて試薬層１５と反応し、その結果は測定装置Ａの測光
部にて測定される。測定は、一般的に、得られた反射率
を固定検量線によって、血液中の求める成分の濃度に換
算して行われる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体試料
移送方法及び液体試料分析用試験具によれば、液体移送
路に振動エネルギーを付与し、この振動エネルギーを利
用して液体試料の毛細管流による移動を促進させること
で積極的に移送させるようにしたことから、液体試料供
給部に供給された液体試料はその一定量を所定の時間内
に確実に液体移送路を通って測定部に移送される。

【００４３】しかも、本発明の液体試料移送方法及び液
体試料分析用試験具によれば、この確実な液体試料の移
送は、液体の性状、例えば血液の粘性の差などによって
影響を受けることがなく、どのような液体試料について
も適用可能であるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液体試料分析用試験
具を示す断面図である。

【図２】図１に示される液体試料分析用試験具を２−２
線沿って切断して示す断面図である。

【図３】図２に示される液体試料分析用試験具の端面図
である。

【図４】図１に示される液体試料分析用試験具を測定装
置にセットした状態を概略的に示す斜視図である。

【図５】図１に示される液体試料分析用試験具を用いて
液体試料である血液を検査する最初の操作ステップを示
す構成説明図である。

【図６】図５に示される状態に続いて液体試料分析用試
験具の液体試料供給部に血液を供給した後、血液が通路
を検知位置に移動してきた状態を示す構成説明図であ
る。

【図７】図６に示される状態に続いて液体試料分析用試
験具の通路を移動する血液が波動曲線的に振動する糸ま
たは糸状物にまとわりつくように追従して測定部に移動
する状態を示す構成説明図である。

【図８】図７に示される状態に続いて液体試料分析用試
験具の通路を移動する血液が測定部に到達して、試薬層
に接触して反応する状態を示す構成説明図である。

【符号の説明】

１０ 液体試料分析用試験具 １１ 板状部材 １２ 通路（液体移送路） １３ 開口部（液体試料供給部） １４ 開口部 １５ 試薬層 １６ 測定部 １７ 光透過性窓部 １８ 糸又は糸状物 １８ａ 一端部（固着端部） １８ｂ 他端部（フリー端部） １９ 検知位置

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体試料供給部からこれと間隔をあけた
   位置にある測定部まで液体移送路を通って液体試料を毛
   細管流により移送する方法において、 前記液体試料供給部に液体試料を供給すること、 前記液体移送路に外部から振動エネルギーを加え、前記
   液体供給部に供給された前記液体試料の毛細管流による
   移動を前記振動エネルギーにより促進させて前記測定部
   まで前記液体移送路を移動させることを特徴とする液体
   試料移送方法。
2. 【請求項２】 前記液体移送路内での前記液体試料の毛
   細管流による移動を前記振動エネルギーにより促進させ
   る方法が、少なくとも前記測定部から前記液体試料供給
   部へ向かって前記液体移送路内を伸長し且つ自由に動く
   少なくとも１本の糸又は糸状物を設置し、前記糸又は糸
   状物に外部から振動エネルギーを加えて前記糸又は糸状
   物にべん毛的運動をさせることにより、前記液体試料供
   給部に供給された一定量の前記液体試料の毛細管流によ
   る移動を促進させて前記測定部まで移送させることを特
   徴とする請求項１に記載の液体試料移送方法。
3. 【請求項３】 前記液体試料供給部から一定量の液体試
   料が前記液体移送路に供給されたことを検知した時、前
   記振動エネルギーの付与を開始することを特徴とする請
   求項１又は２項に記載の液体試料移送方法。
4. 【請求項４】 前記液体試料供給部から一定量の液体試
   料が前記液体移送路に供給されたことの検知を光学的手
   段によって行うことを特徴とする請求項３に記載の液体
   試料移送方法。
5. 【請求項５】 前記液体試料供給部から一定量の液体試
   料が前記液体移送路に供給されたことの検知を電気伝導
   度および電気抵抗の電気化学的手段によって行うことを
   特徴とする請求項３に記載の液体試料移送方法。
6. 【請求項６】 外部から加える前記振動エネルギーが、
   １Ｈｚから１０００００Ｈｚの振動数であることを特徴
   とする請求項１、２、３、４又は５項に記載の液体試料
   移送方法。
7. 【請求項７】 液体試料供給部と、これと間隔をあけた
   位置にある測定部と、前記液体試料供給部と前記測定部
   との間を連通する液体移送路と、前記液体移送路に外部
   からの振動エネルギーを付与する手段とを含み、前記液
   体試料供給部に供給された一定量の液体試料の毛細管流
   による移動を前記振動エネルギー付与手段により促進さ
   せて前記液体移送路を通って前記測定部まで移送させる
   ことを特徴とする液体試料分析用試験具。
8. 【請求項８】 前記振動エネルギー付与手段が、前記液
   体移送路に配置され且つ自由に動く少なくとも１本の糸
   又は糸状物であり、この糸又は糸状物に外部からの振動
   エネルギーを付与することによってべん毛的運動を行わ
   せ、前記液体試料供給部に供給された一定量の液体試料
   の毛細管流による移動を促進させて前記測定部まで移動
   させることを特徴とする請求項７に記載の液体試料分析
   用試験具。
9. 【請求項９】 前記液体試料供給部から一定量の液体試
   料が前記液体移送路に供給されたことを検知する検知用
   要素を有する請求項７又は８項に記載の液体試料分析用
   試験具。
10. 【請求項１０】 前記検知要素が光学的検知部からの光
    を透過可能な窓であることを特徴とする請求項９に記載
    の液体試料分析用試験具。
11. 【請求項１１】 前記検知要素が主として電気伝導度及
    び電気抵抗の電気化学的に検知する手段であることを特
    徴とする請求項９に記載の液体試料分析用試験具。
12. 【請求項１２】 外部から加えられる振動エネルギー
    が、１Ｈｚから１０００００Ｈｚの振動数であることを
    特徴とする請求項７、８、９、１０又は１１項に記載の
    液体試料分析用試験具。