JPH1026625A

JPH1026625A - 小型分析装置及びその駆動方法

Info

Publication number: JPH1026625A
Application number: JP18073596A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Shinohara; 悦夫篠原; Nobuyoshi Tajima; 信芳田島; Seiji Kondo; 聖二近藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-01-27
Anticipated expiration: 2016-07-10
Also published as: JP3834357B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術による検出部は、多数の微小部品で複
雑に構成され非常に高価であった。試薬も１種類しか使
用できず、センサを正確に校正できない。分離可能な構
成においては、検出部から液体ハンドリング部に血液等
の試料が流入すると流路が詰まる恐れがある。また、露
出すると試薬が乾燥して流路が詰まる恐れがある。【解決手段】本発明は、電気的な制御及びデータ処理部
１と、検出部２と、液体ハンドリング部３とで構成さ
れ、検出部２が他の部位と脱着可能な接続部１４，１
５，１６を介して分離され、その接続部は電気的な接続
と流体の接続を含み、測定試料は空気又は試薬を介して
間接的に移動される小型分析装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生化学分析、免疫
分析、ＤＮＡ検査等の医療上の検査や一般の理化学分析
に関わる分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のエレクトロニクスやセンサ技術の
進展は目覚ましく、それらを分析装置に取り入れること
により、分析装置を非常に小型に製作することができ
る。例えば、臨床検査機器の分野でも、ＰＯＣ（Point
of Care)と称される語句が浸透しつつある。つまり、種
々の検査システムが設置された中央検査室で行われる検
査以外にも、病室や手術室等のベッドサイドや医院、救
急車両のようなドクターカー等の医療の現場でタイムリ
ーな検査を行うというものであり、そのためには非常に
小型の分析装置が必要となっている。

【０００３】このような分析装置としては、例えば、Ｕ
ＳＰ５，０９６，６６９号に "DISPOSABLE SENSING DEV
ICE FOR REAL TIME FLUID ANALYSIS" として、開示され
るような、複数のセンサアレイを有する使い捨てタイプ
の検出部と電気的な読み取り部分からなる分析装置が提
案されている。

【０００４】これは、使い捨て可能な検出部内にセンサ
アレイと試薬を装備し、測定操作を検出部内で全て行う
ため、小型で簡便な測定が出来るようになっている。ま
た、液体のハンドリングも、この検出部内で全て行い、
測定後に検出部を廃棄するため、血液等の試料による流
路の目詰まり等の問題を生じることもない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
技術による検出部は、センサアレイと試薬を装備し、測
定操作をこの検出部内で全て行うのでは構成が複雑にな
り、且つ多数の微小部品で構成されているため、検出部
が非常に高価なものになるという欠点がある。

【０００６】また、試薬においても、１種類しか使用で
きないため、センサを正確に校正できないという欠点が
ある。さらに、検出部を安価なものにするには構造を単
純化し、センサアレイと流路及び廃液リザーバ程度に限
定できれば良いが、試薬の供給や試料のハンドリングに
対応する必要が出てくる。また、検出部に一体的に試薬
を保持する場合には、検出部のサイズや液体のハンドリ
ングの困難さから複数の試薬を取り扱うことは難しい。

【０００７】また、単に複数の試薬の供給や試料のハン
ドリング可能な構成にすると、検出部と電気的な制御及
びデータ処理部、液体ハンドリング部等との接続を考慮
する必要がある。この時、検出部から液体ハンドリング
部に血液等の試料が流入すると流路が詰まる恐れがあ
る。

【０００８】さらに、検出部を液体ハンドリング部から
切り離した場合、液体ハンドリング部の流路が露出する
と試薬が乾燥して流路が詰まる恐れがある。本発明はこ
の点に着目し、検出部を液体ハンドリング部から切り離
したときや逆流時の詰まり防止構造を有する接続部を提
供することを課題とする。

【０００９】そこで本発明は、検出部が安価で、且つ複
数の試薬を用いて正確に校正でき、逆流及び流路の露出
が無く、複数の試薬の供給や試料のハンドリング可能な
小型分析装置及びその駆動方法を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、液体からなる測定試料を分析する小型分析
装置において、液体若しくは気体からなる媒体若しく
は、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを、
任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンド
リング手段と、前記媒体若しくは、外部から注入された
測定試料を移動させる流路及び、前記流路を通じて導入
された前記測定試料から所望データの検出を行う検出部
を有する検出手段と、前記検出手段により検出されたデ
ータを処理し、且つ各構成部位を電気的に制御する電気
的な制御及びデータ処理手段と、を具備し、少なくとも
前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段と着脱する
ための接続部を介して接続され、その接続部には、電気
的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体ハンドリン
グ手段で前記媒体を移動させることにより、前記測定試
料を間接的に前記検出手段内で検出部への装填と、排出
のための移動を行う小型分析装置を提供する。

【００１１】また、互いに接続部を有し着脱可能で、流
路が接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有
し、前記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料
を注入し分析する小型分析装置の駆動方法において、液
体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を
実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリング
部の流路内を移動させることにより、その流路に接続部
を介して接続された検出部までの流路中に注入された測
定試料を移動させ、及び検出部から廃棄させる小型分析
装置の駆動方法を提供する。

【００１２】以上のような構成の小型分析装置は、電気
的な制御及びデータ処理手段がポンプやバルブの制御、
及びセンサからのデータを処理し、測定結果を告知す
る。この試料は、液体ハンドリング部に設置されたポン
プを用い、試薬又は気体等の媒体の移動に伴って、間接
的に移動させられる。よって、検出手段側の流路中に設
けられた試料注入部に滴下された試料は、液体ハンドリ
ング部の流路内や部位内に試料が入り込まず、センサに
装填され、及び液体ハンドリング手段からの試薬を検出
部に装填し、測定を行い、その後の試料及び試薬は、廃
液として廃液サーバに貯留される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１には、本発明によ
る小型分析装置としての第１の実施形態の構成例を示し
説明する。

【００１４】この小型分析装置は、大別して、電気的な
制御及びデータ処理部１、検出部２及び、液体ハンドリ
ング部３の３つの部分に分かれている。前記電気的な制
御及びデータ処理部１は、ＣＰＵやＩＣ等の電子・電気
部品等で構成される。検出部２は、センサ８、試料注入
部９、廃液リザーバ１０及び接続コネクタ１４，１５，
１６からなる。また液体ハンドリング部３は、マイクロ
ポンプ６，７、マイクロバルブ５、試薬流入口４、試薬
流路１２及び、接続コネクタ１３等が複数組み合わされ
てできている。

【００１５】前記検出部２のセンサ８は、単独または複
数が集積されているものが使用可能であり、種類も電気
化学的、光学的な原理を用いたＮa 、Ｋ等の電解質、グ
ルコース、ＢＵＮ（尿素窒素）等の酵素反応を用いるも
の、血液ガスと呼ばれるＰＯ₂ 、ＰＣＯ₂ 、ｐｈ等のセ
ンサを種々用いることが可能である。

【００１６】前記試料注入部９は、試料を注入した後、
注入後蓋を被せ流路を閉鎖させてから液体試料を移動さ
せる。廃液リザーバ１０は比較的大容積の中空部であ
り、センサ８で測定が終了した試料や試薬を一時的にた
め込むために使用される。接続コネクタ１４，１５，１
６は、試薬および試料を検出部内で移動させるための液
体及び空気用の接続部である。

【００１７】液体ハンドリング部３のマイクロポンプ６
およびマイクロバルブ５としては、以下のようなものを
使用することが可能である。例えば、特願平１−２１３
５２３号、特願平６−９５７４５号には、マイクロバル
ブがそれぞれ開示され、特願平１−２６６３７６号に
は、マイクロポンプについて開示されている。気体用バ
ルブは、すでに販売されており、例えば、米国の Redwo
od Microsystems 社から商品名「Fluistor」がある。こ
のバルブの大きさは、５．５×６．５×２ｍｍであり、
３０ｍｌ／ｍｉｎの流速を得ることが出来る。

【００１８】また試薬流入口４は、外部の試薬貯留部か
ら試薬を導入するためのもので目的に合わせ多数設置す
ることが可能である。試薬流路１２は、ポンプ、バルブ
の配置及び流体制御の目的により、適宜配置される。接
続コネクタ１３は、検出部の接続コネクタ１４と接続し
て、液体若しくは気体との連絡を確保するためのもので
ある。

【００１９】前記電気的な制御及びデータ処理部１は、
ポンプやバルブの制御、及びセンサからの信号を処理
し、ディスプレイ等に測定結果を出力するためのもので
ある。検出部２は、試料注入部９に滴下された試料、及
び液体ハンドリング部３からもたらされた試薬の測定と
測定後の廃液を貯留する。この時試料は液体ハンドリン
グ部に設置されたポンプを用い、試薬又は気体による移
動のための媒体を通して間接的に移動させられるが、液
体ハンドリング部３には入り込まないようになってい
る。

【００２０】この液体ハンドリング部３は、主にポンプ
とバルブから構成され、試薬を複数扱うことが可能で、
その場合バルブ開閉の組み合わせで異なった試薬の間に
は、空気を挿入し、コンタミネーションをできるだけ減
少させることもできる。また、検出部２の流路との接続
を接続コネクタ１４，１５，１６で行い、ポンプの駆動
力を液体ハンドリング部３と検出部２に行き渡らせるこ
とができる。

【００２１】このように分析装置の機能を分離し、液体
のハンドリング方法を考慮することにより、使い捨てタ
イプの検出部２を単純な構造にして、できるだけ廉価で
製造することができる。

【００２２】また、液体ハンドリング部３は、複数の試
薬を扱うことができるため、検出部２のセンサの校正も
精密となり、正確な測定が可能となる。なお、本実施形
態の各構成は、勿論、各種の変形や変更が可能である。
例えば、電気的な制御及びデータ処理部１と液体ハンド
リング部３を一体化させることも可能である。また、検
出部２は使い捨てとしたが、廃液リザーバ１０をさら
に、大きくして複数回の測定に用いることも可能であ
る。

【００２３】また、液体ハンドリング部３による空気若
しくは、試薬の移動によって、検出部２の試料の移動を
行っているが、これに限定されるものではなく、移動さ
せるための媒体は、空気以外の気体であっても良いし、
試薬以外の液体であっても良い。

【００２４】次に図２を参照して、本発明による小型分
析装置の第２の実施形態について説明する。図２は、小
型分析装置における検出部２と液体ハンドリング部３の
部品配置を模式的に示したものであり、前述した第１の
実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその
説明を省略する。つまり、ポンプ２０、バルブ２２，２
７，２８，２９，３０，３１、試料注入部２５、センサ
２６及び、廃液リザーバ３３は第１の実施形態と同じも
のが用いられる。

【００２５】この小型分析装置において、検出部２は、
蓋２４、試料注入部２５、センサ２６、廃液リザーバ３
３、接続コネクタ２１ａ，２３ａ，３２ａ，３４ａから
なり、各部品間は流路で結ばれている。すなわち、接続
コネクタ２１ａとセンサ２６が流路で結ばれ、このセン
サ２６を介して、反対側から試料注入部２５を介して接
続コネクタ２３ａまでの流路が形成されている。この流
路は、試料注入部２５とセンサ２６の間で分岐し、接続
コネクタ３４ａに繋がっている。

【００２６】さらに、この流路は分岐して、廃液リザー
バ３３に繋がり、廃液リザーバ３３の反対側から接続コ
ネクタ３２ａに繋がっている。前記液体ハンドリング部
３は、ポンプ20、バルブ２２，２７，２８，２９，３
０，３１及び、接続コネクタ２１ｂ，２３，３４ｂ，３
２ｂからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、
ポンプ２０は、接続コネクタ２１ｂに接続し、バルブ２
２は、接続コネクタ２３ｂ、バルブ３１は、接続コネク
タ３２ｂに接続する。試薬流入口３５は、バルブ２８に
繋がり、さらにバルブ２７及び接続コネクタ３４ｂに接
続する。同様に、もう１種の試薬導入口３６はバルブ２
９に繋がり、さらにバルブ３０及び接続コネクタ３４ｂ
に接続する。

【００２７】この様に構成された小型分析装置の動作に
ついて説明する。まず、試料注入部２５に試料を注入
し、蓋２４を被せて試料注入部25を密封し測定を開始す
る。

【００２８】始めに、バルブ２２を開き、バルブ２７，
２８，２９，３０，３１を閉じて、ポンプ２０により吸
引を行うと、試料がセンサ２６に導入され測定される。
次に、バルブ３１を開き、バルブ２７，２８，２９，３
０，２２を閉じて、ポンプ２０により排出を行うと、試
料がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排斥され貯留さ
れる。そしてバルブ２８，２７を交互に開閉し、バルブ
２２，２９，３０，３１を閉じたままポンプ２０により
吸引を行うと、空気で分画された試薬がセンサ２６に導
入され測定される。

【００２９】次に、バルブ３１を開き、バルブ２７，２
８，２９，３０，２２を閉じて、ポンプ２０により排出
を行うと、試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３に排
斥され貯留される。もう一種の試薬についても同様の操
作を行う。

【００３０】すなわち、バルブ２９と３０を交互に開閉
し、バルブ２２，２７，２８，３１を閉じたままポンプ
２０により吸引を行うと、空気で分画されたもう一種の
試薬がセンサ２６に導入され測定される。次に、バルブ
31を開き、バルブ２７，２８，２９，３０，２２を閉じ
て、ポンプ２０により排出を行うと試薬がセンサ２６か
ら廃液リザーバー３３に排斥され貯留される。

【００３１】従って、このように分析装置の機能を分離
し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い
捨ての検出部２を簡易化し、これまで以上の廉価なコス
トで製造することができる。

【００３２】また、試料は、詰まりが生じやすいポンプ
やバルブには直接接触せず、検出部2 内のみを移動する
だけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができ
る。さらに、試料の測定結果と２種の試薬による校正結
果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できる
ようになる。

【００３３】なお、本実施形態の各構成は、勿論、各種
の変形や変更が可能である。例えば、電気的な制御及び
データ処理部１と液体ハンドリング部３を一体化させる
ことも可能である。また、検出部２は使い捨てとした
が、廃液リザーバ１０の容量を大きくして複数回の測定
に用いることも可能である。さらに、ハンドリングする
試薬の種類も２種に限定する必要はなく、何種でも可能
である。本実施形態では、試料測定の後に試薬の測定を
行ったが、逆の順で測定することもまた、使用の測定の
前後に試薬の測定を行い、センサのドリフトのチェック
も行いながらより精密に測定することも可能である。

【００３４】次に図３を参照して、本発明による小型分
析装置の第３の実施形態について説明する。図３は、小
型分析装置における検出部２と液体ハンドリング部３の
部品配置を模式的に示したものであり、前述した第１の
実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその
説明を省略する。つまり、ポンプ４０、４３、バルブ２
７、２８、２９、３０、４４、４５、試料注入部２５、
センサ２６、廃液リザーバ３３が第１の実施形態のもの
と同じ部位である。

【００３５】この小型分析装置において、検出部２は、
蓋２４、試料注入部２５、センサ２６、廃液リザーバ３
３及び、接続コネクタ４１ａ，４１ｂからなり、各部品
間は、流路で結ばれる。すなわち、接続コネクタ４１ａ
と試料注入部２５が流路で結ばれ、試料注入部２５を介
して反対側からセンサ２６に流路が接続され、同時に接
続コネクタ４２ｂにも接続される。また、センサ２６の
反対側からは廃液リザーバ３３に繋がり廃液リザーバ３
３の反対側からは空気抜きのための流路が形成されてい
る。液体ハンドリング部３はポンプ４０，４３、バルブ
２７，２８，２９，３０，４４，４５、接続コネクタ４
１ｂ，４２ｂからなり、各部品間は流路で結ばれる。す
なわち、ポンプ４０はバルブ４５を介して接続コネクタ
４１ｂに接続する。試薬流入口３５はバルブ２８に繋が
り、さらにバルブ２７及びポンプ４３に接続する。同様
にもう１種の試薬導入口３６はバルブ２９に繋がり、さ
らにバルブ３０及びポンプ４３に接続する。ポンプ４３
の反対側からはバルブ４４を介して接続コネクタ４２ｂ
に接続されている。

【００３６】このように構成された小型分析装置の動作
について説明する。まず、試料注入部２５に試料を注入
し、蓋２４を被せて測定を開始する。始めにバルブ４５
を開き、バルブ２７，２８，２９，３０，４４を閉じて
ポンプ４０により排出を行うと試料がセンサ２６に導入
され測定される。測定終了後、更に同方向にポンプを駆
動させることにより、試料を廃液リザーバ３３に排斥貯
留することができる。次にバルブ４５，２９，３０を閉
じ、バルブ４４を開いたままバルブ２８とバルブ２７を
交互に開閉しながらポンプ４３を駆動させると空気によ
り分画された試薬がセンサ２６に導入され測定される。
測定後さらにバルブ４５を閉じてバルブ４４を開いたま
まポンプ４３を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液
リザーバ３３に排斥貯留される。もう一種の試薬につい
ても同様の操作を行う。

【００３７】すなわち、バルブ４５，２７，２８を閉
じ、バルブ４４を開いたままバルブ２９と３０を交互に
開閉しながらポンプ４３を駆動させると空気により分画
された試薬がセンサ２６に導入され測定される。測定後
さらにバルブ４５を閉じてバルブ４４を開いたままポン
プ４３を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液リザー
バ３３に排斥貯留される。

【００３８】従って、このように分析装置の機能を分離
し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い
捨ての検出部２を単純化し、できるだけ廉価で製造する
ことができる。また、試料は詰まりが生じやすいポンプ
やバルブには直接接触せず、検出部２内のみを移動する
だけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができ
る。さらに、試料の測定結果と２種の試薬による校正結
果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できる
ようになる。

【００３９】さらに第１の実施形態に比べ接続コネクタ
の数も２つに減るため、接液部での液漏れ等の不安定性
を減少させることができる。ポンプは２つに増えるが流
体の駆動方向は一方向であるのでポンプの構造も単純化
できる。

【００４０】なお、この発明の実施の形態の各構成は、
当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、電気的
な制御及びデータ処理部１と液体ハンドリング部３を一
体化させることも可能である。また、検出部２は使い捨
てとしたが、廃液リザーバ１０を大きくして複数回の測
定に用いることも可能である。

【００４１】ハンドリングする試薬の種類も２種に限定
する必要はなく何種でも可能である。本実施形態では試
料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定する
こともまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、セ
ンサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測定
することも可能である。

【００４２】次に、本発明による分析装置の第４の実施
形態としての小型分析装置について説明する。図４は、
小型分析装置における検出部２と液体ハンドリング部３
の部品配置を模式的に示したものであり、前述した第１
の実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してそ
の説明を省略する。すなわち、ポンプ５４、バルブ２
７，２８，２９，３０，５０、試料注入部２５、センサ
２６及び、廃液リザーバ３３は、前述した第１の実施形
態と同等である。

【００４３】検出部２は、蓋２４、試料注入部２５、セ
ンサ２６、廃液リザーバ３３及び、接続コネクタ５１
ａ，５２ａ，５３ａからなり、各部品間は流路で結ばれ
る。すなわち、接続コネクタ５１ａと試料注入部２５が
流路で結ばれ、試料注入部２５を介して反対側からセン
サ２６に流路が接続され、同時に接続コネクタ５２ａに
も接続される。また、センサ２６の反対側からは、廃液
リザーバ３３に繋がり廃液リザーバ３３の反対側からは
接続コネクタ５３ａに接続されている。

【００４４】液体ハンドリング部３は、ポンプ５４、バ
ルブ２７，２８，２９，３０，５０及び、接続コネクタ
５１ｂ，５２ｂ，５３ｂからなり、各部品間は流路で結
ばれる。すなわち、ポンプ５４は接続コネクタ５３ｂに
接続する。試薬流入口３５はバルブ２８に繋がり、さら
にバルブ２７及び接続コネクタ５２ｂに接続する。同様
にもう１種の試薬導入口３６はバルブ２９に繋がり、さ
らにバルブ３０及び接続コネクタ５２ｂに接続する。

【００４５】このように構成された小型分析装置の動作
について説明する。試料注入部２５に試料を注入し、蓋
２４を被せて測定を開始する。始めにバルブ５０を開
き、バルブ２７，２８，２９，３０を閉じてポンプ５４
により吸引を行うと試料がセンサ２６に導入され測定さ
れる。測定終了後更に吸引させることにより試料を廃液
リザーバ３３に排斥貯留することができる。次にバルブ
５０，２９，３０を閉じ、バルブ２８と２７を交互に開
閉しながらポンプ５４を駆動させると空気で分画された
試薬がセンサ２６に導入され測定される。測定後さらに
バルブ２８，２９，３０を閉じてバルブ２７を開いたま
まポンプ５４を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液
リザーバ３３に排斥貯留される。もう一種の試薬につい
ても同様の操作を行う。すなわち、バルブ５０，２７，
２８を閉じ、バルブ２９と３０を交互に開閉しながらポ
ンプ５４を駆動させると空気で分画された試薬がセンサ
２６に導入され測定される。測定後さらにバルブ２８，
２９，２７を閉じてバルブ３０を開いたままポンプ５４
を駆動させると試薬がセンサ２６から廃液リザーバ３３
に排斥貯留される。

【００４６】従って、このように分析装置の機能を分離
し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い
捨ての検出部２を単純化し、できるだけ廉価で製造する
ことができる。また、試料は詰まりが生じやすいポンプ
やバルブには直接接触せず、検出部２内のみを移動する
だけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができ
る。さらに、試料の測定結果と２種の試薬による校正結
果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できる
ようになる。

【００４７】さらに第２の実施形態に比べて、接続コネ
クタの数は１つ増え３個になるが、ポンプの駆動方向は
一方向で、且つ１個でよいのでポンプの構造が単純化で
き、液体ハンドリング部の構造も単純化できる。

【００４８】なお、この発明の実施の形態の各構成は、
当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、電気的
な制御及びデータ処理部１と液体ハンドリング部３を一
体化させることも可能である。また、検出部２は使い捨
てとしたが、廃液リザーバ１０を大きくして複数回の測
定に用いることも可能である。

【００４９】ハンドリングする試薬の種類も２種に限定
する必要はなく何種でも可能である。本実施形態では、
試料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定す
ることもまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、
センサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測
定することも可能である。

【００５０】次に、本発明による分析装置の第５の実施
形態について説明する。図５は、検出部２と液体ハンド
リング部３の接続コネクタ６２，６３の部分を拡大した
ものである。検出部２は実際には前述した第１，２，３
の実施形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実
施形態では、それらを搭載する基板６１のみを示してい
る。

【００５１】前記液体ハンドリング部３との接続は接続
コネクタ６３及び流路６４を介して行われる。液体ハン
ドリング部３も実際には第１，２，３の実施形態で述べ
た各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それ
らを搭載する基板６０のみを示している。同様に検出部
２との接続は接続コネクタ６２及び流路６６を介して行
われる。接続コネクタ６２と６３は互いに勘合する。ま
た、液体ハンドリング部３のコネクタ６２内の流路６６
には逆流防止弁６５が配置されている。逆流防止弁６２
は図に示すような形状の弾性部材からなり、逆方向に液
体が流れようとすると流路を閉鎖する。

【００５２】このように動作するために検出部からの試
料の流入を防ぐことができ、万一事故が起きても詰まり
やすいポンプや、バルブに試料が接触することがないの
で安定な分析が行えるようになる。

【００５３】逆流防止弁の材料としては、ステンレスの
ような錆びにくい金属や樹脂が用いられる。このような
細かい樹脂の弁を流路に形成するにはマイクロ光造形等
の技術を用いる必要がある。

【００５４】本実施形態では、メス型コネクタを液体ハ
ンドリング部３に配したが、検出部２に配することも可
能である。また、逆流防止弁を複数配置してその機能を
より効果的にすることも可能である。

【００５５】次に、本発明の分析装置の第６の実施形態
について説明する。図６は、検出部２と液体ハンドリン
グ部３の接続コネクタ７０，６３の部分を拡大したもの
である。検出部２は実際には第１，２，３の実施形態で
述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、
それらを搭載する基板６１のみを示している。外部との
接続は接続コネクタ６３及び流路６４を介して行われ
る。液体ハンドリング部３も実際には、第１，２，３の
実施の形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実
施形態では、それらを搭載する基板６０のみを示してい
る。外部との接続は接続コネクタ７０及び流路６６を介
して行われる。

【００５６】液体ハンドリング部３のコネクタ７０は、
弾性のある樹脂またはゴムでできており、加圧ピン７１
を用いて圧力が加えられている。図６（ａ）に示すよう
に、この圧力により流路６６の一端が閉鎖されている。
この時合わせ面７２の長さは合わせ面７３の長さより短
い。次に図６（ｂ）に示すように、検出部２の接続コネ
クタ６３を接続コネクタ７０に差し込むと合わせ面７２
は合わせ面７３と同じ長さに伸長して勘合するため、閉
じていた流路６６の一端が開き流路６４と連通する。

【００５７】このように動作するために検出部２を外し
ておいても流路が露出することがないので、その部分で
試薬が乾燥して詰まりが生じることがなくなり安定に測
定が行えるようになる。

【００５８】接続コネクタ７０の材料としては弾性のあ
る樹脂やゴムが用いられる。もう一方の接続コネクタ６
３は金属、硬質プラスティック、ガラス、セラミック等
の硬い材料が用いられる。

【００５９】以上の実施形態について説明したが、本明
細書には以下のような発明も含まれている。（１）電気的な制御及びデータ処理部１、液体ハンドリ
ング部３、検出部２からなる分析装置において、少なく
とも検出部２が他と脱着可能な接続部を介して分離さ
れ、その接続部は電気的な接続と流体の接続を含み、測
定試料は空気又は試薬を介して間接的に移動させられる
ことを特徴とする小型分析装置。

【００６０】これにより、分析装置を電気的な制御及び
データ処理部、液体ハンドリング部、検出部に分離し、
検出部のみを使い捨てにすることにより検査に要する費
用を安価にすることができる。また、液体ハンドリング
部で複数の液体を用いてセンサーのキャリブレーション
を行うことにより正確な測定ができる。

【００６１】（２）前記（１）項において、前記検出部
２は、少なくとも１個のセンサ２６、流路、廃液リザー
バ３３及びコネクタ２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂと
からなることを特徴とする小型分析装置。

【００６２】これにより、使い捨て検出部の構造が単純
になり、安価に製作できるようになる。（３）前記（１）項において、前記液体ハンドリング部
３がポンプ２０、バルブ２２，２７，２８，２９，３
０，３１からなり、試薬のみをハンドリングすることを
特徴とする小型分析装置の駆動方法。

【００６３】これにより、液体ハンドリング部のポンプ
やバルブ等のアクチュエータは非常に微細な構造を有す
るため血液等の試料を流通させると詰まる事があるが、
試料は試薬や空気を用いて間接的にハンドリングされる
ためアクチュエータに直接接触しないので詰まりにくく
なる。

【００６４】（４）前記（１）項において、ポンプが液
体用コネクタ２１ａ，２１ｂを介してセンサ２６と接続
し、該センサ２６を介してポンプ２０の反対側に試料受
け２５、試薬導入路及び、廃液用リザーバ３３が配置さ
れていることを特徴とする小型分析装置。

【００６５】このような構成により、液体ハンドリング
部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリング
する液体回路を実現することができる。また、検出部は
センサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が
単純になり、安価に製造することができる。また、液体
ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることが
できるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な
測定ができるようになる。

【００６６】（５）前記（４）項において、前記ポンプ
２０の空気吸引により試料をセンサ部に導入し、測定後
逆向きに空気排出により試料を移動させて廃液用リザー
バ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動
方法。

【００６７】これにより、ポンプは空気のみに接触し、
バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポ
ンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体
ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、
検出部のみを使い捨てで使用することができる。

【００６８】（６）前記（４）項において、前記ポンプ
２０の空気吸引により試薬をセンサ部に導入し、測定後
逆向きに空気排出により試薬を移動させて廃液用リザー
バ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動
方法。

【００６９】これにより前記（５）項と同様な作用効果
が得られる。（７）前記（１）項において、ポンプ４０が液体用コネ
クタ４１ａ，４１ｂと試料受け２５を介してセンサ２６
と接続し、同時に同方向から試薬もポンプ４３、液体用
コネクタ４２ａ，４２ｂを介して前記センサ２６に接続
され、前記センサ２６を介してそれらの反対側に廃液用
リザーバ３３が配置されていることを特徴とする小型分
析装置。

【００７０】このような構成により、液体ハンドリング
部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリング
する液体回路を実現することができる。また、検出部は
センサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が
単純になり、安価に製造することができる。また、液体
ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることが
できるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な
測定ができるようになる。さらに本方式では液体の接続
が２カ所に減るので接続箇所からの液漏れなどの不安定
性を減少させることができる。

【００７１】（８）前記（７）項において、前記ポンプ
４０の空気排出により試料をセンサ２６に導入し、測定
後さらに空気排気により試料を移動させて廃液用リザー
バ３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動
方法。

【００７２】これにより、ポンプは空気のみに接触し、
バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポ
ンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体
ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、
検出部のみを使い捨てで使用することができる。さらに
流体の駆動方向は１方向で済むのでポンプの機能も単純
化できる。

【００７３】（９）前記（７）項において、前記液体ポ
ンプ４３により、試薬を前記センサ２６に導入し、測定
後さらに試料を移動させて、前記廃液用リザーバ３３に
貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。

【００７４】これにより前記（８）項と同様な作用効果
が得られる。（１０）前記（１）項において、ポンプ５４が液体用コ
ネクタ５３ａ，５３ｂ、廃液リザーバ３３を介してセン
サ２６と接続し、該センサ２６を介してポンプの反対側
に試料受け25、試薬導入路が配置されていることを特徴
とする小型分析装置。

【００７５】このような構成により、液体ハンドリング
部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリング
する液体回路を実現することができる。また、検出部は
センサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が
単純になり、安価に製造することができる。また、液体
ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることが
できるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な
測定ができるようになる。さらに本方式では液体の接続
は３カ所であるが、液体の駆動方向が１方向にもかかわ
らずポンプの数は１つでよいので液体ハンドリング部の
構造も単純化できる。

【００７６】（１１）前記（１０）において、ポンプ５
４の空気吸引により試料をセンサ２６に導入し、測定後
さらに空気吸引により試料を移動させて廃液用リザーバ
３３に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方
法。

【００７７】このように、ポンプは空気のみに接触し、
バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポ
ンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体
ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、
検出部のみを使い捨てで使用することができる。さらに
流体の駆動方向は１方向で済むのでポンプの機能も単純
化できる。

【００７８】（１２）前記（１０）項において、ポンプ
の空気吸引により試薬をセンサ２６に導入し、測定後さ
らに空気吸引により試料を移動させて廃液用リザーバ３
３に貯留することを特徴とする小型分析装置。

【００７９】これにより前記（１１）項と同様な作用効
果が得られる。（１３）前記（１）において、接続部は電気的なコネク
タと液体用コネクタからなり、液体用コネクタには、逆
流防止弁６５が配設されていることを特長とする小型分
析装置。

【００８０】これにより、液体用コネクタに逆流防止弁
を配置することにより、液体ハンドリング部へ誤って血
液等の試料が流れ込むことを防止する。このような構成
とすることにより液体回路の詰まりによる故障や流量減
少による誤動作を防止することができ、安定な測定がで
きるようになる。

【００８１】（１４）前記（１）項において、接続部は
電気的なコネクタと液体用コネクタからなり、メス型の
液体用コネクタ６７は可撓性材料７０で形成され、加圧
ピン７１とオス型の液体用コネクタ６８の抜き差しによ
り、合わせ面７２の長さが変化することを特長とする小
型分析装置。

【００８２】これにより、メス型のコネクタ６７単独の
場合には加圧ピン７１により合わせ面７２が圧迫され
て、流路６６の一端が閉鎖され、オス型コネクタ６８を
差し込むことにより合わせ面７２がオス型コネクタの合
わせ面７３と同じ長さに伸長させられることにより流路
が開かれる。従って、流路が露出することがないので、
試薬が乾燥して詰まりが生じにくくなる。

【００８３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、検
出部が安価で、且つ複数の試薬を用いて正確に校正で
き、逆流及び流路の露出が無い構造で、複数の試薬の供
給や試料のハンドリング可能な小型分析装置及びその駆
動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小型分析装置としての第１の実施形態
の構成例を示す図である。

【図２】第２の実施形態としての小型分析装置の検出部
と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図であ
る。

【図３】第３の実施形態としての小型分析装置の検出部
と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図であ
る。

【図４】第４の実施形態としての小型分析装置の検出部
と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図であ
る。

【図５】第５の実施形態としての小型分析装置の検出部
と液体ハンドリング部の接続コネクタ部分を示す図であ
る。

【図６】第６の実施形態としての小型分析装置の検出部
と液体ハンドリング部の接続コネクタ部分を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…電気的な制御及びデータ処理部２…検出部３…液体ハンドリング部４…試薬流入口５…マイクロバルブ６，７…マイクロポンプ８…センサ９…試料注入部１０…廃液リザーバ１２…試薬流路１３，１４，１５，１６…接続コネクタ６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体からなる測定試料を分析する小型分
析装置において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正
を実施するための少なくとも１つの試薬のいずれかを、
任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンド
リング手段と、前記媒体若しくは、外部から注入された測定試料を移動
させる流路及び、前記流路を通じて導入された前記測定
試料から所望データの検出を行う検出部を有する検出手
段と、前記検出手段により検出されたデータを処理し、且つ各
構成部位を電気的に制御する電気的な制御及びデータ処
理手段と、を具備し、少なくとも前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段
と着脱するための接続部を介して接続され、その接続部
には、電気的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体
ハンドリング手段で前記媒体を移動させることにより、
前記測定試料を間接的に前記検出手段内で検出部への装
填と、排出のための移動を行うことを特徴とする小型分
析装置。
【請求項２】前記小型分析装置において、前記液体ハンドリング手段は、前記媒体若しくは試薬のいずれかを前記流路内で任意に
移動させるために、前記流路中に設けられた複数のバル
ブと、少なくとも１つのポンプと、を有し、前記検出手段は、前記液体ハンドリング手段の接続部の複数の流路端部と
前記検出手段の接続部の複数の流路端とをそれぞれ合致
させるコネクタ部と、前記ポンプに前記コネクタ部及び流路を介して接続され
る、前記検出部となる少なくとも１個のセンサアレイ
と、前記センサアレイに接続される流路中に設けられた前記
測定試料を注入するための試料注入口と、前記センサに流路により接続され、検出が終了した前記
測定試料を収納する廃液リザーバと、を有することを特
徴とする請求項１記載の小型分析装置。
【請求項３】互いに接続部を有し着脱可能で、流路が
接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有し、前
記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料を注入
し分析する小型分析装置の駆動方法において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正
を実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリン
グ部の流路内を移動させることにより、その流路に接続
部を介して接続された検出部までの流路中に注入された
測定試料を検出部内に移動させ、及び検出部から廃棄さ
せることを特徴とする小型分析装置の駆動方法。