JPWO2007063791A1 - 測定セル - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、上記のような従来の問題を解決し、光学窓部を保護することにより汚染や損傷による誤測定を防ぐことができる測定セルを提供することを目的とする。
試料を保持するための試料保持部、
前記試料保持部の内部に試料を供給するための開口部、
前記試料保持部の内部に光を入射し、前記試料保持部の外部に光を出射するための光学窓部、
前記試料保持部の外周に沿って移動可能に設けられ、前記光学窓部を保護するための保護カバー、及び
前記光学窓部を覆う位置に前記保護カバーを保持するための第1の保護カバー保持部、によって構成されている。
すなわち、本発明の測定セルは、試料を保持するための試料保持部、前記試料保持部の内部に試料を供給するための開口部、前記試料保持部の内部に光を入射し、前記試料保持部の外部に光を出射するための光学窓部、前記試料保持部の外周に沿って移動可能に設けられ、前記光学窓部を保護するための保護カバー、及び前記光学窓部を覆う位置に前記保護カバーを保持するための第1の保護カバー保持部、を備えている。
本発明の測定セルは、前記光学窓部および前記開口部を露出する位置に前記保護カバーを保持するための第2の保護カバー保持部、をさらに備えていてもよい。
本発明の測定セルは、前記開口部を覆う位置に前記保護カバーを保持するための第3の保護カバー保持部、をさらに備えていてもよい。
本発明の測定セルは、前記保護カバーの内側に吸収材が設置されていてもよい。以下、図面を参照しながら本発明の測定セルの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合もある。
1.測定セルについて
図1〜3を用いて本発明の一実施の形態に係る測定セルの構成を説明する。図1は、本発明の測定セルの実施の形態1の構成を示す斜視図、図2は、図1に示す測定セル1のA−A線部分の断面図、図3は、図1に示す測定セル1の保護カバー101を移動させた状態を示す斜視図である。
本体103には、本体103の内部の中空部分によって構成されかつ試料を保持するための試料保持部105、試料保持部105に連通しておりかつ試料保持部105の内部に試料を供給するための開口部106、試料保持部105の内部に光を入射し、及び試料保持部105の外部に光を出射するための光学窓部104が設けられている。
保護カバー101は、試料保持部105の外周に沿って移動することが可能なように本体103の外周側面に配置されており、光学窓部104を覆って保護している。
より詳細には、第1の保護カバー保持部102は、光学窓部104を覆いかつ開口部106を露出する位置に設けられており、測定を行う前の状態の保護カバー101は、第1の保護カバー保持部102によって、本体103の光学窓部104を覆いかつ開口部106を露出する位置に保持されている。
さらに、保護カバー101と本体103との間に、シート又は層(シート状又は層状の部材)を挿入し、これを第1の保護カバー保持部としても構わない。このとき、上記シート又は層は、例えば水添石油樹脂、ロジンエステル、特殊ロジンエステル、アルキルフェノール系樹脂、水溶性ポリマー及びエマルジョン系樹脂などの粘着性樹脂を、保護カバー101の内周面又は本体103の外表面に薄く塗布して乾燥することにより形成することができる。
本体103と突起とを一体成形によって形成して第1の保護カバー保持部を構成することもできる。この場合は、本体103と第1の保護カバー保持部とが同じ材料で構成されることとなり、突起が弾力性や粘着性を有しない材料で構成されないこととなるが、突起を折ることによって保護カバー101を矢印Xの方向に移動させることができる。
次に、図4及び5を用いて本発明の別の実施の形態に係る測定セルの構成を説明する。図4は、本発明の測定セル1の実施の形態2の構成を示す斜視図、図5は、図4に示す測定セル1の保護カバー101を移動させた状態を示す斜視図である。
図4及び5に示すように、実施の形態2に係る測定セル1は、光学窓部104及び開口部106を露出する位置に保護カバー101を保持するための第2の保護カバー保持部107をさらに備えること以外は、上記実施の形態1の測定セル1と同じ構成を有している。
次に、図6〜8を用いて本発明のさらに別の実施の形態に係る測定セルの構成を説明する。図6は、本発明の測定セル1の実施の形態3の構成を示す斜視図、図7は、図6に示す測定セル1の保護カバー101を移動させた状態を示す斜視図、図8は、図7に示す測定セル1の保護カバー101をさらに移動させた状態を示す斜視図である。
図6〜8に示すように、実施の形態3に係る測定セル1は、開口部106を覆う位置に保護カバー101を保持するための第3の保護カバー保持部108をさらに備えること以外は、上記実施の形態2の測定セル1と同じ構成を有している。
上記吸収材を構成する材料としては、例えばアクリル酸を原料としたポリアクリル酸塩架橋体等の吸水性樹脂を利用した高分子吸収シートなどが挙げられる。
健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査では、pH、比重、蛋白、潜血、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、白血球、アスコルビン酸、アミラーゼ、食塩の12項目について検査が行われる。また、腎機能を分析するという目的では微量アルブミンが、妊娠検査等のマーカーとしては、hCG、LH等のホルモンがある。蛋白や、微量アルブミン、hCG、LH等のホルモンは、抗原抗体反応に基づいた光学測定が適している。ここで、抗原抗体反応に基づいた光学測定としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法などが挙げられる。
2.測定セルの使用方法
以下においては、図面を参照しながら、本発明の測定セルの使用方法(即ち測定セルを用いた測定方法)について説明する。ここでは、上記実施の形態3の測定セルの変形態様(実施の形態4)に係る測定セルを用い、試料が尿で、被検物質がヒトアルブミンである場合について説明する。図9は、本発明の実施の形態4に係る測定セルの構造を示す斜視図、図10は、図9に示す測定セル1の正面図、図11は、図10に示す測定セル1のB−B線部分の断面図である。
本体103には、光学窓部104を覆う位置に保護カバーを保持するための第1の保護カバー保持部102、並びに光学窓部104及び開口部106を露出する位置に保護カバーを保持するための第2の保護カバー保持部107が設けられ、さらに本体103の吸引口113と対向する位置の開口を塞ぐように、開口部106を覆う位置に保護カバー101を保持するための第3の保護カバー保持部108が本体103に組み合わせられている。
第1の測定セル部材109、第2の測定セル部材110、第1の保護カバー部材111、第2の保護カバー部材112及び第3の保護カバー保持部108は、透明のポリスチレン製である。吸収材114には、ポリエチレンオキサイド製の高分子吸収シートを用いている。
第1の測定セル部材109、第2の測定セル部材110及び第1の保護カバー部材111は透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。成型には、公知の樹脂成型技術を用いればよい。第1の測定セル部材109及び第1の保護カバー部材111は、図12に示すように上側及び両端が開口しており、それぞれ凹部を有している。
ここで、第1の測定セル部材109の対向する2つの壁のうち、第1の保護カバー保持部102に近い開口と第1の保護カバー保持部102との間の部分が、光学窓部104として機能する。
なお、ヒトアルブミンに対する抗体は従来公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギ抗血清を、プロテインAカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、抗ヒトアルブミン抗体が得られる。
・第1の測定セル部材109
厚み1mm
凹部の寸法 幅8mm、深さ8mm、長さ96mm
・第2の測定セル部材110
厚み1mm、幅10mm、長さ96mm
・第3の保護カバー保持部108
厚み1mm、縦横ともに14mm
・第1の保護カバー部材111
厚み1mm
凹部の寸法 幅12mm、深さ12mm、長さ14mm
・第2の保護カバー部材112
厚み1mm、縦横ともに14mm
次に本発明の測定セルを用いた測定装置について、図13〜15を参照しながら、上記実施の形態4に係る測定セルを用いた測定装置に代表させて説明する。図13は、上記実施の形態4に係る測定セル1を用いた測定装置2を示す斜視図であり、図14は、図13に示す測定装置2を示す断面図であり、図15は、図13及び14に示す測定装置2の構成を示すブロック図である。
本実施の形態における受光器206としては、フォトダイオードを用いる。これに代えて、受光器206としては、電荷結合型素子(CCD)、フォトマルチメーターなどを用いてもよい。
ステップモーターは入力された1パルス信号あたりに特定の回転角を回転するモーターであり、パルス数で回転角度を決定できるため、位置決めのためのエンコーダーを必要としない。すなわち、入力パルス数により、プランジャー(ピストン)の動作距離を制御できる。モーターの回転運動は、歯車機構と、雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構等を用いて直進運動へ変換することにより、プランジャーを作動させる。リニア型のステップモーターは、モーター内に雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構が組み入れられており、入力パルス数に依存して、棒状の可動部であるプランジャージョイントが直進運動するように構成されている。このため、このプランジャージョイントに直接プランジャーを連結すればよく、構成が簡単となる。
次に、本発明の測定セルを用いた測定装置の使用方法に関し、上記実施の形態4に係る測定セル1及び上記測定装置2を用いて試料中の披検物質を測定する手順を、図16〜22を参照しながら説明する。図16〜22は、本発明の測定セル1及び測定装置2を用いて試料中の披検物質を測定する手順を説明するために用いる模式図である。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。なお、図16〜22においては、測定セル内の構造を見やすくするため、測定装置に対する測定セルの大きさは、実際よりも相対的に大きく記載している。
試料保持部105内に供給された尿は、試薬保持部115に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
光源205から出射したレーザ光が光学窓部104を通って試料保持部105内の尿に照射され、尿中で散乱され光学窓部104から出射した光を受光器206により受光する。
好ましくは、得られたヒトアルブミン濃度は、計時部404により計時された時刻とともにメモリ402に保存される。
さらに、得られたヒトアルブミン濃度は、記録部405によりSDカードなどの記憶媒体に記録することができる。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を測定装置2から容易に取り出すことができるので、前記記憶媒体を分析専門業者に持参または郵送して、分析を依頼することができる。
さらにまた、前記分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析された結果を受信するための受信部407を備えている。これにより、分析結果を迅速にユーザにフィードバックすることができる。
また、上記実施の形態において紙カップに尿を採取したが、これに限らず、プラスティック製のカップ等の運搬可能な容器や、便器内に設けられた受尿容器等を用いてもよい。
また、上記実施の形態において、試料保持部105内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部207に表示させたが、これに代えて、ブザー等の音声により通知してもよい。
そこで、本発明は、上記のような従来の問題を解決し、光学窓部を保護することにより汚染や損傷による誤測定を防ぐことができる測定セルを提供することを目的とする。
試料を保持するための試料保持部、
前記試料保持部の内部に試料を供給するための開口部、
前記試料保持部の内部に光を入射し、前記試料保持部の外部に光を出射するための光学窓部、
前記試料保持部の外周に沿って移動可能に設けられ、前記光学窓部を保護するための保護カバー、及び
前記光学窓部を覆う位置に前記保護カバーを保持するための第1の保護カバー保持部、によって構成されている。
本発明の測定セルは、前記光学窓部および前記開口部を露出する位置に前記保護カバーを保持するための第2の保護カバー保持部、をさらに備えていてもよい。
本発明の測定セルは、前記開口部を覆う位置に前記保護カバーを保持するための第3の保護カバー保持部、をさらに備えていてもよい。
本発明の測定セルは、前記保護カバーの内側に吸収材が設置されていてもよい。
以下、図面を参照しながら本発明の測定セルの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合もある。
1.測定セルについて
図1〜3を用いて本発明の一実施の形態に係る測定セルの構成を説明する。図1は、本発明の測定セルの実施の形態1の構成を示す斜視図、図2は、図1に示す測定セル1のA−A線部分の断面図、図3は、図1に示す測定セル1の保護カバー101を移動させた状態を示す斜視図である。
本体103には、本体103の内部の中空部分によって構成されかつ試料を保持するための試料保持部105、試料保持部105に連通しておりかつ試料保持部105の内部に試料を供給するための開口部106、試料保持部105の内部に光を入射し、及び試料保持部105の外部に光を出射するための光学窓部104が設けられている。
保護カバー101は、試料保持部105の外周に沿って移動することが可能なように本体103の外周側面に配置されており、光学窓部104を覆って保護している。
より詳細には、第1の保護カバー保持部102は、光学窓部104を覆いかつ開口部106を露出する位置に設けられており、測定を行う前の状態の保護カバー101は、第1の保護カバー保持部102によって、本体103の光学窓部104を覆いかつ開口部106を露出する位置に保持されている。
さらに、保護カバー101と本体103との間に、シート又は層(シート状又は層状の部材)を挿入し、これを第1の保護カバー保持部としても構わない。このとき、上記シート又は層は、例えば水添石油樹脂、ロジンエステル、特殊ロジンエステル、アルキルフェノール系樹脂、水溶性ポリマー及びエマルジョン系樹脂などの粘着性樹脂を、保護カバー101の内周面又は本体103の外表面に薄く塗布して乾燥することにより形成することができる。
本体103と突起とを一体成形によって形成して第1の保護カバー保持部を構成することもできる。この場合は、本体103と第1の保護カバー保持部とが同じ材料で構成されることとなり、突起が弾力性や粘着性を有しない材料で構成されないこととなるが、突起を折ることによって保護カバー101を矢印Xの方向に移動させることができる。
次に、図4及び5を用いて本発明の別の実施の形態に係る測定セルの構成を説明する。図4は、本発明の測定セル1の実施の形態2の構成を示す斜視図、図5は、図4に示す測定セル1の保護カバー101を移動させた状態を示す斜視図である。
図4及び5に示すように、実施の形態2に係る測定セル1は、光学窓部104及び開口部106を露出する位置に保護カバー101を保持するための第2の保護カバー保持部107をさらに備えること以外は、上記実施の形態1の測定セル1と同じ構成を有している。
次に、図6〜8を用いて本発明のさらに別の実施の形態に係る測定セルの構成を説明する。図6は、本発明の測定セル1の実施の形態3の構成を示す斜視図、図7は、図6に示す測定セル1の保護カバー101を移動させた状態を示す斜視図、図8は、図7に示す測定セル1の保護カバー101をさらに移動させた状態を示す斜視図である。
図6〜8に示すように、実施の形態3に係る測定セル1は、開口部106を覆う位置に保護カバー101を保持するための第3の保護カバー保持部108をさらに備えること以外は、上記実施の形態2の測定セル1と同じ構成を有している。
上記吸収材を構成する材料としては、例えばアクリル酸を原料としたポリアクリル酸塩架橋体等の吸水性樹脂を利用した高分子吸収シートなどが挙げられる。
健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査では、pH、比重、蛋白、糖、潜血、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、白血球、アスコルビン酸、アミラーゼ、食塩の12項目について検査が行われる。また、腎機能を分析するという目的では微量アルブミンが、妊娠検査等のマーカーとしては、hCG、LH等のホルモンがある。蛋白や、微量アルブミン、hCG、LH等のホルモンは、抗原抗体反応に基づいた光学測定が適している。ここで、抗原抗体反応に基づいた光学測定としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法などが挙げられる。
2.測定セルの使用方法
以下においては、図面を参照しながら、本発明の測定セルの使用方法(即ち測定セルを用いた測定方法)について説明する。ここでは、上記実施の形態3の測定セルの変形態様(実施の形態4)に係る測定セルを用い、試料が尿で、被検物質がヒトアルブミンである場合について説明する。図9は、本発明の実施の形態4に係る測定セルの構造を示す斜視図、図10は、図9に示す測定セル1の正面図、図11は、図10に示す測定セル1のB−B線部分の断面図である。
本体103には、光学窓部104を覆う位置に保護カバーを保持するための第1の保護カバー保持部102、並びに光学窓部104及び開口部106を露出する位置に保護カバーを保持するための第2の保護カバー保持部107が設けられ、さらに本体103の吸引口113と対向する位置の開口を塞ぐように、開口部106を覆う位置に保護カバー101を保持するための第3の保護カバー保持部108が本体103に組み合わせられている。
第1の測定セル部材109、第2の測定セル部材110、第1の保護カバー部材111、第2の保護カバー部材112及び第3の保護カバー保持部108は、透明のポリスチレン製である。吸収材114には、ポリエチレンオキサイド製の高分子吸収シートを用いている。
第1の測定セル部材109、第2の測定セル部材110及び第1の保護カバー部材111は透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。成型には、公知の樹脂成型技術を用いればよい。第1の測定セル部材109及び第1の保護カバー部材111は、図12に示すように上側及び両端が開口しており、それぞれ凹部を有している。
ここで、第1の測定セル部材109の対向する2つの壁のうち、第1の保護カバー保持部102に近い開口と第1の保護カバー保持部102との間の部分が、光学窓部104として機能する。
なお、ヒトアルブミンに対する抗体は従来公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギ抗血清を、プロテインAカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、抗ヒトアルブミン抗体が得られる。
・第1の測定セル部材109
厚み1mm
凹部の寸法 幅8mm、深さ8mm、長さ96mm
・第2の測定セル部材110
厚み1mm、幅10mm、長さ96mm
・第3の保護カバー保持部108
厚み1mm、縦横ともに14mm
・第1の保護カバー部材111
厚み1mm
凹部の寸法 幅12mm、深さ12mm、長さ14mm
・第2の保護カバー部材112
厚み1mm、縦横ともに14mm
次に本発明の測定セルを用いた測定装置について、図13〜15を参照しながら、上記実施の形態4に係る測定セルを用いた測定装置に代表させて説明する。図13は、上記実施の形態4に係る測定セル1を用いた測定装置2を示す斜視図であり、図14は、図13に示す測定装置2を示す断面図であり、図15は、図13及び14に示す測定装置2の構成を示すブロック図である。
本実施の形態における受光器206としては、フォトダイオードを用いる。これに代えて、受光器206としては、電荷結合型素子(CCD)、フォトマルチメーターなどを用いてもよい。
ステップモーターは入力された1パルス信号あたりに特定の回転角を回転するモーターであり、パルス数で回転角度を決定できるため、位置決めのためのエンコーダーを必要としない。すなわち、入力パルス数により、プランジャー(ピストン)の動作距離を制御できる。モーターの回転運動は、歯車機構と、雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構等を用いて直進運動へ変換することにより、プランジャーを作動させる。リニア型のステップモーターは、モーター内に雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構が組み入れられており、入力パルス数に依存して、棒状の可動部であるプランジャージョイントが直進運動するように構成されている。このため、このプランジャージョイントに直接プランジャーを連結すればよく、構成が簡単となる。
次に、本発明の測定セルを用いた測定装置の使用方法に関し、上記実施の形態4に係る測定セル1及び上記測定装置2を用いて試料中の披検物質を測定する手順を、図16〜22を参照しながら説明する。図16〜22は、本発明の測定セル1及び測定装置2を用いて試料中の披検物質を測定する手順を説明するために用いる模式図である。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。なお、図16〜22においては、測定セル内の構造を見やすくするため、測定装置に対する測定セルの大きさは、実際よりも相対的に大きく記載している。
試料保持部105内に供給された尿は、試薬保持部115に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
光源205から出射したレーザ光が光学窓部104を通って試料保持部105内の尿に照射され、尿中で散乱され光学窓部104から出射した光を受光器206により受光する。
好ましくは、得られたヒトアルブミン濃度は、計時部404により計時された時刻とともにメモリ402に保存される。
さらに、得られたヒトアルブミン濃度は、記録部405によりSDカードなどの記憶媒体に記録することができる。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を測定装置2から容易に取り出すことができるので、前記記憶媒体を分析専門業者に持参または郵送して、分析を依頼することができる。
さらにまた、前記分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析された結果を受信するための受信部407を備えている。これにより、分析結果を迅速にユーザにフィードバックすることができる。
また、上記実施の形態において紙カップに尿を採取したが、これに限らず、プラスティック製のカップ等の運搬可能な容器や、便器内に設けられた受尿容器等を用いてもよい。
また、上記実施の形態において、試料保持部105内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部207に表示させたが、これに代えて、ブザー等の音声により通知してもよい。
Claims (4)
- 試料を保持するための試料保持部、
前記試料保持部の内部に試料を供給するための開口部、
前記試料保持部の内部に光を入射し、前記試料保持部の外部に光を出射するための光学窓部、
前記試料保持部の外周に沿って移動可能に設けられ、前記光学窓部を保護するための保護カバー、及び
前記光学窓部を覆う位置に前記保護カバーを保持するための第1の保護カバー保持部、を備える測定セル。 - 前記光学窓部および前記開口部を露出する位置に前記保護カバーを保持するための第2の保護カバー保持部、をさらに備える請求項1記載の測定セル。
- 前記開口部を覆う位置に前記保護カバーを保持するための第3の保護カバー保持部、をさらに備える請求項1または2記載の測定セル。
- 前記保護カバーの内側に吸収材が設置されている、請求項1〜3のいずれかに記載の測定セル。
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