KR101234536B1 - 분석방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시료를 통과시키는 저항체(2)와, 저항체(2)에서의 시료의 이동 시간을 측정하기 위한 유량 센서(53)를 구비한 분석장치(1)에 관한 것이다. 유량 센서(53)는 저항체(2)에 공급된 액체를 폐기하기 위한 폐액용의 배관(74) 내지 (77)의 도중에 배치된다. 바람직하게는, 유량 센서(53)는 액체 또는 기체가 통과하는 관 형상체와, 관 형상체를 이동하는 액체와 공기와의 계면을 검출하기 위한 복수의 검지 구역을 가진 센서부를 포함하고 있다. 본 발명은, 저항체(2)의 내부에 충전한 액의 일부를 폐기함으로써 얻어지는 공간(82)에 시료를 공급하는 스텝과, 저항체(2)의 내부에 있어서 시료를 이동시켰을 때의 시료의 이동 시간을, 저항체(2)에 접속된 폐액용 배관(74) 내지 (77)의 도중에 설치된 유량 센서(53)를 이용해서 측정하는 스텝을 포함하는 분석방법에 관한 것이다.

Description

분석방법{ANALYSIS METHOD}

본 발명은 시료의 유동 특성을 검사하는 기술에 관한 것이다. 본 발명은, 일례에 있어서, 혈액 필터 등의 저항체를 이용해서, 혈액의 유동성이나 혈액 중의 세포의 변형능이나 활성도 등이라고 하는 세포의 상태를 검사하는 기술에 관한 것이다.

혈액의 유동성이나 혈액 중의 세포의 상태를 검사하는 방법으로서는, 혈액 필터를 이용하는 방법이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2). 혈액 필터는 미세한 홈이 형성된 기판에 다른 기판을 접합한 것이다. 이러한 혈액 필터를 이용할 경우에는, 혈액이 홈을 통과할 때의 속도를 측정하거나, 혹은 홈을 통과할 때의 혈액 중의 세포의 상태를 관찰할 수 있다.

도 28에는 혈액 필터를 이용한 혈액검사장치의 일례를 배관도로서 나타내고 있다. 혈액검사장치(9)는 송액기구(91), 폐액 기구(92), 혈액공급기구(93) 및 유량측정기구(94)를 구비하고 있다.

송액기구(91)는, 혈액 필터(90)에 소정의 액체를 공급하기 위한 것으로, 액 보유 병(bottle)(91A), (91B) 및 송액 노즐(91C)을 가지고 있다. 액 보유병(91A)은 측정을 위한 생리식염수를 보유한 것이다. 송액기구(91)의 액 보유병(91B)은 세정을 위한 증류수를 보유한 것이다. 이 송액기구(91)에서는, 송액 노즐(91C)을 혈액 필터(90)에 장착한 상태에서 3방향 밸브(91D)를 적절하게 전환시킴으로써, 송액 노즐(91C)에 생리식염수가 공급되는 상태와, 송액 노즐(91C)에 증류수가 공급되는 상태를 선택할 수 있다.

폐액 기구(92)는, 혈액 필터(90)의 액체를 폐기하기 위한 것으로, 폐액 노즐(92A), 감압 병(92B), 감압 펌프(92C) 및 폐액 병(92D)을 가지고 있다. 이 폐액 기구(92)에서는, 폐액 노즐(92A)을 혈액 필터(90)에 장착한 상태에서 감압 펌프(92C)를 동작시킴으로써, 배관(92E)을 거쳐서 혈액 필터(90)의 액체가 감압 병(92B)에 폐기된다. 감압 병(92B)의 액체는, 감압 펌프(92B)에 의해서, 배관(92F)을 거쳐서 폐액 병(92D)에 폐기된다.

혈액공급기구(93)는, 혈액 필터(90)로부터 액체를 흡출(吸出)하여 형성한 혈액공급용의 공간에 혈액을 공급하기 위한 것으로, 샘플링 노즐(93A)을 가지고 있다.

유량측정기구(94)는 혈액 필터(90)를 이동하는 혈액의 속도를 측정하는데 필요한 정보를 얻기 위한 것으로, U자 관(94A) 및 측정 노즐(94B)을 가지고 있다. U자 관(94A)은 배관(94C)을 거쳐서 혈액 필터(90)에 접속된다. U자 관(94A)에는 액체가 충전되어 있는 한편, 배관(94C)에는 공기가 충전되어 있다. 혈액 필터(90)의 혈액은 혈액 필터(90)와 감압 병(92B)의 수두차에 의해서 이동시킬 수 있다.

혈액검사장치(9)에서는 다음과 같이 해서 혈액의 이동시간이 측정된다.

우선, 도 29에 나타낸 바와 같이, 혈액 필터(90)의 내부를 생리식염수에 의해 치환한다. 보다 구체적으로는, 송액기구(91)의 송액 노즐(91C)을 혈액 필터(90)에 장착하는 동시에, 액 보유병(91A)의 생리식염수를 송액 노즐(91C)에 공급가능상태로 3방향 밸브(91D)를 전환시켜 둔다. 한편, 폐액 기구(92)의 폐액 노즐(92A)을 혈액 필터(90)에 장착하는 동시에, 감압 펌프(92C)를 동작시킨다. 이것에 의해, 액 보유병(91A)의 생리식염수가 송액 노즐(91C)을 거쳐서 혈액 필터(90)에 공급되는 동시에, 혈액 필터(90)의 폐액이 폐액 노즐(92A) 및 감압 병(92B)을 거쳐서 폐액 병(92D)에 폐기된다.

이어서, 혈액 필터(90)로부터 송액 노즐(91C)을 떼어내고, 도 30A에 나타낸 바와 같이, 혈액공급기구(93)의 샘플링 노즐(93A)에 의해서 혈액 필터(90)의 생리식염수의 일부를 흡출하여, 도 30B에 나타낸 바와 같이 혈액을 공급하기 위한 공간(95)을 형성한다.

또한, 도 31A에 나타낸 바와 같이, 샘플링 노즐(93A)에 의해서 채혈관(96)으로부터 혈액을 채취하는 한편, 도 31B에 나타낸 바와 같이, 채취한 혈액(97)을 혈액 필터(90)의 공간(95)에 충전한다.

이어서, 도 32A에 나타낸 바와 같이, 유량측정기구(94)의 측정 노즐(94B)을 혈액 필터(90)에 장착한다. 이것에 의해, 혈액 필터(90)와 감압 병(92B) 사이에 생기는 수두차에 의해서, 혈액 필터(90)의 혈액이 이동하여, U자 관(94A)에서의 액면위치가 변화된다. 혈액검사장치(9)에서는, 도 32B에 나타낸 바와 같이, U자 관(94A)에 있어서의 액면위치의 변화 속도를 복수의 포토센서(97)에 의해서 검출하고, 그 검출 결과에 의거해서 혈액의 이동 시간을 연산한다.

그러나, U자 관(94A)과 혈액 필터(90)와의 접속하는 방법에서는, U자 관(94A)에 있어서의 액면위치가 변화되므로, 측정 압력(혈액 필터(90)의 혈액(97)에 작용하는 압력)에 변동이 생긴다. 또, 수두차에 의해서 혈액 필터(90)에 있어서 혈액(97)을 이동시키기 위해서는, U자 관(94A) 및 혈액 필터(90)로부터 감압 병(92B)에 이르기까지의 배관(92E), (94C)에 액체가 충전되어 있을 필요가 있다. 그 때문에, 비교적 큰 배관 길이를 필요로 하므로 배관 저항이 커진다. 또한, 송액 노즐(91C) 및 폐액 노즐(92A) 이외에, U자 관(94A)과 혈액 필터(90)를 접속하기 위한 측정 노즐(94B)이 필요하게 되므로, 측정에 필요한 노즐수가 많아진다. 그것뿐만 아니라, 노즐수가 많기 때문에 배관도 복잡해지고, 또 노즐(91C), (92A), (93A), (94B)을 전환시키기 위한 밸브수도 많아지는 등 부품 점수가 많아, 이것이 장치의 소형화의 방해로 되고 있다. 부품 점수가 많아지면, 밸브 등과 같이 비교적 고장률이 높은 부품도 많이 포함되는 것으로 되므로, 장치의 고장률(성능)을 나타내는 지표인 평균 고장 시간(MTBF)이 짧아져 버린다.

또, 혈액 필터(90)에 혈액을 공급하기 전에 샘플링 노즐(93A)을 이용해서 혈액 필터(90)로부터의 생리식염수를 흡출하는 방법에서는, 노즐(91C), (92A), (93A), (94B)을 빈번하게 전환하여 사용할 필요가 있으므로 측정 시간이 길어져 버린다. 특히, 생리식염수의 흡출량을 적절하게 제어하기 위해서는, 혈액 필터(90)에 있어서의 액면을 적절하게 모니터링하면서 생리식염수를 흡출할 필요가 있어, 생리식염수의 흡출에 시간을 많은 시간을 소비해버린다.

또한, 혈액 필터(90)에 대한 생리식염수의 충전에는, 폐액 기구(92)의 감압 펌프(92C)를 이용해서 행해지고 있다. 그러나, 혈액 필터(90)의 하류 측으로부터만의 흡인에서는, 혈액 필터(90)에는 기포가 혼입되기 쉽다. 이러한 불량을 피하기 위해서는, 높은 부압에 의해서 비교적 장시간, 혈액 필터(90)에 생리식염수를 유통시킬 필요가 생긴다. 이 경우에는, 사용하는 생리식염수의 양이 많아져서 경제적이지 않을 뿐만 아니라, 감압 펌프의 소비 전력이 커져, 운영 비용적으로 불리해진다.

JPH2-130471 A JPH11-118819 A

본 발명은, 혈액 필터를 이용한 혈액검사에 있어서, 부품 점수를 적게 해서 장치의 소형화를 도모하는 동시에, 비용 저감 및 평균 고장 시간의 장시간화를 실현하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명의 다른 과제는, 장치에 있어서의 배관의 압력변동 및 저항을 작게 해서, 측정정밀도의 향상, 측정 시간의 단축화 및 운영 비용의 저감을 도모하는 것을 과제로 하고 있다

본 발명의 제1의 측면에 있어서는, 시료를 통과시키는 저항체와, 상기 저항체에서의 시료의 이동 시간을 측정하기 위한 유량 센서를 구비한 분석장치가 제공된다.

상기 유량 센서는 상기 저항체에 공급된 액체를 폐기하기 위한 폐액용의 배관의 도중에 배치되어 있다.

유량 센서는, 예를 들어, 액체 또는 기체가 통과하는 관 형상체와, 관 형상체를 이동하는 액체와 공기와의 계면을 검출하기 위한 복수의 검지 구역을 가진 센서부를 포함하고 있다. 관 형상체는, 예를 들어, 직선관으로서 구성된다.

바람직하게는, 직선관은 수평방향으로 뻗도록 배치된다. 복수의 검지 구역은 수평방향으로 나란히 배치된다.

본 발명의 분석장치는 관 형상체를 이동시키는 공기를 도입하기 위한 공기도입수단을 추가로 구비한 것으로 하는 것도 가능하다.

본 발명의 분석장치는 저항체에 공급된 액체를 이동시키는 동력을 부여하기 위한 감압 펌프와, 관 형상체와 감압 펌프 사이에 설치된 감압 병을 추가로 구비한 것으로 할 수 있다. 이 경우의 공기도입수단은, 예를 들어, 감압 병과, 관 형상체가 대기에 연통하는 상태를 선택 가능하게 하는 밸브를 포함하고 있고, 또한, 밸브를 전환시켜 관 형상체를 대기에 연통시킴으로써, 밸브와 감압 병 사이의 유로에 공기를 도입하도록 구성된다. 공기도입수단은, 감압 병의 부압에 의해서, 유로에 공기를 도입하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 분석장치는, 예를 들어, 저항체의 내부를 액체로 충전한 후에 감압 펌프에 의해서 액체를 이동시켜서 저항체에 공기를 도입함으로써, 저항체의 내부에 시료를 충전하는 공간을 확보하도록 구성된 제어수단을 추가로 구비한 것으로 할 수도 있다.

제어수단은, 예를 들어, 유로의 액체를 공기로 치환한 후, 상기 밸브를 전환시켜 상기 유로에 있어서 액체를 도입하는 동시에, 상기 유량 센서에 있어서 상기 액체와 상기 공기와의 계면이 검지되었을 때, 상기 유로에 있어서의 액체의 이동을 정지시키도록 구성된다. 이 경우, 유로에 도입되는 액체의 용량이 저항체에 있어서의 시료를 충전하기 위한 공간의 용량과 일치 또는 대략 일치된다.

제어수단은, 유로에 도입된 공기와 액체와의 계면이 유량 센서에 있어서 검출되었을 때, 유로에 있어서의 공기의 이동을 정지시키도록 구성해도 된다. 이 경우, 유로에 도입되는 공기의 용량이 저항체에 있어서의 시료를 충전하기 위한 공간의 용량과 일치 또는 대략 일치된다.

바람직하게는, 본 발명의 분석장치는, 저항체의 내부에 액체를 도입하기 위한 공급용의 배관의 도중에 설치된 가압 펌프를 추가로 구비한 것으로 된다.

시료는, 예를 들어, 입자를 포함하는 것, 전형적으로는 혈구를 포함하는 혈액이다.

저항체는, 예를 들어, 시료를 이동시키는 복수의 미세홈을 가진 것으로 되어 있다.

본 발명의 제2측면에 있어서는, 시료를 통과시키는 저항체의 내부에 액을 충전시키는 제1스텝과, 상기 저항체의 내부의 액의 일부를 폐기하여, 상기 저항체의 내부에 시료를 충전하는 공간을 확보하는 제2스텝과, 상기 공간에 시료를 공급하는 제3스텝과, 상기 저항체의 내부에 있어서 시료를 이동시키는 제4스텝과, 상기 저항체의 내부에 있어서의 시료의 이동 시간을, 상기 저항체에 접속된 폐액용 배관의 도중에 설치된 유량 센서를 이용해서 측정하는 제5스텝을 포함하는 분석 방법이 제공된다.

바람직하게는, 본 발명의 분석 방법은, 유량 센서로서, 관 형상체와, 관 형상체를 이동하는 액체와 공기와의 계면을 검출하기 위한 복수의 검지 구역을 가진 센서부를 포함하고 있는 것을 이용하고, 또한, 제1스텝과 제2스텝 사이에 있어서 행해지면서 관 형상체에 공기를 도입하는 제6스텝을 추가로 포함하고 있다. 이 경우, 제5스텝은, 예를 들어, 관 형상체를 이동하는 액체와 공기와의 계면을 상기 각 센서부에 있어서 포착했을 때 얻어진 정보에 의거해서 연산함으로써 행해진다.

제1스텝은, 예를 들어, 감압 펌프의 동력을, 감압 병 및 상기 폐액용의 배관을 거쳐서 상기 저항체에 작용시킴으로써 행해진다. 이 경우에 제6스텝은, 폐액용의 배관의 도중에 설치된 밸브를 전환함으로써, 저항체의 상류 측을 대기 개방하는 것에 의해 행해진다.

제6스텝은, 예를 들어, 감압 펌프를 정지시킨 상태에 있어서, 상기 감압 병의 부압을 상기 배관에 작용시킴으로써 행해진다. 제6스텝은, 예를 들어, 밸브와 감압 병 사이의 유로를 공기에 의해 치환함으로써 행해진다. 이 경우, 본 발명의 분석 방법은, 감압 펌프의 동력에 의해서 밸브의 상류 측에서부터 유로에 액체를 도입하는 제7스텝을 추가로 포함하고 있어도 된다. 제7스텝은, 유량 센서에 있어서 액체와 공기와의 계면이 검지되었을 때, 유로에 있어서의 액체의 이동을 정지시켜, 저항체의 내부에 목적으로 하는 용량의 공간을 확보하도록 행해진다.

제7스텝은, 밸브를 경유해서 밸브와 감압 병 사이의 유로에 도입된 공기와 액체와의 계면이 유량 센서에 있어서 검출되었을 때, 유로에 있어서의 공기의 이동을 정지시킴으로써 행해도 된다.

바람직하게는, 제5스텝을 행할 경우의 감압도는 제1스텝을 행할 경우에 비해서 작게 설정된다.

본 발명의 분석 방법에서는, 시료로서는, 예를 들어, 입자를 포함하는 것, 전형적으로는 혈구를 포함하는 혈액이 이용된다.

도 1은 본 발명에 따른 혈액검사장치의 일례를 나타낸 배관도;
도 2는 도 1에 나타낸 혈액검사장치에서 이용하는 혈액 필터를 설명하기 위한 전체 사시도;
도 3은 도 2의 III-III을 따른 단면도;
도 4는 도 2에 나타낸 혈액 필터의 분해 사시도;
도 5는 도 2에 나타낸 혈액 필터를 밑면 측에서 본 분해 사시도;
도 6A 내지 도 6C는 도 2에 나타낸 혈액 필터를 설명하기 위한 요부를 나타낸 단면도;
도 7은 도 2에 나타낸 혈액 필터에 있어서의 유로기판의 전체 사시도;
도 8A는 도 7에 나타낸 유로기판에 있어서의 연결 홈에 따른 단면의 요부를 나타낸 단면도이고, 도 8B는 도 7에 나타낸 유로기판에 있어서의 제방의 직선부에 따른 단면의 요부를 나타낸 단면도;
도 9는 도 7에 나타낸 유로기판의 요부를 확대해서 나타낸 사시도;
도 10은 도 1에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 유량 센서를 나타낸 사시도;
도 11은 도 10에 나타낸 유량 센서의 동작을 설명하기 위한 단면도;
도 12는 도 10에 나타낸 유량 센서의 동작을 설명하기 위한 요부를 확대해서 나타낸 단면도;
도 13은 도 10에 나타낸 유량 센서의 각 포토센서에 있어서 얻어지는 광학적 정보의 일례를 나타낸 그래프;
도 14는 도 1에 나타낸 혈액검사장치의 블록도;
도 15는 도 1에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 기액 치환 동작을 설명하기 위한 배관도;
도 16은 도 1에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 공기 도입 동작을 설명하기 위한 배관도;
도 17A 내지 도 17C는 도 1에 나타낸 혈액검사장치의 공기 도입 동작에 있어서의 3방향 밸브 주변의 상태를 설명하기 위한 일부 파단도;
도 18은 도 1에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 혈액 필터에 공간을 형성하기 위한 폐액 동작을 설명하기 위한 배관도;
도 19A 및 도 19B는 폐액 동작에 있어서의 혈액 필터 주변의 단면도;
도 20A 및 도 20B는 폐액 동작에 있어서의 유량 센서 주변의 상태를 설명하기 위한 단면도;
도 21은 도 1에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 혈액 필터에 대한 혈액 공급 동작을 설명하기 위한 배관도;
도 22A 및 도 22B는 혈액 공급 동작을 설명하기 위한 혈액 필터 주변의 단면도;
도 23은 도 1에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 측정 동작을 설명하기 위한 배관도;
도 24는 도 1에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 배관의 세정 동작을 설명하기 위한 배관도;
도 25A 내지 도 25C는, 본 발명에 따른 혈액검사방법에 있어서의 배관에 공기를 도입하는 처리의 다른 예를 설명하기 위한 도 12A 내지 도 12C에 상당하는 유량 센서의 단면도;
도 26은 공기의 도입 동작에서의 유량 센서의 각 포토센서에 있어서 얻어지는 광학적 정보의 일례를 나타낸 그래프;
도 27A 및 도 27B는 혈액 필터에 혈액을 공급하기 위한 공간을 형성하는 처리의 다른 예를 설명하기 위한 유량 센서 주변의 상태를 도시한 도 20A 및 도 20B에 상당하는 단면도;
도 28은 종래의 혈액검사장치의 일례를 나타낸 배관도;
도 29는 도 28에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 기액 치환 동작을 설명하기 위한 배관도;
도 30A는 도 28에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 혈액 필터로부터의 혈액 배출 동작을 설명하기 위한 배관도이고, 도 30B는 도 28에 나타낸 혈액 배출 동작을 설명하기 위한 혈액 필터 주변의 단면도;
도 31A는 도 28에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 혈액 필터에 대한 혈액 공급 동작을 설명하기 위한 배관도이고, 도 31B는 혈액 공급 동작을 설명하기 위한 혈액 필터 주변의 단면도;
도 32A는 도 28에 나타낸 혈액검사장치에 있어서의 측정 동작을 설명하기 위한 배관도이고, 도 32B는 측정 동작에 있어서의 유로 센서를 설명하기 위한 정면도.

이하, 본 발명에 따른 혈액검사장치 및 혈액검사방법에 대해서, 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다.

도 1에 나타낸 혈액검사장치(1)는, 혈액 필터(2)를 이용해서, 예를 들어, 전혈 등의 혈액 시료의 유동성, 적혈구의 변형 형태 및 백혈구의 활성도를 측정하도록 구성된 것이다. 이 혈액검사장치(1)는 액공급기구(3), 샘플링 기구(4), 폐액 기구(5) 및 촬상기(6)를 구비하고 있다.

도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 혈액 필터(2)는, 혈액을 이동시키는 유로를 규정하는 것으로, 홀더(holder)(20), 유로기판(21), 패킹(22), 투명 커버(23) 및 캡(24)을 가지고 있다.

홀더(20)는 유로기판(21)을 유지하기 위한 것임과 동시에, 유로기판(21)에의 액체의 공급 및 유로기판(21)으로부터의 액체의 폐기를 가능하게 하는 것이다. 이 홀더(20)는, 1쌍의 소직경 원통부(25A), (25B)를, 직사각형 통부(26) 및 대직경 원통부(27)의 내부에 설치한 것이다. 1쌍의 소직경 원통부(25A), (25B)는, 상부 개구부(25Aa), (25Ba) 및 하부 개구부(25Ab), (25Bb)를 가진 원통 형상으로 형성되어 있어, 핀(25C)을 개재해서 직사각형 통부(26) 및 대직경 원통부(27)에 일체화되어 있다. 대직경 원통부(27)는 유로기판(21)을 고정하는 역할도 하는 것으로, 원기둥 형상 오목부(27A)를 지니고 있다. 원기둥 형상 오목부(27A)는, 패킹(22)이 끼워 넣어지는 부분으로, 그 내부에는 1쌍의 원기둥 형상 볼록부(27Aa)가 형성되어 있다. 직사각형 통부(26)와 대직경 원통부(27) 사이에는 플랜지(20A)가 설치되어 있다. 이 플랜지(20A)는, 캡(24)을 홀더(20)에 고정하는 데 이용하는 것으로, 평면에서 보아 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 플랜지(20A)의 코너부(20B)에는 원기둥 형상 돌기(20C)가 형성되어 있다.

도 3 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 유로기판(21)은, 혈액을 이동시킬 때 이동 저항을 부여하는 동시에, 필터로서 기능하는 것으로, 홀더(20)의 대직경 원통부(27)(원기둥 형상 오목부(27A))에 패킹(22)을 개재해서 고정되어 있다. 도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 유로기판(21)은, 예를 들어, 실리콘에 의해 전체로서 직사각형 판형상으로 형성되어 있고, 그 일면을 포토리소그래피 수법을 이용해서, 또 에칭 처리를 행하는 것에 의해, 제방부(28) 및 복수의 연결 홈(29)을 가지는 것으로 해서 형성되어 있다.

제방부(28)는, 유로기판(21)의 길이 방향의 중앙부에 있어서, 지그재그 형상으로 형성되어 있다. 제방부(28)는 유로기판(21)의 길이 방향으로 뻗는 복수의 직선부(28A)를 가지고 있고, 이들 직선부(28A)에 의해서 도입용 유로(28B) 및 폐기용 유로(28C)가 규정되어 있다. 제방부(28)의 양 사이드에는, 또한 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 홀더(20)의 소직경 원통부(25A), (25B)의 하부 개구부(25Ab), (25Bb)에 대응하는 부분에 관통구멍(28D), (28E)이 형성되어 있다. 관통구멍(28D)은 소직경 원통부(25A)로부터의 액체를 유로기판(21)에 도입하기 위한 것이고, 관통구멍(28E)은 유로기판(21)의 액체를 소직경 원통부(25B)에 배출하기 위한 것이다.

한편, 도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 복수의 연결 홈(29)은, 제방부(28)의 직선부(28A)에 있어서, 그 폭방향으로 뻗도록 형성되어 있다. 즉, 연결 홈(29)은 도입용 유로(28B)와 폐기용 유로(28C) 사이를 연통시키고 있다. 각 연결 홈(29)은, 혈구나 혈소판 등의 세포의 변형능을 관찰할 경우에는, 그 폭 치수는 세포의 직경보다도 작게 설정되며, 예를 들어, 4 내지 6㎛로 된다. 또, 인접하는 연결 홈(29) 사이의 간격은, 예를 들어, 15 내지 20㎛로 된다.

이러한 유로기판(21)에서는, 관통구멍(28D)을 거쳐서 도입된 액체는 도입용 유로(28B), 연결 홈(29) 및 폐기용 유로(28C)를 순차적으로 이동하여, 관통구멍(28E)을 거쳐서 유로기판(21)으로부터 폐기된다.

도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 패킹(22)은 홀더(20)의 대직경 원통부(27)에 유로기판(21)을 밀폐 상태에서 수용하기 위한 것이다. 이 패킹(22)은, 전체로서 원판 형상의 형태를 지니고 있고, 홀더(20)의 대직경 원통부(27)에 있어서의 원기둥 형상 오목부(27A)에 끼워 넣어져 있다. 패킹(22)에는 1쌍의 관통구멍(22A) 및 직사각형 오목부(22B)가 형성되어 있다. 1쌍의 관통구멍(22A)은 홀더(20)에 있어서의 대직경 통부(27)의 원기둥 형상 볼록부(27A)가 끼워 넣어지는 부분이다. 1쌍의 관통구멍(22A)에 원기둥 형상 볼록부(27Aa)를 끼워 넣는 것에 의해, 패킹(22)은 대직경 원통부(27)에 위치결정된다. 직사각형 오목부(22B)는, 유로기판(21)을 수용하기 위한 것으로, 유로기판(21)의 외관 형상에 대응한 형태로 되어 있다. 단, 직사각형 오목부(22B)의 깊이는 유로기판(21)의 최대 두께와 같은 정도 혹은 그것보다도 약간 작게 되어 있다. 직사각형 오목부(22B)에는 1쌍의 연통구멍(22C), (22D)이 형성되어 있다. 이들 연통구멍(22C), (22D)은 홀더(20)의 소직경 원통부(25A), (25B)의 하부 개구부(25Ab), (25Bb)를 유로기판(21)의 관통구멍(28D), (28E)과 연통시키기 위한 것이다.

도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 투명 커버(23)는 유로기판(21)에 맞닿게 해서 유로기판(21)에 있어서의 도입용 유로(28B), 연통홈(29) 및 폐기용 유로(28C)를 폐단면 구조로 하기 위한 것이다. 이 투명 커버(23)는, 예를 들어, 유리에 의해 원판 형상으로 형성되어 있다. 투명 커버(23)의 두께는 홀더(20)의 대직경 원통부(27)에 있어서의 원기둥 형상 오목부(27A)의 깊이보다도 작게 되어 있는 동시에, 투명 커버(23)와 패킹(22)의 최대 두께의 합계는 원기둥 형상 오목부(27A)의 깊이보다도 크게 되어 있다.

도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 캡(24)은 유로기판(21)을 패킹(22) 및 투명 커버(23)와 함께 고정하기 위한 것으로, 원통부(24A) 및 플랜지(24B)를 가지고 있다. 원통부(24A)는 홀더(20)의 대직경 원통부(27)를 에워싸기 위한 것으로, 관통구멍(24C)을 지니고 있다. 관통구멍(24C)은, 유로기판(21)에 있어서의 혈액의 이동 상태를 확인할 때, 그 시인성을 저해하지 않도록 하기 위한 것이다. 플랜지(24B)는, 홀더(20)의 플랜지(20A)에 대응한 형태를 지니고 있고, 그 코너부(24D)에 오목부(24E)가 형성되어 있다. 이 오목부(24E)는 홀더(20)의 플랜지(20A)에 있어서의 원기둥 형상 돌기(20C)를 끼워맞춤하기 위한 것이다.

전술한 바와 같이, 투명 커버(23)의 두께는 홀더(20)의 대직경 원통부(27)에 있어서의 원기둥 형상 오목부(27A)의 깊이보다도 작게 되어 있는 동시에, 투명 커버(23)와 패킹(22)의 최대 두께의 합계는 원기둥 형상 오목부(27A)의 깊이보다도 크게 되어 있다. 한편, 직사각형 오목부(22B)의 깊이는 유로기판(21)의 최대 두께와 같은 정도 혹은 그것보다도 약간 크게 되어 있다. 그 때문에, 캡(24)에 의해서 유로기판(21)을 패킹(22) 및 투명 커버(23)와 함께 고정했을 때, 패킹(22)이 압축되어서 투명 커버(23)가 유로기판(21)에 적절하게 밀착되어, 유로기판(21)과 투명 커버(23) 사이에서 액체가 누출되는 것을 억제할 수 있다.

도 1에 나타낸 액공급기구(3)는, 혈액 필터(2)에 액체를 공급하기 위한 것으로, 병(30), (31), 3방향 밸브(32), 가압 펌프(33) 및 액공급노즐(34)을 가지고 있다.

병(30), (31)은 혈액 필터(2)에 공급해야 할 액체를 보유한 것이다. 병(30)은 혈액 검사를 위하여 사용하는 생리식염수를 보유한 것으로, 배관(70)을 개재해서 3방향 밸브(32)에 접속되어 있다. 한편, 병(31)은 배관의 세정을 위하여 증류수를 보유한 것으로, 배관(71)을 개재해서 3방향 밸브(32)에 접속되어 있다.

3방향 밸브(32)는 액공급노즐(34)에 공급해야 할 액체의 종류를 선택하기 위한 것으로, 배관(72)을 개재해서 가압 펌프(33)에 접속되어 있다. 즉, 3방향 밸브(32)를 적절하게 전환시킴으로써, 병(30)으로부터 액공급노즐(34)에 생리식염수가 공급되는 상태 및 병(31)으로부터 액공급노즐(34)에 증류수가 공급되는 상태 중 어느 하나를 선택할 수 있다.

가압 펌프(33)는 병(30), (31)으로부터 액공급노즐(34)에 액체를 이동시키기 위한 동력을 부여하기 위한 것으로, 배관(73)을 개재해서 액공급노즐(34)에 접속되어 있다. 가압 펌프(33)로서는, 공지의 각종의 것을 사용할 수 있지만, 장치를 소형화하는 관점으로부터는, 튜브 펌프를 이용하는 것이 바람직하다.

액공급노즐(34)은 각 병(30), (31)으로부터의 액체를 혈액 필터(2)에 공급하기 위한 것으로, 혈액 필터(2)에 있어서의 소직경 통부(25A)의 상부 개구부(25Aa)(도 2 및 도 3 참조)에 장착되는 것이다. 이 액공급노즐(34)은 상부 개구부(25Aa)(도 2 및 도 3 참조)에 장착되는 조인트(joint)(35)가 설치되어 있는 한편, 타단부에 있어서 배관(73)을 개재해서 가압 펌프(33)에 접속되어 있다.

샘플링 기구(4)는, 혈액 필터(2)에 혈액을 공급하기 위한 것으로, 샘플링 펌프(40), 혈액공급노즐(41) 및 액면 검지 센서("액면 센서"라 약칭할 경우도 있음)(42)를 가지고 있다.

샘플링 펌프(40)는, 혈액을 흡인·토출하기 위한 동력을 부여하기 위한 것으로, 예를 들어, 시린지 펌프로서 구성되어 있다.

혈액공급노즐(41)은, 선단부에 팁(tip)(43)을 장착해서 사용하는 것으로, 샘플링 펌프(40)에 의해서 팁(43)의 내부에 부압을 작용시킴으로써, 채혈관(81)으로부터 팁(43)의 내부에 혈액을 흡인하여, 샘플링 펌프(40)에 의해서 팁 내부의 혈액을 가압함으로써 혈액을 토출하도록 구성되어 있다.

액면 센서(42)는 팁(43)의 내부에 흡인된 혈액의 액면을 검지하기 위한 것이다. 이 액면 센서(42)는, 팁(43)의 내부의 압력이 소정값으로 되었을 때 그 취지의 신호를 출력하여, 목적량의 혈액이 흡인된 것을 검출하는 것이다.

폐액 기구(5)는, 각종 배관 및 혈액 필터(2)의 내부의 액체를 폐기하기 위한 것으로, 폐액 노즐(50), 전자 밸브(51), 3방향 밸브(52), 유량 센서(53), 압력센서(54), 감압 병(55), 감압 펌프(56) 및 폐액 병(57)을 가지고 있다.

폐액 노즐(50)은, 혈액 필터(2)의 내부의 액체를 흡인하기 위한 것으로, 혈액 필터(2)에 있어서의 소직경 통부(25B)의 상부 개구부(25Ba)(도 2 및 도 3 참조)에 장착되는 것이다. 이 폐액 노즐(50)은, 선단부에 혈액 필터(2)의 상부 개구부(25Ba)에 장착되는 조인트(50A)가 설치되어 있는 한편, 타단부가 배관(74)을 개재해서 전자 밸브(51)에 접속되어 있다.

전자 밸브(51)는, 폐기 노즐(50)과 3방향 밸브(52) 사이의 연통 상태를 선택하여, 폐기 노즐(57)로부터의 폐액이 3방향 밸브(52)에 공급되는 상태와, 공급되지 않는 상태를 선택하기 위한 것이다. 이 전자 밸브(51)는 배관(75)을 개재해서 3방향 밸브(52)에 접속되어 있다. 물론, 전자 밸브(51) 대신에, 전기 밸브 등의 다른 종류의 밸브를 사용할 수도 있다.

3방향 밸브(52)는, 배관(76)을 개재해서 유량 센서(53)에 접속되고 있는 동시에, 대기 개방용의 배관(7A)이 접속된 것이다. 이 3방향 밸브(52)에서는, 감압 병(55)에 액을 폐기할 수 있는 상태와, 배관(7A)을 거쳐서 배관(76)에 공기를 도입하는 상태를 선택할 수 있다.

도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 유량 센서(53)는, 공기(Ar)와 생리식염수(83)와의 계면(In)의 위치를 포착해서 혈액의 이동 시간을 측정하기 위해서 이용되는 것으로, 복수(도면 상에는 5개)의 포토센서(58A), (58B), (58C), (58D), (58E) 및 직선관(59)을 가지고 있다.

복수의 포토센서(58A) 내지 (58E)는, 직선관(59)에 있어서의 대응하는 영역을 공기(Ar)와 생리식염수(83)와의 계면(In)이 도달(통과)하였는지의 여부를 검출하기 위한 것으로, 수평방향에 있어서, 등간격으로 나열되어 배치되어 있다. 각 포토센서(58A) 내지 (58E)는, 발광 소자(58Aa), (58Ba), (58Ca), (58Da), (58Ea) 및 수광소자(58Ab), (58Bb), (58Cb), (58Db), (58Eb)를 가지고 있고, 그들 소자(58Aa) 내지 (58Ea), (58Ab) 내지 (58Eb)가 서로 대면해서 배치된 투과형 센서로서 구성되어 있다.

물론, 포토센서(58A) 내지 (58E)로서는, 투과형에 한하지 않고, 반사형의 것을 사용할 수도 있다.

직선관(59)은, 검사 시에 있어서, 공기(Ar)와 생리식염수(83) 사이의 계면(In)을 이동할 수 있는 부분으로서, 배관(76)을 개재해서 3방향 밸브(52)에 접속되어 있는 한편, 배관(77)을 개재해서 감압 병(55)의 내부에 연통되어 있다(도 1 참조). 배관(76), (77)에 있어서의 직선관(59)의 근방의 내경은, 직선관(59)과 동일 또는 대략 동일(예를 들어, 직선관(59)의 내면적의 -3% 내지 +3%의 내면적에 상당하는 내경)하게 설정하는 것이 바람직하다. 이 직선관(59)은, 지지부(59A)에 의해서, 각 포토센서(58A) 내지 (58E)에 있어서의 발광 소자(58Aa) 내지 (58Ea)와 수광소자(58Ab) 내지 (58Eb) 사이에 위치하도록, 수평방향으로 뻗도록 배치되어 있다. 이 직선관(59)은, 투광성을 지닌 재료, 예를 들어, 투명 유리 혹은 투명 수지에 의해, 균일한 단면을 지닌 원통 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 균일한 단면을 지닌 원통 형상이란, 내경이 일정 또는 대략 일정(예를 들어, 목적으로 하는 내면적에 대해서 -3% 내지 +3%의 범위의 내면적에 상당하는 내경)한 원형 단면을 지니는 것을 의미하고 있다. 직선관(59)의 내경은, 공기(Ar)와 생리식염수(83) 사이의 계면(In)의 이동 시간을 적절하게 측정할 수 있는 범위로 설정하면 되고, 예를 들어, 0.5㎜ 내지 3㎜로 된다. 공기(Ar)가 이동하는 부분, 예를 들어, 직선관(59)의 내경을 균일(일정 또는 대략 일정)하게 하거나, 혹은 직선관(59)에 부가해서 직선관(56)에 접속된 배관(76), (77)에 있어서의 직선관(59)의 근방의 내경을 직선관(59)과 동일 또는 대략 동일하게 설정하면, 공기(Ar)가 직선관(59)의 전후를 이동할 경우더라도, 공기(Ar)와 배관의 내면 사이에 접촉 면적의 변화가 생기는 것을 억제하여, 접촉 면적을 일정 또는 대략 일정하게 유지할 수 있다. 또한 직선관(59)은, 내경의 치수 공차를 고려했을 경우, 투명 유리에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 그와 같이 하면, 계면(In)의 이동 시간을 보다 정확하게 측정하는 것이 가능해진다.

도 12A 및 도 12B에 나타낸 바와 같이, 공기(Ar)와 생리식염수(83) 사이의 계면(In)이 직선관(59)을 이동할 경우에는, 각 포토센서(58A) 내지 (58E)에 대응하는 영역에 있어서의 공기(Ar)와 생리식염수(83)의 비율이 서서히 변화되므로, 도 13에 나타낸 바와 같이, 포토센서(58A) 내지 (58E)의 수광소자(58Ab) 내지 (58Eb)에 있어서 얻어지는 수광량(투과율)이 변화된다. 그 때문에, 포토센서(58A) 내지 (58E)에 있어서 얻어지는 수광량(투과율)이 변화되기 시작한 시점(T1), 혹은 수광량(투과율)이 변화되기 시작한 후에 있어서 수광량(투과율)이 일정값으로 되는 시점(T2) 등을 기준으로 해서, 포토센서(58A) 내지 (58E)에 있어서는 공기(Ar)와 생리식염수(83) 사이의 계면(In)(생리식염수(83))이 도달한 것을 검출할 수 있다. 그리고, 복수의 포토센서(58A) 내지 (58E)에 있어서 공기(Ar)와 생리식염수(83) 사이의 계면(In)(생리식염수(83))이 도달한 것을 개별적으로 검출하면, 인접하는 포토센서(58A) 내지 (58E) 사이를 공기(Ar)와 생리식염수(83) 사이의 계면(In)을 통과하는 시간, 즉 생리식염수(83)의 이동 시간을 검출할 수 있다. 또, 3개 이상의 포토센서(58A) 내지 (58E)를 설치함으로써, 어떤 시점에서의 생리식염수(83)의 이동 시간뿐만 아니라, 생리식염수(83)의 이동 시간의 경시적 변화를 측정할 수 있다. 또한, 복수의 포토센서(58A) 내지 (58E)의 설치 간격은, 예를 들어, 유체량을 기준으로 해서 10 내지 30㎕에 상당하는 양에 대응하는 거리로부터 선택된다.

여기서, 생리식염수(83)의 이동 시간은, 혈액이 혈액 필터(2)(도 1 내지 도 3 참조)에 있어서의 유로기판(21)을 이동할 때의 이동 저항에 의존한다. 그 때문에, 유량 센서(53)에 있어서 생리식염수(83)의 이동 시간을 검출함으로써, 혈액의 유동성 등의 정보를 얻을 수 있게 된다.

도 1에 나타낸 압력센서(54)는, 배관(77)을 이동하는 액체의 압력을 모니터링하기 위한 것으로, 배관(77) 도중에 설치되어 있다. 압력센서(54)에서의 압력의 모니터링 결과는, 후술하는 감압 펌프(56)에 피드백되어, 배관(77)을 흐르는 액체, 나아가서는 혈액 필터(2)의 내부의 액체의 압력이 대략 일정하게 유지된다. 혈액 필터(2)의 내부의 액체의 압력은, 압력센서(54)를 설치하는 대신에, 감압 병(55)의 압량(壓量)을 모니터링함으로써 대략 일정하게 유지할 수도 있다.

감압 병(55)은, 폐액을 일시적으로 보유하는 위한 것임과 동시에, 감압 공간을 규정하기 위한 것이다. 이 폐액 병(57)은 배관(78)을 개재해서 감압 펌프(56)에 접속되어 있다.

감압 펌프(56)는, 혈액 필터(2)의 내부의 액체를 흡인하기 위해서, 혹은 공기(Ar)(도 11 참조)를 배관(76)에 도입하기 위해서, 감압 병(55)의 내부를 감압하는 것이다. 이 감압 펌프(56)는, 배관(79)을 개재해서 폐액 병(57)에 접속되어 있어, 감압 병(55)의 폐액을 폐액 병(57)에 송액하는 역할도 지니고 있다. 감압 펌프(56)로서는, 공지의 각종의 것을 사용할 수 있지만, 장치를 소형화하는 관점으로부터는, 튜브 펌프를 이용하는 것이 바람직하다.

폐액 병(57)은 혈액을 검사했을 때의 혈액 필터(2)나 배관(74) 내지 (77)의 내부의 폐액 혹은 배관(72) 내지 (77)을 세정했을 때의 폐액을 보유하기 위한 것이다.

촬상기(6)는 유로기판(21)에 있어서의 혈액의 이동 상태를 촬상하기 위한 것이다. 이 촬상기(6)는, 예를 들어, CCD 카메라에 의해 구성되어 있고, 유로기판(21)의 정면에 위치하도록 배치되어 있다. 촬상기(6)에 있어서의 촬상 결과는, 예를 들어, 모니터(60)에 출력되어, 혈액의 이동 상태를 실시간으로 혹은 녹화 화상으로서 확인할 수 있다.

혈액검사장치(1)는, 도 1에 나타낸 각 요소 이외에, 도 14에 나타낸 바와 같이 제어부(10) 및 연산부(11)를 추가로 구비하고 있다.

제어부(10)는 각 요소의 동작을 제어하기 위한 것이다. 이 제어부(10)는, 예를 들어, 3방향 밸브(32), (52)의 전환 제어, 전자 밸브(51)의 개폐 제어, 각 펌프(33), (40), (56)의 구동 제어, 각 노즐(34), (41), (50)의 구동 제어, 촬상기(6)나 모니터(60)의 동작 제어를 행하는 것이다.

연산부(11)는, 각 요소를 동작시키는데 필요한 연산, 예를 들어, 액면검지센서(42)나 압력센서(54)에서의 모니터링 결과에 의거해서 각 펌프(33), (40), (56)의 제어량을 연산하고, 유량 센서(53)에서의 모니터링 결과에 의거해서 전자 밸브(51)의 개폐 제어나 3방향 밸브(52)의 전환 제어에 필요한 연산 등을 행하는 것이다. 연산부(11)는 또한 유량 센서(53)에서의 모니터링 결과에 의거해서, 혈액 필터(2)에 있어서의 혈액의 이동 시간(유동성)을 연산하는 것이기도 하다.

다음에, 혈액검사장치(1)에 있어서의 동작에 대해서 설명한다.

우선, 도 15에 나타낸 바와 같이, 혈액 필터(2)를 소정 위치에 세트한 상태에서, 측정을 개시하는 취지의 신호를 행한다. 이 신호는, 예를 들어, 혈액검사장치(1)에 설치된 버튼을 사용자가 조작함으로써, 혹은 혈액 필터(2)를 세트함으로써 자동적으로 행해진다. 제어부(10)(도 14 참조)는, 측정 개시 신호가 있었다고 인식했을 경우에는, 혈액 필터(2)의 내부의 기액 치환 동작을 행한다. 보다 구체적으로는, 제어부(10)(도 14 참조)는, 우선, 액공급기구(3)의 액공급노즐(34)을 혈액 필터(2)에 있어서의 소직경 통부(25A)의 상부 개구부(25Aa)에 장착하는 동시에, 폐액 기구(5)의 폐액 노즐(50)을 혈액 필터(2)에 있어서의 소직경 통부(25B)의 상부 개구부(25Ba)에 장착한다. 그 한편, 제어부(10)(도 14 참조)는, 3방향 밸브(32)를 전환시켜 병(30)이 액공급노즐(34)에 연통된 상태로 하는 동시에, 3방향 밸브(52)를 전환시켜, 전자 밸브(51)를 개방함으로써 폐액 노즐(50)이 감압 병(55)에 연통된 상태로 한다. 즉, 병(30)과 감압 병(55) 사이가 혈액 필터(2)의 내부를 개재해서 연통된다. 이 상태에 있어서, 제어부(10)(도 14 참조)는, 액공급기구(3)의 가압 펌프(33) 및 폐액 기구(5)의 감압 펌프(56)를 구동한다. 여기서, 가압 펌프(33)의 가압력은, 예를 들어, 1 내지 150㎪로 되고, 감압 펌프(56)의 감압력은 0 내지 -50㎪로 된다.

이와 같이 해서 가압 펌프(33) 및 감압 펌프(56)를 구동시켰을 경우에는, 병(30)의 생리식염수는, 배관(71) 내지 (73)을 거쳐서 액공급노즐(34)에 공급되는 동시에, 혈액 필터(2)의 내부를 통과한 후, 폐액 노즐(50), 배관(74) 내지 (77)을 거쳐서 감압 병(55)에 폐기된다. 감압 병(55)에 폐기된 생리식염수는, 감압 펌프(56)의 동력에 의해, 배관(78), (79)을 거쳐서 폐액 병(57)에 폐기된다. 이것에 의해, 혈액 필터(2)의 내부의 기체는 생리식염수에 의해 배출되어, 혈액 필터(2)의 내부는 생리식염수에 의해 치환된다.

혈액검사장치(1)에서는, 혈액 필터(2)에 대한 기액 치환을, 혈액 필터(2)의 상류 측에 배치된 가압 펌프(33) 및 혈액 필터(2)의 하류 측에 배치된 감압 펌프(56)를 이용해서 행하고 있다. 그 때문에, 혈액 필터(2)의 하류 측에 배치된 감압 펌프(56)를 이용할 경우에 비해서, 혈액 필터(2)의 내부에 기포가 잔존할 가능성이 현저하게 경감되어, 혈액 필터(2)의 내부의 기체를 배출하는데 필요한 시간도 경감된다. 이것에 의해, 혈액검사에 필요한 시간을 단축하는 것이 가능해진다. 또한, 혈액검사장치(1)에서는, 감압 펌프(56)에 부가해서 가압 펌프(33)를 병용하고 있지만, 기액 치환에 필요한 펌프 동력을 작게 하고, 치환 시간을 짧게 할 수 있으므로, 운영 비용을 오히려 작게 할 수 있다.

다음에, 혈액검사장치(1)에서는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 배관(76)의 내부에 공기를 도입하기 위한 처리를 행한다. 보다 구체적으로는, 제어부(10)(도 14 참조)는, 전자 밸브(51)를 닫는 동시에 감압 펌프(56)의 동작을 정지시켜, 도 17A로부터 도 17B에 나타낸 상태로 3방향 밸브(52)를 전환시켜 배관(76)이 배관(7A)을 개재해서 대기에 연통된 상태로 한다. 한편, 제어부(10)(도 14 참조)는 감압 펌프(56)를 구동시킨다. 이것에 의해, 배관(7A) 및 배관(76)이 감압되므로, 도 17B 및 도 17C에 나타낸 바와 같이 배관(7A)을 거쳐서 배관(76)에 공기(Ar)가 도입된다. 이와 같은 배관(76)에의 공기(Ar)의 도입은, 배관(76)의 내부가 공기(Ar)에 의해서 완전히 치환될 때까지 행해진다. 이와 같은 공기(Ar)에 의한 치환은, 미리 정해진 시간만큼 배관(86)을 대기 개방한 후에 3방향 밸브(52)를 전환시킴으로써, 혹은 배관(76)의 내부의 압력을 압력센서(54)에 의해 모니터링하여, 배관(76)의 내부의 압력이 소정값이 되었을 때 3방향 밸브(52)를 전환시킴으로써 행해진다. 물론, 배관(76)에의 공기(Ar)의 도입은, 감압 펌프(56)를 구동하는 일없이, 감압 병(55)(도 16 참조)의 잔압에 의해 행해도 된다.

이어서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 혈액검사장치(1)에서는, 혈액 필터(2)로부터 생리식염수를 일정량 폐기하고, 혈액 필터(2)에 혈액을 공급하는데 필요한 공간(82)을 확보한다. 보다 구체적으로는, 제어부(10)(도 14 참조)는, 액공급노즐(34)을 혈액 필터(2)로부터 떼어낸 상태에 있어서 전자 밸브(51)를 개방한다. 이때, 감압 병(55)(도 16 참조)은, 앞서 행한 배관(76)의 공기 치환에 의해 감압된 상태로 되어 있다. 그 때문에, 전자 밸브(51)를 개방함으로써, 도 19A 및 도 19B에 나타낸 바와 같이, 혈액 필터(2)의 내부의 생리식염수는 폐액 노즐(50)을 개재해서 흡인 제거되어, 혈액 필터(2)에 공기(84)가 도입된다. 이때, 도 20A 및 도 20B에 나타낸 바와 같이, 배관(76), (77)의 생리식염수(83)는 감압 병(55)(도 18 참조)을 향해서 이동되고, 이것에 따라, 배관(76)의 공기(Ar)도 감압 병(55)(도 18 참조)을 향해서 이동한다.

한편, 유량 센서(53)의 포토센서(58A)에서는 생리식염수(83)와 공기(Ar)와의 계면(In)이 도달했는지의 여부가 검출된다. 전술한 바와 같이, 포토센서(58A)를 계면(In)이 통과할 때에는, 수광소자(58Ab)에 있어서의 수광량이 작아지므로, 포토센서(58A)에서는 계면(In)이 도달한 것을 검출할 수 있다. 그리고, 제어부(10)(도 14 참조)는, 포토센서(58A)에 있어서 계면(In)이 도달한 것이 검출되었을 경우에는, 전자 밸브(51)(도 18 참조)를 폐쇄하여, 생리식염수(83) 및 계면(In)의 이동을 정지시킨다.

여기서, 계면(In)이 포토센서(58A)에 의해서 검출될 때까지의 배관(76)에의 생리식염수(83)의 도입량(혈액 필터(2)로부터의 생리식염수의 폐기량)은, 혈액 필터(2)에 공급해야 할 혈액량과 일치 또는 대략 일치시키고 있다. 즉, 배관(76)에 있어서의 포토센서(58A)보다도 상류 측의 용량은, 혈액 필터(2)에 공급해야 할 혈액량에 따라서 설정되어 있다. 그 때문에, 계면(In)이 포토센서(58A)에 의해서 검출되었을 때 전자 밸브(51)(도 18 참조)를 폐쇄함으로써, 혈액 필터(2)에 있어서, 공급해야 할 혈액량과 합치된 용량의 공간(82)을 확보할 수 있다. 여기서, 공간(82)의 용량은, 예를 들어, 혈액검사에 있어서 사용되는 혈액량(예를 들어, 50 내지 200㎕)의 1.2 내지 3.0배(예를 들어, 100 내지 250㎕)로 된다.

이와 같이 혈액검사장치(1)에서는, 유량 센서(53)에 있어서 계면(In)의 위치를 검출함으로써, 혈액 필터(2)로부터의 생리식염수의 폐기량을 규제하는 것으로 하고 있다. 그 때문에, 종래의 혈액검사장치와 같이, 혈액공급노즐에 액면검지센서에 의해서 생리식염수의 폐기량을 규제할 경우에 비해서, 혈액검사장치(1)에서는 생리식염수의 폐기량의 규제(계면 유출)를 단시간에 행할 수 있다. 이것에 의해, 혈액검사에 요하는 시간을 단축화하는 것이 가능해진다.

다음에, 도 21에 나타낸 바와 같이, 제어부(10)(도 14 참조)는 혈액 필터(2)에 설치된 공간(82)에 혈액(85)을 공급시킨다. 보다 구체적으로는, 제어부(10)(도 14 참조)는, 샘플링 펌프(40)의 동력을 이용해서, 채혈관(81)으로부터 혈액공급노즐(41)에 장착한 팁(43)의 내부에 혈액을 흡인한 후, 도 22A 및 도 22B에 나타낸 바와 같이 팁(43)의 혈액(85)을 혈액 필터(2)의 공간(82)에 토출시킨다. 혈액 필터(2)에 대한 혈액(85)의 토출량은, 공간(82)의 용적에 대응한 양으로 되고, 그 토출량의 제어는, 액면검지센서(42)(도 21 참조)에 있어서 팁(43)의 내부의 혈액의 액면을 검지함으로써 행해진다.

이어서, 혈액검사장치(1)에서는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 혈액 필터(2)의 공간(82)에 공급된 혈액(85)의 검사를 행한다. 보다 구체적으로는, 제어부(10)(도 14 참조)는, 감압 펌프(56)의 동력을 이용해서, 폐액 노즐(50)을 거쳐서 혈액 필터(2)의 생리식염수(83)를 폐기한다. 이때, 혈액 필터(2)에 있어서는, 생리식염수(83)와 함께 혈액(85)이 이동된다.

보다 구체적으로는, 혈액 필터(2)에 있어서는, 혈액(85)은 유로기판(21)과 투명 커버(23) 사이에 형성된 유로(도 6 내지 도 9 참조)를 통과한 후에 소직경 통부(25B)로 이동된다. 유로기판(21)에 있어서는, 혈액(85)은, 도 6 내지 도 9를 참조해서 설명한 바와 같이, 관통구멍(28D)을 거쳐서 도입용 유로(28B)에 도입된 후에, 연결 홈(29) 및 폐기용 유로(28C)를 순차적으로 이동하여, 관통구멍(28E)을 거쳐서 폐기된다. 여기서, 연결 홈(29)의 폭 치수를 혈액(85) 중의 혈구나 혈소판 등의 세포의 직경보다도 작게 설정했을 경우에는, 세포는 변형되면서 연결 홈(29)을 이동하거나, 혹은 연결 홈(29)에 있어서 막힘을 일으킨다. 이러한 세포의 상태는 촬상기(6)에 있어서 촬영된다. 촬상기(6)에 있어서의 촬상결과는, 실시간으로 모니터(60)에 표시해도 되고, 녹화 후에 모니터(60)에 있어서 표시해도 된다.

한편, 도 11에 나타낸 바와 같이, 유량 센서(53)에 있어서는, 직선관(59)을 이동하는 계면(In)이 검출된다. 그리고, 연산부(11)(도 14 참조)에서는, 각 포토센서(58A) 내지 (58E)로부터 얻어지는 정보에 의거해서, 계면(In)이 통과했는지의 여부가 판단되는 동시에, 계면(In)의 이동 시간이 연산된다. 계면(In)의 이동 시간은, 혈액 필터(2)에 있어서의 혈액(85)의 이동 시간, 즉 혈액(85)의 유동성(저항)에 상관하는 것이기 때문에, 계면(In)의 이동 시간에 의해서 혈액(85)의 상태를 파악할 수 있다.

여기서, 유량 센서(53)는, 직선관(59)이 수평으로 배치된 구성이기 때문에, U자 관을 이용한 유량 센서와 같이, 혈액검사 시에 있어서 유량 센서에서의 수두차가 변화하는 일도 없다. 그 때문에, 혈액검사장치(1)에서는, 혈액검사 시에 있어서의 수두차 변화에 기인하는 측정오차를 억제하여, 측정정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

도 24에 나타낸 바와 같이, 혈액의 검사가 종료했을 경우에는, 사용자의 선택에 의해, 폐액 기구(5)의 배관(74) 내지 (77)의 세정을 행한다. 이러한 세정 처리는, 혈액 필터(2)를 세트하는 위치에 세정용의 더미 팁(2')을 세트한 상태에서, 사용자가 세정 모드를 선택함으로써 행해진다. 여기서, 더미 팁(2')은, 외관형상에 있어서 혈액 필터(2)와 마찬가지인 것임과 동시에, 그 내부에 연통구멍(20')이 형성된 것이다. 연통구멍(20')은, 혈액 필터(2)에 있어서의 소직경 통부(25A), (25B)의 상부 개구부(25Aa), (25Ba)(도 2 및 도 3 참조)에 대응하는 부분에 설치된 개구부(21'), (22')를 가지는 것이다.

혈액검사장치(1)에 있어서는, 세정 모드가 선택되었을 경우에는, 제어부(10)(도 14 참조)는, 우선, 액공급기구(3)의 액공급노즐(34)을 더미 팁(2')에 있어서의 연통구멍(20')의 개구부(21')에 장착하는 동시에, 폐액 기구(5)의 폐액 노즐(50)을 더미 팁(2')에 있어서의 연통구멍(20')의 개구부(22')에 장착한다. 한편, 제어부(10)(도 14 참조)는, 3방향 밸브(32)를 전환시켜 병(31)이 액공급노즐(34)에 연통된 상태로 하는 동시에, 3방향 밸브(52)를 전환시켜, 전자 밸브(51)를 개방함으로써 폐액 노즐(50)이 감압 병(55)에 연통된 상태로 한다. 즉, 병(31)과 감압 병(55) 사이가 더미 팁(2')의 연통구멍(20')을 거쳐서 연통된다. 이 상태에 있어서, 제어부(10)(도 14 참조)는, 액공급기구(3)의 가압 펌프(33) 및 폐액 기구(5)의 감압 펌프(56)를 구동한다. 여기서, 가압 펌프(33)의 가압력은, 예를 들어, 1 내지 150㎪로 하고, 감압 펌프(56)의 감압력은 0 내지 -50㎪로 한다.

이와 같이 해서 가압 펌프(33) 및 감압 펌프(56)를 구동시켰을 경우에는, 병(31)의 증류수는, 배관(70), (72), (73)을 거쳐서 액공급노즐(34)에 공급되는 동시에, 더미 팁(2')의 연통구멍(20')을 통과한 후, 폐액 노즐(50), 배관(74) 내지 (77)을 거쳐서 감압 병(55)에 폐기된다. 감압 병(55)에 폐기된 증류수는, 감압 펌프(56)의 동력에 의해, 배관(78), (79)을 거쳐서 폐액 병(57)에 폐기된다. 이것에 의해, 폐액 기구(5)에 있어서의 배관(74) 내지 (77)은 증류수에 의해 세정된다.

혈액검사장치(1)에서는, 혈액 필터(2)보다도 하류에 설치된 유량 센서(53)로부터의 정보에 의거해서, 혈액의 상태를 파악하도록 하고 있다. 그 때문에, 종래의 혈액검사장치와 같이, 유량 센서(53)와 혈액 필터(2) 사이를 연결하는 배관 및 노즐을, 폐액 기구(5)의 배관(74) 내지 (79)이나 폐액 노즐(50)과는 별도로 설치할 필요는 없다. 그 결과, 혈액검사장치(1)는, 장치 구성이 간략화되어, 비용적으로 유리하게 제조할 수 있는 동시에 장치의 소형화가 가능해진다. 그것뿐만 아니라, 구동 제어해야 할 노즐이나 밸브의 수가 적어짐으로써, 평균 고장 시간(MTBF)을 길게 할 수 있다. 또, 유량 센서(53)를 폐액 기구(5)의 배관의 도중에 설치하고 있기 때문에, 유량 센서(53)를 위한 배관을 폐액 기구(5)의 배관(74) 내지 (79)과는 별도로 설치할 필요도 없고, 혈액검사에 필요한 배관 길이를 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 혈액검사 시에 있어서의 유체저항을 작게 할 수 있으므로, 혈액검사 시에 있어서 감압 펌프(56)에 필요로 되는 동력을 작게 설정하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 운영 비용을 저감시킬 수 있다.

다음에, 배관에의 공기를 도입하기 위한 처리 및 혈액 필터에 혈액을 공급하기 위한 공간을 확보하기 위한 처리의 다른 예를, 앞서 참조한 도면에 부가해서, 필요에 따라서 도 25 내지 도 27을 참조해서 설명한다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 배관(76)에의 공기(Ar)의 도입에 있어서는, 우선 제어부(10)(도 14 참조)는, 전자 밸브(51)를 폐쇄하는 동시에 감압 펌프(56)의 동작을 정지시키고, 도 17A로부터 도 17B에 나타낸 상태로 3방향 밸브(52)를 전환시켜서 배관(76)이 배관(7A)을 개재해서 대기에 연통된 상태로 한다. 한편, 제어부(10)(도 14 참조)는 감압 펌프(56)를 구동시킨다. 이것에 의해, 배관(7A) 및 배관(76)이 감압되므로, 도 17B 및 도 17C에 나타낸 바와 같이, 배관(7A)을 거쳐서 배관(76)에 공기(Ar)가 도입된다. 이러한 배관(76)에의 공기(Ar)의 도입은, 목적량의 공기(Ar)가 배관(76)에 도입될 때까지 행해진다. 배관(76)에의 공기의 도입의 정지는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 압력센서(54)에 있어서 배관(77)의 압력을 모니터링하면서, 압력센서(54)에 있어서 검출되는 압력이 소정값으로 되었을 때, 3방향 밸브(52)를 전자 밸브(51) 측으로 전환함으로써 행해진다. 이때, 전자 밸브(51)는 폐쇄되어 있으므로, 배관(76)에 도입된 공기(Ar)(도 17C 참조)의 이동은 조속히 정지된다.

여기서, 배관(76)에 대한 공기의 도입량은, 배관(76)에의 공기의 도입 후에 있어서, 도입된 공기(Ar)와 생리식염수(83)와의 계면(In)이 유량 센서(53)의 포토센서(58A)에 있어서 검지되는 위치에 이를 때까지의 이동량(폐액량)이, 혈액 필터(2)에 대한 혈액의 공급량과 일치 또는 대략 일치하도록 설정된다(도 19B 및 도 20B 참조). 즉, 앞서 설명한 것과는 달리, 배관(76)은 완전하게는 공기(Ar)에 의해 치환되지 않고, 배관(76)의 내부에 공기 축적이 존재한 상태로 되어 있다.

전술한 실시예에서는, 배관(76)에 대해서 공기(Ar)를 도입할 경우에, 압력센서(54)에 있어서 배관(77)의 압력을 모니터링하고, 공기(Ar)의 도입량을 규제하고 있었지만, 유량 센서(53)에 있어서 공기(Ar)의 위치를 모니터링하고, 그 결과에 의거해서, 공기(Ar)의 도입량을 규제해도 되며, 또 배관(76)의 압력을 모니터링해서 공기(Ar)의 도입량을 규제해도 된다.

도 25A 및 도 25B에 나타낸 바와 같이, 공기(Ar)(계면(In))가 직선관(59)을 이동할 경우에는, 각 포토센서(58A) 내지 (58E)에 대응하는 영역에 있어서의 생리식염수(83)와 공기(Ar)의 비율이 서서히 변화되므로, 도 26에 나타낸 바와 같이, 포토센서(58A) 내지 (58E)의 수광소자(58Ab) 내지 (58Eb)에 있어서 얻어지는 수광량(투과율)이 변화한다. 그 때문에, 포토센서(58A) 내지 (58E)에 있어서 얻어지는 수광량(투과율)이 변화되기 시작한 시점(T1), 혹은 수광량(투과율)이 변화되기 시작한 후에 있어서 수광량(투과율)이 일정값으로 되는 시점(T2) 등을 기준으로 해서, 공기(Ar)(계면(In))가 도달한 것을 검출할 수 있다. 그리고, 복수의 포토센서(58A) 내지 (58E)에 있어서 공기(Ar)(계면(In))가 도달한 것을 개별적으로 검출하면, 공기(Ar)(계면(In))가 인접하는 포토센서(58A) 내지 (58E) 사이를 통과하는 시간, 즉 공기(Ar)(계면(In))의 이동 시간을 검출할 수 있다. 또, 3개 이상의 포토센서(58A) 내지 (58E)를 설치함으로써, 어떤 시점에서의 공기(Ar)(계면(In))의 이동 시간뿐만 아니라, 공기(Ar)(계면(In))의 이동 시간의 경시적 변화를 측정할 수 있다.

혈액 필터(2)에 혈액을 공급하는 데 필요한 공간(82)의 확보에 있어서는, 제어부(10)(도 14 참조)는, 액공급노즐(34)을 혈액 필터(2)로부터 떼어내는 동시에, 전자 밸브(51)를 개방하고, 감압 펌프(56)를 구동시킨다. 이것에 의해, 도 19A 및 도 19B에 나타낸 바와 같이, 혈액 필터(2)의 내부의 생리식염수는, 폐액 노즐(50)을 거쳐서 흡인 제거되어, 혈액 필터(2)에 공기(84)가 도입된다. 이때, 도 27A 및 도 27B에 나타낸 바와 같이, 배관(76), (77)의 생리식염수(83)는, 감압 병(55)(도 18 참조)을 향해서 이동되고, 이것에 따라, 배관(76)의 공기(Ar)도 감압 병(55)(도 18 참조)을 향해서 이동한다.

한편, 유량 센서(53)의 포토센서(58A)에서는, 공기(Ar)(계면(In))가 도달하였는지의 여부가 검출된다. 전술한 바와 같이, 포토센서(58A)를 공기(Ar)(계면(In))가 통과할 때는, 수광소자(58Ab)에 있어서의 수광량이 커지므로, 포토센서(58A)에서는 공기(Ar)(계면(In))가 도달한 것을 검출할 수 있다. 그리고, 제어부(10)(도 14 참조)는, 포토센서(58A)에 있어서 공기(Ar)(계면(In))가 도달한 것이 검출되었을 경우에는, 전자 밸브(51)(도 18 참조)를 닫고, 생리식염수(83) 및 공기(Ar)의 이동을 정지시킨다.

전술한 바와 같이, 배관(76)에 대한 공기(Ar)의 도입량은, 배관(76)에의 공기(Ar)의 도입 후에 있어서, 도입된 공기(Ar)와 생리식염수(83)와의 계면(In)이 유량 센서(53)의 포토센서(58A)에 있어서 검지되는 위치에 이를 때까지의 이동량(폐액량)이, 혈액 필터(2)에 대한 혈액의 공급량과 일치 또는 대략 일치하도록 설정된다. 즉, 배관(76)에 대한 공기의 도입량(생리식염수와 공기의 계면의 위치)이 미리 규제되어 있기 때문에, 공기(Ar)가 포토센서(76)에 있어서 검출되는 위치에 도달했을 경우(도 20B 참조)에는, 혈액 필터(2)에 있어서 형성되는 공간(82)은, 그 용적이 혈액 필터(2)에 공급해야 할 혈액의 양과 일치 또는 대략 일치되고 있다(도 19B 참조).

이와 같이 혈액검사장치(1)에서는, 유량 센서(53)에 있어서 공기(Ar)(계면(In))의 위치를 검출함으로써, 혈액 필터(2)로부터 생리식염수의 폐기량을 규제하는 것으로 하고 있다. 그 때문에, 종래의 혈액검사장치와 같이, 혈액공급노즐에 액면검지센서에 의해서 생리식염수의 폐기량을 규제할 경우에 비해서, 혈액검사장치(1)에서는 생리식염수의 폐기량의 규제(계면 유출)를 단시간에 행할 수 있다. 이것에 의해, 혈액검사에 요하는 시간을 단축하는 것이 가능해진다.

본 발명은, 전술한 실시형태로 한정되지 않고, 각종 설계 변경가능하다. 예를 들어, 본 발명은, 혈구를 포함하는 혈액에 한하지 않고, 입자를 포함하는 액체 전반, 혹은 입자를 포함하지 않는 일정 이상의 점성을 가진 시료에 있어서, 점성이나 입도 분포 등의 특성을 검사할 경우에도 적용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 목공용 본드 등의 접착제와 같이, 일정 이상의 점성이 필요한 시료에 있어서 원하는 점성이 확보되어 있는지의 여부를 검사할 경우, 젤리 등의 식품에 있어서 소망으로 하는 식감(食感)에 따른 점성이 확보되어 있는지의 여부를 검사할 경우, 분체의 입도 분포가 소망의 범위에 있는지의 여부를 검사하기 위해서 분체를 용매 중에 분산시킨 것을 시료로서 이용할 경우에도 적용할 수 있다.

또, 유량 센서로서는, 직선관 대신에 곡선관을 채용한 것, 혹은 센서부로서 복수의 포토센서 대신에 도전식이나 유전 용량식을 채용한 것을 사용할 수도 있다. 도전식의 센서부는, 예를 들어, 개별 전극과 접지 전극 사이가 액체에 의해 액체 접합되었는지의 여부를 전기적으로 검출함으로써, 공기와 액체의 계면(액체의 유무 혹은 공기의 유무)을 검출하는 것이다. 한편, 유전 용량식의 센서부는, 예를 들어, 개별 전극과 접지 전극 사이의 정전용량의 변화에 의해, 공기와 액체의 계면(액체의 유무 혹은 공기의 유무)을 검출하는 것이다.

1: 혈액검사장치(분석장치) 10: 제어부(제어수단)
2: 혈액 필터(저항체) 33: 가압 펌프
52: 3방향 밸브(밸브) 53: 유량 센서
55: 감압 병 56: 감압 펌프
58A 내지 58E: (유량 센서의) 포토센서(검지 구역)
59: (유량 센서의) 직선관(관 형상체) 71 내지 73: (공급용) 배관
74 내지 77: (폐액용) 배관 82: (혈액공급용의) 공간
83: 생리식염수(액체) 85: 혈액(시료)
Ar: 공기 In: 계면

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 저항체와, 상기 저항체의 상류 측에 설치되고, 상기 저항체에 액을 공급하는 공급용 배관과, 상기 공급용 배관의 도중에 설치된 가압 펌프와, 상기 저항체에 접속되고, 상기 저항체에 공급되는 액을 폐기하는 폐액용 배관과, 상기 폐액용 배관의 도중에 배치되어 있는 유량 센서와, 상기 저항체의 상기 폐액용 배관을 개재해서 하류 측에 설치되고, 상기 저항체에 공급된 액을 이동시키는 감압 펌프를 구비하는 장치를 이용하는 분석방법으로서,
   상기 가압 펌프 및 상기 감압 펌프를 구동시키고, 시료를 통과시키는 상기 저항체의 내부에, 상기 공급용 배관으로부터 액을 충전하는 제1스텝;
   상기 저항체의 내부의 액의 일부를 상기 폐액용 배관으로부터 폐기하여, 상기 저항체의 내부에 시료를 충전하는 공간을 확보하는 제2스텝;
   상기 공간에 시료를 공급하는 제3스텝;
   상기 저항체의 내부에 있어서 시료를 이동시키는 제4스텝; 및
   상기 저항체의 내부에 있어서의 시료의 이동 시간을, 상기 유량 센서를 이용해서 측정하는 제5스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 분석방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 유량 센서로서, 관 형상체와, 상기 관 형상체를 이동하는 액체와 공기의 계면을 검출하기 위한 복수의 검지 구역을 가진 센서부를 포함하고 있는 것을 이용하고,
   상기 제1스텝과 상기 제2스텝 사이에 있어서, 상기 관 형상체에 공기를 도입하는 제6스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석방법.

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