WO2014033795A1 - 液体採取装置およびその方法 - Google Patents

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flow path
suction
collected
blood
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宣弥 橋爪
北村 圭司
西本 尚弘
叶井 正樹
木村 裕一
外山 宏
山田 貴史
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Shimadzu Corp
National Center for Geriatrics and Gerontology
National Institutes For Quantum Science and Technology
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Shimadzu Corp
National Center for Geriatrics and Gerontology
National Institutes For Quantum Science and Technology
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    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices

Definitions

  • the present invention relates to a liquid collecting apparatus and method for separating and collecting liquids to be collected in time series.
  • a blood collection device that collects blood, that is, collects blood
  • the blood collection device is used for quantitative analysis in nuclear medicine diagnosis (for example, PET (Positron Emission Tomography)).
  • nuclear medicine diagnosis in order to quantitatively analyze biological function information such as neuroreceptor concentration and tumor metabolism, it is necessary to measure the time-dependent change in drug concentration in arterial blood plasma, that is, radioactivity concentration.
  • the following methods are employed as automatic blood collection devices for measuring blood radioactivity concentration (see, for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 to 3). These devices are used for measuring the radioactivity concentration in arterial blood of small animals (eg, mice and rats). Note that the automatic blood collection device of Patent Document 2 has a different purpose from other methods.
  • Patent Document 1 This is a system for guiding arterial blood spontaneously generated by mouse blood pressure onto a microchip (element) MC as shown in FIG.
  • the microchip MC is filled with one main flow path F M , selectable branch flow path F B , and heparin solution H used for flow path cleaning and blood discharge, or heparin solution H used the bypass F N for bleeding blood B are arranged.
  • To each of the previous branch flow paths F B are disposed a container, one of the branch flow paths F B, argon gas Gas pressure of gas supplied to the microchip MC, it is selected by the mechanism of the microchip MC It is comprised so that. Pouring the blood B in one of the branch flow paths F B has been selected.
  • Each flow path F M, F B is, are formed in those grooves in a predetermined size with respect to the microchip MC, knowing the groove length or groove area of the blood B was poured, the blood B It is a feature of the microchip MC that a minute volume is defined.
  • the blood B is fed into a predetermined receiving container (not shown) by the press-fitting of the heparin solution H in a state where the predetermined volume of blood B is filled in the flow path by the defined minute volume.
  • each flow path F M, the F B was washed with heparin solution H, ready for the next blood collection. Blood B in the receiving container is sucked into a separate container together with physiological saline, and the radiation in blood B is counted by a well counter.
  • Non-Patent Document 2 the radioactive concentration in the blood is measured by installing a radiation detector in the form of sandwiching the catheter in the middle of the catheter inserted into the artery.
  • the diode has an elongated shape with a length of 30 [mm], and by piping a tube containing blood along the long side direction, the detectable area is increased and ⁇ + ray detection efficiency is ensured. ing.
  • a syringe pump is connected to the other end of the catheter, blood is drawn by pulling the syringe pump at a constant speed, and the flow rate is obtained from the speed, and the volume is calculated from the inner diameter of the catheter to measure the radioactivity concentration.
  • Non-Patent Document 3 blood is returned to the vein V from the other end of the catheter C inserted into the artery A, and the LYSO detector D and the peristaltic pump P are installed in the middle of the catheter C.
  • the ⁇ -rays generated by the disappearance of ⁇ + rays in the arterial blood flowing inside the catheter C enter the LYSO detector D and shine, and the light is counted in the collection box B through the optical fiber F.
  • the flow rate of blood is controlled by the peristaltic pump P, and the control PC calculates the volume from the flow rate and the inner diameter of the catheter to measure the radioactivity concentration.
  • Patent Document 2 The flow path is switched at the 5-way joint, and the discharge of blood and washing liquid and the collection of blood are repeated.
  • Patent Document 1 Since the amount of blood collected at one time is small, the amount of blood loss can be suppressed and high-speed blood collection is possible. However, since the collected blood is transferred to a container together with heparin and measured with a ⁇ counter (well counter), heparin is mixed into the blood and the plasma radioactivity concentration cannot be measured. Further, since the blood collection method relies on the blood pressure of the animal, it may be influenced by the state of the animal, and it may be impossible to collect blood when the blood pressure decreases.
  • Non-Patent Document 2 Since only the radioactivity concentration in the whole blood flowing through the catheter without collecting blood is measured, the necessary plasma radioactivity concentration cannot be obtained. In addition, long-term measurement cannot be performed if an attempt is made to suppress the blood volume drawn by the syringe pump within an allowable blood loss volume.
  • Non Patent Literature 3 There is no blood loss because blood is returned from the veins to the body. However, as in Non-Patent Document 2, since only the radioactivity concentration in the whole blood flowing through the catheter is measured without collecting blood, the really necessary plasma radioactivity concentration cannot be obtained.
  • Patent Document 2 Blood is drawn with a syringe pump, and a gas such as an air layer is sandwiched between the blood to be collected to create a gap to prevent contamination of the cleaning liquid, and the flow is switched with a five-way joint and collected into a container.
  • this method has many procedures, high-speed blood collection cannot be performed, and the interval is 10 minutes at the shortest.
  • the plasma is separated by centrifugation and the radioactivity concentration is measured. Therefore, several tens of [ ⁇ L] of blood is required due to measurement accuracy. The amount increases.
  • Patent Document 2 since blood flows through the five-way joint, it is necessary to exchange the five-way joint in a certain cycle.
  • the connection base portion of at least the four-way port of the five-way joint is integrated as a pinch valve, the replacement work becomes complicated.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a liquid sampling apparatus and method for improving the efficiency of replacement work.
  • the present invention has the following configuration. That is, the liquid collection device according to the present invention is a liquid collection device that separates and collects liquids to be collected in time series, and has a flow path having a predetermined length, and is connected to the flow path to collect the collection target. Suction / discharge means for pushing and pulling the liquid, connection terminals for branching the flow path, opening / closing means for opening and closing the flow path, and the liquid to be collected connected to the branched flow path and separated and collected The connection terminal and the opening / closing means are separately arranged and configured.
  • the liquid can be collected regardless of the state of the liquid supply source (collection source) by actively pushing and pulling the liquid to be collected by the suction and discharge means.
  • the liquid to be collected is blood
  • blood can be collected even if the blood pressure decreases due to the physiological state of the animal.
  • fluid can be collected even in situations where the animal's blood pressure has decreased.
  • volume measuring means for example, optical The specified volume can be collected without measurement by the measuring means.
  • the liquid sampling apparatus can be reduced in size, and can be installed in the vicinity of the liquid sampling source (eg, animal). As a result, it is possible to reduce the dead volume (which indicates an invalid volume) and eliminate the causes of distortion of the concentration waveform such as delay and dispersion. Furthermore, since the connection terminal and the opening / closing means are separately arranged, only one of the connection terminal and the opening / closing means needs to be replaced, and the efficiency of the replacement work can be improved.
  • An example of the flow path described above is a tube.
  • the opening / closing means can be constituted by a pinch valve described later.
  • An example of the opening / closing means is a pinch valve that closes a flow path made of a tube by applying pressure from the outside of the tube and opens a flow path made of a tube by releasing the pressure from the outside of the tube.
  • a valve opening / closing means
  • the dead volume is small, and it is only necessary to replace the flow path made of a tube, and the opening / closing means need not be replaced.
  • the opening / closing means comprising a pinch valve
  • the opening / closing means can be installed in the vicinity of the liquid supply source (collection source), further reducing the dead volume between the collection source and the opening / closing means, such as delay, dispersion, etc. It is possible to eliminate the cause of the distortion of the concentration waveform.
  • a pinch valve can be installed in the vicinity of the animal that is the collection source.
  • the tube can be formed with a thin diameter (thin diameter), if the thin tube is used as a flow path and opened and closed with a pinch valve, the diameter of the flow path through which the liquid flows is reduced. The volume of the flowing liquid can be reduced by reducing the volume of the liquid.
  • the pinch valve may be configured to open and close one flow path made of a tube, or is configured to close one of two flow paths made of a tube when the other is opened. Also good. When the pinch valve is configured to close the other when one is opened, the two flow paths can be opened and closed with one pinch valve, and the components of the opening and closing means can be reduced.
  • the fluid consisting of only one of the liquid and the gas is filled in the flow channel on the suction / discharge means side than the liquid to be collected, and is filled in the flow channel on the suction / discharge means side.
  • the flow path may be configured to control the movement of the liquid to be collected by pushing or pulling either the liquid or the gas constituting the fluid by the suction / discharge means. In this way, if one of the liquid and the gas is packed in the flow path and the one is pushed and pulled by the suction and discharge means, the liquid to be collected can be moved with high accuracy.
  • the fluid is a liquid and a gas
  • the liquid filled in the flow path on the suction / discharge means side and the liquid filled in the flow path on the suction / discharge means side A gas is sandwiched between the liquid to be collected and the liquid filled in the flow path on the suction / discharge means side is pushed and pulled by the suction / discharge means to push and pull the gas, and the liquid to be collected
  • the flow path may be configured so as to control the movement.
  • a dripping port moving means for moving the dripping port in order to change the position where the separated liquid to be collected is dropped.
  • the dropping port moving means moves the dropping port in accordance with the position of each receiving portion so that the liquid can be dropped into each receiving portion. it can.
  • the dropping port moving means moves the dropping port to a position outside the storage unit so that unnecessary liquid to be discarded is not stored in the storage unit, thereby preventing the unnecessary liquid to be discarded from being mixed. It also has the effect of being able to.
  • the liquid collection device is a device for collecting blood (blood collection device).
  • blood blood collection device
  • physiological fluids other than blood for example, fluid containing lymph fluid or protein
  • fluid containing a fluorescent agent for example, fluid containing a fluorescent agent, or an analyzer.
  • a mixed solution or the like may be used.
  • the opening / closing means it is preferable to arrange the opening / closing means so that the distance between the opening / closing means and the sampling source in the flow path is in the range of 10 [cm] to 20 [cm].
  • the distance is less than 10 [cm]
  • the distance is more than 20 [cm]
  • the liquid collection method is a liquid collection method for collecting liquids to be collected in time series, and the liquid collection device includes a flow path having a predetermined length and a flow path.
  • a suction and discharge means for connecting and pushing and pulling the liquid to be collected, a connection terminal for branching the flow path into a plurality of channels, an opening and closing means for opening and closing the flow path, and a branch flow path connected to be separated and collected
  • a dripping port for dripping the liquid to be collected, and in a state in which the connection terminal and the opening / closing means are separately arranged and configured to control the suction / discharge means and the opening / closing means, The liquid is collected.
  • the length and the sampling amount of the liquid to be sampled are measured by volume measuring means (for example, optical measuring means). A specified volume can be taken without measurement. Furthermore, since the connection terminal and the opening / closing means are separately arranged, only one of the connection terminal and the opening / closing means needs to be replaced, and the efficiency of the replacement work can be improved.
  • volume measuring means for example, optical measuring means
  • the opening / closing means fills the flow path on the suction / discharge means side with respect to the liquid to be collected, with the fluid consisting of only one of liquid and gas, and the flow path on the suction / discharge means side.
  • the liquid to be sampled is pushed and pulled by the suction / discharge means to move and control the liquid to be collected, and the flow path positioned upstream from the connection terminal is
  • the first flow path is opened and closed
  • the second flow path is opened.
  • the opening / closing means is configured to open and close, and the suction / discharge means has a third flow path different from the second flow path connecting the dropping port among the plurality of flow paths branched by the connection terminal.
  • the third channel when the channel is used The suction / discharge means is configured to be connected, the opening / closing means opens the first flow path, and the second flow path is closed, and the suction / discharge means sucks a predetermined amount of the liquid to be collected.
  • a first suction step in which the liquid is further sucked by the suction and discharge means until the liquid is positioned at the connection terminal following the predetermined amount of the liquid to be collected drawn in step, and opening and closing after the first suction step.
  • the suction and discharge means opens the first flow path and closes the second flow path until the liquid to be collected is located closer to the suction and discharge means than the connection terminal.
  • the liquid sampling method including such a process, in the initial state setting process, a predetermined amount of liquid to be collected is sucked as an initial state before collection, and the liquid is left a little outside the collection.
  • the liquid to be collected is blood
  • a gas such as air may enter the animal body and die. Therefore, a little blood is left outside the body by sucking a predetermined amount of blood.
  • the fluid is a liquid and a gas
  • the liquid is filled in the flow path on the suction / discharge means side
  • a gas is sandwiched between the liquid filled in the flow channel and the liquid to be collected in the flow channel, and the liquid filled in the flow channel on the suction / discharge means side is pushed and pulled by the suction / discharge means.
  • the liquid to be collected may be controlled to move by pushing and pulling.
  • the liquid to be collected is sucked to the suction / discharge means side by sucking the liquid and the gas filled in the flow path on the suction / discharge means side to the flow path on the suction / discharge means side.
  • the liquid to be collected is pushed back to the collection source to push back the liquid to be collected, and the opening and closing means is configured to use the first flow when the flow path located upstream from the connection terminal is the first flow path.
  • the opening / closing means is configured to open / close the channel and open / close the second channel when the channel positioned downstream of the connection terminal and upstream of the dropping port is the second channel.
  • the suction / discharge means has a third flow path when a flow path different from the second flow path connecting the dripping port among the multiple flow paths branched at the connection terminal is a third flow path.
  • the suction / discharge means is configured to be connected to the opening / closing means.
  • an initial state setting for setting the initial state before collection by sucking a predetermined amount of the liquid to be collected by the suction and discharge means
  • the opening and closing means opens the first flow path and closes the second flow path, and continues to the predetermined amount of the liquid to be collected drawn in the initial state.
  • the first flow path is closed by the opening / closing means, and the second flow A first discharge step of pushing back the predetermined amount of the liquid to be collected drawn in the initial state in a state where the path is opened, and discharging and discharging the liquid from the dropping port via the second flow path; After the first discharge process, the first flow path is opened by the opening / closing means.
  • the second suction step of sucking the liquid by the suction / discharge means until the liquid to be collected is located on the suction / discharge means side of the connection terminal with the second flow path closed, and the second suction step After that, the opening and closing means closes the first flow path and opens the second flow path, and pushes back the liquid to be collected drawn in the second suction step, and passes through the second flow path.
  • a second discharge step for discharging and collecting from the dropping port, and after the second discharge step, the sampling channel is opened by the suction and discharge unit in a state where the first channel is opened and the second channel is closed by the opening / closing unit. It is preferable to provide a pushing-back process in which the target liquid is pushed back to the collection source to obtain the initial state.
  • the liquid collecting method including such a process, when the liquid to be collected is blood in the case of an animal, it is possible to prevent gas such as air from entering the animal body and dying when all the blood is pushed back to the animal.
  • the initial state setting step as the initial state before collection, a predetermined amount of the liquid to be collected (for example, blood) is sucked and the liquid (blood) is left a little outside the collection (for example, outside the body). ing.
  • the first suction process, the first discharge process, the second suction process, the second discharge process, and the push-back process in order, the liquid can be collected efficiently.
  • the first suction process, the first discharge process, the second suction process, and the second discharge process are repeatedly performed after the push-back process.
  • the liquid can be efficiently collected multiple times.
  • an example of the liquid to be collected is blood.
  • the liquid collection method is a method for collecting blood (blood collection method).
  • blood collection method As described in the blood collection device, as long as it is a liquid to be collected, it is not limited to blood.
  • a physiological fluid other than blood for example, a fluid containing lymph or protein
  • a liquid containing a fluorescent agent for example, a liquid containing a fluorescent agent
  • it may be a mixed solution used in an analyzer.
  • the distance between the opening / closing means and the sampling source in the flow path is in the range of 10 [cm] to 20 [cm]. It is preferable to arrange the opening / closing means. When the distance is less than 10 [cm], it is difficult to connect the opening / closing means. On the other hand, when the distance is more than 20 [cm], there is a problem that liquids that are mixed in time are mixed and diffused.
  • connection terminal and the opening / closing means are separately arranged, only one of the connection terminal or the opening / closing means needs to be replaced. Can be made more efficient.
  • FIG. 3 is a schematic view for sequentially explaining a series of blood collection operations according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for sequentially explaining a series of blood collection operations according to the second embodiment. It is a top view which shows the whole structure of the microchip at the time of the conventional microfluidic device system. It is the schematic of the blood collection apparatus at the time of the system which returns the blood to the vein from the other end of the catheter inserted in the conventional artery.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a blood collection apparatus according to each embodiment.
  • Example 1 including Example 2 to be described later, blood will be described as an example of the liquid to be collected, and a blood collection device will be described as an example of the liquid collection device.
  • the blood collection apparatus 1 collects blood to be collected in time series.
  • a container 10 for collecting the collected blood is installed around the blood collection apparatus 1.
  • the radioactivity concentration in the arterial blood of a small animal for example, a mouse or a rat
  • centrifugation is performed by rotating the container 10 with a centrifuge (not shown).
  • blood since blood is centrifuged, plasma is separated, and radiation contained in the plasma and blood cells separated from each other is measured.
  • Blood collection apparatus 1 corresponds to the liquid collection apparatus in the present invention.
  • the blood collection apparatus 1 is connected to a flow path having a predetermined length (in each embodiment, the first flow path 2, the second flow path 3 and the third flow path 4) and the third flow path 4 among the flow paths.
  • a suction / discharge mechanism 5 that pushes and pulls blood to be collected, a connection terminal 6 that branches a plurality of channels (two in each example), and a channel (first channel 2 and second channel in each example)
  • a pinch valve 7 that opens and closes the flow path 3) and a dropping port 8 that is connected to the branched flow path (second flow path 3 in each embodiment) and drops the collected blood to be collected. .
  • the blood collection device 1 includes a dropping port moving mechanism 9 that moves the dropping port 8 in order to change the position at which the separated and collected blood to be collected is dropped.
  • the first flow path 2, the second flow path 3 and the third flow path 4 correspond to the flow paths in the present invention
  • the first flow path 2 corresponds to the first flow path in the present invention
  • the second flow paths. 3 corresponds to the second flow path in the present invention
  • the third flow path 4 corresponds to the third flow path in the present invention
  • the suction / discharge mechanism 5 corresponds to the suction / discharge means in the present invention
  • the connection terminal the connection terminal.
  • the pinch valve 7 corresponds to the opening / closing means in the present invention and also corresponds to the pinch valve in the present invention
  • the dropping port 8 corresponds to the dropping port 8 in the present invention.
  • the dropping port moving mechanism 9 corresponds to dropping port moving means.
  • the liquid supply source (small animal in each embodiment) side is upstream, and the dripping port 8 side is downstream. Therefore, in this specification, the flow path located upstream from the connection terminal 6 is defined as the first flow path 2, and the flow path located downstream from the connection terminal 6 and upstream from the dropping port 8 is defined as the second flow path 3. And Further, the suction / discharge mechanism 5 is connected to the third flow path 4 when a flow path different from the second flow path 3 for connecting the dropping port 8 is used as the third flow path 4. 5 is constituted.
  • a tube having a small cross-sectional area (that is, a thin diameter) is used in order to reduce the amount of blood collected.
  • Shirascon registered trademark
  • Each tube (Shirasukon tube) is used.
  • the first flow path 2 and the second flow path 3 have lengths so that the movement of the liquid (blood in each embodiment) can be controlled only by pushing and pulling by the suction / discharge mechanism 5. It is decided in advance. Of course, the length of the third flow path 4 connected to the suction / discharge mechanism 5 may be determined in advance.
  • the suction / discharge mechanism 5 uses a syringe pump.
  • a syringe pump for the suction / discharge mechanism 5
  • liquid (blood) can be collected by pushing and pulling a few [ ⁇ L] of liquid (blood in each embodiment) with high speed and accuracy.
  • the suction / discharge mechanism 5 is a syringe pump capable of accurately pushing and pulling the liquid (blood), and the first flow path 2 and the second flow path 3 are known in advance in length and cross-sectional area. Since the volume can be calculated from the above, the blood flowing in the first flow path 2 or the second flow path 3 is moved by the volume pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5.
  • gas by pushing and pulling may be air, or any gas that does not react with blood or a heparin solution, as exemplified by rare gases such as helium, neon, and argon, or nitrogen gas.
  • the first flow path 2, the second flow path 3 and the third flow path 4 are connected by a connection terminal 6.
  • the connection terminal 6 uses a block made of PDMS resin (Polydimethylsiloxane) having a minute flow path hole.
  • the first flow path 2, the second flow path 3 and the third flow path 4 are connected to the respective holes.
  • the connection terminal 6 branches the first flow path 2 into two second flow paths 3 and a third flow path 4.
  • the opening / closing means in the present invention uses a pinch valve 7 for pinching a tube.
  • the pinch valve 7 applies flow from the outside of the tube (see “blocking portion 7a” in FIG. 1 and FIG. 3 to be described later) so that the flow path (the first flow path 2 and the second flow path 3) made of the tube is formed.
  • the flow path (the first flow path 2 and the second flow path 3) made of a tube is opened by closing and releasing the pressure from the outside of the tube.
  • the pinch valve 7 is comprised so that when one is opened among two flow paths (1st flow path 2 and 2nd flow path 3) which consist of a tube, the other is closed. . Accordingly, the pinch valve 7 closes the second flow path 3 when the first flow path 2 is opened, and conversely closes the first flow path 2 when the second flow path 3 is opened. Switch.
  • connection terminal 6 and the pinch valve 7 can be separately disposed.
  • the dropping port 8 for dropping the collected blood is positioned on the container 10 for storing the collected blood, and the dropping position is changed by the dropping port moving mechanism 9.
  • the dropping port moving mechanism 9 uses an electric slider by a stepping motor, and moves the dropping port 8 forward, backward, left, and right (horizontal direction) by the electric slider.
  • the pinch valve 7 so that the distance between the pinch valve 7 and the sampling source (small animal in each embodiment) in the flow path is in the range of 10 [cm] to 20 [cm]. As will be described later, in order to make it easy to connect the pinch valve 7 and to prevent the liquid from diffusing, the distance is the center of the range of 10 cm to 20 cm. It is more preferable to arrange the pinch valve 7 so as to be [cm].
  • FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a series of blood collection processes according to each embodiment
  • FIG. 3 is a schematic diagram sequentially explaining a series of blood collection operations according to the first embodiment.
  • a predetermined amount of blood to be collected (waste liquid) (symbol BL 1 ) drawn in the initial state is illustrated by hatching in the upper right oblique line
  • collected blood (symbol is BL 2 ) is shown by hatching in the upper left oblique line
  • the other blood reference numeral BL 3
  • the gas is shown in white.
  • Step S1 in FIG. 3 shows an initial state before blood collection. Since animals gas such as air when pushed back all the blood will die enters the animal body, it is slightly left blood BL 1 outside the body by sucking a predetermined amount of blood BL 1 in order to prevent it. More specifically, the first flow path 2 is opened by the pinch valve 7 and the second flow path 3 is closed, and the suction / discharge mechanism 5 sucks a predetermined amount of blood BL 1 before collection. Set to the initial state.
  • This step S1 corresponds to the initial state setting step in the present invention.
  • Step S2 First suction At the start of blood collection, the suction and discharge mechanism 5 is pulled to draw blood BL 2 and BL 3 from the animal. More specifically, after the initial state is set in step S1, the pinch valve 7 opens the first flow path 2 and closes the second flow path 3 so that a predetermined amount drawn in the initial state is reached. Following the blood BL 1 to be collected, the blood BL 2 and BL 3 are further sucked by the suction / discharge mechanism 5 until the blood BL 1 is located at the connection terminal 6. This step S2 corresponds to the first suction step in the present invention.
  • Step S3 First discharge Since it is desired to collect the blood BL 2 in the body at the time of blood collection, the blood BL 1 that has been removed from the body (that is, a predetermined amount of blood BL 1 to be collected drawn in the initial state) is discarded. Te, to collect the blood BL 2 then to come. For this purpose, the blood BL 1 to be discarded is drawn from the connection terminal 6 to the suction / discharge mechanism 5 side (right side in FIG. 3), and the blocking portion 7 a of the pinch valve 7 is moved from the second flow path 3 to the first flow path 2. Then, the suction / discharge mechanism 5 is pushed to discharge the blood BL 1 from the dripping port 8 via the second flow path 3.
  • the pinch valve 7 closes the first flow path 2 and opens the second flow path 3 so that a predetermined amount drawn in the initial state is obtained.
  • the blood BL 1 to be collected is pushed back and discharged from the dropping port 8 via the second flow path 3 and discharged.
  • the dropping inlet 8 is moved over the container 10 to the outside by dropping inlet moving mechanism 9, discharges the blood BL 1.
  • This step S3 corresponds to the first discharge step in the present invention.
  • Step S4 Second suction
  • the dropping port 8 is moved onto the container 10 by the dropping port moving mechanism 9, and the closing portion 7a of the pinch valve 7 is switched from the first flow path 2 to the second flow path 3, and the suction discharge mechanism 5, the blood BL 2 is drawn from the connection terminal 6 to the suction / discharge mechanism 5 side (right side in FIG. 3).
  • the pinch valve 7, by opening the first flow path 2, with closed second flow path 3, the blood BL 2 are connection terminals monitoring targets
  • the blood BL 2 is sucked by the suction / discharge mechanism 5 until it is positioned closer to the suction / discharge mechanism 5 than 6. At this time, the blood BL 3 Following the aspiration of blood BL 2 is also sucked.
  • This step S4 corresponds to the second suction step in the present invention.
  • Step S 5 The closing part 7 a of the second discharge pinch valve 7 is switched from the second flow path 3 to the first flow path 2, and the suction / discharge mechanism 5 is pushed to drop the blood BL 2 from the dropping port 8 into the container 10. More specifically, after the second suction in step S4, the pinch valve 7 is pulled out by the second suction in step S4 with the first flow path 2 closed and the second flow path 3 opened. The blood BL 2 to be collected is pushed back and discharged from the dropping port 8 through the second flow path 3 and collected.
  • This step S5 corresponds to the second ejection step in the present invention.
  • Step S6 Is it collected?
  • the process returns to step S2 after pushing back in step S7, and the same processes in steps S2 to S6 are repeated.
  • a series of blood collection processing ends.
  • Step S7 Push-back After dropping, the closing portion 7a of the pinch valve 7 is switched from the first flow path 2 to the second flow path 3, the suction / discharge mechanism 5 is pushed to push the blood BL 3 back to the animal, and the process returns to step S2. More specifically, after the second discharge in step S5, the blood to be collected by the suction / discharge mechanism 5 in a state where the first flow path 2 is opened by the pinch valve 7 and the second flow path 3 is closed. The BL 3 is pushed back to the animal from which it was collected to the initial state. As described above, after the pushing back in step S7, the first suction in step S2, the first discharge in step S3, the second suction in step S4, and the second discharge in step S5 are repeatedly performed.
  • the liquid (blood) supply source (collection source) is actively pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5 to pull the liquid to be collected (blood in each embodiment).
  • Liquid (blood) can be collected regardless of the situation.
  • the liquid to be collected is blood in the case of an animal
  • blood can be collected even if the blood pressure decreases due to the physiological state of the animal.
  • liquid (blood) can be collected even when the blood pressure of the animal is reduced.
  • a channel having a predetermined length in each embodiment, the first channel 2, the second channel 3, and the third channel 4
  • the liquid collection device blood collection device 1 in each embodiment
  • the liquid collection device can be reduced in size, and can be installed in the vicinity of the liquid collection source (animal in each embodiment).
  • the dead volume which indicates an invalid volume
  • the connection terminal 6 and the opening / closing means are separately arranged, only one of the connection terminal 6 or the opening / closing means (pinch valve 7) needs to be replaced. Can be made more efficient.
  • the flow path is a tube.
  • the above-described pinch valve 7 can constitute an opening / closing means.
  • the opening / closing means closes the flow path made of the tube by applying pressure from the outside of the tube, and opens the flow path made of the tube by releasing the pressure from the outside of the tube. It is.
  • the dead volume is small, and it is only necessary to replace the flow path made of a tube, and the opening / closing means need not be replaced.
  • the opening / closing means comprising the pinch valve 7 is small, it can be installed in the vicinity of the liquid (blood) supply source (collection source), further reducing the dead volume between the collection source and the opening / closing means, It is possible to eliminate the cause of concentration waveform distortion such as delay and dispersion.
  • the pinch valve 7 can be installed in the vicinity of the animal that is the collection source.
  • the tube can be formed with a thin diameter (thin diameter), if the thin tube is used as a flow path and is opened and closed by the pinch valve 7, the diameter of the flow path through which the liquid (blood) flows is reduced. As a result, the volume of the flow path (liquid) can be reduced by reducing the volume of the flow path.
  • the pinch valve 7 is configured so that when one of two flow paths (in each embodiment, the first flow path 2 and the second flow path 3) made of a tube is opened, the other is closed. ing.
  • the pinch valve 7 is configured to close the other when one is opened, the two flow paths can be opened and closed with one pinch valve, and the number of components of the opening and closing means can be reduced.
  • a fluid (gas in the first embodiment) composed of only one of liquid and gas is filled in the flow path closer to the suction / discharge mechanism 5 than the liquid (blood) to be collected, and the suction / discharge mechanism 5
  • the liquid (blood) to be collected is controlled to move by pushing or pulling either one of the liquid or gas (here, gas) constituting the fluid filled in the flow path on the side by the suction / discharge mechanism 5
  • the flow path is configured. In this way, if one of the liquid or gas (here, gas) is packed in the flow path and the one (gas) is pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5, the liquid (blood) to be collected can be moved with high accuracy. Can do.
  • liquid may be used instead of gas. That is, a liquid may be adopted as a medium (fluid) by pushing and pulling.
  • the liquid by pushing and pulling is not particularly limited, but it is preferable to use a cleaning liquid typified by a heparin solution used for channel cleaning or blood discharge.
  • a low-viscosity liquid such as water or mineral oil is preferable in order to increase blood control accuracy.
  • a dropping port moving mechanism 9 that moves the dropping port 8 in order to change the position where the liquid (blood) to be collected that has been collected separately is dropped.
  • the dropping port moving mechanism 9 moves the dropping port 8 according to the position of each receiving portion, so that the liquid (blood) is transferred to each receiving portion. Each can be dropped.
  • the dropping port moving mechanism 9 moves the dropping port 8 to a position outside the storage unit so that the unnecessary liquid to be discarded (blood BL 1 in FIG. 3) is not stored in the storage unit. It is also possible to prevent the mixing of a liquid (blood BL 1 ).
  • the liquid collection device is a device for collecting blood, that is, the blood collection device 1.
  • the liquid collection method is a method for collecting blood, that is, a blood collection method.
  • the opening / closing means (pinch valve 7) is preferably arranged so that the distance between the opening / closing means (pinch valve 7) and the sampling source in the flow path is in the range of 10 [cm] to 20 [cm]. .
  • the distance is less than 10 [cm]
  • the distance is more than 20 [cm]
  • the liquids (blood) that move back and forth in time are mixed and diffused. There is a problem of end.
  • the blood collection method since the liquid (blood) is collected using the liquid collection device according to the present invention (the blood collection device 1 in each embodiment), the collection is performed as described in the blood collection device 1 as well.
  • a prescribed volume can be collected without measuring the length or collected amount of the target liquid (blood) with a volume measuring means (for example, an optical measuring means).
  • a volume measuring means for example, an optical measuring means.
  • the connection terminal 6 and the opening / closing means (pinch valve 7) are separately arranged, only one of the connection terminal 6 or the opening / closing means (pinch valve 7) needs to be replaced. Can be made more efficient.
  • a predetermined amount of liquid to be collected (blood BL 1 ) is sucked as an initial state before collection.
  • the liquid (blood BL 1 ) is left a little outside the collection (in each example, outside the body).
  • a gas such as air may enter the animal body and die. Therefore, leaving little blood BL 1 outside the body by sucking the blood BL 1 by a predetermined amount.
  • Liquid (blood) can be collected efficiently by sequentially performing the first suction in step S2, the first discharge in step S3, the second suction in step S4, the second discharge in step S5, and the push-back in step S6. .
  • the first suction in step S2, the first discharge in step S3, the second suction in step S4, and the second discharge in step S5 are repeatedly performed after the pushing back in step S7.
  • Liquid collection blood collection
  • FIG. 4 is a schematic diagram for sequentially explaining a series of blood collection operations according to the second embodiment.
  • the parts common to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and illustration is omitted.
  • the blood collection apparatus 1 according to the second embodiment also has the same configuration as the blood collection apparatus 1 according to the first embodiment described above, as shown in FIG.
  • the difference from the first embodiment is that the fluid in the second embodiment employs both liquid and gas. That is, the difference from the first embodiment is that, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the liquid L is filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side and is filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side. Gas G is sandwiched between the liquid L and the liquid to be collected (blood BL 1 to BL 3 in FIG. 4) in the flow path, and the liquid L filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side is sucked and discharged.
  • the gas G is pushed and pulled by the mechanism 5 to move and control the liquids to be collected (blood BL 1 to BL 3 ).
  • the liquid L different from the liquid (blood) to be collected is packed in the flow path, and the gas G is sandwiched between the liquid (blood) to be collected and pushed and pulled, it is pushed by the suction / discharge mechanism 5 Since the volume of the gas G compressed or expanded by pulling is reduced, the liquid (blood) to be collected can be moved with high accuracy.
  • the liquid L is not particularly limited, but as described in Example 1, it is preferable to use a cleaning liquid typified by a heparin solution used for channel cleaning and blood discharge.
  • a low-viscosity liquid such as water or mineral oil is preferable in order to increase blood control accuracy.
  • a liquid that forms an interface with blood so as not to mix with blood.
  • the gas G is not particularly limited and may be air as in the first embodiment, or reacts with blood or a heparin solution, as exemplified by rare gases such as helium, neon, and argon, or nitrogen gas. Any gas that does not work.
  • the liquid L is illustrated with dotted outline, and the gas G is illustrated with white paint.
  • step S3 of FIG. 4 the gas G flows into the dripping port 8 connected to the second flow path 3, and the liquid L and the blood BL 2 directly flow at the branch point at the connection terminal 6. Contact.
  • the blocking portion 7a of the pinch valve 7 is in the first flow path 2, and the first flow path 2 is closed and the second flow path 3 is opened, the liquid L is mixed into the first flow path 2. It flows without fail to the second flow path 3. Therefore, mixing of the liquid L can be prevented.
  • a heparin solution is used for the liquid L, an interface is formed between the heparin solution and blood, so that the mixing of the liquid L can be further prevented.
  • step S 3 the gas L flows between the liquid L and the blood BL 2 by sucking the liquid L / gas G by the suction / discharge mechanism 5 until the gas G is located at the branch point at the connection terminal 6. Get caught in the street. Then, the process proceeds to step S4.
  • step S5 it is preferable that the gas G is stopped at the dripping port 8 when blood BL 2 is collected by the second discharge in step S5.
  • step S3 it is more preferable to extrude 0.5 V, which is half of the total volume V, from the dropping port 8 together in order to produce and extrude the collected blood droplets.
  • 0.5 G of excessively extruded gas G in this case, air
  • step S7 it is combined with the sucked 0.5V gas G. And it returns to the total volume V at 0.5V + 0.5V.
  • step S5 the suction and discharge mechanism 5 until gas G is positioned at the branch point of the connection terminals 6 by sucking the liquid L ⁇ gas G, the gas G is flow between the liquid L and the blood BL 3 Get caught in the street. Then, the process proceeds to step S6 (see FIG. 2).
  • the liquid (blood) to be collected is sucked and filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side.
  • the liquid (blood) to be collected is pushed back by pushing the liquid L and gas G back to the collection source, and the same steps S1 to S7 as in the first embodiment are performed.
  • the fluid is the liquid L and the gas G, and both the liquid L and the gas G are packed in the flow path.
  • the liquid L different from the liquid to be collected blood in each embodiment
  • the gas G is sandwiched between the liquid to be collected (blood) and pushed and pulled
  • the suction / discharge mechanism 5 Since the volume of the gas G compressed or expanded by pushing and pulling by the suction / discharge mechanism 5 is reduced, the liquid (blood) to be collected can be moved with high accuracy.
  • the first suction in step S2, the first discharge in step S3, the second suction in step S4, and the second discharge in step S5 are performed after the push back in step S7. It is preferable to repeat. Liquid collection (blood collection) can be efficiently performed a plurality of times.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • blood has been described as an example of the collection target liquid. It is not limited to blood, but may be a physiological fluid other than blood (for example, a fluid containing lymph or protein), a fluid containing a fluorescent agent, a mixed solution used in an analyzer, or the like.
  • the connection terminal divides the first flow path 2 into the two second flow paths 3 and the fourth flow path 4, and the number of branches is two. If there are three or more, the connection terminal may branch the flow path into three or more.
  • the first flow path 2 in FIG. 1 may be branched into two or more second flow paths 3, and the same number of dropping ports may be provided or may be merged in the middle.
  • the first flow path 2 in FIG. 1 may be branched into two or more third flow paths 4, and the same number of suction / discharge means (suction / discharge mechanisms) may be provided, or the first flow paths 2 may be joined together.
  • a flow path dedicated for discharge may be provided separately, and the connection terminal may branch the flow path into three or more.
  • the flow path is a tube, but may be a groove provided in a substrate or the like, for example.
  • the opening / closing means it is preferable to open and close the groove by using a valve that allows liquid to pass inside other than the pinch valve.
  • the opening / closing means is a pinch valve.
  • it may be a valve of a type that allows liquid to pass inside other than the pinch valve. .
  • the first flow path and the second flow path are formed by the Shirasucon tube only at the portion pinched by the pinch valve, but the present invention is not limited to the Shirasukon.
  • Each flow path may be formed of a tube made of a rubber material having softness and resilience such as silicone, Tygon, and polyurethane. Further, the material may be changed for only the portion to be pinched, and the same material may be used for the first flow path and the second flow path, or the entire first to third flow paths.
  • the pinch valve 7 is configured such that when one of the two flow paths (the first flow path 2 and the second flow path 3 in each embodiment) is opened, the other is opened. Although it was configured to be closed, it may be configured to open and close one flow path formed of a tube. For example, in the case of FIG. 1, a pinch valve dedicated to the first channel that opens and closes only the first channel 2 and a pinch valve dedicated to the second channel that opens and closes only the second channel 3 are provided. Also good.
  • the dropping port moving means (dropping port moving mechanism) is provided.
  • the dropping port moving means is necessarily provided.
  • the liquid collecting device according to the present invention (the blood collecting device 1 in each embodiment) does not require the dropping port moving means.
  • the liquid sampling apparatus according to the present invention includes the dropping port moving means and the moving means for moving the dropping destination container, and the dropping port and the dropping destination container are connected to each other. You may move relatively (one is fixed and the other is moved, or both are moved). Further, the moving direction of the dropping port moving means is not limited to parallel movement, and may be a rotating direction.
  • step S1 in FIG. 2 the initial state setting step

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Abstract

 この発明の採血装置1では、吸引吐出機構5により血液を能動的に押し引きすることで、動物の生理状態によって血圧が低下しても高速に採血することができる。また、所定の長さを有する第1流路2および第2流路3を備えることで、長さが予め規定され体積が既知の流路を有するので、血液の長さや採取量を体積測定手段(例えば、光学的な測定手段)で測定することなく、規定の体積量を採取することができる。このように測定手段が不要となることで採血装置1を小型化することができ、動物の近傍に設置して、デッドボリュームを減らすことができる。さらに、接続端子6および開閉手段(ピンチバルブ7)を別々に配設して構成しているので、接続端子6または開閉手段(ピンチバルブ7)のいずれか一方のみを交換すればよく、交換作業の効率化を図ることができる。

Description

液体採取装置およびその方法
 この発明は、採取対象の液体を時系列に分離して採取する液体採取装置およびその方法に関する。
 液体採取装置として、血液を採取する、すなわち採血する採血装置を例にとって説明する。採血装置は、核医学診断(例えば、PET(Positron Emission Tomography)など)における定量解析で用いられる。核医学診断において、神経受容体の濃度や腫瘍の代謝などの生体機能情報を定量解析するためには、動脈血の血漿中の薬剤濃度、すなわち放射能濃度の時間変化の測定が必要となる。血中放射能濃度を測定するための自動採血装置として以下の方式が採用されている(例えば、特許文献1、2、非特許文献1~3参照)。これらの装置は、小動物(例えばマウスやラットなど)の動脈血中の放射能濃度の測定に用いられている。なお、特許文献2の自動採血装置は他の手法と使用目的が異なる。
 (特許文献1、非特許文献1)
 マウス血圧にて自出された動脈血を、図5に示すようにマイクロチップ(素子)MC上に導く方式である。マイクロチップMCには、1本の主流路F、選択可能な支流路F、および流路洗浄や血液排出用に使用するヘパリン(heparin)溶液Hを流し込み、あるいは使用されたヘパリン溶液Hや血液Bを流し出すための側路Fを配設している。支流路Fの各々の先には容器を配設しており、支流路Fのいずれか1つが、マイクロチップMCに供給されるアルゴンガスGasのガス圧、マイクロチップMCのメカニズムによって選択されるように構成されている。支流路Fのいずれか1つが選択された状態で血液Bを流し込む。各々の流路F,Fが、マイクロチップMCに対して所定の寸法で溝加工したもので形成されており、流し込まれた血液Bの溝長あるいは溝領域がわかれば、その血液Bの微小体積が規定されるのがマイクロチップMCの特徴である。その規定された微小体積によって、予め定められた体積の血液Bが流路内に満ちた状況で、ヘパリン溶液Hの圧入によって所定の受け容器(図示省略)に血液Bを送り込む。その後、各流路F,Fをヘパリン溶液Hで洗浄し、次の採血に備える。受け容器内の血液Bを、生理食塩水とともに別容器に吸い上げ、ウェルカウンタによって血液B中の放射線を計数する。
 (非特許文献2)
 非特許文献2では、動脈に挿入したカテーテルの途中に、カテーテルを挟み込む形で放射線検出器を設置することで、血中放射能濃度を測定する。ダイオードは、長さが30[mm]の細長い形状を有し、長辺方向に沿って血液が入ったチューブを配管することで、検出可能面積を増加させ、β線の検出効率を確保している。カテーテルの他端にはシリンジポンプを接続し、シリンジポンプを一定速度で引いて血液を引き出し、さらにその速度から流量を求めてカテーテルの内径から体積を算出して放射能濃度を計測する。
 (非特許文献3)
 非特許文献3では、図6に示すように動脈Aに挿入したカテーテルCの他端から静脈Vに血液を戻し、カテーテルCの途中にLYSO検出器DおよびペリスタポンプPを設置する。カテーテルC内部を流れる動脈血内のβ線が対消滅することで発生するγ線がLYSO検出器Dに入射して光り、その光は光ファイバFを収集ボックスBで計数する。血液の流量はペリスタポンプPによって制御され、その流量およびカテーテルの内径から制御PCは体積を算出して放射能濃度を計測する。
 (特許文献2)
 5方ジョイントで流路を切り替えて、血液や洗浄液の排出や血液の採取を繰り返す。
特表2009-515146号公報 特開2001-116666号公報
H. -M. Wu, G. Sui, C. -C. Lee, M. L. Prins, W. Ladno, H. -D. Lin, A. S. Yu, M. E. Phelps, and S. -C. Huang, "In vivo quantitation of glucose metabolism in mice using small-animal PET and a microfluidic device", J Nucl Med, vol. 48, pp. 837-845, 2007. L. Convert, G. M. Brassard, J. Cadorette, D. Rouleau, E. Croteau, M. Archambault, R. Fontaine, and R. Lecomte, "A microvolumetric β blood counter for pharmacokinetic PET studies in small animals," IEEE Nuclear Sci, vol. 54, no. 1, 2007. "Blood Sampler twilite"、 [online] 、Swisstrace社、インターネット< URL : http://www.swisstrace.ch/blood-sampler-twilite.html>
 しかしながら、それぞれの方式については以下の課題がある。
 (特許文献1、非特許文献1)
 1回の採血量が小さいので失血量が抑えられ、高速採血も可能である。しかし、採取した血液をヘパリンと一緒に容器に移してγカウンタ(ウェルカウンタ)で測定する方式であるので、血液にヘパリンが混入して血漿中放射能濃度を測定することができない。また、動物の血圧に頼る採血方式であるので、動物の状態に左右されやすく血圧が低下したときに採血することができなくなることも考えられる。
 (非特許文献2)
 血液を採取せずにカテーテル内を流れる全血中の放射能濃度を測定するだけなので、真に必要な血漿中放射能濃度は得られない。また、シリンジポンプで引いた血液量を、許容される失血量以内で抑えようとすると長時間の測定を行うことができない。
 (非特許文献3)
 血液を静脈から体内に戻すので失血はない。しかし、非特許文献2と同様に血液を採取せずにカテーテル内を流れる全血中の放射能濃度を測定するだけなので、真に必要な血漿中放射能濃度は得られない。
 (特許文献2)
 シリンジポンプで血液を引き出し、採取したい血液の前後に空気層などのガスを挟み込んでギャップを作ることで洗浄液の混入を防ぎ、5方ジョイントで流路を切り替えて容器へ採取する。ただし、この方式では手順が多いので高速採血を行うことができず、最短で10分間隔となる。また、採取した血液から血漿中放射能濃度を測定するためには、遠心分離により血漿を分離して放射能濃度を測定するので、測定精度の問題で数十[μL]の血液が必要となり採血量が増える。さらに、5方ジョイントに血液が流れるので、5方ジョイントをある程度のサイクルで交換する必要が発生する。特に、特許文献2では、5方ジョイントの少なくとも4方口の接続基部がピンチバルブとなって一体化されているので交換作業が煩雑となる。
 この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、交換作業の効率化を図ることができる液体採取装置およびその方法を提供することを目的とする。
 この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
 すなわち、この発明に係る液体採取装置は、採取対象の液体を時系列に分離して採取する液体採取装置であって、所定の長さを有する流路と、その流路に接続し前記採取対象の液体を押し引きする吸引吐出手段と、前記流路を複数に分岐させる接続端子と、前記流路を開閉する開閉手段と、分岐した流路に接続され、分離採取された前記採取対象の液体を滴下する滴下口とを備え、前記接続端子および前記開閉手段を別々に配設して構成することを特徴とするものである。
 この発明に係る液体採取装置によれば、吸引吐出手段により採取対象の液体を能動的に押し引きすることで液体の供給元(採取元)の状況に依らず液体を採取することができる。例えば、動物の場合で採取対象の液体が血液の場合には、動物の生理状態によって血圧が低下しても採血することができる。その結果、たとえ動物の血圧が低下した状況でも、液体を採取することができる。また、所定の長さを有する流路を備えることで、長さが予め規定され体積が既知の流路を有するので、採取対象の液体の長さや採取量を体積測定手段(例えば、光学的な測定手段)で測定することなく、規定の体積量を採取することができる。このように測定手段が不要となることで液体採取装置を小型化することができ、液体の採取元(例えば動物)の近傍に設置することができる。この結果、デッドボリューム(無効となる体積を指す)の減少、delay, dispersionといった濃度波形の歪みの要因の排除を実現している。さらに、接続端子および開閉手段を別々に配設して構成しているので、接続端子または開閉手段のいずれか一方のみを交換すればよく、交換作業の効率化を図ることができる。
 上述した流路の一例はチューブである。チューブの場合にはチューブの外側から圧力をかけても復元力があるので、後述するピンチバルブによって開閉手段を構成することができる。また、開閉手段の一例は、チューブの外側から圧力をかけることでチューブからなる流路を閉じて、チューブの外側からの圧力を開放することでチューブからなる流路を開けるピンチバルブである。内部に液体を通すタイプのバルブ(開閉手段)と比較するとデッドボリュームが小さく、さらにチューブからなる流路のみの交換で済み、開閉手段の交換が不要になる。また、ピンチバルブからなる開閉手段は小型であるので、液体の供給元(採取元)の近傍に設置することができ、採取元から開閉手段までの間のデッドボリュームのさらなる減少、delay, dispersionといった濃度波形の歪みの要因の排除を実現することができる。例えば、動物の場合で採取対象の液体が血液の場合には、採取元である動物の近傍にピンチバルブを設置することができる。また、チューブを細い径(細径)で形成することができるので、細径のチューブを流路として用いてピンチバルブで開閉すれば、液体が流れる流路の径が小さくなった結果、流路の体積を減らして、流す液体の体積を小さくすることができる。
 ピンチバルブは、チューブからなる1つの流路の開閉を行うように構成されていてもよいし、チューブからなる2つの流路のうち、一方を開けたときに他方を閉じるように構成されていてもよい。一方を開けたときに他方を閉じるようにピンチバルブを構成した場合には、2つの流路の開閉を1つのピンチバルブで行うことができ、開閉手段の構成部品を減らすことができる。
 上述したこれらの発明に係る液体採取装置において、液体または気体のいずれか一方のみからなる流体を採取対象の液体よりも吸引吐出手段側の流路に満たし、吸引吐出手段側の流路に満たされた当該流体を構成する液体または気体のいずれか一方を吸引吐出手段により押し引きすることにより、採取対象の液体を移動制御するように流路を構成してもよい。このように液体または気体のいずれか一方を流路に詰めて、当該一方を吸引吐出手段により押し引きすれば、採取対象の液体を精度良く動かすことができる。
 また、上述したこれらの発明に係る液体採取装置において、流体は液体および気体であって、当該液体を吸引吐出手段側の流路に満たし、吸引吐出手段側の流路に満たされた当該液体と採取対象の液体との間に気体を流路内に挟み込み、吸引吐出手段側の流路に満たされた当該液体を吸引吐出手段により押し引きすることにより気体を押し引きして、採取対象の液体を移動制御するように流路を構成してもよい。このように採取対象の液体とは別の液体を流路に詰めて、採取対象の液体との間に気体を挟み込んで押し引きすれば、吸引吐出手段による押し引きによって圧縮または膨張される気体の体積が減るので採取対象の液体を精度良く動かすことができる。
 また、分離採取された採取対象の液体を滴下する位置を変えるために滴下口を移動させる滴下口移動手段を備えるのが好ましい。滴下先の収容部(溝)が複数存在する場合には、各々の収容部の位置に合わせて滴下口を滴下口移動手段が移動させることで、各々の収容部に液体をそれぞれ滴下することができる。また、廃棄すべき不要な液体が収容部に収容されないように収容部外の位置にまで滴下口を滴下口移動手段が移動させることで、廃棄すべき不要な液体が混入することを防止することができるという効果をも奏する。もちろん、滴下先の収容部(溝)が1つのみの場合には、必ずしも滴下口移動手段を備える必要はないし、滴下先の容器の方を移動させる場合には、この発明に係る液体採取装置では滴下口移動手段が不要となる。
 上述したこれらの発明に係る液体採取装置において、採取対象の液体の一例は血液である。この場合には、液体採取装置は採血するための装置(採血装置)となる。なお、採取対象の液体であれば、血液に限定されずに、血液以外の生理液(例えばリンパ液やタンパクが含まれた液など)や、蛍光剤が含まれた液体や、分析装置に用いられる混合液などであってもよい。
 また、開閉手段と流路における採取元との間の距離が10[cm]~20[cm]の範囲になるように開閉手段を配設するのが好ましい。10[cm]未満に近づけると開閉手段の接続作業が困難となり、逆に20[cm]を超えて遠ざけると時間的に前後する液体同士が混じり合って拡散してしまうという問題がある。
 また、この発明に係る液体採取方法は、採取対象の液体を時系列に分離して採取する液体採取方法であって、液体採取装置は、所定の長さを有する流路と、その流路に接続し前記採取対象の液体を押し引きする吸引吐出手段と、前記流路を複数に分岐させる接続端子と、前記流路を開閉する開閉手段と、分岐した流路に接続され、分離採取された前記採取対象の液体を滴下する滴下口とを備え、前記接続端子および前記開閉手段を別々に配設して構成した状態で、前記吸引吐出手段および前記開閉手段を制御することで前記採取対象の液体を採取することを特徴とするものである。
 この発明に係る液体採取方法によれば、この発明に係る液体採取装置を用いて液体を採取するので、採取対象の液体の長さや採取量を体積測定手段(例えば、光学的な測定手段)で測定することなく、規定の体積量を採取することができる。さらに、接続端子および開閉手段を別々に配設して構成しているので、接続端子または開閉手段のいずれか一方のみを交換すればよく、交換作業の効率化を図ることができる。
 上述したこの発明に係る液体採取方法において、以下のように採取するのが好ましい。
 すなわち、液体採取方法において、前記開閉手段は、液体または気体のいずれか一方のみなる流体を前記採取対象の液体よりも前記吸引吐出手段側の前記流路に満たし、前記吸引吐出手段側の流路に満たされた当該流体を構成する液体または気体のいずれか一方を吸引吐出手段により押し引きすることにより、採取対象の液体を移動制御し、前記接続端子よりも上流に位置する前記流路を第1流路としたときに当該第1流路を開閉し、前記接続端子よりも下流で前記滴下口よりも上流に位置する前記流路を第2流路としたときに当該第2流路を開閉するように、開閉手段を構成するとともに、前記吸引吐出手段は、前記接続端子で分岐した複数の流路のうち、滴下口を接続する前記第2流路とは別の流路を第3流路としたときに当該第3流路に接続するように、吸引吐出手段を構成し、開閉手段により、前記第1流路を開けて、前記第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により所定量の前記採取対象の液体を吸引することで採取前の初期状態と設定する初期状態設定工程と、その初期状態設定工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体に引き続いて、当該液体が接続端子に位置するまで吸引吐出手段により当該液体をさらに吸引する第1吸引工程と、その第1吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して排出する第1吐出工程と、その第1吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、採取対象の液体が接続端子よりも吸引吐出手段側に位置するまで吸引吐出手段により当該液体を吸引する第2吸引工程と、その第2吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記第2吸引工程で引き出された前記採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して採取する第2吐出工程と、その第2吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により前記採取対象の液体を採取元にまで押し戻して前記初期状態とする押し戻し工程とを備えるのが好ましい。
 かかる工程を備えた液体採取方法によれば、初期状態設定工程では、採取前の初期状態として、所定量の採取対象の液体を吸引して当該液体を採取外部に少し残している。例えば、動物の場合で採取対象の液体が血液の場合には、動物に血液を全て押し戻すと空気などの気体が動物体内に入って死んでしまう恐れがある。そこで、血液を所定量だけ吸引することで血液を体外に少し残している。第1吸引工程,第1吐出工程,第2吸引工程,第2吐出工程,押し戻し工程を順に行うことで、液体を効率良く採取することができる。なお、動物以外で液体を採取する場合には、必ずしも初期状態設定工程を行う必要はない。
 また、この発明に係る液体装置でも述べたように、この発明に係る液体採取方法において、流体は液体および気体であって、当該液体を吸引吐出手段側の流路に満たし、吸引吐出手段側の流路に満たされた当該液体と採取対象の液体との間に気体を流路内に挟み込み、吸引吐出手段側の流路に満たされた当該液体を吸引吐出手段により押し引きすることにより気体を押し引きして、採取対象の液体を移動制御してもよい。このように採取対象の液体とは別の液体を流路に詰めて、採取対象の液体との間に気体を挟み込んで押し引きすれば、吸引吐出手段による押し引きによって圧縮または膨張される気体の体積が減るので採取対象の液体を精度良く動かすことができる。
 このような液体・気体の両方を流路に詰める場合においても、同様に第1吸引工程,第1吐出工程,第2吸引工程,第2吐出工程,押し戻し工程を順に行うのが好ましい。
 すなわち、液体採取方法において、吸引吐出手段側の流路に満たされた前記液体および前記気体を吸引吐出手段側に吸引することで前記採取対象の液体を吸引し、吸引吐出手段側の流路に満たされた液体および気体を採取元に押し戻すことで採取対象の液体を押し戻し、前記開閉手段は、前記接続端子よりも上流に位置する前記流路を第1流路としたときに当該第1流路を開閉し、前記接続端子よりも下流で前記滴下口よりも上流に位置する前記流路を第2流路としたときに当該第2流路を開閉するように、開閉手段を構成するとともに、前記吸引吐出手段は、前記接続端子で分岐した複数の流路のうち、滴下口を接続する前記第2流路とは別の流路を第3流路としたときに当該第3流路に接続するように、吸引吐出手段を構成し、開閉手段により、前記第1流路を開けて、前記第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により所定量の前記採取対象の液体を吸引することで採取前の初期状態と設定する初期状態設定工程と、その初期状態設定工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体に引き続いて、当該液体が接続端子に位置するまで吸引吐出手段により当該液体をさらに吸引する第1吸引工程と、その第1吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して排出する第1吐出工程と、その第1吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、採取対象の液体が接続端子よりも吸引吐出手段側に位置するまで吸引吐出手段により当該液体を吸引する第2吸引工程と、その第2吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記第2吸引工程で引き出された前記採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して採取する第2吐出工程と、その第2吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により前記採取対象の液体を採取元にまで押し戻して前記初期状態とする押し戻し工程とを備えるのが好ましい。
 かかる工程を備えた液体採取方法によれば、動物の場合で採取対象の液体が血液の場合には、動物に血液を全て押し戻すと空気などの気体が動物体内に入って死んでしまうのを防止するために、同様に、初期状態設定工程では、採取前の初期状態として、所定量の採取対象の液体(例えば血液)を吸引して当該液体(血液)を採取外部(例えば体外)に少し残している。第1吸引工程,第1吐出工程,第2吸引工程,第2吐出工程,押し戻し工程を順に行うことで、液体を効率良く採取することができる。同じく、動物以外で液体を採取する場合には、必ずしも初期状態設定工程を行う必要はない。
 また、押し戻し工程の後に、第1吸引工程,第1吐出工程,第2吸引工程および第2吐出工程を繰り返し行うのが好ましい。液体の採取を複数回にわたって効率良く行うことができる。
 上述したこれらの発明に係る液体採取方法において、採取対象の液体の一例は血液である。この場合には、液体採取方法は採血するための方法(採血方法)となる。採血装置でも述べたように、採取対象の液体であれば、血液に限定されずに、血液以外の生理液(例えばリンパ液やタンパクが含まれた液など)や、蛍光剤が含まれた液体や、分析装置に用いられる混合液などであってもよい。
 また、この発明に係る液体装置でも述べたように、この発明に係る液体採取方法において、開閉手段と流路における採取元との間の距離が10[cm]~20[cm]の範囲になるように開閉手段を配設するのが好ましい。10[cm]未満に近づけると開閉手段の接続作業が困難となり、逆に20[cm]を超えて遠ざけると時間的に前後する液体同士が混じり合って拡散してしまうという問題がある。
 この発明に係る液体採取装置およびその方法によれば、接続端子および開閉手段を別々に配設して構成しているので、接続端子または開閉手段のいずれか一方のみを交換すればよく、交換作業の効率化を図ることができる。
各実施例に係る採血装置の概略図である。 各実施例に係る一連の採血処理の流れを示したフローチャートである。 実施例1に係る一連の採血動作を順に説明した概略図である。 実施例2に係る一連の採血動作を順に説明した概略図である。 従来の微小流体素子方式のときのマイクロチップの全体構成を示す平面図である。 従来の動脈に挿入したカテーテルの他端から静脈に血液を戻す方式のときの採血装置の概略図である。
 以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。図1は、各実施例に係る採血装置の概略図である。後述する実施例2も含めて、本実施例1では、採取対象の液体として血液を例に採って説明するとともに、液体採取装置として採血装置を例に採って説明する。
 図1に示すように、各実施例に係る採血装置1は、採取対象の血液を時系列に分離して採取する。また、採血装置1の周辺には、採取された血液を溜める容器10を設置している。後述する実施例2も含めて、本実施例1では、小動物(例えばマウスやラットなど)の動脈血中の放射能濃度を測定する。また、容器10を遠心機(図示省略)で回転させることで遠心分離を行う。各実施例では血液の遠心分離を行うので、血漿分離を行い、血漿分離された血漿および血球に含まれている放射線をそれぞれ測定する。採血装置1は、この発明における液体採取装置に相当する。
 採血装置1は、所定の長さを有する流路(各実施例では第1流路2,第2流路3および第3流路4)と、その流路のうち第3流路4に接続し採取対象の血液を押し引きする吸引吐出機構5と、流路を複数(各実施例では2つ)に分岐させる接続端子6と、流路(各実施例では第1流路2および第2流路3)を開閉するピンチバルブ7と、分岐した流路(各実施例では第2流路3)に接続され、分離採取された採取対象の血液を滴下する滴下口8とを備えている。その他に、採血装置1は、分離採取された採取対象の血液を滴下する位置を変えるために滴下口8を移動させる滴下口移動機構9を備えている。第1流路2,第2流路3および第3流路4は、この発明における流路に相当し、第1流路2は、この発明における第1流路に相当し、第2流路3は、この発明における第2流路に相当し、第3流路4は、この発明における第3流路に相当し、吸引吐出機構5は、この発明における吸引吐出手段に相当し、接続端子6は、この発明における接続端子に相当し、ピンチバルブ7は、この発明における開閉手段に相当するとともに、この発明におけるピンチバルブにも相当し、滴下口8は、この発明における滴下口8に相当し、滴下口移動機構9は、滴下口移動手段に相当する。
 血液を押し戻す場合を除いて血液の採取の流れを基準にすると、液体の供給元である採取元(各実施例では小動物)側が上流となり、滴下口8側が下流となる。よって、本明細書では、接続端子6よりも上流に位置する流路を第1流路2とし、接続端子6よりも下流で滴下口8よりも上流に位置する流路を第2流路3とする。また、吸引吐出機構5は、滴下口8を接続する第2流路3とは別の流路を第3流路4としたときに当該第3流路4に接続するように、吸引吐出機構5を構成している。
 流路(第1流路2,第2流路3および第3流路4)は、採血量を減らすために断面積が小さい(すなわち細い径の)チューブを使用している。各実施例では、内径0.28[mm]のポリエチレンチューブと、ピンチバルブ7でピンチされる部分だけポリエチレンチューブよりも柔らかく復元力のある内径0.5[mm]のシリコーンの一種であるシラスコン(登録商標)からなるチューブ(シラスコンチューブ)とをそれぞれ使用している。また、流路のうち、第1流路2および第2流路3は、吸引吐出機構5による押し引きだけで液体(各実施例では血液)の動きの制御を可能とするように長さが予め決められている。もちろん、吸引吐出機構5に接続された第3流路4についても、長さを予め決めてもよい。
 吸引吐出機構5は、シリンジポンプを使用する。吸引吐出機構5にシリンジポンプを使うことで数[μL]の液体(各実施例では血液)を高速かつ精度良く押し引きして液体(血液)を採取することができる。また、動物の生理状態によって血圧が変動しても、その影響を受けずに安定して採血することができる。このように、吸引吐出機構5は、精度良く液体(血液)の押し引きが可能なシリンジポンプであり、第1流路2および第2流路3は、予め長さおよび断面積がわかっていることから体積を計算することができるので、吸引吐出機構5で押し引きした体積の分だけ第1流路2または第2流路3の内部を流れる血液を動かす。
 なお、押し引きによる媒体(流体)として本実施例1では気体のみを採用する。また、押し引きによる気体については、空気であってもよいし、ヘリウムやネオンやアルゴンなどの希ガス、あるいは窒素ガスに例示されるように、血液やヘパリン溶液と反応しないガスであれば良い。
 第1流路2,第2流路3および第3流路4は接続端子6により接続されている。各実施例では、接続端子6は、微小な流路の穴を有するPDMS樹脂(Polydimethylsiloxane)からなるブロックを使用している。各々の当該穴に第1流路2,第2流路3および第3流路4をそれぞれ接続する。また、上流側を基準にすると、接続端子6は、第1流路2を2つの第2流路3および第3流路4に分岐させることになる。
 各実施例では、この発明における開閉手段は、チューブをピンチするピンチバルブ7を使用している。ピンチバルブ7は、チューブの外側から圧力をかける(図1や後述する図3の「閉塞部7a」を参照)ことでチューブからなる流路(第1流路2および第2流路3)を閉じて、チューブの外側からの圧力を開放することでチューブからなる流路(第1流路2および第2流路3)を開けるように構成されている。また、各実施例では、ピンチバルブ7は、チューブからなる2つの流路(第1流路2および第2流路3)のうち、一方を開けたときに他方を閉じるように構成されている。したがって、ピンチバルブ7は、第1流路2を開けたときに第2流路3を閉じて、逆に第2流路3を開けたときに第1流路2を閉じるように閉塞部7aを切り替える。
 この発明における開閉手段をピンチバルブ7で構成することで、接続端子6およびピンチバルブ7を別々に配設して構成することができる。
 採取された血液を滴下する滴下口8は、採取された血液を溜める容器10の上に位置し、滴下する位置を滴下口移動機構9により変える。各実施例では、滴下口移動機構9は、ステッピングモータによる電動スライダを使用し、電動スライダにより滴下口8を前後左右(水平方向)に移動させる。
 また、ピンチバルブ7と流路における採取元(各実施例では小動物)との間の距離が10[cm]~20[cm]の範囲になるようにピンチバルブ7を配設するのが好ましい。後述するように、ピンチバルブ7の接続作業を容易にすること、液体の拡散を防止することを両立させるためには、当該距離が10[cm]~20[cm]の範囲の中央である15[cm]になるようにピンチバルブ7を配設するのがより好ましい。
 次に、一連の採血処理について、図2および図3を参照して説明する。図2は、各実施例に係る一連の採血処理の流れを示したフローチャートであり、図3は、実施例1に係る一連の採血動作を順に説明した概略図である。また、図3では、初期状態で引き出された所定量の採取対象の血液(廃液)(符号はBL)を、右上斜線のハッチングで図示するとともに、最終的に採取される血液(符号はBL)を、左上斜線のハッチングで図示し、それ以外の血液(符号はBL)を黒塗りで図示する。なお、気体を白塗りで図示する。
 (ステップS1)初期状態設定
 図3のステップS1は採血前の初期状態を示す。動物に血液を全て押し戻すと空気などの気体が動物体内に入って死んでしまうので、それを防止するために血液BLを所定量だけ吸引することで血液BLを体外に少し残している。より具体的に説明すると、ピンチバルブ7により、第1流路2を開けて、第2流路3を閉じた状態で、吸引吐出機構5により所定量の血液BLを吸引することで採取前の初期状態と設定する。このステップS1は、この発明における初期状態設定工程に相当する。
 (ステップS2)第1吸引
 採血開始とともに、吸引吐出機構5を引いて動物から血液BL,BLを引き出す。より具体的に説明すると、ステップS1の初期状態設定の後に、ピンチバルブ7により、第1流路2を開けて、第2流路3を閉じた状態で、初期状態で引き出された所定量の採取対象の血液BLに引き続いて、当該血液BLが接続端子6に位置するまで吸引吐出機構5により当該血液BL,BLをさらに吸引する。このステップS2は、この発明における第1吸引工程に相当する。
 (ステップS3)第1吐出
 採血時刻に体内にある血液BLを採取したいので、体外に出ていた血液BL(すなわち初期状態で引き出された所定量の採取対象の血液BL)を廃棄して、その後に来る血液BLを採取する。そのためには、廃棄する血液BLを接続端子6よりも吸引吐出機構5側(図3中の右側)まで引き出し、ピンチバルブ7の閉塞部7aを第2流路3から第1流路2に切り替え、次に吸引吐出機構5を押して血液BLを、第2流路3経由で滴下口8から排出する。より具体的に説明すると、ステップS2の第1吸引の後に、ピンチバルブ7により、第1流路2を閉じて、第2流路3を開けた状態で、初期状態で引き出された所定量の採取対象の血液BLを押し戻して、第2流路3を経由して滴下口8から吐出して排出する。その際に、滴下口移動機構9により滴下口8を容器10の上から外部に移動させてから、血液BLを排出する。このステップS3は、この発明における第1吐出工程に相当する。
 (ステップS4)第2吸引
 滴下口移動機構9により滴下口8を容器10の上に移動し、ピンチバルブ7の閉塞部7aを第1流路2から第2流路3に切り替え、吸引吐出機構5により血液BLを接続端子6よりも吸引吐出機構5側(図3中の右側)まで引いてくる。より具体的に説明すると、ステップS3の第1吐出の後に、ピンチバルブ7により、第1流路2を開けて、第2流路3を閉じた状態で、採取対象の血液BLが接続端子6よりも吸引吐出機構5側に位置するまで吸引吐出機構5により当該血液BLを吸引する。このとき、血液BLの吸引に引き続いて血液BLも吸引される。このステップS4は、この発明における第2吸引工程に相当する。
 (ステップS5)第2吐出
 ピンチバルブ7の閉塞部7aを第2流路3から第1流路2に切り替え、吸引吐出機構5を押して滴下口8から血液BLを容器10に滴下する。より具体的に説明すると、ステップS4の第2吸引の後に、ピンチバルブ7により、第1流路2を閉じて、第2流路3を開けた状態で、ステップS4の第2吸引で引き出された採取対象の血液BLを押し戻して、第2流路3を経由して滴下口8から吐出して採取する。このステップS5は、この発明における第2吐出工程に相当する。
 (ステップS6)採取するか?
 引き続いて採血を行う場合には、ステップS7の押し戻しを行った後にステップS2に戻って、同様のステップS2~S6の処理を繰り返して行う。採血を行わない場合には、一連の採血処理を終了する。
 (ステップS7)押し戻し
 滴下後はピンチバルブ7の閉塞部7aを第1流路2から第2流路3に切り替え、吸引吐出機構5を押して血液BLを動物にまで押し戻してステップS2に戻る。より具体的に説明すると、ステップS5の第2吐出の後に、ピンチバルブ7により、第1流路2を開けて、第2流路3を閉じた状態で、吸引吐出機構5により採取対象の血液BLを採取元である動物にまで押し戻して初期状態とする。このように、ステップS7の押し戻しの後に、ステップS2の第1吸引,ステップS3の第1吐出,ステップS4の第2吸引およびステップS5の第2吐出を繰り返し行う。
 本実施例1に係る採血装置1によれば、吸引吐出機構5により採取対象の液体(各実施例では血液)を能動的に押し引きすることで液体(血液)の供給元(採取元)の状況に依らず液体(血液)を採取することができる。各実施例のように、動物の場合で採取対象の液体が血液の場合には、動物の生理状態によって血圧が低下しても採血することができる。その結果、たとえ動物の血圧が低下した状況でも、液体(血液)を採取することができる。また、所定の長さを有する流路(各実施例では第1流路2,第2流路3および第3流路4)を備えることで、長さが予め規定され体積が既知の流路を有するので、採取対象の液体(血液)の長さや採取量を体積測定手段(例えば、光学的な測定手段)で測定することなく、規定の体積量を採取することができる。このように測定手段が不要となることで液体採取装置(各実施例では採血装置1)を小型化することができ、液体の採取元(各実施例では動物)の近傍に設置することができる。この結果、デッドボリューム(無効となる体積を指す)の減少、delay, dispersionといった濃度波形の歪みの要因の排除を実現している。さらに、接続端子6および開閉手段(ピンチバルブ7)を別々に配設して構成しているので、接続端子6または開閉手段(ピンチバルブ7)のいずれか一方のみを交換すればよく、交換作業の効率化を図ることができる。
 各実施例では、流路はチューブである。チューブの場合にはチューブの外側から圧力をかけても復元力があるので、上述したピンチバルブ7によって開閉手段を構成することができる。また、各実施例では、開閉手段は、チューブの外側から圧力をかけることでチューブからなる流路を閉じて、チューブの外側からの圧力を開放することでチューブからなる流路を開けるピンチバルブ7である。内部に液体を通すタイプのバルブ(開閉手段)と比較するとデッドボリュームが小さく、さらにチューブからなる流路のみの交換で済み、開閉手段の交換が不要になる。また、ピンチバルブ7からなる開閉手段は小型であるので、液体(血液)の供給元(採取元)の近傍に設置することができ、採取元から開閉手段までの間のデッドボリュームのさらなる減少、delay, dispersionといった濃度波形の歪みの要因の排除を実現することができる。各実施例のように、動物の場合で採取対象の液体が血液の場合には、採取元である動物の近傍にピンチバルブ7を設置することができる。また、チューブを細い径(細径)で形成することができるので、細径のチューブを流路として用いてピンチバルブ7で開閉すれば、液体(血液)が流れる流路の径が小さくなった結果、流路の体積を減らして、流す液体(血液)の体積を小さくすることができる。
 各実施例では、ピンチバルブ7は、チューブからなる2つの流路(各実施例では第1流路2および第2流路3)のうち、一方を開けたときに他方を閉じるように構成されている。一方を開けたときに他方を閉じるようにピンチバルブ7を構成した場合には、2つの流路の開閉を1つのピンチバルブで行うことができ、開閉手段の構成部品を減らすことができる。
 本実施例1では、液体または気体のいずれか一方のみからなる流体(本実施例1では気体)を採取対象の液体(血液)よりも吸引吐出機構5側の流路に満たし、吸引吐出機構5側の流路に満たされた当該流体を構成する液体または気体のいずれか一方(ここでは気体)を吸引吐出機構5により押し引きすることにより、採取対象の液体(血液)を移動制御するように流路を構成している。このように液体または気体のいずれか一方(ここでは気体)を流路に詰めて、当該一方(気体)を吸引吐出機構5により押し引きすれば、採取対象の液体(血液)を精度良く動かすことができる。
 なお、気体の替わりに液体を用いてもよい。すなわち、押し引きによる媒体(流体)として液体を採用してもよい。押し引きによる液体については、特に限定されないが、流路洗浄や血液排出用に使用するヘパリン溶液などに代表される洗浄液を用いるのが好ましい。その他にも、血液の制御精度を上げるために水やミネラルオイルのような低粘性の液体が好ましい。
 また、分離採取された採取対象の液体(血液)を滴下する位置を変えるために滴下口8を移動させる滴下口移動機構9を備えるのが好ましい。滴下先の収容部(溝)が複数存在する場合には、各々の収容部の位置に合わせて滴下口8を滴下口移動機構9が移動させることで、各々の収容部に液体(血液)をそれぞれ滴下することができる。また、廃棄すべき不要な液体(図3では血液BL)が収容部に収容されないように収容部外の位置にまで滴下口8を滴下口移動機構9が移動させることで、廃棄すべき不要な液体(血液BL)が混入することを防止することができるという効果をも奏する。
 各実施例では、採取対象の液体として血液を例に説明している。したがって、液体採取装置は採血するための装置、すなわち採血装置1となる。また、液体採取方法は採血するための方法、すなわち採血方法となる。
 また、開閉手段(ピンチバルブ7)と流路における採取元との間の距離が10[cm]~20[cm]の範囲になるように開閉手段(ピンチバルブ7)を配設するのが好ましい。10[cm]未満に近づけると開閉手段(ピンチバルブ7)の接続作業が困難となり、逆に20[cm]を超えて遠ざけると時間的に前後する液体(血液)同士が混じり合って拡散してしまうという問題がある。
 本実施例1に係る採血方法によれば、この発明に係る液体採取装置(各実施例では採血装置1)を用いて液体(血液)を採取するので、採血装置1でも述べたように、採取対象の液体(血液)の長さや採取量を体積測定手段(例えば、光学的な測定手段)で測定することなく、規定の体積量を採取することができる。さらに、接続端子6および開閉手段(ピンチバルブ7)を別々に配設して構成しているので、接続端子6または開閉手段(ピンチバルブ7)のいずれか一方のみを交換すればよく、交換作業の効率化を図ることができる。
 図2や図3のステップS1~S7を備えた採血方法によれば、ステップS1の初期状態設定では、採取前の初期状態として、所定量の採取対象の液体(血液BL)を吸引して当該液体(血液BL)を採取外部(各実施例では体外)に少し残している。各実施例のように、動物の場合で採取対象の液体が血液の場合には、動物に血液を全て押し戻すと空気などの気体が動物体内に入って死んでしまう恐れがある。そこで、血液BLを所定量だけ吸引することで血液BLを体外に少し残している。ステップS2の第1吸引,ステップS3の第1吐出,ステップS4の第2吸引,ステップS5の第2吐出,ステップS6の押し戻しを順に行うことで、液体(血液)を効率良く採取することができる。
 本実施例1では、ステップS7の押し戻しの後に、ステップS2の第1吸引,ステップS3の第1吐出,ステップS4の第2吸引およびステップS5の第2吐出を繰り返し行うのが好ましい。液体の採取(採血)を複数回にわたって効率良く行うことができる。
 次に、図面を参照してこの発明の実施例2を説明する。図4は、実施例2に係る一連の採血動作を順に説明した概略図である。上述した実施例1と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略するとともに、図示を省略する。
 本実施例2に係る採血装置1も、図1に示すように、上述した実施例1に係る採血装置1と同じ構成である。実施例1と相違する点は、本実施例2では流体は液体および気体の両方を採用している点である。すなわち、実施例1と相違する点は、本実施例2では、図4に示すように、液体Lを吸引吐出機構5側の流路に満たし、吸引吐出機構5側の流路に満たされた当該液体Lと採取対象の液体(図4では血液BL~BL)との間に気体Gを流路内に挟み込み、吸引吐出機構5側の流路に満たされた当該液体Lを吸引吐出機構5により押し引きすることにより気体Gを押し引きして、採取対象の液体(血液BL~BL)を移動制御している点である。このように採取対象の液体(血液)とは別の液体Lを流路に詰めて、採取対象の液体(血液)との間に気体Gを挟み込んで押し引きすれば、吸引吐出機構5による押し引きによって圧縮または膨張される気体Gの体積が減るので採取対象の液体(血液)を精度良く動かすことができる。
 液体Lについては、特に限定されないが、実施例1でも述べたように、流路洗浄や血液排出用に使用するヘパリン溶液などに代表される洗浄液を用いるのが好ましい。その他にも、血液の制御精度を上げるために水やミネラルオイルのような低粘性の液体が好ましい。特に、血液と混合しないように血液との間に界面ができる液体を用いるのが好ましい。気体Gについては、特に限定されず、実施例1のような空気であってもよいし、ヘリウムやネオンやアルゴンなどの希ガス、あるいは窒素ガスに例示されるように、血液やヘパリン溶液と反応しないガスであれば良い。図4では、液体Lを点描のハッチングで図示するとともに、気体Gを白塗りで図示する。
 各ステップS1~S7のフローチャートについては、実施例1と同じであるので、その説明について省略する。ただし、ステップS3の第1吐出による血液BLの排出時には、気体Gを滴下口8で止めるのが好ましい。ただし、気体Gの全体積をVとしたときに全体積V分の気体Gを滴下口8で止める必要はない。特に、気体Gが空気の場合には、排出される血液の液滴を作って押し出し切るために、全体積Vの半分の0.5Vも一緒に滴下口8から押し出すのがより好ましい。これにより流路内には気体Gが0.5V残っている。滴下後に、余分に押し出された0.5V分の気体G(この場合には空気)を滴下口8から吸入しながらステップS4の状態に戻れば、吸入された0.5Vの気体Gと併せると、0.5V+0.5Vで全体積Vに戻る。
 これにより滴下口8で血液BLが残留することなく液切れを向上させることができる。その際に、図4のステップS3では、第2流路3に接続された滴下口8に気体Gが流れ込んでおり、接続端子6での分岐点において、液体Lと血液BLとが直接に接触する。ただし、ピンチバルブ7の閉塞部7aは第1流路2にあり、第1流路2を閉じて、第2流路3を開けた状態であるので、液体Lが第1流路2に混入されることなく第2流路3に必ず流れる。したがって、液体Lの混入を防ぐことができる。特に、ヘパリン溶液を液体Lに使用した場合には、ヘパリン溶液と血液との間に界面ができるので、液体Lの混入をより一層防ぐことができる。さらに、各実施例の場合には、断面積が小さい(すなわち細い径の)チューブを使用しているので、液体Lと血液とが接触する断面積も小さく、液体Lの混入をより一層防ぐことができる。
 ステップS3に引き続いて、気体Gが接続端子6での分岐点に位置するまで吸引吐出機構5により液体L・気体Gを吸引することで、液体Lと血液BLとの間に気体Gが流路内に挟み込まれる。そしてステップS4に移行する。
 同様に、ステップS5の第2吐出による血液BLの採取時においても、気体Gを滴下口8で止めるのが好ましい。ステップS3と同様に、採取される血液の液滴を作って押し出し切るために、全体積Vの半分の0.5Vも一緒に滴下口8から押し出すのがより好ましい。そして滴下後に、余分に押し出された0.5V分の気体G(この場合には空気)を滴下口8から吸入しながらステップS7の状態に戻れば、吸入された0.5Vの気体Gと併せると、0.5V+0.5Vで全体積Vに戻る。
 これにより滴下口8で血液BLが残留することなく、必要な量のみ採取する血液BLを滴下することができる。その際に、図4のステップS5においても、ステップS3と同様に液体Lと血液BLとが直接に接触するが、第1流路2を閉じて、第2流路3を開けた状態であるので、液体Lが第1流路2に混入されることなく第2流路3に必ず流れ、液体Lの混入を防ぐことができる。
 ステップS5に引き続いて、気体Gが接続端子6での分岐点に位置するまで吸引吐出機構5により液体L・気体Gを吸引することで、液体Lと血液BLとの間に気体Gが流路内に挟み込まれる。そしてステップS6(図2を参照)に移行する。
 このように、本実施例2において液体L・気体Gの両方を流路に詰める場合においても、実施例1と同様にステップS2の第1吸引,ステップS3の第1吐出,ステップS4の第2吸引,ステップS5の第2吐出,ステップS6の押し戻しを順に行うのが好ましい。吸引吐出機構5側の流路に満たされた液体Lおよび気体Gを吸引吐出機構5側に吸引することで採取対象の液体(血液)を吸引し、吸引吐出機構5側の流路に満たされた液体Lおよび気体Gを採取元に押し戻すことで採取対象の液体(血液)を押し戻して、実施例1と同様の各ステップS1~S7を行う。
 本実施例2に係る採血装置1および採血方法の作用・効果については、上述した実施例1と同じであるので、その説明を省略する。また、本実施例2の場合には、流体は液体Lおよび気体Gであって、当該液体L・気体Gの両方を流路に詰めている。上述したように、採取対象の液体(各実施例では血液)とは別の液体Lを流路に詰めて、採取対象の液体(血液)との間に気体Gを挟み込んで押し引きすれば、吸引吐出機構5による押し引きによって圧縮または膨張される気体Gの体積が減るので採取対象の液体(血液)を精度良く動かすことができる。
 本実施例2でも、上述した実施例1と同様に、ステップS7の押し戻しの後に、ステップS2の第1吸引,ステップS3の第1吐出,ステップS4の第2吸引およびステップS5の第2吐出を繰り返し行うのが好ましい。液体の採取(採血)を複数回にわたって効率良く行うことができる。
 この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
 (1)上述した各実施例では、液体採取装置(各実施例では採血装置1)およびその方法において、採取対象の液体として血液を例に採って説明したが、採取対象の液体であれば、血液に限定されずに、血液以外の生理液(例えばリンパ液やタンパクが含まれた液など)や、蛍光剤が含まれた液体や、分析装置に用いられる混合液などであってもよい。
 (2)上述した各実施例では、接続端子は、第1流路2を2つの第2流路3および第4流路4に分岐させて、分岐数は2つであったが、複数であれば3つ以上であってもよく、接続端子は流路を3つ以上に分岐させてもよい。例えば、図1の第1流路2を2つ以上の第2流路3に分岐させて、滴下口を同数に備えてもよいし、途中で合流させてもよい。同様に、図1の第1流路2を2つ以上の第3流路4に分岐させて、吸引吐出手段(吸引吐出機構)を同数に備えてもよいし、途中で合流させてもよい。また、排出専用の流路を別途に設けて、接続端子は流路を3つ以上に分岐させてもよい。
 (3)上述した各実施例では、流路はチューブであったが、例えば基板等に設けられた溝であってもよい。その場合には、開閉手段については、ピンチバルブ以外の内部に液体を通すタイプのバルブを使用して、溝を開閉するのが好ましい。
 (4)上述した各実施例では、開閉手段はピンチバルブであったが、上述した変形例(3)でも述べたように、ピンチバルブ以外の内部に液体を通すタイプのバルブであってもよい。
 (5)上述した各実施例では、ピンチバルブでピンチされる部分だけシラスコンチューブで第1流路および第2流路を形成したが、シラスコンに限定されない。シリコーン、タイゴン、ポリウレタンなどの柔らかく復元力のあるゴム系の材質のチューブで各流路を形成してもよい。また、ピンチされる部分だけ材質を変えず、第1流路および第2流路、あるいは第1~第3流路全体が同一の素材であってもよい。
 (6)上述した各実施例では、ピンチバルブ7は、チューブからなる2つの流路(各実施例では第1流路2および第2流路3)のうち、一方を開けたときに他方を閉じるように構成されていたが、チューブからなる1つの流路の開閉を行うように構成されていてもよい。例えば、図1の場合には、第1流路2のみの開閉を行う第1流路専用のピンチバルブ、第2流路3のみの開閉を行う第2流路専用のピンチバルブをそれぞれ備えてもよい。
 (7)上述した各実施例では、滴下口移動手段(滴下口移動機構)を備えたが、滴下先の収容部(溝)が1つのみの場合には、必ずしも滴下口移動手段を備える必要はないし、滴下先の容器の方を移動させる場合には、この発明に係る液体採取装置(各実施例では採血装置1)では滴下口移動手段が不要となる。もちろん、この発明に係る液体採取装置(各実施例では採血装置1)が滴下口移動手段を備えるとともに、滴下先の容器の方を移動させる移動手段を備え、滴下口と滴下先の容器とを相対的に移動(一方を固定して他方を移動、あるいは両方を移動)させてもよい。また、滴下口移動手段の移動方向は平行移動に限定されず、回転方向であってもよい。
 (8)上述した各実施例では、動物から血液を採取する場合を例に採って説明したが、動物以外で液体を採取する場合には、必ずしも初期状態設定工程(図2のステップS1)を行う必要はない。
 1 … 採血装置
 2 … 第1流路
 3 … 第2流路
 4 … 第3流路
 5 … 吸引吐出機構
 6 … 接続端子
 7 … ピンチバルブ
 8 … 滴下口
 9 … 滴下口移動機構
 BL~BL … 血液
 L … 液体
 G … 気体

Claims (16)

  1.  採取対象の液体を時系列に分離して採取する液体採取装置であって、
     所定の長さを有する流路と、
     その流路に接続し前記採取対象の液体を押し引きする吸引吐出手段と、
     前記流路を複数に分岐させる接続端子と、
     前記流路を開閉する開閉手段と、
     分岐した流路に接続され、分離採取された前記採取対象の液体を滴下する滴下口と
     を備え、
     前記接続端子および前記開閉手段を別々に配設して構成することを特徴とする液体採取装置。
  2.  請求項1に記載の液体採取装置において、
     前記流路はチューブであることを特徴とする液体採取装置。
  3.  請求項2に記載の液体採取装置において、
     前記開閉手段は、前記チューブの外側から圧力をかけることでチューブからなる流路を閉じて、チューブの外側からの圧力を開放することでチューブからなる流路を開けるピンチバルブであることを特徴とする液体採取装置。
  4.  請求項3に記載の液体採取装置において、
     前記ピンチバルブは、前記チューブからなる2つの流路のうち、一方を開けたときに他方を閉じるように構成されていることを特徴とする液体採取装置。
  5.  請求項1から請求項4のいずれかに記載の液体採取装置において、
     液体または気体のいずれか一方のみからなる流体を前記採取対象の液体よりも前記吸引吐出手段側の前記流路に満たし、
     前記吸引吐出手段側の流路に満たされた当該流体を構成する液体または気体のいずれか一方を吸引吐出手段により押し引きすることにより、採取対象の液体を移動制御する
     ように前記流路を構成することを特徴とする液体採取装置。
  6.  請求項1から請求項4のいずれかに記載の液体採取装置において、
     流体は液体および気体であって、
     当該液体を前記吸引吐出手段側の前記流路に満たし、
     前記吸引吐出手段側の前記流路に満たされた当該液体と前記採取対象の液体との間に前記気体を流路内に挟み込み、
     前記吸引吐出手段側の流路に満たされた当該液体を吸引吐出手段により押し引きすることにより前記気体を押し引きして、採取対象の液体を移動制御する
     ように前記流路を構成することを特徴とする液体採取装置。
  7.  請求項1から請求項6のいずれかに記載の液体採取装置において、
     分離採取された前記採取対象の液体を滴下する位置を変えるために前記滴下口を移動させる滴下口移動手段を備えることを特徴とする液体採取装置。
  8.  請求項1から請求項7のいずれかに記載の液体採取装置において、
     前記採取対象の液体は血液であって、
     液体採取装置は採血するための装置であることを特徴とする液体採取装置。
  9.  請求項1から請求項8のいずれかに記載の液体採取装置において、
     前記開閉手段と前記流路における採取元との間の距離が10[cm]~20[cm]の範囲になるように開閉手段を配設することを特徴とする液体採取装置。
  10.  採取対象の液体を時系列に分離して採取する液体採取方法であって、
     液体採取装置は、
     所定の長さを有する流路と、
     その流路に接続し前記採取対象の液体を押し引きする吸引吐出手段と、
     前記流路を複数に分岐させる接続端子と、
     前記流路を開閉する開閉手段と、
     分岐した流路に接続され、分離採取された前記採取対象の液体を滴下する滴下口と
     を備え、
     前記接続端子および前記開閉手段を別々に配設して構成した状態で、前記吸引吐出手段および前記開閉手段を制御することで前記採取対象の液体を採取することを特徴とする液体採取方法。
  11.  請求項10に記載の液体採取方法において、
     液体または気体のいずれか一方のみなる流体を前記採取対象の液体よりも前記吸引吐出手段側の前記流路に満たし、
     前記吸引吐出手段側の流路に満たされた当該流体を構成する液体または気体のいずれか一方を吸引吐出手段により押し引きすることにより、採取対象の液体を移動制御し、
     前記開閉手段は、前記接続端子よりも上流に位置する前記流路を第1流路としたときに当該第1流路を開閉し、前記接続端子よりも下流で前記滴下口よりも上流に位置する前記流路を第2流路としたときに当該第2流路を開閉するように、開閉手段を構成するとともに、
     前記吸引吐出手段は、前記接続端子で分岐した複数の流路のうち、滴下口を接続する前記第2流路とは別の流路を第3流路としたときに当該第3流路に接続するように、吸引吐出手段を構成し、
     開閉手段により、前記第1流路を開けて、前記第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により所定量の前記採取対象の液体を吸引することで採取前の初期状態と設定する初期状態設定工程と、
     その初期状態設定工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体に引き続いて、当該液体が接続端子に位置するまで吸引吐出手段により当該液体をさらに吸引する第1吸引工程と、
     その第1吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して排出する第1吐出工程と、
     その第1吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、採取対象の液体が接続端子よりも吸引吐出手段側に位置するまで吸引吐出手段により当該液体を吸引する第2吸引工程と、
     その第2吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記第2吸引工程で引き出された前記採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して採取する第2吐出工程と、
     その第2吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により前記採取対象の液体を採取元にまで押し戻して前記初期状態とする押し戻し工程と
     を備えることを特徴とする液体採取方法。
  12.  請求項10に記載の液体採取方法において、
     流体は液体および気体であって、
     当該液体を前記吸引吐出手段側の前記流路に満たし、
     前記吸引吐出手段側の前記流路に満たされた当該液体と前記採取対象の液体との間に前記気体を流路内に挟み込み、
     前記吸引吐出手段側の流路に満たされた当該液体を吸引吐出手段により押し引きすることにより前記気体を押し引きして、採取対象の液体を移動制御することを特徴とする液体採取方法。
  13.  請求項12に記載の液体採取方法において、
     吸引吐出手段側の流路に満たされた前記液体および前記気体を吸引吐出手段側に吸引することで前記採取対象の液体を吸引し、吸引吐出手段側の流路に満たされた液体および気体を採取元に押し戻すことで採取対象の液体を押し戻し、
     前記開閉手段は、前記接続端子よりも上流に位置する前記流路を第1流路としたときに当該第1流路を開閉し、前記接続端子よりも下流で前記滴下口よりも上流に位置する前記流路を第2流路としたときに当該第2流路を開閉するように、開閉手段を構成するとともに、
     前記吸引吐出手段は、前記接続端子で分岐した複数の流路のうち、滴下口を接続する前記第2流路とは別の流路を第3流路としたときに当該第3流路に接続するように、吸引吐出手段を構成し、
     開閉手段により、前記第1流路を開けて、前記第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により所定量の前記採取対象の液体を吸引することで採取前の初期状態と設定する初期状態設定工程と、
     その初期状態設定工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体に引き続いて、当該液体が接続端子に位置するまで吸引吐出手段により当該液体をさらに吸引する第1吸引工程と、
     その第1吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記初期状態で引き出された前記所定量の採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して排出する第1吐出工程と、
     その第1吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、採取対象の液体が接続端子よりも吸引吐出手段側に位置するまで吸引吐出手段により当該液体を吸引する第2吸引工程と、
     その第2吸引工程の後に、開閉手段により、第1流路を閉じて、第2流路を開けた状態で、前記第2吸引工程で引き出された前記採取対象の液体を押し戻して、第2流路を経由して滴下口から吐出して採取する第2吐出工程と、
     その第2吐出工程の後に、開閉手段により、第1流路を開けて、第2流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により前記採取対象の液体を採取元にまで押し戻して前記初期状態とする押し戻し工程と
     を備えることを特徴とする液体採取方法。
  14.  請求項11または請求項13に記載の液体採取方法において、
     前記押し戻し工程の後に、前記第1吸引工程,前記第1吐出工程,前記第2吸引工程および前記第2吐出工程を繰り返し行うことを特徴とする液体採取方法。
  15.  請求項10から請求項14のいずれかに記載の液体採取方法において、
     前記採取対象の液体は血液であって、
     液体採取方法は採血するための方法であることを特徴とする液体採取方法。
  16.  請求項10から請求項15のいずれかに記載の液体採取方法において、
     前記開閉手段と前記流路における採取元との間の距離が10[cm]~20[cm]の範囲になるように開閉手段を配設することを特徴とする液体採取方法。
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