WO2014033798A1 - 液体採取装置およびその方法 - Google Patents

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flow path
liquid
suction
collected
blood
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PCT/JP2012/005574
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宣弥 橋爪
北村 圭司
西本 尚弘
木村 裕一
外山 宏
山田 貴史
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株式会社島津製作所
独立行政法人放射線医学総合研究所
独立行政法人国立長寿医療研究センター
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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 In Non-Patent Document 3, as shown in FIG. 10, 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 2 there is a process of pushing back blood into the animal body. This process is performed every time blood collection is completed in order to reduce the blood loss.
  • the pushed-back blood does not flow to the periphery of the artery but remains in the vicinity of the blood collection site, resulting in a problem that fresh blood is not collected.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid collecting apparatus and method for collecting a fresh liquid.
  • the inventors have obtained the following knowledge as a result of research to solve the above problems.
  • the liquid collection device 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, a first connection terminal for branching the flow path to the suction / discharge means side, a first opening / closing means for opening / closing the flow path on the suction / discharge means side, A second connection terminal for branching the flow path into a plurality of collection sources, a second opening / closing means for opening and closing the flow path branched at the second connection terminal, and a flow path branched at the first connection terminal; And a dropping port for dropping the collected liquid to be collected.
  • 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 device can be reduced in size, and the vicinity of the liquid sampling source (eg, animal) can be obtained. 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.
  • the first opening / closing means and the second opening / closing means are provided, and the liquid to be collected in the flow path branched from the collection source side which is the liquid supply side by the second connection terminal
  • the second opening / closing means and the liquid to be collected is also flowed from the collection source side to the other flow path branched from the collection source side by the first connection terminal.
  • the liquid to be collected can be continuously flown by the second opening / closing means. Therefore, the liquid to be collected that has flowed away from the collection source side is not pushed back to the collection source side (that is, upstream), and always keeps fresh liquid flowing away from the collection source side only when necessary (during collection). Thus, the liquid to be collected can be flowed through the flow path branched by the first connection terminal. As a result, a fresh liquid can be collected from a collection source that is a liquid supply source.
  • An example of the flow path described above is a tube.
  • the first opening / closing means or the second opening / closing means can be constituted by a pinch valve described later.
  • An example of the first 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. .
  • the dead volume is small, and only the flow path composed of a tube needs to be replaced, and the first 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 flow rate can be suppressed by reducing the volume of the liquid flowing by reducing the volume of the flow path.
  • the liquid to be collected is blood
  • blood loss due to continuing to flow blood can be minimized.
  • 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 first opening / closing means can be reduced.
  • an example of the second opening / closing means is a pinch valve.
  • a pinch valve can be installed in the vicinity of the liquid supply source (collection source), and the dead volume between the collection source and the opening / closing means can be further reduced.
  • 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 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 first connection terminal for branching the flow path into a plurality of the suction and discharge means side, and a first for opening and closing the flow path on the suction and discharge means side Opening and closing means, a second connection terminal for branching the flow path into a plurality of collection sources, a second opening and closing means for opening and closing a flow path branched by the second connection terminal, and a flow branched by the first connection terminal
  • a flow path that is connected to a channel and drops the collected liquid that is separated and collected, and the flow path that is closer to the suction and discharge means than the liquid that is the liquid to be collected is composed of at least one of liquid and gas
  • 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, the liquid to be collected flows through the flow path branched by the second connection terminal, and the liquid to be collected flows through the flow path branched by the first connection terminal to flow through the flow path branched by the first connection terminal. Since the liquid is collected with the highest priority, a fresh liquid can be collected from the collection source that is the liquid supply source.
  • volume measuring means for example, optical measuring means
  • the fluid filled in the flow path on the suction / discharge means side is sucked to the suction / discharge means side to suck the liquid to be collected, and the flow path on the suction / discharge means side is filled.
  • the fluid to be collected is pushed back by pushing the fluid back to the collection source, and the first opening / closing means takes the first flow when the flow channel located upstream from the first connection terminal is the first flow channel.
  • the suction / discharge means has a third flow path that is different from the second flow path connecting the dripping port among the plurality of flow paths branched at the first connection terminal.
  • the suction / discharge means is configured to be connected to the third flow path, and the second The closing means opens and closes the fourth flow path when the flow path located downstream from the second connection terminal branched from the first flow path at the second connection terminal is the fourth flow path.
  • the second opening / closing means is configured, the first opening / closing means opens the first flow path, the second flow path is closed, and the second opening / closing means opens the fourth flow path.
  • the first discharge means opens the first flow path, closes the second flow path, and closes the fourth flow path by the second open / close means, and the suction discharge means
  • the boundary between the upstream end of the fluid and the liquid to be collected is a suction discharge means more than the first connection terminal
  • the first suction step for sucking the liquid, and after the first suction step, the first flow path is closed by the first opening / closing means, In the state where the two flow paths are opened and the fourth flow path is opened by the second opening / closing means, the fluid is pushed back together with the liquid to be collected drawn in the first suction step, and the second flow path is opened.
  • a second suction / third outflow step of flowing the liquid on the collection source side to the fourth flow path while sucking the liquid to be collected by sucking the fluid more. is there.
  • the liquid sampling method including such a step, the first outflow step, the first suction step, the second outflow step, and the second suction / third outflow step are sequentially performed, so that the fourth branched at the second connection terminal.
  • the liquid to be collected flows through the flow path, the liquid to be collected flows through the second flow path branched at the first connection terminal, and the liquid flowing through the second flow path branched at the first connection terminal It will be collected with the highest priority. Therefore, a fresh liquid can be collected efficiently.
  • the first channel is opened by the first opening / closing means, the second channel is closed, and the fourth channel is opened by the second opening / closing unit. Then, until the upstream end of the fluid is positioned at the second connection terminal, the fluid on the collection source side is moved to the fourth by pushing the fluid together with the liquid to be collected drawn in the second suction / third outflow process. It is preferable to provide a push-back process for flowing through the flow path, and to repeatedly perform the first suction process, the second outflow process, and the second suction / third outflow process after the push-back process. Fresh liquid can be collected efficiently multiple times.
  • the fluid examples include both liquid and gas, only gas, or only liquid as described below. That is, in the first example, the fluid is a liquid and a gas, the liquid is 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 is between the liquid to be collected and the liquid to be collected. Gas is sandwiched in the flow path, and the liquid filled in the flow path on the suction and discharge means side is pushed and pulled by the suction and discharge means to push and pull the gas, thereby controlling the movement of the liquid to be collected. .
  • the liquid to be collected can be moved with high accuracy. Further, by sandwiching a gas between the liquid filled in the flow path on the suction and discharge means side and the liquid to be collected, the former liquid and the latter (collection target) liquid are brought into contact and mixed. It is possible to prevent the liquid to be collected from being diluted by mixing.
  • the fluid is a gas
  • the gas is filled in the flow path on the suction / discharge means side of the liquid to be collected, and the gas filled in the flow path on the suction / discharge means side is sucked / discharged.
  • it is possible to control the movement of the liquid to be collected by pushing and pulling the gas as a medium by the suction and discharge means.
  • the fluid is a liquid
  • the liquid is filled in the flow path on the suction / discharge means side of the liquid to be collected, and the liquid filled in the flow path on the suction / discharge means side is pushed by the suction / discharge means.
  • the movement of the liquid to be collected is controlled.
  • the liquid to be collected can be controlled by being pushed and pulled by the suction and discharge means using the liquid as a medium.
  • 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 liquid to be collected flows through the flow path branched at the second connection terminal, and the liquid to be collected flows through the flow path branched at the first connection terminal, Since the liquid flowing in the flow path branched by the first connection terminal is collected with the highest priority, a fresh liquid can be collected from the collecting source that is the liquid supply source.
  • 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.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for sequentially explaining a series of blood collection operations according to Example 3.
  • It is the schematic of the blood collection apparatus which does not have a 4th flow path.
  • It is an example of the experimental result by the blood collection device of FIG.
  • 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 Examples 2 and 3 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.
  • Example 1 including Examples 2 and 3 to be described later, the radioactivity concentration in arterial blood of a small animal (such as a mouse or a rat) is measured.
  • centrifugation is performed by rotating the container 10 with a centrifuge (not shown).
  • Blood collection apparatus 1 corresponds to the liquid collection apparatus in the present invention.
  • the blood collection device 1 includes a flow channel having a predetermined length (in each embodiment, the first flow channel 2, the second flow channel 3, the third flow channel 4, and the fourth flow channel 23), and the first of the flow channels.
  • a suction / discharge mechanism 5 that pushes and pulls blood to be collected connected to the three flow paths 4, a connection terminal 6 that branches the flow paths into a plurality (two in each embodiment), and a flow path (first in each embodiment).
  • a pinch valve 7 that opens and closes the flow path 2 and the second flow path 3) and a dropping port that is connected to the branched flow path (the second flow path 3 in each embodiment) and drops the collected blood to be collected. 8 and.
  • the first flow path 2, the second flow path 3, the third flow path 4 and the fourth flow path 23 correspond to the flow paths in the present invention, and the first flow path 2 corresponds to the first flow path in the present invention.
  • the second flow path 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 fourth flow path 23 corresponds to the fourth flow path in the present invention.
  • the suction / discharge mechanism 5 corresponds to the suction / discharge means in the present invention
  • the connection terminal 6 corresponds to the first opening / closing means in the present invention
  • the pinch valve 7 corresponds to the first opening / closing means in the present invention.
  • the dropping port 8 corresponds to the dropping port 8 in the present invention.
  • 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.
  • the flow paths use a tube having a small cross-sectional area (that is, a thin diameter) in order to reduce the amount of blood collected. Yes.
  • a polyethylene tube having an inner diameter of 0.28 [mm] and a pinch valve 7 and a pinch valve 22 described later are softer and more resilient than the polyethylene tube.
  • 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.
  • liquid and gas are used as the medium (fluid) by pushing and pulling.
  • the 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 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.
  • 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 first 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.
  • a branch point and an opening / closing means are newly added.
  • a connection terminal 21 that divides a flow path into a plurality of (two in each embodiment) on the collection source side, and a flow path branched by the connection terminal 21 (fourth flow path 23 in each embodiment).
  • a pinch valve 22 for opening and closing.
  • a flow path located downstream of the connection terminal 21 branched from the first flow path 2 at the connection terminal 21 is referred to as a fourth flow path 23.
  • the connection terminal 21 corresponds to the second connection terminal in the present invention
  • the pinch valve 22 corresponds to the second opening / closing means in the present invention.
  • connection terminal 6 corresponding to the first connection terminal branches the first flow path 2 into two second flow paths 3 and third flow paths 4, and the pinch valve 7 corresponding to the first opening / closing means is
  • the flow path (the first flow path 2 and the second flow path 3 in each embodiment) is opened and closed on the suction / discharge mechanism 5 side.
  • connection terminal 21 corresponding to the second connection terminal branches the first flow path 2 into two, and the first flow path 2 (downstream side) connected to the suction / discharge mechanism 5 among the branched flow paths.
  • a flow path different from the third flow path 4) is used as the fourth flow path 23, and the pinch valve 22 corresponding to the second opening / closing means opens and closes the fourth flow path 23 branched by the connection terminal 21.
  • the second opening / closing means in the present invention uses the pinch valve 22 for pinching the tube.
  • the pinch valve 22 is configured to open and close one flow path (fourth flow path 23) made of a tube. 1 and FIG. 3 to be described later are places where pressure is applied (ie pinched) from the outside of the tube by the pinch valve 22.
  • 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.
  • symbol BL in FIG. 3 is the blood of collection object
  • symbol L in FIG. 3 is a liquid different from the blood BL of collection object
  • symbol G in FIG. 3 is gas.
  • the blood BL to be collected is illustrated in black
  • the liquid L is illustrated in stippled hatching
  • the gas G is illustrated in white.
  • Step S1 First Outflow Step S1 in FIG. 3 shows a standby state before blood collection.
  • the fluid (this embodiment) 1 the fluid BL (liquid L / gas G) is pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5 until the upstream end of the liquid L / gas G is located at the connection terminal 21, thereby allowing the blood BL to flow through the fourth flow path 23.
  • the fluid (liquid L / gas G) is filled in the first flow path 2 and the third flow path 4 from the connection terminal 21 to the suction / discharge mechanism 5, and the blood BL drawn from the animal is in an open state. It continues to flow away to the fourth flow path 23.
  • This step S1 corresponds to the first outflow process in the present invention.
  • Step S2 First Suction After the first outflow of Step S1, the first flow path 2 is opened by the pinch valve 7 and the second flow path 3 is closed, and the fourth flow path 23 by the pinch valve 22 In the closed state, the suction / discharge mechanism 5 causes the suction / discharge mechanism 5 until the boundary between the upstream end of the fluid (liquid L / gas G) and the blood BL is located closer to the suction / discharge mechanism 5 than the connection terminal 6. The blood BL is sucked by sucking the fluid (liquid L / gas G). As a result, the fourth flow path 23 is closed, and the blood BL drawn from the animal is drawn in the direction of the arrow from the branch point at the connection terminal 6 to the suction / discharge mechanism 5 side (right side in FIG. 3). .
  • This step S2 corresponds to the first suction step in the present invention.
  • Step S3 Second Outflow After the first suction in Step S2, the pinch valve 7 closes the first flow path 2 and opens the second flow path 3 (that is, the blocking portion 7a is connected to the second flow path). 3), the fluid (liquid L / gas G) is pushed back together with the blood BL drawn in step S1 with the fourth channel 23 opened by the pinch valve 22. The fluid (liquid L / gas G) is stopped at the dropping port 8 via the two flow paths 3 and the blood BL is discharged from the dropping port 8 and collected, while the liquid BL on the collecting source side is flowed through the fourth flow. Flow on path 23. Thereby, the blood BL that has passed through the second flow path 3 in the direction of the arrow is dropped from the dropping port 8 to the container 10. At that time, the blood BL drawn from the animal continues to escape to the fourth flow path 23 in the open state.
  • This step S3 corresponds to the second outflow process in the present invention.
  • Step S4 Second Suction / Third Outflow
  • the pinch valve 7 closes the first flow path 2 and the second flow path 3 is opened, and the pinch valve 22
  • the fluid liquid L / gas G
  • the suction / discharge mechanism 5 the upstream end of the fluid (liquid L / gas G) is positioned closer to the suction / discharge means 5 than the connection terminal.
  • sucking the gas G the blood BL on the collection source side is caused to flow through the fourth flow path 23 while sucking the blood BL.
  • the fluid (liquid L / gas G) stopped at the dropping port 8 passes through the second flow path 3 to the suction / discharge mechanism 5 side (the right side in FIG. 3) from the branch point at the connection terminal 6. It is pulled out in the direction of the arrow.
  • the blood BL drawn from the animal continues to flow and escape from the step S3 to the open fourth flow path 23.
  • This step S4 corresponds to the second suction / third outflow in the present invention.
  • Step S5 Is it collected?
  • the process returns after performing the push back in step S6, and the same processes in steps S2 to S5 are repeated.
  • steps S2 to S5 are repeated.
  • Step S6 Pushing Back After the second suction / third outflow of Step S4, the pinch valve 7 opens the first flow path 2 and closes the second flow path 3 (that is, the blocking portion 7a is closed to the first position). (Switching from the flow path 2 to the second flow path 3) and with the fourth flow path 23 opened by the pinch valve 22, until the upstream end of the fluid (liquid L / gas G) is located at the connection terminal 21, By pressing the fluid (liquid L / gas G) together with the blood BL drawn in step S4, the blood BL on the collection source side flows through the fourth flow path 23, and the process returns to step S1. As described above, after the pushing back in step S6, the first suction in step S2, the second outflow in step S3, and the second suction / third outflow in step S4 are repeatedly performed. This step S6 corresponds to the pushing back process in this invention.
  • 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.
  • the length is defined in advance by providing a channel having a predetermined length (in each embodiment, the first channel 2, the second channel 3, the third channel 4, and the fourth channel 23).
  • 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
  • eliminate the causes of distortion of the concentration waveform such as delay and dispersion.
  • connection terminal 6 corresponding to the first connection terminal and a connection terminal 21 corresponding to the second connection terminal are provided, and a pinch valve 7 corresponding to the first opening / closing means and a pinch valve 22 corresponding to the second opening / closing means are provided.
  • the liquid to be collected (blood) is allowed to flow through the pinch valve 22 to the flow path (the fourth flow path 23 in each embodiment) branched from the collection source side, which is the liquid supply side, and away from the collection source side.
  • the liquid (blood) to be collected is also caused to flow through the pinch valve 7 to another flow path (second flow path 3 in each embodiment) branched at the connection terminal 6, so that the liquid (blood) to be collected from the collection source side. ) Can be continuously flown by the pinch valve 22.
  • the liquid (blood) to be collected that has flowed away from the collection source side is not pushed back to the collection source side (that is, the upstream side), and the fresh liquid (blood) is always flowed, and when necessary (during collection) Only the liquid (blood) to be collected can be collected by flowing into the flow path (second flow path 3) branched from the connection terminal 6 away from the collection source side.
  • fresh liquid (blood) can be collected from a collection source that is a supply source of liquid (blood).
  • the flow path is a tube.
  • the first opening / closing means and the second opening / closing means can be constituted by the pinch valves 7 and 22 described above.
  • the first opening / closing means is a pinch that 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.
  • Valve 7 Compared to a valve (opening / closing means) of a type that allows liquid to pass inside, the dead volume is small, and only the flow path composed of a tube needs to be replaced, and the first 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 flow rate can be suppressed by reducing the volume of the flowed liquid (blood) by reducing the volume of the flow path.
  • blood blood
  • the liquid to be collected is blood as in each of the embodiments
  • blood loss due to continuing to flow blood can be minimized.
  • 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 so that when one is opened, the other is closed, the two flow paths can be opened and closed with one pinch valve, and the components of the first opening / closing means can be reduced. .
  • the second opening / closing means is the pinch valve 22 in each embodiment.
  • the pinch valve 22 can be installed in the vicinity of the liquid (blood) supply source (collection source), and the dead volume between the collection source and the opening / closing means can be further reduced.
  • 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 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).
  • the liquid to be collected (blood) flows through the flow path branched by the connection terminal 21 (fourth flow path 23), and the liquid to be collected (second flow path 3) branches through the connection terminal 6 (the second flow path 3). Since the liquid (blood) flowing through the flow path (second flow path 3) branched by the connection terminal 6 is collected with the highest priority, the collection source that is the supply source of the liquid (blood) is used. Fresh liquid (blood) can be collected.
  • the first outflow in step S1 the first suction in step S2, the second outflow in step S3, the second suction and the third outflow in step S4
  • the liquid (blood) to be collected flows through the fourth flow path 23 branched at the connection terminal 21 and the liquid (blood) to be collected flows through the second flow path 3 branched at the connection terminal 6.
  • the liquid (blood) flowing through the second flow path 3 branched at the connection terminal 6 is collected with the highest priority. Therefore, a fresh liquid (blood) can be collected efficiently.
  • the first flow path 2 is opened by the pinch valve 7 and the second flow path 3 is closed by the pinch valve 7, and the fourth by the pinch valve 22.
  • the flow path 23 opened, the fluid (blood) in the first embodiment until the upstream end of the fluid (liquid L / gas G) is located at the connection terminal 22, together with the liquid (blood) to be collected drawn in step S ⁇ b> 4.
  • the liquid (blood) on the collection source side is caused to flow through the fourth flow path 23 by pushing back in step S6.
  • the first suction in step S2 It is preferable to repeatedly perform the second outflow of step S3 and the second suction / third outflow of step S4. Collection of fresh liquid (liquid) (blood collection) can be efficiently performed multiple times.
  • the fluid is a liquid L and a gas G.
  • the liquid L fills the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side, and the liquid L and the collection target filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side.
  • the gas G is sandwiched between the liquid (the blood BL in FIGS. 1 and 3) in the flow path, and the liquid L filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side is pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5.
  • the gas G is pushed and pulled to control the movement of the liquid (blood) to be collected.
  • the liquid (blood) to be collected can be moved with high accuracy. Further, by sandwiching the gas G between the liquid L filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side and the liquid (blood) to be collected, the former liquid L and the latter (collection target) liquid (blood) ) Can be prevented from contacting and mixing, and the liquid (blood) to be collected can also be prevented from thinning due to mixing.
  • 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 device 1 according to the second embodiment also has the same configuration as the blood collection device 1 according to the first embodiment described above, as shown in FIG.
  • the difference from the first embodiment is that the second embodiment employs only gas as a medium (fluid) by pushing and pulling, as shown in FIG.
  • the gas G is filled in the flow path on the suction / discharge mechanism 5 side from the liquid (blood) to be collected, and the gas G filled in the flow path on the suction / discharge mechanism side is pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5.
  • the movement of the liquid (blood) to be collected is controlled.
  • 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. Also in FIG. 4, the gas G is illustrated in white.
  • the liquid (blood) to be collected can be controlled by being pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5 using the gas G as a medium.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for sequentially explaining a series of blood collection operations according to the third embodiment.
  • the portions common to the first and second embodiments 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 third embodiment also has the same configuration as the blood collection apparatus 1 according to the first and second embodiments described above, as shown in FIG.
  • the difference from the first and second embodiments is that the third embodiment employs only a liquid as a medium (fluid) by pushing and pulling, as shown in FIG.
  • the liquid L is filled in the flow path closer to the suction / discharge mechanism 5 than the liquid (blood) to be collected, and the liquid L filled in the flow path on the suction / discharge mechanism side is pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5.
  • the movement of the liquid (blood) to be collected is controlled.
  • the liquid L is not particularly limited, and is a heparin solution, water or mineral oil as in Example 1. In FIG. 5 as well, the liquid L is illustrated by dotted hatching.
  • the liquid (blood) to be collected can be controlled by being pushed and pulled by the suction / discharge mechanism 5 using the liquid L as a medium.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a blood collection apparatus that does not have the fourth flow path
  • FIG. 7 is an example of an experimental result by the blood collection apparatus of FIG. 6,
  • FIG. It is an example. The parts common to those in FIG.
  • the horizontal axis is the time axis (indicated by “time [sec]”), and the vertical axis is the blood radioactivity concentration (indicated by “activity concentration [kBq / ⁇ L]”). Both whole blood (indicated as “Whole Blood”) and plasma separated (indicated as “Plasma”) are measured.
  • the inner frame graph is an expansion of the time axis of the outer frame graph.
  • connection terminal 21, the pinch valve 22 and the fourth flow path 23 are not provided, and the blood is not discarded as much as possible.
  • the second flow path 3 and the dripping port 8 in FIG. 1 are dedicated to collection, whereas the second flow path 3 and the dripping port 8 in FIG. 6 discharge and discard unnecessary blood along with the collection. It has a structure that also functions.
  • the dropping port moving mechanism 9 that moves the dropping port 8 is provided so that the container 10 is not located immediately below the dropping port 8.
  • the dripping port moving mechanism 9 also has a function of moving the dripping port 8 in order to change the position where the separated and collected blood to be collected is dropped.
  • the dropping port moving mechanism 9 uses an electric slider by a stepping motor, and moves the dropping port 8 back and forth, right and left (horizontal direction) by the electric slider.
  • 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 first 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 was two. If there are a plurality, the number may be three or more, and the first 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 discharge-only flow path may be provided separately from the fourth flow path 23, and the first connection terminal may branch the flow path into three or more.
  • the number of branches of the second connection terminal is two in each of the above-described embodiments.
  • the number of the second connection terminals may be three or more as long as it is plural, and the second connection terminal branches the flow path into three or more. You may let them.
  • the fourth flow path in FIG. 1 may be branched into two or more, or may be joined on the way.
  • the flow path is a tube, but may be a groove provided in a substrate or the like, for example.
  • the first opening / closing means and the second opening / closing means open and close the groove by using a valve of a type that allows liquid to pass inside other than the pinch valve.
  • the first opening / closing means and the second opening / closing means are pinch valves.
  • the liquid is allowed to pass inside other than the pinch valve. This valve may be used.
  • the first flow path, the second flow path, and the fourth flow path are formed by the Shirasucon tube only at the portion pinched by the pinch valve, but it is not limited to the Shirasucon.
  • 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 the first channel, the second channel and the fourth channel, or the entire first to fourth channels without changing the material of only the pinched portion.
  • 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.
  • it is configured to be closed, similarly to the pinch valve 22, it may be configured to open and close one flow path formed of a tube (the fourth flow path 23 in each embodiment).
  • 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 not provided, but a dropping port moving mechanism 9 as shown in FIG. 6 may be provided.
  • the dropping port moving mechanism 9 moves the dropping port 8 in accordance with the position of each receiving unit, thereby dropping the liquid into each receiving unit. be able to.
  • the dropping port moving means is not necessary in the liquid sampling apparatus according to the present invention (the blood collecting apparatus 1 in each embodiment).
  • the liquid sampling apparatus 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.
  • the liquid flowing through the fourth flow path is discarded.
  • the liquid flowing through the fourth flow path is not necessarily used. There is no need to dispose of it. If the liquid flowing through the flow path branched at the first connection terminal (connection terminal 6 in each embodiment) is to be collected with the highest priority, it is branched at the second connection terminal (connection terminal 21 in each embodiment). The liquid to be collected may also be collected in the flow path and reused.

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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21で分岐した第4流路23に血液を流すとともに、接続端子6で分岐した第2流路3を流して、接続端子6で分岐した第2流路3内を流れる血液の方を最優先に採取するので、血液の供給元である採取元から新鮮な血液を採取することができる。

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9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10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、これらの方式については以下の課題がある。特に、上述した特許文献2の場合には、血液を動物体内に押し戻す処理がある。この処理は、失血量を減らすために採血終了毎に毎回実施される。しかし、動物から血液を直接的に採取する場合には、押し戻された血液は動脈の末梢へは流れずに採血部位付近に留まり、結果的に新鮮な血液が採取されないという問題がある。
 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、新鮮な液体を採取す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。
 発明者らは、上記の問題を解決するために研究した結果、次のような知見を得た。
 すなわち、従来では失血を抑制するために血液を採取元の動物に押し戻すという発想を変えて、液体供給側である採取元側から血液を連続的に流し続けることに着目した。そのために、採取元側から分岐した流路に血液を流すとともに、採取元側から離れて分岐した別の流路にも血液を流し、採取元側から離れて分岐した別の流路内を流れる血液の方を最優先に採取することが有効であるという知見を得た。
 このような知見に基づくこの発明は、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、前記流路を当該吸引吐出手段側に複数に分岐させる第1接続端子と、前記吸引吐出手段側で前記流路を開閉する第1開閉手段と、前記流路を採取元側に複数に分岐させる第2接続端子と、当該第2接続端子で分岐した流路を開閉する第2開閉手段と、前記第1接続端子で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、第1接続端子および第2接続端子を備えるとともに、第1開閉手段および第2開閉手段を備え、液体供給側である採取元側から第2接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を第2開閉手段により流すとともに、採取元側から離れて第1接続端子で分岐した別の流路にも採取対象の液体を第1開閉手段により流すことで、採取元側から採取対象の液体を第2開閉手段により連続的に流し続けることが可能になる。よって、採取元側から離れて流れた採取対象の液体が採取元側(すなわち上流側)に押し戻されることなく、新鮮な液体を常に流し続け、必要なとき(採取時)のみ採取元側から離れて第1接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流して採取することができる。その結果、液体の供給元である採取元から新鮮な液体を採取することができる。
 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第1開閉手段あるいは第2開閉手段を構成することができる。また、第1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、第1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。
 また、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で流量を抑えることができる。例えば、採取対象の液体が血液である場合に血液を流し続けることによる失血を最小限に抑えることができる。
 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、第1開閉手段の構成部品を減らすことができる。
 第1開閉手段と同様に、第2開閉手段の一例はピンチバルブである。第1開閉手段の作用・効果でも上述したように、チューブからなる流路のみの交換で済み、第2開閉手段の交換が不要になる。液体の供給元(採取元)の近傍にピンチバルブを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をさらに小さくすることができる。
 上述したこれらの発明に係る液体採取装置において、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、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、前記流路を当該吸引吐出手段側に複数に分岐させる第1接続端子と、前記吸引吐出手段側で前記流路を開閉する第1開閉手段と、前記流路を採取元側に複数に分岐させる第2接続端子と、当該第2接続端子で分岐した流路を開閉する第2開閉手段と、前記第1接続端子で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、液体,気体の少なくともいずれか一方からなる流体を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,前記第1開閉手段および前記第2開閉手段を制御して、吸引吐出手段側の流路に満たされた前記流体を吸引吐出手段により押し引きして、採取対象の液体を移動制御し、前記第2接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流すとともに、前記第1接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流して、第1接続端子で分岐した流路内を流れる液体の方を最優先に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、第2接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流すとともに、第1接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流して、第1接続端子で分岐した流路内を流れる液体の方を最優先に採取するので、液体の供給元である採取元から新鮮な液体を採取することができる。
 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、前記吸引吐出手段側の流路に満たされた前記流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流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、前記第1開閉手段は、前記第1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、前記第1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、第1開閉手段を構成するとともに、前記吸引吐出手段は、前記第1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、前記第2開閉手段は、前記第2接続端子で前記第1流路から分岐した当該第2接続端子よりも下流に位置する流路を第4流路としたときに当該第4流路を開閉するように、第2開閉手段を構成し、第1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、かつ第2開閉手段により前記第4流路を開けた状態で、吸引吐出手段により前記流体の上流端が第2接続端子に位置するまで吸引吐出手段により当該流体を押し引きすることで、前記採取対象の液体を第4流路に流す第1流出工程と、その第1流出工程の後に、第1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、かつ第2開閉手段により第4流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により前記流体の上流端と採取対象の液体との境界が第1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流体を吸引することで、当該液体を吸引する第1吸引工程と、その第1吸引工程の後に、第1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、かつ第2開閉手段により第4流路を開けた状態で、前記第1吸引工程で引き出された前記採取対象の液体とともに前記流体を押し戻して、第2流路を経由して流体を滴下口で止めて、採取対象の液体を滴下口から吐出して採取しつつ、採取元側にある当該液体を第4流路に流す第2流出工程と、その第2流出工程の後に、第1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、かつ第2開閉手段により第4流路を開けた状態で、吸引吐出手段により前記流体の上流端が第1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流体を吸引することで、採取対象の液体を吸引しつつ、採取元側にある当該液体を第4流路に流す第2吸引・第3流出工程とを備えることを特徴とするものである。
 かかる工程を備えた液体採取方法によれば、第1流出工程,第1吸引工程,第2流出工程,第2吸引・第3流出工程を順に行うことで、第2接続端子で分岐した第4流路に採取対象の液体を流すとともに、第1接続端子で分岐した第2流路に採取対象の液体を流して、第1接続端子で分岐した当該第2流路内を流れる液体の方を最優先に採取することになる。よって、新鮮な液体を効率良く採取することができる。
 また、第2吸引・第3流出工程の後に、第1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、かつ第2開閉手段により第4流路を開けた状態で、流体の上流端が第2接続端子に位置するまで、第2吸引・第3流出工程で引き出された採取対象の液体とともに当該流体を押すことで、採取元側にある当該液体を第4流路に流す押し戻し工程を備え、当該押し戻し工程の後に、第1吸引工程,第2流出工程および第2吸引・第3流出工程を繰り返し行うのが好ましい。新鮮な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。
 流体としては、下記のように液体および気体の両方、気体のみ、あるいは液体のみが挙げられる。
 すなわち、最初の一例は、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ことである。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。さらに、吸引吐出手段側の流路に満たされた液体と採取対象の液体との間に気体を挟み込むことで、前者の液体と後者の(採取対象の)液体とが接触して混合するのを防止することができ、混合により採取の対象の液体が薄まることも防止することができる。
 また、次の一例は、流体は気体であって、当該気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気体を吸引吐出手段により押し引きして、採取対象の液体を移動制御することである。この一例の場合には、気体を媒体として吸引吐出手段により押し引きして、採取対象の液体を移動制御することができる。
 最後の一例は、流体は液体であって、当該液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液体を吸引吐出手段により押し引きして、採取対象の液体を移動制御することである。この一例の場合には、液体を媒体として吸引吐出手段により押し引きして、採取対象の液体を移動制御することができる。
 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。
 この発明に係る液体採取装置およびその方法によれば、第2接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流すとともに、第1接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流して、第1接続端子で分岐した流路内を流れる液体の方を最優先に採取するので、液体の供給元である採取元から新鮮な液体を採取することができる。
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。 実施例3に係る一連の採血動作を順に説明した概略図である。 第4流路を有さない採血装置の概略図である。 図6の採血装置による実験結果の例である。 図1の採血装置による実験結果の例である。 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、3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、3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,第3流路4および第4流路23)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。第1流路2,第2流路3,第3流路4および第4流路23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、第4流路23は、この発明における第4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、この発明における第1開閉手段に相当し、ピンチバルブ7は、この発明における第1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,第3流路4および第4流路23)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や後述する(第4流路23を開閉する)ピンチバルブ22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では液体および気体を採用する。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。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。
 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、この発明における第1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。
 また、新たに分岐点と開閉手段(第2開閉手段)とを追加している。図1に示すように、流路を採取元側に複数(各実施例では2つ)に分岐させる接続端子21と、接続端子21で分岐した流路(各実施例では第4流路23)を開閉するピンチバルブ22とを備えている。また、接続端子21で第1流路2から分岐した当該接続端子21よりも下流に位置する流路を第4流路23とする。接続端子21は、この発明における第2接続端子に相当し、ピンチバルブ22は、この発明における第2開閉手段に相当する。
 これにより、第1接続端子に相当する接続端子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、第1開閉手段に相当するピンチバルブ7は、吸引吐出機構5側で流路(各実施例では第1流路2および第2流路3)を開閉する。さらに、第2接続端子に相当する接続端子21は、第1流路2を2つに分岐させて、分岐した流路のうち、吸引吐出機構5に接続された第1流路2(下流側では第3流路4)とは別の流路を第4流路23として、第2開閉手段に相当するピンチバルブ22は、接続端子21で分岐した第4流路23を開閉する。
 この発明における第1開閉手段に相当するピンチバルブ7と同様に、この発明における第2開閉手段は、チューブをピンチするピンチバルブ22を使用している。ピンチバルブ7と相違して、ピンチバルブ22は、チューブからなる1つの流路(第4流路23)の開閉を行うように構成されている。図1や後述する図3の閉塞部22aは、ピンチバルブ22によりチューブの外側から圧力をかける(すなわちピンチする)箇所である。
 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。なお、図3中の符号BLは採取対象の血液であり、図3中の符号Lは採取対象の血液BLとは異なる液体であり、図3中の符号Gは気体である。また、図3では、採取対象の血液BLを黒塗りで図示するとともに、液体Lを点描のハッチングで図示し、気体Gを白塗りで図示する。
 (ステップS1)第1流出
 図3のステップS1は採血前の待機状態を示す。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、かつピンチバルブ22により第4流路23を開けた状態で、吸引吐出機構5により流体(本実施例1では液体L・気体G)の上流端が接続端子21に位置するまで吸引吐出機構5により当該流体(液体L・気体G)を押し引きすることで、血液BLを第4流路23に流す。これにより、接続端子21から吸引吐出機構5まで第1流路2および第3流路4内に流体(液体L・気体G)が充填され、動物から引き出された血液BLは、開放状態にある第4流路23へ逃げて流れ続ける。このステップS1は、この発明における第1流出工程に相当する。
 (ステップS2)第1吸引
 ステップS1の第1流出の後に、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、かつピンチバルブ22により第4流路23を閉じた状態で、吸引吐出機構5により流体(液体L・気体G)の上流端と血液BLとの境界が接続端子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により当該流体流体(液体L・気体G)を吸引することで、当該血液BLを吸引する。これにより、第4流路23は閉止状態となり、動物から引き出された血液BLは、接続端子6での分岐点よりも吸引吐出機構5側(図3中の右側)まで矢印の方向に引き出される。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2流出
 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(すなわち閉塞部7aを第2流路3から第1流路2に切り替えて)、かつピンチバルブ22により第4流路23を開けた状態で、ステップS1で引き出された血液BLとともに流体(液体L・気体G)を押し戻して、第2流路3を経由して流体(液体L・気体G)を滴下口8で止めて、血液BLを滴下口8から吐出して採取しつつ、採取元側にある当該液体BLを第4流路23に流す。これにより、矢印の方向に第2流路3を経由した血液BLを滴下口8から容器10へ滴下する。その際に、動物から引き出された血液BLは、開放状態にある第4流路23へ逃げて流れ続ける。このステップS3は、この発明における第2流出工程に相当する。
 (ステップS4)第2吸引・第3流出
 ステップS3の第2流出の後に、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、かつピンチバルブ22により第4流路23を開けた状態で、吸引吐出機構5により流体(液体L・気体G)の上流端が接続端子よりも吸引吐出手段5側に位置するまで吸引吐出機構5により当該流体(液体L・気体G)を吸引することで、血液BLを吸引しつつ、採取元側にある当該血液BLを第4流路23に流す。これにより、滴下口8で止まっていた流体(液体L・気体G)は第2流路3を経由して接続端子6での分岐点よりも吸引吐出機構5側(図3中の右側)まで矢印の方向に引き出される。一方、動物から引き出された血液BLは、ステップS3から引き続いて開放状態にある第4流路23へ逃げて流れ続ける。このステップS4は、この発明における第2吸引・第3流出に相当する。
 (ステップS5)採取するか?
 引き続いて採血を行う場合には、ステップS6の押し戻しを行った後に戻って、同様のステップS2~S5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S6)押し戻し
 ステップS4の第2吸引・第3流出の後に、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(すなわち閉塞部7aを第1流路2から第2流路3に切り替えて)、かつピンチバルブ22により第4流路23を開けた状態で、流体(液体L・気体G)の上流端が接続端子21に位置するまで、ステップS4で引き出された血液BLとともに当該流体(液体L・気体G)を押すことで、採取元側にある当該血液BLを第4流路23に流してステップS1に戻る。このように、このステップS6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2流出およびステップS4の第2吸引・第3流出を繰り返し行う。このステップS6は、この発明における押し戻し工程に相当する。
 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,第3流路4および第4流路23)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、第1接続端子に相当する接続端子6および第2接続端子に相当する接続端子21を備えるとともに、第1開閉手段に相当するピンチバルブ7および第2開閉手段に相当するピンチバルブ22を備え、液体供給側である採取元側から接続端子21で分岐した流路(各実施例では第4流路23)に採取対象の液体(血液)をピンチバルブ22により流すとともに、採取元側から離れて接続端子6で分岐した別の流路(各実施例では第2流路3)にも採取対象の液体(血液)をピンチバルブ7により流すことで、採取元側から採取対象の液体(血液)をピンチバルブ22により連続的に流し続けることが可能になる。よって、採取元側から離れて流れた採取対象の液体(血液)が採取元側(すなわち上流側)に押し戻されることなく、新鮮な液体(血液)を常に流し続け、必要なとき(採取時)のみ採取元側から離れて接続端子6で分岐した流路(第2流路3)に採取対象の液体(血液)を流して採取することができる。その結果、液体(血液)の供給元である採取元から新鮮な液体(血液)を採取することができる。
 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7,22によって第1開閉手段や第2開閉手段を構成することができる。また、各実施例では、第1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、第1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。
 また、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で流量を抑えることができる。例えば、各実施例のように採取対象の液体が血液である場合に血液を流し続けることによる失血を最小限に抑えることができる。
 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、第1開閉手段の構成部品を減らすことができる。
 第1開閉手段に相当するピンチバルブ7と同様に、各実施例では第2開閉手段はピンチバルブ22である。ピンチバルブ7の作用・効果でも上述したように、チューブからなる流路(ここでは第4流路23)のみの交換で済み、第2開閉手段の交換が不要になる。液体(血液)の供給元(採取元)の近傍にピンチバルブ22を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をさらに小さくすることができる。
 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。
 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21で分岐した流路(第4流路23)に採取対象の液体(血液)を流すとともに、接続端子6で分岐した流路(第2流路3)に採取対象の液体(血液)を流して、接続端子6で分岐した流路(第2流路3)内を流れる液体(血液)の方を最優先に採取するので、液体(血液)の供給元である採取元から新鮮な液体(血液)を採取することができる。
 図2や図3のステップS1~S6を備えた採血方法によれば、ステップS1の第1流出,ステップS2の第1吸引,ステップS3の第2流出,ステップS4の第2吸引・第3流出を順に行うことで、接続端子21で分岐した第4流路23に採取対象の液体(血液)を流すとともに、接続端子6で分岐した第2流路3に採取対象の液体(血液)を流して、接続端子6で分岐した当該第2流路3内を流れる液体(血液)の方を最優先に採取することになる。よって、新鮮な液体(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S4の第2吸引・第3流出の後に、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、かつピンチバルブ22により第4流路23を開けた状態で、流体(本実施例1では液体L・気体G)の上流端が接続端子22に位置するまで、ステップS4で引き出された採取対象の液体(血液)とともに当該流体(液体L・気体G)を押すことで、採取元側にある当該液体(血液)をステップS6の押し戻しで第4流路23に流し、ステップS6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2流出およびステップS4の第2吸引・第3流出を繰り返し行うのが好ましい。新鮮な液体(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。
 本実施例1では、流体は液体Lおよび気体Gであって、当該液体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1や図3では血液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)を移動制御している。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。さらに、吸引吐出機構5側の流路に満たされた液体Lと採取対象の液体(血液)との間に気体Gを挟み込むことで、前者の液体Lと後者の(採取対象の)液体(血液)とが接触して混合するのを防止することができ、混合により採取対象の液体(血液)が薄まることも防止することができる。
 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、図4に示すように、押し引きによる媒体(流体)として気体のみを採用している点である。図4では、当該気体G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、吸引吐出機構側の流路に満たされた当該気体Gを吸引吐出機構5により押し引きして、採取対象の液体(血液)を移動制御している。
 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でも、気体Gを白塗りで図示する。
 各ステップS1~S6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。
 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。本実施例2の場合には、気体Gを媒体として吸引吐出機構5により押し引きして、採取対象の液体(血液)を移動制御することができる。
 次に、図面を参照してこの発明の実施例3を説明する。図5は、実施例3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、2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3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、2に係る採血装置1と同じ構成である。実施例1、2と相違する点は、本実施例3では、図5に示すように、押し引きによる媒体(流体)として液体のみを採用している点である。図5では、当該液体L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により押し引きして、採取対象の液体(血液)を移動制御している。
 押し引きによる媒体(流体)として液体のみを採用した場合、液体と採取対象の液体(血液)と接触する。そのため滴下の際に採取対象の液体(血液)とともに媒体(流体)である液体も一緒に滴下されることを避ける目的で、採取対象の液体(血液)すべてを滴下口から押し出しきらないようにする。
 液体Lについては、特に限定されず、実施例1のようにヘパリン溶液や水やミネラルオイルである。図5でも、液体Lを点描のハッチングで図示する。
 各ステップS1~S6のフローチャートについては、実施例1、2と同じであるので、その説明について省略する。
 本実施例3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、2と同じであるので、その説明を省略する。本実施例3の場合には、液体Lを媒体として吸引吐出機構5により押し引きして、採取対象の液体(血液)を移動制御することができる。
[実験結果]
 続いて、各実施例に係る図1の採血装置と、第4流路を有さずに血液を極力廃棄しない図6の採血装置とを比較して得られた実験結果(図7および図8)について述べる。図6は、第4流路を有さない採血装置の概略図であり、図7は、図6の採血装置による実験結果の例であり、図8は、図1の採血装置による実験結果の例である。図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。
 また、図7および図8の横軸は時間軸(「time[sec]」で表記)であり、縦軸は血中放射能濃度(「activity concentration[kBq/μL]」で表記)である。全血(「Whole Blood」で表記)と血漿分離された血漿(「Plasma」で表記)との両方でそれぞれ測定している。内枠のグラフは、外枠のグラフの時間軸を拡大したものである。
 図6では、図1と相違して、接続端子21,ピンチバルブ22および第4流路23を有さず、血液を極力廃棄しない構成となっている。また、図1の第2流路3および滴下口8は採取専用であったのに対して、図6の第2流路3および滴下口8は採取とともに、不要な血液を排出して廃棄する機能を兼ねた構成となっている。
 よって、図6では、不要な血液を排出して廃棄する際には、滴下口8の直下に容器10が位置しないように、滴下口8を移動させる滴下口移動機構9を備えている。この滴下口移動機構9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を移動させる機能をも有している。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。
 図6の場合には、特許文献2でも述べたように、失血量を減らすために血液を動物体内に押し戻す処理が採血終了毎に毎回実施される。採血間隔が10秒,20秒と短い場合、血液を押し戻した直後に次の採血タイミングが来て血液を引き出すので、押し戻した血液を採血することになってピークを持つはずの血中放射能濃度が、図7の内枠のグラフに示すようにピークがブロードになって正確に測定することができない。
 一方、図1の場合には、上述したように常に新鮮な血液を採取することができる。したがって、図8の内枠のグラフに示すように血中放射能濃度の急峻なピークが得られている。
 図8の実験結果は40分という長時間にわたる実験であるので、第4流路23から血液を流し続けると動物が失血死を起こす。そこで採血間隔が長くなる5分以降は、次の採血までの待機時間にピンチバルブ22を閉じて第4流路23からの血液の流れを止めて失血を抑え、次の採血の少し前にピンチバルブ22を開けて第4流路23を開放して押し戻した血液を放出して新鮮な血液を得る。
 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、第1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、第1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、排出専用の流路を第4流路23とは別に別途に設けて、第1接続端子は流路を3つ以上に分岐させてもよい。同様に、第2接続端子も上述した各実施例では分岐数は2つであったが、複数であれば3つ以上であってもよく、第2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4流路を2つ以上に分岐させてもよいし、途中で合流させてもよい。
 (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、第1開閉手段や第2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、第1開閉手段や第2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,第2流路および第4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,第2流路および第4流路、あるいは第1~第4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、ピンチバルブ22と同様に、チューブからなる1つの流路(各実施例では第4流路23)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)を備えなかったが、図6に示すような滴下口移動機構9を備えてもよい。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をそれぞれ滴下することができる。また、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、第4流路を流れる液体を廃棄したが、さほどに新鮮な液体を必要とせずに二次利用を行う場合には、必ずしも第4流路を流れる液体を廃棄する必要はない。第1接続端子(各実施例では接続端子6)で分岐した流路内を流れる液体の方を最優先に採取するのであれば、第2接続端子(各実施例では接続端子21)で分岐した流路に採取対象の液体をも採取して再利用してもよい。
 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
 6,21 … 接続端子
 7,22 … ピンチバルブ
 8 … 滴下口
 BL … 血液
 L … 液体
 G … 気体

Claims (13)

  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、
     前記流路を当該吸引吐出手段側に複数に分岐させる第1接続端子と、
     前記吸引吐出手段側で前記流路を開閉する第1開閉手段と、
     前記流路を採取元側に複数に分岐させる第2接続端子と、
     当該第2接続端子で分岐した流路を開閉する第2開閉手段と、
     前記第1接続端子で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、
     前記第1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2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、
     前記第2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。
  6.  請求項1から請求項5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。
  7.  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、
     前記流路を当該吸引吐出手段側に複数に分岐させる第1接続端子と、
     前記吸引吐出手段側で前記流路を開閉する第1開閉手段と、
     前記流路を採取元側に複数に分岐させる第2接続端子と、
     当該第2接続端子で分岐した流路を開閉する第2開閉手段と、
     前記第1接続端子で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、
     液体,気体の少なくともいずれか一方からなる流体を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,前記第1開閉手段および前記第2開閉手段を制御して、吸引吐出手段側の流路に満たされた前記流体を吸引吐出手段により押し引きして、採取対象の液体を移動制御し、
     前記第2接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流すとともに、前記第1接続端子で分岐した流路に採取対象の液体を流して、第1接続端子で分岐した流路内を流れる液体の方を最優先に採取することを特徴とする液体採取方法。
  8.  請求項7に記載の液体採取方法において、
     前記吸引吐出手段側の流路に満たされた前記流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流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、
     前記第1開閉手段は、前記第1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、前記第1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、第1開閉手段を構成するとともに、
     前記吸引吐出手段は、前記第1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、
     前記第2開閉手段は、前記第2接続端子で前記第1流路から分岐した当該第2接続端子よりも下流に位置する流路を第4流路としたときに当該第4流路を開閉するように、第2開閉手段を構成し、
     第1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、かつ第2開閉手段により前記第4流路を開けた状態で、吸引吐出手段により前記流体の上流端が第2接続端子に位置するまで吸引吐出手段により当該流体を押し引きすることで、前記採取対象の液体を第4流路に流す第1流出工程と、
     その第1流出工程の後に、第1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、かつ第2開閉手段により第4流路を閉じた状態で、吸引吐出手段により前記流体の上流端と採取対象の液体との境界が第1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流体を吸引することで、当該液体を吸引する第1吸引工程と、
     その第1吸引工程の後に、第1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、かつ第2開閉手段により第4流路を開けた状態で、前記第1吸引工程で引き出された前記採取対象の液体とともに前記流体を押し戻して、第2流路を経由して流体を滴下口で止めて、採取対象の液体を滴下口から吐出して採取しつつ、採取元側にある当該液体を第4流路に流す第2流出工程と、
     その第2流出工程の後に、第1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、かつ第2開閉手段により第4流路を開けた状態で、吸引吐出手段により前記流体の上流端が第1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流体を吸引することで、採取対象の液体を吸引しつつ、採取元側にある当該液体を第4流路に流す第2吸引・第3流出工程と
     を備えることを特徴とする液体採取方法。
  9.  請求項8に記載の液体採取方法において、
     前記第2吸引・第3流出工程の後に、前記第1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、かつ前記第2開閉手段により前記第4流路を開けた状態で、前記流体の上流端が前記第2接続端子に位置するまで、前記第2吸引・第3流出工程で引き出された前記採取対象の液体とともに当該流体を押すことで、採取元側にある当該液体を第4流路に流す押し戻し工程を備え、
     当該押し戻し工程の後に、前記第1吸引工程,前記第2流出工程および前記第2吸引・第3流出工程を繰り返し行うことを特徴とする液体採取方法。
  10.  請求項7から請求項9のいずれかに記載の液体採取方法において、
     前記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。
  11.  請求項7から請求項9のいずれかに記載の液体採取方法において、
     前記流体は気体であって、
     当該気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気体を吸引吐出手段により押し引きして、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。
  12.  請求項7から請求項9のいずれかに記載の液体採取方法において、
     前記流体は液体であって、
     当該液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液体を吸引吐出手段により押し引きして、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7から請求項12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。
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