光学測定装置
【課題】簡易な構成で測定セルを自動的に取り外すことができる光学測定装置を提供する。
【解決手段】試料を保持する空間部と、空間部と連通する導入口および吸引口とを備える測定セルを用いて、試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置は、空間部内を吸引する吸引部と、測定セルを取り付ける測定セル取付部と、測定セルを測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、測定セルに入射する光を出射する光源と、測定セルから出射した光を検知する検知器と、を備え、吸引部は、可動部と可動部を動かす駆動部とを含み、駆動部が可動部を動かすことにより、吸引口を通して空間部内を吸引または排気し、測定セル脱離補助部を、可動部の他方の方向への動きと連動して、測定セル取付部に取り付けられた測定セルを測定セル取付部から取り外す方向に移動することができるように、可動部に接続する。
【解決手段】試料を保持する空間部と、空間部と連通する導入口および吸引口とを備える測定セルを用いて、試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置は、空間部内を吸引する吸引部と、測定セルを取り付ける測定セル取付部と、測定セルを測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、測定セルに入射する光を出射する光源と、測定セルから出射した光を検知する検知器と、を備え、吸引部は、可動部と可動部を動かす駆動部とを含み、駆動部が可動部を動かすことにより、吸引口を通して空間部内を吸引または排気し、測定セル脱離補助部を、可動部の他方の方向への動きと連動して、測定セル取付部に取り付けられた測定セルを測定セル取付部から取り外す方向に移動することができるように、可動部に接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる被検物質を光学的に測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料中に含まれる被検物質の光学測定を行うための測定システムは、試料を供給する開口部を有する測定セルと、測定セルを挿入する測定セル取付け部、試料を吸引するピストン機構、光源、および受光器を備えた測定装置と、から構成されている。
例えば、特許文献１では、以下のような測定システムが提案されている。測定セル取付け部内に挿入された測定セルの開口部を通して測定セル内に尿などの試料を吸引により供給する。その後、光源から光を測定セルに向けて出射し、測定セル内の試料中にその光を透過または散乱させる。そして、測定セルから出射し受光器に入射した光を検出する。また、測定後、測定セル取外しボタンを押すことにより測定セル取外し機構が作動して測定セル内の試料が排出された後、測定セルが測定装置から自動的に取り外される。
【特許文献１】国際公開第２００５／１０８９６０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１では、測定セル取外し機構の詳細な構成は開示されていない。また、試料を吸引するためのピストン機構とは別に測定セル取外し機構を設ける場合、試料吸引用のアクチュエータとは別に測定セル取り外し用のアクチュエータが必要となり、機器構成が複雑になってしまうという問題があった。
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑み、簡易な構成で測定セルを自動的に取り外すことができる光学測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、試料を保持する空間部と、前記空間部と連通し、前記試料を前記空間部に導入する導入口と、前記空間部と連通し、前記空間部内を吸引するための吸引口とを備える測定セルを用いて、前記試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置であって、
可動部と、前記可動部を動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引または排気する駆動部と、を含む吸引部と、前記吸引口と前記吸引部とを接合して前記測定セルを取り付ける測定セル取付部と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルに入射する光を出射する光源と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルから出射した光を検知する検知器と、前記可動部に接続され、前記空間部内を排気する際の前記可動部の動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、を備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、簡易な構成で測定セルを自動的に取り外すことができる光学測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、試料を保持する空間部と、前記空間部と連通し、前記試料を前記空間部に導入する導入口と、前記空間部と連通し、前記空間部内を吸引するための吸引口とを備える測定セルを用いて、前記試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置に関する。そして、上記光学測定装置が、可動部と、前記可動部を動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引または排気する駆動部と、を含む吸引部と、前記吸引口と前記吸引部とを接合して前記測定セルを取り付ける測定セル取付部と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルに入射する光を出射する光源と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルから出射した光を検知する検知器と、前記可動部に接続され、前記空間部内を排気する際の前記可動部の動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、を備える点に特徴を有する。
さらに具体的には、前記駆動部は、可動部を一方向に動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引し、可動部を前記方向とは別の方向に動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を排気する。また、前記測定セル脱離補助部は、前記可動部の前記別の方向への動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す方向に動く。
【０００７】
この構成により、測定セルの吸引口を通して空間部内に吸引することにより、導入口から空間部内に試料を供給することができるように、吸引部における可動部が一方向に動く。また、測定セルの吸引口を通して空間部内に排気することにより、導入口から空間部内に保持された試料を排出することができるように、吸引部における可動部が上記方向とは別の方向に動く。このとき、その動きに連動して可動部に接続された測定セル脱離補助部が動く。これにより、測定セル取付部に取り付けられた測定セルが自動的に取り外される。したがって、１つのアクチュエータにより試料の供給・排出と、測定セルの取り外しとを行うことができるので、機器全体の部品点数を減らし、測定機器の構成を簡易にすることができる。
【０００８】
上記構成の光学測定装置において、前記測定セル取付部に前記測定セルを取り付ける際、前記空間部内の吸引および排気のいずれも可能な位置に配されていることが好ましい。すなわち、前記可動部は、前記測定セル取付部に前記測定セルを取り付ける際、前記一方向（前記空間部内を吸引する際に動く方向）および前記方向とは別の方向（前記空間部内を排気する際に動く方向）のいずれの方向にも動くことが可能な位置に配されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記測定セル脱離補助部は、前記可動部の可動軸方向と交わる脱離補助部を有し、前記測定セルは、前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と対向する被脱離補助部を有し、前記測定セル脱離補助部は、前記測定セルが前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と前記被脱離補助部とが接触するような位置に配置されていることが好ましい。
測定セルを測定装置から取り外す際に、測定セルを押し出す力が脱離補助部から被脱離補助部に伝わりやすいため、前記脱離補助部は脱離補助面であり、前記被脱離補助部は被脱離補助面であり、前記脱離補助部と前記被脱離補助部とが面状に接触するのが好ましい。面の形状は平面でも曲面でもよい。また、前記脱離補助部と前記被脱離補助部との接触部分の形状については、これ以外にも、前記脱離補助部および前記被脱離補助部のうちの一方に凹部を設け、他方に前記凹部と嵌合する凸部を設けてもよい。
【００１０】
試料としては、尿、血清、血漿、血液等の体液及び培地の上清液等の液体の試料が挙げられる。これらの中で、試料として尿が好ましい。試料が尿であると、非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うことができる。
被検物質としては、アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧ等が挙げられる。
健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査では、ｐＨ、比重、蛋白、糖、潜血、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、白血球、アスコルビン酸、アミラーゼ、食塩の１２項目について検査が行われる。また、腎機能を分析するという目的では、微量アルブミンが挙げられる、妊娠検査等のマーカーとしては、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンが挙げられる。蛋白や、微量アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンは、抗原抗体反応に基づいた光学測定が適している。抗原抗体反応に基づいた光学測定としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法などが挙げられる。
【００１１】
以下、本発明の光学測定装置の好ましい形態の一例を説明する。
図１は、本発明の光学測定装置の一例を示す斜視図である。図１に示すように、光学測定装置１０１は、光学測定装置１０１に取付けられた後述する測定セル４０１への試料の供給を開始するための試料供給ボタン３０１、測定後に測定セル４０１内の試料を後述の紙コップ７０１等の容器に排出するための試料排出ボタン３０２、試料の排出後に測定セル４０１を光学測定装置１０１から取り外すための測定セル脱離ボタン３０３、および測定結果を表示する表示部３０４を、筐体１１３の外表面上に備えている。筐体１１３の開口部３０５には、測定セル脱離ボタン３０３が押されることにより測定セル４０１を光学測定装置１０１から脱離させる圧力を測定セル４０１に与えるように作動する測定セル脱離補助部１０６が設けられている。測定セル脱離補助部１０６は開口部１１５を有し、開口部１１５の大きさは、測定セル４０１の少なくとも吸引口４０３を挿入することができる大きさに設定されている。開口部１１５の大きさは、例えば、縦１２ｍｍおよび横１２ｍｍ程度である。
【００１２】
ここで、光学測定装置１０１の筐体１１３内部の構造を図２〜４を用いて説明する。
図２は、光学測定装置１０１の縦断面図である。図３は、光学測定装置１０１の筐体１１３内部の一部を示す斜視図である。なお、図３中では、筐体１１３、光源１１２、および検知器１０８を省略する。図４は、光学測定装置１０１の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図２および３に示すように、光学測定装置１０１は、シリンダ１０４の内側に設けられたプランジャ１０５、プランジャ１０５と連動するシャフト１０３、シャフト１０３を介してプランジャ１０５を動かす吸引駆動モータ１０２、測定セル４０１の光学窓４０４に入射する入射光を出射する光源１１２、測定セル４０１の光学窓４０４から出射した出射光を受光し検知する検知器１０８、測定セル４０１を取り付ける際、吸引口４０３を固定し、Ｏリングなどで測定セルとの間の気密性を確保する測定セル取付部１０７、および測定セル４０１に後述の脱離補助面１１１を押し付けて測定セル４０１を押し出す向きに力を加えることにより測定セル取付部１０７から測定セル４０１を取り外す測定セル脱離補助部１０６を備えている。
【００１４】
このうち、吸引駆動モータ１０２、プランジャ１０５、シリンダ１０４、およびシャフト１０３が、試料を測定セル４０１の内部に吸引するための吸引部６０３に相当する。また、プランジャ１０５およびシャフト１０３が可動部に相当する。測定セル脱離補助部１０６は、先端部において、可動部の可動軸方向（シャフト１０３の軸方向）と交わる平面状の脱離補助面１１１を有する。
吸引駆動モータ１０２、シリンダ１０４、測定セル取付部１０７、光源１１２、および検知器１０８は筐体１１３に固定され、可動部の動きに影響しない。シリンダ１０４とプランジャ１０５との間にはＯリングが設けられ、シリンダ１０４とプランジャ１０５との間の気密性が保持されている。筐体１１３の大きさは、例えば、１５０ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ程度である。
【００１５】
測定セル脱離補助部１０６は、ジョイント部１１４においてシャフト１０３と接続し、吸引駆動モータ１０２の動力によりプランジャ１０５の移動方向にシャフト１０３とともに連動する。測定セル脱離補助部１０６は、光源１１２からの入射光を測定セル４０１に通す入射光通過孔１１０と、測定セル４０１からの出射光を検知器１０８に通す出射光通過孔１０９とを有する。
【００１６】
光源１１２としては、６５０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザが用いられる。これに代えて、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）などを用いてもよい。なお、本実施の形態においては免疫比濁法による測定を適用し、６５０ｎｍの照射及び受光波長を選択するが、この波長は測定法や測定対象に応じて適宜適切な値が選択され得る。
検知器１０８としては、フォトダイオードが用いられる。これに代えて、電荷結合型素子（ＣＣＤ）、フォトマルチメーターなどを用いてもよい。
【００１７】
吸引部６０３は、シリンダ１０４内のプランジャ１０５をリニア型のステップモータである吸引駆動モータ１０２により作動させるように構成されている。
ステップモータには、例えば小歯を有するステータ（固定子）と同じく小歯を有するムーバ（移動子）からなり、ムーバをあらかじめ永久磁石化しておいて、ステータのそれぞれの小歯をコイル巻線などで励磁するものが用いられる。入力された１パルス信号あたりにステータの励磁歯を移動することにより、ムーバが対応するステータ歯に順次引き寄せられ、結果としてある一定距離を正確に移動する。すなわち、入力パルスステップ数により、プランジャ１０５（ピストン）の動作距離を制御できる。このムーバをシャフト１０３に接続することにより、入力パルス数に応じてプランジャ１０５が直進運動するように構成されている。
【００１８】
次に、光学測定装置１０１の機能を、図４を用いて説明する。光学測定装置１０１の内部には、測定セル４０１の光学窓４０４から出射した光の検知器１０８による検知に基づいて、試料中に含まれる被検物質を検出または定量するための演算部であるＣＰＵ６０１、被検物質の量（例えばヒトアルブミンの濃度）と、それに対する検知器１０８により検知される光強度との関係を表す検量線が格納されている記憶部であるメモリ６０２、吸引部６０３、計時部６０４、記録部６０５、送信部６０６、および受信部６０７が設けられている。
【００１９】
記録部６０５は、被検物質濃度等の測定結果をＳＤカードなどの記憶媒体に記録する機能を有する。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を光学測定装置１０１から容易に取り出すことができるため、記憶媒体を分析専門業者に持参または郵送して、分析を依頼することが可能である。
送信部６０６は、被検物質濃度等の測定結果を光学測定装置１０１外に送信する機能を有する。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、それを分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。
受信部６０７は、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信する機能を有する。これにより、分析結果を迅速にユーザにフィードバックすることができる。
【００２０】
ここで、光学測定装置１０１に用いられる測定セルの一例を図５および図６に示す。図５は、測定セル４０１の斜視図であり、図６は図５中のＡ−Ａ方向の断面図である。
測定セル４０１は、試料を保持する空間部４０６、空間部４０６と連通し、試料を空間部４０６に導入する導入口４０２、空間部４０６と連通し、空間部４０６内を吸引するための吸引口４０３、光源１１２からの入射光および検知器１０８へ出射する出射光を透過する光学窓４０４、並びに測定セル４０１を脱離する際、測定セル脱離補助部１０６により圧力が加えられる平面状の被脱離補助面４０５を備える。吸引口４０３は、吸引部６０３を用いて測定セル４０１内部に負圧を印加することにより導入口４０２から試料を導入するために吸引部６０３に接続されている。
【００２１】
被脱離補助面４０５は、測定前に光学測定装置１０１に測定セル４０１を差し込んだ際、測定セル脱離補助部１０６と接する位置に設けられていることが好ましい。このようにすると、被脱離補助面４０５が測定セル脱離補助部１０６と接するまで測定セル４０１を光学測定装置１０１の開口部３０５に差し込むことにより、測定セル４０１を容易に正しい位置に取付けることができる。また、被脱離補助面４０５がそのような位置に設けられていると、測定セル４０１を脱離する際に測定セル脱離補助部１０６による圧力を測定セル４０１に対して十分に伝えることができる。
【００２２】
また、光学窓４０４は、被脱離補助面４０５と吸引口４０３との間に位置することが好ましい。このようにすると、測定セル４０１を光学測定装置１０１に差し込んだ際に、被脱離補助面４０５が外乱光を遮蔽することにより、光学測定装置１０１内に外乱光が入射することを抑制することができるので、検知器１０８において受光される出射光に外乱光が混入することがない。
【００２３】
測定セル４０１は、さらに試料中の被検物質と特異的に反応する試薬を空間部４０６内に備えていてもよい。試薬は、空間部４０６内に乾燥状態で備えられ、空間部４０６に試料が供給された際、試料に溶解するように配置されていることが好ましい。例えば、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬を含む溶液を含浸させた後、乾燥させることにより試薬を担体に担持させ、試薬を担持させた担体を空間部４０６内に設ければよい。また、空間部４０６を囲み、測定セル４０１を構成する内壁面上に、試薬溶液を直接塗布した後、乾燥させることにより試薬を測定セル４０１に配置してもよい。
【００２４】
試薬としては、例えば、酵素、抗体、ホルモンレセプター、化学発光試薬、ＤＮＡ等が挙げられる。特に抗体は、公知の方法により産生することができるので、試薬を作製しやすいという点で有利である。例えば、アルブミンなどの蛋白や、ｈＣＧ、ＬＨなどのホルモンを抗原として、マウス・ウサギ等に免疫することにより、前記抗原に対する抗体を得ることができる。抗体としては、アルブミン等の尿中に含まれる蛋白に対する抗体や、ｈＣＧ、ＬＨなどの尿中に含まれるホルモンに対する抗体等が挙げられる。
【００２５】
測定セル４０１における光学窓４０４は、光学的に透明な材料または可視光を実質的に吸収しない材料で形成されていることが好ましい。例えば、石英、ガラス、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。測定セル４０１が使い捨ての場合には、コストの観点からポリスチレンが好ましい。
【００２６】
次に、測定セル４０１の光学測定装置１０１への取り付けについて図７を用いて説明する。図７は、測定セル４０１を光学測定装置１０１に挿入した時の状態を示す縦断面図である。
測定セル４０１を光学測定装置１０１に取り付ける際、測定セル取付部１０７内に測定セル４０１の吸引口４０３が挿入される。このとき、挿入部における空気の漏れが発生しないよう、例えばフッ素樹脂やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂又はゴム製の封止リングを測定セル取付部１０７の内壁に設け、測定セル取付部１０７と吸引口４０３との密着性を高めることが好ましい。
【００２７】
測定セル４０１を光学測定装置１０１に取り付けた際、測定セル脱離補助部１０６の先端面である脱離補助面１１１と、測定セル４０１の被脱離補助面４０５とが接しているのが好ましい。このように、測定セル４０１は測定セル取付部１０７により光学測定装置１０１に保持されており、測定セル取付部１０７以外の部分は測定セル４０１の保持に寄与しなくてもよい。
また、測定セル４０１が測定セル取付部１０７により測定装置１０１に取り付けられた際、被脱離補助面４０５と脱離補助面１１１とが接触するように、測定セル４０１と光学測定装置１０１とが設計されているのが好ましい。
【００２８】
図７において、プランジャ１０５およびシャフト１０３、すなわち可動部が上方に移動することにより、空間部４０６内が吸引される。また、プランジャ１０５およびシャフト１０３、すなわち可動部が下方に移動することにより、空間部４０６内が排気される。
測定セル４０１を光学測定装置１０１に取り付ける際、プランジャ１０５の位置はシリンダ１０４内で上向き（吸引駆動モータ１０２に近づく方向、すなわち空間部４０６内を吸引する方向）にも下向き（測定セル取付部１０７に近づく方向、すなわち空間部４０６内を排気する方向）にも移動できる位置に調整されている。同様に、ジョイント部１１４も上向きにも下向きにも移動できる位置に調整されている。ここで、図７においてプランジャ１０５が上向きに移動できる距離は、プランジャ１０５がシリンダ１０４の内部上面に接触するまでの距離に相当し、プランジャ１０５が下向きに移動できる距離は、プランジャ１０５がシリンダ１０４の内部下面に接触するまでの距離に相当する。また、ジョイント部１１４が上向きに移動できる距離は、ジョイント部１１４が吸引駆動モータ１０２の下面に接触するまでの距離に相当し、ジョイント部１１４が下向きに移動できる距離は、ジョイント部１１４がシリンダ１０４の外部上面に接触するまでの距離に相当する。
【００２９】
次に、測定セル４０１を用いた本発明の光学測定装置１０１の測定手順を説明する。ここでは、試料として尿を用い、被検物質がアルブミンである例を示す。
まず、図７に示すように、測定セル脱離補助部１０６の開口部１１５と測定セル４０１の吸引口４０３とが接合するように、測定セル４０１を光学測定装置１０１の測定セル取付部１０７に装着する。このとき、被脱離補助面４０５と脱離補助面１１１とが接触する。測定セル脱離補助部１０６の開口部１１５は、測定セル４０１のうち、被脱離補助面４０５から吸引口４０３までの部分のみを挿入することができる大きさに設定されている。
【００３０】
次に、図８に示すように、紙コップ７０１に排出された尿中に、測定セル４０１のうち少なくとも導入口４０２が尿の液面より下方に位置し尿と接触するように測定セル４０１を浸漬させる。
次に、ユーザが試料供給ボタン３０１を押すことにより、ＣＰＵ６０１が吸引部６０３を作動させる。具体的には、光学測定装置１０１内の吸引駆動モータ１０２が駆動し、シリンダ１０４内側のプランジャ１０５がシャフト１０３を介して引き上げられる。これにより、図９に示すように、測定セル４０１の導入口４０２から空間部４０６内に所定量（例えば、２ｍＬ）の尿が供給される。
【００３１】
ここで、測定セル４０１内への試料の導入量は、プランジャ１０５の断面積（Ｓ）とプランジャ１０５が引き上げられた際のプランジャ１０５の移動距離との積によって決まる。図９に示すように、プランジャ１０５、シャフト１０３、および測定セル脱離補助部１０６は、吸引駆動モータ１０２によりそれぞれ同じ距離だけ引き上げられる。測定セル４０１を装着した状態におけるプランジャ１０５およびジョイント部１１４の上下方向の位置を、それぞれプランジャ１０５の初期位置およびジョイント部１１４の初期位置とした場合、測定セル４０１を装着した状態からプランジャ１０５を引き上げることのできる距離は、プランジャ１０５がプランジャ１０５の初期位置（Ｈｐ（Ｓ））からシリンダ１０４の内部上面に接触する位置（Ｈｐ（Ｆ））まで移動する距離（Ｌ１＝Ｈｐ（Ｆ）−Ｈｐ（Ｓ））と、ジョイント部１１４がジョイント部１１４の初期位置（Ｈｊ（Ｓ））から吸引駆動モータ１０２の下部に接触する位置（Ｈｊ（Ｆ））まで移動する距離（Ｌ２＝Ｈｊ（Ｆ）−Ｈｊ（Ｓ））のうち短いほうの距離になる。したがって、Ｌ１とＬ２のうち小さい方の距離とプランジャ１０５の断面積（Ｓ）との積が、測定セル４０１に導入することができる試料の最大量となる。そこで、例えば、円筒形のプランジャ１０５およびシリンダ１０４を、Ｓが２０１ｍｍ2（シリンダ１０４内の半径が８ｍｍに相当）となり、Ｌ１とＬ２がともに９．９５ｍｍとなるように設計すると、プランジャ１０５を十分に引き切った時に２ｍＬの尿を吸引することができるようになる。
【００３２】
吸引駆動モータ１０２によるプランジャ１０５の引き上げが完了した状態で、測定セル脱離補助部１０６に設けられた入射光通過孔１１０が光源１１２と測定セル４０１の光学窓４０４とを結ぶ光路上に位置し、出射光通過孔１０９が測定セル４０１の光学窓４０４と検知器１０８とを結ぶ光路上に位置するように配される。そのようにすることにより、測定時に検知器１０８により測定セル４０１からの出射光を正しく検知することができる。なお、この入射光通過孔１１０および出射光通過孔１０９の大きさは、光軸の断面と同じ程度の大きさであることが好ましい。そのようにすることにより、外乱光を排除できるとともに、測定時以外には測定セル脱離補助部１０６が光源１１２および検知器１０８をふさぐ形になるため、測定セル４０１の抜き差し動作に起因する光源１１２および検知器１０８の破損を防止することができる。
【００３３】
吸引駆動モータ１０２によりプランジャ１０５を引き上げ、その位置に保持することにより空間部４０６内に尿が保持され、導入口４０２から尿が漏れ出したり、シリンダ１０４内に吸引されたりすることがない。吸引駆動モータ１０２が停止し吸引動作が終了すると、ＣＰＵ６０１は、空間部４０６内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部３０４に表示させるとともに、計時部６０４であるタイマーによる計時を開始させる。試料の供給が完了した後は、導入口４０２を尿中から引き上げてもよい。
空間部４０６内に供給された尿は、空間部４０６内の試薬保持部（図示せず）に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
【００３４】
次に、計時部６０４からの信号によって、空間部４０６内への試料の供給完了から所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ６０１が判断すると、ＣＰＵ６０１は光源１１２による光の照射を実行させる。
光源１１２から出射したレーザ光が光学窓４０４を通って空間部４０６内の尿に照射され、尿中で散乱され光学窓４０４から出射した光を検知器１０８により受光する。ＣＰＵ６０１はメモリ６０２に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との関係を表す検量線を読み出し、それを参照することによりＣＰＵ６０１が検知器１０８により受光された出射光強度をヒトアルブミン濃度に換算する。得られたヒトアルブミン濃度は表示部３０４に表示される。表示部３０４にヒトアルブミンが表示されることにより、ユーザはヒトアルブミン濃度測定が完了したことがわかる。好ましくは、得られたヒトアルブミン濃度は、計時部６０４により計時された時刻とともにメモリ６０２に保存される。
【００３５】
次に、ユーザが試料排出ボタン３０２を押すと、図１０に示すように、吸引駆動モータ１０２が駆動し、シリンダ１０４内側にあるプランジャ１０５がシャフト１０３を介して押し下げられる。これにより、測定セル４０１内の尿が紙コップ７０１内に排出される。紙コップ７０１内に排出された尿は流し捨て、その後紙コップ７０１も廃棄する。なお、この際、図１０に示すように、吸引駆動モータ１０２はプランジャ１０５がシリンダ１０４内壁下部に接触する位置までしか動作させない。
【００３６】
最後に、測定セル４０１内の尿の排出が終了し、図１１に示す、測定セル４０１を廃棄するための廃棄箱１００１の準備ができると、ユーザが測定セル脱離ボタン３０３を押すことにより吸引駆動モータ１０２を再度駆動させる。これにより、シャフト１０３が測定セル４０１を押し出す向きに移動し、シャフト１０３と接続している測定セル脱離補助部１０６も、シャフト１０３と連動し、同様に移動する。測定セル脱離補助部１０６が測定セル４０１を押し出す向きに移動すると、脱離補助面１１１が測定セル４０１の被脱離補助面４０５に対して力を加える。測定セル４０１の被脱離補助面４０５に加わる力は、シャフト１０３の移動距離の増大とともに大きくなる。
【００３７】
図１１に示すように、測定セル４０１の被脱離補助面４０５に加わる力が、測定セル取付部１０７が測定セル４０１を保持する力を上回ったときに、測定セル４０１が測定セル取付部１０７から押し出され、取り外される。この際、測定セル４０１を廃棄するための廃棄箱１００１を測定セル４０１の下に用意する。以上の手順により、ユーザが測定セル４０１に触れたりすることなく自動的に測定セル４０１を廃棄することができる。なお、吸引駆動モータ１０２は、測定セル取付部１０７から測定セル４０１を押し出すことができるだけのトルクを有する。
【００３８】
なお、上記では、吸引部６０３として、シリンダ１０４内のプランジャ１０５をリニア型のステップモータである吸引駆動モータ１０２により作動させる構成を用いたが、これに限らない。リニア型以外のステップモータや、直流モータ等を用いてもよい。
また、上記では、紙コップ７０１に尿を採取したが、これに限らず、プラスティック製のカップ等の運搬可能な容器や、便器内に設けられた受尿容器等を用いてもよい。
また、上記では、空間部４０６内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部３０４に表示させたが、これに代えて、ブザー等の音声により通知してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の光学測定装置は、医療分野及び医療関連の検査分野における検査、特に尿の検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の光学測定装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同光学測定装置の縦断面図である。
【図３】同光学測定装置の筐体内部の要部を示す斜視図である。
【図４】同光学測定装置の構成を示す図である。
【図５】同光学測定装置に用いた測定セルの斜視図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ部分の断面図である。
【図７】測定セルを本発明の光学測定装置に取り付けた時の状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の光学測定装置に取り付けられた測定セルに試料を供給する前の状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の光学測定装置に取り付けられた測定セルに試料を供給した後の状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の光学測定装置に取り付けられた測定セルから試料を排出した状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の光学測定装置から測定セルが取り外された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１ 光学測定装置
１０２ 吸引駆動モータ
１０３ シャフト
１０４ シリンダ
１０５ プランジャ
１０６ 測定セル脱離補助部
１０７ 測定セル取付部
１０８ 検知器
１０９ 出射光通過孔
１１０ 入射光通過孔
１１１ 脱離補助面
１１２ 光源
１１３ 筐体
１１４ ジョイント部
１１５ 開口部
３０１ 試料供給ボタン
３０２ 試料排出ボタン
３０３ 測定セル脱離ボタン
３０４ 表示部
３０５ 開口部
４０１ 測定セル
４０２ 導入口
４０３ 吸引口
４０４ 光学窓
４０５ 被脱離補助面
４０６ 空間部
６０１ ＣＰＵ
６０２ メモリ
６０３ 吸引部
６０４ 計時部
６０５ 記録部
６０６ 送信部
６０７ 受信部
７０１ 紙コップ
１００１ 廃棄箱
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる被検物質を光学的に測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料中に含まれる被検物質の光学測定を行うための測定システムは、試料を供給する開口部を有する測定セルと、測定セルを挿入する測定セル取付け部、試料を吸引するピストン機構、光源、および受光器を備えた測定装置と、から構成されている。
例えば、特許文献１では、以下のような測定システムが提案されている。測定セル取付け部内に挿入された測定セルの開口部を通して測定セル内に尿などの試料を吸引により供給する。その後、光源から光を測定セルに向けて出射し、測定セル内の試料中にその光を透過または散乱させる。そして、測定セルから出射し受光器に入射した光を検出する。また、測定後、測定セル取外しボタンを押すことにより測定セル取外し機構が作動して測定セル内の試料が排出された後、測定セルが測定装置から自動的に取り外される。
【特許文献１】国際公開第２００５／１０８９６０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１では、測定セル取外し機構の詳細な構成は開示されていない。また、試料を吸引するためのピストン機構とは別に測定セル取外し機構を設ける場合、試料吸引用のアクチュエータとは別に測定セル取り外し用のアクチュエータが必要となり、機器構成が複雑になってしまうという問題があった。
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑み、簡易な構成で測定セルを自動的に取り外すことができる光学測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、試料を保持する空間部と、前記空間部と連通し、前記試料を前記空間部に導入する導入口と、前記空間部と連通し、前記空間部内を吸引するための吸引口とを備える測定セルを用いて、前記試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置であって、
可動部と、前記可動部を動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引または排気する駆動部と、を含む吸引部と、前記吸引口と前記吸引部とを接合して前記測定セルを取り付ける測定セル取付部と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルに入射する光を出射する光源と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルから出射した光を検知する検知器と、前記可動部に接続され、前記空間部内を排気する際の前記可動部の動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、を備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、簡易な構成で測定セルを自動的に取り外すことができる光学測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、試料を保持する空間部と、前記空間部と連通し、前記試料を前記空間部に導入する導入口と、前記空間部と連通し、前記空間部内を吸引するための吸引口とを備える測定セルを用いて、前記試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置に関する。そして、上記光学測定装置が、可動部と、前記可動部を動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引または排気する駆動部と、を含む吸引部と、前記吸引口と前記吸引部とを接合して前記測定セルを取り付ける測定セル取付部と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルに入射する光を出射する光源と、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルから出射した光を検知する検知器と、前記可動部に接続され、前記空間部内を排気する際の前記可動部の動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、を備える点に特徴を有する。
さらに具体的には、前記駆動部は、可動部を一方向に動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引し、可動部を前記方向とは別の方向に動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を排気する。また、前記測定セル脱離補助部は、前記可動部の前記別の方向への動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す方向に動く。
【０００７】
この構成により、測定セルの吸引口を通して空間部内に吸引することにより、導入口から空間部内に試料を供給することができるように、吸引部における可動部が一方向に動く。また、測定セルの吸引口を通して空間部内に排気することにより、導入口から空間部内に保持された試料を排出することができるように、吸引部における可動部が上記方向とは別の方向に動く。このとき、その動きに連動して可動部に接続された測定セル脱離補助部が動く。これにより、測定セル取付部に取り付けられた測定セルが自動的に取り外される。したがって、１つのアクチュエータにより試料の供給・排出と、測定セルの取り外しとを行うことができるので、機器全体の部品点数を減らし、測定機器の構成を簡易にすることができる。
【０００８】
上記構成の光学測定装置において、前記測定セル取付部に前記測定セルを取り付ける際、前記空間部内の吸引および排気のいずれも可能な位置に配されていることが好ましい。すなわち、前記可動部は、前記測定セル取付部に前記測定セルを取り付ける際、前記一方向（前記空間部内を吸引する際に動く方向）および前記方向とは別の方向（前記空間部内を排気する際に動く方向）のいずれの方向にも動くことが可能な位置に配されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記測定セル脱離補助部は、前記可動部の可動軸方向と交わる脱離補助部を有し、前記測定セルは、前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と対向する被脱離補助部を有し、前記測定セル脱離補助部は、前記測定セルが前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と前記被脱離補助部とが接触するような位置に配置されていることが好ましい。
測定セルを測定装置から取り外す際に、測定セルを押し出す力が脱離補助部から被脱離補助部に伝わりやすいため、前記脱離補助部は脱離補助面であり、前記被脱離補助部は被脱離補助面であり、前記脱離補助部と前記被脱離補助部とが面状に接触するのが好ましい。面の形状は平面でも曲面でもよい。また、前記脱離補助部と前記被脱離補助部との接触部分の形状については、これ以外にも、前記脱離補助部および前記被脱離補助部のうちの一方に凹部を設け、他方に前記凹部と嵌合する凸部を設けてもよい。
【００１０】
試料としては、尿、血清、血漿、血液等の体液及び培地の上清液等の液体の試料が挙げられる。これらの中で、試料として尿が好ましい。試料が尿であると、非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うことができる。
被検物質としては、アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧ等が挙げられる。
健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査では、ｐＨ、比重、蛋白、糖、潜血、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、白血球、アスコルビン酸、アミラーゼ、食塩の１２項目について検査が行われる。また、腎機能を分析するという目的では、微量アルブミンが挙げられる、妊娠検査等のマーカーとしては、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンが挙げられる。蛋白や、微量アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンは、抗原抗体反応に基づいた光学測定が適している。抗原抗体反応に基づいた光学測定としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法などが挙げられる。
【００１１】
以下、本発明の光学測定装置の好ましい形態の一例を説明する。
図１は、本発明の光学測定装置の一例を示す斜視図である。図１に示すように、光学測定装置１０１は、光学測定装置１０１に取付けられた後述する測定セル４０１への試料の供給を開始するための試料供給ボタン３０１、測定後に測定セル４０１内の試料を後述の紙コップ７０１等の容器に排出するための試料排出ボタン３０２、試料の排出後に測定セル４０１を光学測定装置１０１から取り外すための測定セル脱離ボタン３０３、および測定結果を表示する表示部３０４を、筐体１１３の外表面上に備えている。筐体１１３の開口部３０５には、測定セル脱離ボタン３０３が押されることにより測定セル４０１を光学測定装置１０１から脱離させる圧力を測定セル４０１に与えるように作動する測定セル脱離補助部１０６が設けられている。測定セル脱離補助部１０６は開口部１１５を有し、開口部１１５の大きさは、測定セル４０１の少なくとも吸引口４０３を挿入することができる大きさに設定されている。開口部１１５の大きさは、例えば、縦１２ｍｍおよび横１２ｍｍ程度である。
【００１２】
ここで、光学測定装置１０１の筐体１１３内部の構造を図２〜４を用いて説明する。
図２は、光学測定装置１０１の縦断面図である。図３は、光学測定装置１０１の筐体１１３内部の一部を示す斜視図である。なお、図３中では、筐体１１３、光源１１２、および検知器１０８を省略する。図４は、光学測定装置１０１の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図２および３に示すように、光学測定装置１０１は、シリンダ１０４の内側に設けられたプランジャ１０５、プランジャ１０５と連動するシャフト１０３、シャフト１０３を介してプランジャ１０５を動かす吸引駆動モータ１０２、測定セル４０１の光学窓４０４に入射する入射光を出射する光源１１２、測定セル４０１の光学窓４０４から出射した出射光を受光し検知する検知器１０８、測定セル４０１を取り付ける際、吸引口４０３を固定し、Ｏリングなどで測定セルとの間の気密性を確保する測定セル取付部１０７、および測定セル４０１に後述の脱離補助面１１１を押し付けて測定セル４０１を押し出す向きに力を加えることにより測定セル取付部１０７から測定セル４０１を取り外す測定セル脱離補助部１０６を備えている。
【００１４】
このうち、吸引駆動モータ１０２、プランジャ１０５、シリンダ１０４、およびシャフト１０３が、試料を測定セル４０１の内部に吸引するための吸引部６０３に相当する。また、プランジャ１０５およびシャフト１０３が可動部に相当する。測定セル脱離補助部１０６は、先端部において、可動部の可動軸方向（シャフト１０３の軸方向）と交わる平面状の脱離補助面１１１を有する。
吸引駆動モータ１０２、シリンダ１０４、測定セル取付部１０７、光源１１２、および検知器１０８は筐体１１３に固定され、可動部の動きに影響しない。シリンダ１０４とプランジャ１０５との間にはＯリングが設けられ、シリンダ１０４とプランジャ１０５との間の気密性が保持されている。筐体１１３の大きさは、例えば、１５０ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ程度である。
【００１５】
測定セル脱離補助部１０６は、ジョイント部１１４においてシャフト１０３と接続し、吸引駆動モータ１０２の動力によりプランジャ１０５の移動方向にシャフト１０３とともに連動する。測定セル脱離補助部１０６は、光源１１２からの入射光を測定セル４０１に通す入射光通過孔１１０と、測定セル４０１からの出射光を検知器１０８に通す出射光通過孔１０９とを有する。
【００１６】
光源１１２としては、６５０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザが用いられる。これに代えて、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）などを用いてもよい。なお、本実施の形態においては免疫比濁法による測定を適用し、６５０ｎｍの照射及び受光波長を選択するが、この波長は測定法や測定対象に応じて適宜適切な値が選択され得る。
検知器１０８としては、フォトダイオードが用いられる。これに代えて、電荷結合型素子（ＣＣＤ）、フォトマルチメーターなどを用いてもよい。
【００１７】
吸引部６０３は、シリンダ１０４内のプランジャ１０５をリニア型のステップモータである吸引駆動モータ１０２により作動させるように構成されている。
ステップモータには、例えば小歯を有するステータ（固定子）と同じく小歯を有するムーバ（移動子）からなり、ムーバをあらかじめ永久磁石化しておいて、ステータのそれぞれの小歯をコイル巻線などで励磁するものが用いられる。入力された１パルス信号あたりにステータの励磁歯を移動することにより、ムーバが対応するステータ歯に順次引き寄せられ、結果としてある一定距離を正確に移動する。すなわち、入力パルスステップ数により、プランジャ１０５（ピストン）の動作距離を制御できる。このムーバをシャフト１０３に接続することにより、入力パルス数に応じてプランジャ１０５が直進運動するように構成されている。
【００１８】
次に、光学測定装置１０１の機能を、図４を用いて説明する。光学測定装置１０１の内部には、測定セル４０１の光学窓４０４から出射した光の検知器１０８による検知に基づいて、試料中に含まれる被検物質を検出または定量するための演算部であるＣＰＵ６０１、被検物質の量（例えばヒトアルブミンの濃度）と、それに対する検知器１０８により検知される光強度との関係を表す検量線が格納されている記憶部であるメモリ６０２、吸引部６０３、計時部６０４、記録部６０５、送信部６０６、および受信部６０７が設けられている。
【００１９】
記録部６０５は、被検物質濃度等の測定結果をＳＤカードなどの記憶媒体に記録する機能を有する。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を光学測定装置１０１から容易に取り出すことができるため、記憶媒体を分析専門業者に持参または郵送して、分析を依頼することが可能である。
送信部６０６は、被検物質濃度等の測定結果を光学測定装置１０１外に送信する機能を有する。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、それを分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。
受信部６０７は、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信する機能を有する。これにより、分析結果を迅速にユーザにフィードバックすることができる。
【００２０】
ここで、光学測定装置１０１に用いられる測定セルの一例を図５および図６に示す。図５は、測定セル４０１の斜視図であり、図６は図５中のＡ−Ａ方向の断面図である。
測定セル４０１は、試料を保持する空間部４０６、空間部４０６と連通し、試料を空間部４０６に導入する導入口４０２、空間部４０６と連通し、空間部４０６内を吸引するための吸引口４０３、光源１１２からの入射光および検知器１０８へ出射する出射光を透過する光学窓４０４、並びに測定セル４０１を脱離する際、測定セル脱離補助部１０６により圧力が加えられる平面状の被脱離補助面４０５を備える。吸引口４０３は、吸引部６０３を用いて測定セル４０１内部に負圧を印加することにより導入口４０２から試料を導入するために吸引部６０３に接続されている。
【００２１】
被脱離補助面４０５は、測定前に光学測定装置１０１に測定セル４０１を差し込んだ際、測定セル脱離補助部１０６と接する位置に設けられていることが好ましい。このようにすると、被脱離補助面４０５が測定セル脱離補助部１０６と接するまで測定セル４０１を光学測定装置１０１の開口部３０５に差し込むことにより、測定セル４０１を容易に正しい位置に取付けることができる。また、被脱離補助面４０５がそのような位置に設けられていると、測定セル４０１を脱離する際に測定セル脱離補助部１０６による圧力を測定セル４０１に対して十分に伝えることができる。
【００２２】
また、光学窓４０４は、被脱離補助面４０５と吸引口４０３との間に位置することが好ましい。このようにすると、測定セル４０１を光学測定装置１０１に差し込んだ際に、被脱離補助面４０５が外乱光を遮蔽することにより、光学測定装置１０１内に外乱光が入射することを抑制することができるので、検知器１０８において受光される出射光に外乱光が混入することがない。
【００２３】
測定セル４０１は、さらに試料中の被検物質と特異的に反応する試薬を空間部４０６内に備えていてもよい。試薬は、空間部４０６内に乾燥状態で備えられ、空間部４０６に試料が供給された際、試料に溶解するように配置されていることが好ましい。例えば、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬を含む溶液を含浸させた後、乾燥させることにより試薬を担体に担持させ、試薬を担持させた担体を空間部４０６内に設ければよい。また、空間部４０６を囲み、測定セル４０１を構成する内壁面上に、試薬溶液を直接塗布した後、乾燥させることにより試薬を測定セル４０１に配置してもよい。
【００２４】
試薬としては、例えば、酵素、抗体、ホルモンレセプター、化学発光試薬、ＤＮＡ等が挙げられる。特に抗体は、公知の方法により産生することができるので、試薬を作製しやすいという点で有利である。例えば、アルブミンなどの蛋白や、ｈＣＧ、ＬＨなどのホルモンを抗原として、マウス・ウサギ等に免疫することにより、前記抗原に対する抗体を得ることができる。抗体としては、アルブミン等の尿中に含まれる蛋白に対する抗体や、ｈＣＧ、ＬＨなどの尿中に含まれるホルモンに対する抗体等が挙げられる。
【００２５】
測定セル４０１における光学窓４０４は、光学的に透明な材料または可視光を実質的に吸収しない材料で形成されていることが好ましい。例えば、石英、ガラス、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。測定セル４０１が使い捨ての場合には、コストの観点からポリスチレンが好ましい。
【００２６】
次に、測定セル４０１の光学測定装置１０１への取り付けについて図７を用いて説明する。図７は、測定セル４０１を光学測定装置１０１に挿入した時の状態を示す縦断面図である。
測定セル４０１を光学測定装置１０１に取り付ける際、測定セル取付部１０７内に測定セル４０１の吸引口４０３が挿入される。このとき、挿入部における空気の漏れが発生しないよう、例えばフッ素樹脂やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂又はゴム製の封止リングを測定セル取付部１０７の内壁に設け、測定セル取付部１０７と吸引口４０３との密着性を高めることが好ましい。
【００２７】
測定セル４０１を光学測定装置１０１に取り付けた際、測定セル脱離補助部１０６の先端面である脱離補助面１１１と、測定セル４０１の被脱離補助面４０５とが接しているのが好ましい。このように、測定セル４０１は測定セル取付部１０７により光学測定装置１０１に保持されており、測定セル取付部１０７以外の部分は測定セル４０１の保持に寄与しなくてもよい。
また、測定セル４０１が測定セル取付部１０７により測定装置１０１に取り付けられた際、被脱離補助面４０５と脱離補助面１１１とが接触するように、測定セル４０１と光学測定装置１０１とが設計されているのが好ましい。
【００２８】
図７において、プランジャ１０５およびシャフト１０３、すなわち可動部が上方に移動することにより、空間部４０６内が吸引される。また、プランジャ１０５およびシャフト１０３、すなわち可動部が下方に移動することにより、空間部４０６内が排気される。
測定セル４０１を光学測定装置１０１に取り付ける際、プランジャ１０５の位置はシリンダ１０４内で上向き（吸引駆動モータ１０２に近づく方向、すなわち空間部４０６内を吸引する方向）にも下向き（測定セル取付部１０７に近づく方向、すなわち空間部４０６内を排気する方向）にも移動できる位置に調整されている。同様に、ジョイント部１１４も上向きにも下向きにも移動できる位置に調整されている。ここで、図７においてプランジャ１０５が上向きに移動できる距離は、プランジャ１０５がシリンダ１０４の内部上面に接触するまでの距離に相当し、プランジャ１０５が下向きに移動できる距離は、プランジャ１０５がシリンダ１０４の内部下面に接触するまでの距離に相当する。また、ジョイント部１１４が上向きに移動できる距離は、ジョイント部１１４が吸引駆動モータ１０２の下面に接触するまでの距離に相当し、ジョイント部１１４が下向きに移動できる距離は、ジョイント部１１４がシリンダ１０４の外部上面に接触するまでの距離に相当する。
【００２９】
次に、測定セル４０１を用いた本発明の光学測定装置１０１の測定手順を説明する。ここでは、試料として尿を用い、被検物質がアルブミンである例を示す。
まず、図７に示すように、測定セル脱離補助部１０６の開口部１１５と測定セル４０１の吸引口４０３とが接合するように、測定セル４０１を光学測定装置１０１の測定セル取付部１０７に装着する。このとき、被脱離補助面４０５と脱離補助面１１１とが接触する。測定セル脱離補助部１０６の開口部１１５は、測定セル４０１のうち、被脱離補助面４０５から吸引口４０３までの部分のみを挿入することができる大きさに設定されている。
【００３０】
次に、図８に示すように、紙コップ７０１に排出された尿中に、測定セル４０１のうち少なくとも導入口４０２が尿の液面より下方に位置し尿と接触するように測定セル４０１を浸漬させる。
次に、ユーザが試料供給ボタン３０１を押すことにより、ＣＰＵ６０１が吸引部６０３を作動させる。具体的には、光学測定装置１０１内の吸引駆動モータ１０２が駆動し、シリンダ１０４内側のプランジャ１０５がシャフト１０３を介して引き上げられる。これにより、図９に示すように、測定セル４０１の導入口４０２から空間部４０６内に所定量（例えば、２ｍＬ）の尿が供給される。
【００３１】
ここで、測定セル４０１内への試料の導入量は、プランジャ１０５の断面積（Ｓ）とプランジャ１０５が引き上げられた際のプランジャ１０５の移動距離との積によって決まる。図９に示すように、プランジャ１０５、シャフト１０３、および測定セル脱離補助部１０６は、吸引駆動モータ１０２によりそれぞれ同じ距離だけ引き上げられる。測定セル４０１を装着した状態におけるプランジャ１０５およびジョイント部１１４の上下方向の位置を、それぞれプランジャ１０５の初期位置およびジョイント部１１４の初期位置とした場合、測定セル４０１を装着した状態からプランジャ１０５を引き上げることのできる距離は、プランジャ１０５がプランジャ１０５の初期位置（Ｈｐ（Ｓ））からシリンダ１０４の内部上面に接触する位置（Ｈｐ（Ｆ））まで移動する距離（Ｌ１＝Ｈｐ（Ｆ）−Ｈｐ（Ｓ））と、ジョイント部１１４がジョイント部１１４の初期位置（Ｈｊ（Ｓ））から吸引駆動モータ１０２の下部に接触する位置（Ｈｊ（Ｆ））まで移動する距離（Ｌ２＝Ｈｊ（Ｆ）−Ｈｊ（Ｓ））のうち短いほうの距離になる。したがって、Ｌ１とＬ２のうち小さい方の距離とプランジャ１０５の断面積（Ｓ）との積が、測定セル４０１に導入することができる試料の最大量となる。そこで、例えば、円筒形のプランジャ１０５およびシリンダ１０４を、Ｓが２０１ｍｍ2（シリンダ１０４内の半径が８ｍｍに相当）となり、Ｌ１とＬ２がともに９．９５ｍｍとなるように設計すると、プランジャ１０５を十分に引き切った時に２ｍＬの尿を吸引することができるようになる。
【００３２】
吸引駆動モータ１０２によるプランジャ１０５の引き上げが完了した状態で、測定セル脱離補助部１０６に設けられた入射光通過孔１１０が光源１１２と測定セル４０１の光学窓４０４とを結ぶ光路上に位置し、出射光通過孔１０９が測定セル４０１の光学窓４０４と検知器１０８とを結ぶ光路上に位置するように配される。そのようにすることにより、測定時に検知器１０８により測定セル４０１からの出射光を正しく検知することができる。なお、この入射光通過孔１１０および出射光通過孔１０９の大きさは、光軸の断面と同じ程度の大きさであることが好ましい。そのようにすることにより、外乱光を排除できるとともに、測定時以外には測定セル脱離補助部１０６が光源１１２および検知器１０８をふさぐ形になるため、測定セル４０１の抜き差し動作に起因する光源１１２および検知器１０８の破損を防止することができる。
【００３３】
吸引駆動モータ１０２によりプランジャ１０５を引き上げ、その位置に保持することにより空間部４０６内に尿が保持され、導入口４０２から尿が漏れ出したり、シリンダ１０４内に吸引されたりすることがない。吸引駆動モータ１０２が停止し吸引動作が終了すると、ＣＰＵ６０１は、空間部４０６内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部３０４に表示させるとともに、計時部６０４であるタイマーによる計時を開始させる。試料の供給が完了した後は、導入口４０２を尿中から引き上げてもよい。
空間部４０６内に供給された尿は、空間部４０６内の試薬保持部（図示せず）に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
【００３４】
次に、計時部６０４からの信号によって、空間部４０６内への試料の供給完了から所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ６０１が判断すると、ＣＰＵ６０１は光源１１２による光の照射を実行させる。
光源１１２から出射したレーザ光が光学窓４０４を通って空間部４０６内の尿に照射され、尿中で散乱され光学窓４０４から出射した光を検知器１０８により受光する。ＣＰＵ６０１はメモリ６０２に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との関係を表す検量線を読み出し、それを参照することによりＣＰＵ６０１が検知器１０８により受光された出射光強度をヒトアルブミン濃度に換算する。得られたヒトアルブミン濃度は表示部３０４に表示される。表示部３０４にヒトアルブミンが表示されることにより、ユーザはヒトアルブミン濃度測定が完了したことがわかる。好ましくは、得られたヒトアルブミン濃度は、計時部６０４により計時された時刻とともにメモリ６０２に保存される。
【００３５】
次に、ユーザが試料排出ボタン３０２を押すと、図１０に示すように、吸引駆動モータ１０２が駆動し、シリンダ１０４内側にあるプランジャ１０５がシャフト１０３を介して押し下げられる。これにより、測定セル４０１内の尿が紙コップ７０１内に排出される。紙コップ７０１内に排出された尿は流し捨て、その後紙コップ７０１も廃棄する。なお、この際、図１０に示すように、吸引駆動モータ１０２はプランジャ１０５がシリンダ１０４内壁下部に接触する位置までしか動作させない。
【００３６】
最後に、測定セル４０１内の尿の排出が終了し、図１１に示す、測定セル４０１を廃棄するための廃棄箱１００１の準備ができると、ユーザが測定セル脱離ボタン３０３を押すことにより吸引駆動モータ１０２を再度駆動させる。これにより、シャフト１０３が測定セル４０１を押し出す向きに移動し、シャフト１０３と接続している測定セル脱離補助部１０６も、シャフト１０３と連動し、同様に移動する。測定セル脱離補助部１０６が測定セル４０１を押し出す向きに移動すると、脱離補助面１１１が測定セル４０１の被脱離補助面４０５に対して力を加える。測定セル４０１の被脱離補助面４０５に加わる力は、シャフト１０３の移動距離の増大とともに大きくなる。
【００３７】
図１１に示すように、測定セル４０１の被脱離補助面４０５に加わる力が、測定セル取付部１０７が測定セル４０１を保持する力を上回ったときに、測定セル４０１が測定セル取付部１０７から押し出され、取り外される。この際、測定セル４０１を廃棄するための廃棄箱１００１を測定セル４０１の下に用意する。以上の手順により、ユーザが測定セル４０１に触れたりすることなく自動的に測定セル４０１を廃棄することができる。なお、吸引駆動モータ１０２は、測定セル取付部１０７から測定セル４０１を押し出すことができるだけのトルクを有する。
【００３８】
なお、上記では、吸引部６０３として、シリンダ１０４内のプランジャ１０５をリニア型のステップモータである吸引駆動モータ１０２により作動させる構成を用いたが、これに限らない。リニア型以外のステップモータや、直流モータ等を用いてもよい。
また、上記では、紙コップ７０１に尿を採取したが、これに限らず、プラスティック製のカップ等の運搬可能な容器や、便器内に設けられた受尿容器等を用いてもよい。
また、上記では、空間部４０６内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部３０４に表示させたが、これに代えて、ブザー等の音声により通知してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の光学測定装置は、医療分野及び医療関連の検査分野における検査、特に尿の検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の光学測定装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同光学測定装置の縦断面図である。
【図３】同光学測定装置の筐体内部の要部を示す斜視図である。
【図４】同光学測定装置の構成を示す図である。
【図５】同光学測定装置に用いた測定セルの斜視図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ部分の断面図である。
【図７】測定セルを本発明の光学測定装置に取り付けた時の状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の光学測定装置に取り付けられた測定セルに試料を供給する前の状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の光学測定装置に取り付けられた測定セルに試料を供給した後の状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の光学測定装置に取り付けられた測定セルから試料を排出した状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の光学測定装置から測定セルが取り外された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１ 光学測定装置
１０２ 吸引駆動モータ
１０３ シャフト
１０４ シリンダ
１０５ プランジャ
１０６ 測定セル脱離補助部
１０７ 測定セル取付部
１０８ 検知器
１０９ 出射光通過孔
１１０ 入射光通過孔
１１１ 脱離補助面
１１２ 光源
１１３ 筐体
１１４ ジョイント部
１１５ 開口部
３０１ 試料供給ボタン
３０２ 試料排出ボタン
３０３ 測定セル脱離ボタン
３０４ 表示部
３０５ 開口部
４０１ 測定セル
４０２ 導入口
４０３ 吸引口
４０４ 光学窓
４０５ 被脱離補助面
４０６ 空間部
６０１ ＣＰＵ
６０２ メモリ
６０３ 吸引部
６０４ 計時部
６０５ 記録部
６０６ 送信部
６０７ 受信部
７０１ 紙コップ
１００１ 廃棄箱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を保持する空間部と、前記空間部と連通し、前記試料を前記空間部に導入する導入口と、前記空間部と連通し、前記空間部内を吸引するための吸引口とを備える測定セルを用いて、前記試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置であって、
可動部と、前記可動部を動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引または排気する駆動部と、を含む吸引部と、
前記吸引口と前記吸引部とを接合して前記測定セルを取り付ける測定セル取付部と、
前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルに入射する光を出射する光源と、
前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルから出射した光を検知する検知器と、
前記可動部に接続され、前記空間部内を排気する際の前記可動部の動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、を備える光学測定装置。
【請求項２】
前記可動部は、前記測定セル取付部に前記測定セルを取り付ける際、前記空間部内の吸引および排気のいずれも可能な位置に配されている請求項１記載の光学測定装置。
【請求項３】
前記測定セル脱離補助部は、前記可動部の可動軸方向と交わる脱離補助部を有し、
前記測定セルは、前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と対向する被脱離補助部を有し、
前記測定セル脱離補助部は、前記測定セルが前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と前記被脱離補助部とが接触するような位置に配置されている請求項１または２記載の光学測定装置。
【請求項４】
前記脱離補助部は脱離補助面であり、前記被脱離補助部は被脱離補助面である請求項３記載の光学測定装置。
【請求項１】
試料を保持する空間部と、前記空間部と連通し、前記試料を前記空間部に導入する導入口と、前記空間部と連通し、前記空間部内を吸引するための吸引口とを備える測定セルを用いて、前記試料中の被検物質を光学的に測定する光学測定装置であって、
可動部と、前記可動部を動かすことにより、前記吸引口を通して前記空間部内を吸引または排気する駆動部と、を含む吸引部と、
前記吸引口と前記吸引部とを接合して前記測定セルを取り付ける測定セル取付部と、
前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルに入射する光を出射する光源と、
前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルから出射した光を検知する検知器と、
前記可動部に接続され、前記空間部内を排気する際の前記可動部の動きと連動して、前記測定セル取付部に取り付けられた前記測定セルを前記測定セル取付部から取り外す測定セル脱離補助部と、を備える光学測定装置。
【請求項２】
前記可動部は、前記測定セル取付部に前記測定セルを取り付ける際、前記空間部内の吸引および排気のいずれも可能な位置に配されている請求項１記載の光学測定装置。
【請求項３】
前記測定セル脱離補助部は、前記可動部の可動軸方向と交わる脱離補助部を有し、
前記測定セルは、前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と対向する被脱離補助部を有し、
前記測定セル脱離補助部は、前記測定セルが前記測定セル取付部に取り付けられた際、前記脱離補助部と前記被脱離補助部とが接触するような位置に配置されている請求項１または２記載の光学測定装置。
【請求項４】
前記脱離補助部は脱離補助面であり、前記被脱離補助部は被脱離補助面である請求項３記載の光学測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−３２６２４（Ｐ２００８−３２６２４Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０８１５８（Ｐ２００６−２０８１５８）
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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