分析装置および分析方法
【課題】血液フィルタを用いた血液検査において、部品点数を少なくして装置の小型化を図るとともに、コストダウンおよび平均故障時間の長時間化を実現する。
【解決手段】試料を通過させる抵抗体２と、抵抗体２での試料の移動時間を測定するための流量センサ５３と、を備えた分析装置１において、流量センサ５３を、抵抗体２に供給された液体を廃棄するための廃液用の配管７４〜７７の途中に配置した。好ましくは、流量センサ５３は、液体または気体が通過する管状体と、管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいる。
【解決手段】試料を通過させる抵抗体２と、抵抗体２での試料の移動時間を測定するための流量センサ５３と、を備えた分析装置１において、流量センサ５３を、抵抗体２に供給された液体を廃棄するための廃液用の配管７４〜７７の途中に配置した。好ましくは、流量センサ５３は、液体または気体が通過する管状体と、管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の流動特性を検査する技術に関する。本発明は、一例において、血液フィルタなどの抵抗体を用いて、血液の流動性や血液中の細胞の変形能や活性度などといった細胞の状態を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液の流動性や血液中の細胞の状態を検査する方法としては、血液フィルタを用いる方法がある（たとえば特許文献１，２）。血液フィルタは、微細な溝が形成された基板に他の基板を接合したものである。このような血液フィルタを用いる場合には、血液が溝を通過するときの速度を測定し、溝を通過する際の血液中の細胞の状態を観察することができる。
【０００３】
図２８には、血液フィルタを用いた血液検査装置の一例を配管図として示してある。血液検査装置９は、送液機構９１、廃液機構９２、血液供給機構９３および流量測定機構９４を備えている。
【０００４】
送液機構９１は、血液フィルタ９０に所定の液体を供給するためのものであり、液保持ボトル９１Ａ，９１Ｂおよび送液ノズル９１Ｃを有している。液保持ボトル９１Ａは測定用のための生理食塩水を保持したものであり、液保持ボトル９１Ｂは洗浄のための蒸留水を保持したものである。この送液機構９１では、送液ノズル９１Ｃを血液フィルタ９０に装着した状態で三方弁９１Ｄを適宜切り替えることにより、送液ノズル９１Ｃに生理食塩水が供給される状態と、送液ノズル９１Ｃに蒸留水が供給される状態とを選択することができる。
【０００５】
廃液機構９２は、血液フィルタ９０の液体を廃棄するためのものであり、廃液ノズル９２Ａ、減圧ボトル９２Ｂ、減圧ポンプ９２Ｃおよび廃液ボトル９２Ｄを有している。この廃液機構９２では、廃液ノズル９２Ａを血液フィルタ９０に装着した状態で減圧ポンプ９２Ｃを動作させることにより、配管９２Ｅを介して血液フィルタ９０の液体が減圧ボトル９２Ｂに廃棄される。減圧ボトル９２Ｂの液体は、減圧ポンプ９２Ｂによって、配管９２Ｆを介して廃液ボトル９２Ｄに廃棄される。
【０００６】
血液供給機構９３は、血液フィルタ９０から液体を吸い出して血液供給用の空間を形成するとともに、血液供給用の空間に血液を供給するためのものであり、サンプリングノズル９３Ａを有している。
【０００７】
流量測定機構９４は、血液フィルタ９０を移動する血液の速度を測定するのに必要な情報を得るためのものであり、Ｕ字管９４Ａおよび測定ノズル９４Ｂを有している。Ｕ字管９４Ａは、配管９４Ｃを介して血液フィルタ９０に接続されている。Ｕ字管９４Ａには液体が充填されている一方で、配管９４Ｃには空気が充填されている。血液フィルタ９０の血液は血液フィルタ９０と減圧ボトル９２Ｂとの水頭差によって移動させられる。
【０００８】
血液検査装置９では、次のようにして血液の移動時間が測定される。
【０００９】
まず、図２９に示したように、血液フィルタ９０の内部を生理食塩水により置換する。より具体的には、送液機構９１の送液ノズル９１Ｃを血液フィルタ９０に装着するとともに、液保持ボトル９１Ａの生理食塩水を送液ノズル９１Ｃに供給可能状態に三方弁９１Ｄを切り替えておく。その一方、廃液機構９２の廃液ノズル９２Ａを血液フィルタ９０に装着するとともに、減圧ポンプ９２Ｃを動作させる。これにより、液保持ボトル９１Ａの生理食塩水が送液ノズル９１Ｃを介して血液フィルタ９０に供給されるとともに、血液フィルタ９０の廃液が廃液ノズル９２Ａを介して廃液ボトル９２Ｄに廃棄される。
【００１０】
次いで、血液フィルタ９０から送液ノズル９１Ｃを取り外し、図３０（ａ）に示したように、血液供給機構９３のサンプリングノズル９３Ａによって血液フィルタ９０の生理食塩水の一部を吸い出して、図３０（ｂ）に示したように血液を供給するための空間９５を形成する。
【００１１】
さらに、図３１（ａ）に示したように、サンプリングノズル９３Ａによって採血管９６から血液を採取する一方で、図３１（ｂ）に示したように、採取した血液９７を血液フィルタ９０の空間９５に充填する。
【００１２】
次いで、図３２（ａ）に示したように、流量測定機構９４の測定ノズル９４Ｂを血液フィルタ９０に装着する。これにより、血液フィルタ９０と減圧ボトル９２Ｂとの間に生じる水頭差によって、血液フィルタ９０の血液が移動し、Ｕ字管９４Ａでの液面位置が変化する。血液検査装置９では、図３２（ｂ）に示したように、Ｕ字管９４Ａにおける液面位置の変化速度を複数のフォトセンサ９７によって検出し、その検出結果に基づいて、血液の移動時間を演算する。
【００１３】
しかしながら、Ｕ字管９４Ａと血液フィルタ９０との接続する方法では、Ｕ字管９４Ａにおける液面位置が変化するため、測定圧力（血液フィルタ９０の血液９７に作用する圧力）に変動が生じる。また、水頭差によって血液フィルタ９０において血液９７を移動させるためには、Ｕ字管９４Ａおよび血液フィルタ９０から減圧ボトル９２Ｂに至るまでの配管９２Ｅ，９４Ｃに液体が充填されている必要があるため、比較的な大きな配管長を必要とするために配管抵抗が大きくなる。しかも、送液ノズル９１Ｃおよび廃液ノズル９２Ａの他に、Ｕ字管９４Ａと血液フィルタ９０とを接続するための測定ノズル９４Ｂが必要となるため、測定に必要なノズル数が多くなる。そればかりか、ノズル数が多いために配管も複雑になり、またノズル９１Ｃ，９２Ａ，９３Ａ，９４Ｂの切り替えるためのバルブ数も多くなるなど部品点数が多く、このことが装置の小型化の妨げとなっている。また、部品点数が多くなると、バルブなどのように比較的に故障率の高い部品も多く含まれることとなるため、装置の故障率（性能）を示す指標であるである平均故障時間（ＭＴＢＦ）が短くなってしまう。
【００１４】
また、血液フィルタ９０に血液を供給する前にサンプリングノズル９３Ａを用いて血液フィルタ９０からの生理食塩水の吸い出す方法では、ノズル９１Ｃ，９２Ａ，９３Ａ，９４Ｂを頻繁に切り替えて使用する必要があるために測定時間が長くなってしまう。とくに、生理食塩水の吸い出し量を適切に制御するためには、血液フィルタ９０における液面を適切にモニタリングしつつ生理食塩水を吸い出す必要があり、生理食塩水の吸い出しに時間を多くの時間を費やしてしまう。
【００１５】
さらに、血液フィルタ９０に対する生理食塩水の充填には、廃液機構９２の減圧ポンプ９２Ｃを利用して行なわれている。しかしながら、血液フィルタ９０の下流側からのみの吸引では、血液フィルタ９０には気泡が混入しやすい。このような不具合を回避するためには、高い負圧によって比較的に長時間、血液フィルタ９０に生理食塩水を流通させる必要が生じる。この場合には、使用する生理食塩水の量が多くなって不経済であるばかりか、減圧ポンプの消費電力が大きくなり、ランニングコスト的に不利となる。
【００１６】
【特許文献１】特開平２−１３０４７１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、血液フィルタを用いた血液検査において、部品点数を少なくして装置の小型化を図るとともに、コストダウンおよび平均故障時間の長時間化を実現することを課題としている。
【００１８】
本発明の別の課題は、装置における配管の圧力変動および抵抗を小さくし、測定精度の向上、測定時間の短縮化、ならびにランニングコストの低減を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の側面においては、試料を通過させる抵抗体と、上記抵抗体での試料の移動時間を測定するための流量センサと、を備えた分析装置であって、上記流量センサは、上記抵抗体に供給された液体を廃棄するための廃液用の配管の途中に配置されていることを特徴とする、分析装置が提供される。
【００２０】
流量センサは、たとえば液体または気体が通過する管状体と、管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいる。管状体は、たとえば直線管として構成される。
【００２１】
好ましくは、直線管は、水平方向に延びるように配置され、複数の検知エリアは、水平方向に並んで配置される。
【００２２】
本発明の分析装置は、管状体を移動させる空気を導入するための空気導入手段をさらに備えたものとすることもできる。
【００２３】
本発明の分析装置は、抵抗体に供給された液体を移動させる動力を付与するための減圧ポンプと、管状体と減圧ポンプとの間に設けられた減圧ボトルと、をさらに備えたものとすることができる。この場合の空気導入手段は、たとえば減圧ボトルと、管状体が大気に連通する状態を選択可能とするバルブと、を含んでおり、かつ、バルブを切り替えて管状体を大気に連通させることにより、バルブと減圧ボトルとの間の流路に空気を導入するように構成される。空気導入手段は、減圧ボトルの負圧によって、流路に空気を導入するように構成することもできる。
【００２４】
本発明の分析装置は、たとえば抵抗体の内部を液体で充填した後に減圧ポンプによって液体を移動させて抵抗体に空気を導入することにより、抵抗体の内部に試料を充填する空間を確保するように構成された制御手段をさらに備えている。
【００２５】
制御手段は、たとえば流路の液体を空気に置換した後、上記バルブを切り替えて上記流路において液体を導入するとともに、上記流量センサにおいて上記液体と上記空気との界面が検知されたときに、上記流路における液体の移動を停止させるように構成される。この場合、流路に導入される液体の容量が、抵抗体における試料を充填するための空間の容量と一致または略一致させられる。
【００２６】
制御手段は、流路に導入された空気と液体との界面が流量センサにおいて検出されたときに、流路における空気の移動を停止させるように構成してもよい。この場合、流路に導入される空気の容量が、抵抗体における試料を充填するための空間の容量と一致または略一致させられる。
【００２７】
好ましくは、本発明の分析装置は、抵抗体の内部に液体を導入するための供給用の配管の途中に設けられた加圧ポンプをさらに備えたものとされる。
【００２８】
試料は、たとえば粒子を含むもの、典型的には血球を含む血液である。
【００２９】
抵抗体は、たとえば試料を移動させる複数の微細溝を有したものとされている。
【００３０】
本発明の第２の側面においては、試料を通過させる抵抗体の内部に液を充填する第１ステップと、上記抵抗体の内部の液の一部を廃棄し、上記抵抗体の内部に試料を充填する空間を確保する第２ステップと、上記空間に試料を供給する第３ステップと、上記抵抗体の内部において試料を移動させる第４ステップと、上記抵抗体の内部における試料の移動時間を、上記抵抗体に接続された廃液用配管の途中に設けられた流量センサを利用して測定する第５ステップと、を含むことを特徴とする、分析方法が提供される。
【００３１】
好ましくは、本発明の分析方法は、流量センサとして、管状体と、管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいるものを用い、かつ、第１ステップと第２ステップとの間において行なわれ、かつ管状体に空気を導入する第６ステップをさらに含んでいる。この場合、第５ステップは、たとえば管状体を移動する液体と空気との界面を上記各センサ部において捕捉したときに得られ情報に基づいて演算することにより行なわれる。
【００３２】
第１ステップは、たとえば減圧ポンプの動力を、減圧ボトルおよび上記廃液用の配管を介して上記抵抗体に作用させることにより行なわれる。この場合に第６ステップは、廃液用の配管の途中に設けられたバルブを切り替えることにより、抵抗体の上流側を大気開放することにより行なわれる。
【００３３】
第６ステップは、たとえば減圧ポンプを停止させた状態において、上記減圧ボトルの負圧を上記配管に作用させることにより行なわれる。第６ステップは、たとえばバルブと減圧ボトルとの間の流路を空気により置換することにより行なわれる。この場合、本発明の分析方法は、減圧ポンプの動力によってバルブの上流側から流路に液体を導入する第７ステップをさらに含んでいてもよい。第７ステップは、流量センサにおいて液体と空気との界面が検知されたときに、流路における液体の移動を停止させ、抵抗体の内部に目的とする容量の空間を確保するように行なわれる。
【００３４】
第７ステップは、バルブを介してバルブと減圧ボトルとの間の流路に導入された空気と液体との界面が流量センサにおいて検出されたときに、流路における空気の移動を停止させることにより行なってもよい。
【００３５】
好ましくは、第５ステップを行なう場合の減圧度は、第１ステップを行なう場合に比べて小さく設定される。
【００３６】
本発明の分析方法では、試料しては、たとえば粒子を含むもの、典型的には血球を含む血液が用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る血液検査装置および血液検査方法ついて、図面を参照して具体的に説明する。
【００３８】
図１に示した血液検査装置１は、血液フィルタ２を用いて、たとえば全血などの血液試料の流動性、赤血球の変形形態および白血球の活性度を測定するように構成されたものである。この血液検査装置１は、液供給機構３、サンプリング機構４、廃液機構５および撮像機６を備えている。
【００３９】
図２ないし図５に示したように、血液フィルタ２は、血液を移動させる流路を規定するものであり、ホルダ２０、流路基板２１、パッキン２２、透明カバー２３およびキャップ２４を有している。
【００４０】
ホルダ２０は、流路基板２１を保持するためのものであるとともに、流路基板２１への液体の供給、および流路基板２１からの液体の廃棄を可能とするものである。このホルダ２０は、一対の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂを、矩形筒部２６および大径円筒部２７の内部に設けたものである。一対の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂは、上部開口２５Ａａ，２５Ｂａおよび下部開口２５Ａｂ，２５Ｂｂを有する円筒状に形成されており、フィン２５Ｃを介して矩形筒部２６および大径円筒部２７に一体化されている。大径円筒部２７は、流路基板２１を固定する役割をも果すものであり、円柱状凹部２７Ａを有している。円柱状凹部２７Ａは、パッキン２２が嵌め込まれる部分であり、その内部には一対の円柱状凸部２７Ａａが形成されている。矩形筒部２６と大径円筒部２７との間には、フランジ２０Ａが設けられている。このフランジ２０Ａは、キャップ２４をホルダ２０に固定するのに利用するものであり、平面視略矩形状に形成されている。フランジ２０Ａのコーナ部２０Ｂには円柱状突起２０Ｃが設けられている。
【００４１】
図３および図６に示したように、流路基板２１は、血液を移動させるときに移動抵抗を与えるとともに、フィルタとして機能するものであり、ホルダ２０の大径円筒部２７（円柱状凹部２７Ａ）にパッキン２２を介して固定されている。図７ないし図９に示したように、流路基板２１は、たとえばシリコンにより全体として矩形板状に形成されており、その一面をフォトリソグラフィの手法を利用し、またエッチング処理を行なうことにより、土手部２８および複数の連絡溝２９を有するものとして形成されている。
【００４２】
土手部２８は、流路基板２１の長手方向の中央部において、蛇行状に形成されている。土手部２８は、流路基板２１の長手方向に延びる複数の直線部２８Ａを有しており、これらの直線部２８Ａによって導入用流路２８Ｂおよび廃棄用流路２８Ｃが規定されている。土手部２８の両サイドにはまた、図６および図７に示したようにホルダ２０の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂの下部開口２５Ａｂ，２５Ｂｂに対応する部分に、貫通孔２８Ｄ，２８Ｅが形成されている。貫通孔２８Ｄは、小径円筒部２５Ａからの液体を流路基板２１に導入するためのものであり、貫通孔２８Ｅは流路基板２１の液体を小径円筒部２５Ｂに排出するためのものである。
【００４３】
一方、図６ないし図９に示したように、複数の連絡溝２９は、土手部２８の直線部２８Ａにおいて、その幅方向に延びるように形成されている。すなわち、連絡溝２９は、導入用流路２８Ｂと廃棄用流路２８Ｃとの間を連通させている。各連絡溝２９は、血球や血小板などの細胞の変形能を観察する場合には、その幅寸法は細胞の径よりも小さく設定され、たとえば４〜６μｍとされる。また、隣接する連絡溝２９の間の間隔は、たとえば１５〜２０μｍとされる。
【００４４】
このような流路基板２１では、貫通孔２８Ｄを介して導入された液体は、導入用流路２８Ｂ、連絡溝２９、および廃棄用流路２８Ｃを順に移動し、貫通孔２８Ｅを介して流路基板２１から廃棄される。
【００４５】
図２ないし図６に示したように、パッキン２２は、ホルダ２０の大径円筒部２７に流路基板２１を密閉状態で収容するためのものである。このパッキン２２は、全体として円板状の形態を有しており、ホルダ２０の大径円筒部２７における円柱状凹部２７Ａに嵌め込まれている。パッキン２２には、一対の貫通孔２２Ａおよび矩形凹部２２Ｂが設けられている。一対の貫通孔２２Ａは、ホルダ２０における大径筒部２７の円柱状凸部２７Ａが嵌め込まれる部分である。一対の貫通孔２２Ａに円柱状凸部２７Ａａを嵌め込むことにより、パッキン２２は大径円筒部２７に位置決めされる。矩形凹部２２Ｂは、流路基板２１を収容するためのものであり、流路基板２１の外観形状に対応した形態とされている。ただし、矩形凹部２２Ｂの深さは、流路基板２１の最大厚みと同程度もしくはそれよりも若干小さくされている。矩形凹部２２Ｂには、一対の連通孔２２Ｃ，２２Ｄが設けられている。これらの連通孔２２Ｃ，２２Ｄは、ホルダ２０の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂの下部開口２５Ａｂ，２５Ｂｂを流路基板２１の貫通孔２８Ｄ，２８Ｅと連通させるためのものである。
【００４６】
図３ないし図６に示したように、透明カバー２３は、流路基板２１に当接させて流路基板２１における導入用流路２８Ｂ、連通溝２９および廃棄用流路２８Ｃを閉断面構造とするためものである。この透明カバー２３は、たとえばガラスにより円板状に形成されている。透明カバー２３の厚みは、ホルダ２０の大径円筒部２７における円柱状凹部２７Ａの深さよりも小さくされているとともに、透明カバー２３とパッキン２２の最大厚みの合計は、円柱状凹部２７Ａの深さよりも大きくされている。
【００４７】
図２ないし図５に示したように、キャップ２４は、流路基板２１をパッキン２２および透明カバー２３とともに固定するためのものであり、円筒部２４Ａおよびフランジ２４Ｂを有している。円筒部２４Ａは、ホルダ２０の大径円筒部２７を外套するものであり、貫通孔２４Ｃを有している。貫通孔２４Ｃは、流路基板２１における血液の移動状態を確認するときに、その視認性を阻害しないようにするためものである。フランジ２４Ｂは、ホルダ２０のフランジ２０Ａに対応した形態を有しており、そのコーナ部２４Ｄに凹部２４Ｅが設けられている。この凹部２４Ｅは、ホルダ２０のフランジ２０Ａにおける円柱状突起２０Ｃを嵌合させるためのものである。
【００４８】
上述のように、透明カバー２３の厚みは、ホルダ２０の大径円筒部２７における円柱状凹部２７Ａの深さよりも小さくされているとともに、透明カバー２３とパッキン２２の最大厚みの合計は、円柱状凹部２７Ａの深さよりも大きくされている。一方、矩形凹部２２Ｂの深さは、流路基板２１の最大厚みと同程度もしくはそれよりも若干大きくされている。そのため、キャップ２４によって流路基板２１をパッキン２２および透明カバー２３とともに固定したときに、パッキン２２が圧縮させられて透明カバー２３が流路基板２１に適切に密着させられ、流路基板２１と透明カバー２３との間から液体が漏れ出すことを抑制することができる。
【００４９】
図１に示した液供給機構３は、血液フィルタ２に液体を供給するためのものであり、ボトル３０，３１、三方弁３２、加圧ポンプ３３、および液供給ノズル３４を有している。
【００５０】
ボトル３０，３１は、血液フィルタ２に供給すべき液体を保持したものである。ボトル３０は、血液の検査のために使用する生理食塩水を保持したものであり、配管７０を介して三方弁３２に接続されている。一方、ボトル３１は、配管の洗浄ために蒸留水を保持したものであり、配管７１を介して三方弁３２に接続されている。
【００５１】
三方弁３２は、液供給ノズル３４に供給すべき液体の種類を選択するためのものであり、配管７２を介して加圧ポンプ３３に接続されている。すなわち、三方弁３２を適宜切り替えることにより、ボトル３０から液体供給ノズル３４に生理食塩水が供給される状態、およびボトル３１から液体供給ノズル３４に蒸留水が供給される状態のいずれかを選択することができる。
【００５２】
加圧ポンプ３３は、ボトル３０，３１から液供給ノズル３４に液体を移動させるための動力を与えるためのものであり、配管７３を介して液供給ノズル３４に接続されている。加圧ポンプと３３としては、公知の種々のものを使用することができるが、装置を小型化する観点からは、チューブポンプを用いるのが好ましい。
【００５３】
液供給ノズル３４は、各ボトル３０，３１からの液体を血液フィルタ２に供給するためのものであり、血液フィルタ２における小径筒部２５Ａの上部開口２５Ａａ（図２および図３参照）に装着されるものである。この液供給ノズル３４は、上部開口２５Ａａ（図２および図３参照）に装着されるジョイント３５が設けられている一方で、他端部において配管７３を介して加圧ポンプ３３に接続されている。
【００５４】
サンプリング機構４は、血液フィルタ２に血液を供給するためのものであり、サンプリングポンプ４０、血液供給ノズル４１、および液面検知センサ４２を有している。
【００５５】
サンプリングポンプ４０は、血液を吸引・吐出するための動力を付与するためのものであり、たとえばシリンジポンプとして構成されている。
【００５６】
血液供給ノズル４１は、先端部にチップ４３を装着して使用するものであり、サンプリングポンプ４０によってチップ４３の内部に負圧を作用させることにより、採血管８１からチップ４３の内部に血液を吸引し、サンプリングポンプ４０によってチップ内部の血液を加圧することにより血液を吐出するように構成されている。
【００５７】
液面センサ４２は、チップ４３の内部に吸引された血液の液面を検知するためのものである。この液面センサ４２は、チップ４３の内部の圧力が所定値となったときにその旨の信号を出力し、目的量の血液が吸引されたことを検出するものである。
【００５８】
廃液機構５は、各種配管および血液フィルタ２の内部の液体を廃棄するためのものであり、廃液ノズル５０、電磁弁５１、三方弁５２、流量センサ５３、圧力センサ５４、減圧ボトル５５、減圧ポンプ５６、および廃液ボトル５７を有している。
【００５９】
廃液ノズル５０は、血液フィルタ２の内部の液体を吸引するためのものであり、血液フィルタ２における小径筒部２５Ｂの上部開口２５Ｂａ（図２および図３参照）に装着されるものである。この廃液ノズル５０は、先端部に血液フィルタ２の上部開口２５Ｂａに装着されるジョイント５０Ａが設けられている一方で、他端部が配管７４を介して電磁弁５１に接続されている。
【００６０】
電磁弁５１は、廃棄ノズル５０と三方弁５２との間の連通状態を選択し、廃棄ノズル５７からの廃液が三方バルブ５２に供給される状態と、供給されない状態とを選択するためのものである。この電磁弁５１は、配管７５を介して三方弁５２に接続されている。もちろん、電磁弁５１に代えて、電気弁などの他の種類のバルブを使用することもできる。
【００６１】
三方弁５２は、配管７６を介して流量センサ５３に接続させられているとともに、大気開放用の配管７Ａが接続されたものである。この三方弁５２では、減圧ボトル５５に液を廃棄しうる状態と、配管７Ａを介して配管７６に空気を導入する状態と、を選択することができる。
【００６２】
図１０および図１１に示したように、流量センサ５３は、空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎの位置を捕捉して血液の移動時間を測定するために利用されるものであり、複数（図面上は５つ）のフォトセンサ５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ，５８Ｅおよび直線管５９を有している。
【００６３】
複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅは、直線管５９における対応する領域を空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎが到達（通過）したか否かを検出するためのものであり、水平方向において、等間隔に並んで配置されている。各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅは、発光素子５８Ａａ，５８Ｂａ，５８Ｃａ，５８Ｄａ，５８Ｅａおよび受光素子５８Ａｂ，５８Ｂｂ，５８Ｃｂ，５８Ｄｂ，５８Ｅｂを有しており、それらの素子５８Ａａ〜５８Ｅａ，５８Ａｂ〜５８Ｅｂが互いに対面して配置された透過型センサとして構成されている。
【００６４】
もちろん、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅとしては、透過型に限らず、反射型のものを使用することもできる。
【００６５】
直線管５９は、検査時において、空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎが移動させられる部分であり、配管７６を介して三方弁５２に接続されている一方で、配管７７を介して減圧ボトル５５の内部に連通させられている（図１参照）。配管７６，７７における直線管５９の近傍の内径は、直線管５９と同一または略同一（たとえば直線管５９の内面積の−３％〜＋３％の内面積に相当する内径）に設定するのが好ましい。この直線管５９は、支持部５９Ａによって、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおける発光素子５８Ａａ〜５８Ｅａと受光素子５８Ａｂ〜５８Ｅｂとの間に位置するように、水平方向に延びるように配置されている。この直線管５９は、透光性を有する材料、たとえば透明ガラスあるいは透明樹脂により、一様断面を有する円筒状に形成されている。ここで、一様断面を有する円筒状とは、内径が一定または略一定（たとえば目的とする内面積に対して−３％〜＋３％の範囲の内面積に相当する内径）の円形断面を有することを意味している。直線管５９の内径は、空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎの移動時間を適切に測定できる範囲に設定すればよく、たとえば０．５ｍｍ〜３ｍｍとされる。空気Ａｒの移動する部分、たとえば直線管５９の内径を一様（一定または略一定）にし、あるいは直線管５９に加えて直線管５６に接続された配管７６，７７における直線管５９の近傍の内径を直線管５９と同一または略同一に設定すれば、空気Ａｒが直線管５９の前後を移動する場合であっても、空気Ａｒと配管の内面との間に接触面積の変化が生じることを抑制し、接触面積を一定または略一定に維持することができる。また、直線管５９は、内径の寸法公差を考慮した場合、透明ガラスにより形成するのが好ましい。そうすれば、界面Ｉｎの移動時間をより正確に測定することが可能となる。
【００６６】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示したように、空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎが直線管５９を移動する場合には、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅに対応する領域における空気Ａｒと生理食塩水８３の比率が徐々に変化するため、図１３に示したように、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの受光素子５８Ａｂ〜５８Ｅｂにおいて得られる受光量（透過率）が変化する。そのため、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて得られる受光量（透過率）が変化し始めた時点Ｔ１、あるいは受光量（透過率）が変化し始めた後において受光量（透過率）が一定値になる時点Ｔ２などを基準として、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいてでは空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎ（生理食塩水８３）が到達したことを検出することができる。そして、複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎ（生理食塩水８３）が到達したことを個別に検出すれば、隣接するフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの間を空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎ通過する時間、すなわち生理食塩水８３の移動時間を検出することができる。また、３つ以上のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅを設けることにより、ある時点での生理食塩水８３の移動時間ばかりでなく、生理食塩水８３の移動時間の経時的変化を測定することができる。なお、複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの設置間隔は、たとえば流体量を基準として１０〜３０μＬに相当する量に対応する距離からか選択される。
【００６７】
ここで、生理食塩水８３の移動時間は、血液が血液フィルタ２（図１ないし図３参照）における流路基板２１を移動するときの移動抵抗に依存する。そのため、流量センサ５３において生理食塩水８３の移動時間を検出することにより、血液の流動性などの情報を得ることができるようになる。
【００６８】
図１に示した圧力センサ５４は、配管７７を移動する液体の圧力をモニタリングするためのものであり、配管７７の途中に設けられている。圧力センサ５４での圧力のモニタリング結果は、後述する減圧ポンプ５６にフィードバックされ、配管７７を流れる液体、ひいては血液フィルタ２の内部の液体の圧力が略一定に維持される。血液フィルタ２の内部の液体の圧力は、圧力センサ５４を設ける代わりに、減圧ボトル５５の圧量をモニタリングすることにより略一定に維持することもできる。
【００６９】
減圧ボトル５５は、廃液を一時的に保持するためのものであるとともに、減圧空間を規定するためのものである。この廃液ボトル５７は、配管７８を介して減圧ポンプ５６に接続されている。
【００７０】
減圧ポンプ５６は、血液フィルタ２の内部の液体を吸引するため、あるいは空気Ａｒ（図１１参照）を配管７６に導入するために、減圧ボトル５５の内部を減圧するものである。この減圧ポンプ５６は、配管７９を介して廃液ボトル５７に接続されており、減圧ボトル５５の廃液を廃液ボトル５７に送液する役割をも有している。減圧ポンプと５６としては、公知の種々のものを使用することができるが、装置を小型化する観点からは、チューブポンプを用いるのが好ましい。
【００７１】
廃液ボトル５７は、血液を検査したときの血液フィルタ２や配管７４〜７７の内部の廃液、あるいは配管７２〜７７を洗浄したときの廃液を保持するためのものである。
【００７２】
撮像機６は、流路基板２１における血液の移動状態を撮像するためものである。この撮像機６は、たとえばＣＣＤカメラにより構成されており、流路基板２１の正面に位置するように配置されている。撮像機６における撮像結果は、たとえばモニタ６０に出力され、血液の移動状態をリアルタイムで、あるいは録画画像として確認することができる。
【００７３】
血液検査装置１は、図１に示した各要素の他に、図１４に示したように制御部１０および演算部１１をさらに備えている。
【００７４】
制御部１０は、各要素の動作を制御するためものである。この制御部１０は、たとえば三方弁３２，５２の切替制御、電磁弁５１の開閉制御、各ポンプ３３，４０，５６の駆動制御、各ノズル３４，４１，５０の駆動制御、撮像機６やモニタ６０の動作制御を行なうものである。
【００７５】
演算部１１は、各要素を動作させるのに必要な演算、たとえば液面検知センサ４２や圧力センサ５４でのモニタリング結果に基づいて各ポンプ３３，４０，５６の制御量を演算し、流量センサ５３でのモニタリング結果に基づいて電磁弁５１の開閉制御や三方弁５２の切替制御に必要な演算などを行うものである。演算部１１はさらに、流量センサ５３でのモニタリング結果に基づいて、血液フィルタ２における血液の移動時間（流動性）を演算するものでもある。
【００７６】
次に、血液検査装置１における動作について説明する。
【００７７】
まず、図１５に示したように、血液フィルタ２を所定位置にセットした上で、測定を開始する旨の合図を行なう。この合図は、たとえば血液検査装置１に設けられたボタンをユーザが操作することにより、あるいは血液フィルタ２をセットすることにより自動的に行なわれる。制御部１０（図１４参照）は、測定開始の合図があったと認識した場合には、血液フィルタ２の内部の気液置換動作を行なう。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、まず、液供給機構３の液供給ノズル３４を血液フィルタ２における小径筒部２５Ａの上部開口２５Ａａに装着するとともに、廃液機構５の廃液ノズル５０を血液フィルタ２における小径筒部２５Ｂの上部開口２５Ｂａに装着する。その一方、制御部１０（図１４参照）は、三方弁３２切り替えてボトル３０が液供給ノズル３４に連通した状態とするとともに、三方弁５２を切り替え、電磁弁５１を開けることにより廃液ノズル５０が減圧ボトル５５に連通した状態とする。すなわち、ボトル３０と減圧ボトル５５との間が血液フィルタ２の内部を介して連通する。この状態において、制御部１０（図１４参照）は、液供給機構３の加圧ポンプ３３および廃液機構５の減圧ポンプ５６を駆動する。ここで、加圧ポンプ３３の加圧力は、たとえば１〜１５０ｋＰａとされ、減圧ポンプ５６の減圧力は、０〜−５０ｋＰａとされる。
【００７８】
このようにして加圧ポンプ３３および減圧ポンプ５６を駆動させた場合には、液ボトル３０の生理食塩水は、配管７１〜７３を介して液供給ノズル３４に供給されるとともに、血液フィルタ２の内部を通過した後、廃液ノズル５０、配管７４〜７７を介して減圧ボトル５５に廃棄される。減圧ボトル５５に廃棄された生理食塩水は、減圧ポンプ５６の動力により、配管７８，７９を介して廃液ボトル５７に廃棄される。これにより、血液フィルタ２の内部の気体は生理食塩水により排出され、血液フィルタ２の内部は生理食塩水により置換される。
【００７９】
血液検査装置１では、血液フィルタ２に対する気液置換を、血液フィルタ２の上流側に配置された加圧ポンプ３３、および血液フィルタ２の下流側に配置された減圧ポンプ５６を用いて行なわれている。そのため、血液フィルタ２の下流側に配置された減圧ポンプ５６を用いる場合に比べて、血液フィルタ２の内部に気泡が残存する可能性が著しく軽減され、血液フィルタ２の内部の気体を排出するのに必要な時間も軽減される。これにより、血液検査に必要な時間を短縮することが可能となる。また、血液検査装置１では、減圧ポンプ５６に加えて加圧ポンプ３３を併用しているものの、気液置換に必要なポンプ動力を小さくし、置換時間を短くすることができるため、ランニングコストを却って小さくすることができる。
【００８０】
次に、血液検査装置１では、図１６に示したように、配管７６の内部へ空気の導入するための処理を行なう。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、電磁弁５１を閉じるとともに減圧ポンプ５６の動作を停止させ、図１７（ａ）から図１７（ｂ）に示した状態に三方弁５２を切り替えて配管７６が配管７Ａを介して大気に連通した状態とする。その一方で、制御部１０（図１４参照）は、減圧ポンプ５６を駆動させる。これにより、配管７Ａおよび配管７６が減圧されるため、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）に示したように配管７Ａを介して配管７６に空気Ａｒが導入される。このような配管７６への空気Ａｒの導入は、配管７６の内部が空気Ａｒによって完全に置換されるまで行なわれる。このような空気Ａｒによる置換は、予め定められた時間だけ配管８６を大気開放した後に三方弁５２を切り替えることにより、あるいは配管７６の内部の圧力を圧力センサ５４によってモニタリングし、配管７６の内部の圧力が所定値になったときに三方弁５２を切り替えることにより行なわれる。もちろん、配管７６への空気Ａｒの導入は、減圧ポンプ５６を駆動することなく、減圧ボトル５５（図１６参照）の残圧により行なってもよい。
【００８１】
次いで、図１８に示したように、血液検査装置１では、血液フィルタ２から生理食塩水を一定量廃棄し、血液フィルタ２に血液を供給するのに必要な空間８２を確保する。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、液供給ノズル３４を血液フィルタ２から取り外した状態において電磁弁５１を開放する。このとき、減圧ボトル５５（図１６参照）は、先に行なった配管７６の空気置換により減圧された状態となっている。そのため、電磁弁５１を開放することにより、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示したように、血液フィルタ２の内部の生理食塩水は、廃液ノズル５０を介して吸引除去され、血液フィルタ２に空気８４が導入される。このとき、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示したように配管７６，７７の生理食塩水８３は、減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動させられ、これに伴い、配管７６の空気Ａｒも減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動する。
【００８２】
その一方で、流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａでは、生理食塩水８３と空気Ａｒとの界面Ｉｎが到達したか否かが検出される。上述のように、フォトセンサ５８Ａを界面Ｉｎが通過する際には、受光素子５８Ａｂにおける受光量が小さくなるため、フォトセンサ５８Ａでは界面Ｉｎが到達したことを検出することができる。そして、制御部１０（図１４参照）は、フォトセンサ５８Ａにおいて界面Ｉｎが到達したことが検出された場合には、電磁弁５１（図１８参照）を閉じ、生理食塩水８３および界面Ｉｎの移動を停止させる。
【００８３】
ここで、界面Ｉｎがフォトセンサ５８Ａによって検出されるまでの配管７６への生理食塩水８３の導入量（血液フィルタ２からの生理食塩水の廃棄量）は、血液フィルタ２に供給すべき血液の量と一致または略一致させられている。すなわち、配管７６におけるフォトセンサ５８Ａよりも上流側の容量は、血液フィルタ２に供給すべき血液の量にしたがって設定されている。そのため、界面Ｉｎがフォトセンサ５８Ａによって検出されたときに電磁弁５１（図１８参照）を閉じることにより、血液フィルタ２において、供給すべき血液の量に合致した容量の空間８２を確保することができる。ここで、空間８２の容量は、たとえば血液検査において使用される血液量（たとえば５０〜２００μＬ）の１．２〜３．０倍（たとえば１００〜２５０μＬ）とされる。
【００８４】
このように血液検査装置１では、流量センサ５３において界面Ｉｎの位置を検出することにより、血液フィルタ２からの生理食塩水の廃棄量を規制することとしている。そのため、従来の血液検査装置のように、血液供給ノズルに液面検知センサによって生理食塩水の廃棄量を規制する場合に比べて、血液検査装置１では生理食塩水の廃棄量の規制（界面出し）を短時間で行なうことができる。これにより、血液検査に要する時間を短縮化することが可能となる。
【００８５】
次いで、図２１に示したように、制御部１０（図１４参照）は、血液フィルタ２に設けられた空間８２に血液８５を供給させる。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、サンプリングポンプ４０の動力を利用して、採血管８１から血液供給ノズル４１に装着したチップ４３の内部に血液を吸引した後、図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示したようにチップ４３の血液８５を血液フィルタ２の空間８２に吐出させる。血液フィルタ２に対する血液８５の吐出量は、空間８２の容積に対応した量とされ、その吐出量の制御は、液面検知センサ４２（図２１参照）においてチップ４３の内部の血液の液面を検知することにより行なわれる。
【００８６】
次いで、血液検査装置１では、図２３に示したように、血液フィルタ２の空間８２に供給された血液８５の検査を行なう。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、減圧ポンプ５６の動力を利用して、廃液ノズル５０を介して血液フィルタ２の生理食塩水８３を廃棄する。このとき、血液フィルタ２においては、生理食塩水８３とともに血液８５が移動させられる。
【００８７】
より具体的には、血液フィルタ２においては、血液８５は、流路基板２１と透明カバー２３との間に形成された流路（図６ないし図９参照）を通過した後に小径筒部２５Ｂに移動させられる。流路基板２１においては、血液８５は、図６ないし図９を参照して説明したように、貫通孔２８Ｄを介して導入用流路２８Ｂに導入された後に、連絡溝２９および廃棄用流路２８Ｃを順に移動し、貫通孔２８Ｅを介して廃棄される。ここで、連絡溝２９の幅寸法を血液８５中の血球や血小板などの細胞の径よりも小さく設定した場合には、細胞は変形しつつ連絡溝２９を移動し、あるいは連絡溝２９において目詰まりを起こす。このような細胞の状態は、撮像機６において撮影される。撮像機６における撮像結果は、リアルタイムでモニタ６０に表示してもよいし、録画後にモニタ６０において表示してもよい。
【００８８】
その一方で、図１１に示したように、流量センサ５３においては、直線管５９を移動する界面Ｉｎが検出される。そして、演算部１１（図１４参照）では、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅから得られる情報に基づいて、界面Ｉｎが通過したか否かが判断されるとともに、界面Ｉｎの移動時間が演算される。界面Ｉｎの移動時間は、血液フィルタ２における血液８５の移動時間、すなわち血液８５の流動性（抵抗）に相関するものであるから、界面Ｉｎの移動時間によって血液８５の状態を把握することができる。
【００８９】
ここで、流量センサ５３は、直線管５９が水平に配置された構成であるため、Ｕ字管を用いた流量センサのように、血液検査時において流量センサでの水頭差が変化することもない。そのため、血液検査装置１では、血液検査時における水頭差変化に起因する測定誤差を抑制し、測定精度を向上させることが可能となる。
【００９０】
図２４に示したように、血液の検査が終了した場合には、ユーザの選択により、廃液機構５の配管７４〜７７の洗浄を行なう。このような洗浄処理は、血液フィルタ２をセットする位置に洗浄用のタミーチップ２′をセットした上で、ユーザが洗浄モードを選択することにより行なわれる。ここで、ダミーチップ２′は、外観形状において血液フィルタ２と同様なものであるとともに、その内部に連通孔２０′が設けられたものである。連通孔２０′は、血液フィルタ２における小径筒部２５Ａ，２５Ｂの上部開口２５Ａａ，２５Ｂａ（図２および図３参照）に対応する部分に設けられた開口２１′，２２′を有するものである。
【００９１】
血液検査装置１においては、洗浄モードが選択された場合には、制御部１０（図１４参照）は、まず、液供給機構３の液供給ノズル３４をダミーチップ２′における連通孔２０′の開口２１′に装着するとともに、廃液機構５の廃液ノズル５０をダミーチップ２′における連通孔２０′の開口２２′に装着する。その一方、制御部１０（図１４参照）は、三方弁３２切り替えてボトル３１が液供給ノズル３４に連通した状態とするとともに、三方弁５２を切り替え、電磁弁５１を開けることにより廃液ノズル５０が減圧ボトル５５に連通した状態とする。すなわち、ボトル３１と減圧ボトル５５との間がダミーチップ２′の連通孔２０′を介して連通する。この状態において、制御部１０（図１４参照）は、液供給機構３の加圧ポンプ３３および廃液機構５の減圧ポンプ５６を駆動する。ここで、加圧ポンプ３３の加圧力は、たとえば１〜１５０ｋＰａとされ、減圧ポンプ５６の減圧力は、０〜−５０ｋＰａとされる。
【００９２】
このようにして加圧ポンプ３３および減圧ポンプ５６を駆動させた場合には、液ボトル３１の蒸留水は、配管７０，７２，７３を介して液供給ノズル３４に供給されるとともに、ダミーチップ２′の連通孔２０′を通過した後、廃液ノズル５０、配管７４〜７７を介して減圧ボトル５５に廃棄される。減圧ボトル５５に廃棄された蒸留水は、減圧ポンプ５６の動力により、配管７８，７９を介して廃液ボトル５７に廃棄される。これにより、廃液機構５における配管７４〜７７は蒸留水により洗浄される。
【００９３】
血液検査装置１では、血液フィルタ２よりも下流に設けられた流量センサ５３からの情報に基づいて、血液の状態を把握するようにしている。そのため、従来の血液検査装置のように、流量センサ５３と血液フィルタ２との間を繋ぐ配管およびノズルを、廃液機構５の配管７４〜７９や廃液ノズル５０とは別に設ける必要はない。その結果、血液検査装置１は、装置構成が簡略化され、コスト的に有利に製造できるとともに装置の小型化が可能となる。そればかりか、駆動制御すべきノズルやバルブの数が少なくなることにより、平均故障時間（ＭＴＢＦ）を長くすることができる。また、流量センサ５３を廃液機構５の配管の途中に設けているため、流量センサ５３のための配管を廃液機構５の配管７４〜７９とは別に設ける必要もなく、血液検査に必要な配管長を短くすることができる。そのため、血液検査時における流体抵抗を小さくすることができるため、血液検査時において減圧ポンプ５６に必要とされる動力を小さく設定することが可能となる。これにより、ランニングコストを低減することができる。
【００９４】
次に、配管への空気を導入するための処理および血液フィルタに血液を供給するための空間を確保するための処理の他の例を、先に参照した図面に加えて、必要に応じて図２５ないし図２７を参照して説明する。
【００９５】
図１６に示したように、配管７６への空気Ａｒの導入においては、まず制御部１０（図１４参照）は、電磁弁５１を閉じるとともに減圧ポンプ５６の動作を停止させ、図１７（ａ）から図１７（ｂ）に示した状態に三方弁５２を切り替えて配管７６が配管７Ａを介して大気に連通した状態とする。その一方で、制御部１０（図１４参照）は、減圧ポンプ５６を駆動させる。これにより、配管７Ａおよび配管７６が減圧されるため、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）に示したように配管７Ａを介して配管７６に空気Ａｒが導入される。このような配管７６への空気Ａｒの導入は、目的量の空気Ａｒが配管７６に導入されるまで行なわれる。配管７６への空気の導入の停止は、図１６に示したように、圧力センサ５４において配管７７の圧力をモニタリングしつつ、圧力センサ５４において検出される圧力が所定値となったときに、三方弁５２を電磁弁５１側に切り替えることにより行なわれる。このとき、電磁弁５１は閉じられているので、配管７６に導入された空気Ａｒ（図１７（ｃ）参照）の移動は速やかに停止させられる。
【００９６】
ここで、配管７６に対する空気の導入量は、配管７６への空気の導入後において、導入された空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎが流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａにおいて検知される位置に達するまでの移動量（廃液量）が、血液フィルタ２に対する血液の供給量と一致または略一致するように設定される（図１９（ｂ）および図２０（ｂ）参照）。すなわち、先に説明した例とは異なり、配管７６は完全には空気Ａｒによって置換されず、配管７６の内部に空気溜りが存在した状態となっている。
【００９７】
上述した実施の形態では、配管７６に対して空気Ａｒを導入する場合に、圧力センサ５４において配管７７の圧力をモニタリングし、空気Ａｒの導入量を規制していたが、流量センサ５３において空気Ａｒの位置をモニタリングし、その結果に基づいて、空気Ａｒの導入量を規制してもよく、また配管７６の圧力をモニタリングして空気Ａｒの導入量を規制してもよい。
【００９８】
図２５（ａ）および図２５（ｂ）に示したように、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が直線管５９を移動する場合には、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅに対応する領域における生理食塩水８３と空気Ａｒの比率が徐々に変化するため、図２６に示したように、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの受光素子５８Ａｂ〜５８Ｅｂにおいて得られる受光量（透過率）が変化する。そのため、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて得られる受光量（透過率）が変化し始めた時点Ｔ１、あるいは受光量（透過率）が変化し始めた後において受光量（透過率）が一定値になる時点Ｔ２などを基準として、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことを検出することができる。そして、複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことを個別に検出すれば、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が隣接するフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの間を通過する時間、すなわち空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の移動時間を検出することができる。また、３つ以上のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅを設けることにより、ある時点での空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の移動時間ばかりでなく、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の移動時間の経時的変化を測定することができる。
【００９９】
血液フィルタ２に血液を供給するのに必要な空間８２の確保においては、制御部１０（図１４参照）は、液供給ノズル３４を血液フィルタ２から取り外すとともに、電磁弁５１を開放し、減圧ポンプ５６を駆動させる。これにより、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示したように、血液フィルタ２の内部の生理食塩水は、廃液ノズル５０を介して吸引除去され、血液フィルタ２に空気８４が導入される。このとき、図２７（ａ）および図２７（ｂ）に示したように配管７６，７７の生理食塩水８３は、減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動させられ、これに伴い、配管７６の空気Ａｒも減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動する。
【０１００】
その一方で、流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａでは、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したか否かが検出される。上述のように、フォトセンサ５８Ａを空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が通過する際には、受光素子５８Ａｂにおける受光量が大きくなるため、フォトセンサ５８Ａでは空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことを検出することができる。そして、制御部１０（図１４参照）は、フォトセンサ５８Ａにおいて空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことが検出された場合には、電磁弁５１（図１８参照）を閉じ、生理食塩水８３および空気Ａｒの移動を停止させる。
【０１０１】
上述のように、配管７６に対する空気Ａｒの導入量は、配管７６への空気Ａｒの導入後において、導入された空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎが流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａにおいて検知される位置に達するまでの移動量（廃液量）が、血液フィルタ２に対する血液の供給量と一致または略一致するように設定される。すなわち、配管７６に対する空気の導入量（生理食塩水と空気の界面の位置）が予め規制されているため、空気Ａｒがフォトセンサ７６において検出される位置に到達した場合（図２０（ｂ）参照）には、血液フィルタ２において形成される空間８２は、その容積が血液フィルタ２に供給すべき血液の量に一致または略一致させられている（図１９（ｂ）参照）。
【０１０２】
このように血液検査装置１では、流量センサ５３において空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の位置を検出することにより、血液フィルタ２から生理食塩水の廃棄量を規制することとしている。そのため、従来の血液検査装置のように、血液供給ノズルに液面検知センサによって生理食塩水の廃棄量を規制する場合に比べて、血液検査装置１では生理食塩水の廃棄量の規制（界面出し）を短時間で行なうことができる。これにより、血液検査に要する時間を短縮化することが可能となる。
【０１０３】
本発明は、上述の実施の形態には限定されず、種々に設計変更可能である。たとえば、本発明は、血球を含む血液に限らず、粒子を含む液体全般、あるいは粒子を含まない一定以上の粘性を有する試料において、粘性や粒度分布などの特性を検査する場合にも適用することができる。より具体的には、木工用ボンドなどの接着剤のように、一定以上の粘性が必要な試料において所望の粘性が確保されているか否かを検査する場合、ゼリーなどの食品において所望とする食感に応じた粘性が確保されているか否かを検査する場合、粉体の粒度分布が所望範囲にあるか否かを検査するために粉体を溶媒中に分散させたものを試料として用いる場合にも適用することができる。
【０１０４】
また、流量センサとしては、直線管に代えて曲管を採用したもの、あるいはセンサ部として複数のフォトセンサに代えて導電式や誘電容量式を採用したものを使用することもできる。導電式のセンサ部は、たとえば個別電極と、接地電極との間が液体により液絡したか否かを電気的に検出することにより、空気と液体の界面（液体の有無あるいは空気の有無）を検出するものである。一方、誘電容量指揮のセンサ部は、たとえば個別電極と接地電極との間の静電容量の変化により、空気と液体の界面（液体の有無あるいは空気の有無）検出するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る血液検査装置の一例を示す配管図である。
【図２】図１に示した血液検査装置で用いる血液フィルタを説明するための全体斜視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２に示した血液フィルタの分解斜視図である。
【図５】図２に示した血液フィルタを底面側から見た分解斜視図である。
【図６】図２に示した血液フィルタにおける流路基板の全体斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図６に示した流路基板における連絡溝に沿った断面の要部の示す断面図であり、図７（ｂ）は図６示した流路基板における土手の直線部に沿った断面の要部を示す断面図である。
【図８】図６示した流路基板の要部を拡大して示した斜視図である。
【図９】図２に示した血液フィルタを説明するための要部を示す断面図である。
【図１０】図１に示した血液検査装置における流量センサを示す斜視図である。
【図１１】図１０に示した流量センサの動作を説明するための断面図である。
【図１２】図１０に示した流量センサの動作を説明するための要部を拡大して示した断面図である。
【図１３】図１０に示した流量センサの各フォトセンサにおいて得られる光学的情報の一例を示すグラフである。
【図１４】図１に示した血液検査装置のブロック図である。
【図１５】図１に示した血液検査装置における気液置換動作を説明するための配管図である。
【図１６】図１に示した血液検査装置における空気導入動作を説明するための配管図である。
【図１７】図１に示した血液検査装置の空気導入動作における三方弁周りの状態を説明するための一部破断図である。
【図１８】図１に示した血液検査装置における血液フィルタに空間を形成するための廃液動作を説明するための配管図である。
【図１９】図１に示した血液検査装置の血液フィルタに空間を形成するための廃液動作における血液フィルタ周りの断面図である。
【図２０】図１に示した血液検査装置の血液フィルタに空間を形成するための廃液動作における流量センサ周りの状態を説明するための断面図である。
【図２１】図１に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための配管図である。
【図２２】図１に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための血液フィルタ周りの断面図である。
【図２３】図１に示した血液検査装置における測定動作を説明するための配管図である。
【図２４】図１に示した血液検査装置における配管の洗浄動作を説明するための配管図である。
【図２５】本発明に係る血液検査方法における配管へ空気を導入する処理の他の例を説明するための図１２に相当する流量センサの断面図である。
【図２６】空気の導入動作での流量センサの各フォトセンサにおいて得られる光学的情報の一例を示すグラフである。
【図２７】血液フィルタに血液を供給するための空間を形成する処理の他の例を説明するための流量センサ周りの状態を示す図２０に相当する断面図である。
【図２８】従来の血液検査装置の一例を示す配管図である。
【図２９】図２８に示した血液検査装置における気液置換動作を説明するための配管図である。
【図３０】図３０（ａ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタに対する液排出動作を説明するための配管図であり、図３０（ｂ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタからの廃液出動作を説明するための血液フィルタ周りの断面図である。
【図３１】図３１（ａ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための配管図であり、図３１（ｂ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための血液フィルタ周りの断面図である。
【図３２】図３２（ａ）は図２８に示した血液検査装置における測定動作を説明するための配管図であり、図３２（ｂ）は測定動作における流路センサを説明するための正面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 血液検査装置（分析装置）
１０ 制御部（制御手段）
２ 血液フィルタ（抵抗体）
３３ 加圧ポンプ
５２ 三方弁（バルブ）
５３ 流量センサ
５５ 減圧ボトル
５６ 減圧ポンプ
５８Ａ〜５８Ｅ （流量センサの）フォトセンサ（検知エリア）
５９ （流量センサの）直線管（管状体）
７１〜７３ （供給用）配管
７４〜７７ （廃棄用）配管
８２ （血液供給用の）空間
８３ 生理食塩水（液体）
８５ 血液（試料）
Ａｒ 空気
Ｉｎ 界面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の流動特性を検査する技術に関する。本発明は、一例において、血液フィルタなどの抵抗体を用いて、血液の流動性や血液中の細胞の変形能や活性度などといった細胞の状態を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液の流動性や血液中の細胞の状態を検査する方法としては、血液フィルタを用いる方法がある（たとえば特許文献１，２）。血液フィルタは、微細な溝が形成された基板に他の基板を接合したものである。このような血液フィルタを用いる場合には、血液が溝を通過するときの速度を測定し、溝を通過する際の血液中の細胞の状態を観察することができる。
【０００３】
図２８には、血液フィルタを用いた血液検査装置の一例を配管図として示してある。血液検査装置９は、送液機構９１、廃液機構９２、血液供給機構９３および流量測定機構９４を備えている。
【０００４】
送液機構９１は、血液フィルタ９０に所定の液体を供給するためのものであり、液保持ボトル９１Ａ，９１Ｂおよび送液ノズル９１Ｃを有している。液保持ボトル９１Ａは測定用のための生理食塩水を保持したものであり、液保持ボトル９１Ｂは洗浄のための蒸留水を保持したものである。この送液機構９１では、送液ノズル９１Ｃを血液フィルタ９０に装着した状態で三方弁９１Ｄを適宜切り替えることにより、送液ノズル９１Ｃに生理食塩水が供給される状態と、送液ノズル９１Ｃに蒸留水が供給される状態とを選択することができる。
【０００５】
廃液機構９２は、血液フィルタ９０の液体を廃棄するためのものであり、廃液ノズル９２Ａ、減圧ボトル９２Ｂ、減圧ポンプ９２Ｃおよび廃液ボトル９２Ｄを有している。この廃液機構９２では、廃液ノズル９２Ａを血液フィルタ９０に装着した状態で減圧ポンプ９２Ｃを動作させることにより、配管９２Ｅを介して血液フィルタ９０の液体が減圧ボトル９２Ｂに廃棄される。減圧ボトル９２Ｂの液体は、減圧ポンプ９２Ｂによって、配管９２Ｆを介して廃液ボトル９２Ｄに廃棄される。
【０００６】
血液供給機構９３は、血液フィルタ９０から液体を吸い出して血液供給用の空間を形成するとともに、血液供給用の空間に血液を供給するためのものであり、サンプリングノズル９３Ａを有している。
【０００７】
流量測定機構９４は、血液フィルタ９０を移動する血液の速度を測定するのに必要な情報を得るためのものであり、Ｕ字管９４Ａおよび測定ノズル９４Ｂを有している。Ｕ字管９４Ａは、配管９４Ｃを介して血液フィルタ９０に接続されている。Ｕ字管９４Ａには液体が充填されている一方で、配管９４Ｃには空気が充填されている。血液フィルタ９０の血液は血液フィルタ９０と減圧ボトル９２Ｂとの水頭差によって移動させられる。
【０００８】
血液検査装置９では、次のようにして血液の移動時間が測定される。
【０００９】
まず、図２９に示したように、血液フィルタ９０の内部を生理食塩水により置換する。より具体的には、送液機構９１の送液ノズル９１Ｃを血液フィルタ９０に装着するとともに、液保持ボトル９１Ａの生理食塩水を送液ノズル９１Ｃに供給可能状態に三方弁９１Ｄを切り替えておく。その一方、廃液機構９２の廃液ノズル９２Ａを血液フィルタ９０に装着するとともに、減圧ポンプ９２Ｃを動作させる。これにより、液保持ボトル９１Ａの生理食塩水が送液ノズル９１Ｃを介して血液フィルタ９０に供給されるとともに、血液フィルタ９０の廃液が廃液ノズル９２Ａを介して廃液ボトル９２Ｄに廃棄される。
【００１０】
次いで、血液フィルタ９０から送液ノズル９１Ｃを取り外し、図３０（ａ）に示したように、血液供給機構９３のサンプリングノズル９３Ａによって血液フィルタ９０の生理食塩水の一部を吸い出して、図３０（ｂ）に示したように血液を供給するための空間９５を形成する。
【００１１】
さらに、図３１（ａ）に示したように、サンプリングノズル９３Ａによって採血管９６から血液を採取する一方で、図３１（ｂ）に示したように、採取した血液９７を血液フィルタ９０の空間９５に充填する。
【００１２】
次いで、図３２（ａ）に示したように、流量測定機構９４の測定ノズル９４Ｂを血液フィルタ９０に装着する。これにより、血液フィルタ９０と減圧ボトル９２Ｂとの間に生じる水頭差によって、血液フィルタ９０の血液が移動し、Ｕ字管９４Ａでの液面位置が変化する。血液検査装置９では、図３２（ｂ）に示したように、Ｕ字管９４Ａにおける液面位置の変化速度を複数のフォトセンサ９７によって検出し、その検出結果に基づいて、血液の移動時間を演算する。
【００１３】
しかしながら、Ｕ字管９４Ａと血液フィルタ９０との接続する方法では、Ｕ字管９４Ａにおける液面位置が変化するため、測定圧力（血液フィルタ９０の血液９７に作用する圧力）に変動が生じる。また、水頭差によって血液フィルタ９０において血液９７を移動させるためには、Ｕ字管９４Ａおよび血液フィルタ９０から減圧ボトル９２Ｂに至るまでの配管９２Ｅ，９４Ｃに液体が充填されている必要があるため、比較的な大きな配管長を必要とするために配管抵抗が大きくなる。しかも、送液ノズル９１Ｃおよび廃液ノズル９２Ａの他に、Ｕ字管９４Ａと血液フィルタ９０とを接続するための測定ノズル９４Ｂが必要となるため、測定に必要なノズル数が多くなる。そればかりか、ノズル数が多いために配管も複雑になり、またノズル９１Ｃ，９２Ａ，９３Ａ，９４Ｂの切り替えるためのバルブ数も多くなるなど部品点数が多く、このことが装置の小型化の妨げとなっている。また、部品点数が多くなると、バルブなどのように比較的に故障率の高い部品も多く含まれることとなるため、装置の故障率（性能）を示す指標であるである平均故障時間（ＭＴＢＦ）が短くなってしまう。
【００１４】
また、血液フィルタ９０に血液を供給する前にサンプリングノズル９３Ａを用いて血液フィルタ９０からの生理食塩水の吸い出す方法では、ノズル９１Ｃ，９２Ａ，９３Ａ，９４Ｂを頻繁に切り替えて使用する必要があるために測定時間が長くなってしまう。とくに、生理食塩水の吸い出し量を適切に制御するためには、血液フィルタ９０における液面を適切にモニタリングしつつ生理食塩水を吸い出す必要があり、生理食塩水の吸い出しに時間を多くの時間を費やしてしまう。
【００１５】
さらに、血液フィルタ９０に対する生理食塩水の充填には、廃液機構９２の減圧ポンプ９２Ｃを利用して行なわれている。しかしながら、血液フィルタ９０の下流側からのみの吸引では、血液フィルタ９０には気泡が混入しやすい。このような不具合を回避するためには、高い負圧によって比較的に長時間、血液フィルタ９０に生理食塩水を流通させる必要が生じる。この場合には、使用する生理食塩水の量が多くなって不経済であるばかりか、減圧ポンプの消費電力が大きくなり、ランニングコスト的に不利となる。
【００１６】
【特許文献１】特開平２−１３０４７１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、血液フィルタを用いた血液検査において、部品点数を少なくして装置の小型化を図るとともに、コストダウンおよび平均故障時間の長時間化を実現することを課題としている。
【００１８】
本発明の別の課題は、装置における配管の圧力変動および抵抗を小さくし、測定精度の向上、測定時間の短縮化、ならびにランニングコストの低減を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の側面においては、試料を通過させる抵抗体と、上記抵抗体での試料の移動時間を測定するための流量センサと、を備えた分析装置であって、上記流量センサは、上記抵抗体に供給された液体を廃棄するための廃液用の配管の途中に配置されていることを特徴とする、分析装置が提供される。
【００２０】
流量センサは、たとえば液体または気体が通過する管状体と、管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいる。管状体は、たとえば直線管として構成される。
【００２１】
好ましくは、直線管は、水平方向に延びるように配置され、複数の検知エリアは、水平方向に並んで配置される。
【００２２】
本発明の分析装置は、管状体を移動させる空気を導入するための空気導入手段をさらに備えたものとすることもできる。
【００２３】
本発明の分析装置は、抵抗体に供給された液体を移動させる動力を付与するための減圧ポンプと、管状体と減圧ポンプとの間に設けられた減圧ボトルと、をさらに備えたものとすることができる。この場合の空気導入手段は、たとえば減圧ボトルと、管状体が大気に連通する状態を選択可能とするバルブと、を含んでおり、かつ、バルブを切り替えて管状体を大気に連通させることにより、バルブと減圧ボトルとの間の流路に空気を導入するように構成される。空気導入手段は、減圧ボトルの負圧によって、流路に空気を導入するように構成することもできる。
【００２４】
本発明の分析装置は、たとえば抵抗体の内部を液体で充填した後に減圧ポンプによって液体を移動させて抵抗体に空気を導入することにより、抵抗体の内部に試料を充填する空間を確保するように構成された制御手段をさらに備えている。
【００２５】
制御手段は、たとえば流路の液体を空気に置換した後、上記バルブを切り替えて上記流路において液体を導入するとともに、上記流量センサにおいて上記液体と上記空気との界面が検知されたときに、上記流路における液体の移動を停止させるように構成される。この場合、流路に導入される液体の容量が、抵抗体における試料を充填するための空間の容量と一致または略一致させられる。
【００２６】
制御手段は、流路に導入された空気と液体との界面が流量センサにおいて検出されたときに、流路における空気の移動を停止させるように構成してもよい。この場合、流路に導入される空気の容量が、抵抗体における試料を充填するための空間の容量と一致または略一致させられる。
【００２７】
好ましくは、本発明の分析装置は、抵抗体の内部に液体を導入するための供給用の配管の途中に設けられた加圧ポンプをさらに備えたものとされる。
【００２８】
試料は、たとえば粒子を含むもの、典型的には血球を含む血液である。
【００２９】
抵抗体は、たとえば試料を移動させる複数の微細溝を有したものとされている。
【００３０】
本発明の第２の側面においては、試料を通過させる抵抗体の内部に液を充填する第１ステップと、上記抵抗体の内部の液の一部を廃棄し、上記抵抗体の内部に試料を充填する空間を確保する第２ステップと、上記空間に試料を供給する第３ステップと、上記抵抗体の内部において試料を移動させる第４ステップと、上記抵抗体の内部における試料の移動時間を、上記抵抗体に接続された廃液用配管の途中に設けられた流量センサを利用して測定する第５ステップと、を含むことを特徴とする、分析方法が提供される。
【００３１】
好ましくは、本発明の分析方法は、流量センサとして、管状体と、管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいるものを用い、かつ、第１ステップと第２ステップとの間において行なわれ、かつ管状体に空気を導入する第６ステップをさらに含んでいる。この場合、第５ステップは、たとえば管状体を移動する液体と空気との界面を上記各センサ部において捕捉したときに得られ情報に基づいて演算することにより行なわれる。
【００３２】
第１ステップは、たとえば減圧ポンプの動力を、減圧ボトルおよび上記廃液用の配管を介して上記抵抗体に作用させることにより行なわれる。この場合に第６ステップは、廃液用の配管の途中に設けられたバルブを切り替えることにより、抵抗体の上流側を大気開放することにより行なわれる。
【００３３】
第６ステップは、たとえば減圧ポンプを停止させた状態において、上記減圧ボトルの負圧を上記配管に作用させることにより行なわれる。第６ステップは、たとえばバルブと減圧ボトルとの間の流路を空気により置換することにより行なわれる。この場合、本発明の分析方法は、減圧ポンプの動力によってバルブの上流側から流路に液体を導入する第７ステップをさらに含んでいてもよい。第７ステップは、流量センサにおいて液体と空気との界面が検知されたときに、流路における液体の移動を停止させ、抵抗体の内部に目的とする容量の空間を確保するように行なわれる。
【００３４】
第７ステップは、バルブを介してバルブと減圧ボトルとの間の流路に導入された空気と液体との界面が流量センサにおいて検出されたときに、流路における空気の移動を停止させることにより行なってもよい。
【００３５】
好ましくは、第５ステップを行なう場合の減圧度は、第１ステップを行なう場合に比べて小さく設定される。
【００３６】
本発明の分析方法では、試料しては、たとえば粒子を含むもの、典型的には血球を含む血液が用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る血液検査装置および血液検査方法ついて、図面を参照して具体的に説明する。
【００３８】
図１に示した血液検査装置１は、血液フィルタ２を用いて、たとえば全血などの血液試料の流動性、赤血球の変形形態および白血球の活性度を測定するように構成されたものである。この血液検査装置１は、液供給機構３、サンプリング機構４、廃液機構５および撮像機６を備えている。
【００３９】
図２ないし図５に示したように、血液フィルタ２は、血液を移動させる流路を規定するものであり、ホルダ２０、流路基板２１、パッキン２２、透明カバー２３およびキャップ２４を有している。
【００４０】
ホルダ２０は、流路基板２１を保持するためのものであるとともに、流路基板２１への液体の供給、および流路基板２１からの液体の廃棄を可能とするものである。このホルダ２０は、一対の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂを、矩形筒部２６および大径円筒部２７の内部に設けたものである。一対の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂは、上部開口２５Ａａ，２５Ｂａおよび下部開口２５Ａｂ，２５Ｂｂを有する円筒状に形成されており、フィン２５Ｃを介して矩形筒部２６および大径円筒部２７に一体化されている。大径円筒部２７は、流路基板２１を固定する役割をも果すものであり、円柱状凹部２７Ａを有している。円柱状凹部２７Ａは、パッキン２２が嵌め込まれる部分であり、その内部には一対の円柱状凸部２７Ａａが形成されている。矩形筒部２６と大径円筒部２７との間には、フランジ２０Ａが設けられている。このフランジ２０Ａは、キャップ２４をホルダ２０に固定するのに利用するものであり、平面視略矩形状に形成されている。フランジ２０Ａのコーナ部２０Ｂには円柱状突起２０Ｃが設けられている。
【００４１】
図３および図６に示したように、流路基板２１は、血液を移動させるときに移動抵抗を与えるとともに、フィルタとして機能するものであり、ホルダ２０の大径円筒部２７（円柱状凹部２７Ａ）にパッキン２２を介して固定されている。図７ないし図９に示したように、流路基板２１は、たとえばシリコンにより全体として矩形板状に形成されており、その一面をフォトリソグラフィの手法を利用し、またエッチング処理を行なうことにより、土手部２８および複数の連絡溝２９を有するものとして形成されている。
【００４２】
土手部２８は、流路基板２１の長手方向の中央部において、蛇行状に形成されている。土手部２８は、流路基板２１の長手方向に延びる複数の直線部２８Ａを有しており、これらの直線部２８Ａによって導入用流路２８Ｂおよび廃棄用流路２８Ｃが規定されている。土手部２８の両サイドにはまた、図６および図７に示したようにホルダ２０の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂの下部開口２５Ａｂ，２５Ｂｂに対応する部分に、貫通孔２８Ｄ，２８Ｅが形成されている。貫通孔２８Ｄは、小径円筒部２５Ａからの液体を流路基板２１に導入するためのものであり、貫通孔２８Ｅは流路基板２１の液体を小径円筒部２５Ｂに排出するためのものである。
【００４３】
一方、図６ないし図９に示したように、複数の連絡溝２９は、土手部２８の直線部２８Ａにおいて、その幅方向に延びるように形成されている。すなわち、連絡溝２９は、導入用流路２８Ｂと廃棄用流路２８Ｃとの間を連通させている。各連絡溝２９は、血球や血小板などの細胞の変形能を観察する場合には、その幅寸法は細胞の径よりも小さく設定され、たとえば４〜６μｍとされる。また、隣接する連絡溝２９の間の間隔は、たとえば１５〜２０μｍとされる。
【００４４】
このような流路基板２１では、貫通孔２８Ｄを介して導入された液体は、導入用流路２８Ｂ、連絡溝２９、および廃棄用流路２８Ｃを順に移動し、貫通孔２８Ｅを介して流路基板２１から廃棄される。
【００４５】
図２ないし図６に示したように、パッキン２２は、ホルダ２０の大径円筒部２７に流路基板２１を密閉状態で収容するためのものである。このパッキン２２は、全体として円板状の形態を有しており、ホルダ２０の大径円筒部２７における円柱状凹部２７Ａに嵌め込まれている。パッキン２２には、一対の貫通孔２２Ａおよび矩形凹部２２Ｂが設けられている。一対の貫通孔２２Ａは、ホルダ２０における大径筒部２７の円柱状凸部２７Ａが嵌め込まれる部分である。一対の貫通孔２２Ａに円柱状凸部２７Ａａを嵌め込むことにより、パッキン２２は大径円筒部２７に位置決めされる。矩形凹部２２Ｂは、流路基板２１を収容するためのものであり、流路基板２１の外観形状に対応した形態とされている。ただし、矩形凹部２２Ｂの深さは、流路基板２１の最大厚みと同程度もしくはそれよりも若干小さくされている。矩形凹部２２Ｂには、一対の連通孔２２Ｃ，２２Ｄが設けられている。これらの連通孔２２Ｃ，２２Ｄは、ホルダ２０の小径円筒部２５Ａ，２５Ｂの下部開口２５Ａｂ，２５Ｂｂを流路基板２１の貫通孔２８Ｄ，２８Ｅと連通させるためのものである。
【００４６】
図３ないし図６に示したように、透明カバー２３は、流路基板２１に当接させて流路基板２１における導入用流路２８Ｂ、連通溝２９および廃棄用流路２８Ｃを閉断面構造とするためものである。この透明カバー２３は、たとえばガラスにより円板状に形成されている。透明カバー２３の厚みは、ホルダ２０の大径円筒部２７における円柱状凹部２７Ａの深さよりも小さくされているとともに、透明カバー２３とパッキン２２の最大厚みの合計は、円柱状凹部２７Ａの深さよりも大きくされている。
【００４７】
図２ないし図５に示したように、キャップ２４は、流路基板２１をパッキン２２および透明カバー２３とともに固定するためのものであり、円筒部２４Ａおよびフランジ２４Ｂを有している。円筒部２４Ａは、ホルダ２０の大径円筒部２７を外套するものであり、貫通孔２４Ｃを有している。貫通孔２４Ｃは、流路基板２１における血液の移動状態を確認するときに、その視認性を阻害しないようにするためものである。フランジ２４Ｂは、ホルダ２０のフランジ２０Ａに対応した形態を有しており、そのコーナ部２４Ｄに凹部２４Ｅが設けられている。この凹部２４Ｅは、ホルダ２０のフランジ２０Ａにおける円柱状突起２０Ｃを嵌合させるためのものである。
【００４８】
上述のように、透明カバー２３の厚みは、ホルダ２０の大径円筒部２７における円柱状凹部２７Ａの深さよりも小さくされているとともに、透明カバー２３とパッキン２２の最大厚みの合計は、円柱状凹部２７Ａの深さよりも大きくされている。一方、矩形凹部２２Ｂの深さは、流路基板２１の最大厚みと同程度もしくはそれよりも若干大きくされている。そのため、キャップ２４によって流路基板２１をパッキン２２および透明カバー２３とともに固定したときに、パッキン２２が圧縮させられて透明カバー２３が流路基板２１に適切に密着させられ、流路基板２１と透明カバー２３との間から液体が漏れ出すことを抑制することができる。
【００４９】
図１に示した液供給機構３は、血液フィルタ２に液体を供給するためのものであり、ボトル３０，３１、三方弁３２、加圧ポンプ３３、および液供給ノズル３４を有している。
【００５０】
ボトル３０，３１は、血液フィルタ２に供給すべき液体を保持したものである。ボトル３０は、血液の検査のために使用する生理食塩水を保持したものであり、配管７０を介して三方弁３２に接続されている。一方、ボトル３１は、配管の洗浄ために蒸留水を保持したものであり、配管７１を介して三方弁３２に接続されている。
【００５１】
三方弁３２は、液供給ノズル３４に供給すべき液体の種類を選択するためのものであり、配管７２を介して加圧ポンプ３３に接続されている。すなわち、三方弁３２を適宜切り替えることにより、ボトル３０から液体供給ノズル３４に生理食塩水が供給される状態、およびボトル３１から液体供給ノズル３４に蒸留水が供給される状態のいずれかを選択することができる。
【００５２】
加圧ポンプ３３は、ボトル３０，３１から液供給ノズル３４に液体を移動させるための動力を与えるためのものであり、配管７３を介して液供給ノズル３４に接続されている。加圧ポンプと３３としては、公知の種々のものを使用することができるが、装置を小型化する観点からは、チューブポンプを用いるのが好ましい。
【００５３】
液供給ノズル３４は、各ボトル３０，３１からの液体を血液フィルタ２に供給するためのものであり、血液フィルタ２における小径筒部２５Ａの上部開口２５Ａａ（図２および図３参照）に装着されるものである。この液供給ノズル３４は、上部開口２５Ａａ（図２および図３参照）に装着されるジョイント３５が設けられている一方で、他端部において配管７３を介して加圧ポンプ３３に接続されている。
【００５４】
サンプリング機構４は、血液フィルタ２に血液を供給するためのものであり、サンプリングポンプ４０、血液供給ノズル４１、および液面検知センサ４２を有している。
【００５５】
サンプリングポンプ４０は、血液を吸引・吐出するための動力を付与するためのものであり、たとえばシリンジポンプとして構成されている。
【００５６】
血液供給ノズル４１は、先端部にチップ４３を装着して使用するものであり、サンプリングポンプ４０によってチップ４３の内部に負圧を作用させることにより、採血管８１からチップ４３の内部に血液を吸引し、サンプリングポンプ４０によってチップ内部の血液を加圧することにより血液を吐出するように構成されている。
【００５７】
液面センサ４２は、チップ４３の内部に吸引された血液の液面を検知するためのものである。この液面センサ４２は、チップ４３の内部の圧力が所定値となったときにその旨の信号を出力し、目的量の血液が吸引されたことを検出するものである。
【００５８】
廃液機構５は、各種配管および血液フィルタ２の内部の液体を廃棄するためのものであり、廃液ノズル５０、電磁弁５１、三方弁５２、流量センサ５３、圧力センサ５４、減圧ボトル５５、減圧ポンプ５６、および廃液ボトル５７を有している。
【００５９】
廃液ノズル５０は、血液フィルタ２の内部の液体を吸引するためのものであり、血液フィルタ２における小径筒部２５Ｂの上部開口２５Ｂａ（図２および図３参照）に装着されるものである。この廃液ノズル５０は、先端部に血液フィルタ２の上部開口２５Ｂａに装着されるジョイント５０Ａが設けられている一方で、他端部が配管７４を介して電磁弁５１に接続されている。
【００６０】
電磁弁５１は、廃棄ノズル５０と三方弁５２との間の連通状態を選択し、廃棄ノズル５７からの廃液が三方バルブ５２に供給される状態と、供給されない状態とを選択するためのものである。この電磁弁５１は、配管７５を介して三方弁５２に接続されている。もちろん、電磁弁５１に代えて、電気弁などの他の種類のバルブを使用することもできる。
【００６１】
三方弁５２は、配管７６を介して流量センサ５３に接続させられているとともに、大気開放用の配管７Ａが接続されたものである。この三方弁５２では、減圧ボトル５５に液を廃棄しうる状態と、配管７Ａを介して配管７６に空気を導入する状態と、を選択することができる。
【００６２】
図１０および図１１に示したように、流量センサ５３は、空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎの位置を捕捉して血液の移動時間を測定するために利用されるものであり、複数（図面上は５つ）のフォトセンサ５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ，５８Ｅおよび直線管５９を有している。
【００６３】
複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅは、直線管５９における対応する領域を空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎが到達（通過）したか否かを検出するためのものであり、水平方向において、等間隔に並んで配置されている。各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅは、発光素子５８Ａａ，５８Ｂａ，５８Ｃａ，５８Ｄａ，５８Ｅａおよび受光素子５８Ａｂ，５８Ｂｂ，５８Ｃｂ，５８Ｄｂ，５８Ｅｂを有しており、それらの素子５８Ａａ〜５８Ｅａ，５８Ａｂ〜５８Ｅｂが互いに対面して配置された透過型センサとして構成されている。
【００６４】
もちろん、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅとしては、透過型に限らず、反射型のものを使用することもできる。
【００６５】
直線管５９は、検査時において、空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎが移動させられる部分であり、配管７６を介して三方弁５２に接続されている一方で、配管７７を介して減圧ボトル５５の内部に連通させられている（図１参照）。配管７６，７７における直線管５９の近傍の内径は、直線管５９と同一または略同一（たとえば直線管５９の内面積の−３％〜＋３％の内面積に相当する内径）に設定するのが好ましい。この直線管５９は、支持部５９Ａによって、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおける発光素子５８Ａａ〜５８Ｅａと受光素子５８Ａｂ〜５８Ｅｂとの間に位置するように、水平方向に延びるように配置されている。この直線管５９は、透光性を有する材料、たとえば透明ガラスあるいは透明樹脂により、一様断面を有する円筒状に形成されている。ここで、一様断面を有する円筒状とは、内径が一定または略一定（たとえば目的とする内面積に対して−３％〜＋３％の範囲の内面積に相当する内径）の円形断面を有することを意味している。直線管５９の内径は、空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎの移動時間を適切に測定できる範囲に設定すればよく、たとえば０．５ｍｍ〜３ｍｍとされる。空気Ａｒの移動する部分、たとえば直線管５９の内径を一様（一定または略一定）にし、あるいは直線管５９に加えて直線管５６に接続された配管７６，７７における直線管５９の近傍の内径を直線管５９と同一または略同一に設定すれば、空気Ａｒが直線管５９の前後を移動する場合であっても、空気Ａｒと配管の内面との間に接触面積の変化が生じることを抑制し、接触面積を一定または略一定に維持することができる。また、直線管５９は、内径の寸法公差を考慮した場合、透明ガラスにより形成するのが好ましい。そうすれば、界面Ｉｎの移動時間をより正確に測定することが可能となる。
【００６６】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示したように、空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎが直線管５９を移動する場合には、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅに対応する領域における空気Ａｒと生理食塩水８３の比率が徐々に変化するため、図１３に示したように、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの受光素子５８Ａｂ〜５８Ｅｂにおいて得られる受光量（透過率）が変化する。そのため、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて得られる受光量（透過率）が変化し始めた時点Ｔ１、あるいは受光量（透過率）が変化し始めた後において受光量（透過率）が一定値になる時点Ｔ２などを基準として、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいてでは空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎ（生理食塩水８３）が到達したことを検出することができる。そして、複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎ（生理食塩水８３）が到達したことを個別に検出すれば、隣接するフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの間を空気Ａｒと生理食塩水８３との間の界面Ｉｎ通過する時間、すなわち生理食塩水８３の移動時間を検出することができる。また、３つ以上のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅを設けることにより、ある時点での生理食塩水８３の移動時間ばかりでなく、生理食塩水８３の移動時間の経時的変化を測定することができる。なお、複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの設置間隔は、たとえば流体量を基準として１０〜３０μＬに相当する量に対応する距離からか選択される。
【００６７】
ここで、生理食塩水８３の移動時間は、血液が血液フィルタ２（図１ないし図３参照）における流路基板２１を移動するときの移動抵抗に依存する。そのため、流量センサ５３において生理食塩水８３の移動時間を検出することにより、血液の流動性などの情報を得ることができるようになる。
【００６８】
図１に示した圧力センサ５４は、配管７７を移動する液体の圧力をモニタリングするためのものであり、配管７７の途中に設けられている。圧力センサ５４での圧力のモニタリング結果は、後述する減圧ポンプ５６にフィードバックされ、配管７７を流れる液体、ひいては血液フィルタ２の内部の液体の圧力が略一定に維持される。血液フィルタ２の内部の液体の圧力は、圧力センサ５４を設ける代わりに、減圧ボトル５５の圧量をモニタリングすることにより略一定に維持することもできる。
【００６９】
減圧ボトル５５は、廃液を一時的に保持するためのものであるとともに、減圧空間を規定するためのものである。この廃液ボトル５７は、配管７８を介して減圧ポンプ５６に接続されている。
【００７０】
減圧ポンプ５６は、血液フィルタ２の内部の液体を吸引するため、あるいは空気Ａｒ（図１１参照）を配管７６に導入するために、減圧ボトル５５の内部を減圧するものである。この減圧ポンプ５６は、配管７９を介して廃液ボトル５７に接続されており、減圧ボトル５５の廃液を廃液ボトル５７に送液する役割をも有している。減圧ポンプと５６としては、公知の種々のものを使用することができるが、装置を小型化する観点からは、チューブポンプを用いるのが好ましい。
【００７１】
廃液ボトル５７は、血液を検査したときの血液フィルタ２や配管７４〜７７の内部の廃液、あるいは配管７２〜７７を洗浄したときの廃液を保持するためのものである。
【００７２】
撮像機６は、流路基板２１における血液の移動状態を撮像するためものである。この撮像機６は、たとえばＣＣＤカメラにより構成されており、流路基板２１の正面に位置するように配置されている。撮像機６における撮像結果は、たとえばモニタ６０に出力され、血液の移動状態をリアルタイムで、あるいは録画画像として確認することができる。
【００７３】
血液検査装置１は、図１に示した各要素の他に、図１４に示したように制御部１０および演算部１１をさらに備えている。
【００７４】
制御部１０は、各要素の動作を制御するためものである。この制御部１０は、たとえば三方弁３２，５２の切替制御、電磁弁５１の開閉制御、各ポンプ３３，４０，５６の駆動制御、各ノズル３４，４１，５０の駆動制御、撮像機６やモニタ６０の動作制御を行なうものである。
【００７５】
演算部１１は、各要素を動作させるのに必要な演算、たとえば液面検知センサ４２や圧力センサ５４でのモニタリング結果に基づいて各ポンプ３３，４０，５６の制御量を演算し、流量センサ５３でのモニタリング結果に基づいて電磁弁５１の開閉制御や三方弁５２の切替制御に必要な演算などを行うものである。演算部１１はさらに、流量センサ５３でのモニタリング結果に基づいて、血液フィルタ２における血液の移動時間（流動性）を演算するものでもある。
【００７６】
次に、血液検査装置１における動作について説明する。
【００７７】
まず、図１５に示したように、血液フィルタ２を所定位置にセットした上で、測定を開始する旨の合図を行なう。この合図は、たとえば血液検査装置１に設けられたボタンをユーザが操作することにより、あるいは血液フィルタ２をセットすることにより自動的に行なわれる。制御部１０（図１４参照）は、測定開始の合図があったと認識した場合には、血液フィルタ２の内部の気液置換動作を行なう。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、まず、液供給機構３の液供給ノズル３４を血液フィルタ２における小径筒部２５Ａの上部開口２５Ａａに装着するとともに、廃液機構５の廃液ノズル５０を血液フィルタ２における小径筒部２５Ｂの上部開口２５Ｂａに装着する。その一方、制御部１０（図１４参照）は、三方弁３２切り替えてボトル３０が液供給ノズル３４に連通した状態とするとともに、三方弁５２を切り替え、電磁弁５１を開けることにより廃液ノズル５０が減圧ボトル５５に連通した状態とする。すなわち、ボトル３０と減圧ボトル５５との間が血液フィルタ２の内部を介して連通する。この状態において、制御部１０（図１４参照）は、液供給機構３の加圧ポンプ３３および廃液機構５の減圧ポンプ５６を駆動する。ここで、加圧ポンプ３３の加圧力は、たとえば１〜１５０ｋＰａとされ、減圧ポンプ５６の減圧力は、０〜−５０ｋＰａとされる。
【００７８】
このようにして加圧ポンプ３３および減圧ポンプ５６を駆動させた場合には、液ボトル３０の生理食塩水は、配管７１〜７３を介して液供給ノズル３４に供給されるとともに、血液フィルタ２の内部を通過した後、廃液ノズル５０、配管７４〜７７を介して減圧ボトル５５に廃棄される。減圧ボトル５５に廃棄された生理食塩水は、減圧ポンプ５６の動力により、配管７８，７９を介して廃液ボトル５７に廃棄される。これにより、血液フィルタ２の内部の気体は生理食塩水により排出され、血液フィルタ２の内部は生理食塩水により置換される。
【００７９】
血液検査装置１では、血液フィルタ２に対する気液置換を、血液フィルタ２の上流側に配置された加圧ポンプ３３、および血液フィルタ２の下流側に配置された減圧ポンプ５６を用いて行なわれている。そのため、血液フィルタ２の下流側に配置された減圧ポンプ５６を用いる場合に比べて、血液フィルタ２の内部に気泡が残存する可能性が著しく軽減され、血液フィルタ２の内部の気体を排出するのに必要な時間も軽減される。これにより、血液検査に必要な時間を短縮することが可能となる。また、血液検査装置１では、減圧ポンプ５６に加えて加圧ポンプ３３を併用しているものの、気液置換に必要なポンプ動力を小さくし、置換時間を短くすることができるため、ランニングコストを却って小さくすることができる。
【００８０】
次に、血液検査装置１では、図１６に示したように、配管７６の内部へ空気の導入するための処理を行なう。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、電磁弁５１を閉じるとともに減圧ポンプ５６の動作を停止させ、図１７（ａ）から図１７（ｂ）に示した状態に三方弁５２を切り替えて配管７６が配管７Ａを介して大気に連通した状態とする。その一方で、制御部１０（図１４参照）は、減圧ポンプ５６を駆動させる。これにより、配管７Ａおよび配管７６が減圧されるため、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）に示したように配管７Ａを介して配管７６に空気Ａｒが導入される。このような配管７６への空気Ａｒの導入は、配管７６の内部が空気Ａｒによって完全に置換されるまで行なわれる。このような空気Ａｒによる置換は、予め定められた時間だけ配管８６を大気開放した後に三方弁５２を切り替えることにより、あるいは配管７６の内部の圧力を圧力センサ５４によってモニタリングし、配管７６の内部の圧力が所定値になったときに三方弁５２を切り替えることにより行なわれる。もちろん、配管７６への空気Ａｒの導入は、減圧ポンプ５６を駆動することなく、減圧ボトル５５（図１６参照）の残圧により行なってもよい。
【００８１】
次いで、図１８に示したように、血液検査装置１では、血液フィルタ２から生理食塩水を一定量廃棄し、血液フィルタ２に血液を供給するのに必要な空間８２を確保する。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、液供給ノズル３４を血液フィルタ２から取り外した状態において電磁弁５１を開放する。このとき、減圧ボトル５５（図１６参照）は、先に行なった配管７６の空気置換により減圧された状態となっている。そのため、電磁弁５１を開放することにより、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示したように、血液フィルタ２の内部の生理食塩水は、廃液ノズル５０を介して吸引除去され、血液フィルタ２に空気８４が導入される。このとき、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示したように配管７６，７７の生理食塩水８３は、減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動させられ、これに伴い、配管７６の空気Ａｒも減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動する。
【００８２】
その一方で、流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａでは、生理食塩水８３と空気Ａｒとの界面Ｉｎが到達したか否かが検出される。上述のように、フォトセンサ５８Ａを界面Ｉｎが通過する際には、受光素子５８Ａｂにおける受光量が小さくなるため、フォトセンサ５８Ａでは界面Ｉｎが到達したことを検出することができる。そして、制御部１０（図１４参照）は、フォトセンサ５８Ａにおいて界面Ｉｎが到達したことが検出された場合には、電磁弁５１（図１８参照）を閉じ、生理食塩水８３および界面Ｉｎの移動を停止させる。
【００８３】
ここで、界面Ｉｎがフォトセンサ５８Ａによって検出されるまでの配管７６への生理食塩水８３の導入量（血液フィルタ２からの生理食塩水の廃棄量）は、血液フィルタ２に供給すべき血液の量と一致または略一致させられている。すなわち、配管７６におけるフォトセンサ５８Ａよりも上流側の容量は、血液フィルタ２に供給すべき血液の量にしたがって設定されている。そのため、界面Ｉｎがフォトセンサ５８Ａによって検出されたときに電磁弁５１（図１８参照）を閉じることにより、血液フィルタ２において、供給すべき血液の量に合致した容量の空間８２を確保することができる。ここで、空間８２の容量は、たとえば血液検査において使用される血液量（たとえば５０〜２００μＬ）の１．２〜３．０倍（たとえば１００〜２５０μＬ）とされる。
【００８４】
このように血液検査装置１では、流量センサ５３において界面Ｉｎの位置を検出することにより、血液フィルタ２からの生理食塩水の廃棄量を規制することとしている。そのため、従来の血液検査装置のように、血液供給ノズルに液面検知センサによって生理食塩水の廃棄量を規制する場合に比べて、血液検査装置１では生理食塩水の廃棄量の規制（界面出し）を短時間で行なうことができる。これにより、血液検査に要する時間を短縮化することが可能となる。
【００８５】
次いで、図２１に示したように、制御部１０（図１４参照）は、血液フィルタ２に設けられた空間８２に血液８５を供給させる。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、サンプリングポンプ４０の動力を利用して、採血管８１から血液供給ノズル４１に装着したチップ４３の内部に血液を吸引した後、図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示したようにチップ４３の血液８５を血液フィルタ２の空間８２に吐出させる。血液フィルタ２に対する血液８５の吐出量は、空間８２の容積に対応した量とされ、その吐出量の制御は、液面検知センサ４２（図２１参照）においてチップ４３の内部の血液の液面を検知することにより行なわれる。
【００８６】
次いで、血液検査装置１では、図２３に示したように、血液フィルタ２の空間８２に供給された血液８５の検査を行なう。より具体的には、制御部１０（図１４参照）は、減圧ポンプ５６の動力を利用して、廃液ノズル５０を介して血液フィルタ２の生理食塩水８３を廃棄する。このとき、血液フィルタ２においては、生理食塩水８３とともに血液８５が移動させられる。
【００８７】
より具体的には、血液フィルタ２においては、血液８５は、流路基板２１と透明カバー２３との間に形成された流路（図６ないし図９参照）を通過した後に小径筒部２５Ｂに移動させられる。流路基板２１においては、血液８５は、図６ないし図９を参照して説明したように、貫通孔２８Ｄを介して導入用流路２８Ｂに導入された後に、連絡溝２９および廃棄用流路２８Ｃを順に移動し、貫通孔２８Ｅを介して廃棄される。ここで、連絡溝２９の幅寸法を血液８５中の血球や血小板などの細胞の径よりも小さく設定した場合には、細胞は変形しつつ連絡溝２９を移動し、あるいは連絡溝２９において目詰まりを起こす。このような細胞の状態は、撮像機６において撮影される。撮像機６における撮像結果は、リアルタイムでモニタ６０に表示してもよいし、録画後にモニタ６０において表示してもよい。
【００８８】
その一方で、図１１に示したように、流量センサ５３においては、直線管５９を移動する界面Ｉｎが検出される。そして、演算部１１（図１４参照）では、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅから得られる情報に基づいて、界面Ｉｎが通過したか否かが判断されるとともに、界面Ｉｎの移動時間が演算される。界面Ｉｎの移動時間は、血液フィルタ２における血液８５の移動時間、すなわち血液８５の流動性（抵抗）に相関するものであるから、界面Ｉｎの移動時間によって血液８５の状態を把握することができる。
【００８９】
ここで、流量センサ５３は、直線管５９が水平に配置された構成であるため、Ｕ字管を用いた流量センサのように、血液検査時において流量センサでの水頭差が変化することもない。そのため、血液検査装置１では、血液検査時における水頭差変化に起因する測定誤差を抑制し、測定精度を向上させることが可能となる。
【００９０】
図２４に示したように、血液の検査が終了した場合には、ユーザの選択により、廃液機構５の配管７４〜７７の洗浄を行なう。このような洗浄処理は、血液フィルタ２をセットする位置に洗浄用のタミーチップ２′をセットした上で、ユーザが洗浄モードを選択することにより行なわれる。ここで、ダミーチップ２′は、外観形状において血液フィルタ２と同様なものであるとともに、その内部に連通孔２０′が設けられたものである。連通孔２０′は、血液フィルタ２における小径筒部２５Ａ，２５Ｂの上部開口２５Ａａ，２５Ｂａ（図２および図３参照）に対応する部分に設けられた開口２１′，２２′を有するものである。
【００９１】
血液検査装置１においては、洗浄モードが選択された場合には、制御部１０（図１４参照）は、まず、液供給機構３の液供給ノズル３４をダミーチップ２′における連通孔２０′の開口２１′に装着するとともに、廃液機構５の廃液ノズル５０をダミーチップ２′における連通孔２０′の開口２２′に装着する。その一方、制御部１０（図１４参照）は、三方弁３２切り替えてボトル３１が液供給ノズル３４に連通した状態とするとともに、三方弁５２を切り替え、電磁弁５１を開けることにより廃液ノズル５０が減圧ボトル５５に連通した状態とする。すなわち、ボトル３１と減圧ボトル５５との間がダミーチップ２′の連通孔２０′を介して連通する。この状態において、制御部１０（図１４参照）は、液供給機構３の加圧ポンプ３３および廃液機構５の減圧ポンプ５６を駆動する。ここで、加圧ポンプ３３の加圧力は、たとえば１〜１５０ｋＰａとされ、減圧ポンプ５６の減圧力は、０〜−５０ｋＰａとされる。
【００９２】
このようにして加圧ポンプ３３および減圧ポンプ５６を駆動させた場合には、液ボトル３１の蒸留水は、配管７０，７２，７３を介して液供給ノズル３４に供給されるとともに、ダミーチップ２′の連通孔２０′を通過した後、廃液ノズル５０、配管７４〜７７を介して減圧ボトル５５に廃棄される。減圧ボトル５５に廃棄された蒸留水は、減圧ポンプ５６の動力により、配管７８，７９を介して廃液ボトル５７に廃棄される。これにより、廃液機構５における配管７４〜７７は蒸留水により洗浄される。
【００９３】
血液検査装置１では、血液フィルタ２よりも下流に設けられた流量センサ５３からの情報に基づいて、血液の状態を把握するようにしている。そのため、従来の血液検査装置のように、流量センサ５３と血液フィルタ２との間を繋ぐ配管およびノズルを、廃液機構５の配管７４〜７９や廃液ノズル５０とは別に設ける必要はない。その結果、血液検査装置１は、装置構成が簡略化され、コスト的に有利に製造できるとともに装置の小型化が可能となる。そればかりか、駆動制御すべきノズルやバルブの数が少なくなることにより、平均故障時間（ＭＴＢＦ）を長くすることができる。また、流量センサ５３を廃液機構５の配管の途中に設けているため、流量センサ５３のための配管を廃液機構５の配管７４〜７９とは別に設ける必要もなく、血液検査に必要な配管長を短くすることができる。そのため、血液検査時における流体抵抗を小さくすることができるため、血液検査時において減圧ポンプ５６に必要とされる動力を小さく設定することが可能となる。これにより、ランニングコストを低減することができる。
【００９４】
次に、配管への空気を導入するための処理および血液フィルタに血液を供給するための空間を確保するための処理の他の例を、先に参照した図面に加えて、必要に応じて図２５ないし図２７を参照して説明する。
【００９５】
図１６に示したように、配管７６への空気Ａｒの導入においては、まず制御部１０（図１４参照）は、電磁弁５１を閉じるとともに減圧ポンプ５６の動作を停止させ、図１７（ａ）から図１７（ｂ）に示した状態に三方弁５２を切り替えて配管７６が配管７Ａを介して大気に連通した状態とする。その一方で、制御部１０（図１４参照）は、減圧ポンプ５６を駆動させる。これにより、配管７Ａおよび配管７６が減圧されるため、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）に示したように配管７Ａを介して配管７６に空気Ａｒが導入される。このような配管７６への空気Ａｒの導入は、目的量の空気Ａｒが配管７６に導入されるまで行なわれる。配管７６への空気の導入の停止は、図１６に示したように、圧力センサ５４において配管７７の圧力をモニタリングしつつ、圧力センサ５４において検出される圧力が所定値となったときに、三方弁５２を電磁弁５１側に切り替えることにより行なわれる。このとき、電磁弁５１は閉じられているので、配管７６に導入された空気Ａｒ（図１７（ｃ）参照）の移動は速やかに停止させられる。
【００９６】
ここで、配管７６に対する空気の導入量は、配管７６への空気の導入後において、導入された空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎが流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａにおいて検知される位置に達するまでの移動量（廃液量）が、血液フィルタ２に対する血液の供給量と一致または略一致するように設定される（図１９（ｂ）および図２０（ｂ）参照）。すなわち、先に説明した例とは異なり、配管７６は完全には空気Ａｒによって置換されず、配管７６の内部に空気溜りが存在した状態となっている。
【００９７】
上述した実施の形態では、配管７６に対して空気Ａｒを導入する場合に、圧力センサ５４において配管７７の圧力をモニタリングし、空気Ａｒの導入量を規制していたが、流量センサ５３において空気Ａｒの位置をモニタリングし、その結果に基づいて、空気Ａｒの導入量を規制してもよく、また配管７６の圧力をモニタリングして空気Ａｒの導入量を規制してもよい。
【００９８】
図２５（ａ）および図２５（ｂ）に示したように、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が直線管５９を移動する場合には、各フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅに対応する領域における生理食塩水８３と空気Ａｒの比率が徐々に変化するため、図２６に示したように、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの受光素子５８Ａｂ〜５８Ｅｂにおいて得られる受光量（透過率）が変化する。そのため、フォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて得られる受光量（透過率）が変化し始めた時点Ｔ１、あるいは受光量（透過率）が変化し始めた後において受光量（透過率）が一定値になる時点Ｔ２などを基準として、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことを検出することができる。そして、複数のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅにおいて空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことを個別に検出すれば、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が隣接するフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅの間を通過する時間、すなわち空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の移動時間を検出することができる。また、３つ以上のフォトセンサ５８Ａ〜５８Ｅを設けることにより、ある時点での空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の移動時間ばかりでなく、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の移動時間の経時的変化を測定することができる。
【００９９】
血液フィルタ２に血液を供給するのに必要な空間８２の確保においては、制御部１０（図１４参照）は、液供給ノズル３４を血液フィルタ２から取り外すとともに、電磁弁５１を開放し、減圧ポンプ５６を駆動させる。これにより、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示したように、血液フィルタ２の内部の生理食塩水は、廃液ノズル５０を介して吸引除去され、血液フィルタ２に空気８４が導入される。このとき、図２７（ａ）および図２７（ｂ）に示したように配管７６，７７の生理食塩水８３は、減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動させられ、これに伴い、配管７６の空気Ａｒも減圧ボトル５５（図１８参照）に向けて移動する。
【０１００】
その一方で、流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａでは、空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したか否かが検出される。上述のように、フォトセンサ５８Ａを空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が通過する際には、受光素子５８Ａｂにおける受光量が大きくなるため、フォトセンサ５８Ａでは空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことを検出することができる。そして、制御部１０（図１４参照）は、フォトセンサ５８Ａにおいて空気Ａｒ（界面Ｉｎ）が到達したことが検出された場合には、電磁弁５１（図１８参照）を閉じ、生理食塩水８３および空気Ａｒの移動を停止させる。
【０１０１】
上述のように、配管７６に対する空気Ａｒの導入量は、配管７６への空気Ａｒの導入後において、導入された空気Ａｒと生理食塩水８３との界面Ｉｎが流量センサ５３のフォトセンサ５８Ａにおいて検知される位置に達するまでの移動量（廃液量）が、血液フィルタ２に対する血液の供給量と一致または略一致するように設定される。すなわち、配管７６に対する空気の導入量（生理食塩水と空気の界面の位置）が予め規制されているため、空気Ａｒがフォトセンサ７６において検出される位置に到達した場合（図２０（ｂ）参照）には、血液フィルタ２において形成される空間８２は、その容積が血液フィルタ２に供給すべき血液の量に一致または略一致させられている（図１９（ｂ）参照）。
【０１０２】
このように血液検査装置１では、流量センサ５３において空気Ａｒ（界面Ｉｎ）の位置を検出することにより、血液フィルタ２から生理食塩水の廃棄量を規制することとしている。そのため、従来の血液検査装置のように、血液供給ノズルに液面検知センサによって生理食塩水の廃棄量を規制する場合に比べて、血液検査装置１では生理食塩水の廃棄量の規制（界面出し）を短時間で行なうことができる。これにより、血液検査に要する時間を短縮化することが可能となる。
【０１０３】
本発明は、上述の実施の形態には限定されず、種々に設計変更可能である。たとえば、本発明は、血球を含む血液に限らず、粒子を含む液体全般、あるいは粒子を含まない一定以上の粘性を有する試料において、粘性や粒度分布などの特性を検査する場合にも適用することができる。より具体的には、木工用ボンドなどの接着剤のように、一定以上の粘性が必要な試料において所望の粘性が確保されているか否かを検査する場合、ゼリーなどの食品において所望とする食感に応じた粘性が確保されているか否かを検査する場合、粉体の粒度分布が所望範囲にあるか否かを検査するために粉体を溶媒中に分散させたものを試料として用いる場合にも適用することができる。
【０１０４】
また、流量センサとしては、直線管に代えて曲管を採用したもの、あるいはセンサ部として複数のフォトセンサに代えて導電式や誘電容量式を採用したものを使用することもできる。導電式のセンサ部は、たとえば個別電極と、接地電極との間が液体により液絡したか否かを電気的に検出することにより、空気と液体の界面（液体の有無あるいは空気の有無）を検出するものである。一方、誘電容量指揮のセンサ部は、たとえば個別電極と接地電極との間の静電容量の変化により、空気と液体の界面（液体の有無あるいは空気の有無）検出するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る血液検査装置の一例を示す配管図である。
【図２】図１に示した血液検査装置で用いる血液フィルタを説明するための全体斜視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２に示した血液フィルタの分解斜視図である。
【図５】図２に示した血液フィルタを底面側から見た分解斜視図である。
【図６】図２に示した血液フィルタにおける流路基板の全体斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図６に示した流路基板における連絡溝に沿った断面の要部の示す断面図であり、図７（ｂ）は図６示した流路基板における土手の直線部に沿った断面の要部を示す断面図である。
【図８】図６示した流路基板の要部を拡大して示した斜視図である。
【図９】図２に示した血液フィルタを説明するための要部を示す断面図である。
【図１０】図１に示した血液検査装置における流量センサを示す斜視図である。
【図１１】図１０に示した流量センサの動作を説明するための断面図である。
【図１２】図１０に示した流量センサの動作を説明するための要部を拡大して示した断面図である。
【図１３】図１０に示した流量センサの各フォトセンサにおいて得られる光学的情報の一例を示すグラフである。
【図１４】図１に示した血液検査装置のブロック図である。
【図１５】図１に示した血液検査装置における気液置換動作を説明するための配管図である。
【図１６】図１に示した血液検査装置における空気導入動作を説明するための配管図である。
【図１７】図１に示した血液検査装置の空気導入動作における三方弁周りの状態を説明するための一部破断図である。
【図１８】図１に示した血液検査装置における血液フィルタに空間を形成するための廃液動作を説明するための配管図である。
【図１９】図１に示した血液検査装置の血液フィルタに空間を形成するための廃液動作における血液フィルタ周りの断面図である。
【図２０】図１に示した血液検査装置の血液フィルタに空間を形成するための廃液動作における流量センサ周りの状態を説明するための断面図である。
【図２１】図１に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための配管図である。
【図２２】図１に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための血液フィルタ周りの断面図である。
【図２３】図１に示した血液検査装置における測定動作を説明するための配管図である。
【図２４】図１に示した血液検査装置における配管の洗浄動作を説明するための配管図である。
【図２５】本発明に係る血液検査方法における配管へ空気を導入する処理の他の例を説明するための図１２に相当する流量センサの断面図である。
【図２６】空気の導入動作での流量センサの各フォトセンサにおいて得られる光学的情報の一例を示すグラフである。
【図２７】血液フィルタに血液を供給するための空間を形成する処理の他の例を説明するための流量センサ周りの状態を示す図２０に相当する断面図である。
【図２８】従来の血液検査装置の一例を示す配管図である。
【図２９】図２８に示した血液検査装置における気液置換動作を説明するための配管図である。
【図３０】図３０（ａ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタに対する液排出動作を説明するための配管図であり、図３０（ｂ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタからの廃液出動作を説明するための血液フィルタ周りの断面図である。
【図３１】図３１（ａ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための配管図であり、図３１（ｂ）は図２８に示した血液検査装置における血液フィルタに対する血液供給動作を説明するための血液フィルタ周りの断面図である。
【図３２】図３２（ａ）は図２８に示した血液検査装置における測定動作を説明するための配管図であり、図３２（ｂ）は測定動作における流路センサを説明するための正面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 血液検査装置（分析装置）
１０ 制御部（制御手段）
２ 血液フィルタ（抵抗体）
３３ 加圧ポンプ
５２ 三方弁（バルブ）
５３ 流量センサ
５５ 減圧ボトル
５６ 減圧ポンプ
５８Ａ〜５８Ｅ （流量センサの）フォトセンサ（検知エリア）
５９ （流量センサの）直線管（管状体）
７１〜７３ （供給用）配管
７４〜７７ （廃棄用）配管
８２ （血液供給用の）空間
８３ 生理食塩水（液体）
８５ 血液（試料）
Ａｒ 空気
Ｉｎ 界面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を通過させる抵抗体と、上記抵抗体での試料の移動時間を測定するための流量センサと、を備えた分析装置であって、
上記流量センサは、上記抵抗体に供給された液体を廃棄するための廃液用の配管の途中に配置されていることを特徴とする、分析装置。
【請求項２】
上記流量センサは、液体または気体が通過する管状体と、上記管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいる、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
上記管状体は直線管である、請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
試料を通過させる抵抗体の内部に液を充填する第１ステップと、
上記抵抗体の内部の液の一部を廃棄し、上記抵抗体の内部に試料を充填する空間を確保する第２ステップと、
上記空間に試料を供給する第３ステップと、
上記抵抗体の内部において試料を移動させる第４ステップと、
上記抵抗体の内部における試料の移動時間を、上記抵抗体に接続された廃液用配管の途中に設けられた流量センサを利用して測定する第５ステップと、
を含むことを特徴とする、分析方法。
【請求項５】
上記流量センサとして、管状体と、上記管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいるものを用い、かつ、
上記第１ステップと上記第２ステップとの間において行なわれ、かつ上記管状体に空気を導入する第６ステップをさらに含んでいる、請求項４に記載の分析方法。
【請求項１】
試料を通過させる抵抗体と、上記抵抗体での試料の移動時間を測定するための流量センサと、を備えた分析装置であって、
上記流量センサは、上記抵抗体に供給された液体を廃棄するための廃液用の配管の途中に配置されていることを特徴とする、分析装置。
【請求項２】
上記流量センサは、液体または気体が通過する管状体と、上記管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいる、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
上記管状体は直線管である、請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
試料を通過させる抵抗体の内部に液を充填する第１ステップと、
上記抵抗体の内部の液の一部を廃棄し、上記抵抗体の内部に試料を充填する空間を確保する第２ステップと、
上記空間に試料を供給する第３ステップと、
上記抵抗体の内部において試料を移動させる第４ステップと、
上記抵抗体の内部における試料の移動時間を、上記抵抗体に接続された廃液用配管の途中に設けられた流量センサを利用して測定する第５ステップと、
を含むことを特徴とする、分析方法。
【請求項５】
上記流量センサとして、管状体と、上記管状体を移動する液体と空気との界面を検出するための複数の検知エリアを有するセンサ部と、を含んでいるものを用い、かつ、
上記第１ステップと上記第２ステップとの間において行なわれ、かつ上記管状体に空気を導入する第６ステップをさらに含んでいる、請求項４に記載の分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１０−７１７１０（Ｐ２０１０−７１７１０Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３７４８９（Ｐ２００８−２３７４８９）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【出願人】（３０２０３６５６３）株式会社エムシー研究所 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【出願人】（３０２０３６５６３）株式会社エムシー研究所 (7)
【Ｆターム（参考）】
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