説明

小型分析装置及びその駆動方法

【課題】従来技術による検出部は、多数の微小部品で複雑に構成され非常に高価であった。試薬も1種類しか使用できず、センサを正確に校正できない。分離可能な構成においては、検出部から液体ハンドリング部に血液等の試料が流入すると流路が詰まる恐れがある。また、露出すると試薬が乾燥して流路が詰まる恐れがある。
【解決手段】電気的な制御及びデータ処理部1と、検出部2と、液体ハンドリング部3とで構成され、検出部2が他の部位と脱着可能な接続部14,15,16を介して分離され、その接続部は電気的な接続と流体の接続を含み、測定試料は空気又は試薬を介して間接的に移動される小型分析装置である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生化学分析、免疫分析、DNA検査等の医療上の検査や一般の理化学分析に関わる分析装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年のエレクトロニクスやセンサ技術の進展は目覚ましく、それらを分析装置に取り入れることにより、分析装置を非常に小型に製作することができる。例えば、臨床検査機器の分野でも、POC(Point of Care)と称される語句が浸透しつつある。つまり、種々の検査システムが設置された中央検査室で行われる検査以外にも、病室や手術室等のベッドサイドや医院、救急車両のようなドクターカー等の医療の現場でタイムリーな検査を行うというものであり、そのためには非常に小型の分析装置が必要となっている。
【0003】
このような分析装置としては、例えば、特許文献1に "DISPOSABLE SENSING DEVICE FOR REAL TIME FLUID ANALYSIS" として、開示されるような、複数のセンサアレイを有する使い捨てタイプの検出部と電気的な読み取り部分からなる分析装置が提案されている。
【0004】
これは、使い捨て可能な検出部内にセンサアレイと試薬を装備し、測定操作を検出部内で全て行うため、小型で簡便な測定が出来るようになっている。また、液体のハンドリングも、この検出部内で全て行い、測定後に検出部を廃棄するため、血液等の試料による流路の目詰まり等の問題を生じることもない。
【特許文献1】USP5,096,669号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、前述した従来技術による検出部は、センサアレイと試薬を装備し、測定操作をこの検出部内で全て行うのでは構成が複雑になり、且つ多数の微小部品で構成されているため、検出部が非常に高価なものになるという欠点がある。
【0006】
また、試薬においても、1種類しか使用できないため、センサを正確に校正できないという欠点がある。さらに、検出部を安価なものにするには構造を単純化し、センサアレイと流路及び廃液リザーバ程度に限定できれば良いが、試薬の供給や試料のハンドリングに対応する必要が出てくる。また、検出部に一体的に試薬を保持する場合には、検出部のサイズや液体のハンドリングの困難さから複数の試薬を取り扱うことは難しい。
【0007】
また、単に複数の試薬の供給や試料のハンドリング可能な構成にすると、検出部と電気的な制御及びデータ処理部、液体ハンドリング部等との接続を考慮する必要がある。この時、検出部から液体ハンドリング部に血液等の試料が流入すると流路が詰まる恐れがある。
【0008】
さらに、検出部を液体ハンドリング部から切り離した場合、液体ハンドリング部の流路が露出すると試薬が乾燥して流路が詰まる恐れがある。逆流時の詰まり防止構造を有する接続部を提供することを課題とする。
【0009】
そこで本発明は、検出部が安価で、且つ複数の試薬を用いて正確に校正でき、逆流及び流路の露出が無く、複数の試薬の供給や試料のハンドリング可能な小型分析装置及びその駆動方法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】
【0010】
本発明は上記目的を達成するために、液体からなる測定試料を分析する小型分析装置において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを、任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンドリング手段と、前記媒体若しくは、外部から注入された測定試料を移動させる流路及び、前記流路を通じて導入された前記測定試料から所望データの検出を行う検出部を有する検出手段と、前記検出手段により検出されたデータを処理し、且つ各構成部位を電気的に制御する電気的な制御及びデータ処理手段と、を具備し、少なくとも前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段と着脱するための接続部を介して接続され、その接続部には、電気的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体ハンドリング手段で前記媒体を移動させることにより、前記測定試料を間接的に前記検出手段内で検出部への装填と、排出のための移動を行う小型分析装置を提供する。
【0011】
また、互いに接続部を有し着脱可能で、流路が接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有し、前記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料を注入し分析する小型分析装置の駆動方法において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリング部の流路内を移動させることにより、その流路に接続部を介して接続された検出部までの流路中に注入された測定試料を移動させ、及び検出部から廃棄させる小型分析装置の駆動方法を提供する。
【0012】
以上のような構成の小型分析装置は、電気的な制御及びデータ処理手段がポンプやバルブの制御、及びセンサからのデータを処理し、測定結果を告知する。この試料は、液体ハンドリング部に設置されたポンプを用い、試薬又は気体等の媒体の移動に伴って、間接的に移動させられる。よって、検出手段側の流路中に設けられた試料注入部に滴下された試料は、液体ハンドリング部の流路内や部位内に試料が入り込まず、センサに装填され、及び液体ハンドリング手段からの試薬を検出部に装填し、測定を行い、その後の試料及び試薬は、廃液として廃液サーバに貯留される。
【発明の効果】
【0013】
以上詳述したように本発明によれば、検出部が安価で、且つ複数の試薬を用いて正確に校正でき、逆流及び流路の露出が無い構造で、複数の試薬の供給や試料のハンドリング可能な小型分析装置及びその駆動方法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】
【0014】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図1には、本発明による小型分析装置としての第1の実施形態の構成例を示し説明する。
【0015】
この小型分析装置は、大別して、電気的な制御及びデータ処理部1、検出部2及び、液体ハンドリング部3の3つの部分に分かれている。前記電気的な制御及びデータ処理部1は、CPUやIC等の電子・電気部品等で構成される。検出部2は、センサ8、試料注入部9、廃液リザーバ10及び接続コネクタ14,15,16からなる。また液体ハンドリング部3は、マイクロポンプ6,7、マイクロバルブ5、試薬流入口4、試薬流路12及び、接続コネクタ13等が複数組み合わされてできている。
【0016】
前記検出部2のセンサ8は、単独または複数が集積されているものが使用可能であり、種類も電気化学的、光学的な原理を用いたNa 、K等の電解質、グルコース、BUN(尿素窒素)等の酵素反応を用いるもの、血液ガスと呼ばれるPO2 、PCO2 、ph等のセンサを種々用いることが可能である。
【0017】
前記試料注入部9は、試料を注入した後、注入後蓋を被せ流路を閉鎖させてから液体試料を移動させる。廃液リザーバ10は比較的大容積の中空部であり、センサ8で測定が終了した試料や試薬を一時的にため込むために使用される。接続コネクタ14,15,16は、試薬および試料を検出部内で移動させるための液体及び空気用の接続部である。
【0018】
液体ハンドリング部3のマイクロポンプ6およびマイクロバルブ5としては、以下のようなものを使用することが可能である。例えば、特願平1−213523号、特願平6−95745号には、マイクロバルブがそれぞれ開示され、特願平1−266376号には、マイクロポンプについて開示されている。気体用バルブは、すでに販売されており、例えば、米国の Redwood Microsystems 社から商品名「Fluistor」がある。このバルブの大きさは、5.5×6.5×2mmであり、30ml/minの流速を得ることが出来る。
【0019】
また試薬流入口4は、外部の試薬貯留部から試薬を導入するためのもので目的に合わせ多数設置することが可能である。試薬流路12は、ポンプ、バルブの配置及び流体制御の目的により、適宜配置される。接続コネクタ13は、検出部の接続コネクタ14と接続して、液体若しくは気体との連絡を確保するためのものである。
【0020】
前記電気的な制御及びデータ処理部1は、ポンプやバルブの制御、及びセンサからの信号を処理し、ディスプレイ等に測定結果を出力するためのものである。検出部2は、試料注入部9に滴下された試料、及び液体ハンドリング部3からもたらされた試薬の測定と測定後の廃液を貯留する。この時試料は液体ハンドリング部に設置されたポンプを用い、試薬又は気体による移動のための媒体を通して間接的に移動させられるが、液体ハンドリング部3には入り込まないようになっている。
【0021】
この液体ハンドリング部3は、主にポンプとバルブから構成され、試薬を複数扱うことが可能で、その場合バルブ開閉の組み合わせで異なった試薬の間には、空気を挿入し、コンタミネーションをできるだけ減少させることもできる。また、検出部2の流路との接続を接続コネクタ14,15,16で行い、ポンプの駆動力を液体ハンドリング部3と検出部2に行き渡らせることができる。
【0022】
このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより、使い捨てタイプの検出部2を単純な構造にして、できるだけ廉価で製造することができる。
また、液体ハンドリング部3は、複数の試薬を扱うことができるため、検出部2のセンサの校正も精密となり、正確な測定が可能となる。なお、本実施形態の各構成は、勿論、各種の変形や変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部1と液体ハンドリング部3を一体化させることも可能である。また、検出部2は使い捨てとしたが、廃液リザーバ10をさらに、大きくして複数回の測定に用いることも可能である。
【0023】
また、液体ハンドリング部3による空気若しくは、試薬の移動によって、検出部2の試料の移動を行っているが、これに限定されるものではなく、移動させるための媒体は、空気以外の気体であっても良いし、試薬以外の液体であっても良い。
【0024】
次に図2を参照して、本発明による小型分析装置の第2の実施形態について説明する。図2は、小型分析装置における検出部2と液体ハンドリング部3の部品配置を模式的に示したものであり、前述した第1の実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその説明を省略する。つまり、ポンプ20、バルブ22,27,28,29,30,31、試料注入部25、センサ26及び、廃液リザーバ33は第1の実施形態と同じものが用いられる。
【0025】
この小型分析装置において、検出部2は、蓋24、試料注入部25、センサ26、廃液リザーバ33、接続コネクタ21a,23a,32a,34aからなり、各部品間は流路で結ばれている。すなわち、接続コネクタ21aとセンサ26が流路で結ばれ、このセンサ26を介して、反対側から試料注入部25を介して接続コネクタ23aまでの流路が形成されている。この流路は、試料注入部25とセンサ26の間で分岐し、接続コネクタ34aに繋がっている。
【0026】
さらに、この流路は分岐して、廃液リザーバ33に繋がり、廃液リザーバ33の反対側から接続コネクタ32aに繋がっている。前記液体ハンドリング部3は、ポンプ20、バルブ22,27,28,29,30,31及び、接続コネクタ21b,23,34b,32bからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、ポンプ20は、接続コネクタ21bに接続し、バルブ22は、接続コネクタ23b、バルブ31は、接続コネクタ32bに接続する。試薬流入口35は、バルブ28に繋がり、さらにバルブ27及び接続コネクタ34bに接続する。同様に、もう1種の試薬導入口36はバルブ29に繋がり、さらにバルブ30及び接続コネクタ34bに接続する。
【0027】
この様に構成された小型分析装置の動作について説明する。まず、試料注入部25に試料を注入し、蓋24を被せて試料注入部25を密封し測定を開始する。
始めに、バルブ22を開き、バルブ27,28,29,30,31を閉じて、ポンプ20により吸引を行うと、試料がセンサ26に導入され測定される。次に、バルブ31を開き、バルブ27,28,29,30,22を閉じて、ポンプ20により排出を行うと、試料がセンサ26から廃液リザーバ33に排斥され貯留される。そしてバルブ28,27を交互に開閉し、バルブ22,29,30,31を閉じたままポンプ20により吸引を行うと、空気で分画された試薬がセンサ26に導入され測定される。
【0028】
次に、バルブ31を開き、バルブ27,28,29,30,22を閉じて、ポンプ20により排出を行うと、試薬がセンサ26から廃液リザーバ33に排斥され貯留される。もう一種の試薬についても同様の操作を行う。
【0029】
すなわち、バルブ29と30を交互に開閉し、バルブ22,27,28,31を閉じたままポンプ20により吸引を行うと、空気で分画されたもう一種の試薬がセンサ26に導入され測定される。次に、バルブ31を開き、バルブ27,28,29,30,22を閉じて、ポンプ20により排出を行うと試薬がセンサ26から廃液リザーバ33に排斥され貯留される。
【0030】
従って、このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い捨ての検出部2を簡易化し、これまで以上の廉価なコストで製造することができる。
また、試料は、詰まりが生じやすいポンプやバルブには直接接触せず、検出部2 内のみを移動するだけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができる。さらに、試料の測定結果と2種の試薬による校正結果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できるようになる。
【0031】
なお、本実施形態の各構成は、勿論、各種の変形や変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部1と液体ハンドリング部3を一体化させることも可能である。また、検出部2は使い捨てとしたが、廃液リザーバ10の容量を大きくして複数回の測定に用いることも可能である。さらに、ハンドリングする試薬の種類も2種に限定する必要はなく、何種でも可能である。本実施形態では、試料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定することもまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、センサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測定することも可能である。
【0032】
次に図3を参照して、本発明による小型分析装置の第3の実施形態について説明する。図3は、小型分析装置における検出部2と液体ハンドリング部3の部品配置を模式的に示したものであり、前述した第1の実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその説明を省略する。つまり、ポンプ40、43、バルブ27、28、29、30、44、45、試料注入部25、センサ26、廃液リザーバ33が第1の実施形態のものと同じ部位である。
【0033】
この小型分析装置において、検出部2は、蓋24、試料注入部25、センサ26、廃液リザーバ33及び、接続コネクタ41a,41bからなり、各部品間は、流路で結ばれる。すなわち、接続コネクタ41aと試料注入部25が流路で結ばれ、試料注入部25を介して反対側からセンサ26に流路が接続され、同時に接続コネクタ42bにも接続される。また、センサ26の反対側からは廃液リザーバ33に繋がり廃液リザーバ33の反対側からは空気抜きのための流路が形成されている。液体ハンドリング部3はポンプ40,43、バルブ27,28,29,30,44,45、接続コネクタ41b,42bからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、ポンプ40はバルブ45を介して接続コネクタ41bに接続する。試薬流入口35はバルブ28に繋がり、さらにバルブ27及びポンプ43に接続する。同様にもう1種の試薬導入口36はバルブ29に繋がり、さらにバルブ30及びポンプ43に接続する。ポンプ43の反対側からはバルブ44を介して接続コネクタ42bに接続されている。
【0034】
このように構成された小型分析装置の動作について説明する。まず、試料注入部25に試料を注入し、蓋24を被せて測定を開始する。始めにバルブ45を開き、バルブ27,28,29,30,44を閉じてポンプ40により排出を行うと試料がセンサ26に導入され測定される。測定終了後、更に同方向にポンプを駆動させることにより、試料を廃液リザーバ33に排斥貯留することができる。次にバルブ45,29,30を閉じ、バルブ44を開いたままバルブ28とバルブ27を交互に開閉しながらポンプ43を駆動させると空気により分画された試薬がセンサ26に導入され測定される。測定後さらにバルブ45を閉じてバルブ44を開いたままポンプ43を駆動させると試薬がセンサ26から廃液リザーバ33に排斥貯留される。もう一種の試薬についても同様の操作を行う。
【0035】
すなわち、バルブ45,27,28を閉じ、バルブ44を開いたままバルブ29と30を交互に開閉しながらポンプ43を駆動させると空気により分画された試薬がセンサ26に導入され測定される。測定後さらにバルブ45を閉じてバルブ44を開いたままポンプ43を駆動させると試薬がセンサ26から廃液リザーバ33に排斥貯留される。
【0036】
従って、このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い捨ての検出部2を単純化し、できるだけ廉価で製造することができる。また、試料は詰まりが生じやすいポンプやバルブには直接接触せず、検出部2内のみを移動するだけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができる。さらに、試料の測定結果と2種の試薬による校正結果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できるようになる。
【0037】
さらに第1の実施形態に比べ接続コネクタの数も2つに減るため、接液部での液漏れ等の不安定性を減少させることができる。ポンプは2つに増えるが流体の駆動方向は一方向であるのでポンプの構造も単純化できる。
【0038】
なお、この発明の実施の形態の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部1と液体ハンドリング部3を一体化させることも可能である。また、検出部2は使い捨てとしたが、廃液リザーバ10を大きくして複数回の測定に用いることも可能である。
【0039】
ハンドリングする試薬の種類も2種に限定する必要はなく何種でも可能である。本実施形態では試料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定することもまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、センサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測定することも可能である。
【0040】
次に、本発明による分析装置の第4の実施形態としての小型分析装置について説明する。図4は、小型分析装置における検出部2と液体ハンドリング部3の部品配置を模式的に示したものであり、前述した第1の実施形態と同等の部位には、同じ参照符号を付してその説明を省略する。すなわち、ポンプ54、バルブ27,28,29,30,50、試料注入部25、センサ26及び、廃液リザーバ33は、前述した第1の実施形態と同等である。
【0041】
検出部2は、蓋24、試料注入部25、センサ26、廃液リザーバ33及び、接続コネクタ51a,52a,53aからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、接続コネクタ51aと試料注入部25が流路で結ばれ、試料注入部25を介して反対側からセンサ26に流路が接続され、同時に接続コネクタ52aにも接続される。また、センサ26の反対側からは、廃液リザーバ33に繋がり廃液リザーバ33の反対側からは接続コネクタ53aに接続されている。
【0042】
液体ハンドリング部3は、ポンプ54、バルブ27,28,29,30,50及び、接続コネクタ51b,52b,53bからなり、各部品間は流路で結ばれる。すなわち、ポンプ54は接続コネクタ53bに接続する。試薬流入口35はバルブ28に繋がり、さらにバルブ27及び接続コネクタ52bに接続する。同様にもう1種の試薬導入口36はバルブ29に繋がり、さらにバルブ30及び接続コネクタ52bに接続する。
【0043】
このように構成された小型分析装置の動作について説明する。試料注入部25に試料を注入し、蓋24を被せて測定を開始する。始めにバルブ50を開き、バルブ27,28,29,30を閉じてポンプ54により吸引を行うと試料がセンサ26に導入され測定される。測定終了後更に吸引させることにより試料を廃液リザーバ33に排斥貯留することができる。次にバルブ50,29,30を閉じ、バルブ28と27を交互に開閉しながらポンプ54を駆動させると空気で分画された試薬がセンサ26に導入され測定される。測定後さらにバルブ28,29,30を閉じてバルブ27を開いたままポンプ54を駆動させると試薬がセンサ26から廃液リザーバ33に排斥貯留される。もう一種の試薬についても同様の操作を行う。すなわち、バルブ50,27,28を閉じ、バルブ29と30を交互に開閉しながらポンプ54を駆動させると空気で分画された試薬がセンサ26に導入され測定される。測定後さらにバルブ28,29,27を閉じてバルブ30を開いたままポンプ54を駆動させると試薬がセンサ26から廃液リザーバ33に排斥貯留される。
【0044】
従って、このように分析装置の機能を分離し、液体のハンドリング方法を考慮することにより使い捨ての検出部2を単純化し、できるだけ廉価で製造することができる。また、試料は詰まりが生じやすいポンプやバルブには直接接触せず、検出部2内のみを移動するだけなのでポンプやバルブは繰り返し使うことができる。さらに、試料の測定結果と2種の試薬による校正結果を照合することにより試料の正確な濃度が算出できるようになる。
【0045】
さらに第2の実施形態に比べて、接続コネクタの数は1つ増え3個になるが、ポンプの駆動方向は一方向で、且つ1個でよいのでポンプの構造が単純化でき、液体ハンドリング部の構造も単純化できる。
【0046】
なお、この発明の実施の形態の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、電気的な制御及びデータ処理部1と液体ハンドリング部3を一体化させることも可能である。また、検出部2は使い捨てとしたが、廃液リザーバ10を大きくして複数回の測定に用いることも可能である。
【0047】
ハンドリングする試薬の種類も2種に限定する必要はなく何種でも可能である。本実施形態では、試料測定の後に試薬の測定を行ったが、逆の順で測定することもまた、使用の測定の前後に試薬の測定を行い、センサのドリフトのチェックも行いながらより精密に測定することも可能である。
【0048】
次に、本発明による分析装置の第5の実施形態について説明する。図5は、検出部2と液体ハンドリング部3の接続コネクタ62,63の部分を拡大したものである。検出部2は実際には前述した第1,2,3の実施形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板61のみを示している。
【0049】
前記液体ハンドリング部3との接続は接続コネクタ63及び流路64を介して行われる。液体ハンドリング部3も実際には第1,2,3の実施形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板60のみを示している。同様に検出部2との接続は接続コネクタ62及び流路66を介して行われる。接続コネクタ62と63は互いに勘合する。また、液体ハンドリング部3のコネクタ62内の流路66には逆流防止弁65が配置されている。逆流防止弁62は図に示すような形状の弾性部材からなり、逆方向に液体が流れようとすると流路を閉鎖する。
【0050】
このように動作するために検出部からの試料の流入を防ぐことができ、万一事故が起きても詰まりやすいポンプや、バルブに試料が接触することがないので安定な分析が行えるようになる。
逆流防止弁の材料としては、ステンレスのような錆びにくい金属や樹脂が用いられる。このような細かい樹脂の弁を流路に形成するにはマイクロ光造形等の技術を用いる必要がある。
【0051】
本実施形態では、メス型コネクタを液体ハンドリング部3に配したが、検出部2に配することも可能である。また、逆流防止弁を複数配置してその機能をより効果的にすることも可能である。
【0052】
次に、本発明の分析装置の第6の実施形態について説明する。図6は、検出部2と液体ハンドリング部3の接続コネクタ70,63の部分を拡大したものである。検出部2は実際には第1,2,3の実施形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板61のみを示している。外部との接続は接続コネクタ63及び流路64を介して行われる。液体ハンドリング部3も実際には、第1,2,3の実施の形態で述べた各種の部品を搭載しているが、本実施形態では、それらを搭載する基板60のみを示している。外部との接続は接続コネクタ70及び流路66を介して行われる。
【0053】
液体ハンドリング部3のコネクタ70は、弾性のある樹脂またはゴムでできており、加圧ピン71を用いて圧力が加えられている。図6(a)に示すように、この圧力により流路66の一端が閉鎖されている。この時合わせ面72の長さは合わせ面73の長さより短い。次に図6(b)に示すように、検出部2の接続コネクタ63を接続コネクタ70に差し込むと合わせ面72は合わせ面73と同じ長さに伸長して勘合するため、閉じていた流路66の一端が開き流路64と連通する。
【0054】
このように動作するために検出部2を外しておいても流路が露出することがないので、その部分で試薬が乾燥して詰まりが生じることがなくなり安定に測定が行えるようになる。
接続コネクタ70の材料としては弾性のある樹脂やゴムが用いられる。もう一方の接続コネクタ63は金属、硬質プラスティック、ガラス、セラミック等の硬い材料が用いられる。
【0055】
以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
(1)電気的な制御及びデータ処理部1、液体ハンドリング部3、検出部2からなる分析装置において、少なくとも検出部2が他と脱着可能な接続部を介して分離され、その接続部は電気的な接続と流体の接続を含み、測定試料は空気又は試薬を介して間接的に移動させられることを特徴とする小型分析装置。
これにより、分析装置を電気的な制御及びデータ処理部、液体ハンドリング部、検出部に分離し、検出部のみを使い捨てにすることにより検査に要する費用を安価にすることができる。また、液体ハンドリング部で複数の液体を用いてセンサのキャリブレーションを行うことにより正確な測定ができる。
【0056】
(2)前記(1)項において、前記検出部2は、少なくとも1個のセンサ26、流路、廃液リザーバ33及びコネクタ21a,21b,23a,23bとからなることを特徴とする小型分析装置。
これにより、使い捨て検出部の構造が単純になり、安価に製作できるようになる。
【0057】
(3)前記(1)項において、前記液体ハンドリング部3がポンプ20、バルブ22,27,28,29,30,31からなり、試薬のみをハンドリングすることを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより、液体ハンドリング部のポンプやバルブ等のアクチュエータは非常に微細な構造を有するため血液等の試料を流通させると詰まる事があるが、試料は試薬や空気を用いて間接的にハンドリングされるためアクチュエータに直接接触しないので詰まりにくくなる。
【0058】
(4)前記(1)項において、ポンプが液体用コネクタ21a,21bを介してセンサ26と接続し、該センサ26を介してポンプ20の反対側に試料受け25、試薬導入路及び、廃液用リザーバ33が配置されていることを特徴とする小型分析装置。
このような構成により、液体ハンドリング部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリングする液体回路を実現することができる。また、検出部はセンサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が単純になり、安価に製造することができる。また、液体ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることができるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な測定ができるようになる。
【0059】
(5)前記(4)項において、前記ポンプ20の空気吸引により試料をセンサ部に導入し、測定後逆向きに空気排出により試料を移動させて廃液用リザーバ33に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより、ポンプは空気のみに接触し、バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、検出部のみを使い捨てで使用することができる。
【0060】
(6)前記(4)項において、前記ポンプ20の空気吸引により試薬をセンサ部に導入し、測定後逆向きに空気排出により試薬を移動させて廃液用リザーバ33に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより前記(5)項と同様な作用効果が得られる。
【0061】
(7)前記(1)項において、ポンプ40が液体用コネクタ41a,41bと試料受け25を介してセンサ26と接続し、同時に同方向から試薬もポンプ43、液体用コネクタ42a,42bを介して前記センサ26に接続され、前記センサ26を介してそれらの反対側に廃液用リザーバ33が配置されていることを特徴とする小型分析装置。
【0062】
このような構成により、液体ハンドリング部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリングする液体回路を実現することができる。また、検出部はセンサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が単純になり、安価に製造することができる。また、液体ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることができるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な測定ができるようになる。さらに本方式では液体の接続が2カ所に減るので接続箇所からの液漏れなどの不安定性を減少させることができる。
【0063】
(8)前記(7)項において、前記ポンプ40の空気排出により試料をセンサ26に導入し、測定後さらに空気排気により試料を移動させて廃液用リザーバ33に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
【0064】
これにより、ポンプは空気のみに接触し、バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、検出部のみを使い捨てで使用することができる。さらに流体の駆動方向は1方向で済むのでポンプの機能も単純化できる。
【0065】
(9)前記(7)項において、前記液体ポンプ43により、試薬を前記センサ26に導入し、測定後さらに試料を移動させて、前記廃液用リザーバ33に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
これにより前記(8)項と同様な作用効果が得られる。
【0066】
(10)前記(1)項において、ポンプ54が液体用コネクタ53a,53b、廃液リザーバ33を介してセンサ26と接続し、該センサ26を介してポンプの反対側に試料受け25、試薬導入路が配置されていることを特徴とする小型分析装置。
【0067】
このような構成により、液体ハンドリング部と検出部を分離し、かつ試料を間接的にハンドリングする液体回路を実現することができる。また、検出部はセンサアレイ、流路、廃液リザーバからなるので構成が単純になり、安価に製造することができる。また、液体ハンドリング部は複数の試薬をハンドリングすることができるのでセンサの校正も精密に行うことができ正確な測定ができるようになる。さらに本方式では液体の接続は3カ所であるが、液体の駆動方向が1方向にもかかわらずポンプの数は1つでよいので液体ハンドリング部の構造も単純化できる。
【0068】
(11)前記(10)において、ポンプ54の空気吸引により試料をセンサ26に導入し、測定後さらに空気吸引により試料を移動させて廃液用リザーバ33に貯留することを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
【0069】
このように、ポンプは空気のみに接触し、バルブは試薬又は空気のみに接触するだけであるのでポンプやバルブが目詰まりすることがない。従って、液体ハンドリング部は繰り返し使用することが可能であり、検出部のみを使い捨てで使用することができる。さらに流体の駆動方向は1方向で済むのでポンプの機能も単純化できる。
【0070】
(12)前記(10)項において、ポンプの空気吸引により試薬をセンサ26に導入し、測定後さらに空気吸引により試料を移動させて廃液用リザーバ33に貯留することを特徴とする小型分析装置。
これにより前記(11)項と同様な作用効果が得られる。
【0071】
(13)前記(1)において、接続部は電気的なコネクタと液体用コネクタからなり、液体用コネクタには、逆流防止弁65が配設されていることを特長とする小型分析装置。
これにより、液体用コネクタに逆流防止弁を配置することにより、液体ハンドリング部へ誤って血液等の試料が流れ込むことを防止する。このような構成とすることにより液体回路の詰まりによる故障や流量減少による誤動作を防止することができ、安定な測定ができるようになる。
【0072】
(14)前記(1)項において、接続部は電気的なコネクタと液体用コネクタからなり、メス型の液体用コネクタ67は可撓性材料70で形成され、加圧ピン71とオス型の液体用コネクタ68の抜き差しにより、合わせ面72の長さが変化することを特長とする小型分析装置。
【0073】
これにより、メス型のコネクタ67単独の場合には加圧ピン71により合わせ面72が圧迫されて、流路66の一端が閉鎖され、オス型コネクタ68を差し込むことにより合わせ面72がオス型コネクタの合わせ面73と同じ長さに伸長させられることにより流路が開かれる。従って、流路が露出することがないので、試薬が乾燥して詰まりが生じにくくなる。
【0074】
(15)液体からなる測定試料を分析する小型分析装置において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための少なくとも1つの試薬のいずれかを、任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンドリング手段と、前記媒体若しくは、外部から注入された測定試料を移動させる流路及び、前記流路を通じて導入された前記測定試料から所望データの検出を行う検出部を有する検出手段と、前記検出手段により検出されたデータを処理し、且つ各構成部位を電気的に制御する電気的な制御及びデータ処理手段と、を具備し、少なくとも前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段と着脱するための接続部を介して接続され、その接続部には、電気的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体ハンドリング手段で前記媒体を移動させることにより、前記測定試料を間接的に前記検出手段内で検出部への装填と、排出のための移動を行うことを特徴とする小型分析装置。
【0075】
(16) 前記小型分析装置において、前記液体ハンドリング手段は、前記媒体若しくは試薬のいずれかを前記流路内で任意に移動させるために、前記流路中に設けられた複数のバルブと、少なくとも1つのポンプと、を有し、前記検出手段は、前記液体ハンドリング手段の接続部の複数の流路端部と前記検出手段の接続部の複数の流路端とをそれぞれ合致させるコネクタ部と、前記ポンプに前記コネクタ部及び流路を介して接続される、前記検出部となる少なくとも1個のセンサアレイと、前記センサアレイに接続される流路中に設けられた前記測定試料を注入するための試料注入口と、前記センサに流路により接続され、検出が終了した前記測定試料を収納する廃液リザーバと、を有することを特徴とする(15)記載の小型分析装置。
【0076】
(16) 互いに接続部を有し着脱可能で、流路が接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有し、前記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料を注入し分析する小型分析装置の駆動方法において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリング部の流路内を移動させることにより、その流路に接続部を介して接続された検出部までの流路中に注入された測定試料を検出部内に移動させ、及び検出部から廃棄させることを特徴とする小型分析装置の駆動方法。
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】本発明の小型分析装置としての第1の実施形態の構成例を示す図である。
【図2】第2の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図である。
【図3】第3の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図である。
【図4】第4の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の構成例を模式的に示す図である。
【図5】第5の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の接続コネクタ部分を示す図である。
【図6】第6の実施形態としての小型分析装置の検出部と液体ハンドリング部の接続コネクタ部分を示す図である。
【符号の説明】
【0078】
1…電気的な制御及びデータ処理部、2…検出部、3…液体ハンドリング部、4…試薬流入口、5……マイクロバルブ、6,7…マイクロポンプ、8…センサ、9…試料注入部、10…廃液リザーバ、12…試薬流路、13,14,15,16…接続コネクタ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体からなる測定試料を分析する小型分析装置において、
液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための少なくとも1つの試薬のいずれかを、任意に移動可能な往路・復路の流路を有する液体ハンドリング手段と、
前記媒体若しくは、外部から注入された測定試料を移動させる流路及び、前記流路を通じて導入された前記測定試料から所望データの検出を行う検出部を有する検出手段と、
前記検出手段により検出されたデータを処理し、且つ各構成部位を電気的に制御する電気的な制御及びデータ処理手段と、
を具備し、少なくとも前記検出手段が、前記液体ハンドリング手段と着脱するための接続部を介して接続され、その接続部には、電気的な接続部と流体の接続部を含み、前記液体ハンドリング手段で前記媒体を移動させることにより、前記測定試料を間接的に前記検出手段内で検出部への装填と、排出のための移動を行うことを特徴とする小型分析装置。
【請求項2】
互いに接続部を有し着脱可能で、流路が接続された検出部及び、液体ハンドリング部を有し、前記検出部に流路を通して、液体からなる測定試料を注入し分析する小型分析装置の駆動方法において、液体若しくは気体からなる媒体若しくは、検出部の校正を実施するための試薬のいずれかを前記液体ハンドリング部の流路内を移動させることにより、その流路に接続部を介して接続された検出部までの流路中に注入された測定試料を検出部内に移動させ、及び検出部から廃棄させることを特徴とする小型分析装置の駆動方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−71653(P2006−71653A)
【公開日】平成18年3月16日(2006.3.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−342210(P2005−342210)
【出願日】平成17年11月28日(2005.11.28)
【分割の表示】特願平8−180735の分割
【原出願日】平成8年7月10日(1996.7.10)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】