測定装置及びそれに用いる測定セル
【課題】測定装置の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置及びそれに用いる測定セルを実現する。
【解決手段】少なくとも一部が透明部材で形成された被検試料を保持するための試料保持部１０３、被検試料を試料保持部１０３に採取するための試料採取孔１０５、及び被検試料に含まれる被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部１０６を有する測定セル１００と、測定セル１００内の被検試料に光を照射する光源、被検試料を透過または散乱した光を受光する光検知部、及び測定セル１００を保持し、かつ測定終了後に測定セル１００の保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を有する測定装置２００とを備える。
【解決手段】少なくとも一部が透明部材で形成された被検試料を保持するための試料保持部１０３、被検試料を試料保持部１０３に採取するための試料採取孔１０５、及び被検試料に含まれる被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部１０６を有する測定セル１００と、測定セル１００内の被検試料に光を照射する光源、被検試料を透過または散乱した光を受光する光検知部、及び測定セル１００を保持し、かつ測定終了後に測定セル１００の保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を有する測定装置２００とを備える。
【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の分析を行うための測定装置及びそれに用いる測定セルに関する。
【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として、試料を供給するための開口部を備えた測定セルと、その測定セルを挿入するための測定セル取付部、試料を吸引するためのピストン機構、光源及び受光器とを備えた測定装置とから構成され、測定セル取付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し、光源から出射して測定セル内の試料を透過または散乱した後、受光器に入射した光を検出する測定システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、測定終了後に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、測定セルが測定装置から自動的に取り外されることが開示されているが、測定セル取外し機構の具体的な構成については開示されていない。
【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に記載の構成では、測定セル取付部内において深さ方向に対し測定セルを所定の位置で確実に固定することができる手段については開示されていない。測定セル取付部内における測定セルの深さ方向の位置がずれると、測定装置内のピストン機構を作動させたときに測定セル内の空気を十分に吸引することができず、測定セル内に試料が供給されなかったり、供給量が不足したりするおそれがある。
【０００４】
そこで本発明は、前記従来の課題に鑑み、測定装置内の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置及びそれに用いる測定セル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】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の測定装置は、被検物質を含む被検試料を保持するための測定セルが取付けられる測定セル取付部、前記測定セルに保持された前記被検試料に光を照射する光源、前記被検試料を透過または前記被検試料内において散乱した光を受光する光検知部、及び前記測定セル取付部に取付けられた前記測定セルを保持し、かつ測定終了後に前記測定セルの保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を備える。
【０００６】
また、本発明の測定セルは、少なくとも一部が透明部材で形成され、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部、前記被検試料を前記試料保持部に採取するための試料採取孔、前記被検試料中に含まれる前記被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部、及び上記測定装置における前記係止部材と係止する突起部または溝部を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、測定装置内の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置及びそれに用いる測定セルを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の測定装置は、被検物質を含む被検試料を保持するための測定セルが取付けられる測定セル取付部、前記測定セルに保持された前記被検試料に光を照射する光源、前記被検試料を透過または前記被検試料内において散乱した光を受光する光検知部、及び前記測定セル取付部に取付けられた前記測定セルを保持し、かつ測定終了後に前記測定セルの保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を備える。
【０００９】
このような構成により、測定装置内の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置を実現することができる。
【００１０】
さらに、測定セルは突起部または溝部を有し、測定セル保持・保持解除機構は、その突起部または溝部と係止する係止部材、及びバネを有し、その係止部材は、測定セルをバネの押圧力に抗して測定セル取付部に挿入することにより突起部または溝部と係止するようにしてもよい。このような構成により、簡単な構成により、測定装置内において測定セルを精度良く保持することができる。
【００１１】
さらに、測定セル保持・保持解除機構は、係止部材と突起部または溝部との係止を解除する測定セル保持解除ボタンを有するようにしてもよい。このような構成により、人の手に触れることなく測定セルを測定装置から取外すことができるので衛生的である。
【００１２】
また、測定装置は光源及び光検知部を収納する装置本体をさらに有し、測定セル取付部が装置本体から突出して設けられていてもよい。このような構成により、測定セルを測定セル取付部に対して容易に位置合わせすることができるため、測定セルを測定装置に容易に装着することができる。
【００１３】
また、本発明の測定セルは、少なくとも一部が透明部材で形成され、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部、被検試料を試料保持部に採取するための試料採取孔、被検試料中に含まれる被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部、及び上記測定装置における係止部材と係止する突起部または溝部を備える。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における測定装置２００の外観を示す斜視図である。装置本体２０１の外側には、測定セル１００を測定装置２００に着脱する際の取付部となる測定セル取付部２０２および測定を開始するための測定開始ボタン２０３、測定結果を表示する表示部２０４、測定が終了した測定セル１００を取外すための測定セル保持解除ボタン２０５が設けられている。測定セル取付部２０２は可動式で、測定セル１００とともにスライドできるようになっている。装置本体２０１内には、後述のように測定に必要な光学測定部などの主要構成要素が収納されている。
【００１６】
図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図２におけるＢ−Ｂ線断面図であり、いずれも測定セル１００を装着する前の状態を示している。
【００１７】
図２において、測定セル１００は、透明のポリスチレンからなる角柱形状の中空の容器１０１を主要構成要素としている。容器１０１の外部には測定セル１００を測定装置２００に係止させるための突起部１０２が設けられ、内部には、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部１０３と、試料保持部１０３内の空気を外部に排出するための排気孔１０４と、被検試料を外部から採取するための試料採取孔１０５、被検試料中に含まれる被検物質と反応する試薬が担持された試薬保持部１０６が設けられている。
【００１８】
本実施の形態では、容器１０１は透明材料で構成されているため容器１０１すべてが透明部であるが、後述の測定装置の光学測定部に対応する部分だけに透明部を設けてもよい。透明部の材料としてはポリスチレンの他に、石英やガラス、あるいは、ポリメタクリル酸メチルなどを用いることができるが、測定セルを使い捨てにする場合にはコストの観点からポリスチレンが好ましい。
【００１９】
試薬保持部１０６はガラス繊維や濾紙などからなる多孔性の担体で形成され、試薬の溶液を含浸させた後、乾燥させることにより試薬を担持させたもので、試料保持部１０３内に試料が供給された時に、試薬保持部１０６に担持された試薬が試料に溶解するように配置されている。また、試料保持部１０３を構成する壁面に試薬の溶液を直接塗布して乾燥させることによって試薬を配置してもよい。試薬は被検試料中の被検物質と特異的に反応する材料を用いる。試薬としては酵素や抗体等が挙げられる。
【００２０】
本実施の形態では被検試料に尿を用い、被検物質が尿中に含まれるヒトアルブミンである例について説明する。試薬としてはヒトアルブミンの抗体を用いるのが有利である。ヒトアルブミンに対する抗体は従来公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギ抗血清を、プロテインＡカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、容易にヒトアルブミン抗体を得ることができる。その他の測定に用いられる抗体としては、アルブミンなど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などが挙げられる。必要に応じて抗原と抗体による凝集反応を促進させるポリエチレングリコールなどの化合物を測定セル１００の抗体近傍に共存させてもよい。またその他の対象となる被検試料としては、尿の他に血清、血漿、血液などの体液および培地の上清液などの液体が挙げられる。被検物質としては、アルブミンの他に、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧなどが挙げられる。
【００２１】
図２および図３に示すように、測定セル１００を測定装置２００に着脱する際の取付部となる角柱形状の測定セル取付部２０２が装置本体２０１から突出して設けられている。測定セル取付部２０２は、測定セル１００の排気孔１０４と嵌合する装着口２０２ａを有し、装着口２０２ａの奥には排気孔１０４の端面の気密を保つためのパッキン２０６が装着されている。パッキン２０６の中央部には貫通孔２０６ａが形成されている。測定セル取付部２０２は、装置本体２０１に固定されたガイドブロック２０７に形成された断面形状が四角の穴２０７ａに、回転を規制された状態で摺動自在に嵌合されている。
【００２２】
測定セル取付部２０２の内部には円筒部２０２ｂが設けられ、円筒状の外形をもつシリンダ２０８に摺動自在に嵌合されている。シリンダ２０８の上部は装置本体２０１に固定されている。測定セル取付部２０２はシリンダ２０８の外部に設けられたバネとなるコイルバネ２０９により測定装置２００の外方向に押圧されている。
【００２３】
測定セル取付部２０２には係止溝２０２ｃが設けられて、係止部材２１０の爪部２１０ａにより係止され、測定装置２００から外れない構成になっている。係止部材２１０はピン２１１により回動自在に軸支され、係止部材２１０の爪部２１０ａは係止バネ２１２により測定セル取付部２０２方向に押圧されている。
【００２４】
シリンダ２０８の内部には断面形状が四角の穴２０８ａが形成され、４角柱のプランジャ２１３が気密を保ちつつ回転を規制された状態で摺動自在に嵌合されている。シリンダ２０８の内部に形成された穴２０８ａと４角柱のプランジャ２１３とで囲まれた空間はシリンダ室２０８ｃを形成している。プランジャ２１３の内部には雌ネジ２１３ａが形成され、モータ２１４に直結された雄ネジ２１５と噛み合っている。シリンダ２０８の底部にはパッキン２０６の貫通孔２０６ａに連通する連通孔２０８ｂが形成されている。モータ２１４を回転することにより、プランジャ２１３はシリンダ２０８の内部を上下に移動する構成になっている。シリンダ２０８を上方に移動すると、貫通孔２０６ａ、連通孔２０８ｂを介して、シリンダ室２０８ｃ内に空気を吸引し、シリンダ２０８を下方に移動するとシリンダ室２０８ｃ内の空気を排出することができる。
【００２５】
なお、本発明における測定セル取り付け部２０２、パッキン２０６、ガイドブロック２０７、およびシリンダ２０８の断面形状は、上記に限るものではない。また、コイルバネ２０９は、電磁バネであってもかまわない。
【００２６】
以下、測定装置２００を用いて測定セル１００の被検試料を測定する動作について説明する。図２において、測定セル１００を測定セル取付部２０２の装着口２０２ａに装着し、コイルバネ２０９の押圧力に抗して矢印Ｃ方向に挿入すると、測定セル取付部２０２はコイルバネ２０９を圧縮しつつ上昇する。測定セル１００の突起部１０２が係止部材２１０の爪部２１０ａを超える位置で手を離すと、コイルバネ２０９に押圧された測定セル１００は突起部１０２が係止部材２１０の爪部２１０ａに係止されることで所定の位置に精度良く位置決めされる。ここで、測定セル取付部２０２は装置本体２０１から突出して設けられているので、測定セル１００を測定セル取付部２０２に対して容易に位置合わせすることができるため、測定セル１００を測定装置２００に容易に装着することができる。
【００２７】
図４は、測定セル１００を測定装置２００の所定の位置に装着し終わった状態を示す断面図である。測定セル１００を測定セル取付部２０２の装着口２０２ａに装着し図２の矢印Ｃ方向に挿入することにより、測定セル１００を装着する前において装置本体２０１から突出して設けられていた測定セル取付部２０２は装置本体２０１の内部に収納された状態となっている。測定セル１００はコイルバネ２０９により測定装置２００の外方向に押圧されているが、係止部材２１０の爪部２１０ａがコイルバネ２０９の押圧力に抗して測定セル１００の突起部１０２を係止している。これらコイルバネ２０９、突起部１０２、係止部材２１０などにより、本発明におけるする測定セル保持・保持解除機構に含まれる測定セル保持機構が構成されている。
【００２８】
本発明の実施の形態では、測定セル１００の突起部１０２に係止部材２１０の爪部２１０ａが係止する例を示したが、突起部１０２に代えて溝部を形成し、これに係止部材２１０の爪部２１０ａを係止してもよい。
【００２９】
排気孔１０４の端面とシリンダ２０８の底部はパッキン２０６により外部との気密を保たれるとともに貫通孔２０６ａと連通孔２０８ｂにより連通されている。
【００３０】
この状態で、測定セル１００の試料採取孔１０５をコップ３０２に入れられた被検試料である尿３０１に浸漬して、測定開始ボタン２０３を押すことによりモータ２１４を回転させると、モータ２１４に直結された雄ネジ２１５が回転することで、プランジャ２１３が上昇してシリンダ室２０８ｃ内が負圧になる。これにより、測定セル１００の試料保持部１０３内の空気は、排気孔１０４、貫通孔２０６ａ、連通孔２０８ｂを介してシリンダ室２０８ｃに吸引され、コップ３０２内の尿３０１が試料採取孔１０５を通して試料保持部１０３内に吸引採取される。これらモータ２１４、雄ネジ２１５、雌ネジ２１３ａ、プランジャ２１３、シリンダ２０８などで被検試料吸引部が構成されている。
【００３１】
図５は、測定セル１００に被検試料である尿３０１を採取し終わった状態を示す断面図である。尿３０１が試料保持部１０３内に吸引されると、試薬保持部１０６に担持されていたヒトアルブミンの抗体の試薬が尿３０１中に溶解し、ヒトアルブミンの抗体と尿中のヒトアルブミンが反応を起こす。このまま所定時間（約３分程度）放置し、反応が十分に進行するのを待つ。
【００３２】
図６は、図５におけるＤ−Ｄ線断面図である。測定セル１００を挟んで、光源２２０と光検知器２２１とからなる光学測定部が装置内に配置されている。光源２２０としては、６５０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザを用いている。これに代えて同様の波長を有するＬＥＤ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の照射および受光波長を選択したが、測定法や測定対象に応じて適宜適切な波長を選択してもよい。測定セル１００中の尿３０１と試薬を所定時間反応させた後に、光源２２０から光を出射する。光源２２０から出射された光は試料保持部１０３の壁面を透過して、試薬と攪拌された被検試料に照射される。被検試料を透過または被検試料内において散乱した光の強度は被検試料中に含有される被検物質の濃度に依存している。そこで、この光を光検知器２２１で受光して電気信号を得る。得られた信号は測定制御部５００により処理されて被検試料中に含まれる被検物質の濃度が測定され、測定結果は表示部２０４に表示される。
【００３３】
図７は、測定制御部５００のブロック図を示す。入出力信号はＣＰＵ５０１によって制御される。測定セル１００を測定装置２００に装着した状態で測定開始ボタン２０３を押すと、ＣＰＵ５０１によりモータ２１４が所定回数だけ回転し、所定量の被検試料が測定セル１００内に取り込まれる。その後、被検試料と試薬の反応時間を待って、光源２２０、光検知器２２１を作動させ、光検知器２２１で受光された信号をＣＰＵ５０１に取り込み、メモリ５０２に蓄えられた、被検物質の濃度と光強度との関係を比較して、測定データを表示部２０４に表示する。また測定データは必要に応じて半導体メモリなどの外部記憶媒体５０３に保存される。測定が終了するとモータ２１４が逆回転しプランジャ２１３が下方に移動することで、測定セル１００内の被検試料である尿は、試料採取孔１０５から排出される。この後、測定セル保持解除ボタン２０５を押して測定セル１００は測定装置２００から取外される。
【００３４】
図８は、測定セル１００を測定装置２００から取外す状態を示す断面図である。測定セル保持解除ボタン２０５を矢印Ｅ方向に押すと、係止部材２１０はピン２１１を中心にして回動し、爪部２１０ａは測定セル１００の突起部１０２との係止が外れる。これにより測定セル１００は、コイルバネ２０９に押圧された測定セル取付部２０２に押されて測定装置２００の外部に押し出される。測定セル保持解除ボタン２０５、係止部材２１０、コイルバネ２０９などにより、本発明におけるする測定セル保持・保持解除機構に含まれる測定セル保持解除機構が構成されている。このような構成により、測定セル１００を人の手に触れることなく測定装置２００から取外すことができるので衛生的である。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態においては、被検試料吸引部の駆動手段としてモータを用いたが、従来のシリンジ、ディスペンサーなどと同様のピストン機構を手動で駆動してもよい。
【００３６】
以上のように本発明によれば、装置本体の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置及びそれに用いる測定セルを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明による測定装置及びそれに用いる測定セルは、測定装置の正しい位置に測定セルを容易に設置することができるので、光学測定による試料の分析に広く有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態における測定装置及び測定セルの外観を示す斜視図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図
【図４】同実施の形態における測定セルを測定装置に装着した状態を示す断面図
【図５】同実施の形態における測定装置を用いて測定セルに被検試料を採取した状態を示す断面図
【図６】図５におけるＤ−Ｄ線断面図
【図７】同実施の形態における測定装置の測定制御部のブロック図
【図８】同実施の形態において測定セルを測定装置から取外す状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
１００ 測定セル
１０１ 容器
１０２ 突起部
１０３ 試料保持部
１０４ 排気孔
１０５ 試料採取孔
１０６ 試薬保持部
２００ 測定装置
２０１ 装置本体
２０２ 測定セル取付部
２０２ａ 装着口
２０２ｂ 円筒部
２０２ｃ 係止溝
２０３ 測定開始ボタン
２０４ 表示部
２０５ 測定セル保持解除ボタン
２０６ パッキン
２０６ａ 貫通孔
２０７ ガイドブロック
２０７ａ 穴
２０８ シリンダ
２０８ａ 穴
２０８ｂ 連通孔
２０８ｃ シリンダ室
２０９ コイルバネ
２１０ 係止部材
２１０ａ 爪部
２１１ ピン
２１２ 係止バネ
２１３ プランジャ
２１３ａ 雌ネジ
２１４ モータ
２１５ 雄ネジ
２２０ 光源
２２１ 光検知器
３０１ 尿
３０２ コップ
５００ 測定制御部
５０１ ＣＰＵ
５０２ メモリ
５０３ 外部記憶媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる被検物質の分析を行うための測定装置及びそれに用いる測定セルに関する。
【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として、試料を供給するための開口部を備えた測定セルと、その測定セルを挿入するための測定セル取付部、試料を吸引するためのピストン機構、光源及び受光器とを備えた測定装置とから構成され、測定セル取付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し、光源から出射して測定セル内の試料を透過または散乱した後、受光器に入射した光を検出する測定システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、測定終了後に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、測定セルが測定装置から自動的に取り外されることが開示されているが、測定セル取外し機構の具体的な構成については開示されていない。
【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に記載の構成では、測定セル取付部内において深さ方向に対し測定セルを所定の位置で確実に固定することができる手段については開示されていない。測定セル取付部内における測定セルの深さ方向の位置がずれると、測定装置内のピストン機構を作動させたときに測定セル内の空気を十分に吸引することができず、測定セル内に試料が供給されなかったり、供給量が不足したりするおそれがある。
【０００４】
そこで本発明は、前記従来の課題に鑑み、測定装置内の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置及びそれに用いる測定セル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】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の測定装置は、被検物質を含む被検試料を保持するための測定セルが取付けられる測定セル取付部、前記測定セルに保持された前記被検試料に光を照射する光源、前記被検試料を透過または前記被検試料内において散乱した光を受光する光検知部、及び前記測定セル取付部に取付けられた前記測定セルを保持し、かつ測定終了後に前記測定セルの保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を備える。
【０００６】
また、本発明の測定セルは、少なくとも一部が透明部材で形成され、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部、前記被検試料を前記試料保持部に採取するための試料採取孔、前記被検試料中に含まれる前記被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部、及び上記測定装置における前記係止部材と係止する突起部または溝部を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、測定装置内の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置及びそれに用いる測定セルを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の測定装置は、被検物質を含む被検試料を保持するための測定セルが取付けられる測定セル取付部、前記測定セルに保持された前記被検試料に光を照射する光源、前記被検試料を透過または前記被検試料内において散乱した光を受光する光検知部、及び前記測定セル取付部に取付けられた前記測定セルを保持し、かつ測定終了後に前記測定セルの保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を備える。
【０００９】
このような構成により、測定装置内の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置を実現することができる。
【００１０】
さらに、測定セルは突起部または溝部を有し、測定セル保持・保持解除機構は、その突起部または溝部と係止する係止部材、及びバネを有し、その係止部材は、測定セルをバネの押圧力に抗して測定セル取付部に挿入することにより突起部または溝部と係止するようにしてもよい。このような構成により、簡単な構成により、測定装置内において測定セルを精度良く保持することができる。
【００１１】
さらに、測定セル保持・保持解除機構は、係止部材と突起部または溝部との係止を解除する測定セル保持解除ボタンを有するようにしてもよい。このような構成により、人の手に触れることなく測定セルを測定装置から取外すことができるので衛生的である。
【００１２】
また、測定装置は光源及び光検知部を収納する装置本体をさらに有し、測定セル取付部が装置本体から突出して設けられていてもよい。このような構成により、測定セルを測定セル取付部に対して容易に位置合わせすることができるため、測定セルを測定装置に容易に装着することができる。
【００１３】
また、本発明の測定セルは、少なくとも一部が透明部材で形成され、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部、被検試料を試料保持部に採取するための試料採取孔、被検試料中に含まれる被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部、及び上記測定装置における係止部材と係止する突起部または溝部を備える。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における測定装置２００の外観を示す斜視図である。装置本体２０１の外側には、測定セル１００を測定装置２００に着脱する際の取付部となる測定セル取付部２０２および測定を開始するための測定開始ボタン２０３、測定結果を表示する表示部２０４、測定が終了した測定セル１００を取外すための測定セル保持解除ボタン２０５が設けられている。測定セル取付部２０２は可動式で、測定セル１００とともにスライドできるようになっている。装置本体２０１内には、後述のように測定に必要な光学測定部などの主要構成要素が収納されている。
【００１６】
図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図２におけるＢ−Ｂ線断面図であり、いずれも測定セル１００を装着する前の状態を示している。
【００１７】
図２において、測定セル１００は、透明のポリスチレンからなる角柱形状の中空の容器１０１を主要構成要素としている。容器１０１の外部には測定セル１００を測定装置２００に係止させるための突起部１０２が設けられ、内部には、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部１０３と、試料保持部１０３内の空気を外部に排出するための排気孔１０４と、被検試料を外部から採取するための試料採取孔１０５、被検試料中に含まれる被検物質と反応する試薬が担持された試薬保持部１０６が設けられている。
【００１８】
本実施の形態では、容器１０１は透明材料で構成されているため容器１０１すべてが透明部であるが、後述の測定装置の光学測定部に対応する部分だけに透明部を設けてもよい。透明部の材料としてはポリスチレンの他に、石英やガラス、あるいは、ポリメタクリル酸メチルなどを用いることができるが、測定セルを使い捨てにする場合にはコストの観点からポリスチレンが好ましい。
【００１９】
試薬保持部１０６はガラス繊維や濾紙などからなる多孔性の担体で形成され、試薬の溶液を含浸させた後、乾燥させることにより試薬を担持させたもので、試料保持部１０３内に試料が供給された時に、試薬保持部１０６に担持された試薬が試料に溶解するように配置されている。また、試料保持部１０３を構成する壁面に試薬の溶液を直接塗布して乾燥させることによって試薬を配置してもよい。試薬は被検試料中の被検物質と特異的に反応する材料を用いる。試薬としては酵素や抗体等が挙げられる。
【００２０】
本実施の形態では被検試料に尿を用い、被検物質が尿中に含まれるヒトアルブミンである例について説明する。試薬としてはヒトアルブミンの抗体を用いるのが有利である。ヒトアルブミンに対する抗体は従来公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギ抗血清を、プロテインＡカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、容易にヒトアルブミン抗体を得ることができる。その他の測定に用いられる抗体としては、アルブミンなど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などが挙げられる。必要に応じて抗原と抗体による凝集反応を促進させるポリエチレングリコールなどの化合物を測定セル１００の抗体近傍に共存させてもよい。またその他の対象となる被検試料としては、尿の他に血清、血漿、血液などの体液および培地の上清液などの液体が挙げられる。被検物質としては、アルブミンの他に、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧなどが挙げられる。
【００２１】
図２および図３に示すように、測定セル１００を測定装置２００に着脱する際の取付部となる角柱形状の測定セル取付部２０２が装置本体２０１から突出して設けられている。測定セル取付部２０２は、測定セル１００の排気孔１０４と嵌合する装着口２０２ａを有し、装着口２０２ａの奥には排気孔１０４の端面の気密を保つためのパッキン２０６が装着されている。パッキン２０６の中央部には貫通孔２０６ａが形成されている。測定セル取付部２０２は、装置本体２０１に固定されたガイドブロック２０７に形成された断面形状が四角の穴２０７ａに、回転を規制された状態で摺動自在に嵌合されている。
【００２２】
測定セル取付部２０２の内部には円筒部２０２ｂが設けられ、円筒状の外形をもつシリンダ２０８に摺動自在に嵌合されている。シリンダ２０８の上部は装置本体２０１に固定されている。測定セル取付部２０２はシリンダ２０８の外部に設けられたバネとなるコイルバネ２０９により測定装置２００の外方向に押圧されている。
【００２３】
測定セル取付部２０２には係止溝２０２ｃが設けられて、係止部材２１０の爪部２１０ａにより係止され、測定装置２００から外れない構成になっている。係止部材２１０はピン２１１により回動自在に軸支され、係止部材２１０の爪部２１０ａは係止バネ２１２により測定セル取付部２０２方向に押圧されている。
【００２４】
シリンダ２０８の内部には断面形状が四角の穴２０８ａが形成され、４角柱のプランジャ２１３が気密を保ちつつ回転を規制された状態で摺動自在に嵌合されている。シリンダ２０８の内部に形成された穴２０８ａと４角柱のプランジャ２１３とで囲まれた空間はシリンダ室２０８ｃを形成している。プランジャ２１３の内部には雌ネジ２１３ａが形成され、モータ２１４に直結された雄ネジ２１５と噛み合っている。シリンダ２０８の底部にはパッキン２０６の貫通孔２０６ａに連通する連通孔２０８ｂが形成されている。モータ２１４を回転することにより、プランジャ２１３はシリンダ２０８の内部を上下に移動する構成になっている。シリンダ２０８を上方に移動すると、貫通孔２０６ａ、連通孔２０８ｂを介して、シリンダ室２０８ｃ内に空気を吸引し、シリンダ２０８を下方に移動するとシリンダ室２０８ｃ内の空気を排出することができる。
【００２５】
なお、本発明における測定セル取り付け部２０２、パッキン２０６、ガイドブロック２０７、およびシリンダ２０８の断面形状は、上記に限るものではない。また、コイルバネ２０９は、電磁バネであってもかまわない。
【００２６】
以下、測定装置２００を用いて測定セル１００の被検試料を測定する動作について説明する。図２において、測定セル１００を測定セル取付部２０２の装着口２０２ａに装着し、コイルバネ２０９の押圧力に抗して矢印Ｃ方向に挿入すると、測定セル取付部２０２はコイルバネ２０９を圧縮しつつ上昇する。測定セル１００の突起部１０２が係止部材２１０の爪部２１０ａを超える位置で手を離すと、コイルバネ２０９に押圧された測定セル１００は突起部１０２が係止部材２１０の爪部２１０ａに係止されることで所定の位置に精度良く位置決めされる。ここで、測定セル取付部２０２は装置本体２０１から突出して設けられているので、測定セル１００を測定セル取付部２０２に対して容易に位置合わせすることができるため、測定セル１００を測定装置２００に容易に装着することができる。
【００２７】
図４は、測定セル１００を測定装置２００の所定の位置に装着し終わった状態を示す断面図である。測定セル１００を測定セル取付部２０２の装着口２０２ａに装着し図２の矢印Ｃ方向に挿入することにより、測定セル１００を装着する前において装置本体２０１から突出して設けられていた測定セル取付部２０２は装置本体２０１の内部に収納された状態となっている。測定セル１００はコイルバネ２０９により測定装置２００の外方向に押圧されているが、係止部材２１０の爪部２１０ａがコイルバネ２０９の押圧力に抗して測定セル１００の突起部１０２を係止している。これらコイルバネ２０９、突起部１０２、係止部材２１０などにより、本発明におけるする測定セル保持・保持解除機構に含まれる測定セル保持機構が構成されている。
【００２８】
本発明の実施の形態では、測定セル１００の突起部１０２に係止部材２１０の爪部２１０ａが係止する例を示したが、突起部１０２に代えて溝部を形成し、これに係止部材２１０の爪部２１０ａを係止してもよい。
【００２９】
排気孔１０４の端面とシリンダ２０８の底部はパッキン２０６により外部との気密を保たれるとともに貫通孔２０６ａと連通孔２０８ｂにより連通されている。
【００３０】
この状態で、測定セル１００の試料採取孔１０５をコップ３０２に入れられた被検試料である尿３０１に浸漬して、測定開始ボタン２０３を押すことによりモータ２１４を回転させると、モータ２１４に直結された雄ネジ２１５が回転することで、プランジャ２１３が上昇してシリンダ室２０８ｃ内が負圧になる。これにより、測定セル１００の試料保持部１０３内の空気は、排気孔１０４、貫通孔２０６ａ、連通孔２０８ｂを介してシリンダ室２０８ｃに吸引され、コップ３０２内の尿３０１が試料採取孔１０５を通して試料保持部１０３内に吸引採取される。これらモータ２１４、雄ネジ２１５、雌ネジ２１３ａ、プランジャ２１３、シリンダ２０８などで被検試料吸引部が構成されている。
【００３１】
図５は、測定セル１００に被検試料である尿３０１を採取し終わった状態を示す断面図である。尿３０１が試料保持部１０３内に吸引されると、試薬保持部１０６に担持されていたヒトアルブミンの抗体の試薬が尿３０１中に溶解し、ヒトアルブミンの抗体と尿中のヒトアルブミンが反応を起こす。このまま所定時間（約３分程度）放置し、反応が十分に進行するのを待つ。
【００３２】
図６は、図５におけるＤ−Ｄ線断面図である。測定セル１００を挟んで、光源２２０と光検知器２２１とからなる光学測定部が装置内に配置されている。光源２２０としては、６５０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザを用いている。これに代えて同様の波長を有するＬＥＤ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の照射および受光波長を選択したが、測定法や測定対象に応じて適宜適切な波長を選択してもよい。測定セル１００中の尿３０１と試薬を所定時間反応させた後に、光源２２０から光を出射する。光源２２０から出射された光は試料保持部１０３の壁面を透過して、試薬と攪拌された被検試料に照射される。被検試料を透過または被検試料内において散乱した光の強度は被検試料中に含有される被検物質の濃度に依存している。そこで、この光を光検知器２２１で受光して電気信号を得る。得られた信号は測定制御部５００により処理されて被検試料中に含まれる被検物質の濃度が測定され、測定結果は表示部２０４に表示される。
【００３３】
図７は、測定制御部５００のブロック図を示す。入出力信号はＣＰＵ５０１によって制御される。測定セル１００を測定装置２００に装着した状態で測定開始ボタン２０３を押すと、ＣＰＵ５０１によりモータ２１４が所定回数だけ回転し、所定量の被検試料が測定セル１００内に取り込まれる。その後、被検試料と試薬の反応時間を待って、光源２２０、光検知器２２１を作動させ、光検知器２２１で受光された信号をＣＰＵ５０１に取り込み、メモリ５０２に蓄えられた、被検物質の濃度と光強度との関係を比較して、測定データを表示部２０４に表示する。また測定データは必要に応じて半導体メモリなどの外部記憶媒体５０３に保存される。測定が終了するとモータ２１４が逆回転しプランジャ２１３が下方に移動することで、測定セル１００内の被検試料である尿は、試料採取孔１０５から排出される。この後、測定セル保持解除ボタン２０５を押して測定セル１００は測定装置２００から取外される。
【００３４】
図８は、測定セル１００を測定装置２００から取外す状態を示す断面図である。測定セル保持解除ボタン２０５を矢印Ｅ方向に押すと、係止部材２１０はピン２１１を中心にして回動し、爪部２１０ａは測定セル１００の突起部１０２との係止が外れる。これにより測定セル１００は、コイルバネ２０９に押圧された測定セル取付部２０２に押されて測定装置２００の外部に押し出される。測定セル保持解除ボタン２０５、係止部材２１０、コイルバネ２０９などにより、本発明におけるする測定セル保持・保持解除機構に含まれる測定セル保持解除機構が構成されている。このような構成により、測定セル１００を人の手に触れることなく測定装置２００から取外すことができるので衛生的である。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態においては、被検試料吸引部の駆動手段としてモータを用いたが、従来のシリンジ、ディスペンサーなどと同様のピストン機構を手動で駆動してもよい。
【００３６】
以上のように本発明によれば、装置本体の正しい位置に測定セルを容易に設置することができる測定装置及びそれに用いる測定セルを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明による測定装置及びそれに用いる測定セルは、測定装置の正しい位置に測定セルを容易に設置することができるので、光学測定による試料の分析に広く有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態における測定装置及び測定セルの外観を示す斜視図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図
【図４】同実施の形態における測定セルを測定装置に装着した状態を示す断面図
【図５】同実施の形態における測定装置を用いて測定セルに被検試料を採取した状態を示す断面図
【図６】図５におけるＤ−Ｄ線断面図
【図７】同実施の形態における測定装置の測定制御部のブロック図
【図８】同実施の形態において測定セルを測定装置から取外す状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
１００ 測定セル
１０１ 容器
１０２ 突起部
１０３ 試料保持部
１０４ 排気孔
１０５ 試料採取孔
１０６ 試薬保持部
２００ 測定装置
２０１ 装置本体
２０２ 測定セル取付部
２０２ａ 装着口
２０２ｂ 円筒部
２０２ｃ 係止溝
２０３ 測定開始ボタン
２０４ 表示部
２０５ 測定セル保持解除ボタン
２０６ パッキン
２０６ａ 貫通孔
２０７ ガイドブロック
２０７ａ 穴
２０８ シリンダ
２０８ａ 穴
２０８ｂ 連通孔
２０８ｃ シリンダ室
２０９ コイルバネ
２１０ 係止部材
２１０ａ 爪部
２１１ ピン
２１２ 係止バネ
２１３ プランジャ
２１３ａ 雌ネジ
２１４ モータ
２１５ 雄ネジ
２２０ 光源
２２１ 光検知器
３０１ 尿
３０２ コップ
５００ 測定制御部
５０１ ＣＰＵ
５０２ メモリ
５０３ 外部記憶媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物質を含む被検試料を保持するための測定セルが取付けられる測定セル取付部、
前記測定セルに保持された前記被検試料に光を照射する光源、
前記被検試料を透過または前記被検試料内において散乱した光を受光する光検知部、及び
前記測定セル取付部に取付けられた前記測定セルを保持し、かつ測定終了後に前記測定セルの保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を備える測定装置。
【請求項２】
前記測定セルは突起部または溝部を有し、
前記測定セル保持・保持解除機構は、前記突起部または前記溝部と係止する係止部材、及びバネを有し、
前記係止部材は、前記測定セルを前記バネの押圧力に抗して前記測定セル取付部に挿入することにより前記突起部または前記溝部と係止する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定セル保持・保持解除機構は、前記係止部材と前記突起部または前記溝部との係止を解除する測定セル保持解除ボタンをさらに有する請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記光源及び前記光検知部を収納する装置本体をさらに備え、
前記測定セル取付部が前記装置本体から突出して設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記被検試料が尿である請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
少なくとも一部が透明部材で形成され、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部、
前記被検試料を前記試料保持部に採取するための試料採取孔、
前記被検試料中に含まれる前記被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部、及び
請求項２に記載の測定装置における前記係止部材と係止する突起部または溝部を備える測定セル。
【請求項１】
被検物質を含む被検試料を保持するための測定セルが取付けられる測定セル取付部、
前記測定セルに保持された前記被検試料に光を照射する光源、
前記被検試料を透過または前記被検試料内において散乱した光を受光する光検知部、及び
前記測定セル取付部に取付けられた前記測定セルを保持し、かつ測定終了後に前記測定セルの保持を解除する測定セル保持・保持解除機構を備える測定装置。
【請求項２】
前記測定セルは突起部または溝部を有し、
前記測定セル保持・保持解除機構は、前記突起部または前記溝部と係止する係止部材、及びバネを有し、
前記係止部材は、前記測定セルを前記バネの押圧力に抗して前記測定セル取付部に挿入することにより前記突起部または前記溝部と係止する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定セル保持・保持解除機構は、前記係止部材と前記突起部または前記溝部との係止を解除する測定セル保持解除ボタンをさらに有する請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記光源及び前記光検知部を収納する装置本体をさらに備え、
前記測定セル取付部が前記装置本体から突出して設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記被検試料が尿である請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
少なくとも一部が透明部材で形成され、被検物質を含む被検試料を保持するための試料保持部、
前記被検試料を前記試料保持部に採取するための試料採取孔、
前記被検試料中に含まれる前記被検物質と反応する試薬を保持する試薬保持部、及び
請求項２に記載の測定装置における前記係止部材と係止する突起部または溝部を備える測定セル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−３９７２３（Ｐ２００８−３９７２３Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１８０４１（Ｐ２００６−２１８０４１）
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【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２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【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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