血球計数検査チップおよびこれを使用する血球計数検査装置
【課題】血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化して、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を簡便に行うことができると共に、ＰＯＣＴ用小型検査装置を実現することができる、ディスポーザブル構造化した血球計数検査チップおよびこの血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置を提供する。
【解決手段】少なくとも血球計数センサ部１２、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４、血液試料の容量秤量センサ部１４をマイクロチップ内に有し、血球計数検査装置に対して着脱自在に装着可能に構成する。
【解決手段】少なくとも血球計数センサ部１２、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４、血液試料の容量秤量センサ部１４をマイクロチップ内に有し、血球計数検査装置に対して着脱自在に装着可能に構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を行う血球計数検査装置に係り、特にこの種の装置においてＰＯＣＴ（Ｐoint Ｏf Ｃare Ｔesting：簡易迅速検査）用小型検査装置を実現するため、その要部となる血球計数センサ、ヘモグロビン濃度計測センサおよび血液試料容量秤量センサなどを小型化および集積化し、装置本体に対してディスポーザブル構造化した血球計数検査チップを得ると共に、この血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血球計数検査は、高度医療現場から診療所に至る幅広い臨床現場で、頻繁に実施されている検査である。今日の血球計数検査においては、その計測プロセスが複雑であり、大別してそれぞれ血液試料に対し、希釈部、センサ部、定量部、吸引ポンプ部から構成される。
そして、これらの構成部からなる血球計数検査装置においては、前記各構成部において血液試料に対する一連の処理を行った後、計測した細胞の数および定量した試料の体積並びに希釈倍率の情報から、全血の細胞およびヘモグロビン濃度を演算処理することにより、それぞれ測定結果として出力表示するように設定されている。
【０００３】
しかるに、従来の血球計数検査装置においては、前記計数プロセスを形成するための各構成部は、機械加工により製作したバルク部材で構成されており、部品点数が多く、装置全体の寸法が大きくなる等の問題がある。このため、ＰＯＣＴ用として適するように、持ち運びが可能な小型検査装置として構成することは、困難である。
【０００４】
このような観点から、検体血液のインピーダンス変化による血球計数の検出以外に、検体血液の採血、希釈および廃液溜めも行うことができ、しかもこれらの構成要素をカートリッジ化した測定部を備えたマイクロ血球カウンタが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、この特許文献１に記載のマイクロ血球カウンタは、希釈液で希釈された検体血液が流れる検出用流路に、所定間隔で配置された両電極間のインピーダンス変化を検出するための測定部を備え、該測定部からの検出信号に基づいて検体血液中の血球を測定するマイクロ血球カウンタであって、検体血液を定量採血するキャピラリーと、該キャピラリーの検体血液を所定の希釈手段により希釈して、前記検出用流路に導入し、測定が終わった希釈血液を廃液として溜める液溜用セルとを、前記測定部に設け、該測定部を取り替え可能なようにカートリッジ化した構成からなる。
【０００６】
このような構成からなるマイクロ血球カウンタは、前記測定部において検体血液の定量採血と希釈と廃液溜めを行うことができるので、検体血液中の血球を測定する際に行われる前処理（検体血液の定量採血と希釈）および後処理（廃液溜め）に必要な器具や装置を設ける必要がなくなり、これにより、マイクロ血球カウンタを持ち運び可能なように小型化することができると共に、測定装置全体としてはコストダウンを図ることができる。
【０００７】
そして、前記測定部を取り替え可能なようにカートリッジ化したことにより、前記測定部を使い捨てにすることができ、前記測定部を洗浄するための洗浄装置が不要となり、前述したように測定装置全体として小型化およびコストダウンを図ることができるものである。従って、このように小型化されたマイクロ血球カウンタは、持ち運びができるので、問診や緊急時に現場で検体血液の血球を測定することを、可能とするものである。
【０００８】
また、本出願人は、前述したマイクロ血球カウンタや血球計数検査装置などに使用することができるマイクロ中空デバイスないしＣＢＣ（Ｃomplete Ｂlood Ｃount：血球計数）センサについて、従来の製造技術から飛躍的に製造コストや製造工程を削減することができ、しかも集積度を高くすることができるデバイスないしセンサの製造方法の開発に成功し、特許出願を行った（未公開の特許文献２）。
【０００９】
すなわち、前記提案に係る特許文献２に記載のマイクロ中空デバイスないしＣＢＣセンサは、ベース基板と、このベース基板上に形成された光硬化型樹脂からなる厚膜レジストと、この厚膜レジスト上に載置された現像液注入穴を設けた透明なカバー基板からなるマイクロ中空デバイスであって、前記ベース基板上には少なくとも２つ以上の電極を配置し、前記厚膜レジストには前記電極とそれぞれ対応して隣接するチャンバを形成すると共に前記隣接するチャンバの境界部に血液を流過させるアパーチャを設け、その下流側チャンバをディフューザ型または案内羽根型に構成したものである。
【００１０】
このように構成されるマイクロ中空デバイスないしＣＢＣセンサは、微細部品を組み立てるような細かな作業を必要としないため、工程数が少なく、加工時間が短くなる等、製品コストの低減に寄与する。そして、デバイスないしセンサとしての構成要素として、リアクタ、センサ、圧力チャンバ、ポンプ、これらを連結するチャネル、バルブ等の複数の要素の製作に対して、設計における制約が少ない状態で集積することが可能となる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２５７７６８号公報
【特許文献２】特願２００５−２３８２６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載のマイクロ血球カウンタは、その要部である測定部がアクリルなどの樹脂でカートリッジ化されており、この樹脂基板上には、ポンプ接続口に一端が接続される外部接続用流路と、この外部接続用流路の他端に接続され壁により部分的に仕切られて流路が形成された液溜用セルと、この液溜用セルに流路を介して接続される吸光度測定用セルと、この吸光度測定用セルに流路を介して接続される検出用流路と、この検出用流路にほぼＳ字状の流路を介して接続されるキャピラリーと、前記吸光度測定用セルの流路とＳ字状の流路間に設けられるセンサ取付部とから構成されている。
【００１３】
そして、このように構成された樹脂基板には、前記キャピラリーの収容路にガラス製のキャピラリーが埋め込み固定されると共に、その一端に対してボトルガイドが貼り合わせられる。また、前記外部接続用流路には、ポンプ接続口が貼り合わせられ、ポンプとの接続を行うように構成される。さらに、前記センサ取付部には、センサチップを実装したセンサ基板が貼り付けられている。
【００１４】
従って、このように構成されるマイクロ血球カウンタの測定部は、取り替え可能なようにカートリッジ化されて、使い捨てにすることができるものであるとしても、測定部の構成は、前述したように複雑であり、部品点数が多く、その製造に際しては、多くの組み立て工程を要し、製造コストも著しく増大する等の問題がある。
【００１５】
これに対して、特許文献２として提案されたマイクロ中空デバイスないしＣＢＣセンサは、前述したような従来の製造技術から飛躍的に製造コストや製造工程を削減することができ、しかも集積度を高くすることができる利点を有している。そして、特にＣＢＣセンサとして提案された技術を適用すれば、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を行う血球計数検査装置として、その要部となる血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化することができると共に、低コストでディスポーザブルな血球計数検査チップの製造を可能とし、ＰＯＣＴ用小型検査装置の実現を容易に可能とすることができる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化して、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を簡便に行うことができると共に、ＰＯＣＴ用小型検査装置を実現することができる、ディスポーザブル構造化した血球計数検査チップおよびこの血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するため、本発明に係る請求項１に記載の血球計数検査チップは、少なくとも血球計数センサ部、ヘモグロビン濃度測定センサ部、血液試料の容量秤量センサ部を、マイクロチップ内に有し、血球計数検査装置に対し着脱自在に装着可能としたことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る請求項２に記載の血球計数検査チップにおいては、さらに血液試料導入部、配管部および廃液チャンバ部を形成することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る請求項３に記載の血球計数検査チップにおいては、インピーダンスの変化を検出する血球計数センサ部と、吸光度を計測するヘモグロビン濃度測定センサ部と、血液試料の有無を光学的に検出すると共にその液量を秤量する血液試料の容量秤量センサ部とを、それぞれ光学セル、導波路および血液試料の配管部と共に、同一のマイクロチップ内に小型化および集積化して構成したことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る請求項４に記載の血球計数検査チップは、血液試料の容量秤量センサ部を、単一の発光素子と受光素子とにより、ヘモグロビン濃度測定センサ部に対する血液試料の上流側と下流側のそれぞれ流れの有無を判定するように設定した液面検出センサとして構成してなることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る請求項５に記載の血球計数検査チップは、導波路に光ファイバを使用し、マイクロチップの光学セルを形成するパターン部分にそれぞれ設定してなることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る請求項６に記載の血球計数検査チップは、血球計数センサ部を設けたインピーダンス変化検出用レイヤと、ヘモグロビン濃度測定センサ部および血液試料の容量秤量センサ部を設けた光学的検出用レイヤとからなることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る請求項７に記載の血球計数検査チップは、インピーダンス変化検出用レイヤと光学的検出用レイヤとを、平面的に結合ないし立体的に積層する構造からなることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る請求項８に記載の血球計数検査装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の血球計数検査チップを着脱自在に装着するチップ・ホルダと、血球計数検査チップに供給する血液試料を調製する希釈部と、血球計数検査チップ内における血液試料を移動させる吸引ポンプと、電源用バッテリと、血球計数検査チップの各センサ部に対して、それぞれ計数ないし測定し得る光学的および電気的回路構成と、電源用バッテリと、前記各センサ部で計測ないし測定した結果を表示する液晶ディスプレイとを備えた構成からなる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る請求項１および３に記載の血球計数検査チップによれば、血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化して、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を簡便に行うことができると共に、ＰＯＣＴ用小型検査装置を実現することができる。
【００２６】
本発明に係る請求項２に記載の血球計数検査チップによれば、血液試料の導入から血液試料の各種の計測検査を経て廃液に至るまでを、全てチップ内において適正にしかも外部に漏れることなく、簡便にしてディスポーザブルな使用ができる利点がある。
【００２７】
本発明に係る請求項４および５に記載の血球計数検査チップによれば、血液試料のヘモグロビン濃度の測定および血液試料の容量秤量の測定を、血球の計数と同時に適正かつ円滑に行うことができる。
【００２８】
本発明に係る請求項６および７に記載の血球計数検査チップによれば、血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化を、容易に達成することができる。
【００２９】
本発明に係る請求項８に記載の血球計数検査装置によれば、血球計数検査装置としての要部の構成を全て血球計数検査チップとして、小型化および集積化した構成とすることができ、しかもこの血球計数検査チップを着脱自在にしてディスポーザブルな使用ができるので、ＰＯＣＴ用小型検査装置として簡便かつ有効に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明に係る血球計数検査チップおよびこの血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る血球計数検査チップと、これを使用する血球計数検査装置のシステム構成を示す系統説明図である。すなわち、図１において、本発明の血球計数検査チップ１０は、血球計数（ＣＢＣ）センサ部１２と、ヘモグロビン（ＨＧＢ）濃度測定センサ部１４と、血液試料の容量秤量センサ部１６とを備えると共に、前記各センサ部１２、１４、１６へ血液試料を送液するための配管部１８を備えるＭＥＭＳ（Ｍicroelectromechanical Ｓystem：超小型電子機械装置）チップ２０を構成し、さらにこのＭＥＭＳチップ２０に血液試料を供給するための血液試料導入部としてのサンプル・カップ１１と、前記ＭＥＭＳチップ２０において使用された計数および測定した検査後の廃液となった血液試料を一時的に貯溜して置くための廃液チャンバ部１９とを備えた構成からなる。
【００３２】
そして、このように構成される血球計数検査チップ１０は、前記血液試料導入部としてのサンプル・カップ１１が、血球計数検査装置４０に設けられる血液試料の希釈部３２に対し着脱自在に接続されると共に、前記廃液チャンバ部１９が吸引ポンプ３４に対し着脱自在に接続されて、血球計数検査チップ１０内における血液試料の移動を行うように構成される。従って、本発明に係る血球計数検査チップ１０は、後述する血球計数検査装置４０に対してディスポーザブルに装着して使用することができる。
【００３３】
図２および図３は、本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０の外観構成とその分解した構成の実施例をそれぞれ示す斜視図である。図２および図３において、本実施例の血球計数検査チップ１０は、血液試料の導入口２２および導出口２３を備えると共に、血液試料のヘモグロビン濃度および容量秤量を光学的に測定するセンサ部（図示せず）を備える光学的検出用レイヤ２４と、血球計数をインピーダンス変化として計数する血球計数センサ部１２およびこのセンサ部１２に対する一対の電極２５ａ、２５ｂを備えるインピーダンス検出用レイヤ２６とを、積層体としたマイクロチップとして構成される。
【００３４】
図４および図５は、前記実施例からなるＭＥＭＳチップ２０の光学的検出用レイヤ２４およびインピーダンス検出用レイヤ２６において、それぞれ形成される血液試料の流路および各種のセンサ部の構成配置例を示すものである。図４において、光学的検出用レイヤ２４には、血液試料の導入口２２および導出口２３を備えると共に、血液試料のヘモグロビン濃度測定センサ部１４および血液試料の容量秤量センサ部１６が、それぞれ図示のような配管部１８の構成により設けられている。また、インピーダンス検出用レイヤ２６には、前記血液試料の導入口２２および導出口２３に連通する開口２２′および開口２３′を備えると共に、血液試料の血球計数センサ部１２が、それぞれ図示のような配管部１８の構成により設けられている。
【００３５】
前記構成からなるＭＥＭＳチップ２０における血液試料の導入口２２から導出口２３に至る経路は、次のように形成される（図４参照）。すなわち、（ａ）光学的検出用レイヤ２４の導入口２２に供給された血液試料は、（ｂ）インピーダンス検出用レイヤ２６の開口２２′を介して血球計数センサ部１２に供給される。次いで、（ｃ）血球計数センサ部１２を流過した血液試料は、対応する光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６の一部を経て、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に供給される。このようにして、（ｄ）ヘモグロビン濃度測定センサ部１４を流過した血液試料は、対応するインピーダンス検出用レイヤ２６の配管部１８および開口２３′を経て、（ｅ）再び対応する光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６の他の一部を経て、血液試料の導出口２３に至り、（ｆ）導出口２３より廃液として導出される。
【００３６】
しかるに、前記光学的検出用レイヤ２４に対し、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４および血液試料の容量秤量センサ部１６において、それぞれ血液試料の測定検査を行うに際しては、図５に示すように、それぞれ１対の発光素子および受光素子により、光学的に検出測定するように設定される。図５において、光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６に対しては、図示のように１対の光ファイバ２７ａ、２７ｂを対称的に配置し、前記血液試料の容量秤量センサ部１６と前記光ファイバ２７ａ、２７ｂとを介して、例えば波長９３５ｎｍの発光ダイオードからなる発光素子３３と、フォトトランジスタからなる受光素子３５とを対向配置する。この場合、一方の光ファイバ２７ａの一端は、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対する血液試料の上流側で構成される血液試料の容量秤量センサ部１６の一部に対向させ、他方の光ファイバ２７ｂの一端は、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対する血液試料の下流側で構成される血液試料の容量秤量センサ部１６の他の一部に対向させる。このようにして、前記１対の光ファイバ２７ａ、２７ｂを介して検出される光信号の変化により血液試料の容量秤量の検出測定を適正に行うことができる。
【００３７】
また、前記ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対しては、図示のように光ファイバ２８を配置し、前記ヘモグロビン濃度測定センサ部１４と前記光ファイバ２８とを介して、例えば波長５５５ｎｍの発光ダイオードからなる発光素子３７と、フォトダイオードからなる受光素子３９とを対向配置する。この場合、前記血液試料の容量秤量センサ部１６に対する発光素子３３と受光素子３５との対向配置とは、相互に平行的でかつ逆配置であり、しかも異なる波長を使用することから、光信号の相互干渉を回避することができる。
【００３８】
これに対し、インピーダンス検出用レイヤ２６の血球計数センサ部１２において、血液試料の血球計数を行うに際しては、図４に示すように、隣接する１対のチャンバ１２ａ、１２ｂの境界部にアパーチャ１２ｃを形成し、前記チャンバ１２ａ、１２ｂに対応して設けた電極２５ａ、２５ｂにより、設定することができる。このように設定することにより、前記チャンバ１２ａからチャンバ１２ｂへ流過する血液試料が、前記アパーチャ１２ｃを通過する時に生じるインピーダンス変化を、電極２５ａ、２５ｂにより検出して、血球の計数を行うことができる。
【００３９】
次に、図６の（ａ）〜（ｉ）に基づいて、本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０の製造工程について説明する。
【００４０】
まず、図６の（ａ）に示すように、平坦度が確保された酸化ガラス基板等からなるベース基板ＢＳ上に、Ｐｔ電極２５ａ、２５ｂのパターニングを行う。次いで、図６の（ｂ）に示すように、ベース基板ＢＳ１の反対側面に遮光層ＭＬのスパッタを行う。遮光層ＭＬとしては、Ｃｒを０．５μｍ成膜して形成することができる。このようにして、電極基板ＥＲを製作する。
【００４１】
一方、図６の（ｃ）に示すように、前記と同じベース基板ＢＳ２上に、光硬化型樹脂ＳＵ−８を均一な膜厚（１００μｍ）に塗布する。次いで、図６の（ｄ）に示すように、前記光硬化型樹脂ＳＵ−８の上に、図６の（ｂ）で製作した電極基板ＥＲを、カバーとして設置する。その後、図６の（ｅ）に示すように、基板を反転させて、前記光硬化型樹脂ＳＵ−８に対してインピーダンス検出用レイヤのパターンを露光し、ベーク処理する。この時点で、インピーダンス検出用レイヤの光硬化型樹脂ＳＵ−８は硬化する。
【００４２】
図６の（ｆ）に示すように、基板を再び反転させて、その上側面に光硬化型樹脂ＳＵ−８を均一な膜厚（２５０μｍ）に塗布する。さらに、図６の（ｇ）に示すように、前記光硬化型樹脂ＳＵ−８の上に、トップカバー基板ＴＣを載置して、封着する。そして、図６の（ｈ）に示すように，前記光硬化型樹脂ＳＵ−８に対して光学的検出用レイヤのパターンを露光し、ベーク処理する。この時点で、光学的検出用レイヤの光硬化型樹脂ＳＵ−８は硬化する。
【００４３】
最後に、図６の（ｉ）に示すように、前記トップカバー基板ＴＣに適宜設けられる血液試料の導入口および導出口から現像液を注入して、光硬化型樹脂ＳＵ−８の未硬化部分を溶解除去することにより、本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０を完成することができる。なお、このように製造されたＭＥＭＳチップ２０に対しては、前記トップカバー基板ＴＣの血液試料の導入口および導出口に対して、血液試料導入部としてのサンプル・カップおよび廃液チャンバ部が適宜設けられる。
【００４４】
図７の（ａ）、（ｂ）は、前述した本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０の製造工程において、光硬化型樹脂ＳＵ−８に対してそれぞれ露光形成する光学的検出用レイヤおよびインピーダンス検出用レイヤのパターンの好適な設計例を示すものである。なお、図７の（ａ）、（ｂ）の実施例においては、説明の便宜上、前述した血球計数検査チップ１０の実施例における構成要素と同一の構成要素について、それぞれ同一の参照符号を付して説明する。
【００４５】
図７の（ａ）は、ＭＥＭＳチップ２０における光学的検出用レイヤ２４のパターンを示す。また、図７の（ｂ）は、ＭＥＭＳチップ２０におけるインピーダンス検出用レイヤ２６のパターンを示す。本実施例において、光学的検出用レイヤ２４には血液試料の導入口２２と導出口２３とが設けられ、前記血液試料の導入口２２は直接インピーダンス検出用レイヤ２６の血球計数センサ部１２の一方のチャンバ１２ａに連通するように構成されている。そして、前記一方のチャンバ１２ａは、アパーチャ１２ｃを介して他方のチャンバ１２ｂに連通し、この他方のチャンバ１２ｂから、光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６の一部１６ａに連通するように構成されている。
【００４６】
前記血液試料の容量秤量センサ部１６の一部１６ａは、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に連通し、さらにインピーダンス検出用レイヤ２６の配管部１８を介して光学的検出用レイヤ２４の配管部１８に連通して、前記血液試料の容量秤量センサ部１６の他方の一部１６ｂに連通するように構成されている。そして、この容量秤量センサ部１６の他方の一部１６ｂは、血液試料の導出口２３に連通するように構成されている。
【００４７】
さらに、図７の（ａ）において、光学的検出用レイヤ２４のヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対しては、図示のように、光ファイバ２８を設定するためのガイド部２８ａが設けられると共に、このガイド部２８ａと対向して発光ダイオードからなる発光素子３７を設定するための凹部３７ａが設けられている。また、血液試料の容量秤量センサ部１６に対しては、図示のように、１対の光ファイバ２７ａ、２７ｂを設定するためのガイド部２７ｃが設けられると共に、このガイド部２７ｃと対向して発光ダイオードからなる発光素子３３を設定するための凹部３３ａが設けられている。なお、図示しないが、インピーダンス検出用レイヤ２６において、血球計数センサ部１２を形成する１対のチャンバ１２ａ、１２ｂに対しては、適宜１対の電極（２５ａ、２５ｂ）の一端が接続されるように設定される。
【００４８】
図８は、本発明に係る血球計数検査チップ１０を使用する血球計数検査装置４０の構成例を示すものである。すなわち、図８において、血球計数検査装置４０には、血液試料導入部および廃液チャンバ部にそれぞれ連通する接続部２１と、１対の電極端子２５ａ、２５ｂを備えた血球計数検査チップ１０を、着脱自在に装着し得るチップ・ホルダ３１が設けられている。そして、前記血球計数検査装置４０には、血液試料を調製する希釈部３２と、吸引ポンプ３４と、電源用バッテリ３６と、計数測定結果を表示する液晶ディスプレイ３８とを設けた構成からなる。但し、血液試料を調製する希釈部３２は、血球計数検査チップ１０内に設けられてもよい。従って、本発明によれば、血球計数検査装置４０の要部である血球計数検査チップ１０を、従来技術に比べて著しく小型化および集積化することができることから、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を簡便に行うことができる小型検査装置を、容易に実現することができる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることなく、例えば血球計数検査チップの製造に際して、インピーダンス検出用レイヤ２６と光学的検出用レイヤ２４とは、実施例のように立体的な積層構造とするだけでなく、平面的な結合構造とすることができる等、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置のシステム構成を示す概略説明図である。
【図２】本発明に係る血球計数検査チップの一実施例としての外観構成を示す概略斜視図である。
【図３】図２に示す血球計数検査チップの積層構成からなる２種のレイヤを分離した状態を示す概略分解斜視図である。
【図４】本発明に係る血球計数検査チップの積層構成からなる複数のレイヤに形成されるセンサ部等のそれぞれ構成配置の一実施例を示す概略説明図である。
【図５】図４に示す血球計数検査チップにおいてそれぞれ形成された各センサ部に対する計測素子および検査素子の構成配置を示す概略説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｉ）は本発明に係る血球計数検査チップの製造方法の一実施例を示す概略工程説明図である。
【図７】（ａ）は本発明に係る血球計数検査チップの一方のレイヤにおける血液試料の流路系と各センサ部の構成例を示す説明図、（ｂ）は本発明に係る血球計数検査チップの他方のレイヤにおける血液試料の流路系とセンサ部の構成例を示す説明図である。
【図８】は本発明に係る血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置における血球計数検査チップの適用とその装着される状態を示す概略構造説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 血球計数検査チップ
１１ サンプル・カップ（血液試料導入部）
１２ 血球計数センサ
１２ａ、１２ｂ チャンバ
１２ｃ アパーチャ
１４ ヘモグロビン濃度測定センサ
１６ 血液試料の容量秤量センサ
１８ 配管部
１９ 廃液チャンバ部
２０ ＭＥＭＳチップ
２１ 接続部
２２ 血液試料の導入口
２３ 血液試料の導出口
２４ 光学的検出用レイヤ
２５ａ、２５ｂ 電極
２６ インピーダンス検出用レイヤ
２７ａ、２７ｂ 光ファイバ
２８ 光ファイバ
３１ チップ・ホルダ
３２ 血液試料の希釈部
３３ 発光素子（容量秤量センサ用）
３４ 吸引ポンプ
３５ 受光素子（容量秤量センサ用）
３６ バッテリ
３７ 発光素子（ヘモグロビン濃度測定センサ用）
３８ 液晶ディスプレイ
３９ 受光素子（ヘモグロビン濃度測定センサ用）
４０ 血球計数検査装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を行う血球計数検査装置に係り、特にこの種の装置においてＰＯＣＴ（Ｐoint Ｏf Ｃare Ｔesting：簡易迅速検査）用小型検査装置を実現するため、その要部となる血球計数センサ、ヘモグロビン濃度計測センサおよび血液試料容量秤量センサなどを小型化および集積化し、装置本体に対してディスポーザブル構造化した血球計数検査チップを得ると共に、この血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血球計数検査は、高度医療現場から診療所に至る幅広い臨床現場で、頻繁に実施されている検査である。今日の血球計数検査においては、その計測プロセスが複雑であり、大別してそれぞれ血液試料に対し、希釈部、センサ部、定量部、吸引ポンプ部から構成される。
そして、これらの構成部からなる血球計数検査装置においては、前記各構成部において血液試料に対する一連の処理を行った後、計測した細胞の数および定量した試料の体積並びに希釈倍率の情報から、全血の細胞およびヘモグロビン濃度を演算処理することにより、それぞれ測定結果として出力表示するように設定されている。
【０００３】
しかるに、従来の血球計数検査装置においては、前記計数プロセスを形成するための各構成部は、機械加工により製作したバルク部材で構成されており、部品点数が多く、装置全体の寸法が大きくなる等の問題がある。このため、ＰＯＣＴ用として適するように、持ち運びが可能な小型検査装置として構成することは、困難である。
【０００４】
このような観点から、検体血液のインピーダンス変化による血球計数の検出以外に、検体血液の採血、希釈および廃液溜めも行うことができ、しかもこれらの構成要素をカートリッジ化した測定部を備えたマイクロ血球カウンタが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、この特許文献１に記載のマイクロ血球カウンタは、希釈液で希釈された検体血液が流れる検出用流路に、所定間隔で配置された両電極間のインピーダンス変化を検出するための測定部を備え、該測定部からの検出信号に基づいて検体血液中の血球を測定するマイクロ血球カウンタであって、検体血液を定量採血するキャピラリーと、該キャピラリーの検体血液を所定の希釈手段により希釈して、前記検出用流路に導入し、測定が終わった希釈血液を廃液として溜める液溜用セルとを、前記測定部に設け、該測定部を取り替え可能なようにカートリッジ化した構成からなる。
【０００６】
このような構成からなるマイクロ血球カウンタは、前記測定部において検体血液の定量採血と希釈と廃液溜めを行うことができるので、検体血液中の血球を測定する際に行われる前処理（検体血液の定量採血と希釈）および後処理（廃液溜め）に必要な器具や装置を設ける必要がなくなり、これにより、マイクロ血球カウンタを持ち運び可能なように小型化することができると共に、測定装置全体としてはコストダウンを図ることができる。
【０００７】
そして、前記測定部を取り替え可能なようにカートリッジ化したことにより、前記測定部を使い捨てにすることができ、前記測定部を洗浄するための洗浄装置が不要となり、前述したように測定装置全体として小型化およびコストダウンを図ることができるものである。従って、このように小型化されたマイクロ血球カウンタは、持ち運びができるので、問診や緊急時に現場で検体血液の血球を測定することを、可能とするものである。
【０００８】
また、本出願人は、前述したマイクロ血球カウンタや血球計数検査装置などに使用することができるマイクロ中空デバイスないしＣＢＣ（Ｃomplete Ｂlood Ｃount：血球計数）センサについて、従来の製造技術から飛躍的に製造コストや製造工程を削減することができ、しかも集積度を高くすることができるデバイスないしセンサの製造方法の開発に成功し、特許出願を行った（未公開の特許文献２）。
【０００９】
すなわち、前記提案に係る特許文献２に記載のマイクロ中空デバイスないしＣＢＣセンサは、ベース基板と、このベース基板上に形成された光硬化型樹脂からなる厚膜レジストと、この厚膜レジスト上に載置された現像液注入穴を設けた透明なカバー基板からなるマイクロ中空デバイスであって、前記ベース基板上には少なくとも２つ以上の電極を配置し、前記厚膜レジストには前記電極とそれぞれ対応して隣接するチャンバを形成すると共に前記隣接するチャンバの境界部に血液を流過させるアパーチャを設け、その下流側チャンバをディフューザ型または案内羽根型に構成したものである。
【００１０】
このように構成されるマイクロ中空デバイスないしＣＢＣセンサは、微細部品を組み立てるような細かな作業を必要としないため、工程数が少なく、加工時間が短くなる等、製品コストの低減に寄与する。そして、デバイスないしセンサとしての構成要素として、リアクタ、センサ、圧力チャンバ、ポンプ、これらを連結するチャネル、バルブ等の複数の要素の製作に対して、設計における制約が少ない状態で集積することが可能となる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２５７７６８号公報
【特許文献２】特願２００５−２３８２６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載のマイクロ血球カウンタは、その要部である測定部がアクリルなどの樹脂でカートリッジ化されており、この樹脂基板上には、ポンプ接続口に一端が接続される外部接続用流路と、この外部接続用流路の他端に接続され壁により部分的に仕切られて流路が形成された液溜用セルと、この液溜用セルに流路を介して接続される吸光度測定用セルと、この吸光度測定用セルに流路を介して接続される検出用流路と、この検出用流路にほぼＳ字状の流路を介して接続されるキャピラリーと、前記吸光度測定用セルの流路とＳ字状の流路間に設けられるセンサ取付部とから構成されている。
【００１３】
そして、このように構成された樹脂基板には、前記キャピラリーの収容路にガラス製のキャピラリーが埋め込み固定されると共に、その一端に対してボトルガイドが貼り合わせられる。また、前記外部接続用流路には、ポンプ接続口が貼り合わせられ、ポンプとの接続を行うように構成される。さらに、前記センサ取付部には、センサチップを実装したセンサ基板が貼り付けられている。
【００１４】
従って、このように構成されるマイクロ血球カウンタの測定部は、取り替え可能なようにカートリッジ化されて、使い捨てにすることができるものであるとしても、測定部の構成は、前述したように複雑であり、部品点数が多く、その製造に際しては、多くの組み立て工程を要し、製造コストも著しく増大する等の問題がある。
【００１５】
これに対して、特許文献２として提案されたマイクロ中空デバイスないしＣＢＣセンサは、前述したような従来の製造技術から飛躍的に製造コストや製造工程を削減することができ、しかも集積度を高くすることができる利点を有している。そして、特にＣＢＣセンサとして提案された技術を適用すれば、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を行う血球計数検査装置として、その要部となる血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化することができると共に、低コストでディスポーザブルな血球計数検査チップの製造を可能とし、ＰＯＣＴ用小型検査装置の実現を容易に可能とすることができる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化して、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を簡便に行うことができると共に、ＰＯＣＴ用小型検査装置を実現することができる、ディスポーザブル構造化した血球計数検査チップおよびこの血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するため、本発明に係る請求項１に記載の血球計数検査チップは、少なくとも血球計数センサ部、ヘモグロビン濃度測定センサ部、血液試料の容量秤量センサ部を、マイクロチップ内に有し、血球計数検査装置に対し着脱自在に装着可能としたことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る請求項２に記載の血球計数検査チップにおいては、さらに血液試料導入部、配管部および廃液チャンバ部を形成することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る請求項３に記載の血球計数検査チップにおいては、インピーダンスの変化を検出する血球計数センサ部と、吸光度を計測するヘモグロビン濃度測定センサ部と、血液試料の有無を光学的に検出すると共にその液量を秤量する血液試料の容量秤量センサ部とを、それぞれ光学セル、導波路および血液試料の配管部と共に、同一のマイクロチップ内に小型化および集積化して構成したことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る請求項４に記載の血球計数検査チップは、血液試料の容量秤量センサ部を、単一の発光素子と受光素子とにより、ヘモグロビン濃度測定センサ部に対する血液試料の上流側と下流側のそれぞれ流れの有無を判定するように設定した液面検出センサとして構成してなることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る請求項５に記載の血球計数検査チップは、導波路に光ファイバを使用し、マイクロチップの光学セルを形成するパターン部分にそれぞれ設定してなることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る請求項６に記載の血球計数検査チップは、血球計数センサ部を設けたインピーダンス変化検出用レイヤと、ヘモグロビン濃度測定センサ部および血液試料の容量秤量センサ部を設けた光学的検出用レイヤとからなることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る請求項７に記載の血球計数検査チップは、インピーダンス変化検出用レイヤと光学的検出用レイヤとを、平面的に結合ないし立体的に積層する構造からなることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る請求項８に記載の血球計数検査装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の血球計数検査チップを着脱自在に装着するチップ・ホルダと、血球計数検査チップに供給する血液試料を調製する希釈部と、血球計数検査チップ内における血液試料を移動させる吸引ポンプと、電源用バッテリと、血球計数検査チップの各センサ部に対して、それぞれ計数ないし測定し得る光学的および電気的回路構成と、電源用バッテリと、前記各センサ部で計測ないし測定した結果を表示する液晶ディスプレイとを備えた構成からなる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る請求項１および３に記載の血球計数検査チップによれば、血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化して、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を簡便に行うことができると共に、ＰＯＣＴ用小型検査装置を実現することができる。
【００２６】
本発明に係る請求項２に記載の血球計数検査チップによれば、血液試料の導入から血液試料の各種の計測検査を経て廃液に至るまでを、全てチップ内において適正にしかも外部に漏れることなく、簡便にしてディスポーザブルな使用ができる利点がある。
【００２７】
本発明に係る請求項４および５に記載の血球計数検査チップによれば、血液試料のヘモグロビン濃度の測定および血液試料の容量秤量の測定を、血球の計数と同時に適正かつ円滑に行うことができる。
【００２８】
本発明に係る請求項６および７に記載の血球計数検査チップによれば、血球計数センサ、ヘモグロビン濃度測定センサおよび血液試料の容量秤量センサなどを小型化および集積化を、容易に達成することができる。
【００２９】
本発明に係る請求項８に記載の血球計数検査装置によれば、血球計数検査装置としての要部の構成を全て血球計数検査チップとして、小型化および集積化した構成とすることができ、しかもこの血球計数検査チップを着脱自在にしてディスポーザブルな使用ができるので、ＰＯＣＴ用小型検査装置として簡便かつ有効に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明に係る血球計数検査チップおよびこの血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る血球計数検査チップと、これを使用する血球計数検査装置のシステム構成を示す系統説明図である。すなわち、図１において、本発明の血球計数検査チップ１０は、血球計数（ＣＢＣ）センサ部１２と、ヘモグロビン（ＨＧＢ）濃度測定センサ部１４と、血液試料の容量秤量センサ部１６とを備えると共に、前記各センサ部１２、１４、１６へ血液試料を送液するための配管部１８を備えるＭＥＭＳ（Ｍicroelectromechanical Ｓystem：超小型電子機械装置）チップ２０を構成し、さらにこのＭＥＭＳチップ２０に血液試料を供給するための血液試料導入部としてのサンプル・カップ１１と、前記ＭＥＭＳチップ２０において使用された計数および測定した検査後の廃液となった血液試料を一時的に貯溜して置くための廃液チャンバ部１９とを備えた構成からなる。
【００３２】
そして、このように構成される血球計数検査チップ１０は、前記血液試料導入部としてのサンプル・カップ１１が、血球計数検査装置４０に設けられる血液試料の希釈部３２に対し着脱自在に接続されると共に、前記廃液チャンバ部１９が吸引ポンプ３４に対し着脱自在に接続されて、血球計数検査チップ１０内における血液試料の移動を行うように構成される。従って、本発明に係る血球計数検査チップ１０は、後述する血球計数検査装置４０に対してディスポーザブルに装着して使用することができる。
【００３３】
図２および図３は、本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０の外観構成とその分解した構成の実施例をそれぞれ示す斜視図である。図２および図３において、本実施例の血球計数検査チップ１０は、血液試料の導入口２２および導出口２３を備えると共に、血液試料のヘモグロビン濃度および容量秤量を光学的に測定するセンサ部（図示せず）を備える光学的検出用レイヤ２４と、血球計数をインピーダンス変化として計数する血球計数センサ部１２およびこのセンサ部１２に対する一対の電極２５ａ、２５ｂを備えるインピーダンス検出用レイヤ２６とを、積層体としたマイクロチップとして構成される。
【００３４】
図４および図５は、前記実施例からなるＭＥＭＳチップ２０の光学的検出用レイヤ２４およびインピーダンス検出用レイヤ２６において、それぞれ形成される血液試料の流路および各種のセンサ部の構成配置例を示すものである。図４において、光学的検出用レイヤ２４には、血液試料の導入口２２および導出口２３を備えると共に、血液試料のヘモグロビン濃度測定センサ部１４および血液試料の容量秤量センサ部１６が、それぞれ図示のような配管部１８の構成により設けられている。また、インピーダンス検出用レイヤ２６には、前記血液試料の導入口２２および導出口２３に連通する開口２２′および開口２３′を備えると共に、血液試料の血球計数センサ部１２が、それぞれ図示のような配管部１８の構成により設けられている。
【００３５】
前記構成からなるＭＥＭＳチップ２０における血液試料の導入口２２から導出口２３に至る経路は、次のように形成される（図４参照）。すなわち、（ａ）光学的検出用レイヤ２４の導入口２２に供給された血液試料は、（ｂ）インピーダンス検出用レイヤ２６の開口２２′を介して血球計数センサ部１２に供給される。次いで、（ｃ）血球計数センサ部１２を流過した血液試料は、対応する光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６の一部を経て、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に供給される。このようにして、（ｄ）ヘモグロビン濃度測定センサ部１４を流過した血液試料は、対応するインピーダンス検出用レイヤ２６の配管部１８および開口２３′を経て、（ｅ）再び対応する光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６の他の一部を経て、血液試料の導出口２３に至り、（ｆ）導出口２３より廃液として導出される。
【００３６】
しかるに、前記光学的検出用レイヤ２４に対し、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４および血液試料の容量秤量センサ部１６において、それぞれ血液試料の測定検査を行うに際しては、図５に示すように、それぞれ１対の発光素子および受光素子により、光学的に検出測定するように設定される。図５において、光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６に対しては、図示のように１対の光ファイバ２７ａ、２７ｂを対称的に配置し、前記血液試料の容量秤量センサ部１６と前記光ファイバ２７ａ、２７ｂとを介して、例えば波長９３５ｎｍの発光ダイオードからなる発光素子３３と、フォトトランジスタからなる受光素子３５とを対向配置する。この場合、一方の光ファイバ２７ａの一端は、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対する血液試料の上流側で構成される血液試料の容量秤量センサ部１６の一部に対向させ、他方の光ファイバ２７ｂの一端は、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対する血液試料の下流側で構成される血液試料の容量秤量センサ部１６の他の一部に対向させる。このようにして、前記１対の光ファイバ２７ａ、２７ｂを介して検出される光信号の変化により血液試料の容量秤量の検出測定を適正に行うことができる。
【００３７】
また、前記ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対しては、図示のように光ファイバ２８を配置し、前記ヘモグロビン濃度測定センサ部１４と前記光ファイバ２８とを介して、例えば波長５５５ｎｍの発光ダイオードからなる発光素子３７と、フォトダイオードからなる受光素子３９とを対向配置する。この場合、前記血液試料の容量秤量センサ部１６に対する発光素子３３と受光素子３５との対向配置とは、相互に平行的でかつ逆配置であり、しかも異なる波長を使用することから、光信号の相互干渉を回避することができる。
【００３８】
これに対し、インピーダンス検出用レイヤ２６の血球計数センサ部１２において、血液試料の血球計数を行うに際しては、図４に示すように、隣接する１対のチャンバ１２ａ、１２ｂの境界部にアパーチャ１２ｃを形成し、前記チャンバ１２ａ、１２ｂに対応して設けた電極２５ａ、２５ｂにより、設定することができる。このように設定することにより、前記チャンバ１２ａからチャンバ１２ｂへ流過する血液試料が、前記アパーチャ１２ｃを通過する時に生じるインピーダンス変化を、電極２５ａ、２５ｂにより検出して、血球の計数を行うことができる。
【００３９】
次に、図６の（ａ）〜（ｉ）に基づいて、本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０の製造工程について説明する。
【００４０】
まず、図６の（ａ）に示すように、平坦度が確保された酸化ガラス基板等からなるベース基板ＢＳ上に、Ｐｔ電極２５ａ、２５ｂのパターニングを行う。次いで、図６の（ｂ）に示すように、ベース基板ＢＳ１の反対側面に遮光層ＭＬのスパッタを行う。遮光層ＭＬとしては、Ｃｒを０．５μｍ成膜して形成することができる。このようにして、電極基板ＥＲを製作する。
【００４１】
一方、図６の（ｃ）に示すように、前記と同じベース基板ＢＳ２上に、光硬化型樹脂ＳＵ−８を均一な膜厚（１００μｍ）に塗布する。次いで、図６の（ｄ）に示すように、前記光硬化型樹脂ＳＵ−８の上に、図６の（ｂ）で製作した電極基板ＥＲを、カバーとして設置する。その後、図６の（ｅ）に示すように、基板を反転させて、前記光硬化型樹脂ＳＵ−８に対してインピーダンス検出用レイヤのパターンを露光し、ベーク処理する。この時点で、インピーダンス検出用レイヤの光硬化型樹脂ＳＵ−８は硬化する。
【００４２】
図６の（ｆ）に示すように、基板を再び反転させて、その上側面に光硬化型樹脂ＳＵ−８を均一な膜厚（２５０μｍ）に塗布する。さらに、図６の（ｇ）に示すように、前記光硬化型樹脂ＳＵ−８の上に、トップカバー基板ＴＣを載置して、封着する。そして、図６の（ｈ）に示すように，前記光硬化型樹脂ＳＵ−８に対して光学的検出用レイヤのパターンを露光し、ベーク処理する。この時点で、光学的検出用レイヤの光硬化型樹脂ＳＵ−８は硬化する。
【００４３】
最後に、図６の（ｉ）に示すように、前記トップカバー基板ＴＣに適宜設けられる血液試料の導入口および導出口から現像液を注入して、光硬化型樹脂ＳＵ−８の未硬化部分を溶解除去することにより、本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０を完成することができる。なお、このように製造されたＭＥＭＳチップ２０に対しては、前記トップカバー基板ＴＣの血液試料の導入口および導出口に対して、血液試料導入部としてのサンプル・カップおよび廃液チャンバ部が適宜設けられる。
【００４４】
図７の（ａ）、（ｂ）は、前述した本発明に係る血球計数検査チップ１０としての前記ＭＥＭＳチップ２０の製造工程において、光硬化型樹脂ＳＵ−８に対してそれぞれ露光形成する光学的検出用レイヤおよびインピーダンス検出用レイヤのパターンの好適な設計例を示すものである。なお、図７の（ａ）、（ｂ）の実施例においては、説明の便宜上、前述した血球計数検査チップ１０の実施例における構成要素と同一の構成要素について、それぞれ同一の参照符号を付して説明する。
【００４５】
図７の（ａ）は、ＭＥＭＳチップ２０における光学的検出用レイヤ２４のパターンを示す。また、図７の（ｂ）は、ＭＥＭＳチップ２０におけるインピーダンス検出用レイヤ２６のパターンを示す。本実施例において、光学的検出用レイヤ２４には血液試料の導入口２２と導出口２３とが設けられ、前記血液試料の導入口２２は直接インピーダンス検出用レイヤ２６の血球計数センサ部１２の一方のチャンバ１２ａに連通するように構成されている。そして、前記一方のチャンバ１２ａは、アパーチャ１２ｃを介して他方のチャンバ１２ｂに連通し、この他方のチャンバ１２ｂから、光学的検出用レイヤ２４の血液試料の容量秤量センサ部１６の一部１６ａに連通するように構成されている。
【００４６】
前記血液試料の容量秤量センサ部１６の一部１６ａは、ヘモグロビン濃度測定センサ部１４に連通し、さらにインピーダンス検出用レイヤ２６の配管部１８を介して光学的検出用レイヤ２４の配管部１８に連通して、前記血液試料の容量秤量センサ部１６の他方の一部１６ｂに連通するように構成されている。そして、この容量秤量センサ部１６の他方の一部１６ｂは、血液試料の導出口２３に連通するように構成されている。
【００４７】
さらに、図７の（ａ）において、光学的検出用レイヤ２４のヘモグロビン濃度測定センサ部１４に対しては、図示のように、光ファイバ２８を設定するためのガイド部２８ａが設けられると共に、このガイド部２８ａと対向して発光ダイオードからなる発光素子３７を設定するための凹部３７ａが設けられている。また、血液試料の容量秤量センサ部１６に対しては、図示のように、１対の光ファイバ２７ａ、２７ｂを設定するためのガイド部２７ｃが設けられると共に、このガイド部２７ｃと対向して発光ダイオードからなる発光素子３３を設定するための凹部３３ａが設けられている。なお、図示しないが、インピーダンス検出用レイヤ２６において、血球計数センサ部１２を形成する１対のチャンバ１２ａ、１２ｂに対しては、適宜１対の電極（２５ａ、２５ｂ）の一端が接続されるように設定される。
【００４８】
図８は、本発明に係る血球計数検査チップ１０を使用する血球計数検査装置４０の構成例を示すものである。すなわち、図８において、血球計数検査装置４０には、血液試料導入部および廃液チャンバ部にそれぞれ連通する接続部２１と、１対の電極端子２５ａ、２５ｂを備えた血球計数検査チップ１０を、着脱自在に装着し得るチップ・ホルダ３１が設けられている。そして、前記血球計数検査装置４０には、血液試料を調製する希釈部３２と、吸引ポンプ３４と、電源用バッテリ３６と、計数測定結果を表示する液晶ディスプレイ３８とを設けた構成からなる。但し、血液試料を調製する希釈部３２は、血球計数検査チップ１０内に設けられてもよい。従って、本発明によれば、血球計数検査装置４０の要部である血球計数検査チップ１０を、従来技術に比べて著しく小型化および集積化することができることから、血液試料中の血球の計数およびヘモグロビン濃度の測定を簡便に行うことができる小型検査装置を、容易に実現することができる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることなく、例えば血球計数検査チップの製造に際して、インピーダンス検出用レイヤ２６と光学的検出用レイヤ２４とは、実施例のように立体的な積層構造とするだけでなく、平面的な結合構造とすることができる等、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置のシステム構成を示す概略説明図である。
【図２】本発明に係る血球計数検査チップの一実施例としての外観構成を示す概略斜視図である。
【図３】図２に示す血球計数検査チップの積層構成からなる２種のレイヤを分離した状態を示す概略分解斜視図である。
【図４】本発明に係る血球計数検査チップの積層構成からなる複数のレイヤに形成されるセンサ部等のそれぞれ構成配置の一実施例を示す概略説明図である。
【図５】図４に示す血球計数検査チップにおいてそれぞれ形成された各センサ部に対する計測素子および検査素子の構成配置を示す概略説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｉ）は本発明に係る血球計数検査チップの製造方法の一実施例を示す概略工程説明図である。
【図７】（ａ）は本発明に係る血球計数検査チップの一方のレイヤにおける血液試料の流路系と各センサ部の構成例を示す説明図、（ｂ）は本発明に係る血球計数検査チップの他方のレイヤにおける血液試料の流路系とセンサ部の構成例を示す説明図である。
【図８】は本発明に係る血球計数検査チップを使用する血球計数検査装置における血球計数検査チップの適用とその装着される状態を示す概略構造説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 血球計数検査チップ
１１ サンプル・カップ（血液試料導入部）
１２ 血球計数センサ
１２ａ、１２ｂ チャンバ
１２ｃ アパーチャ
１４ ヘモグロビン濃度測定センサ
１６ 血液試料の容量秤量センサ
１８ 配管部
１９ 廃液チャンバ部
２０ ＭＥＭＳチップ
２１ 接続部
２２ 血液試料の導入口
２３ 血液試料の導出口
２４ 光学的検出用レイヤ
２５ａ、２５ｂ 電極
２６ インピーダンス検出用レイヤ
２７ａ、２７ｂ 光ファイバ
２８ 光ファイバ
３１ チップ・ホルダ
３２ 血液試料の希釈部
３３ 発光素子（容量秤量センサ用）
３４ 吸引ポンプ
３５ 受光素子（容量秤量センサ用）
３６ バッテリ
３７ 発光素子（ヘモグロビン濃度測定センサ用）
３８ 液晶ディスプレイ
３９ 受光素子（ヘモグロビン濃度測定センサ用）
４０ 血球計数検査装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも血球計数センサ部、ヘモグロビン濃度測定センサ部、血液試料の容量秤量センサ部を、マイクロチップ内に有し、血球計数検査装置に対し着脱自在に装着可能としたことを特徴とする血球計数検査チップ。
【請求項２】
血球計数検査チップには、さらに血液試料導入部、配管部および廃液チャンバ部を形成することを特徴とする請求項１記載の血球計数検査チップ。
【請求項３】
血球計数検査チップにおいて、インピーダンスの変化を検出する血球計数センサ部と、吸光度を計測するヘモグロビン濃度測定センサ部と、血液試料の有無を光学的に検出すると共にその液量を秤量する血液試料の容量秤量センサ部とを、それぞれ光学セル、導波路および血液試料の配管部と共に、同一のマイクロチップ内に小型化および集積化して構成したことを特徴とする請求項１または２記載の血球計数検査チップ。
【請求項４】
血液試料の容量秤量センサ部は、単一の発光素子と受光素子とにより、ヘモグロビン濃度測定センサ部に対する血液試料の上流側と下流側のそれぞれ流れの有無を判定するように設定した液面検出センサとして構成してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の血球計数検査チップ。
【請求項５】
導波路には、光ファイバを使用し、マイクロチップの光学セルを形成するパターン部分にそれぞれ設定してなることを特徴とする請求項３または４記載の血球計数検査チップ。
【請求項６】
血球計数検査チップは、血球計数センサ部を設けたインピーダンス変化検出用レイヤと、ヘモグロビン濃度測定センサ部および血液試料の容量秤量センサ部を設けた光学的検出用レイヤとからなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の血球計数検査チップ。
【請求項７】
血球計数検査チップは、インピーダンス変化検出用レイヤと光学的検出用レイヤとを、平面的に結合ないし立体的に積層する構造からなることを特徴とする請求項６記載の血球計数検査チップ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の血球計数検査チップを着脱自在に装着するチップ・ホルダと、血球計数検査チップに供給する血液試料を調製する希釈部と、血球計数検査チップ内における血液試料を移動させる吸引ポンプと、電源用バッテリと、血球計数検査チップの各センサ部に対して、それぞれ計数ないし測定し得る光学的および電気的回路構成と、電源用バッテリと、前記各センサ部で計測ないし測定した結果を表示する液晶ディスプレイとを備えてなる血球計数検査装置。
【請求項１】
少なくとも血球計数センサ部、ヘモグロビン濃度測定センサ部、血液試料の容量秤量センサ部を、マイクロチップ内に有し、血球計数検査装置に対し着脱自在に装着可能としたことを特徴とする血球計数検査チップ。
【請求項２】
血球計数検査チップには、さらに血液試料導入部、配管部および廃液チャンバ部を形成することを特徴とする請求項１記載の血球計数検査チップ。
【請求項３】
血球計数検査チップにおいて、インピーダンスの変化を検出する血球計数センサ部と、吸光度を計測するヘモグロビン濃度測定センサ部と、血液試料の有無を光学的に検出すると共にその液量を秤量する血液試料の容量秤量センサ部とを、それぞれ光学セル、導波路および血液試料の配管部と共に、同一のマイクロチップ内に小型化および集積化して構成したことを特徴とする請求項１または２記載の血球計数検査チップ。
【請求項４】
血液試料の容量秤量センサ部は、単一の発光素子と受光素子とにより、ヘモグロビン濃度測定センサ部に対する血液試料の上流側と下流側のそれぞれ流れの有無を判定するように設定した液面検出センサとして構成してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の血球計数検査チップ。
【請求項５】
導波路には、光ファイバを使用し、マイクロチップの光学セルを形成するパターン部分にそれぞれ設定してなることを特徴とする請求項３または４記載の血球計数検査チップ。
【請求項６】
血球計数検査チップは、血球計数センサ部を設けたインピーダンス変化検出用レイヤと、ヘモグロビン濃度測定センサ部および血液試料の容量秤量センサ部を設けた光学的検出用レイヤとからなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の血球計数検査チップ。
【請求項７】
血球計数検査チップは、インピーダンス変化検出用レイヤと光学的検出用レイヤとを、平面的に結合ないし立体的に積層する構造からなることを特徴とする請求項６記載の血球計数検査チップ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の血球計数検査チップを着脱自在に装着するチップ・ホルダと、血球計数検査チップに供給する血液試料を調製する希釈部と、血球計数検査チップ内における血液試料を移動させる吸引ポンプと、電源用バッテリと、血球計数検査チップの各センサ部に対して、それぞれ計数ないし測定し得る光学的および電気的回路構成と、電源用バッテリと、前記各センサ部で計測ないし測定した結果を表示する液晶ディスプレイとを備えてなる血球計数検査装置。
【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２００８−８９３８２（Ｐ２００８−８９３８２Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６９５５３（Ｐ２００６−２６９５５３）
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００２３０９６２）日本光電工業株式会社 (179)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００２３０９６２）日本光電工業株式会社 (179)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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