被検試料採取器具
【課題】 被検試料に含まれる測定に悪影響を与える不用な無形成分の除去が可能な被検
試料採取器具を提供する。
【解決手段】 被検試料、試薬、及び添加剤の各液体を収容し、測定項目の成分を測定す
るセンサ１８を有するマイクロカセット１と、このマイクロカセット１内の各液体を制御
する液体制御部３を有する装置本体２とを備え、この液体制御部３によってマイクロカセ
ット１内に収容された被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成分を、添加剤を添加
することにより有形化した第１の被検試料を生成し、生成した第１の被検試料からこの第
１の被検試料に含まれる有形成分を分離して第２の被検試料を生成する。そして、生成し
た第２の被検試料及び試薬の混合液をセンサ１８で測定し、測定したセンサ１８からの信
号に基づいて分析データを生成する。
試料採取器具を提供する。
【解決手段】 被検試料、試薬、及び添加剤の各液体を収容し、測定項目の成分を測定す
るセンサ１８を有するマイクロカセット１と、このマイクロカセット１内の各液体を制御
する液体制御部３を有する装置本体２とを備え、この液体制御部３によってマイクロカセ
ット１内に収容された被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成分を、添加剤を添加
することにより有形化した第１の被検試料を生成し、生成した第１の被検試料からこの第
１の被検試料に含まれる有形成分を分離して第２の被検試料を生成する。そして、生成し
た第２の被検試料及び試薬の混合液をセンサ１８で測定し、測定したセンサ１８からの信
号に基づいて分析データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれている成分を分析するための被検試料採取器具に係り、特に、
血液や尿等の生体試料に含まれる成分を分析するための被検試料採取器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学分析装置は、被検体から採取された血液や尿などの被検試料とこの被検試料に含ま
れる各測定項目に該当する試薬の混合液を、化学反応によって生ずる色調などの変化を光
の透過量を測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度や酵素活性を測定する。
また、被検試料に含まれる測定項目の成分に選択的に応答するイオンセンサや酵素センサ
等のセンサを用いて測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度を測定する。
【０００３】
近年、省スペースで、簡便に血液検査、化学反応を行うことが可能なシート型マイクロ
リアクタを用いたモバイル型化学検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）
。この装置では、被検試料である血液を注入したマイクロリアクタを装置本体に装着し、
装着したマイクロリアクタを回転させて遠心分離により血液を血球と血漿に分離する。次
いで、マイクロリアクタ内において分離した血漿を微小の流路を介して反応槽に移動し、
その反応槽で血漿と試薬の反応液を、装置本体に設けた発光素子及び受光素子を用いて光
学的に測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４０９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛋白質、脂質、糖質等を含有する血液などの被検試料は粘度が高いため
、マイクロリアクタのような微小流路における被検試料の送液や、送液した被検試料と試
薬との混合を困難なものにし、測定に悪影響を与える問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、被検試料に含まれる測定に悪
影響を与え好ましくない換言すれば不用（以下不用という。）な無形成分の除去が可能な
マイクロ化学分析装置、その測定方法、及び被検試料採取器具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】
【０００７】
上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明の被検試料採取器具は、被検試料を
採取するためのニードルと、このニードルを介して前記被検試料を収容するシリンダと、
前記ニードルから前記シリンダ内に前記被検試料を吸引し、吸引した被検試料を吐出させ
るためのピストンと、前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吸引方向への移動によ
り、前記シリンダ内に吸引された被検試料に含まれる所定の無形成分を有形化する添加剤
と、前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吐出方向への移動により、前記添加剤に
より有形化された有形成分を除去する濾過膜と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係るマイクロ化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係るマイクロ化学分析装置の外観を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの上面及び断面を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係るマイクロ化学分析装置の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの他の例を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係る装置本体の他の例を示す図。
【図８】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの分離部及び装置本体の他の例を説明するための図。
【図９】本発明の実施例２に係るマイクロ化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の実施例２に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係るマイクロ化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の実施例３に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【図１３】本発明に使用する被検試料採取器具の構成を示す図。
【図１４】本発明の実施例４に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明に係るマイクロ化学分析装置の実施例１を、図１乃至図８を参照して説明
する。図１は、実施例１に係るマイクロ化学分析装置の構成を示したブロック図である。
また、図２は、図１のマイクロ化学分析装置の概観を示した図である。
【００１１】
図１において、マイクロ化学分析装置１００は、被検体から採取した被検試料、この被
検試料に含まれる測定に悪影響を与え好ましくない不用な成分を処理するための添加剤、
及びこの被検試料の測定項目に該当する試薬の各液体を収容するマイクロカセット１と、
このマイクロカセット１による測定で生成された信号を検出して分析データを生成する装
置本体２とを備えている。
【００１２】
装置本体２は、携帯可能なサイズであり、マイクロカセット１を保持するインターフェ
ース部１０と、マイクロカセット１内に収容された各液体を制御する液体制御部３と、マ
イクロカセット１からの信号を検出する検出部４と、検出部４で検出された検出信号から
分析データを生成するデータ処理部５とを備えている。
【００１３】
また、データ処理部５で生成された分析データなどを保存する記憶部５３と、データ処
理部５で生成された分析データを出力する出力部６と、装置本体２の液体制御部３、検出
部４、及びデータ処理部５等の各ユニットに電力を供給する電源部７と、各種コマンド信
号などを入力する操作部８と、上述した各ユニットを制御する制御部９とを備えている。
【００１４】
インターフェース部１０は、図２に示す開口部１０ａを有し、この開口部１０ａへの挿
入により、装置本体２に着脱自在に装着されるマイクロカセット１を保持する。
【００１５】
液体制御部３は、インターフェース部１０に保持されたマイクロカセット１内の各液体
を送液する送液ユニット３１と、添加剤で処理された被検試料の分注を行う分注ユニット
３２と、添加剤が添加された被検試料や分注された被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹
拌ユニット３３と、混合液を所定の温度に設定する温度制御ユニット３４とを備えている
。
【００１６】
送液ユニット３１は、被検試料、添加剤、及び試薬の各液体を収容するマイクロカセッ
ト１の各収容部に対応する例えば上面を押圧してマイクロカセット１内の各液体を送液す
る。なお、圧電素子等のアクチュエータを設け、このアクチュエータをマイクロカセット
１の各液体を収容する各収容部に対応する上面を所定の周波数で振動させて変形し、この
変形により各収容部内を加圧及び減圧して各液体を送液するようにしてもよい。この送液
方法には、各収容部内に設けたポンプ室の入口側と出口側の各流路のインピーダンス差に
よって液体を送液するディフューザ方式や、マイクロカセット１内の各部に逆止弁を備え
た方式などがある。
【００１７】
分注ユニット３２は、例えば送液ユニット３１と同様に、マイクロカセット１内の添加
剤で処理された被検試料を分注する。
【００１８】
撹拌ユニット３３は、マイクロカセット１内の添加剤が添加された被検試料や、分注ユ
ニット３２により分注された被検試料と試薬の混合液を、例えばマイクロカセット１の上
面から振動させて混和する。
【００１９】
温度制御ユニット３４は、加熱器及び放熱器を備え、インターフェース部１０に保持さ
れたマイクロカセット１の近傍に配置し、被検試料と試薬の混合液を所定温度に設定して
保持する。
【００２０】
検出部４は、インターフェース部１０に保持されたマイクロカセット１から出力される
信号を検出する信号検出部４１と、信号検出部４１からの検出信号を所定の信号レベルに
増幅する信号増幅部４２とを備えている。そして、信号増幅部４２で増幅された検出信号
をデータ処理部５に出力する。
【００２１】
データ処理部５は、検出部４の信号増幅部４２から出力された検出信号から被検データ
を生成する収集部５１と、収集部５１で生成された被検データから分析データを生成する
処理部５２とを備えている。
【００２２】
収集部５１は、アナログ・デジタル変換回路（ＡＤＣ）を備え、このＡＤＣを用いて信
号増幅部４２から出力された検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換
したデジタル信号を被検データとして処理部５２に出力する。
【００２３】
処理部５２は、収集部５１から出力された被検データに対して、記憶部５３に保存され
ている測定項目のキャリブレーションテーブルを読み出した後、このキャリブレーション
テーブルを用いて被検試料に含まれる測定項目の成分濃度等である分析データを生成する
。そして、生成した分析データを記憶部５３に保存すると共に出力部６に出力する。
【００２４】
記憶部５３は、記憶回路を備え、操作部８から入力された入力情報やデータ処理部５の
処理部５２から出力された分析データを保存する。また、分析データの生成に用いられる
キャリブレーションテーブルなどを保存している。
【００２５】
出力部６は、液晶パネルなどのモニタを有し、データ処理部５の処理部５２から出力さ
れた分析データを表示する。なお、前述した表示以外にも、表示灯による点灯を利用した
視覚伝達手段、音声による聴覚を利用した聴覚伝達手段によっても伝達するようにしても
よい。更には、それら複数の手段を併用するようにしてもよい。
【００２６】
電源部７は、例えば充電可能な蓄電池を備え、液体制御部３、検出部４、データ処理部
５、記憶部５３、出力部６、操作部８、及び制御部９等の各ユニットへ電力を供給する。
【００２７】
操作部８は、操作パネル上にボタンなどの入力デバイスを備え、装置本体２の電源ＯＮ
及びＯＦＦの操作、被検体の情報の入力、マイクロカセット１に収容された被検試料の測
定操作、記憶部５３に保存されている様々な分析データの出力操作などが行われる。
【００２８】
制御部９は、操作部８からの入力情報に基づいて、液体制御部３、検出部４、データ処
理部５、記憶部５３、出力部６、及び電源部７の各ユニットの制御、システム全体の制御
を統括して行う。
【００２９】
次に、図１乃至図４を参照して、マイクロカセット１の詳細を説明する。図３は、マイ
クロカセット１の構成の一例を示した図である。また、図４（ａ）は、図３のマイクロカ
セット１の上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示したマイクロカセット１のＸ−Ｘ
線における断面図である。
【００３０】
マイクロカセット１は、石英ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の上面
に微細加工により形成された被検試料、添加剤、及び試薬の各液体を収容する各収容部、
及び各収容部間を連通する矢印（図３）で示した微小な各流路により構成される分析部２
０を有する基板２１（図４）と、この基板２１の上面に接合されたシート２２とを備えて
いる。
【００３１】
即ち、分析部２０は、マイクロカセット１内に注入された被検試料を収容する試料収容
部１１と、被検試料に含まれる測定に悪影響を与える不用な無形成分と反応してその無形
成分を有形化させる添加剤を収容した添加剤収容部１２と、被検試料に添加剤を添加して
処理を行ない、第１の被検試料を生成する試料処理部１３と、試料処理部１３で生成され
た第１の被検試料に含まれる有形成分を除去して第２の被検試料を生成する分離部１４と
を備えている。
【００３２】
また、分離部１４で生成された第２の被検試料を分注するための分注部１５と、被検試
料の測定項目に該当する試薬を収容した試薬収容部１６と、分注部１５から分注された第
２の被検試料と試薬収容部１６の試薬との混合液をセンサ１８を用いて測定する反応部１
７と、センサ１８による測定で生成された信号を装置本体２に出力するためのコネクタ１
９とを備えている。
【００３３】
試料収容部１１は上方に開口部を有し、この開口部はシート２２で覆われている。シー
ト２２の被検試料を注入する注入部分は、マイクロカセット１の外部への漏洩を防ぎ且つ
密封性を確保する弾性体の材料が用いられる。また、試料収容部１１は試料流路１１１を
介して試料処理部１３に連通している。そして、試料収容部１１に収容された例えば０．
１〜５０μＬの被検試料の予め設定された量が、装置本体２の液体制御部３における送液
ユニット３１によって試料流路１１１を介して試料処理部１３に送液される。
【００３４】
なお、被検試料が例えば血液である場合、血球やフィブリン等の有形成分と共に、測定
に悪影響を与える例えば高粘度の要因となる蛋白質、脂質、糖質等の無形成分を含んでい
る。従って、試料流路１１１は、被検試料の円滑な送液が可能なように、他の流路に比べ
て流路長を短く且つ流路径を大きくしている。
【００３５】
添加剤収容部１２は、被検試料に含まれる測定に悪影響を与える不用な無形成分を、例
えば変性や凝集等をさせて有形成分にする様々な添加剤を選択可能に収容している。また
、添加剤流路１２１を介して試料処理部１３に連通している。そして、添加剤収容部１２
から予め設定された量の添加剤が、送液ユニット３１によって被検試料の送液動作に同期
して試料処理部１３に送液される。
【００３６】
ここで、例えば被検試料及びこの被検試料と試薬の混合液の各流路における送液速度を
低下させて所定量を送液できない要因や、前記被検試料と試薬の混合液の均一化を妨げる
要因となる高粘度の特性を有する被検試料中の蛋白質を、例えばメタりん酸やエタノール
などの添加剤を用いて有形化させることができる。
【００３７】
試料処理部１３は、試料流路１１１及び添加流路１２１が合流して１つの流路を形成す
るＹ字流路を有し、試料流路１１１とは反対方向に形成された処理流路１３１を介して分
離部１４に連通している。
【００３８】
そして、試料処理部１３のＹ字流路で被検試料の送液に同期して添加剤が添加される。
次いで、添加剤が添加された被検試料は、撹拌ユニット３３によって添加剤と被検試料が
混和されて均一になる。この混和により、被検試料に含まれる無形成分の内の所定の成分
を有形化した第１の被検試料を生成する。生成した第１の被検試料は、処理流路１３１を
介して分離部１４に送液される。
【００３９】
なお、試料処理部１３と分離部１４の間に更に第２の試料処理部を設け、またこの第２
の試料処理部で第１の被検試料の処理を行うための第２の添加剤を収容する第２の添加剤
収容部を設ける。そして、第２の試料処理部で試料処理部１３とは異なる無形成分を有形
化する処理を行った第１の被検試料を分離部１４に送液するようにしてもよい。
【００４０】
このように、被検体から採取された被検試料に含まれる測定に不用な無形成分を有形化
することができる。
【００４１】
分離部１４は、試料処理部１３における処理により生成された有形成分や、試料収容部
１１に収容されたときに被検試料に含まれる例えば血球やフィブリン等の有形成分を分離
するための濾過膜を備えている。また、処理流路１３１とは反対方向に形成された分離流
路１４１を介して分注部１５に連通している。そして、その濾過膜を通過して第１の被検
試料の有形成分が除去された第２の被検試料を生成する。生成された第２の被検試料は、
分離流路１４１を介して分注部１５に送液される。
【００４２】
なお、試料収容部１１又は試料収容部１１と試料処理部１３の間に第２の分離部を設け
、この第２の分離部で被検体から採取された被検試料に含まれる血球やフィブリン等の有
形成分を除去した後に、試料処理部１３で第１の被検試料を生成するようにしてもよい。
【００４３】
このように、第１の被検試料の測定に不用な有形成分を除去することができる。そして
、被検試料中の高濃度の蛋白質が除去された第２の被検試料である場合、粘度が低下した
第２の被検試料を円滑に短時間で分離流路１４１を通過させて分注部１５に送液すること
ができる。
【００４４】
分注部１５は、分離部１４から送液された第２の被検試料を一旦収容し、分注流路１５
１を介して反応部１７に連通している。そして、収容した第２の被検試料の予め設定され
た量が、分注ユニット３２により分注流路１５１を介して反応部１７に送液される。なお
、被検試料中の高濃度の蛋白質が除去された第２の被検試料である場合、粘度が低下する
ので第２の被検試料の予め設定した量を正確に反応部１７に送液することができる。
【００４５】
試薬収容部１６は、測定項目に該当する試薬を収容し、試薬流路１６１を介して反応部
１７に連通している。そして、試薬収容部１６の予め設定された量の試薬が、第２の被検
試料の分注動作に同期する送液ユニット３１によって反応部１７に送液される。なお、測
定項目の試薬が例えば２種類ある場合、第２の試薬を収容する第２の試薬収容部及び反応
部１７に連通する第２の試薬流路を設け、試薬収容部１６から試薬が反応部１７に送液さ
れた後に、更に第２の試薬部から第２の試薬を反応部１７に送液するようにしてもよい。
【００４６】
反応部１７は、分注流路１５１及び試薬流路１６１が合流して１つの流路を形成するＹ
字流路を備えている。また、ナトリウムイオンなどの電解質に選択的に感応するイオン選
択性電極及びこの電極の基準となる参照電極により構成されるイオンセンサ、グルコース
などの測定成分に選択的に反応するグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）等を含む高分子膜
が固定化された酵素センサ等のセンサ１８を有している。そして、反応部１７のＹ字流路
で同期して第２の被検試料と試薬が合流して混合された後、その混合液が撹拌ユニット３
３によって混和され、均一化される。
【００４７】
なお、被検試料中の蛋白質の除去により第２の被検試料の粘度を低下させると、前記Ｙ
字流路で第２の被検試料と試薬の分散が容易になる。また、撹拌ユニット３３による撹拌
動作で互いに分散した第２の被検試料及び試薬の分子拡散が迅速に行われ、均一な混合液
を得ることができる。
【００４８】
反応部１７で混和された混合液は、マイクロカセット１の近傍に位置する装置本体２に
おける液体制御部３の温度制御ユニット３４で所定温度に保持された後、センサ１８によ
って測定される。そして、センサ１８は、測定項目の成分の濃度に応じた信号を生成し、
生成した信号はコネクタ１９を介して装置本体２における検出部４の信号検出部４１に出
力される。測定終了後の被検試料、添加剤、試薬、及び混合液は、マイクロカセット１内
に保持される。
【００４９】
このように、測定に使用された各液体はマイクロカセット１内に保持されるので、各液
体による装置本体２及び操作者への汚染を防ぐことができる。
【００５０】
以下、図１乃至図５を参照して、実施例１に係るマイクロ化学分析装置１００の動作の
一例を説明する。
【００５１】
図５は、マイクロ化学分析装置１００の動作を示したフローチャートである。マイクロ
化学分析装置１００の操作者が操作部８から電源ＯＮの操作を行い、被検体の被検体情報
を入力する。そして、前記被検体の被検試料が収容されたマイクロカセット１を装置本体
２におけるインターフェース部１０の開口部１０ａに挿入した後、操作部８から測定操作
を行うことにより、マイクロ化学分析装置１００は、測定を開始する（ステップＳ１）。
【００５２】
制御部９は、操作部８からの入力情報に基づいて、液体制御部３、検出部４、データ処
理部５、記憶部５３、及び出力部６に測定を指示する。この指示に基づいて、液体制御部
３の送液ユニット３１、分注ユニット３２、撹拌ユニット３３、及び温度制御ユニット３
４は、マイクロカセット１内の各液体を制御する。
【００５３】
送液ユニット３１は、マイクロカセット１内の試料収容部１１及び添加剤収容部１２に
収容された被検試料及び添加剤を、試料流路１１１及び添加流路１２１を介して夫々試料
処理部１３に送液する。撹拌ユニット３３は、試料処理部１３に送液された被検試料及び
添加剤を混和し、第１の被検試料を生成させる（ステップＳ２）。
【００５４】
そして、試料処理部１３で生成された第１の被検試料を、処理流路１３１を介して分離
部１４に送液する。分離部１４では、試料処理部１３から送液された第１の被検試料から
第２の被検試料を生成する（ステップＳ３）。
【００５５】
更に、分離部１４で生成された第２の被検試料を、分離流路１４１を介して分注部１５
に送液する。
【００５６】
分注ユニット３２は分離部１４からの第２の被検試料を、分注流路１５１を介して反応
部１７に分注し、送液ユニット３１は試薬収容部１６の試薬を、試薬流路１６１を介して
反応部１７に送液する。
【００５７】
撹拌ユニット３３は、分注部１５及び試薬収容部１６から反応部１７に送液された第２
の被検試料と試薬の混合液を撹拌して混和する。温度制御ユニット３４は、混合液を所定
の温度に設定し保持する。センサ１８は、所定の温度に保持された混合液を測定して測定
項目の成分濃度に応じた信号を生成し、生成した信号をコネクタ１９を介して装置本体２
の検出部４に出力する（ステップＳ４）。
【００５８】
検出部４の信号検出部４１は、マイクロカセット１のコネクタ１９を介して出力された
信号を検出して信号増幅部４２に出力する。信号増幅部４２は、信号検出部４１から出力
された検出信号を所定の信号レベルに増幅してデータ処理部５に出力する。
【００５９】
データ処理部５の収集部５１は、信号増幅部４２から出力された検出信号から被検デー
タを生成して処理部５２に出力する。処理部５２は、収集部５１から出力された被検デー
タに対して、記憶部５３から測定項目のキャリブレーションテーブルを読み出す。読み出
したキャリブレーションテーブルを用いて被検試料に含まれる測定項目の成分濃度等の分
析データを生成し、生成した分析データを記憶部５３に保存すると共に出力部６に出力す
る（ステップＳ５）。
【００６０】
そして、出力部６に、分析データが出力された時点で、制御部９は、液体制御部３、検
出部４、データ処理部５、記憶部５３、及び出力部６に測定動作の停止を指示し、マイク
ロ化学分析装置１００は測定を終了する（ステップＳ６）。
【００６１】
測定終了後、操作者は、測定を終了した各液体が収容されたマイクロカセット１を装置
本体２から取り出し、取り出したマイクロカセット１を廃棄する。
【００６２】
以上述べた本発明の実施例１によれば、被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成
分を有形化した第１の被検試料を生成し、更に生成した第１の被検試料に含まれる有形成
分を除去した第２の被検試料を生成することにより、被検試料を精度よく測定することが
できる。
【００６３】
また、測定に使用された各液体はマイクロカセット１内に保持することにより、装置本
体２及び操作者への汚染を防ぐことができる。これにより、装置本体２のメンテナンスを
簡単に行うことができる。
【００６４】
なお、上述した実施例１に限定されるものではなく、図６に示すように例えば装置本体
２の検出部４に半導体レーザや発光ダイオード等を有する光源部４３を設け、信号検出部
４１を光源部４３からの光を検出するフォトダイオード等の受光素子を有する光検出部４
４に置き換える。また、マイクロカセット１を、基板２１ａを貫通して形成した反応部１
７ａの上面及び下面に光源部４３からの光を透過する透明部材を接合したマイクロカセッ
トに置き換え、このマイクロカセット内に光学的測定用の試薬を収容する。そして、反応
部１７ａで前記試薬と反応する被検試料の測定項目成分の混合液に対して光源部４３から
の光を照射し、混合液を透過した光を光検出部４４で検出して測定するようにしてもよい
。これにより、センサ１８で測定不可能な被検試料の測定項目の成分を測定することがで
きる。
【００６５】
また、図７に示すように、装置本体に複数のインターフェース部を形成する開口部１０
ａを設け、各インターフェース部に対応するように図示しない液体制御部及び検出部を配
置することにより、複数の被検体から採取された被検試料を同時に測定することができる
。
【００６６】
また、被検体から採取された被検試料に対して測定項目が異なる複数のマイクロカセッ
ト１を用いることにより、複数の測定項目の成分を同時に測定することができる。この場
合、図７に示すように表示部及び操作部を、装置本体から切り離して設けるようにしても
よい。
【００６７】
更に、図示しないが、マイクロカセットの基板上に複数の測定項目又は複数の被検試料
の測定が可能なように複数の分析部を設け、また装置本体に複数の分析部に対応する液体
制御部を設けることにより、同時に複数の測定項目又は複数の被検試料の測定を行うこと
ができるようにすることもできる。
【００６８】
更にまた、マイクロカセット１の分離部１４における第２の被検試料の生成を遠心分離
法により実施するようにしてもよい。この場合、図８に示すように、マイクロカセット１
の試料処理部１３方向への逆流を阻止する逆止弁及び試料処理部１３からの第１の被検試
料を２つに分断可能なマイクロバルブを設けたマイクロカセット１ａを、矢印Ｒ１方向に
回転可能な回転部を設けた開閉可能な２つのユニットからなる装置本体２ａに装着する。
そして、マイクロカセット１ａの試料処理部１３から分離部に送液された第１の被検試料
に対し、試料処理部１３の方向である矢印Ｌ１の方向に遠心力が働くようにマイクロカセ
ット１ａを回転する。この回転によりマイクロカセット１ａの分離部１４内の第１の被検
試料は、遠心分離された試料処理部１３側の有形成分と分注部１５側の無形成分からなる
第２の被検試料に液相分離される。この第２の被検試料をマイクロバルブにより分断した
後に、分断した第２の被検試料を分注部１５に送液する。
【実施例２】
【００６９】
以下、本発明に係るマイクロ化学分析装置の実施例２を、図９及び図１０を参照して説
明する。図９は、実施例２に係るマイクロ化学分析装置の構成を示したブロック図である
。また、図１０は、図９のマイクロ化学分析装置に用いられるマイクロカセットの構成を
示した図である。
【００７０】
図１０に示した実施例２が図３における実施例１と異なる点は、マイクロカセット１の
分析部２０に複数の反応部及びこの反応部に送液可能な試薬収容部を設け、複数の反応部
に第２の被検試料を分注可能な分注部に置き換えた点である。また、図９に示した実施例
２が図１における実施例１と異なる点は、図１０のマイクロカセットにおける分注部、及
び複数の試薬収容部及び反応部の液体を制御する液体制御部に置き換えた点と、各反応部
から出力される各信号を検出する検出部及びこの検出部からの検出信号を処理するデータ
処理部に置き換えた点である。なお、実施例２に係る各ユニットの実施例１と同様である
ユニットは同じ符号を付与し説明を省略する。
【００７１】
図９において、マイクロ化学分析装置１００ｂは、被検試料、添加剤、及び複数の測定
項目に該当する試薬の各液体を収容するマイクロカセット１ｂと、マイクロカセット１ｂ
における測定で生成された信号を検出して分析データを生成する装置本体２ｂとを備えて
いる。
【００７２】
装置本体２ｂは、マイクロカセット１ｂを保持するインターフェース部１０と、マイク
ロカセット１ｂ内に収容された各液体を制御する液体制御部３ｂと、マイクロカセット１
ｂからの信号を検出する検出部４ｂと、検出部４ｂで検出された検出信号から分析データ
を生成するデータ処理部５ｂと、データ処理部５ｂで生成された分析データなどを保存す
る記憶部５３と、データ処理部５ｂで生成された分析データを出力する出力部６と、電源
部７及び操作部８と、液体制御部３ｂ、検出部４ｂ、データ処理部５ｂ、記憶部５３、出
力部６、及び電源部７を制御する制御部９ｂとを備えている。
【００７３】
液体制御部３ｂは、送液ユニット３１ｂ、マイクロカセット１ｂ内の複数の反応部に第
２の被検試料を分注する分注ユニット３２ｂ、添加剤を添加した被検試料や、各反応部に
おける第２の被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹拌ユニット３３ｂ、及び各反応部の混
合液を所定の温度に設定保持する温度制御ユニット３４ｂを備えている。
【００７４】
検出部４ｂは、マイクロカセット１ｂから出力される各反応部に対応する信号を検出す
る第１乃至第ｎ検出部４１ｂ１乃至４１ｂｎと、各第１乃至第ｎ検出部４１ｂ１乃至４１
ｂｎからの各検出信号を所定の信号レベルに増幅する第１乃至第ｎ増幅部４２ｂ１乃至４
２ｂｎとを備えている。そして、各第１乃至第ｎ増幅部４２ｂ１乃至４２ｂｎで増幅され
た各検出信号をデータ処理部５ｂに出力する。
【００７５】
データ処理部５ｂは、検出部４ｂの各第１乃至第ｎ増幅部４２ｂ１乃至４２ｂｎから出
力された各検出信号から夫々被検データを生成する収集部５１ｂと、収集部５１ｂで生成
された各被検データから夫々分析データを生成する処理部５２ｂとを備えている。
【００７６】
図１０は、マイクロカセット１ｂの構成の一例を示した図である。このマイクロカセッ
ト１ｂは、各液体を収容する収容部、及び各収容部を連通する各流路により構成される分
析部２０ｂを備えている。
【００７７】
分析部２０ｂは、試料収容部１１、添加剤収容部１２、試料処理部１３、及び分離部１
４と、各部間を連通する試料流路１１１、添加流路１２１、処理流路１３１、及び分離流
路１４１とを備えている。
【００７８】
また、分離部１４から送液された第２の被検試料を分注するために収容する分注部１５
ｂと、第１乃至第ｎの試薬を収容した第１乃至第ｎの試薬収容部１６ｂ１乃至１６ｂｎと
、分注部１５ｂから分注された各第２の被検試料及び各第１乃至第ｎの試薬の各混合液を
第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎを用いて測定する第１乃至第ｎ反応部１７ｂ
１乃至１７ｂｎと、各第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎにおける測定により生
成された各信号を装置本体２ｂに出力するためのコネクタ１９ｂとを備えている。
【００７９】
分注部１５ｂは、第１乃至第ｎ分注流路１５１ｂ１乃至１５１ｂｎを介して各第１乃至
第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに連通している。そして、収容した第２の被検試料の予
め設定された各量が、分注ユニット３２ｂにより各第１乃至第ｎ分注流路１５１ｂ１乃至
１５１ｂｎを介して各第１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに送液される。
【００８０】
第１乃至第ｎの試薬収容部１６ｂ１乃至１６ｂｎは、各第１乃至第ｎの試薬流路１６１
ｂ１乃至１６１ｂｎを介して第１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに連通している。
そして、第１乃至第ｎの試薬収容部１６ｂ１乃至１６ｂｎの予め設定された量の各第１乃
至第ｎの試薬が、第２の被検試料の分注動作に同期する送液ユニット３１ｂによって各第
１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに送液される。
【００８１】
第１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎで混和された各混合液は、マイクロカセット
１ｂの近傍に位置する装置本体２ｂにおける液体制御部３ｂの温度制御ユニット３４ｂで
所定温度に保持された後、各第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎによって測定さ
れる。そして、各第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎは、各測定項目の濃度に応
じた各信号を生成し、生成した各信号をコネクタ１９ｂを介して装置本体２ｂにおける検
出部４ｂの各第１乃至第ｎ検出部４１ｂ１乃至４１ｂｎに出力する。測定終了後の被検試
料、添加剤、各試薬、及び各混合液は、マイクロカセット１ｂ内に保持される。
【００８２】
以上述べた本発明の実施例２によれば、被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成
分を有形化した第１の被検試料を生成し、更に生成した第１の被検試料に含まれる有形成
分を除去した第２の被検試料を複数の反応部に分注することにより、被検試料の複数の測
定項目を同時に精度よく測定することができる。
【００８３】
また、測定に使用された各液体はマイクロカセット１ｂ内に保持することにより、装置
本体２ｂ及び操作者への汚染を防ぐことができる。これにより、装置本体２ｂのメンテナ
ンスを簡単に行うことができる。
【実施例３】
【００８４】
以下、本発明に係るマイクロ化学分析装置の実施例３を、図１１及び図１２を参照して
説明する。図１１は、実施例３に係るマイクロ化学分析装置の構成を示したブロック図で
ある。また、図１２は、図１１のマイクロ化学分析装置に用いられるマイクロカセットの
構成を示した図である。
【００８５】
図１２に示した実施例３が図３における実施例１と異なる点は、マイクロカセット１の
分析部２０に第２の分析部を追加配置した点である。また、図１２に示した実施例３が図
１における実施例１と異なる点は、図１２の液体制御部が第２の分析部の各液体をも制御
するようにした点と、図１１のマイクロカセットから出力される複数の信号を検出する検
出部及びこの検出部からの検出信号を処理するデータ処理部にした点である。なお、実施
例３に係る各ユニットにおいて、実施例１と同様のユニットは同じ符号を付与しその説明
を省略する。
【００８６】
図１１において、マイクロ化学分析装置１００ｃは、被検試料、添加剤、試薬、この被
検試料を希釈する希釈液、及び希釈液で希釈された被検試料の測定項目に該当する第２の
試薬の各液体を収容するマイクロカセット１ｃと、マイクロカセット１ｃにおける測定で
生成された各信号を検出して各分析データを生成する装置本体２ｃとを備えている。
【００８７】
装置本体２ｃは、マイクロカセット１ｃを保持するインターフェース部１０と、マイク
ロカセット１ｃ内に収容された各液体を制御する液体制御部３ｃと、マイクロカセット１
ｃからの信号を検出する検出部４ｃと、検出部４ｃで検出された各検出信号から各分析デ
ータを生成するデータ処理部５ｃと、データ処理部５ｃで生成された分析データなどを保
存する記憶部５３とを備えている。
【００８８】
また、データ処理部５ｃで生成された各分析データを出力する出力部６と、装置本体２
ｃの各ユニットに電力を供給する電源部７と、各種コマンド信号などを入力する操作部８
と、液体制御部３ｃ、検出部４ｃ、データ処理部５ｃ、記憶部５３、出力部６、及び電源
部７を制御する制御部９ｃとを備えている。
【００８９】
液体制御部３ｃは、マイクロカセット１ｃ内の各液体を送液する送液ユニット３１ｃと
、第２の被検試料及び希釈された被検試料の分注を行う分注ユニット３２ｃと、第２の被
検試料と試薬の混合液及び希釈された被検試料と第２の試薬の混合液を撹拌する撹拌ユニ
ット３３ｃと、第２の被検試料と試薬の混合液及び希釈された被検試料と第２の試薬の混
合液を所定の温度に設定保持する温度制御ユニット３４ｃとを備えている。
【００９０】
検出部４ｃは、マイクロカセット１ｃから出力される各信号を検出する信号検出部４１
及び第２の検出部４１ｃと、信号検出部４１及び第２の検出部４１ｃからの各検出信号を
所定の信号レベルに増幅する信号増幅部４２及び第２の増幅部４２ｃとを備えている。そ
して、信号増幅部４２及び第２の検出部４２ｃで増幅された各検出信号をデータ処理部５
ｃに出力する。
【００９１】
データ処理部５ｃは、検出部４ｃの信号増幅部４２及び第２の検出部４２ｃから出力さ
れた各検出信号から夫々被検データを生成する収集部５１ｃと、収集部５１ｃで生成され
た各被検データから夫々分析データを生成する処理部５２ｃとを備えている。
【００９２】
図１２に示したマイクロカセット１ｃは、各液体を収容する収容部、及び各収容部間を
連通する各流路により構成される分析部２０ｃを備えている。
【００９３】
分析部２０ｃは、被検体から採取された被検試料を収容する試料収容部１１ｃ、添加剤
収容部１２、試料処理部１３、分離部１４、及びセンサ１８を有する反応部１７と、各収
容部間を連通する試料流路１１１、添加流路１２１、処理流路１３１、分離流路１４１、
分注流路１５１、及び試薬流路１６１とを備えている。また、第１の被検試料に含まれる
有形成分を除去した第２の被検試料であると測定が不可能な測定項目である例えば血液に
含まれる血球数又は血液凝固時間等を測定する第２の分析部２３を備えている。
【００９４】
試料収容部１１ｃは、試料流路１１１を介して試料処理部１３に連通し、また第２の試
料流路１１１ｃを介して第２の分析部２３に連通している。そして、試料収容部１１ｃの
被検試料は、送液ユニット３１ｃによって試料処理部１３及び第２の分析部２３に送液さ
れる。
【００９５】
添加剤収容部１２の添加剤は、送液ユニット３１ｃによって試料処理部１３に送液され
る。試料処理部１３に送液され、添加剤が添加された被検試料は、撹拌ユニット３３ｃに
よって混和される。第１の被検試料に含まれる有形成分を除去して分注部１５に収容され
た第２の被検試料は分注ユニット３２ｃよって反応部１７に分注され、また試薬収容部１
６に収容された試薬は送液ユニット３１ｃによって反応部１７に送液される。第２の被検
試料及び試薬の混合液は、反応部１７で撹拌ユニット３３ｃによって混和される。
【００９６】
一方、第２の分析部２３は、被検試料を希釈する希釈液を収容する希釈液収容部１２ｃ
と、希釈液収容部１２ｃの希釈液で試料収容部１１ｃからの被検試料を希釈する希釈部１
３ｃと、希釈部１３ｃからの希釈された被検試料を分注するために収容する第２の分注部
１５ｃと、測定項目に該当する第２の試薬が収容された第２分析試薬収容部１６ｃと、第
２の分注部１５ｃから分注され希釈された被検試料と第２分析試薬収容部１６ｃの混合液
を測定する計測ユニット１８ｃを有する第２の反応部１７ｃとを備えている。
【００９７】
希釈液収容部１２ｃは、希釈流路１２１ｃを介して希釈部１３ｃに連通している。そし
て、希釈液収容部１２ｃの予め設定された量の希釈液が、送液ユニット３１ｃによって希
釈部１３ｃへの被検試料の送液動作に同期して希釈部１３ｃに送液される。
【００９８】
希釈部１３ｃは、第２の試料流路１１１ｃ及び希釈流路１２１ｃが合流して１つの流路
を形成するＹ字流路を有し、希釈試料流路１３１ｃを介して第２の分注部１５ｃに連通し
ている。そして、前記Ｙ字流路で被検試料の送液に同期して希釈液が混合される。次いで
、この混合液は、撹拌ユニット３３ｃによって混和される。この混和により、希釈された
被検試料は、第２の分注部１５ｃに送液される。
【００９９】
第２の分注部１５ｃは、第２の分注流路１５１ｃを介して第２の反応部１７ｃに連通し
ている。そして、収容した被検試料の予め設定された量が、分注ユニット３２ｃにより第
２の反応部１７ｃに送液される。
【０１００】
第２分析試薬収容部１６ｃは、第２分析試薬流路１６１ｃを介して第２の反応部１７ｃ
に連通している。そして、第２分析試薬収容部１６ｃの予め設定された量の試薬が、被検
試料の分注動作に同期する送液ユニット３１ｃによって第２の反応部１７ｃに送液される
。
【０１０１】
第２の反応部１７ｃは、第２の分注流路１５１ｃ及び第２分析試薬流路１６１ｃが合流
して１つの流路を形成するＹ字流路を備えている。また、血液に含まれる血球数又は血液
凝固時間を計測する計測ユニット１８ｃを有している。そして、第２の反応部１７ｃのＹ
字流路で同期して被検試料と第２の試薬が合流して混合された後、その混合液が撹拌ユニ
ット３３ｃによって混和され、均一になる。
【０１０２】
第２の反応部１７ｃで混和された混合液は、計測ユニット１８ｃによって測定される。
そして、計測ユニット１８ｃは、測定項目である血球数又は血液凝固時間等に応じた信号
を生成し、生成した信号を、コネクタ１９ｃを介して装置本体２ｃにおける検出部４ｃ第
２の検出部４１ｃに出力する。測定終了後の被検試料、添加剤、試薬、希釈液、第２の試
薬、及び混合液は、マイクロカセット１ｃ内に保持される。
【０１０３】
以上述べた本発明の実施例３によれば、被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成
分を有形化した第１の被検試料を生成し、更に生成した第１の被検試料に含まれる有形成
分を除去した第２の被検試料を生成することにより、被検試料を精度よく測定することが
できる。また、第２の被検試料では測定が不可能な測定項目の成分を第２の分析部で測定
して分析データを生成することができる。
【０１０４】
また、測定に使用された各液体はマイクロカセット１ｃ内に保持することにより、装置
本体２ｃ及び操作者への汚染を防ぐことができる。これにより、装置本体２ｃのメンテナ
ンスを簡単に行うことができる。
【実施例４】
【０１０５】
以下、本発明の被検試料採取器具及びマイクロカセットの異なる実施例４について、図
１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、被検試料採取器具を一部概観で示した断
面図である。図１４は、マイクロ化学分析装置に用いられるマイクロカセットの構成の一
例を示した図である。
【０１０６】
図１３において、被検試料採取器具６０は、被検試料を採取するためのニードル部６１
と、このニードル部６１を介して被検試料を収容する断面で示した円筒形のシリンダ６２
と、ニードル部６１からシリンダ６２内に被検試料を吸引し、吸引した被検試料をニード
ル部６１から吐出させるためのピストン６３とにより構成される。
【０１０７】
このピストン６３は、シリンダ６２内を矢印Ｌ２及びＬ３方向にスライド可能に収納さ
れている。
【０１０８】
ニードル部６１は、被検試料が例えば血液である場合、被検体の血管内への挿入が可能
なニードル６１１と、被検試料採取器具６０の操作者へのニードル６１１刺し損傷を防止
するためのキャップ６１２と、このキャップ６１２を着脱自在に保持すると共にニードル
６１１を保持するニードルハブ６１３とにより構成される。そして、ニードルハブ６１３
は、一端部でニードル６１１を保持すると共に他端部でシリンダ６２の一端部に係合して
保持される。
【０１０９】
シリンダ６２は、内部の一端部近傍に、ニードル部６１を介して流入及び流出する被検
試料が通過するＹ字流路６２１と、このＹ字流路６２１を通過した被検試料をシリンダ６
２内に流入可能に流出を阻止する流入弁６２２と、Ｙ字流路６２１から流入弁６２２を介
してシリンダ６２内に流入した被検試料から第１の被検試料を生成する添加剤６２３と、
添加剤６２３により生成された第１の被検試料から第２の被検試料を生成する濾過膜６２
４と、この濾過膜６２４によって生成された第２の被検試料をシリンダ６２内から流出可
能に流入を阻止する流出弁６２５とを有する。
【０１１０】
Ｙ字流路６２１は、第１乃至第３流路により構成され、ニードル部６１のニードルハブ
６１３と係合するシリンダ６２の一端部に第１流路が形成されている。そして、ピストン
６３をＬ２方向へスライドさせると、ニードル部６１のニードル６１１から吸引された被
検試料は、第１流路を通過した後、第２流路を経由してシリンダ６２内に流入する。次い
で、ピストン６３をＬ３方向へスライドさせると、シリンダ６２内の被検試料は、第２流
路を通過した後、第１流路を経由してニードル６１１から吐出される。
【０１１１】
流入弁６２２は、Ｙ字流路６２１の第２流路の出口に配置され、ピストン６３のＬ２方
向へのスライドにより開放し、Ｌ３方向へのスライドにより閉じるようになっている。
【０１１２】
添加剤６２３は、シリンダ６２内に収容され、シリンダ６２内に流入した被検試料に含
まれる無形成分の内のマイクロ分析装置における測定に悪影響を与える不用な無形成分を
有形化した第１の被検試料を生成する。
【０１１３】
濾過膜６２４は、Ｙ字流路６２１の第３流路内に保持され、この第３流路に流出した第
１の被検試料に含まれる有形成分を分離して第２の被検試料を生成する。
【０１１４】
流出弁６２５は、Ｙ字流路６２１の各流路が合流する第３流路の出口に配置され、ピス
トン６３のＬ３方向へのスライドにより開放し、Ｌ２方向へのスライドにより閉じるよう
になっている。
【０１１５】
図１４に示した実施例４が図３における実施例１と異なる点は、マイクロカセット１ｄ
における分析部２０ｄの試料収容部１１を分注部１５に直接流路１４１を介して連結した
点である。
【０１１６】
図１４において、液体制御部３ｄは、図１３の被検試料採取器具６０からの吐出により
マイクロカセット１ｄ内に収容された第２の被検試料を送液する送液ユニット３１ｄ、分
注ユニット３２、第２の被検試料と試薬の混合液を混和する撹拌ユニット３３ｄ、及び温
度制御ユニット３４を備えている。なお、実施例４に係る各ユニットの実施例１と同様で
あるユニットは同じ符号を付与し説明をその省略する。
【０１１７】
このように、図１３に示した構成の被検試料採取器具６０で被検試料を採取することに
より、第１及び第２の被検試料を生成するための試料流路、添加剤収容部、添加剤流路、
試料処理部、処理流路、及び分離部を必要としない分析部の構成を簡単化したマイクロカ
セット１ｄとすることができる。また、添加剤及び第１の被検試料の送液や、被検試料と
添加剤の混和等の液体の制御を必要としない装置本体２の液体制御部も簡単な構成にする
ことができる。
【０１１８】
以上述べた本発明の実施例４によれば、特別な構成をもつ被検試料採取器具６０を用い
て被検試料を吸引して採取することにより、第１の被検試料を生成することができる。ま
た、被検試料採取器具６０から吐出させてマイクロカセット１ｄ内に注入することにより
、マイクロカセット１ｄ内に第２の被検試料を収容することができる。これにより、被検
試料を精度よく測定することができ、簡単な構成の液体制御部３ｄ及びマイクロカセット
１ｄとすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ マイクロカセット
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 装置本体
３，３ｂ，３ｃ，３ｄ 液体制御部
４，４ｂ，４ｃ 検出部
５，５ｂ，５ｃ データ処理部
６ 出力部
１１，１１ｃ 試料収容部
１２ 添加剤収容部
１３ 試料処理部
１４ 分離部
１５，１５ｂ 分注部
１６ 試薬収容部
１７，１７ａ 反応部
１８ センサ
１９，１９ｂ，１９ｃ コネクタ
２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 分析部
３１，３１ｃ 送液ユニット
３２，３２ｂ，３２ｃ 分注ユニット
３３，３３ｂ，３３ｃ 撹拌ユニット
３４，３４ｂ 温度制御ユニット
４１ 信号検出部
１００，１００ｂ，１００ｃ マイクロ化学分析装置
１１１ 試料流路
１２１ 添加流路
１３１ 処理流路
１５１ 分注流路
１６１ 試薬流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれている成分を分析するための被検試料採取器具に係り、特に、
血液や尿等の生体試料に含まれる成分を分析するための被検試料採取器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学分析装置は、被検体から採取された血液や尿などの被検試料とこの被検試料に含ま
れる各測定項目に該当する試薬の混合液を、化学反応によって生ずる色調などの変化を光
の透過量を測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度や酵素活性を測定する。
また、被検試料に含まれる測定項目の成分に選択的に応答するイオンセンサや酵素センサ
等のセンサを用いて測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度を測定する。
【０００３】
近年、省スペースで、簡便に血液検査、化学反応を行うことが可能なシート型マイクロ
リアクタを用いたモバイル型化学検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）
。この装置では、被検試料である血液を注入したマイクロリアクタを装置本体に装着し、
装着したマイクロリアクタを回転させて遠心分離により血液を血球と血漿に分離する。次
いで、マイクロリアクタ内において分離した血漿を微小の流路を介して反応槽に移動し、
その反応槽で血漿と試薬の反応液を、装置本体に設けた発光素子及び受光素子を用いて光
学的に測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４０９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛋白質、脂質、糖質等を含有する血液などの被検試料は粘度が高いため
、マイクロリアクタのような微小流路における被検試料の送液や、送液した被検試料と試
薬との混合を困難なものにし、測定に悪影響を与える問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、被検試料に含まれる測定に悪
影響を与え好ましくない換言すれば不用（以下不用という。）な無形成分の除去が可能な
マイクロ化学分析装置、その測定方法、及び被検試料採取器具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】
【０００７】
上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明の被検試料採取器具は、被検試料を
採取するためのニードルと、このニードルを介して前記被検試料を収容するシリンダと、
前記ニードルから前記シリンダ内に前記被検試料を吸引し、吸引した被検試料を吐出させ
るためのピストンと、前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吸引方向への移動によ
り、前記シリンダ内に吸引された被検試料に含まれる所定の無形成分を有形化する添加剤
と、前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吐出方向への移動により、前記添加剤に
より有形化された有形成分を除去する濾過膜と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係るマイクロ化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係るマイクロ化学分析装置の外観を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの上面及び断面を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係るマイクロ化学分析装置の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの他の例を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係る装置本体の他の例を示す図。
【図８】本発明の実施例１に係るマイクロカセットの分離部及び装置本体の他の例を説明するための図。
【図９】本発明の実施例２に係るマイクロ化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の実施例２に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係るマイクロ化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の実施例３に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【図１３】本発明に使用する被検試料採取器具の構成を示す図。
【図１４】本発明の実施例４に係るマイクロカセットの構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明に係るマイクロ化学分析装置の実施例１を、図１乃至図８を参照して説明
する。図１は、実施例１に係るマイクロ化学分析装置の構成を示したブロック図である。
また、図２は、図１のマイクロ化学分析装置の概観を示した図である。
【００１１】
図１において、マイクロ化学分析装置１００は、被検体から採取した被検試料、この被
検試料に含まれる測定に悪影響を与え好ましくない不用な成分を処理するための添加剤、
及びこの被検試料の測定項目に該当する試薬の各液体を収容するマイクロカセット１と、
このマイクロカセット１による測定で生成された信号を検出して分析データを生成する装
置本体２とを備えている。
【００１２】
装置本体２は、携帯可能なサイズであり、マイクロカセット１を保持するインターフェ
ース部１０と、マイクロカセット１内に収容された各液体を制御する液体制御部３と、マ
イクロカセット１からの信号を検出する検出部４と、検出部４で検出された検出信号から
分析データを生成するデータ処理部５とを備えている。
【００１３】
また、データ処理部５で生成された分析データなどを保存する記憶部５３と、データ処
理部５で生成された分析データを出力する出力部６と、装置本体２の液体制御部３、検出
部４、及びデータ処理部５等の各ユニットに電力を供給する電源部７と、各種コマンド信
号などを入力する操作部８と、上述した各ユニットを制御する制御部９とを備えている。
【００１４】
インターフェース部１０は、図２に示す開口部１０ａを有し、この開口部１０ａへの挿
入により、装置本体２に着脱自在に装着されるマイクロカセット１を保持する。
【００１５】
液体制御部３は、インターフェース部１０に保持されたマイクロカセット１内の各液体
を送液する送液ユニット３１と、添加剤で処理された被検試料の分注を行う分注ユニット
３２と、添加剤が添加された被検試料や分注された被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹
拌ユニット３３と、混合液を所定の温度に設定する温度制御ユニット３４とを備えている
。
【００１６】
送液ユニット３１は、被検試料、添加剤、及び試薬の各液体を収容するマイクロカセッ
ト１の各収容部に対応する例えば上面を押圧してマイクロカセット１内の各液体を送液す
る。なお、圧電素子等のアクチュエータを設け、このアクチュエータをマイクロカセット
１の各液体を収容する各収容部に対応する上面を所定の周波数で振動させて変形し、この
変形により各収容部内を加圧及び減圧して各液体を送液するようにしてもよい。この送液
方法には、各収容部内に設けたポンプ室の入口側と出口側の各流路のインピーダンス差に
よって液体を送液するディフューザ方式や、マイクロカセット１内の各部に逆止弁を備え
た方式などがある。
【００１７】
分注ユニット３２は、例えば送液ユニット３１と同様に、マイクロカセット１内の添加
剤で処理された被検試料を分注する。
【００１８】
撹拌ユニット３３は、マイクロカセット１内の添加剤が添加された被検試料や、分注ユ
ニット３２により分注された被検試料と試薬の混合液を、例えばマイクロカセット１の上
面から振動させて混和する。
【００１９】
温度制御ユニット３４は、加熱器及び放熱器を備え、インターフェース部１０に保持さ
れたマイクロカセット１の近傍に配置し、被検試料と試薬の混合液を所定温度に設定して
保持する。
【００２０】
検出部４は、インターフェース部１０に保持されたマイクロカセット１から出力される
信号を検出する信号検出部４１と、信号検出部４１からの検出信号を所定の信号レベルに
増幅する信号増幅部４２とを備えている。そして、信号増幅部４２で増幅された検出信号
をデータ処理部５に出力する。
【００２１】
データ処理部５は、検出部４の信号増幅部４２から出力された検出信号から被検データ
を生成する収集部５１と、収集部５１で生成された被検データから分析データを生成する
処理部５２とを備えている。
【００２２】
収集部５１は、アナログ・デジタル変換回路（ＡＤＣ）を備え、このＡＤＣを用いて信
号増幅部４２から出力された検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換
したデジタル信号を被検データとして処理部５２に出力する。
【００２３】
処理部５２は、収集部５１から出力された被検データに対して、記憶部５３に保存され
ている測定項目のキャリブレーションテーブルを読み出した後、このキャリブレーション
テーブルを用いて被検試料に含まれる測定項目の成分濃度等である分析データを生成する
。そして、生成した分析データを記憶部５３に保存すると共に出力部６に出力する。
【００２４】
記憶部５３は、記憶回路を備え、操作部８から入力された入力情報やデータ処理部５の
処理部５２から出力された分析データを保存する。また、分析データの生成に用いられる
キャリブレーションテーブルなどを保存している。
【００２５】
出力部６は、液晶パネルなどのモニタを有し、データ処理部５の処理部５２から出力さ
れた分析データを表示する。なお、前述した表示以外にも、表示灯による点灯を利用した
視覚伝達手段、音声による聴覚を利用した聴覚伝達手段によっても伝達するようにしても
よい。更には、それら複数の手段を併用するようにしてもよい。
【００２６】
電源部７は、例えば充電可能な蓄電池を備え、液体制御部３、検出部４、データ処理部
５、記憶部５３、出力部６、操作部８、及び制御部９等の各ユニットへ電力を供給する。
【００２７】
操作部８は、操作パネル上にボタンなどの入力デバイスを備え、装置本体２の電源ＯＮ
及びＯＦＦの操作、被検体の情報の入力、マイクロカセット１に収容された被検試料の測
定操作、記憶部５３に保存されている様々な分析データの出力操作などが行われる。
【００２８】
制御部９は、操作部８からの入力情報に基づいて、液体制御部３、検出部４、データ処
理部５、記憶部５３、出力部６、及び電源部７の各ユニットの制御、システム全体の制御
を統括して行う。
【００２９】
次に、図１乃至図４を参照して、マイクロカセット１の詳細を説明する。図３は、マイ
クロカセット１の構成の一例を示した図である。また、図４（ａ）は、図３のマイクロカ
セット１の上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示したマイクロカセット１のＸ−Ｘ
線における断面図である。
【００３０】
マイクロカセット１は、石英ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の上面
に微細加工により形成された被検試料、添加剤、及び試薬の各液体を収容する各収容部、
及び各収容部間を連通する矢印（図３）で示した微小な各流路により構成される分析部２
０を有する基板２１（図４）と、この基板２１の上面に接合されたシート２２とを備えて
いる。
【００３１】
即ち、分析部２０は、マイクロカセット１内に注入された被検試料を収容する試料収容
部１１と、被検試料に含まれる測定に悪影響を与える不用な無形成分と反応してその無形
成分を有形化させる添加剤を収容した添加剤収容部１２と、被検試料に添加剤を添加して
処理を行ない、第１の被検試料を生成する試料処理部１３と、試料処理部１３で生成され
た第１の被検試料に含まれる有形成分を除去して第２の被検試料を生成する分離部１４と
を備えている。
【００３２】
また、分離部１４で生成された第２の被検試料を分注するための分注部１５と、被検試
料の測定項目に該当する試薬を収容した試薬収容部１６と、分注部１５から分注された第
２の被検試料と試薬収容部１６の試薬との混合液をセンサ１８を用いて測定する反応部１
７と、センサ１８による測定で生成された信号を装置本体２に出力するためのコネクタ１
９とを備えている。
【００３３】
試料収容部１１は上方に開口部を有し、この開口部はシート２２で覆われている。シー
ト２２の被検試料を注入する注入部分は、マイクロカセット１の外部への漏洩を防ぎ且つ
密封性を確保する弾性体の材料が用いられる。また、試料収容部１１は試料流路１１１を
介して試料処理部１３に連通している。そして、試料収容部１１に収容された例えば０．
１〜５０μＬの被検試料の予め設定された量が、装置本体２の液体制御部３における送液
ユニット３１によって試料流路１１１を介して試料処理部１３に送液される。
【００３４】
なお、被検試料が例えば血液である場合、血球やフィブリン等の有形成分と共に、測定
に悪影響を与える例えば高粘度の要因となる蛋白質、脂質、糖質等の無形成分を含んでい
る。従って、試料流路１１１は、被検試料の円滑な送液が可能なように、他の流路に比べ
て流路長を短く且つ流路径を大きくしている。
【００３５】
添加剤収容部１２は、被検試料に含まれる測定に悪影響を与える不用な無形成分を、例
えば変性や凝集等をさせて有形成分にする様々な添加剤を選択可能に収容している。また
、添加剤流路１２１を介して試料処理部１３に連通している。そして、添加剤収容部１２
から予め設定された量の添加剤が、送液ユニット３１によって被検試料の送液動作に同期
して試料処理部１３に送液される。
【００３６】
ここで、例えば被検試料及びこの被検試料と試薬の混合液の各流路における送液速度を
低下させて所定量を送液できない要因や、前記被検試料と試薬の混合液の均一化を妨げる
要因となる高粘度の特性を有する被検試料中の蛋白質を、例えばメタりん酸やエタノール
などの添加剤を用いて有形化させることができる。
【００３７】
試料処理部１３は、試料流路１１１及び添加流路１２１が合流して１つの流路を形成す
るＹ字流路を有し、試料流路１１１とは反対方向に形成された処理流路１３１を介して分
離部１４に連通している。
【００３８】
そして、試料処理部１３のＹ字流路で被検試料の送液に同期して添加剤が添加される。
次いで、添加剤が添加された被検試料は、撹拌ユニット３３によって添加剤と被検試料が
混和されて均一になる。この混和により、被検試料に含まれる無形成分の内の所定の成分
を有形化した第１の被検試料を生成する。生成した第１の被検試料は、処理流路１３１を
介して分離部１４に送液される。
【００３９】
なお、試料処理部１３と分離部１４の間に更に第２の試料処理部を設け、またこの第２
の試料処理部で第１の被検試料の処理を行うための第２の添加剤を収容する第２の添加剤
収容部を設ける。そして、第２の試料処理部で試料処理部１３とは異なる無形成分を有形
化する処理を行った第１の被検試料を分離部１４に送液するようにしてもよい。
【００４０】
このように、被検体から採取された被検試料に含まれる測定に不用な無形成分を有形化
することができる。
【００４１】
分離部１４は、試料処理部１３における処理により生成された有形成分や、試料収容部
１１に収容されたときに被検試料に含まれる例えば血球やフィブリン等の有形成分を分離
するための濾過膜を備えている。また、処理流路１３１とは反対方向に形成された分離流
路１４１を介して分注部１５に連通している。そして、その濾過膜を通過して第１の被検
試料の有形成分が除去された第２の被検試料を生成する。生成された第２の被検試料は、
分離流路１４１を介して分注部１５に送液される。
【００４２】
なお、試料収容部１１又は試料収容部１１と試料処理部１３の間に第２の分離部を設け
、この第２の分離部で被検体から採取された被検試料に含まれる血球やフィブリン等の有
形成分を除去した後に、試料処理部１３で第１の被検試料を生成するようにしてもよい。
【００４３】
このように、第１の被検試料の測定に不用な有形成分を除去することができる。そして
、被検試料中の高濃度の蛋白質が除去された第２の被検試料である場合、粘度が低下した
第２の被検試料を円滑に短時間で分離流路１４１を通過させて分注部１５に送液すること
ができる。
【００４４】
分注部１５は、分離部１４から送液された第２の被検試料を一旦収容し、分注流路１５
１を介して反応部１７に連通している。そして、収容した第２の被検試料の予め設定され
た量が、分注ユニット３２により分注流路１５１を介して反応部１７に送液される。なお
、被検試料中の高濃度の蛋白質が除去された第２の被検試料である場合、粘度が低下する
ので第２の被検試料の予め設定した量を正確に反応部１７に送液することができる。
【００４５】
試薬収容部１６は、測定項目に該当する試薬を収容し、試薬流路１６１を介して反応部
１７に連通している。そして、試薬収容部１６の予め設定された量の試薬が、第２の被検
試料の分注動作に同期する送液ユニット３１によって反応部１７に送液される。なお、測
定項目の試薬が例えば２種類ある場合、第２の試薬を収容する第２の試薬収容部及び反応
部１７に連通する第２の試薬流路を設け、試薬収容部１６から試薬が反応部１７に送液さ
れた後に、更に第２の試薬部から第２の試薬を反応部１７に送液するようにしてもよい。
【００４６】
反応部１７は、分注流路１５１及び試薬流路１６１が合流して１つの流路を形成するＹ
字流路を備えている。また、ナトリウムイオンなどの電解質に選択的に感応するイオン選
択性電極及びこの電極の基準となる参照電極により構成されるイオンセンサ、グルコース
などの測定成分に選択的に反応するグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）等を含む高分子膜
が固定化された酵素センサ等のセンサ１８を有している。そして、反応部１７のＹ字流路
で同期して第２の被検試料と試薬が合流して混合された後、その混合液が撹拌ユニット３
３によって混和され、均一化される。
【００４７】
なお、被検試料中の蛋白質の除去により第２の被検試料の粘度を低下させると、前記Ｙ
字流路で第２の被検試料と試薬の分散が容易になる。また、撹拌ユニット３３による撹拌
動作で互いに分散した第２の被検試料及び試薬の分子拡散が迅速に行われ、均一な混合液
を得ることができる。
【００４８】
反応部１７で混和された混合液は、マイクロカセット１の近傍に位置する装置本体２に
おける液体制御部３の温度制御ユニット３４で所定温度に保持された後、センサ１８によ
って測定される。そして、センサ１８は、測定項目の成分の濃度に応じた信号を生成し、
生成した信号はコネクタ１９を介して装置本体２における検出部４の信号検出部４１に出
力される。測定終了後の被検試料、添加剤、試薬、及び混合液は、マイクロカセット１内
に保持される。
【００４９】
このように、測定に使用された各液体はマイクロカセット１内に保持されるので、各液
体による装置本体２及び操作者への汚染を防ぐことができる。
【００５０】
以下、図１乃至図５を参照して、実施例１に係るマイクロ化学分析装置１００の動作の
一例を説明する。
【００５１】
図５は、マイクロ化学分析装置１００の動作を示したフローチャートである。マイクロ
化学分析装置１００の操作者が操作部８から電源ＯＮの操作を行い、被検体の被検体情報
を入力する。そして、前記被検体の被検試料が収容されたマイクロカセット１を装置本体
２におけるインターフェース部１０の開口部１０ａに挿入した後、操作部８から測定操作
を行うことにより、マイクロ化学分析装置１００は、測定を開始する（ステップＳ１）。
【００５２】
制御部９は、操作部８からの入力情報に基づいて、液体制御部３、検出部４、データ処
理部５、記憶部５３、及び出力部６に測定を指示する。この指示に基づいて、液体制御部
３の送液ユニット３１、分注ユニット３２、撹拌ユニット３３、及び温度制御ユニット３
４は、マイクロカセット１内の各液体を制御する。
【００５３】
送液ユニット３１は、マイクロカセット１内の試料収容部１１及び添加剤収容部１２に
収容された被検試料及び添加剤を、試料流路１１１及び添加流路１２１を介して夫々試料
処理部１３に送液する。撹拌ユニット３３は、試料処理部１３に送液された被検試料及び
添加剤を混和し、第１の被検試料を生成させる（ステップＳ２）。
【００５４】
そして、試料処理部１３で生成された第１の被検試料を、処理流路１３１を介して分離
部１４に送液する。分離部１４では、試料処理部１３から送液された第１の被検試料から
第２の被検試料を生成する（ステップＳ３）。
【００５５】
更に、分離部１４で生成された第２の被検試料を、分離流路１４１を介して分注部１５
に送液する。
【００５６】
分注ユニット３２は分離部１４からの第２の被検試料を、分注流路１５１を介して反応
部１７に分注し、送液ユニット３１は試薬収容部１６の試薬を、試薬流路１６１を介して
反応部１７に送液する。
【００５７】
撹拌ユニット３３は、分注部１５及び試薬収容部１６から反応部１７に送液された第２
の被検試料と試薬の混合液を撹拌して混和する。温度制御ユニット３４は、混合液を所定
の温度に設定し保持する。センサ１８は、所定の温度に保持された混合液を測定して測定
項目の成分濃度に応じた信号を生成し、生成した信号をコネクタ１９を介して装置本体２
の検出部４に出力する（ステップＳ４）。
【００５８】
検出部４の信号検出部４１は、マイクロカセット１のコネクタ１９を介して出力された
信号を検出して信号増幅部４２に出力する。信号増幅部４２は、信号検出部４１から出力
された検出信号を所定の信号レベルに増幅してデータ処理部５に出力する。
【００５９】
データ処理部５の収集部５１は、信号増幅部４２から出力された検出信号から被検デー
タを生成して処理部５２に出力する。処理部５２は、収集部５１から出力された被検デー
タに対して、記憶部５３から測定項目のキャリブレーションテーブルを読み出す。読み出
したキャリブレーションテーブルを用いて被検試料に含まれる測定項目の成分濃度等の分
析データを生成し、生成した分析データを記憶部５３に保存すると共に出力部６に出力す
る（ステップＳ５）。
【００６０】
そして、出力部６に、分析データが出力された時点で、制御部９は、液体制御部３、検
出部４、データ処理部５、記憶部５３、及び出力部６に測定動作の停止を指示し、マイク
ロ化学分析装置１００は測定を終了する（ステップＳ６）。
【００６１】
測定終了後、操作者は、測定を終了した各液体が収容されたマイクロカセット１を装置
本体２から取り出し、取り出したマイクロカセット１を廃棄する。
【００６２】
以上述べた本発明の実施例１によれば、被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成
分を有形化した第１の被検試料を生成し、更に生成した第１の被検試料に含まれる有形成
分を除去した第２の被検試料を生成することにより、被検試料を精度よく測定することが
できる。
【００６３】
また、測定に使用された各液体はマイクロカセット１内に保持することにより、装置本
体２及び操作者への汚染を防ぐことができる。これにより、装置本体２のメンテナンスを
簡単に行うことができる。
【００６４】
なお、上述した実施例１に限定されるものではなく、図６に示すように例えば装置本体
２の検出部４に半導体レーザや発光ダイオード等を有する光源部４３を設け、信号検出部
４１を光源部４３からの光を検出するフォトダイオード等の受光素子を有する光検出部４
４に置き換える。また、マイクロカセット１を、基板２１ａを貫通して形成した反応部１
７ａの上面及び下面に光源部４３からの光を透過する透明部材を接合したマイクロカセッ
トに置き換え、このマイクロカセット内に光学的測定用の試薬を収容する。そして、反応
部１７ａで前記試薬と反応する被検試料の測定項目成分の混合液に対して光源部４３から
の光を照射し、混合液を透過した光を光検出部４４で検出して測定するようにしてもよい
。これにより、センサ１８で測定不可能な被検試料の測定項目の成分を測定することがで
きる。
【００６５】
また、図７に示すように、装置本体に複数のインターフェース部を形成する開口部１０
ａを設け、各インターフェース部に対応するように図示しない液体制御部及び検出部を配
置することにより、複数の被検体から採取された被検試料を同時に測定することができる
。
【００６６】
また、被検体から採取された被検試料に対して測定項目が異なる複数のマイクロカセッ
ト１を用いることにより、複数の測定項目の成分を同時に測定することができる。この場
合、図７に示すように表示部及び操作部を、装置本体から切り離して設けるようにしても
よい。
【００６７】
更に、図示しないが、マイクロカセットの基板上に複数の測定項目又は複数の被検試料
の測定が可能なように複数の分析部を設け、また装置本体に複数の分析部に対応する液体
制御部を設けることにより、同時に複数の測定項目又は複数の被検試料の測定を行うこと
ができるようにすることもできる。
【００６８】
更にまた、マイクロカセット１の分離部１４における第２の被検試料の生成を遠心分離
法により実施するようにしてもよい。この場合、図８に示すように、マイクロカセット１
の試料処理部１３方向への逆流を阻止する逆止弁及び試料処理部１３からの第１の被検試
料を２つに分断可能なマイクロバルブを設けたマイクロカセット１ａを、矢印Ｒ１方向に
回転可能な回転部を設けた開閉可能な２つのユニットからなる装置本体２ａに装着する。
そして、マイクロカセット１ａの試料処理部１３から分離部に送液された第１の被検試料
に対し、試料処理部１３の方向である矢印Ｌ１の方向に遠心力が働くようにマイクロカセ
ット１ａを回転する。この回転によりマイクロカセット１ａの分離部１４内の第１の被検
試料は、遠心分離された試料処理部１３側の有形成分と分注部１５側の無形成分からなる
第２の被検試料に液相分離される。この第２の被検試料をマイクロバルブにより分断した
後に、分断した第２の被検試料を分注部１５に送液する。
【実施例２】
【００６９】
以下、本発明に係るマイクロ化学分析装置の実施例２を、図９及び図１０を参照して説
明する。図９は、実施例２に係るマイクロ化学分析装置の構成を示したブロック図である
。また、図１０は、図９のマイクロ化学分析装置に用いられるマイクロカセットの構成を
示した図である。
【００７０】
図１０に示した実施例２が図３における実施例１と異なる点は、マイクロカセット１の
分析部２０に複数の反応部及びこの反応部に送液可能な試薬収容部を設け、複数の反応部
に第２の被検試料を分注可能な分注部に置き換えた点である。また、図９に示した実施例
２が図１における実施例１と異なる点は、図１０のマイクロカセットにおける分注部、及
び複数の試薬収容部及び反応部の液体を制御する液体制御部に置き換えた点と、各反応部
から出力される各信号を検出する検出部及びこの検出部からの検出信号を処理するデータ
処理部に置き換えた点である。なお、実施例２に係る各ユニットの実施例１と同様である
ユニットは同じ符号を付与し説明を省略する。
【００７１】
図９において、マイクロ化学分析装置１００ｂは、被検試料、添加剤、及び複数の測定
項目に該当する試薬の各液体を収容するマイクロカセット１ｂと、マイクロカセット１ｂ
における測定で生成された信号を検出して分析データを生成する装置本体２ｂとを備えて
いる。
【００７２】
装置本体２ｂは、マイクロカセット１ｂを保持するインターフェース部１０と、マイク
ロカセット１ｂ内に収容された各液体を制御する液体制御部３ｂと、マイクロカセット１
ｂからの信号を検出する検出部４ｂと、検出部４ｂで検出された検出信号から分析データ
を生成するデータ処理部５ｂと、データ処理部５ｂで生成された分析データなどを保存す
る記憶部５３と、データ処理部５ｂで生成された分析データを出力する出力部６と、電源
部７及び操作部８と、液体制御部３ｂ、検出部４ｂ、データ処理部５ｂ、記憶部５３、出
力部６、及び電源部７を制御する制御部９ｂとを備えている。
【００７３】
液体制御部３ｂは、送液ユニット３１ｂ、マイクロカセット１ｂ内の複数の反応部に第
２の被検試料を分注する分注ユニット３２ｂ、添加剤を添加した被検試料や、各反応部に
おける第２の被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹拌ユニット３３ｂ、及び各反応部の混
合液を所定の温度に設定保持する温度制御ユニット３４ｂを備えている。
【００７４】
検出部４ｂは、マイクロカセット１ｂから出力される各反応部に対応する信号を検出す
る第１乃至第ｎ検出部４１ｂ１乃至４１ｂｎと、各第１乃至第ｎ検出部４１ｂ１乃至４１
ｂｎからの各検出信号を所定の信号レベルに増幅する第１乃至第ｎ増幅部４２ｂ１乃至４
２ｂｎとを備えている。そして、各第１乃至第ｎ増幅部４２ｂ１乃至４２ｂｎで増幅され
た各検出信号をデータ処理部５ｂに出力する。
【００７５】
データ処理部５ｂは、検出部４ｂの各第１乃至第ｎ増幅部４２ｂ１乃至４２ｂｎから出
力された各検出信号から夫々被検データを生成する収集部５１ｂと、収集部５１ｂで生成
された各被検データから夫々分析データを生成する処理部５２ｂとを備えている。
【００７６】
図１０は、マイクロカセット１ｂの構成の一例を示した図である。このマイクロカセッ
ト１ｂは、各液体を収容する収容部、及び各収容部を連通する各流路により構成される分
析部２０ｂを備えている。
【００７７】
分析部２０ｂは、試料収容部１１、添加剤収容部１２、試料処理部１３、及び分離部１
４と、各部間を連通する試料流路１１１、添加流路１２１、処理流路１３１、及び分離流
路１４１とを備えている。
【００７８】
また、分離部１４から送液された第２の被検試料を分注するために収容する分注部１５
ｂと、第１乃至第ｎの試薬を収容した第１乃至第ｎの試薬収容部１６ｂ１乃至１６ｂｎと
、分注部１５ｂから分注された各第２の被検試料及び各第１乃至第ｎの試薬の各混合液を
第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎを用いて測定する第１乃至第ｎ反応部１７ｂ
１乃至１７ｂｎと、各第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎにおける測定により生
成された各信号を装置本体２ｂに出力するためのコネクタ１９ｂとを備えている。
【００７９】
分注部１５ｂは、第１乃至第ｎ分注流路１５１ｂ１乃至１５１ｂｎを介して各第１乃至
第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに連通している。そして、収容した第２の被検試料の予
め設定された各量が、分注ユニット３２ｂにより各第１乃至第ｎ分注流路１５１ｂ１乃至
１５１ｂｎを介して各第１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに送液される。
【００８０】
第１乃至第ｎの試薬収容部１６ｂ１乃至１６ｂｎは、各第１乃至第ｎの試薬流路１６１
ｂ１乃至１６１ｂｎを介して第１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに連通している。
そして、第１乃至第ｎの試薬収容部１６ｂ１乃至１６ｂｎの予め設定された量の各第１乃
至第ｎの試薬が、第２の被検試料の分注動作に同期する送液ユニット３１ｂによって各第
１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎに送液される。
【００８１】
第１乃至第ｎ反応部１７ｂ１乃至１７ｂｎで混和された各混合液は、マイクロカセット
１ｂの近傍に位置する装置本体２ｂにおける液体制御部３ｂの温度制御ユニット３４ｂで
所定温度に保持された後、各第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎによって測定さ
れる。そして、各第１乃至第ｎのセンサ１８ｂ１乃至１８ｂｎは、各測定項目の濃度に応
じた各信号を生成し、生成した各信号をコネクタ１９ｂを介して装置本体２ｂにおける検
出部４ｂの各第１乃至第ｎ検出部４１ｂ１乃至４１ｂｎに出力する。測定終了後の被検試
料、添加剤、各試薬、及び各混合液は、マイクロカセット１ｂ内に保持される。
【００８２】
以上述べた本発明の実施例２によれば、被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成
分を有形化した第１の被検試料を生成し、更に生成した第１の被検試料に含まれる有形成
分を除去した第２の被検試料を複数の反応部に分注することにより、被検試料の複数の測
定項目を同時に精度よく測定することができる。
【００８３】
また、測定に使用された各液体はマイクロカセット１ｂ内に保持することにより、装置
本体２ｂ及び操作者への汚染を防ぐことができる。これにより、装置本体２ｂのメンテナ
ンスを簡単に行うことができる。
【実施例３】
【００８４】
以下、本発明に係るマイクロ化学分析装置の実施例３を、図１１及び図１２を参照して
説明する。図１１は、実施例３に係るマイクロ化学分析装置の構成を示したブロック図で
ある。また、図１２は、図１１のマイクロ化学分析装置に用いられるマイクロカセットの
構成を示した図である。
【００８５】
図１２に示した実施例３が図３における実施例１と異なる点は、マイクロカセット１の
分析部２０に第２の分析部を追加配置した点である。また、図１２に示した実施例３が図
１における実施例１と異なる点は、図１２の液体制御部が第２の分析部の各液体をも制御
するようにした点と、図１１のマイクロカセットから出力される複数の信号を検出する検
出部及びこの検出部からの検出信号を処理するデータ処理部にした点である。なお、実施
例３に係る各ユニットにおいて、実施例１と同様のユニットは同じ符号を付与しその説明
を省略する。
【００８６】
図１１において、マイクロ化学分析装置１００ｃは、被検試料、添加剤、試薬、この被
検試料を希釈する希釈液、及び希釈液で希釈された被検試料の測定項目に該当する第２の
試薬の各液体を収容するマイクロカセット１ｃと、マイクロカセット１ｃにおける測定で
生成された各信号を検出して各分析データを生成する装置本体２ｃとを備えている。
【００８７】
装置本体２ｃは、マイクロカセット１ｃを保持するインターフェース部１０と、マイク
ロカセット１ｃ内に収容された各液体を制御する液体制御部３ｃと、マイクロカセット１
ｃからの信号を検出する検出部４ｃと、検出部４ｃで検出された各検出信号から各分析デ
ータを生成するデータ処理部５ｃと、データ処理部５ｃで生成された分析データなどを保
存する記憶部５３とを備えている。
【００８８】
また、データ処理部５ｃで生成された各分析データを出力する出力部６と、装置本体２
ｃの各ユニットに電力を供給する電源部７と、各種コマンド信号などを入力する操作部８
と、液体制御部３ｃ、検出部４ｃ、データ処理部５ｃ、記憶部５３、出力部６、及び電源
部７を制御する制御部９ｃとを備えている。
【００８９】
液体制御部３ｃは、マイクロカセット１ｃ内の各液体を送液する送液ユニット３１ｃと
、第２の被検試料及び希釈された被検試料の分注を行う分注ユニット３２ｃと、第２の被
検試料と試薬の混合液及び希釈された被検試料と第２の試薬の混合液を撹拌する撹拌ユニ
ット３３ｃと、第２の被検試料と試薬の混合液及び希釈された被検試料と第２の試薬の混
合液を所定の温度に設定保持する温度制御ユニット３４ｃとを備えている。
【００９０】
検出部４ｃは、マイクロカセット１ｃから出力される各信号を検出する信号検出部４１
及び第２の検出部４１ｃと、信号検出部４１及び第２の検出部４１ｃからの各検出信号を
所定の信号レベルに増幅する信号増幅部４２及び第２の増幅部４２ｃとを備えている。そ
して、信号増幅部４２及び第２の検出部４２ｃで増幅された各検出信号をデータ処理部５
ｃに出力する。
【００９１】
データ処理部５ｃは、検出部４ｃの信号増幅部４２及び第２の検出部４２ｃから出力さ
れた各検出信号から夫々被検データを生成する収集部５１ｃと、収集部５１ｃで生成され
た各被検データから夫々分析データを生成する処理部５２ｃとを備えている。
【００９２】
図１２に示したマイクロカセット１ｃは、各液体を収容する収容部、及び各収容部間を
連通する各流路により構成される分析部２０ｃを備えている。
【００９３】
分析部２０ｃは、被検体から採取された被検試料を収容する試料収容部１１ｃ、添加剤
収容部１２、試料処理部１３、分離部１４、及びセンサ１８を有する反応部１７と、各収
容部間を連通する試料流路１１１、添加流路１２１、処理流路１３１、分離流路１４１、
分注流路１５１、及び試薬流路１６１とを備えている。また、第１の被検試料に含まれる
有形成分を除去した第２の被検試料であると測定が不可能な測定項目である例えば血液に
含まれる血球数又は血液凝固時間等を測定する第２の分析部２３を備えている。
【００９４】
試料収容部１１ｃは、試料流路１１１を介して試料処理部１３に連通し、また第２の試
料流路１１１ｃを介して第２の分析部２３に連通している。そして、試料収容部１１ｃの
被検試料は、送液ユニット３１ｃによって試料処理部１３及び第２の分析部２３に送液さ
れる。
【００９５】
添加剤収容部１２の添加剤は、送液ユニット３１ｃによって試料処理部１３に送液され
る。試料処理部１３に送液され、添加剤が添加された被検試料は、撹拌ユニット３３ｃに
よって混和される。第１の被検試料に含まれる有形成分を除去して分注部１５に収容され
た第２の被検試料は分注ユニット３２ｃよって反応部１７に分注され、また試薬収容部１
６に収容された試薬は送液ユニット３１ｃによって反応部１７に送液される。第２の被検
試料及び試薬の混合液は、反応部１７で撹拌ユニット３３ｃによって混和される。
【００９６】
一方、第２の分析部２３は、被検試料を希釈する希釈液を収容する希釈液収容部１２ｃ
と、希釈液収容部１２ｃの希釈液で試料収容部１１ｃからの被検試料を希釈する希釈部１
３ｃと、希釈部１３ｃからの希釈された被検試料を分注するために収容する第２の分注部
１５ｃと、測定項目に該当する第２の試薬が収容された第２分析試薬収容部１６ｃと、第
２の分注部１５ｃから分注され希釈された被検試料と第２分析試薬収容部１６ｃの混合液
を測定する計測ユニット１８ｃを有する第２の反応部１７ｃとを備えている。
【００９７】
希釈液収容部１２ｃは、希釈流路１２１ｃを介して希釈部１３ｃに連通している。そし
て、希釈液収容部１２ｃの予め設定された量の希釈液が、送液ユニット３１ｃによって希
釈部１３ｃへの被検試料の送液動作に同期して希釈部１３ｃに送液される。
【００９８】
希釈部１３ｃは、第２の試料流路１１１ｃ及び希釈流路１２１ｃが合流して１つの流路
を形成するＹ字流路を有し、希釈試料流路１３１ｃを介して第２の分注部１５ｃに連通し
ている。そして、前記Ｙ字流路で被検試料の送液に同期して希釈液が混合される。次いで
、この混合液は、撹拌ユニット３３ｃによって混和される。この混和により、希釈された
被検試料は、第２の分注部１５ｃに送液される。
【００９９】
第２の分注部１５ｃは、第２の分注流路１５１ｃを介して第２の反応部１７ｃに連通し
ている。そして、収容した被検試料の予め設定された量が、分注ユニット３２ｃにより第
２の反応部１７ｃに送液される。
【０１００】
第２分析試薬収容部１６ｃは、第２分析試薬流路１６１ｃを介して第２の反応部１７ｃ
に連通している。そして、第２分析試薬収容部１６ｃの予め設定された量の試薬が、被検
試料の分注動作に同期する送液ユニット３１ｃによって第２の反応部１７ｃに送液される
。
【０１０１】
第２の反応部１７ｃは、第２の分注流路１５１ｃ及び第２分析試薬流路１６１ｃが合流
して１つの流路を形成するＹ字流路を備えている。また、血液に含まれる血球数又は血液
凝固時間を計測する計測ユニット１８ｃを有している。そして、第２の反応部１７ｃのＹ
字流路で同期して被検試料と第２の試薬が合流して混合された後、その混合液が撹拌ユニ
ット３３ｃによって混和され、均一になる。
【０１０２】
第２の反応部１７ｃで混和された混合液は、計測ユニット１８ｃによって測定される。
そして、計測ユニット１８ｃは、測定項目である血球数又は血液凝固時間等に応じた信号
を生成し、生成した信号を、コネクタ１９ｃを介して装置本体２ｃにおける検出部４ｃ第
２の検出部４１ｃに出力する。測定終了後の被検試料、添加剤、試薬、希釈液、第２の試
薬、及び混合液は、マイクロカセット１ｃ内に保持される。
【０１０３】
以上述べた本発明の実施例３によれば、被検試料に含まれる測定に不用な所定の無形成
分を有形化した第１の被検試料を生成し、更に生成した第１の被検試料に含まれる有形成
分を除去した第２の被検試料を生成することにより、被検試料を精度よく測定することが
できる。また、第２の被検試料では測定が不可能な測定項目の成分を第２の分析部で測定
して分析データを生成することができる。
【０１０４】
また、測定に使用された各液体はマイクロカセット１ｃ内に保持することにより、装置
本体２ｃ及び操作者への汚染を防ぐことができる。これにより、装置本体２ｃのメンテナ
ンスを簡単に行うことができる。
【実施例４】
【０１０５】
以下、本発明の被検試料採取器具及びマイクロカセットの異なる実施例４について、図
１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、被検試料採取器具を一部概観で示した断
面図である。図１４は、マイクロ化学分析装置に用いられるマイクロカセットの構成の一
例を示した図である。
【０１０６】
図１３において、被検試料採取器具６０は、被検試料を採取するためのニードル部６１
と、このニードル部６１を介して被検試料を収容する断面で示した円筒形のシリンダ６２
と、ニードル部６１からシリンダ６２内に被検試料を吸引し、吸引した被検試料をニード
ル部６１から吐出させるためのピストン６３とにより構成される。
【０１０７】
このピストン６３は、シリンダ６２内を矢印Ｌ２及びＬ３方向にスライド可能に収納さ
れている。
【０１０８】
ニードル部６１は、被検試料が例えば血液である場合、被検体の血管内への挿入が可能
なニードル６１１と、被検試料採取器具６０の操作者へのニードル６１１刺し損傷を防止
するためのキャップ６１２と、このキャップ６１２を着脱自在に保持すると共にニードル
６１１を保持するニードルハブ６１３とにより構成される。そして、ニードルハブ６１３
は、一端部でニードル６１１を保持すると共に他端部でシリンダ６２の一端部に係合して
保持される。
【０１０９】
シリンダ６２は、内部の一端部近傍に、ニードル部６１を介して流入及び流出する被検
試料が通過するＹ字流路６２１と、このＹ字流路６２１を通過した被検試料をシリンダ６
２内に流入可能に流出を阻止する流入弁６２２と、Ｙ字流路６２１から流入弁６２２を介
してシリンダ６２内に流入した被検試料から第１の被検試料を生成する添加剤６２３と、
添加剤６２３により生成された第１の被検試料から第２の被検試料を生成する濾過膜６２
４と、この濾過膜６２４によって生成された第２の被検試料をシリンダ６２内から流出可
能に流入を阻止する流出弁６２５とを有する。
【０１１０】
Ｙ字流路６２１は、第１乃至第３流路により構成され、ニードル部６１のニードルハブ
６１３と係合するシリンダ６２の一端部に第１流路が形成されている。そして、ピストン
６３をＬ２方向へスライドさせると、ニードル部６１のニードル６１１から吸引された被
検試料は、第１流路を通過した後、第２流路を経由してシリンダ６２内に流入する。次い
で、ピストン６３をＬ３方向へスライドさせると、シリンダ６２内の被検試料は、第２流
路を通過した後、第１流路を経由してニードル６１１から吐出される。
【０１１１】
流入弁６２２は、Ｙ字流路６２１の第２流路の出口に配置され、ピストン６３のＬ２方
向へのスライドにより開放し、Ｌ３方向へのスライドにより閉じるようになっている。
【０１１２】
添加剤６２３は、シリンダ６２内に収容され、シリンダ６２内に流入した被検試料に含
まれる無形成分の内のマイクロ分析装置における測定に悪影響を与える不用な無形成分を
有形化した第１の被検試料を生成する。
【０１１３】
濾過膜６２４は、Ｙ字流路６２１の第３流路内に保持され、この第３流路に流出した第
１の被検試料に含まれる有形成分を分離して第２の被検試料を生成する。
【０１１４】
流出弁６２５は、Ｙ字流路６２１の各流路が合流する第３流路の出口に配置され、ピス
トン６３のＬ３方向へのスライドにより開放し、Ｌ２方向へのスライドにより閉じるよう
になっている。
【０１１５】
図１４に示した実施例４が図３における実施例１と異なる点は、マイクロカセット１ｄ
における分析部２０ｄの試料収容部１１を分注部１５に直接流路１４１を介して連結した
点である。
【０１１６】
図１４において、液体制御部３ｄは、図１３の被検試料採取器具６０からの吐出により
マイクロカセット１ｄ内に収容された第２の被検試料を送液する送液ユニット３１ｄ、分
注ユニット３２、第２の被検試料と試薬の混合液を混和する撹拌ユニット３３ｄ、及び温
度制御ユニット３４を備えている。なお、実施例４に係る各ユニットの実施例１と同様で
あるユニットは同じ符号を付与し説明をその省略する。
【０１１７】
このように、図１３に示した構成の被検試料採取器具６０で被検試料を採取することに
より、第１及び第２の被検試料を生成するための試料流路、添加剤収容部、添加剤流路、
試料処理部、処理流路、及び分離部を必要としない分析部の構成を簡単化したマイクロカ
セット１ｄとすることができる。また、添加剤及び第１の被検試料の送液や、被検試料と
添加剤の混和等の液体の制御を必要としない装置本体２の液体制御部も簡単な構成にする
ことができる。
【０１１８】
以上述べた本発明の実施例４によれば、特別な構成をもつ被検試料採取器具６０を用い
て被検試料を吸引して採取することにより、第１の被検試料を生成することができる。ま
た、被検試料採取器具６０から吐出させてマイクロカセット１ｄ内に注入することにより
、マイクロカセット１ｄ内に第２の被検試料を収容することができる。これにより、被検
試料を精度よく測定することができ、簡単な構成の液体制御部３ｄ及びマイクロカセット
１ｄとすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ マイクロカセット
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 装置本体
３，３ｂ，３ｃ，３ｄ 液体制御部
４，４ｂ，４ｃ 検出部
５，５ｂ，５ｃ データ処理部
６ 出力部
１１，１１ｃ 試料収容部
１２ 添加剤収容部
１３ 試料処理部
１４ 分離部
１５，１５ｂ 分注部
１６ 試薬収容部
１７，１７ａ 反応部
１８ センサ
１９，１９ｂ，１９ｃ コネクタ
２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 分析部
３１，３１ｃ 送液ユニット
３２，３２ｂ，３２ｃ 分注ユニット
３３，３３ｂ，３３ｃ 撹拌ユニット
３４，３４ｂ 温度制御ユニット
４１ 信号検出部
１００，１００ｂ，１００ｃ マイクロ化学分析装置
１１１ 試料流路
１２１ 添加流路
１３１ 処理流路
１５１ 分注流路
１６１ 試薬流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検試料を採取するためのニードルと、
このニードルを介して前記被検試料を収容するシリンダと、
前記ニードルから前記シリンダ内に前記被検試料を吸引し、吸引した被検試料を吐出さ
せるためのピストンと、
前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吸引方向への移動により、前記シリンダ内
に吸引された被検試料に含まれる所定の無形成分を有形化する添加剤と、
前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吐出方向への移動により、前記添加剤によ
り有形化された有形成分を除去する濾過膜と、
を備えたことを特徴とする被検試料採取器具。
【請求項２】
前記被検試料は血液であり、
前記所定の無形成分は、前記血液に含まれる蛋白質、糖質、及び脂質のうちの少なくと
も１つの成分であることを特徴とする請求項１記載の被検試料採取器具。
【請求項１】
被検試料を採取するためのニードルと、
このニードルを介して前記被検試料を収容するシリンダと、
前記ニードルから前記シリンダ内に前記被検試料を吸引し、吸引した被検試料を吐出さ
せるためのピストンと、
前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吸引方向への移動により、前記シリンダ内
に吸引された被検試料に含まれる所定の無形成分を有形化する添加剤と、
前記シリンダ内に保持され、前記ピストンの吐出方向への移動により、前記添加剤によ
り有形化された有形成分を除去する濾過膜と、
を備えたことを特徴とする被検試料採取器具。
【請求項２】
前記被検試料は血液であり、
前記所定の無形成分は、前記血液に含まれる蛋白質、糖質、及び脂質のうちの少なくと
も１つの成分であることを特徴とする請求項１記載の被検試料採取器具。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１１６２４（Ｐ２０１３−１１６２４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２０８３０（Ｐ２０１２−２２０８３０）
【出願日】平成２４年１０月２日（２０１２．１０．２）
【分割の表示】特願２００７−１７２２５１（Ｐ２００７−１７２２５１）の分割
【原出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月２日（２０１２．１０．２）
【分割の表示】特願２００７−１７２２５１（Ｐ２００７−１７２２５１）の分割
【原出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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