試料調製装置
【課題】測定試料中の凝集した分析対象物を自動で分離させることができる試料調製装置を提供する。
【解決手段】測定試料容器５４内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部１００と、超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部（反応部２４）と、試料が収容された測定試料容器を超音波振動部１００から試料調製部（反応部２４）へ移送する容器移送部１１０とを備えている。
【解決手段】測定試料容器５４内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部１００と、超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部（反応部２４）と、試料が収容された測定試料容器を超音波振動部１００から試料調製部（反応部２４）へ移送する容器移送部１１０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料調製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体から採取された生体試料に含まれる細胞を分析する細胞分析装置として、被験者の子宮頸部から採取された試料に含まれる子宮頸部の上皮細胞をフローサイトメータで測定して、癌・異型細胞のスクリーニングを行う細胞分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この細胞分析装置では、癌・異型細胞を特異的に染色する蛍光マーカーを用いて癌・異型細胞を染色し、当該癌・異型細胞から生じた蛍光をフローサイトメータで測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１２３０００号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
細胞を染色するときに染色対象の細胞同士が互いに凝集していると、癌・異型細胞のスクリーニングの精度が低下する場合がある。しかしながら、このような凝集した細胞を自動で分離させる技術は知られていなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定試料中の凝集した分析対象物を自動で分離させることができる試料調製装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点に係る試料調製装置は、測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送する容器移送部と
を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明の第１の観点に係る試料調製装置では、超音波振動部により測定試料容器中の試料に超音波振動を付与することで、当該試料中の凝集した分析対象物を分離させることができる。そして、容器移送部によって、分離された分析対象物を含む試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送するので、自動で測定試料を調製することができる。また、試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送するので、分析に供される分析対象物の損失を最小限にすることができる。
【０００８】
前記超音波振動部は、液体を収容する液体収容部と、超音波振動を発生する超音波振動子とを備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記液体収容部に収容された液体に漬けた状態で保持可能であり、且つ、
前記超音波振動子は、前記液体を介して前記測定試料容器に収容された試料に超音波振動を付与するものとすることができる。
【０００９】
前記液体収容部に収容された液体の液面の高さを調整する液面調整部をさらに備えているのが好ましい。
前記液面調整部は、前記液体収容部に液体を供給する液体供給部と、当該液体収容部から液体を排出する液体排出部とを備えたものとすることができる。
【００１０】
前記液体排出部は前記液体収容部の周壁に形成された排出孔からなり、この排出孔は、前記液体の液面が当該液体に付与される超音波振動の波長に基づき定められる所定の高さにくる位置に形成されたものとすることができる。
【００１１】
前記測定試料容器は、当該測定試料容器内の試料の液面が、液体収容部内の液体の液面よりも下方に位置するように当該液体に漬けられるのが好ましい。
前記測定試料容器は、液体収容部に収容される液体の音響インピーダンスとほぼ同じ音響インピーダンスを有する材料で作製されているのが好ましい。
【００１２】
前記液体を水とし、且つ、前記測定試料容器を合成樹脂で作製することができる。
前記測定試料容器がポリプロピレンで作製されているのが好ましい。
前記測定試料容器の内面の算術平均粗さが１〜３０μｍの範囲であるのが好ましい。
【００１３】
前記液体収容部が円筒体形状を呈しており、前記超音波振動子が円柱体形状を呈しており、且つ、液体収容部の内径が超音波振動子の径よりも大きいのが好ましい。
前記超音波振動部は、分析対象物に対して分析に影響するダメージを与えない所定の出力および時間で超音波振動を付与するのが好ましい。
前記超音波振動子の振動数が２０〜７５ｋＨｚの範囲であるのが好ましい。
【００１４】
前記測定試料容器に付着した液体を除去する液体除去部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を超音波振動部から前記液体除去部へ移送し、当該液体除去部から前記試料調製部へ移送するものとすることができる。
【００１５】
前記液体除去部は、前記測定試料容器のうち少なくとも液体に漬けられた部分を収容可能な収容凹部を有する本体部と、前記収容凹部に収容された測定試料容器の外周面に気体を供給する給気部と、供給された気体を吸引する吸気部とを備えたものとすることができる。
前記給気部は、収容凹部の内周面において周方向に複数形成された給気口を有するものとすることができる。
【００１６】
前記試料調製装置は、前記測定試料容器を載置する容器載置部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送するものとすることができる。
前記試料調製装置は、前記測定試料容器に前記試料を分注する試料分注部をさらに備えているものとすることができる。
【００１７】
前記試料分注部は、前記容器載置部に載置された測定試料容器に試料を分注し、
前記容器移送部は、前記試料を収容した測定試料容器を、前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送するものとすることができる。
前記超音波振動部、前記試料調製部、及び前記容器載置部は同一円周上に配置されているのが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の観点に係る試料調製装置は、測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
前記超音波振動部に配置された測定試料容器内の試料を超音波振動部から試料調製部へ移送する試料移送部と
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の試料調製装置によれば、測定試料中の凝集した分析対象物を自動で分離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る試料調製装置を備えた細胞分析装置の斜視図である。
【図２】測定装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】試料調製装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】試料調製装置の平面説明図である。
【図５】超音波振動部の断面説明図である。
【図６】液体除去部の断面説明図である。
【図７】液体除去部の開口部周縁の斜視説明図である。
【図８】データ処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図９】検出部を構成するフローサイトメータの機能ブロック図である。
【図１０】フローサイトメータの光学系を示す側面図である。
【図１１】調製デバイス部の流体回路図である。
【図１２】調製デバイス部の流体回路図である。
【図１３】置換容器の断面説明図である。
【図１４】弁別・置換部における分析物の濃縮過程を示す模式図である。
【図１５】細胞分析装置の各制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【図１６】細胞分析装置の各制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【図１７】弁別・置換処理を示すフローチャートである。
【図１８】弁別・置換処理を示すフローチャートである。
【図１９】超音波振動による凝集細胞の分離処理を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の別実施の形態に係る測定装置の内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の試料調製装置の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の試料調製装置は、患者から採取した細胞を分析する細胞分析装置に用いることができる。まず、かかる細胞分析装置について説明する。
【００２２】
[細胞分析装置の全体構成]
図１は、本発明の一実施の形態に係る試料調製装置を備えた細胞分析装置１の斜視図である。
この細胞分析装置１は、患者から採取した細胞を含む測定試料をフローセルに流し、このフローセルを流れる測定試料にレーザ光を照射し、測定試料からの光（前方散乱光、側方蛍光など）を検出してその光信号を分析することで、細胞に癌細胞が含まれているか否かを判断するのに用いられる。
【００２３】
より具体的には、本実施の形態の細胞分析装置１は、子宮頸部の上皮細胞を分析対象としており、子宮頸癌をスクリーニングするのに用いられるものである。
図１に示されるように、細胞分析装置１は、測定試料に対してレーザ光による光学的な測定を行う測定装置２と、被検者から採取された生体試料に洗浄や染色等の前処理を行って、測定装置２に供給する測定試料を作製する試料調製装置３と、測定装置２での測定結果の分析等を行うデータ処理装置４とを備えている。
【００２４】
以下、細胞分析装置１の主要な構成要素について順次説明をする。
〔測定装置の内部構成〕
図２は、測定装置２の内部構成を示すブロック図である。
図２に示されるように、この測定装置２は、検出部６と、信号処理部７と、測定制御部８と、Ｉ／Ｏインタフェース９とを備えている。
【００２５】
このうち、検出部６は、測定試料から測定対象細胞やその核の数及びサイズ等を検出するものであり、本実施の形態では、図９及び図１０に示されるフローサイトメータ１０が採用されている。
【００２６】
信号処理部７は、検出部６からの出力信号に必要な信号処理を行う信号処理回路よりなる。また、測定制御部８は、マイクロプロセッサ１１と記憶部１２とを含んでおり、記憶部１２は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等よりなる。
【００２７】
記憶部１２のＲＯＭには、検出部６や信号処理部７の動作制御を行う制御プログラムと、この制御プログラムの実行に必要なデータとが格納されており、マイクロプロセッサ１１は、その制御プログラムをＲＡＭにロードして、又は、ＲＯＭから直接実行することが可能である。
【００２８】
測定制御部８のマイクロプロセッサ１１は、Ｉ／Ｏインタフェース９を介して、データ処理装置４と後述する調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９に繋がっており、これにより、自身が処理したデータや自身の処理に必要なデータを、データ処理装置４及び調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９との間で送受信できるようになっている。
【００２９】
〔試料調製装置の構成〕
図３は、試料調製装置３の内部構成を示すブロック図である。
図３に示されるように、この試料調製装置３は、調製制御部１６と、Ｉ／Ｏインタフェース１７と、生体試料に対する成分調整を自動的に行うための調製デバイス部１８とを備えている。
【００３０】
調製制御部１６は、マイクロプロセッサ１９と、記憶部２０と、センサドライバ２１と、駆動部ドライバ２２とを含んでおり、記憶部２０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等よりなる。
本実施の形態の調製デバイス部１８は、検体セット部１５０と、細胞分散部２５と、検体ピペット部２６と、検体定量部２７と、試薬定量部２８と、弁別・置換部２９と、超音波振動部１００と、容器移送部１１０と、液体除去部１２０と、反応部２４とから構成されている。
【００３１】
このうち、検体セット部１５０は、患者から採取された生体試料とメタノール主成分の保存液とを収容する複数の生体容器５３（図１１参照）をセットするためのものであり、 反応部２４は、調製された液体試料を収容する測定試料容器５４をセットするためのものである。
【００３２】
細胞分散部２５は、生体試料と保存液との混合液を攪拌して試料に含まれる細胞を強制的に分散させるものである。
【００３３】
検体ピペット部（試料分注部）２６は、細胞が分散された生体試料と保存液との混合液を生体容器５３から取り出して調製デバイス部１８の流体回路に導入したり、調製された液体試料を測定試料容器５４に排出したり（図１１参照）当該測定試料容器５４から取り出したりするものである。検体定量部２７は、流体回路に供給される生体試料と保存液との混合液を定量するものである。また、試薬定量部２８は、生体試料に加える染色液等の試薬を定量するものである。
【００３４】
弁別・置換部２９は、保存液と希釈液とを置換するとともに、測定対象細胞とそれ以外の細胞（赤血球、白血球等）や細菌等とを弁別するためのものである。また、弁別・置換部２９は、前記弁別・置換された測定対象細胞を含む液体試料から、測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を得るためのものである。
【００３５】
超音波振動部１００は、弁別・置換部２９において濃度が高められた測定試料に超音波振動を付与して、凝集している測定対象細胞を分離させるためのものである。
容器移送部１１０は、反応部２４に設置されている測定試料容器５４（図４参照）を把持して当該測定試料容器５４を、反応部２４、容器載置部１３０、超音波振動部１１０及び液体除去部１２０の間で移送するためのものである。
【００３６】
液体除去部１２０は、超音波振動部１００において液体中に漬けられた測定試料容器５４の外周面に付着した液分を取り除くためのものである。液分を取り除くことにより、測定試料容器５４を反応部２４等に配置して長時間放置したとき等に当該測定試料容器５４が反応部２４等に固着するのを防止することができる。
なお、前記各部２４〜２９、１００、１１０、１２０、１５０を有する調製デバイス部１８の流体回路の構成（図１１〜１２）については、後述する。
【００３７】
記憶部２０のＲＯＭには、センサドライバ２１及び駆動部ドライバ２２の動作制御を行う制御プログラムと、この制御プログラムの実行に必要なデータとが格納され、マイクロプロセッサ１９は、その制御プログラムをＲＡＭにロードして、又は、ＲＯＭから直接実行することが可能である。
【００３８】
調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９は、Ｉ／Ｏインタフェース１７を介して前記測定制御部８のマイクロプロセッサ１１に繋がっており、これにより、自身が処理したデータや自身の処理に必要なデータを、測定処理部８のマイクロプロセッサ１１との間で送受信できるようになっている。
【００３９】
また、調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９は、センサドライバ２１と駆動部ドライバ２２を介して、調製デバイス部１８の各部２４〜２９、１００、１１０、１２０、１５０のセンサ類や駆動部を構成する駆動モータと繋がっており、センサからの検知信号に基づいて制御プログラムを実行し、駆動部の動作を制御する。
【００４０】
本実施の形態に係る試料調製装置３では、後述するようにして弁別・置換部２９において濃縮された測定対象細胞を含む液体試料に超音波振動を付与して、当該液体試料中で凝集している測定対象細胞を分離させる処理を行っている。
【００４１】
図４は、このような超音波処理に係る試料調製装置３の要素の平面説明図である。試料調製装置３は、かかる超音波処理のために、超音波振動部１００、容器移送部１１０、液体除去部１２０、及び容器載置部１３０を備えている。超音波振動部１００、液体除去部１２０及び容器載置部１３０は、同一円周上に配置されており、反応部２４における６つの測定試料容器配置箇所のうちの１箇所は当該円周上に配置可能にされている。具体的には、前記超音波振動部１００等は容器移送部１１０の回動中心を中心とする円周上に配置されている。したがって、容器移送部１１０を回動させることで測定試料容器５４を、超音波振動部１００、液体除去部１２０、容器載置部１３０、及び反応部２４の間で移送することができる。
【００４２】
超音波振動部１００は、図５に示されるように、液体収容部１０１と、超音波振動子１０２とを備えている。液体収容部１０１は、円筒体形状を呈しており、水等の液体１０３を収容する凹部１０４を有している。この凹部１０４の開口には、測定試料容器５４が挿通し得る大きさの円孔が形成された蓋１０５が設けられている。この蓋１０５により超音波振動による液体１０３の外部への飛散を防止することができる。
【００４３】
超音波振動子１０２は円柱形状を呈しており、前記液体収容部１０１の下部に配置されている。このため、超音波振動子１０２に防水加工を施す必要がなく、構成を簡素化することができる。超音波振動子１０２としては、例えば部品の洗浄等に用いられている公知のものを利用することができる。
【００４４】
液体収容部１０１の周壁の下部には、当該液体収容部１０１の凹部１０４内に、液体供給源１０６Ａより液体１０３を供給する供給孔１０６が形成されており、一方、前記周壁の上部には、吸引源１０７Ａによって凹部１０４から液体１０３を排出する排出孔１０７が形成されている。供給孔１０６と液体供給源１０６Ａは管路１６０により接続されており、排出孔１０７とチャンバ１０８は管路１６１により接続されている。管路１６０の途中には流路切替バルブ１６２が配設されており、この流路切替バルブ１６２と前記チャンバ１０８は管路１６３により接続されている。液体供給源１０６Ａ及び吸引源１０７Ａの駆動は、前述の試料調製装置３の調製制御部１６により制御される。
【００４５】
液体収容部１０１の周壁であって前記排出孔１０７のさらに上部には、液体１０３が液体収容部１０１の凹部１０４からあふれるのを防止するためのオーバーフロー流路１６４が形成されている。このオーバーフロー流路１６４は装置外へつながっている。
チャンバ１０８には、前記吸引源１０７Ａ、管路１６１及び管路１６３とともに、吸引源１０７Ａによってチャンバ１０８内に導かれた液体１０３を装置外に排出する排出管１６５が接続されている。
【００４６】
流路切替バルブ１６２は、液体収容部１０１の凹部１０４内に液体１０３を供給するときには、液体供給源１０６Ａと当該凹部１０４とを連通させ、一方、液体収容部１０１の凹部１０４内から液体１０３を排出するときには、チャンバ１０８と当該凹部１０４とを連通させるように切り替えられる。
【００４７】
超音波振動を効果的に発生させるために、超音波振動子１０２により発生する超音波の節が前記凹部１０４内に収容される液体１０３の水面の位置になるように深さｄ（測定試料容器５４を漬けた状態での液体の深さ）が設定されている。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、液体収容部１０１の凹部１０４内の液体に測定試料容器５４を漬けた後に前記供給孔１０６から所定量の液体を凹部１０４内に供給し、調製制御部１６により吸引源を所定時間駆動させて、前記排出孔１０７から凹部１０４内の余分の液体１０３を排出する。排出孔１０７の下端の凹部１０４の底面からの高さは、超音波振動子１０２により発生する超音波の節が液体１０３の水面の位置になるように設定されているので、凹部１０４内の液体を所定時間吸引し続けると、液体１０３の水面の位置は超音波の節の位置になるように調整される。液体を吸引する「所定の時間」は、供給した液体の量及び吸引源の排出能力から算出される時間に数秒程度の時間を足した時間とすることができる。算出される時間よりも長めに吸引したとしても、排出孔１０７よりも下方の液体が排出されてしまうことはないので、液面の調整には支障がない。
【００４９】
筒状の液体収容部１０１の内径Ｄ１は、円柱状の超音波振動子１０２の外径Ｄ２よりも数ｍｍ程度、例えば５〜６ｍｍ程度大きくされている。このように超音波が付与される液体部分の大きさを超音波振動子１０２よりも大きくすることで、超音波振動を効率よく液体に伝達することができる。
【００５０】
測定試料容器５４は、容器移送部１１０のはさみ状の把持部１１１に把持された状態で液体収容部１０１の液体中に漬けられる（図５参照）が、その際、当該測定試料容器５４内の液体試料の液面が凹部１０４内の液体１０３の液面よりも下方に位置するように、前記容器移送部１１０の下降位置が設定されている。測定試料容器５４内の液体試料の液面が凹部１０４内の液体１０３の液面よりも上方に位置すると、液体試料に効果的に超音波振動を伝達することができず、その結果、液体試料中の凝集した測定対象細胞を確実に分離させることができなくなる。本発明において特に限定されるものではないが、測定試料容器５４内の液体試料の液面は、凹部１０４内の液体１０３の液面よりも１〜２ｍｍ程度下方に位置するのが好ましい。
【００５１】
測定試料容器５４は合成樹脂やステンレス等の金属で作製することができるが、凹部１０４内に収容される液体の音響インピーダンスと同程度の音響インピーダンスを有する材料で作製するのが好ましい。例えば、凹部１０４内に水を収容する場合、測定試料容器５４はポリプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂で作製するのが好ましい。本実施の形態では、凹部１０４内の液体を介して間接的に液体試料に超音波振動を付与しているが、超音波振動を伝達する液体と測定試料容器５４の特性（音響インピーダンス）を同程度のものにすることで、超音波振動の伝達効率を向上させることができる。
【００５２】
また、測定試料容器５４の内周面は、分散効果を向上させるという観点より、ある程度の粗さを有する面とするのが好ましく、具体的には、表面粗さを例えば１〜３０μｍ程度にするのが好ましい。
超音波振動子１０２により付与される超音波振動の振動数は、本発明において特に限定されるものではないが、２０ｋＨｚ以上であることが好ましく、さらに、２０〜７５ｋＨｚであることが好ましい。
【００５３】
容器移送部１１０は、図４に示されるように、その回動中心１１０ａが、前記超音波振動部１００、液体除去部１２０及び容器載置部１３０により形成される円Ｃの中心に位置するように配設されている。容器移送部１１０の先端部には、前記鋏状の把持部１１１が設けられている。鋏状の把持部１１１は、図５に示されるように、左右一対の把持片１１１ａ、１１１ｂからなっており、両把持片１１１ａ，１１１ｂはバネ１１２によって閉止方向に付勢されている。各把持片１１１ａ、１１１ｂの対向する面には、測定試料容器５４の上端部に形成された環状の鍔部５４ａ（図６参照）と係合する溝１１３が形成されている。
【００５４】
図４に戻り、容器移送部１１０による測定試料容器５４の移送は、以下のようにして行われる。
まず、容器移送部１１０を回動させて、前記把持部１１１の両把持片１１１ａ、１１１ｂと測定試料容器５４の上端部に形成された環状の鍔部５４ａとを係合させる。このとき、前記把持部１１１は、バネ１１２の付勢力により測定試料容器５４を把持している。
【００５５】
ついで、容器移送部１１０を上昇させ、さらに測定試料容器５４を移動させる位置まで回動させる。その後、容器移送部１１０を下降させ、把持部１１１の両把持片１１１ａ、１１１ｂをバネ１１２の付勢力に抗して開放させる。これにより、把持片１１１ａ、１１１ｂの溝１１２と測定試料容器５４の鍔部５４ａとの係合が解除され、測定試料容器５４は所定位置に配置される。
【００５６】
液体除去部１２０は、図６に示されるように、本体部１２１と、給気部１２２と、吸気部１２３とを備えている。本体部１２１は、測定試料容器５４のうち少なくとも前記凹部１０４内の液体に漬けられた部分を収容可能な収容凹部１２４を有している。この収容凹部１２４の水平断面は円形であり、その内径は測定試料容器５４の外径よりも数ｍｍ程度大きくされており、当該収容凹部１２４内に挿入された測定試料容器５４の外周面との間に若干のスペースを確保することができる。
【００５７】
給気部１２２は本体部１２１の上部付近に設けられており、前記収容凹部１２４に収容された測定試料容器５４の外周面に空気を供給する。給気口１２２は、給気源（陽圧付与源）１２２Ａに接続されており、図７に示されるように、横給気路１２５、縦給気路１２６、環状給気路１２７、及び給気口１２９を備えている。給気口１２９は、収容凹部１２４の開口部の周縁に沿って立設された突出壁１２８に周方向に等間隔で６個形成されている。
一方、図６に示されるように、吸気部１２３は、収容凹部１２４の底部に設けられており、吸引源１２３Ａに接続されている。
【００５８】
給気源１２２Ａから供給された空気は、図７に示されるように、横給気路１２５、縦給気路１２６、環状給気路１２７、及び給気口１２９を通って、収容凹部１２４内に収容されている測定試料容器５４の外周面に吹き付けられる。そして、吹き付けられた空気によって、測定試料容器５４の外周面に付着していた液体は当該外周面から吹き飛ばされ、前記空気とともに吸気部１２３から排出される。
【００５９】
〔データ処理部の内部構成〕
図８は、データ処理装置４の内部構成を示すブロック図である。
図８に示されるように、本実施の形態のデータ処理装置４は、例えばノートＰＣ（デスクトップ型でもよい。）等のパーソナルコンピュータよりなり、処理本体３１と、表示部３２と、入力部３３とから主に構成されている。
【００６０】
処理本体３１は、ＣＰＵ３４と、ＲＯＭ３５と、ＲＡＭ３６と、ハードディスク３７と、読出装置３８と、Ｉ／Ｏインタフェース３９と、画像出力インタフェース４０とを備えており、これらの各部は内部バスによって通信可能に接続されている。
ＣＰＵ３４は、ＲＯＭ３５に記憶されているコンピュータプログラムやＲＡＭ３６にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。
【００６１】
ＲＯＭ３５は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等によって構成され、ＣＰＵ３４に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が格納されている。
【００６２】
ＲＡＭ３６は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等で構成され、ＲＯＭ３５及びハードディスク３７に記録されている各種のコンピュータプログラムの読み出しや、それらのコンピュータプログラムを実行するときのＣＰＵ３４の作業領域として利用される。
【００６３】
前記ハードディスク３７には、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、ＣＰＵ３４に実行させるための種々のコンピュータプログラム及びそのプログラムの実行に用いるデータがインストールされている。
【００６４】
また、ハードディスク３７には、例えば、米国マイクロソフト社が製造販売するWindows（登録商標）等のグラフィカルユーザインタフェース環境を提供する、オペレーティングシステムがインストールされている。
【００６５】
更に、ハードディスク３７には、測定制御部８及び調製制御部１６への動作命令の送信、測定装置２で行った測定結果の受信及び分析処理、並びに、処理した分析結果の表示等を行う操作プログラム４１がインストールされている。この操作プログラム４１は、当該オペレーティングシステム上で動作する。
【００６６】
読出装置３８は、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等で構成され、可搬型記録媒体に記録されたコンピュータプログラム又はデータを読み出すことができる。
【００６７】
Ｉ／Ｏインタフェース３９は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェース、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４等のパラレルインタフェース、及びＤ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。
【００６８】
Ｉ／Ｏインタフェース３９には、キーボード及びマウスからなる入力部３３が接続され、これをユーザが操作することでコンピュータへのデータ入力が可能となっている。
また、Ｉ／Ｏインタフェース３９は、測定装置２のＩ／Ｏインタフェース９とも接続されており、これにより、測定装置２とデータ処理装置４との間でデータの送受信を行うことができる。
【００６９】
画像出力インタフェース４０は、ＬＣＤ又はＣＲＴ等よりなる前記表示部３２に接続されており、ＣＰＵ３４からの画像データに応じた映像信号を当該表示部３２に出力させるものである。
【００７０】
〔検出部（フローサイトメータ）の構成〕
図９は、前記検出部６を構成するフローサイトメータ１０の機能ブロック図であり、図１０は、そのフローサイトメータ１０の光学系を示す側面図である。
図９に示されるように、フローサイトメータ１０のレンズ系４３は、光源である半導体レーザ４４からのレーザ光を、フローセル４５を流れる測定試料に集光するものであり、集光レンズ４６は、測定試料中の細胞の前方散乱光をフォトダイオード４７よりなる散乱光検出器に集光するものである。
【００７１】
図９では、レンズ系４３を単一レンズで図示してあるが、具体的には、例えば図１０に示されるような構成になっている。
すなわち、本実施の形態のレンズ系４３は、半導体レーザ４４側（図１０の左側）から順に、コリメータレンズ４３ａ、シリンダレンズ系（平凸シリンダレンズ４３ｂ＋両凹シリンダレンズ４３ｃ）及びコンデンサレンズ系（コンデンサレンズ４３ｄ＋コンデンサレンズ４３ｅ）から構成されている。
【００７２】
図９に戻り、側方用の集光レンズ４８は、測定対象細胞又はこの細胞中の核の側方散乱光と側方蛍光をダイクロイックミラー４９に集光する。このダイクロイックミラー４９は、側方散乱光を散乱光検出器であるフォトマルチプライヤ５０へ反射させ、側方蛍光を蛍光検出器であるフォトマルチプライヤ５１の方へ透過させる。これらの光は、測定試料中の細胞や核の特徴を反映したものとなっている。
【００７３】
そして、フォトダイオード４７及び各フォトマルチプライヤ５０、５１は、受光した光信号を電気信号に変換して、それぞれ、前方散乱光信号（ＦＳＣ）、側方散乱光信号（ＳＳＣ）及び側方蛍光信号（ＳＦＬ）を出力する。これらの出力信号は図示しないプリアンプにより増幅され、測定装置２の信号処理部７（図２参照）に送られる。
【００７４】
測定装置２の信号処理部７で処理された各信号ＦＳＣ、ＳＳＣ、ＳＦＬは、それぞれ、マイクロプロセッサ１１によってＩ／Ｏインタフェース９からデータ処理装置４に送信される。
【００７５】
データ処理装置４のＣＰＵ３４は、前記操作プログラム４１を実行することにより、各信号ＦＳＣ、ＳＳＣ、ＳＦＬから細胞や核を分析するためのスキャッタグラムを作成し、このスキャッタグラムに基づいて、測定試料中の細胞が異常であるか否か、具体的には癌化した細胞であるか否かを判定する。
【００７６】
なお、フローサイトメータ１０の光源としては、半導体レーザ４４の代わりにガスレーザを用いることもできるが、低コスト、小型、且つ低消費電力である点より半導体レーザ４４を採用するのが好ましく、かかる半導体レーザ４４の採用によって製品コストを低減させるとともに、装置の小型化及び省電力化を図ることができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、ビームを狭く絞ることに有利な波長の短い青色半導体レーザを用いている。青色半導体レーザは、ＰＩ等の蛍光励起波長に対しても有効である。なお、半導体レーザのうち、低コスト且つ長寿命であり、メーカーからの供給が安定している赤色半導体レーザを用いてもよい。
【００７８】
ところで、子宮頸部の上皮細胞の大きさは平均で約６０μｍであり、また核の大きさは５〜７μｍである。この細胞が癌化すると細胞分裂の頻度が異常に多くなり、核は１０〜１５μｍの大きさとなる。これにより、Ｎ／Ｃ比（核の大きさ／細胞の大きさ）が正常な細胞に比べて大きくなる。
【００７９】
従って、細胞と核の大きさを検出することによって、細胞が癌化したか否かの判断指標とすることができる。
そこで、本実施の形態では、フローセル４５を流れる測定試料からの散乱光をフォトダイオード４７で検出するとともに、フローセル４５を流れる測定試料からの蛍光をフォトマルチプライヤ５１で検出する。
【００８０】
測定装置２の信号処理部７（図２参照）は、フォトダイオード４７から出力された散乱光信号から、測定対象細胞の大きさを反映した値である散乱光信号のパルス幅を取得するとともに、フォトマルチプライヤ５１から出力された蛍光信号から、測定対象細胞の核の大きさを反映した値である蛍光信号のパルス幅を取得する。
【００８１】
そして、前記信号処理部７で得た測定対象細胞の大きさを反映した値と、測定対象細胞の核の大きさを反映した値に基づいて、当該測定対象細胞が異常であるか否かを、分析部を構成するデータ処理装置４のＣＰＵ３４が判定するようになっている。
具体的には、データ処理装置４のＣＰＵ３４は、測定対象細胞のピーク、核径、面積の値が所定の閾値より大きい場合に、測定対象細胞が異常であると判定する。
【００８２】
〔調製デバイス部の流体回路〕
図１１は、調製デバイス部１８の検体セット部１５０、細胞分散部２５、検体ピペット部２６、検体定量部２７、試薬定量部２８、超音波振動部１００、液体除去部１２０、反応部２４の流体回路図であり、図１２は、調製デバイス部１８の弁別・置換部２９の流体回路図である。
【００８３】
検体セット部１５０は、生体容器５３を載置可能なラック１５１をセットするラックセット領域を備えており、ラック１５１にセットされた生体容器５３内の生体試料と保存液との混合液を後述する第１ピペット２６Ａで吸引可能な位置まで搬送する機能を有している。
【００８４】
細胞分散部２５は、分散容器内の生体試料と保存液との混合液を攪拌する攪拌棒２５Ａと、これを回転駆動する駆動部２５Ｂとを備えており、駆動部２５Ｂは、ＤＣモーターからなり、攪拌棒２５Ａを分散容器内に挿入して回転させる。これにより、後述する第１ピペット２６Ａによって分散容器内に排出された混合液が攪拌され、生体試料に含まれる細胞を分散させることができる。
【００８５】
検体ピペット部２６は、第１ピペット２６Ａと第２ピペット２６Ｂとを備えている。第１ピペット２６Ａは、生体容器５３内の生体試料と保存液との混合液を吸引し、細胞分散部２５の分散容器に混合液を排出する。また、第１ピペット２６Ａは、分散処理後に分散済の混合液を吸引し、弁別・置換部２９の置換容器５７（図１２参照）まで移動し、混合液を置換容器５７内に排出する。置換容器５７に排出された混合液は弁別・置換され、弁別・置換された測定対象細胞を含む液体試料から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料が調製される。その後、第１ピペット２６Ａは、置換容器５７から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を吸引し、容器載置部１３０（図４参照）に配置された測定試料容器５４まで移動し、測定試料容器５４内に液体試料を排出する。第２ピペット２６Ｂは、試薬定量部２８から供給される染色液等の試薬を測定試料容器５４に排出する。
【００８６】
検体定量部２７は、定量シリンダ２７Ａと、このシリンダ２７Ａに挿通された定量ピストンを上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部２７Ｂとを備えている。定量シリンダ２７Ａは、方向切替バルブＶ１を介して第１ピペット２６Ａと管路で繋がっている。
【００８７】
弁別・置換部２９は、図１２に示されるように、上方開口状の置換容器５７と、この置換容器５７内で上下方向に移動可能なピストン５８と、このピストン５８を置換容器５７内で上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部５９とを備えている。
【００８８】
置換容器５７は、切替バルブＶ４、Ｖ５を介して洗浄液ユニット９０と管路で繋がっており、洗浄液ユニット９０から切替バルブＶ４、Ｖ５を介して置換容器５７に洗浄液が供給される。また、切替バルブＶ６を介して希釈液ユニット５５と管路で繋がっており、希釈液ユニット５５から切替バルブＶ６を介して置換容器５７に希釈液が供給される。
【００８９】
ピストン５８は、測定対象細胞（上皮細胞）は通過させず、且つ、それより小径の細胞（赤血球、白血球等）は通過させるフィルタ６０を下部に備えた中空筒体よりなっている。このピストン５８は、切替バルブＶ８を介して陽圧源７１に管路で繋がっている。このため、切替バルブＶ８を開放することでピストン５８の内部に陽圧を供給することができる。また、ピストン５８は、切替バルブＶ９を介してピストン５８の内部空間と外部とが接続されており、切替バルブＶ９を開放することで、ピストン５８の内部空間を大気開放することができる。
【００９０】
さらに、ピストン５８は、切替バルブＶ１０、Ｖ１２を介して濾液の廃棄部６１に管路で繋がっている。このため、ピストン５８の内部から吸引された濾液は、切替バルブＶ１０、Ｖ１２を通じて外部に廃棄される。
【００９１】
また、ピストン５８は、切替バルブＶ７を介して洗浄液ユニット９０と管路で繋がっており、洗浄液ユニット９０から供給された洗浄液は、ピストン５８及び置換容器５７を洗浄するのに用いられる。そして、ピストン５８及び置換容器５７内を洗浄した洗浄液は、切替バルブＶ１１、Ｖ１３を介して廃棄部６１に排出される。
【００９２】
図１１に戻り、試薬定量部２８は、一対の定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂと、この各シリンダ２８Ａ、２８Ｂにそれぞれ挿通された定量ピストンを上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部２８Ｃを備えている。各定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂは、それぞれ供給切替バルブＶ２、Ｖ３を介して第２ピペット２６Ｂと管路で繋がっており、各定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂで定量された試薬は、供給切替バルブＶ２、Ｖ３を介して第２ピペット２６Ｂに供給され、測定試料容器５４内に排出される。
【００９３】
これにより、反応部２４の測定試料容器５４に収容されている測定対象細胞の濃度を高めた液体試料に対して、試薬定量部２８が定量した複数種類の所定分量の試薬を混合できるようになっている。
【００９４】
本実施の形態では、試薬定量部２８の各定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂで定量される試薬は２種類ある。このうち、一方の定量シリンダ２８Ａで計量して生体試料に加える試薬は、ＰＩ染色を行うための染料液であり、他方の定量シリンダ２８Ｂで計量して生体試料に加える試薬は、細胞にＲＮＡ処理を行うためのＲＮａｓｅである。ＰＩ染色は、色素を含んでいる蛍光染色液であるヨウ化プロピジウム（ＰＩ）により行われる。ＰＩ染色では核に選択的に染色が施されるため、核からの蛍光が検出可能となる。また、ＲＮＡ処理とは、細胞中のＲＮＡを溶かすための処理である。染料液は、上皮細胞のＲＮＡとＤＮＡの両方を染色してしまうので、前記のＲＮＡ処理を行うことでＲＮＡが溶け染料液によって染まらなくなるので、細胞核のＤＮＡを正確に測定することが可能となる。
【００９５】
反応部２４は、円形の回転テーブル２４Ａと、これを回転駆動する駆動部２４Ｂとを備えている。駆動部２４Ｂはステッピングモーターからなる。回転テーブル２４Ａの外周縁部には、弁別・置換部２９で調製された、測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を収容する測定試料容器５４をセット可能な保持部が設けられている。
【００９６】
なお、図１１及び図１２で示される各部の駆動部や切替弁（電磁弁）Ｖ１〜Ｖ１３に対する動作制御は、前記調製制御部１６（マイクロプロセッサ１９）からの制御指令に基づいて行われる。
【００９７】
〔弁別・置換部の構成〕
本実施の形態における弁別・置換部２９の構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態における図１２の弁別・置換部２９における置換容器５７の底部付近の断面説明図である。
図１３に示されるように、本実施の形態の弁別・置換部２９は、置換容器５７と、前記置換容器５７内で上下方向に移動可能な円筒体からなるピストン５８と、円筒体からなるピストン５８の下端面に配設された、測定対象細胞を選別するためのフィルタ６０と、測定対象細胞を含む液体の液面を検知する液面検知センサ８２と、を備えている。
【００９８】
置換容器５７は、分析対象となる分析物（測定対象細胞）を収容可能な収容室６８と、この収容室に連通して配設された濃縮試料収容室８０とを備えている。収容室６８には、液体試料中に含まれる測定対象細胞を、収容室６８から濃縮試料収容室８０へ移動させる回転子７２(回転部材)が収容されている。この回転子７２は磁力で回転するように構成されており、収容室６８の底部下方に、回転子７２に磁力を与えるための磁石６９と、この磁石６９を回転させるための駆動モータ７０とを備えている。
【００９９】
回転子７２は、円柱体形状を呈しており、三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）等で作製される。回転子７２の周面には、中心に向かう穴７３が形成されており、この穴７３に丸棒状の磁石７５が収納される。
【０１００】
ピストン５８は、その底部に保持具６５を介してフィルタ６０が配設されている。ピストン５８は、前記フィルタ６０に液体を通過させることにより、測定対象細胞を主に含む第１液体と、測定対象細胞よりも小径の細胞を主に含む第２液体とに液体を分離する液体分離部として機能している。
【０１０１】
本実施の形態では、測定対象細胞として子宮頸部の上皮細胞を想定しており、この上皮細胞の大きさは概ね２０〜８０μｍ（平均は６０μｍ程度）である。また、かかる測定対象細胞より小さい細胞である赤血球の大きさは、概ね７〜１０μｍであり、同じく測定対象細胞より小さい細胞である白血球の大きさは、概ね８〜１５μｍである。更に、細菌等の夾雑物の大きさは、概ね１〜数μｍ程度である。
【０１０２】
そこで、本実施の形態におけるフィルタ６０は、置換容器５７内の液体に圧力がかかった状態でも上皮細胞が前記フィルタ６０の通孔を通過してピストン５８内に移動しないように、２０μｍより小さい８〜２０μｍの径の通孔を有する金属製のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法）で作製されている。かかる金属製のＣＶＤフィルタは、その他の樹脂製のフィルタや、金属製であってもメッシュ製のものに比べて通孔の変形が少なく、開口率を高められるという利点がある。
【０１０３】
また、フィルタ６０の孔径を８〜２０μｍに設定したのは、８μｍ未満であれば、細胞や夾雑物が通孔に早期に詰まる現象が多く見られ、２０μｍを超えると、置換容器５７内の液体に圧力がかかっている状態では上皮細胞が通孔を通過してしまうことが多くなるからである。なお、フィルタ６０の孔径は、１５μｍ前後がより好ましい。
【０１０４】
液面検知センサ８２は、置換容器５７の下部に、当該置換容器５７内の第１液体の液面を検知するために配設されている。液面検知センサ８２は、静電容量タイプのものであり、その先端部が、置換容器５７の内面から２〜３ｍｍ程度内方に突出している。そして、突出した部分の先端にピン状のセンサ部８２ａが設けられている。
【０１０５】
液面検知センサ８２は、測定対象細胞を含む第１液体の液面が前記フィルタ６０のほぼ下面の位置に達したことを検知するために用いられる。
本実施の形態では、フィルタ６０の下面よりも上方約２．０ｍｍの位置にセンサ部８２ａを配設し、前記表面張力の影響及び第２液体の吸引速度をも考慮して、センサ部８２ａからの検知信号を受信していから所定時間経過後に、ピストン５８内の第２液体の吸引を停止するようにしている。また、ピン状のセンサ部８２ａを斜め上方に配置することにより、液切れを良くして液面検知の精度を上げることができる。このとき、配置する角度としては、水平面に対して、概ね５〜９０度の範囲である。
【０１０６】
本実施の形態では、置換容器５７の底部に、収容室６８と、該収容室６８の周縁部に連通して配設された濃縮試料収容室８０が配設されている。この濃縮試料収容室８０は、収容室６８に収容されている回転子７２の回転により移動させた測定対象細胞を収集する役割を果たしている。後述する弁別操作によって測定対象細胞の一部がフィルタ６０の下面に付着するが、この付着した測定対象細胞は、回転子７２の回転によりフィルタ６０の下面から引き剥がされ、更に、回転子７２の回転に伴って発生する遠心力により、収容室６８の周縁部に連通して配設された濃縮試料収容室８０に収集される。
【０１０７】
ここで、本実施形態における、生体試料と保存液との混合液を弁別し、弁別した測定対象細胞を含む液体試料から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料が調製されるまでについて、図１４の模式図を用いて詳細に説明する。
まず図１４（ａ）に示すように、フィルタ６０が、置換容器５７内の生体試料と保存液との混合液の液面上方から、その液中に向かって下方に移動するように、ピストン５８を下降させる。
【０１０８】
すると、図１４（ｂ）に示すように、測定対象細胞（Ｃ１）を含む液体（第１液体）が、置換容器５７内のフィルタ６０の下方に残り、測定対象細胞より小径の細胞（Ｃ２）を含む液体（第２液体）が、フィルタ６０の上方（ピストン５８の内部）に残る。
その後、図１４（ｃ）に示すように、ピストン５８の内部に残っている第２液体を外部に排出させる。このとき、ピストン５８の内部に陰圧をかけて第２液体を吸引するため、第１液体中に含まれる測定対象細胞（Ｃ１）の一部は、フィルタ６０の下方に付着する。
【０１０９】
そして、図１４（ｄ）に示すように、回転子７２を回転させることにより、フィルタ６０の下方に付着している測定対象細胞が引き剥がされるとともに、第１液体中に含まれる測定対象細胞が濃縮試料収容室に収容される。この濃縮試料収容室に収容された測定対象細胞を含む液体を取得することにより、測定対象細胞の濃度が高い測定試料を得ることができる。
【０１１０】
なお、図１３に示されるように、濃縮試料収容室８０は、その底部に、下方に向かって断面積が徐々に減少するテーパ部８３が形成されている。濃縮試料収容室８０に収容された液体試料は、液体取得部である前記第１ピペット２６Ａにより吸引されるが、その際、第１ピペット２６Ａの先端は前記テーパ部８３の先端近傍まで下降し、この先端近傍から液体試料を吸引するように構成されている。これにより、濃縮試料収容室８０内の液体試料をできるだけ多く吸引して無駄なく利用することが可能となる。
【０１１１】
〔処理動作〕
つぎに前述した細胞分析装置１の処理動作について説明する。
図１５及び図１６は、細胞分析装置１の各制御部８、１６、３１が行う処理を示すフローチャートである。
なお、図１５では、データ処理装置４の制御部（処理本体）３１が行う処理フローを右列に示し、測定装置２の制御部８が行う処理フローを左列に示している。また、図１６では、試料調製装置３の制御部１６が行う処理フローを一列に示しているが、この処理フローは、図示のＡ、Ｂ及びＣ点において図１５の処理フローと繋がっている。以下、この図１５及び図１６を参照しつつ、細胞分析装置１が行う処理内容を説明する。
【０１１２】
まず、最初に、データ処理装置４の制御部３１は、前記表示部３２にメニュー画面を表示させる（ステップＳ１）。その後、このメニュー画面に従った測定開始指示を入力部３３から受け付けると（ステップＳ２）、データ処理装置４の制御部３１は、測定開始信号を測定装置２に送信する（ステップＳ３）。
測定装置２の制御部８は、前記測定開始信号を受信すると（ステップＳ４）、調製開始信号を試料調製装置３に送信する（ステップＳ５及びＡ点）。
【０１１３】
試料調製装置３の調製制御部１６は、初期化処理において、液体収容部１０１の凹部１０４に液体供給源１０６Ａより液体１０３を供給し、ついで、図１６に示されるように、前記調製開始信号を受信すると（ステップＳ６）、測定試料の調製に用いられる試薬（染色液、ＲＮａｓｅ）を装置内の流路に吸引するとともに、生体容器５３内に収容された生体試料とメタノール主成分の保存液との混合液を細胞分散部２５の分散容器内に送る。ついで、混合液中の細胞を細胞分散部２５で分散させる（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９）。
【０１１４】
その後、試料調製装置３の調製制御部１６は、分散済みの混合液を分散容器から所定量だけ吸引させて、弁別・置換部２９の置換容器５７に送り、その弁別・置換部２９に、生体試料と保存液との混合液に対する弁別・置換処理を行わせる（ステップＳ１０）。
【０１１５】
〔弁別・置換処理の内容〕
図１７〜１８は、前記弁別・置換処理（ステップＳ１０）を示すフローチャートである。
図１７に示されるように、まず、試料調製装置３の調製制御部１６は、検体ピペット部２６を細胞分散部２５に移動させ（ステップＴ１）、第１ピペット２６Ａに分散済みの混合液を分散容器から所定量だけ吸引させる（ステップＴ２）。
【０１１６】
ついで、調製制御部１６は、検体ピペット部２６を置換容器５７に移動させ（ステップＴ３）、第１ピペット２６Ａに、吸引した混合液を当該置換容器５７内に排出させる（ステップＴ４）。
ついで、置換容器５７内に希釈液ユニット５５からバルブＶ６を通して希釈液（置換液）が投入される（ステップＴ５）。
【０１１７】
ついで、ピストン５８が駆動部５９によって所定のろ過高さまで下方に移動され（ステップＴ６）、置換容器５７内の混合液が当該ピストン５８内に吸引されてろ過される（ステップＴ７）。この吸引ろ過時には、リリーフバルブが接続されているバルブＶ１０及びＶ１２が用いられる。このとき、リリーフバルブは-５ｋｐａに設定されている。これにより、吸引ろ過時には、ピストン５８の下端部に配設されているフィルタ６０に約-３ｋｐａの圧力がかかる。このような弱い陰圧で液体を吸引ろ過することにより、測定対象細胞がフィルタ６０を通過して廃棄部６１に排出することなくろ過を行うことができる。
【０１１８】
ついで、ピストン５８が駆動部５９によってさらに下方に移動され（ステップＴ８）、前記ステップＴ７と同様にして置換容器５７内の混合液が当該ピストン５８内に吸引されてろ過される（ステップＴ９）。
【０１１９】
このようなピストン５８の移動及び混合液の吸引ろ過が、所定回数繰り返されて、当該ピストン５８が所定の最下死点に移動すると（ステップＴ１０）、前記ステップＴ７と同様にして置換容器５７内のサンプルが当該ピストン５８内に吸引ろ過され（ステップＴ１１）、収容容器５７内に配置された静電容量タイプの液面検知センサ８２のセンサ部８２ａが液面を検知すると（ステップＴ１２）、所定時間経過後に吸引が停止される（ステップＴ１３）。このとき、置換容器５７の底部に配設された収容室６８及び濃縮試料収容室８０内に、測定対象細胞を含む液体試料が満たされた状態となっている。
【０１２０】
ついで、フィルタ６０の通孔に詰まっている、又は、フィルタ６０の下面に付着している細胞（分析対象物）を取り除いて、置換容器５７（収容室６８及び濃縮試料収容室８０）内に戻すために、ピストン５８内に陽圧を付与する（ステップＴ１４）。
【０１２１】
ここで、試料調製装置３の調製制御部１６は、ピストン５８の最下死点への移動が２回目か否かを判定する（ステップＴ１５）。
試料調製装置３の調製制御部１６は、ピストン５８の最下死点への移動が２回目でない場合には、置換スピッツへ希釈液の投入（ステップＴ５）から再度ろ過を繰り返し、２回目である場合には、ステップＴ１６に進む。
【０１２２】
ステップＴ１６では、駆動モータ７０により磁石６９を回転させることで回転子７２を回転させ、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞を取り除くと共に、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞を濃縮試料収容室８０の方に移動させて、濃縮試料収容室８０内に測定対象細胞を収容する（ステップＴ１６）。
【０１２３】
この弁別・置換処理により、測定対象細胞（上皮細胞）を主に含み測定対象細胞以外の細胞の数が低減された液体（濃縮液）を取得することができる。また、前記弁別・置換処理により、生体容器５３から置換容器５７に供給された液体（生体試料と保存液との混合液）における保存液中のメタノールの濃度を、当該保存液の大部分を希釈液と置換することで薄めることができる。そのため、後述のＤＮＡ染色処理において、保存液の影響を低減させ、良好に測定対象細胞のＤＮＡを染色することができる。
【０１２４】
また、この弁別・置換処理においては、細胞の弁別処理を行いながら、保存液と希釈液の置換処理を行うことができるので、これら２つの処理を別々に行う場合に比べて短時間で弁別処理と置換処理とを行うことができる。
【０１２５】
また、この弁別・置換処理においては、回転子７２を回転させることにより、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞（上皮細胞）を剪断力で剥離してフィルタ６０の下方の第１液体に浮遊させるとともに、フィルタ６０の上方からフィルタ６０の通孔に圧力を付与することにより、フィルタ６０の通孔に詰まっている測定対象細胞（上皮細胞）を除去してフィルタ６０の下方の第１液体に浮遊させることができる。そのため、フィルタに付着した測定対象細胞（上皮細胞）をロスすることなく効率的に回収することができる。
【０１２６】
さらに、本実施の形態では、収容室６８の周縁部に濃縮試料収容室８０を連通して配設しているので、前記スターラー７２の回転により、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞は、濃縮試料収容室８０に収集される。これにより、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度が低くなり、濃縮試料収容室８０内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度が高くなる。したがって、かかる濃縮試料収容室８０から液体試料を取得することにより、測定対象細胞の濃度を高めた測定試料を取得することができる。なお、この収集過程において、測定対象細胞の一部が濃縮されることにより互いに凝集することがあるが、かかる凝集した測定対象細胞は、後述する超音波振動付与操作によって分離される。
【０１２７】
〔測定試料の調製〕
図１６に戻り、試料調製装置３の調製制御部１６は、検体ピペット部２６を置換容器５７に移動させ、第１ピペット２６Ａに濃縮試料収容室８０から濃縮液を吸引し、さらに検体ピペット部２６を容器載置部１３０へ移動させ、容器移送部１１０によって予め反応部２４から当該容器載置部１３０に移送されている測定試料容器５４に前記濃縮液を供給する（ステップＳ１１）。
【０１２８】
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、超音波振動部１００に凝集細胞の分離処理を行わせる（ステップＳ１２）。
〔凝集細胞の分離処理の内容〕
図１９は、前記凝集細胞の分離処理（ステップＳ１２）を示すフローチャートである。
図１９に示されるように、まず、試料調製装置３の調製制御部１６は、容器移送部１１０によって前記測定試料容器５４を容器載置部１３０から超音波振動部１００における所定の位置（図５に示される位置）まで移動させ、その一部（下部）を液体収容部１０１内の液体（水溶液）中に漬ける（ステップＳ１２１）。
【０１２９】
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、流路切替バルブ１６２を切り替えて液体供給源１０６Ａと液体収容部１０１の凹部１０４とを連通させてから、所定量（液面が図５のｄを超える量）の液体１０３を当該液体供給源１０６Ａから液体収容部１０１の凹部１０４内に追加供給する（ステップＳ１２２）。
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、吸引源１０７Ａを駆動させて所定時間だけ液体収容部１０１の凹部１０４から液体１０３を吸引し、当該液体１０３の深さｄ（測定試料容器５４を漬けた状態での液体の深さ）になるように調整する（ステップＳ１２３）。こうすることで、超音波振動を効果的に発生させることができる。
【０１３０】
ついで、容器移送部１１０によって液体中に漬けられた状態で保持された測定試料容器５４内の濃縮液に対し、超音波振動子１０２により超音波振動が付与され、当該濃縮液中で凝集している測定対象細胞が分離される（ステップＳ１２４）。
【０１３１】
本実施の形態では、この超音波処理において、超音波振動部１００は、分析対象物である上皮細胞に対して分析に影響するダメージを与えない所定の出力及び時間で超音波振動を付与するように制御されている。
凝集細胞の分散効果を上げるためには、超音波振動の出力を上げる、及び／又は、超音波振動を付与する時間を長くすればよいが、測定試料容器５４内の濃縮液に対し超音波振動を付与すると、濃縮液に含まれる凝集細胞が分散される一方において液体の振動に起因して濃縮液の温度が上昇する。
【０１３２】
表１は、ポリプロピレンからなる測定試料容器（キュベット）５４と、ポリエチレンからなる測定試料容器５４とについて、超音波振動の出力を１４Ｗ、１６Ｗ及び１８Ｗと設定した場合における測定試料容器５４の液温の上昇値を調べた結果を示している。超音波振動を付与する時間は５秒又は１０秒とした。測定試料容器５４内には、測定試料として約５３０μＬの水を収容し、液温は熱電対で測定した。また、測定時の室温は２４．１〜２５．０℃であった。実験は各条件について３回行い、その平均値を求めた。
【０１３３】
【表１】
【０１３４】
表１より、超音波振動の出力が高くなるほど、また超音波の付与時間が長くなるほど測定試料容器５４内の液温の温度上昇が大きくなることがわかる。また、測定試料容器５４の材質の違いにより測定試料容器５４内液温の上昇温度に違いがあり、ポリプロピレンとポリエチレンとでは、ポリプロピレンの方がポリエチレンよりも温度上昇が大きいことがわかる。例えば、超音波振動の出力が１８Ｗで付与時間が１０秒の条件で比較すると、ポリプロピレンの方がポリエチレンよりも約１℃測定試料容器５４内の液温が高くなった。これは、ポリプロピレンの方がポリエチレンよりも測定試料容器５４内の液体に超音波が伝わりやすく、その結果、測定試料容器５４内の液温が高くなると考えられる。したがって、凝集細胞を効果的に分散させるという観点からは測定試料容器５４内の材質としてポリプロピレンの方がポリエチレンよりも好ましいと考えられる。また、測定試料容器５４の材質がポリプロピレンのとき、超音波の付与時間が１０秒以内であれば、超音波出力１４〜１６Ｗにおいてキュベット内液温の温度はおよそ３１℃（温度上昇はおよそ５〜６℃）に抑えることができることがわかる。
【０１３５】
図１６に戻り、試料調製装置３の調製制御部１６は、容器移送部１１０によって前記測定試料容器５４を超音波振動部１００から液体除去部１２０に移動させ、当該液体除去部１２０において測定試料容器５４の外周面に付着している水分を空気の吹き付け及び吸引排出により除去する（ステップＳ１３）。
【０１３６】
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、容器移送部１１０によって前記測定試料容器５４を液体除去部１２０から反応部２４に移動させる。そして、装置内に貯留されていた染色液とＲＮａｓｅとを、試薬定量部２８から第２ピペット２６Ｂに送り、この第２ピペット２６Ｂは、送られてきた染色液とＲＮａｓｅとを測定試料容器５４に供給し（ステップＳ１４）、この測定試料容器５４内においてＲＮＡ処理とＤＮＡ染色を行わせて測定試料を作製する（ステップＳ１５）。
前記処理が終わると、得られた測定試料は第１ピペット２６Ａを介して、検体定量部２７で定量され、定量後に測定装置２の検出部６に供給される（ステップＳ１６及びＢ点）。
【０１３７】
なお、試料調製装置３の調製制御部１６は、測定装置２からのシャットダウン信号を受信したか否かを常時判定しており（ステップＳ１７及びＣ点）、その信号を受信していない場合には、調製開始信号の受信如何を判定するステップＳ６に戻り、その信号を受信した場合には、シャットダウンを実行して試料調製処理を終了する（ステップＳ１８）。シャットダウン処理において、試料調製装置３の調製制御部１６は、流路切替バルブ１６２を切り替えて液体収容部１０１の凹部１０４とチャンバ１０８とを連通させた後に、吸引源１０７Ａを駆動させて当該凹部１０４から液体１０３を全て排出させる。
【０１３８】
〔測定装置による測定とそのデータ分析〕
図１５に戻り、測定装置２の制御部８は、調製開始信号を送信したあと、試料調製装置３から測定試料の供給があるか否かを常時判定している（ステップＳ１９）。
そこで、試料調製装置３から測定試料が送液されると（Ｂ点）、測定装置２の制御部８は、その測定試料を測定部１４のフローセル４５に送り、測定試料の細胞に対する前記測定を行い（ステップＳ２０）、その測定データをデータ処理装置４に送信する（ステップＳ２１）。
【０１３９】
一方、データ処理装置４の制御部３１は、測定開始信号を送信したあと、測定装置２から測定データを受信したか否かを常時判定している（ステップＳ２２）。
測定装置２から前記測定データを受信すると、データ処理装置４の制御部３１は、その測定データを用いて細胞や核を分析し、測定試料中の細胞が癌化しているか否か等を判定する（ステップＳ２３）。
【０１４０】
また、データ処理装置４の制御部３１は、前記分析結果を表示部３２に表示させ（ステップＳ２４）、ユーザ入力によるシャットダウン指示があるか否かを判定する（ステップＳ２５）。
前記シャットダウン指示がある場合には、データ処理装置４の制御部３１は、測定装置２にシャットダウン信号を送信する（ステップＳ２６）。
【０１４１】
測定装置２の制御部８は、データ処理装置４からの前記シャットダウン信号を受信したか否かを常時判定しており（ステップＳ２７）、その信号を受信していない場合には、測定開始信号の受信如何を判定するステップＳ４に戻り、その信号を受信した場合には、試料調製装置３に前記シャットダウン信号を転送するとともに（ステップＳ２８）、シャットダウンを実行して測定処理を終了する（ステップＳ２９）。
【０１４２】
本発明では、超音波振動部１００において、弁別・置換部２９で濃縮された測定試料に超音波振動を付与して当該測定試料中の凝集した測定対象細胞を分離している。これにより、測定精度を向上させることができる。
表２は、超音波振動部による超音波処理を行わなかった場合（コントロール）、測定試料容器にポリプロピレンを用いて超音波処理を行った場合（実施例１）、及び測定試料容器にステンレスを用いて超音波処理を行った場合（比較例１）における、凝集上皮細胞率＜凝集上皮細胞率＝凝集上皮細胞数／（単一上皮細胞数＋凝集上皮細胞数）＞を表したものである。ここでは、液体収容部に収容されている液体として水を用いている。
【０１４３】
実施例１より、測定試料容器としてポリプロピレンを用いた場合、コントロールと比較して凝集上皮細胞の凝集の程度が１／６に減少していることがわかる。また、比較例１より、測定試料容器としてステンレスを用いた場合、超音波処理を施しても、測定対象細胞の凝集の程度はコントロールとほとんど変わらないことがわかる。
【０１４４】
【表２】
【０１４５】
前述したように、測定試料容器の材質としては、ポリプロピレン以外にポリエチレンなど他の合成樹脂を用いることができる。表３は、測定試料容器の材質としてポリプロピレンを用い、超音波振動部による超音波処理を行わなかった場合、測定試料容器の材質としてポリプロピレンを用いて超音波処理を行った場合（超音波振動の出力：１５Ｗ、超音波振動付与時間：５秒）、測定試料容器の材質としてポリエチレンを用いて超音波処理を行った場合（超音波振動の出力：１５Ｗ、超音波振動付与時間：５秒）における、凝集上皮細胞率＜凝集上皮細胞率＝凝集上皮細胞数／（単一上皮細胞数＋凝集上皮細胞数）＞を示している。ここでは、液体収容部に収容されている液体として水を用いている。
【０１４６】
【表３】
【０１４７】
表３より、測定試料容器の材質としてポリエチレンを用いた場合、測定試料容器の材質としてポリプロピレンを用いた場合と同様に、超音波処理を施すことで、測定対象細胞の凝集の程度を減少させ得ることがわかる。また、超音波振動の条件が同一である場合、ポリエチレンよりもポリプロピレンの方が、細胞を分散させる効果が高いことが推認される。
【０１４８】
〔その他の変形例〕
なお、以上開示された実施の形態は、本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、前記実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲の構成と均等なすべての変更が含まれる。
【０１４９】
例えば、前記実施の形態では、測定試料を収容した測定試料容器を容器移送部によって超音波振動部に移送し、超音波振動による凝集細胞の分離処理を行った測定試料容器を同じく容器移送部によって液体除去部に移送することで超音波処理の自動化を図っているが、ピペット等の試料移送手段（試料移送部）を用いて、超音波振動部に配設されている容器中に測定試料を移送し、超音波振動による凝集細胞の分離処理を行った測定試料を同じくピペット等の試料移送手段を用いて検体セット部に配置されている別の容器中に移送することもできる。この場合は、前記実施の形態に比べて測定試料のロスが多くなるが、容器移送部や液体除去部を省略することができ、装置の構成を簡素化することができる。
【０１５０】
また、前記実施の形態では、容器移送部によって測定試料を収容した測定試料容器を容器載置部から超音波振動部へ移送しているが、これに限らず、例えば、ピペット等の試料移送手段によって超音波振動部に配設されている測定試料容器内に測定試料を移送してもよく、また、ユーザーによって測定試料を収容した測定試料容器を超音波振動部に移送してもよい。
【０１５１】
また、前記実施の形態では、子宮頸部の上皮細胞を測定対象細胞としているが、口腔細胞、膀胱や咽頭など他の上皮細胞、さらには臓器の上皮細胞についても、癌化判定を行うことができる。
【０１５２】
また、前記実施の形態では、試料調製装置３で調製された測定試料をフローサイトメータで測定しているが、試料調製装置３で調製された測定試料をスライドガラスに塗抹して塗抹標本を作製する塗抹標本作製装置と、作製された塗抹標本を撮像して撮像画像中の上皮細胞を分析する細胞画像処理装置とを設けてもよい。スライドガラスには、測定対象細胞である上皮細胞の濃度が高められ且つ赤血球や白血球などの細胞の数が低減された測定試料が塗抹されるため、上皮細胞の分析を精度良く行うことができる。
【０１５３】
また、前記実施の形態では、測定装置と試料調製装置は別体となっているが、測定装置と試料調製装置を一体とすることもできる。図１９は、測定装置と試料調製装置を一体としたときの測定装置２００の内部構成を示すブロック図である。なお、前記実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図１９に示されるように、この測定装置２００は、反応部２４、細胞分散部２５、検体ピペット部２６、検体定量部２７、試薬定量部２８、弁別・置換部２９、超音波分散部１００、容器移送部１１０、液体除去部１２０、検体セット部１５０、検出部６、信号処理部７、制御部１４０、及びＩ／Ｏインターフェース１６０を備えている。
測定装置２００の制御部１５０は、前記実施の形態に係る図２の測定制御部８と図３の調製制御部１６との両方の機能を有している。また、制御部１５０は、Ｉ／Ｏインターフェース１６０を介して、データ処理装置４と繋がっており、制御部１５０が処理したデータや、制御部１５０の処理で必要なデータをデータ処理装置４との間で送受信することができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１ 細胞分析装置
２ 測定装置
３ 試料調製装置
４ データ処理装置
６ 検出部
１６ 調製制御部
１８ 調製デバイス部
２４ 反応部
２５ 細胞分散部
２６ 検体ピペット部
２７ 検体定量部
２８ 試薬定量部
２９ 弁別・置換部
３１ 処理本体
３２ 表示部
５３ 生体容器
５４ 測定試料容器
５７ 置換容器
５８ ピストン
５９ 駆動部
６０ フィルタ
６８ 収容室
６９ 磁石
７０ 駆動モータ
７２ 回転子
７５ 磁石
８０ 濃縮試料収容室
８２ 液面検知センサ
１００ 超音波振動部
１０１ 液体収容部
１０２ 超音波振動子
１０３ 液体
１０４ 凹部
１０６ 供給孔
１０７ 排出孔
１１０ 容器移送部
１１１ 把持部
１１２ 溝
１２０ 液体除去部
１２１ 本体部
１２２ 給気口
１２３ 吸気部
１２４ 収容凹部
１２９ 給気口
１３０ 容器載置部
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料調製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体から採取された生体試料に含まれる細胞を分析する細胞分析装置として、被験者の子宮頸部から採取された試料に含まれる子宮頸部の上皮細胞をフローサイトメータで測定して、癌・異型細胞のスクリーニングを行う細胞分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この細胞分析装置では、癌・異型細胞を特異的に染色する蛍光マーカーを用いて癌・異型細胞を染色し、当該癌・異型細胞から生じた蛍光をフローサイトメータで測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１２３０００号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
細胞を染色するときに染色対象の細胞同士が互いに凝集していると、癌・異型細胞のスクリーニングの精度が低下する場合がある。しかしながら、このような凝集した細胞を自動で分離させる技術は知られていなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定試料中の凝集した分析対象物を自動で分離させることができる試料調製装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点に係る試料調製装置は、測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送する容器移送部と
を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明の第１の観点に係る試料調製装置では、超音波振動部により測定試料容器中の試料に超音波振動を付与することで、当該試料中の凝集した分析対象物を分離させることができる。そして、容器移送部によって、分離された分析対象物を含む試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送するので、自動で測定試料を調製することができる。また、試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送するので、分析に供される分析対象物の損失を最小限にすることができる。
【０００８】
前記超音波振動部は、液体を収容する液体収容部と、超音波振動を発生する超音波振動子とを備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記液体収容部に収容された液体に漬けた状態で保持可能であり、且つ、
前記超音波振動子は、前記液体を介して前記測定試料容器に収容された試料に超音波振動を付与するものとすることができる。
【０００９】
前記液体収容部に収容された液体の液面の高さを調整する液面調整部をさらに備えているのが好ましい。
前記液面調整部は、前記液体収容部に液体を供給する液体供給部と、当該液体収容部から液体を排出する液体排出部とを備えたものとすることができる。
【００１０】
前記液体排出部は前記液体収容部の周壁に形成された排出孔からなり、この排出孔は、前記液体の液面が当該液体に付与される超音波振動の波長に基づき定められる所定の高さにくる位置に形成されたものとすることができる。
【００１１】
前記測定試料容器は、当該測定試料容器内の試料の液面が、液体収容部内の液体の液面よりも下方に位置するように当該液体に漬けられるのが好ましい。
前記測定試料容器は、液体収容部に収容される液体の音響インピーダンスとほぼ同じ音響インピーダンスを有する材料で作製されているのが好ましい。
【００１２】
前記液体を水とし、且つ、前記測定試料容器を合成樹脂で作製することができる。
前記測定試料容器がポリプロピレンで作製されているのが好ましい。
前記測定試料容器の内面の算術平均粗さが１〜３０μｍの範囲であるのが好ましい。
【００１３】
前記液体収容部が円筒体形状を呈しており、前記超音波振動子が円柱体形状を呈しており、且つ、液体収容部の内径が超音波振動子の径よりも大きいのが好ましい。
前記超音波振動部は、分析対象物に対して分析に影響するダメージを与えない所定の出力および時間で超音波振動を付与するのが好ましい。
前記超音波振動子の振動数が２０〜７５ｋＨｚの範囲であるのが好ましい。
【００１４】
前記測定試料容器に付着した液体を除去する液体除去部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を超音波振動部から前記液体除去部へ移送し、当該液体除去部から前記試料調製部へ移送するものとすることができる。
【００１５】
前記液体除去部は、前記測定試料容器のうち少なくとも液体に漬けられた部分を収容可能な収容凹部を有する本体部と、前記収容凹部に収容された測定試料容器の外周面に気体を供給する給気部と、供給された気体を吸引する吸気部とを備えたものとすることができる。
前記給気部は、収容凹部の内周面において周方向に複数形成された給気口を有するものとすることができる。
【００１６】
前記試料調製装置は、前記測定試料容器を載置する容器載置部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送するものとすることができる。
前記試料調製装置は、前記測定試料容器に前記試料を分注する試料分注部をさらに備えているものとすることができる。
【００１７】
前記試料分注部は、前記容器載置部に載置された測定試料容器に試料を分注し、
前記容器移送部は、前記試料を収容した測定試料容器を、前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送するものとすることができる。
前記超音波振動部、前記試料調製部、及び前記容器載置部は同一円周上に配置されているのが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の観点に係る試料調製装置は、測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
前記超音波振動部に配置された測定試料容器内の試料を超音波振動部から試料調製部へ移送する試料移送部と
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の試料調製装置によれば、測定試料中の凝集した分析対象物を自動で分離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る試料調製装置を備えた細胞分析装置の斜視図である。
【図２】測定装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】試料調製装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】試料調製装置の平面説明図である。
【図５】超音波振動部の断面説明図である。
【図６】液体除去部の断面説明図である。
【図７】液体除去部の開口部周縁の斜視説明図である。
【図８】データ処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図９】検出部を構成するフローサイトメータの機能ブロック図である。
【図１０】フローサイトメータの光学系を示す側面図である。
【図１１】調製デバイス部の流体回路図である。
【図１２】調製デバイス部の流体回路図である。
【図１３】置換容器の断面説明図である。
【図１４】弁別・置換部における分析物の濃縮過程を示す模式図である。
【図１５】細胞分析装置の各制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【図１６】細胞分析装置の各制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【図１７】弁別・置換処理を示すフローチャートである。
【図１８】弁別・置換処理を示すフローチャートである。
【図１９】超音波振動による凝集細胞の分離処理を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の別実施の形態に係る測定装置の内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の試料調製装置の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の試料調製装置は、患者から採取した細胞を分析する細胞分析装置に用いることができる。まず、かかる細胞分析装置について説明する。
【００２２】
[細胞分析装置の全体構成]
図１は、本発明の一実施の形態に係る試料調製装置を備えた細胞分析装置１の斜視図である。
この細胞分析装置１は、患者から採取した細胞を含む測定試料をフローセルに流し、このフローセルを流れる測定試料にレーザ光を照射し、測定試料からの光（前方散乱光、側方蛍光など）を検出してその光信号を分析することで、細胞に癌細胞が含まれているか否かを判断するのに用いられる。
【００２３】
より具体的には、本実施の形態の細胞分析装置１は、子宮頸部の上皮細胞を分析対象としており、子宮頸癌をスクリーニングするのに用いられるものである。
図１に示されるように、細胞分析装置１は、測定試料に対してレーザ光による光学的な測定を行う測定装置２と、被検者から採取された生体試料に洗浄や染色等の前処理を行って、測定装置２に供給する測定試料を作製する試料調製装置３と、測定装置２での測定結果の分析等を行うデータ処理装置４とを備えている。
【００２４】
以下、細胞分析装置１の主要な構成要素について順次説明をする。
〔測定装置の内部構成〕
図２は、測定装置２の内部構成を示すブロック図である。
図２に示されるように、この測定装置２は、検出部６と、信号処理部７と、測定制御部８と、Ｉ／Ｏインタフェース９とを備えている。
【００２５】
このうち、検出部６は、測定試料から測定対象細胞やその核の数及びサイズ等を検出するものであり、本実施の形態では、図９及び図１０に示されるフローサイトメータ１０が採用されている。
【００２６】
信号処理部７は、検出部６からの出力信号に必要な信号処理を行う信号処理回路よりなる。また、測定制御部８は、マイクロプロセッサ１１と記憶部１２とを含んでおり、記憶部１２は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等よりなる。
【００２７】
記憶部１２のＲＯＭには、検出部６や信号処理部７の動作制御を行う制御プログラムと、この制御プログラムの実行に必要なデータとが格納されており、マイクロプロセッサ１１は、その制御プログラムをＲＡＭにロードして、又は、ＲＯＭから直接実行することが可能である。
【００２８】
測定制御部８のマイクロプロセッサ１１は、Ｉ／Ｏインタフェース９を介して、データ処理装置４と後述する調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９に繋がっており、これにより、自身が処理したデータや自身の処理に必要なデータを、データ処理装置４及び調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９との間で送受信できるようになっている。
【００２９】
〔試料調製装置の構成〕
図３は、試料調製装置３の内部構成を示すブロック図である。
図３に示されるように、この試料調製装置３は、調製制御部１６と、Ｉ／Ｏインタフェース１７と、生体試料に対する成分調整を自動的に行うための調製デバイス部１８とを備えている。
【００３０】
調製制御部１６は、マイクロプロセッサ１９と、記憶部２０と、センサドライバ２１と、駆動部ドライバ２２とを含んでおり、記憶部２０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等よりなる。
本実施の形態の調製デバイス部１８は、検体セット部１５０と、細胞分散部２５と、検体ピペット部２６と、検体定量部２７と、試薬定量部２８と、弁別・置換部２９と、超音波振動部１００と、容器移送部１１０と、液体除去部１２０と、反応部２４とから構成されている。
【００３１】
このうち、検体セット部１５０は、患者から採取された生体試料とメタノール主成分の保存液とを収容する複数の生体容器５３（図１１参照）をセットするためのものであり、 反応部２４は、調製された液体試料を収容する測定試料容器５４をセットするためのものである。
【００３２】
細胞分散部２５は、生体試料と保存液との混合液を攪拌して試料に含まれる細胞を強制的に分散させるものである。
【００３３】
検体ピペット部（試料分注部）２６は、細胞が分散された生体試料と保存液との混合液を生体容器５３から取り出して調製デバイス部１８の流体回路に導入したり、調製された液体試料を測定試料容器５４に排出したり（図１１参照）当該測定試料容器５４から取り出したりするものである。検体定量部２７は、流体回路に供給される生体試料と保存液との混合液を定量するものである。また、試薬定量部２８は、生体試料に加える染色液等の試薬を定量するものである。
【００３４】
弁別・置換部２９は、保存液と希釈液とを置換するとともに、測定対象細胞とそれ以外の細胞（赤血球、白血球等）や細菌等とを弁別するためのものである。また、弁別・置換部２９は、前記弁別・置換された測定対象細胞を含む液体試料から、測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を得るためのものである。
【００３５】
超音波振動部１００は、弁別・置換部２９において濃度が高められた測定試料に超音波振動を付与して、凝集している測定対象細胞を分離させるためのものである。
容器移送部１１０は、反応部２４に設置されている測定試料容器５４（図４参照）を把持して当該測定試料容器５４を、反応部２４、容器載置部１３０、超音波振動部１１０及び液体除去部１２０の間で移送するためのものである。
【００３６】
液体除去部１２０は、超音波振動部１００において液体中に漬けられた測定試料容器５４の外周面に付着した液分を取り除くためのものである。液分を取り除くことにより、測定試料容器５４を反応部２４等に配置して長時間放置したとき等に当該測定試料容器５４が反応部２４等に固着するのを防止することができる。
なお、前記各部２４〜２９、１００、１１０、１２０、１５０を有する調製デバイス部１８の流体回路の構成（図１１〜１２）については、後述する。
【００３７】
記憶部２０のＲＯＭには、センサドライバ２１及び駆動部ドライバ２２の動作制御を行う制御プログラムと、この制御プログラムの実行に必要なデータとが格納され、マイクロプロセッサ１９は、その制御プログラムをＲＡＭにロードして、又は、ＲＯＭから直接実行することが可能である。
【００３８】
調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９は、Ｉ／Ｏインタフェース１７を介して前記測定制御部８のマイクロプロセッサ１１に繋がっており、これにより、自身が処理したデータや自身の処理に必要なデータを、測定処理部８のマイクロプロセッサ１１との間で送受信できるようになっている。
【００３９】
また、調製制御部１６のマイクロプロセッサ１９は、センサドライバ２１と駆動部ドライバ２２を介して、調製デバイス部１８の各部２４〜２９、１００、１１０、１２０、１５０のセンサ類や駆動部を構成する駆動モータと繋がっており、センサからの検知信号に基づいて制御プログラムを実行し、駆動部の動作を制御する。
【００４０】
本実施の形態に係る試料調製装置３では、後述するようにして弁別・置換部２９において濃縮された測定対象細胞を含む液体試料に超音波振動を付与して、当該液体試料中で凝集している測定対象細胞を分離させる処理を行っている。
【００４１】
図４は、このような超音波処理に係る試料調製装置３の要素の平面説明図である。試料調製装置３は、かかる超音波処理のために、超音波振動部１００、容器移送部１１０、液体除去部１２０、及び容器載置部１３０を備えている。超音波振動部１００、液体除去部１２０及び容器載置部１３０は、同一円周上に配置されており、反応部２４における６つの測定試料容器配置箇所のうちの１箇所は当該円周上に配置可能にされている。具体的には、前記超音波振動部１００等は容器移送部１１０の回動中心を中心とする円周上に配置されている。したがって、容器移送部１１０を回動させることで測定試料容器５４を、超音波振動部１００、液体除去部１２０、容器載置部１３０、及び反応部２４の間で移送することができる。
【００４２】
超音波振動部１００は、図５に示されるように、液体収容部１０１と、超音波振動子１０２とを備えている。液体収容部１０１は、円筒体形状を呈しており、水等の液体１０３を収容する凹部１０４を有している。この凹部１０４の開口には、測定試料容器５４が挿通し得る大きさの円孔が形成された蓋１０５が設けられている。この蓋１０５により超音波振動による液体１０３の外部への飛散を防止することができる。
【００４３】
超音波振動子１０２は円柱形状を呈しており、前記液体収容部１０１の下部に配置されている。このため、超音波振動子１０２に防水加工を施す必要がなく、構成を簡素化することができる。超音波振動子１０２としては、例えば部品の洗浄等に用いられている公知のものを利用することができる。
【００４４】
液体収容部１０１の周壁の下部には、当該液体収容部１０１の凹部１０４内に、液体供給源１０６Ａより液体１０３を供給する供給孔１０６が形成されており、一方、前記周壁の上部には、吸引源１０７Ａによって凹部１０４から液体１０３を排出する排出孔１０７が形成されている。供給孔１０６と液体供給源１０６Ａは管路１６０により接続されており、排出孔１０７とチャンバ１０８は管路１６１により接続されている。管路１６０の途中には流路切替バルブ１６２が配設されており、この流路切替バルブ１６２と前記チャンバ１０８は管路１６３により接続されている。液体供給源１０６Ａ及び吸引源１０７Ａの駆動は、前述の試料調製装置３の調製制御部１６により制御される。
【００４５】
液体収容部１０１の周壁であって前記排出孔１０７のさらに上部には、液体１０３が液体収容部１０１の凹部１０４からあふれるのを防止するためのオーバーフロー流路１６４が形成されている。このオーバーフロー流路１６４は装置外へつながっている。
チャンバ１０８には、前記吸引源１０７Ａ、管路１６１及び管路１６３とともに、吸引源１０７Ａによってチャンバ１０８内に導かれた液体１０３を装置外に排出する排出管１６５が接続されている。
【００４６】
流路切替バルブ１６２は、液体収容部１０１の凹部１０４内に液体１０３を供給するときには、液体供給源１０６Ａと当該凹部１０４とを連通させ、一方、液体収容部１０１の凹部１０４内から液体１０３を排出するときには、チャンバ１０８と当該凹部１０４とを連通させるように切り替えられる。
【００４７】
超音波振動を効果的に発生させるために、超音波振動子１０２により発生する超音波の節が前記凹部１０４内に収容される液体１０３の水面の位置になるように深さｄ（測定試料容器５４を漬けた状態での液体の深さ）が設定されている。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、液体収容部１０１の凹部１０４内の液体に測定試料容器５４を漬けた後に前記供給孔１０６から所定量の液体を凹部１０４内に供給し、調製制御部１６により吸引源を所定時間駆動させて、前記排出孔１０７から凹部１０４内の余分の液体１０３を排出する。排出孔１０７の下端の凹部１０４の底面からの高さは、超音波振動子１０２により発生する超音波の節が液体１０３の水面の位置になるように設定されているので、凹部１０４内の液体を所定時間吸引し続けると、液体１０３の水面の位置は超音波の節の位置になるように調整される。液体を吸引する「所定の時間」は、供給した液体の量及び吸引源の排出能力から算出される時間に数秒程度の時間を足した時間とすることができる。算出される時間よりも長めに吸引したとしても、排出孔１０７よりも下方の液体が排出されてしまうことはないので、液面の調整には支障がない。
【００４９】
筒状の液体収容部１０１の内径Ｄ１は、円柱状の超音波振動子１０２の外径Ｄ２よりも数ｍｍ程度、例えば５〜６ｍｍ程度大きくされている。このように超音波が付与される液体部分の大きさを超音波振動子１０２よりも大きくすることで、超音波振動を効率よく液体に伝達することができる。
【００５０】
測定試料容器５４は、容器移送部１１０のはさみ状の把持部１１１に把持された状態で液体収容部１０１の液体中に漬けられる（図５参照）が、その際、当該測定試料容器５４内の液体試料の液面が凹部１０４内の液体１０３の液面よりも下方に位置するように、前記容器移送部１１０の下降位置が設定されている。測定試料容器５４内の液体試料の液面が凹部１０４内の液体１０３の液面よりも上方に位置すると、液体試料に効果的に超音波振動を伝達することができず、その結果、液体試料中の凝集した測定対象細胞を確実に分離させることができなくなる。本発明において特に限定されるものではないが、測定試料容器５４内の液体試料の液面は、凹部１０４内の液体１０３の液面よりも１〜２ｍｍ程度下方に位置するのが好ましい。
【００５１】
測定試料容器５４は合成樹脂やステンレス等の金属で作製することができるが、凹部１０４内に収容される液体の音響インピーダンスと同程度の音響インピーダンスを有する材料で作製するのが好ましい。例えば、凹部１０４内に水を収容する場合、測定試料容器５４はポリプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂で作製するのが好ましい。本実施の形態では、凹部１０４内の液体を介して間接的に液体試料に超音波振動を付与しているが、超音波振動を伝達する液体と測定試料容器５４の特性（音響インピーダンス）を同程度のものにすることで、超音波振動の伝達効率を向上させることができる。
【００５２】
また、測定試料容器５４の内周面は、分散効果を向上させるという観点より、ある程度の粗さを有する面とするのが好ましく、具体的には、表面粗さを例えば１〜３０μｍ程度にするのが好ましい。
超音波振動子１０２により付与される超音波振動の振動数は、本発明において特に限定されるものではないが、２０ｋＨｚ以上であることが好ましく、さらに、２０〜７５ｋＨｚであることが好ましい。
【００５３】
容器移送部１１０は、図４に示されるように、その回動中心１１０ａが、前記超音波振動部１００、液体除去部１２０及び容器載置部１３０により形成される円Ｃの中心に位置するように配設されている。容器移送部１１０の先端部には、前記鋏状の把持部１１１が設けられている。鋏状の把持部１１１は、図５に示されるように、左右一対の把持片１１１ａ、１１１ｂからなっており、両把持片１１１ａ，１１１ｂはバネ１１２によって閉止方向に付勢されている。各把持片１１１ａ、１１１ｂの対向する面には、測定試料容器５４の上端部に形成された環状の鍔部５４ａ（図６参照）と係合する溝１１３が形成されている。
【００５４】
図４に戻り、容器移送部１１０による測定試料容器５４の移送は、以下のようにして行われる。
まず、容器移送部１１０を回動させて、前記把持部１１１の両把持片１１１ａ、１１１ｂと測定試料容器５４の上端部に形成された環状の鍔部５４ａとを係合させる。このとき、前記把持部１１１は、バネ１１２の付勢力により測定試料容器５４を把持している。
【００５５】
ついで、容器移送部１１０を上昇させ、さらに測定試料容器５４を移動させる位置まで回動させる。その後、容器移送部１１０を下降させ、把持部１１１の両把持片１１１ａ、１１１ｂをバネ１１２の付勢力に抗して開放させる。これにより、把持片１１１ａ、１１１ｂの溝１１２と測定試料容器５４の鍔部５４ａとの係合が解除され、測定試料容器５４は所定位置に配置される。
【００５６】
液体除去部１２０は、図６に示されるように、本体部１２１と、給気部１２２と、吸気部１２３とを備えている。本体部１２１は、測定試料容器５４のうち少なくとも前記凹部１０４内の液体に漬けられた部分を収容可能な収容凹部１２４を有している。この収容凹部１２４の水平断面は円形であり、その内径は測定試料容器５４の外径よりも数ｍｍ程度大きくされており、当該収容凹部１２４内に挿入された測定試料容器５４の外周面との間に若干のスペースを確保することができる。
【００５７】
給気部１２２は本体部１２１の上部付近に設けられており、前記収容凹部１２４に収容された測定試料容器５４の外周面に空気を供給する。給気口１２２は、給気源（陽圧付与源）１２２Ａに接続されており、図７に示されるように、横給気路１２５、縦給気路１２６、環状給気路１２７、及び給気口１２９を備えている。給気口１２９は、収容凹部１２４の開口部の周縁に沿って立設された突出壁１２８に周方向に等間隔で６個形成されている。
一方、図６に示されるように、吸気部１２３は、収容凹部１２４の底部に設けられており、吸引源１２３Ａに接続されている。
【００５８】
給気源１２２Ａから供給された空気は、図７に示されるように、横給気路１２５、縦給気路１２６、環状給気路１２７、及び給気口１２９を通って、収容凹部１２４内に収容されている測定試料容器５４の外周面に吹き付けられる。そして、吹き付けられた空気によって、測定試料容器５４の外周面に付着していた液体は当該外周面から吹き飛ばされ、前記空気とともに吸気部１２３から排出される。
【００５９】
〔データ処理部の内部構成〕
図８は、データ処理装置４の内部構成を示すブロック図である。
図８に示されるように、本実施の形態のデータ処理装置４は、例えばノートＰＣ（デスクトップ型でもよい。）等のパーソナルコンピュータよりなり、処理本体３１と、表示部３２と、入力部３３とから主に構成されている。
【００６０】
処理本体３１は、ＣＰＵ３４と、ＲＯＭ３５と、ＲＡＭ３６と、ハードディスク３７と、読出装置３８と、Ｉ／Ｏインタフェース３９と、画像出力インタフェース４０とを備えており、これらの各部は内部バスによって通信可能に接続されている。
ＣＰＵ３４は、ＲＯＭ３５に記憶されているコンピュータプログラムやＲＡＭ３６にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。
【００６１】
ＲＯＭ３５は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等によって構成され、ＣＰＵ３４に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が格納されている。
【００６２】
ＲＡＭ３６は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等で構成され、ＲＯＭ３５及びハードディスク３７に記録されている各種のコンピュータプログラムの読み出しや、それらのコンピュータプログラムを実行するときのＣＰＵ３４の作業領域として利用される。
【００６３】
前記ハードディスク３７には、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、ＣＰＵ３４に実行させるための種々のコンピュータプログラム及びそのプログラムの実行に用いるデータがインストールされている。
【００６４】
また、ハードディスク３７には、例えば、米国マイクロソフト社が製造販売するWindows（登録商標）等のグラフィカルユーザインタフェース環境を提供する、オペレーティングシステムがインストールされている。
【００６５】
更に、ハードディスク３７には、測定制御部８及び調製制御部１６への動作命令の送信、測定装置２で行った測定結果の受信及び分析処理、並びに、処理した分析結果の表示等を行う操作プログラム４１がインストールされている。この操作プログラム４１は、当該オペレーティングシステム上で動作する。
【００６６】
読出装置３８は、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等で構成され、可搬型記録媒体に記録されたコンピュータプログラム又はデータを読み出すことができる。
【００６７】
Ｉ／Ｏインタフェース３９は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェース、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４等のパラレルインタフェース、及びＤ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。
【００６８】
Ｉ／Ｏインタフェース３９には、キーボード及びマウスからなる入力部３３が接続され、これをユーザが操作することでコンピュータへのデータ入力が可能となっている。
また、Ｉ／Ｏインタフェース３９は、測定装置２のＩ／Ｏインタフェース９とも接続されており、これにより、測定装置２とデータ処理装置４との間でデータの送受信を行うことができる。
【００６９】
画像出力インタフェース４０は、ＬＣＤ又はＣＲＴ等よりなる前記表示部３２に接続されており、ＣＰＵ３４からの画像データに応じた映像信号を当該表示部３２に出力させるものである。
【００７０】
〔検出部（フローサイトメータ）の構成〕
図９は、前記検出部６を構成するフローサイトメータ１０の機能ブロック図であり、図１０は、そのフローサイトメータ１０の光学系を示す側面図である。
図９に示されるように、フローサイトメータ１０のレンズ系４３は、光源である半導体レーザ４４からのレーザ光を、フローセル４５を流れる測定試料に集光するものであり、集光レンズ４６は、測定試料中の細胞の前方散乱光をフォトダイオード４７よりなる散乱光検出器に集光するものである。
【００７１】
図９では、レンズ系４３を単一レンズで図示してあるが、具体的には、例えば図１０に示されるような構成になっている。
すなわち、本実施の形態のレンズ系４３は、半導体レーザ４４側（図１０の左側）から順に、コリメータレンズ４３ａ、シリンダレンズ系（平凸シリンダレンズ４３ｂ＋両凹シリンダレンズ４３ｃ）及びコンデンサレンズ系（コンデンサレンズ４３ｄ＋コンデンサレンズ４３ｅ）から構成されている。
【００７２】
図９に戻り、側方用の集光レンズ４８は、測定対象細胞又はこの細胞中の核の側方散乱光と側方蛍光をダイクロイックミラー４９に集光する。このダイクロイックミラー４９は、側方散乱光を散乱光検出器であるフォトマルチプライヤ５０へ反射させ、側方蛍光を蛍光検出器であるフォトマルチプライヤ５１の方へ透過させる。これらの光は、測定試料中の細胞や核の特徴を反映したものとなっている。
【００７３】
そして、フォトダイオード４７及び各フォトマルチプライヤ５０、５１は、受光した光信号を電気信号に変換して、それぞれ、前方散乱光信号（ＦＳＣ）、側方散乱光信号（ＳＳＣ）及び側方蛍光信号（ＳＦＬ）を出力する。これらの出力信号は図示しないプリアンプにより増幅され、測定装置２の信号処理部７（図２参照）に送られる。
【００７４】
測定装置２の信号処理部７で処理された各信号ＦＳＣ、ＳＳＣ、ＳＦＬは、それぞれ、マイクロプロセッサ１１によってＩ／Ｏインタフェース９からデータ処理装置４に送信される。
【００７５】
データ処理装置４のＣＰＵ３４は、前記操作プログラム４１を実行することにより、各信号ＦＳＣ、ＳＳＣ、ＳＦＬから細胞や核を分析するためのスキャッタグラムを作成し、このスキャッタグラムに基づいて、測定試料中の細胞が異常であるか否か、具体的には癌化した細胞であるか否かを判定する。
【００７６】
なお、フローサイトメータ１０の光源としては、半導体レーザ４４の代わりにガスレーザを用いることもできるが、低コスト、小型、且つ低消費電力である点より半導体レーザ４４を採用するのが好ましく、かかる半導体レーザ４４の採用によって製品コストを低減させるとともに、装置の小型化及び省電力化を図ることができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、ビームを狭く絞ることに有利な波長の短い青色半導体レーザを用いている。青色半導体レーザは、ＰＩ等の蛍光励起波長に対しても有効である。なお、半導体レーザのうち、低コスト且つ長寿命であり、メーカーからの供給が安定している赤色半導体レーザを用いてもよい。
【００７８】
ところで、子宮頸部の上皮細胞の大きさは平均で約６０μｍであり、また核の大きさは５〜７μｍである。この細胞が癌化すると細胞分裂の頻度が異常に多くなり、核は１０〜１５μｍの大きさとなる。これにより、Ｎ／Ｃ比（核の大きさ／細胞の大きさ）が正常な細胞に比べて大きくなる。
【００７９】
従って、細胞と核の大きさを検出することによって、細胞が癌化したか否かの判断指標とすることができる。
そこで、本実施の形態では、フローセル４５を流れる測定試料からの散乱光をフォトダイオード４７で検出するとともに、フローセル４５を流れる測定試料からの蛍光をフォトマルチプライヤ５１で検出する。
【００８０】
測定装置２の信号処理部７（図２参照）は、フォトダイオード４７から出力された散乱光信号から、測定対象細胞の大きさを反映した値である散乱光信号のパルス幅を取得するとともに、フォトマルチプライヤ５１から出力された蛍光信号から、測定対象細胞の核の大きさを反映した値である蛍光信号のパルス幅を取得する。
【００８１】
そして、前記信号処理部７で得た測定対象細胞の大きさを反映した値と、測定対象細胞の核の大きさを反映した値に基づいて、当該測定対象細胞が異常であるか否かを、分析部を構成するデータ処理装置４のＣＰＵ３４が判定するようになっている。
具体的には、データ処理装置４のＣＰＵ３４は、測定対象細胞のピーク、核径、面積の値が所定の閾値より大きい場合に、測定対象細胞が異常であると判定する。
【００８２】
〔調製デバイス部の流体回路〕
図１１は、調製デバイス部１８の検体セット部１５０、細胞分散部２５、検体ピペット部２６、検体定量部２７、試薬定量部２８、超音波振動部１００、液体除去部１２０、反応部２４の流体回路図であり、図１２は、調製デバイス部１８の弁別・置換部２９の流体回路図である。
【００８３】
検体セット部１５０は、生体容器５３を載置可能なラック１５１をセットするラックセット領域を備えており、ラック１５１にセットされた生体容器５３内の生体試料と保存液との混合液を後述する第１ピペット２６Ａで吸引可能な位置まで搬送する機能を有している。
【００８４】
細胞分散部２５は、分散容器内の生体試料と保存液との混合液を攪拌する攪拌棒２５Ａと、これを回転駆動する駆動部２５Ｂとを備えており、駆動部２５Ｂは、ＤＣモーターからなり、攪拌棒２５Ａを分散容器内に挿入して回転させる。これにより、後述する第１ピペット２６Ａによって分散容器内に排出された混合液が攪拌され、生体試料に含まれる細胞を分散させることができる。
【００８５】
検体ピペット部２６は、第１ピペット２６Ａと第２ピペット２６Ｂとを備えている。第１ピペット２６Ａは、生体容器５３内の生体試料と保存液との混合液を吸引し、細胞分散部２５の分散容器に混合液を排出する。また、第１ピペット２６Ａは、分散処理後に分散済の混合液を吸引し、弁別・置換部２９の置換容器５７（図１２参照）まで移動し、混合液を置換容器５７内に排出する。置換容器５７に排出された混合液は弁別・置換され、弁別・置換された測定対象細胞を含む液体試料から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料が調製される。その後、第１ピペット２６Ａは、置換容器５７から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を吸引し、容器載置部１３０（図４参照）に配置された測定試料容器５４まで移動し、測定試料容器５４内に液体試料を排出する。第２ピペット２６Ｂは、試薬定量部２８から供給される染色液等の試薬を測定試料容器５４に排出する。
【００８６】
検体定量部２７は、定量シリンダ２７Ａと、このシリンダ２７Ａに挿通された定量ピストンを上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部２７Ｂとを備えている。定量シリンダ２７Ａは、方向切替バルブＶ１を介して第１ピペット２６Ａと管路で繋がっている。
【００８７】
弁別・置換部２９は、図１２に示されるように、上方開口状の置換容器５７と、この置換容器５７内で上下方向に移動可能なピストン５８と、このピストン５８を置換容器５７内で上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部５９とを備えている。
【００８８】
置換容器５７は、切替バルブＶ４、Ｖ５を介して洗浄液ユニット９０と管路で繋がっており、洗浄液ユニット９０から切替バルブＶ４、Ｖ５を介して置換容器５７に洗浄液が供給される。また、切替バルブＶ６を介して希釈液ユニット５５と管路で繋がっており、希釈液ユニット５５から切替バルブＶ６を介して置換容器５７に希釈液が供給される。
【００８９】
ピストン５８は、測定対象細胞（上皮細胞）は通過させず、且つ、それより小径の細胞（赤血球、白血球等）は通過させるフィルタ６０を下部に備えた中空筒体よりなっている。このピストン５８は、切替バルブＶ８を介して陽圧源７１に管路で繋がっている。このため、切替バルブＶ８を開放することでピストン５８の内部に陽圧を供給することができる。また、ピストン５８は、切替バルブＶ９を介してピストン５８の内部空間と外部とが接続されており、切替バルブＶ９を開放することで、ピストン５８の内部空間を大気開放することができる。
【００９０】
さらに、ピストン５８は、切替バルブＶ１０、Ｖ１２を介して濾液の廃棄部６１に管路で繋がっている。このため、ピストン５８の内部から吸引された濾液は、切替バルブＶ１０、Ｖ１２を通じて外部に廃棄される。
【００９１】
また、ピストン５８は、切替バルブＶ７を介して洗浄液ユニット９０と管路で繋がっており、洗浄液ユニット９０から供給された洗浄液は、ピストン５８及び置換容器５７を洗浄するのに用いられる。そして、ピストン５８及び置換容器５７内を洗浄した洗浄液は、切替バルブＶ１１、Ｖ１３を介して廃棄部６１に排出される。
【００９２】
図１１に戻り、試薬定量部２８は、一対の定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂと、この各シリンダ２８Ａ、２８Ｂにそれぞれ挿通された定量ピストンを上下動させる、ステッピングモーターからなる駆動部２８Ｃを備えている。各定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂは、それぞれ供給切替バルブＶ２、Ｖ３を介して第２ピペット２６Ｂと管路で繋がっており、各定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂで定量された試薬は、供給切替バルブＶ２、Ｖ３を介して第２ピペット２６Ｂに供給され、測定試料容器５４内に排出される。
【００９３】
これにより、反応部２４の測定試料容器５４に収容されている測定対象細胞の濃度を高めた液体試料に対して、試薬定量部２８が定量した複数種類の所定分量の試薬を混合できるようになっている。
【００９４】
本実施の形態では、試薬定量部２８の各定量シリンダ２８Ａ、２８Ｂで定量される試薬は２種類ある。このうち、一方の定量シリンダ２８Ａで計量して生体試料に加える試薬は、ＰＩ染色を行うための染料液であり、他方の定量シリンダ２８Ｂで計量して生体試料に加える試薬は、細胞にＲＮＡ処理を行うためのＲＮａｓｅである。ＰＩ染色は、色素を含んでいる蛍光染色液であるヨウ化プロピジウム（ＰＩ）により行われる。ＰＩ染色では核に選択的に染色が施されるため、核からの蛍光が検出可能となる。また、ＲＮＡ処理とは、細胞中のＲＮＡを溶かすための処理である。染料液は、上皮細胞のＲＮＡとＤＮＡの両方を染色してしまうので、前記のＲＮＡ処理を行うことでＲＮＡが溶け染料液によって染まらなくなるので、細胞核のＤＮＡを正確に測定することが可能となる。
【００９５】
反応部２４は、円形の回転テーブル２４Ａと、これを回転駆動する駆動部２４Ｂとを備えている。駆動部２４Ｂはステッピングモーターからなる。回転テーブル２４Ａの外周縁部には、弁別・置換部２９で調製された、測定対象細胞の濃度を高めた液体試料を収容する測定試料容器５４をセット可能な保持部が設けられている。
【００９６】
なお、図１１及び図１２で示される各部の駆動部や切替弁（電磁弁）Ｖ１〜Ｖ１３に対する動作制御は、前記調製制御部１６（マイクロプロセッサ１９）からの制御指令に基づいて行われる。
【００９７】
〔弁別・置換部の構成〕
本実施の形態における弁別・置換部２９の構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態における図１２の弁別・置換部２９における置換容器５７の底部付近の断面説明図である。
図１３に示されるように、本実施の形態の弁別・置換部２９は、置換容器５７と、前記置換容器５７内で上下方向に移動可能な円筒体からなるピストン５８と、円筒体からなるピストン５８の下端面に配設された、測定対象細胞を選別するためのフィルタ６０と、測定対象細胞を含む液体の液面を検知する液面検知センサ８２と、を備えている。
【００９８】
置換容器５７は、分析対象となる分析物（測定対象細胞）を収容可能な収容室６８と、この収容室に連通して配設された濃縮試料収容室８０とを備えている。収容室６８には、液体試料中に含まれる測定対象細胞を、収容室６８から濃縮試料収容室８０へ移動させる回転子７２(回転部材)が収容されている。この回転子７２は磁力で回転するように構成されており、収容室６８の底部下方に、回転子７２に磁力を与えるための磁石６９と、この磁石６９を回転させるための駆動モータ７０とを備えている。
【００９９】
回転子７２は、円柱体形状を呈しており、三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）等で作製される。回転子７２の周面には、中心に向かう穴７３が形成されており、この穴７３に丸棒状の磁石７５が収納される。
【０１００】
ピストン５８は、その底部に保持具６５を介してフィルタ６０が配設されている。ピストン５８は、前記フィルタ６０に液体を通過させることにより、測定対象細胞を主に含む第１液体と、測定対象細胞よりも小径の細胞を主に含む第２液体とに液体を分離する液体分離部として機能している。
【０１０１】
本実施の形態では、測定対象細胞として子宮頸部の上皮細胞を想定しており、この上皮細胞の大きさは概ね２０〜８０μｍ（平均は６０μｍ程度）である。また、かかる測定対象細胞より小さい細胞である赤血球の大きさは、概ね７〜１０μｍであり、同じく測定対象細胞より小さい細胞である白血球の大きさは、概ね８〜１５μｍである。更に、細菌等の夾雑物の大きさは、概ね１〜数μｍ程度である。
【０１０２】
そこで、本実施の形態におけるフィルタ６０は、置換容器５７内の液体に圧力がかかった状態でも上皮細胞が前記フィルタ６０の通孔を通過してピストン５８内に移動しないように、２０μｍより小さい８〜２０μｍの径の通孔を有する金属製のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法）で作製されている。かかる金属製のＣＶＤフィルタは、その他の樹脂製のフィルタや、金属製であってもメッシュ製のものに比べて通孔の変形が少なく、開口率を高められるという利点がある。
【０１０３】
また、フィルタ６０の孔径を８〜２０μｍに設定したのは、８μｍ未満であれば、細胞や夾雑物が通孔に早期に詰まる現象が多く見られ、２０μｍを超えると、置換容器５７内の液体に圧力がかかっている状態では上皮細胞が通孔を通過してしまうことが多くなるからである。なお、フィルタ６０の孔径は、１５μｍ前後がより好ましい。
【０１０４】
液面検知センサ８２は、置換容器５７の下部に、当該置換容器５７内の第１液体の液面を検知するために配設されている。液面検知センサ８２は、静電容量タイプのものであり、その先端部が、置換容器５７の内面から２〜３ｍｍ程度内方に突出している。そして、突出した部分の先端にピン状のセンサ部８２ａが設けられている。
【０１０５】
液面検知センサ８２は、測定対象細胞を含む第１液体の液面が前記フィルタ６０のほぼ下面の位置に達したことを検知するために用いられる。
本実施の形態では、フィルタ６０の下面よりも上方約２．０ｍｍの位置にセンサ部８２ａを配設し、前記表面張力の影響及び第２液体の吸引速度をも考慮して、センサ部８２ａからの検知信号を受信していから所定時間経過後に、ピストン５８内の第２液体の吸引を停止するようにしている。また、ピン状のセンサ部８２ａを斜め上方に配置することにより、液切れを良くして液面検知の精度を上げることができる。このとき、配置する角度としては、水平面に対して、概ね５〜９０度の範囲である。
【０１０６】
本実施の形態では、置換容器５７の底部に、収容室６８と、該収容室６８の周縁部に連通して配設された濃縮試料収容室８０が配設されている。この濃縮試料収容室８０は、収容室６８に収容されている回転子７２の回転により移動させた測定対象細胞を収集する役割を果たしている。後述する弁別操作によって測定対象細胞の一部がフィルタ６０の下面に付着するが、この付着した測定対象細胞は、回転子７２の回転によりフィルタ６０の下面から引き剥がされ、更に、回転子７２の回転に伴って発生する遠心力により、収容室６８の周縁部に連通して配設された濃縮試料収容室８０に収集される。
【０１０７】
ここで、本実施形態における、生体試料と保存液との混合液を弁別し、弁別した測定対象細胞を含む液体試料から測定対象細胞の濃度を高めた液体試料が調製されるまでについて、図１４の模式図を用いて詳細に説明する。
まず図１４（ａ）に示すように、フィルタ６０が、置換容器５７内の生体試料と保存液との混合液の液面上方から、その液中に向かって下方に移動するように、ピストン５８を下降させる。
【０１０８】
すると、図１４（ｂ）に示すように、測定対象細胞（Ｃ１）を含む液体（第１液体）が、置換容器５７内のフィルタ６０の下方に残り、測定対象細胞より小径の細胞（Ｃ２）を含む液体（第２液体）が、フィルタ６０の上方（ピストン５８の内部）に残る。
その後、図１４（ｃ）に示すように、ピストン５８の内部に残っている第２液体を外部に排出させる。このとき、ピストン５８の内部に陰圧をかけて第２液体を吸引するため、第１液体中に含まれる測定対象細胞（Ｃ１）の一部は、フィルタ６０の下方に付着する。
【０１０９】
そして、図１４（ｄ）に示すように、回転子７２を回転させることにより、フィルタ６０の下方に付着している測定対象細胞が引き剥がされるとともに、第１液体中に含まれる測定対象細胞が濃縮試料収容室に収容される。この濃縮試料収容室に収容された測定対象細胞を含む液体を取得することにより、測定対象細胞の濃度が高い測定試料を得ることができる。
【０１１０】
なお、図１３に示されるように、濃縮試料収容室８０は、その底部に、下方に向かって断面積が徐々に減少するテーパ部８３が形成されている。濃縮試料収容室８０に収容された液体試料は、液体取得部である前記第１ピペット２６Ａにより吸引されるが、その際、第１ピペット２６Ａの先端は前記テーパ部８３の先端近傍まで下降し、この先端近傍から液体試料を吸引するように構成されている。これにより、濃縮試料収容室８０内の液体試料をできるだけ多く吸引して無駄なく利用することが可能となる。
【０１１１】
〔処理動作〕
つぎに前述した細胞分析装置１の処理動作について説明する。
図１５及び図１６は、細胞分析装置１の各制御部８、１６、３１が行う処理を示すフローチャートである。
なお、図１５では、データ処理装置４の制御部（処理本体）３１が行う処理フローを右列に示し、測定装置２の制御部８が行う処理フローを左列に示している。また、図１６では、試料調製装置３の制御部１６が行う処理フローを一列に示しているが、この処理フローは、図示のＡ、Ｂ及びＣ点において図１５の処理フローと繋がっている。以下、この図１５及び図１６を参照しつつ、細胞分析装置１が行う処理内容を説明する。
【０１１２】
まず、最初に、データ処理装置４の制御部３１は、前記表示部３２にメニュー画面を表示させる（ステップＳ１）。その後、このメニュー画面に従った測定開始指示を入力部３３から受け付けると（ステップＳ２）、データ処理装置４の制御部３１は、測定開始信号を測定装置２に送信する（ステップＳ３）。
測定装置２の制御部８は、前記測定開始信号を受信すると（ステップＳ４）、調製開始信号を試料調製装置３に送信する（ステップＳ５及びＡ点）。
【０１１３】
試料調製装置３の調製制御部１６は、初期化処理において、液体収容部１０１の凹部１０４に液体供給源１０６Ａより液体１０３を供給し、ついで、図１６に示されるように、前記調製開始信号を受信すると（ステップＳ６）、測定試料の調製に用いられる試薬（染色液、ＲＮａｓｅ）を装置内の流路に吸引するとともに、生体容器５３内に収容された生体試料とメタノール主成分の保存液との混合液を細胞分散部２５の分散容器内に送る。ついで、混合液中の細胞を細胞分散部２５で分散させる（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９）。
【０１１４】
その後、試料調製装置３の調製制御部１６は、分散済みの混合液を分散容器から所定量だけ吸引させて、弁別・置換部２９の置換容器５７に送り、その弁別・置換部２９に、生体試料と保存液との混合液に対する弁別・置換処理を行わせる（ステップＳ１０）。
【０１１５】
〔弁別・置換処理の内容〕
図１７〜１８は、前記弁別・置換処理（ステップＳ１０）を示すフローチャートである。
図１７に示されるように、まず、試料調製装置３の調製制御部１６は、検体ピペット部２６を細胞分散部２５に移動させ（ステップＴ１）、第１ピペット２６Ａに分散済みの混合液を分散容器から所定量だけ吸引させる（ステップＴ２）。
【０１１６】
ついで、調製制御部１６は、検体ピペット部２６を置換容器５７に移動させ（ステップＴ３）、第１ピペット２６Ａに、吸引した混合液を当該置換容器５７内に排出させる（ステップＴ４）。
ついで、置換容器５７内に希釈液ユニット５５からバルブＶ６を通して希釈液（置換液）が投入される（ステップＴ５）。
【０１１７】
ついで、ピストン５８が駆動部５９によって所定のろ過高さまで下方に移動され（ステップＴ６）、置換容器５７内の混合液が当該ピストン５８内に吸引されてろ過される（ステップＴ７）。この吸引ろ過時には、リリーフバルブが接続されているバルブＶ１０及びＶ１２が用いられる。このとき、リリーフバルブは-５ｋｐａに設定されている。これにより、吸引ろ過時には、ピストン５８の下端部に配設されているフィルタ６０に約-３ｋｐａの圧力がかかる。このような弱い陰圧で液体を吸引ろ過することにより、測定対象細胞がフィルタ６０を通過して廃棄部６１に排出することなくろ過を行うことができる。
【０１１８】
ついで、ピストン５８が駆動部５９によってさらに下方に移動され（ステップＴ８）、前記ステップＴ７と同様にして置換容器５７内の混合液が当該ピストン５８内に吸引されてろ過される（ステップＴ９）。
【０１１９】
このようなピストン５８の移動及び混合液の吸引ろ過が、所定回数繰り返されて、当該ピストン５８が所定の最下死点に移動すると（ステップＴ１０）、前記ステップＴ７と同様にして置換容器５７内のサンプルが当該ピストン５８内に吸引ろ過され（ステップＴ１１）、収容容器５７内に配置された静電容量タイプの液面検知センサ８２のセンサ部８２ａが液面を検知すると（ステップＴ１２）、所定時間経過後に吸引が停止される（ステップＴ１３）。このとき、置換容器５７の底部に配設された収容室６８及び濃縮試料収容室８０内に、測定対象細胞を含む液体試料が満たされた状態となっている。
【０１２０】
ついで、フィルタ６０の通孔に詰まっている、又は、フィルタ６０の下面に付着している細胞（分析対象物）を取り除いて、置換容器５７（収容室６８及び濃縮試料収容室８０）内に戻すために、ピストン５８内に陽圧を付与する（ステップＴ１４）。
【０１２１】
ここで、試料調製装置３の調製制御部１６は、ピストン５８の最下死点への移動が２回目か否かを判定する（ステップＴ１５）。
試料調製装置３の調製制御部１６は、ピストン５８の最下死点への移動が２回目でない場合には、置換スピッツへ希釈液の投入（ステップＴ５）から再度ろ過を繰り返し、２回目である場合には、ステップＴ１６に進む。
【０１２２】
ステップＴ１６では、駆動モータ７０により磁石６９を回転させることで回転子７２を回転させ、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞を取り除くと共に、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞を濃縮試料収容室８０の方に移動させて、濃縮試料収容室８０内に測定対象細胞を収容する（ステップＴ１６）。
【０１２３】
この弁別・置換処理により、測定対象細胞（上皮細胞）を主に含み測定対象細胞以外の細胞の数が低減された液体（濃縮液）を取得することができる。また、前記弁別・置換処理により、生体容器５３から置換容器５７に供給された液体（生体試料と保存液との混合液）における保存液中のメタノールの濃度を、当該保存液の大部分を希釈液と置換することで薄めることができる。そのため、後述のＤＮＡ染色処理において、保存液の影響を低減させ、良好に測定対象細胞のＤＮＡを染色することができる。
【０１２４】
また、この弁別・置換処理においては、細胞の弁別処理を行いながら、保存液と希釈液の置換処理を行うことができるので、これら２つの処理を別々に行う場合に比べて短時間で弁別処理と置換処理とを行うことができる。
【０１２５】
また、この弁別・置換処理においては、回転子７２を回転させることにより、フィルタ６０の下面に付着している測定対象細胞（上皮細胞）を剪断力で剥離してフィルタ６０の下方の第１液体に浮遊させるとともに、フィルタ６０の上方からフィルタ６０の通孔に圧力を付与することにより、フィルタ６０の通孔に詰まっている測定対象細胞（上皮細胞）を除去してフィルタ６０の下方の第１液体に浮遊させることができる。そのため、フィルタに付着した測定対象細胞（上皮細胞）をロスすることなく効率的に回収することができる。
【０１２６】
さらに、本実施の形態では、収容室６８の周縁部に濃縮試料収容室８０を連通して配設しているので、前記スターラー７２の回転により、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞は、濃縮試料収容室８０に収集される。これにより、収容室６８内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度が低くなり、濃縮試料収容室８０内の液体試料中に含まれる測定対象細胞の濃度が高くなる。したがって、かかる濃縮試料収容室８０から液体試料を取得することにより、測定対象細胞の濃度を高めた測定試料を取得することができる。なお、この収集過程において、測定対象細胞の一部が濃縮されることにより互いに凝集することがあるが、かかる凝集した測定対象細胞は、後述する超音波振動付与操作によって分離される。
【０１２７】
〔測定試料の調製〕
図１６に戻り、試料調製装置３の調製制御部１６は、検体ピペット部２６を置換容器５７に移動させ、第１ピペット２６Ａに濃縮試料収容室８０から濃縮液を吸引し、さらに検体ピペット部２６を容器載置部１３０へ移動させ、容器移送部１１０によって予め反応部２４から当該容器載置部１３０に移送されている測定試料容器５４に前記濃縮液を供給する（ステップＳ１１）。
【０１２８】
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、超音波振動部１００に凝集細胞の分離処理を行わせる（ステップＳ１２）。
〔凝集細胞の分離処理の内容〕
図１９は、前記凝集細胞の分離処理（ステップＳ１２）を示すフローチャートである。
図１９に示されるように、まず、試料調製装置３の調製制御部１６は、容器移送部１１０によって前記測定試料容器５４を容器載置部１３０から超音波振動部１００における所定の位置（図５に示される位置）まで移動させ、その一部（下部）を液体収容部１０１内の液体（水溶液）中に漬ける（ステップＳ１２１）。
【０１２９】
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、流路切替バルブ１６２を切り替えて液体供給源１０６Ａと液体収容部１０１の凹部１０４とを連通させてから、所定量（液面が図５のｄを超える量）の液体１０３を当該液体供給源１０６Ａから液体収容部１０１の凹部１０４内に追加供給する（ステップＳ１２２）。
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、吸引源１０７Ａを駆動させて所定時間だけ液体収容部１０１の凹部１０４から液体１０３を吸引し、当該液体１０３の深さｄ（測定試料容器５４を漬けた状態での液体の深さ）になるように調整する（ステップＳ１２３）。こうすることで、超音波振動を効果的に発生させることができる。
【０１３０】
ついで、容器移送部１１０によって液体中に漬けられた状態で保持された測定試料容器５４内の濃縮液に対し、超音波振動子１０２により超音波振動が付与され、当該濃縮液中で凝集している測定対象細胞が分離される（ステップＳ１２４）。
【０１３１】
本実施の形態では、この超音波処理において、超音波振動部１００は、分析対象物である上皮細胞に対して分析に影響するダメージを与えない所定の出力及び時間で超音波振動を付与するように制御されている。
凝集細胞の分散効果を上げるためには、超音波振動の出力を上げる、及び／又は、超音波振動を付与する時間を長くすればよいが、測定試料容器５４内の濃縮液に対し超音波振動を付与すると、濃縮液に含まれる凝集細胞が分散される一方において液体の振動に起因して濃縮液の温度が上昇する。
【０１３２】
表１は、ポリプロピレンからなる測定試料容器（キュベット）５４と、ポリエチレンからなる測定試料容器５４とについて、超音波振動の出力を１４Ｗ、１６Ｗ及び１８Ｗと設定した場合における測定試料容器５４の液温の上昇値を調べた結果を示している。超音波振動を付与する時間は５秒又は１０秒とした。測定試料容器５４内には、測定試料として約５３０μＬの水を収容し、液温は熱電対で測定した。また、測定時の室温は２４．１〜２５．０℃であった。実験は各条件について３回行い、その平均値を求めた。
【０１３３】
【表１】
【０１３４】
表１より、超音波振動の出力が高くなるほど、また超音波の付与時間が長くなるほど測定試料容器５４内の液温の温度上昇が大きくなることがわかる。また、測定試料容器５４の材質の違いにより測定試料容器５４内液温の上昇温度に違いがあり、ポリプロピレンとポリエチレンとでは、ポリプロピレンの方がポリエチレンよりも温度上昇が大きいことがわかる。例えば、超音波振動の出力が１８Ｗで付与時間が１０秒の条件で比較すると、ポリプロピレンの方がポリエチレンよりも約１℃測定試料容器５４内の液温が高くなった。これは、ポリプロピレンの方がポリエチレンよりも測定試料容器５４内の液体に超音波が伝わりやすく、その結果、測定試料容器５４内の液温が高くなると考えられる。したがって、凝集細胞を効果的に分散させるという観点からは測定試料容器５４内の材質としてポリプロピレンの方がポリエチレンよりも好ましいと考えられる。また、測定試料容器５４の材質がポリプロピレンのとき、超音波の付与時間が１０秒以内であれば、超音波出力１４〜１６Ｗにおいてキュベット内液温の温度はおよそ３１℃（温度上昇はおよそ５〜６℃）に抑えることができることがわかる。
【０１３５】
図１６に戻り、試料調製装置３の調製制御部１６は、容器移送部１１０によって前記測定試料容器５４を超音波振動部１００から液体除去部１２０に移動させ、当該液体除去部１２０において測定試料容器５４の外周面に付着している水分を空気の吹き付け及び吸引排出により除去する（ステップＳ１３）。
【０１３６】
ついで、試料調製装置３の調製制御部１６は、容器移送部１１０によって前記測定試料容器５４を液体除去部１２０から反応部２４に移動させる。そして、装置内に貯留されていた染色液とＲＮａｓｅとを、試薬定量部２８から第２ピペット２６Ｂに送り、この第２ピペット２６Ｂは、送られてきた染色液とＲＮａｓｅとを測定試料容器５４に供給し（ステップＳ１４）、この測定試料容器５４内においてＲＮＡ処理とＤＮＡ染色を行わせて測定試料を作製する（ステップＳ１５）。
前記処理が終わると、得られた測定試料は第１ピペット２６Ａを介して、検体定量部２７で定量され、定量後に測定装置２の検出部６に供給される（ステップＳ１６及びＢ点）。
【０１３７】
なお、試料調製装置３の調製制御部１６は、測定装置２からのシャットダウン信号を受信したか否かを常時判定しており（ステップＳ１７及びＣ点）、その信号を受信していない場合には、調製開始信号の受信如何を判定するステップＳ６に戻り、その信号を受信した場合には、シャットダウンを実行して試料調製処理を終了する（ステップＳ１８）。シャットダウン処理において、試料調製装置３の調製制御部１６は、流路切替バルブ１６２を切り替えて液体収容部１０１の凹部１０４とチャンバ１０８とを連通させた後に、吸引源１０７Ａを駆動させて当該凹部１０４から液体１０３を全て排出させる。
【０１３８】
〔測定装置による測定とそのデータ分析〕
図１５に戻り、測定装置２の制御部８は、調製開始信号を送信したあと、試料調製装置３から測定試料の供給があるか否かを常時判定している（ステップＳ１９）。
そこで、試料調製装置３から測定試料が送液されると（Ｂ点）、測定装置２の制御部８は、その測定試料を測定部１４のフローセル４５に送り、測定試料の細胞に対する前記測定を行い（ステップＳ２０）、その測定データをデータ処理装置４に送信する（ステップＳ２１）。
【０１３９】
一方、データ処理装置４の制御部３１は、測定開始信号を送信したあと、測定装置２から測定データを受信したか否かを常時判定している（ステップＳ２２）。
測定装置２から前記測定データを受信すると、データ処理装置４の制御部３１は、その測定データを用いて細胞や核を分析し、測定試料中の細胞が癌化しているか否か等を判定する（ステップＳ２３）。
【０１４０】
また、データ処理装置４の制御部３１は、前記分析結果を表示部３２に表示させ（ステップＳ２４）、ユーザ入力によるシャットダウン指示があるか否かを判定する（ステップＳ２５）。
前記シャットダウン指示がある場合には、データ処理装置４の制御部３１は、測定装置２にシャットダウン信号を送信する（ステップＳ２６）。
【０１４１】
測定装置２の制御部８は、データ処理装置４からの前記シャットダウン信号を受信したか否かを常時判定しており（ステップＳ２７）、その信号を受信していない場合には、測定開始信号の受信如何を判定するステップＳ４に戻り、その信号を受信した場合には、試料調製装置３に前記シャットダウン信号を転送するとともに（ステップＳ２８）、シャットダウンを実行して測定処理を終了する（ステップＳ２９）。
【０１４２】
本発明では、超音波振動部１００において、弁別・置換部２９で濃縮された測定試料に超音波振動を付与して当該測定試料中の凝集した測定対象細胞を分離している。これにより、測定精度を向上させることができる。
表２は、超音波振動部による超音波処理を行わなかった場合（コントロール）、測定試料容器にポリプロピレンを用いて超音波処理を行った場合（実施例１）、及び測定試料容器にステンレスを用いて超音波処理を行った場合（比較例１）における、凝集上皮細胞率＜凝集上皮細胞率＝凝集上皮細胞数／（単一上皮細胞数＋凝集上皮細胞数）＞を表したものである。ここでは、液体収容部に収容されている液体として水を用いている。
【０１４３】
実施例１より、測定試料容器としてポリプロピレンを用いた場合、コントロールと比較して凝集上皮細胞の凝集の程度が１／６に減少していることがわかる。また、比較例１より、測定試料容器としてステンレスを用いた場合、超音波処理を施しても、測定対象細胞の凝集の程度はコントロールとほとんど変わらないことがわかる。
【０１４４】
【表２】
【０１４５】
前述したように、測定試料容器の材質としては、ポリプロピレン以外にポリエチレンなど他の合成樹脂を用いることができる。表３は、測定試料容器の材質としてポリプロピレンを用い、超音波振動部による超音波処理を行わなかった場合、測定試料容器の材質としてポリプロピレンを用いて超音波処理を行った場合（超音波振動の出力：１５Ｗ、超音波振動付与時間：５秒）、測定試料容器の材質としてポリエチレンを用いて超音波処理を行った場合（超音波振動の出力：１５Ｗ、超音波振動付与時間：５秒）における、凝集上皮細胞率＜凝集上皮細胞率＝凝集上皮細胞数／（単一上皮細胞数＋凝集上皮細胞数）＞を示している。ここでは、液体収容部に収容されている液体として水を用いている。
【０１４６】
【表３】
【０１４７】
表３より、測定試料容器の材質としてポリエチレンを用いた場合、測定試料容器の材質としてポリプロピレンを用いた場合と同様に、超音波処理を施すことで、測定対象細胞の凝集の程度を減少させ得ることがわかる。また、超音波振動の条件が同一である場合、ポリエチレンよりもポリプロピレンの方が、細胞を分散させる効果が高いことが推認される。
【０１４８】
〔その他の変形例〕
なお、以上開示された実施の形態は、本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、前記実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲の構成と均等なすべての変更が含まれる。
【０１４９】
例えば、前記実施の形態では、測定試料を収容した測定試料容器を容器移送部によって超音波振動部に移送し、超音波振動による凝集細胞の分離処理を行った測定試料容器を同じく容器移送部によって液体除去部に移送することで超音波処理の自動化を図っているが、ピペット等の試料移送手段（試料移送部）を用いて、超音波振動部に配設されている容器中に測定試料を移送し、超音波振動による凝集細胞の分離処理を行った測定試料を同じくピペット等の試料移送手段を用いて検体セット部に配置されている別の容器中に移送することもできる。この場合は、前記実施の形態に比べて測定試料のロスが多くなるが、容器移送部や液体除去部を省略することができ、装置の構成を簡素化することができる。
【０１５０】
また、前記実施の形態では、容器移送部によって測定試料を収容した測定試料容器を容器載置部から超音波振動部へ移送しているが、これに限らず、例えば、ピペット等の試料移送手段によって超音波振動部に配設されている測定試料容器内に測定試料を移送してもよく、また、ユーザーによって測定試料を収容した測定試料容器を超音波振動部に移送してもよい。
【０１５１】
また、前記実施の形態では、子宮頸部の上皮細胞を測定対象細胞としているが、口腔細胞、膀胱や咽頭など他の上皮細胞、さらには臓器の上皮細胞についても、癌化判定を行うことができる。
【０１５２】
また、前記実施の形態では、試料調製装置３で調製された測定試料をフローサイトメータで測定しているが、試料調製装置３で調製された測定試料をスライドガラスに塗抹して塗抹標本を作製する塗抹標本作製装置と、作製された塗抹標本を撮像して撮像画像中の上皮細胞を分析する細胞画像処理装置とを設けてもよい。スライドガラスには、測定対象細胞である上皮細胞の濃度が高められ且つ赤血球や白血球などの細胞の数が低減された測定試料が塗抹されるため、上皮細胞の分析を精度良く行うことができる。
【０１５３】
また、前記実施の形態では、測定装置と試料調製装置は別体となっているが、測定装置と試料調製装置を一体とすることもできる。図１９は、測定装置と試料調製装置を一体としたときの測定装置２００の内部構成を示すブロック図である。なお、前記実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図１９に示されるように、この測定装置２００は、反応部２４、細胞分散部２５、検体ピペット部２６、検体定量部２７、試薬定量部２８、弁別・置換部２９、超音波分散部１００、容器移送部１１０、液体除去部１２０、検体セット部１５０、検出部６、信号処理部７、制御部１４０、及びＩ／Ｏインターフェース１６０を備えている。
測定装置２００の制御部１５０は、前記実施の形態に係る図２の測定制御部８と図３の調製制御部１６との両方の機能を有している。また、制御部１５０は、Ｉ／Ｏインターフェース１６０を介して、データ処理装置４と繋がっており、制御部１５０が処理したデータや、制御部１５０の処理で必要なデータをデータ処理装置４との間で送受信することができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１ 細胞分析装置
２ 測定装置
３ 試料調製装置
４ データ処理装置
６ 検出部
１６ 調製制御部
１８ 調製デバイス部
２４ 反応部
２５ 細胞分散部
２６ 検体ピペット部
２７ 検体定量部
２８ 試薬定量部
２９ 弁別・置換部
３１ 処理本体
３２ 表示部
５３ 生体容器
５４ 測定試料容器
５７ 置換容器
５８ ピストン
５９ 駆動部
６０ フィルタ
６８ 収容室
６９ 磁石
７０ 駆動モータ
７２ 回転子
７５ 磁石
８０ 濃縮試料収容室
８２ 液面検知センサ
１００ 超音波振動部
１０１ 液体収容部
１０２ 超音波振動子
１０３ 液体
１０４ 凹部
１０６ 供給孔
１０７ 排出孔
１１０ 容器移送部
１１１ 把持部
１１２ 溝
１２０ 液体除去部
１２１ 本体部
１２２ 給気口
１２３ 吸気部
１２４ 収容凹部
１２９ 給気口
１３０ 容器載置部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送する容器移送部と
を備えたことを特徴とする試料調製装置。
【請求項２】
前記超音波振動部は、液体を収容する液体収容部と、超音波振動を発生する超音波振動子とを備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記液体収容部に収容された液体に漬けた状態で保持可能であり、且つ、
前記超音波振動子は、前記液体を介して前記測定試料容器に収容された試料に超音波振動を付与する請求項１に記載の試料調製装置。
【請求項３】
前記液体収容部に収容された液体の液面の高さを調整する液面調整部をさらに備えている請求項２に記載の試料調製装置。
【請求項４】
前記液面調整部は、前記液体収容部に液体を供給する液体供給部と、当該液体収容部から液体を排出する液体排出部とを備えている請求項３に記載の試料調製装置。
【請求項５】
前記液体排出部は前記液体収容部の周壁に形成された排出孔からなり、この排出孔は、前記液体の液面が当該液体に付与される超音波振動の波長に基づき定められる所定の高さにくる位置に形成されている請求項４に記載の試料調製装置。
【請求項６】
前記測定試料容器は、当該測定試料容器内の試料の液面が、液体収容部内の液体の液面よりも下方に位置するように当該液体に漬けられる請求項２〜５のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項７】
前記測定試料容器は、液体収容部に収容される液体の音響インピーダンスとほぼ同じ音響インピーダンスを有する材料で作製されている請求項２〜６のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項８】
前記液体が水であり、且つ、前記測定試料容器が合成樹脂で作製されている請求項７に記載の試料調製装置。
【請求項９】
前記測定試料容器がポリプロピレンで作製されている請求項８に記載の試料調製装置。
【請求項１０】
前記測定試料容器の内面の算術平均粗さが１〜３０μｍの範囲である請求項１〜９のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１１】
前記液体収容部が円筒体形状を呈しており、前記超音波振動子が円柱体形状を呈しており、且つ、液体収容部の内径が超音波振動子の径よりも大きい請求項１〜１０のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１２】
前記超音波振動部は、分析対象物に対して分析に影響するダメージを与えない所定の出力および時間で超音波振動を付与する請求項１〜１１のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１３】
前記超音波振動子の振動数が２０〜７５Ｈｚの範囲である請求項２〜１２のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１４】
前記測定試料容器に付着した液体を除去する液体除去部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を超音波振動部から前記液体除去部へ移送し、当該液体除去部から前記試料調製部へ移送する請求項１〜１３のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１５】
前記液体除去部は、前記測定試料容器のうち少なくとも液体に漬けられた部分を収容可能な収容凹部を有する本体部と、前記収容凹部に収容された測定試料容器の外周面に気体を供給する給気部と、供給された気体を吸引する吸気部とを備えている請求項１４に記載の試料調製装置。
【請求項１６】
前記給気部は、収容凹部の内周面において周方向に複数形成された給気口を有する請求項１５に記載の試料調製装置。
【請求項１７】
前記測定試料容器を載置する容器載置部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送する請求項１〜１６のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１８】
前記測定試料容器に前記試料を分注する試料分注部をさらに備えている請求項１〜１７のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１９】
前記試料分注部は、前記容器載置部に載置された測定試料容器に試料を分注し、
前記容器移送部は、前記試料を収容した測定試料容器を、前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送する請求項１８に記載の試料調製装置。
【請求項２０】
前記超音波振動部、前記試料調製部、及び前記容器載置部は同一円周上に配置されている請求項１７〜１９のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項２１】
測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
前記超音波振動部に配置された測定試料容器内の試料を超音波振動部から試料調製部へ移送する試料移送部と
を備えたことを特徴とする試料調製装置。
【請求項１】
測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
試料が収容された測定試料容器を超音波振動部から試料調製部へ移送する容器移送部と
を備えたことを特徴とする試料調製装置。
【請求項２】
前記超音波振動部は、液体を収容する液体収容部と、超音波振動を発生する超音波振動子とを備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記液体収容部に収容された液体に漬けた状態で保持可能であり、且つ、
前記超音波振動子は、前記液体を介して前記測定試料容器に収容された試料に超音波振動を付与する請求項１に記載の試料調製装置。
【請求項３】
前記液体収容部に収容された液体の液面の高さを調整する液面調整部をさらに備えている請求項２に記載の試料調製装置。
【請求項４】
前記液面調整部は、前記液体収容部に液体を供給する液体供給部と、当該液体収容部から液体を排出する液体排出部とを備えている請求項３に記載の試料調製装置。
【請求項５】
前記液体排出部は前記液体収容部の周壁に形成された排出孔からなり、この排出孔は、前記液体の液面が当該液体に付与される超音波振動の波長に基づき定められる所定の高さにくる位置に形成されている請求項４に記載の試料調製装置。
【請求項６】
前記測定試料容器は、当該測定試料容器内の試料の液面が、液体収容部内の液体の液面よりも下方に位置するように当該液体に漬けられる請求項２〜５のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項７】
前記測定試料容器は、液体収容部に収容される液体の音響インピーダンスとほぼ同じ音響インピーダンスを有する材料で作製されている請求項２〜６のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項８】
前記液体が水であり、且つ、前記測定試料容器が合成樹脂で作製されている請求項７に記載の試料調製装置。
【請求項９】
前記測定試料容器がポリプロピレンで作製されている請求項８に記載の試料調製装置。
【請求項１０】
前記測定試料容器の内面の算術平均粗さが１〜３０μｍの範囲である請求項１〜９のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１１】
前記液体収容部が円筒体形状を呈しており、前記超音波振動子が円柱体形状を呈しており、且つ、液体収容部の内径が超音波振動子の径よりも大きい請求項１〜１０のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１２】
前記超音波振動部は、分析対象物に対して分析に影響するダメージを与えない所定の出力および時間で超音波振動を付与する請求項１〜１１のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１３】
前記超音波振動子の振動数が２０〜７５Ｈｚの範囲である請求項２〜１２のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１４】
前記測定試料容器に付着した液体を除去する液体除去部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を超音波振動部から前記液体除去部へ移送し、当該液体除去部から前記試料調製部へ移送する請求項１〜１３のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１５】
前記液体除去部は、前記測定試料容器のうち少なくとも液体に漬けられた部分を収容可能な収容凹部を有する本体部と、前記収容凹部に収容された測定試料容器の外周面に気体を供給する給気部と、供給された気体を吸引する吸気部とを備えている請求項１４に記載の試料調製装置。
【請求項１６】
前記給気部は、収容凹部の内周面において周方向に複数形成された給気口を有する請求項１５に記載の試料調製装置。
【請求項１７】
前記測定試料容器を載置する容器載置部をさらに備えており、
前記容器移送部は、前記測定試料容器を前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送する請求項１〜１６のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１８】
前記測定試料容器に前記試料を分注する試料分注部をさらに備えている請求項１〜１７のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項１９】
前記試料分注部は、前記容器載置部に載置された測定試料容器に試料を分注し、
前記容器移送部は、前記試料を収容した測定試料容器を、前記容器載置部から前記超音波振動部へ移送する請求項１８に記載の試料調製装置。
【請求項２０】
前記超音波振動部、前記試料調製部、及び前記容器載置部は同一円周上に配置されている請求項１７〜１９のいずれかに記載の試料調製装置。
【請求項２１】
測定試料容器内に収容された分析対象物を含む試料に超音波振動を付与する超音波振動部と、
超音波振動が付与された試料と所定の試薬とから測定試料を調製する試料調製部と、
前記超音波振動部に配置された測定試料容器内の試料を超音波振動部から試料調製部へ移送する試料移送部と
を備えたことを特徴とする試料調製装置。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１６９８８６（Ｐ２０１１−１６９８８６Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３６９３（Ｐ２０１０−２４３６９３）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（３９００１４９６０）シスメックス株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（３９００１４９６０）シスメックス株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]