试样溶液分析方法和试样溶液分析装置的制作方法

专利名称：试样溶液分析方法和试样溶液分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过毛细管现象使试样溶液展开于试验片的展开层以对试样溶 液中的分析对象物进行分析的试样溶液分析方法和利用该试样溶液分析方法的试样溶液 分析装置。
背景技术：
近年来，随着家庭医疗和医院、诊疗所等地区医疗的充实、以及早期诊断和紧急性 高的临床检验的增加等，越来越迫切地希望开发出即使不是临床检验的专家、也能简便且 迅速地进行高精度测定的分析装置，无需烦琐的操作、能在短时间内进行可靠性高的测定 的POCT (床边检验(Point OfCare Testing))用的分析装置正受到关注。POCT是指通常由 执业医师、专科医师在诊疗室、病房和面向外来患者的诊疗所等“患者的身边”进行的检验 的总称，是一种检查结果即时由医师加以判断、实施迅速的处置、进行治疗的过程及预后的 监测这样的对诊疗质量的提高大有裨益而受到关注的方法。上述POCT与在医院等的中央 检查室的检查相比，能降低标本的运输及设备所带来的成本、不需要的检查所引起的费用， 并能削减总体上的检查费用。POCT市场已在推进医院经营合理化的美国急剧地扩大，推测 从以日本为首的世界范围内看能成为成长性市场。作为免疫传感器，以色谱试验片为代表的干式分析元件由于不需要进行试剂的调 整，只需通过将作为测定对象的血液、尿等试样溶液滴在分析元件上等简单的操作，就能对 被检查溶液的分析对象物进行分析，对简便且迅速地分析非常有用，因此在如今作为POCT 的代表被广泛实用化。此外，在市场上、除了任意时间、任意地点、任何人都能测定之外，还 要求更快的测定时间及更高的精度，也提出了专门用于光学读取上述分析元件的分析装 置。以下，对测定现有的免疫色谱试验片的方法进行说明。以往，当对包含细胞成分的 试样溶液进行分析时，采用预先除去细胞成分的结构、或在色谱试验片上设置细胞成分的 分离材料的结构。然而，在这种方法中，存在为了预先除去细胞成分而需要时间的问题、或 是若考虑到被细胞成分分离材料吸收的试样则无法实现试样溶液的微量化这样的问题。因 此，如日本专利特许第3655283号公报和日本专利特许第3813150号公报所公开的那样，想 到将细胞成分收缩、展开的方法。图10(a)和图10(b)是现有的免疫色谱试验片的分解立体图和立体图，图11(a) 和图11(b)分别是免疫色谱试验片的剖视图，图11(a)是表示在导入血液之后的缝隙部的 红细胞图像的图，图11(b)是表示在导入血浆之后的缝隙部的血浆与标记试剂的混合状态 的图像的图。利用抗原抗体反应的免疫色谱试验片(以下仅称为试验片)100由如下部件等构 成缝隙部8，该缝隙部8设于试验片100的长轴方向的一侧，由具有空气孔10且保持有能 被试样溶液50溶出的细胞收缩试剂9的透明的空间形成材料7形成；展开层2，该展开层 2被设成从试验片100的长轴方向的中央部向另一侧延伸、通过毛细管现象将试样溶液50展开；展开层支承体1，该展开层支承体1设于试验片100的整个长轴方向范围内；标记试剂保持部3，该标记试剂保持部3含有与在展开层2的上游区域流动而来的试样溶液50中 所包含的分析对象物进行特异性结合的物质(例如金胶体标记试剂)；试剂固定化部4，该 试剂固定化部4将与上述标记试剂结合的分析对象物固定化；吸水部19，该吸水部19最终 将试样溶液50吸收；透明的液体不透过性片材5，该液体不透过性片材5覆盖展开层2。另 夕卜，图10、图11的符号6是导入试样溶液的试样导入部，由缝隙部8前端的开口构成。通 过测定被试样固定化部4固定化的标记试剂的量，从而求出试样溶液50的分析对象物的浓 度。在此，如图10 (b)、图11 (a)所示，试验片100以保持水平的姿势向试样导入部6导 入试样溶液，以进行反应和展开。即，若将作为试样溶液50 —例的血液导入试样导入部6，则试样溶液50在缝隙部 8与细胞收缩试剂9反应。然后，将展开层2浸透，在标记试剂保持部3溶出金胶体标记试 齐U。接着，通过溶出标记试剂，一边使金胶体标记抗体与试样溶液中的分析对象物(抗原) 发生结合反应一边进一步将展开层2浸透，到达试剂固定化部4。然后，金胶体标记抗体和 抗原的复合体与固定于展开层2的抗体结合。经过这些过程，通过目视或采用光学检测装 置检测在试剂固定化部4出现的金胶体的显色，从而能确定试样溶液50中的分析对象物的 存在或浓度。在上述试验片100中，通过使细胞收缩试剂9保持于由空间形成材料7形成 的缝隙部8，并使作为血液中的细胞成分的红细胞收缩成比展开层2的孔小，从而能良好地 进行全血朝向展开层2的展开。发明的公开发明所要解决的技术问题然而，在图10、图11所示的现有的试样溶液分析方法中，存在以下技术问题根据 血液等试样溶液50的粘度(例如与血液粘度具有正相关关系的血细胞比容值等)的不同， 在以水平姿势支承的试验片100中，试样溶液50在展开层2内前进的展开速度产生很大的 差异(不均勻)，与粘度小的血液相比，粘度大的血液的展开速度极慢。其结果是，不仅展开 时间、分析时间增长，即使在以标准粘度的试样溶液50为基准的展开时间上加上一定程度 的多余时间来作为分析时间，在粘度极大的血液的情况下，全部的试样溶液50仍可能无法 到达试剂固定化部4。此外，由于在分析时间内通过试剂固定化部4的分析对象物的量在展 开速度快时多、在展开速度慢时少，因此流动越多灵敏度越高、流动越少灵敏度越低。也就 是说，在测定灵敏度上产生差异，从而招致分析精度和可靠性的变差。此外，在上述现有的试样溶液分析方法中，如图11(a)所示，被缝隙部8吸引的展 开层2侧的血液充分进行与细胞收缩试剂9的反应(这个部位的红细胞11’)，但试样导入 部6侧的血液与细胞收缩试剂9的反应不充分(这个部位的红细胞11)，血液与试剂的反应 状态会发生不均勻。因此，存在未与细胞收缩试剂9充分反应的血液被朝向展开层2展开， 从而使分析精度变差的问题。此外，如图11(b)所示，当试样溶液50为血浆时，虽没有红细胞的影响，但存在溶 出至被缝隙部8吸引的血浆中的标记试剂的浓度在展开层2侧浓、在试样导入部6侧稀的 问题。也就是说，存在血浆与标记试剂的反应发生不均勻，未与标记试剂充分反应的血浆被 朝向展开层2展开的问题。
本发明为解决上述现有技术问题发明而成，其目的在于提供一种不仅能缩短分析 时间，还能将试样溶液的粘度的差异所引起的精度的恶化抑制在最小限度的试样溶液分析 方法和试样溶液分析装置。此外，其目的在于提供一种即使是微量的试样溶液，通过确保试 样溶液与细胞收缩试剂等试剂充分反应的时间来使试样溶液与试剂均勻地反应，从而能高 精度地测定的试样溶液分析方法和试样溶液分析装置。解决技术问题所采用的技术方案 为解决上述现有的技术问题，本发明的试样溶液分析方法从设于试验片一侧的试 样导入部导入试样溶液，通过毛细管现象使上述试样溶液在以下游区域延伸的形态设于试 验片的另一侧的展开层中展开，从而对试样溶液中的分析对象物进行分析，其特征在于，在 展开时，配置成使试验片的展开层下游区域朝向下方的展开用姿势。按照上述方法，由于在展开时配置成试验片的展开层下游区域朝向下方的展开用 姿势，因此与即使在展开时也将试验片以水平姿势配置的情况相比，通过重力使试样溶液 的展开速度增大，从而能缩短展开时间和分析时间。而且，由于通过重力对试样溶液施加沿 朝展开层的下游区域移动的方向的力，因此与将试验片以水平姿势保持的情况相比，在展 开时不易受到试样溶液的粘度的影响，即使是粘度不同的试样溶液，展开速度的差别也很 小。其结果是，当在以标准粘度的试样溶液为基准的展开时间上加上一定程度的时间作为 分析时间来进行测定时，不管粘度如何，都有几乎等量的试样溶液到达试剂固定化部等展 开层的规定部位。因此，由于在分析时间内通过试剂固定化部的分析对象物的量中不会产 生差异，因此能提高分析精度和可靠性。此外，本发明的试样溶液分析方法具有如下特征在导入试样溶液时，将试验片配 置成适合于将试样溶液导入试样导入部的导入用姿势，在此后的展开时使其移动成试验片 的展开层下游区域朝向下方的展开用姿势。按照上述方法，在导入试样溶液时，能以易于将试样溶液导入试样导入部的导入 用姿势导入试样，从而提升使用者的便利性。此外，本发明的试样溶液分析方法在试验片的一侧配设有试剂，在导入的试样溶 液中混入上述试剂，使混入有试剂的试样溶液在展开层中展开，从而对试样溶液中的分析 对象物进行分析，其特征在于，在将试样溶液导入试样导入部时或在导入试样导入部之后， 将试验片配置成试验片一侧位于试验片的另一侧下方的反应用姿势，此后使试验片移动成 试验片的另一侧位于试验片一侧下方的展开用姿势。另外，试剂是指细胞收缩试剂、标记试 剂等任意的试剂。按照上述方法，在将试样溶液导入试样导入部时或在导入试样导入部之后，将试 验片配置成试验片的一侧(设有试样导入部、试剂的一侧)位于试验片的另一侧下方。因 此，此时由于能将试样溶液良好地停留于试验片的一侧，并能确保使试剂与试样溶液充分 地反应的时间，因此能进行均勻的反应。此外，本发明的试样溶液分析方法具有如下特征在将试样溶液导入试验片之后， 反复进行调整为反应用姿势的动作和调整为展开用姿势的动作。这样，通过反复进行调整为反应用姿势的动作和调整为展开用姿势的动作，与维 持水平姿势使试剂与试样溶液进行反应的情况相比，由于试剂与试样溶液受到更为良好地 搅拌，因此能使其进一步良好地进行反应。
此外，本发明的试样溶液分析方法具有如下特征自由改变地配置试验片的姿势， 检测试样溶液在展开层中的到达位置，基于上述到达位置来设定试验片的姿势和姿势维持 时间中的至少一个。按照上述方法，通过根据试样溶液在展开层中的到达位置来设定此后的试验片的 姿势或姿势维持时间，能使其展开成更难受到粘度的影响，从而能提高分析精度和可靠性。此外，本发明的试样溶液分析方法具有如下特征试样溶液是血液。此外，本发明的试样溶液分析装置在试验片的一侧设有导入试样溶液的试样导入 部，在试验片的另一侧设有展开层以使展开层的下游区域延伸，通过毛细管现象使试样溶 液在展开层中展开来对试样溶液中的分析对象物进行分析，其特征在于，包括试验片保持 单元，该试验片保持单元保持试验片；移动驱动单元，该移动驱动单元使试验片在适合于将 试样溶液导入试样导入部的导入用姿势与使试验片的另一侧位于试验片一侧下方的展开 用姿势之间移动。根据上述结构，由于通过驱动移动驱动单元能良好地使试验片移动成导入用姿势 或展开用姿势，在展开时配置成使试验片的展开层下游区域朝向下方的展开用姿势，因此 在展开时能不易受到试样溶液的粘度的影响，藉此能提高分析精度和可靠性。此外，本发明的试样溶液分析装置具有如下特征在试验片的一侧设有与试样溶 液混合的试剂，通过移动驱动单元使试验片移动成试验片的一侧位于试验片另一侧下方的 反应用姿势、或试验片的另一侧位于试验片一侧下方的展开用姿势。根据上述结构，通过驱动移动驱动单元，能良好地使试验片移动成反应用姿势或 展开用姿势，当将试样溶液导入试样导入部时，通过以反应用姿势配置试验片，能确保使试 剂与试样溶液充分地反应的时间，从而能使其均勻地反应。此外，本发明的试样溶液分析装置具有如下特征包括检测单元，该检测单元检测 试样溶液在试验片的展开层中的到达位置，根据这种结构，由于能一边检测试样溶液在展 开层中的到达位置一边进行分析，因此能提高分析精度和可靠性。此外，本发明的试样溶液分析装置具有如下特征包括控制部，该控制部基于试样 溶液在展开层中的到达位置来控制试验片的姿势和姿势维持时间，根据这种结构，能控制 成使试样溶液在展开层中良好地展开，从而能提高分析精度和可靠性。此外，本发明的试样溶液分析装置具有如下特征移动驱动单元将试验片在沿其 检测用平面的面内旋转，若将检测单元配置成其检测范围对沿检测用平面的面进行检测， 则无论试验片的姿势改变成何种姿势，均能通过一台检测单元良好地检测试验片的展开位 置。此外，本发明的试样溶液分析装置具有如下特征试样溶液是血液。发明效果根据本发明的试样溶液分析方法和试样溶液分析装置，由于在展开时配置成试验 片的展开层下游区域朝向下方的展开用姿势，因此能使试样溶液在将其粘度的影响抑制得 较低的同时展开，从而能提高分析精度和可靠性。此外，根据本发明的试样溶液分析方法和试样溶液分析装置，在将试样溶液导入 试 样导入部时或在导入试样导入部之后，通过以使试验片的一侧位于试验片的另一侧下方 的反应用姿势配置试验片，由于能确保试样溶液与试剂充分地反应的时间，因此能使试样溶液与试剂均勻地反应，即使是微量的试样溶液，也能高精度地测定。


图1(a)是本发明实施方式1的试样溶液分析方法所采用的试验片的俯视图，图 1(b)是本发明实施方式3的试样溶液分析方法所采用的试验片的俯视图。图2 (a)和图2 (b)是简略地表示本发明实施方式1的试样溶液分析装置的一例的 俯视图和侧视 图。图3(a) 图3(c)是简略地表示本发明实施方式1的试样溶液分析方法的侧视 图，图3(a)是上述试样溶液分析方法的试样溶液导入时的状态，图3(b)和图3(c)分别是 上述试样溶液分析方法的展开时的状态。 图4 (a)、图4 (b)分别是表示在导入上述实施方式1的试样溶液并经过一定时间之 后的试验片的状态的侧剖图，图4(a)是在导入试样溶液之后继续以水平姿势静置时的状 态以作为比较例，图4(b)是在导入本发明实施方式的试样溶液之后以展开层的下游区域 位于下侧的展开姿势静置时的状态。图5 (a)和图5 (b)分别是简略地表示本发明实施方式2的试样溶液分析方法的导 入试样溶液时的状态的侧视图，图5(c)是简略地表示上述试样溶液分析方法的导入试样 溶液之后、展开之前的状态的侧视图，图5(d)是简略地表示上述试样溶液分析方法的试样 溶液展开时的状态的侧视图。图6是将在上述实施方式2的试样溶液分析方法的缝隙部中的作为细胞成分的红 细胞的举动图像化后的图，其中，图6(a)是刚导入试样溶液后的状态，图6(b)是在导入试 样溶液之后经过短暂时间后的状态，图6(c)是试样溶液展开时的状态。图7 (a) 图7 (c)分别是简略地表示本发明实施方式2的试样溶液分析装置的结 构的图，图7(a)是试样溶液分析装置的立体图，图7(b)是刚导入血液后的试样溶液分析装 置的侧视图，图7(c)是使试验片的倾斜角度变化后的试样溶液分析装置的侧视图。图8是表示本发明实施方式2的试验片的血液到达位置的主视图。图9是将在本实施方式3的试验片的缝隙部的作为试样溶液的血浆与标记试剂的 混合状态图像化后的图，其中，图9(a)是刚导入血浆后的血浆与标记试剂的混合状态，图 9(b)是在导入血浆之后经过短暂时间后的混合状态，图9(c)是展开时的状态。图10(a)和图10(b)是现有的免疫色谱试验片的分解立体图和立体图。图11 (a)和图11 (b)分别是免疫色谱试验片的剖视图，图11 (a)是在导入血液之 后的缝隙部的红细胞的图像，图11(b)是在导入血浆之后的缝隙部的血浆与标记试剂的混 合状态的图像。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明实施方式的试样溶液分析方法及试样溶液分析装置进行 详细的说明。(实施方式1) 图1 (a)、图1 (b)是本发明实施方式1的试样溶液分析方法所采用的试验片的俯视 图。本发明实施方式的试样溶液分析方法所采用的试验片100是具有与图10(a)、图10(b)中所说明的免疫色谱试验片100相同的结构和功能的试验片。另外，对相同功能的构成要 素标注相同的符号。如图1 (a)、图1 (b)所示，试验片100由如下部件等构成缝隙部8，该缝隙部8设 于上述试验片100的长轴方向的一侧，由具有空气孔10且保持有能被试样溶液溶出的试剂 9的透明的空间形成材料7形成；展开层2，该展开层2被设成从试验片100的长轴方向的 中央部向另一侧延伸、通过毛细管现象将试样溶液展开；展开层支承体1，该展开层支承体 1设于试验片100的整个长轴方向范围内；标记试剂保持部3，该标记试剂保持部3含有与 在展开层2的上游区域流动而来的试样溶液中所包含的分析对象物进行特异性反应的标 记试剂；试剂固定化部4，该试剂固定化部 4将和与上述标记试剂结合的分析对象物的复合 体发生特异性反应的试剂固定化；吸水部19，该吸水部19最终将试样溶液吸收；透明的液 体不透过性片材5，该液体不透过性片材5覆盖展开层2以防止作为试样溶液的血液等的干 燥、有助于均勻地展开。详细而言，在试验片100的一侧设有由缝隙部8前端的开口部分构 成的试样导入部6，并且在上述缝隙部8的部位保持有细胞收缩试剂9，在试验片100的另 一侧设有展开层2以使展开层2的下游区域延伸。此外，若使试样溶液导入试验片100，则 试样溶液中的分析对象物与标记试剂、固定化试剂反应而在试剂固定化部4出现标记试剂 的显色。通过用后述的图像传感器23拍摄上述显色来求出试剂固定化部4的显色度，可以 检测分析对象物的浓度。接着，对本发明实施方式1的试样溶液分析装置进行说明。图2(a)和图2(b)是 简略地表示本发明实施方式1的试样溶液分析装置的一例的俯视图和侧视图。如图2(a)、图2(b)所示，试样溶液分析装置120包括作为试验片保持单元的支 架21，该支架21保持试验片100 ；作为移动驱动单元的电动机22，该电动机22自由旋转地 支承支架21 ；作为检测单元的图像传感器23，该图像传感器23对试验片100进行监测(拍 摄)；以及未图示的控制部，该控制部基于图像传感器23的拍摄画面等来控制电动机22。 另外，在上述试样溶液分析装置120中，试验片100在长轴方向的中央部以沿试验片100的 宽度方向的轴X为中心被自由旋转地支承，但不限定于此。以下，参照图3(a) 图3(c)对采用这种试样溶液分析装置120的本发明的试样 溶液分析方法进行说明。在此，图3(a) 图3(c)是简略地表示本发明实施方式1的试样 溶液分析方法的侧视图，图3(a)简略地表示上述试样溶液分析方法的试样溶液导入时的 状态，图3(b)和图3(c)分别简略地表示上述试样溶液分析方法的展开时的状态。另外，以 下所述的试样溶液分析方法较为理想的是采用上述试样溶液分析装置120，但不限定于采 用这种试样溶液分析装置120，也可以采用后述图7(a) 图7(c)所示的试样溶液分析装 置130等其他结构的试样溶液分析装置。此外，以下说明中的角度是以将试验片100水平 配置时为基准(0° )，相对于该基准线，以试验片100的长轴方向的中央部为中心向左旋转 的角度记作+，向右旋转的角度记作_。如图3(a)所示，首先，通过支架21使试验片100保持水平静止的姿势(导入用姿 势)，将试样溶液50导入上述试验片100的试样导入部6，并保持水平姿势静置规定时间 (例如60秒)以使试样溶液50良好地遍布试验片100的缝隙部8。另外，作为将试样溶液 50导入试验片100的试样导入部6时的导入用姿势，不限定于水平静止的姿势，只要是容 易进行导入试样溶液50的作业、不会带来阻碍的姿势，无论是何种姿势都可以。此后，如图3(b)所示，通过支架21将试验片100倾斜+90°，以调整为上述展开层2的下游区域位于下方、设有试样导入部6的空间形成材料7朝向上方的展开用姿势，从而使试样溶液在展开 层2中展开。在以上述展开用姿势静置例如240秒之后，用图像传感器23测定试验片100 上的反应程度。此外，在展开用姿势时，在展开层2中除了通过毛细管现象进行展开之外，还对试 样溶液50施加在朝展开层2的下游区域移动的方向上的重力。因此，与将试验片100继续 以水平姿势配置的情况相比，通过重力使试样溶液50的展开速度增大，从而能缩短展开时 间和分析时间。而且，不仅能缩短分析时间，由于通过重力对试样溶液50施加在朝展开层2 的下游区域移动的方向上的力，因此与在展开时也将试验片100继续以水平姿势保持的情 况相比，在展开时，其展开速度不易受到试样溶液50的粘度的影响，即使是粘度不同的试 样溶液50，展开速度的差别也很小。其结果是，当在标准粘度的试样溶液50所需要的展开 时间(例如200秒)上加上稍短的充裕时间(例如40秒)以作为分析时间进行测定时，即 使是粘度极大的血液，也能有几乎等量的试样溶液到达试剂固定化部4等展开层2的规定 部位。因此，由于在分析时间内通过试剂固定化部4的分析对象物的量中不会产生差异，因 此能提高分析精度和可靠性。例如，当采用血液作为试样溶液50来分析规定物质时，与血液的粘度具有正相关 关系的血细胞比容值与例如标准的40%左右的血细胞比容值相比，当在展开时也将试验片 100继续以水平姿势配置的情况下，粘度低的血液(例如血细胞比容值为大约20%)的展 开距离为1.3倍，而粘度高的血液(例如血细胞比容值为大约60%)的展开距离为0.7倍。 因此，通过试剂固定化部4的规定物质的量也不同。因此，通过上述试验片100测定规定物 质浓度时，相对于标准的血细胞比容值40%的血液而言，当血细胞比容值为大约20%时， 距真值的乖离率为大约+60%，当血细胞比容值为大约60%时，乖离率为大约-60%，有很 大差异。与此相对的是，当在展开时将试验片100以如上所述使展开层2的下游区域位于 下方的形态倾斜+90°的情况下，由于血细胞比容值为大约20%的血液与血细胞比容值为 大约60%的血液的展开距离的差变小，因此距真值的乖离率几乎减少了一半，不易受到试 样溶液50的粘度的影响。S卩、当在展开时将试验片100继续以水平姿势保持的情况下，即使将展开所需的 时间取得很长，在粘度大的试样溶液50中，一部分的试样溶液50无法到达规定的位置(试 剂固定化部4)的可能性也很高，可能会使分析精度和可靠性降低，但根据本实施方式，能 将上述不良情况抑制在最小限度，从而能提高分析精度和可靠性。另外，更为理想的是，将展开时的试验片100的姿势(展开用姿势)如上所述倾斜 +90°，以使展开层2的下游区域位于下方。但不限定于此，如图3(c)所示，较为理想的是， 在+45 +135°间的任意角度都具有在展开时其展开速度不易受到试样溶液的粘度的影 响的效果。不过，在+30°以下、+150°以上的情况下，与几乎水平姿势的情况没有差别，因 此不甚理想。此外，在刚导入后的水平姿势(导入用姿势)下的静置时间、展开层2的下游 区域位于下方的展开用姿势的静置时间不限定于上述时间，只要根据试验片100的性质来 选择最适当的时间即可。 此外，根据本实施方式，除了上述作用效果之外，还具有以下优点。在此，图4 (a)、 图4(b)是表示导入上述实施方式的试样溶液50之后经过一定时间后的试验片100的状态的侧剖图。图4(a)表示导入试样溶液50之后继续以水平姿势静置时的状态以作为比较例 的侧剖图，图4(b)表示在导入试样溶液50之后以使展开层2的下游区域位于下方的展开 用姿势静置时的状态的侧剖图。如图4(a)所示，当将作为测定标本的试样溶液50导入以水平姿势保持的试验片 100的试样导入部6，此后仍继续维持水平姿势静置时，试样溶液50朝向展开层2的下游区 域展开。此时，在展开层2中，由于展开层的位于展开层背面的展开层支承体侧的摩擦小于 液体不透过性片材侧的摩擦，毛细管现象加剧，因此具有展开层支承体1侧的展开快、越靠 液体不透过性片材5侧展开越慢的趋势。因此，若不仅在导入时还在展开时使试验片100 处于水平姿势，则由于试样溶液在展开层2中在其厚度方向上不均勻地(在展开层2的厚 度方向上以下方侧快、上方侧慢的状态)展开，因此试剂固定化部4的反应不均勻，会有展 开位置的边界线不清晰、试剂固定化部的显色程度产生偏差的情况。因此，当用图像传感器 23对试验片100上的反应程度进行测定时，存在测定精度变差的趋势。然而，在本实施方式中，如上所述，由于通过处于展开用姿势(+45° +135° )的 状态，如图4 (b)所示，在毛细管现象所产生的力上也施加重力以作为展开时试样溶液50朝 展开方向展开的力，因此试样溶液50以不存在展开层支承体1侧与液体不透过性片材5侧 展开的速度差的状态朝向展开层1的下游区域展开。藉此，能缓和试样溶液50的展开层2 的厚度方向和宽度方向的展开不均，从而能使试样溶液50以近似均勻的状态朝向展开层2 的下游侧展开。因此，试样溶液50与标记试剂保持部3的标记试剂、试剂固定化部4的固 定化试剂在展开层2的厚度方向和宽度方向上没有分布不均而是均勻地进行反应，试剂固 定化部4的显色程度的偏差也在厚度方向和宽度方向上变得均勻。因此，当用图像传感器 23对试验片100上的反应程度进行测定时，由于能清楚地识别展开位置，因此能进行更高 精度的测定。(实施方式2)图5 (a)和图5 (b)分别是简略地表示本发明实施方式2的试样溶液分析方法的导 入试样溶液(血液)时的状态的侧视图，图5(c)是简略地表示上述试样溶液分析方法的导 入试样溶液之后、展开之前的状态的侧视图，图5(d)是简略地表示上述试样溶液分析方法 的试样溶液展开时的状态的侧视图。此外，图6(a) 图6(c)是将在上述试样溶液分析方 法的缝隙部中的作为细胞成分的红细胞的举动图像化后的图，图6(a)是简略地表示刚导 入试样溶液后的状态的图，图6(b)是简略地表示在导入试样溶液之后经过短暂时间后的 状态的图，图6 (c)是简略地表示试样溶液展开时的状态的图。在上述实施方式1的试样溶液分析方法中，阐述了针对试样溶液50在展开时的技 术问题的处理方法。然而，在将试样溶液导入试验片100之后也保持水平姿势的现有的试 样溶液分析方法中，当将试样溶液导入试验片100时，存在细胞收缩试剂9等试剂无法与试 样溶液50良好地混合、反应不充分的技术问题。以下所述的本发明的实施方式是也对上述 技术问题进行处理的实施方式。本实施方式2的试样溶液分析方法所采用的试验片100采用与图1 (a)、图1 (b)、 图10(a)、图10(b)中所说明的试验片相同的结构的试验片。S卩、试验片100由如下部件等 构成缝隙部8，该缝隙部8由具有空气孔10且保持有细胞收缩试剂9的透明的空间形成 材料7形成；展开层2，该展开层2对标记试剂、抗体进行保持、固定化；吸水部19，该吸水部19最终将试样溶液50吸收；展开层支承体1，该展开层支承体1用于支承展开层2、吸水部 19 ；透明的液体不透过性片材5，该液体不透过性片材5防止作为试样溶液50的血液的干 燥、有助于均勻地展开，在试验片100的缝隙部8的前端形成有导入试样溶液50的试样导 入部6。因此，在试验片100的一侧设有由缝隙部8前端的开口部分构成的试样导入部6， 并且在上述缝隙部8的部位保持有细胞收缩试剂9。此外，在试验片100的另一侧设有展开 层2以使展开层2的下游区域延伸。另外，形成于空间形成材料7的空气孔10在导入试样 溶液50时用于排出缝隙部8的空气，以使试样溶液50被流畅地吸引到缝隙部8。接着，参照图5 (a) 图5 (d)、图6 (a) 图6 (c)对本实施方式2的试样溶液分析 方法进行 说明。将作为试样溶液50的血液导入试验片100的缝隙部8前端的试样导入部6。此 时，试验片100只要以适合于将试样溶液50导入试样导入部6的导入用姿势配置即可。作 为导入用姿势的例子，也可以是如图5(a)所示使试验片100水平静止的姿势、或如图5(b) 所示使试验片100的试样导入部6朝上的姿势。在将血液导入试验片100的试样导入部6之后，如图5(c)所示，将试验片100 以-45° -135°的姿势待机，以使作为试验片100的一侧的试样导入部6侧位于比作为 试验片100的另一侧的展开层2的下游区域更靠下方。上述姿势是如后所述用于与细胞收 缩试剂9充分地进行反应的姿势，在后面称为反应用姿势。另外，此时的反应用姿势最为理 想的是角度为-90°，但不限定于此，上述角度在-45° -135°间的任意角度下没有任何 问题。像现有的试样溶液分析方法那样，在导入试样溶液50之后将试验片100沿水平方 向静置时，缝隙部8中的血液与细胞收缩试剂9的浓度会产生分布不均，使未与细胞收缩试 剂9充分反应的红细胞朝向展开层2展开。与此相对的是，若像本实施方式这样，使试验片 100以-45° -135°的反应用姿势待机，则如图6(a)所示，从试样导入部6导入的血液中 的红细胞11受重力朝向作为试验片100 —侧的试样导入部6侧(远离展开层2的方向) 移动，或是滞留于缝隙部8。这是由于虽然存在个体差异，但一般而言，人的血液中血浆成分 的比重为1. 025 1. 029，红细胞成分的比重为1. 095，通常红细胞成分的比重比血浆成分 的比重大。因此，能确保红细胞11停留于缝隙部8的时间，使血液中的红细胞11与细胞收 缩试剂9没有分布不均而是均勻地进行反应，红细胞11收缩成比由多孔质载体构成的展开 层2的孔小(图6(a)所示的红细胞11’的状态)。若以这种姿势将试验片100继续保持，则如图6(b)所示，血液的一部分(在图中 用12表示的部位)朝向展开层2展开，但若保持于缝隙部8的血液比缝隙部8的体积小， 则由于血液的液面50a的位置比展开层2的端部低，缝隙部8的血液不会与展开层2接触， 因此血液不会向展开层2展开。因此，在保持上述反应用姿势30秒(认为是已充分反应的 时间)之后，如图5(d)所示，将试验片100以+45° +135°的姿势(展开用姿势)保持， 以使作为试验片100的另一侧的展开层2的下游区域侧位于作为试验片100的一侧的试样 导入部6下方。另外，此时的展开用姿势最为理想的是角度为+90°，但不限定于此，上述角 度在+45° +135°间的任意角度下没有任何问题。藉此，如图6 (c)所示，由于通过重力使血液在展开层2的下游区域侧流动，因此血 液在缝隙部8中从试样导入部6朝向空气孔10侧移动而与展开层2接触。其结果是，红细胞11’充分收缩的血液(试样溶液50)朝向展开层2展开。此外，通过施加重力的效果，使 缝隙部8的血液没有残留。此外，血液中的分析对象物与标记试剂和固定化试剂反应，其结 果是，在试剂固定化部4出现标记试剂的显色。出现的标记试剂的显色根据来自图像传感 器23的信号来测定显色度，能良好且正确地检测分析对象物的存在或浓度。根据上述本实施方式的试样溶液分析方法，由于血液中的红细胞11在缝隙部8中 充分且均勻地与细胞收缩试剂9反应后朝向展开层2展开，因此能使血液不会在展开层2 堵塞而与标记试剂和标记抗体反应，而且，由于在缝隙部8中不残留有血液，因此即使是微 量的试样溶液50，也能高精度地测定。此外，在本实施方式中，也与上述第一实施方式一样， 通过在展开时调整为展开用姿势，在展开时使其展开速度不易受到试样溶液50的粘度的 影响，从而能提高分析精度和可靠性。在此，作为采用上述试样溶液分析方法的试样溶液分析装置，也可以采用图 7 (a) 图7 (c)所示的试样溶液分析装置130以代替图2 (a)、图2 (b)所示的试样溶液分析 装置120。接着，图7 (a) 图7 (c)是简略地表示本发明实施方式2的试样溶液分析装置130 的结构的图，图7(a)是试样溶液分析装置130的立体图，图7(b)是刚导入血液后的试样溶 液分析装置130的侧视图，图7(c)是使试验片的倾斜角度变化后的试样溶液分析装置130 的侧视图。另外，对与图2(a)、图2(b)所示的试样溶液分析装置120的构成要素相同的功 能的部件标注相同的符号。如图7(a) 图7(c)所示，试样溶液分析装置130由如下部件等构成作为试验 片保持单元的支架21，该支架21保持试验片100 ；作为移动驱动单元的电动机22，该电动 机22将支架21自由旋转地支承；图像传感器23，该图像传感器23对试验片100进行监测 (拍摄)；未图示的控制部，该控制部基于图像传感器23的拍摄画面等来控制电动机22 ；以 及筐体24，该筐体24内置有这些支架21、电动机22、图像传感器23、控制部。在上述试样 溶液分析装置130中，电动机22在筐体24的背面24a的内侧以其转轴22a处于水平的姿 势安装，安装于转轴22a的支架21、安装于上述支架21的试验片100配设成在能判别、检测 试验片100的展开层2的展开状态的平面(称为检测用平面)2a内(在本实施方式中是与 水平线正交的铅垂面内)旋转。另外，在筐体24的上表面部形成有长孔24b，以便试验片 100中位于上端的部位突出。此外，图像传感器23配设成与试验片100的展开层2的检测 用平面2a相对。当导入血液时，将电动机22的位置控制成使支架21处于图7(a)所示的姿势。被 检测者等将试样片100安设(安装)于上述支架21。藉此，如图7(a)所示，试验片100的 试样导入部6以朝筐体24的上表面部突出的姿势保持，在这种状态下，被检测者等将血液 导入试样导入部6。在试样溶液分析装置130中，在安设试验片100的同时，控制图像传感器23开始 进行试验片100的监测。若通过画面处理自动识别出在试验片100上导入有血液，则如图 7(b)所示，通过电动机22使试验片100旋转180°，以使试验片100的试样导入部6侧位 于比展开层2的下游区域更靠下方(反应用姿势)。另外，此时的旋转方向可以是任意方 向。而此时，进一步通过图像传感器23进行试验片100的监测，如图8所示检测在展开层 2中的血液的到达位置50b。
若试样溶液分析装置130的控制部确认血液到达位置50b距试验片100的设有试 样导入部6的一端部的距离已达到规定距离L以上，则如图7(c)所示，在任意时间后将试 验片100用电动机22旋转180°，以调整为试验片100的展开层2的下游区域侧位于试样 导入部6下方的展开用姿势。此外，在调整为展开用姿势的状态并从导入血液开始经过规 定时间(例如5分钟)之后，用图像传感器23拍摄试验片100的画面，测定试剂固定化部 4的显色度。藉此，检测血液中的分析对象物的浓度。根据本实施方式的试样溶液分析装置130，由于试验片100配设成在与其展开层2 的检测用平面2a相同的面内旋转，因此能始终用一个图像传感器23监测试验片100的表 面状态。而此时，由于也能将测定所需的图像传感器23用于检测使试验片100的倾斜角度 变化的时间点，因此不需要其他专用部件，从而具有降低制造成本、容易进行组装作业的优 点ο另外，也可以采用图2(a)、图2(b)所示的试样溶液分析装置120以代替上述试样 溶液分析装置130。此时，当导入血液时，既可以将试验片100以如图2(b)的实线所示的水 平姿势配置，也可以如图2 (b)的双点划线所示配置成使试验片100的试样导入部6位于上 方，较为理想的是采用易于导入血液的姿势。(实施方式3)接着，参照图1、图5、图9对采用血浆作为试样溶液时的试样溶液分析方法进行说 明。另外，当采用血浆作为试样溶液50时，由于试样溶液50不存在红细胞和白细胞，因此 如图1 (b)所示，图1 (a)所示的试验片100采用没有细胞收缩试剂9的试验片，其他结构均 相同。图9 (a) 图9 (c)是将本实施方式3的试验片100的缝隙部8的作为试样溶液50 的血浆与标记试剂的混合状态图像化的图，图9(a)是表示刚导入血浆后的血浆与标记试 剂的混合状态的图，图9(b)是简略地表示在导入血浆后经过短暂时间之后的混合状态的 图，图9(c)是简略地表示展开时的状态的图。首先，将血浆导入试验片100的缝隙部8前端的试样导入部6。此时，虽未图示，但 在导入血浆时与上述实施方式2的情况一样，只要配置成适合于将试样溶液50导入试样导 入部6的导入用姿势即可。作为导入用姿势的例子，也可以是如图5(a)所示使试验片100 水平静止的姿势、或如图5(b)所示使试验片100的试样导入部6朝上的姿势。此外，与图 5(c) —样，使试验片100以-45° -135°的反应用姿势待机，以使作为试验片100的一侧 的试样导入部6侧位于作为试验片100的另一侧的展开层2的下游区域下方。另外，此时 的反应用姿势最为理想的是角度为-90°，但不限定于此，上述角度在-45° -135°间的 任意角度下没有任何问题。此外，图9(a)表示-90°的状态。此时，像现有的试样溶液分析方法那样，在导入血浆后将试验片100沿水平方 向静置时，溶出至缝隙部8中的血浆内的标记试剂的浓度产生分布不均，未与标记试剂 充分反应的血浆朝向展开层2展开。与此相对的是，若像本实施方式这样，使试验片100 以-45° -135°的反应用姿势待机，则如图9(a)所示，血浆受重力朝向作为试验片100 一侧的试样导入部6侧(远离展开层2的方向)移动，或是滞留于缝隙部8。藉此，能确保 血浆停留于缝隙部8的时间，使血浆与标记试剂没有分布不均而是均勻地进行反应。若以这种姿势将试验片100继续保持，则如图9(b)所示，血浆的一部分朝向展开层2展开，但若保持于缝隙部8的血浆比缝隙部8的体积小，则由于血液的液面50a的位置 比展开层2的端部低，缝隙部8的血浆不会与展开层2接触，因此血浆不会向展开层2展开。 因此，在本实施方式中，在保持上述反应用姿势30秒(认为是已充分反应的时间)之后，如 图9(c)所示，将试验片100以+45° +135°的展开用姿势保持，以使作为试验片100的 另一侧的展开层2的下游区域侧位于作为试验片100的一侧的试样导入部6下方。藉此， 如图9(c)所示，由于通过重力使血浆在展开层2的下游区域侧流动，因此血浆在缝隙部8 中从试样导入部6朝向空气孔10侧移动而与展开层2接触。其结果是，与标记试剂充分反 应后的血浆朝向展开层2展开。此外，通过施加重力的效果，使缝隙部8的血浆没有残留。 此外，在血浆中的分析对象物与标记试剂反应之后，在试剂固定化部4被固定化。在试剂固 定化部4出现的标记试剂的显色根据来自图像传感器23的信号来测定显色度，能良好且正 确地检测分析对象物的存在或浓度。根据本实施方式的试样溶液分析方法，由于血浆在与标记试剂充分地且在缝隙部 8均勻地反应之后朝向展开层2展开，并且由于在缝隙部8中未残留有血浆，因此即使是微 量的试样溶液50，也能高精度地测定。此外，在本实施方式中，也与上述第一实施方式一样， 通过在展开时调整为展开用姿势，使展开速度不易受到试样溶液50的粘度的影响，从而能 提高分析精度和可靠性。另外，在本实施方式2、实施方式3中，阐述了在调整为试验片100的试样导入部6 侧位于下方的反应用姿势之后，调整为试验片100的展开层2的下游区域侧位于下方的展 开用姿势，在规定时间之后通过图像传感器23检测分析对象物的存在或浓度的情况。但是 不限定于此，也可以在将试样溶液50导入试验片100之后，反复进行调整为反应用姿势的 动作和调整为展开用姿势的动作。如上所述，通过反复进行调整为反应用姿势的动作和调整为展开用姿势的动作， 与以维持反应用姿势来使细胞收缩试剂9、标记试剂与试样溶液50反应的情况相比，具有 能使细胞收缩试剂9、标记试剂与试样溶液50更为良好地搅拌、混合，并能使它们更好地进 行反应的效果。另外，在本实施方式1 实施方式3中，对在成为反应用姿势时试样溶液不与展开 层2接触的情况进行了说明，但不限定于此，使展开层2伸入到试样导入部6来设置的情况 等始终使试样溶液50与展开层2的一部分接触的结构也能得到充分的效果。此外，反应用姿势的维持时间可以是任意的时间，较为理想的是选择在各形态下 最适合的时间。而且，使试验片100的姿势变更(使倾斜角度变化)的时间点也能在图6 (b)中所 说明的保持于缝隙部8的试样溶液50的液面位置进行检测，可以采用任意方法。而且，使试验片100的姿势变更(使倾斜角度变化)的移动驱动单元、移动驱动方 法可以采用任意的单元或方法，测定时间经过的方法也可以采用任意的方法。而且，对试验片100的监测采用图像传感器23的方法进行了说明，但可以采用任 意的方法。而且，当测定显色度时，对采用图像传感器23进行拍摄、画面处理的方法进 行了 说明，但可以采用任意的方法。而且，作为试样溶液50列举了血液为例，但除此之外，作为试样溶液50，还能采用细菌溶液等包含细胞的试样溶液、尿、血清、唾液等体液。此外，作为分析对象物，也能对这 些试样溶液所包含的蛋白质、激素、细菌、病毒等活体物质进行测定。具体而言，列举水质 检测、尿中的人绒毛膜促性腺激素、血液中的各种抗体及抗原、白蛋白、HbAlc、雌二醇、雌三 醇、黄体化激素等，还列举唾液中的口腔内细菌、病毒等。工业上的可利用性
本发明的试样溶液分析方法和试样溶液分析装置即使是微量的试样溶液也能高 精度地测定，特别适用于需要快速且简便地进行正确且高精度的分析对象物的测定的情 况。
权利要求
一种试样溶液分析方法，其从设于试验片一侧的试样导入部导入试样溶液，通过毛细管现象使所述试样溶液在以下游区域延伸的形态设于试验片的另一侧的展开层中展开，从而对试样溶液中的分析对象物进行分析，其特征在于，在展开时，配置成使试验片的展开层下游区域朝向下方的展开用姿势。
2.如权利要求1所述的试样溶液分析方法，其特征在于，在导入试样溶液时，将试验片 配置成适合于将试样溶液导入试样导入部的导入用姿势，在此后的展开时使其移动成试验 片的展开层下游区域朝向下方的展开用姿势。
3.如权利要求1所述的试样溶液分析方法，其在试验片的一侧配设有试剂，在导入的 试样溶液中混入所述试剂，使混入有试剂的试样溶液在展开层中展开，从而对试样溶液中 的分析对象物进行分析，其特征在于，在将试样溶液导入试样导入部时或在导入试样导入部之后，将试验片配置成试验片一 侧位于试验片的另一侧下方的反应用姿势，此后使试验片移动成试验片的另一侧位于试验 片一侧下方的展开用姿势。
4.如权利要求3所述的试样溶液分析方法，其特征在于，在将试样溶液导入试验片之 后，反复进行调整为反应用姿势的动作和此后调整为展开用姿势的动作。
5.如权利要求1所述的试样溶液分析方法，其特征在于，自由改变地配置试验片的姿 势，检测试样溶液在展开层中的到达位置，基于所述到达位置来设定试验片的姿势和姿势 维持时间中的至少一个。
6.如权利要求1所述的试样溶液分析方法，其特征在于，试样溶液是血液。
7.一种试样溶液分析装置，其在试验片的一侧设有导入试样溶液的试样导入部，在试 验片的另一侧设有展开层以使展开层的下游区域延伸，通过毛细管现象使试样溶液在展开 层中展开来对试样溶液中的分析对象物进行分析，其特征在于，包括试验片保持单元，该试验片保持单元保持试验片；移动驱动单元，该移动驱动单元使试验片在适合于将试样溶液导入试样导入部的导入 用姿势与使试验片的另一侧位于试验片一侧下方的展开用姿势之间移动。
8.如权利要求7所述的试样溶液分析装置，其特征在于，在试验片的一侧设有与试样溶液混合的试剂，通过移动驱动单元使试验片移动成试验片的一侧位于试验片另一侧下方的反应用姿 势、或试验片的另一侧位于试验片一侧下方的展开用姿势。
9.如权利要求7所述的试样溶液分析装置，其特征在于，包括检测单元，该检测单元检 测试样溶液在试验片的展开层中的到达位置。
10.如权利要求9所述的试样溶液分析装置，其特征在于，包括控制部，该控制部基于 试样溶液在展开层中的到达位置来控制试验片的姿势和姿势维持时间。
11.如权利要求7所述的试样溶液分析装置，其特征在于，移动驱动单元使试验片在沿 其检测用平面的面内旋转。
12.如权利要求7所述的试样溶液分析装置，其特征在于，试样溶液是血液。
全文摘要
一种试样溶液分析方法，其从设于试验片(100)一侧的试样导入部(6)导入试样溶液(50)，通过毛细管现象使试样溶液(50)在以下游区域延伸的形态设于试验片(100)的另一侧的展开层(2)中展开，从而对试样溶液(50)中的分析对象物进行分析，在展开时，配置成使试验片(100)的展开层下游区域朝向下方的展开用姿势。根据这种方法，在展开时不易受到试样溶液(50)的粘度的影响，即使是粘度不同的试样溶液(50)，展开速度的差别也很小，从而能提高分析精度和可靠性。
文档编号G01N33/543GK101842704SQ200980100898
公开日2010年9月22日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月16日
发明者山田亮介, 松田洋子, 谷田贵彦, 阿河昌弘, 高桥三枝, 黑川英之 申请人:松下电器产业株式会社