分析装置及分析方法

专利名称：分析装置及分析方法
技术领域：
本发明涉及用于测定血液试样的移动速度的流量传感器。
背景技术：
作为检查血液的流动性或血液中的细胞的状态的方法，有使用血液过滤器的方法 (例如，专利文献1、2)。血液过滤器为在形成有细微的槽的基板上接合其它基板的仪器。在 使用这种血液过滤器的情况下，可以测定血液通过槽时的速度、或可以观察通过槽时的血 液中的细胞的状态。图25以配管图表示使用了血液过滤器的血液检查装置的一例。血液检查装置9 具备送液机构91、废液机构92、血液供给机构93及流量测定机构94。送液机构91用于向血液过滤器90供给规定的液体，具有液保持瓶91A、91B及送 液嘴91C。液保持瓶91A对为了测定血液的流速而使用的生理盐水进行保持。液保持瓶91B 对为了洗净配管而使用的蒸留水进行保持。该送液机构91中，可以通过在将送液嘴91C安 装于血液过滤器90的状态下适宜切换三通阀91D，而选择向送液嘴91C供给生理盐水的状 态和向送液嘴91C供给蒸留水的状态。废液机构92用于废弃血液过滤器90的液体，具有废液嘴92A、减压瓶92B、减压泵 92C及废液瓶92D。该废液机构92中，通过以将废液嘴92A安装于血液过滤器90的状态使 减压泵92C动作，配管92E的液体在减压瓶92B被废弃。减压瓶92B的液体通过减压泵92B 经由配管92F在废液瓶92D被废弃。血液供给机构93用于从血液过滤器90吸出液体而形成血液供给用空间，并向该 血液供给用空间供给血液，具有采样嘴93A。流量测定机构94用于得到对在血液过滤器90移动的血液的速度进行测定所需的 信息，具有U字管94A及测定嘴94B。U字管94A配置于比血液过滤器90高的位置，并利用 水位(水頭)差使血液过滤器90中的血液移动。血液检查装置9以如下方式测定血液的移动速度。首先，如图26所示，通过生理盐水置换血液过滤器90的内部。更具体而言，将送 液机构91的送液嘴91C安装于血液过滤器90，同时将三通阀91D切换为可以向送液嘴91C 供给液保持瓶91A的生理盐水的状态。另一方面，将废液机构92的废液嘴92A安装于血液 过滤器90，同时使减压泵92C动作。由此，将液保持瓶91A的生理盐水经由送液嘴91C向血 液过滤器90供给，并且通过血液过滤器90后的生理盐水经由废液嘴92A而在废液瓶92D 废弃。然后，从血液过滤器90卸下送液嘴91C，如图27A所示，通过血液供给机构93的采 样嘴93A吸出血液过滤器90的生理盐水的一部分，如图27B所示那样形成用于供给血液的 空间95。另外，如图28A所示，通过采样嘴93A从采血管96采取血液，另一方面，如图28B 所示，将采取的血液97向血液过滤器90的空间95充填。
接下来，如图29A所示，将流量测定机构94的测定嘴94B安装于血液过滤器90。 由此，利用在U字管94A和血液过滤器90之间生成的水位差，U字管94A的液体向血液过 滤器90移动，U字管94A的液面位置变化。如图29B所示，在血液检查装置9中，利用多个 光敏传感器97检测U字管94A的液面位置的变化速度，并基于该检测结果运算血液的移动 速度。如图25所示那样，使用摄像装置99A而对血液过滤器90进行摄像，从而在监视器 99B中对血液过滤器90中的血液的流动状态进行观察。但是，在利用U字管94A和血液过滤器90的水位差的方法中，因为U字管94A的 液面位置发生变化，所以在测定压力(对血液过滤器90的血液97作用的压力)中产生变 动。另外，为了利用水位差在血液过滤器90使血液97移动，需要在向从U字管94A至减压 瓶92D的配管92E、94C填充液体。因此，在血液检查装置9中，由于需要较大的配管长度，所 以配管阻力变大。而且，除了送液嘴91C及废液嘴92A之外，还需要用于将来自U字管94A 的液体向血液过滤器90供给的测定嘴94B，所以测定所需的嘴数变多。不仅如此，由于嘴数 变多，所以配管也变复杂，另外，嘴91C、92A、93A、94B的用于切换的阀数也变多等部件个数 增多，妨碍装置的小型化。若部件个数变多，则由于也大量含有如阀等那样的故障率较高的 部件，所以，作为表示装置的故障率(性能)指标的平均故障时间(MTBF)变短。在想要解决这种不适当的情况下，可以考虑作为U字管94A的替代使用水平配置 的直线状的管，并将水位差维持为一定。在这种情况下，每个制品的直线状的管的内径的离 散对流速的测定值所产生的影响变大，因此可以假定为不能够适当地把握通过血液过滤器 90的血液的流速。特别是，在为了增大直线状的管中的流体的移动速度而将直线状的管的 内径设置得较小的情况下，内径的离散对流速产生的影响进一步变大。另外，在利用光敏传感器(7才卜力 > 寸)98对液体和气体的界面进行检测的方 法中，在直线状的管和其他配管的内径不同的情况下，有时气体相对于配管的接触面积发 生变化。此时，在测定血液的移动速度时，若气体相对于配管的接触面积变化，则移动速度 的测定中流体的移动阻力变大。结果，可以认为在流体的移动速度和移动时间的关系中不 损失直线性地测定正确的移动速度较为困难。专利文献1 特开平2-130471号公报专利文献2 特开平11-118819号公报

发明内容
本发明课题在于在使用血液过滤器等的阻力体的分析装置中，减少部件数而谋求 装置的小型化，并实现成本降低以及平均故障时间的长时间化，抑制在装置间产生的测定 精度的离散，并且提高各装置的测定精度。本发明中涉及使第1流体和混入在第1流体中的第2流体在配管内移动，并且通 过检测上述第2流体而测定试样的流速的流量传感器。上述流量传感器，构成为，上述第2 流体相对于上述配管的接触面积被维持为一定或大致一定。这里，所谓接触面积一定或大 致一定，是例如相对于成为目的的接触面积为-3% +3%的范围。优选为，上述第1流体存在于上述第2流体的上游侧和下游侧这双方。本发明的流量传感器，包括管状构件，其构成上述配管的一部分并且具有沿直线状延伸的直线部；至少一个的传感器，其用于对在上述直线部中移动的上述第1流体和上 述第2流体的界面进行检测。上述直线部例如具有一定或大致一定的内径。此时，上述第2流体，例如在测定上 述试样的流速时，在上述直线部，或上述直线部以及上述配管中的具有与上述直线部相同 或大致相同的内径的部分中移动。这里，所谓一定或大致一定的内径，例如是相对于目标直 径-3% +3%的范围。优选为，上述配管的比上述直线部更靠下游侧的部分具有比在上述直线部中移动 的第2流体的容积更大的内容积。本发明的流量传感器例如构成为，能够例如在上述配管中的比上述管状构件更靠 上游侧的位置导入上述第2流体。上述管状构件中的至少直线部的内径比例如上述配管中的上述管状构件的内径 小。上述直线部也可以相对于上述水平方向倾斜。上述阻力体例如在血液试样移动时施加移动阻力。本发明还涉及具备上述流量传感器的分析装置。该分析装置，还具备减压机构， 其赋予用于使上述第1和第2流体移动的动力；减压瓶，其配置于上述流量传感器和上述减 压机构之间。优选为，连接于减压瓶的上述配管的下游侧端部，以水平或大致水平的方式配置。优选为，上述端部在上述减压瓶的内部突出。上述减压瓶例如具有与上述端部中的开口相面对的壁部。


图1是表示作为本发明的分析装置的一例的血液检查装置的配管图。图2是用于说明在图1所示的血液检查装置使用的血液过滤器的整体立体图。图3是沿图2的III-III线的剖面图。图4是图2所示的血液过滤器的分解立体图。图5是从底面侧观察图2所示的血液过滤器的分解立体图。图6是图2所示的血液过滤器的流路基板的整体立体图。图7A至图7C是表示用于说明图2所示的过滤器的主要部分的剖面图。图8A是表示沿图6所示的流路基板的连络槽的剖面的主要部分的剖面图，图8B 是表示沿图6所示的流路基板的提坝(土手)的直线部的剖面的主要部分的剖面图。图9是将图6所示的流路基板的主要部分放大表示的立体图。图10是表示图1所示的血液检查装置的流量传感器的立体图。图11是表示图10所示的流量传感器的主要部分的剖面图。图12A 图12C是将用于说明图10所示的流量传感器的动作的主要部分放大表 示的剖面图。图13A以及图13B用于说明图10所示的流量传感器的动作的正视图。图14是表示图1所示的血液检查装置中的减压瓶的主要部分的剖面图。图15是图1所示的血液检查装置的方框图。
图16是用于说明图1所示的血液检查装置的气液转换动作的配管图。图17是用于说明图1所示的血液检查装置的空气导入动作的配管图。图18A 图18C是用于说明图1所示的血液检查装置的空气导入动作的三通阀周 围的状态的局部剖切图。图19是用于对在图1所示的血液检查装置的血液过滤器中形成空间的废液动作 进行说明的配管图。图20A及图20B是用于说明废液动作的血液过滤器周围的状态的剖面图。图21是用于说明图1所示的血液检查装置的相对于血液过滤器的血液供给动作 的配管图。图22k及图22B是用于说明血液供给动作的血液过滤器周围的剖面图。图23是用于说明图1所示的血液检查装置的测定动作的配管图。图24是用于说明图1所示的血液检查装置的配管的清洗动作的配管图。图25是表示以往的血液检查装置的一例的配管图。图26是用于说明图25所示的血液检查装置的气液转换动作的配管图。图27A是用于说明图25所示的血液检查装置中的来自血液过滤器的废液动作的 配管图；图27B是用于说明废液动作的血液过滤器周围的剖面图。图28A是用于对图25所示的血液检查装置中的对血液过滤器的血液供给动作进 行说明的配管图；图28B是用于对血液供给动作进行说明的血液过滤器周围的剖面图。图29A是用于对图1所示的血液检查装置的中的测定动作进行说明的配管图；图 29B是用于对测定动作中的流路传感器进行说明的正视图。图中1血液检查装置(分析装置)2血液过滤器33加压泵52流量传感器53减压瓶54减压泵58A 58E (流量传感器的)光敏传感器(7才卜七 > 寸)(检测区域)56 (流量传感器的)直线管(管状体)77 配管80 空气81 血液
具体实施例方式下面，参照附图具体说明作为本发明所涉及的分析装置的一例的血液检查装置。图1所示的血液检查装置1构成为，使用血液过滤器2测定例如全血等血液试样 的流动性、红血球的变形形态及白血球的活性度。该血液检查装置1具备液供给机构3、采 样机构4、废液机构5及摄像机6。如图2至图5所示，血液过滤器2规定使血液移动的流路，其具有夹持体20、流路基板21、包装22、透明罩23及帽24。夹持体20用于保持流路基板21，同时可以向流路基板21供给液体、及废弃来自流 路基板21的液体。该夹持体20在矩形筒部26及大径圆筒部27的内部设有一对小径圆筒 部25A、25B。一对小径圆筒部25A、25B形成为具有上部开口 25Aa、25Ba及下部开口 25Ab、 25Bb的圆筒状，并经由鳍板25C与矩形筒部26及大径圆筒部27 —体化。大径圆筒部27还 实现固定流路基板21的作用，具有圆柱状凹部27A。圆柱状凹部27A为嵌入包装22的部 分，在其内部形成有一对圆柱状凸部27Aa。在矩形筒部26和大径圆筒部27之间设有凸缘 20A。该凸缘20A用于将帽24固定于夹持体20，形成为俯视大致矩形状。在凸缘20A的角 部20B设有圆柱状突起20C。如图3、图6、图7A及图7B所示，流路基板21在使血液移动时赋予移动阻力，同时 作为过滤器发挥功能，且经由包装22固定于夹持体20的大径圆筒部27 (圆柱状凹部27A)。 如图6至图9所示，流路基板21由例如通过硅而整体形成为矩形板状，并将其一面通过利 用影印石版术(7才卜U 〃，7 4 )的方法、或进行蚀刻处理，作为具有提坝(土手)部 28及多个连络槽29的面而形成。提坝部28在流路基板21的长度方向的中央部形成为蛇行形状。提坝部28具有沿 流路基板21的长度方向延伸的多个直线部28A，通过这些直线部28A规定导入用流路28B 及废弃用流路28C。另外，在提坝部28的两侧边，如图6、图7A和图7B所示那样，在与夹持 体20的小径圆筒部25A、25B的下部开口 25Ab、25Bb相对应的部分形成有贯通孔28D、28E。 贯通孔28D用于向流路基板21导入来自小径圆筒部25A的液体，贯通孔28E用于向小径圆 筒部25B排出流路基板21的液体。另一方面，在提坝部28的直线部28A以沿其宽方向延伸的方式形成多个连络槽 29。即，连络槽29使导入用流路28B和废弃用流路28C之间连通。各连络槽29在观察 血球、血小板等细胞的变形能的情况下，以比细胞的径小的方式设定其宽度尺寸，例如设为 4 6 μ m。另外，邻接的连络槽29之间的间隔设为例如15 20 μ m。这种流路基板21上，经由贯通孔28D导入的液体按顺序在导入用流路28B、连络槽 29、及废弃用流路28C移动，并经由贯通孔28E从流路基板21废弃。如图2至图5所示，包装22用于在夹持体20的大径圆筒部27以密闭状态收容流 路基板21。该包装22整体上具有圆板状的形态，被嵌入于夹持体20的大径圆筒部27的 圆柱状凹部27A。在包装22设有一对贯通孔22A及矩形凹部22B。一对贯通孔22A为夹持 体20的将大径筒部27的圆柱状凸部27A嵌入的部分。通过将圆柱状凸部27Aa嵌入一对 贯通孔22A，而对包装22在大径圆筒部27进行定位。矩形凹部22B用于收容流路基板21， 被设为与流路基板21的外观形状对应的形态。但是，矩形凹部22B的深度设为和流路基板 21的最大厚度相同程度或比其稍小。在矩形凹部22B设有一对连通孔22C、22D。这些连通 孔22C、22D用于使夹持体20的小径圆筒部25A、25B的下部开口 25Ab、25Bb和流路基板21 的贯通孔28D、28E连通。如图3至图5所示，透明罩23是用于抵接于流路基板21而使流路基板21的导入 用流路28B、连通槽29及废弃用流路28C为闭剖面构造的器件。该透明罩23由例如玻璃形 成为圆板状。将透明罩23的厚度设定为比夹持体20的大径圆筒部27的圆柱状凹部27A 的深度小，并且将透明罩23和包装22的最大厚度的合计设为比圆柱状凹部27A的深度大。
如图2至图5所示，帽24用于将流路基板21与包装22及透明罩23 —同固定，具 有圆筒部24A及凸缘24B。圆筒部24A外套夹持体20的大径圆筒部27，具有贯通孔24C。 贯通孔24C用于在确认流路基板21的血液移动状态时不妨碍其可视性。凸缘24B具有与 夹持体20的凸缘20A对应的形态，在其角部24D设有凹部24E。该凹部24E用于嵌合夹持 体20的凸缘20A的圆柱状突起20C。如上述，使透明罩23的厚度比夹持体20的大径圆筒部27的圆柱状凹部27A的深 度小，同时使透明罩23和包装22的最大厚度的合计比圆柱状凹部27A的深度大。另一方 面，将矩形凹部22B的深度设置为与流路基板21的最大厚度相同程度或比其稍大。因此， 在通过帽24将流路基板21与包装22及透明罩23 —同固定时，可以将包装22压缩，使透 明罩23与流路基板21适当地紧贴，抑制从流路基板21和透明罩23之间漏出液体。图1所示的液供给机构3用于向血液过滤器2供给液体，具有瓶30、31、三通阀32、 加压泵33、及液供给嘴34。瓶30、31保持用于向血液过滤器2供给的液体。瓶30保持用于进行血液的检查 而使用的生理盐水，经由配管70连接于三通阀32。另一方面，瓶31对为了进行配管的清洗 而使用的蒸留水进行保持，经由配管71连接于三通阀32。三通阀32用于选择应该向液供给嘴34供给的液体的种类，经由配管72连接于加 压泵33。即，通过适宜切换三通阀32，可以选择从瓶30向液体供给嘴34供给生理盐水的 状态、及从瓶31向液体供给嘴34供给蒸留水的状态的其中之一。加压泵33用于施加用于使液体从瓶30、31向液供给嘴34移动的动力，其经由配 管73连接于液供给嘴34。作为加压泵33，可以使用已知的各种泵，然而从使装置小型化的 观点出发，优选使用管泵。液供给嘴34用于向血液过滤器供给来自各瓶30、31的液体，其安装于血液过滤器 2的上部开口 25Aa(参照图2及图3)。该液供给嘴34在前端部设有安装于血液过滤器2 的小径筒部的上部开口 25Aa(参照图2及图3)的接头(夕3 4 >卜)35，另一方面，在另一 端部经由配管73连接于加压泵33。采样机构4用于向血液过滤器2供给血液，其具有采样泵40、血液供给嘴41、及液 面检测传感器42。采样泵40用于施加用于吸引/喷出血液的动力，作为例如注射泵而构成。血液供给嘴41在前端部安装尖头(+ ？ )43而使用，其构成为，通过利用采样 泵40使尖头43的内部作用负压，从采血管85向尖头43的内部吸引血液，然后通过利用采 样泵40对尖头内部的血液加压而喷出血液。液面传感器42用于检测吸引到尖头43的内部的血液的液面。该液面传感器42 检测在尖头43的内部的压力变为规定值时，输出表达该意思的信号，并对已经吸引了目标 量的血液这一情况进行检测。废液机构5用于废弃各种配管及血液过滤器2的内部的液体，其具有废液嘴50、三 通阀51、流量传感器52、减压瓶53、减压泵54、及废液瓶55。废液嘴50用于吸引血液过滤器2的内部的液体，安装于血液过滤器2的小径筒部 25B的上部开口 25Ba(参照图2及图3)。该废液嘴50在前端部设有安装于血液过滤器2 的上部开口 25Ba的接头50A，另一方面，另一端部经由配管74连接于三通阀51。
三通阀51经由配管76连接于流量传感器52，并连接大气开放用配管7A。该三通 阀51可以选择向减压瓶53废弃废液的状态、和经由配管7A向配管76导入空气的状态。该 三通阀51配置于比流量传感器更靠上游侧，在后述的流量传感器52的直线管56中从上游 侧导入空气。如图10至图12所示，流量传感器52，为了捕捉空气80和血液81的界面82A、82B 而规制空气80的导入量、或者为了测定血液过滤器2中的血液的移动速度而被利用。该流 量传感器52，具有多个(图面上为5个)光敏传感器52A、52B、52C、52D、52E、直线管56以 及平板(7、一卜)57。多个光敏传感器52A 52E对界面82A、82B是否在直线管56的对应的区域移动 进行检测，并在相对于水平方向倾斜的状态中，大致等间隔地并列配置。各光敏传感器52A 52E具有发光元件52Aa、52Ba、52Ca、52Da、52Ea及受光元件 52Ab、52Bb、52Cb、52Db、52Eb，作为相互相面对地配置这些元件52Aa 52Ea、52Ab 52Eb 的透过型传感器而构成。当然，作为光敏传感器52A 52E不限于透射式，也可以使用反射式的传感器。如图13所示那样，各光敏传感器52A 52E被固定于基板58A、58B、58C、58D、58E， 并能够与基板58A 58E —起沿直线管56移动。基板58A 58E在长孔58Aa、58Ba、58Ca、 58Da、58Ea中被螺栓(# >卜)59C固定于平板57。并能够通过将螺栓59C拧松而沿长孔 58Aa 58Ea移动。为此，各光敏传感器52A 52E，能够在将螺栓58Aa 58Ea拧松的状 态下使基板58A 58E移动而沿直线管56 (长孔58Aa 58Ea)移动，并能够通过将螺栓 58Aa 58Ea拧紧而进行位置固定。这里，通过在使空气80和液体81的上游侧的界面82B移动与液体81的规定量相 对应的距离后，使多个光敏传感器52A 52E相对于移动后的界面的位置对准，而调整各光 敏传感器52A 52E的位置。更具体而言，首先，作为在直线管56存在空气80的状态，在空气80和液体81的 界面82A进行光敏传感器52A的定位。并通过确认光敏传感器52A的受光元件52Ab的受 光量的变化，将基板58A沿直线管56移动，而进行该位置对准。接下来，使界面82A移动与液体81的规定量相对应的量。例如，在流量传感器52A 中合计检测出100 μ L的与25 μ L相当的量的液体81的移动的情况下，在将光敏传感器52Α 定位后，使界面82Α反复移动与25 μ L的液体81相当的量，在移动后的界面82Α，分别对 光敏传感器52Β 52Ε进行位置对准。与光敏传感器52Α的情况同样，通过确认受光元件 52Bb 52Eb的受光量的变化，并使基板58B 58E沿直线管56移动，而进行光敏传感器 52B 52E的位置对准。直线管56中的界面82A的移动(微量(例如25 μ L)的液体81的供给)，能够例 如通过配管将直线管56连接于高精度泵(《> 7 )，并通过使用高精度泵而进行。该高精 度泵一般不组装在血液检测装置1中，并为了光敏传感器52A 52B的位置对准而准备。当然，各光敏传感器52A 52E的位置的调整，也可以通过检测下游侧的界面82A 而进行，也可以是其它的方法。例如，也可以，通过使用多个光敏传感器52A 52E对与实际 设置的直线管分体地配置成为基准的直线管(基准管)时的空气80和液体81的界面82A 进行检测，而将所测定的第1移动时间作为基准，而进行调整。更具体地，首先，对在设置基准管时的空气(界面)所邻接的光敏传感器52A 52E间移动的时间、速度预先进行测定。 接下来，对设置实际组装在装置中的直线管56进行设置时的空气80(界面82A)在邻接的 光敏传感器52A 52E间移动的时间、速度进行测定。并且，在设置基准管时和设置实际使 用的直线管时的空气80(界面82A)之间存在移动时间、移动速度的偏离(例如差分)的 情况下，将其中的某个光敏传感器52B 52E与基板58A 58E —起移动，而将光敏传感器 52A的距离适当化。最后，通过将所有的螺栓58Aa 58Ea拧紧，而固定光敏传感器52B 52E的位置。通过如此调整光敏传感器52B 52E的位置，而以与液体81的规定量相对应的间 隔配置多个光敏传感器52B 52E。为此，即使实际在装置中设置的直线管56的内径存在 离散(与基准管内径的错位)，也能够抑制因内径的离散引起的测定误差的产生。特别是， 即使在较小地设定直线管56的内径的情况下，也能够适当地抑制因内径的离散引起的测 定误差的产生。如图10以及图11所示那样，直线管56是在测定时使空气80移动的部分，经由配 管76连接于三通阀51，另一方面，经由配管77与减压瓶53的内部连通(参照图1)。配管 76,77的直线管56的附近的内径，优选设定为和直线管56相同或大致相同(例如，相当于 直线管56的内面积的-3% +3%的内面积的内径)。该直线管56以位于各光敏传感器 52A 52E的发光元件52Aa 52Ea和受光元件52Ab 52Eb之间的方式，相对于水平方向 倾斜的状态被固定于平板57。该直线管56由具有透光性的材料、例如透明玻璃或透明树 脂，形成为具有相同剖面的圆筒状。在此，具有相同剖面的圆筒状是指具有内径一定或大致 一定(例如，相当于相对作为目的的内面积 +3%的范围的内面积的内径)的圆形剖 面。直线管56的内径只要设定于可以适当测定空气80的移动速度的范围就可以，例如设 为内径比其它配管小的0.9mm 1.35mm。另夕卜，优选为，在考虑内径的尺寸公差的情况下， 直线管56由透明玻璃形成。如此的话，能够更正确地测定空气80的移动速度。如图13B所示，平板57能够调整直线管56的倾斜角，并被螺栓59B、59C所固定。 在将螺栓59B、59C拧松的状态下，平板57以螺栓59B为中心，螺栓59C沿圆弧状的长孔57A 而相对地移动，从而能够旋转。为此，在将螺栓58Aa 58Ea拧松的状态下，使平板57旋转， 从而调整直线管56相对于水平方向的倾斜角度。这里，平板57 (直线管56)的倾斜角度根据作用于直线管56的水位差而设定。也 即，作用于直线管56的水位差，因包含在装置中使用的直线管56的各种配管的内径的离散 等，而能够在装置间产生误差，因此，若使得能够调整直线管56的倾斜角度，则能够抑制由 水位差的离散引起的测定误差的发生。另外，直线管56的倾斜角度，在直线管56中，利用 移动界面82A、82B时的移动速度、移动时间而进行。此时，如图12A及图12B所示，在空气80(界面80A、80B)在直线管56中移动的情况下， 因为与各光敏传感器52A 52E对应的区域的生理盐水和空气80的比率慢慢变化，所以光 敏传感器52A 52E的受光元件52Ab 52Eb得到的受光量(透过率)发生变化。因此，能 够以在光敏传感器52A 52E得到的受光量(透过率)开始变化的时点、或在受光量(透 过率)开始变化后受光量(透过率)成为一定值的时点等为基准，检测出界面80A、80B。而 且，如果多个光敏传感器52A 52E中分别检测界面80A、80B的通过，则能够检测界面80A、 80B通过邻接的光敏传感器52A 52E之间的时间，即空气80 (界面80A、80B)的移动速度。另外，通过设置三个以上的光敏传感器52A 52E，不仅可以测定在某时点的空气80(界面 80A、80B)的移动速度，还可以测定空气80(界面80A、80B)的移动速度的经时变化。另外，多个光敏传感器52A 52E的设置间隔，例如根据在血液过滤器2中移动 的血液的量、直线管56的内径而选择，以流体量为基准而从与相当于10 100 μ L的量相 对应的距离中选择。例如，在血液过滤器中移动100 μ L的血液的情况下，多个光敏传感器 52Α 52Ε的设置间隔设定为与25 μ L相当的量。在此，空气80的移动速度依赖于血液在血液过滤器2 (参照图1至图3)的流路基 板21移动时的移动阻力。因此，通过在流量传感器52检测空气80 (界面80Α、80Β)的移动 速度，可以得到血液的流动性等信息。图1所示的减压瓶53用于临时保持废液，并用于规定减压空间。该减压瓶53经由 配管77而与流量传感器52连接，另一方面，经由配管78而与减压泵54连接。这里，配管 77被设定为具有比导入到直线管56的空气的容积更大的容积。藉此，在检测出界面82Α、 82Β的移动的过程中，能够抑制在使界面82Α、82Β在直线管56中移动的中途空气80喷出到 减压瓶53。结果，能够抑制界面82Α、82Β的检测过程中的流体的移动阻力的变化，并能够适 当地检测出界面82Α、82Β的移动状态。如图14所示那样，减压瓶53具有盖53Α，在该盖53Α连接配管77、78。配管77的 与减压瓶53的连接部分77Α，以水平或大致水平地延伸的方式进行配置。连接部分78Α进 一步突出到减压瓶54的内部。盖53Α具有与配管77的连接部分77Α的端面相面对地设置 的壁53Β。在减压瓶53中，配管77的连接部分77Α水平或大致水平地被配置，因此与垂直地 配置连接部分的情况相比，能够容易且确实地按照目标值设定作用于直线管56的水位差。如果使连接部分77Α突出到减压瓶53的内部，则能够抑制从连接部分77Α喷出的 液体沿着减压瓶53的内面而移动。也即，在液体沿着减压瓶53的内面而移动的情况下作 用于直线管67的水位差从设定值偏离，但是如果使连接部分77Α突出，则能够回避液体在 减压瓶53的内面移动。如果以与连接部分77Α的端面相面对的方式设置壁部53Β，则能够抑制从连接部 分77Α喷出的液体飞溅到盖53Α的周围，并能够将喷出的液体适当地导出到减压瓶53的底 部。此外，即使在水平或大致水平地配置连接部分77Α的情况下，也能够通过设置壁53Β而 在连接部分77Α适当地作用负压。图1所示的减压泵54为了吸引血液过滤器2的内部的液体、或为了将大气导入配 管76，对减压瓶53的内部进行减压。该减压泵54经由配管78而连接于减压瓶53，另一方 面经由配管79而连接于废液瓶55，也具有将减压瓶53的废液向废液瓶55送液的功能。作 为减压泵56，可以使用公知的各种泵，从使装置小型化的观点出发，优选使用管泵。废液瓶55用于保持减压瓶53的废液，并通过配管78、79而连接于减压瓶53。摄像机6用于对流路基板21的血液的移动状态进行摄像。该摄像机6由例如CXD 相机构成，并以位于流路基板21的正面的方式配置。可以将摄像机6的摄像结果向例如监 视器60输出，将血液的移动状态实时地或作为录像图像而进行确认。血液检查装置1除了图1所示的各要素以外，还具备如图15所示的控制部10及 运算部11。
控制部10用于控制各要素的动作。该控制部10进行例如三通阀32、52的切换控 制，各泵33、54的驱动控制，各嘴34、41、50的驱动控制，以及摄像机6或监视器60的动作 控制。运算部11为了使各要素动作而进行必要的运算，并且，例如基于流量传感器52的 监视结果运算血液过滤器2的血液的移动速度(流动性)。下面，说明血液检查装置1的动作。首先，如图16所示，将血液过滤器2置于规定位置，进行开始测定的命令的信号 (合図)。该信号通过例如使用者操作设于血液检查装置1上的按钮，或通过放置血液过滤 器2而自动进行。控制部10(参照图14)在识别到存在测定开始的信号的情况下，进行血 液过滤器2的内部的气液转换动作。更具体而言，控制部10(参照图15)首先将液供给机 构3的液供给嘴34安装于血液过滤器2的小径筒部25A的上部开口 25Aa，并且将废液机 构5的废液嘴50安装于血液过滤器2的小径筒部25B的上部开口 25Ba。另一方面，控制 部10 (参照图15)切换三通阀32，将瓶30设为与液供给嘴34连通的状态，同时，通过切换 三通阀51，将废液嘴50设为与减压瓶53连通的状态。S卩，瓶30和减压瓶53之间经由血液 过滤器2的内部连通。在该状态下，控制部10(参照图14)驱动液供给机构3的加压泵33 及废液机构5的减压泵54。在此，例如，加压泵33的加压力设为1 150kPa，减压泵54的 负压力设为0 -50kPa。在这样驱动加压泵33及减压泵54的情况下，液瓶30的生理盐水经由配管71 73向液供给嘴34供给，并且在通过血液过滤器2的内部后，经由废液嘴50、配管74 77到 减压瓶53而废弃。在减压瓶53废弃的生理盐水利用减压泵54的动力经由配管78、79到 废液瓶55而被废弃。由此，血液过滤器2的内部的气体被生理盐水排出，利用生理盐水置 换血液过滤器2的内部。在血液检查装置1中，使用配置于血液过滤器2的上游侧的加压泵33、及配置于血 液过滤器2的下游侧的减压泵54进行对血液过滤器2的气液转换。因此，与仅使用在血液 过滤器2的下游侧配置的减压泵54的情况相比，显著减小了在血液过滤器2的内部残存气 泡的可能性，也减少了排出血液过滤器2的内部的气体所需的时间。由此，可以缩短血液检 查所需的时间。另外，血液检查装置1中，虽然在减压泵54的基础上并用加压泵33，但是由 于可以缩小气液转换所需的泵动力，可以缩短置换时间，所以，反而可以减少运转费用。接下来，在血液检查装置1中，如图17所示，进行用于向配管76的内部导入空气 的处理。更具体而言，控制部10 (参照图15)使减压泵54的动作停止，将三通阀51切换为 图18A 图18B所示的状态，且将配管76设为经由配管7A与大气连通的状态。此时，减压 瓶53(参照图16)成为被先前的气液置换减压的状态。由此，通过使配管76经由7A配管 与大气连通，从而利用减压瓶53 (参照图17)的负压，如图18B及图18C所示，经由配管7A 向配管76导入空气80。这样的向配管76的空气80的导入，进行到在配管76中导入了目 的量的空气80为止。应该向配管76导入的空气80的量，例如与供给到血液过滤器2的血 液同程度(例如100 μ L)。例如在预先选择的光敏传感器52Α 52Β中检测出空气80和液 体(生理盐水)81的下游侧的界面时，通过切换三通阀51而进行向配管76的空气导入的 停止。此时，空气80在液体(生理盐水)81的中途作为空气滞留而存在。也即，成为在空 气80的上游侧和下游侧的双方存在液体(生理盐水)81的状态。
当然，向配管76的空气导入的停止，不限于在光敏传感器52A中检测下游侧界面 的方法，例如也可以通过三通阀51的大气开放时间而进行控制。 接下来，如图19所示那样，在血液检查装置1中，从血液过滤器2将一定量的生理 盐水81废弃，而确保向血液过滤器2供给血液所必要的空间83。更具体而言，控制部10 (参 照图15)在将液供给嘴34从血液过滤器2卸下的状态下将驱动减压泵54。由此，如图20A 及图20B所示，经由废液嘴50吸引除去血液过滤器2的内部的生理盐水，且向血液过滤器 2导入空气84。此时，如图21A及图21B所示，配管76、77的生理盐水81 (界面80A、80B) 朝向减压瓶53 (参照图19)移动，随之，配管76的空气80也朝向减压瓶53 (参照图19)移 动。另一方面，流量传感器52的光敏传感器52A 52E中，检测空气80(下游侧的界 面80A)的移动距离。在光敏传感器52A 52E中，空气80通过时受光元件52Ab 52Eb 的受光量较大，液体81通过时受光元件52Ab 52Eb的受光量较小，因此能够通过检测受 光元件52Ab 52Eb的受光量的变化，而在光敏传感器52A 52E中检测空气80 (下游侧 的界面)。并且，在检测到在光敏传感器52A 52E中空气80移动了规定距离的情况下，停 止生理盐水和空气80的供应。在此，例如在由光敏传感器52A检测到下游侧的界面80A时停止经由配管70A的 空气80的导入(参照图18A 图18C)。另一方面，在使经由配管7A的空气80的导入量与 向血液过滤器2的血液导入量同程度的情况下，能够在光敏传感器52A中检测出下游侧的 界面82A时与由光敏传感器82B检测出上游侧的界面82B的位置对应。这样，在血液检查装置1中，设置为通过在流量传感器52中检测空气80的位置， 从而规定生理盐水从血液过滤器2的废弃量。因此，与如现有的血液检查装置那样在血液 供给嘴利用液面检测传感器规定生理盐水的废弃量的情况相比，血液检查装置1中可以通 过短时间进行生理盐水的废弃量的限定(界面露出)。由此，可以使血液检查需要的时间缩 短。接下来，如图21所示，控制部10 (参照图15)使血液84向设于血液过滤器2的空 间83供给。更具体而言，控制部10 (参照图15)利用采样泵40的动力，在从采血管85向 安装于血液供给嘴41的尖头43的内部吸引血液后，如图22A及图22B所示，使尖头43的 血液84向血液过滤器2的空间82喷出。将血液84相对血液过滤器2的喷出量设为对应 空间83的容积的量，通过在液面检测传感器42(参照图22)检测尖头43的内部的血液的 液面而进行该喷出量的控制。接下来，如图23所示，血液检查装置1中，进行向血液过滤器2的空间82供给的 血液84的检查。更具体而言，控制部10(参照图14)利用减压泵54的动力，经由废液嘴50 废弃血液过滤器2的生理盐水81。此时，在血液过滤器2中，使血液84与生理盐水83 —同 移动。更具体而言，在血液过滤器2中，血液84在通过形成于流路基板21和透明罩23 之间的流路(参照图6至图9)后向小径筒部25B移动。在流路基板21中，如参照图6至 图9进行说明的那样，血液84在经由贯通孔28D被导入到导入用流路28B后，依次沿连络 槽29及废弃用流路28C移动，并经由贯通孔28E而废弃。在此，在将连络槽29的宽度尺寸 设定为比血液84中的血球或血小板等细胞的直径小的情况下，细胞一边进行变形一边在连络槽29移动，或在连络槽29引起堵塞。摄像机对这种细胞的状态进行摄像。摄像机6 的摄像结果也可以实时在监视器60进行显示，也可以在录像后在监视器60进行显示。另一方面，如图11和图12所示，在流量传感器52中，监视在直线管56中移动的 上游侧界面82B的移动。而且，在运算部11 (参照图15)，基于从各光敏传感器52A 52E 得到的信息，判断空气80是否通过，并运算空气80的移动速度。空气80的移动速度与血 液84的移动速度即血液84的流动性(阻力(抵抗))相关，因此可以通过空气80的移动 速度掌握血液84的状态。在此，流量传感器52因为是在水平方向倾斜配置直线管56的构成，所以能够抑制 如沿水平方向配置直线管56的情况那样每个制品的直线管56的内径的离散对流速的测定 值所施加的影响。为此，在倾斜的直线管56中，能够适当地把握通过血液过滤器2的血液 83的流速。特别是，在为了增大直线管56的空气80的移动速度而较小地设定直线管56的 内径的情况那样内径的离散对流速的影响较大的情况下，也能够抑制装置间产生的测定精 度的离散。另外，在血液过滤器2中移动血液时，在空气80的上游侧存在生理盐水81。其一 方面，与直线管56连接的配管77被设定为具有比在直线管56中移动的空气81的容积大 的内容积的长度，因此在直线管56中移动空气80的期间，空气80的下游侧恒常地存在生 理盐水81。藉此，能够抑制使血液移动时的配管中的空气80的移动所引起的移动阻力的变 化。结果，在血液83的移动速度和移动时间的关系中能够充分地确保直线性，从而能够正 确地确定血液83的移动速度。特别是，将空气80的移动部分例如直线管56的内径设定为一样(一定或大致一 定)，或者，除了直线管56外，还将连接于直线管56的配管76、77中的直线管56的近旁的 内径设定为与直线管56相同或大致相同，则即使空气80在直线管56的前后移动的情况 下，也能够抑制空气80和配管的内面之间接触面积发生变化，能够使接触面积维持为一定
或大致一定。如图24所示，在血液的检查结束的情况下，根据使用者的选择进行废液机构5的 配管73、74、76、77的清洗。这种清洗处理不仅在安置血液过滤器2的位置安置清洗用伪模 块(歹笑一”，而且还根据使用者选择清洗模式进行。在此，伪模块2'在外观形 状上和血液过滤器2相同，并且在其内部设有连通孔20'。连通孔20'具有设于与血液过 滤器2的小径筒部25A、25B的上部开口 25Aa、25Ba(参照图2及图3)相对应的部分的开口 21' 、22'。血液检查装置1中，在选择了清洗模式的情况下，控制部10(参照图14)首先将液 供给机构3的液供给嘴34安装于伪模块2'的连通孔20'的开口 21'，同时将废液机构5 的废液嘴50安装于伪模块2'的连通孔20'的开口 22'。另一方面，控制部10(参照图 14)切换三通阀32而设置为瓶31连通于液供给嘴34的状态，同时，切换三通阀51，从而设 置为废液嘴50连通于减压瓶53的状态。即，瓶31和减压瓶53之间经由伪模块2'的连通 孔20'连通。在该状态下，控制部10(参照图15)驱动液供给机构3的加压泵33及废液机 构5的减压泵54。在此，加压泵33的加压力设为例如1 150kPa，减压泵54的减压力设 为例如0 -50kPa。在这样驱动加压泵33及减压泵54的情况下，液瓶31的蒸留水经由配管70、72、73向液供给嘴34供给，并且通过伪模块2'的连通孔20'后，经由废液嘴50、配管73、74、76、 77在减压瓶53废弃。在减压瓶53废弃的蒸留水通过减压泵54的动力经由配管78、79在 废液瓶55废弃。由此，废液机构5的配管73、74、76、77通过蒸留水被清洗。
在血液检查装置1中，基于来自设于比血液过滤器2靠下游的流量传感器52的信 息，掌握血液的状态。因此，不需要如现有的血液检查装置那样将接合流量传感器52和血 液过滤器2之间的配管及嘴与废液机构5的配管74、76 79或废液嘴50分别设置。其结 果是，血液检查装置1的装置构成简单化，可以低成本制造，同时可以实现装置的小型化。 不仅如此，还可以通过减少应驱动控制的嘴或阀的数量而延长平均故障时间(MTBF)。另外， 因为将流量传感器52设于废液机构5的配管的中途，所以，不需要将用于流量传感器52的 配管和废液机构5的配管74、76 79分别设置，可以缩短血液检查所必要的配管长。为 此，因为可以缩小血液检查时的流体阻力，因此在血液检查时可以较小地设定减压泵54所 需要的动力。由此，可以降低运转费用。
权利要求
1.一种流量传感器，使第1流体和混入在第1流体中的第2流体在配管内移动，并且通 过检测上述第2流体而测定试样的流速，其特征在于，上述第2流体相对于上述配管的接触面积被维持为一定或大致一定。
2.根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，上述第1流体存在于上述第2流体的上游侧和下游侧这双方。
3.根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于， 包含管状构件，其构成上述配管的一部分并且具有沿直线状延伸的直线部； 至少一个的传感器，其用于对在上述直线部中移动的上述第1流体和上述第2流体的 界面进行检测。
4.根据权利要求3所述的流量传感器，其特征在于，上述配管的比上述直线部更靠下游侧的部分具有比在上述直线部中移动的第2流体 的容积更大的内容积。
5.一种分析装置，其特征在于， 具有权利要求1中所记载的流量传感器， 并且还具备减压机构，其赋予用于使上述第1和第2流体移动的动力；减压瓶，其配置于上述流量传感器和上述减压机构之间，连接于减压瓶的上述配管的下游侧端部，以水平或大致水平的方式配置。
全文摘要
本发明提供一种流量传感器(52)，其中使混入在液体(81)中的气体(80)在配管(56)内移动，并且通过检测气体(80)而测定试样的流速。该流量传感器(52)构成为气体相对于配管(56)的接触面积被维持为一定或大致一定。
文档编号G01N37/00GK102105801SQ200980129509
公开日2011年6月22日 申请日期2009年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者古里纪明, 小泷实, 平野嘉一, 本田泰祐, 高桥大辅 申请人:爱科来株式会社