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：
本发明涉及检查试样的流动特性的技术。本发明涉及在一例中使用血液过滤器等 阻力体(抵抗体)检查血液的流动性或血液中的细胞的变形能或活性度等的细胞的状态的 技术。
背景技术：
目前，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、幻。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28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保持用于测定用的生理盐水。送液机构91中，液保持瓶91B保持 用于洗净的蒸留水。该送液机构91中，通过以将送液嘴91C安装于血液过滤器90的状态 适宜切换三通阀91D，可以选择向送液嘴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，经由配管92E在减压瓶92B废弃血液过滤器90的液体。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用于向从血液过滤器90吸出液体而形成的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经由配管94C连接于血液过滤器90。向U 字管94A填充液体，另一方面，向配管94C填充空气。血液过滤器90的血液由于血液过滤 器90和减压瓶92B的水位(水頭)差而移动。血液检查装置9如下测定血液的移动时间。首先，如图四所示，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，同时将血液过滤器90的废液经由废液嘴92A及减压瓶92B在废液瓶 92D废弃。然后，从血液过滤器90卸下送液嘴91C，如图30A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30B所示那样形成用于供给血液的空间95。另外，如图31A所示，通过采样嘴93A从采血管96采取血液，另一方面，如图31B 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32A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，利用在血液过滤器90和减压瓶92B之间生成的水位差，血液过滤器90的血液移动， U字管94A的液面位置变化。如图32B所示，在血液检查装置9中，通过多个光敏传感器97 检测U字管94A的液面位置的变化速度，并基于其检测结果运算血液的移动时间。但是，U字管94A和血液过滤器90的连接的方法因为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，需要向从U字管94A及血液过滤器90至减压 瓶92B的配管92E、94C填充液体。因此，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，还需要用于连接U字管94A和血液过滤器90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。另外，在向血液过滤器90供给血液前使用采样嘴93A吸出来自血液过滤器90的 生理盐水的方法中，由于需要频繁切换嘴91C、92A、93A、94B而使用，所以测定时间变长。特 别是，为了适当地控制生理盐水的吸出量，需要适当监视血液过滤器90的液面同时吸出生 理盐水，从而在生理盐水的吸出中花费较多时间。而且，生理盐水对血液过滤器90的充填利用废液机构92的减压泵92C进行。但 是，在只来自血液过滤器90的下游侧的吸引中，向血液过滤器90易于混入气泡。为了避免 这种不适，需要通过高的减压使生理盐水较长时间在血液过滤器90流通。该情况下，使用 的生理盐水的量增多而不经济，而且，减压泵的耗电增大，运转费用增加。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
本发明的课题在于，在使用血液过滤器的血液检查中，减少部件个数实现装置的 小型化，同时实现成本降低及平均故障时间长时间化。本发明的其它课题在于，实现减小装置的配管的压力变动及阻力，提高测定精度、 缩短测定时间、以及降低运转费用。本发明第一方面提供一种具备使试样通过的阻力体、用于测定在所述阻力体的试 样的移动时间的流量传感器的分析装置。所述流量传感器配置于用于废弃向所述阻力体供给的液体的废液用的配管的中 途。流量传感器包含例如液体或气体通过的管状体、和具有用于检测在管状体移动的 液体和空气的界面的多个检测区域的传感器部。管状体例如作为直线管构成。优选的是，直线管以沿水平方向延伸的方式配置。沿水平方向并列配置多个检测区域。本发明的分析装置还可以具备用于导入使管状体移动的空气的空气导入装置。本发明的分析装置可以还具备用于赋予使向阻力体供给的液体移动的动力的减 压泵、设于管状体和减压泵之间的减压瓶。该情况下的空气导入装置包含例如减压瓶、可以 选择管状体与大气连通的状态的阀，且通过切换阀使管状体与大气连通，向阀和减压瓶之 间的流路导入空气。空气导入装置也可以按照通过减压瓶的减压向流路导入空气的方式构 成。本发明的分析装置还可以具备以例如通过在用液体填充阻力体的内部后利用减 压泵使液体移动而将空气导入阻力体，由此确保向阻力体的内部填充试样的空间的方式构 成的控制机构。控制机构如下构成，在将例如流路的液体置换为空气后，切换所述阀在所述流路 导入液体，同时，在所述流量传感器检测所述液体和所述空气的界面时，使所述流路的液体 的移动停止。该情况下，使导入流路的液体的容量与用于填充阻力体的试样的空间的容量
一致或大致一致。控制机构也可以如下构成，在流量传感器检测到向流路导入的空气和液体的界面 时使流路的空气的移动停止。该情况下，使向流路导入的空气的容量与用于填充阻力体的 试样的空间的容量一致或大致一致。优选的是，本发明的分析装置还具备设于用于向阻力体的内部导入液体的供给用 配管的中途的加压泵。试样包含例如粒子，典型的是为包含血球的血液。阻力体具有例如使试样移动的多个细微槽。本发明的第二方面提供一种分析方法，其包含第一步骤，向使试样通过的阻力体 的内部填充液体；第二步骤，废弃所述阻力体的内部的液体的一部分，确保向所述阻力体的 内部填充试样的空间；第三步骤，向所述空间供给试样；第四步骤，在所述阻力体的内部使 试样移动；第五步骤，利用设于与所述阻力体连接的废液用配管的中途的流量传感器测定 所述阻力体的内部的试样的移动时间。优选的是，本发明的分析方法作为所述流量传感器，使用包含管状体和具有用于 检测在所述管状体移动的液体和空气的界面的多个检测区域的传感器部的传感器，且，还 包含第六步骤，其在第一步骤和第二步骤之间进行，且向管状体导入空气。该情况下，通过 基于例如所述各传感器部捕捉到移动管状体的液体和空气的界面时得到的信息进行运算 而进行第五步骤。通过例如使减压泵的动力经由减压瓶及所述废液用配管作用于所述阻力体而进 行第二步骤。该情况下，通过切换设于废液用配管的中途的阀将阻力体的上游侧进行大气 开放，由此进行第六步骤。在例如使减压泵停止的状态下，通过使所述减压瓶的减压作用于所述配管而进行 第六步骤。第六步骤通过例如将阀和减压瓶之间的流路由空气进行置换而进行。该情况下， 本发明的分析方法也可以还包含第七步骤，其通过减压泵的动力从阀的上游侧向流路导入 液体。第七步骤以在流量传感器检测液体和空气的界面时，使流路的液体的移动停止，在阻 力体的内部确保设为目标容量的空间的方式进行。
第七步骤也可以通过在流量传感器检测经由阀向阀和减压瓶之间的流路导入的 空气和液体的界面时，使流路的空气的移动停止而进行。优选的是，在进行第五步骤的情况下的降压度设定为比进行第一步骤的情况小。本发明的分析方法中，作为试样，使用例如包含粒子的、典型的是包含血球的血 液。


图1是表示本发明的血液检查装置的一例的配管图。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6A至图6C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7是图2所示的血液过滤器的流路基板的整体立体图。图8A是表示沿图7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7所示的流路基板的提坝的直线部的剖面的主要部分的剖面图。图9是将图7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是图10所示的流量传感器的用于说明动作的剖面图。图12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13是表示在图10所示的流量传感器的各光敏传感器中得到的光信息的一例的 图表。图14是图1所示的血液检查装置的块状图。图15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16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17A至图17C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四 周的状态的局部剖切图。图18是用于说明图1所示的血液检查装置的用于在血液过滤器形成空间的废液 动作的配管图。图19A及图19B是废液动作的血液过滤器四周的剖面图。图20A及图20B是用于说明废液动作的流量传感器四周的状态的剖面图。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四周的剖面图。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M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25A至图25C是用于说明本发明的血液检查方法的向配管导入空气的处理的其 它例的相当于图12A至图12C的流量传感器的剖面图。
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图沈是表示由在空气的导入动作中的流量传感器的各光敏传感器得到的光信息 的一例的图表。图27A及图27B是表示用于说明形成用于向血液过滤器供给血液的空间的处理的 其它例的流量传感器四周的状态的相当于图20A及图20B的剖面图。图28是表示现有的血液检查装置的一例的配管图。图四是用于说明图28所示的血液检查装置的气液转换动作的配管图。图30A是用于说明图观所示的血液检查装置的来自血液过滤器的血液排出动作 的配管图，图30B是用于说明图观所示的血液排出动作的血液过滤器四周的剖面图。图31A是用于说明图观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31B是用于说明血液供给动作的血液过滤器四周的剖面图。图32A是用于说明图观所示的血液检查装置的测定动作的配管图，图32B是用于 说明测定动作的流路传感器的正面图。图中1血液检查装置(分析装置)10控制部(控制机构)2血液过滤器(阻力体)33加压泵52三通阀(阀)53流量传感器55减压瓶56减压泵58A 58E (流量传感器的)光敏传感器(检测区域)59 (流量传感器的)直线管(管状体)71 73 (供给用)配管74 77 (废弃用)配管82 (血液供给用的)空间83生理盐水(液体)85血液(试样)Ar 空气In 界面
具体实施例方式下面，参照附图具体说明本发明的血液检查装置及血液检查方法。图1所示的血液检查装置1的构成为，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在矩形筒部沈及大径圆筒部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、 25 的圆筒状，并经由鳍板(” λ >)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。在矩形筒部沈和大径圆筒部27之间 设有凸缘20A。该凸缘20A用于将帽M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及图6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7至 图9所示，流路基板21由例如通过硅整体形成为矩形板状，并将其一面通过利用光平版印 刷术(7才卜U 〃 ^，7 4 )的方法、或进行蚀刻处理，作为具有提坝部观及多个连络槽 29的面而形成。提坝部观在流路基板21的长度方向的中央部形成为蛇行形状。提坝部观具有沿 流路基板21的长度方向延伸的多个直线部^A，通过这些直线部28A规定导入用流路28B 及废弃用流路^C。另外，在提坝部28的两侧边，如图6及图7所示在与夹持体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^DJ8E。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，如图6至图9所示，在提坝部观的直线部2名k以沿其宽方向延伸的方 式形成多个连络槽四。即，连络槽四使导入用流路28B和废弃用流路28C之间连通。各连 络槽四在观察血球或血小板等细胞的变形能的情况下，比细胞的径小地设定其宽度尺寸， 例如设为4 6 μ m。另外，邻接的连络槽四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^B、连络槽 四、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6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的嵌入大径筒部27的圆柱状凸部27A的部分。通过在一对贯通孔22A嵌入圆柱状凸部 27Aa,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6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^B、连通槽四及废弃用流路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，同时，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M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MB。圆筒部24A外套在夹持体20的大径圆筒部27，具有贯通孔MC。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ME。该凹部24E用于使夹持体 20的凸缘20A的圆柱状突起20C嵌合。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的深度设置为和流路基板21的最大厚度相同程度，或比其稍大。因此， 在通过帽M将流路基板21与包装22及透明罩23 —同固定时，可以使包装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 的生理盐水，经由配管70连接于三通阀32。另一方面，瓶31为进行配管的清洗而保持蒸留 水，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的小径筒部25A的上部开口 25Aa(参照图2及图3)。该液供给嘴34设有安装于上部开 口 25Aa(参照图2及图3)的接头(彳 > 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W” )43使用，其构成为，通过利用采样泵 40使尖头43的内部作用减压，从采血管81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、电 磁阀51、三通阀52、流量传感器53、压力传感器M、减压瓶55、减压泵56、及废液瓶57。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连接于电磁阀51。电磁阀51选择废弃嘴50和三通阀52之间的连通状态，用于选择将来自废弃嘴57 的废液向三通阀52供给的状态和不供给的状态。该电磁阀51经由配管75连接于三通阀
952。当然，也可以取代电磁阀51使用其它电气阀等其它种类的阀。三通阀52经由配管76连接于流量传感器53，同时，连接大气开放用配管7A。该 三通阀52可以选择向减压瓶55废弃废液的状态、和经由配管7A向配管76导入空气的状 态。如图10及图11所示，流量传感器53为捕捉空气Ar和生理盐水83的界面h的位 置并测定血液的移动时间而被利用，具有多个(图面上为5个)光敏传感器58A、58B、58C、 58D、58E及直线管59。多个光敏传感器58A 58E用于检测空气Ar和生理盐水83的界面h是否到达 (通过)直线管59的对应的区域，在水平方向等间隔并列配置。各光敏传感器58A 58E 具有发光元件 58Aa、58Ba、58Ca、58Da、58Ea 及受光元件 58Ab、58Bb、58Cb、58Db、58Eb，作为 相互相面对地配置这些元件58Aa 58fe、58Ab 58Eb的透射式传感器而构成。当然，作为光敏传感器58A 58E不限于透射式，也可以使用反射式的传感器。直线管59为在检查时使空气Ar和生理盐水83之间的界面h移动的部分，经由 配管76连接于三通阀52，另一方面，经由配管77与减压瓶55的内部连通(参照图1)。配 管76、77的直线管59的附近的内径优选设定为和直线管59相同或大致相同(例如，相当 于直线管59的内面积的-3% +3%的内面积的内径)。该直线管59利用支持部59A以 位于各光敏传感器58A 58E的发光元件58Aa 58 和受光元件58Ab 58Eb之间的方 式沿水平方向延伸的方式配置。该直线管59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% +3%的范围的内面积的内径)的圆形剖 面。直线管59的内径只要设定于可以适当测定空气Ar和生理盐水83之间的界面h的移 动时间的范围就可以，设为例如0. 5mm 3mm。若将空气Ar的移动的部分、例如直线管59 的内径设为相同(一定或大致一定)，或在直线管59的基础上将连接于直线管56的配管 76、77的直线管59的附近的内径设定为和直线管59相同或大致相同，则，即使在空气Ar在 直线管59的前后移动的情况下，也能够抑制在空气Ar和配管内面之间产生接触面积的变 化，可以维持接触面积一定或大致一定。另外，直线管59在考虑内径的尺寸公差的情况下， 优选由透明玻璃形成。据此，可以正确地测定界面h的移动时间。如图12A及图12B所示，在空气Ar和生理盐水83之间的界面h在直线管59移 动的情况下，因为与各光敏传感器58A 58E的区域对应的空气Ar和生理盐水83的比率 慢慢变化，所以，如图13所示，在光敏传感器58A 58E的受光元件58Ab 58 得到的受 光量(透射率)发生变化。因此，以在光敏传感器58A 58E得到的受光量(透射率)开 始变化的时刻Tl、或在受光量(透射率)开始变化后受光量(透射率)成为一定值的时刻 T2等为基准，在光敏传感器58A 58E可以检测空气Ar和生理盐水83之间的界面In (生 理盐水83)已经到达。而且，如果多个光敏传感器58A 58E中分别检测空气Ar和生理盐 水83之间的界面h (生理盐水8 到达，则可以检测空气Ar和生理盐水83之间的界面In 通过邻接的光敏传感器58A 58E之间的时间，即生理盐水83的移动时间。另外，通过设 置三个以上的光敏传感器58A 58E，不仅可以测定在某时刻的生理盐水83的移动时间，还 可以测定生理盐水83的移动时间的经时变化。另外，以例如流体量为基准，从对应于相当 于10 30 μ L的量的距离，选择多个光敏传感器58Α 58Ε的设置间隔。
在此，生理盐水83的移动时间与血液在血液过滤器2 (参照图1至图3)的流路基 板21移动时的移动阻力相依存。因此，通过在流量传感器53检测生理盐水83的移动时间， 可以得到血液的流动性等信息。图1所示的压力传感器54用于监视移动配管77的液体的压力，设于配管77的中 途。在压力传感器54的压力的监视结果反馈到后述减压泵56，将在配管77流通的液体、乃 至血液过滤器2的内部的液体的压力维持大致一定。血液过滤器2的内部的液体的压力也 可以取代设置压力传感器54，通过监视减压瓶55的压量而维持大致一定。减压瓶55用于临时保持废液，同时用于规定减压空间。该废液瓶57经由配管78 连接于减压泵56。减压泵56为了吸引血液过滤器2的内部的液体、或为了将空气Ar(参照图11)导 入配管76，对减压瓶55的内部进行降压。该减压泵56经由配管79连接于废液瓶57，也具 有将减压瓶55的废液向废液瓶57进行送液的功能。作为减压泵56，可以使用已知的各种 泵，从使装置小型化的观点出发，优选使用管泵。废液瓶57用于保持检查血液时的血液过滤器2或配管74 77的内部的废液、或 洗净配管72 77时的废液。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14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，电磁阀51的开关控制，各泵33、40、56的驱动控制，各嘴34、41、50的驱动控制，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，例如，基于在液面检测传感器42 或压力传感器54的监视结果运算各泵33、40、56的控制量，基于在流量传感器53的监视结 果对电磁阀51的开关控制或三通阀52的切换控制进行必要的运算。运算部11还基于在 流量传感器53的监视结果运算血液过滤器2的血液的移动时间(流动性)。下面，说明血液检查装置1的动作。首先，如图15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。 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14)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，同时，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14) 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52、打开电 磁阀51，将废液嘴50设为与减压瓶55连通的状态。S卩，瓶30和减压瓶55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56。在此，例如，加压泵33的加压力设为1 150kPa，减压泵56的减 压力设为0 -50kPa。
在这样驱动加压泵33及减压泵56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，同时，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55而废弃。在减压瓶55废弃的生理盐水利用减压泵56的动力经由配管78、79 到废液瓶57废弃。由此，血液过滤器2的内部的气体被生理盐水排出，通过生理盐水置换 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56进行对血液过滤器2的气液转换。因此，相比使用在血液 过滤器2的下游侧配置的减压泵56的情况，显著减小在血液过滤器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56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，如图16所示，在血液检查装置1中，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14)关闭电磁阀51同时使减压泵56的动作停止， 将三通阀52切换为图17A 图17B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。另一方面，控制部10(参照图14)驱动减压泵56。由此，因为对配管7A及配管76 进行降压，所以，如图17B及图17C所示，经由配管7A向配管76导入空气Ar。在通过空气 Ar将配管76的内部完全置换前，一直进行这样的空气Ar向配管76的导入。这样的空气 Ar的置换通过在将配管86进行大气开放后只在预定的时间切换三通阀52来进行，或者利 用压力传感器54监视配管76的内部的压力且配管76的内部压力成为规定值时切换三通 阀52来进行。当然，空气Ar向配管76的导入也可以不通过驱动减压泵56而通过减压瓶 55 (参照图16)的残压进行。接下来，如图18所示，血液检查装置1中，为了从血液过滤器2对生理盐水进行一定 量废弃，而确保向血液过滤器2供给血液所必要的空间82。更具体而言，控制部10 (参照图 14)在将液供给嘴34从血液过滤器2卸下的状态下将电磁阀51开放。此时，减压瓶55(参 照图16)成为通过刚刚进行的配管76的空气置换进行降压的状态。因此，如图19A及图19B 所示，通过开放电磁阀51，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20A及图20B所示，配管76、77的生理盐水83朝向减压 瓶55 (参照图18)移动，随之，配管76的空气Ar也朝向减压瓶55 (参照图18)移动。另一方面，流量传感器53的光敏传感器58A检测生理盐水83和空气Ar的界面In 是否到达。如上所述，在界面In通过光敏传感器58A时，因为受光元件58Ab的受光量变小， 所以光敏传感器58A可以检测界面In到达。而且，在光敏传感器58A检测到界面In到达 的情况下，控制部10 (参照图14)关闭电磁阀51 (参照图18)，使生理盐水83及界面In移 动停止。在此，使由光敏传感器58A检测到界面In之前的向配管76的生理盐水83的导入 量(来自血液过滤器2的生理盐水的废弃量)和应向血液过滤器2供给的血液的量一致或 大致一致。即，按照应向血液过滤器2供给的血液的量设定配管76的比光敏传感器58A更 上游侧的容量。因此，在由光敏传感器58A检测到界面In时关闭电磁阀51 (参照图18)， 由此在血液过滤器2中可以确保符合应供给的血液的量的容量的空间82。在此，将空间82 的容量设为例如在血液检查中使用的血液量(例如50 200 μ L)的1. 2 3. 0倍(例如100 250 μ L)。这样，血液检查装置1中，设置为通过在流量传感器53检测界面In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(探出界面)。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14)使血液85向设于血液过滤器2的空 间82供给。更具体而言，控制部10 (参照图14)利用采样泵40的动力，在从采血管81向 安装于血液供给嘴41的尖头43的内部吸引血液后，如图22Α及图22Β所示，使尖头43的 血液85向血液过滤器2的空间82喷出。将血液85相对血液过滤器2的喷出量设为对应 空间82的容积的量，通过在液面检测传感器42(参照图21)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85的检查。更具体而言，控制部10(参照图14)利用减压泵56的动力，经由废液嘴50 废弃血液过滤器2的生理盐水83。此时，在血液过滤器2中，使血液85与生理盐水83 —同 移动。更具体而言，在血液过滤器2中，血液85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25Β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85在经由贯通孔28D被导入导入用流路28Β后，依次沿连络槽 29及废弃用流路28C移动，并经由贯通孔28Ε而废弃。在此，在将连络槽29的宽度尺寸设 定为比血液85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所示，在流量传感器53中，检测在直线管59中移动的界面In。 而且，在运算部11 (参照图14)，基于从各光敏传感器58Α 58Ε得到的信息判断界面In是 否通过，同时运算界面In的移动时间。界面In的移动时间与血液过滤器2的血液85的移 动时间即血液85的流动性(阻力(阻力))相关，因此可以通过界面In的移动时间掌握血 液85的状态。在此，流量传感器53因为是水平配置直线管59的构成，所以如使用了 U字管的流 量传感器那样，在血液检查时在流量传感器的水位差也没有变化。因此，在血液检查装置1 中，可以抑制由在血液检查时的水位差变化引起的测定误差，可以使测定精度提高。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74 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
，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25Α、25Β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52而打开 电磁阀51，从而设置为废液嘴50连通于减压瓶55的状态。S卩，瓶31和减压瓶55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14)驱动液供给机构3的 加压泵33及废液机构5的减压泵56。在此，加压泵33的加压力设为例如1 150kPa，减 压泵56的减压力设为例如0 -50kPa。在这样驱动加压泵33及减压泵56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，同时通过伪模块2'的连通孔20'后，经由废液嘴50、配管74 77在 减压瓶55废弃。在减压瓶55废弃的蒸留水通过减压泵56的动力经由配管78、79在废液 瓶57废弃。由此，废液机构5的配管74 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53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53和血 液过滤器2之间的配管及嘴与废液机构5的配管74 79或废液嘴50分别配置。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53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53的配 管和废液机构5的配管74 79分别设置，可以缩短血液检查必要的配管长。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56所需要的动力。由 此，可以降低运转费用。接下来，以刚刚参照的附图为基础，根据需要参照图25至图27说明用于确保用于 向配管导入空气的处理及向血液过滤器供给血液的空间的处理的其它例。如图16所示，在空气Ar向配管76的导入中，首先，控制部10 (参照图14)关闭电 磁阀51，同时使减压泵56的动作停止，在从图17A到图17B所示的状态下切换三通阀52而 设置为配管76经由配管7A与大气连通的状态。另一方面，控制部10(参照图14参照)使 减压泵56驱动。由此，为了对配管7A及配管76进行降压，如图17B及图17C所示，经由配 管7A向配管76导入空气Ar。这样的空气Ar向配管76的导入进行到目的量的空气Ar导 入到向配管76。如图16所示，在压力传感器54监视配管77的压力，并且在压力传感器54 检测的压力达到规定值时，将三通阀52切换到电磁阀51侧，由此进行停止空气向配管76 的导入。此时，由于关闭电磁阀51，所以使向配管76导入的空气Ar(参照图17C)的移动迅 速停止。在此，空气相对于配管76的导入量如下设定，在空气向配管76的导入后，空气Ar 和生理盐水83的界面In到达在流量传感器53的光敏传感器58A中检测到的位置的移动量 (废液量)和血液相对于血液过滤器2的供给量一致或大致一致(参照图19B及图20B)。 即，和以前说明的例不同，配管76不完全通过空气Ar进行置换，而成为在配管76的内部残 存空气积存的状态。上述的实施方式中，在对配管76导入空气Ar的情况下，在压力传感器54监视配 管77的压力，限制空气Ar的导入量，但是，也可以在流量传感器53监视空气Ar的位置，基 于该结果限制空气Ar的导入量，另外，也可以监视配管76的压力，规定空气Ar的导入量。如图25A及图25B所示，在空气(界面In)在直线管59内移动的情况下，因为对 应于各光敏传感器58A 58E的区域的生理盐水83和空气Ar的比率慢慢变化，所以，如图26所示，在光敏传感器58A 58E的受光元件58Ab 58Eb得到的受光量(透射率)发生 变化。因此，以在光敏传感器58A 58E得到的受光量(透射率)开始变化的时刻Tl、或在 受光量(透射率)开始变化后受光量(透射率)达到一定值的时刻T2等为基准，可以检测 为空气Ar (界面In)到达。而且，若多个光敏传感器58A 58E中分别检测到了空气Ar (界 面In)到达，则可以检测空气Ar (界面In)通过邻接的光敏传感器58A 58E之间的时间、 即空气Ar (界面In)的移动时间。另外，通过设定三个以上的光敏传感器58A 58E，不仅 可以测定在某时刻的空气Ar(界面In)的移动时间，还可以测定空气Ar(界面In)的移动 时间的经时变化。在确保为了向血液过滤器2供给血液所需的空间82中，控制部10(参照图14)将 液供给嘴34从血液过滤器2卸下，同时开放电磁阀51，使减压泵56驱动。由此，如图19A 及图19B所示，血液过滤器2的内部的生理盐水经由废液嘴50被吸引除去，向血液过滤器2 导入空气84。此时，如图27A及图27B所示，配管76、77的生理盐水83朝向减压瓶55 (参 照图18)移动，随之，配管76的空气Ar也朝向减压瓶55(参照图18)移动。另一方面，在流量传感器53的光敏传感器58A中，检测空气Ar (界面In)是否到 达。如上所述，在空气Ar (界面In)通过光敏传感器58A时，因为受光元件58Ab的受光量 变大，所以光敏传感器58A可以检测空气Ar (界面In)到达。而且，控制部10 (参照图14) 在光敏传感器58A检测到空气Ar (界面In)到达的情况下，关闭电磁阀51 (参照图18)，使 生理盐水83及空气Ar的移动停止。如上述，空气相对于配管76的导入量如下设定，在空气向配管76的导入后，导入 的空气Ar和生理盐水83的界面In到达在流量传感器53的光敏传感器58A检测的位置之 前的移动量(废液量)和血液相对于血液过滤器2的供给量一致或大致一致。即，因为预 先限制了空气相对于配管76的导入量(生理盐水和空气的界面的位置)，所以，在空气Ar 到达在光敏传感器76检测的位置的情况下(参照图20B)，在血液过滤器2形成的空间82 的容积与应向血液过滤器2供给的血液的量一致或大致一致(参照图19B)。这样，血液检查装置1中，通过在流量传感器53检测空气Ar (界面In)的位置而 限制来自血液过滤器2的生理盐水的废弃量。因此，与如现有的血液检查装置那样在血液 供给嘴通过液面检测传感器限制生理盐水的废弃量的情况相比，血液检查装置1可以短时 间进行生理盐水的废弃量的限制(探出界面)。由此，可以使血液检查需要的时间缩短化。本发明不限定于上述的实施方式，可以进行各种设计变更。例如，本发明不限于包 含血球的血液，也可以适用于在包含粒子的液体全部、或不包含粒子的具有固定以上的粘 性的试样，检测粘性或粒度分布等特性的情况。更具体而言，也可以适用于下述情况，即，检 查如木工用粘结剂等粘着剂那样需要一定以上的粘性的试样是否确保期望的粘性的情况； 在胶状物等食品检查是否确保了与期望的食感相对应的粘性的情况；为了检查粉体的粒度 分布是否处于期望范围而使粉体分散于溶剂而作为试样使用的情况。另外，作为流量传感器可以使用代替直线管采用曲管的传感器，或作为传感器部 可以使用代替多个光敏传感器采用导电式或电介质电容式的传感器。导电式传感器部通过 电检测例如单个电极和接地电极之间是否由液体进行液体联络，而检测空气和液体的界面 (液体的有无或空气的有无)。另一方面，电介质电容引导传感器部通过例如单个电极和接 地电极之间的静电电容的变化而检测空气和液体的界面(液体的有无或空气的有无)。
1权利要求
1.一种分析装置，其具备使试样通过的阻力体、用于测定所述阻力体中的试样的移动 时间的流量传感器，其特征在于，所述流量传感器配置于用于废弃向所述阻力体供给的液体的废液用配管的中途。
2.如权利要求1所述的分析装置，其特征在于， 所述流量传感器，包含液体或气体通过的管状体；以及传感器部，其具有用于检测在所述管状体移动的液体和空气的界面的多个检测区域。
3.如权利要求2所述的分析装置，其特征在于， 所述管状体为直线管。
4.一种分析方法，其包含，第一步骤，其中向使试样通过的阻力体的内部填充液体；第二步骤，其中废弃所述阻力体的内部的液体的一部分，确保向所述阻力体的内部填 充试样的空间；第三步骤，其中向所述空间供给试样； 第四步骤，其中使试样在所述阻力体的内部移动；第五步骤，其中利用设于与所述阻力体连接的废液用配管的中途的流量传感器，测定 所述阻力体的内部的试样的移动时间。
5.如权利要求4所述的分析方法，其特征在于，作为所述流量传感器，使用包含管状体和具有用于检测在所述管状体移动的液体和空 气的界面的多个检测区域的传感器部的传感器，还包含第六步骤，其在所述第一步骤和所述第二步骤之间进行，向所述管状体导入空气。
全文摘要
本发明提供一种分析装置(1)，其具备使试样通过的阻力体(2)、用于测定在阻力体(2)的试样的移动时间的流量传感器(53)。流量传感器(53)配置于用于废弃向所述阻力体(2)供给的液体的废液用的配管(74～77)的中途。优选流量传感器(53)包含液体或气体通过的管状体和具有用于检测在管状体移动的液体和空气的界面的多个检测区域的传感器部。本发明涉及一种分析方法，其包含，向通过废弃向阻力体(2)的内部充填的液体的一部分而得到的空间(82)供给试样的步骤、利用设于与阻力体(2)连接的废液用配管(74～77)的中途的流量传感器(53)测定在阻力体(2)的内部使试样移动时的试样的移动时间的步骤。
文档编号G01F1/708GK102124350SQ200980129019
公开日2011年7月13日 申请日期2009年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者村田康人 申请人:爱科来株式会社