(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料が流通する液体試料流路と、
前記液体試料流路の内壁面に形成された段上凹部内に収容配置された検出部と、
前記液体試料流路の内壁面における前記段上凹部を臨む位置に設けられ、前記段上凹部の開口前方において乱流を生じさせる突起部とを具備し、
前記突起部は、その頂部における下流側端縁が、前記段上凹部の開口前方に位置するように形成されるとともに、前記検出部の下流側端部よりも上流に配置されている
液体試料分析機器。
【請求項２】
前記突起部が、前記液体試料流路の内壁面において、前記段上凹部と対向する壁面に形成されている請求項１記載の液体試料分析機器。
【請求項３】
表面に凹溝が形成された基材と、
前記基材の表面に接着層により接着され、前記接着層とともに前記凹溝を塞いで前記液体試料流路を形成するフィルムとを備え、
前記フィルムの接着面上に前記検出部が配置されており、前記接着層及び前記フィルムの接着面により前記段上凹部が形成されている請求項１又は２記載の液体試料分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液などの液体試料を分析する液体試料分析機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の液体試料分析機器としては、特許文献１に示すように、計測部本体に着脱自在に装着されるカートリッジがある。このカートリッジは、液体試料である薄めた検体血液を流通させる流路と、当該流路内に設けられて前記検体血液を測定するための検出部とを備えている。
【０００３】
具体的な構成としては、表面に凹溝が形成された第１基板と、当該第１基板に貼り合わされた際に、凹溝の開口部を覆うことで流路を構成するとともに、検体血液と接触する検出部及びリード線が形成された第２基板と、第１基板及び第２基板とを接合するための接着シートとにより構成されている。そして、この接着シートは、検出部が形成された場所に対応する部分を除いて、第１基板の表面略全体を覆うように構成されている。カートリッジがこのように構成されることから、検出部は、流路において接着シート及び第２基板により構成される段状凹部内に収容配置される（図１２参照）。
【０００４】
このカートリッジに検体血液を流路に流通させた場合、検体血液は流路壁面の表面張力を受けながら流れる（図１２（ａ））。このとき、接着シート及び第２基板により構成される段状凹部の上流側角部において検体血液の流れが止まる一方で、第１基板の凹溝内面では検体血液が流れる（図１２（ｂ））。そうすると、検出部の近傍において空気層ができるとともに検体血液が凹部内面をそのまま流通することによって（図１２（ｃ））、検体血液が接着シートの下流側角部に接触し、検出部の近傍に気泡が形成されてしまう（図１２（ｄ）参照）という問題が生じてしまう。このように検出部の近傍に気泡が形成されてしまうと、検出部からの信号のばらつきが生じ、又は検出部と液体試料が絶縁されてしまい、測定精度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、上記のように空気層による気泡が形成される場合でなくても、検体血液に含まれる気泡が接着シート及び第２基板により形成される段状凹部内に滞留しやすく、その結果気泡が検出部に付着してしまうという問題もある。このように検出部に気泡が付着すると、検出部からの信号にばらつきが生じ、測定精度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
ここで、一般的に検出部に付着した気泡を除去する方法としては、検出部自体の位置を流路の底面又は左右側面に設ける、又は流路中に宙づり状に設けることにより、気泡に作用する浮力によって検出部に気泡を付着しにくくすることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、気泡に作用する力が浮力のみであることから、一度検出部に気泡が付着してしまうと除去しにくいという問題がある。また、検出部が上面に形成されている場合（図１２の場合）には浮力によっては除去できないという問題がある。
【０００８】
また、検出部に付着した気泡を除去するその他の方法としては、流路内を減圧して気泡サイズを拡大することによって、気泡に作用する浮力を増大し除去する方法、又は流路内にスターラ等の撹拌装置を用いて検出部近傍の液を撹拌する方法が考えられる。
【０００９】
しかしながら、前者の場合、流路内を減圧するためのポンプが別途必要になってしまい、装置構成が複雑になるだけでなく、コスト増にも繋がり、得策ではない。また、後者の場合、流路内に撹拌子を収容する必要があり、構成が複雑になるだけでなく、当該撹拌子を動作させる外力も必要となり装置構成が複雑になってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１７３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、流路内壁面の段状凹部内に配置された検出部に付着する気泡又はその近傍に生成される気泡を、外部動力を必要とすることなく、簡単な構成により除去することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明に係る液体試料分析機器は、液体試料が流通する液体試料流路と、前記液体試料流路の内壁面に形成された段状凹部内に収容配置された検出部と、前記液体試料流路の内壁面における前記段状凹部を臨む位置に設けられ、前記段状凹部の開口前方において乱流を生じさせる突起部とを具備し、前記突起部が、その頂部における下流側端縁が前記段状凹部の開口前方に位置するように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このようなものであれば、液体試料流路の内壁面に形成された段状凹部内に検出部が配置される構造において、当該段状凹部の開口前方に突起部を設けて乱流を生じさせるようにしているので、当該乱流により液体試料が検出部側に流れ込むようになり、検出部に付着した気泡を除去すること及び検出部近傍における気泡生成を防止することができる。このとき、液体試料の乱流は、突起部の頂部にける下流側端縁を通過したのちに生じることから、下流側端縁が段状凹部の開口前方に位置することにより、乱流によって効率良く気泡の除去を行うことができる。また、突起部により流路が狭まることで液体試料の流速が上がり、これによって気泡を付着しにくくするとともに突起部下流の乱流を大きくすることができ、液体試料を検出部側に流れ込みやすくすることができる。したがって、液体試料の流れのみで検出部に付着した気泡を除去すること及び検出部近傍における気泡生成を防止することができ、気泡付着による検出部からの信号量のばらつき及び絶縁を防止することができ、気泡による測定精度の低下を防止することができる。
【００１４】
また突起部により生じる乱流によって液体試料を検出部側に効率良く向かわせるためには、前記突起部が、前記液体試料流路の内壁面において、前記段状凹部と対向する壁面に形成されていることが望ましい。
【００１５】
本発明の課題が顕著となる液体試料分析機器の具体的な構成としては、表面に凹溝が形成された基材と、前記基材の表面に接着シートにより接着され、前記接着シートとともに前記凹溝を塞いで前記液体試料流路を形成するフィルムとを備え、前記フィルムの接着面上に前記検出部が配置されており、前記接着シート及び前記フィルムの接着面により前記段状凹部が形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
このように構成した本発明によれば、流路内壁面の凹部内に配置された検出部に付着する気泡又はその近傍に生成される気泡を、外部動力を必要とすることなく、簡単な構成により除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態である細胞数計測装置の構成を概略的に示す全体概略図である。
【図２】同実施形態に係る細胞数計測装置のカートリッジ装着を模式的に示す斜視図である。
【図３】同実施形態に係るカートリッジの斜視図である。
【図４】同実施形態に係るカートリッジの平面図である
【図５】血液定量位置にあるカートリッジのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】血液導入位置にあるカートリッジのＡ−Ａ線断面図である。
【図７】同実施形態に係る血液定量部の部分拡大断面図及び部分拡大平面図である。
【図８】同実施形態に係るアパーチャ部分を示す拡大斜視図である。
【図９】同実施形態に係るフィルタ部を示す部分拡大断面図及び部分拡大平面図である。
【図１０】同実施形態に係るカートリッジ本体を構成する各要部毎に分解した様子を示す斜視図である。
【図１１】同実施形態に係る測定用流路の検出部近傍を示す模式的断面図である。
【図１２】従来の液体試料流路における検体血液の流れを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明に係る測定装置である細胞数計数装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態に係る細胞数計測装置１００は、図１及び図２に示すように、計測部本体１０と、この計測部本体１０に着脱自在に装着される液体試料分析用機器であるカートリッジ２０を備えている。計測部本体１０は、カートリッジ２０を装着する装着部１１と、カートリッジ２０に設けられたスライド体２０２（後述）をスライドさせる駆動部１２と、カートリッジ２０の内部に被計測液である薄めた検体血液（以下単に希釈血液という。）を流通させるための液供給部１３と、カートリッジ２０から信号を取り出すためのコネクタ部１４と、このコネクタ部１４からの電気信号を検出して被計測液中に含まれる細胞数を演算する演算部１５とを備えている。
【００２０】
装着部１１は、カートリッジ２０の差し込み側端部である先端部の幅及び厚さよりも若干大きく形成され、カートリッジ２０の差し込み側端部の形状に合わせて所定の奥行を有するように構成された溝状の凹部１１ａ（図１参照）と、カートリッジ２０が凹部１１ａに挿入した際に、カートリッジ２０を把持する一部分（血液定量部２２を含む。）を残して、カートリッジ２０の大部分を覆うカバー体１１ｂ（図２参照）とを備えている。そして、凹部１１ａの奥部分には、カートリッジ２０の先端部に形成された切欠部２１（図３、図４等参照）に嵌合する突出部１６が形成されており、この突出部１６の表面上に、カートリッジ２０に設けた電極２８、２９、２２１に接触して電気信号を受信するコネクタ部１４の一部（導通部１４ａ）が形成されている。
【００２１】
駆動部１２は、カートリッジ２０のスライド体２０２に設けられた係止部２０２ａ（具体的に係止孔、図４参照）に係合する係止爪と、当該係合爪をスライド方向に移動させるラックアンドピニオン機構及びモータ等を用いたスライド移動機構を用いて構成されている（何れも不図示）。そして、駆動部１２は、スライド体２０２を血液定量のために血液定量位置Ｘ（図５参照）及び定量された血液を試薬と混合して混合用流路２５及び測定用流路２６に導入するための血液導入位置Ｙ（図６参照）との間でスライド移動させるものである。
【００２２】
液供給部１３は、吸入ポンプ及びバルブを主体として構成されている。この吸入ポンプは、カートリッジ２０を前記装着部１１に装着した際に、後述する測定用流路２６の終端開口部Ｈに接続されて、ここを負圧にし、流路導入口２４から定量された血液及び試薬を、混合用流路２５及び測定用流路２６内に吸引して導くものである。
【００２３】
コネクタ部１４は、装着部１１の凹部１１ａの内側と電気的に導通する導通部１４ａを備えており、カートリッジ２０の電極２８に、カートリッジ装着時において接触し、前記電極２８間に所定の電圧を印加し、その際に発生する電気抵抗の大きさに比例した電流量を電気信号として検出するものである。そして、この電気信号をリード線等の配線を介して演算部１５に出力する。
【００２４】
演算部１５は、コネクタ部１４から出力された電気信号をパルス信号に変換し、測定用流路２６中に導入された希釈血液中の血球の数および血球の体積値として出力する電気回路（不図示）を備えている。そして、前述のように出力された血球の数および血球の体積についての信号は、ディスプレイ１０１等に出力される。
【００２５】
次に、カートリッジ２０の詳細な構成について図３〜図１０を参照しつつ説明する。
【００２６】
図３及び図４に示すように、カートリッジ２０は原則的に１回限りの使い捨てのものであり、その挿入方向における先端側に断面略矩形状の切欠部２１を備えると共に、この先端側から前記挿入方向について遠ざかる側の端部の略中央付近に、表面に開口した血液導入口２２ａを有する血液定量部２２を備えている。また、このカートリッジ２０は、前記血液定量部２２により定量された血液を希釈するための試薬容器３が装着される試薬容器装着部２３と、定量された血液及び試薬を導入する流路導入口２４と、当該流路導入口２４に連通して形成された混合用流路２５と、当該混合用流路２５により混合して形成された希釈血液に含まれる血球の数を演算するための測定用流路２６とを備えている。
【００２７】
血液定量部２２は、図５及び図６に示すように、血液導入口２２ａに連続して形成された上流側毛細管流路２２ｂ及び上流側毛細管流路２２ｂと空間Ｓ１（後述のスライド体２０２のスライド通路を形成する空間）を挟んで形成された下流側毛細管流路２２ｃを有するカートリッジ本体２０１と、空間Ｓ１内にスライド可能に設けられ、上流側毛細管流路２２ｂ及び下流側毛細管流路２２ｃを連通するとともに、血液導入口２２ａから導入された血液を定量する所定の流路容量を有する定量用毛細管流路２２ｄが形成されたスライド体２０２とからなる。
【００２８】
この構成において、スライド体２０２は、挿入方向側に形成された係止部２０２ａに駆動部１２の係止爪が係合されて、当該駆動部１２により、定量用毛細管流路２２ｄが上流側毛細管流路２２ｂ及び下流側毛細管流路２２ｃに連通する血液定量位置Ｘ（図５）と、定量用毛細管流路２２ｄにより定量された血液及び試薬を流路導入口２４に導入するための血液導入位置Ｙ（図６）との間でスライド移動する。
【００２９】
特に図７上図に示すように、上流側毛細管流路２２ｂ、下流側毛細管流路２２ｃ及び定量用毛細管流路２２ｄはそれぞれ等断面円形状をなす直線状流路であり、それら流路２２ｂ〜２２ｄが同一方向（本実施形態では挿入方向と直交する上下方向）を向くように形成されている。また、上流側毛細管流路２２ｂ、定量用毛細管流路２２ｄ及び下流側毛細管流路２２ｃは、この順に縮径するものである。つまり、上流側毛細管流路２２ｂの径よりも定量用毛細管流路２２ｄの径が小さく、定量用毛細管流路２２ｄの径よりも下流側毛細管流路２２ｃの径が小さく構成されている。これにより下流に行くに従って毛細管力を強くすることができ、確実に定量用毛細管流路２２ｄに血液を導入することができる。なお、上流側毛細管流路２２ｂの上流側は上流に行くに従って拡径する漏斗状をなすものであり、その上流側開口である血液導入口２２ａは、長孔状をなし、カートリッジ本体２０１の角部に形成されて、その上面及び側面に開口するように構成されている。これにより、血液導入口２２ａから血液を導入しやすくしている。
【００３０】
また、図７下図に示すように、上流側毛細管流路２２ｂと下流側毛細管流路２２ｃとは平面視において同心円状に形成されており、上流側毛細管流路２２ｂの下流側開口は空間Ｓ１（スライド通路）に開口しており、下流側毛細管流路２２ｃの上流側開口は空間Ｓ１（スライド通路）に開口している。
【００３１】
さらに、スライド体２０２が血液定量位置Ｘにある場合において、平面視において、上流側毛細管流路２２ｂの下流側開口内に定量用毛細管流路２２ｄの上流側開口が含まれ、定量用毛細管流路２２ｄの下流側開口内に下流側毛細管流路２２ｃの上流側開口が含まれる。本実施形態では、血液定量位置Ｘにある場合において、定量用毛細管流路２２ｄは、上流側毛細管流路２２ｂ及び下流側毛細管流路２２ｃと同心円状となるように位置する。
【００３２】
ここで、定量用毛細管流路２２ｄが血液で満たされたことを検出するために、図４及び図７に示すように、下流側毛細管流路２２ｃの下流側に血液の到達の有無を検出するための液体センサ２２１が設けられている。この液体センサ２２１は、電極により構成されており、下流側毛細管流路２２ｃの下流側開口の全部又は一部を塞ぐように設けられた液接触部２２１ａと、この液接触部２２１ａから引き出されたリード線２２１ｂと、このリード線２２１ｂを介して液接触部２２１ａに電気的に導通するように切欠部２１下方のカートリッジ表面に表出させた信号取出部２２１ｃとから構成されている。
【００３３】
スライド体２０２がスライド可能に挿通されたスライド通路Ｓ１には、スライド体２０２が血液定量位置Ｘ及び血液導入位置Ｙの間をスライド移動する段階で、スライド通路Ｓ１の内壁面が定量用毛細管流路２２ｄの上下開口に接触して、定量された血液がその内壁面に付着して減少することを防止する血液減少防止構造が形成されている。
【００３４】
この血液減少防止構造は、図５及び図６等に示すように、上流側毛細管流路２２ｂを形成する形成壁部２０１ａ及び試薬導入路Ｌ１を形成する形成壁部２０１ｂの間に設けられた上部間隙Ｓ１１と、下流側毛細管流路２２ｃを形成する形成壁部２０１ｃ及び流路導入口２４を形成する形成壁部２０１ｄとの間に設けられた下部間隙Ｓ１２とを備えている。上部間隙Ｓ１１により、定量用毛細管流路２２ｄの上流側開口が、カートリッジ本体２０１の上壁面に接触しないように構成されている。同様にして、下部間隙Ｓ１２により、定量用毛細管流路２２ｄの下流側開口が、カートリッジ本体２０１の下壁面に接触しないように構成されている。
【００３５】
また、このように構成することで、図７上図に示すように、スライド体２０２が血液定量位置Ｘにある状態で、血液導入口２２ａから導入された血液が、カートリッジ本体２０１とスライド本体２０２との間（スライド通路Ｓ１及びスライド体２０２の隙間）に侵入した場合に、侵入した血液が上部間隙Ｓ１１及び下部間隙Ｓ１２の端部で止まり、血液導入口２２ａから導入された血液を無駄なく上流側毛細管流路２２ｂ、定量用毛細管流路２２ｄ及び下流側毛細管流路２２ｃに導くことができる。
【００３６】
試薬容器装着部２３は、分析用液体容器たる試薬容器３が着脱可能に装着されるものであり、図５及び図６に示すように、カートリッジ本体２０１の上面に設けられて試薬容器３を収容する容器収容部２３１と、当該容器収容部２３１の底壁から延出して設けられ、容器収容部２３１に収容された試薬容器３のシール部３２を貫通する試薬導出針２３２とを備えている。試薬導出針２３２は、その内部流路が前記空間Ｓ１に開口する試薬導入路Ｌ１に連通している。
【００３７】
ここで試薬容器３は、所定量の分析用液体たる試薬が収容されるものであり、図５に示すように、当該試薬を外部に導出可能にする開口部３１ａが底壁に形成された容器本体３１と、その開口部３１ａを封止するシール部３２と、このシール部３２の外側に設けられた概略円筒状をなすガイド部３３とを備えている。
【００３８】
容器本体３１は概略回転体形状をなすものであり、底壁が漏斗形状をなすものである。そして、開口部３１ａは、底壁の略中央部に形成されている。また、ガイド部３３は、シール部３２の周囲を覆うように設けられており、シール部３２に試薬導出針２３２を挿通するための案内をするとともに、試薬導出針２３２がシール部３２を挿通する際に試薬導出針２３２の外側周面と略液密に接触するものである。
【００３９】
本実施形態の試薬容器３は、例えばポリプロプレン等の樹脂製であり、容器本体３１、シール部３２及びガイド部３３が一体成型により形成されている。試薬容器３の上部は開口しており、この開口から試薬を収容した後にアルミフィルム等の封止フィルム３４により密閉される。この封止フィルム３４には、例えば樹脂チェックバルブからなる大気開放部３４１が設けられており、シール部３２に試薬導出針２３２が挿通されると同時又はそれ以前に、図示しない通気針が挿通されて大気開放される。
【００４０】
ガイド部３３は、試薬導出針２３２がシール部３２を挿通するまでに、試薬導出針２３２の外側周面と略液密に密着する。具体的には、試薬導出針２３２が先端から基端に行くに従って徐々に拡径するものであり、試薬導出針２３２をガイド部３３に挿入するに従ってガイド部３３の先端部が試薬導出針２３２の外側周面に変形しながら密着して嵌合することにより、試薬導出針２３２の外側周面と液密に接触するように構成されている（図６参照）。つまり、ガイド部３３の内径は、試薬導出針２３２の基端部の外径よりも若干小さく形成されている。また、ガイド部３３の軸方向長さは、試薬導出針２３２がシール部３２に挿通する前に、ガイド部３３の内側周面が、試薬導出針２３２の外側周面の周方向全体に略液密に接触する程度の長さである。このように試薬容器３にガイド部３３を設けることによって、挿通時又は挿通後に試薬容器３の外部に試薬が漏れ出ることを防止することができる。
【００４１】
混合用流路２５は、図３及び図４に示すように、スライド通路Ｓ１に開口する流路導入口２４に連続して形成されており、カートリッジ本体２０１内部において蛇行するように形成されている。試料導入口２４は、スライド体２０２が血液導入位置Ｙにある状態において、定量用毛細管流路２２ｄの下流側開口と連通する（図６参照）。この状態において、液供給部１３の吸引により、当該定量用毛細管流路２２ｄ内部の血液と共に、試薬容器３に挿入された試薬導出針２３２に連通した試薬導入路Ｌ１から当該定量用毛細管流路２２ｄを介して試薬が混合用流路２５に導入される。そして、液供給部１３のポンプの吸引、吐出動作により混合用流路２５内において定量された血液と試薬とが混合されて希釈血液が生成される。
【００４２】
液体試料流路である測定用流路２６は、図３及び図４に示すように、混合用流路２５の下流側出口に連通するように形成されており、その下流側出口から前記先端側に向かってカートリッジ本体２０１全体を二分するように直線的に伸びて構成される。この測定用流路２６は、前記先端側の切欠部２１付近で、流路２６の対向する内壁が１ｍｍ程度の隙間を構成するように近接され、この隙間部分によってアパーチャ部２７が形成されている。なお、アパーチャ部２７を形成するための隙間の大きさは、計測対象である細胞（本実施形態においては血球）のサイズによって適宜定めることができる。
【００４３】
そして、測定用流路２６は、特に図８に示すように、このアパーチャ部２７が形成された位置から下流に向かって２分岐する。そして、アパーチャ部２７近傍の測定用流路２６のうち、アパーチャ部２７よりも上流側の流路２６ａでは、アパーチャ部２７に向かって対向する内壁間距離を徐々に狭めるように構成され、下流側の流路２６ｂ、２６ｃでは、アパーチャ部２７から対向する内壁間距離を徐々に拡大するように構成されている。その他の部位ではほぼ同じ流路幅である。このように測定用流路２６を形成することによって、アパーチャ部２７を通過する希釈血液の流れが乱れることがなく、希釈血液中に含まれる血球が順序よくアパーチャ部２７を通過することになる。
【００４４】
なお、アパーチャ部２７の上流側にはフィルタ部Ｆが形成されている。このフィルタ部Ｆは、図９に示すように、互いに所定間隔で配置された複数の柱部Ｆ１により形成されている。これら柱部Ｆ１は、赤血球、白血球、血小板などの血球が通過できるような間隔に規則正しく配置される。例えば、各柱部Ｆ１は、０．３ｍｍ径の円柱状をなし、これらの柱部Ｆ１が流路を遮る方向（流路方向に直行する方向）に例えば３０〜６０μｍ、好ましくは５０μｍの間隔で列状に配置されている。本実施形態では２列に配置してフィルタ部Ｆが形成されており、このフィルタ部Ｆによって、赤血球（球径８μｍ位）、白血球（球径１０〜２０μｍ位）、血小板（球径２〜３μｍ位）などはフィルタ部Ｆを通過することができ、径が５０μｍ以上の埃や塵などの異物は、フィルタ部Ｆで留まる。これにより、異物が電極２８、２９には達することはないので、血液分析の測定精度を向上させることができる。
【００４５】
アパーチャ部２７より下流側の流路２６ｂ、２６ｃについて述べておくと、これら流路２６ｂ、２６ｃは、分岐した位置からそれぞれカートリッジ本体２０１の先端辺に沿って僅かに直線的に形成された後、折れ曲がってカートリッジ後端部に向かって直線状に進み、後端部から再度先端部に向かう。これを複数回繰り返してジグザグに形成される（図４参照）。このように測定用流路２６は、複数回に分けてカートリッジ本体２０１の挿入方向についての端部側で折れ曲がるように構成され、カートリッジ本体２０１の略全面に亘って形成されている。これによって、カートリッジ本体２０１内部の限られた領域の中で、測定用流路２６をできるだけ長く確保している。また、測定用流路２６の最終端部は、カートリッジ本体２０１の表面（下面）に開口した開口部Ｈに連通しており、流路導入口２４から導入された希釈血液は、測定用流路２６内に含まれる空気を開口部Ｈから押し出すようにして測定用流路２６内を進むように構成している。
【００４６】
そして、図４に示すように、測定用流路２６の分岐部分のアパーチャ部２７より下流側の、アパーチャ部２７を通過した希釈血液と接触する位置に、アパーチャ部２７を挟むように一対の電極２８（以下、第１の電極２８とも言う）が配置されている。なお、この電極２８は、測定用流路２６の内壁に面するように形成された液接触部２８ａと、この液接触部２８ａから引き出されたリード線２８ｂと、このリード線２８ｂを介して液接触部２８ａに電気的に導通するように切欠部２１上方のカートリッジ表面に表出させた信号取出部２８ｃとから構成されている。
【００４７】
また、前記第１の電極２８における液接触部２８ａの下流側には、第２の電極２９を設けている。第２の電極２９は、液接触部２８ａからの流路容量が予め定めた一定容量となる下流側（具体的には測定用流路２６の終端から所定距離上流側）に設けた液検出部２９ａと、この液検出部２９ａから引き出されたリード線２９ｂと、このリード線２９ｂの終端に連続し、前記信号取出部２８ｃの側方に設けた検出信号出力部２９ｃとから構成されており、希釈血液が液検出部２９ａに到達したことを検出する液面センサとして作用する。
【００４８】
つまり、液接触部２８ａと接触した後に測定用流路２６中を進む希釈血液が、この液検出部２９ａに接触すると電気信号が発生し、この電気信号は液検出部２９ａから引き出されたリード線２９ｂを介して検出信号出力部２９ｃに送られ、これによって希釈血液が測定用流路２６内の所定の到達位置に到達したことが計測部本体１０に伝わる。このように、希釈血液が測定用流路２６内の前記所定位置に到達したことが検出された際に、液供給部１３による希釈血液の供給を停止することで、希釈血液が流路終端の開口部Ｈに到達して溢れることを防止できるようにしてある。
【００４９】
なお、第１の電極２８の信号取出部２８ｃと、第２の電極２９の検出信号出力部２９ｃとは、前述したように並んで配置されており、カートリッジ２０を計測部本体１０に装着した際に、この信号取出部２８ｃおよび検出信号出力部２９ｃが、コネクタ部１４の導通部１４ａに電気的に接触するように構成されている。
【００５０】
次に、カートリッジ本体２０１の内部構成の詳細について、図１０を参照しつつ説明する。カートリッジ本体２０１は、図１０に示すように、表面に有底溝４１、４２が形成された例えばＰＭＭＡ製の基材４０と、その基材４０の表面（下面）上に接着シート５０を介して貼り合わされるＰＥＴ製のカバー部材たるフィルム６０とから構成されている。
【００５１】
基材４０の先端側の略中央付近には、カートリッジ本体２０１の切欠き部２１を形成する凹部が形成されるとともに、混合用流路２５を形成する第１有底溝４１及び測定用流路２６を形成する第２有底溝４２が形成されている。第１有底溝４１は、基材表面（下面）に開口した幅４ｍｍ程度、深さ２ｍｍ程度の半円状溝であり、第２有底溝４２は、基材表面（下面）に開口した幅、深さが１ｍｍ程度の凹溝である。また、第１有底溝４１の始端においては、流路導入口２４が設けられている。この流路導入口２４に対応して、基材内部に形成された空間Ｓ１を介して、基材内部に試料導入路Ｌ１及び基材表面（溝が形成された表面とは反対の上面）に試薬容器装着部２３が形成されている。また、第２有底溝４２の始端は第１有底溝４１の終端と連続している。また、前述した通り、アパーチャ部２７が形成される位置の上流側付近においては、第２有底溝４２の幅が徐々に狭められており、アパーチャ部２７が形成される位置の下流側付近においては、第２有底溝４２の幅が徐々に拡大されている。このような有底溝４２及びフィルタ部Ｆの柱部Ｆ１は、基材表面より、マイクロマシニング加工やホットエンボス加工、光造型などの任意の加工方法によって形成されてもよいし、基材４０を樹脂で構成する場合においては、精密射出成形等の手法により、予めこのような溝を有する形状に成形してもよい。
【００５２】
またフィルム６０は、基材表面の形状と略一致する形状に形成されており、基材表面に貼り合わされた際に、有底溝４１、４２の開口部を覆うことで混合用流路２５及び測定用流路２６を構成するとともに、第１有底溝４２の終端に相当する位置に貫通孔６１ａ、６１ｂが形成されている。また、フィルム６０には、基材４０の切欠部２１に対応する位置において切欠きが設けられておらず、基材４０およびフィルム６０を接合した際に、フィルム６０の一部が切欠部２１上方を覆うように構成される。なお、この切欠部２１上方を覆うエリアは、第１の電極２８の一部である信号取出部２８ｃ、第２の電極２９の一部である検出信号出力部２９ｃ及び液体センサ２２１の一部である信号取り出し部２２１ｃが形成される。
【００５３】
また、フィルム６０の表面６０１の所定位置に微小量塗布された導電性金属としての銀（Ａｇ）に、薄い炭素被膜（Ｃ）を施すことで前述の第１の電極２８および第２の電極２９が形成されている。これらの電極を各々構成する液接触部２８ａおよび液検出部２９ａは、前述のように、測定用流路２６中を流れる希釈血液と接触することで電気的に導通し、さらに、液接触部２８ａおよび液検出部２９ａは、リード線２８ｂ、２９ｂを介して各々信号取出部２８ｃおよび検出信号出力部２９ｃに電気的に接続されている。なお、液体センサ２２１も同様に形成される。
【００５４】
また、フィルム６０の表面６０１に形成される第１の電極２８および第２の電極２９は、スクリーン印刷やスパッタリング等の手法によって形成されている。もっとも、上述以外の手法により、これらの電極を形成することもできることは言うまでもなく、例えばフィルム６０の裏面全体に銀および炭素の混合材料の層を堆積させ、エッチングや電気処理によって不要な部分の銀を除去または変質させるといった手法を用いても、これらの電極を形成することは可能である。この場合、前述のスクリーン印刷やスパッタリングによって形成された電極に比して、より膜厚の小さい電極を形成することができる。なお、液体センサ２２１も同様に形成される。
【００５５】
また、基材４０とフィルム６０とを接合するための接着シート５０は、フィルム６０の貫通孔６１ａ、６１ｂと、液接触部２８ａ、液検出部２９ａ及び液接触部２２１ａが形成された場所に対応する部分を除いて、基材４０の表面全体を覆う、薄膜状の固形接着剤５０で構成されている。図１０中、符号５１ａは貫通孔６１ａ、６１ｂに対応した貫通孔であり、５１ｂは液接触部２８ａに対応する矩形孔であり、５１ｃは液検出部２９ａに対応する矩形孔であり、５１ｄは液接触部２２１ａに対応する矩形孔である。この固形接着剤５０は、常温では固体であるが、所定温度程度以上に加熱すると溶融して粘着性が生じる性質を有している。そして、基材４０とフィルム６０との間に固形接着剤５０を挟み込み、その状態で加熱することで基材４０とフィルム６０とを接合するようにしている。
【００５６】
このように構成されたカートリッジ本体２０１において、フィルム６０の接着面である表面６０１に設けられた第１の電極２８の液接触部２８ａおよび第２の電極の液検出部２９ａは、図１１に示すように、接着シート５０とフィルム６０の接着面６０１により形成された段状凹部７内に収容配置される構成となる。本実施形態では、フィルム６０の表面６０１上に形成される電極（液接触部２８ａおよび液検出部２９ａ）の厚さは０．０１５ｍｍ程度であり、接着シート５０の厚さが０．１ｍｍ程度であることから、電極（液接触部２８ａおよび液検出部２９ａ）は段状凹部７内に完全に収容されることになる。なお図１１においては、上下逆に表した図を示している。
【００５７】
しかしてカートリッジ本体２０１の断面略矩形状をなす測定用流路２６の液接触部２８ａおよび液検出部２９ａ近傍には、段状凹部７を臨む位置に突起部Ｔが設けられている。
【００５８】
この突起部Ｔは、段状凹部７の開口前方において希釈血液が流通する段階で、当該希釈血液の流れに乱流を生じさせるものである。具体的に突起部Ｔは、測定用流路２６において段状凹部７が形成された内壁面２６１（図１１では上面）と対向する内壁面２６２（図１１では下面）に形成されており、前記第１の電極２８の液接触部２８ａおよび第２の電極２９の液検出部２９ａに対向して設けられている。この突起部Ｔは、流路幅方向全体に亘って形成され、流路幅方向において等断面形状をなすものである。つまり、突起部Ｔは、基材４０の有底溝４２の底面に幅方向に亘って形成されている。本実施形態の突起部Ｔは、流路方向に沿った断面が概略台形状をなすものである。そして、突起部Ｔの頂面の少なくとも下流側端縁Ｔ１が段状凹部７の開口前方、つまり、段状凹部７が臨む流路範囲内に位置する。特に突起部Ｔの頂面の上流側端縁の位置は限定されないが、本実施形態では、段状凹部７の上流側端部の下方近傍に位置する場合を示している。
【００５９】
＜計測手順について＞
次に、このような細胞数計測装置１００を用いて、被計測液である希釈血液中の血球数および血球のサイズを計測する手順を、以下に説明する。
【００６０】
まず、カートリッジ本体２０１の試薬容器装着部２３内に試薬容器３を入れる。このとき、試薬容器装着部２３の試薬導出針２３２はシール部３２を挿通していない状態である。また、カートリッジ本体２０１に対するスライド体２０２の位置は、血液定量位置Ｘである。この状態で、カートリッジ２０を計測部本体１０に装着する。このときカバー体１１ｂを閉めると、当該カバー体１１ｂに設けられた通気針が試薬容器３の大気開放部３４１に挿通されると同時に試薬容器３が試薬容器装着部２３に装着される。つまり、試薬導出針２３２がシール部３２を挿通する。なお、このとき、カートリッジ本体２０１の表面に形成された信号取出部２８ｃ、検出信号出力部２９ｃおよび信号取出部２２１ｃは、コネクタ部１４の導通部１４ａと接触し、この導通部１４ａよりカートリッジ本体２０１の液体センサ２２１、第１の電極２８および第２の電極２９に対して所定の電圧を印加するように、微量な電流を供給する。
【００６１】
その後、計測部本体１０の外部に出ているカートリッジ本体２０１の血液導入口２２ａに血液を付着させる。そうすると上流側毛細管流路２２ｂ、定量用毛細管流路２２ｄ及び下流側毛細管流路２２ｃの毛細管現象により付着された血液が内部に導入される。このとき下流側毛細管流路２２ｃの下流側開口に設けられた液体センサ２２１からの検出信号を取得して、計測部本体１０は下流側毛細管流路２２ｃに血液が到達したかを判断する。下流側毛細管流路２２ｃに血液が到達したと判断した場合に、計測部本体１０は、スライド体２０２を血液定量位置Ｘから血液導入位置Ｙにスライドさせる。このとき、定量用毛細管流路２２ｄの外部にある血液は、上流側毛細管流路２２ｂを形成する形成壁部及び下流側毛細管流路２２ｃを形成する形成壁部により擦り切られて、定量用毛細管流路２２ｄに保持されている血液のみが血液導入位置Ｙに移動することになる。
【００６２】
スライド体２０２を血液導入位置Ｙに移動した後、液供給部１３が作動して、流路導入口２４が負圧になり、定量用毛細管流路２２ｄ内部の血液及び試薬が混合用流路２５内に吸引される。その後、液供給部１３は、ポンプを吸引動作及び吐出動作することにより、混合用流路２５内及び／又は試薬容器３内で血液及び試薬を混合する。混合後、液供給部１３により希釈血液が測定用流路２６内に吸引される。
【００６３】
測定用流路２６内に供給された希釈血液が、アパーチャ部２７を通過して分岐し、一対の液接触部２８ａそれぞれに到達すると、コネクタ部１４は、信号取出部２８ｃを介して、これら液接触部２８ａ間の電気抵抗値を電気信号として検出する。この電気信号は、アパーチャ部２７を通過する希釈血液中の血球の数および体積（径）に基づいて変化する電気抵抗値に比例したパルス信号となっており、コネクタ部１４はこの電気信号から所定時間の間（例えば第１の電極２８の液接触部２８ａに到達した時点から第２の電極２９の液検出部２９ａに到達するまでの間）にアパーチャ部２７を通過した希釈血液中の血球の数および体積を算出し、ディスプレイ１０１等に出力する。
【００６４】
また、測定用流路２６内に供給された希釈血液が、第１の電極の液接触部２８ａ、２８ａが設けられた位置を通過し、さらに、第２の電極の液検出部２９ａ、２９ａが設けられた位置まで到達すると、検出信号出力部２９ｃ、２８ｃを介して、第１の電極２８間の電気抵抗値を電気信号として検出する。この電気信号がコネクタ部１４において検出されると、演算を停止するとともに、切り替えバルブを作動させて、開口部Ｈを、液供給部１３から切り替え、大気に連通させる。このことにより開口部Ｈを大気圧に戻し、希釈血液の吸引を停止する。
【００６５】
このように、希釈血液中の血球の数を計測し終わると、カートリッジ２０を装着部１１より取り外し、希釈血液を収容した状態のカートリッジ２０を焼却等の所定の処理によって廃棄する。
【００６６】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る細胞数計測装置１００によれば、液体試料流路である測定用流路２６の内壁面に形成された段状凹部内に電極２８ａ、２９ａが配置される構造において、当該段状凹部の開口前方に突起部Ｔを設けて乱流を生じさせるようにしているので、当該乱流により希釈血液が電極２８ａ、２９ａ側に流れ込むようになり、電極２８ａ、２９ａに付着した気泡を除去すること及び電極２８ａ、２９ａ近傍における気泡生成を防止することができる。
【００６７】
また、突起部Ｔにより測定用流路２６が狭まることになり、希釈血液の流速が上がり、これによって気泡を付着しにくくするとともに、突起部Ｔ下流の乱流を大きくすることができ、希釈血液を電極２８ａ、２９ａ側に流れ込みやすくすることができる。
【００６８】
したがって、希釈血液の流れのみで電極２８ａ、２９ａに付着した気泡を除去すること及び電極２８ａ、２９ａ近傍における気泡生成を防止することができ、気泡付着による電極２８ａ、２９ａからの信号量のばらつき及び絶縁を防止することができ、気泡による測定精度の低下を防止することができる。
【００６９】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００７０】
例えば、前記実施形態では、突起部が流路方向に沿った断面が概略台形状をなすものであったが、その他、断面が半円形状、三角形状及び矩形状をなすものであっても良い。
【００７１】
また、突起部が電極に対向する内壁面において流路幅方向全体に形成され、その流路方向に沿った断面が等断面形状をなすものであったが、その他、電極に対向する内壁面に部分的に形成されるものであっても良いし、等断面形状でなくても良い。
【００７２】
さらに、突起部を設ける壁面としては、電極が形成された段状凹部を臨む位置であれば、電極に対向する内壁面に限られず、測定用流路が断面略矩形状をなすものの場合には、電極に対向する内壁面に直交する内壁面に設けるようにしても良い。
【００７３】
加えて、前記実施形態の血液定量部において、上流側毛細管流路、前記下流側毛細管流路及び前記定量用毛細管流路がそれぞれ等断面形状の直線状流路であったが、その他、それらが血液定量位置において、上流側毛細管流路の下流側開口内に定量用毛細管流路の上流側開口が含まれ、定量用毛細管流路の下流側開口内に下流側毛細管流路の上流側開口が含まれるものであれば、上流側毛細管流路、定量用毛細管流路又は下流側毛細管流路が曲がった流路であっても良いし、鉛直方向又は水平方向に対して傾斜したものであっても良い。
【００７４】
その上、前記実施形態においては、混合用流路及び測定用流路がポンプの吸引動作により血液、試薬又は希釈血液を流通させるものであったが、その他それら流路が毛細管現象により血液、試薬又は希釈血液を流通させるものであっても良い。
【００７５】
加えて、前記実施形態では、液体試料として血液（希釈血液）を例に挙げて説明したが、体液等その他の液体試料についても適用することができる。
【００７６】
その上、前記実施形態においては、流路がアパーチャ部分において分岐したタイプのカートリッジを開示しているが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、一般的な単一流路中にアパーチャ部を形成し、このアパーチャ部を挟む上下流に電極を配置したものであってもよい。
【００７７】
また、前記実施形態においては、流路内への被計測液の供給を停止するタイミングを、流路中に設けた第２の電極が被計測液を検出することによって行っているが、カートリッジに形成される流路の長さ等が既知に設計されていれば、被計測液を流路内に供給する量を予め定めておくようにしてもよい。この場合、特別な検出を行わなくとも、開口部から被計測液が溢れる恐れがなくなる。
【００７８】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７９】
２０          ・・・カートリッジ
２６          ・・・液体試料流路（測定用流路）
２６１        ・・・内壁面
２６２        ・・・段状凹部と対向する内壁面
７            ・・・段状凹部
２８ｃ、２９ｃ・・・検出用電極
Ｔ            ・・・突起部
Ｔ１          ・・・下流側端縁
４０          ・・・基材
４２          ・・・凹溝
５０          ・・・接着シート
６０          ・・・フィルム
６０１        ・・・フィルムの接着面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005433453.tif 000009
【図９】
0005433453.tif 000010
【図１０】
0005433453.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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