(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料を内部に収容する透光性容器を離脱可能に収納する収納部材と、収納部材を揺動可能に支持する支持部材と、容器に光を照射する光源と、容器を介して光源からの光を検出する光検出器と、容器を加熱する加熱器と、収納部材を揺動させる揺動手段と、揺動手段を制御する制御部とを備え、制御部は、光検出器の受光量の変化によって、収納部材に収納された透光性容器に試薬が注入されたことを検出し、収納部材を揺動させるよう揺動手段を制御する液体試料測定装置。
【請求項２】
揺動手段が、モータと、モータ軸に偏心して設けられた重り部材からなる請求項１の液体試料測定装置。
【請求項３】
光源と光検出器が支持部材に設けられた請求項１または２記載の液体試料測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液体試料測定装置に関し、例えば血液凝固測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液体試料測定装置では、血液試料を入れた容器に試薬を供給し、血液試料の凝固が光学的に検出されるまでの時間を測定するようにしたものが知られている（例えば、特公平３−３４５９２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような装置では、撹拌装置を備えないため、試薬と液体試料を別途撹拌する必要があった。このため撹拌に手間がかかり、撹拌も不均一となり測定値が再現性に乏しいという問題点がある。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、試薬と液体試料の撹拌の手間もかからずに再現性のよい測定結果をうることが可能な撹拌機能付きの液体試料測定装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、液体試料を内部に収容する透光性容器を離脱可能に収納する収納部材と、収納部材を揺動可能に支持する支持部材と、容器に光を照射する光源と、容器を介して光源からの光を検出する光検出器と、容器を加熱する加熱器と、収納部材を揺動させる揺動手段と、揺動手段を制御する制御部とを備え、制御部は、光検出器の受光量の変化によって、収納部材に収納された透光性容器に試薬が注入されたことを検出し、収納部材を揺動させるよう揺動手段を制御する液体試料測定装置を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明は光学的に液体試料の濃度や反応時間などを測定するあらゆる液体試料測定装置に適用可能なものである。
その一例として血液凝固測定装置が挙げられるが、これは、人を含む哺乳動物の血液試料に試薬を加えた後の凝固能を測定し、疾病などの診断に寄与するものである。測定項目としては、プロトロンビン時間（ＰＴ），フィブリノーゲン量（Ｆｂｇ），活性化部分トロンボプラスチン時間（ＡＰＴＴ）などがあるが、それらは、加える試薬により血液中のどの成分を反応させるかによって定まる。
【０００６】
この発明に適用する透光性容器は少なくとも光学的検知に係る部分が透明になっていればよいが、通常、直径１０〜２０mm，高さ５０〜１００mmのガラス又は樹脂製の試験管が使用され、この容器に測定される液体試料（例えば血液試料）および試薬（例えば凝固用試薬）が投入される。また、この容器を離脱可能に収納する収納部材は、例えば、透明な有底筒状容器（試験管）を容器の軸が垂直になるように収納する部材であり、容器は収納部材に対して軸方向に着脱可能であることが好ましい。
【０００７】
この装置は、容器に光を照射する光源と、容器を介して光源からの光を検出する光検出器を備え、光源には例えば発光ダイオードを、光検出器には例えばフォトダイオードやフォトトランジスタをそれぞれ用いる。
【０００８】
そして、この光検出器は液体試料の試薬に対する反応を光量の変化として検出するが、その際、凝固に伴う透過光量の変化を検出する場合には、光源と光検出器とが容器を挟んで直線上に互いに対向して配置され、散乱光量の変化を検出する場合には、光源と光検出器は、互いの光軸が容器のほぼ中央でほぼ直交するように配置される。
【０００９】
なお、この測定装置は、液体試料を収容した容器に試薬が投入された時点から計時を開始するので、その投入時点を検出するための他の光源と光検出器とをさらに備えることが好ましい。
この場合、この光源と光検出器とは、試薬投入に伴う容器内容物の増加を透過光量の変化によって検出するように、反応を検出する光源と光検出器よりも、容器に対して上部に設置される。
【００１０】
つまり、収納部材が、透光性筒状容器を容器の軸が垂直になるように収納する場合には、光源としてそれぞれ上下に配列された第１および第２光源を設け、光検出器として、第１および第２光源からの光をそれぞれ容器を介して検出するように配列された第１および第２光源を設ければ、第１光源および第１光検出器が試薬の投入を検出し、第２光源および第２光検出器が、反応を検出することになる。
【００１１】
また、この発明の特徴は、揺動手段により容器を揺動させて容器に収容された液体試料と試薬とを、測定開始時に効率よく撹拌する点にあるが、その揺動手段としては、例えば、出力軸に重り部材を偏心して設けたモータを収納部材に設置し、モータを回転させた時の重りの反作用によって収納部材を揺動させるようにしたものを用いることができる。なお、この発明における揺動とは、振り子運動、往復運動、偏心回転運動又はこれらを２つ以上組み合わせた複合運動であり、これによって収納部材に収納される透過光性容器内の複数種の内容物を均一に混合しようとするものである。
【００１２】
また、この揺動手段を、収納部材に設けた磁性体と、その磁性体に対向して支持部材に設けた電磁石とによって構成し、電磁石により磁性体を断続的に吸引して収納部材を揺動させてもよい。
【００１３】
また、この測定装置は容器の収容物つまり液体試料を所定温度、例えば３７℃に保持するための加熱器を備えるが、それには、例えば、収納部材に設けた抵抗発熱ヒータ（ニクロム線ヒータ）が用いられる。
なお、この場合、容器温度を検出する温度センサと、そのセンサ出力によってヒータ電流を制御して容器温度を一定に保持する制御器を備えることが好ましい。
【００１４】
また、収納部材を揺動可能に支持する支持部材において、支持部材は、収納部材を例えばゴムやスプリングのような弾性部材を介して保持又は吊り下げることにより揺動可動に支持することができる。
【００１５】
また、この発明は、反応時間を測定する測定制御手段をさらに備えることが好ましいが、この場合、測定制御手段は、液体試料を収容した透光性容器が収納部材に収納されその容器に試薬が投入されるとき、試薬の投入を第１光検出器の検出値の変化により検出した後、所定時間だけ揺動手段を駆動させると共に、第２光検出器の検出値の経時変化から反応時間を測定するように構成される。
【００１６】
この測定制御手段は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなるマイクロコンピュータで構成することができる。また、測定結果を出力手段、例えば、ＣＲＴ，液晶ディスプレイ又はプリンタをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
【実施例】
図１は血液凝固測定装置本体（以下、本体という）の上面図，図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図，図３は図１のＢ−Ｂ矢視断面図，図４，図５，図６はそれぞれ図３のＣ−Ｃ，Ｄ−Ｄ，Ｅ−Ｅ矢視断面図である。
【００１８】
図２に示すように、本体１は、透明な容器としての樹脂製サンプルチューブ２を離脱可能に収納する収納部材３と、収納部材３をゴム製等の弾性部材４を介して揺動可能に支持する支持部材５と、収納部材３の上部外面に巻回されたニクロム線コイルヒータ（加熱器）６と、収納部材３の下端に設置され収納部材３を揺動させる揺動手段としてのモータ７を備え、モータ７はその出力軸７ａに重心が偏心した重り部材つまりアンバランサ８を備える。また、本体１は、支持部材５の上部を覆うためのフタ９を備え、フタ９の中央には試薬注入孔９ａが設けられている。
【００１９】
さらに、本体１は、図３に示すように、支持部材５に設けられた第１および第２光源としてのＬＥＤ１０と１１を備え、ＬＥＤ１０と１１はサンプルチューブ２の軸心つまり収納部材３の軸心に対して平行に上下に配列されている。
【００２０】
そして、支持部材５には、第１光検出器としてのフォトダイオード１０ａ（図３）と、第２光検出器としてのフォトダイオード１１ａ（図２）とがそれぞれ設けられ、フォトダイオード１０ａはＬＥＤ１０からの光をサンプルチューブ２を介して受光できるように、ＬＥＤ１０に対向して配置され、フォトダイオード１１ａはＬＥＤ１１からの光がサンプルチューブ２の内容物によって散乱した光を受光するためにＬＥＤ１１とフォトダイオード１１ａの光軸がサンプルチューブ２の軸心で直交するように配置されている。
【００２１】
つまり、ＬＥＤ１０から出た光は、図５に示すように、開口２１，２２を経てサンプルチューブ２を透過し、さらに開口２３，２４を経てフォトダイオード１０ａに受光され、ＬＥＤ１１から出た光は、図６に示すように、開口２５，２６を経てサンプルチューブ２内の内容物によって散乱され、散乱された光が開口２７，２８を経てフォトダイオード１１ａに受光されるようになっている。
【００２２】
また、ホルダー３の側面には温度検出用のサーミスタ１６（図３，図６）が設けられている。支持部材５の底部には底板１２が装着され、底板１２には２つの回路基板１３（図２）と１４（図３）が立設している。
【００２３】
このような本体１の組立て手順を収納部材３の縦断面図（図８）と弾性部材４の上面図（図９）を参照して次に説明する。
まず、ポリカーボネート又はポリアセタールのような樹脂で成型した収納部材３（図８）の上端にコイル押え板１５を接着した後、コイル巻回部３ａに耐熱樹脂で被覆したニクロム線を巻回してコイルヒータ６を作成する。次に、サーミスタ１６を収納部材３の側面に接着した後、出力軸にアンバランサ８を有するモータ７を収納部材３の下端から嵌入して接着する。
【００２４】
一方、支持部材５には予めＬＥＤ１０，１１とフォトダイオード１０ａ，１１ａを装着しておき、ゴム製等の弾性部材４（図９）を支持部材５の上部開口から内壁の溝４ａに嵌合させながら溝４ａの下端まで押下げて固定する。次に、収納部材３を弾性部材４の受入れ部４ａに設けられた挿入口４ｃ（図９）に挿入して押下げて固定する。次に、予め回路基板１３，１４を立設した底板１２を支持部材５の底部に装着して固定した後、フタ９を支持部材５の上部に装着する。これによって本体１の組立て作業は終了する。
【００２５】
なお、弾性部材４は、受入れ部４ｄから四方に延出する４本の脚部４ｂによって収納部材３と支持部材５とを弾性的にバランスさせて接続しているが、これは、収納部材３と支持部材５とが互いの同芯状態を維持すると共に、モータ７の駆動によって収納部材３が支持部材５の軸を中心に周回するような揺動運動を行うようにするためである。つまり、一方のみの偏った揺動を防止するためである。
【００２６】
図７は、血液凝固測定装置の制御回路を示すブロック図である。制御部１８はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなるマイクロコンピュータと、ヒータ６，モータ７，表示装置１９およびＬＥＤ１０，１１を駆動するドライバー回路とを内蔵し、キーボード１７，フォトダイオード１０ａ，１１ａ及びサーミスタ１６からの出力を受けて、ヒータ６，モータ７，表示装置（ＣＲＴ）１９およびＬＥＤ１０，１１を駆動するようになっている。なお、制御部１８の内蔵部品は、回路基板１３，１４に搭載されている。
【００２７】
このような構成において、キーボード１７から起動指令が入力されると、制御部１８はヒータ６を駆動して収納部材３を加熱すると共に、収納部材３の温度をサーミスタ１６により検出して、収納部材３の温度を３７℃に±１．０℃に保持する。
【００２８】
収納部材３の温度が３７℃に達すると、制御部１８は表示装置１９に「測定準備完了」を表示させると共に、ＬＥＤ１０，１１を点灯させる。そこで、使用者は支持部材５からフタ９を除去し、所定量の血液試料（例えば５０μｌの血漿）を収容したサンプルチューブ２を収納部材３に装填してフタ９を装着し、図示しないピペットから注入孔９ａを介して所定量の試薬（例えば、１００μｌのＰＴ試薬）をサンプルチューブ２に注入する。
【００２９】
制御部１８は、試薬の注入をフォトダイオード１０ａの受光量の変化によって検出すると、０．５〜１．０秒間だけモータ７を駆動してサンプルチューブ２の内容物を撹拌する。制御部１８は、モータ７の駆動開始と同時に凝固時間ｔの計時を開始すると共に、所定時間毎（例えば０．１秒毎）にフォトダイオード１１ａの検出する散乱光量Ｑを測定して、その測定値を内蔵のＲＡＭに順次格納する。
【００３０】
やがて、散乱光量Ｑの変化率が零（飽和）に達すると、制御部１８は測定を終了し、散乱光量Ｑの時間的変化つまり凝固曲線を図１０のように表示装置１９に表示する。それと同時に、散乱光量Ｑの最小レベルを０％，最大レベルを１００％と設定し、５０％のレベルに対応する時間ｔ1を凝固時間として算出し、表示装置１９に表示する。
このようにして凝固時間の測定が行われる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、容器に収容された液体試料と試薬とが、測定時に容器の揺動によって撹拌されるので、試料の分析を高精度に、再現性よく行うことができる。また、撹拌作業と測定作業を同一装置で行うことができるので、撹拌作業の手間が省ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の装置本体を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図５】図３のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図６】図３のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図７】この発明の実施例の制御回路を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施例の要部の縦断面図である。
【図９】この発明の実施例の要部の上面図である。
【図１０】この発明の実施例の測定方法を示すグラフである。
【符号の説明】
１      本体
２      サンプルチューブ
３      収納部材
４      弾性部材
５      支持部材
６      コイルヒータ
７      モータ
８      アンバランサ
９      フタ
１０    ＬＥＤ
１０ａ  フォトダイオード
１１    ＬＥＤ
１１ａ  フォトダイオード
１２    底板
１３    回路基板
１４    回路基板
【図１】
0003688068.tif 000002
【図２】
0003688068.tif 000003
【図３】
0003688068.tif 000004
【図４】
0003688068.tif 000005
【図５】
0003688068.tif 000006
【図６】
0003688068.tif 000007
【図７】
0003688068.tif 000008
【図８】
0003688068.tif 000009
【図９】
0003688068.tif 000010
【図１０】
0003688068.tif 000011