(57)【要約】【課題】簡単かつ瞬時に、微量液体中に含まれる粒子を分級することである。【解決手段】粒子を含む液体を導入するための液体導入口１Ａと、前記液体導入口１Ａに連通して設けられ、前記液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記液体に含まれる粒子をその粒径に応じて分離する粒子分級部１Ｂと、を備え、前記粒子分級部１Ｂが、互いに対向する面１１ａ、１２ａから形成されるとともに、その対向する面１１ａ、１２ａが、複数の異なる間隙を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を含む液体を導入するための液体導入口と、
前記液体導入口に連通して設けられ、前記液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記液体に含まれる粒子をその粒径に応じて分離する粒子分級部と、を備え、
前記粒子分級部が、互いに対向する面から形成されるとともに、その対向する面の間隙が連続的に変化するものである液中粒子分級装置。
【請求項２】
前記粒子分級部が、平板状の第１部材及び平板状の第２部材を、その一端にスペーサを介在させて重ね合わせることにより構成されている請求項１記載の液中粒子分級装置。
【請求項３】
粒子を含む液体を導入するための液体導入口と、
前記液体導入口に連通して設けられ、前記液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記液体に含まれる粒子をその粒径に応じて分離する粒子分級部と、を備え、
前記粒子分級部が、互いに対向する面から形成されるとともに、その対向する面の間隙が段階的に変化するものである液中粒子分級装置。
【請求項４】
前記粒子分級部が、平板状の第１部材と、階段状の凹溝を有する第２部材とを重ね合わせることにより構成されている請求項３記載の液中粒子分級装置。
【請求項５】
前記液体導入口が、前記第１部材及び第２部材を重ね合わせることによりその側面に形成された開口である請求項２又は４記載の液中粒子分級装置。
【請求項６】
前記対向する面が、親水性を有する請求項１、２、３、４又は５記載の液中粒子分級装置。
【請求項７】
毛細管現象を生じさせ、連続的に変化する間隙を形成する互いに対向する面に、粒子を含む液体を毛細管現象により導入させることにより前記粒子をその粒径に応じて分級する液中粒子分級方法。
【請求項８】
毛細管現象を生じさせる段階的に変化する間隙を形成する互いに対向する面に、粒子を含む液体を毛細管現象により導入させることにより前記粒子をその粒径に応じて分級する液中粒子分級方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中に含まれる粒子を分級する分級方法及びその分級装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば血液中に含まれる赤血球成分、白血球成分、血小板成分、血漿成分を分類する場合、遠心分離により行うことが一般的に行われている。
【０００３】
しかし、当然のことながら遠心分離機を用いる必要があり、分離する時間が掛かってしまうという問題がある。また、遠心分離機の各操作が手間であるという問題もある。
【０００４】
また、特許文献１に示すように、フィルタを用いて血液中から上記各成分を分離する方法がある。
【０００５】
しかし、フィルタを通過させるためにはシリンジポンプ等により圧力をかける必要がある。さらに、重力を用いて自然に分離する方法もあるが、非常に時間がかかってしまう。
【０００６】
さらに、上記の分離方法では、多くのサンプル量が必要となってしまうという問題もある。これは、大量採取が困難なサンプルを用いる場合には、特に問題となる。
【０００７】
また、特許文献２に示すように、基板上に微細加工技術により微細流路を形成して、その微細流路を用いて血液などの生体成分の分級を行うものがあるが、微細流路が詰まりやすいという問題がある。
【０００８】
その上、配管などのデッドボリュームが大きく、微量液体の取り扱いには不向きである。
【特許文献１】特開２００５−０００８０２号公報
【特許文献２】特開２００５−２１１７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、簡単な構成でありながら、微量液体中に含まれる粒子を瞬時に分級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】
【００１０】
すなわち本発明に係る液中粒子分級装置は、粒子を含む液体を導入するための液体導入口と、前記液体導入口に連通して設けられ、前記液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記液体に含まれる粒子をその粒径に応じて分離する粒子分級部と、を備え、前記粒子分級部が、互いに対向する面から形成されるとともに、その対向する面の間隙が連続的に変化するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る液中粒子分級装置は、粒子を含む液体を導入するための液体導入口と、前記液体導入口に連通して設けられ、前記液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記液体に含まれる粒子をその粒径に応じて分離する粒子分級部と、を備え、前記粒子分級部が、互いに対向する面から形成されるとともに、その対向する面の間隙が段階的に変化するものであることを特徴とする。
【００１２】
このようなものであれば、毛細管現象により液体（測定試料）を導入することができるので、外部動力を必要とせず、配管等も必要ないので、装置構成を簡単にすることができる。また、毛細管現象により液体が導入される過程で、複数の異なる間隙において、その間隙を通過できる粒径の粒子のみその間隙内を通過することができる。したがって、複数の異なる間隙を予め分級する粒子の粒径に合わせて設定するだけで、簡単、確実且つ瞬時に自動的に分級することができる。
【００１３】
粒子分級部の具体的な実施の態様としては、前記粒子分級部が、平板状の第１部材及び平板状の第２部材を、その一端にスペーサを介在させて重ね合わせることにより構成されていることが望ましい。これならば、極めて簡単に粒子分級部を構成することができる。
【００１４】
また、前記粒子分級部が、平板状の第１部材と、階段状の凹溝を有する第２部材とを重ね合わせることにより構成されていることが望ましい。これならば、スペーサを不要とすることができ、部品点数を減らすことができ、組み立ても容易である。
【００１５】
構成をさらに簡略化するためには、前記液体導入口が、前記第１部材及び第２部材を重ね合わせることによりその側面に形成された開口であることが望ましい。
【００１６】
前記対向する面が、親水性を有するものであれば、毛細管現象による液体の進行を促進することができ、分級をより短時間で行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る液中粒子分級方法は、毛細管現象を生じさせ、連続的又は段階的に変化する間隙を形成する互いに対向する面に、粒子を含む液体を毛細管現象により導入させることにより前記粒子をその粒径に応じて分級することを特徴とする。
【００１８】
このようなものであれば、対向面の間隙を調整するだけで、毛細管現象により自動的に粒子を分級することができる。したがって、簡単、確実且つ瞬時に微量液体中に含まれる粒子を分級することができる。
【００１９】
前記対向する面が、くさび状の空間を形成するものであることが望ましい。これならば、対向する面の間隙が連続的に変化するので、予め分級したい粒子の粒径が不明な場合であっても、分級することができる。
【発明の効果】
【００２０】
このように構成した本発明によれば、簡単な構成でありながら、微量液体中に含まれる粒子を瞬時に分級することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態に係る液中粒子分級装置１の斜視図である。図２は、液中粒子分級装置１の断面図である。
【００２２】
＜装置構成＞
本実施形態に係る液中粒子分級装置１は、図１及び図２に示すように、粒子を含む液体を導入するための液体導入口１Ａと、前記液体導入口１Ａに連通して設けられ、前記液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記液体に含まれる粒子をその粒径に応じて分級する粒子分級部１Ｂと、を備えている。
【００２３】
粒子分級部１Ｂは、互いに対向する面１１ａ、１２ａから形成されるとともに、その対向する面１１ａ、１２ａの間隙が、連続的に変化するものである。具体的には、粒子分級部１Ｂは、平板状の第１部材１１及び平板状の第２部材１２を一端においてスペーサ１３を介在させるとともに、他端において第１部材１１及び第２部材１２とが互いに接触するように重ね合わせることにより形成したくさび状の空間である。この空間は、毛細管現象により液体が進行するに従って、断面積が連続的に小さくなるものである。なお、重ね合わせた第１部材１１及び第２部材１２は、その両端部が固定部材２により機械的に狭持して固定される。
【００２４】
そして、第１部材１１及び第２部材１２を重ね合わせることにより、その両側端に形成された開口の一方を液体導入口１Ａとしている。このように、両側端に形成された開口の一方を液体導入口１Ａとしているので、第１部材１１及び第２部材１２に導入口１Ａを構成する孔を設ける必要がないので、製作を簡単にすることができる。
【００２５】
第１部材１１及び第２部材１２はともに、アクリル樹脂製の矩形状平板であり、少なくとも前記粒子分級部１Ｂを形成する面（対向面）である内面１１ａ、１１ｂは平面である。
【００２６】
また、その内面１１ａ、１１ｂは、親水性を向上させるためにコーティング処理が施されている。具体的には、内面１１ａ、１１ｂは、ヘパリン等の多糖類、ＤＮＡ等のヌクレチド類又は界面活性剤などの化合物により親水コーティングが施されている。
【００２７】
スペーサ１３は、前記平板部材１１、１２と同様にアクリル樹脂製であり、粒子分級部１Ｂが毛細管現象を生じる程度の厚みを有する。つまり、スペーサ１３は、第１部材１１及び第２部材１２の間に介在することにより、くさび状の空間のサイズ、粒子分級部１Ｂの最大間隙（対向面間の最大間隙）を決定するものである。例えば、スペーサ１３の厚みが約２０μｍであれば、粒子分級部１Ｂの最大間隙は約２０μｍとなる。当然、最小間隙は０μｍである。このように、スペーサ１３の厚さを調節することにより、粒子分級部１Ｂの分級精度（分解能）を調節することができる。
【００２８】
＜分級方法＞
次に本実施形態の液中粒子分級装置１を用いた測定試料である血液の分級方法について説明する。
【００２９】
まず、図３に示すように、液中粒子分級装置１の開口（液体導入口１Ａ）を血液に触れさせる。
【００３０】
そうすると、毛細管現象により血液が液体導入口１Ａから粒子分級部１Ｂに自動的に吸い込まれ、粒子分級部１Ｂ内に流入する。
【００３１】
このとき、図４に示すように、血液中の赤血球及び白血球は、その直径が４μｍ以上であることから、対向面１１ａ、１２ａの間隙が４μｍ以下の空間には入り込まない。
【００３２】
一方、血液に含まれる液体成分である血漿は、対向面１１ａ、１２ａの間隙が４μｍ以下の空間に入り込むことができる。
【００３３】
このようにして、血液中の赤血球及び白血球と血漿とを分級することができ、血液から血漿のみを分離することができる。
【００３４】
分離した血漿は、ＧＯＴ、ＧＴＰ、γ−ＧＴＰ等の肝機能検査項目、血糖、ヘモグロビンＡ１ｃ等の糖尿病検査項目等の生化学分析等に用いることができる。
【００３５】
このように分離した血漿の具体的な分析方法としては、例えば血漿が分離される箇所に予め採取孔（図示しない）を開けて、ポンプ、シリンジ等で吸い出すことにより採取し、その後、測定試薬と混合して吸光度を検出することにより血漿を光学的に分析することが考えられる。
【００３６】
また、対向面１１ａ、１２ａのいずれか一方又は両方に測定試料を塗布しておくことも考えられる。そして、液中粒子分級装置１の一方（第１部材１１側）に検査光を照射する光源を設け、他方（第２部材１２側）に光検出器を設け、液中粒子分級装置１を透過した光を検出する。そして、光検出器の検出信号を処理することにより、血漿の吸光度を算出し、血漿の分析を行うことが考えられる。なお、光源及び光検出部を対をなすように複数組設けるようにしても良い。また、そのような光源及び光検出器を備えた分析装置内に液中粒子分級装置１を導入して分析することも考えられる。
【００３７】
＜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液中粒子分級装置１によれば、毛細管現象により液体（血液）を導入することができるので、外部動力を必要とせず、配管等も必要ないので、装置１の構成を極めて簡単にすることができる。また、対向面１１ａ、１２ａの間隙が連続的に変化しているので、毛細管現象により導入される過程で液体中に含まれる粒子は、その粒径に応じて自動的に分級される。したがって、簡単、確実且つ瞬時に自動的に粒子を分級することができるとともに、粒子と（粒子を含まない）液体とに分離することもできる。また、毛細管現象を利用しているので、血液のサンプル量を少量にすることができる。
【００３８】
また、第１部材１１及び第２部材１２をスペーサ１３を一端に噛ませて重ね合わせるだけで構成しているので、極めて簡単に分級装置１を製造することができる。さらに、フィルタ等の細孔を用いた構造でないため、目詰まりを防ぐことができる。その上、分級装置１のコンパクト化を可能とすることができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
次に本発明に係る第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記実施形態に対応する部分には、同一の符号を付している。
【００４０】
＜装置構成＞
本実施形態に係る液中粒子分級装置１は、前記第１実施形態の粒子分級部１Ｂの構成が異なる。
【００４１】
本実施形態の粒子分級部１Ｂは、図５及び図６に示すように、互いに対向する面１１ａ、１２ａから形成されるとともに、その対向する面１１ａ、１２ａの間隙が、段階的に変化するものである。具体的には、粒子分級部１Ｂは、平板状の第１部材１１と、階段状の凹溝を有する第２部材１２とを重ね合わせることにより形成された階段状の空間である。この空間は、断面形状が段階的に小さくなるものである。なお、重ね合わせた第１部材１１及び第２部材１２は、接着剤により固定される。
【００４２】
そして、前記第１実施形態と同様、第１部材１１及び第２部材１２を重ね合わせることにより、その両側端に形成された開口の一方を液体導入口１Ａとしている。
【００４３】
第１部材１１及び第２部材１２はともに、前記第１実施形態と同様に、アクリル樹脂製の矩形状平板であり、第１部材１１の粒子分級部１Ｂを形成する面１１ａは平面であり、第２部材１２の粒子分級部１Ｂを形成する面１２ａは階段状の凹溝が形成されている。
【００４４】
これらの部材１１、１２を重ね合わせることにより、図６に示すように、２枚の部材１１、１２の間に階段状の空間である粒子分級部１Ｂが形成される。
【００４５】
このように構成した液中粒子分級装置１において、液体導入口１Ａを粒子を含む液体に接触させることにより、液体が毛細管現象により粒子分級部１Ｂ内に吸引され、液体に含まれる粒子が、その粒径に応じて、自動的に分級される。
【００４６】
本実施形態の液中粒子分級装置１を血液の分級に用いる場合の粒子分級部１Ｂの各間隙の具体的な数値について図７を参照して説明する。
【００４７】
血液から赤血球を分離する場合、赤血球は円盤状で、直径が８〜１０μｍ程度であるため、フィルタ径（間隙）の大きさを７μｍにする。
【００４８】
血液から白血球を分離する場合、白血球はその直径は８〜１５μｍ程度であるが変形可能であるため、フィルタ径（間隙）を３μｍにする。
【００４９】
血液から血小板を分離する場合、血小板はその大きさは２〜３μｍ程度の不定形であるため、フィルタ径（間隙）を１μｍにする。
【００５０】
また、本実施形態の各間隙の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は等しいが、それぞれの長さが異なるようにしても良い。
【００５１】
以上のように調整することにより、液体導入口１Ａに血液を接触させるだけで自動的に、血液中の各成分が図７に示すように自動的に短時間で分級される。
【００５２】
＜本実施形態の効果＞
前記第１実施形態の効果に加えて、第２部材１２の表面に階段状の凹溝を加工すれば、後は第１部材１１及び第２部材１２を重ね合わせるだけで良いので、スペーサ１３も不要となり、部品点数を少なくすることができ、極めて簡単に組み立てることができる。
【００５３】
また、段階的に形成された間隙を、予め分級したい粒子の粒径に合わせて設定することにより、分級された粒子の粒径を瞬時に計測することができるようになる。
【００５４】
＜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。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
【００５５】
例えば、粒子分級部１Ｂの空間の形状は、くさび状、階段状に限られず、毛細管現象を生じ、液体中に含まれる粒子を分級可能な大きさの間隙にしていれば良く、図８に示すようなダム形状をなすものであっても良い。
【００５６】
また、前記実施形態では、血液を分級するものであったが、合成高分子、無機粉体、金属粉体、動植物細胞、生体細胞、微生物、エマルジョン等の粒子を含む液体等であっても良い。
【００５７】
さらに、前記第１実施形態では、スペーサ１３を第１部材１１及び第２部材１２との一端に設けているが、第１部材１１及び第２部材の中央部に挟み込み、粒子分級部１Ｂが左右に一対設けられるようにしても良い。
【００５８】
加えて、前記実施形態では、液体導入口１Ａは、第１部材１１及び第２部材１２により側面に形成された開口であったが、その他、図９に示すように、第１部材１１又は第２部材１２に設けた貫通孔１Ａとしても良い。なお、図９中の１Ｃは、分離された溶媒（血漿）を採取する採取孔である。
【００５９】
また、分級と分析を同時に行うための変形例としては、血漿が分離される領域に紛状又は固体の測定試薬を予め塗布することにより、血漿と測定試薬とを反応させ、その反応を光学的又は電気化学的に測定することにより、血漿を分析することが考えられる。
【００６０】
加えて、図１０に示すように、血漿が分離されるところに測定センサ３を予め作り込んでおき、血漿が流れてくると測定が行われるようにしても良い。具体的には、測定センサ３が酵素電極などであり、電気化学的測定を行う方法が考えられる。
【００６１】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態に係る液中粒子分級装置の斜視図。
【図２】同実施形態における液中粒子分級装置の断面図。
【図３】同実施形態における液中粒子分級装置の使用方法の一例を示す図。
【図４】血液が血漿と血球とに分離された状態を示す断面図。
【図５】第２実施形態に係る液中粒子分級装置。
【図６】同実施形態における液中粒子分級装置の断面図。
【図７】血液が各種成分に分級された状態を示す断面図。
【図８】本発明の第１変形例の断面図。
【図９】本発明の第２変形例の斜視図。
【図１０】本発明の第３変形例の平面図。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・液中粒子分級装置
１Ａ・・・液体導入口
１Ｂ・・・粒子分級部
１１・・・第１部材
１１ａ・・・第１部材の粒子分級部を形成する面
１２・・・第２部材
１２ａ・・・第１部材の粒子分級部を形成する面
２・・・・固定部材
【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】
2008264671.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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