(57)【要約】【課題】測定セルが正しい向きで測定装置に取付けられたことを確認することができる測定セル、測定装置及びそれらを用いる測定セル取付け判定方法を提供する。【解決手段】４つの壁を有する中空の基体１００と、基体１００の内部に設けられ、試料を保持するための試料保持部１０３と、基体１００に設けられ、試料保持部１０３に連通する試料供給口１０４と、４つの壁のうち第１の壁１２１に設けられ、試料保持部１０３の外部から内部に入射光を入射させるための光入射部１０１と、第１の壁１２１と隣り合う第２の壁１２２に設けられ、試料保持部１０３の内部から試料保持部１０３の外部に出射光を出射させるための光出射部１０２と、第２の壁１２２と対向する第３の壁１２３の外表面に設けられた電極１１０と、第１の壁１２１において、基体１００の端部と光入射部１０１との間に設けられた遮光部１１２とを備える測定セル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの壁を有する中空の基体と、
前記基体の内部に設けられ、被検物質を含む試料を保持するための試料保持部と、
前記基体に設けられ、前記試料保持部に連通する試料供給口と、
前記４つの壁のうち第１の壁に設けられ、前記試料保持部の外部から前記試料保持部の内部に入射光を入射させるための光入射部と、
前記第１の壁と隣り合う第２の壁に設けられ、前記試料保持部の内部から前記試料保持部の外部に出射光を出射させるための光出射部と、
前記第２の壁と対向する第３の壁の外表面に設けられた電極と、
前記第１の壁において、前記基体の端部と前記光入射部との間に設けられた遮光部とを備える測定セル。
【請求項２】
請求項１に記載の測定セルを取付けるための測定セル取付け部と、
前記光入射部の外部から内部に入射する入射光を出射するための光源と、
前記光出射部の内部から外部に出射した出射光を受光するための受光器と、
前記受光器における受光量の変化に基づき、前記測定セル取付け部において前記測定セルが正しく取付けられたことを判定する判定部と、
前記受光器における前記受光量に基づき、前記試料中に含まれる前記被検物質を検出または定量するための演算部とを備える測定装置。
【請求項３】
前記測定セル取付け部に取付けられた前記測定セルの前記試料保持部に前記試料を吸引により供給するための吸引部をさらに備える、
請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の測定セルと、
請求項２に記載の測定装置とを用い、
（Ａ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付ける前より前記光源から光を出射する工程と、
（Ｂ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付ける前に前記受光器における第１の受光量を検出する工程と、
（Ｃ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付けた後に前記受光器における第２の受光量を検出する工程と、
（Ｄ）前記測定セルの取付け前後における前記受光量の変化に基づき、前記測定セル取付け部に前記測定セルが正しく取付けられたことを判定する工程とを含む、測定セル取付け判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる被検物質を測定するための測定セル、測定装置及びそれらを用いる測定セル取付け判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料中に含まれる被検物質の光学測定を行うための測定システムとして、試料を供給するための開口部を備えた測定セルと、その測定セルを挿入するための測定セル取付け部、試料を吸引するためのピストン機構、光源及び受光器とを備えた測定装置とから構成され、測定セル取付け部内に挿入された測定セルの開口部を通して測定セル内に尿などの試料を吸引により供給し、光源から出射されて測定セル内の試料を透過または散乱した後、受光器に入射した光を検出する測定システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、測定セルを測定セル取付け部内に挿入したとき、測定装置内に設けられたマイクロスイッチからなる挿入検知スイッチが作動し、ＣＰＵが測定セルの挿入を検知することが開示されている。
【特許文献１】国際公開第２００５／１０８９６０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、測定セルが正しい向きではなく、誤って裏向きや横向きの状態で測定セル取付け部内に挿入された場合、測定装置が誤挿入を検知することができず、正しい測定結果が得られなくなるおそれがあった。
【０００４】
そこで本発明は、前記従来の問題点に鑑み、測定セルが正しい向きで測定装置に取付けられたことを確認することができる測定セル、測定装置及びそれらを用いる測定セル取付け判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の測定セルは、４つの壁を有する中空の基体と、前記基体の内部に設けられ、被検物質を含む試料を保持するための試料保持部と、前記基体に設けられ、前記試料保持部に連通する試料供給口と、前記４つの壁のうち第１の壁に設けられ、前記試料保持部の外部から前記試料保持部の内部に入射光を入射させるための光入射部と、前記第１の壁と隣り合う第２の壁に設けられ、前記試料保持部の内部から前記試料保持部の外部に出射光を出射させるための光出射部と、前記第２の壁と対向する第３の壁の外表面に設けられた電極と、前記第１の壁において、前記基体の端部と前記光入射部との間に設けられた遮光部とを備える。
【０００６】
また、本発明の測定装置は、上記測定セルを取付けるための測定セル取付け部と、前記光入射部の外部から内部に入射する入射光を出射するための光源と、前記光出射部の内部から外部に出射した出射光を受光するための受光器と、前記受光器における受光量の変化に基づき、前記測定セル取付け部において前記測定セルが正しく取付けられたことを判定する判定部と、前記受光器における前記受光量に基づき、前記試料中に含まれる前記被検物質を検出または定量するための演算部とを備える。
【０００７】
また、本発明の測定セル取付け判定方法は、上記測定セルと、上記測定装置とを用い、
（Ａ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付ける前より前記光源から光を出射する工程と、
（Ｂ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付ける前に前記受光器における第１の受光量を検出する工程と、
（Ｃ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付けた後に前記受光器における第２の受光量を検出する工程と、
（Ｄ）前記測定セルの取付け前後における前記受光量の変化に基づき、前記測定セル取付け部に前記測定セルが正しく取付けられたことを判定する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、測定セルが正しい向きで測定装置に取付けられたことを確認することができる測定セル、測定装置及びそれらを用いる測定セル取付け判定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の測定セルは、４つの壁を有する中空の基体と、前記基体の内部に設けられ、被検物質を含む試料を保持するための試料保持部と、前記基体に設けられ、前記試料保持部に連通する試料供給口と、前記４つの壁のうち第１の壁に設けられ、前記試料保持部の外部から前記試料保持部の内部に入射光を入射させるための光入射部と、前記第１の壁と隣り合う第２の壁に設けられ、前記試料保持部の内部から前記試料保持部の外部に出射光を出射させるための光出射部と、前記第２の壁と対向する第３の壁の外表面に設けられた電極と、前記第１の壁において、前記基体の端部と前記光入射部との間に設けられた遮光部とを備える。
【００１０】
測定セルの材料は、光学的に透明な材料または可視光を実質的に吸収しない材料で形成されていることが好ましい。例えば、石英、ガラス、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。測定セルを使い捨てにする場合には、コストの観点からポリスチレンが好ましい。
【００１１】
また、遮光部は測定セルに入射する光を遮断する機能を有する。ここで、遮光部は、基体の端部と前記光入射部との間の第１の壁の表面上に、光を反射または吸収する部材を設けることにより形成することができる。具体的には、例えば、第１の壁の表面上にクロム、ニッケル等の光吸収物質や、またはアルミニウム、金、銀などの反射物質を蒸着し形成する方法が挙げられる。
【００１２】
本発明の測定セルは、さらに試料中の被検物質と特異的に反応する試薬を試料保持部内に備えていてもよい。試薬は、試料保持部内に乾燥状態で備えられ、試料保持部内に試料が供給されたときに、試料に溶解するように配置されていることが好ましい。例えば、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後、乾燥させることにより試薬を担持させ、その多孔性の担体を試料保持部内に設ければよい。また、試料保持部を構成する壁面に、試薬の溶液を直接塗布した後、乾燥することにより試薬を配置してもよい。
【００１３】
試薬としては、例えば、酵素、抗体、ホルモンレセプター、化学発光試薬、ＤＮＡ等が挙げられる。特に抗体は、公知の方法により産生することができるので、試薬を作製しやすいという点で有利である。例えば、アルブミンなどの蛋白や、ｈＣＧ、ＬＨなどのホルモンを抗原として、マウス・ウサギ等に免疫することにより、前記抗原に対する抗体を得ることができる。
【００１４】
本発明における試料としては、尿、血清、血漿、血液等の体液及び培地の上清液等の液体の試料が挙げられる。これらの中で、試料として尿が好ましい。試料が尿であると、非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うことができる。
【００１５】
被検物質としては、アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧ等が挙げられる。
【００１６】
健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査では、ｐＨ、比重、蛋白、糖、潜血、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、白血球、アスコルビン酸、アミラーゼ、食塩の１３項目について検査が行われる。また、腎機能を分析するという目的では微量アルブミンが、妊娠検査等のマーカーとしては、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンがある。蛋白、微量アルブミン、ｈＣＧやＬＨ等のホルモンの測定には、抗原抗体反応に基づいた光学測定が適している。抗原抗体反応に基づいた光学測定としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法などが挙げられる。
【００１７】
また、本発明の測定装置は、上記測定セルを取付けるための測定セル取付け部と、前記光入射部の外部から内部に入射する入射光を出射するための光源と、前記光出射部の内部から外部に出射した出射光を受光するための受光器と、前記受光器における受光量の変化に基づき、前記測定セル取付け部において前記測定セルが正しく取付けられたことを判定する判定部と、前記受光器における前記受光量に基づき、前記試料中に含まれる前記被検物質を検出または定量するための演算部とを備える。
【００１８】
本構成によれば、測定前に、測定セルが正しい向きで測定装置に取付けられたことを確認することができるため、測定セル設置不良による誤測定を防ぐことができる。
【００１９】
なお、本発明の測定セルは着脱可能な状態で測定装置に取付けられることが好ましい。さらには、測定セルは使い捨てであることが好ましい。
【００２０】
また、判定部が、測定セル取付け部において測定セルが正しく取付けられていないと判定したときに、その旨を報知する報知部を備えることが好ましい。報知部としては、測定セル取付け部において測定セルが正しく取付けられていないことを音で報知するブザー、音声によるメッセージを出力するスピーカー、文字や記号によるメッセージを出力するディスプレイ等の表示部などが挙げられる。
【００２１】
また、前記測定セル取付け部に取付けられた前記測定セルの前記試料保持部に前記試料を吸引により供給するための吸引部をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の測定セル取付け判定方法は、上記測定セルと、上記測定装置とを用い、
（Ａ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付ける前より前記光源から光を出射する工程と、
（Ｂ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付ける前に前記受光器における第１の受光量を検出する工程と、
（Ｃ）前記測定セル取付け部に前記測定セルを取付けた後に前記受光器における第２の受光量を検出する工程と、
（Ｄ）前記測定セルの取付け前後における前記受光量の変化に基づき、前記測定セル取付け部に前記測定セルが正しく取付けられたことを判定する工程とを含む。
【００２３】
本構成によれば、測定前に、測定セルが正しい向きで測定装置に取付けられたことを確認することができるため、測定セル設置不良による誤測定を防ぐことができる。
【００２４】
なお、工程（Ｄ）において、測定セル取付け部に測定セルが正しく取付けられていないと判定されたときに、その旨を報知する工程（Ｅ）をさらに含むことが好ましい。
【００２５】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。本実施の形態では、試料が尿で、被検物質がヒトアルブミンである場合について説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
１．測定セル
まず、図１〜図３を用いて、本発明の実施の形態１に係る測定セル１の構成を説明する。図１は、同測定セルの構成を示す斜視図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００２７】
図１〜図３に示すように、本発明の測定セル１は、第１の測定セル部材１０７、第２の測定セル部材１０８、及び第３の測定セル部材１０９から構成されている。第１の測定セル部材１０７、第２の測定セル部材１０８、及び第３の測定セル部材１０９を組み合わせることにより、試料を保持するための試料保持部１０３として機能する空間を有する基体１００が形成されている。試料保持部１０３は、底面が５〜１２ｍｍ角程度、高さが５０〜１００ｍｍ程度の四角柱形状である。
【００２８】
基体１００を構成する第１の壁１２１、第２の壁１２２、第３の壁１２３、及び第４の壁１２４のうち、第１の壁１２１は、試料保持部１０３の外部から試料保持部１０３の内部に入射光を入射させるための光入射部１０１として機能し、第１の壁１２１と隣り合う第２の壁１２２は、試料保持部１０３の内部から試料保持部１０３の外部に出射光を出射させるための光出射部１０２として機能する。
【００２９】
第２の壁１２２と対向する第３の壁１２３の外表面には一対の電極１１０が設けられ、一対の電極１１０上には、一対の電極１１０の上下両端部が露出するように、絶縁性の樹脂からなるカバー１１１が設けられている。
【００３０】
第３の壁１２３には、一対の電極１１０の間の、カバー１１１に覆われない、第３の測定セル部材１０９に近い位置に、試料保持部１０３に連通して、試料保持部１０３内に試料を供給するための試料供給口１０４が設けられている。
【００３１】
基体１００の上端、すなわち、第３の測定セル部材１０９とは反対側の端部は開放されており、試料供給時に測定装置内の吸引部により試料保持部１０３内の空気を吸引するための吸引口１０５として機能する。
【００３２】
また、第１の壁１２１の外表面上の、基体１００の上端部と光入射部１０１の上端部との間には、光を遮断する遮光部１１２が設けられている。本実施の形態１における遮光部１１２は、第１の壁１２１の外表面上にアルミニウム層が形成されることにより、光入射部１０１よりも反射率が高くなっている。遮光部１１２の大きさは、幅１０ｍｍ程度、長さ２０ｍｍ程度、厚さ１００ｎｍ程度である。
【００３３】
以下に、本実施の形態１の測定セルの作製方法について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態１に係る測定セルの分解斜視図である。
【００３４】
第１の測定セル部材１０７は、透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。成型には、公知の樹脂成型技術を用いればよい。第１の測定セル部材１０７は、上下両端が開口しており、凹部を有している。第１の測定セル部材１０７は、互いに対向する第１の壁１２１及び第４の壁１２４と、その２つの壁を繋ぐ第３の壁１２３とから構成されている。第１の測定セル部材１０７の寸法は、厚みが１ｍｍで、凹部の内側寸法は、幅が８ｍｍ、深さが８ｍｍ、長さが９６ｍｍである。
【００３５】
第１の測定セル部材１０７の第１の壁１２１の上端側には、所定の大きさの遮光部１１２が設けられている。例えば、遮光部１１２と同様の形状の空隙を有するアクリル樹脂性のマスクを第１の測定セル部材１０７上に配置し、それを介してアルミニウムを真空蒸着法により蒸着した後、マスクを除去することにより、遮光部１１２を形成することができる。真空蒸着法に代えて、スパッタ法でも同様の手順で形成することができる。
【００３６】
また、第１の測定セル部材１０７の第３の壁１２３上には、一対の電極１１０を配置する。例えば、一対の電極１１０と同様の形状の空隙を有するアクリル樹脂性のマスクを第１の測定セル部材１０７上に配置し、それを介して金をスパッタした後、マスクを除去することにより、一対の電極１１０を形成することができる。スパッタ法に代えて、蒸着法でも同様の手順で形成することができる。
【００３７】
一対の電極１１０の寸法は、それぞれ幅４ｍｍ程度、長さ９６ｍｍ程度、厚さ５μｍ程度であればよい。また、電極１１０の上下両端部を除く中間部が覆われるように、絶縁性の樹脂からなるカバー１１１を貼付する。カバー１１１としては、幅１０ｍｍ程度、長さ８７ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ程度の、アクリル系の接着剤が塗布されたＰＥＴ製のフィルムを用いることができる。露出された電極１１０の上下両端部の長さは、上端部が４ｍｍ、下端部が５ｍｍとなるように、カバー１１１を配置する。
【００３８】
その後、一対の電極１１０の先端部の表面には、酵素であるグルコースオキシダーゼ及び電子伝達体であるオスミウム錯体を、公知の方法を用いて固定化担持する。例えば、塩化ジビピリジミウムオスミウムが配位結合したポリビニルイミダゾールの溶液を、グルコースオキシダーゼの溶液と混合して、一対の電極１１０の先端部に塗布し、一対の電極１１０の先端部上の上記溶液へアミン架橋剤であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテルを添加して混合する。１時間程度静置の後、蒸留水を用いて、一対の電極１１０の先端部の表面を洗浄する。
【００３９】
なお、電極１１０の材料、面積、厚さ、形状及び位置等は、必要とするデバイスの特性、光学測定系の位置などに鑑みて、適宜調整することができる。
【００４０】
また、第２の測定セル部材１０８は、透明のポリスチレン製の板状の部材であり、第１の測定セル部材１０７と同様に、金型を用いた成形によって得ることができる。また、それに代えて、板状の樹脂を所望の形状に切削することによっても作製することができる。第２の測定セル部材１０８の寸法は、厚みが１ｍｍ、幅が１０ｍｍ、長さが９６ｍｍである。
【００４１】
第３の測定セル部材１０９は、透明のポリスチレン製の板状の部材であり、第１の測定セル部材１０７、第２測定セル部材１０８と同様にして、金型を用いた成形によって得ることができる。また、それに代えて、板状の樹脂を所望の形状に切削することによっても作製することができる。第３の測定セル部材１０９の寸法は、厚みが１ｍｍで１０ｍｍ角の正方形である。
【００４２】
次に、第２の測定セル部材１０８上に、試薬保持部１０６を形成する。光学測定のための試薬であるヒトアルブミンに対する抗体の水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて第２の測定セル部材１０８の上面に一定量滴下することにより塗布し、これを室温〜３０℃程度の環境に静置して水分を蒸発させることにより、乾燥状態で試薬を担持することができる。抗体水溶液の濃度、滴下量、及び滴下する部分の面積は、例えば、濃度が８ｍｇ／ｄＬ、滴下量が１．０５ｍＬ、滴下する部分の面積が６．５ｃｍ２である。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とする測定セルの特性や第２の測定セル部材１０８における形成位置の空間的な制限に応じて、適切な値が選択される。また、第２の測定セル部材１０８における試薬保持部１０６の位置や面積は、試薬の試料に対する溶解性や光学窓部の位置などを鑑みて、適宜適切な位置が選択される。
【００４３】
なお、ヒトアルブミンに対する抗体は、従来公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギ抗血清を、プロテインＡカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、抗ヒトアルブミン抗体が得られる。
【００４４】
上記のようにして得られる第１の測定セル部材１０７と、第２の測定セル部材１０８と第３の測定セル部材１０９を、図４に記した破線で示す位置関係をもって接合し、測定セル本体を組み立てる。各部材の接合部にエポキシ樹脂などの接着剤を塗布した後、各部材を張り合わせ静置し、接合部を乾燥させることにより組み立てる。また、それに代えて、接着剤を用いずに各部材を接合した後、市販の溶着機を用いて、接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
【００４５】
以上のようにして、図１に示すような測定セル１を得ることができる。
【００４６】
なお、本発明の測定セル１の各寸法は、上記に限られることはなく、本実施の形態１における測定セル１の特性・効果などが得られるものであればよい。
【００４７】
２．測定装置
次に、本実施の形態１に係る測定装置２の構成について、図５〜図８を用いて説明する。図５は、本実施の形態１に係る測定装置を示す斜視図、図６は、図５におけるＣ−Ｃ線断面図、図７は、図６におけるＤ−Ｄ線断面図、図８は、同測定装置の構成を示すブロック図である。
【００４８】
図５に示すように、測定装置２は、電源ボタン２１４、測定セル１を着脱可能に取付けるための測定セル取付け部２０１、測定セル１への試料の供給を開始するための試料供給ボタン２０２、測定後に測定セル１内の試料を紙カップ等に排出するための試料排出ボタン２０３、並びに測定結果及び測定セル１の設置状態を表示するための表示部２０７である液晶ディスプレイを備えている。
【００４９】
図６に示すように、測定セル取付け部２０１の内側には、測定セル着脱口２１１が設けられており、測定セル１を取り付ける際に、測定セル着脱口２１１に測定セル１の吸引口１０５が挿入される。このとき、測定セル着脱口２１１と吸引口１０５の接合部における空気の漏れが発生しないよう、例えばテフロン（登録商標）やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂製の封止リングを測定セル着脱口２１１の周囲に設け、測定セル着脱口２１１と吸引口１０５との密着性を高めることが好ましい。
【００５０】
また、図６に示すように、測定装置２は、シリンダ２１０の内側に設けられたプランジャー２０９を、プランジャージョイント２１２を介して動かすためのモーター２０８、測定セル１の光入射部１０１に入射する入射光を出射するための光源２０５、及び測定セル１の光出射部１０２から出射した出射光を受光するための受光器２０６を備えている。モーター２０８、プランジャー２０９及びシリンダ２１０が、試料を測定セル１の試料保持部１０３に吸引するための吸引部４０３に相当する。シリンダ２１０の内部にはＯリング２１３が設けられ、シリンダ２１０とプランジャー２０９との間で気密性が保持されるようにしている。
【００５１】
また、図７に示すように、光源２０５と受光器２０６とは互いに直交する方向を向くように配置されており、測定セル１を測定セル取り付け部２０１に正確に設置した際、光入射部１０１と光源２０５、光出射部１０２と受光器２０６とがそれぞれ対向する。
【００５２】
また、図８に示すように、測定装置２の内部には、受光器２０６における受光量の変化に基づき、測定セル取付け部２０１において測定セル１が正しく取付けられたことを判定する判定部、及び受光器２０６により受光された出射光の受光量に基づき、試料中に含まれる被検物質を検出または定量するための演算部として機能するＣＰＵ４０１、並びに被検物質であるヒトアルブミンの濃度と受光器２０６により受光される出射光強度との関係を表す検量線を格納した記憶部であるメモリ４０２が設けられている。
【００５３】
本実施の形態１における光源２０５としては、６５０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザを用いる。なお、本実施の形態１においては、免疫比ろう法による測定を適用し、６５０ｎｍの照射及び受光波長を選択するが、上記波長の値は測定法や測定対象に応じて適宜適切に選択され得る。
【００５４】
本実施の形態１における受光器２０６としては、フォトダイオードを用いる。あるいは、これに代えて、フォトマルチメーターなどを用いてもよい。
【００５５】
本実施の形態１における吸引部４０３は、シリンダ２１０内のプランジャー２０９をリニア型のステップモーターであるモーター２０８により作動させる構成となっている。
【００５６】
ステップモーターとは、入力された１パルス信号あたりに特定の回転角度分を回転するモーターであり、パルス数で回転角度を決定できるため、位置決めのためのエンコーダーを必要としない。すなわち、入力パルス数により、プランジャー（ピストン）の動作距離を制御できる。プランジャーを作動させるには、モーターの回転運動が、歯車機構と、雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構等に直進運動させることにより可能となる。また、リニア型のステップモーターは、モーター内に雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構が組み入れられており、入力パルス数に依存して、棒状の可動部であるプランジャージョイントが直進運動するように構成されている。このため、このプランジャージョイントに直接、プランジャーを連結すればよく、構成が簡単となる。
【００５７】
３．測定方法
次に、本実施の形態１の測定セル１及び測定装置２を用いて、試料中の被検物質を測定する手順について、図９〜図１４を参照しながら説明する。図９〜図１４は、本実施の形態１の測定セル１及び測定装置２を用いて、試料中の被検物質を測定する手順を示す概略図である。なお、図９〜図１４は、図５におけるＣ−Ｃ線を基準にした断面図であり、試料として尿を用いた例を示している。また、図９〜図１４における測定セル１は、カバー１１１側正面から見た上記Ｃ−Ｃ線に対応する断面図を示し、測定セル１内の構造を見やすくするため、測定装置２に対する測定セル１の大きさは、実際よりも相対的に大きく記載している。
【００５８】
まず、測定装置２の電源ボタン２１４を押す。電源ボタン２１４が押されると、図９に示すように、光源２０５からレーザ光２１５が矢印で示す方向に出射される。この状態で、ＣＰＵ４０１は、受光器２０６において検出された受光量を、測定セル取付け部２０１に測定セル１が取付けられる前の受光量である第１の受光量として、受光器２０６から取得する。取得された第１の受光量は、メモリ４０２に格納される。
【００５９】
次に、図１０、図１１に示すように、ユーザーが測定セル１の吸引口１０５を測定装置２の測定セル取付け部２０１に挿入する。ここで、図１０は、測定セル１が測定セル取付け部２０１に挿入される途中の状態を示しており、図１１は、測定セル取付け部２０１への測定セル１の挿入が完了した状態を示している。
【００６０】
次に、図１２に示すように、ユーザーが紙カップ３に排出された尿３０１中に、測定セル１の試料供給口１０４を浸漬させる。この状態で、ユーザーが試料供給ボタン２０２を押すと、ＣＰＵ４０１は、尿の吸引を開始する前に、受光器２０６において検出された受光量を、測定セル取付け部２０１に測定セル１が取付けられた後の受光量である第２の受光量として、受光器２０６から取得し、メモリ４０２から第１の受光量を読み出して、第１の受光量に対する受光量の変化量Ｚを算出する。
【００６１】
図１５は、測定セル１の測定セル取付け部２０１への挿入方向が正しい場合に、測定セル１の測定セル取付け部２０１への挿入量と受光器２０６で検出される受光量との関係を表す模式図である。測定セル１が測定セル取付け部２０１に挿入され始めた状態においては、図１０に示すように、遮光部１１２によってレーザ光２１５が遮断されるため、受光器２０６において検出される受光量は、図１５のＡで示すような低い値となる。次に、測定セル１の光入射部１０１が、図１１に示すように、光源２０５と対向する位置まで挿入された場合、レーザ光２１５は光入射部１０１の表面または内部で散乱し、一部の光が散乱光として光出射部１０２を透過して、受光器２０６で受光される。このとき、受光器２０６において検出される第２の受光量は、図１５のＢで示すような高い値となる。したがって、受光量Ｂは、受光量Ａよりも高くなり、受光量Ａとの間に差が生じる。この受光量Ａと受光量Ｂとの差を、受光量の変化量Ｚ０とする。
【００６２】
メモリ４０２には、上記受光量の変化量Ｚ０に関する第１の閾値Ｚ１と第２の閾値Ｚ２とが格納されている。第１の閾値Ｚ１と第２の閾値Ｚ２とは、Ｚ１＜Ｚ０＜Ｚ２という関係を満たすように設定されている。
【００６３】
ＣＰＵ４０１は、メモリ４０２から第１の閾値Ｚ１と第２の閾値Ｚ２とを読み出し、試料供給ボタン２０２が押された後に、算出した受光量の変化量Ｚ０と比較する。その結果、Ｚ１＜Ｚ０＜Ｚ２という関係が満たされていた場合、測定セル取付け部２０１に測定セル１が正しい向きで正しい位置まで挿入され、正しく取付けられたと判定することができる。その後、吸引部４０３が作動して試料の吸引が開始され、その判定結果が表示部２０７に表示される。
【００６４】
一方、ＣＰＵ４０１による比較の結果、Ｚ１＜Ｚ０＜Ｚ２という関係が満たされていなかった場合は、測定セル取付け部２０１に測定セル１が正しく取付けられていないと判定することができる。この場合、吸引部４０３は作動せず、試料の吸引は開始されない。また、表示部２０７において、測定セルが設置不良であることを示す記号や文字等を含むメッセージが表示される。
【００６５】
ユーザーが測定セル１の向きを間違えて測定装置２に挿入した場合について、図１６〜図１８を用いて説明する。図１６〜図１８は、測定セル１が誤った向きで測定セル取付け部２０１に挿入されたときの状態を示す断面図である。
【００６６】
図１６は、光源２０５と第２の壁１２２、受光器２０６と第４の壁１２４とが互いに対向する向きで誤って測定セル１が測定セル取付け部２０１に挿入された場合を示す。図１６の状態では、第２の壁１２２の表面または内部で発生した第１の散乱光に加えて、レーザ光２１５が第２の壁１２２を透過して、第２の壁１２２と対向する第３の壁１２３の外表面に設けられた電極１１０で反射し、第３の壁１２３の表面または内部で散乱することにより発生した第２の散乱光が、受光器２０６で受光される。そのため、図１６における第２の受光量は、受光量Ｂよりも高い値Ｃとなる。ここで、受光量Ｃと受光量Ａとの差である受光量の変化量ＺＣがＺ２＜ＺＣとなるように、第２の閾値Ｚ２が設定されるため、図１６に示す状態の場合、Ｚ１＜ＺＣ＜Ｚ２という関係が満たされず、受光量の変化量の測定結果に基づいて、ＣＰＵ４０１は、測定セル取付け部２０１に測定セル１が正しく取付けられていないと判定することができる。
【００６７】
図１７は、光源２０５と第４の壁１２４、受光器２０６と第３の壁１２３とが互いに対向する向きで誤って測定セル１が測定セル取付け部２０１に挿入された場合を示す。図１７の状態では、受光器２０６と対向する第３の壁１２３の外表面上には電極１１０が設けられているため、光源２０５と対向する第４の壁１２４の表面または内部で発生した散乱光は、受光器２０６に到達しない。したがって、図１７における第２の受光量は、測定セル取付け部２０１に測定セル１が取付けられる前の受光量である第１の受光量と同じ値Ａとなるため、受光量の変化量Ｚは観測されない。そのため、図１７に示す状態の場合、Ｚ１＜Ｚ＜Ｚ２という関係が満たされず、受光量の変化量の測定結果に基づいて、ＣＰＵ４０１は、測定セル取付け部２０１に測定セル１が正しく取付けられていないと判定することができる。
【００６８】
図１８は、光源２０５と第３の壁１２３、受光器２０６と第１の壁１２１とが互いに対向する向きで誤って測定セル１が測定セル取付け部２０１に挿入された場合を示す。図１８の状態では、光源２０５と対向する第３の壁１２３の外表面上には電極１１０が設けられているため、レーザ光２１５が光源２０５と対向する第３の壁１２３の表面または内部で散乱することがない。したがって、図１８における第２の受光量は、測定セル取付け部２０１に測定セル１が取付けられる前の受光量である第１の受光量と同じ値Ａとなるため、受光量の変化量Ｚは観測されない。そのため、図１８に示す状態の場合、Ｚ１＜Ｚ＜Ｚ２という関係が満たされず、受光量の変化量の測定結果に基づいて、ＣＰＵ４０１は、測定セル取付け部２０１に測定セル１が正しく取付けられていないと判定することができる。
【００６９】
上記ＣＰＵ４０１による判定結果の末、測定セル取付け部２０１に測定セル１が正しく取付けられたと判定されると、ＣＰＵ４０１は吸引部４０３を作動させる。具体的には、測定装置２内のモーター２０８が駆動し、シリンダ２１０の内側にあるプランジャー２０９がプランジャージョイント２１２を介して引き上げられる。これにより、図１３に示すように、測定セル１の試料供給口１０４から試料保持部１０３内に所定量（例えば、４．５ｍＬ）の尿３０１が供給される。プランジャー２０９を引き上げた位置に保持することにより、試料保持部１０３内の尿３０１が保持され、試料供給口１０４から漏れ出したり、シリンダ２１０内に吸引されたりすることがない。
【００７０】
ＣＰＵ４０１は、試料保持部１０３内に所定量の尿３０１が供給されたと判断すると、モーター２０８を停止させ、吸引部４０３による吸引動作を終了する。そして、ＣＰＵ４０１は、試料保持部１０３内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部２０７に表示させるとともに、計時部４０４であるタイマーによる計時を開始させる。なお、試料の供給が完了した後は、試料供給口１０４を尿３０１中から引き上げてもよい。
【００７１】
試料保持部１０３内に供給された尿は、試薬保持部１０６に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
【００７２】
計時部４０４からの信号によって、試料保持部１０３内への試料の供給完了から所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１はメモリ４０２に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との関係を表す検量線を読み出し、それを参照することにより、ＣＰＵ４０１が受光器２０６により受光された出射光強度を、ヒトアルブミン濃度に換算する。得られたヒトアルブミン濃度は、表示部２０７に表示される。これにより、ユーザーはヒトアルブミン濃度測定が完了したことがわかる。
【００７３】
また、好ましくは、得られたヒトアルブミン濃度を、計時部４０４により計時された時刻とともにメモリ４０２に保存することができる。
【００７４】
さらに、得られたヒトアルブミン濃度を、記録部４０５によりＳＤカードなどの取り外し可能な記憶媒体に記録することができる。これにより、測定結果を測定装置２から容易に取り出すことができるので、前記記憶媒体を病院内の分析関連部門または分析専門業者等に持参または郵送して、分析を依頼することができる。
【００７５】
さらに、得られたヒトアルブミン濃度を、送信部４０６により測定装置２外に送信することができる。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、それを前記分析関連部門または分析関連業者等において分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。
【００７６】
さらにまた、前記分析関連部門または分析関連業者等において分析した結果を受信するための受信部４０７を備えている。これにより、分析結果を迅速にユーザーにフィードバックすることができる。
【００７７】
測定完了後、ユーザーは、紙カップ３の上方に測定セル１の試料供給口１０４が位置するように、測定セル１が装着された測定装置２または紙カップ３を動かす。その状態で、試料排出ボタン２０３を押すと、モーター２０８が駆動し、シリンダ２１０の内側にあるプランジャー２０９がプランジャージョイント２１２を介して押し下げられる。これにより、図１４に示すように、試料保持部１０３内の尿３０１が紙カップ３内に排出される。その後、ユーザーにより、紙カップ３内に排出された尿３０１は流し捨てられ、その後、紙カップ３も廃棄され、測定セル１が測定装置２から抜き取られる。
【００７８】
なお、上記実施の形態１において、吸引部４０３として、シリンダ２１０内のプランジャー２０９をリニア型のステップモーターであるモーター２０８により作動させる構成を用いたが、これに限らない。リニア型以外のステップモーターや、直流モーター等を用いてもよい。また、吸引部は手動であってもよい。
【００７９】
また、紙カップ３に尿を採取したが、これに限らず、プラスティック製のカップ等の運搬可能な容器や、便器内に設けられた受尿容器等を用いてもよい。
【００８０】
また、試料保持部１０３内への試料の供給が完了したことを通知するメッセージを表示部２０７に表示させたが、これに代えて、ブザー等の音声により通知してもよい。
【００８１】
また、測定セル１の正確な設置及び設置不良を表示部２０７に表示させたが、これに代えて、ブザー等の音声により通知しても良い。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態の一例について説明したが、測定セル１の形状は、本発明の構成要件を満たし、かつ本発明の効果を得られるものであれば、上記実施の形態１において述べたものに限定されない。
【００８３】
４．測定セルの変形例
以下、本実施の形態１に係る測定セルの変形例を、図１９、図２０を用いて説明する。図１９は、本実施の形態１の測定セルの変形例を示す斜視図であり、図２０は、図１９におけるＥ−Ｅ線断面図である。図１、図２と同様の構成要素については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００８４】
図１９に示すように、本実施の形態１の変形例である測定セル５００は、透明のポリスチレン製の中空四角柱部分５１０ａと中空四角錐部分５１０ｂからなる中空の基体５１０を備えている。基体５１０の両端部は外部に開放され、中空四角柱部分５１０ａの上端部が吸引口１０５、中空四角錐部分５１０ｂの下端部が試料供給口１０４として機能する点で、図１に示す測定セル１と異なる。
【００８５】
基体５１０の中空四角柱部分５１０ａの下端部および中空四角錐部分５１０ｂの上端部は一体化され、基体５１０の内部空間は試料保持部１０３として機能する。また、図２０に示すように、試料保持部１０３を囲む内壁面のうち、中空四角柱部分５１０ａの第２の壁５２２の内表面上には、試薬保持部１０６が設けられている。
【００８６】
中空四角柱部分５１０ａを構成する４つの壁のうち、第１の壁５２１が光入射部１０１、第２の壁５２２が光出射部１０２としてそれぞれ機能する。第１の壁５２１の外表面上の、中空四角柱部分５１０ａの上端部と光入射部１０１の上端部との間には、遮光部１１２が設けられている。第３の壁５２３の外表面上には、一対の電極１１０が設けられ、一対の電極１１０上には、一対の電極１１０の両端が露出するように、カバー１１１が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、測定セルが正しい向きで測定装置に取付けられたことを確認することができる。そのため、本発明は、医療及び医療関連の検査分野で、特に尿検体を測定する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る測定セルの構成を示す斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る測定セルの構成を示す分解斜視図
【図５】本発明の実施の形態１に係る測定装置を示す斜視図
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図
【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図
【図８】本発明の実施の形態１に係る測定装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態１の被検物質の測定手順において、電源ＯＮ時の状態を示す概略図
【図１０】本発明の実施の形態１の被検物質の測定手順において、測定セルが測定セル取付け部へ挿入される途中の状態を示す概略図
【図１１】本発明の実施の形態１の被検物質の測定手順において、測定セル取付け部への測定セルの挿入が完了した状態を示す概略図
【図１２】本発明の実施の形態１の被検物質の測定手順において、試料中へ測定セル試料供給口を浸漬させた状態を示す概略図
【図１３】本発明の実施の形態１の被検物質の測定手順において、試料供給口から試料保持部に試料が供給された状態を示す概略図
【図１４】本発明の実施の形態１の被検物質の測定手順において、試料保持部の試料が排出された状態を示す概略図
【図１５】本発明の実施の形態１に係る測定セルの測定セル取付け部への挿入方向が正しい場合に、測定セルの測定セル取付け部への挿入量と受光器で検出される受光量との関係を表す模式図
【図１６】本発明の実施の形態１の測定セルが誤った向きで測定セル取付け部に挿入されたときの状態を示す断面図
【図１７】本発明の実施の形態１の測定セルが誤った他の向きで測定セル取付け部に挿入されたときの状態を示す断面図
【図１８】本発明の実施の形態１の測定セルが誤ったさらに他の向きで測定セル取付け部に挿入されたときの状態を示す断面図
【図１９】本発明の実施の形態１に係る測定セルの変形例の構成を示す斜視図
【図２０】図１９のＥ−Ｅ線断面図
【符号の説明】
【００８９】
１，５００    測定セル
２    測定装置
３    紙カップ
１００，５１０    基体
１０１    光入射部
１０２    光出射部
１０３    試料保持部
１０４    試料供給口
１０５    吸引口
１０６    試薬保持部
１０７    第１の測定セル部材
１０８    第２の測定セル部材
１０９    第３の測定セル部材
１１０    電極
１１１    カバー
１１２    遮光部
１２１，５２１    第１の壁
１２２，５２２    第２の壁
１２３，５２３    第３の壁
１２４，５２４    第４の壁
２０１    測定セル取付け部
２０２    試料供給ボタン
２０３    試料排出ボタン
２０５    光源
２０６    受光器
２０７    表示部
２０８    モーター
２０９    プランジャー
２１０    シリンダ
２１１    測定セル着脱口
２１２    プランジャージョイント
２１３    Ｏリング
２１４    電源ボタン
２１５    レーザ光
３０１    尿
４０１    ＣＰＵ
４０２    メモリ
４０３    吸引部
４０４    計時部
４０５    記録部
４０６    送信部
４０７    受信部
５１０ａ    中空四角柱部分
５１０ｂ    中空四角錐部分
【図１】
2008058071.tif 000003
【図２】
2008058071.tif 000004
【図３】
2008058071.tif 000005
【図４】
2008058071.tif 000006
【図５】
2008058071.tif 000007
【図６】
2008058071.tif 000008
【図７】
2008058071.tif 000009
【図８】
2008058071.tif 000010
【図９】
2008058071.tif 000011
【図１０】
2008058071.tif 000012
【図１１】
2008058071.tif 000013
【図１２】
2008058071.tif 000014
【図１３】
2008058071.tif 000015
【図１４】
2008058071.tif 000016
【図１５】
2008058071.tif 000017
【図１６】
2008058071.tif 000018
【図１７】
2008058071.tif 000019
【図１８】
2008058071.tif 000020
【図１９】
2008058071.tif 000021
【図２０】
2008058071.tif 000022