(57)【要約】【課題】遠心操作により流路内で血漿分離を行う自動分析装置において、流路内に導入した全血試料の有効利用を図り、流路長の短縮化、装置の小型化を図る。さらに採血量を減少させることにより被採血者の負担を軽減する。【解決手段】血液分析装置内の流路に、遠心分離時の遠心方向に血球が沈澱する血球溜めを配置し、そこに遠心分離により血球を集積させ、Ｕ字流路の上流、下流側の血漿分画が血球分画で分断されることなく、連続的に存在するようにする。より少ない全血量で、必要量の血漿を分析手段へと導くことができる。全血試料の有効利用を図れるので、流路長の短縮化、装置の小型化に適する。血球分画で分断されていない血漿は小さな吸引負圧により移動させることができる。血漿引き込みに要するポンプ能力を小さくできることから周辺装置の小型化、コストダウンを図れる。【選択図】　　　図６
2004109082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液導入口と排出口との間を連通する流路と、この流路の途中に設けられた血漿分離手段とを備える血液分析装置において：
前記流路は、遠心力加圧方向に延伸する前記流路の上流部と遠心力加圧逆方向に延伸する下流部とを備え；
前記血漿分離手段はこれら流路上流部と下流部の間にあって、遠心力加圧方向側に位置して血球分画を沈殿させて収容する血球分画収容部を備え、前記流路の上流部及び下流部は血球分画収容部に接っしつつ血球分画収容部の上部で互いに連通するように構成されていることを特徴とする血液分析装置。
【請求項２】
前記流路の少なくとも一部はＵ字型流路であり、このＵ字型流路最下部が前記血球分画収容部であることを特徴とする請求項１の血液分析装置。
【請求項３】
前記流路の少なくとも一部はＵ字型流路で構成され、このＵ字型流路最下部が前記血球分画収容部であり、
Ｕ字型流路最下部の上部内壁から遠心力加圧方向に位置する前記血球分画収容部の容積が、前記流路に導入される血液中の血球分画量よりも大であることを特徴とする請求項１の血液分析装置。
【請求項４】
前記血漿分離手段と前記排出口の間に、血漿の成分分析を行う分析手段を備えることを特徴とする請求項１の血液分析装置。
【請求項５】
前記血液導入口には、採血針が取り付け可能とされていることを特徴とする請求項１の血液分析装置。
【請求項６】
以下のステップからなる血漿分離方法：
（１）　血液導入口と排出口との間を連通する流路であって、血液導入口から遠心力加圧方向に延伸する上流部と、この下流にあって遠心力加圧逆方向に延伸する下流部とを備える流路と；
流路上流部と下流部の間にあって遠心力加圧方向側に位置して血球成分を沈殿させて収容する血球分画収容部を有し、前記流路の上流部及び下流部は血球分画収容部に接っしつつ血球分画収容部の上部で互いに連通するように構成されている血漿分離手段とを備えるチップ状血液分析装置を用意し；
（２）　前記血液導入口から前記流路に全血試料を導入し；
（３）　血液分析装置を前記血球分画収容部が遠心力加圧方向となるように遠心することにより、血液試料中の血球成分を前記血球分画収容部に沈殿させる一方、前記流路の上流部及び下流部に遠心上清として分離された血漿を、前記血球分画収容部内の血球分画と接しつつ、互いに連続的に存在させる。
【請求項７】
前記血液分析装置は前記血漿分離手段と前記排出口の間に血漿中の成分分析を行う分析手段を備え、
前記ステップ（３）の後に、前記流路の上流部及び下流部に連続的に存在する血漿を前記分析手段に導くことを特徴とする請求項６記載の血漿分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、石英板や高分子樹脂板などの絶縁材基板に作製した超小型の溝流路によって構成されたチップ状血液分析装置に関する。特に、当該チップ上の溝流路に微量（数μＬ以下）の血液を導入して遠心分離を行い、血球分画と血漿成分に分離した後に血漿成分中の種々の化学物質濃度を測定する際の、当該血漿成分を有効に活用するための血漿分離方法ならびにこのようなチップ状血液分析装置の溝流路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の健康診断や疾病状態の診断は、患者から数ｃｃの多量の血液を採取し、その分析に大規模な自動血液分析装置で得た測定値より行われてきた。通常、このような自動分析装置は、病院などの医療機関に設置されており、規模が大きく、また、その操作は専門の資格を有するものに限られるものであった。
【０００３】
しかし、近年、極度に進歩した半導体装置作製に用いられる微細加工技術を応用し、たかだか数ｍｍから数ｃｍ四方のチップ上に種々のセンサなどの分析装置を配置して、そこに被験者の血液などの体液を導き、被験者の健康状態を瞬時に把握することができる新しいデバイスの開発とその実用化の気運が高まってきている。このような安価なデバイスの出現により、来たるべき高齢化社会において老人の日々の健康管理を在宅で可能にすることなどで増加の一途を辿る健康保険給付金の圧縮を図れる。また救急医療の現場においては被験者の感染症（肝炎、後天性免疫不全症など）の有無を本デバイスを用いて迅速に判断できれば適切な対応ができるなど、種々の社会的な効果が期待されるために非常に注目されつつある技術分野である。このように従来の自動分析装置に代わって、血液分析を各家庭で自らの手で実施することを目指した小型簡便な血液分析方法ならびに血液分析装置が開発されている　（例えば、特許文献１参照）　。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５８８６８号公報
【０００５】
図１は、特許文献１に記載されたマイクロモジュール化された血液分析装置の一例を示す。符号１０１は血液分析装置の下側基板であり、下側基板上にエッチングにより形成した微細な溝流路（マイクロキャピラリ）１０２が設けられている。この下側基板１０２の上には、略同一サイズの上側基板（不図示）が張り合わされ、溝流路１０２を外部から密閉している。
【０００６】
流路１０２には、最上流部から最下流部にかけて、血液採取手段１０３，血漿分離手段１０４，分析手段１０５，移動手段１０６が順次設けられている。流路最前部の血液採取手段１０３には、中空の採血針１０３ａが取付けられ、この針１０３ａを体内に刺して基板内への血液の取り入れ口とする。分離手段１０４は、流路１０２の途中を湾曲させたもので例えばＵ字型のマイクロキャピラリからなる。採取した血液をこのＵ字型のマイクロキャピラリに導いた後、本基板を遠心分離器により一定方向に加速度を加えることによって、Ｕ字部最下部に血球成分を沈殿させ、上清として血漿を分離する。分析手段１０５は、血液中のｐＨ値、酸素、二酸化炭素、ナトリウム、カリウム、カルシウム、グルコース、乳酸などの各濃度を測定するためのセンサである。
【０００７】
流路最下流部に位置する移動手段１０６は、マイクロキャピラリ中で血液を電気浸透流により移動させるものであり、電極１０７、１０８と、その間をつなぐ流路部分１０９からなる。この電極間に電圧印加して生じる電気浸透流により流路内に予め満たしておいた緩衝液を流路下流側に移動させ、生じる吸引力によって流路１０２最前部の採取手段１０３から基板内に血液を取り入れる。また、遠心分離により得られた血漿を分析手段１０５に導く。
【０００８】
１１０は分析手段から情報を取出すための出力手段であり、電極などから構成される。１１１は、以上の採取手段、血漿分離手段、分析手段、移動手段、出力手段を必要に応じて制御するための制御手段である。
【０００９】
採取手段１０３より採取された血液は、分離手段１０４にて血漿と血球成分に分離され、この血漿成分を分析手段１０５に導き、そこで血漿中のｐＨ値、酸素、二酸化炭素、ナトリウム、カリウム、カルシウム、グルコース、乳酸などの各濃度を測定する。各手段間の血液の移動は、電気泳動や電気浸透などの現象を用いたものなどポンプ能力を有する移動手段１０６により行う。なお、図１では流路１０２の下流域は５つに分岐し、このそれぞれに分析手段１０５，移動手段１０６が設けられている。
【００１０】
このような血液分析装置の基板には石英などのガラス材料が用いられることが多かったが、装置を大量にまた費用を抑えて製作するのにより適するものとして、樹脂素材が用いられるようになってきている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示した従来の血液分析装置の場合、採取手段１０３により血液を採取し、分離手段１０４にて血漿と血球成分に分離し、この血漿成分を分析手段に導き、血漿中の種々の成分分析を行う。しかしながら分離手段において、血液を遠心分離により血漿と血球成分に分離すると、Ｕ字流路最下部に沈殿した血球分画が流路を塞ぐこととなり、上清である血漿がＵ字流路の上流側１０２ａと下流側１０２ｂに分断される。このため下流側の血漿のみしか分析手段に導くことができず、上流側の血漿成分は利用できないという問題があった。
【００１２】
この様子を図２を用いて簡単に説明する。図２は従来の血液分析装置の作製の様子を示すものである。まず同図（Ａ）のように２枚の基板、例えば樹脂のような材料で構成された下基板３０１および上基板３０１Ａを用意し、一方の下基板３０１上に幅１００ミクロン程度、また深さ１００ミクロン程度の溝流路３０３をモールディングなどの方法により形成する。この溝流路３０３の一部は、図示するようにＵ字型流路が含まれる。上基板３０１Ａ上には、被検査血液を導入するための入力側貫通穴３０２、血液を流路へと引き込むために外部ポンプを接続するための出力側貫通穴３０４，３０５および血漿中のそれぞれ異なる項目を検出する分析手段３０６，３０７が構成されている。両基板３０１，３０１Ａ２を互いに熱圧着、接着剤、接着テープなどにより接合して血液分析装置２００を作製する（同図（Ｂ））。
【００１３】
図３はこうして作製された血液分析装置の平面模式図であり、ヒト全血を血液分析装置の流路に導入して遠心分離する様子を示す。図３（Ａ）に示す血液分析装置の入力側貫通穴（血液導入口）３０２に１μＬ程度の血液をたらし（同図（Ｂ））、出力側貫通穴（排出口）３０４、３０５からポンプで流路３０３へと全血３０８を導く（同図（Ｃ））。次にＵ字流路方向（同図（Ｃ）中の矢印方向）に力が作用するように血液分析装置２００を回転させ遠心分離を行う。すると同図（Ｄ）に示すようにＵ字流路３０３の両側に血漿分画３０９、３１０とＵ字流路下部に血球分画３１１とに全血が分離される。その後に出力側貫通穴３０４、３０５にポンプ等を接続して、下流側血漿分画３１０を分析手段３０６、３０７へと導いていき（同図（Ｅ））、そこでそれぞれの被検査化学物質の検出・濃度測定を行う。
【００１４】
しかしながらこのようなＵ字流路の場合、同図（Ｄ）で示される上流側血漿分画３０９は、血球分画３１１に流路を塞がれ、分析手段に導いて使用することができない。これは検査に必要な血液量を不必要に増加させていることを意味し、もしこのような上流側の血漿分画も分析手段へと導き用いることができれば、検査に必要な血液量は単純に約半分にまで減少することができる。このことは、流路の全長を短縮し、ひいては血液分析装置全体のさらなる小型化を可能にする。
【００１５】
また図１〜３の従来血液分析装置では、図３（Ｅ）に示すように全血の遠心分離後に下流側血漿成分３１０を分析手段３０６、３０７へと導く際には、血球分画３１１と上流側血漿成分３０９も同時に移動させなければならない。このとき血球分画３１１は流路３０３の内壁にへばりついているので、ポンプ等でこれらを移動させるためには、遠心前に全血を流路に引き込むときよりも大きな吸引力ポンプ力が必要されるという問題があった。
【００１６】
【課題を解決しようとする課題】
上記のような課題を解決する手段として、図４に示すようにＵ字流路の上流側と下流側との間に新たにバイパス流路４０１を設ければ、遠心分離後、上流側血漿を下流側へと導くことができる。しかし、そのためには遠心分離が終了するまでこのバイパス流路を閉めておく必要があり、このバイパス流路４０１の出入り口に新たに弁４０２、４０３を設置しなければならず、これの制御を含めると大がかりな装置となってしまい現実的ではない。
【００１７】
そこで本発明の発明者らは遠心分離後の血球成分が流路の壁にへばりついていることに注目して、これを逆に利用することで若干の流路形状の改良のみで従来装置の課題を克服することを試みた。すなわち、遠心分離により血球成分と血漿成分が分離したときの血球成分が溜まる部分の流路を他のそれよりも太くし、そこに血球成分を溜め、また上流側と下流側の血漿成分はその溜め部分の血球の溜まっていない部分を介して連続的に血漿でつながっているようにする。このようにした後にポンプ等で分析手段へと血漿を引き込めば、上流側と下流側の血漿は連続的につながっているので、それほど大きなポンプ力を必要とせず、かつ分離したすべての血漿成分を分析手段へと導くことができる。
【００１８】
すなわち、本発明は、遠心操作により流路内で血漿分離を行う自動分析装置であって、流路内に導入した全血試料の有効利用を図り、流路長の短縮化、装置の小型化に適し、さらに採血量を減少させることにより被採血者の負担を軽減することができる血液分析装置を提供することを第１の目的とする。
【００１９】
また本発明は、遠心操作により流路内で血漿分離を行う自動分析装置を使用する際に、流路内に導入した全血試料の有効利用を図ることができる血漿分離方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【発明の構成】
本発明によれば、第１の目的は、血液導入口と排出口との間を連通する流路と、この流路の途中に設けられた血漿分離手段とを備える血液分析装置において：前記流路は、遠心力加圧方向に延伸する前記流路の上流部と遠心力加圧逆方向に延伸する下流部とを備え；前記血漿分離手段はこれら流路上流部と下流部の間にあって、遠心力加圧方向側に位置して血球分画を沈殿させて収容する血球分画収容部を備え、前記流路の上流部及び下流部は血球分画収容部に接っしつつ血球分画収容部の上部で互いに連通するように構成されていることを特徴とする血液分析装置、により達成される。
【００２１】
例えば、流路の一部をＵ字型流路とすれば、このＵ字型流路最下部（遠心力のＧがかかる部分）を血球分画収容部とすることができる。この血球分画収容部は、Ｕ字型流路の最下部から下方（遠心Ｇ加重方向）に突出した空間であればよくＵ字型流路最下部の上部内壁から遠心力加圧方向に位置する血球分画収容部の容積が、前記流路に導入される血液中の血球分画量よりも大であれば、血球分画収容部の上部は上流部・下流部の上清血漿を連通することができる。
【００２２】
血漿分離手段と排出口の間に、血漿の成分分析を行う分析手段を設けてもよい。また血液導入口に採血針を取り付け可能とすれば、採血針から採血した全血を直接流路内に導入することができる。
【００２３】
本発明の第２の目的は、以下のステップからなる血漿分離方法：
（１）　血液導入口と排出口との間を連通する流路であって、血液導入口から遠心力加圧方向に延伸する上流部と、この下流にあって遠心力加圧逆方向に延伸する下流部とを備える流路と；
流路上流部と下流部の間にあって遠心力加圧方向側に位置して血球成分を沈殿させて収容する血球分画収容部を有し、前記流路の上流部及び下流部は血球分画収容部に接っしつつ血球分画収容部の上部で互いに連通するように構成されている血漿分離手段とを備えるチップ状血液分析装置を用意し；
（２）　前記血液導入口から前記流路に全血試料を導入し；
（３）　血液分析装置を前記血球分画収容部が遠心力加圧方向となるように遠心することにより、血液試料中の血球成分を前記血球分画収容部に沈殿させる一方、前記流路の上流部及び下流部に遠心上清として分離された血漿を、前記血球分画収容部内の血球分画と接しつつ、互いに連続的に存在させる、によって達成することができる。
【００２４】
血液分析装置の血漿分離手段と排出口の間に血漿中の成分分析を行う分析手段を備えている場合には、ステップ（３）の後に、流路の上流部及び下流部に連続的に存在する血漿を分析手段に導くことができる。
【００２５】
【実施態様】
図５は本発明に基づく流路を有する血液分析装置の一実施態様を示す。本血液分析装置２１０は基本的には図３に示した装置２００とほとんど同じ構成であるが、Ｕ字流路最下部の遠心分離時に最も重力加速度が印加されるあたりの流路３０３をくびれさせて、広くしてある血球溜め（血球分画収容部）５０１がある点が異なる。同一構成部分には同一符号を付してるので説明を繰り返さない。
【００２６】
この血液分析装置の動作の様子を以下に説明する。図６（Ａ）に示すように血液分析装置に全血を導入した後、図７に示すような遠心分離装置に当該血液分析装置２１０をセットして全血の遠心分離を行う。このとき回転の遠心方向に血液分析装置上の血球溜め５０１があるように血液分析装置２１０を設置し、この血球溜め５０１に遠心により血球分画が沈澱する。なお、７０１はモーター、７０２はモータシャフト、７０３はチップ支持板、７０６はバランサチップである。
【００２７】
遠心操作後の血液分析装置２１０の流路内の様子を図６（Ｂ）に示す。血球溜め５０１下部には血球分画６０３が遠沈し、またその上部の流路３０３には血漿成分６０２が上清として分離される。このとき、従来の血液分析装置の場合（図３参照）とは異なり、血漿分画がＵ字流路内で上流部３０３ａから下流部３０３ｂにかけて血球分画６０３に分断されることなく連続的に存在することが重要である。
【００２８】
このためには、図５に図示するように流路３０３の最下部での内壁上端位置Ａから下方に位置する血球溜め（血球成分収容部）５０１の容量が、流路３０３に導入された全血中の血球成分量より大となるようにする。ヒトのヘマクリット値は通常５０％以下であるから、血球溜め（血球成分収容部）５０１の容量は、採血量の１／２以上とするのが好ましい。血球溜めの容量は、Ｕ字流路の流路長・断面積も考慮して決定することができる。なお、ヘマクリット値が高く、血球溜め上端Ａを越えて血球が分画されるような場合には、採血量を減らすことにより対処できる。
【００２９】
遠心分離後、流路３０３最下流部に配置されている引き込み口（排出口）３０４、３０５に外部吸引ポンプを接続して、血漿分画６０２を分析手段３０６、３０７へと引き込んでいく。Ｕ字流路の下流部３０３ｂと上流部３０３ａの血漿分画６０２が血球分画６０３で遮られていないので、分離した血漿分画をすべて分析手段３０６，３０７へと導くことができる（図６（Ｃ））。
【００３０】
血球分画は血球溜め５０１下部の内壁に遠心加重により固着している。従って、血漿分画を分析手段に吸引移動する際に、血球分画が移動することはない。血漿の吸引移動は、液性成分である血漿分画の移動のみで行うことができ、血球分画も併せて移動しなければならなかった従来の場合のように大きなポンプ力が必要とはならない。
【００３１】
このように血液分析装置内の流路に、遠心分離時の遠心方向に血球が沈澱する血球溜めを配置し、そこに遠心分離により血球を集積させ、Ｕ字流路の上流、下流側の血漿分画が血球分画で分断されることなく、連続的に存在するようにすることができれば、分離したすべての血漿分画を分析手段へと引き込むことができ、かつそのときの引き込みに必要となるポンプ力は低くてすむ。このような血球溜めの寸法は、Ｕ字流路寸法と遠心分離を行う全血量からその４０から５０％（体積）が血球成分であることを考慮することで決定することができる。
【００３２】
なおこの実施態様では、外部ポンプを用いて血液の導入、血漿分画の吸引を行ったが、図１の従来装置のように電気浸透流を利用した移動手段を分析手段と引き込み口（排出口）との間に設けてもよい。この場合排出口３０４，３０５は流路内に充填されていた緩衝液の排出口となる。
【００３３】
【第１実施例】
図５に示した血液分析装置を作製し、血液試料を血液分析装置内に導入して遠心分離を行い、その後血漿分画の吸引を行った。ただし、簡単のため血液分析装置内の分析手段は１つにした（図８参照）。血液分析装置は０．５ｍｍ厚の２枚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板を用意し、一方の基板上に、モールディングによって流路３０３を形成し、もう一方の基板上には、血液導入口３０２、血液引き込み口（排出口）８０１、およびカーボンペーストで形成した電極上に水素イオン感応膜を塗布したものを分析手段８０２として作製、配置した。図８に、血液分析装置２１０とその上に形成した流路３０３の寸法の概略を示す。なお流路の深さはすべて１００μｍである。
【００３４】
この血液分析装置２１０の血液導入口３０２から１μＬのヒトの全血を導入した。血液の導入には排出口８０１に取り付けた電磁ポンプの吸引力を用いた。そのときの吸引負圧は、大気圧から−７ｋＰａであった。血液導入後に、図７に示したような遠心機により血液分析装置を遠心した（１００００ｒｐｍ、２２５０Ｇ，１分）。遠心後の血液分析装置流路内は図６（Ｂ）に示すように血球溜め５０１下部に血球分画６０３が沈澱し、また血漿成分はその血球溜め上部と上流および下流のＵ字流路内に血球成分によって血漿成分同士が絶縁されることなく連続的に存在するように分離された。この後に分析手段下流部にある引き込み口３０４，３０５に電磁ポンプを接続し、当該血漿成分を分析手段に導いた。このとき血球成分は移動せず、血漿成分のみ移動した。ここで血漿中の水素イオン濃度を調べたところ、ｐＨ　７．４を示し、健常者の血漿ｐＨ値とほぼ同じであった。また血漿引き込み圧は、全血引き込み圧と同じ大気圧より−７ｋＰａで問題なく引き込むことができた。
【００３５】
また、図８の血液分析装置を改造し、血液導入口３０２に外径１００μｍ、内径５０μｍの中空の採血針を取り付けた場合についても同様な試験を行った。まず血液分析装置上の採血針をヒトの前腕部に穿刺し、約１μＬの血液を採取して当該血液分析装置上に導く。その後は上で述べた手順と同様に遠心分離により血漿と血球分画に分離し、血漿のみを分析手段へと導いた。ここで血漿の水素イオン濃度を調べたところ、上の場合と同様にｐＨ　７．４を示し、健常者の血漿の値とほぼ同じであった。
【００３６】
【比較例】
図３に示した従来の血液分析装置を用いて全血の引き込み、遠心分離による血漿および血球成分分離、および血漿成分の分析手段への引き込みを同様に行った。このときのＵ字流路の幅は５００μｍ、深さは１００μｍとした。またこの場合も分析手段は一つとし、カーボンペーストで形成した電極上に水素イオン感応膜を塗布したものを用いた。このような血液分析装置の血液導入口２０４から１μＬのヒトの全血を導入した。血液の導入には排出口２０５に取り付けた電磁ポンプを用い、そのときの吸引負圧は、大気圧から−７ｋＰａであった。
【００３７】
図３（Ｃ）に示すが如くに血液分析装置内に血液を導入した後に、図７に示したような遠心分離器に血液分析装置を設置し、遠心分離を行った（１００００　ｒｐｍ、２２５０Ｇ，１分）。遠心により、図３（Ｄ）に示すように単Ｕ字管内で血漿成分３０９，３１０と血球成分３１１が分離された。このときの特徴は図５に示したような流路途中に血球溜めを有する血液分析装置の場合とは異なり、単Ｕ字流路の上流側と下流側の血漿成分３０９，３１０が血球分画３１１により絶縁された。
【００３８】
この後に分析手段下流部にある引き込み口３０４，３０５に電磁ポンプを接続し、単Ｕ字流路の下流側の血漿成分３１０を分析手段３０６，３０７へと導いた。このときの吸引負圧を第１実施例と同じ−７ｋＰａとしても血漿を引き込むことはできなかった。吸引負圧を徐々に上昇させていき、大気圧から−３８ｋＰａに達したところで流路下流側の血漿３１０が移動しはじめた。またこの移動に伴い、Ｕ字流路下部の血球成分および上流側血漿成分も同時に移動した。第１実施例の場合の血漿引き込み圧と比較して、この比較例ではより大きな血漿引き込み圧が必要であった。これにより本発明の効果がより鮮明となった。
【００３９】
このような過大な引き込み圧が必要とされるのは遠心分離により流路の壁に付着している血球分画を成分と共に血漿成分を引き込まなくてはならないためであると考えられる。さらに図３のような単Ｕ字血液分析装置の場合、過大な引き込み圧で血漿を引き込んでも、実際に分析手段へと引き込める血漿は下流側に分離された血漿成分のみで、血球分画で塞がれた上流側の血漿は分析手段へ引き込むことができない。従来の血液分析装置においては分離された血漿の約半分しか分析手段へと導けない。これに対し、図５に示した本発明の血球溜めを有する血液分析装置の場合には、分離したすべての血漿を分析手段へと導くことができる。従って、同量の血漿を分析手段へと導く場合、本発明の場合の方が従来の場合よりも血液分析装置内に導入する血液量が約半分でよいという利点がある。
【００４０】
【第２実施例】
図９（Ａ）に示すような血球溜め５０１Ａを有する血液分析装置２２０を作製し、血液を当該血液分析装置内に導入して遠心分離を行い、その後血漿分画６０２の引き込みを行った。なお、当該血液分析装置および流路形状の寸法は、図８に示した寸法にほぼ類似している。この血液分析装置のと、図８の血液分析装置との違いは、図９（Ｂ）に示したように血液を血液分析装置上に導入して遠心分離を行なったときに、分離した血漿６０２と血球分画６０３の界面の面積が図８で示した血液分析装置の場合と比して小さくなっているところである。これにより、血漿吸引時に血球分画に印加される引き込み力が小さくなり、血球分画表面が攪乱されて血漿に混入するのを防止することができ、血漿のほぼ全てを分析手段へと移動させることを確実にする。
【００４１】
実際に血液導入口から１μＬのヒトの全血を導入して遠心分離を行なったところ、図９（Ｂ）に示すように血球と血漿成分が分離された。またその後に引き込み口８０１にポンプを接続し、大気圧から−７ｋＰａの圧力で引いたところ血漿成分６０２のみを分析手段８０２側へと引き込むことができた。このとき血球溜めにある血球成分は移動せず、そのまま血球溜めに留まっていた。
【００４２】
【第３実施例】
図１０（Ａ）に示すようにＵ字流路３０３下部の流路幅を広くしてここを血球溜め５０１Ｂとした血液分析装置２３０を作製し、第１，２実施例と同様に血液の導入、血漿血球成分分離および血漿成分引き込みを試みた。その結果、血液導入後の遠心分離により、図１０（Ｂ）に示す如く血漿６０２と血球分画６０３が分離され、また血球分画６０３を攪乱することなく血漿分画６０２のみを引き込み、分析手段８０２へと導くことができた。本実施例より遠心により血漿と血球分画に分離したときに、血漿分画が血球分画によって分断されずに連続的に存在していることが特に重要であることが分かる。これは第１，２実施例で示した血球溜めを流路途中に有する血液分析装置においても同様である。
【００４３】
【第４実施例】
Ｕ字流路３０３下部の流路幅と流路深さを大きくした血液分析装置を作製した。すなわち、図１１（Ａ）に示すＵ字流路３０３下部の斜線部１１０１の深さを、他の流路部分の深さ１００μｍより深い３００μｍとした血液分析装置２４０を作製した。第３実施例と同様に血液の導入、血漿分離および血漿成分引き込みを試みた。遠心分離により、図１１（Ｂ）に示す如く血漿６０２と血球分画６０３に分離され、また血球分画６０３は移動させることなく血漿分画６０２のみを引き込み、分析手段８０２へと導くことができた。
【００４４】
ここで注目すべきことは、図１１（Ａ）のＵ字流路下部１１０１の深さが深く、この部分の容積は図１０の血液分析装置のそれに比して３倍大きくなるためにここに血球成分が集積する。したがって第３実施例の場合と同量の血液を血液分析装置上に導入して遠心分離をした場合、図１１上面から見た血球分画６０３のの構成面積が、血漿成分が占める面積に対する比率は、図１０の場合よりも小さくなる。したがってＵ字流路下部における血漿成分の構成する幅が図１０（Ｂ）に比して広くなることから、この血球および血漿成分分離後の血漿成分引き込みにおいては、より低い引き込み圧力で当該血漿成分を引き込むことができる。
【００４５】
【第５実施例】
図１２（Ａ）に示すような単Ｕ字流路血液分析装置を作製し、これまでの実施例と同様に血液の導入、血漿血球成分分離および血漿成分引き込みを試みた。このとき流路の幅や深さは導入する血液の量（必要となる血漿の量）から決定した。すなわち、遠心分離後に血漿成分が流路上で血球分画で分断されずに図１２（Ｂ）のように連続的に存在するようにした。実際に図１２（Ｃ）に示すような寸法で流路深さ１００μｍの単Ｕ字流路３０３を有する血液分析装置２５０を作製して、この血液分析装置上に０．１μＬの血液を導入し、遠心分離を行った。その結果、図１２（Ｂ）に示すように血漿分画６０２と血球分画６０３とに分離され、その後分離したすべての血漿分画のみを分析手段８０２に導くことができた。このように必要となる血漿量から導入する血液量を見積もり、遠心分離後に血漿成分が流路上で血球分画で分断されないように流路の設計を行えば、必ずしも図５に示したような血球溜めは必要ではない。流路設計に基づいて設けられたＵ字流路最下部が血球溜め（血球分画収容部）を構成することになる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の血液分析装置は、装置内に血液を導入する流路の一部に、遠心力加圧方向の位置して血球分画を集める血球分画収容部を設け、収容部の上流側及び下流側の流路が連通するようにした。これにより、遠心分離後の血球分画に分断されることなく、流路上流部と下流部の血漿分画が連続して存在することができる。従って、従来の流路構成の場合に比して、より少ない全血量、単純には半分の量の血液試料で、必要量の血漿を分析手段へと導くことができる。全血試料の有効利用を図れるので、流路長の短縮化、装置の小型化に適する。さらに採血量を減少させることにより被採血者の負担を軽減することができる
【００４７】
また、分離された血漿分画は血球分画で分断されないので、より小さな吸引負圧により移動させることができる。血漿引き込みに要するポンプ能力を小さくできることから周辺装置の小型化、コストダウンを図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のチップ状血液分析装置の説明図である。
【図２】チップ状血液分析装置作製の工程の説明図である。
【図３】血液分析装置上に全血を導入し、遠心分離により血漿と血球分画に成分に分離する様子を示す図である。
【図４】従来の血液分析装置の構成の変更例を示す図である。
【図５】本発明の血液分析装置の一実施態様の概念模式図である。
【図６】図５の血液分析装置に血液を導入して、血漿と血球分画とに分離し、その後に血漿分画を分析手段へ導く各工程を説明する図である。
【図７】遠心分離装置に本発明の血液分析装置を設置し、遠心分離を行っている様子を説明する図である。
【図８】図５の血液分析装置の構成の一例を説明する図である。
【図９】第２実施例で使用した本発明の血液分析装置の実施態様の概念模式図と、これに血液を導入して遠心分離を行った後の様子を説明する図である。
【図１０】第３実施例で使用した本発明の血液分析装置の実施態様の概念模式図と、これに血液を導入して遠心分離を行った後の様子を説明する図である。
【図１１】第４実施例で使用した本発明の血液分析装置の実施態様の概念模式図と、これに血液を導入して遠心分離を行った後の様子を説明する図である。
【図１２】第５実施例で使用した本発明の血液分析装置の実施態様の概念模式図と、本発明の血漿分離方法により、血液から血漿を分離する様子を説明する図である。
【符号の説明】
１０１　基板
１０２　流路
１０３　採取手段
１０４　分離手段
１０５　分析手段
１０６　移動手段
２１２、６０１　全血
３０１　下側基板
３０１Ａ　上側基板
３０３　溝流路
３０３ａ　流路上流部
３０３ｂ　流路下流部
３０４、３０５、８０１　引き込み口（排出口）
３０６、３０７　分析手段
３０９　上流側血漿成分
３１０　下流側血漿成分
３１１、６０３　血球成分
５０１　血球溜め（血球分画収容部）
８０１　分析手段
１１０１　Ｕ字流路下部
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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