(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、分析項目に応じた試薬を、ユーザーが任意に設定可能で、小型・可搬かつ洗浄液・廃液等の配管を必要としないメンテナンス容易な化学分析装置を提供する。【解決手段】  上記課題は、試薬と検体液を混合せしめ、検体液中の目的とする成分と試薬を反応させ、その成分の濃度を計測する化学分析装置において、液体を一時的に保持するための領域あるいは複数の部位を備えた保持担体と、前記保持担体を一時的に係止する保持担体係止手段と、前記保持担体上の異なる複数の位置に同一の検体液を順次分配する検体分配手段と、前記保持担体の各検体液保持部位に対して異なる種類の試薬を順次吐出する試薬吐出手段と、前記試薬吐出手段と検体液保持位置の相対位置を調整し、整合せしめる位置調整手段とを備えることで解決される。【選択図】  図１
2004325462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試薬と検体液を混合し、前記検体液中の成分と試薬を反応させ、その成分の濃度を計測する化学分析装置において、
前記検体液を注入する導入部と、導入部から注入された検体液を分配する分岐流路と、検体液を保持し試薬と混合し反応させる複数の反応部を備えた保持担体と、
前記保持担体を搭載し移動可能な駆動部と、
前記保持担体の反応部毎に異なる種類の試薬を順次吐出する試薬吐出手段と、
前記試薬と検体液とを混合後、成分を検出する検出部とを備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】
請求項１の化学分析装置において
前記保持担体の反応部には吸湿性のある繊維状物質を設けたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項３】
請求項１、の化学分析装置において、
前記保持担体には、前記検体液の検査に使用する量を規定する定量部を備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項４】
請求項３の化学分析装置において、
前記定量部は前記導入部と前記反応部の間の分岐流路に設けられ、前記導入部からの流路と前記反応部への流路とが分離しており、前記定量部を移動することでそれぞれの流路を結合する構成としたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項５】
請求項１の化学分析装置において、
前記導入部と分配流路の間あるいは、分配流路の途中にあって検体液中の固形成分を分離除去するフィルターを備えたところの化学分析装置。
【請求項６】
請求項１の化学分析装置において
前記保持担体の各反応部の一つに検体液中のイオン濃度を直接計測するイオンセンサを備えたところの化学分析装置。
【請求項７】
試薬と検体液を混合し、前記検体液中の成分と試薬を反応させ、その成分の濃度を計測する化学分析装置において、
前記検体液を注入する導入部と、導入部から注入された検体液をフィルタリングするフィルタと、前記フィルタを通過した液を平面に分布させ、試薬を滴下させる反応部を備えた保持担体と、
前記保持担体を搭載し移動可能な駆動部と、
前記保持担体の反応部の異なる面に異なる種類の試薬を順次吐出する試薬吐出手段と、
前記試薬を滴下した付近の混合液の成分を検出する検出部とを備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項８】
試薬と検体液を混合せしめ、検体液中の目的とする成分と試薬を反応させ、その成分の濃度を計測する化学分析システムにおいて、
液体を一時的に保持するための領域あるいは複数の部位を備えた使い捨ての保持担体と、
前記保持担体を一時的に係止する保持担体係止手段と、
前記保持担体上の異なる複数の位置に同一の検体液を順次分配する検体分配手段と、
前記試薬吐出手段と検体液保持位置の相対位置を調整し、整合せしめる位置調整手段とから成る分析端末と、
前記保持担体の各検体液保持部位に対して予め異なる種類の試薬を順次吐出・充填しておく試薬充填装置とから成る化学分析システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液や尿などの生体液や水などの成分分析を行う化学分析装置に係り、特に手術室や救急現場等における緊急検査や、在宅やベッドサイドでの検査や、一般診療所での患者の近くでの迅速検査等、いわゆるＰＯＣ(Point-of-Care)テスティングに適した化学分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の血液等の生体液の化学分析装置としては、米国特許第４、４５１、４３３号公報に記載の化学分析装置がある。この装置は、血液中の蛋白質、酵素、尿中の成分などを分析・定量するための比色測定部と、血液中のイオンを分析するイオン分析部から構成される装置である。この装置は、一時間に数百テストから、大形の装置になると９０００テスト以上の処理速度を持つ。特に、比色測定部では処理速度を上げるために、化学分析装置の本体上面には多数の反応容器がターンテーブルの円周上に設けられ、オーバーラップ処理により順次血液サンプルを混合・反応・計測するシステムである。
【０００３】
この装置の主要な構成要素は、検体液と試薬を反応容器に供給するための自動サンプル・試薬供給機構と、数十種類の試薬容器を保持しておくための保持部と、反応容器内の血液サンプル・試薬を撹拌するための自動撹拌機構と、反応中あるいは反応が終了した血液サンプルの物性を計測するための計測器と、計測の終了した血液サンプルを吸引・排出し、反応容器を洗浄するための自動洗浄機構や、血液サンプルの持ち越しによる検体間の相互汚染や異なる試薬間の汚染を低減するための自動検体液、試薬供給機構の自動洗浄機構と、これらの動作をコントロールする制御部などを有する。
【０００４】
対象とする比色測定項目としては数十種類あり、通常の検査項目においても１つの検体に対し、最低でも十種類程度の項目について分析を行う。これらの項目を一つの装置でこなすために、試薬供給機構として、複数の試薬容器から試薬を選択し、所定の試薬量で順次反応容器に供給する、試薬ピペッティング機構と呼ばれる機構が設けられている。試薬ピペッティング機構は主に内部に試薬を吸引して保持するノズルと、そのノズルを３次元的に移動させる機構、試料をノズル内に吸引吐出させるための吸引吐出制御ポンプから構成される。
【０００５】
また、ＰＯＣテスティング用の従来技術として、特表平９−５０４７３２号公報に記載の血液分析装置がある。本分析装置は、光検知器と制御・信号処理・信号の入出力等を行う分析装置本体と、検体液を導入させて試薬との前処理調整を自動的に行う使い捨て型の遠心式試薬ローター部からなる。まず、検体として血液を円盤の中央部にある導入口に注入する。ローターを本体にセットした後、本体の動作でローターが回転駆動される。この際、遠心作用で血清成分が分離され、かつ所定量の血清が定量されて、ローター内部に予め仕込まれていた希釈液と混合される。さらに停止・回転を繰り返してこの希釈液は周囲に設けられた１２個の反応セルに導入される。この反応セルの中には、それぞれ異なる測定項目に対応した乾燥試薬と攪拌用のボールが入れてあり、これにより試薬と希釈液が混合されて所定の反応を開始する。約１２分後に、この周囲のセル内の吸光度を本体に内蔵された光検知器が計測する。試薬ローターは、測定項目の組み合わせに応じて何種類か用意されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４、４５１、４３３号公報
【０００７】
【特許文献２】特表平９−５０４７３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＰＯＣテスティングに用いる分析装置には、小型・可搬であること、分析結果が迅速に得られること、扱いが容易であること、いつでも分析可能とするためにメンテナンスがほとんど必要ないこと、さらに診療所など患者に近いところでルーチン検査に用いる場合、検査センタに有償依頼する場合と比較しても十分にコスト競争力のあることが必要となる。
【０００９】
そのため、上記従来技術の分析装置をＰＯＣテスティングに適用する場合、以下に挙げる問題点がある。
【００１０】
まず第１番目の従来技術では、装置が大型のため、一般にスペースの限られている救急現場や手術室等に設置することが困難である。また、洗浄液や廃液の配管で固定設置されるため、在宅患者やベッドサイドへ移動・持ち運ぶことは不可能である。また、診療所などで利用するには装置コスト、メンテナンスを含めたランニングコストが多大であり経済的ではない。
【００１１】
次に、第２の従来技術では、第１の従来技術の大型の化学分析装置と比較すると、小型のため手術室等でも設置可能である。また、検体液が連通する部分は全て使い捨てになっているため、洗浄液の供給配管は不要である。そのため、持ち運びも比較的容易で、メンテナンス性も良好である。また、装置コストも低いという特徴がある。ところで、試薬ローターには予めメーカーが決めた測定項目用の試薬が封入されており、実際には不必要な測定項目を同時に計測する場合が多い。従って以下に述べる通り、迅速性とコストの面でＰＯＣテスティングに対して課題となる。
【００１２】
まず第１に、緊急検査において症状に応じて測定したい項目の組み合わせがあっても、上記試薬ローター内にその組み合わせの試薬が入っていなければ、いくつかの試薬ローターを差し替え、入れ替えて順次分析を行う必要があり、結果的に余分な時間がかかってしまう。迅速な検査結果の導出を要求される、緊急検査では大きな問題となる。
【００１３】
第２に予め分析項目が固定化されているために、本来分析する必要のない項目まで分析することや、不要な分析をしない場合でも、一度他の測定に使用した試薬ロータは廃棄される。このため、余分に費用をかけることになり、コスト競争力のある検査センタへの依頼費用に対して、経済性の点で劣っている。医療費の削減により、より一層の検査コストの圧縮が重要となっている現在、在宅・ベッドサイド、診療所等での普及に対して隘路となる。
【００１４】
以上から本発明の目的は、分析項目に応じた試薬を、ユーザーが任意に設定可能で、小型・可搬かつ洗浄液・廃液等の配管を必要としないメンテナンス容易な化学分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、１つの基板上に検査する検体液を導入する１つの導入口と、導入された検体液を複数の流路に分離し、流路中に流路中に設けた計量部で分析に使用する液量にして、それぞれの流路端部側に設けた複数の反応部に計量後の検体液を送り込む構成の分析カセットとし、別に設けた分析部で前記反応部に検査項目に応じた試薬を供給し、試薬と検体液を混合した後分析を行う構成とした。
【００１６】
なお、分析カセットの導入部にはフィルタを設け、例えば血液を供した場合血清の状態で判の部に検体液が送り込まれるようにしている。
【００１７】
また分析部は、分析カセットを保持して、前記分析カセットの反応部に所望の試薬が供給されるように位置合わせ機構を備えている。更にこの位置合わせ機構により実際に分析を行う場所までの移動も行う構成としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、分析項目に応じた試薬を、ユーザーが任意に設定可能で、小型・可搬かつ洗浄液・廃液等の配管を必要としないメンテナンス容易な化学分析装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態を図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の化学分析装置の実施例の全体構成図、図２は本発明で用いる試薬秤量吐出ポンプの説明図、図３は使い捨て型の分析カセットの構成図、図４から図６は本発明の別の分析カセットの形態を示す構成図、また図７、８は本発明の別の実施例の全体構成図を示す。
【００２０】
図１〜図３を用いて本発明の化学分析装置の構成について説明する。図１は本化学分析装置の要素全体構成配置を斜め上方から見た図を示している。
【００２１】
本実施例の分析装置は、大きく２つの要素から成る。使い捨ての試薬や検体液を一時的に保持するための領域を備えた保持担体である分析カセット１と、分析カセット１を装填する分析装置本体２である。分析装置本体２は、分析カセット１を一時的に係止する保持担体係止手段を備えた位置調整を行う位置調整手段であるリニア駆動部２１と、リニア駆動部２１の上部にあって、分析カセット1に所定量の試薬を吐出する試薬吐出手段である試薬秤量吐出ポンプ２２を備えた試薬ボトル２３列と、リニア駆動部２１の最も左側に設けられている光検出器２４と、分析項目等の設定、試薬ボトル２３の設置順序等の情報を記録し、かつ分析結果の表示・記録を行う信号処理部２５と、信号処理部２５からの動作手順の指示を受けてリニア駆動部２１や試薬秤量吐出ポンプ２２および光検出器２４に制御信号を送出するコントローラ２６とから成る。試薬秤量吐出ポンプ２２から試薬３が後述する分析カセット１に設けた反応セルに供給される。
【００２２】
次に、図２を用いて本実施例の試薬秤量吐出ポンプ２２および本ポンプを付加した試薬ボトル２３の構成を説明する。試薬ボトル２３の底部には孔２３１が設けてある。その孔２３１に連通するように、図２（２）に示すダイヤフラム型の試薬秤量吐出ポンプ２２が設けられている。試薬秤量吐出ポンプ２２には入口と出口に、一方向のみ流れるチェック弁２２１、２２２が設けられている。また、ポンプ室にはダイヤフラム２２３があり、外側の面に振動板２２４が貼り付けられている。この振動板２２４の両端には、電圧を印加するための配線が設けられている。ダイヤフラム型の試薬秤量吐出ポンプ２２の出口は、下方に向かって開放しており、吐出流れをスムーズにするためのノズル２２５が設けられている。振動板２２４の配線は、試薬秤量吐出ポンプ２２を保持するホルダー２２６内に設けられた電気接点２２７と駆動用配線で接続されている。
【００２３】
次に、図３を用いて本発明の分析カセット１の構成について説明する。分析カセット１は大きく分けて２つの基板から構成されている。１つは反応セル１６等を備えた検出用基板１８２と、検出用基板１８２の上部に設けられる上部基板１８１とからなる。この分析カセットの大きさは、幅約５５ｍｍ長さ約９０ｍｍの名刺サイズである。
【００２４】
上部基板１８１には検体液を導入するための注射器４１と契合する導入孔１１´と、後述の各微少流路１３、１４５の端部に設けた空気抜き用の微少孔１３１、１４２に連通する空気孔１３１´、１４２´と、反応部に試薬を供給したり、分析を行うため検出用の切欠き部１９からなる。この上部基板１８１は、検出用基板１８２に接着剤等で固定される。
【００２５】
本実施例の分析カセット１の検出用基板１８２には、検体液を導入するための一つの検体の導入部１１が設けてある。導入部１１は上部基板１８１の導入孔１１´と連通している。導入部１１の下方には血球成分に対して流動抵抗を与え、
血清成分を優先的に通過させるフィルター１２が設けられている。フィルター１２の後に設けられた流路は、分岐して１０本の細い微小流路１３に別れている。各々の微少流路１３の末端は第１の微小孔１３１が設けられており、上部基板８に設けた微少孔１３１´を介して大気に開放されている。
【００２６】
これらの微少流路１３の途中には、スライドさせることで一定量の血清を切り取りすることができるスライド式定量バルブ１４が組み込まれている。バルブ内の微小流路１４１は、血清が注入されスライド式定量バルブ１４の微少流路１４１内に血清が充満されるまでは微少流路１３に連結している。血清が充満すると、全体がスライドしてもう一方の微小流路１４５に嵌め込まれる。この微小流路１４５の上流側の末端は、第２の微小孔１４２から上部基板８の微少孔１４２´を介して大気に開放されている。もう一方の下流端には液体を保持する領域又は部位に試験紙１５が設けられている。ここで、試験紙１５とは紙あるいは繊維状の物質で形成されていても良く、血清や試薬を担持でき、白色のある面積を持つ吸湿性の物質であれば良い。試験紙１５はそのまま延長して反応セル１６内に展開されている。
【００２７】
反応セル１６の上部は開放された窓になっている。なお、本実施例では、上部基板８の反応セル１６に対向する部分は切欠かれて窓１９になっている。分析カセット１が未使用のときはこの上部基板８側の切欠き部はシール部材でふさがれており、塵埃等が反応セルに入り込まないようにして有り、使用時にシールをはがす構成としている。この上部基板８の反応セル１６に対向する部分をスライドして開口できる窓としても良いことは言うまでもない。この窓１９を通して、試薬３が試験紙１５に吐出される。１０個ある反応セル１６の内、図中で最も下側にあるセルには血清中の電解質を計測するための電極１６１が設けられており、コネクタ部１６２との間をカセット内部の信号線で繋がれている。
【００２８】
以上の構成で本装置は以下のように動作する。
【００２９】
まず血球を含んだ血液４（全血）を注射器４１を用いて分析カセット１の導入部１１から内部に送出する。その際フィルター１２によって血球成分より血清成分が優先的に内部の流路に入る。血清成分は分岐した１０本の微小流路１３内を注射器４１の圧力と毛細管力によって加圧され、スライド式定量バルブ１４の微少流路１４１を通って第１の微小孔１３１まで満たされる。この状態で手操作又は自動によってスライド式定量バルブ１４の一端を図３中矢印１４３の方向に押す。これにより、微小流路１４１の部分がもう一方の微少流路１４５に嵌め込まれる。スライド式定量バルブ１４内の微小流路１４１の容積は一定であり、高精度な定量採取が行われる。本実施例では定量バルブ内の微小流路の寸法は０．２ｍｍ角、長さ７．５ｍｍの流路が形成されており、これにより０．３μｌの微量血清が高精度に定量採取される。当然ながら採取量は前記微小流路１４１の寸法を調整することで任意に設定可能である。
【００３０】
スライド式定量バルブ１４内の微小流路１４１に嵌め込まれた一定量の血清は、もう一方の出口にある試験紙１５端によって吸引され、反応セル１６内の試験紙１５部分までまんべんなく広がる。この時点で分析カセット１内の各試験紙１５には定量された血清４が浸透した状態となる。この分析カセット１を装置本体２のリニア駆動部２１にセットする。
【００３１】
信号処理部２５からスタートの入力を与えると、予め設定しておいた測定項目の順に試薬ボトル群の中から試薬ボトル２３が順次選定され、その下部に分析カセット1の反応セル１６がリニア駆動部２１により移動する。その後、コントローラ２６の制御信号により試薬ボトル２３の下部に設けられた試薬秤量吐出ポンプ２２が動作して、所定量の試薬３が反応セル１６の試験紙１５片を狙って吐出される。同様の動作で、順次隣の反応セル１６に対しても異なる試薬３が吐出されていく。
【００３２】
９番目と１０番目の反応セル１６には希釈液が所定量吐出される。試験紙１５では、毛細管現象により試薬３がまんべんなく試験紙１５片に広がるため、ほぼ均一に斑なく試薬３と血清４が混合・反応する。この状態で放置すると、各試験紙１５では反応が進行し、発色あるいは発光が始まる。一定時間毎にリニア駆動部２１が作動して分析カセット1の各試験紙１５部分を光検知器２４下部に移動させる。光検知器２４では試験紙１５上のスペクトル強度や発光強度を随時測定する。また９番目のセルについては希釈された血清自体の吸収スペクトルが測定される。１０番目のセルは電解質センサ１６１により血清中のイオン濃度が検出される。
【００３３】
以上のように、適宜リニア駆動部２１が並行移動して各反応セル１６での反応過程をモニタすることで、大型の自動分析装置と同等の精度で計測が可能である。計測が終了した分析カセット1は使い捨てとする。
【００３４】
先に述べたように、従来の化学分析装置で、使い捨て型のユニットを利用しているものでは、測定項目が既にメーカーによって決められている。そのため、本当に必要な分析項目の組み合わせの結果を得るまでに複数のユニットに亙って繰り返し分析したり、あるいは不必要な項目まで計測することになり、不経済である。
【００３５】
それに対して、本実施例の化学分析装置では、使い捨ての分析カセット1を使用しているため、メンテナンス性、取り扱い性、可搬性等を損なうことなく、かつユーザーが独自に検査項目を任意に選択することができる。すなわち、まずユーザーの使用環境に応じて頻繁に利用される項目の試薬ボトル２３を分析装置本体２に選定・装着する。次に、分析の前に装着された試薬ボトル２３の中から更に最適な組み合わせを選択して測定することができる。また、血液を使用する部品（分析カセット）は、全て使い捨てとなっているため洗浄液・廃液等の処理を行うこともなく、メンテナンスが容易である。さらに、本実施例の効果として分析カセット1の構造は同じ形状・大きさ・仕様のため大量生産によりカセットコストも著しく低減可能となる。
【００３６】
次に図４を用いて本発明の第２の実施例について説明する。
【００３７】
分析装置本体２は図１の実施例と同様である。第１の実施例とは、分析カセット１での血清４の定量採取方法および試薬供給方法・検出方式が異なる。図４（１）に示すように本実施例の分析カセット1は血液４の導入部１１に続いてロータリーバルブ１７を設け、スライド式定量バルブ１４を不要にして有る。すなわち、ロータリーバルブ１７に放射状に分配流路１７１を形成して、ここで分岐を行うと共に定量計測もここで行うようにしている。血液の導入時はロータリーバルブ１７は微少流路１３とは連結されていない状態とし、ロータリーバルブ１７中に設けた分岐路中に血液が充満してから回転させて微少流路１３と連結させる。
【００３８】
図４（２）に示すように、微小流路１３の途中には段差を持って拡大する部分１３２が設けて有る。拡大部分１３２に連結して反応セル１６が設けられている。反応セル１６の上部には薄い膜１６２が形成されており、注射針２２６によって容易に穿孔できるようになっている。また反応セル１６の前後には反応セル１６への光の導入・出射用の反射部１６３が設けられている。前記ロータリーバルブ１７は放射状の分配流路１７１の他に、それと対称の位置に圧縮空気を送るための通路１７２も設けてある。さらに、圧縮空気を送るための空気注入用の注射器も用意されている。但し、ロータリーバルブ１７の回転は本実施例では手操作で行うことになっているが、装置本体に自動的に回転させる機構を持たせてもかまわない。また前記圧縮空気の供給も装置本体から自動で行ってもよい。本実施例では試薬秤量吐出ポンプ２２にはノズル２２５の代わりに、穿孔用の注射針２２６を備えている。また装置本体のリニア駆動部２１には分析カセット１を昇降させるための機構も備えている。
【００３９】
以上の構成で次のように動作する。まず、分析カセット１を装置本体２のリニア駆動部２１にセットする。リニア駆動部２１は、所定の試薬ボトル２３の下方位置に分析カセット1の反応セル１６が位置するように移動する。次に上昇して、前記穿孔用の注射針２２６を反応セル１６の上部の膜１６２に突き刺す。この状態で試薬秤量吐出ポンプ２２を動作させ、所定量の試薬３を注射針２２６を通して反応セル１６内に注入する。この動作を、他の９個の反応セル１６についても同様に行う。
【００４０】
その後、図４（３）に示すように、分析カセット1を装置本体２から取り出し、検体の導入部１１に検体液である血液４の入った注射器４１を充て、滴下する。フィルタ１２経て血清のみが微小流路１３に分配される。血清は微小流路１３の段差部分１３２まで毛細管現象により進入するが、段差のためのその場所で進行が停止する。
【００４１】
その後、図４（３）に示すように、ロータリーバルブ１７を回転させ微小流路１３の上流側を圧縮空気用の通路１７２に連結するように切り替える。これにより、微小流路１３内の血清４が一定量採取される。さらに、圧縮空気を送り込むための注射器を導入部１１に充て、空気を通路に送り込むことで、血清は各反応セル１６内に放出される。この血清の放出流れと、それに続く空気の勢いで血清と試薬３の混合が促進される。
【００４２】
次に、この分析カセット１を再び装置本体２のリニア駆動部２１に装填する。
混合が前の動作で不十分であれば、場合によっては図４（４）に示すように、反応セル内に超音波を放射する攪拌器１６４に接触させて音響的に混合させてもかまわない。反応が進み、発色を呈するようになると、第１の実施例と同様、逐次反応セル１６内の吸収スペクトル、あるいは発光を検出する。
【００４３】
この場合、図４（５）に示すように、光検知器２４を分析カセット１の下側に配置し、反応セル１６の前後に設けられた反射部１６３に光を照射することで、反応セル１６内の液面下に光を透過させることができ、液面での泡などの影響を受けない高精度な計測が可能となる。
【００４４】
次に、図５を用いて第３の実施例の説明する。本実施例の装置構成は第１の実施例と概略同じである。異なるのは、分析カセット１の第２の微小孔１４２位置で試薬秤量吐出ポンプ２２のノズル２２５が直接密着するように、リニア駆動部２１に昇降機構を設けた点である。このため、分析カセット１の上部基板の検査用基板の反応部に対応する個所に切欠き窓を設ける必要がない。
【００４５】
図５（２）に示すように、第１の実施例と同様、分析カセット1においてスライド式定量バルブ１４で所定量の血清を採取した後、分析カセット１を装置本体２のリニア駆動部２１に装填する。本実施例では試薬秤量吐出ポンプ２２のノズル２２５が直接分析カセット1の第２の微小孔１４２に密着する。この状態で試薬３を吐出すると図５（３）に示すように、試薬３は血清を押し出しながら反応セル１６内に放出される。この放出時の流れで試薬３と血清が混合される。反応セル１６内の空気は空気孔１６５により外部に放出されるようになっているため、圧縮されることはない。その後は、第１及び２の実施例と同様、反応セル１６前後の反射部１６３を利用してスペクトル強度や発光強度が計測される。
【００４６】
図６を用いて第４の実施例の説明する。第４の実施例では分析カセット1に一枚の平面状の反応セル１８が設けている。また第１の実施例における分析装置本体２の光検知器２４に代えて、高精度なテレビカメラ２４１を設けてある。さらに、リニア駆動部２１は、分析カセット1を２次元的に平面移動させる機構としている。上部基板８はこの反応セル１８に対向する部分が切欠かれている。
【００４７】
まず、導入部１１から注入された血液４はフィルター１２を通過して血清のみが前記平面状セル１８に広がる。この状態で、分析カセットを装置本体２のリニア駆動部２１に装填する。リニア駆動部２１は分析カセット1を２次元的に移動させて、平面状の反応セル１８の所定の位置に所定の試薬秤量吐出ポンプ２２のノズル２２５を位置せしめる。この状態で、試薬３を一定量吐出させる。同様の動作を行って図６（１）に示すように、一定の間隔を保ったままマトリックス状に異なる試薬を吐出していく。各吐出位置１８５では打ち込まれた試薬３と周りの血清との境界において徐々に拡散混合が進行していく。微小領域であれば、この進行は濃度勾配に依存した分子拡散のみが支配しており、再現性の良い混合が達成される。
【００４８】
この試薬３と血清の境界面で発生する混合反応を、テレビカメラ２４１で捕らえて反応過程を測定する。予め時間と拡散の度合いを検定しておけば、混合比を規定することができ、そこでの発色・発光状態から溶存物質の濃度を推定することができる。本実施例の分析カセット１は、他の実施例と比較して簡易な構造であり、製造コストを抑えることができる。また、マトリックス状に吐出する間隔を狭め、試薬の吐出量を微量化することで極めて多くのスポットを形成させることができ、一度に多くの項目を同時に計測できるという特徴が得られる。
【００４９】
前記第１から第４の実施例では、分析カセット１を大きく２の基板から構成されることで説明をしてきたが、上部基板は必ずしも必要ではなく検査用基板だけで構成しても良い。この場合、検査用基板の血液注入用の導入部１１の形状を注射器の吐出口と合わせた形状とし、反応セル１６の部分は未使用時はシール等でカバーをしておく必要がある。なお、これら各基板はプラスチック等の樹脂材料で形成することができる。
【００５０】
図７に本発明の第５の実施例に関する化学分析システムの構成図を示す。本発明のシステムは、第１の実施例の分析装置本体を、分析カセットに試薬を装填する試薬装填専用装置５（試薬ボトル、試薬秤量吐出ポンプ群とリニア駆動部および信号処理部、コントローラから成る）と、分析カセットの分析を専用で行う分析端末装置６（リニア駆動部と光検知器から成る）に分けたものである。分析端末装置６は複数セット以上設置される。
【００５１】
本システムは以下のように使用される。まず、各ユーザーの希望に応じて試薬装填専用装置５を用いて分析カセット１に予め試薬３を装填する。こうすることで、ユーザーの検査業務に近いところで、希望の分析項目にカスタマイズされた分析カセット１が多数製作できる。各ユーザーの手元には分析端末装置５のみがあり、予め充填され準備した分析カセット１に血液４を導入し分析のみを行う。
このような分析システムでは、分析端末装置６自体のコストは低減され、より多くのユーザーに配備することが可能となる。当然のことながら、これらの端末６間、試薬装填装置５間をネットワークで結ぶことで、分析カセット1の過不足情報、製造状況等をモニタすること、さらに計測データの相互通信による分析値の信頼性向上等に役立てることが可能となる。
【００５２】
図８に本発明の第６の実施例を示す。基本的な構成は第１の実施例と同じである。第１から第５の実施例では分析カセット１は長方形形状しているが、本実施例では分析カセット１を円盤形状とした点が異なる。本実施例では、当然ながら中央に血液の導入部１１を持たせ、放射状に微小流路１３を設けている。本構成とすることで、試薬容器２３と試薬秤量吐出ポンプ２２とをリニア駆動し、分析カセット１は回転駆動すれば良く、光検知の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の化学分析装置の構成図である。
【図２】本発明の試薬供給部の構成図である。
【図３】本発明の分析カセットの構成図である。
【図４】本発明の別の分析カセットの構成図である。
【図５】本発明の別の分析カセットの構成図である。
【図６】本発明の別の分析カセットの構成図である。
【図７】本発明の別の実施例の化学分析システムの構成図である。
【図８】本発明の別の実施例の化学分析装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…分析カセット、２…分析装置本体、３…試薬、４…血液、５…試薬装填専用装置、６…分析端末装置、１１…導入部、１３…微小流路、１４…スライド式定量バルブ、１５…試験紙、１６…反応セル、１７…ロータリーバルブ、１８…反応セル、２１…リニア駆動部、２２…試薬秤量吐出ポンプ、２３…試薬ボトル、２４…光検知器、２５…信号処理器、２６…コントローラ、１６１…電解質センサ、２２５…ノズル。
【図１】
2004325462.tif 000003
【図２】
2004325462.tif 000004
【図３】
2004325462.tif 000005
【図４】
2004325462.tif 000006
【図５】
2004325462.tif 000007
【図６】
2004325462.tif 000008
【図７】
2004325462.tif 000009
【図８】
2004325462.tif 000010