(57)【要約】【課題】検体血液中に埃や塵が混入しても、電極間に検体血液が到達する前に検体血液中の埃や塵を除去することができる測定部を備えたマイクロ血球カウンタを提供する。【解決手段】流路２の途中にアパーチャ２Ｃを形成し、アパーチャ２Ｃの両側の流路２Ａ，２Ｂにそれぞれ電極３，４を設け、希釈された検体血液を流入側の流路２Ａからアパーチャ２Ｃを経て流出側の流路２Ｂに移動させ、検体血液がアパーチャ２Ｃを通過するときに生ずるインピーダンス変化を両電極３，４によって検出する測定部を備えたマイクロ血球カウンタにおいて、検体血液中の血球が通過でき、かつ埃や塵を除去できるように、互いに所定間隔で配置された複数の柱から成るフィルタ１１を、流入側の流路２Ａに形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路の途中にアパーチャを形成し、該アパーチャの両側の流路にそれぞれ電極を設け、希釈された検体血液を流入側の流路からアパーチャを経て流出側の流路に移動させ、前記検体血液が前記アパーチャを通過するときに生ずるインピーダンス変化を前記両電極によって検出する測定部を備えたマイクロ血球カウンタにおいて、前記検体血液に含まれる所定の大きさ以上の物体を除去するためのフィルタを前記流入側の流路に形成したことを特徴とするマイクロ血球カウンタ。
【請求項２】
検体血液中の血球が通過でき、かつ埃や塵を除去できるように互いに所定間隔で配置された複数の柱を形成して、前記フィルタを構成したことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ血球カウンタ。
【請求項３】
前記フィルタを構成する柱を、多角形形状にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロ血球カウンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検体血液の血球を計数するために用いられるマイクロ血球カウンタに関し、特に、検体血液のインピーダンス変化を測定する測定部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００２−２７７３８０号公報
【０００３】
従来から、血液中の赤血球、白血球、血小板などの血球を計数する手法の一つとして電気抵抗法が知られている。この電気抵抗法は、血液細胞を等張性希釈液に懸濁させ、粒子がアパーチャを通過するときに、血球が占める容積に比例した電気抵抗（インピーダンス）の変化が生じる。このインピーダンス変化に対応して生ずるパルス数を計数することにより、血球の個数を検出することができ、また、前記パルスの高さを検出することにより、血球の容積（白血球、赤血球、血小板であるかの種類）を検出することができる。
【０００４】
ところで、近年においては、血球カウンタのマイクロ化が進められており、前記電気抵抗法に則ったチップ状のマイクロ血球カウンタが開発されるに至っている。そのマイクロ血球カウンタの測定部では、シリコン基板に測定対象である検体血液が流れる流入側の流路および流出側の流路と、これら流路の途中に狭隘部が形成されることにより得られるアパーチャと、このアパーチャの両側の流路に設けられる電極とが備えられている。
【０００５】
図４はこの種の従来のマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップ構成を示す上面図であり、図５は図４に示す断面線Ａ−Ａ´から見た測定部のチップ断面図である。これらの図において、１はシリコン基板で、例えば厚さが５００μｍ、長さが１０ｍｍ、幅が５ｍｍ程度の大きさに形成されている。２はシリコン基板１の上面に、例えば、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）プロセスなどによる加工技術を用いて形成される適宜の深さの流路である。
【０００６】
この流路２は、そのほぼ中間において形成されて流路幅が狭くなった狭隘部２Ｃと、この狭隘部２Ｃの両側に形成されて流路幅が比較的幅広である流入側の流路２Ａおよび流出側の流路２Ｂとから成っている。なお、前記狭隘部２Ｃは後述するガラス板１６の下面と共働してアパーチャを構成する。以下、狭隘部２Ｃをアパーチャとも呼ぶ。
【０００７】
３は流入側の流路２Ａの底部の表面に形成される電極であり、４は流出側の流路２Ｂの底部の表面に形成される電極である。これらの電極３，４は検体血液がアパーチャ２Ｃを通過するときに生ずるインピーダンス変化を検出するためのものである。５，６は電極３，４にそれぞれ連なる電極リード部であり、これらの電極リード部５，６は流路２Ａ，２Ｂの底部と同レベルに位置するようにそれぞれ設けられる。
【０００８】
このため、シリコン基板１には、流路２Ａ，２Ｂと同じ深さのリード部用溝７，８が流路２Ａ，２Ｂと連なるようにして形成されている。これらのリード部用溝７，８は、流路２Ａ，２Ｂの形成時に同時に、例えばＭＥＭＳプロセスなどによる加工技術を用いて形成され、これらのリード部用溝７，８内には電極リード部５，６が電極３，４と同じ厚みで形成される。
【０００９】
９は検体血液を流入させるためのサンプル流入口であり、このサンプル流入口９は流入側の流路２Ａと連通して形成される。１０は検査済みの検体血液を外部に流出させるためのサンプル流出口であり、このサンプル流出口１０は流出側の流路２Ｂと連通して形成される。１３，１４は端子部１５に設けられ、検体血液の検査時に、マイクロ血球カウンタの計器本体（図示せず）に接続するための信号端子であり、これらの信号端子１３，１４は電極リード部５，６にそれぞれ接続される。
【００１０】
１６はシリコン基板１と同じ寸法を有する透明なガラス板であり、このガラス板１６は流路２などを覆うようにしてシリコン基板１に例えば陽極接合などの手法で接合される。そして、ガラス板１６がシリコン基板１に接合されることにより、流路２の各部である流入側の流路２Ａと狭隘部２Ｃと流出側の流路２Ｂは、外部と遮断された状態で閉塞され、特に狭隘部２Ｃはシリコン基板１と共働してアパーチャとなる。
【００１１】
上記構成のマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップにおいて、検体血液の測定を行う場合、適宜の希釈液で希釈された検体血液がサンプル流入口９から入力側の流路２Ａに導入される。そして、この検体血液が流入側の流路２Ａからアパーチャ２Ｃを流れ、流出側の流路２Ｂに導かれ、サンプル流出口１０から排出される。
【００１２】
ここで、検体血液がアパーチャ２Ｃを流れるとき、電極３と電極４間のインピーダンスが変化し、このインピーダンスの変化を示す検出信号が電極リード部５，６を介して信号端子１３，１４から取り出され、計器本体（図示せず）に入力され、計器本体において所定の演算が行われることによって、赤血球、白血球、血小板などの血球が計数される。なお、測定に供されたマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップは、原則として使い捨てにされる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして検体血液の血球を計数することができるが、サンプル流入口９から流入側の流路２Ａに導入された検体血液に埃や塵が混入されていた場合、この検体血液がアパーチャ２Ｃを通過する際に、埃や塵がアパーチャ２Ｃで引っ掛かってアパーチャ２Ｃ付近で留まり、これにより、電極３と電極４間の検体血液の流れが悪くなるととともに、埃や塵の影響も加わって、電極３と電極４によって検出されるインピーダンス変化を示す検出信号の精度が低下し、これに伴って、検体血液の血球の計数精度が低下することになる。
【００１４】
そこで、埃や塵がアパーチャ２Ｃで引っ掛からないようにアパーチャ２Ｃの幅を拡げることも考えられるが、幅を拡げると、電極３と電極４間のインピーダンスの変化レベルが小さくなって、インピーダンス変化を示す検出信号の精度が低下し、この結果、検体血液の血球の計数精度が低下することになる。
【００１５】
また、特許文献１に記載のマイクロ血球カウンタでは、各電極を各流路の底部に設けるとともに、前記各電極にそれぞれ接続された電極リード部を、前記各流路の底部と同じレベル位置になるように形成し、これにより、電極リード部に凹凸を生じないようにし、前記各流路において検体血液をスムーズに流すことができるようにしているが、この場合も、検体血液中に埃や塵が混入していると、アパーチャで埃や塵が引っ掛かり、上記と同様な問題点が生ずることになる。
【００１６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、検体血液中に埃や塵が混入しても、電極間に検体血液が到達する前に検体血液中の埃や塵を除去することができる測定部を備えたマイクロ血球カウンタを提供することを目的する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、流路の途中にアパーチャを形成し、該アパーチャの両側の流路にそれぞれ電極を設け、希釈された検体血液を流入側の流路からアパーチャを経て流出側の流路に移動させ、前記検体血液が前記アパーチャを通過するときに生ずるインピーダンス変化を前記両電極によって検出する測定部を備えたマイクロ血球カウンタにおいて、前記検体血液中に含まれる所定の大きさ以上の物体を除去するためのフィルタを前記流入側の流路に形成している（請求項１）。
【００１８】
前記構成のマイクロ血球カウンタにおいては、流入側の流路にフィルタを形成したので、検体血液に埃や塵（所定の大きさ以上の物体）などが混入していた場合、電極間に検体血液が到達する前に、検体血液中の埃や塵などを除去することができる。したがって、検体血液がアパーチャを通過するときに生ずるインピーダンス変化を示す検出信号の精度が高まり、赤血球、白血球、血小板などの血球を計数する精度の向上を図れる。
【００１９】
また、フィルタを流入側の流路に形成するので、測定部を製作するときに、例えばＭＥＭＳプロセスなどによる加工技術などを用いてフィルタも同時に製作でき、これにより、原材料費の追加、およびフィルタを製作するための別の工程が不要で、工数も増加しない。したがって、フィルタを設けても、低価格でマイクロ血球カウンタを提供することができる。また、フィルタを流入側の流路に形成するので、フィルタを追加しても測定部の小型化が可能になる。また、フィルタを設けることにより、アパーチャに埃や塵が溜まることがないので、測定部の長寿命化が図れる。
【００２０】
また、検体血液中の血球が通過でき、かつ埃や塵を除去できるように互いに所定間隔で配置された複数の柱を形成して、フィルタを構成したので（請求項２）、測定部を製作するときに、同時に複数の柱を形成することができ、したがって、流入側の流路にフィルタを容易に設けることができる。
【００２１】
また、フィルタを構成する柱を、多角形形状にした場合は（請求項３）、埃や塵が多角形の角で引っ掛かって留まり易くなり、フィルタの効果が増大する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係るマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップ構成を示す上面図である。図２は図１に示す断面線Ａ−Ａ´から見た測定部のチップ断面図である。図３は図１および図２に示す測定部のチップにおけるフィルタの拡大図である。
【００２３】
これらの図において、１はシリコン基板で、例えば厚さが５００μｍ、長さが１０ｍｍ、幅が５ｍｍ程度の大きさに形成されている。２はシリコン基板１の上面に、例えばＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）プロセスなどによる加工技術を用いて形成される適宜の深さの流路である。この流路２は、そのほぼ中間において形成され流路幅が狭くなった狭隘部２Ｃと、この狭隘部２Ｃの両側に形成され流路幅が比較的幅広である流入側の流路２Ａおよび流出側の流路２Ｂとから成っている。なお、前記狭隘部２Ｃは後述するガラス板の下面と共働してアパーチャを構成する。以下、狭隘部２Ｃをアパーチャとも呼ぶ。
【００２４】
３は流入側の流路２Ａの底部の表面に形成される電極であり、４は流出側の流路２Ｂの底部の表面に形成される電極である。これらの電極３，４は検体血液がアパーチャ２Ｃを通過するときに生ずるインピーダンス変化を検出するためのものである。５，６は電極３，４にそれぞれ連なる電極リード部であり、これらの電極リード部５，６は流路２Ａ，２Ｂの底部と同レベルに位置するようにそれぞれ設けられる。
【００２５】
このため、シリコン基板１には、流路２Ａ，２Ｂと同じ深さのリード部用溝７，８が流路２Ａ，２Ｂと連なるようにして形成されている。これらのリード部用溝７，８は、流路２Ａ，２Ｂの形成時に同時にＭＥＭＳプロセスなどによる加工技術を用いて形成され、これらのリード部用溝７，８内には電極リード部５，６が電極３，４と同じ厚みで形成される。
【００２６】
９は検体血液を流入させるためのサンプル流入口であり、このサンプル流入口９は流入側の流路２Ａと連通して形成される。１０は検査済みの検体血液を外部に流出させるためのサンプル流出口であり、このサンプル流出口１０は流出側の流路２Ｂと連通して形成される。１３，１４は端子部１５に設けられ、検体血液の検査時に、マイクロ血球カウンタの計器本体（図示せず）に接続するための信号端子であり、これらの信号端子１３，１４は電極リード部５，６にそれぞれ接続される。
【００２７】
流入側の流路２Ａにおいて、サンプル流入口９と電極３との間の流入側の流路２Ａには、互いに所定間隔で配置された複数の柱１２（図３参照）を有するフィルタ１１がＭＥＭＳプロセスなどによる加工技術を用いて形成されている。詳しくは、このフィルタ１１は、図３に示すように、３列に規則正しく配置された菱形形状の複数の柱１２から成り、各柱１２は赤血球、白血球、血小板などの血球が通過できるような間隔に規則正しく配置される。
【００２８】
例えば、各柱１２は、横幅が２０μｍ、縦幅が１０μｍの菱形形状であり、これらの柱１２は３列に配置され、また、柱１２と柱１２とは、例えば３０〜６０μｍ、好ましくは５０μｍの間隔ａに配置される。このように複数の柱１２を配置して、フィルタ１１を構成することによって、赤血球（球径８μｍ位）、白血球（球径１０〜２０μｍ位）、血小板（球径２〜３μｍ位）などはフィルタ１１の柱１２と柱１２間を通過することができ、径が５０μｍ以上の埃や塵などの物体は、フィルタ１１の柱１２と柱１２間で留まり、電極３には達することはないので、検体血液の測定精度を向上させることができる。
【００２９】
１６はシリコン基板１とほぼ同じ寸法を有する透明なガラス板であり、このガラス板１６は流路２などを覆うようにしてシリコン基板１に例えば陽極接合などの手法で接合される。そして、ガラス板１６がシリコン基板１に接合されることにより、流路２の各部である流入側の流路２Ａと狭隘部２Ｃと流出側の流路２Ｂは、外部と遮断された状態で閉塞され、特に狭隘部２Ｃはシリコン基板１と共働してアパーチャとなる。なお、シリコン基板１に接合される板は、ガラス板に限らず、樹脂板（アクリル樹脂板など）でも良い。また、ガラス板１６を接着剤でシリコン基板１に接合しても良い。
【００３０】
上記構成のマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップにおいて、検体血液の測定を行う場合、適宜の希釈液で希釈された検体血液がサンプル流入口９から入力側の流路２Ａに導入される。この検体血液はフィルタ１１に達し、血液中に含まれる赤血球、白血球、血小板などはフィルタ１１を構成する各柱１２，１２間を通過し、電極３の方へ導かれる。しかし、フィルタ１１に達した検体血液に埃や塵が混入していると、埃や塵は各柱１２，１２の間隔ａよりも大きいので、フィルタ１１を通過せずにフィルタ１１内に留まる。したがって、フィルタ１１を通過した検体血液は埃や塵を含まない血液であり、この血液が流入側の流路２Ａからアパーチャ２Ｃを流れ、流出側の流路２Ｂに導かれ、サンプル流出口１０から排出される。
【００３１】
ここで、血液がアパーチャ２Ｃを流れるとき、電極３と電極４間のインピーダンスが変化し、このインピーダンスの変化を示す信号が電極リード部５，６を介して信号端子１３，１４から取り出され、計器本体（図示せず）に入力され、所定の演算が行われることによって、赤血球、白血球、血小板などの血球が計数される。なお、測定に供されたマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップは、原則として使い捨てにされる。
【００３２】
以上説明したように本実施形態のマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップによれば、流入側の流路２Ａに、互いに所定間隔で配置された複数の柱１２を有するフィルタ１１を形成したので、フィルタ１１に達した検体血液に埃や塵が混入している場合、その埃や塵がフィルタ１１内に留まる。したがって、フィルタ１１を通過した検体血液は埃や塵を含まない血液となり、この血液が電極３と電極４間のアパーチャ２Ｃを流れるので、電極３と電極４間のインピーダンス変化の検出精度が高まり、赤血球、白血球、血小板などの血球を計数する精度の向上を図れる。
【００３３】
また、フィルタ１１を形成する柱１２を図３に示すような寸法の菱形形状としたので、各柱１２と柱１２間の間隔ａを一定にすることができ、これにより、フィルタ全体としての濾過特性が安定する。また、フィルタ１１の柱１２を多角形状にしたので、埃や塵が多角形の角で引っ掛かって留まり易く、フィルタ１１の効果が増大する。なお、柱１２の形状は菱形に限らず、三角形、四角形などでも良い。
【００３４】
また、フィルタ１１は流入側の流路２Ａなどを形成するときに、ＭＥＭＳプロセスなどによる加工技術を用いて同時に製作できるため、原材料費の追加、およびフィルタ１１を製作するための別の工程が不要で、工数も増加しなく、したがって、フィルタ１１を設けても、測定部のチップを安価に実現できる。
【００３５】
また、フィルタ１１は流入側の流路２Ａなどを形成するときに、ＭＥＭＳプロセスなどによる加工技術を用いて同時に製作できるため、フィルタを個別に実装させる必要がなく、フィルタ付の測定部チップであっても、測定部チップの小型化を図ることができる。
【００３６】
また、フィルタ１１を設けることにより、アパーチャ２Ｃに埃や塵が溜まることがないので、マイクロ血球カウンタにおける測定部チップの長寿命化が図れる。ただし、ここで言う長寿命化とは、測定部チップは、１人１回限りで使用される場合、使用後は捨てられるが、この使用時において、アパーチャ２Ｃに埃や塵が溜まることがないので、長く使用できるという意味も含んでいる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、フィルタ１１における複数の柱１２を３列で配列したが、３列に限らず、２列あるいは４列以上でも良い。柱１２を多くの列数で配列すれば、フィルタ１１の濾過精度は向上するが、その分、多くのスペースを取るので、フィルタ１１の柱１２の列数を変えて濾過精度を検知するシミュレーションなどを行って、出来るだけ少ない列数で、濾過精度が高くなる場合の列数を選び出し、この列数で柱１２を配置すれば良い。また、本発明のマイクロ血球カウンタの材質は、シリコンやガラスの他、プラスチック等も使用できる。なお、プラスチックを用いる場合は、マイクロ血球カウンタの各構成要素は成形により形成することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、検体血液に含まれる所定の大きさ以上の物体を除去するためのフィルタを流入側の流路に形成したので、検体血液に埃や塵が混入していた場合、電極間に検体血液が到達する前に、検体血液中の埃や塵を除去することができる。したがって、検体血液中の赤血球、白血球、血小板などの血球を計数する精度の向上を図れる。
【００３９】
また、フィルタを流入側の流路に形成するので、測定部を製作するときに、フィルタも同時に製作でき、原材料費の追加、およびフィルタを製作するための別の工程が不要で、工数も増加しない。したがって、フィルタを設けても低価格でマイクロ血球カウンタを提供することができる。
【００４０】
また、フィルタを流入側の流路に形成するので、フィルタを追加しても測定部の小型化が可能になる。また、フィルタを設けることにより、アパーチャに埃や塵が溜まることがないので、測定部の長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップ構成を示す上面図である。
【図２】図１に示す断面線Ａ−Ａ´から見た測定部のチップ断面図である。
【図３】図１および図２に示す測定部のチップにおけるフィルタの拡大図である。
【図４】従来のマイクロ血球カウンタにおける測定部のチップ構成を示す上面図である。
【図５】図４に示す断面線Ａ−Ａ´から見た測定部のチップ断面図である。
【符号の説明】
２…流路、２Ａ…流入側の流路、２Ｂ…流入側の流路、２Ｃ…アパーチャ、３，４…電極、１１…フィルタ。
【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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