(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心周りに配置され、血液が注入可能に構成された第１のチャンバーと、前記第１のチャンバーに対して前記軸心より外側に配置され、第１のキャピラリーを通じて前記第１のチャンバーと連結された第２のチャンバーとを備えた分析用ディスクが装着され、前記第１のチャンバーに前記血液が注入された状態で、前記分析用ディスクを軸心廻りに回転させて遠心分離をし、遠心分離後の前記血液の血漿成分を前記第１のキャピラリーを通して前記第２のチャンバーに移送させるようにした分析装置において、
前記第２のチャンバー中に、前記第１のチャンバーにおいて遠心分離された血球成分を溶血させて呈色する試薬を保持しており、前記第２のチャンバーにおける前記呈色にともなって生じる透過光の変化から、第２のチャンバーに第１のチャンバーで分離されるべき血球成分が移送されたことを検出するようにしたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記第２のチャンバーに前記血漿成分を移送した後に、第１のチャンバーで分離され、第１のチャンバーに残存すべき前記血球成分が検出された場合に、前記分析用ディスクを軸心周りに回転させて、第２のチャンバーにて、前記血漿成分をさらに遠心分離するようにしたことを特徴とする請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
前記第２のチャンバーに対して前記軸心より外側に配置され、第２のキャピラリーを通じて前記第２のチャンバーと連結された第３のチャンバーをさらに備えたものであり、
第１のチャンバーで分離されるべき前記血球成分が前記第２のチャンバー中に検出された場合に、前記分析用ディスクを軸心周りに回転させて、第２のチャンバーにて前記血球成分を遠心分離する動作を行ってから、前記血漿成分を前記第２のチャンバーから第３のチャンバーへ移送させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項４】
前記第２のチャンバーに対して前記軸心より外側に配置され、第２のキャピラリーを通じて前記第２のチャンバーと連結された第３のチャンバーをさらに備えたものであり、
第１のチャンバーで分離されるべき前記血球成分が前記第２のチャンバー中に検出された場合に、第３のチャンバーで検出された分析結果を、第２のチャンバーで検出した呈色に基づいて補正することを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置の光学スキャン技術を用いて、生物学的、化学的、または生化学的なサンプルの光学検査を行う分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体サンプルとして血液をその内部に収集した分析用ディスクを用い、この分析用ディスクを軸心周りに回転させながら、光ディスク装置の光学スキャン技術を用いて、血液の特性を分析する分析装置がある。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１２の分解斜視図に示すように、この分析用ディスク１００は、同心円状または螺旋状のトラック１０１が存在するベース基板１１７と、血液が収集され移送の行われる流路となる溝を形成したスペーサ基板１１８と、これらの上部に、血液の注入口や空気口（図示せず）を形成した上カバー１１９を貼り合わせて構成されている。
【０００４】
図１３の平面図は、上記分析用ディスク１００に設けられた複数の流路のうちの一つを拡大して示したものである。分析用ディスク１００は、一定量の血液を収集し、血液を血球成分と血漿成分に分離する第１のチャンバー２００と、第１のチャンバー２００に対して軸心より外側に配置され、第１のチャンバー２００にて分離された血漿成分が移送される第２のチャンバー２０１と、第１のチャンバー２００と第２のチャンバー２０１とを連結するキャピラリー２０２とを有している。
【０００５】
このような分析用ディスクを用いた分析動作としては、ピペットなどで血液２０８を第１のチャンバー２００に形成した注入口２０４より充填し、第１のチャンバー２００内に血液を収集した状態で、分析用ディスク１００を回転させる。すると血液は、キャピラリー２０２の頂点２０２ａを越えることのない状態、すなわち第１のチャンバー２００に保持された状態で遠心分離が行われる。
【０００６】
遠心分離後、分析用ディスク１００の回転を停止させると、遠心分離された血漿成分が毛細管作用によってキャピラリーの頂点２０２ａを越え、第２のチャンバー２０１の入り口まで移送される。
【０００７】
そして再度、分析用ディスク１００を回転させると、遠心力および毛細管作用力により、分離された血漿成分が第１のチャンバー２００から第２のチャンバー２０１へ移送される。第２のチャンバー２０１には、血漿中の分析したい特定の物質と反応して呈色する試薬を保持させることができる。
【０００８】
第２のチャンバー２０１に移送が完了して呈色反応が生じた後、分析用ディスク１００を回転させながら、その内周から外周、あるいは外周から内周に向かって、上記のトラック１０１に沿って光を照射することで、第２のチャンバー２０１を走査する。そして第２のチャンバー２０１から得られる透過光を検出することで、上記の試薬と反応した血漿成分中の特定の物質の量を検出することができる。
【０００９】
なお、第２のチャンバーに保持させる試薬の種類を変えることで、血漿成分中の他の物質の分析も可能であり、また、透過光だけでなく反射光を用いて検出することも可能となる。さらに上記の流路は、第１から第２のチャンバーのみで構成された例を挙げたが、これに限らず、さらには、もっと多くのチャンバーを第２のチャンバー以降に連結して設けるように構成されることもある。
【特許文献１】特表平１０―５０４３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の分析装置においては、第１のチャンバーでの遠心分離動作において、完全に血球成分と血漿成分とに分離されなかったり、あるいは、血液中の血球成分の量が多すぎたりした場合には、血球成分の一部が、本来、移送されてはいけない第２のチャンバーにまで移送されてしまうことがあった。
【００１１】
血球成分が移送されてしまうと、第２のチャンバーにおける反応を阻害したり、あるいは血球が溶血して分析の妨害となる呈色を生じたりしてしまうことがあり、このような場合には、正確な分析が行われないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の分析装置は、軸心周りに配置され、血液が注入可能に構成された第１のチャンバーと、前記第１のチャンバーに対して前記軸心より外側に配置され、第１のキャピラリーを通じて前記第１のチャンバーと連結された第２のチャンバーとを備えた分析用ディスクが装着され、前記第１のチャンバーに前記血液が注入された状態で、前記分析用ディスクを軸心廻りに回転させて遠心分離をし、遠心分離後の前記血液の血漿成分を前記第１のキャピラリーを通して前記第２のチャンバーに移送させるようにした分析装置において、
前記第２のチャンバー中に、前記第１のチャンバーにおいて遠心分離された血球成分を溶血させて呈色する試薬を保持しており、前記第２のチャンバーにおける前記呈色にともなって生じる透過光の変化から、第２のチャンバーに第１のチャンバーで分離されるべき血球成分が移送されたことを検出するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明の分析装置は、第２のチャンバー内に、第１のチャンバーにて分離されるべき、分析に悪影響を及ぼす成分が移送された場合には、それを検出できるように構成している。したがって第２のチャンバーに、第１のチャンバーにて分離されるべき成分が移送されたことを検出した場合には、正確な分析結果が得られない可能性があるので、分析動作を中止したり、あるいは、さらに第２のチャンバーにおいて遠心分離動作をおこなったりすることができるようになり、分析精度を向上させ信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の分析装置について、その実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１における分析装置の構成図を示す。分析用ディスク１００は、上記の背景技術で説明した分析用ディスクを用いることができる。
【００１６】
分析装置の下部には、分析用ディスク１００に光を照射する光ピックアップ１０４、光ピックアップ１０４を分析用ディスクの径方向に移動させるためのトラバースモーター１０５、分析用ディスク１００を回転駆動させるためのスピンドルモーター１０６を配置している。これらは、光ピックアップ１０４で得たトラック１０１を読み取った情報を信号処理回路１０８にて演算して、ＣＰＵ１０９、サーボコントロール回路１０７を通じて駆動される。
【００１７】
分析装置の上部には、光ピックアップ１０４から照射されたレーザー光のうち、分析用ディスク１００を通過した透過光１０２を検出する光検出器１０３が配置されている。
【００１８】
光検出器１０３で検出した信号は、調整回路１１０を通じ、Ａ／Ｄ変換器１１１によりＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換されたデータは信号処理回路１１５により信号処理され、液体サンプル、例えば血液中の特定物質の濃度や量のほか、分析の目的に応じて、物質の形状、大きさなどを演算する。メモリー１１２は、信号処理回路１１５により算出された値を特定物質の濃度などの値に変換するテーブルを保持していたり、得られた濃度などの値を記憶したりする。得られた分析値は、表示部１２０に出力されるが、これらはＣＰＵ１１４にて制御が行われる。
【００１９】
さて、本実施の形態においては、図１２に示した構造の分析用ディスクを用いるが、その流路の構造は、図１３で示したものとは異なり、図２に示すような流路構造を持つ分析用ディスク例に挙げ説明する。
【００２０】
図２に示す流路構造は、善玉コレステロール、いわゆるＨＤＬ−Ｃを測定するためのものである。具体的な構造は、液体サンプルを注入する注入口２０４を有する第１のチャンバー２００と、第１のチャンバー２００とキャピラリー２０２で連結された第２のチャンバー２０１と、第２のチャンバー２０１とキャピラリー２０５で連結された第３のチャンバー２０３と、さらに、第３のチャンバー２０３とキャピラリー２０７で連結された第４のチャンバー２０６とから構成されている。なお、第３のチャンバー２０３、第４のチャンバー２０６には、ＨＤＬ−Ｃの分析に必要な試薬が塗布されている。
【００２１】
以下に、ＨＤＬ−Ｃを分析する流れに沿って、本実施の形態における分析装置が高精度に分析を行う動作を説明する。なお本分析装置の動作のフローを図１０に示す。
【００２２】
まず、分析用ディスク１００の注入口２０４より血液２０８を注入し（Ｓ１）、血液で第１のチャンバー２００を満たした状態の分析用ディスク１００を分析装置に装着し、従来の光ディスク装置で行われるスピンアップ処理を行う。
【００２３】
この後、血液を血漿成分３００と血球成分３０１とに分離する遠心分離処理を行う（Ｓ２）。遠心分離処理は、例えば４０００〜６０００ｒｐｍの回転数で、２〜３分の間、分析用ディスク１００を回転させる。
【００２４】
所定の時間が経過した後、分析用ディスク１００の回転を停止すると、第１のチャンバー２００内で分離された血漿成分３００がキャピラリー２０２を通じて移送され、第２のチャンバー２０１の入り口まで進む。そこで再び分析用ディスク１００を１０００〜３０００ｒｐｍの回転数で回転させると、血漿成分が第２のチャンバー２０１に流入して、第２のチャンバー２０１を血漿成分（３００）で充たす（Ｓ３）。この第２のチャンバー２０１の容積は、第１のチャンバー２００において分離されるであろう血漿成分の容積よりも小さく設計されている。このため、第２のチャンバー２０１は血漿成分で充たすので、血漿成分の量を計量することができる（図３）。
【００２５】
第２のチャンバー２０１に血漿成分（３００）が充たされた状態において、光ピックアップ１０４を第２のチャンバー２０１の内周から外周方向に、分析用ディスク１００のトラックを追従しながら移動させる。同時に光検出器１０３も光ピックアップ１０４と対向して移動させる（Ｓ４）。
【００２６】
そして第２のチャンバー２０１内に血球成分３０１が含まれていないかどうか、分析用ディスク１００からの透過光１０２を検査する（Ｓ５）。ここで図３に示すように、第２のチャンバー２０１内に血球成分３０１が含まれている場合、血球成分３０１によって光ピックアップ１０４からの光が遮られることにより、透過率が下がり変化が見られる。この透過光の変化を光検出器１０３で検出する。
【００２７】
図３で示すように、血球成分が第２のチャンバー内に存在するとわかった場合、更に上記した回転数よりも高い回転数で、さらに一定時間回転させ遠心分離を実施する。または、同じ回転数の場合は、さらに長時間、分析用ディスクを回転させる（Ｓ６）。これにより、図４のように血球成分３０１を分析用ディスクの外周方向に移動させる。
【００２８】
分析用ディスク１００を回転させた後、再度、第２のチャンバー２０１の内周側に光ピックアップ１０４、光検出器１０３を移動させ、第２のチャンバー２０１を外周方向へ一定区間トレースし、内周からの一定の距離の間に、血球成分３０１が含まれていないかどうかを検出する（Ｓ７）。
【００２９】
ここで、上述の一定区間中に血球成分３０１が再び検出された場合には、分析に必要な量の血漿成分を得ることができないばかりか、遠心分離できていない血球成分３０１が以降の分析動作に悪影響を及ぼす可能性があるので、表示部１２０でその旨を表示する等して、分析エラーとして終了する（Ｓ８）。
【００３０】
血球が検出されなかった場合は分析動作を続行する。再度、分析用ディスクの回転を止めると、第２のチャンバー２０１の内周側に保持された上澄みの血漿成分３００が第２のチャンバー２０１からキャピラリー２０５に流れ、第３のチャンバー２０３の入り口まで進行する。そこで再度、１０００〜６０００ｒｐｍの回転数で分析ディスク１００を回転させると、血漿成分３００がキャピラリー２０５から第３のチャンバー２０３に移送され、第３のチャンバー２０３を充たす（Ｓ９）。
【００３１】
第３のチャンバー２０３では、チャンバー内に予め配置された試薬と移送された血漿成分が反応する（Ｓ１０）。第３のチャンバー２０３には、血漿成分３００中のＨＤＬ−Ｃ以外のコレステロール成分と凝集反応を生じる試薬を配置することができる。このような凝集試薬を配置する理由は、後の分析において、ＨＤＬ−Ｃの光学的な分析を阻害するＨＤＬ−Ｃ以外のコレステロール成分を取り除くためである。一定時間、分析用ディスクの回転を停止させておくと、図５に示すように、第３のチャンバー２０３中に凝集物３０３が生成する。
【００３２】
一定時間の経過後、再び分析用ディスクを、５００〜３０００の回転数で９〜１２分程度、回転させることにより、図６のように生成した凝集物をディスクの外周方向に移動させ、凝集物（３０３）の遠心分離を行う（Ｓ１１）。
【００３３】
ここで分析用ディスクを回転させながら、第３のチャンバー２０３の内周側に光ピックアップ１０４、光検出器１０３を移動させ、第３のチャンバー２０３を内周側から一定区間トレースする。そして内周からの一定区間中に凝集物が含まれていないか検出する（Ｓ１２）。この一定区間は、次の第４のチャンバーに移送されるであろうサンプルの容積に鑑みて決定した距離である。
【００３４】
この時、一定区間中に凝集物が検出された場合には、再度、高速回転で、あるいは長時間の遠心分離を行うことができる（Ｓ１３）。さらなる遠心分離にても凝集物を遠心分離出来ない場合は、分析に必要なサンプルの量を得ることができないため、表示部１２０にエラー表示させ分析を終了することができる（Ｓ１５）。
【００３５】
また、第３のチャンバー２０３において、一定区間に凝集物が検出されなかった場合は、上述した移送方法にならって、図７に示すように、サンプルを第４のチャンバー２０６に移送する（Ｓ１６）。
【００３６】
第４のチャンバーには、ＨＤＬ−Ｃと反応して呈色反応を生じる試薬（３０４）を予め保持させており、光ピックアップ１０４、光検出器１０３を第４のチャンバー２０６に移動させ、光ピックアップ１０４からレーザーを照射し光検出器１０３で透過光を検出し、吸光度測定を行う（Ｓ１８）。
【００３７】
メモリー１１２には、吸光度とＨＤＬ−Ｃ濃度とを関係付けるテーブルを記憶しており、分析装置は、検出した吸光度に対応するＨＤＬ−Ｃ濃度を読み出して（Ｓ１９）表示部１２０に出力する（Ｓ２０）。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、ＨＤＬ−Ｃ濃度の分析に不要な血球成分や、ＨＤＬ−Ｃ以外のコレステロール成分を確実に除去した、高精度な分析を行うことができる。
またたとえ、遠心分離動作などにおいて、血球成分や、ＨＤＬ−Ｃコレステロール以外のコレステロール成分の凝集物を除去できない場合には、それを検出して、事前に分析を中止するなどできるので、分析の信頼性が向上する。
【００３９】
（実施の形態２）
以下に本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２における分析装置および分析用ディスクの構成は、ほぼ実施の形態１のものと同一である。実施の形態１と異なる点は、分析用ディスクの第２のチャンバー２０１に、血球成分を溶血させる試薬を予め保持させている点が異なる。以下、この異なる点を中心に、本実施の形態の分析装置の動作を説明する。なお本分析装置の動作のフローを図１１に示す。
【００４０】
図２において、第１のチャンバー２００において血球成分と血漿成分とに遠心分離を行い、第２のチャンバーまで血漿成分を移送させる動作は、実施の形態１と同様である（Ｓ２１〜Ｓ２３）。
【００４１】
本実施の形態２においては、第２のチャンバー２０１に血球成分を溶血させる界面活性剤などを予め配置しているので、図３のように、第１のチャンバー２００から第２のチャンバー２０１に血球成分が誤って移送されてしまった場合には、この血球成分３０１は溶血してしまう。これにより血球膜内からヘモグロビンが溶出するので、チャンバー内に呈色が起こる。
【００４２】
第２のチャンバー２０１に光ピックアップ１０４を移動させ（Ｓ２４）、光ピックアップ１０４から、上記の呈色により吸収される波長を持つレーザー光を第２のチャンバー２０１に向けて照射する（Ｓ２５）ことにより、呈色が起こらない場合に比べ透過率が下がり、透過光による吸光度が高くなる。この関係を図８に示す。
【００４３】
図８に示すように溶血量が多くなるにしたがって、吸光度が高くなるため、最終の第４チャンバー２０６にてＨＤＬ−Ｃの濃度を呈色反応から読み取る際、得られるＨＤＬ−Ｃ濃度よりも高く出力されてしまう可能性があるため、何らかの補正が必要となる。ここで、補正のため、上記呈色により吸収される波長を持つレーザー光を第２のチャンバー２０１に向けて照射した際の吸光度をメモリーに格納しておく（Ｓ２６）。補正の手立てについては後ほど説明する。
【００４４】
さて、第２のチャンバー２０１において、本来、移送されるべきではない血球成分３０１を溶血させた後は、上述の実施の形態１と同様な動作を行う。すなわち、続く第３のチャンバー２０３に一部の血球成分が溶血した血漿成分を移送させ（Ｓ２７）、第３のチャンバーにてＨＤＬ−Ｃ以外のコレステロール成分の凝集反応を生じさせる（Ｓ２８）。
【００４５】
この時、第３チャンバーにて、一定区間中に凝集物が検出された場合には、再度、高速回転で、あるいは長時間の遠心分離を行うことができる（Ｓ３８）。さらなる遠心分離にても凝集物を遠心分離出来ない場合は、分析に必要なサンプルの量を得ることができないため、表示部１２０にエラー表示させ分析を終了することができる（Ｓ３１）。
【００４６】
また、第３のチャンバー２０３において、一定区間に凝集物が検出されなかった場合は、
第３のチャンバーにてこの凝集物を遠心分離させた後のサンプルを、第４のチャンバー２０６へ移送させる（Ｓ３２）。そして第４のチャンバー２０６において、ＨＤＬ−Ｃの吸光度測定を行う（Ｓ３４）。
【００４７】
ここで、第４のチャンバーにおける吸光度は、上述したように、ヘモグロビンの呈色のため正確なＨＤＬ−Ｃ濃度を表していない可能性がある。図９は、真のＨＤＬ−Ｃ濃度と吸光度との関係と、溶血したサンプルにおける見かけ上のＨＤＬ−Ｃ濃度と吸光度との関係を示すものである。図に示すように吸光度測定から得られた値が０．３だった時、真のＨＤＬ−Ｃ濃度（検量線ｂ）が１００[ｍｇ／ｄｌ]であるにもかかわらず、１５０[ｍｇ／ｄｌ]と実際の値より高く（検量線ａ）出力される。
【００４８】
ここで図８に示したあらかじめメモリー１１２に書き込んでおいた、溶血量と吸光度の関係を示す溶血量測定検量線データと溶血によって高くなった吸光度を読出し（Ｓ３５）、これにもとづき補正することで、ＨＤＬ−Ｃ濃度を１００[ｍｇ／ｄｌ]と正しく演算することができる（Ｓ３６）。そして、測定結果を表示部１２０に出力する（Ｓ３７）。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、たとえ第１のチャンバーから第２のチャンバーへ血球成分が移送されてしまったとしても、分析動作を中止することなく、そのまま分析を続行して正しい検査結果をえることができる。このため収集した血液を無駄にすることなく分析を行うことができる。
【００５０】
なお本発明は、以上の実施の形態１、２において説明した流路の構造に限らず、チャンバーの個数は分析の目的に合わせて構成すればよく、２つ以上のチャンバーがあれば、本発明を実施することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明にかかる分析装置は、液体サンプルを回転可能なディスクに収集し、少なくとも第１のチャンバーにて遠心分離を行ってから第２のチャンバーにて液体サンプル中の特定物質について分析をおこなう装置に適用することができ、医療分野に限らず、環境分野などの分析装置においても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態における分析装置の構成図
【図２】同実施の形態で使用する分析用ディスクの要部平面図
【図３】同実施の形態で使用する分析用ディスクの要部平面図
【図４】同実施の形態で使用する分析用ディスクの要部平面図
【図５】同実施の形態で使用する分析用ディスクの要部平面図
【図６】同実施の形態で使用する分析用ディスクの要部平面図
【図７】同実施の形態で使用する分析用ディスクの要部平面図
【図８】同実施の形態２における溶血量と吸光度の関係を示す図
【図９】同実施の形態２における溶血量と補正の関係を示す図
【図１０】同実施の形態１における測定動作を示すフローチャート
【図１１】同実施の形態２における測定動作を示すフローチャート
【図１２】従来の分析装置に用いる分析用ディスクの分解斜視図
【図１３】従来の分析用ディスクの要部平面図
【符号の説明】
【００５３】
１００  分析用ディスク
１０１  トラック
１０２  透過光
１０３  光検出器
１０４  光ピックアップ
１０５  トラバースモーター
１０６  スピンドルモーター
１１７  ベース基板
１１８  スペーサ基板
１１９  上カバー
２００  第１のチャンバー
２０２、２０５、２０７  キャピラリ
２０１  第２のチャンバー
２０３  第３のチャンバー
２０４  注入口
２０６  第４のチャンバー
２０８  血液
３００  血漿
３０１  血球
３０３  凝集物
３０４  試薬（呈色用）
【図１】
0004802654.tif 000002
【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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【図１３】
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