(57)【要約】【課題】着色による変性や形状変化を避け、高精度且つ簡易に計数対象物質を計数する。【解決手段】計数チップ１は、計数対象物質５を含む試料７を挟み、透光性を有する１対の平板３ａ、３ｂを備え、試料７中における計数対象物質５以外の部分であって、着色剤１３により着色された部分６ｂにより、試料７に照射される照射光が吸収される量を示す第１光吸収量と、上記照射光が上記計数対象物質により吸収される量を示す第２光吸収量との差を計測するための計測部２が、上記平板３ａ、３ｂにより構成されている。【選択図】図１
2013217673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計数対象物質を含む試料を挟み、透光性を有する１対の平板を備え、
上記試料中における上記計数対象物質以外の部分であって、着色剤により着色された部分により、上記試料に照射される照射光が吸収される量を示す第１光吸収量と、上記照射光が上記計数対象物質により吸収される量を示す第２光吸収量との差を計測するための計測部が、上記平板により構成されていることを特徴とする計数チップ。
【請求項２】
上記計測部に上記着色剤が乾燥固定されていることを特徴とする請求項１に記載の計数チップ。
【請求項３】
上記計測部について、上記平板に対する垂直方向の距離をｄとしたとき、
上記ｄが、上記計数対象物質の最大径よりも大きく、平均径の４倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の計数チップ。
【請求項４】
試料中に含まれる計数対象物質を計数する計数方法であって、
上記試料を、透光性を有する１対の平板の間に挟み、
上記試料中における上記計数対象物質以外の部分を着色剤によって着色し、
上記試料に照射される照射光が上記着色剤により着色された部分により吸収される量を示す第１光吸収量と、上記照射光が上記計数対象物質により吸収される量を示す第２光吸収量との差によって、上記計数対象物質を計数することを特徴とする計数方法。
【請求項５】
上記試料は、上記計数対象物質と、液体部と、計数対象ではない粒子とにより構成されるものであり、
上記着色剤は、上記液体部を着色するものであるとともに、上記計数対象ではない粒子の吸収波長域に吸収波長のピークを有することを特徴とする請求項４に記載の計数方法。
【請求項６】
上記試料が血液であり、
上記計数対象物質が白血球であり、
上記液体部が血漿であることを特徴とする請求項５に記載の計数方法。
【請求項７】
上記着色剤に含まれる色素がヘモグロビンであることを特徴とする請求項６に記載の計数方法。
【請求項８】
上記計数対象ではない粒子が赤血球であり、
上記着色剤が溶血上清であることを特徴とする請求項７に記載の計数方法。
【請求項９】
上記試料は、上記計数対象物質としての第１の粒子および第２の粒子と、液体部とにより構成されるものであり、
上記着色剤は、上記液体部を着色するものであるとともに、上記第１の粒子および上記第２の粒子の吸収波長域と異なる波長域に吸収波長のピークを有することを特徴とする請求項４に記載の計数方法。
【請求項１０】
上記着色剤が水溶液であることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の計数方法。
【請求項１１】
上記着色剤が上記液体部の等張液であることを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載の計数方法。
【請求項１２】
上記透光性を有する１対の平板に挟まれた空間について、上記平板に対する垂直方向の距離をｄとしたとき、
上記着色剤により着色された後の上記計数対象物質以外の部分の、上記ｄを光路長としたときの吸光度が、０．０５以上、２．５以下であることを特徴とする請求項５から１１のいずれか１項に記載の計数方法。
【請求項１３】
請求項１から３のいずれか１項に記載の計数チップに対して照射光を照射する光源と、
上記第１光吸収量と上記第２光吸収量との差を検出する検出部とを備えていることを特徴とする計数装置。
【請求項１４】
上記検出部が、上記計数チップを構成する上記平板の面方向に２次元的に配置されるエリアセンサであることを特徴とする請求項１３に記載の計数装置。
【請求項１５】
上記検出部が、上記計数チップを構成する上記平板の面方向に水平であり、なおかつ上記計数チップにおける上記試料の導入方向に垂直な方向に１次元的に配置されたラインセンサであることを特徴とする請求項１３に記載の計数装置。
【請求項１６】
上記光源により照射される上記照射光が上記検出部により受光される状態を維持しつつ、上記光源および上記検出部が、上記計数チップにおける上記試料の導入方向に対して平行に移動することを特徴とする請求項１５に記載の計数装置。
【請求項１７】
上記光源が半導体レーザーであり、上記検出部が上記半導体レーザーによって照射されたレーザー光を受光するフォトディテクタであることを特徴とする請求項１３に記載の計数装置。
【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試料の中に含まれる粒子の数を計数するための計数チップ、計数方法、および及び計数装置に関するものであり、さらに詳しくは、臨床血液検査等に好適な血球計数方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料中の計数対象物質の計数は、医療分野において広く用いられるスクリーニング検査手法の一つである。上記計数対象物質として、具体的には、血液中の血球や、尿中の有形成分等が挙げられる。
【０００３】
血球計数は、尿検査、生化学検査とともに初診時に行うスクリーニング検査であり、感染症、貧血、出血等がある場合や、血液疾患の診断や経過観察に用いられる手法である。赤血球数は貧血等、白血球数は感染症等の診断のための基本指標となっている。
【０００４】
このうち、特に白血球数は、臨床における重要な指標である。具体的には、白血球数は、白血病、感染症、および炎症性疾患等によって変動する指標であり、そのため、白血球の計数は、これらの疾患の診断あるいは治療経過の観察において有用である。
【０００５】
血球数計数方法として、簡易なものとして、血球数計算盤による赤血球または白血球の計数方法がある。例えば、特許文献１において、白血球の計数は、白血球の核を染色する希釈液により希釈した血液試料を特殊な計算盤、例えばバーカー（Ｂａｒｋｅｒ）計算盤に入れて顕微鏡で見ることにより、手作業で行われる。この計算盤は、明確に画定された複数の小体積に区切る格子を含み、格子中の1枡あたりの血球数を計数することにより、白血球数を決定することができる。この方法は、手作業で実行されるため、検査に時間がかかり、測定精度が悪い。
【０００６】
上記問題に鑑み、検査の省力化および高精度化を図るため、自動分析装置が開発されている。
【０００７】
血球を自動的に計数する方法として、顕微鏡像をカメラで撮像し、画像処理によって計数する方法がある。例えば、特許文献２に記載の血球自動分類装置は、ステージに置かれた血液標本中に散在する染色済みの血球の顕微鏡像をテレビカメラで撮像し、画像信号を画像処理装置に出力し、色濃度から血球分類分析を行い、自動的に血球数を計数する。この方法は装置の複雑化および大型化、およびこれによる高価格化を伴うものである。
【０００８】
血球を自動的に計数する別の方法として、フローシステムを利用した方法がある。この方法は、図１２に示すように、血球を含んだ試料液を用い、血球が１個ずつ細い測定器を通過するように試料液を流し、上記測定器近傍に位置する検出器で発生する信号により血球を計数するものである。フローシステムを利用した方法として、光学的測定方法と、電気的測定方法がある。
【０００９】
光学的測定方法として、特許文献３には、レーザー光源と、試料中の血球が１個ずつ細い流路を流れるようにしたフローセルと、血球からの前方散乱光と側方散乱光を検出する測光部と、検出信号を解析する解析装置とを備えたフローサイトメーターを使用する白血球分類方法が記載されている。この方法では、白血球を測定する場合は、予め、赤血球を溶血剤により溶血させて測定を行う。必要に応じて、白血球を染色剤により染色して、蛍光測定により計数を行う。
【００１０】
電気的測定方法として、特許文献４には、コールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ）の原理による方法が記載されている。この方法において、白血球を測定する場合は、赤血球を溶血剤で溶血させ、白血球のみを含んだ電解液を細孔中に流し、血球が細孔を通過するときの細孔部のインピーダンス変化を検出し、検出信号の強弱によって白血球を識別し計数を行う。
【００１１】
近年、医療診断のための検査において、微小化学分析システム（μＴＡＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）の適用が検討されている。μＴＡＳは、ガラスやシリコン等の基板上に、微小な流路、ポンプ、バルブ、センサ等が集積された化学分析システムであり、サンプル・試薬の少量化、検査チップの小型化・ディスポーザブル化、検査装置の小型化等のメリットがある。白血球の計数は、感染症等の初期診断のための基本検査であるため、μＴＡＳを利用した、迅速で小型の検査装置の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５５−１０９０６号公報（１９８０年１月２５日公開）
【特許文献２】特開昭６１−２５８１６７号公報（１９８６年１１月１５日公開）
【特許文献３】特開２００２−３０３６２２号公報（２００２年１０月１８日公開）
【特許文献４】米国特許第５２６２３０２号明細書（１９９３年１１月１６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の血球計数方法では、白血球は無色透明のため、光吸収による測定が困難であり、予め白血球を染色する必要がある。しかしながら、白血球を染色剤によって染色する場合、白血球に形状変化が生じることで、白血球を識別できなくなり計数誤差を生じる虞がある。また、染色剤の染色カスや塵を白血球と誤って認識することにより計数誤差を生じる問題もあった。
【００１４】
また、白血球を計数する場合、赤血球と識別するために、予め溶血剤により赤血球を溶血させる。しかしながら、赤血球が完全に溶血しない場合、溶血せずに残った赤血球が計数誤差となる。さらに、溶血剤により、白血球の裸核化、膨潤、収縮等の形状変化が生じることで、計数誤差が生じる虞がある。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、着色による変性や形状変化を避け、なお且つ、着色カスや塵、計数対象物質以外の物質等の影響を受けず、高精度且つ簡易に計数対象物質を計数する計数チップ、計数方法、および計数装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る計数チップは、前記課題を解決するために、計数対象物質を含む試料を挟み、透光性を有する１対の平板を備え、上記試料中における上記計数対象物質以外の部分であって、着色剤により着色された部分により、上記試料に照射される照射光が吸収される量を示す第１光吸収量と、上記照射光が上記計数対象物質により吸収される量を示す第２光吸収量との差を計測するための計測部が、上記平板により構成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る計数方法は、試料中に含まれる計数対象物質を計数する計数方法であって、上記試料を、透光性を有する１対の平板の間に挟み、上記試料中における上記計数対象物質以外の部分を着色剤によって着色し、上記試料に照射される照射光が上記着色剤により着色された部分により吸収される量を示す第１光吸収量と、上記照射光が上記計数対象物質により吸収される量を示す第２光吸収量との差によって、上記計数対象物質を計数することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る計数装置は、上記の計数チップに対して照射光を照射する光源と、上記第１光吸収量と上記第２光吸収量との差を検出する検出部とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、計数対象物質以外の部分が着色されることで、上記計数対象物質以外の部分と計数対象物質との光吸収量に差異が生じる。計測部においてこの差異が光学的に分析されることにより、上記計数対象物質は上記計数対象物質以外の部分と分類して識別される。
【００２０】
これにより、計数対象物質の着色が不要であるため、着色による変性や形状変化を避け、なお且つ、着色カスや塵、係数対象物質以外の物質等の影響を受けず、高精度且つ簡易に計数対象物質を計数することができる。
【００２１】
本発明に係る計数チップは、上記計測部に上記着色剤が乾燥固定されていてもよい。
【００２２】
上記構成によれば、計測部に液体試料が導入されることによって計数対象以外の部分が着色される。
【００２３】
これにより、チップ外での事前の処理が不要となり、より簡易に計数を行うことが可能となる。また、液体の着色剤を試料と混合する必要がないため、試料が希釈されることなく、よって計測部に充填される試料の体積に基づいた定量的な分析が簡易に可能となる。
【００２４】
本発明に係る計数チップは、上記計測部について、上記平板に対する垂直方向の距離をｄとしたとき、上記ｄが、上記計数対象物質の最大径よりも大きく、平均径の４倍以下であることが望ましい。
【００２５】
上記構成によれば、計測部の厚みが計数対象物質の最大径より大きいので、計数対象物質は、形状を変化させることなく計測部に導入される。さらに、計測部の厚みが計数対象物質の平均径の４倍以下であることにより、計数対象物質への照射光が係数対象物質以外の部分によって遮蔽されにくくなる。
【００２６】
これにより、計測部における計数対象物質と計数対象物質以外の部分との光吸収量の差を大きくすることができ、よって高精度の計数が可能になる。
【００２７】
本発明に係る計数方法において、上記試料は、上記計数対象物質と、液体部と、計数対象ではない粒子とにより構成されるものであり、上記着色剤は、上記液体部を着色するものであるとともに、上記計数対象ではない粒子の吸収波長域に吸収波長のピークを有していてもよい。
【００２８】
上記構成によれば、着色後の液体部は、計数対象ではない粒子と同じ吸収波長のピークを有する。この着色後の液体部を含む試料に、計数対象ではない粒子の吸収波長と同一の波長を有する光が照射されると、計数対象物質と、液体部および計数対象ではない粒子とは、単一の閾値に基づいて光学的に分類・識別される。
【００２９】
これにより、計数対象ではない粒子と区別して計数対象物質の計数を行うことができる。
【００３０】
本発明に係る計数方法において、上記試料は血液であり、上記計数対象物質は白血球であり、上記液体部は血漿であることが好ましい。
【００３１】
上記構成によれば、無色透明である白血球が着色されず、同じく無色透明である血漿が着色されるため、白血球は変性や形状変化を生じず、なお且つ、着色カスや塵、赤血球等の影響を受けず、高精度且つ簡易に分類・識別される。
【００３２】
これにより、白血球数が重要な指標となる白血病、感染症、または炎症性疾患等の診断および治療を適切に行うことができる。
【００３３】
本発明に係る計数方法において、上記着色剤に含まれる色素はヘモグロビンであってもよい。
【００３４】
上記構成によれば、血漿をヘモグロビンで着色することにより、着色後の血漿は赤血球の吸収波長域に吸収波長のピークを有する。
【００３５】
これにより、赤血球と区別して白血球の計数を行うことができる。
【００３６】
本発明に係る計数方法において、上記計数対象ではない物質は赤血球であり、上記着色剤は溶血上清であってもよい。
【００３７】
上記構成によれば、溶血によって細胞外に拡散したヘモグロビンによって血漿が着色される。
【００３８】
これにより、赤血球と区別して白血球の計数を行うことができ、また、赤血球の影響を排除することができる。
【００３９】
また、本発明に係る計数方法において、上記試料は、上記計数対象物質としての第１の粒子および第２の粒子と、液体部とにより構成されるものであり、上記着色剤は、上記液体部を着色するものであるとともに、上記第１の粒子および上記第２の粒子の吸収波長域と異なる波長域に吸収波長のピークを有していてもよい。
【００４０】
上記構成によれば、着色後の液体部は、第２の粒子と異なる吸収波長のピークを有する。この着色後の液体部を含む試料に、上記着色後の液体部の吸収波長と同一の波長を有する光と、第２の粒子の吸収波長と同一の波長を有する光とが別々に照射されると、２回の光照射に伴う測定結果に基づいて、第１の粒子、第２の粒子、および液体部の３種が光学的に分類・識別される。
【００４１】
これにより、第１の粒子と第２の粒子の計数を同時に行うことができ、例えば、白血球と赤血球の計数を同時に行うことができる。
【００４２】
本発明に係る計数方法において、上記着色剤は水溶液であることが好ましい。
【００４３】
上記構成によれば、着色剤に含まれる色素が試料中に拡散しやすいため液体部を容易に着色できるほか、計数誤差を生じさせる巨大な粒子が試料に混入する虞がない。
【００４４】
これにより、効率的かつ高精度の計数が可能となる。
【００４５】
本発明に係る計数方法において、上記着色剤は、上記液体部の等張液であることが好ましい。
【００４６】
上記構成によれば、液体部の着色において、計数対象となる粒子の収縮や膨潤等の形状変化を生じない。
【００４７】
これにより、高精度の計数が可能となる。
【００４８】
本発明に係る計数方法において、上記透光性を有する１対の平板に挟まれた空間について、上記平板に対する垂直方向の距離をｄとしたとき、上記着色剤により着色された後の上記計数対象物質以外の部分の、上記ｄを光路長としたときの吸光度は、０．０５以上、２．５以下であることが好ましい。
【００４９】
上記構成によれば、平板に挟まれた空間における白血球と血漿との吸光度の差が、光学的にこれらを分類して識別するために十分な値となる。
【００５０】
これにより、高精度な白血球の計数が可能になる。
【００５１】
本発明に係る計数装置において、上記検出部が、上記計数チップを構成する上記平板の面方向に２次元的に配置されるエリアセンサであってもよい。
【００５２】
上記構成によれば、計数装置は、平板方向の拡がりを有するエリアセンサを備えることで、該エリアセンサに重畳する測定部に充填された試料中の各領域の光吸収量を測定する。測定の結果、該エリアセンサに重畳する測定部の平板方向の面積をｐとしたとき、計数装置は、ｐ・ｄの体積を有する試料中の計数対象物質を計数することができる。なお、上記各領域は、該エリアセンサの受光素子の平板方向の大きさ、すなわち該エリアセンサの空間分解能と同義であってもよい。
【００５３】
これにより、試料中の計数対象物質を広範囲に亘って計数することができる。
【００５４】
本発明に係る計数装置において、上記検出部が、上記計数チップを構成する上記平板の面方向に水平であり、なおかつ上記計数チップにおける上記試料の導入方向に垂直な方向に１次元的に配置されたラインセンサであってもよい。
【００５５】
上記構成によれば、計数装置は、ラインセンサに重畳する測定部を流れる試料中の各領域の光吸収量を一定時間測定する。測定の結果、ラインセンサと重畳する測定部における該ラインセンサの線方向の距離をｌ、測定時間中の試料の移動距離をｆとしたとき、計数装置は、ｌ・ｆ・ｄの体積を有する試料中の計数対象物質を計数することができる。なお、上記各領域は、該ラインセンサの受光素子の平板方向の大きさ、すなわち該ラインセンサの空間分解能と同義であってもよい。
【００５６】
これにより、平板方向の広がりを有するエリアセンサと比較し、必要となる発光素子および受光素子が少量で済むため、計数装置の小型化・低価格化が可能となる。
【００５７】
本発明に係る計数装置において、上記光源により照射される上記照射光が上記検出部により受光される状態を維持しつつ、上記光源および上記検出部が、上記計数チップにおける上記試料の導入方向に対して平行に移動してもよい。
【００５８】
上記構成によれば、計数装置は、光源と検出部を平行に移動させることで、ラインセンサの移動範囲に重畳する測定部に充填された試料中の各領域の光吸収量を測定する。測定の結果、ラインセンサと重畳する測定部における該ラインセンサの線方向の距離をｌ、該ラインセンサの移動距離をｍとしたとき、ｌ・ｍ・ｄの体積を有する試料中の計数対象物質を計数することができる。なお、上記各領域は、該エリアセンサの受光素子の平板方向の大きさ、すなわち該エリアセンサの空間分解能と同義であってもよい。
【００５９】
これにより、小型の光源・検出部で広範囲に亘る計数が可能となる。
【００６０】
本発明に係る計数装置において、上記光源が半導体レーザーであり、上記検出部が上記半導体レーザーによって照射されたレーザー光を受光するフォトディテクタであってもよい。
【００６１】
上記構成によれば、レーザー光はＬＥＤ等の他の発光素子と比較してより狭い波長域を有するため、着色剤の吸収波長のピークと同一の波長を有する照射光をより正確に照射することができる。
【００６２】
これにより、より高精度な計数が可能となる。
【発明の効果】
【００６３】
本発明に係る計数チップは、以上のように、計数対象物質を含む試料を挟み、透光性を有する１対の平板を備え、上記試料中における上記計数対象物質以外の部分であって、着色剤により着色された部分により、上記試料に照射される照射光が吸収される量を示す第１光吸収量と、上記照射光が上記計数対象物質により吸収される量を示す第２光吸収量との差を計測するための計測部が、上記平板により構成されているものである。
【００６４】
また、本発明に係る計数方法は、試料中に含まれる計数対象物質を計数する計数方法であって、上記試料を、透光性を有する１対の平板の間に挟み、上記試料中における上記計数対象物質以外の部分を着色剤によって着色し、上記試料に照射される照射光が上記着色された部分により吸収される量を示す第１光吸収量と、上記照射光が上記計数対象物質により吸収される量を示す第２光吸収量との差によって、上記計数対象物質を計数する方法である。
【００６５】
また、本発明に係る計数装置は、上記の計数チップに対して照射光を照射する光源と、上記第１光吸収量と上記第２光吸収量との差を検出する検出部とを備えているものである。
【００６６】
上記構成によれば、計数対象物質の着色が不要であるため、着色による変性や形状変化を避け、なお且つ、着色カスや塵、係数対象物質以外の物質等の影響を受けず、高精度且つ簡易に計数対象物質を計数することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る計数チップの計測部に、血漿が着色されていない血液試料が充填された状態を、計測部の各領域における透過光量に対応させて示す図である。（ｂ）は、上記計測部に、血漿が着色された血液試料が充填された状態を、計測部の各領域における透過光量に対応させて示す図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る計数チップの上面図であり、（ｂ）は、上記計数チップの断面図である。
【図３】（ａ）は、図２に示す計数チップにおいて、計測部に液体着色剤が固定されている状態を示す上面図である。（ｂ）は、図２に示す計数チップにおいて、計測部に液体着色剤が固定されている状態を示す断面図である。（ｃ）は、図２に示す計数チップにおいて、導入流路に着色剤が乾燥固定されている例を示す上面図である。
【図４】（ａ）は、図２に示す計数チップに血液試料を導入した状態を示す上面図であり、（ｂ）は、上記状態の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る計数装置および計数チップの外観を示す上面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、図５に示す計数装置内部に備えられた光源および検出部を、図２に示す計数チップとともに示す断面図である。特に、（ａ）は、上記検出部をエリアセンサにて実現した例を示す断面図であり、（ｂ）は、上記検出部をラインセンサにて実現した例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、図２に示す計数チップにおいて、ジグザグ状の蛇行流路である計測部を備えた構成を示す上面図である。（ｂ）は、図２に示す計数チップにおいて、楕円形の計測部を備えた構成を示す上面図である。（ｃ）は、図２に示す計数チップにおいて、流路内に複数のピラー構造を設けた計測部を備えた構成を示す上面図である。（ｄ）は、（ｃ）に示す計数チップの断面図である。（ｅ）は、図２に示す計数チップにおいて、側面が開放された計測部を備えた構成を示す上面図である。（ｆ）は、（ｅ）に示す計数チップの断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る計数チップの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における合流部と計測部とを含む領域の拡大図である。
【図９】図８に示す計数チップを用いて計数対象を計数するために、図５に示す計数装置に備えられ得る光源と検出部とを、上記計数チップとともに示す断面図である。
【図１０】（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る計数チップの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における計測部を含む領域の拡大図である。
【図１１】図１０に示す計数チップを用いて計数対象を計数するために、図５に示す計数装置に備えられ得る光源と検出部とを、上記計数チップとともに示す断面図である。
【図１２】公知技術であるフローシステムを利用した血球計数の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１１に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００６９】
本実施形態では、試料である血液のうち、血漿部分を着色した状態の血液試料を光学的に測定することで、血球、特に白血球の計数を行う例を示す。なお、本実施形態では赤血球の計数も同時に行うことが可能である。
【００７０】
〔１．計数チップ構造について〕
本発明の一実施形態に係る計数チップの構造について、図１〜図４を参照して説明する。
【００７１】
図２（ａ）は、本実施形態に係る計数チップ１の上面図であり、図２（ｂ）は、計数チップ１の断面図である。
【００７２】
計数チップ１は、計測部２と、ガラス基板３と、試料導入孔８と、導入流路９と、空気孔１０と、空気孔流路１１とを備えてなる。
【００７３】
計測部２は、試料を充填し、光源から照射した光を検出部で検出することによって計数対象物質を計数するための流路であり、加工後のガラス基板３ａとガラス基板３ｂとを貼り合わせたときに形成される空間である。
【００７４】
ガラス基板３は、計数チップ１の平板構造を構成する基板であり、ガラス基板３ａとガラス基板３ｂとが接合されてなる。ガラス基板３ａおよびガラス基板３ｂを、ウェットエッチングやドライエッチング等の技術を用いて加工することにより、各流路および開口部が成形され、これらを備える計数チップ１が構成される。なお、本実施形態では、計数チップ１の平板構造を構成する基板をガラス基板３としているが、計数チップ１は透光性を有する平板によって構成されていればよいので、上記基板はガラスに限定されず、プラスチック等であってもよい。
【００７５】
試料導入孔８は、計測部２に充填すべき試料を計数チップ１に導入するための開口部である。具体的には、血液等の液体試料が試料導入孔８から計数チップ１に導入される。
【００７６】
導入流路９は、試料導入孔８と計測部２とを接続する流路であり、試料導入孔８から導入された試料を、計測部２に導入する。
【００７７】
空気孔１０は、計数チップ１内の各流路内の空気を計数チップ１の外部に排出するための開口部である。試料導入孔８から液体試料が導入されたときに、該試料の導入前に計数チップ１内の各流路を満たしていた空気が外部に排出されなければ、該試料がスムーズに導入されないという問題が生じる。空気孔１０はこの問題を避けるために備えられており、試料導入前に計数チップ１内の各流路を満たしていた空気は、試料導入孔８から導入された試料に押し出される形で空気孔１０から外部へと排出される。
【００７８】
空気孔流路１１は、計測部２と空気孔１０とを接続する流路であり、計数チップ１内の各流路を満たしていた空気は、空気孔流路１１を通過して空気孔１０から排出される。
【００７９】
疎水部１２は、疎水性の構造を有し、計測部２と空気孔流路１１とを接続するためのものである。疎水部１２が備えられることにより、計測部２からの液体試料の流出を防ぐことができるため、より少量の試料で計測部２を満たすことができる。
【００８０】
次に、図４を参照して、液体試料が導入された状態の計数チップ１の概観を説明する。図４（ａ）は、計数チップ１に血液試料７が導入され、計測部２に血液試料７が充填されている状態を示す上面図であり、図４（ｂ）は、同じ状態の断面図である。
【００８１】
血液試料７は試料導入孔８から計数チップ１に導入され、導入流路９を通過して計測部２に充填される。血液試料７は計数対象となり得る粒子として白血球５と赤血球４（図１）とを含んでいる。
【００８２】
本実施形態において、血球の計数は、計測部２に所定の波長の光を照射し、検出部において計測部２を透過した上記の光を検出することで行われる。より具体的には、計測部２において計数対象の血球を透過した光と、計数対象の血球以外の部分を透過した光との光量の差に基づいて、任意の領域について計数対象の血球が存在するか否かを判定する。上記の判定がどのような測定値に基づいてなされるかを示す概略図として、図１を参照されたい。
【００８３】
図１（ａ）は、計測部２に、血漿６が着色されていない血液試料７が充填された状態を、計測部２の各領域における透過光量に対応させて示す図であり、図４（ｂ）における計測部２の拡大図である。血液試料７は図１（ａ）に示すように、粒子として赤血球４と白血球５とを含み、液体成分として血漿６を含む。図１（ａ）における参照符号ｄは、計測部２におけるガラス基板３ａ、３ｂの面方向に対する垂直方向の距離、すなわち計測部２の厚みであり、少なくとも白血球５の最大径（約２０μｍ）より大きい値を有する。そして、図１（ａ）においては、計測部の各領域における透過光量も示されている。
【００８４】
ここで、透過光量とは、光源から照射され、計測部２を透過した所定の波長の光を、検出部において計測することで算出される数量である。図１（ａ）にて上下方向の破線を下ろした領域は、該破線で繋がれた計測部２における領域の透過光量を示している。そして、図１（ａ）を参照すればわかるように、赤血球４を含む領域の透過光量が白血球５や血漿６より低いため、１つの好ましい閾値ｔｈ１を設定することで、赤血球４を識別し計数することができる。
【００８５】
しかしながら、図１（ａ）の測定値からは、白血球５と血漿６とを区別することができず、従って白血球５を計数することができない。この問題を解決するため、本実施形態では、血漿６が着色される。
【００８６】
図１（ｂ）は、計測部２に、着色剤１３によって着色された血漿６ｂを含む血液試料７が充填された状態を、計測部２の各領域における透過光量に対応させて示す図であり、図４（ｂ）における計測部２の拡大図である。図１（ｂ）における上下方向の破線の指示内容は、図１（ａ）と同様である。
【００８７】
そして、図１（ｂ）からわかるように、赤血球４を含む領域と、白血球５を含む領域と、着色後の血漿６ｂのみを含む領域とで、透過光量が異なっている。従って、１つの好ましい閾値ｔｈ２を設定することで、白血球５を識別し計数することができる。つまり、閾値ｔｈ２として、白血球５を含む領域に対応する透過光量と、着色後の血漿６ｂのみに対応する透過光量との間の値を設定すれば、透過光量が閾値ｔｈ２よりも大きくなる領域の数を、白血球５の数として認識することができる。
【００８８】
さらに、もう１つの閾値ｔｈ３を設定することにより、赤血球４の計数も同時に行うことができる。つまり、閾値ｔｈ３として、着色後の血漿６ｂのみに対応する透過光量と、赤血球４を含む領域に対応する透過光量との間を設定すれば、透過光量が閾値ｔｈ３よりも小さくなる領域の数を、赤血球４の数として認識することができる。
【００８９】
また、血漿６を着色する着色剤１３は、赤血球４の吸収波長域に吸収波長のピークを有していてもよく、具体的にはヘモグロビン溶液を着色剤１３として用いることができる。これにより、ヘモグロビンの吸収波長域の光を照射することで、白血球５を赤血球４と区別して効率よく計数することができる。
【００９０】
また、赤血球４を溶血させることで得られた溶血上清を着色剤１３として用いてもよい。着色剤１３を溶血上清として用いる場合、溶血処理は白血球５が変形および変性しない段階で停止することが好ましく、このとき一部の赤血球４が溶血せずに残存していても、白血球５とは光吸収量が異なるため、本実施形態に係る計数チップ１を用いて白血球の計数を行う際には問題とはならない。
【００９１】
一方で、白血球５と赤血球４の計数を同時に行いたい状況も考えられる。このような状況では、図１（ｂ）に示すように２つの好ましい閾値ｔｈ２、ｔｈ３を設定する方法も考えられる。しかしながら、より精度の高い両血球の計数のためには、着色剤１３が、赤血球４の吸収波長域と異なる波長域に吸収波長のピークを有していることが好ましい。このような着色剤１３により血漿６ｂを着色すれば、着色後の血漿６ｂは赤血球４と異なる吸収波長のピークを有することになる。そして、計測部２に照射する光の波長を、赤血球４の吸収波長域と、着色後の血漿６ｂの吸収波長域との２種類に設定することで、それぞれの照射光の検出結果に基づき、赤血球４と白血球５とをより高精度に計数することができる。すなわち、赤血球４によって完全に吸収され透過光量がほぼ０になる光と、着色後の血漿６によって完全に吸収され透過光量がほぼ０になる光とを別々に照射すれば、単一の好ましい閾値ｔｈ１によって、赤血球４と血漿６の存在する範囲がそれぞれ明確となる。そして、両者の測定結果を組み合わせて、血液試料７から赤血球４と血漿６との存在範囲を除外することによって白血球５の計数を行うことができる。
【００９２】
また、着色剤１３が液体である場合は、着色剤１３は水溶液であることが好ましい。これにより、血漿６を容易に着色できるほか、血球と同程度の巨大な粒子を含まないため、血球計数精度を低下させる虞もない。
【００９３】
さらに、液体の着色剤１３は血漿６の等張液であってもよい。これにより、血球の収縮や溶血・膨潤等の変形、変性を防ぐことができ、高精度な血球計数を行うことができる。
【００９４】
また、着色剤１３は、計数チップ１内に予め保存されていてもよい。図３（ａ）は、計測部２の下層に設けられた着色剤保存部１４に液体の着色剤１３が保存されている計数チップ１ａを示す上面図であり、図３（ｂ）は計数チップ１ａの断面図である。この構成によれば、計測部２に血液試料７が導入されることで、血液試料７と着色剤１３とが混合されるので、計数チップ１ａ外での処理が不要となり、より簡易に血球の計数を行うことができる。
【００９５】
さらに、着色剤１３は液体に限定されるものではない。たとえば、計測部２に着色剤１３が乾燥固定されていてもよい。これにより、計測部２に血液試料７が導入されることで着色剤１３が血液試料７中に拡散し、血漿６の着色が行われる。この構成によれば、液体の着色剤１３を血液試料７と混合する必要がないため、血液試料７が希釈されることなく、計測部２の体積により即した定量的な分析が可能となる。なお、図３（ｃ）に示す計数チップ１ｂのように、着色剤１３は導入流路９に乾燥固定されていてもよい。
【００９６】
なお、計測部２の厚みｄ（図１（ｂ）参照）については、２０μｍ＜ｄ≦６０μｍ程度の値とされる。この数値範囲は、本実施形態における計数対象である白血球の最大径から平均径の４倍までの範囲にほぼ対応する。計測部２がこの範囲の厚みｄを有することにより、白血球は、形状を変化させることなく計測部２に導入されるとともに、白血球への照射光は、白血球以外の部分（赤血球や着色後の血漿）によって遮蔽されにくくなる。これにより、計測部２における白血球と白血球以外の部分との光吸収量の差を大きくすることができ、より高精度に白血球を計数することができる。
【００９７】
さらに、上記ｄを光路長としたときの、着色後の血漿６ｂの吸光度をＡλとすると、Ａλの値を０．０５≦Ａλ≦２．５の範囲とすることが好ましい。Ａλがこの範囲の値を取ることにより、計測部２における白血球５と着色後の血漿６ｂとの透過光量の差が、光学的にこれらを分類して識別するために十分な値となり、高精度な白血球５の計数が可能となる。
【００９８】
〔２．計数装置の構造について〕
次に、本実施形態において、計数処理を行うための計数装置５０の構造について、図５および図６を参照して説明する。
【００９９】
図５は、本実施形態に係る計数装置５０の外観を、計数チップ１とともに示す図である。計数装置５０は、チップホルダ５１と、操作ボタン５２と、表示部５３とを備えてなる。
【０１００】
チップホルダ５１は、血液試料７を導入した計数チップ１を装着するためのホルダである。すなわち、チップホルダ５１から計数チップ１を装着することによって、計測部２を計数装置５０内部の光源と検出部とによって適切に挟むことができる。
【０１０１】
操作ボタン５２は、計数処理の開始・終了の指示や、計数処理において用いられるパラメータ等を計数装置５０の制御部に入力するためのインターフェースである。さらに、操作ボタン５２を介して、計測部２に照射される光の波長や閾値ｔｈ２、ｔｈ３の調整、また、計数対象となる血球を決定する操作等を行ってもよい。
【０１０２】
表示部５３は、計数処理の測定結果や、各種パラメータ等を表示するためのものである。計数装置５０の操作者は、表示部５３に表示される測定結果を参照して、閾値ｔｈ２、ｔｈ３を再設定してもよい。
【０１０３】
図６（ａ）は、本実施形態に係る計数装置５０が備える光源６１および検出部６２を、計数チップ１とともに示す図である。
【０１０４】
光源６１は、計測部２に充填された血液試料７に対し、照射光を照射するためのものである。上記照射光は、所定の波長域にピークを有する光である。そして、照射光のピークは、例えばヘモグロビンの吸収波長のピークと一致させることができる。光源６１は、ＬＥＤ等の発光素子やレーザーによって実現されてもよい。なお、光源６１が照射する照射光の強度分布については、測定範囲（検出部６２によって透過光量が検出される、計測部２における領域）の最大強度をＬｍａｘ、最小強度をＬｍｉｎとしたとき、Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎ≦２であることが好ましく、最も好ましくは均一である。これにより、照射光の強度の違いに起因する測定誤差を少なくし、高精度に計数対象の血球を計数することができる。以下で記載する光源６１の種々の変形例においても、好ましい照射光の強度分布は上記と同様である。
【０１０５】
検出部６２は、光源６１が照射し、計測部２に充填された血液試料７を透過した照射光を検出する。検出部６２は、ＣＣＤ等の受光素子によって実現されてもよい。また、図６（ａ）に示す構成において、検出部６２は、ガラス基板３の面方向に２次元的に配置されるエリアセンサであり、例えばエリアＣＣＤによって実現されてもよい。
【０１０６】
上記構成により、計数装置５０は、検出部６２に重畳する計測部２の範囲に充填された血液試料７中の各領域の光吸収量を測定する。そして、該測定結果に基づいて上記範囲に対応する体積の血液試料７中の血球を計数することができる。なお、上記各領域とは、検出部６２の画素サイズに対応していてもよく、すなわち検出部６２の空間分解能を指す。さらに、上記画素サイズｐは、撮影倍率をｘとしたとき、例えば白血球５を計数する場合はｐ≦１５μｍ・ｘ／２であることが好ましい。さらに、赤血球４の計数も行う場合は、ｐ≦８μｍ・ｘ／２程度であることが好ましい。これにより、透過光量によって計数対象の血球を高精度に計数することが可能となる。以下で記載する検出部６２の種々の変形例においても、好ましい画素サイズは上記と同様である。
【０１０７】
エリアセンサによって実現された検出部６２は、一度に広範囲の計測部２の領域についての測定が可能となる。一方で、要求される測定範囲の拡大に従って光源６１とともに大型化が必要となる場合もある。
【０１０８】
そこで、計数装置のコンパクト化を実現するために、図６（ｂ）に示す構成の光源６１ａおよび検出部６２ａを用いることが可能である。図６（ｂ）は、検出部６２ａとして、ガラス基板３の面方向に水平であり、なおかつ計数チップ１における血液試料７の導入方向に垂直な方向に１次元的に配置されたラインセンサを備えた構成を示す断面図である。また、検出部６２ａは、例えばラインＣＣＤによって実現されてもよい。
【０１０９】
図６（ｂ）に示す構成において、光源６１ａおよび検出部６２ａは、光源６１ａにより照射される照射光が検出部６２ａにより受光される状態を維持しつつ、図中の白矢印の方向に平行に移動する。なお、光源６１ａおよび検出部６２ａの移動方向（図中白矢印）は計数チップ１における上記試料の導入方向（図中黒矢印）と平行であることが好ましい。しかしながら、光源６１ａおよび検出部６２ａの移動方向は、これに限られず、ガラス基板３の平板方向に対して平行であればよい。また、図６（ｂ）では光源６１ａおよび検出部６２ａが１方向に移動する構成を示しているが、光源６１ａおよび検出部６２ａは２方向に移動してもよい。
【０１１０】
光源６１ａと検出部６２ａとが上記のように移動することにより、計数装置５０は、検出部６２ａの移動範囲に重畳する計測部２の範囲（好ましくは計測部２全体）に充填された血液試料７中の各領域の光吸収量を測定する。そして、該測定結果に基づいて上記範囲に対応する体積の血液試料７中の血球を計数することができる。なお、上記各領域とは、検出部６２ａを実現するラインセンサの受光素子の単位時間（測定の時間分解能）当たりの移動範囲に対応していてもよく、すなわち検出部６２ａの空間分解能を指す。これにより、光源６１ａおよび検出部６２ａに係る設置空間や価格を抑えながら、計測部２の広範囲に亘る測定が可能となる。
【０１１１】
〔３．計数チップの流路の形状について〕
本発明に係る計数チップ１の各流路は多様な形状を有しうる。以下に、いくつかの例を示す。なお、説明の便宜上、先行の記載にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１２】
図７（ａ）は、図２に示した計数チップ１において、矩形形状を有する計測部２に代えて、ジグザグ状の蛇行流路である計測部２ａを備えた計数チップ１ｃを示す。計測部２ａが細い蛇行流路であることにより、図２に示した矩形形状を有する計測部２と比較して、より強い毛細管力が働くので、計測部２ｃの全体に血液試料７を容易に充填することができる。
【０１１３】
図７（ｂ）は、図２に示した計数チップ１において、矩形形状を有する計測部２に代えて、楕円形の計測部２ｂを備えた計数チップ１ｄを示す。計測部２ｂは円形であってもよい。計測部２ｂが円形または楕円形を有することにより、計測部２ｂの全体に確実に血液試料７を充填することができる。
【０１１４】
図７（ｃ）は、図２に示した計数チップ１において、矩形形状を有する計測部２に代えて、流路内に複数のピラー構造７１を設けた計測部２ｃを備えた計数チップ１ｅの上面図である。図７（ｃ）に示す構成において、計数チップ１ｅを構成する基板３ｃは、基板３ｄと基板３ｅとが接合されてなり、例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の変形しやすい物質からなる部材として想定されている。ピラー構造７１は、図７（ｄ）に示すように、計測部２ｃにおいて、基板３ｄおよび基板３ｅを支える柱構造であり、基板３ｄおよび基板３ｅの湾曲等による計測部２ｃの変形を防ぐ機能を果たす。これにより、ＰＤＭＳ等の変形しやすい基板３ｃから構成される計数チップ１ｅにおいても、計測部２ｃの高さが一定に保たれる。
【０１１５】
図７（ｅ）は、図２に示した計数チップ１において、矩形形状を有する計測部２に代えて、側面が開放された計測部２ｄを備えた計数チップ１ｆの上面図である。また、計数チップ１ｆは、計数チップ１ｃ（図７（ａ）参照）等に設けられた円形の開口部である空気孔１０に代えて、計測部２ｄの各側面と同程度の長さを有する溝である空気孔１０ａを備えている。さらに、計数チップ１ｆは空気孔流路１１を備えておらず、計測部２ｄと空気孔１０ａとは、疎水部１２ａのみによって隔てられている。
【０１１６】
図７（ｆ）は、計数チップ１ｆの断面図である。図７（ｆ）に示すように、計数チップ１ｆは、計測部２ｄと空気孔１０ａとの間に幅の狭い空気孔流路１１が設けられていない。したがって、図２に示した計数チップ１と比較して、短時間でより多くの空気を外部に排出することができる。よって、計測部２ｄに効率的に血液試料７を充填することができる。
【０１１７】
なお、図７（ｅ）において、計測部２ｄは３面の側面が空気孔１０ａに開放されている構造となっているが、計数チップ１ｆにおいて開放されている側面の数は３に限定されず、１面のみ、あるいは計測部の側面すべてが空気孔１０ａに開放されていてもよい。
【０１１８】
〔４．フローシステムを利用した計数チップと計数装置の構造について〕
上述の記載において、計測部２およびその変形例は、全て基板の面方向における広がりを有する流路として説明したが、本発明に係る計測部の形状はこれに限定されない。本発明に係る計数チップ１および計数装置５０に関する別の構成例について、図８および図９を参照して説明する。なお、説明の便宜上、既に説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１９】
以下の記載においては、フローシステムを利用した血球計数に係る計数チップ１および計数装置５０についての構成例を示すとともに、血漿６の着色方法についても、上述とは異なる態様を説明する。具体的には、着色剤１３は液体であり、血液試料７とは別に計数チップ１ｇに導入され、計測部２ｅより上流の流路において血液試料７と合流し、血漿６を着色する。
【０１２０】
図８（ａ）は、図２に示した計数チップ１の構成において、導入流路９に代えて試料導入流路９ａを、計測部２に代えて計測部２ｅを、空気孔流路１１に代えて排出流路８５を、空気孔１０に代えて排出部８６を備えた計数チップ１ｇの上面図である。計数チップ１ｇはさらに、着色剤導入孔８１と、着色剤導入流路８２と、合流部８３と、着色流路８４とを備えている。
【０１２１】
試料導入流路９ａは、試料導入孔８から導入された血液試料７を、合流部８３に導くための流路である。なお、試料導入流路９ａを通過する血液試料７は、血漿６が着色されていない血液試料７である。
【０１２２】
着色剤導入孔８１は、液体である着色剤１３を計数チップ１ｇに導入するための開口部である。図中では試料導入流路９ａの両側に１つずつ設けられているが、片側に１つのみ設けられていてもよい。
【０１２３】
着色剤導入流路８２は、着色剤導入孔８１から導入された着色剤１３を、合流部８３へと導く流路である。着色剤導入孔８１と同様、１つのみ設けられていてもよい。
【０１２４】
合流部８３は、試料導入流路９ａから導入された血液試料７と、着色剤導入流路８２から導入された着色剤１３との合流点である。
【０１２５】
着色流路８４は、合流部８３において合流した血液試料７と着色剤１３とが計測部２ｅを通過する前に混合されるように設けられた流路である。
【０１２６】
計測部２ｅは、着色流路にて着色された血漿６を含む血液試料７を通過させる狭隘部である。計測部２ｅの流路幅ｗは、好ましくは２０μｍ＜ｗ≦６０μｍであり、計測部２ｅの上記厚みｄとの組み合わせにより、白血球５が１個ずつ計測部２ｅを通過するために適切な値である。なお、図中では着色流路８４および排出流路８５の流路の幅方向の中央で狭窄しているが、着色剤導入流路８２が片側のみに設けられている場合は、着色流路８４を基準として、着色剤導入流路８２の反対側方向に狭窄していることが好ましい。
【０１２７】
これは、合流部８３において、血液試料７に対し着色剤１３が片側から合流すると、血液試料７は着色剤１３によって着色剤導入流路８２の反対側に押される形となり、着色流路８４において白血球５は着色剤導入流路８２と反対側に偏って流れることになるためである。すなわち、このような状態の白血球５が計測部２ｅをスムーズに通過するためには、計測部２ｅは、白血球５が偏っている側に狭窄していることが好ましい。
【０１２８】
排出流路８５は、計測部２ｅを通過した血液試料７を、排出部８６に導くための流路である。
【０１２９】
排出部８６は、計測部２ｅを通過した血液試料７を、計数チップ１ｇの外部に排出するための開口部である。
【０１３０】
図８（ｂ）を参照して、計数チップ１ｇにおける血液試料７の導入方法を説明する。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した計数チップ１ｇにおける、試料導入流路９ａ、着色剤導入流路８２、合流部８３、着色流路８４、計測部２ｅ、排出流路８５を含む領域の拡大図である。
【０１３１】
図８（ｂ）に示すように、試料導入孔８から図中黒矢印の方向に導入された血液試料７は、計数対象の粒子として白血球５を含んでおり、試料導入流路９ａを通過し、合流部８３へ到達する。なお、図中で血液試料７に含まれる計数対象の粒子を白血球５としているが、これに限らず、上記粒子は赤血球４等の他の細胞であってもよい。
【０１３２】
一方、着色剤導入流路８２からは、着色剤導入孔８１から図中白矢印の方向に導入された着色剤１３が、血液試料７を両側から挟む形で合流部８３へ到達する。これにより、着色剤１３がシース液の機能を果たし、着色流路８４においてシースフローが形成される。さらに、試料導入流路９ａ、着色剤導入流路８２、および着色流路８４の幅、またはこれらを通過する血液試料７および着色剤１３の流量を調節することにより、着色流路８４において通過する着色後の血漿６を含む血液試料７において、白血球５を１列に並べることが好ましい。これにより、上記流路幅ｗを有する計測部２ｅへの白血球５の導入がスムーズに行われる。
【０１３３】
図９は、血液試料７と着色剤１３とが導入された計数チップ１ｇと、光源６１ｂおよび検出部６２ｂとを示す断面図である。図中の黒矢印は血液試料７の導入方向を示す。
【０１３４】
光源６１ｂは半導体レーザーによって実現可能であり、検出部６２ｂは上記半導体レーザーによって照射されたレーザー光を受光するフォトディテクタによって実現可能である。光源６１ｂと検出部６１ｂとは、計測部２ｅを挟むように設置される。光源６１ｂおよび検出部６２ｂは、狭窄した計測部２ｅに重畳し得る形状であればよいため、さらに計数装置の小型化が可能となる。
【０１３５】
光源６１ｂは、計測部２ｅを通過する血液試料７にレーザー光を照射し、検出部６２ｂは、計測部２ｅ内の血液試料７を透過した上記レーザー光を検出する。これが一定時間繰り返され、検出部６２ｂが検出した透過光量に基づき、計測時間中に計測部２ｅを通過した血液試料７中に存在する白血球５の計数が行われる。
【０１３６】
半導体レーザーによる光源６１ｂが発するレーザー光は、通常のＬＥＤが発する光と比較して、波長や振幅のばらつきが少ない。このため、所望の波長、すなわち着色剤１３や赤血球４の吸収波長のピークとなる波長を有する光を血液試料７に照射することができ、より精度の高い血球計数が可能となる。
【０１３７】
〔５．フローシステムを利用した計数チップと計数装置の構造の別の例について〕
本発明に係る計数チップ１および計数装置５０のさらに別の構成例について、図１０および図１１を参照して説明する。なお、説明の便宜上、既に説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１３８】
図１０（ａ）に、導入流路９および空気孔流路１１と同じ流路幅を有する計測部２ｆを備えた計数チップ１ｈの上面図を示す。計測部２ｆは、複数の狭隘部２１ｆによって構成されている。そして、計測部２ｆにおいては、図１１に示すように、血液試料７は計測部２ｆを通過しながら光源６１ｃから照射光を照射される。より具体的には、血液試料７は、各狭隘部２１ｆ通過しながら照射光を照射される。
【０１３９】
図１０（ｂ）は、計測部２ｆの拡大図であり、血液試料７が通過している状態を示している。各狭隘部２１ｆの流路幅は、好ましくは計測部２ｅ（図８参照）の流路幅ｗと同一の数値範囲を取る。これにより、血液試料７が計測部２ｆを通過するとき、各狭隘部２１ｆにおいて白血球５が１列に並ぶ。
【０１４０】
図１１は、計数チップ１ｈとともに、光源６１ｃおよび検出部６２ｃの構成を示す図である。検出部６２ｃは、ガラス基板３の面方向に水平であり、なおかつ計数チップ１ｈにおける血液試料７の導入方向に垂直な方向に１次元的に配置されたラインセンサであり、ラインＣＣＤ等によって実現される。光源６１ｃと検出部６２ｃとは、計測部２ｆを挟むように設置される。
【０１４１】
また、試料導入孔８から図中矢印の方向に導入された血液試料７は、計数対象の粒子として白血球５を含んでおり、導入流路９を通過し、続いて計測部２ｆを通過する。なお、図中で血液試料７に含まれる計数対象の粒子を白血球５としているが、これに限らず、上記粒子は赤血球４等の他の細胞であってもよい。
【０１４２】
計測部２ｆにおいて、白血球５は、各狭隘部２１ｆ（図１０（ｂ）参照）を１列に並んで通過する。この狭隘部２１ｆを通過する白血球５を含む血液試料７に対し、光源６１ｃから照射光が照射され、検出部６２ｃは、血液試料７を透過した上記照射光を検出する。検出部６２ｃが検出した透過光量に基づいて、白血球５の計数が行われる。
【０１４３】
以上のように、計測部２ｆ（図１０（ｂ）参照）は、狭隘部２１ｆを複数備えることにより、計測部２ｅ（図８（ａ）参照）を複数備えていると見做せる構造を有している。これにより、計測部２ｆを用いることにより、計測部２ｅを用いるよりも一度に計測できる血液試料７の体積が多くなるため、高効率な血球計数が可能となる。
【０１４４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明に係る計数チップ、計数方法、および計数装置は、バイオテクノロジーの分野における、医薬品製造等の試料中の粒子管理、および医療分野における血液中の血球測定や尿中の有形成分分析等に、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４６】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ    計数チップ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ    計測部
３    ガラス基板（透光性を有する１対の平板）
３ａ、３ｂ    ガラス基板（平板）
４    赤血球（計数対象ではない粒子、第２の粒子）
５    白血球（計数対象物質、第１の粒子）
６    血漿（計数対象物質以外の部分、液体部）
６ｂ  着色後の血漿（着色された部分）
７    血液試料（試料）
１３    着色剤
５０    計数装置
６１、６１ａ、６１ｃ    光源
６１ｂ  光源（半導体レーザー）
６２    検出部（エリアセンサ）
６２ａ、６２ｃ    検出部（ラインセンサ）
６２ｂ  検出部（フォトディテクタ）
【図１】
2013217673.tif 000003
【図２】
2013217673.tif 000004
【図３】
2013217673.tif 000005
【図４】
2013217673.tif 000006
【図５】
2013217673.tif 000007
【図６】
2013217673.tif 000008
【図７】
2013217673.tif 000009
【図８】
2013217673.tif 000010
【図９】
2013217673.tif 000011
【図１０】
2013217673.tif 000012
【図１１】
2013217673.tif 000013
【図１２】
2013217673.tif 000014