宮村 和宏 (〒10 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 Kyoto, 6018510, JP)
YONEZAWA, Hyosuke (2, Miyanohigashi-cho, Kisshoin,Minami-ku, Kyoto-cit, Kyoto 10, 6018510, JP)
米澤 俵介 (〒10 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 Kyoto, 6018510, JP)
OHMORI, Yoichi (2, Miyanohigashi-cho, Kisshoin,Minami-k, Kyoto-city Kyoto 10, 6018510, JP)
大森 陽一 (〒10 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 Kyoto, 6018510, JP)
IKEDA, Motohide (2, Miyanohigashi-cho, Kisshoin,Minami-k, Kyoto-city Kyoto 10, 6018510, JP)
学校法人立命館 (〒20 京都府京都市中京区西ノ京栂尾町1番地の7 Kyoto, 6048520, JP)
HORIBA, Ltd. (2 Miyanohigashi-cho, Kisshoin Minami-k, Kyoto-city Kyoto 10, 6018510, JP)
株式会社堀場製作所 (〒10 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 Kyoto, 6018510, JP)
MIYAMURA, Kazuhiro (C/O HORIBA Ltd, 2, Miyanohigashi-cho, Kisshoin,Minami-k, Kyoto-city Kyoto 10, 6018510, JP)
宮村 和宏 (〒10 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 Kyoto, 6018510, JP)
YONEZAWA, Hyosuke (2, Miyanohigashi-cho, Kisshoin,Minami-ku, Kyoto-cit, Kyoto 10, 6018510, JP)
米澤 俵介 (〒10 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 Kyoto, 6018510, JP)
OHMORI, Yoichi (2, Miyanohigashi-cho, Kisshoin,Minami-k, Kyoto-city Kyoto 10, 6018510, JP)
| 粒子を含む液体を導入するための液体導入口と、 前記液体導入口に連通して設けられ、前記液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記液体に含まれる粒子をその粒径に応じて分離する粒子分級部と、を備え、 前記粒子分級部が、互いに対向する面から形成されるとともに、その対向する面の間隙が連続的又は段階的に変化するものである液中粒子分級装置。 |
| 前記粒子分級部の対向する面の間隙が連続的に変化するものであり、平板状の第1部材及び平板状の第2部材を、その一端にスペーサを介在させて重ね合わせることにより構成されている請求項1記載の液中粒子分級装置。 |
| 前記粒子分級部の対向する面の間隙が段階的に変化するものであり、平板状の第1部材と、階段状の凹溝を有する第2部材とを重ね合わせることにより構成されている請求項1記載の液中粒子分級装置。 |
| 前記液体導入口が、前記第1部材及び第2部材を重ね合わせることによりその側面に形成された開口である請求項1記載の液中粒子分級装置。 |
| 前記対向する面が、親水性を有する請求項1記載の液中粒子分級装置。 |
| 請求項1に記載の液中粒子分級装置と、 前記液体に混入されて混合液体を形成する基準粒子と、を備え、 前記液中粒子分級装置の粒子分級部が、前記混合液体を毛細管現象により内部に導入するとともに、前記混合液体に含まれる前記測定対象粒子及び前記基準粒子をその粒径に応じて分級するものである粒径測定装置。 |
| 毛細管現象を生じさせ、連続的又は段階的に変化する間隙を形成する互いに対向する面に、粒子を含む液体を毛細管現象により導入させることにより前記粒子をその粒径に応じて分級する液中粒子分級方法。 |
| 測定対象粒子を含む試料液体に粒径既知の基準粒子を混入する混入ステップと、 前記混入ステップにより生成された混合液体を、毛細管現象を生じさせ、連続的又は段階的に変化する間隙に導入することにより、前記測定対象粒子及び前記基準粒子をその粒径に応じて分級する分級ステップと、 前記測定対象粒子及び前記基準粒子の分級結果から、前記測定対象粒子の粒径を測定する測定ステップと、を備える粒径測定方法。 |
| 前記混入ステップにおいて、粒径の異なる複数種類の基準粒子を混入する請求項8記載の粒径測定方法。 |
| 前記基準粒子が、着色された粒子である請求項8記載の粒径測定方法。 |
| 前記基準粒子が、蛍光色素を付したポリスチレン粒子である請求項8記載の粒径測定方法。 |
本発明は、液体中に含まれる粒子を分級 る分級方法及びその分級装置に関するもの ある。また、本発明は、試料液体中に含ま る測定対象粒子の粒径を測定するための粒 測定方法及びその粒径測定装置に関するも である。
例えば血液中に含まれる赤血球成分、白 球成分、血小板成分、血漿成分を分類する 合、遠心分離により行うことが一般的に行 れている。
しかし、当然のことながら遠心分離機を いる必要があり、分離する時間が掛かって まうという問題がある。また、遠心分離機 各操作が手間であるという問題もある。
また、特許文献1に示すように、フィルタ を用いて血液中から上記各成分を分離する方 法がある。
しかし、フィルタを通過させるためには リンジポンプ等により圧力をかける必要が る。さらに、重力を用いて自然に分離する 法もあるが、非常に時間がかかってしまう
さらに、上記の分離方法では、多くのサ プル量が必要となってしまうという問題も る。これは、大量採取が困難なサンプルを いる場合には、特に問題となる。
また、特許文献2に示すように、基板上に 微細加工技術により微細流路を形成して、そ の微細流路を用いて血液などの生体成分の分 級を行うものがあるが、微細流路が詰まりや すいという問題がある。
その上、配管などのデッドボリュームが大
く、微量液体の取り扱いには不向きである
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解 するためになされたものであり、簡単な構 でありながら、微量液体中に含まれる粒子 瞬時に分級することをその主たる所期課題 するものである。
すなわち本発明に係る液中粒子分級装置 、粒子を含む液体を導入するための液体導 口と、前記液体導入口に連通して設けられ 前記液体を毛細管現象により内部に導入す とともに、前記液体に含まれる粒子をその 径に応じて分離する粒子分級部と、を備え 前記粒子分級部が、互いに対向する面から 成されるとともに、その対向する面の間隙 連続的に変化するものであることを特徴と る。
また、本発明に係る液中粒子分級装置は 粒子を含む液体を導入するための液体導入 と、前記液体導入口に連通して設けられ、 記液体を毛細管現象により内部に導入する ともに、前記液体に含まれる粒子をその粒 に応じて分離する粒子分級部と、を備え、 記粒子分級部が、互いに対向する面から形 されるとともに、その対向する面の間隙が 階的に変化するものであることを特徴とす 。
このようなものであれば、毛細管現象に り液体(測定試料)を導入することができる で、外部動力を必要とせず、配管等も必要 いので、装置構成を簡単にすることができ 。また、毛細管現象により液体が導入され 過程で、複数の異なる間隙において、その 隙を通過できる粒径の粒子のみその間隙内 通過することができる。したがって、複数 異なる間隙を予め分級する粒子の粒径に合 せて設定するだけで、簡単、確実且つ瞬時 自動的に分級することができる。
粒子分級部の具体的な実施の態様として 、前記粒子分級部が、平板状の第1部材及び 平板状の第2部材を、その一端にスペーサを 在させて重ね合わせることにより構成され いることが望ましい。これならば、極めて 単に粒子分級部を構成することができる。
また、前記粒子分級部が、平板状の第1部 材と、階段状の凹溝を有する第2部材とを重 合わせることにより構成されていることが ましい。これならば、スペーサを不要とす ことができ、部品点数を減らすことができ 組み立ても容易である。
構成をさらに簡略化するためには、前記 体導入口が、前記第1部材及び第2部材を重 合わせることによりその側面に形成された 口であることが望ましい。
前記対向する面が、親水性を有するもの あれば、毛細管現象による液体の進行を促 することができ、分級をより短時間で行う とができる。
また、本発明に係る液中粒子分級方法は 毛細管現象を生じさせ、連続的又は段階的 変化する間隙を形成する互いに対向する面 、粒子を含む液体を毛細管現象により導入 せることにより前記粒子をその粒径に応じ 分級することを特徴とする。
このようなものであれば、対向面の間隙 調整するだけで、毛細管現象により自動的 粒子を分級することができる。したがって 簡単、確実且つ瞬時に微量液体中に含まれ 粒子を分級することができる。
前記対向する面が、くさび状の空間を形 するものであることが望ましい。これなら 、対向する面の間隙が連続的に変化するの 、予め分級したい粒子の粒径が不明な場合 あっても、分級することができる。
また、本発明に係る粒径測定装置は、上 の液中粒子分級装置と、前記液体に混入さ て混合液体を形成する基準粒子と、を備え 液中粒子分級装置の粒子分級部が、前記混 液体を毛細管現象により内部に導入すると もに、前記混合液体に含まれる前記測定対 粒子及び基準粒子をその粒径に応じて分級 るものであることを特徴とする。
このようなものであれば、毛細管現象に り混合液体を粒子分級部に導入するだけで 複数の異なる間隙において測定対象粒子及 基準粒子が同時に分級されるので、その基 粒子に基づいて測定対象粒子の粒径を短時 で、精度良く且つ容易に測定及び校正する とができる。また、毛細管現象を利用する とにより、外部動力を必要としない簡単な 成とすることができる。さらに、基準粒子 基づいて測定対象粒子を測定するので、液 粒子分級装置が使い捨てである等の理由に り、液中粒子分級装置の加工精度が低い場 であっても、粒径測定を精度良くに行うこ ができる。
また、前記粒径測定装置を用いた係る粒 測定方法は、測定対象粒子を含む試料液体 粒径既知の基準粒子を混入する混入ステッ と、前記混入ステップにより生成された混 液体を、毛細管現象を生じさせ、連続的に 化する間隙に導入することにより、前記測 対象粒子及び前記基準粒子をその粒径に応 て分級する分級ステップと、前記測定対象 子及び前記基準粒子の分級結果から、前記 定対象粒子の粒径を測定する測定ステップ 、を備えることを特徴とする。
複数の測定対象粒子を同時に精度良く測 することができるようにするためには、前 混入ステップにおいて、粒径の異なる複数 類の基準粒子を混入することが望ましい。
測定対象粒子及び基準粒子の区別を明確 し、また、各基準粒子を目視又は測定し易 するためには、前記基準粒子が、着色され 粒子であることが望ましい。
基準粒子の具体的な実施の態様としては 前記基準粒子が、蛍光色素を付したポリス レン粒子等を用いることができる。
このように構成した本発明によれば、簡 な構成でありながら、微量液体中に含まれ 粒子を瞬時に分級することができる。さら 、短時間で、精度良く且つ容易に粒径を測 することができる。
1・・・液中粒子分級装置
1A・・・液体導入口
1B・・・粒子分級部
11・・・第1部材
11a・・・第1部材の粒子分級部を形成する面
12・・・第2部材
12a・・・第2部材の粒子分級部を形成する面
2・・・・固定部材
Z ・・・粒径測定装置
RP ・・・基準粒子
3 ・・・分級ユニット(液中粒子分級装置)
3A ・・・液体導入口
3B ・・・粒子分級部
31 ・・・第1平板部材
31a・・・第1平板部材の粒子分級部を形成す
面
32 ・・・第2平板部材
32a・・・第2平板部材の粒子分級部を形成す
面
4 ・・・固定部材
<液中粒子分級装置及び液中粒子分級方法&g
t;
まず、本発明の液中粒子分級装置1の第1実
形態及び第2実施形態を説明する。
<第1実施形態>
以下に、本発明に係る液中粒子分級装置1の
第1実施形態について、図面を参照して説明
る。なお、図1は、本実施形態に係る液中粒
分級装置1の斜視図である。図2は、液中粒
分級装置1の断面図である。
<装置構成>
本実施形態に係る液中粒子分級装置1は、図
1及び図2に示すように、粒子を含む液体を導
するための液体導入口1Aと、前記液体導入
1Aに連通して設けられ、前記液体を毛細管現
象により内部に導入するとともに、前記液体
に含まれる粒子をその粒径に応じて分級する
粒子分級部1Bと、を備えている。
粒子分級部1Bは、互いに対向する面11a、12 aから形成されるとともに、その対向する面11 a、12aの間隙が、連続的に変化するものであ 。具体的には、粒子分級部1Bは、平板状の第 1部材11及び平板状の第2部材12を一端において スペーサ13を介在させるとともに、他端にお て第1部材11及び第2部材12とが互いに接触す ように重ね合わせることにより形成したく び状の空間である。この空間は、毛細管現 により液体が進行するに従って、断面積が 続的に小さくなるものである。なお、重ね わせた第1部材11及び第2部材12は、その両端 が固定部材2により機械的に狭持して固定さ れる。
そして、第1部材11及び第2部材12を重ね合 せることにより、その両側端に形成された 口の一方を液体導入口1Aとしている。この うに、両側端に形成された開口の一方を液 導入口1Aとしているので、第1部材11及び第2 材12に導入口1Aを構成する孔を設ける必要が いので、製作を簡単にすることができる。
第1部材11及び第2部材12はともに、アクリ 樹脂製の矩形状平板であり、少なくとも前 粒子分級部1Bを形成する面(対向面)である内 面11a、12aは平面である。
また、その内面11a、12aは、親水性を向上 せるためにコーティング処理が施されてい 。具体的には、内面11a、12aは、ヘパリン等 多糖類、DNA等のヌクレチド類又は界面活性 などの化合物により親水コーティングが施 れている。
スペーサ13は、前記平板部材11、12と同様 アクリル樹脂製であり、粒子分級部1Bが毛 管現象を生じる程度の厚みを有する。つま 、スペーサ13は、第1部材11及び第2部材12の間 に介在することにより、くさび状の空間のサ イズ、粒子分級部1Bの最大間隙(対向面間の最 大間隙)を決定するものである。例えば、ス ーサ13の厚みが約20μmであれば、粒子分級部1 Bの最大間隙は約20μmとなる。当然、最小間隙 は0μmである。このように、スペーサ13の厚さ を調節することにより、粒子分級部1Bの分級 度(分解能)を調節することができる。
<分級方法>
次に本実施形態の液中粒子分級装置1を用い
た測定試料である血液の分級方法について説
明する。
まず、図3に示すように、液中粒子分級装 置1の開口(液体導入口1A)を血液に触れさせる
そうすると、毛細管現象により血液が液 導入口1Aから粒子分級部1Bに自動的に吸い込 まれ、粒子分級部1B内に流入する。
このとき、図4に示すように、血液中の赤 血球及び白血球は、その直径が4μm以上であ ことから、対向面11a、12aの間隙が4μm以下の 間には入り込まない。
一方、血液に含まれる液体成分である血 は、対向面11a、12aの間隙が4μm以下の空間に 入り込むことができる。
このようにして、血液中の赤血球及び白 球と血漿とを分級することができ、血液か 血漿のみを分離することができる。
分離した血漿は、GOT、GTP、γ-GTP等の肝機 検査項目、血糖、ヘモグロビンA1c等の糖尿 検査項目等の生化学分析等に用いることが きる。
このように分離した血漿の具体的な分析 法としては、例えば血漿が分離される箇所 予め採取孔(図示しない)を開けて、ポンプ シリンジ等で吸い出すことにより採取し、 の後、測定試薬と混合して吸光度を検出す ことにより血漿を光学的に分析することが えられる。
また、対向面11a、12aのいずれか一方又は 方に測定試料を塗布しておくことも考えら る。そして、液中粒子分級装置1の一方(第1 材11側)に検査光を照射する光源を設け、他 (第2部材12側)に光検出器を設け、液中粒子 級装置1を透過した光を検出する。そして、 検出器の検出信号を処理することにより、 漿の吸光度を算出し、血漿の分析を行うこ が考えられる。なお、光源及び光検出部を をなすように複数組設けるようにしても良 。また、そのような光源及び光検出器を備 た分析装置内に液中粒子分級装置1を導入し て分析することも考えられる。
<第1実施形態の効果>
このように構成した本実施形態に係る液中
子分級装置1によれば、毛細管現象により液
体(血液)を導入することができるので、外部
力を必要とせず、配管等も必要ないので、
置1の構成を極めて簡単にすることができる
。また、対向面11a、12aの間隙が連続的に変化
しているので、毛細管現象により導入される
過程で液体中に含まれる粒子は、その粒径に
応じて自動的に分級される。したがって、簡
単、確実且つ瞬時に自動的に粒子を分級する
ことができるとともに、粒子と(粒子を含ま
い)液体とに分離することもできる。また、
細管現象を利用しているので、血液のサン
ル量を少量にすることができる。
また、第1部材11及び第2部材12をスペーサ1 3を一端に噛ませて重ね合わせるだけで構成 ているので、極めて簡単に分級装置1を製造 ることができる。さらに、フィルタ等の細 を用いた構造でないため、目詰まりを防ぐ とができる。その上、分級装置1のコンパク ト化を可能とすることができる。
<第2実施形態>
次に本発明に係る液中粒子分級装置1の第2
施形態について図面を参照して説明する。
お、前記実施形態に対応する部分には、同
の符号を付している。
<装置構成>
本実施形態に係る液中粒子分級装置1は、前
記第1実施形態の粒子分級部1Bの構成が異なる
。
本実施形態の粒子分級部1Bは、図5及び図6 に示すように、互いに対向する面11a、12aから 形成されるとともに、その対向する面11a、12a の間隙が、段階的に変化するものである。具 体的には、粒子分級部1Bは、平板状の第1部材 11と、階段状の凹溝を有する第2部材12とを重 合わせることにより形成された階段状の空 である。この空間は、断面形状が段階的に さくなるものである。なお、重ね合わせた 1部材11及び第2部材12は、接着剤により固定 れる。
そして、前記第1実施形態と同様、第1部 11及び第2部材12を重ね合わせることにより、 その両側端に形成された開口の一方を液体導 入口1Aとしている。
第1部材11及び第2部材12はともに、前記第1 実施形態と同様に、アクリル樹脂製の矩形状 平板であり、第1部材11の粒子分級部1Bを形成 る面11aは平面であり、第2部材12の粒子分級 1Bを形成する面12aは階段状の凹溝が形成さ ている。
これらの部材11、12を重ね合わせることに より、図6に示すように、2枚の部材11、12の間 に階段状の空間である粒子分級部1Bが形成さ る。
このように構成した液中粒子分級装置1に おいて、液体導入口1Aを粒子を含む液体に接 させることにより、液体が毛細管現象によ 粒子分級部1B内に吸引され、液体に含まれ 粒子が、その粒径に応じて、自動的に分級 れる。
本実施形態の液中粒子分級装置1を血液の 分級に用いる場合の粒子分級部1Bの各間隙の 体的な数値について図7を参照して説明する 。
血液から赤血球を分離する場合、赤血球 円盤状で、直径が8~10μm程度であるため、フ ィルタ径(間隙)の大きさを7μmにする。
血液から白血球を分離する場合、白血球 その直径は8~15μm程度であるが変形可能であ るため、フィルタ径(間隙)を3μmにする。
血液から血小板を分離する場合、血小板 その大きさは2~3μm程度の不定形であるため フィルタ径(間隙)を1μmにする。
また、本実施形態の各間隙の長さL 1 、L 2 、L 3 、L 4 は等しいが、それぞれの長さが異なるように しても良い。
以上のように調整することにより、液体 入口1Aに血液を接触させるだけで自動的に 血液中の各成分が図7に示すように自動的に 時間で分級される。
<第2実施形態の効果>
前記第1実施形態の効果に加えて、第2部材12
の表面に階段状の凹溝を加工すれば、後は第
1部材11及び第2部材12を重ね合わせるだけで良
いので、スペーサ13も不要となり、部品点数
少なくすることができ、極めて簡単に組み
てることができる。
また、段階的に形成された間隙を、予め 級したい粒子の粒径に合わせて設定するこ により、分級された粒子の粒径を瞬時に計 することができるようになる。
<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるも
ではない。以下の説明において前記実施形
に対応する部材には同一の符号を付すこと
する。
例えば、粒子分級部1Bの空間の形状は、 さび状、階段状に限られず、毛細管現象を じ、液体中に含まれる粒子を分級可能な大 さの間隙にしていれば良く、図8に示すよう ダム形状をなすものであっても良い。
また、前記実施形態では、血液を分級す ものであったが、合成高分子、無機粉体、 属粉体、動植物細胞、生体細胞、微生物、 マルジョン等の粒子を含む液体等であって 良い。
さらに、前記第1実施形態では、スペーサ 13を第1部材11及び第2部材12との一端に設けて るが、第1部材11及び第2部材の中央部に挟み 込み、粒子分級部1Bが左右に一対設けられる うにしても良い。
加えて、前記実施形態では、液体導入口1 Aは、第1部材11及び第2部材12により側面に形 された開口であったが、その他、図9に示す うに、第1部材11又は第2部材12に設けた貫通 1Aとしても良い。なお、図9中の1Cは、分離 れた溶媒(血漿)を採取する採取孔である。
また、分級と分析を同時に行うための変 例としては、血漿が分離される領域に紛状 は固体の測定試薬を予め塗布することによ 、血漿と測定試薬とを反応させ、その反応 光学的又は電気化学的に測定することによ 、血漿を分析することが考えられる。
加えて、図10に示すように、血漿が分離 れるところに測定センサ3を予め作り込んで き、血漿が流れてくると測定が行われるよ にしても良い。具体的には、測定センサ3が 酵素電極などであり、電気化学的測定を行う 方法が考えられる。
その他、液中粒子分級装置に関しては、 述した実施形態や変形実施形態の一部又は 部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前 実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しな 範囲で種々の変形が可能であるのは言うま もない。
<粒径測定装置及び粒径測定方法>
次に、本発明に係る粒径測定装置Zの一実施
形態を説明する。
微粒子の粒径測定法としては、フィルタ ウエハ等に捕集した後に電子顕微鏡等の顕 鏡を用いて粒径を測定する顕微鏡法や、試 液体に検査光を照射して、その散乱光を検 することにより粒径を測定する光散乱法等 ある。
しかしながら、顕微鏡法においては、時 及び労力を要し、また測定結果には個人差 あるという問題がある。
また、光散乱法においては、特開2003-23271 6号公報などの特許文献に示すように、試料 体の測定を行う前には、既知の基準粒子を いて校正を行う必要があり、前記顕微鏡法 同様に、手間と時間が掛かるという問題が る。仮に測定セルが使い捨て(ディスポーザ )である場合には、校正を行うことができな いという問題もある。
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解 するためになされたものであり、短時間で 精度良く且つ容易に粒径を測定することを の主たる所期課題とするものである。
すなわち本発明に係る粒径測定方法は、 定対象粒子を含む試料液体に粒径既知の基 粒子を混入する混入ステップと、前記混入 テップにより生成された混合液体を、毛細 現象を生じさせ、連続的に変化する間隙に 入することにより、前記測定対象粒子及び 記基準粒子をその粒径に応じて分級する分 ステップと、前記測定対象粒子及び前記基 粒子の分級結果から、前記測定対象粒子の 径を測定する測定ステップと、を備えるこ を特徴とする。
また、本発明に係る粒径測定方法は、測 対象粒子を含む液体試料に粒径既知の基準 子を混入する混入ステップと、前記混入ス ップにより生成された混合液体を、毛細管 象を生じさせ、段階的に変化する間隙に導 することにより、前記測定対象粒子及び前 基準粒子をその粒径に応じて分級する分級 テップと、前記測定対象粒子及び前記基準 子の分級結果から、前記測定対象粒子の粒 を測定する測定ステップと、を備えること 特徴とする。
このようなものであれば、毛細管現象に り混合液体を粒子分級部に導入するだけで 複数の異なる間隙において測定対象粒子及 基準粒子が同時に分級されるので、その基 粒子に基づいて測定対象粒子の粒径を短時 で、精度良く且つ容易に測定及び校正する とができる。また、毛細管現象を利用する とにより、外部動力を必要としない簡単な 成とすることができる。さらに、基準粒子 基づいて測定対象粒子を測定するので、分 ユニットが使い捨てである等の理由により 分級ユニットの加工精度が低い場合であっ も、粒径測定を精度良くに行うことができ 。
複数の測定対象粒子を同時に精度良く測 することができるようにするためには、前 混入ステップにおいて、粒径の異なる複数 類の基準粒子を混入することが望ましい。
測定対象粒子及び基準粒子の区別を明確に
、また、各基準粒子を目視又は測定し易く
るためには、前記基準粒子が、着色された
子であることが望ましい。
基準粒子の具体的な実施の態様としては、
記基準粒子が、蛍光色素を付したポリスチ
ン粒子等を用いることができる。
また、上記粒径測定方法に好適に実現す ための粒径測定装置は、測定対象粒子を含 試料液体に混入される粒径既知の基準粒子 、前記試料液体及び前記基準粒子からなる 合液体が導入され、前記測定対象粒子及び 準粒子を分級する分級ユニットと、を備え 前記分級ユニットが、前記混合液体を導入 るための液体導入口と、前記液体導入口に 通して設けられ、前記混合液体を毛細管現 により内部に導入するとともに、前記測定 象粒子及び基準粒子をその粒径に応じて分 する粒子分級部と、を備え、前記粒子分級 が、互いに対向する面から形成されるとと に、その対向する面の間隙が連続的に変化 るものであることを特徴とする。
また、その他の粒径測定装置は、測定対 粒子を含む液体に混入される粒径既知の基 粒子と、前記試料液体及び前記基準粒子か なる混合液体が導入され、前記測定対象粒 及び基準粒子を分級する分級ユニットと、 備え、前記分級ユニットが、前記混合液体 導入するための液体導入口と、前記液体導 口に連通して設けられ、前記混合液体を毛 管現象により内部に導入するとともに、前 測定対象粒子及び基準粒子をその粒径に応 て分離する粒子分級部と、を備え、前記粒 分級部が、互いに対向する面から形成され とともに、その対向する面の間隙が段階的 変化するものであることを特徴とする。
粒子分級部の具体的な実施の態様としては
前記粒子分級部が、平板状の第1部材及び平
板状の第2部材を、一端にスペーサを介在さ
て重ね合わせることにより構成されている
とが望ましい。これならば、極めて簡単に
子分級部を構成することができる。
また、前記粒子分級部が、平板状の第1部材
と、階段状の凹溝を有する第2部材とを重ね
わせることにより構成されていることが望
しい。これならば、スペーサを不要とする
とができ、部品点数を減らすことができ、
み立ても容易である。
このように構成した本発明によれば、短 間で、精度良く且つ容易に粒径を測定する とができる。
以下に、本発明に係る粒径測定装置Zの一 実施形態について、図面を参照して説明する 。なお、図11は、本実施形態に係る粒径測定 置Zの斜視図である。図12は、分級ユニット3 の断面図である。
<装置構成>
本実施形態に係る粒径測定装置Zは、毛細管
現象を用いて試料液体中に含まれる測定対象
粒子の粒径測定を行うものであり、図11及び
12に示すように、基準粒子RPと、分級ユニッ
ト(前記第1、第2実施形態の液中粒子分級装置
1に相当)3と、を備えている。
基準粒子RPは、粒径既知の粒子であり、 定対象粒子の粒径を測定するための基準、 び後述する粒子分級部3Bの間隙を測定(校正) るための基準となるものである。本実施形 の粒径測定装置Zにおいては、3種類の基準 子RP1、RP2、RP3を用いている。例えば、第1基 粒子RP1は、直径8μm、赤色の蛍光色素が付さ れた複数個のポリスチレン粒子であり、第2 準粒子RP2は、直径4μm、黄色の蛍光色素が付 れた複数個のポリスチレン粒子であり、第3 基準粒子RP3は、直径2μmで、緑色の蛍光色素 付された複数個のポリスチレン粒子である また、各基準粒子RP1、RP2、RP3の直径は、測 対象粒子の粒径と同一又はその近傍の値と ている。そして、これら基準粒子RP1、RP2、RP 3は、後述するように、測定対象粒子を含む 料液体中に混入される。
分級ユニット3は、測定対象粒子及び基準 粒子RP1、RP2、RP3を同時に分級する使い捨て( ィスポーザル)のものである。具体的には、 11及び図12に示すように、混合液体を導入す るための液体導入口3Aと、前記液体導入口3A 連通して設けられ、前記混合液体を毛細管 象により内部に導入するとともに、前記測 対象粒子及び基準粒子RP1、RP2、RP3をその粒 に応じて分級する粒子分級部3Bと、を備えて いる。
粒子分級部3Bは、互いに対向する面31a、32 aから形成されるとともに、その対向する面31 a、32aの間隙が、連続的に変化するものであ 。具体的には、粒子分級部3Bは、平板状の第 1部材31及び平板状の第2部材32を一端において スペーサ33を介在させるとともに、他端にお て第1部材31及び第2部材32とが互いに接触す ように重ね合わせることにより形成したく び状の空間である。この空間は、毛細管現 により液体が進行するに従って、断面積が 続的に小さくなるものである。なお、重ね わせた第1部材31及び第2部材32は、その両端 が固定部材4により機械的に狭持して固定さ れる。なお、固定部材4を用いずに、接着剤 用いて第1部材31、第2部材32及びスペーサ33を 互いに接着固定するようにしても良い。
そして、第1部材31及び第2部材32を重ね合わ
ることにより、その両側端に形成された開
の一方を液体導入口3Aとしている。このよ
に、両側端に形成された開口の一方を液体
入口3Aとしているので、第1部材31及び第2部
32に導入口3Aを構成する孔を設ける必要がな
、分級ユニット3の製作を簡単にすることが
できる。
第1部材31及び第2部材32はともに、アクリル
脂製の透明な矩形状平板であり、少なくと
前記粒子分級部3Bを形成する面(対向面)であ
る内面31a、32aは平面である。
また、その内面31a、32aは、親水性を向上 せるためにコーティング処理が施されてい 。具体的には、内面31a、32aは、ヘパリン等 多糖類、DNA等のヌクレチド類又は界面活性 などの化合物により親水コーティングが施 れている。このように親水コーティングを すことにより、毛細管現象による混合液体 進行を促進することができ、分級をより短 間で行うことができる。
スペーサ33は、前記平板部材31、32と同様 アクリル樹脂製であり、粒子分級部3Bが毛 管現象を生じる程度の厚みを有する。つま 、スペーサ33は、第1部材31及び第2部材32の間 に介在することにより、くさび状の空間のサ イズ、粒子分級部3Bの最大間隙(対向面間の最 大間隙)を決定するものである。例えば、ス ーサ33の厚みが約20μmであれば、粒子分級部3 Bの最大間隙は約20μmとなる。当然、最小間隙 は0μmである。このように、スペーサ33の厚さ を調節することにより、粒子分級部3Bの分級 度(分解能)を調節することができる。
<粒径測定方法>
次に本実施形態の粒径測定装置Zを用いた粒
径測定方法について説明する。
まず、測定対象粒子を含む試料液体であ 血液に、3種類の基準粒子RP1、RP2、RP3を混入 して、混合液体を生成する(混入ステップ)。
そして、図13に示すように、分級ユニッ 3の開口(液体導入口3A)を混合液体に接触させ る。そうすると、毛細管現象により混合液体 が液体導入口3Aから粒子分級部3Bに自動的に い込まれ、粒子分級部3B内に流入する。この とき、図14の平面図に示すように、混合液体 に含まれる測定対象粒子及び基準粒子RP1、R P2、RP3が粒子分級部3Bを形成する第1部材31及 第2部材32の面31a、32aの間隙により、その粒 に応じて分級される(分級ステップ)。
この分級結果から、分級された基準粒子R P1、RP2、RP3と同列にある(同じ大きさの間隙に 分級された)測定対象粒子は、その基準粒子RP 1、RP2、RP3と同一径を有するものであること 分かり、測定対象粒子の粒径を測定するこ ができる。また、基準粒子RP1、RP2、RP3の存 する場所の間隙を測定することができる(測 ステップ)。
また、測定ステップにおいて、分級ユニ ト3の一方(第1部材31側)から検査光を照射す 光源6を設け、他方(第2部材32側)に光検出器7 を設ける。そして、図11及び15に示すように 分級ユニット3を縦断するように検査光を走 して、そのときに分級ユニット3を透過した 透過光を検出することにより得られた吸光度 と、各場所での間隙の大きさ、及び基準粒子 RP1、RP2、RP3の濃度により、測定対象粒子の粒 度分布を算出することもできる。
具体的には、測定対象粒子中の各成分が 級されている領域での吸光度の差分を演算 て、その差分演算結果と、各場所での間隙 大きさ、及び基準粒子RP1、RP2、RP3の濃度に り、測定対象粒子の粒度分布を算出する。 えば、図15において、血小板が分級される 域(2μm~4μm)で得られた吸光度と、血小板及び 赤血球が分級される領域(4μm~8μm)で得られる 光度と、血小板、赤血球及び白血球が分級 れる領域(8μm~)で得られる吸光度との差分を 演算して、その差分演算結果を用いて粒度分 布を算出する。なお、前記光源6及び光検出 7を備えた分析装置(図示しない)に分級ユニ ト3をセットして上記粒度分布を測定するよ にしても良い。
<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態に係る粒径
定装置Zによれば、毛細管現象により混合液
体を粒子分級部3Bに導入するだけで、測定対
粒子及び基準粒子RP1、RP2、RP3が同時に分級
れるので、その基準粒子RP1、RP2、RP3に基づ
て測定対象粒子の粒径を短時間で、精度良
且つ容易に自動的に測定及び校正すること
できる。また、毛細管現象を利用すること
より、外部動力を必要としない簡単な構成
することができる。
また、基準粒子RP1、RP2、RP3を基準に測定 象粒子の粒径を測定するので、分級ユニッ 3が使い捨てであって、粒子分級部3Bの間隙 誤差がある場合(分級ユニット3の加工精度 低い場合)であっても、粒径測定を精度良く 行うことができる。そして、分級ユニット3 の加工精度が低くても良いので、ランニング コストを低減することができる。
さらに、毛細管現象を利用しているので 血液等の試料液体のサンプル量を少量にす ことができる。その上、2枚の平板部材31、3 2をスペーサ33を一端に噛ませて重ね合わせる だけで構成しているので、極めて簡単に分級 ユニット3を製造することができ、分級ユニ ト3の小型化を可能とすることができる。
<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるも
ではない。以下の説明において前記実施形
に対応する部材には同一の符号を付すこと
する。
例えば、前記の分級ユニット3は、その粒子 分級部3Bを形成する対向する面31a、31bの間隙 連続的に変化するものであったが、図16に すように、互いに対向する面31a、31bから形 されるとともに、その対向する面31a、31bの 隙が、段階的に変化するものであっても良 。具体的には、粒子分級部3Bは、平板状の第 1部材31と、階段状の凹溝を有する第2部材32と を重ね合わせることにより形成された階段状 の空間である。この空間は、断面形状が段階 的に小さくなるものである。このとき、各間 隙の長さ(図中においてL 1 ~L 4 )は、等しいものであっても、それぞれ異な ものであっても良い。なお、図16においては 、重ね合わせた第1部材31及び第2部材32は、接 着剤により接着固定されている。
また、前記実施形態では血液を分級する のであったが、合成高分子、無機粉体、金 粉体、動植物細胞、生体細胞、微生物、エ ルジョン等の粒子を含む液体等であっても い。
前記実施形態では、測定対象粒子を既に んでいる液体(血液)を試料液体として、そ 試料液体に基準粒子を混入しているが、測 対象粒子及び基準粒子を別の溶媒に混入し 、混合溶液を生成するようにしても良い。
さらに、前記実施形態の基準粒子RP1、RP2 RP3は、蛍光色素が付されたポリスチレン粒 を用いているが、その他の色素を用いて着 されたものであっても良いし、ポリスチレ 粒子の他にも、シリカ粒子等を用いても良 。
加えて、前記実施形態では、液体導入口3 Aは、第1部材31及び第2部材32により側面に形 された開口であったが、その他、図17に示す ように、第1部材31又は第2部材32に設けた貫通 孔3Aとしても良い。なお、図17中の3Cは、分離 された溶媒(血漿)を採取する採取孔である。
また、分級と分析を同時に行うための変 実施形態としては、血漿が分離される領域 紛状又は固体の測定試薬を予め塗布するこ により、血漿と測定試薬とを反応させ、そ 反応を測定することにより、血漿を分析す ことが考えられる。また、図18に示すよう 、血漿が分離されるところに測定センサ5を め作り込んでおき、血漿が流れてくると測 が行われるようにしても良い。具体的には 測定センサ5が酵素電極などであり、電気化 学的測定を行う方法が考えられる。これなら ば、測定対象粒子の粒径測定と同時に、溶媒 (血漿)の分析も行うことができ、種々の用途 用いることができるようになる。
その他、粒径測定装置に関しては、前述 た実施形態や変形実施形態の一部又は全部 適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実 形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範 で種々の変形が可能であるのは言うまでも い。
本発明の液中粒子分級装置によれば、簡 かつ瞬時に、微量液体中に含まれる粒子を 級することができる。また、本発明の粒径 定装置によれば、短時間で、精度良く且つ 易に粒径を測定することができる。
Next Patent: PITCHING MACHINE CONTROL METHOD
