WO2026034279A1 - 測定装置 - Google Patents

Abstract

測定装置は、検体液を吸引するためのノズルと、検体流路を備えたフローセルと、ノズルと接続され、検体を吸引する検体吸引部と、検体を押出供給する検体押出部と、ノズルで吸引された検体を貯留する検体貯留部と、ノズルと検体吸引部とが、検体貯留部を介して接続されると共に、検体押出部及びフローセルが、検体貯留部と非接続となる検体吸引モードと、ノズルと検体吸引部とが、検体貯留部を介さずに接続されると共に、検体押出部とフローセルとが、検体貯留部を介して接続される検体供給モードと、を切り替え可能な流路切替機構と、を備えている。

Description

測定装置

　本発明は、検体を分析する測定装置に関する。

　特開２０２０－１７３１０６号公報には、フローセルを用いて検体の分析を行う測定装置が開示されている。

　また、特許５４４２６２７号公報には、インジェクションバルブを用いて試料を供給する液体クロマトグラフィー装置が開示されている。

　特開２０２０－１７３１０６号公報、特許５４４２６２７号公報の装置では、検体の吸引、検体の送液、次検体のための準備としての検体液を吸引するノズルの洗浄、を同時並行で行うことができなかった。

　本開示は、次検体のための準備としての洗浄を、検体の送液と並行して行うことができる測定装置の提供を課題とする。

　本開示の測定装置は、検体液を吸引するためのノズルと、検体およびシース液の流路を備えたフローセルと、シース液を貯留するシース液容器と、前記ノズルと接続され、前記ノズルから検体を吸引する検体吸引動作と、前記シース液容器からのシース液を前記ノズルに供給しノズル洗浄をする押出動作とで切り替え制御可能な検体吸引部と、検体を押出供給する検体押出部と、前記ノズルで吸引された前記検体を貯留する検体貯留部と、前記ノズルと前記検体吸引部とが、前記検体貯留部を介して接続されると共に、前記検体押出部及び前記フローセルが、前記検体貯留部と非接続となる検体吸引モードと、前記ノズルと前記検体吸引部とが、前記検体貯留部を介さずに接続されると共に、前記検体押出部と前記フローセルとが、前記検体貯留部を介して接続される検体供給モードと、を切り替え可能な流路切替機構と、前記流路切替機構を前記検体吸引モードと前記検体供給モードとで切り替え制御するとともに、前記検体吸引部を、前記検体吸引モードにおいては前記検体吸引動作を行わせ、前記検体供給モードにおいては前記押出動作を行わせる制御部と、を備えている。

　本開示の測定装置は、前記流路切替機構は、前記検体押出部に接続される第一ポートと、前記フローセルの検体流路に接続される第二ポートと、前記ノズルに接続される第三ポートと、前記検体吸引部に接続される第四ポートと、を有し、前記検体吸引モードにおいて、前記検体貯留部は、前記第三ポート及び第四ポートと接続され、前記検体供給モードにおいて、前記検体貯留部は、前記第一ポート及び第二ポートと接続されるように切り替えられる、構成とすることができる。

　本開示の測定装置は、シース液を押出供給するシース押出部、を備えることができる。

　本開示の測定装置は、前記流路切替機構が、ロータリーバルブを含んで構成されていることもできる。

　本開示の測定装置によれば、次検体のための準備としての洗浄を、検体の送液と並行して行うことにより検体の測定処理速度を大きく向上させることができる。

本実施形態の測定装置の概略構成図（検体吸引モード）である。 本実施形態の測定装置の概略構成図（検体供給モード）である。 検体撹拌処理の動作説明である。 検体撹拌処理の動作説明である。 検体撹拌処理の動作説明である。 本実施形態の測定装置の制御系の一部のブロック図である。 送液処理のフローチャートである。 検体撹拌処理のフローチャートである。 検体吸引モードにおいて、検体を吸引した状態を示す図である。 検体供給モードへ切替えた直後の、検体の状態を示す図である。 検体供給モードで検体をフローセルへ供給している状態を示す図である。 本実施形態の変形例に係る切替機構部分（検体吸引モード）を示す図である。 本実施形態の変形例に係る切替機構部分（検体供給モード）を示す図である。

　以下、本開示の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態の測定装置１０は、検体として尿を用い、尿中の有形成分を分析する装置を一例として説明する。図１に示されるように、測定装置１０は、ノズル１６、フローセル２０、ロータリーバルブ３０、検体吸引部４０、検体押出部４２、シース液押出部４４、を備えている。

　フローセル２０は、長方形板状とされ、検体入口２０Ａ、シース入口２０Ｂ、合流路２２、排出口２０Ｃが形成されている。合流路２２では、導入された検体とシース液が合流され、所定の測定位置で画像を取得することにより検体の測定が行われる。測定後の検体およびシース液は、排出口２０Ｃから排出され、たとえば図示しない廃液槽に回収される。

　ノズル１６は、配管Ｌ１に接続されている。ノズル１６は先端をスピッツ管１３に挿入可能とされており、スピッツ管１３内の検体を吸引する。ノズル１６は、異なるスピッツ管１３内の検体を順次採取することができるように上下動ないし水平動が可能とされている。

　ロータリーバルブ３０は、６０°の等間隔でポート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆの６つのポートを有している。また、これらのポートに一端と他端が対応するように、第一流路３２、第二流路３４、第三流路３６が、ポートと相対回転可能な流路部材に形成されている。第三ポートとしてのポート３０Ａには配管Ｌ１が接続され、第四ポートとしてのポート３０Ｂには配管Ｌ２が接続され、第一ポートとしてのポート３０Ｄには配管Ｌ３が接続され、第二ポートとしてのポート３０Ｅには配管Ｌ４が接続されている。配管Ｌ４は、他端がフローセル２０の検体入口２０Ａと接続されている。また、ポート３０Ｃとポート３０Ｆには、両者を繋ぐように検体貯留部としての検体貯留流路３８が接続されている。ロータリーバルブ３０は、各ポートと第一流路３２、第二流路３４、第三流路３６との接続位置を検体吸引モードＭ１と検体供給モードＭ２とに切り替える、流路切替機構として機能する。検体吸引モードＭ１と検体供給モードＭ２の詳細については、後述する。

　検体吸引部４０は、配管Ｌ２と接続されており、配管Ｌ２を介してポート３０Ｂと接続されている。検体吸引部４０は、ポート３０Ｂから検体吸引部４０へ向かう方向へ流体を吸引、または、検体吸引部４０からポート３０Ｂへ向かう方向へシース液容器Ａに貯留されたシース液を押し出し可能とされている。検体吸引部４０は、プランジャーポンプで形成することができる。

　検体押出部４２は、配管Ｌ３と接続されており、配管Ｌ３を介してポート３０Ｄと接続されている。検体押出部４２は、検体押出部４２からポート３０Ｄへ向かう方向へ流体を押し出し可能とされており、ポンプで形成することができる。

　シース液押出部４４は、配管Ｌ５と接続されており、配管Ｌ５の他端はフローセル２０のシース入口２０Ｂと接続されている。シース液押出部４４は、シース液押出部４４からシース入口２０Ｂへ向かう方向へ流体を押し出し可能とされており、ポンプで形成することができる。

　検体吸引部４０、検体押出部４２、及びシース液押出部４４は、各々が配管Ｌ６と接続されており、配管Ｌ６を介してシース液容器Ａと接続されている。シース液容器Ａにはシース液が貯留されている。配管Ｌ６には、検体吸引部４０、検体押出部４２、及びシース液押出部４４との接続部分よりも上流側に、ポンプ４６が設けられている。シース液容器Ａに貯留されたシース液は、ポンプ４６により配管Ｌ６の下流側に送出される。

　次に、検体吸引モードＭ１と検体供給モードＭ２について説明する。

　検体吸引モードＭ１では、ロータリーバルブ３０の第一流路３２の一端がポート３０Ｆと接続され、他端がポート３０Ａと接続され、ポート３０Ｆとポート３０Ａ間が第一流路３２を介して接続される。また、第二流路３４の一端がポート３０Ｂと接続され、他端がポート３０Ｃと接続され、ポート３０Ｂとポート３０Ｃ間が第二流路３４を介して接続される。さらに、第三流路３６の一端がポート３０Ｄと接続され、他端がポート３０Ｅと接続され、ポート３０Ｄとポート３０Ｅ間が第三流路３６を介して接続される。これにより、ノズル１６、配管Ｌ１、第一流路３２、検体貯留流路３８、第二流路３４、配管Ｌ２、検体吸引部４０、が連通された検体吸引路Ｒ１が形成される。検体吸引部４０を検体吸引動作させて、スピッツ管１３から検体吸引路Ｒ１へ検体を吸引させることができる（図７も参照）。

　検体供給モードＭ２では、図２に示されるように、検体吸引モードＭ１から６０°時計回りに回転した状態とされる。ロータリーバルブ３０の第一流路３２の一端がポート３０Ａと接続され、他端がポート３０Ｂと接続され、ポート３０Ａとポート３０Ｂ間が第一流路３２を介して接続される。る。また、第二流路３４の一端がポート３０Ｃと接続され、他端がポート３０Ｄと接続され、ポート３０Ｃとポート３０Ｄ間が第二流路３４を介して接続される。さらに、第三流路３６の一端がポート３０Ｅと接続され、他端がポート３０Ｆと接続され、ポート３０Ｅとポート３０Ｆ間が第三流路３６を介して接続される。これにより、検体押出部４２、配管Ｌ３、第二流路３４、検体貯留流路３８、第三流路３６、配管Ｌ４が連通された、検体供給路Ｒ２が形成される。検体押出部４２を作動させて、検体貯留流路３８からフローセル２０へ検体を押し出すことができる。

　また、検体供給モードＭ２では、ノズル１６から配管Ｌ１、第一流路３２、配管Ｌ２、検体吸引部４０まで連通する洗浄路Ｒ３が形成される。この洗浄路Ｒ３は検体供給路Ｒ２とは切り離されており（図８参照）、検体吸引部４０を押出動作させて、洗浄路Ｒ３へシース液を押し出して、洗浄路Ｒ３を洗浄することができる。なお、検体吸引部４０を押出動作させる際に、ポンプ４６も動作させることで洗浄に必要な量のシース液を短時間でノズルに供給できる。

　スピッツ管１３の検体に対しては、測定装置１０へ供給される前に検体撹拌処理がなされる。検体撹拌処理は、図３Ａに示されるように、ノズル１６の先端から空気を吸引し、続いて、図３Ｂに示されるように、ノズル１６をスピッツ管１３へ挿入して僅かに検体を吸引する。そして、図３Ｃに示されるように、吸引した空気をスピッツ管１３の検体へ吐出させて撹拌を行うものである。検体をノズル１６で吸引する直前に、検体撹拌処理が行われる。

　制御装置５０は、図４に示されるように、ＣＰＵ５０Ａ、ＲＯＭ５０Ｂ、ＲＡＭ５０Ｃ、ストレージ５０Ｄ、Ｉ／Ｏ５０Ｅを含んで構成されており、各々がバス５０Ｆを介して接続されている。Ｉ／Ｏ５０Ｅは、ノズル１６、ロータリーバルブ３０、検体吸引部４０、検体押出部４２、及びシース液押出部４４と接続されている。ストレージ５０Ｄには、送液処理プログラムや、測定装置１０での測定に必要なデータなど、各種のプログラム、データが記憶されている。

　なお、図４では、送液に関連する部分のみ接続関係が示されており、制御装置５０は他の測定に必要な不図示の部分とも接続されている。

　次に、測定装置１０での送液処理について説明する。

　初期状態において、測定装置１０の各配管、流路は、シース液で満たされている。また、ロータリーバルブ３０は検体供給モードＭ２に設定されている。測定開始が指示されると、測定装置１０は、図５に示す送液処理を実行する。まず、ステップＳ１２で、検体撹拌処理を実行する。

　検体撹拌処理は、図５に示されるように、ステップＳ１２－１で、検体吸引部４０を動作させて、ノズル１６の先端から所定量の空気を吸引する（図３Ａ参照）。次に、ステップＳ１２－２で、ノズル１６をスピッツ管１３へ挿入し、ステップＳ１２－３で、僅かに検体を吸引する（図３Ｂ参照）。ステップＳ１２－４で、検体吸引部４０を所定時間動作させて吸引した空気をスピッツ管１３へ吐出させる（図３Ｃ参照）。これにより、スピッツ管１３内の検体が撹拌される。また、ノズル１６内には、所定量の空気が残留し、空気層Ａｉｒが形成される。

　検体撹拌処理の後、ステップＳ１４で、検体吸引部４０を所定時間動作させて、スピッツ管１３から検体を吸引する。これにより、検体が空気層Ａｉｒを介してノズル１６に吸引される。

　次に、ステップＳ１６で、ノズル１６をスピッツ管１３から外し、ステップＳ１８で、ロータリーバルブ３０を検体吸引モードＭ１に切り替える。これにより、ノズル１６、配管Ｌ１、第一流路３２、検体貯留流路３８、第二流路３４、配管Ｌ２、検体吸引部４０、が連通された検体吸引路Ｒ１を形成する。そして、ステップＳ２０で、検体吸引部４０を所定時間動作させて、検体を、撹拌時に形成した空気層Ａｉｒを介して吸引する。これにより、検体が空気層Ａｉｒを介して、配管Ｌ１、第一流路３２、検体貯留流路３８、第二流路３４、配管Ｌ２（検体吸引路Ｒ１）へ吸引される。したがって、検体は、検体貯留流路３８へ導入される（図７）参照）。

　次に、ステップＳ２２で、ロータリーバルブ３０を検体供給モードＭ２に切り替える。これにより、検体押出部４２、配管Ｌ３、第二流路３４、検体貯留流路３８、第三流路３６、配管Ｌ４が連通された、検体供給路Ｒ２を形成すると共に、ノズル１６から配管Ｌ１、第一流路３２、配管Ｌ２、検体吸引部４０まで連通する洗浄路Ｒ３を形成する（図８参照）。そして、ステップＳ３０、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ３５の処理と、ステップＳ２４、Ｓ２６、Ｓ２８の処理を並行処理で実行する。

　ステップＳ３０では、検体吸引部４０、ポンプ４６を作動させて、シース液を洗浄路Ｒ３へ押し出す。これにより、シース液により、ノズル１６を含む洗浄路Ｒ３が洗浄される。ステップＳ３１で、一連の予定されていたすべての測定が終了したか否かを判断する。判断が肯定された場合には、ステップＳ２８へ進む。判断が否定された場合には、ステップＳ３２、Ｓ３４、Ｓ３６を順次実行する。ステップＳ３２、Ｓ３４、Ｓ３６は、ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６と同様の処理である。

　一方、ステップＳ２４では、検体押出部４２を作動させて、検体供給路Ｒ２内の流体をフローセル２０へ向かって押し出す。これにより、検体貯留流路３８内に導入されていた検体を検体入口２０Ａからフローセル２０へ供給する。また、同時に、シース液押出部４４を作動させて、シース液をフローセル２０のシース入口２０Ｂから供給する。これにより、フローセル２０へシース液と検体が供給され、合流路２２でシース液と検体が合流し、検体の測定を行うことができる。所定の測定位置で画像を取得することにより検体の測定が行われ、シース液と検体は、合流路２２の下流側の排出口２０Ｃから排出される（図９参照）。

　そして、ステップＳ２６で、ポンプ４６を作動させてフローセル２０の流路の洗浄を行い、ステップＳ２８で、一連の予定されていたすべての測定が終了したか否か（ステップＳ３１の測定完了の肯定判断も含め）を判断し、判断が肯定された場合には、本処理を終了する。

　ステップＳ２８での判断が否定された場合、及びステップＳ３６の処理後、ステップＳ１８へ戻り、次のスピッツ管１３の検体について測定を行うために、上記の処理を繰り返す。

　本実施形態の測定装置１０では、検体吸引モードＭ１で検体貯留流路３８へ検体を吸引した後、検体供給モードＭ２へ切り替えると、検体貯留流路３８がフローセル２０と接続された検体供給路Ｒ２が形成されると共に、ノズル１６と検体吸引部４０が検体貯留流路３８を介さずに接続された洗浄路Ｒ３が形成される。これにより、フローセル２０へ検体を供給して測定を行いつつ、ノズル１６まで連通する洗浄路Ｒ３を洗浄することができる。したがって、次の測定のための検体供給までの時間を短縮することができる。

　なお、本実施形態ではロータリーバルブ３０を用いた切替機構としたが、他の切換バルブを用いて切替機構を構成してもよい。

　一例として、図１０、１１に示されるように、測定装置１１を構成することができる。測定装置１１は、第一検体貯留部３８Ａと、第二検体貯留部３８Ｂを備えている。また、切換バルブＶ１、Ｖ２を備えている。

　切換バルブＶ１には、ポート３０Ａ、ポート３０Ｂが設けられており、配管Ｌ１がポート３０Ａに接続され、配管Ｌ４がポート３０Ｅに接続されている。また、切換バルブＶ１には、第一検体貯留部３８Ａ、第二検体貯留部３８Ｂの一端が接続されている。切換バルブＶ１は、ポート３０Ａと第一検体貯留部３８Ａが接続され、ポート３０Ｅと第二検体貯留部３８Ｂとが接続される第１流路パターンＰ１（図１０参照）と、ポート３０Ａと第二検体貯留部３８Ｂが接続され、ポート３０Ｅと第一検体貯留部３８Ａとが接続される第２流路パターンＰ２（図１１参照）とを切換可能とされている。

　切換バルブＶ２には、ポート３０Ｂ、ポート３０Ｄが設けられており、配管Ｌ２がポート３０Ｂに接続され、配管Ｌ３がポート３０Ｄに接続されている。また、切換バルブＶ２には、第一検体貯留部３８Ａ、第二検体貯留部３８Ｂの他端が接続されている。切換バルブＶ２は、ポート３０Ｂと第一検体貯留部３８Ａが接続され、ポート３０Ｄと第二検体貯留部３８Ｂとが接続される第１流路パターンＰ１（図１０参照）と、ポート３０Ｂと第二検体貯留部３８Ｂが接続され、ポート３０Ｄと第一検体貯留部３８Ａとが接続される第２流路パターンＰ２（図１１参照）とを切換可能とされている。

　切換バルブＶ１、Ｖ２を第１流路パターンＰ１へ切り換えると、ノズル１６、配管Ｌ１、第一検体貯留部３８Ａ、配管Ｌ２、検体吸引部４０が連通された検体吸引路Ｒ１Ａが形成される。また、検体押出部４２、配管Ｌ３、第二検体貯留流路３８Ｂ、配管Ｌ４、フローセル２０が連通された、検体供給路Ｒ２Ｂが形成される。

　また、切換バルブＶ１、Ｖ２を第２流路パターンＰ２へ切り換えると、ノズル１６、配管Ｌ１、第二検体貯留部３８Ｂ、配管Ｌ２、検体吸引部４０が連通された検体吸引路Ｒ１Ｂが形成される。また、検体押出部４２、配管Ｌ３、第一検体貯留流路３８Ａ、配管Ｌ４、フローセル２０が連通された、検体供給路Ｒ２Ａが形成される。

　切換バルブＶ１、Ｖ２が第１流路パターンＰ１へ切り換えられている時には、検体吸引部４０を押出動作させて、検体吸引路Ｒ１Ａへシース液を押し出して、検体吸引路Ｒ１Ａを洗浄することができる。その後、検体吸引部４０を検体吸引動作させて、スピッツ管１３から検体吸引路Ｒ１Ａへ検体を吸引させることができる。また、同時に、検体押出部４２を押出作動させて、第二検体貯留流路３８Ｂからフローセル２０へ検体を押し出すことができる。

　切換バルブＶ１、Ｖ２が第２流路パターンＰ２へ切り換えられている時には、検体吸引部４０を押出動作させて、検体吸引路Ｒ１Ｂへシース液を押し出して、検体吸引路Ｒ１Ｂを洗浄することができる。その後、検体吸引部４０を検体吸引動作させて、スピッツ管１３から検体吸引路Ｒ１Ｂへ検体を吸引させることができる。また、同時に、検体押出部４２を押出作動させて、第一検体貯留流路３８Ａからフローセル２０へ検体を押し出すことができる。

　測定装置１１においても、第１流路パターンＰ１における検体吸引路Ｒ１Ａと検体供給路Ｒ２Ｂが分離されており、第２流路パターンＰ２における検体吸引路Ｒ１Ｂと検体供給路Ｒ２Ａが分離されている。したがって、フローセル２０へ検体を供給して測定を行いつつ、ノズル１６まで連通する検体吸引路Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂを洗浄することができる。したがって、次の測定のための検体供給までの時間を短縮することができる。

　２０２４年８月９日に出願された日本国特許出願２０２４－１３４４５４号開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (4)

1. 　検体液を吸引するためのノズルと、
   　検体およびシース液の流路を備えたフローセルと、
   　シース液を貯留するシース液容器と、
   　前記ノズルと接続され、前記ノズルから検体を吸引する検体吸引動作と、前記シース液容器からのシース液を前記ノズルに供給しノズル洗浄をする押出動作とで切り替え制御可能な検体吸引部と、
   　検体を押出供給する検体押出部と、
   　前記ノズルで吸引された前記検体を貯留する検体貯留部と、
   　前記ノズルと前記検体吸引部とが、前記検体貯留部を介して接続されると共に、前記検体押出部及び前記フローセルが、前記検体貯留部と非接続となる検体吸引モードと、前記ノズルと前記検体吸引部とが、前記検体貯留部を介さずに接続されると共に、前記検体押出部と前記フローセルとが、前記検体貯留部を介して接続される検体供給モードと、を切り替え可能な流路切替機構と、
   　前記流路切替機構を前記検体吸引モードと前記検体供給モードとで切り替え制御するとともに、前記検体吸引部を、前記検体吸引モードにおいては前記検体吸引動作を行わせ、前記検体供給モードにおいては前記押出動作を行わせる制御部と、
   　を備えた測定装置。
2. 　前記流路切替機構は、
   　前記検体押出部に接続される第一ポートと、
   　前記フローセルの検体流路に接続される第二ポートと、
   　前記ノズルに接続される第三ポートと、
   　前記検体吸引部に接続される第四ポートと、
   　を有し、
   　前記検体吸引モードにおいて、前記検体貯留部は、前記第三ポート及び第四ポートと接続され、前記検体供給モードにおいて、前記検体貯留部は、前記第一ポート及び第二ポートと接続されるように切り替えられる、
   　請求項１に記載の測定装置。
3. 　シース液を押出供給するシース押出部、
   　を備えた、請求項１に記載の測定装置。
4. 　前記流路切替機構は、ロータリーバルブを含んで構成されている、
   　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の測定装置。