JPS60155942A - 液体試料点着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ′　［産業上の利用分野］ 本発明は液体試料点着装置、さらに詳しくは臨床検査用
シート状化学分析要素にマイクロピペットにより□一定
量の微量の繍体試料を点着′するための液□体試料点着
装置に関するものである。

本発明にい与液体試□料とは、水溶液、特に臨床検査に
倶せ゛られる体液、すなわち、血液、尿、唾液、−液、
腸線、膵液など及びこれらの分析を目的として調製され
た液体試料を指す。　゛本発明にいう点着とは、はぼ一
定量の液体試料を滴下あるいは軽い接触状態で、シート
状化学分析要素の表面にスポット状に供給する操作を指
す。

本発明にいうマイクロピペットとは、およそ１００マイ
クロリツトル（ＩＬｓＬ）以下の秤取、放出を行なうこ
とできる各種形式のビペ−／　トである。

本発明にいうシート状化学分析要素とは、臨床検査分野
において体液中に含まれる特定の成分の分析を目的とし
たシート状乾式分析要素であって、具体的な形態として
は、ストリップ状、フィルム状、シート状物を含む。特
にシート状の分析要素を紙やプラスチックスなどからな
る枠（スライド枠）内にはめ込まれたいわゆるスライド
状物化学分析スライドをも含有する。

臨床検査用シート状あるいはスライド状分析要素として
は、例えば「臨床検査」第２２春陽時増刊号、１２０３
頁〜１２１８頁に記載の如き、各種材料が公知であり、
迅速、簡便な臨床検査用化学分析方法として広く実用さ
れている。

また多層化学分析要素としては、たとえば特開昭４９−
５３８８８号、特開昭５０−１３７１９２号、特開昭５
１−４０１９１号、特開昭５２−３４８８号、特開昭５
２−１４１７８６号、特開昭５２−１４２５８４号、特
開昭５５−３３６５１号、特願昭５４−７２０４７号、
特願昭５４−８３６０８号、特願昭５４−１７３６２４
号、特願昭５５−４３５号などの各明細書に記載されて
いる多層一体型分析要素がある。これらの多層化学分析
要素は水不透過性支持体上に１層または複数層の試薬層
と多孔性展開層とを積層して一体化したシート状の構造
のものである。このようなシート状化学分析要素の展開
層または最外層に一定量の液体試料が滴下されると、溶
液はほぼ一定面積に展開しながら、下層へ浸透していき
、そこで、被検体量に比例するように設定された反応、
例えば発色反応が進行する。一定時間後の発色濃度の測
光により液体試料中の被検物の量を検出、定量する。こ
のようなシート状化学分析要素の特徴は、その最外層が
試料溶液をほぼ均一に展開する特性を有する多孔性膜で
おおわれていることであって、その特性及び材料に関し
ては特開昭４９−５３８８８号、特開□昭５５−９０８
５９号、特開昭５５−１６４３５６号、特開昭５７−１
４８２５０号などの各公報に詳述されている通りであ６
．１ ７またかかる多層化学分析要素に自動的に専用カップを
用いて一定量の液体試料を供給する機構については米国
特許第４，１４２，６．５６号にその一具体例が記載さ
れている。ここでの多層化学分析要素の支持台は、液体
試料９点、着に際し、液体試料の液滴と多層化学分析要
素の表面層とが接触するよう液体試料供給口の方向へ上
昇するものである。このような液体試料の液滴と多層化
学分析要素の表面層とを接触させるために支持台を上昇
−させる他の具体例については、米国特許第４，０４１
．９９５号において記載されている。

臨床検査には、各種の体液が検液として用いられるが、
最も重要な検液は血液である。これら検液はその性質上
、少量あるいは微量サンプルを用い得ることが重要であ
り、通常５ＪＬｌから１００ｋｌ程度の液量を用いて分
析するのが普通である。当然理解されるところであるが
このような微量サンプルの秤取の際の液量誤差は秤取量
が少なくなるにつれて相対的に大きくなる。

この点、最外層が水溶液を均一展開す′ることができる
展開層からなるシート状化学分析要素を用いると、試料
溶液の採取量のバラツキに基づく、測定結果のバラツキ
は従来一般に実施されている溶液法に比べて格段に小さ
くなり、著しい測定精度の向上が実現できることは前記
諸特許明細書の記載から明らかである。すなわち、これ
らシート状化学分析！素は微量生試料の分析に特に適し
ている。これら−量試料溶液の秤取には通常マイクロピ
ペットが用いられる。

前記シート状化学分析要素を用いた分析操作においては
、多孔質膜からなる最外層に少量の液体試料をスポット
状に滴下または付着させる時の点着状況が測定結果に影
響を与えることが明らかとなった。マイクロピペットを
用いて液体の一定量を採取゛したのち、シート状化学分
析要素表面への点着に際して、液滴を落下させるか、多
孔質膜に直接付着させるか、こすりつけるかなどの操作
の違いは液体試料の多孔質膜中での展開状況に影響を与
え、結果として測定値のバラツキを大きくするものであ
った。

［従来技術］ 以上のような液体試料点着時の点着状態に起因すると思
われる誤差を最少限におさえるため、シトー状化学分析
要７素の展開層に手動型マイクロピペットを用いて液体
試料を点着する操作条件を最適に保つことができ、かつ
その操作時の誤差や測定者個人個人の操作上の差による
人為的誤差を少なくすることのできる液体試料点着装置
に関しては、その−具体例が実開昭５６−１４６２４１
号において記載されている。これによると液体試料が滴
下されているので、シート状化学分析要素の展開層に供
給された液滴の表面もしくは内部に気泡が生じるおそれ
が強く、その結果、展開層内での展開状況に悪影響を与
え、測定値のバラツキを大きくするという結果をもたら
すものであった。

［発明の技術的背景］ マイクロピペットを用いて体液試料、例えば血清あるい
は全血の一定量をシート状化学分析要素に点着する時、
再現性及び精度のよい結果を得る為には、点着条件が常
に適切でなければならない０例えば、第１図および第２
図に示す如き、分析スライド（第１図および第２図では
スライド枠の中に収められている多層一体型化学分析要
素のみを示しており、スライド枠は省略しである。）を
用いた場合点着部位は分析スライドのほぼ中心であり、
かつ、分析要素表面上でほぼ均一な展開が確保できるよ
うな条件で、点着が実施される必要がある。マイクロピ
ペットを用いて試料溶液を点着する場合最良の結果を与
える条件は、一度マイクロピペットの先端に液滴を形成
させたのち、静かにその全量を分析要素表面に供給する
ことにあることが種々の実験の結果明らかとなった。

マイクロピペットの先端に形成された液体試料の液滴を
静かにその全量をシート状化学分析要素の展開層に供給
するためには、マイクロピペット先端に形成される液体
試料の液滴の上下方向（すなわち重力が作用する方向）
の長さのｌ／３以上（マイクロピペットの先端が展開層
に接触するまでの範囲）が上記展開層に接触するように
して供Ｍｔ６．ｎ＆；６、ＮｔＬｌ’、ｌ−＃、’１１
　ｈｔｐＫ　ｔｔ　−ｖ　？、、−Ｆ　’イクロビペー
／　）の先端に形成される液体試料の液滴の大きさ、即
ち、上下方向の長さは、液体試料の種類、マイクロピペ
ットの先端の形状及び直径、そしてその材料等の要因に
より変化するが、常に液滴の上下方向の長さを基準にし
て前述の接触条件を満足するよう、マイクロピペットの
試料□　点着位置における先端と上記展開層との間隔を
選定すればよいことが明らかになった。

このような良好な分析結果を得る為の点着条件は、試料
液体の物性、特に、粘性及び試料液体と分析要素表面と
の親和性によって大きく影響される。例えば低粘性の液
体、例えば尿を試料とした場合には点着は滴下によって
もほぼ同じような結果を与えるが、高粘性の液体、例え
ば血液、特に全血を試料とした場合には、滴下を再現性
よく実行することは難しく、軽い接触による方法の方が
よい再現性を与える。いずれにしても、これらの条件を
一定に制御することは難しく、操作者の経験や感にたよ
るだけでは限界があるし、特に操作者が異なる場合には
、誤差を生じやすい。

［発明の目的］ 本発明は、シート状化学分析要素に手動型マイクロピペ
ットを用いて点着する時に液滴内に気泡を生ずることな
く液体試料を点着する操作を最適条件に保ち、操作時の
誤差や個人による操作上の差による誤差を最少に止める
ことができかつ、簡単、迅速な操作により液体試料の液
滴点着状態を常に一定の最適条件におくことができ、更
には簡単な構造によりマイクロピペットの上下位置を規
制することができ、従って、液体試料の種類に合わせて
適正に保つことができ、更にまたマイクロピペット上昇
復帰動作を円滑に行うことができ、更に、マイクロピペ
ットの先端の損傷を防止することができるようにした液
体試料点着装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ 本発明は、前記目的を達成するため、基台と。

この基台に上下動可能に支持されたホルダーと、このホ
ルダーに離脱可能に垂直方向で保持される手動型のマイ
クロピペットと、前記ホルダーを上方へ附勢する弾性体
とを備え、この弾性体の弾性によりマイクロピペットの
先端をシート状化学分新要素の表面の所定の位置より離
隔させてそのチップの先端に液体試料の液滴を形成させ
ることができ、マイクロピペット及びホルダーを弾性体
の弾性に抗して下降させることによりマイクロピペット
の先端に形成された液体試料の液滴をシート状化学分析
要素の表面に接解させ、静かに点着し得るように構成し
たことを特徴とするものである。

［実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第４図及び第５図に示すように基台ｌ上に箱体２が固
定され、この箱体２の側板３に固定台４の垂直板５がね
じ６〈より取付けられている。固定台４は垂直板５の上
部に水平方向に突出する二股状の案内！ｌ＆７が突設さ
れ、これら案内部７には上下方向に貫通孔８が形成され
ている。この固定台４には手動型のマイクロピペット９
のホルダーｌＯが上下動可能に支持される。ホルダーｌ
Ｏは垂直板１叉の下部両側に切欠１２が形成されている
。これら切欠１２の下部前面側に係合部１３が突設され
ている。これら保合部１３の内側には保持部１４が対向
して突設されている。垂直板１１の全面側における各切
欠１２の上方には一対の縦長の位置決め用突出部１５が
ねじ１６により固定されている。両側の位置決め用突出
部１ｉと保合部１３との間には案内軸１７が固定されて
いる。垂直板１１の上部には支持板１８がねじ１９によ
り固定され、この支持板１８の両側の支持＠　１８　ａ
が垂直板１１の両側部上に突出されている。垂直板１１
の上部には支持部材１８ａの間で一対の保持片２０の中
間部が垂直方向の軸２１により回動可能に、即ち先端側
の保持部２０ａが開閉可能に支持され、これら保持片２
ｏの前部間に弾性体である圧縮ばね２２が介在され、こ
の圧縮ばね２２の弾性により保持片２ｏの保持部２０ａ
が閉塞方向に付勢されてい柩、この保持片２０はその保
持部２０ａが圧縮ばね２２の弾性に　１抗して拡開され
る。このホルダー１０はその切欠工２が案内部７に嵌合
されると共に案内軸１７が固定台４の案内部７に形成さ
れた貫通孔８に摺動可能に挿通されている０位置決め用
突出部１５と案内部７との間には案内軸１７に嵌装され
た弾性体である圧縮ばね２３が介在され、この圧縮ばね
２３の弾性によりホルダーｌＯが上方へ付勢され、保合
部１３が案内部７の下面に係合されることによりホルダ
ーｌＯの上昇限が規制されている、而してホルダーｌＯ
を下方へ押圧することにより圧縮ばね２３の弾性に抗し
て下降させることができ、切欠１２の上縁が案内部７の
上面に係合されることにより下降限が規制される（第７
図参照）。箱体２にはその上面板２４を貫通して左右一
対の作動軸２５が上下動可能に支持され、この作動軸２
５の上方突出端部には支持板２６が水平方向に突設され
、この支持板２６に形成された孔２７に保持部２０ａの
上方において抑圧部材２８が挿通され、この押圧部材２
８はねじ２９により支持板２６に固定されている０作動
軸２５には箱体２内に設置されたモータ（図示省略）が
カム等の動力伝達機構（図示省略）を介して連係されて
いる。而してスイッチ３０を操作してモータを駆動させ
ることにより作動軸２５、支持板２６及び押圧部材２８
を間欠的に上下動させることができる。

前記手動型のマイクロピペット９は本体３１に支持され
たピストン３２をノブ３３の押圧により圧縮ばね（図示
省略）の弾性に抗して下降させ、先端部を液体試料内に
挿入し、ノブ３３を開放してピストン３２を圧縮ばねの
弾性により上方に復帰させることにより液体試料を吸い
込むことができる。このマイクロピペット９は軸心と平
行移動させることにより本体３１の上部拡大部３４を案
内部７、位置決め用突出部１５の内側に挿入すると共に
保持片２０の保持部２０ａを圧縮ばね２２の弾性に抗し
て拡開させ、その保持部２０ａにより弾性的に保持させ
ることができ、本体３１の下部縮小部３５を保持部１４
の内側に強制的に挿入して保持させるこができる。

化学分析スライド３６は、例えば第１図乃至第３図に示
すように薄いプラスチック製の枠３７とシート状の多層
化学分析要素３８とよりなる。枠３７は上下中央部にそ
れぞれ液体試料滴下用の孔３９と測光用の孔４０が形成
されている。多層化学分析要素３８は水不透過性透明支
持体４１の上に試料液体４２中の被検物質の量に従って
、例えば呈色反応などによって、光学的測定（例、反射
光学濃度測定）により検出定量可能な変化が生成される
反応系を含む試薬層４３及び試薬層４３に単位面積与り
ほぼ一定量の液体試料が供給されるように設定された多
孔質展開層４４より構成されている。この測定エレメン
ト３８はその多孔質展開層４４を上向きにして枠３７内
に保持されている。

前記本発明の液体試料点着装置はその基台ｌを一例とし
て特開昭５８−２１５６６号に記載されているような化
学分析装置のインキュベータの機枠（図示省略）等に据
付け、ホルダー１０に保持されるマイクロピペット９が
ホルダー１０に保持され、ホルダーｌＯ及びマイクロピ
ペット９が圧縮ばね２３の弾性により上方へ付勢された
状態で、マイクロピペット９のノブ３３を押圧してピス
トン３２を下降させることにより内部に吸い込んでいる
液体試料を放出して先端に化学分析要素３８の多孔質展
開層４４より離隔して液滴４２ａ（第６図参照）を形成
することができる高さに設定され、マイクロピペット９
及びホルダーｌＯを圧縮ばね２３の弾性に抗して下降さ
せることにより液滴４２ａを化学分析要素３８の展開層
４４に接触させ、望ましくはこの液滴４２ａをその動方
向の長さの１７３以上、展開層４４に接触させ。

静かに点着させることができるように、設定されている
（第三図及び第７図参照）。

次に本発明の装置により液体試料４２ａを化学分析スラ
イド３６へ点着する動作について述べる。まず、第４図
及び第５図に示すようにインキュベータの試料供給通路
４５内の所定位置に未使用の化学分析要素３６を規定の
状態にセットする０次にマイクロピペット９に測定せん
とする液オッ□１え。□エウォ６．よ、オヵエウ、　１
のマイクロピペット９の本体３１の上部拡大部３４を前
記の如く保持片２０保持部２０ａに強制的圧入し、圧縮
ばね２２の弾性により保持させ、これと共に本体３１の
下部縮小部３５を保持部１４の内側に強制的に挿入させ
、その上部傾斜部３５、ａを案内部７上に係合し、マイ
クロピペット９がホルダーｌＯに対し下降しないように
保持させる。このようにマイクロピペット９はその上下
二個所を保持しるので安定させることができる。

次にスイッチ３０をＯＮにすると、モータの駆動により
動力伝達機構を介して作動軸２５、支持板２６及び押圧
部材２８等が下降する。この下降によりまず第６図に示
すように押圧部材２８によりマイクロピペット９のノブ
３３押圧し、ノブ３３及びピストン３２を圧縮ばねの弾
性により下降させ、秤取しである体液４２を押出して先
端に液滴４２ａを形成する。これにより更に押圧部材２
８がノブ３３を押圧すると、第７図に示すようにマイク
ロピペット９及びホルダーｌＯが共に圧縮ばね２３の弾
性に抗して下降させる。マイクロピペット９等はその先
端に形成されている液滴４２ａの動方向の長さ１／３以
上が化学分析要素３８の展開層４４に接触する試料点着
位置まで下降しく第３図参照）、液体試料の点着を行う
ものである。このようにマイクロピペット９の先端に液
滴４２ａを形成した後、点着を行い、しかも液滴４２ａ
の動方向（即ち重力が作用する方向）の長さ１／３以上
が展開層４４に接触するようにして点着を行うことによ
りマイクロピペット９内に体液４２の一部が残留するこ
となく、所望の正確な容量の体液を第２図に示すように
展開層４４に均一に同心円状に展開させて点着すること
ができる。点着後、作動軸２５、支持板２６及び抑圧部
材２８等が上昇し、これに伴い第６図に示すようにマイ
クロピペット９及びホルダー１０が圧縮ばね２３の弾性
により上昇復帰・し、更に押圧部材′２８等が上昇復帰
すると、第Ｚ４図及び第５図に示すようにマイクロピペ
ット９のピストン３２及びノブ３３が上昇復帰する。こ
の間、点着後の化学分析スライド３６は供給装置（図示
省略）によりインキュベータに供給され、測光作業を経
て排出される。以下、前記動作を繰返して行うことによ
り体液４２の化学分析スライド３６に対する点着作業を
順次連続的に行うことができる。

点着の部位が化学分析スライドの中心からずれたり、一
定しなかったりすると展開の不均一さや、又発色ムラが
生じたり、測光点と、展開中心とが一致したりしなかっ
たりするため、これも又測定の再現性を悪くし、測定結
果のバラツキの原因となる。しかしながら前記本発明の
点着装置によれば、点着の状態及び点着の部位を常に一
定状態に制御することができるので、多層一体型化学分
析要素を用いて、より測定精度を向上させることができ
る。

前記実施例では、両側の保持片２０のいずれをも回動可
能に軸支して開閉するように構成しているが、いずれか
一方の保持片２０を固定し、他方の保持片２０を回動可
能に軸支して開閉するように構成してもよい、この場合
、例えば支持部１．８ａと回動可能な保持片２０の後端
部とに引張ばねを介在させればよい、また手動型のマイ
クロピペット９は先端にプラスチックチップを離脱可能
に装着する方式のものを用いてもよい。また前記実施例
では、マイクロピペット９による液滴形成作業及び点着
作業をインキュベータと連動させて自動的に行う場合に
ついて説明したが、マイクロピペット９のノブ３３は手
で押圧してもよく、ロックしである押圧部材のロックを
解除することにより抑圧部材をばね等の弾性により下降
若しくは回動させ、これによりノブを押圧する等の、種
々の手段を用いることもできる。更に本発明装置はマイ
クロピペット９の先端を化学分析スライド３６より離隔
させて液滴を形成することができるようにしているので
、化学分析スライド３６とでイクロピペット９の先端と
にかなりの間隔を存することができ、従って化学分析装
置またはその中に設けられているインキュベータに対し
化学分析スライドを自動的に給排する場合、マイクロピ
ベ・ト９の先端に化学分析スライド供給装置、化学　Ｉ
分析スライド等が当接して損傷するのを防止することが
でき、この化学分析スライド供給装置は傾斜状態、若し
くは平面状態のいずれをも問わない、更にまた本発明装
置は化学分析装置またはその中に設けられているインキ
ュベータ等に直接付属、させることなく、化学分析装置
またはその中に設けられているインキュベータ等とは別
に用意してもよい０本発明は、この他、その基本的技術
思想を逸脱しない範囲で種々設計変更することができる
。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかなように、本発明によれば、化学
分析スライドより離隔させた位置で、マイクロピペット
の先端に液滴を形成し、このマイクロピペットとこれを
保持するホルダーを下降させることにより液滴を化学分
析要素の表面に接触させ、静かに点着するようにしてい
るので、点着時に液滴内に気泡を生ずることなく液体試
料を点着する操作を最適条件に保ち、操作時の誤差や個
人による操作上の差による誤差を最小に止めることがで
き、かつ、簡単、迅速な操作により液体試料の液滴点着
状態を常に一定の最適条件におくことができる。更に弾
性体によりマイクロピペット等を上方に付勢しているの
で、マイクロピペット等の押圧力を調整することにより
その下降位置を簡単に液体試料の種類に合せて適正に保
つことができ、更に、またマイクロピペット等の上昇復
帰動作を円滑に行うことができ、マイクロピペットの先
端の損傷をも防止することができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体試料点着装置により液体試料を点
着するための化学分析要素（化学分析スライド）の−例
を示す平面図、第２図は化学分析要素の表面にマイクロ
ピペットを用いて一定体積の試料液滴が点着される時の
様子を説明するための一部拡大断面図、第３図は化学分
析要素に液体試料が点着される時および点着された液体
試料が展開しおえる時の展開図をあわせて示した拡大平
面図、第４図乃至第７図は本発明の液体試料点着装置の
一実施例を示し、第４図は正面図、第５図はその右側面
図、第６図及び第７図は動作説明用の右側面図である。 ｌ・・・基台、２・・・箱体、４・・・固定台、９・・
・手動型のマイクロピペット、１０・・・ホルダー、１
２・・・切欠、１３・・・係合部、１４・・・保持部、
１５・・・位置決め用突出部、１７・・・案内軸、２０
・・・保持片、２２．２３・・・圧縮ばね、２５・・・
作動軸、２８・・・押圧部材、３２・・・ピストン、３
３・・・ノブ、３６・・・化学分析スライド、３７・・
・（プラスチック製）枠、３８・・・多層分析要素、４
１水不透過性透明支持体、４２・・・液体試料、４２ａ
・・・液滴、４３・・・試薬層、４４・・・多孔質展開
層。 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　弁
理士　柳　川　泰　男 第６図 りζ 第７図 ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゜基台と、この基台に主下動可能に゛支持されたホル
   ダーと、このホルダ二に離脱可能に垂直方向で保持され
   る手動型のマイクロピペットと、前記ホルダーを上方へ
   附勢する弾性体とを備え、この弾性体の弾性によりマイ
   ク６ピペツトの先端を化学分析要素の表面の所定の□位
   置より離隔させてそのチップの先端に液体試料の液滴を
   形成させるコトができ、マイクロピペット及びホルダー
   を弾性体の弾性に抗して下降させることによりマイクロ
   ピペットの先端に形成された液体試料の液滴を化学分析
   要素の表面に接触させ、静かに点着し得るよ□うに構成
   したことを特徴とする液体試料点着装置。 ２゜ホルダーはマイクロピペットを保持するための開閉
   可能な一対の保持片を備え、この保持片は弾性体の弾性
   により閉塞方向に付勢されている特許請求の範囲第１項
   記載の液体試料点着装置０．