WO2007116909A1

WO2007116909A1 - 試料液分析用パネル

Info

Publication number: WO2007116909A1
Application number: PCT/JP2007/057566
Authority: WO
Inventors: Tomohiro Yamamoto; Toshihiko Yoshioka
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2007-10-18
Also published as: US20090169430A1; JPWO2007116909A1

Abstract

　本発明は、正確な一定量の試料液を簡便に点着することができ、かつ固体成分を含む試料液などであっても、測定操作の簡便性と測定値の正確性を確保することができる試料液分析用パネルに関する。具体的に本発明の試料液分析用パネルは、回転中心を軸に回転させられ、試料液が毛細管現象で流入させられるための流路状の第１チャンバと、前記第１チャンバに接続する第１流路であって、不連続に幅または高さを大きくされた空洞を有する第１流路と、前記第１流路に接続する第２チャンバと、前記第１チャンバに前記試料液を供給するための供給開口部と、前記第１チャンバから、前記試料液の流入に伴って気体を排出するための排出開口部を有する。

Description

明細書

試料液分析用パネル

技術分野

[0001] 本発明は試料分析用パネルに関し、特に、液体状の試料に試薬を作用させ、その化学反応を検出することによって試料の分析を行うための試料分析用パネルに関する。

背景技術

[0002] 近年、分析'解析 '検査技術の進歩によって、様々な物質を測定することが可能となってきている。特に、臨床検査分野においては、生化学反応、酵素反応、免疫反応等の特異反応に基づく測定原理の開発により、病態に反映する体液中の物質を測定できるようになった。

[0003] その中で、ポイント'ォブ ·ケアテスティング (POCT)と呼ばれる臨床検査分野が注目されている。 POCTは、簡易迅速測定を第一とし、検体を採取してから検査結果が出るまでの時間の短縮を目的とした取り組みが行われている。したがって、 POCTに要求される測定原理は簡易な原理であり、 POCTに要求される測定装置は小型で携帯性があり、操作性がよい装置である。

[0004] 今日、 POCT対応測定機器は、簡易測定原理の構築、それに伴う生体成分の固相化技術、センサデバイス化技術、センサシステム化技術、微細加工技術およびマイク口流体制御技術の進歩によって、実用性の高、機器が提供されてきて、る。

POCT対応測定機器として用いることが可能な分析装置として、パネル部材であつて、そこに展開した液体状の試料の定性、定量分析を行う装置が提案されている (例えば特許文献 1参照)。特許文献 1に記載の技術を用いた測定装置によって血液などの液体状の試料を分析することで、病気の診断等を行うことができる。

[0005] さらに前記分析装置として、複数のチャンバと、複数のチャンバ間を結ぶ流路とを設けて、試料液を各チャンバに自由に移動、停止させる機能を付加したパネル部材も提案されている（例えば、特許文献 2参照)。これにより、例えば、試料液である血液中の血漿成分のみを試薬と反応させるために、血液中の血球を遠心分離によって除去したり、複数のチャンバに固体状の試薬を保持すれば、試料液と複数の固体状の試薬を順次溶解、反応させたりすることができる。

[0006] 固体状の試薬をチャンバ内にあら力じめ保持するには、チャンバに滴下された試薬の溶液を乾燥させればよい。チャンバに滴下する試薬の溶液の濃度および量は、チヤンバ内に供給された試料液に固体状の試薬が溶解したときに、試料液の分析ができるような試薬濃度となるように調整されればょヽ。

[0007] 前記分析装置として、一定量の試料液を導入するための機能を付加したパネル部材も提案されている（例えば、特許文献 3参照)。特許文献 3に記載のパネル部材は、毛細管現象によって一定量の試料を吸い上げる吸引空洞と、試薬を備える分析空洞と、吸引空洞と分析空洞とを繋ぐ流路を有する。この流路は、流路面積を狭めた隙間を備えた狭窄部を有する。狭窄部は、吸引空洞に試料を吸い上げるときに、試料を吸引空洞に保持する機能を有し、かつ吸引空洞に試料が保持された状態で外部カゝら遠心力が加えられたときに、吸引空洞に保持された試料を、隙間を通して分析空洞に移動させる機能を有する。

[0008] 狭窄部が有する 2つの機能によって、一定量の試料液を簡易に採取し、かつ採取した試料液を遠心力によって分析領域へ移動させることができる。このように特別な定量用の器材を用いることなぐ一定量の試料を分析パネルに導入することができる特許文献 1：国際公開第 00Z26677号パンフレット

特許文献 2：特表 2002— 534096号公報

特許文献 3：特開 2006 - 308561号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 図 1に示すような従来の試料分析用パネルに血液などの試料液を点着するには、別途に準備したピペットなどを用いて、試料液供給口 20aに点着する必要があった。指先などから出血した血液を、指先から直接点着することも可能ではあるが、ディスク内に一定量の血液を正確に点着することは困難である。また、指先から直接点着しようとすると、試料液供給口 20aの辺縁周辺に血液が付着して、測定時に分析装置を汚染する可能性もあった。

[0010] 特許文献 3に記載のパネル部材によれば、吸引空洞と分析空洞とを繋ぐ流路が有する狭窄部が、静止状態においては吸引空洞内の試料液を保持するので、吸引空洞に対応する一定量の試料液を点着することができる。さらに、点着後に遠心力を作用させると、吸引空洞内の試料液が狭窄部の保持力に打ち勝つ流動力を得て、分析空洞に送り込まれる。ところが、特許文献 3に記載のパネル部材に、液体成分より比重が大きい固形成分を含む試料 (例えば血液)を点着して遠心力を作用させると、固形成分が吸引空洞と分析空洞との接続部に集積され、流路 (特に狭窄部)を閉塞することがあった。それにより、液移送が困難になる場合があった。

[0011] 本発明は、正確な一定量の試料液を簡便に点着することができ、かつ固体成分を含む試料液などであっても、測定操作の簡便性と測定値の正確性を確保することができる試料分析用パネルを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 本発明は、以下に示す試料液分析用パネルに関する。

回転中心を軸に回転させられる試料液分析用パネルであって、

試料液が毛細管現象で流入させられるための流路状の第 1チャンバと、前記第 1チヤンバに接続する流路であって、不連続に幅または高さが大きな空洞を有する第 1流路と、前記第 1流路に接続する第 2チャンバと、前記第 1チャンバに前記試料液を供給するための供給開口部と、前記第 1チャンバから、前記試料液の流入に伴って気体を排出するための排出開口部とを有する。

さらに本発明の試料液分析用パネルにおいて、前記第 1流路は、前記供給開口部と前記排出開口部の間に配置され、前記供給開口部は、パネル内またはパネル外に設定される前記回転中心に向力つて開口しており、前記供給開口部と前記回転中心との距離と、前記排出開口部の回転中心からの最遠部と前記回転中心との距離が等しぐ前記第 1チャンバと前記第 1流路との接続部は、前記供給開口部と前記排出開口部よりも、前記回転中心から遠くに配置されており、前記第 1チャンバの内壁面の少なくとも一部に、試料液に対する濡れ性を向上させる処理が施されている。

[0013] 本発明の試料液分析用パネルは、液体成分と、液体成分よりも比重の大きな固形成分とを含む試料液の分析に特に好適である。

発明の効果

[0014] 本発明は、正確な一定量の試料液を簡便に点着することができ、かつ固体成分を含む試料液などであっても、測定操作の簡便性と測定値の正確性を確保することができる試料分析用パネルを提供することができる。よって、特に試料液として血液を分析するための装置、好ましくは POCT対応測定機器に適用することができる。図面の簡単な説明

[0015] [図 1]従来の試料分析用ディスクの平面図

[図 2]試料分析用パネルを装着された分析装置の斜視図

[図 3]図 2の試料分析用パネルの平面図

[図 4]別の例の試料分析用パネルを装着された分析装置の斜視図

[図 5]図 4の試料分析用パネルの第 1の例の平面図

[図 6]図 4の試料分析用パネルの第 2の例の平面図

[図 7]図 4の試料分析用パネルの第 3の例の平面図

発明を実施するための最良の形態

[0016] 本発明の試料液分析用パネルは、 1)試料液が毛細管現象で流入させられるための流路状の第 1チャンバ、 2)第 1チャンバに接続する流路であって、不連続に幅または高さが大きな空洞を有する第 1流路、および 3)第 1流路に接続する第 2チャンバからなる構造部分を備える。さらに第 1チャンバには、試料液を供給するための供給開口部と、前記第 1チャンバへの試料液の流入に伴って、第 1チャンバ内の気体を排出するための排出開口部とが形成されている。また第 1チャンバと第 1流路との接続部は、供給開口部と排出開口部との間に配置される。

[0017] 分析においては、供給開口部を通って第 1チャンバに試料液が供給される力試料液の供給量は、第 1チャンバの容量によって規定される。供給開口部に点着された試料液は、毛細管現象により第 1チャンバに流入する。第 1チャンバに試料液が流入すると、第 1チャンバに存在していた気体 (空気など）は排出開口部から円滑にパネル外部に排出される。それにより、最終的に第 1チャンバは試料液で満たされる。

[0018] 第 1チャンバに流入した試料液は、第 1流路の空洞部でせき止められて、第二チヤンバへの浸入ができない。つまり空洞部は、不連続的に幅または高さが大きくされているので、キヤビラリバルブ効果によって毛細管現象による試料液の浸入を妨げる。

[0019] 本発明の試料液分析用パネルは、回転中心を軸に回転させられる。回転中心はパネル内またはパネル外のいずれに設けられてもよい。第 1チャンバに設けられた前記試料を供給するための供給開口部は、前記回転中心に向かって開口していることが好ましい。試料液分析用パネルを回転させたときに、第 1チャンバに満たされた試料液力供給開口部力パネル外に漏れることを防止するためである。

[0020] また、回転面での位置関係における「前記回転中心と前記供給開口部との距離」と、「前記回転中心と、前記排出開口部の回転中心からの最遠部との距離」とが等しいことが好ましい。試料液分析用パネルを回転させたときに、第 1チャンバに満たされた試料液が、供給開口部および排出開口部のいずれからもパネル外に漏れることを防止するためである。

[0021] さらに、第 1チャンバと第 1流路 (空洞部を有する）との接続部は、供給開口部と排出開口部よりも、回転中心力も遠くに配置されている。試料液分析用パネルを回転させたときに、その遠心力によって第 1流路の空洞部のキヤビラリバルブ効果を消失させて、試料液を空洞部やそれに続く流路ゃ第 2チャンバに送液するためである。

[0022] キヤビラリバルブとして作用する空洞部は、不連続的に幅または高さを大きくされているので、試料液に液体成分より比重が大きい固体成分が含まれていても、閉塞されるおそれが少ない。つまり、第 1チャンバに流入した試料液が試料液分析用パネルの回転による遠心力を受けたときに、試料液中の比重が大きい固体成分は回転中心力も遠くに配置された第 1流路との接続部に堆積することがある。前記の通りキヤビラリバルブは、不連続的に大きくされている空洞部であるので、当該空洞部で閉塞が起こりにくい。一方、キヤビラリバルブを、流路を狭めた狭窄部とすると、試料液中の固形成分によって閉塞されるおそれが高い。よって、本発明の試料液分析用パネルの第 1流路には、不連続的に幅または高さを大きくされた空洞部を、キヤビラリバルブとして配置することが好ま、。

[0023] 第 1チャンバの供給開口部の辺縁部の一部は、凸形状にせり出していることが好ましい。試料液供給口に試料液を点着するとき、試料液供給口の辺縁部に試料液が残留したり、または試料液が試料液供給口の辺縁部カゝらパネル表面に拡散したりすることを抑制しつつ、前記第 1チャンバ内に確実に試料液を流入させることができる。

[0024] 第 1チャンバの内壁面の少なくとも一部は、試料液に対する濡れ性を向上させる処理が施されていることが好ましい。試料液を、毛細管現象により第 1チャンバに流入させやすくするためである。例えば、試料液が水を主成分とする場合には親水化処理を施せばよぐ親水化処理を施された面の水接触角は 90° 未満であればよい。

[0025] 第 1チャンバの回転中心から遠位側の側壁は、供給開口部から、第 1チャンバと第 1流路との接続部まで単調に回転中心から遠ざ力る形状を有する。同様に、第 1チヤンバの回転中心から遠位側の側壁は、排出開口部から、第 1チャンバと第 1流路との接続部まで単調に回転中心から遠ざカゝる形状を有する。それにより試料液分析用パネルを回転させたときに、第 1チャンバに満たされた試料液の全てを、第 1流路を通して第 2チャンバに送液して、第 1チャンバに試料液が残留することを防ぐことができる

[0026] 第 2チャンバは、第 1チャンバから送液される試料液を収容するチャンバである。試料液に、液体成分と、液体成分より比重の大きい固体成分とが含まれている場合は、第 2チャンバにおいて固体成分を分離して、液体成分を取り出すことが好ましい。例えば、試料液が血液である場合には、第 2チャンバで血球成分を除去して、血漿成分のみを取り出して、分析に供することができる。

[0027] 試料液中の比重の大きい固体成分を分離して液体成分を取り出すには、試料液分析パネルの回転による遠心力と、第 2チャンバに接続する第 2流路へ試料液の液体成分が浸入する毛細管力とを組み合わせて行なうことが好ましい。そこで第 2チャンバに接続する第 2流路は、第 2チャンバの回転中心からの最遠部に接続するのではなぐある程度回転中心側の部位に接続していることが好ましい。第 2チャンバの、第 2流路との接続部よりも回転中心から遠い部位に、固体成分を堆積させて、第 2流路に固体成分が入り込むことを防止する。

例えば試料液が血液の場合は、第 1チャンバの容量の 6割程度を、第 2流路の毛細管力によって吸い上げることができる位置に、第 2流路を接続することが好ましい。また第 2チャンバの構造は、特開 2006— 214955を参照して設計すればよい。 [0028] 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図 2には、本発明の試料分析用パネル、およびそれを用いる分析装置の構成の例が示される。図 2に示すように、試料液分析用パネル 10が、分析装置 800に装着される。図 2において分析装置 800は、試料分析用パネル 10を回転させるスピンドルモーター 810 ;コレステロール濃度測定用パネル 10内に展開された血漿に光ビームを照射するための光ピックアップ 820；およびコレステロール濃度測定用パネル 10の回転面と平行で回転方向と垂直な方向（以下「パネル径方向」という。 )に光ピックアツプ 820を移動させるための送りモータ 830を備える。

[0029] 試料液分析用パネル 10は、試料液を血液として、その血漿中の総コレステロール濃度を測定するための試料分析用パネルとすることができる。試料分析用パネルには、例えば図 3に示すようなチャンバや流路を含む流路構造が形成される。図 3には、合計 6つの流路構造が形成されている。各流路構造は、定量チャンバ 200と、キヤビラリバルブ 210と、血球分離チャンバ 20と、廃液チャンノ 80とをそれぞれ 1つずつ含み、さらに遠心分離後定量チャンバ 30と、試薬保持チャンバ 40、 50および 60をそれぞれ 3つずつ含み、 6つの測定チャンバ 70を含む。

[0030] 図 3に示されるように、試料液分析用パネル 10は複数の流路構造が形成された円形の部材であってもよい。一方、図 4に示されるように、試料液分析用パネル 10は、ステージ 101に着脱可能な部材とされて、てもよ、。図 4における分析装置 800は、試料分析用パネル 10を固定して、それを回転させるためのステージ 101；スピンドノレモーター 810 ;コレステロール濃度測定用パネル 10内に展開された血漿に光ビームを照射するための光ピックアップ 820；およびコレステロール濃度測定用パネル 10のパネル径方向に光ピックアップ 820を移動させるための送りモータ 830を備える。

[0031] 図 4におけるステージ 101には、試料液分析用パネル 10をはめ込み、固定するための凹部が形成されている。凹部のうち、はめ込まれた試料分析用パネル 10の測定チャンバ 70に対応する部分は、ステージ 101を貫通していることが好ましい。図 4に示されるように、ステージ 101に形成された試料液分析用パネル 10に対応する貫通部の周囲の一部に段差 105を設けて、試料液分析用パネル 10を下カゝら支持してもよい。 [0032] 試料液分析用パネルをコレステロール濃度測定用パネル 10として、血漿中のコレステロール濃度を測定する場合には、以下の化 1、化 2および化 3からなる反応機構を用いることができる。

[0033] ィ匕 1 :E— Chol→ Choi (酵素： ChE)

化 2 : Choi + NAD → コレステノン +NADH (酵素： ChDH)

ィ匕 3 :NADH+WST— 9 → NAD +ホノレマザン（酵素： DI)

[0034] ィ匕 1〜化 3における略称は、以下の通りである。

E- Choi:コレステロールエステルである。血漿中のコレステロールの大半はエステル化している。

Choi：コレステロールである。

ChE： E - Choiを Choiに変化させる反応を触媒する酵素である。具体的にコレステロールエステラーゼ（EC3. 1. 1. 13)を示す。

NAD： ChDHの補酵素であるニコチンアデ-ンジヌクレオチドを示す。

NADH： NADの還元状態である。

ChDH :コレステロールデヒドロゲナーゼである。例えば、アマノエンザィム (株）から購入できる。

WST-9 :水溶性テトラゾリゥム -9である。（株）同仁ィ匕学研究所より入手できるテトラゾリゥム塩の 1種である。

DI： NADHの NADへの酸化反応とそれに共役する還元反応を触媒する酵素である。具体的にジァホラーゼ (EC 1. 6. 99. 2)である。

[0035] ィ匕 3によって生成されるホルマザンの、波長 650nmの吸光度を測定して、測定された吸光度の変化量に基づいて総コレステロール濃度を算出する。

[0036] 図 5には、コレステロール濃度測定用パネル 10の例が示される。コレステロール濃度測定用パネル 10は、定量チャンバ 200と、定量チャンバ 200の外周側の側壁に接続し、定量チャンバ 200の空隙の厚みより厚い空隙を有するキヤビラリバルブ 210と、キヤビラリバルブ 210に連通して、る血球分離チャンバ 20とを有する。キヤビラリバルブ 210は、定量チャンバ 200の試料供給口 200aと空気口 200bとの中間部の側壁で接続している。 [0037] 血漿分離チャンバ 20において、血液力血球を遠心分離により除去して血漿のみをとりだす。

[0038] 定量チャンバ 200には、定量チャンバ 200に血液を流入させるための試料供給口 2 OOaと、試料液供給口 200aと反対側の端部に開口する空気口 200bが形成される。試料供給口 200aから流入した血液は、毛細管現象によって浸入して定量チャンバ 2 00を満たし、定量チャンバ 200に存在して!/、た空気は空気口 200bから排出される。

[0039] さらにコレステロール濃度測定用パネル 10には、血球分離チャンバ 20によって取り出された血漿のうちの一定量をとりだすための遠心分離後定量チャンバ 30と、 ChE を含む固体状の試薬である ChE層を堆積させて、る試薬保持チャンバ 40と、 ChD Hを含む固体状の試薬である ChDH層を堆積させて、る試薬保持チャンバ 50と、 W ST-9を含む固体状の試薬である WST-9層を堆積させている試薬保持チャンバ 60 と、ホルマザンの波長 650nmの吸光度を測定するための測定チャンバ 70と、不要となった液体が廃棄されるための廃液チャンバ 80とが形成されている。

[0040] 試薬保持チャンバ 40、 50および 60の試薬層は、コレステロール濃度測定用パネル 10の厚み方向（以下「パネル厚方向」と、う）と直交した面に堆積されて、ればよい。

[0041] 遠心分離後定量チャンバ 30は、 1つの血球分離チャンバ 20に対して 3つ配置されており；試薬保持チャンバ 40、 50および 60は、 1つの遠心分離後定量チャンバ 30に対して 1つずつ配置されており；測定チャンバ 70は、 1つの試薬保持チャンバ 60に対して 2つ配置されており；廃液チャンバ 80は、 1つの血球分離チャンバ 20に対して 1 つ配置されている。

[0042] コレステロール濃度測定用パネル 10内の液体の流通を円滑にするために、定量チヤンバ 200には空気口 200bが、血球分離チャンバ 20には空気口 20bが、試薬保持チャンバ 40、 50および 60〖こは、それぞれ空気口 40b、 50bおよび 60bが形成されて V、る。空気口は空気を通すことができる。

[0043] 血液供給口 200aおよび各空気口 (200b, 20b、墨、 50b、 60b)は、コレステロール濃度測定用パネル 10が分析装置 800 (図 4参照）によって駆動されているときに、試料液がコレステロール濃度測定用パネル 10の内部から外部に漏れないような位置に配置される。特に、空気口 200bの、コレステロール濃度測定用パネル 10の回転中心力最も遠い端部と、パネルの回転面に対して垂直な面に開口した試料供給口 200aの開口部とは、回転中心を中心とする等円周上に位置する。

[0044] 定量チャンバ 200の容積は、血球分離チャンバ 20の容積より小さくされている。定量チャンバ 200に供給された血液の全てを、血球分離チャンバ 20に送液するためである。また定量チャンバ 200の容積は、血球分離チャンバ 20で分離された血漿が、以降の各チャンバに移送され、測定に供されるに十分な量となるように設定されている。

[0045] 試薬保持チャンバ 40、 50および 60は、パネル厚方向と直交する面上の形状が" 2 . Omm X 5. Omm"の略長方形とされ、 5. Ommの辺がパネル径方向と略直交している。また、試薬保持チャンノ 0、 50および 60のパネル厚方向における深さは 300 /z mとされている。

[0046] 測定チャンバ 70は、パネル厚方向と直交する面上の形状が直径 2mmの円形であつて、約 1 μ 1の容積を有する。パネル厚方向における測定チャンバ 70の深さは、本実施形態の場合は 200 mが適切であるが、一般的には、透過光測定時の光路長に相当する。よって測定チャンバ 70の深さは、透過光量または吸光度の変化により測定対象物質 (コレステロール)の濃度が測定できるように適切に設定する必要がある。

また、波長 650nmの透過光に対する吸光度の変化によって血漿中の総コレステロール濃度を測定できるので、測定チャンバ 70は、パネル厚方向と直交する面を平面として、波長 650nmの光に対して光学的に略透明とする。

[0047] 反応性や測定時間の短縮の観点力は、固体状の試薬が設置されたチャンバの数は少な、方が好適である。し力しながらコレステロール濃度を測定するための測定用パネル 10には、以下に説明する理由力も前記「ィ匕 1」の反応に必要な ChE層を試薬保持チャンバ 40に、前記「化 2」の反応に必要な ChDH層を試薬保持チャンバ 50 に、前記「ィ匕 3」の反応に必要な WST-9層を試薬保持チャンバ 60に保持することが好ましい。

[0048] ChDHの至適 pHはアルカリ性領域の pH8以上であることから pH緩衝剤が必要であるが、アルカリ性領域での ChDHの安定性はよくない。そこで前記「ィ匕 1」の反応に必要な ChE層を試薬保持チャンバ 40に、前記「ィ匕 2」の反応に必要な ChDH層を試薬保持チャンバ 50に保持するとともに、 pH緩衝剤を ChDH層ではなぐ ChE層に混合することが好ましい。アルカリ性領域での安定性や反応性が悪くない ChEは、巿販品カゝら人手することができる。

[0049] また WST-9は、 ChDHの触媒活性を阻害する傾向がある。そこで、前記「化 2」の反応に必要な ChDH層を試薬保持チャンバ 50に、前記「ィ匕 3」の反応に必要な WS T-9層を試薬保持チャンバ 60に、別々のチャンバに分けて保持することが好ましい。

[0050] 図 5に示すように、コレステロール濃度測定用パネル 10は、各チャンバ間を接続する流路 110〜160を有する。流路 110〜160のパネル厚方向における深さは 100 mである。

[0051] 流路 110 ;血球分離チャンバ 20に接続されるとともに、遠心分離後定量チャンバ 30 のうちコレステロール濃度測定用パネル 10の中心（以下「パネルの回転中心」という）に近、部分に接続された流路である。

流路 120 ;遠心分離後定量チャンバ 30のうちパネルの回転中心力も遠い部分に接続されるとともに、試薬保持チャンバ 40のうちパネルの回転中心に近い部分に接続された流路である。

流路 130；試薬保持チャンバ 40のうちパネルの回転中心力も遠い部分に接続されるとともに、試薬保持チャンバ 50のうちパネルの回転中心に近い部分に接続された流路である。

流路 140 ;試薬保持チャンバ 50のうちパネルの回転中心力も遠い部分に接続されるとともに、試薬保持チャンバ 60のうちパネルの回転中心に近い部分に接続された流路である。

流路 150 ;試薬保持チャンバ 60のうちパネルの回転中心力も遠い部分に接続されるとともに、測定チャンバ 70および廃液チャンバ 80のうち、それぞれパネルの回転中心に近い部分に接続された流路である。

流路 160 ;遠心分離後定量チャンバ 30のうちパネルの回転中心に近い部分に接続されるとともに、廃液チャンバ 80のパネルの回転中心に近い部分に接続された流路である。

[0052] 流路 110は、血球分離チャンバ 20よりも、パネルの回転中心に近い湾曲部 111を有する。同様に、流路 120、 130、 140および 150のそれぞれは、遠心分離後定量チャンバ 30、試薬保持チャンバ 40、 50および 60よりも、パネルの回転中心に近い湾曲部 121、 131、 141および 151を有する。

[0053] 流路 150は、湾曲部 151と、測定チャンバ 70および廃液チャンバ 80との間に配置された大径部 152を有する。大径部 152は、他の部分よりも不連続的に流路径が大きくされている。

流路 160には、コレステロール濃度測定用パネル 10内の液体の流通を円滑にするために空気を通す空気口 160aが形成されている。空気口 160aは、コレステロール濃度測定用パネル 10が分析装置 800によって駆動されているときに、試料液が測定用パネル 10の内部力も外部に漏れないような位置に配置されている。

[0054] 測定用パネル 10の製造方法について説明する。定量チャンバ 200、血球分離チヤンバ 20、遠心分離後定量チャンバ 30、試薬保持チャンバ 40、 50および 60、測定チヤンノ 70、ならびに廃液チャンノ 80に対応する四咅と、空気口 20b、 40b、 50b、 60 bおよび 160aに対応する貫通穴とが成型されたポリカーボネート製の板材 12を準備する。別途に、定量チャンバ 200、定量チャンバ 200を開口する試料液供給口 200a および空気口 200b、血球分離チャンバ 20、遠心分離後定量チャンバ 30、試薬保持チャンバ 40、 50および 60、測定チャンバ 70、廃液チャンバ 80、ならびに流路 110〜 160に対応する貫通穴が成型されたポリエチレンテレフタラート製の板材 13を準備する。板材 13の両面には接着剤を付加してもよい。板材 11に、板材 13を貼り合わせる。

[0055] 次いで、板材 11と板材 13の貼り合わせ板の、試薬保持チャンバ 40に対応する部分に、試薬溶液を滴下して乾燥することによって試薬保持チャンバ 40の ChE層を形成する。試薬溶液とは例えば、 ChE、 ChEの触媒活性を活性ィ匕するための界面活性剤（例えば n—ォクチルー β D—チォダルコシドや、コール酸ナトリウム）、反応時の ρΗを調整するための ρΗ緩衝剤であるトリス塩酸塩、および DIを含む 5 1の水溶液である。 [0056] 板材 11と板材 13の貼り合わせ板の、試薬保持チャンバ 50に対応する部分に、試薬溶液を滴下して乾燥することによって試薬保持チャンバ 50の ChDH層を形成する。試薬溶液とは例えば、 ChDHと DIを含む 5 1の水溶液である。

[0057] また板材 11および板材 13の貼り合わせ板の、試薬保持チャンバ 60に対応する部分に、試薬溶液を滴下して乾燥することによって試薬保持チャンバ 60の WST-9層を形成する。試薬溶液とは、例えば WST-9を含む 5 1の水溶液である。

[0058] その後、表面に親水処理を施した板材 12を板材 13に貼り合わせて、コレステロ一ル濃度測定用パネル 10を製造する。親水処理は、例えば溶媒に分散した界面活性剤を塗布および乾燥させてなされる力プラズマ処理などの物理的な表面改質などでも可能である。

[0059] 図 3に示した測定用パネル 10の試料液供給口 200aの開口部は、ステージ 101 (図 4参照）の凹部に対応する面に形成されて!ヽる。

一方、試料液供給口 200aの開口部は、図 6に示されるように、パネルの凹部 230 の面に形成されてもよい。凹部 230は、指先と同程度または若干大きな曲率を有する。それにより、指先力も出血した血液を直接点着させやすくなる。また、点着位置が判別しやすぐ試料液供給口 200a部に血液を正確に点着できる。そのため、試料液供給口 200a付近の辺縁部に血液が付着したり、付着血液が分析装置 800に付着したりすることを抑制できる。

[0060] 図 6に示すように、試料液供給口 200aの開口部を凹部 230の面に形成する場合には、空気口 200bの、パネルの回転中心からの最遠部と、試料供給口 200aの開口部と力パネルの回転中心を中心とする等円周上に配置される。空気口 200bは、板材 12の対応する位置に穴を成型して開口することで設けることができる。空気口 200b を、凹部 230と同様の凹部に設けてもよい。

[0061] 試料液供給口 200aの開口部を凹部 230の面に設ける場合は、試料液供給口 200 aを構成する部材のうち天井部分と床部分を形成する板材 12および板材 11の何れか一方が、凸状にせり出していてもよい（図 4の凸部 220)。指先などから血液を直接点着する場合に、凸部 220に接触した血液は定量チャンバ 200に流入するので、指先をパネル 10の凹部 230辺縁に接触させる必要がない。従って、指先と凹部 230辺縁の間に血液が伝播し、凹部 230辺縁部が血液で汚染されることを抑制することができる。

[0062] 次に、コレステロール濃度測定用パネル 10の動作について説明する。

コレステロール濃度測定用パネル 10の血液供給口 200aに血液を接触させると、毛細管現象によって血液が自発的に定量チャンバ 200に流入し、空気口 200bの端部まで到達する。定量チャンバ 200の壁面には、キヤビラリバルブ 210に連通する開口部があるが、定量チャンバ 200とキヤビラリバルブ 210との接続部で、キヤビラリバルブ 210の天井高が定量チャンバ 200の天井高よりも不連続に高められて、る。よって、定量チャンバ 200に流入した血液は、キヤビラリバルブ 210には流入しない。

[0063] 定量チャンバ 200に血液が満たされた測定用パネル 10は、分析装置 800 (図 4参照）に装着されて、スピンドルモーター 810 (図 4参照）によって回転させられる。それにより定量チャンバ 200内の血液は、遠心力によって回転中心力遠ざ力る方向に力を受ける。キヤビラリバルブ 210は、定量チャンバ 200の回転中心力も最も遠い位置に接続しているので、キヤビラリバルブ効果によってせき止められていた血液が、遠心力によってキヤビラリバルブ 210に流入する。さらに血液は、キヤビラリバルブ 21 0を通過して、血球分離チャンバ 20に流入する。

[0064] 血球分離チャンバ 20に流入した血液は、遠心力の作用を受けて、固体成分である血球と、液体成分である血漿とに分離される。血球分離チャンバ 20内で分離された血漿の一部は流路 110内に流入する力遠心力が作用している間は、流路 110内の血漿の液面は、血球分離チャンバ 20内の血漿の液面よりもパネルの回転中心に近づくことができない。よって、血球分離チャンバ 20よりもパネル中心に近い湾曲部 11 1にまで、血漿が達することはない。

[0065] 次いで、スピンドルモーター 810を停止して測定用パネル 10の回転を止めると、血球分離チャンバ 20および流路 110内の血漿は、流路 110の毛細管力によって流路 110内を流れて遠心分離後定量チャンバ 30に向かう。そして流路 110内の血漿が、流路 110と遠心分離後定量チャンバ 30との接続部分に達すると、流路 110の毛細管力が働力なくなって停止する。

[0066] 次いで、スピンドルモーター 810によってコレステロール濃度測定用パネル 10を回転させると、流路 110内の血漿力遠心力によって遠心分離後定量チャンバ 30内に流入する。血球分離チャンバ 20内の血漿は、遠心力が加わっている間、サイフォン効果によって流路 110を介して遠心分離後定量チャンバ 30に流入する。

[0067] 遠心分離後定量チャンバ 30に流入した血漿の一部は流路 120内に流入するが、遠心力が作用している間は、流路 120内の血漿の液面は、遠心分離後定量チャンノ 30内の血漿の液面よりもパネルの回転中心に近づくことができない。よって、遠心分離後定量チャンバ 30よりもパネル中心に近い湾曲部 121にまで、血漿が到達することはない。

[0068] また、遠心分離後定量チャンバ 30に流入した血漿が、遠心分離後定量チャンバ 3

0と流路 160との接続部分にまで達すると、さらに流入する余分な血漿は流路 160を介して廃液チャンバ 80に排出される。

[0069] スピンドルモーター 810を停止して測定用パネル 10の回転を止め、その後、再びスピンドルモーター 810によって測定用パネル 10を回転させると、血球分離チャンバ 2

0の血漿が遠心分離後定量チャンバ 30に流入したのと同様に、遠心分離後定量チヤンバ 30の血漿が試薬保持チャンバ 40に流入する。

試薬保持チャンバ 40に流入した血漿は、試薬保持チャンバ 40に保持された ChE 層と接触して、 ChE層を溶解して前記「化 1」の反応が起こる。

[0070] さらに、スピンドルモーター 810を停止して測定用パネル 10の回転を止め、その後

、再びスピンドルモーター 810によって測定用パネル 10を回転させると、遠心分離後定量チャンバ 30の血漿が試薬保持チャンバ 40に流入したのと同様に、試薬保持チヤンバ 40の血漿が試薬保持チャンバ 50に流入する。

試薬保持チャンバ 50に流入した血漿は、試薬保持チャンバ 50に保持された ChD

H層と接触して、 ChDH層を溶解して前記「ィ匕 2」の反応が起こる。

[0071] その後、スピンドルモーター 810を停止して測定用パネル 10の回転を止め、その後

、再びスピンドルモーター 810によって測定用パネル 10を回転させると、試薬保持チヤンバ 40の血漿が試薬保持チャンバ 50に流入したのと同様に、試薬保持チャンバ 5

0の血漿が試薬保持チャンバ 60に流入する。

試薬保持チャンバ 60に流入した血漿は、試薬保持チャンバ 60に保持された WST -9層と接触して、 WST-9層を溶解して前記「ィ匕 3」の反応が起こる。

[0072] そして、コレステロール濃度測定用パネル 10を載せたステージ 101の回転がスピンドルモーター 810によって停止させられると、試薬保持チャンバ 60および流路 150内の血漿は、流路 150の毛細管力によって測定チャンバ 70に向けて流路 150内を流れる。流路 150内の血漿は、液面が大径部 152まで達すると、流路 150の毛細管力が働かなくなって停止する。

[0073] 次いで、コレステロール濃度測定用パネル 10を載せたステージ 101がスピンドルモ一ター 810によって回転させられると、流路 150内の血漿が遠心力によって大径部 1 52内に流入して、さらに測定チャンバ 70および廃液チャンノ 80に流入する。試薬保持チャンバ 60内の血漿は、遠心力が加わっている間、サイフォン効果によって流路 1 50を介して測定チャンバ 70および廃液チャンバ 80に流入する。

[0074] 分析装置 800は、測定チャンバ 70に血漿が流入して、るときに、送りモータ 830 ( 図 4参照）によって光ピックアップ 820 (図 4参照）を回転面と平行かつ回転方向と垂直な方向に移動させる。光ピックアップ 820は、移動しながら測定チャンバ 70内の血漿に光ビームを照射し、その透過光を分析装置が検出する。検出された透過光から、試薬の反応状態を検出して分析を行う。

[0075] 各試薬保持チャンバの試薬層の血漿への溶解は、試薬保持チャンバに流入する血漿の流動による攪拌と、試薬保持チャンバに流入した血漿への拡散によってなされる。

[0076] 図 6に示された流路 120、 130、 140および 150のそれぞれは、前述の通り、湾曲部 121、 131、 141および 151を有する。各流路は、図 7に示されたように、湾曲部を形成することなく直線的に各チャンバを接続してもよい。直線的な流路で各チャンバを接続した場合は、チャンバ内の血漿が流路に流入するときの抵抗力と、パネルの回転による遠心力を利用して血漿を移送する。

[0077] 上記の実施形態のように、血漿中の総コレステロール濃度は、色素である WST-9 の吸光度変化を検出することで測定されるが、測定手法は他の方法を採用してもよい。例えば、 NADHとの間で電子授受が可能なレドックス化合物、例えばフェリシアン化カリウムを用いてもよい。フェリシアンィ匕カリウムは、水溶液中でフェリシアン化物イオンを生成する。フェリシアン化物イオンは、血漿中のコレステロールの酸化によつて還元されて、フエロシアン化物イオンを生じる。生じたフエロシアン化物イオンを再度酸化させて、その際に生じる酸ィ匕電流値を計測すれば、総コレステロール濃度を柳』定することができる。

そこで、測定チャンバ 70内に少なくとも対極と作用極の役割を果たす電極を設けて、かつ分析装置 800に測定チャンバ 70内の電極に、コレステロール濃度測定用パネル 10の外部力も接触することができる端子を設ける。前記電極間に電圧を印加して、フエロシアンィ匕物イオンを酸化させて、その際に生じる酸ィ匕電流値を計測する。

[0078] 本発明の試料液分析用パネルは、上記の実施形態で示した血漿中のコレステロ一ル濃度の測定の他にも、化学反応により生じた変化を光学的または電気化学的に検出可能な反応系を確立された、任意の目的成分の測定に適用することができる。産業上の利用可能性

[0079] 本発明に係る試料液分析用パネルは、正確な一定量の試料液を簡便に点着することができ、かつ固体成分を含む試料液などであっても、測定操作の簡便性と測定値の正確性を確保することができる。よって、特に試料液として血液を分析するための装置、好ましくは POCT対応測定機器に適用すると有用である。

[0080] 本出願は、 2006年 4月 4日出願の出願番号 JP2006— 102707に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

Claims

請求の範囲

[1] 回転中心を軸に回転させられる試料液分析用パネルであって、

試料液が毛細管現象で流入させられるための流路状の第 1チャンバと、前記第 1チヤンバに接続する流路であって、不連続に幅または高さを大きくされた空洞を有する第 1流路と、前記第 1流路に接続する第 2チャンバと、前記第 1チャンバに前記試料液を供給するための供給開口部と、前記第 1チャンバから、前記試料液の流入に伴つて気体を排出するための排出開口部とを有し、

前記第 1流路は、前記供給開口部と前記排出開口部の間に配置され、前記供給開口部は、パネル内またはパネル外に設定される前記回転中心に向かつて開口しており、

前記回転中心と前記供給開口部との距離と、前記回転中心と前記排出開口部の回転中心からの最遠部との距離が等しぐ

前記第 1チャンバと前記第 1流路との接続部は、前記供給開口部および前記排出開口部よりも、前記回転中心から遠くに配置されており、

前記第 1チャンバの内壁面の少なくとも一部に、試料液に対する濡れ性を向上させる処理が施されている、試料液分析用パネル。

[2] 前記試料液が、液体成分と、前記液体成分よりも比重の大きな固形成分とを含む、請求項 1に記載の試料液分析用パネル。

[3] 前記第 2チャンバが、前記試料液から前記固形成分を分離して、前記液体成分のみをとりだす構造を有する、請求項 2に記載の試料液分析用パネル。

[4] 前記第 2チャンバが、前記試料液分析用パネルを回転させることにより得られる遠心力と、前記第 2チャンバに接続する第 2流路への試料の移動を惹起する毛細管力との組み合わせによって、前記試料液から前記固形成分を分離して、前記液体成分のみを取り出す構造を有する、請求項 2に記載の試料液分析用パネル。

[5] 前記第 1チャンバにおける前記回転中心から遠位側の側壁が、

前記供給開口部から、前記第 1流路との接続部分まで、単調に回転中心から遠ざかる形状であり、かつ

前記排出開口部から、前記第 1流路との接続部分まで、単調に回転中心から遠ざ力る形状である、請求項 1に記載の試料液分析用パネル。

前記供給開口部の辺縁部の一部が凸形状にせり出している、請求項 1に記載の試料液分析用パネル。