專利名稱：生化學分析裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及使用用于通過吸光光度分析法或比濁法來測定生化學分析用的檢體中所含的檢測對象成分濃度的微芯片的生化學分析裝置，特別是涉及使用用于測定例如在診斷人體肝功能方面所必需的、血液中的γ-GTP(γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶)等酶活性的微芯片的生化學分析裝置。
背景技術(shù)：
近年來，應用微型機器技術(shù)可以比以往裝置更為微細化地進行化學分析等。利用所謂“μ-TAS(微全分析系統(tǒng))”、“芯片實驗室”的微芯片的分析方法正在受到人們的關(guān)注。
使用了這種微芯片的分析系統(tǒng)(以下稱為“微芯片分析系統(tǒng)”)是指在通過微型機器制作技術(shù)而形成在小基板上的微細流路內(nèi)進行包括試劑的混合、反應、分離、提取和檢測的分析的所有工序，例如在醫(yī)療領域的血液分析、超微量蛋白質(zhì)或核酸等生物分子的分析等中使用。
特別是，當使用微芯片分析系統(tǒng)進行例如人的血液分析時，可以獲得如下優(yōu)點(1)由于分析檢查所必需的血液(檢體)的量為微量即可，因此可以減輕對患者的負擔、(2)由于與血液混合使用的試劑的量也很少即可，因此可以減少分析成本、(3)由于將裝置本身構(gòu)成為小型裝置，因此可以容易地進行分析等，因此其開發(fā)正在進行中。
一般來說，在這種微芯片分析系統(tǒng)中，作為用于測定檢體中檢測對象成分的濃度的方法，可以使用例如吸光光度分析法。例如在專利文獻1中公開了如下微芯片檢查裝置在測定對象溶液中混合試劑，使測定對象溶液和試劑反應而得到含有吸光成分的檢查液(反應液)，將該檢查液流入到形成在形成于微芯片上的流路上的吸光光度測定部內(nèi)，將來自于光源的光照射到吸光光度測定部，利用受光部接受透過了該吸光光度測定部的光，由此檢測出特定波長的光的吸光度，根據(jù)該吸光度計算檢體中檢測對象成分的濃度。
在該微芯片檢查裝置中，在進行分析時，必須預先調(diào)制好用于測定吸光度的檢查液。
另外，在專利文獻2中公開了如下的血液分析裝置將例如100μl(微升)左右的血液(檢體)注入到在內(nèi)部形成有流路等的轉(zhuǎn)子內(nèi)，將該轉(zhuǎn)子安裝在裝置主體上后使其旋轉(zhuǎn)，從而利用轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的離心力，在轉(zhuǎn)子自身中進行包括例如與試劑的混合、反應處理的處理，調(diào)制檢查液，在使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下對輸送至測定部的檢查液照射閃光，測定吸光度。
本發(fā)明人等嘗試制作了根據(jù)上述專利文獻2的方式的生化學分析裝置、即具有下述構(gòu)成的生化學分析裝置在被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的離心轉(zhuǎn)子上放置在內(nèi)部保持檢體的微芯片，利用使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，在微芯片內(nèi)進行包括與試劑的混合、反應處理的處理，由此調(diào)制檢查液，一邊使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一邊測定檢查液的吸光度，對于通過常用的大型分析裝置進行分析而已經(jīng)獲得分析結(jié)果的檢體，使用試作的生化學分析裝置進行分析時，并不能得到正確的分析結(jié)果，換句話說，并不能得到與已得分析結(jié)果(以下稱為“既定值”)基本相同的結(jié)果。
著眼于通過受光器接受的光轉(zhuǎn)換為電壓的數(shù)據(jù)輸出部，通過適當改變離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和來自于光源部的光照射于測定部的時間(照射時間)來進行分析，從而對變成上述結(jié)果的原因進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)光的照射時間越長則越接近既定值，也就是說，將通過受光器接受的光轉(zhuǎn)換為電壓的電路的頻率應答速度并不隨著旋轉(zhuǎn)速度(光對測定部的照射時間)而變化。
通過微芯片進行分析檢查的檢查液的量例如對于1個測定池來說為例如10μl(微升)左右的微量，因此測定池多具有其剖面直徑(內(nèi)徑)例如為1mm以下、剖面與長度的比例例如超過1∶10的非常細長的形態(tài)，在這種構(gòu)成中，通過測定池的光量變得極少，因此難以以高精度測定吸光度。
作為用于以高精度測定吸光度的方法，可以考慮例如提高通過測定池的光的強度的方法。如果能僅使高強度的光透過即可，則可以考慮利用例如激光，但由于激光是單色光，雖然可以進行單一成分的分析，但在對多種檢測對象成分進行分析時，不能得到對應于檢測對象成分的多種波長的光，因此不能利用。
從該理由出發(fā)，必須使用例如具有連續(xù)光譜的放電燈。
當放電燈本身作為可以獲得高輸出而構(gòu)成時，可以考慮增加電極間的距離，但如果增大電極間距離，則亮度降低，因此必須限制燈功率的大小，在這種情況下，存在著通過測定池的光量降低的問題。
如上所述，對于一邊使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一邊進行測光的分析裝置而言，不得不減少導入到測定用池內(nèi)的光的量，因此必須提高受光器一側(cè)的放大器的放大率。
但是，如果提高受光器一側(cè)放大器的放大率，則由于如上所述的光電轉(zhuǎn)換電路的頻率應答性的問題，不能獲得正確的分析結(jié)果。
另外，在生化學分析裝置中，不僅僅是可以測定，而且如何提高測定精度也開始普及，因此比較重要。
特別是，對于正常值和異常值的差較小的檢測項目而言，其結(jié)果會影響被檢者的診斷，因此必須以高精度進行分析。
例如，在為診斷肝功能時作為標準的γ-GTP時，正常值范圍例如為15～75IU/L左右，在該范圍內(nèi)，隨著反應引起的吸光度變化的程度小，必須捕獲微小的變動(變化量)，因此要求分析裝置的基線變動得到了抑制的穩(wěn)定性高的分析裝置?！胺治鲅b置的基線變動”是指在檢測對象物(檢查液)不存在測定池內(nèi)的狀態(tài)下，利用受光部對測定用光進行測定時所得的數(shù)據(jù)的穩(wěn)定度。
目前，移動式生化學分析裝置所必需的精度必須是CV值(變異系數(shù))為10％以下。
如上所述，對于使用了微芯片的分析裝置而言，現(xiàn)狀是在使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進行測光的分析方法中，不能以高精度、且高可靠性進行目標分析。
專利文獻1日本特開2003-279471號公報專利文獻2美國專利第5478750號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明基于上述事實而完成，其目的在于提供使用了微芯片的生化學分析裝置，從而可以尋求分析裝置的基線穩(wěn)定化、不會遜色于大型生化學分析裝置、并可以以高精度進行分析。
本發(fā)明的生化學分析裝置的特征在于，其具備離心轉(zhuǎn)子、將光照射到保持在離心轉(zhuǎn)子上的微芯片的測定池中的光源部、以及接受透過了測定池的光的受光部，所述離心轉(zhuǎn)子具有用于保持具備保持檢查液的測定池的微芯片的芯片保持部且被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；作為所述微芯片，使用下述微芯片利用通過使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，在該微芯片本身中進行前處理動作，該前處理動作包括對檢體進行離心分離的分離處理、對通過該分離處理獲得的測定對象液進行稱量后將該測定對象液和試劑混合并使其反應的混合反應處理、以及將通過該混合反應處理獲得的檢查液輸送至測定池中的處理；在離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下進行下述測光動作將來自于光源部的光照射于保持在所述芯片保持部上的微芯片的測定池，通過受光部接受透過了測定池的光，由此對測定池內(nèi)的檢查液的光吸收量進行測定以分析檢查液本發(fā)明的生化學分析裝置可以為如下構(gòu)成將來自于上述光源部的光從離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的一面?zhèn)妊嘏c保持在上述芯片保持部的微芯片的測定池垂直的方向進行照射，通過受光部接受透過測定池后從離心轉(zhuǎn)子的另一面?zhèn)壬涑龅墓狻?br> 另外，本發(fā)明的生化學分析裝置優(yōu)選為下述構(gòu)成在用于使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動源上連接編碼器，在將從離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸中心至保持在離心轉(zhuǎn)子上的微芯片的測定池中心的距離設為r[mm]、將控制光量使來自于光源部的光的光束直徑達到最終導入至測定池內(nèi)的光的光束直徑的光導入用開口部的開口直徑設為D[mm]時，設定該編碼器每旋轉(zhuǎn)1次的總脈沖數(shù)P滿足下述關(guān)系1/10＞[r·tan(360°/P)]/D進行測光動作時，根據(jù)來自于該編碼器的信號來停止離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
進而，本發(fā)明的生化學分析裝置還可以為以下構(gòu)成作為微芯片，具備多個測定池，使用多種試劑作為與將檢體離心分離所得的測定對象液進行混合的試劑，從而能夠?qū)嵤┫嗷ゲ煌亩喾N檢測對象成分的分析。
這種生化學分析裝置可以為以下構(gòu)成離心轉(zhuǎn)子的芯片保持部形成在離心轉(zhuǎn)子的外周邊緣部；對于微芯片，在保持于芯片保持部的狀態(tài)下，多個測定池按照位于以上述離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸中心為中心的同一圓周上的方式相互分開地形成；通過依次變更該離心轉(zhuǎn)子的停止位置，可以分析微芯片中的各測定池內(nèi)的檢查液。
另外，就本發(fā)明的生化學分析裝置而言，優(yōu)選其構(gòu)成為受光部被構(gòu)成為能夠同時測定多種波長的光，且用于分析檢查液中所含檢測對象成分的測定用光以外的波長的參照用光與測定用光被同時測定。
對于這種構(gòu)成而言，作為測定用光，可以選擇波長340、405、450、480、505、546、570、600、660、700、750和800nm(±10nm)的12種波長中的任一個波長的光；作為參照用光，可以選擇作為測定用光所選波長以外的波長的光。
根據(jù)本發(fā)明的生化學分析裝置，通過在停止離心轉(zhuǎn)子的狀態(tài)下進行測光動作，可以充分地確保入射到微芯片的測定池的光量，因此雖然是不具有充分強度的光照射到測定池上，也可以以高精度測定吸光度，因此可以獲得高的分析精度。
另外，在進行測光動作時，根據(jù)來自于設定了滿足特定關(guān)系的脈沖數(shù)的編碼器的信號，控制保持微芯片的離心轉(zhuǎn)子的停止位置，由此能夠以高精度、且高重現(xiàn)性來控制微芯片中測定池的停止位置，因此可以可靠地將測定吸光度所必需的充分的光量導入到測定池中，結(jié)果能夠在變動幅度抑制得較小的狀態(tài)下穩(wěn)定分析裝置的基線，可以確保高的測定精度，因此能夠獲得例如CV值達到10％以下的高分析精度。


圖1為表示本發(fā)明的生化學分析裝置的一個例子的構(gòu)成的外觀的立體圖。
圖2為表示圖1所示的生化學分析裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概略俯視圖。
圖3為表示圖2所示的生化學分析裝置的測定部的構(gòu)成的剖面圖。
圖4為用于說明編碼器的脈沖數(shù)設定方法的表示測定部的構(gòu)成的放大剖面圖。
圖5為用于說明編碼器的脈沖數(shù)設定方法的表示測定部的構(gòu)成的放大剖面圖。
圖6為本發(fā)明的生化學分析裝置中所使用的微芯片的一個例子的構(gòu)成概略的(A)俯視圖、(B)剖面圖。
圖7為本發(fā)明的生化學分析裝置的動作流程圖。
圖8為本發(fā)明的生化學分析裝置的前處理動作的時間流程圖。
符號說明10生化學分析裝置 11外殼11A蓋體12芯片插入部13操作面板 13A面板狀顯示部14電源部 15控制部15A CPU基板16A打印機16輸出部 17電源輸入端子18電源開關(guān) 19數(shù)據(jù)輸出端子
20測定部 21測定室22外匣22A光導入用開口部22B開口部 23發(fā)動機驅(qū)動器24離心用發(fā)動機24A驅(qū)動軸25離心轉(zhuǎn)子25A光導入用開口部26芯片保持部 27方向切換用齒輪27A光導入用開口部 28芯片插入用開口部29條形碼讀取用窗 30芯片方向切換機構(gòu)31芯片方向切換用發(fā)動機32球軸承33主動側(cè)齒輪 35加熱器36熱敏電阻37讀碼器38編碼器 40光源部41光源42透鏡43濾光片 44風扇45反射鏡 50受光部51受光器 52光纖60微芯片 61芯片主體62A、62B透明基板 63測定池65條形碼 C旋轉(zhuǎn)軸中心具體實施方式
圖1為表示本發(fā)明的生化學分析裝置的一個例子的構(gòu)成外觀的立體圖，圖2為表示圖1所示生化學分析裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概略俯視圖、圖3為表示圖2所示生化學分析裝置的測定部構(gòu)成的剖面圖。
該生化學分析裝置10是使用微芯片60對例如血液(可以是血清或血漿)等生化學分析用檢體進行分析檢查的裝置，整體上具備例如箱狀的外殼11，在該外殼11內(nèi)部具有配置在中央位置的測定部20、配置在測定部20的右后側(cè)位置的光源部40、配置在測定部20的左側(cè)位置的受光部50、配置在測定部20的后側(cè)位置且具備安裝有信號處理電路等功能元件的CPU基板15A的控制部15、配置在測定部20的下前側(cè)位置的電源部14、在寬度方向上與電源部14并列配置且具備打印機16A的輸出部16。
外殼11包括與測定部20相向的上壁部分和與其連接的前壁部分，具有通過繞著沿著寬度方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而打開芯片插入部12的蓋體11A，在寬度方向上與外殼11的上表面的蓋體11A并排的位置上設置有具備面板狀顯示部13A的操作面板13。
在圖1和圖2中，17為電源輸入端子、18為電源開關(guān)、19為數(shù)據(jù)輸出端子。
測定部20如圖3所示，例如在中空圓柱狀的外匣22內(nèi)具備具有用于保持微芯片60的芯片保持部26且在同一軸上配置有例如有底圓筒狀的離心轉(zhuǎn)子25的測定室21、和以驅(qū)動軸24A貫通離心轉(zhuǎn)子25的下表面中央位置而在垂直方向(上下方向)上延伸的姿勢配置的離心用發(fā)動機24，通過驅(qū)動離心用發(fā)動機24，離心轉(zhuǎn)子25被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在圖2中，23為發(fā)動機驅(qū)動器。
在離心轉(zhuǎn)子25的底壁上，外徑小于離心轉(zhuǎn)子25半徑的方向切換用齒輪27以能夠以與離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)軸中心C平行的軸系旋轉(zhuǎn)的方式被軸支承，該齒輪27的上表面設置有適當?shù)闹尾考?未圖示)，由此構(gòu)成芯片保持部26。芯片保持部26成為位于離心轉(zhuǎn)子25的外周邊緣側(cè)的狀態(tài)。
另外，測定部20可以構(gòu)成為具有多個芯片保持部26，在該實施例中，為了將離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)平衡維持在適當?shù)臓顟B(tài)，在包夾旋轉(zhuǎn)軸中心C的相反側(cè)的位置上形成有由相同構(gòu)成的方向切換用齒輪27構(gòu)成的芯片保持部26。
在外匣22的下壁，構(gòu)成離心轉(zhuǎn)子25和芯片保持部26的方向切換用齒輪27中，在微芯片60保持在芯片保持部26上的狀態(tài)下，在微芯片60的測定池63所位于的直徑方向位置上，分別形成有用于將來自于光源部40的光導入至微芯片60的測定池63中的光導入用開口部22A、25A(參照圖4和圖5)、27A，在外匣22的上壁上形成有安裝了將通過微芯片60的測定池63的光導入到受光部50的例如光纖52的開口部22B。
另外，在外匣22的上表面和下表面的部分區(qū)域上設置有在分析檢查時用于將測定室21內(nèi)的溫度維持在一定溫度例如37℃的面狀加熱器35，根據(jù)例如熱敏電阻36的檢測溫度來控制輸出。
進而，在外匣22的上壁上形成有條形碼讀取用窗29，其用于利用設置在測定室21的上方位置的讀碼器37來讀取通過設置在芯片插入用開口部28和微芯片60上的例如條形碼65所顯示的微芯片60中的固有信息。
該生化學分析裝置10的測定部20具備芯片方向切換機構(gòu)30，該芯片方向切換機構(gòu)30構(gòu)成用于調(diào)整保持在芯片保持部26上的微芯片60的姿勢、且與使離心轉(zhuǎn)子25旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動機構(gòu)獨立的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，該芯片方向切換機構(gòu)30包括介由例如球軸承32等而相對于離心發(fā)動機24的驅(qū)動軸24A自由旋轉(zhuǎn)地設置、且與構(gòu)成芯片保持部26的方向切換用齒輪27相咬合的主動齒輪33、和用于使該主動齒輪33旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動源即芯片方向切換用發(fā)動機31。
如后所述，對于本發(fā)明的生化學分析裝置10而言，當對微芯片60的測定池63內(nèi)的檢查液進行測光動作時，由于是在離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)停止了的狀態(tài)下進行，因此有必要以較高的位置精度控制離心轉(zhuǎn)子25的停止位置。因而，在用于使離心轉(zhuǎn)子25旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的離心用發(fā)動機24上連接編碼器38，進行測光動作時，根據(jù)來自于編碼器38的信號來控制離心轉(zhuǎn)子25的停止位置。
編碼器38每旋轉(zhuǎn)1次的總脈沖數(shù)P優(yōu)選按照滿足以下關(guān)系的方式來設定。由此，在測光動作時，可以使測定池63的停止位置的偏差小到可以忽略，即可以獲得高重現(xiàn)性，從而能夠可靠地獲得必要的測定精度。
例如如圖4所示，當將從離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)軸中心C到放置在離心轉(zhuǎn)子25上的微芯片60的測定池63(直徑方向)中心的距離設為r[mm]、將控制光量使來自于光源部40的光的光束直徑為最終導入到測定池63內(nèi)的光的光束直徑的光導入用開口部的開口直徑設為D(在此例中，形成在方向切換用齒輪27的光導入用開口部27A的開口直徑設為D2)[mm]時，按照滿足下式關(guān)系的方式來設定編碼器38每旋轉(zhuǎn)1次的總脈沖數(shù)P。來自于光源部40的光的光束直徑大于微芯片60的測定池63的剖面直徑(內(nèi)徑尺寸)的最小值D1和方向切換用齒輪27的光導入用開口部27A的開口徑D2。
1/10＞[r·tan(360°/P)]/D2另外，如圖5所示，當通過微芯片60的測定池63的外周邊緣來控制光量使來自于光源部40的光的光束直徑為最終導入到測定池63內(nèi)的光的光束直徑時(D＝D1)，按照滿足下式關(guān)系的方式來設定編碼器38每旋轉(zhuǎn)1次的總脈沖數(shù)P。
1/10＞[r·tan(360°/P)]/D1該生化學分析裝置10的光源部40由通過放射從紫外線到紅外線的波長范圍的光的放電燈構(gòu)成的光源41、用于使由光源41放射的光變?yōu)槠叫泄鈦磉M行照射的透鏡42、以及濾光片43構(gòu)成。另外，44是在點燈時用于冷卻該放電燈的風扇。
作為構(gòu)成光源41的放電燈，例如可以使用氙燈、汞燈、高色溫度鹵燈等。
該生化學分子裝置10中，例如與形成測定室21的外匣22的光導入用開口部22A相向地設置有反射鏡45，將來自光源41的光按照從測定室21的下方側(cè)沿垂直方向通過微芯片60的測定池63內(nèi)的方式導入。
受光部50具備例如由凹面衍射光柵多波長光度計而成且能夠同時測定多個波長的受光器51，透過了測定池63內(nèi)的光通過一端安裝在形成于外匣22的上壁的開口部22B上的例如光纖52而導入至受光器51中。
在上述生化學分析裝置10中使用的微芯片60例如如圖6所示，帶有彎曲成圓弧狀的外緣部分的整體具有扁平形態(tài)，例如在形成有包括測定池63、分離池(未圖示)、混合池(未圖示)、稱量機構(gòu)(未圖示)的流路的芯片主體61的兩面上分別設置有透明基板62A、62B。
在該微芯片60上，對于多個、例如7個測定池63而言，在保持在離心轉(zhuǎn)子25的芯片保持部26的狀態(tài)下，在與離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)軸中心C于同一圓周上的位置上分開地形成，按照分別確保測定吸光度所必需的充分大小的透光光路長度的方式，具有厚度方向的尺寸(長度)遠遠大于剖面直徑(內(nèi)徑)的細長形態(tài)。
如果表示測定池63的具體構(gòu)成例，例如內(nèi)徑為1mm、長度為10mm、容量(所檢查的檢查液的量)為10μl(微升)左右。
在圖6中，65為粘貼在微芯片60的上表面上的例如條形碼，通過其本身，顯示例如測定項目、測定方法等微芯片60中的固有信息。
以下，以進行人血液分析的情況為例說明上述生化學分析裝置10的動作。
如圖7所示，首先，通過例如毛細管吸引從被檢者采集的血液(檢體)，注入到微芯片60內(nèi)。然后，轉(zhuǎn)動生化學分析裝置10的蓋體11A以打開芯片插入部12，以例如各測定池63排列在與離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)軸中心C的同心圓上的位置上的姿勢將微芯片60安裝在芯片保持部26上(使用者動作)。
然后，按下開始按鈕以使生化學分析裝置10工作，則通過讀碼器37來讀取通過微芯片60的條形碼65本身所顯示的測定條件等微芯片60中的固有信息，根據(jù)該信息設定生化學分析裝置10的動作條件，同時判定是否將用于進行分析測定所必需量的血液注入到微芯片60中，當血液的量充足時，對于血液實施分析檢查。另外，當確認血液的量不足時，輸出錯誤信息。
分析檢查包括調(diào)制對應于檢查項目(檢測對象成分)的檢查液的前處理動作、和對于通過該前處理動作獲得的檢查液進行吸光度測定的測光動作(裝置動作)。
前處理動作利用通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動離心轉(zhuǎn)子25作用于微芯片60的離心力來進行，其包括將測定對象液從檢體中分離出來的分離處理、將測定對象液分配到各測定池63中的分配處理、分取一定量的測定對象液的稱量處理、混合測定對象液和試劑并使其反應以調(diào)制檢查液的混合反應處理、以及將調(diào)制的檢查液輸送到各測定池63中的處理。
具體地說明前處理動作，如圖8所示，首先，通過以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動離心轉(zhuǎn)子25而使離心力作用在微芯片60上，在微芯片60的分離池內(nèi)進行將血液(檢體)中的血球離心分離的分離處理。之后，在離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)暫時停止的狀態(tài)下，通過芯片方向切換機構(gòu)30使芯片保持部26轉(zhuǎn)動，伴隨著離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)，按照離心力作用在不同于分離處理時的方向上的方式，進行調(diào)整微芯片60的方向(姿勢)的芯片方向切換動作。
接著，通過以規(guī)定轉(zhuǎn)速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)離心轉(zhuǎn)子25而產(chǎn)生離心力，使經(jīng)由分離處理獲得的血漿(測定對象液)流過從分離池到分配部的流路內(nèi)，在分配部中進行對各測定池63的血漿的分配處理。
然后，在離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下，進行調(diào)整微芯片60的方向(姿勢)的芯片方向切換動作，之后通過以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動離心轉(zhuǎn)子25而產(chǎn)生離心力，使血槳流過從分配部到稱量部的流路內(nèi)，在稱量部中進行分別稱取一定量的血漿的稱量處理。
然后，在離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下，進行調(diào)整微芯片60的方向(姿勢)的芯片方向切換動作，之后通過以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動離心轉(zhuǎn)子25而產(chǎn)生離心力，使一定量的血槳流過從稱量部到混合池的流路內(nèi)，在混合池內(nèi)進行使血漿與試樣混合并反應以調(diào)制檢查液(反應液)的混合反應處理。在此，混合反應處理還可以例如在血漿中混合各種試劑并反應，此時，還可以確保與先前混合的試劑的規(guī)定時間的反應時間來調(diào)制反應液，進行芯片方向切換動作后將反應液和其它試劑進行混合并使其反應。
之后，在離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下，進行調(diào)整微芯片60的方向(姿勢)的芯片方向切換動作，之后通過以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動離心轉(zhuǎn)子25而產(chǎn)生離心力，使調(diào)制的檢查液流過從混合池到測定池63的流路內(nèi)，填充至測定池63中。
以上，在例如特定患者的疾病等時，有必要對多個檢查項目進行測定，因此將與各個不同種類的試劑反應而得到的多種檢查液分別填充到對應的測定池63中。在該實施例中，作為微芯片60，使用具備7個測定池63的微芯片，能夠同時實施7種檢查項目的分析測定。
作為在混合反應處理中使用的試劑，可以使用在以往的生化學分析裝置中使用的試劑，根據(jù)目標檢查項目(檢測對象成分)來選擇。
如果示出前處理動作的各處理條件的一例，例如分離處理時的離心轉(zhuǎn)子25的轉(zhuǎn)速為3000rpm、處理時間為120sec，分配處理時的離心轉(zhuǎn)子25的轉(zhuǎn)速為1000rpm、處理時間為30sec，稱量處理時的離心轉(zhuǎn)子25的轉(zhuǎn)速為1000rpm、處理時間為30sec，混合反應處理時的離心轉(zhuǎn)子25的轉(zhuǎn)速為1500rpm、處理時間(除去反應時間)為40sec。
進行以上一系列的前處理動作后，對于填充有調(diào)整過的檢查液的各測定池63進行測光動作。即，例如，在按照將來自于光源部40的光導入至位于微芯片60的最外側(cè)的測定池(圖6中為位于右端的測定池)中的方式調(diào)整位置，在離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下，介由透鏡42和光源濾光片43照射的來自于光源41的光被反射鏡45反射，從測定室21的下方側(cè)沿垂直方向?qū)胫翜y定池63。然后，透過了測定池63內(nèi)的檢查液的光通過光纖52導入至受光器51，通過受光器61被同時檢測，根據(jù)對應檢查液所設定的特定波長的光(測定用光)的光量和與該測定用光的波長不同波長的光(參照用光)的光量，對檢查液測定吸光度。在此，當進行測光動作時，例如按照測定池63分別位于離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)軸中心C的同心圓上的狀態(tài)來調(diào)整微芯片60的方向(姿勢)。
通過受光器61檢測的數(shù)據(jù)包括短期光源41的閃變所產(chǎn)生的變動、和光源41的壽命或熱特性所導致的數(shù)十分鐘～數(shù)小時的長期偏移所導致的變動，但在例如血液分析等生化學分析中，由于測定數(shù)分鐘的較短時間內(nèi)的吸光度變化，因此短期閃變所導致的變動特別成為問題。
例如，當使用氙燈作為光源41時，不會僅是特定波長發(fā)生變動，而是在幾乎所有波長范圍都會以相程度的幅度發(fā)生變動，進行生化學分析時，由于事先知道每個試劑的吸收波長和非吸收波長，因此通過同時測定未吸收波長的光(參照用光)的光量和測定用光的光量，可以通過參照用光的相關(guān)數(shù)據(jù)來校正測定用光相關(guān)數(shù)據(jù)所含的光源41的短期閃變導致的變動，從而能夠以高精度對測定池63內(nèi)的檢查液的吸光度進行測定。
測光動作例如如下實施將一個測定池的規(guī)定時間內(nèi)的測光處理作為一個處理單元，對所有的測定池依次進行測光處理并重復多次。即，當一個測定池的吸光度的測定結(jié)束時，離心轉(zhuǎn)子25被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，其移動量根據(jù)來自于編碼器38的信號而控制，由此按照來自于光源部40的光被導入至應該進行測光動作的臨接測定池中的方式來控制位置，停止離心轉(zhuǎn)子25的旋轉(zhuǎn)，在此狀態(tài)下進行測光處理。然后，依次對所有測定池進行這種測光處理，之后再從例如最初進行過測光處理的測定池依次進行第2次的測光處理。
通過反復實施這種處理規(guī)定次數(shù)，一個測定池獲得多個數(shù)據(jù)(每次測光處理的測定用光的光量和參照用光的光量)。
對于各測定池63而言，根據(jù)參照用光的吸光度來校正光源41的變動以計算每個測光處理時的測定用光的吸光度，根據(jù)此結(jié)果，計算測定池63內(nèi)的檢查液中所含的檢查對象物的濃度。
對所有的測定池63內(nèi)的檢查液進行這種數(shù)據(jù)處理，用顯示部13A顯示其結(jié)果，同時由打印機16A輸出。
如果示出測光動作的處理條件的一例，例如一個測定池的一個處理單元所需要的時間為1sec，對所有7個測定池進行一次測光處理所需要的時間為15sec左右，一個測定池的測光處理的次數(shù)為20次。
作為測光動作中使用的測定用光，根據(jù)檢測對象物選擇例如340、405、450、480、505、546、570、600、660、700、750、800nm(±10nm)的12種波長中的任一個波長；作為參照用光，從作為測定用光選擇的波長以外的波長中選擇。
例如，在γ-GTP的檢測中，作為參照用光，必須是伴隨與血漿的反應所產(chǎn)生的安息香酸不會吸收的波長、大概長于500nm的波長的光(下述表1中為570nm)。將根據(jù)分析項目(檢測對象成分)組合了測定用光的波長(主波長)和參照用光的波長(副波長)的具體的一例示于下述表1中。
表1

根據(jù)上述構(gòu)成的生化學分析裝置10，通過在停止離心轉(zhuǎn)子25的狀態(tài)下進行測光動作，可以充分地確保入射到微芯片60的測定池63中的光量，因此即使是不具有充分強度的光照射到測定池63中的構(gòu)成，也能夠以高精度進行吸光度的測定，因此可以獲得高的分析精度。
另外，在進行測光動作時，根據(jù)來自于為了滿足特定關(guān)系而設定了脈沖數(shù)的編碼器38的信號來控制保持微芯片60的離心轉(zhuǎn)子25的停止位置，由此能夠以高精度、且高重現(xiàn)性來控制微芯片60的測定池63的停止位置，因而能夠可靠地將吸光度測定所必需的充分光量導入至測定池63中，結(jié)果可以在將變動幅度抑制在很小的狀態(tài)下使分析裝置的基線穩(wěn)定，可以確保高的測定精度，因而可以獲得例如CV值達到10％以下的高分析精度。
因此，對于進行正常值和異常值的差別小、吸光度變化的程度小而檢測微小變動是必須的例如γ-GTP等檢測項目的分析來說極為有用的。
而且，受光器50為能夠同時測定多種波長的光的構(gòu)成，通過將用于進行檢查液中所含檢測對象成分分析的測定用光以外的波長的參照用光與測定用光同時測定，校正光源41的光量變動并測定吸光度，因此與以往使用的鹵燈相比，紫外線的光量多、更接近點光源，相反變得能夠使用穩(wěn)定度較低的氙燈等放電燈，可以通過單光束(方式)校正光源的光量變動，結(jié)果可以尋求分析裝置的小型化和低成本化。
以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式，可以加以各種變更。
例如，在本發(fā)明的生化學分析裝置中，形成于測定室內(nèi)的芯片保持部的數(shù)量、離心轉(zhuǎn)子和芯片保持部的旋轉(zhuǎn)方向等具體構(gòu)成以及進行分析測定時的各處理條件沒有特別限定，可以根據(jù)目的適當變更。
另外，在上述實施例中說明了將來自于光源部的光從離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的一面?zhèn)日丈溆诒３衷谏鲜鲂酒３植康奈⑿酒臏y定池，從而對測定池內(nèi)的檢查液進行測光動作的構(gòu)成，但也可以是將來自于光源的光從與離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向(相對于離心轉(zhuǎn)子為橫方向)照射至微芯片的測定池的構(gòu)成。
進而，本發(fā)明的生化學分析裝置中所使用的微芯片的具體構(gòu)成、例如測定池的數(shù)量等并不限定于上述實施例。
權(quán)利要求
1.一種生化學分析裝置，其特征在于，其具備離心轉(zhuǎn)子、將光照射到保持在離心轉(zhuǎn)子上的微芯片的測定池中的光源部、以及接受透過了測定池的光的受光部，所述離心轉(zhuǎn)子具有用于保持具備保持檢查液的測定池的微芯片的芯片保持部且被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；作為所述微芯片，使用下述微芯片利用通過使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，在該微芯片本身中進行前處理動作，該前處理動作包括對檢體進行離心分離的分離處理、對通過該分離處理獲得的測定對象液進行稱量后將該測定對象液和試劑混合并使其反應的混合反應處理、以及將通過該混合反應處理獲得的檢查液輸送至測定池中的處理；在離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下進行下述測光動作將來自于光源部的光照射于保持在所述芯片保持部上的微芯片的測定池，通過受光部接受透過了測定池的光，由此對測定池內(nèi)的檢查液的光吸收量進行測定以分析檢查液。
2.權(quán)利要求1所述的生化學分析裝置，其特征在于，將來自于所述光源部的光從離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的一面?zhèn)妊嘏c保持在所述芯片保持部上的微芯片的測定池垂直的方向進行照射，并通過受光部接受透過測定池后從離心轉(zhuǎn)子的另一面?zhèn)壬涑龅墓狻?br> 3.權(quán)利要求2所述的生化學分析裝置，其特征在于，在用于使離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動源上連接有編碼器；在將從離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸中心到保持在離心轉(zhuǎn)子上的微芯片的測定池中心的距離設為r[mm]、將控制光量使來自于光源部的光的光束直徑為最終導入至測定池內(nèi)的光的光束直徑的光導入用開口部的開口直徑設為D[mm]時，設定該編碼器每旋轉(zhuǎn)1次的總脈沖數(shù)P滿足下述關(guān)系1/10＞[r·tan(360°/P)]/D當進行測光動作時，根據(jù)來自于該編碼器的信號來停止離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
4.權(quán)利要求1～3任一項所述的生化學分析裝置，其特征在于，微芯片的構(gòu)成為具備多個測定池，使用多種試劑作為與將檢體離心分離后獲得的測定對象液進行混合的試劑，從而能夠?qū)嵤┫嗷ゲ煌亩喾N檢測對象成分的分析。
5.權(quán)利要求4所述的生化學分析裝置，其特征在于，離心轉(zhuǎn)子的芯片保持部形成在離心轉(zhuǎn)子的外周邊緣部，微芯片在保持于芯片保持部上的狀態(tài)下，多個測定池按照位于以所述離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸中心為中心的同一圓周上的方式相互分開地形成，通過依次變更該離心轉(zhuǎn)子的停止位置，對微芯片的各測定池內(nèi)的檢查液進行分析。
6.權(quán)利要求1～5任一項所述的生化學分析裝置，其特征在于，受光部被構(gòu)成為能夠同時測定多種波長的光，用于分析檢查液中所含檢測對象成分的測定用光以外的波長的參照用光與測定用光被同時測定。
7.權(quán)利要求6所述的生化學分析裝置，其特征在于，作為測定用光，選擇波長340、405、450、480、505、546、570、600、660、700、750和800nm(±10nm)的12種波長中的任一個波長的光；作為參照用光，選擇作為測定用光所選波長以外的波長的光。
全文摘要
本發(fā)明提供可以使用微芯片以尋求分析裝置的基線穩(wěn)定化、且能夠以高精度進行分析的生化學分析裝置。本發(fā)明的生化學分析裝置具備帶有保持微芯片的芯片保持部且被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的離心轉(zhuǎn)子、光源部、以及受光部。作為微芯片，使用下述微芯片利用通過離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力，在微芯片本身中進行包括分離處理、稱量處理、混合反應處理和將檢查液輸送到測定池中的處理的前處理動作。將來自于光源部的光照射到微芯片的測定池，通過受光部接受透過了測定池的光，在離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下進行對測定池內(nèi)檢查液的光吸收量加以測定以分析檢查液的測光動作。
文檔編號G01N35/00GK101082621SQ20071010877
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者松本茂樹, 奧村善彥 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社