JP2003102708A

JP2003102708A - 血液分析装置

Info

Publication number: JP2003102708A
Application number: JP2001338550A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Horiike; 靖浩堀池; Yoki Ogawa; 洋輝小川; Jun Kikuchi; 純菊地
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-30
Filing date: 2001-09-30
Publication date: 2003-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の血液分析装置は大別すると大型、多試料
測定用、およびチップ状の小型ではあるが高価なものと
に大別され、安価で簡便な操作により短時間で分析が行
えるものは皆無であった。【解決手段】バイオセンサーを備えた安価な器具の入り
口に注射針、出口の注射器を接続した血液分析装置によ
り採血、およびバイオセンサーで血中成分を短時間で計
測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、注射器を用いて採
血する際、採血針と注射器との間に血液を溜める槽を挿
入し、その中に設けられた複数個のバイオセンサーを用
いて血中の健康、疾病マーカを即座に計測する血液分析
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、健康や疾病状態は、病院などの診
療機関で、医師により数ｃｃの多量の血液を採取し、そ
の分析のために血液センターへ送付して、そこに設置さ
れた大規模な自動血液分析装置を用いて測定する。その
ため、結果は早くて数時間後、通常は数日を要する。そ
の結果、短時間で診断ができないため、治療が遅れこと
になる。

【０００３】しかし、近年、極度に進歩した半導体装置
作製に用いられる微細加工技術を応用し、たかだか数ｍ
ｍから数ｃｍ四方のチップ上に種々の分析器、分析装置
を配置して、そこに被験者の血液などの体液を導き、被
験者の健康状態を瞬時に把握することができる新しいデ
バイスの開発とその実用化の気運が高まってきている。
これはこのような安価なデバイスの出現により、来たる
べき高齢化社会において老人の日々の健康管理を在宅で
可能にすることなどで増加の一途を辿る健康保険給付金
の圧縮を図れることや救急医療の現場においては被験者
が感染症（肝炎、後天性免疫不全症など）などを保持し
ているか否かを本デバイスを用いて迅速に判断できれば
適切な対応ができるなど、種々の社会的な効果が期待さ
れるために非常に注目されつつある技術分野である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような血液分析装
置は、一度使用すると廃棄しなければならないのでその
製作価格は安価でなければならない。しかし、超小型マ
イクロキャピラリチップを用いた血液分析装置は、マイ
クロキャピラリを石英板やポリマー板に微細加工による
形成、血液を引き込み用のポンプの設置、血球分離用の
遠心分離装置、血液成分測定用バイオセンサーの配線な
どの製作工程が多く、またバイオセンサーの校正用の溶
液の導入と当該校正液をの除去、その後の血液のマイク
ロキャピラリへの導入を全自動で行わねば成らないな
ど、一個当たりの製作価格が高価にならざるを得ない。

【０００５】本発明の目的は、血液から健康、疾病状態
を短時間で診断するため、バイオセンサーを備えた安価
な器具の入り口に注射針、出口の注射器を接続して採血
して、このバイオセンサーで血中成分を短時間で計測す
る血液分析装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決させるための手段】上述の課題を解決する
ために従来から広く用いられている採血用注射器と血液
中の種々の成分濃度を検出するバイオセンサーを組み合
わせる。この際単に組み合わせるだけではなく、最小限
の操作で簡便に血液を採取して、当該血液中の成分分析
を行うことに留意する。

【０００７】

【発明実施の形態】まず、本発明の血液分析装置の概略
を図１を用いて説明する。１０１は血中成分計測槽の本
体を示し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポ
リカーボネートなどのプラスティツク材料を基に射出成
型などの方法で製作する。１０２は注射針の取り付け口
であり、１０３は注射針を示し、１０４は注射器の注射
針取り付け口であり、１０５は注射器を示す。まず、注
射器の吸子１０６を押すと、逆止弁Ａ１０７は閉じ、逆
止弁Ｂ１０８と逆止弁Ｃ１０９が開き、校正液槽１１０
に溜めてあった校正液１１１がバイオセンサー１１２を
格納している格納槽１１３に注入される。１１４は格納
槽１１３の空気の排出管を示す。１１５はバイオセンサ
ーの信号を伝達する電気配線を示す。次に、バイオセン
サーを校正後、１０６の吸子を更に押すと、１１６の逆
止弁Ｄが開き、１１７の校正液の校正後の廃液を溜める
槽に注入される。この準備後、吸子１０６を引くと、１
０８と１０９と１１６の逆止弁が閉じ、１０７と１１８
の逆止弁が開き、注射針１０３を皮膚に刺すと、血液１
１９が１２０の血液を溜める槽に注入される。この血液
を溜める槽１２０の内壁全体には、予め血液の付着を防
ぐ生体適合性膜１２１をコートしておく。生体適合性膜
に適したものとして、ＭＰＣ（２−ｍｅｔｈａｃｒｙｌ
ｏｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌｃｈｏｌ
ｉｎｅ）ポリマーが知られている。そして、更に、吸子
１０６を引くと、全血が血液を溜める槽１２０の内部に
設けたポリマー膜１２２を流れると、全血から赤血球や
白血球などの血球成分がろ過されて除去され、１２３の
槽には血漿のみが注入される。血球成分を除去する理由
は、もし赤血球が溶血するとナトリウムやカリウムの濃
度が血液中で高まり、これらの正確な濃度が測定できな
くなる事と、バイオセンサーの感応部にこれらの血球が
付着すると、感応面積が縮小され、感度が低下するから
である。しかし、センサー面積が広いと感度の低下は防
げ、ろ過せずに全血から血中成分を測定する場合があ
り、このポリマー膜１２２は必ずしも必要でない。そし
て、１１２のバイオセンサーを１２３の血漿槽に挿入し
て血漿内の血中成分を測定する。その際、バイオセンサ
ーを挿入する支持棒１２４を押し込む。１２５は、ウイ
ルソンシールドと呼ばれるＯリングであり、１２６は、
校正液１１１が血漿槽１２２内に浸入を防止するＯリン
グを設けた蓋である。バイオセンサーには、やはり血中
成分の付着を防ぐためＭＰＣポリマーのような生体適合
性膜をコートしてある。バイオセンサーとしては、ＩＳ
ＦＥＴ（イオン感応電界効果型トランジスタ）やアンペ
ロメトリ型があるが、後者の方が安価である。血中成分
の測定項目としては、ｐＨ、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^＋＋、
尿素窒素、乳酸、グルコース、クレアチニン、Ｏ_２、Ｃ
Ｏ_２などがある。Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^＋＋の各イオン濃
度は、各々に適したイオノフォア（イオン感応性）膜
を、尿素窒素、乳酸、グルコース、クレアチニンなどは
各々に適した酵素を用いる。Ｏ_２とＣＯ_２濃度を測るた
めには、動脈から血液を採血する。測定後は、１０５の
注射器から１０１の血中成分計測槽を取り外し、１０３
の注射針と共に廃棄する。上述した血液検査装置は、通
常の採血針を用いるが、採血に当たっては痛みの伴わな
い針の使用が望ましい。

【０００８】

【実施例】〔第一の実施例〕図１に示した装置を用い血
液分析を試みた。注射器の容量は１０ｃｃであり、針は
２２ゲージのものを用い、センサとしてはｐＨ、Ｎ
ａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^＋＋、尿素窒素、乳酸、グルコース、
クレアチニン測定用のものを用いた。そして成人男子の
前腕内側の静脈から血液を導入し、血液中の成分分析を
行ったところ、問題なく分析することができた。

【０００９】〔第二の実施例〕図１に示した血液分析装
置の変型例を図２に示す。図２は、図１の採血針を無痛
針に置き換えて使用する場合の血液検査装置を示してい
る。無痛針２０１は、０．１ｍｍ以下の直径のステイン
レス管の先端を１０度の角度に研磨し、更に電界研磨を
して、先端を先鋭化する。更に、毛細血管から採血する
場合は、血管が動いて針を避けるので、無痛針２０１と
同軸状に管２０２を設け、吸子１０６を引いて血液を引
き込む際、そくの吸引力を利用して、皮膚２０３の一部
を吸い込んで盛り上げ、皮膚を固定することにより容易
に採血できる。２０４は逆止弁、２０５は皮膚を吸引す
るための排気管である。

【００１０】以上のようにして作製した無痛針装備の血
液分析装置を用いて血液を採取し、その成分分析を試み
た。この無痛針の外径は約０．１ｍｍでまた内径は０．
０５ｍｍと第一の実施例の場合と比較して著しく細いの
で、採血量を少なくするために全体的に装置の大きさを
小さくしている。第一の実施例と同様にｐＨ、Ｎａ^＋、
Ｋ^＋、Ｃａ^＋＋、尿素窒素、乳酸、グルコース、クレア
チニン測定用のセンサを用い、血液を採取し血液中のこ
れらの濃度を分析したところ問題なく分析することがで
きた。また本実施例の場合、被験者に穿刺時の疼痛を与
えることなく採血を行うことができた。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明により安価
で操作の簡便な血液分析装置を提供することができた。
これは人々の日々の健康管理や緊急時の状態は悪のため
の血液分析に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の血液検査装置に市販の採血針と注射器
が接続されたことを示す図である。

【図２】本発明の血液検査装置に無痛針と注射器が接続
されたことを示す図である。

【符号の説明】

１０１血中成分計測槽の本体１０２注射針の取り付け口１０３注射針１０４注射器の注射針取り付け口１０５注射器１０６吸子１０７逆止弁Ａ１０８逆止弁Ｂ１０９逆止弁Ｃ１１０校正液槽１１１校正液１１２バイオセンサー１１３バイオセンサー格納槽１１４空気の排出管１１５バイオセンサー信号伝達用電気配線１１６逆止弁Ｄ１１７校正液廃液を溜め槽１１８逆止弁１１９血液１２０血液を溜め槽１２１コートした生体適合性膜１２２血球成分ろ過用ポリマー膜１２３血漿槽１２４支持棒１２５Ｏリング１２６Ｏリングを設けた蓋２０１無痛針２０２皮膚固定用同軸状管２０３皮膚２０４逆止弁２０５皮膚吸引用排気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊地純東京都港区白金台２丁目14番地６号Ｆターム(参考） 2G045 AA01 BB05 DA04 DA16 DA31 DA42 DB03 DB07 DB09 DB10 4C038 KK07 KK08 KK10 KL01 KL09 KX04 KY10 TA04 UG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】注射器の注入口の先端に逆止弁を介して血
中成分を計測する槽が接続され、当該計測槽に採血用針
が接続されたことを特徴とする血液分析装置。
【請求項２】請求項１に記載の血中成分計測槽は、採血
針から引き込まれた血液を溜める槽と血中成分を計測す
る複数のバイオセンサーを格納する室がバルブを介して
接続され、当該の複数のバイオセンサーを当該の血液を
溜める槽へ搬送する手段、及びバイオセンサーからの信
号を外部の測定器に導くための配線を備えていることを
特徴とする血液分析装置。
【請求項３】請求項２に記載の採血針から引き込まれた
血液を溜める槽に全血から血球成分をろ過する膜を備え
ていることを特徴とする血液分析装置。
【請求項４】請求項２に記載のバイオセンサーを格納す
る室に校正液を溜めた槽と校正後の廃液を溜める槽が逆
止弁を介して接続されていることを特徴とする血液分析
装置。
【請求項５】請求項１に記載の血中成分を計測する槽に
採血用針を接続するための接続口を設けたことを特徴と
する血液分析装置。
【請求項６】請求項１に記載の採血用針は、当該採血用
針と管が同軸状に配置され、当該管は当該注射器の注入
口の先端に逆止弁と管を介して直接に接続されているこ
とを特徴とする血液分析装置。
【請求項７】血液に触れる当該採血針、当該血液溜め槽
の内壁、当該バイオセンサーとその支持手段、当該ろ過
膜が生体適合性膜でコートされていることを特徴とする
血液分析装置。