JPH0622202Y2 - 粒子検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、粒子分析装置等に適用される粒子検出器に
関するものである。

〔従来の技術〕

粒子を浮懸させた電解質溶液の試料中に一対の電極を浸
漬し、電極間に電流を流して試料中の粒子を検出する従
来の粒子検出器には、電極間に高周波電流を流すもの
と、高周波電流と直流電流とを同時に流すものと、直流
電流を流すものとがある。

例として、実公昭45-30950号、特開昭60-82942号、実開
昭51-112393号があった。これらのうち、前二者はとも
に電極間の距離を接近させて、その間隙に粒子を浮懸さ
せた電解質溶液の試料を流すようにしたものである。し
かし、電極を接近させる前二者の粒子検出器は、前記間
隙の容積を粒子が検知できる程度に小さくする必要があ
るため、電極表面の電流密度は非常に高くなる。その結
果、電極表面の汚れなどによる僅かの変化が電流に影響
を与え易くなり、粒子の検出感度の安定性が劣るという
問題がある。

これに対して残りの後者は、微細孔を有する電気絶縁性
の管状容器の内と外の電解質溶液の試料中にそれぞれ電
極を備えたものである。その具体例を第４図に示す。す
なわち、この粒子検出器は、直流電流用の粒子検出器に
高周波電流と直流電流とを同時に流して使用する場合の
説明図である。図中１００は粒子検出器の管状容器であ
り、１０１は微細孔である。電極１０２，１０３は管状
容器１００の内と外の電解質溶液の試料１０４中に浸漬
するように配設されている。１０５，１０６は電極１０
２，１０３を通じてそれぞれ高周波電流、直流電流を流
すための電源であり、１０７は微細孔１０１を通じて試
料１０４を液中に浮懸する粒子とともに流動させる流体
回路である。検出回路１０８は粒子が微細孔１０１を通
過する際に生ずる高周波電流と直流電流の変化を検知し
て粒子検出を行うものである。１０９は外部へ排出する
排出流路である。

しかし、この粒子検出器は、排出流路１０９に存在する
電解質の試料がアンテナとなり、外からの電気的影響を
受け易くなるという欠点があった。とくに排出流路１０
９がチューブであればその引き回しにより前記影響の程
度が変わるので検出回路の検出感度が極めて不安定な状
態になる。

外部からの電気的影響を受けないようにするため、従
来、流路を電気的に遮断する対策がとられていた。例え
ば、特公昭43-25634号公報、特開昭56-77743号公報にそ
の開示がある。いずれも流路の途中に大容量の容器を設
け、その容器の上部に液の流入口、底部に排出口を設け
ている。流入口と排出口の間で液を不連続にして電気的
に遮断している。

よって、この絶縁容器を測定試料の排出流路の近くに設
ければ、排出流路からノイズをかなり遮断でき、測定精
度の向上に役立つと思われる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、粒子を浮懸した電解質溶液（測定用の試料）
を測定前に撹拌したい場合がある。特に、測定用の試料
作製から測定までを自動化した自動粒子計数装置の場合
にこの要求が高い。容器内の液を撹拌する方法として、
通常、容器の排出流路に空気を供給して液を空気撹拌す
る方式がとられている。しかし、その場合に排出流路に
残留した前回の試料が、撹拌用の空気とともに今回の試
料の中に入り込んでコンタミネーション（液の相互汚
染）を起こして、測定精度に悪影響を与える。

したがって、この考案の目的は、試料の排出流路からの
電気的影響を回避するとともに、試料の撹拌時のコンタ
ミネーションを起こさないような粒子検出器を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案の粒子検出器は、粒子を浮懸した電解質溶液の
試料を容れる容器であって底部にその試料を排出するた
めの排出口を設けた第１の容器と、微細孔により前記第
１の容器と連通した第２の容器と、前記第１の容器およ
び前記第２の容器の内部にそれぞれ設けられた電極と、
前記排出口に連通して前記排出口から滴下した前記試料
の液面と前記排出口との間に空気層を形成する絶縁室を
有するとともに前記絶縁室の底部に排出流路を有しさら
に前記絶縁室の側面上部に外部から空気を供給するため
の供給流路を有する第３の容器とを備えたものである。

〔作用〕

この考案の構成によれば、電極間に電圧を印加すると微
細孔を通じて電流が流れ、このとき微細孔に粒子が通過
するとその検出信号が電極間に現れるので粒子検出をす
ることができる。この場合、第１の容器の排出口のすぐ
下に、空気層を形成した絶縁室を有する第３の容器を設
けているため、第１の容器の排出口のすぐ下で排出流路
が分断されるので、排出流路からの電気的影響を回避す
ることができる。また、絶縁室の側面上部から供給され
た空気はただちに第１の容器の排出口から第１の容器内
に入り、コンタミネーションなく試料を攪拌する。

〔実施例〕

この考案の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。すなわち、この粒子検出器は、第１の容器１
と、第２の容器２と、第３の容器３とを有する。

第１の容器１および第２の容器２は、粒子を浮懸した電
解質溶液の試料６２を容れる一対の容器であってそれぞ
れ内部に電極１４，２０を有するとともに相互を微細孔
１１により連通しさらに少なくともいずれか一方の底部
に排出口Ｎ_４を設けている。第１の容器１および第２の
容器２は、内部に試料６２を容れる空洞部を有する比較
的透明な樹脂性材料で作られている。材質としては電気
的絶縁性、耐薬品性に優れ誘電率の低い、例えばポリメ
チルペンテン等が好適である。第１の容器１の空洞部は
上部が開口し下部は漏斗状となりニップルを実施例とす
る排出口Ｎ_４に連なっている。上部の開口には蓋５がＯ
リング６によりシールされはめられている。蓋５にはニ
ップルＮ_１〜Ｎ_３が取付けられている。また下部の側部
に第２の容器２に連通する小孔３８を貫通している。第
１の容器１の空洞部の下部にはプラス側の電極１４が外
部から空洞部内に貫通するように取付けられている。電
極１４の先端はとがっており微細孔１１を有するペレッ
ト１２の近くまで達している。

第２の容器２は第１の容器１に連結するための連結部３
２が突設されている。第２の容器２の内部には横孔６３
と縦穴６４が連通して設けられ、これらにより空洞部が
形成されている。横孔６３の第１の容器１と反対側に開
口が形成され、この開口には栓２２がＯリング２３によ
りシールされはめられている。横孔６３の第１の容器１
側はテーパ状にせばまり、その先端に第２図のようにね
じ溝付きの段差を有するペレット収納用のくぼみ１３が
設けられ、さらにそのくぼみ１３の先端に第１の容器１
の小孔３８に連通する小孔１３ａが貫通している。

第２図は微細孔１１の部分の拡大断面図である。中心に
径１００μｍ程度の微細孔１１を有するルビー製の円板
状のペレット１２がくぼみ１３においてシールパッキン
２７，２８にはさまれスライドパッキン２９を介してペ
レット押さえ３３により押圧されて取付けられている。
シールパッキン２７，２８，スライドパッキン２９，ペ
レット押さえ３３のそれぞれの中心には小孔１３ａに整
合し小孔１３ａと同程度の小孔１３ｂが設けられてい
る。ペレット押さえ３３の外周面にはくぼみ１３のねじ
部に係合するねじ部が設けられ、側面にはペレット押さ
え３３のねじ締めが容易にできるように操作用のくぼみ
２１が設けられている。スライドパッキン２９はペレッ
ト押さえ３３をねじ締めするとき、ゴム製のシールパッ
キン２７，２８が回転してよじれ傷つくことがないよう
にするためのものでテフロン（商品名）製のシートを実
施例としている。小孔１３ａ，１３ｂは微細孔１１に電
解質溶液の試料６２を流すための流路であり、その一端
６１すなわちペレット押さえ３３のくぼみ２１を有する
側面側の孔端は、液がスムーズに流れるように外側に広
げられた曲面となっている。

第２の容器２の栓２２の中心には洗浄用パイプを実施例
とするマイナス側の電極２０が貫通し、その先端がペレ
ット１２に臨むように取付けられている。電極１４，２
０の材質としては腐食のしにくい白金等が好適である。
縦穴６４の上部開口には蓋１８がＯリング１９によって
シールされはめられている。蓋１８には内面側の中心に
錐状のテーパ部が設けられその中心にニップルＮ_６が貫
通されている。このため、第２の容器２内の気泡はニッ
プルＮ_６から流出し易い。第１の容器１と第２の容器２
は突出した連結部３２においてＯリング３１をはさんで
止めねじ３４によって結合されている。このため、この
連結部３２以外の部分においては第１の容器１と第２の
容器２の間には隙間３５が形成されることになる。空間
（空気）の誘電率は小さくしかも隙間３５により第１の
容器１および第２の容器２の間隔が離れているのでその
部分の容量は小さい。よって微細孔１１を通じて流れる
高周波電流が相対的に多くなり検出感度が高くなる。こ
の実施例のように電極１４，２０をペレット１２をはさ
んで近づけて配置し、そして電極１４の先端をとがらせ
ることにより、高周波電流を微細孔１１に集中して流す
ことができるのでさらに検出感度が向上する。実験によ
れば、電極１４，２０間の静電容量は１０pFと従来の１
／１０以下となった。また、第１の容器１内の試料６２
の液量が多少変化しても第１の容器１と第２の容器２の
間には隙間３５があるため容量が変化しないので高周波
電流がほとんどその影響を受けず検出感度が安定する。

第３の容器３は、排出口Ｎ_４に連通して排出口Ｎ_４から
滴下した試料６２の液面と排出口Ｎ_４との間に空気層を
形成する絶縁室８を有するとともに絶縁室８の底部より
外部に連通する排出流路３６を有する。第３の容器３
は、上部部材３ａと下部部材３ｂとをＯリング７をはさ
んで連結してあり、上部部材３ａをＯリング４をはさん
で第１の容器１の下に連結している。下部部材３ｂは中
央にすりばち状のテーパ部を形成しその中心に出口３７
を形成し出口３７に排出流路３６に連結するニップルＮ
_５を設けている。絶縁室８は比較的大容積の空洞となる
ように第３の容器３に形成されている。このため、第１
の容器１に入れられた電解質の試料６２は絶縁室８の空
気層により流体的かつ電気的に排出流路３６の試料と分
断されることとなる。よって、排出流路３６を通って外
部から浸入する電気的ノイズ等の不安定要素の影響がな
くなる。つまり、検出感度が安定する。もし、この絶縁
室８がなければ、排出流路３６に存在する電解質の試料
６２がアンテナとなり外からの電気的影響を受け易くな
り、また排出流路３６がチューブであればその引き回し
により前記影響の程度が変わるので極めて不安定な状態
となる。

第３図はこの実施例の粒子検出器を用いた測定システム
の流体回路図であり、血液を希釈、溶血反応させその測
定用の試料を用いて白血球の分類および計数を行うもの
である。

ヒータ１１０は測定用の試料の反応を安定化させるため
に希釈液、溶血剤を一定温度に保つためのものである。
定量弁１２０は一定量の血液を輪切り状に定量、採取す
るためのものである。定量部１３０は計数時に測定用の
試料の定量を行うものである。

定量弁１２０は２つの固定素子１２２，１２６と両固定
素子１２２，１２６の間にはさまれ軸１１８を中心にし
て回転移動することができる可動素子１２４とからなっ
ている。シリンダＣ_１が吸引動作をすることにより容器
に入った血液１１６が吸引チューブ１１７，通路Ｐ_１〜
Ｐ_３の順で流れ通路Ｐ_２が充満されることにより定量さ
れる。一方、弁Ｖ_１が切り換わりシリンダＣ_２が排出動
作を行うことによりヒータ１１０を通った一定温度の希
釈液が通路Ｐ_４〜Ｐ_６を通り反応槽１２８内に吐出され
その内壁が洗浄される。その後、弁Ｖ_１は元に戻りシリ
ンダＣ_２が吸引動作を行うことにより希釈液槽１１２か
ら一定量の希釈液を吸引する。

廃液槽１３８には陰圧（大気圧より低い圧力）を発生さ
せる陰圧ポンプ１３６が接続されている。弁Ｖ_３を開く
ことにより第１の容器１内にある前検体の測定用の試料
６２がニップルの排出口Ｎ_４，絶縁室８を通りニップル
Ｎ_５から排出流路３６を経て廃液槽１３８に排出され
る。弁Ｖ_３が閉じ弁Ｖ_４，Ｖ_８が開くことにより、反応
槽１２８内の希釈液が陰圧によりニップルＮ_１から第１
の容器１内に容れられ、その内壁が洗浄される。その後
弁Ｖ_４を閉じ再び弁Ｖ_３が開くことにより第１の容器１
内の希釈液がニップルＮ_５から排出される。

つぎに、定量弁１２０の可動素子１２４が回転し通路Ｐ
_２が通路Ｐ_４，Ｐ_６と通じる。弁Ｖ_１が切り換わりシリ
ンダＣ_２が排出動作を行うことにより通路Ｐ_２で定量さ
れた血液が一定温度の希釈液とともに反応槽１２８に移
送される。また、同時に弁Ｖ_２も切り換わりシリンダＣ
_３が排出動作を行うことによりヒータ１１０を通り一定
温度となった溶血剤も反応槽１２８内に吐出される。よ
って、反応槽１２８内で一定量の血液、希釈液、溶血剤
が一定温度の元で混合され均一化されて赤血球が破壊さ
れた白血球測定用の試料が作製されることになる。また
弁Ｖ_９も切り換わりシリンダＣ_１が吸引動作を行うこと
により希釈液槽１１２から希釈液が吸引される。その後
定量弁１２０の可動素子１２４は回転し再び元の状態に
戻る。弁Ｖ_９が元の状態に戻りシリンダＣ_１が排出動作
をすることにより通路Ｐ_３，Ｐ_１，吸引チューブ１１７
に残留したままの血液は希釈液とともに洗い流される。
白血球測定用の試料は弁Ｖ_４，Ｖ_８が開くことによりニ
ップルＮ_１から第１の容器１内に送られる。弁Ｖ_３は閉
じているので測定用の試料はほとんど絶縁室８に落下せ
ず第１の容器１内にとどまる。また、弁Ｖ_５，Ｖ_７が開
くことにより希釈液が定量部１３０の球１３２を押上な
がら洗浄用パイプを実施例とする電極２０から第２の容
器２内に導入されニップルＮ_６から弁Ｖ_７を経て廃液槽
１３８に排出される。このとき洗浄用パイプ２０はペレ
ット１２の近くまで達しているのでペレット１２の表面
および微細孔１１を洗浄することができる。

つぎに、弁Ｖ_６のみが開くことにより、第２の容器２内
の液が洗浄パイプ２０から排出されることにともなって
第１の容器１内の測定用の試料がペレット１２の微細孔
１１を通過する。このとき微細孔１１に電流が流されて
おり粒子信号が検出される。この微細孔１１を通過する
測定用の試料の量は定量部１３０にて定量する。定量部
１３０は球１３２と、球１３２の外径より極わずかに大
きな内径を有するガラス管１３４と、ガラス管１３４の
外側の異なる位置に取付けらた球１３２を検出するため
のセンサＳ_１，Ｓ_２とからなり、この実施例では発光素
子Ｄ_１と受光素子Ｄ_２とを対向させてセンサＳ_１とし、
同様に発光素子Ｄ_３と受光素子Ｄ_４とを対向させてセン
サＳ_２としている。ガラス管１３４と球１３２との隙間
は極わずかであるので測定用の試料の定量時にその隙間
を漏れて流れる液の量は無死でき、センサＳ_１，Ｓ_２間
の容積分の測定用の試料６２が定量される。

電極１４，２０にはそれぞれケーブル７０，７２が接続
され、両電極１４，２０間に数１０MHzの高周波電流が
流される。ケーブル７０には高周波電流源１４０および
高周波信号の検出回路１４２の一端が接続され、ケーブ
ル７２には高周波電流電源１４０および検出回路１４２
の他端が接続され接地されている。検出回路１４２で検
出された信号を解析することにより白血球粒子の内部情
報（例えば核の大きさ）を得、白血球の分類や計数を行
うことができる。また、高周波電流源１４０の代わりに
直流電流源を用いて白血球粒子の大きさ情報を得ること
ができる。あるいは両者を併用することも可能である。

ところで、絶縁室８の側面上部に外部から断続的に空気
を供給するためのニップルが設けられているので、第１
の容器１内の測定用の試料６２を攪拌することができ
る。この攪拌の場合、絶縁室８内の液は空気槽があるた
め第１の容器１内に混入することがない。すなわちコン
タミネーション（液の相互汚染）が発生しない。

なお、１２９，１３５はオリフィスである。

また、前記実施例は排出口Ｎ_４を第１の容器１に設けた
が、第２の容器２または双方に設けてもよい。また電極
２０は洗浄用パイプを実施例としたが、電極２０とは別
に洗浄用パイプを設けて、電極２０は洗浄用パイプを兼
用しなくてもよい。

〔考案の効果〕

この考案の粒子検出器は、第１の容器の排出口のすぐ下
で第３の容器の絶縁室の空気層によって排出流路が分断
されているため、排出流路からの電気的影響を回避する
ことができる。また絶縁室の側面上部から供給された試
料攪拌用空気は排出流路を経ずただちに第１の排出口か
ら入って試料を攪拌するのでコンタミネーションなしで
攪拌できる。このようにして、より正確な粒子検出が可
能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の断面図、第２図はその微
細孔の拡大断面図、第３図はこの実施例の粒子検出器を
用いた測定システムの流体回路図、第４図は従来例の概
略説明図である。 １……第１の容器、２……第２の容器、３……第３の容
器、８……絶縁室、１１……微細孔、１４，２０……電
極、３６……排出流路、６２……試料、Ｎ_４……排出口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子を浮懸した電解質溶液の試料を容れる
   容器であって底部にその試料を排出するための排出口を
   設けた第１の容器と、微細孔により前記第１の容器と連
   通した第２の容器と、前記第１の容器および前記第２の
   容器の内部にそれぞれ設けられた電極と、前記排出口に
   連通して前記排出口から滴下した前記試料の液面と前記
   排出口との間に空気層を形成する絶縁室を有するととも
   に前記絶縁室の底部に排出流路を有しさらに前記絶縁室
   の側面上部に外部から空気を供給するための供給流路を
   有する第３の容器とを備えた粒子検出器。