血液分析装置和血浆分离方法制造方法及图纸

在采用离心操作在流路内进行血浆分离的血液分析装置中，旨在有效利用供入流路内的全血样品，流路缩短并缩小装置大小。还旨在通过使采血量减少而减轻被采血者的负担。在血液分析装置内的流路中，沿离心分离时的离心方向配置血细胞在其中沉淀的血细胞贮器，通过离心分离使血细胞聚集在其中，从而使得血浆部分在Ｕ字形流路的上游和下游侧不被血细胞部分断开而连续存在。因此可以以更少的全血量将所需量的血浆导入分析装置。由于实现了对全血样品的有效利用，因此适于流路的缩短和装置的小型化。没有被血细胞部分断开的血浆可以通过更小的吸引负压移动。由于可以使吸入血浆所需的泵能力减小，因此实现了周边装置的小型化和成本降低。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄片状血液分析装置，其由在诸如石英板、高分子树脂板等绝缘材料基板上制作的超小型的沟流路构成。本专利技术特别涉及在该薄片上的沟流路中导入少量(数μL或以下)的血液进行离心分离，分离为血细胞部分和血浆部分后对血浆中的各种化学物质浓度进行测定时，用于有效地充分利用该血浆部分的血浆分离方法以及该薄片状血液分析装置的沟流路结构。
技术介绍
在以往的医学检查或疾病状态的诊断中，从患者采样数cc的大量血液，使用大规模的自动血液分析装置进行分析。通常该自动分析装置规模大，因此设置在医院等医疗机构中。而且其操作只限于具有专门资格的人员。但是，近年来，应用用于制备高度先进的半导体装置的微细加工技术，在顶多数mm-数cm平方大小的薄片上配置各种传感器等分析装置，将被验者的血液等体液导入其中，能迅速掌握被验者的健康状况的新设备的开发和将其投入实际应用的需求在不断高涨。由于该低价的设备的出现，在到来的高龄化社会中可以在家进行老人日常的健康管理等，实现了一路攀升的健康保险给付金的压缩。此外，在急救医疗的现场，这种设备可以实现对被验者是否存在感染性疾病(肝炎、获得性免疫缺陷综合征等)的快速诊断，并且之后可以采取适当的行动，由此可以期待多种社会效应，因此所述设备属于非常受人关注的
在这种情况下，代替以往的自动分析装置，开发出了以在家中个人实施血液分析为目标的小型简便的血液分析方法和血液分析装置(例如，特开2001-258868号)。附图说明图1显示特开2001-258868号记载的微组件化的血液分析装置的一例。符号101为血液分析装置的下侧基板，在下侧基板上设置采用蚀刻形成的微细的沟流路(微毛细管)102。将大致同一尺寸的上侧基板(未图示)层压到该下侧基板101上，将微毛细管102密闭与外界隔开。在流路102中，从最上游部分到最下游部分依次设置血液采样装置103、血浆分离装置104、分析装置105和移动装置106。在流路最上游端的血液采样装置103附有中空的采血针103a，将该针103a刺入人体，其成为血液进入基板内的入口。分离装置104是通过使流路102中途弯曲形成的，由例如U字形的微毛细管构成。将采取的血液导入该U字形的微毛细管中后，采用离心分离器在一定方向上对基板施加加速度，使血细胞成分沉淀到U字形的最下部，将血浆作为上清而分离。分析装置105包括用于测定血液中的pH值、氧、二氧化碳、钠、钾、钙、葡萄糖、乳酸等各自的浓度的传感器。位于流路最下游部分的移动装置106通过电渗流使血液在微毛细管中移动，移动装置106由电极107、108和连接两电极的流路部分109构成。通过在电极间施加电压而产生的电渗流使预先充满流路内的缓冲液移动到流路下游侧，通过生成的吸力从置于流路102最前端的血液采样装置103将血液取入基板内。将通过离心分离得到的血浆导入分析装置105。符号110是用于从分析装置取出信息的输出装置，包括电极等。111为用于根据需要对以上的采样装置、血浆分离装置、分析装置、移动装置和输出装置进行控制的控制装置。通过采样装置103采取的血液被分离装置104分离为血浆和血细胞成分，将血浆转移到分析装置105，然后测定血浆中的pH值以及氧、二氧化碳、钠、钾、钙、葡萄糖、乳酸等的各自浓度。血液在各装置间的移动通过使用了诸如电泳和电渗等现象的具有泵能力的移动装置106进行。在图1中，流路102的下游区域分支成5个，每个分支都提供有分析装置105和移动装置106。玻璃材料如石英常被用作血液分析装置的基板材料，但为了以降低成本大量制作装置，树脂材料被认为更合适。在图1所示的以往的血液分析装置中，通过采样装置103采取血液，通过分离装置104分离为血浆和血细胞成分，将分离的血浆导入分析装置，进行血浆中各种成分的分析。但是，在分离装置中，如果通过离心分离将血液分离为血浆和血细胞成分，沉淀于U字形流路最下部的血细胞部分会将流路堵塞，作为上清分离的血浆被分为U字形流路的上游侧部分102a和下游侧部分102b。因此，存在这样的问题，即只有下游侧的血浆能导入分析装置，而不能利用上游侧的血浆。参照图2对该情况进行简单说明。图2表示以往的血液分析装置的制作情况。首先，如该图(A)部分所示，准备2片基板，例如由诸如树脂这样的材料形成下基板301和上基板301A，采用诸如模塑等方法在下基板301上形成宽约100微米、深约100微米的沟流路303。该沟流路303的一部分如图所示包含U字形流路。上基板301A包括用于导入血液以在其中进行分析的输入侧贯通孔302、用于连接外部泵以将血液吸入流路的输出侧贯通孔304、305和检测血浆中的不同成分的分析装置306、307采用压焊、粘合剂、粘合带等将两基板301、301A2彼此接合，制作血液分析装置200(图2(B))。图3为这样制作的血液分析装置的平面模式图，还显示将全血导入血液分析装置的流路中并进行离心分离的状况。将约1μL的血液滴入图3(A)所示的血液分析装置的输入侧贯通孔(血液导入口)302中(图3(B))，用抽吸泵经由输出侧贯通孔(排出口)304、305将全血308导入流路303(图3(C))。然后，使血液分析装置200旋转以使力作用于U字形流路方向(图3(C)中的箭头方向)，进行离心分离。这样如图3(D)所示，全血被分离为位于U字形流路303的两相对侧的血浆部分309、310和位于U字形流路下部的血细胞部分311。然后，将泵等与输出侧贯通孔304、305连接，将下游侧血浆部分310导入分析装置306、307(图3(E))，在那里进行对被疑化学物质的分别检测或浓度测定。但是，该U字形流路被血细胞部分311堵塞，因此图3(D)中所示的上游侧血浆部分309不能导入分析装置使用。这意味着使临床检查所必需的采血量不必要地增加，如果该上游侧的血浆部分也能导入分析装置中，则可以简单地使临床检查所需的血液量减少到约一半。这将缩短流路的总长度，并使血液分析装置整体进一步小型化也成为可能。此外，在图1-3的以往血液分析装置中，如图3(E)所示，当全血离心分离后将下游侧血浆部分310导入分析装置306、307中时，血细胞部分311和上游侧血浆成分309必须同时移动。由于此时血细胞部分311粘附于流路303的内壁，存在这样的问题，即为了用泵等使这些部分移动，需要比离心前将全血吸入流路中时更大的吸力或泵力。作为解决上述问题的方法，如果如图4所示在U字形流路的上游侧和下游侧之间设置新旁路通道401，则可以在离心分离后将上游侧血浆导入下游侧。但是，为此需要将该旁路通道关闭，直至离心分离完成，并且必须在该旁路通道401的入口/出口设置新的阀402、403。由于这些阀也必须受到控制，则装置变得复杂并且体积增大，因此这种设置是不现实的。在这种情况下，本专利技术的专利技术者们将注意力集中于离心分离后的血细胞成分粘附于流路内壁上的现象。相反地，对这种现象进行利用，尝试只通过轻微改进流路设计来克服以往装置的问题。即，使采用离心分离血细胞和血浆期间血细胞成分在其中积聚的流路部分比流路的其它部分要粗，血细胞成分积聚在较粗的贮器部分，而下游侧和上游侧的血浆经由该贮器部分的上部(其中未积聚任何血细胞)通过血浆连续地彼此连接。这之后如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
血液分析装置，其包括：将血液导入口和排出口之间连通的流路；和在该流路的中途设置的血浆分离装置；其中所述流路具有沿离心力加压方向延伸的流路的上游部分和沿相对于离心力加压相反方向延伸的下游部分；其中所述血浆分离装置位于流路的上游 部分和下游部分之间，包括位于离心力加压方向侧并且在其中沉淀并收容血细胞部分的血细胞部分容器；且其中所述流路的上游部分和下游部分与血细胞部分容器相接触，其构成使彼此在血细胞部分容器的上部空间相互连通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小川洋辉，堀池靖浩，
申请(专利权)人：独立行政法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]