シスメックス株式会社

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機構・システム

当社製品バリエーションに対し、各装置に特徴的な機構的機能を実現しています。また、装置の小型化、操作性、環境への配慮等、ユーザビリティ向上を目指した様々な取り組みも行われています。

■主な機構系技術
機構ユニット設計開発、装置内レイアウト、筐体・カバー設計、温度制御部、検体搬送部、消耗品供給・整列部、試薬保管・保冷・搬送部、ピペット・アーム部

定量部/検出部

装置定量部においては、ディスポチップを用いながら、ごく微量の定量と吸引ミスの検知を行うために、流路の容積をできるだけ小さくする必要があります。これを実現するために、遺伝子増幅検出装置では、ピペットの真上にシリンジポンプを配する構造としています。また、遺伝子増幅を行う際には、反応容器を密閉する必要がありますが、これを自動的に行う機構を実現しています。

キャッチャー

凝固・線溶に関する検出を行うためには、サンプルに反応を促進する試薬を添加した後、即座に光式検出部にセットする必要があります。それを実現しているのがキャッチャー機構と呼ばれる機構部です。この機構部は、サンプルが入った小容器をキャッチャーと呼ばれる部分で掴み、試薬とサンプルを振動方式で混和し、XYZ機構やRθZ機構によって迅速に搬送・セットを行います。
また、検出中は体内と同じ温度に保温する必要があり、検出ブロックによって保温を行っています。

チューブ供給部

免疫および凝固装置では,消耗品として検体・試薬反応用チューブを使用します。装置に投入された反応チューブを、保持しているホッパ部から少量ずつ取り出し、向きを整え、自動的に整列して装置内に供給する機構を備えています。この機構の実現により、お客様による消耗品セッティングの省力化に寄与しています。


  • 装置に投入された反応チューブ

  • 反応用チューブの向きを整え、自動的に整列

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流体

当社では、検体・試薬・空気など、装置の要求仕様を満たすように制御を行うため、流体技術が用いられています。

■主な流体系技術
流体制御、空圧制御、サンプル吸引・定量、試薬定量・希釈、試料攪拌・反応

シースフロー

シースフローは、細胞分析装置において正確な電気パルス信号を得るための流体技術です。この方式により、細胞が一列に一つずつ検出孔の中央部を通過し、細胞の正確な数や大きさを検出できます。
血液分析装置の場合、測定部において正確な血球パルス信号を得るには、シース液の完全な層流が前提条件となります。

シース液の流速を遅くすることにより、容易に層流を形成することができますが、流速が遅くなると単位時間あたりに測定部を通る血球数が少なくなり、装置全体の処理速度が低下します。そのためシースフロー検出部では、非常に速い流速においても、整流区間から測定部まで段差・突起物等をなくす工夫を施し、安定して細胞を微細な測定部中心に導き高速処理を実現しています。

高分解能定量シリンジ

検体の微量化は患者様の負担軽減と検査を迅速に行うために重要です。検体吸引・分注には高分解能を持つ定量シリンジを使用するとともに、シリンジからディスポチップの間を微細流路で構成し、微量でありながら高い定量精度を実現しています。
2~20μLという微量な液を正確に分注するため、シリンジ内部の圧力とチップ-GND間静電容量を測定し、これを組み合わせた情報によって、以下の内容をチェックしています。

  1. チップの正常な装着
  2. エアー漏れ監視
  3. 液面検知
  4. 吸引動作時間の監視
  5. 気泡・侠雑物吸引有無の監視

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光学

当社製品において、光学技術が各種装置の検出機能を担っています。

■主な光学系技術
FCM検出、フォトカウンティング、吸光度検出、散乱光検出、イメージングFCM

フローサイトメトリー

フローサイトメーターでは、フローセル内を通過する血球に半導体レーザ光を照射して発せられる前方散乱光と側方散乱光と蛍光を受光し、電気パルスに変換し検出することにより血球の情報を得ます。微小な血球細胞も正しく検出するために、10μmサイズのスポット光を歪みなく形成する高度なレンズ光学設計や精密かつ光軸ずれが発生しない機構設計を有しています。また、ノイズのない安定した半導体レーザの動作技術や受光技術により再現性の高い検出が可能となっています。

散乱光には主に細胞の大きさや核の形、顆粒の有無等の情報が反映されます。また、専用の試薬で処理された血球を蛍光色素で染色し、レーザー光により、励起・発光させ、この蛍光を検出することで、主に細胞の核酸量(DNA,RNA)の情報が得られます。

マルチウェーブ検出方式

ハロゲンランプからの光を5波長の干渉フィルターにより、340, 405, 575, 660, 800nmに分光し、光ファイバーで検出部まで伝送させます。これらの光を試薬とサンプルの混合物に照射し、各波長での透過光を0.1秒毎に検出します。この透過光を電気信号に変換した後、信号解析により凝固時間や濃度を算出します。5波長の光を用いて同時に測定することから「マルチウェーブ検出方式」と呼ばれており。業界で初めて時分割マルチ波長検出方を採用しました。
この検出方式には、高速かつ安定して光を分光する技術や紫外光から赤外光まで広範囲の波長域の光を正確にサンプルに照射、検出する光学技術が使用されます。

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電気

電気系技術の応用は、検知技術、駆動技術、制御技術など広範多岐に渡り、重要な構成要素となっています。

■主な電気系技術
検出・信号処理(抵抗信号・RF信号・光検出)、画像処理、マイコン制御、制御・監視・センサ(温度/モーター/ADコンバータ/発光/温度/圧力/液量/液面/電源/電気伝導度)、通信

電気抵抗信号処理

血球が細孔を通過すると、血球の容積に比例した抵抗を生じます。この一定時間に生じたパルス数で血球の数を、パルスの高さを血球容積として測定します。

FCM信号処理

細胞の種類によって、散乱光強度と蛍光強度がかなり異なります。この違いを電気的に信号処理し、波高値、パルス幅、パルス面積などの特徴パラメータをリアルタイムに演算し、それらデータをソフトウエアで解析することで、細胞の種類を特定します。

画像処理

照明やピントの制御を行い、CCDカメラで血液標本の画像を取り込み、画像処理、画像圧縮したデータを転送、蓄積します。

透過光強度検出

1秒毎に干渉フィルターを1回転させるように制御し、複数波長に対してPDで電気信号に変換し、検出した透過光強度の時間変化を解析することで、凝固時間や濃度を算出します。

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