分析用デバイスと分析方法
【課題】慣性力の影響があっても試料液の定量性のばらつきを低減できる分析用デバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】Ｙ字形流路群２０１とダミー流路３８ａ，３８ｂとで分配流路を構成し、Ｙ字形流路群２０１の始端側に供給された試料液を、Ｙ字形流路群２０１の区間とダミー流路３８ａ，３８ｂに毛細管力で吸い上げ、この保持された試料液を、測定セル４０ａ〜４０ｆに遠心力によって移送するとともに、ダミー流路３８ａ，３８ｂによって試料液を吸収または字形流路群２０１に補給して測定セルに定量の試料液を分配する。
【解決手段】Ｙ字形流路群２０１とダミー流路３８ａ，３８ｂとで分配流路を構成し、Ｙ字形流路群２０１の始端側に供給された試料液を、Ｙ字形流路群２０１の区間とダミー流路３８ａ，３８ｂに毛細管力で吸い上げ、この保持された試料液を、測定セル４０ａ〜４０ｆに遠心力によって移送するとともに、ダミー流路３８ａ，３８ｂによって試料液を吸収または字形流路群２０１に補給して測定セルに定量の試料液を分配する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、種々の生物学的及び化学的組成物の分析に適用されるような多項目生体液分析装置（マルチバイオセンサ）の分野に関する。より具体的には、本発明は、印加される遠心力及び装置中の通路の表面特性や液体の表面張力によって生じる毛細管力を利用して液体の計量・移送・混合・攪拌等の動作を行い分析を実施する分析用デバイスと分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料液を内部に収集した分析用デバイスを用い、この分析用デバイスを軸中心周りに回転させながら、分析装置の光学スキャン技術を用いて、試料液の特性を分析する分析装置が実用化されている。
【０００３】
近年、試料液の少量化、装置の小型化、短時間測定、多項目同時測定など、市場からの要求も多く、少量の試料液を正確に計量・分配し、血液等の試料液を複数の分析試薬と反応させ、その混合物を検出し、短時間で複数の測定項目を高精度に測定できる分析装置が望まれている。
【０００４】
通常、このような分析用デバイスでは試料液を単一項目の試薬と反応させることは少なく、分析の目的に応じて複数の項目を測定できるようにするために、試料液の計量・分配を行った上で、分析試薬と反応させて測定を行う場合が多い。
【０００５】
このような試料液の計量・分配を行っている例として特許文献１の分析用デバイスがある。
図２５は特許文献１の分析用デバイスを示す。
【０００６】
遠心移送式バイオセンサー４００では、試料を入口ポート４０９から蛇行した連続微小導管４０１の中を出口ポート４１０まで毛細管力で移送し、各毛細管キャビティ４０４ａ〜４０４ｆを試料液で満たした後、バイオセンサー４００の回転によって発生する遠心力によって、それぞれの毛細管キャビティ４０４ａ〜４０４ｆ内の試料液を各通気孔４０６ａ〜４０６ｇの位置で分配し、各連結微小導管４０７ａ〜４０７ｆを通って、次の処理室（図示省略）へ移送される。４０８ａ〜４０８ｆはバルブ機能部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１８１４９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成では、入口ポート４０９，出口ポート４１０に隣接する計量部の連結微小導管４０７ａ，４０７ｆから次の処理室へそれぞれ分配される試料液の量と、連結微小導管４０７ｂ〜４０７ｅから次の処理室へそれぞれ分配される試料液の量とが、慣性力の影響のためにばらつく課題を有している。
【０００９】
本発明は、慣性力の影響があっても試料液の定量性のばらつきを低減できる分析用デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１記載の分析用デバイスは、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、周方向に配置された複数の前記測定セルと、前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路とを有し、前記分配流路は、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群を有し、かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記Ｙ字形流路群の始端側に供給され前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２記載の分析用デバイスは、請求項１において、前記Ｙ字形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３記載の分析用デバイスは、請求項１において、前記Ｙ字形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４記載の分析方法は、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、前記Ｙ字形流路群の始端側に供給された試料液を、前記Ｙ字形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記Ｙ字形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５記載の分析用デバイスは、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、周方向に配置された複数の前記測定セルと、前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路とを有し、前記分配流路は、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群を有し、かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記多角形流路群の始端側に供給され前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６記載の分析用デバイスは、請求項５において、前記多角形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７記載の分析用デバイスは、請求項５において、前記多角形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項８記載の分析方法は、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、前記多角形流路群の始端側に供給された試料液を、前記多角形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記多角形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この構成によれば、分配流路を、Ｙ字形流路群とＹ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで構成し、前記Ｙ字形流路群の始端側に供給された試料液を、前記Ｙ字形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げてＹ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記Ｙ字形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配でき、少量の試料液を正確に計量・分配し、複数の測定項目を高精度に測定することができる。
【００１９】
また、分配流路を、多角形流路群と多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで構成し、前記多角形流路群の始端側に供給された試料液を、前記多角形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げて多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記多角形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配でき、少量の試料液を正確に計量・分配し、複数の測定項目を高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１の分析用デバイスの保護キャップを閉じた状態と開いた状態の外観斜視図
【図２】同実施の形態の分析用デバイスの分解斜視図
【図３】保護キャップを閉じた状態の分析用デバイスを背面から見た斜視図
【図４】同実施の形態の希釈液容器の説明図
【図５】同実施の形態の保護キャップの説明図
【図６】同実施の形態の分析用デバイスの使用前と試料液を点着する際ならびに点着後に保護キャップを閉じた状態の断面図
【図７】出荷状態にセットする工程の断面図
【図８】分析用デバイスを分析装置にセットする直前の斜視図
【図９】分析用デバイスを分析装置にセットした状態の断面図
【図１０】同実施の形態の分析装置の構成図
【図１１】同実施の形態の分析デバイスの要部の拡大説明図
【図１２】分析用デバイスを分析装置にセットして回転開始前の断面図
【図１３】分析用デバイスを分析装置にセットして回転開始前の断面図
【図１４】分析用デバイスを分析装置にセットして回転後と遠心分離後の断面図
【図１５】希釈液容器の断面図
【図１６】工程２と工程３の断面図
【図１７】工程４と工程５の断面図
【図１８】毛細管キャビティ３３とその周辺の拡大斜視図とＥ−Ｅ断面図
【図１９】工程６と工程７の断面図
【図２０】図１２におけるＹ字形流路群とその周辺の拡大平面図
【図２１】同実施の形態のベース基板の要部の拡大図
【図２２】図１９におけるＦ−Ｆ断面図とＧ−Ｇ断面図
【図２３】実施の形態２の要部の拡大平面図
【図２４】同実施の形態のベース基板の要部の拡大図
【図２５】特許文献１の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図２２は本発明の実施の形態１を示す。
【００２２】
図１（ａ）（ｂ）は分析用デバイス１の保護キャップ２を閉じた状態と開いた状態を示している。図２は図１（ａ）における下側を上に向けた状態で分解した状態を示し、図３はその組立図を示している。
【００２３】
ベース基板３とカバー基板４は、希釈液容器５などを内部にセットした状態で接合され、この接合されたものに保護キャップ２が取り付けられている。ベース基板３の上面に形成されている数個の凹部の開口をカバー基板４で覆うことによって、後述の複数の収容エリア（後述の測定セルと同じ）とその収容エリアの間を接続するマイクロチャネル構造の流路などが形成されている。収容エリアのうちの必要なものには各種の分析に必要な試薬が予め担持されている。保護キャップ２の片側は、ベース基板３とカバー基板４に形成された軸６ａ，６ｂに係合して開閉できるように枢支されている。検査しようとする試料液が血液の場合、毛細管力の作用する前記マイクロチャネル構造の各流路の隙間は、５０μｍ〜３００μｍに設定されている。
【００２４】
この分析用デバイス１を使用した分析工程の概要は、希釈液が予めセットされた分析用デバイス１に試料液を点着し、この試料液の少なくとも一部を前記希釈液で希釈した後に測定しようとするものである。
【００２５】
図４は希釈液容器５の形状を示している。
図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は側面図、図４（ｄ）は背面図、図４（ｅ）は開口部７から見た正面図である。この開口部７は希釈液容器５の内部５ａに、図６（ａ）に示すように希釈液８を充填した後にシール部材としてのアルミシール９によって密封されている。希釈液容器５の開口部７とは反対側には、ラッチ部１０が形成されている。この希釈液容器５は、ベース基板３とカバー基板４の間に形成され希釈液室１１にセットされて図６（ａ）に示す液保持位置と、図６（ｃ）に示す液放出位置とに移動自在に収容されている。
【００２６】
図５は保護キャップ２の形状を示している。
図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図５（ｃ）は側面図、図５（ｄ）は開口２ａから見た正面図である。保護キャップ２の内側には、図１（ａ）に示した閉塞状態で図６（ａ）に示すように、希釈液容器５のラッチ部１０が係合可能な係止用溝１２が形成されている。
【００２７】
この図６（ａ）は使用前の分析用デバイス１を示す。この状態では保護キャップ２が閉塞されており、保護キャップ２の係止用溝１２に希釈液容器５のラッチ部１０が係合して希釈液容器５が矢印Ｊ方向に移動しないように液保持位置に係止されている。この状態で利用者に供給される。
【００２８】
試料液の点着に際して保護キャップ２が図６（ａ）でのラッチ部１０との係合に抗して図１（ｂ）に示したように開かれると、保護キャップ２の係止用溝１２が形成されている底部２ｂが弾性変形して図６（ｂ）に示すように保護キャップ２の係止用溝１２と希釈液容器５のラッチ部１０との係合が解除される。
【００２９】
この状態で、分析用デバイス１の露出した注入口１３に試料液を点着して保護キャップ２を閉じる。この際、保護キャップ２を閉じることによって、係止用溝１２を形成していた壁面１２ａが、希釈液容器５のラッチ部１０の保護キャップ２の側の面５ｂに当接して、希釈液容器５を前記矢印Ｊ方向（液放出位置に近づく方向）に押し込む。希釈液室１１には、ベース基板３の側から突出部としての開封リブ１４が形成されており、希釈液容器５が保護キャップ２によって押し込まれると、希釈液容器５の斜めに傾斜した開口部７のシール面に張られていたアルミシール９が図６（ｃ）に示すように開封リブ１４に衝突して破られる。
【００３０】
なお、図７は分析用デバイス１を図６（ａ）に示した出荷状態にセットする製造工程を示している。先ず、保護キャップ２を閉じる前に、希釈液容器５の下面に設けた溝４２（図２と図４（ｄ）参照）と、カバー基板４に設けた孔４３とを位置合わせして、この液保持位置において孔４３を通して希釈液容器５の溝４２に、ベース基板３またはカバー基板４とは別に設けられた係止治具４４の突起４４ａを係合させて、希釈液容器５を液保持位置に係止した状態にセットする。そして、保護キャップ２の上面に形成されている切り欠き４５（図１参照）から、押圧治具４６を差し入れて保護キャップ２の底面を押圧して弾性変形させた状態で保護キャップ２を閉じてから押圧治具４６を解除することによって、図６（ａ）の状態にセットできる。
【００３１】
この分析用デバイス１を図８と図９に示すように、カバー基板４を下側にして分析装置１００のロータ１０１にセットすることで、試料液の成分分析を行うことができる。
ロータ１０１の上面には溝１０２が形成されており、分析用デバイス１をロータ１０１にセットした状態では分析用デバイス１のカバー基板４に形成された回転支持部１５と保護キャップ２に形成された回転支持部１６が溝１０２に係合してこれを収容している。
【００３２】
ロータ１０１に分析用デバイス１をセットした後に、ロータ１０１の回転させる前に分析装置のドア１０３を閉じると、セットされた分析用デバイス１は、ドア１０３の側に設けられた可動片１０４によって、ロータ１０１の回転軸心上の位置がバネ１０５の付勢力でロータ１０１の側に押さえられて、分析用デバイス１は、回転駆動手段１０６によって回転駆動されるロータ１０１と一体に回転する。１０７はロータ１０１の回転中の軸心を示している。保護キャップ２は注入口１３の付近に付着した試料液が、分析中に遠心力によって外部へ飛散を防止するために取り付けられている。
【００３３】
分析用デバイス１を構成する部品の材料としては、材料コストが安価で量産性に優れる樹脂材料が望ましい。前記分析装置１００は、分析用デバイス１を透過した光を測定する光学的測定方法によって試料液の分析を行うため、ベース基板３およびカバー基板４の材料としては、ＰＣ，ＰＭＭＡ，ＡＳ，ＭＳなどの透明性が高い合成樹脂が望ましい。
【００３４】
また、希釈液容器５の材料としては、希釈液容器５内部に希釈液８を長期間封入しておく必要があるため、ＰＰ，ＰＥなどの水分透過率の低い結晶性の合成樹脂が望ましい。保護キャップ２の材料としては、成形性のよい材料であれば特に問題がなく、ＡＢＳ，ＰＰ，ＰＥなどの安価な樹脂が望ましい。
【００３５】
ベース基板３とカバー基板４との接合は、前記収容エリアに担持された試薬の反応活性に影響を与えにくい方法が望ましく、接合時に反応性のガスや溶剤が発生しにくい超音波溶着やレーザー溶着などが望ましい。
【００３６】
また、ベース基板３とカバー基板４との接合によって両基板３，４の間に形成される微小な流路の毛細管力によって溶液を移送させる部分には、毛細管力を高めるための親水処理がなされている。具体的には、親水性ポリマーや界面活性剤などを用いた親水処理が行われている。ここで、親水性とは水との接触角が９０°未満のことをいい、より好ましくは接触角４０°未満である。
【００３７】
図１０は分析装置１００の構成を示す。
この分析装置１００は、ロータ１０１を回転させるための回転駆動手段１０６と、分析用デバイス１内の反応物にアクセスして分析する分析手段としての光学測定部１０８と、ロータ１０１の回転速度や回転方向および光学測定部１０８の測定タイミングなどを制御する制御手段１０９と、光学測定部１０８によって得られた信号を処理し測定結果を演算するための演算部１１０と、演算部１１０で得られた結果を表示するための表示部１１１とで構成されている。
【００３８】
回転駆動手段１０６は、ロータ１０１を介して分析用デバイス１を回転軸心１０７の回りに任意の方向に所定の回転速度で回転させるだけではなく、所定の停止位置で回転軸心１０７を中心に所定の振幅範囲、所定の周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス１を揺動させることができるように構成されている。
【００３９】
光学測定部１０８には、分析用デバイス１の測定セルに光を照射する光源１１２ａと、光源１１２ａから照射された光のうち、分析用デバイス１を通過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ１１３ａと、分析用デバイス１の測定セルとは別の測定部に光を照射する光源１１２ｂと、光源１１２ｂから照射された光のうち、分析用デバイス１を通過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ１１３ｂとを備えている。
【００４０】
回転駆動手段１０６は、分析用デバイス１をロータ１０１によって回転駆動して、注入口１３から内部に取り込んだ試料液を、回転軸心１０７を中心に分析用デバイス１を回転させて発生する遠心力と、分析用デバイス１内に設けられた毛細管流路の毛細管力を用いて、分析用デバイス１の内部で溶液を移送していくよう構成されている。
【００４１】
以下に、分析用デバイス１のマイクロチャネル構造を分析工程とともに詳しく説明する。
図１１は分析用デバイス１の注入口１３の付近を示している。
【００４２】
図１１（ａ）は注入口１３を分析用デバイス１の外側から見た拡大図を示し、図１１（ｂ）は前記マイクロチャネル構造をロータ１０１の側からカバー基板４を透過して見たものである。
【００４３】
注入口１３は、ベース基板３とカバー基板４との間に形成された微小な隙間δの毛細管力の作用する誘導部１７を介して、この誘導部１７と同様に毛細管力の作用する隙間で必要量の試料液１８を保持できる容積の試料液室１９と接続されている。誘導部１７の流れ方向と直交する断面形状（図１１（ｂ）のＤ−Ｄ断面）は、奥側が垂直な矩形ではなくて、図１１（ｃ）に示すように奥端ほどカバー基板４に向かって次第に狭くなる傾斜面２０で形成されている。誘導部１７と試料液室１９と接続部にはベース基板３に凹部２１を形成して通路の向きを変更する屈曲部２２が形成されている。
【００４４】
誘導部１７から見て試料液室１９を介してその先には、毛細管力が作用しない隙間の試料液保持室２３が形成されている。試料液室１９と屈曲部２２および誘導部１７の一部の側方には、一端が試料液保持室２３に接続され、他端が大気に開放したキャビティ２４が形成されている。
【００４５】
図１２，図１３は試料液と希釈液の計量、混合、分配、試薬反応、測定にかかわるマイクロチャネル構成を示している。２５ａ〜２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ１，２５ｉ２，２５ｊ〜２５ｎはベース基板３に形成された空気孔である。希釈液容器５から流れ出した希釈液が通過していく流路と、希釈液または受け入れた希釈液と試料液とを攪拌混合する混合室２９の周辺を図１３に示す。希釈液室１１から流れ出た希釈液を、希釈液定量室２７と混合室２９に分配できるよう分配流路が次のように構成されている。
【００４６】
混合室２９よりも内周側に配置された希釈液定量室２７は、排出流路２６を介して希釈液室１１と連結され、流入した希釈液を必要量だけ定量して希釈液の余剰分を溢流させる。希釈液定量室２７から溢流した余剰分の希釈液は、溢流流路２８を介して混合室２９に分配される。
【００４７】
また、希釈液定量室２７の外周側は、サイフォン構造を有している第２連結流路４１を介して混合室２９に連結されている。混合室２９の外周側底部のサイフォン構造を有している第３連結流路３４ａを介して、混合室２９の外周側に流入口を設けた溢流室３６ｂに連通している。溢流室３６ｂは、毛細管力が作用する隙に形成された逆流防止流路３５ａを介して溢流室３６ａ，３６ｃに接続されている。また、第３連結流路３４ａのサイフォンの最内周位置よりも更に内周側には、混合室２９での過剰量の希釈液を溢流室３６ａに溢流させる第４連結流路３４ｂが設けられている。
【００４８】
一方、混合室２９の最外周底部からは、毛細管流路３７を介して分配流路２００（図２１参照）に接続されている。この分配流路２００は、ダミー流路３８ａと、内周側が直列に接続された複数のＹ字形流路で構成されるＹ字形流路群２０１と、ダミー流路３８ｂとで形成されている。
【００４９】
Ｙ字形流路群２０１と外周側に向かって延びるダミー流路３８ａ，３８ｂは、何れも毛細管力が作用する隙で形成されている。ダミー流路３８ａはＹ字形流路群２０１の始端に接続され、ダミー流路３８ｂはＹ字形流路群２０１の終端に接続されている。混合室２９から毛細管流路３７で吸い上げられた試料液は、ダミー流路３８ａの途中に供給されている。一端がＹ字形流路群２０１に接続されたダミー流路３８ａの他端は、溢流室３６ｄに接続されている。
【００５０】
計量・分配を行うＹ字形流路群２０１は、図２０に示すように内周側の二つの屈曲部４９ａ，４９ｂと外周側の流路端５０ａとを一つのＹ字形流路として、屈曲部４９ｂ，４９ｃを内周側とし流路端５０ｂを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｃ，４９ｄを内周側とし流路端５０ｃを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｄ，４９ｅを内周側とし流路端５０ｄを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｅ，４９ｆを内周側とし流路端５０ｅを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｆ，４９ｇを内周側とし流路端５０ｆを外周側としたＹ字形流路とを、屈曲部４９ｂ〜４９ｆにおいて連結した形状である。ダミー流路３８ａの内周側の端部は屈曲部４９ａに接続されている。ダミー流路３８ｂの内周側の端部は屈曲部４９ｇに接続されている。
【００５１】
図２１はベース基板３の表面の凹凸形状を示しており、ハッチング１５０で示す個所がカバー基板４との貼り合わせ面である。ハッチング１５１で示す個所がカバー基板４との貼り合わせ面よりも僅かに低く形成された個所を示しており、カバー基板４との貼り合わせ後に毛細管力が作用する隙となる個所である。
【００５２】
屈曲部４９ａ〜４９ｇと、ダミー流路３８ａ，３８ｂの内周側の端部は周方向に沿って回転中心１０７から同一半径上に配置されている。例えば、分析デバイスの大きさがφ６０ｍｍ、厚み５ｍｍとした場合、前記Ｙ字流路の幅が０．８ｍｍ、前記Ｙ字流路の深さが０．２ｍｍであって、屈曲部４９ａ〜４９ｇとダミー流路３８ａ，３８ｂの内周側の端部は回転中心１０７から半径１２ｍｍの位置に配置した。端部の半径位置は１２ｍｍ±０．５ｍｍで配置されることが望ましいが、１２ｍｍ±１ｍｍ以内でも良い。
【００５３】
流路端５０ａ〜５０ｆと、ダミー流路３８ａ，３８ｂの外周側の端部も、周方向に沿って回転中心１０７から同一半径上に配置されている。
屈曲部４９ａ〜４９ｇの内周端と希釈液室１１との間のスペースには、毛細管流路３７よりも深く毛細管力の作用しない隙の大気開放キャビティ４８に連通している。大気開放キャビティ４８は、空気孔２５ｆ，２５ｎを介して大気と連通している。
【００５４】
外周側の流路端５０ａ〜５０ｆは、その流路よりも十分深さの深く毛細管力の作用しない隙の測定セル４０ａ〜４０ｆに接続されている。ダミー流路３８ｂの外終端は、その流路よりも十分深さの深く毛細管力の作用しない隙の測定セル４０ｇに接続されている。
【００５５】
このような構成にすることにより、遠心力によって毛細管流路３７に満たされた混合液を分配する際に、混合液の排出と各Ｙ字形状の流路の接続端においての混合液の移送タイミングを同一にすることができ、計量精度を向上することが可能となる。
【００５６】
さらに、通常は混合室２９と最も近接したＹ字形状の流路と、混合室２９から最も離れた位置のＹ字流路では慣性力の影響により、計量性が悪化するが、ダミー流路３８ａ，３８ｂの形成により、計量精度の必要な領域では、精度よく計量された混合液が分配できる。このメカニズムは後述の“ 工程６”において説明する。
【００５７】
分析工程を、回転駆動手段１０６の運転を制御している制御手段１０９の構成と共に説明する。
− 工程１ −
検査を受ける試料液が注入口１３に点着された分析用デバイス１は、図１４（ａ）に示すように試料液室１９内に試料液を保持し、希釈液容器５のアルミシール９が破られた状態でロータ１０１にセットされる。
【００５８】
− 工程２ −
ドア１０３を閉じた後にロータ１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、保持されている試料液が屈曲部２２の位置で破断し、誘導部１７内の試料液は保護キャップ２内に排出され、試料液室１９内の試料液１８は図１４（ｂ）に示すように試料液保持室２３に流入して一定量が一時的に保持される。
【００５９】
希釈液容器５から流出した希釈液８は、排出流路２６を介して希釈液定量室２７に流入する。なお、希釈液容器５は、アルミシール９でシールされている開口部７とは反対側の底部の形状が、図４（ａ）（ｂ）に示すように円弧面３２で形成され、かつ図１４（ｂ）に示す状態の希釈液容器５の液放出位置においては、図１５に示すように円弧面３２の中心ｍが回転軸心１０７よりも排出流路２６側に近づくよう距離ｄだけオフセットするように形成されているため、この円弧面３２に向かうように流れた希釈液８が円弧面３２に沿って外側から開口部７に向かう流れ（矢印ｎ方向）に変更されて、希釈液容器５の開口部７から効率よく希釈液室１１に放出される。
【００６０】
希釈液定量室２７に流入した希釈液８が所定量を超えると、超えた希釈液８は溢流流路２８を介して図１４（ｂ）に示すように混合室２９に流れ込み、さらに混合室２９に流入した希釈液８が所定量を超えると、超えた希釈液８は第３連結流路３４ａ，第４連結流路３４ｂおよびダミー流路３８ａを介して溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに流れ込む。溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃに流入した希釈液８は逆流防止流路３５ａ，３５ｂの毛細管力によって溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃから流出しないように保持される。
【００６１】
ここで、希釈液８は特定の波長域で規定の吸光度を有する溶液であり、混合室２９に流入した希釈液８が混合室２９に滞在している間に、希釈液８の吸光度が測定（一次測光）される。具体的には、分析用デバイス１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動して、希釈液８だけが入った混合室２９が光源１１２ｂとフォトディテクタ１１３ｂの間を通過するタイミングに、演算部１１０がフォトディテクタ１１３ｂの検出値を読み取る。図１４（ｂ）のＰ１が一次測光の光の透過位置を表している。
【００６２】
第３連結流路３４ａは混合室２９の最外周部から内周方向に屈曲部をもつサイフォン構造を有しており、第３連結流路３４ａの屈曲部を超える希釈液８が流入してくると、サイフォン効果によって混合室２９内の希釈液８が溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃに排出される。また、第３連結流路３４ａのさらに内周位置に所定量を超えた希釈液を排出するための第４連結流路３４ｂを設けることで、過剰な希釈液が流入した際に混合室２９から試料液保持室２３へ流入するのを防いでいる。
【００６３】
混合室２９に滞在していた希釈液８は、時間の経過と共に溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃにすべて排出されて、図１６（ａ）に示すように試料液保持室２３と、希釈液定量室２７にそれぞれ所定量の試料液１８と希釈液８が保持された状態になる。
【００６４】
− 工程３ −
次に、ロータ１０１の回転を停止させると、試料液１８は図１６（ｂ）に示すように試料液保持室２３と混合室２９を連結しているサイフォン形状を有する第１連結流路３０に呼び水され、同様に、希釈液８も希釈液定量室２７と混合室２９を連結しているサイフォン形状を有する第２連結流路４１に呼び水される。
【００６５】
− 工程４ −
ロータ１０１を反時計方向（Ｃ１方向）に回転駆動すると、試料液保持室２３の試料液１８と希釈液定量室２７の希釈液８は図１７（ａ）に示すように混合室２９に流入するとともに、混合室２９で希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとに遠心分離される。１８ｃは希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとの分離界面を表している。ここで、試料液１８と希釈液８はリブ３１に一旦衝突してから混合室２９に流入させるので、試料液１８中の血漿成分と希釈液８とを均一に攪拌できる。
【００６６】
− 工程５ −
次に、ロータ１０１の回転を停止させると、希釈血漿成分１８ａは、混合室２９の壁面に形成された毛細管キャビティ３３に吸い上げられ、毛細管キャビティ３３と連通する毛細管流路３７を介して図１７（ｂ）に示すようにダミー流路３８ａ，Ｙ字形流路群２０１の各計量流路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇに流れて、計量流路３９ａ〜３９ｇに定量が保持される。
【００６７】
なお、図１８（ａ）に毛細管キャビティ３３とその周辺の斜視図を示す。図１８（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を図１８（ｂ）に示す。この毛細管キャビティ３３とその周辺を詳しく説明する。
【００６８】
毛細管キャビティ３３は、混合室２９の底部２９ｂから内周側に向かって形成されている。換言すると、毛細管キャビティ３３の最外周の位置は、図１７（ａ）に示す希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとの分離界面１８ｃよりも外周方向に伸長して形成されている。このように毛細管キャビティ３３の外周側の位置を上記のように設定することによって、毛細管キャビティ３３の外周端が、混合室２９において分離された希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂに浸かっており、希釈血漿成分１８ａは血球成分１８ｂに比べて粘度が低いため、希釈血漿成分１８ａの方が優先的に毛細管キャビティ３３によって吸い出され、毛細管流路３７とダミー流路３８ａ、計量流路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇを介して測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇに向かって希釈血漿成分１８ａを移送できる。
【００６９】
また、希釈血漿成分１８ａが吸い出された後、血球成分１８ｂも希釈血漿成分１８ａの後を追って吸い出されるため、毛細管キャビティ３３および毛細管流路３７の途中までの経路を血球成分１８ｂで置換することができ、ダミー流路３８ａおよび計量流路３９ａ〜３９ｇが希釈血漿成分１８ａで満たされると、毛細管流路３７および毛細管キャビティ３３内の液の移送も止まるため、ダミー流路３８ａおよび計量流路３９ａ〜３９ｇに血球成分１８ｂが混入することはない。
【００７０】
− 工程６ −
更に、ロータ１０１を反時計方向（Ｃ１方向）に回転駆動すると、図１９（ａ）に示すように、計量流路３９ａ〜３９ｇとダミー流路に保持されていた希釈血漿成分１８ａは、大気と連通する大気開放キャビティ４８との連結部である屈曲部４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆ，４９ｇの位置で破断して測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇに流れ込む。ここでは測定セル４０ａ〜４０ｆのそれぞれに同じ量の希釈血漿成分１８ａが流れ込む。
【００７１】
また、このときダミー流路３８ａの希釈血漿成分１８ａは、溢流室３６ｄと逆流防止通路３５ｂを介して溢流室３６ｃ，３６ａに流れ込む。また、このとき混合室２９内の試料液は、サイフォン形状の第３連結流路３４ａと溢流室３６ｂを介して溢流室３６ａ，３６ｃに流れ込む。
【００７２】
なお、混合室２９で混合された試料液が、毛細管力によって複数のＹ字形状の毛細管流路とダミー流路３８ａ，３８ｂに充填された後、回転中心１０７を軸にして分析デバイス１を回転させると、充填されている試料液は遠心力により外周方向に接続された測定セル（４０ａ〜４０ｇ）に移送される。その際に、試料液には分析デバイス１の回転方向とは逆方向に慣性力がかかるため、試料液は分析デバイスの円周方向にも移動しようとする力が発生する。
【００７３】
例えば、図１７（ｂ）の状態から、図１９（ａ）のＣ１の方向に分析デバイスを回転させた場合、複数のＹ字形状の毛細管流路とダミー流路に充填された試料液は、混合室の方に移送される力が発生するため、ダミー流路４９ｇがない場合は、計量流路３９ｆで計量された試料液が計量流路３９ｅの方向に流れ込み測定セル４０ｆに導入される試料液が減ってしまう。逆に図１９（ａ）のＣ１と逆の方向Ｃ２に回転させた場合は、複数のＹ字形状の毛細管流路とダミー流路に充填された試料液は、円周方向の測定セル４０ｇ側に慣性力が発生するためダミー流路３８ｂがない場合は、計量流路３９ｅの試料液が計量流路３９ｆに流れ込みそのまま測定セル４０ｆに移送されてしまうため、測定セル４０ｆの試料液が増加してしまう。さらに、ダミー流路３８ａがない場合は、混合室２９や毛細管流路３７に満たされた試料液が計量流路３９ａに流れ込みそのまま測定セル４０ａに移送されるため、測定セル４０ａの液量も増加してしまう。これに対して、ダミー流路３８ａ，３８ｂを形成したことにより、慣性力による試料液の移送分をダミー流路３８ａ，３８ｂで吸収および補給することができ、測定セル４０ａ〜４０ｆでは精度よく試料液を計量移送することが可能となる。
【００７４】
測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇの形状は、遠心力の働く方向に伸長した形状で、具体的には、分析用デバイス１の回転中心から最外周に向かって分析用デバイス１の周方向の幅が細く形成されている。複数の測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇの外周側の底部は分析用デバイス１の同一半径上に配置されているため、複数の測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇを測定するのに同一波長の光源１１２ａやそれに対応するフォトディテクタ１１３ａを別の半径距離に複数個配置する必要が無く、装置のコストを削減できると共に、同一測定セル内に複数の異なる波長を用いて測定することもできるため、混合溶液の濃度に応じて最適な波長を選択することで測定感度を向上させることができる。
【００７５】
さらに、各測定セル４０ａ，４０ｂ，４０ｄ〜４０ｆの周方向に位置する側壁の一側壁には、前記測定セルの外周位置から内周方向に伸長するように毛細管エリア４７ａ，４７ｂ，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆが形成されている。図１９（ａ）におけるＦ−Ｆ断面を図２２（ａ）に示す。
【００７６】
また、測定セル４０ｃの周方向に位置する側壁の両側壁には、前記測定セルの外周位置から内周方向に伸長するように毛細管エリア４７ｃ１，４７ｃ２が形成されている。図１９（ａ）におけるＧ−Ｇ断面を図２２（ｂ）に示す。
【００７７】
なお、測定セル４０ｇには測定セル４０ａ〜４０ｆに見られたような毛細管エリアは形成されていない。
毛細管エリア４７ａの吸い上げ可能な容量は、測定セル４０ａに保持される試料液を全て収容できる容量よりも少ない容量に形成されている。毛細管エリア４７ｂ，４７ｄ〜４７ｆも同様に、それぞれの測定セル４０ｂ，４０ｄ〜４０ｆに保持される試料液を全て収容できる容量よりも少ない容量に形成されている。測定セル４０ｃの毛細管エリア４７ｃ１，４７ｃ２については、毛細管エリア４７ｃ１の吸い上げ可能な容量と毛細管エリア４７ｃ２の吸い上げ可能な容量との加算値が、測定セル４０ｃに保持される試料液を全て収容できる容量に形成されている。測定セル４０ｂ〜４０ｆ，４０ｇの光路長は互いに同じ長さに形成されている。
【００７８】
また、図２０に示すように毛細管エリア４７ａ，４７ｂ，４７ｃ１，４７ｃ２，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆには、試料液と反応させる試薬Ｔ１が担持されている。
− 工程７ −
次に、分析用デバイス１の回転を減速または停止、または所定の停止位置で回転軸心１０７を中心に所定の振幅範囲、周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス１を揺動させることによって、各測定セル４０ａ〜４０ｆに移送された試料液または試薬と試料液の混合溶液が、毛細管力によって図１９（ｂ）に示すように毛細管エリア４７ａ〜４７ｆに吸い上げられ、この時点で試薬Ｔ１の溶解が開始され、希釈血漿成分１８ａ内に含まれる特定の成分と試薬の反応が開始される。
【００７９】
− 工程８ −
図１９（ｂ）に示したように、試料液または試薬と試料液の混合溶液が毛細管エリア４７ａ〜４７ｆに吸い上げられた状態から、分析用デバイス１の回転を加速させて、分析用デバイス１を反時計方向（Ｃ１方向）または時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、図１９（ａ）に示すように、毛細管エリア４７ａ〜４７ｆに保持されていた液が遠心力によって、測定セル４０ａ〜４０ｆの外周側に移送することで、試薬Ｔ１と希釈血漿成分１８ａの攪拌が行われる。
【００８０】
ここでは、工程７と工程８の動作を繰り返し行うことで、試薬と希釈血漿成分１８ａの攪拌を促進し、拡散のみの攪拌に比べて確実に且つ短時間で攪拌を行う。
上記の実施の形態１ではＹ字形流路群２０１の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、Ｙ字形流路群２０１の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続したが、Ｙ字形流路群２０１の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、Ｙ字形流路群２０１の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続しない場合、またはＹ字形流路群２０１の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続せずに毛細管流路３７から直接に屈曲部４９ａに試料液を供給し、Ｙ字形流路群２０１の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続した場合であっても、従来例に比べて定量性の改善を実現できる。
【００８１】
（実施の形態２）
図２３と図２４は本発明の実施の形態２を示す。
実施の形態１では分配流路２００を、ダミー流路３８ａと、Ｙ字形流路群２０１と、ダミー流路３８ｂとで形成したが、この実施の形態２ではＹ字形流路群２０１が次のように変更されている点だけが実施の形態１とは異なっている。
【００８２】
実施の形態２の分配流路２００は、図２３と図２４に示すように、実施の形態１におけるＹ字形流路群２０１の屈曲部４９ａ−４９ｂの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリア（図２３と図２４に仮想線で図示）Ｎを無くした形状に変更されている。
【００８３】
屈曲部４９ｂ−４９ｃの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｃ−４９ｄの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｄ−４９ｅの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｅ−４９ｆの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｆ−４９ｇの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮも同様に無くした形状に変更されている。
【００８４】
つまり、この形状の変更よって、分配流路２００は、内周側の二つの屈曲部４９ａ，４９ｂと外周側の流路端５０ａとを一区間Ｒとして、これを複数を連結した多角形流路群２０２と、ダミー流路３８ａ，３８ｂとで形成されている。
【００８５】
なお、図２３，図２４で図示された多角形流路群２０２の一区間Ｒの形状が、外周側に頂点をもつ三角形状であったが、内周側に比べて外周側の幅が狭くなった台形状であっても実現できる。
【００８６】
上記の実施の形態２では多角形流路群２０２の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、多角形流路群２０２の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続したが、多角形流路群２０２の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、多角形流路群２０２の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続しない場合、または多角形流路群２０２の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続せずに毛細管流路３７から直接に屈曲部４９ａに試料液を供給し、多角形流路群２０２の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続した場合であっても、従来例に比べて定量性の改善を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、計量精度の必要な複数の分析を必要とする血液・尿・唾液などの生体液の医療分析検査装置などの用途に適用できる。
【符号の説明】
【００８８】
１ 分析用デバイス
３ ベース基板
４ カバー基板
５ 希釈液容器
１８ 試料液
１８ａ 希釈血漿成分
１８ｂ 血球成分
１９ 試料液室
２０ 傾斜面
２１ 凹部
２２ 屈曲部
２３ 試料液保持室
２４ キャビティ
２５ａ〜２５ｈ，２５ｉ１，２５ｉ２，２５ｊ〜２５ｎ 空気孔
２６ 排出流路
２７ 希釈液定量室
２８ 溢流流路
２９ 混合室
３０ 第１連結流路
３４ａ 第３連結流路
３４ｂ 第４連結流路
３５ａ，３５ｂ 逆流防止通路
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 溢流室
３７ 毛細管流路
３８ａ，３８ｂ ダミー流路
３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇ 計量流路
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇ 測定セル
４１ 第２連結流路
４２ 溝
４３ 孔
４４ 係止治具
４４ａ 突起
４５ 切り欠き
４６ 押圧治具
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ１，４７ｃ２，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆ 毛細管エリア
４８ 大気開放キャビティ
４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆ，４９ｇ 屈曲部
５０ａ〜５０ｆ 流路端
１００ 分析装置
２００ 分配流路
２０１ Ｙ字形流路群
２０２ 多角形流路群
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、種々の生物学的及び化学的組成物の分析に適用されるような多項目生体液分析装置（マルチバイオセンサ）の分野に関する。より具体的には、本発明は、印加される遠心力及び装置中の通路の表面特性や液体の表面張力によって生じる毛細管力を利用して液体の計量・移送・混合・攪拌等の動作を行い分析を実施する分析用デバイスと分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料液を内部に収集した分析用デバイスを用い、この分析用デバイスを軸中心周りに回転させながら、分析装置の光学スキャン技術を用いて、試料液の特性を分析する分析装置が実用化されている。
【０００３】
近年、試料液の少量化、装置の小型化、短時間測定、多項目同時測定など、市場からの要求も多く、少量の試料液を正確に計量・分配し、血液等の試料液を複数の分析試薬と反応させ、その混合物を検出し、短時間で複数の測定項目を高精度に測定できる分析装置が望まれている。
【０００４】
通常、このような分析用デバイスでは試料液を単一項目の試薬と反応させることは少なく、分析の目的に応じて複数の項目を測定できるようにするために、試料液の計量・分配を行った上で、分析試薬と反応させて測定を行う場合が多い。
【０００５】
このような試料液の計量・分配を行っている例として特許文献１の分析用デバイスがある。
図２５は特許文献１の分析用デバイスを示す。
【０００６】
遠心移送式バイオセンサー４００では、試料を入口ポート４０９から蛇行した連続微小導管４０１の中を出口ポート４１０まで毛細管力で移送し、各毛細管キャビティ４０４ａ〜４０４ｆを試料液で満たした後、バイオセンサー４００の回転によって発生する遠心力によって、それぞれの毛細管キャビティ４０４ａ〜４０４ｆ内の試料液を各通気孔４０６ａ〜４０６ｇの位置で分配し、各連結微小導管４０７ａ〜４０７ｆを通って、次の処理室（図示省略）へ移送される。４０８ａ〜４０８ｆはバルブ機能部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１８１４９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成では、入口ポート４０９，出口ポート４１０に隣接する計量部の連結微小導管４０７ａ，４０７ｆから次の処理室へそれぞれ分配される試料液の量と、連結微小導管４０７ｂ〜４０７ｅから次の処理室へそれぞれ分配される試料液の量とが、慣性力の影響のためにばらつく課題を有している。
【０００９】
本発明は、慣性力の影響があっても試料液の定量性のばらつきを低減できる分析用デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１記載の分析用デバイスは、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、周方向に配置された複数の前記測定セルと、前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路とを有し、前記分配流路は、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群を有し、かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記Ｙ字形流路群の始端側に供給され前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２記載の分析用デバイスは、請求項１において、前記Ｙ字形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３記載の分析用デバイスは、請求項１において、前記Ｙ字形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４記載の分析方法は、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、前記Ｙ字形流路群の始端側に供給された試料液を、前記Ｙ字形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記Ｙ字形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５記載の分析用デバイスは、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、周方向に配置された複数の前記測定セルと、前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路とを有し、前記分配流路は、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群を有し、かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、前記多角形流路群の始端側に供給され前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６記載の分析用デバイスは、請求項５において、前記多角形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７記載の分析用デバイスは、請求項５において、前記多角形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項８記載の分析方法は、試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、前記多角形流路群の始端側に供給された試料液を、前記多角形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記多角形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この構成によれば、分配流路を、Ｙ字形流路群とＹ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで構成し、前記Ｙ字形流路群の始端側に供給された試料液を、前記Ｙ字形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げてＹ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記Ｙ字形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配でき、少量の試料液を正確に計量・分配し、複数の測定項目を高精度に測定することができる。
【００１９】
また、分配流路を、多角形流路群と多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで構成し、前記多角形流路群の始端側に供給された試料液を、前記多角形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げて多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記多角形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配でき、少量の試料液を正確に計量・分配し、複数の測定項目を高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１の分析用デバイスの保護キャップを閉じた状態と開いた状態の外観斜視図
【図２】同実施の形態の分析用デバイスの分解斜視図
【図３】保護キャップを閉じた状態の分析用デバイスを背面から見た斜視図
【図４】同実施の形態の希釈液容器の説明図
【図５】同実施の形態の保護キャップの説明図
【図６】同実施の形態の分析用デバイスの使用前と試料液を点着する際ならびに点着後に保護キャップを閉じた状態の断面図
【図７】出荷状態にセットする工程の断面図
【図８】分析用デバイスを分析装置にセットする直前の斜視図
【図９】分析用デバイスを分析装置にセットした状態の断面図
【図１０】同実施の形態の分析装置の構成図
【図１１】同実施の形態の分析デバイスの要部の拡大説明図
【図１２】分析用デバイスを分析装置にセットして回転開始前の断面図
【図１３】分析用デバイスを分析装置にセットして回転開始前の断面図
【図１４】分析用デバイスを分析装置にセットして回転後と遠心分離後の断面図
【図１５】希釈液容器の断面図
【図１６】工程２と工程３の断面図
【図１７】工程４と工程５の断面図
【図１８】毛細管キャビティ３３とその周辺の拡大斜視図とＥ−Ｅ断面図
【図１９】工程６と工程７の断面図
【図２０】図１２におけるＹ字形流路群とその周辺の拡大平面図
【図２１】同実施の形態のベース基板の要部の拡大図
【図２２】図１９におけるＦ−Ｆ断面図とＧ−Ｇ断面図
【図２３】実施の形態２の要部の拡大平面図
【図２４】同実施の形態のベース基板の要部の拡大図
【図２５】特許文献１の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図２２は本発明の実施の形態１を示す。
【００２２】
図１（ａ）（ｂ）は分析用デバイス１の保護キャップ２を閉じた状態と開いた状態を示している。図２は図１（ａ）における下側を上に向けた状態で分解した状態を示し、図３はその組立図を示している。
【００２３】
ベース基板３とカバー基板４は、希釈液容器５などを内部にセットした状態で接合され、この接合されたものに保護キャップ２が取り付けられている。ベース基板３の上面に形成されている数個の凹部の開口をカバー基板４で覆うことによって、後述の複数の収容エリア（後述の測定セルと同じ）とその収容エリアの間を接続するマイクロチャネル構造の流路などが形成されている。収容エリアのうちの必要なものには各種の分析に必要な試薬が予め担持されている。保護キャップ２の片側は、ベース基板３とカバー基板４に形成された軸６ａ，６ｂに係合して開閉できるように枢支されている。検査しようとする試料液が血液の場合、毛細管力の作用する前記マイクロチャネル構造の各流路の隙間は、５０μｍ〜３００μｍに設定されている。
【００２４】
この分析用デバイス１を使用した分析工程の概要は、希釈液が予めセットされた分析用デバイス１に試料液を点着し、この試料液の少なくとも一部を前記希釈液で希釈した後に測定しようとするものである。
【００２５】
図４は希釈液容器５の形状を示している。
図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は側面図、図４（ｄ）は背面図、図４（ｅ）は開口部７から見た正面図である。この開口部７は希釈液容器５の内部５ａに、図６（ａ）に示すように希釈液８を充填した後にシール部材としてのアルミシール９によって密封されている。希釈液容器５の開口部７とは反対側には、ラッチ部１０が形成されている。この希釈液容器５は、ベース基板３とカバー基板４の間に形成され希釈液室１１にセットされて図６（ａ）に示す液保持位置と、図６（ｃ）に示す液放出位置とに移動自在に収容されている。
【００２６】
図５は保護キャップ２の形状を示している。
図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図５（ｃ）は側面図、図５（ｄ）は開口２ａから見た正面図である。保護キャップ２の内側には、図１（ａ）に示した閉塞状態で図６（ａ）に示すように、希釈液容器５のラッチ部１０が係合可能な係止用溝１２が形成されている。
【００２７】
この図６（ａ）は使用前の分析用デバイス１を示す。この状態では保護キャップ２が閉塞されており、保護キャップ２の係止用溝１２に希釈液容器５のラッチ部１０が係合して希釈液容器５が矢印Ｊ方向に移動しないように液保持位置に係止されている。この状態で利用者に供給される。
【００２８】
試料液の点着に際して保護キャップ２が図６（ａ）でのラッチ部１０との係合に抗して図１（ｂ）に示したように開かれると、保護キャップ２の係止用溝１２が形成されている底部２ｂが弾性変形して図６（ｂ）に示すように保護キャップ２の係止用溝１２と希釈液容器５のラッチ部１０との係合が解除される。
【００２９】
この状態で、分析用デバイス１の露出した注入口１３に試料液を点着して保護キャップ２を閉じる。この際、保護キャップ２を閉じることによって、係止用溝１２を形成していた壁面１２ａが、希釈液容器５のラッチ部１０の保護キャップ２の側の面５ｂに当接して、希釈液容器５を前記矢印Ｊ方向（液放出位置に近づく方向）に押し込む。希釈液室１１には、ベース基板３の側から突出部としての開封リブ１４が形成されており、希釈液容器５が保護キャップ２によって押し込まれると、希釈液容器５の斜めに傾斜した開口部７のシール面に張られていたアルミシール９が図６（ｃ）に示すように開封リブ１４に衝突して破られる。
【００３０】
なお、図７は分析用デバイス１を図６（ａ）に示した出荷状態にセットする製造工程を示している。先ず、保護キャップ２を閉じる前に、希釈液容器５の下面に設けた溝４２（図２と図４（ｄ）参照）と、カバー基板４に設けた孔４３とを位置合わせして、この液保持位置において孔４３を通して希釈液容器５の溝４２に、ベース基板３またはカバー基板４とは別に設けられた係止治具４４の突起４４ａを係合させて、希釈液容器５を液保持位置に係止した状態にセットする。そして、保護キャップ２の上面に形成されている切り欠き４５（図１参照）から、押圧治具４６を差し入れて保護キャップ２の底面を押圧して弾性変形させた状態で保護キャップ２を閉じてから押圧治具４６を解除することによって、図６（ａ）の状態にセットできる。
【００３１】
この分析用デバイス１を図８と図９に示すように、カバー基板４を下側にして分析装置１００のロータ１０１にセットすることで、試料液の成分分析を行うことができる。
ロータ１０１の上面には溝１０２が形成されており、分析用デバイス１をロータ１０１にセットした状態では分析用デバイス１のカバー基板４に形成された回転支持部１５と保護キャップ２に形成された回転支持部１６が溝１０２に係合してこれを収容している。
【００３２】
ロータ１０１に分析用デバイス１をセットした後に、ロータ１０１の回転させる前に分析装置のドア１０３を閉じると、セットされた分析用デバイス１は、ドア１０３の側に設けられた可動片１０４によって、ロータ１０１の回転軸心上の位置がバネ１０５の付勢力でロータ１０１の側に押さえられて、分析用デバイス１は、回転駆動手段１０６によって回転駆動されるロータ１０１と一体に回転する。１０７はロータ１０１の回転中の軸心を示している。保護キャップ２は注入口１３の付近に付着した試料液が、分析中に遠心力によって外部へ飛散を防止するために取り付けられている。
【００３３】
分析用デバイス１を構成する部品の材料としては、材料コストが安価で量産性に優れる樹脂材料が望ましい。前記分析装置１００は、分析用デバイス１を透過した光を測定する光学的測定方法によって試料液の分析を行うため、ベース基板３およびカバー基板４の材料としては、ＰＣ，ＰＭＭＡ，ＡＳ，ＭＳなどの透明性が高い合成樹脂が望ましい。
【００３４】
また、希釈液容器５の材料としては、希釈液容器５内部に希釈液８を長期間封入しておく必要があるため、ＰＰ，ＰＥなどの水分透過率の低い結晶性の合成樹脂が望ましい。保護キャップ２の材料としては、成形性のよい材料であれば特に問題がなく、ＡＢＳ，ＰＰ，ＰＥなどの安価な樹脂が望ましい。
【００３５】
ベース基板３とカバー基板４との接合は、前記収容エリアに担持された試薬の反応活性に影響を与えにくい方法が望ましく、接合時に反応性のガスや溶剤が発生しにくい超音波溶着やレーザー溶着などが望ましい。
【００３６】
また、ベース基板３とカバー基板４との接合によって両基板３，４の間に形成される微小な流路の毛細管力によって溶液を移送させる部分には、毛細管力を高めるための親水処理がなされている。具体的には、親水性ポリマーや界面活性剤などを用いた親水処理が行われている。ここで、親水性とは水との接触角が９０°未満のことをいい、より好ましくは接触角４０°未満である。
【００３７】
図１０は分析装置１００の構成を示す。
この分析装置１００は、ロータ１０１を回転させるための回転駆動手段１０６と、分析用デバイス１内の反応物にアクセスして分析する分析手段としての光学測定部１０８と、ロータ１０１の回転速度や回転方向および光学測定部１０８の測定タイミングなどを制御する制御手段１０９と、光学測定部１０８によって得られた信号を処理し測定結果を演算するための演算部１１０と、演算部１１０で得られた結果を表示するための表示部１１１とで構成されている。
【００３８】
回転駆動手段１０６は、ロータ１０１を介して分析用デバイス１を回転軸心１０７の回りに任意の方向に所定の回転速度で回転させるだけではなく、所定の停止位置で回転軸心１０７を中心に所定の振幅範囲、所定の周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス１を揺動させることができるように構成されている。
【００３９】
光学測定部１０８には、分析用デバイス１の測定セルに光を照射する光源１１２ａと、光源１１２ａから照射された光のうち、分析用デバイス１を通過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ１１３ａと、分析用デバイス１の測定セルとは別の測定部に光を照射する光源１１２ｂと、光源１１２ｂから照射された光のうち、分析用デバイス１を通過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ１１３ｂとを備えている。
【００４０】
回転駆動手段１０６は、分析用デバイス１をロータ１０１によって回転駆動して、注入口１３から内部に取り込んだ試料液を、回転軸心１０７を中心に分析用デバイス１を回転させて発生する遠心力と、分析用デバイス１内に設けられた毛細管流路の毛細管力を用いて、分析用デバイス１の内部で溶液を移送していくよう構成されている。
【００４１】
以下に、分析用デバイス１のマイクロチャネル構造を分析工程とともに詳しく説明する。
図１１は分析用デバイス１の注入口１３の付近を示している。
【００４２】
図１１（ａ）は注入口１３を分析用デバイス１の外側から見た拡大図を示し、図１１（ｂ）は前記マイクロチャネル構造をロータ１０１の側からカバー基板４を透過して見たものである。
【００４３】
注入口１３は、ベース基板３とカバー基板４との間に形成された微小な隙間δの毛細管力の作用する誘導部１７を介して、この誘導部１７と同様に毛細管力の作用する隙間で必要量の試料液１８を保持できる容積の試料液室１９と接続されている。誘導部１７の流れ方向と直交する断面形状（図１１（ｂ）のＤ−Ｄ断面）は、奥側が垂直な矩形ではなくて、図１１（ｃ）に示すように奥端ほどカバー基板４に向かって次第に狭くなる傾斜面２０で形成されている。誘導部１７と試料液室１９と接続部にはベース基板３に凹部２１を形成して通路の向きを変更する屈曲部２２が形成されている。
【００４４】
誘導部１７から見て試料液室１９を介してその先には、毛細管力が作用しない隙間の試料液保持室２３が形成されている。試料液室１９と屈曲部２２および誘導部１７の一部の側方には、一端が試料液保持室２３に接続され、他端が大気に開放したキャビティ２４が形成されている。
【００４５】
図１２，図１３は試料液と希釈液の計量、混合、分配、試薬反応、測定にかかわるマイクロチャネル構成を示している。２５ａ〜２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ１，２５ｉ２，２５ｊ〜２５ｎはベース基板３に形成された空気孔である。希釈液容器５から流れ出した希釈液が通過していく流路と、希釈液または受け入れた希釈液と試料液とを攪拌混合する混合室２９の周辺を図１３に示す。希釈液室１１から流れ出た希釈液を、希釈液定量室２７と混合室２９に分配できるよう分配流路が次のように構成されている。
【００４６】
混合室２９よりも内周側に配置された希釈液定量室２７は、排出流路２６を介して希釈液室１１と連結され、流入した希釈液を必要量だけ定量して希釈液の余剰分を溢流させる。希釈液定量室２７から溢流した余剰分の希釈液は、溢流流路２８を介して混合室２９に分配される。
【００４７】
また、希釈液定量室２７の外周側は、サイフォン構造を有している第２連結流路４１を介して混合室２９に連結されている。混合室２９の外周側底部のサイフォン構造を有している第３連結流路３４ａを介して、混合室２９の外周側に流入口を設けた溢流室３６ｂに連通している。溢流室３６ｂは、毛細管力が作用する隙に形成された逆流防止流路３５ａを介して溢流室３６ａ，３６ｃに接続されている。また、第３連結流路３４ａのサイフォンの最内周位置よりも更に内周側には、混合室２９での過剰量の希釈液を溢流室３６ａに溢流させる第４連結流路３４ｂが設けられている。
【００４８】
一方、混合室２９の最外周底部からは、毛細管流路３７を介して分配流路２００（図２１参照）に接続されている。この分配流路２００は、ダミー流路３８ａと、内周側が直列に接続された複数のＹ字形流路で構成されるＹ字形流路群２０１と、ダミー流路３８ｂとで形成されている。
【００４９】
Ｙ字形流路群２０１と外周側に向かって延びるダミー流路３８ａ，３８ｂは、何れも毛細管力が作用する隙で形成されている。ダミー流路３８ａはＹ字形流路群２０１の始端に接続され、ダミー流路３８ｂはＹ字形流路群２０１の終端に接続されている。混合室２９から毛細管流路３７で吸い上げられた試料液は、ダミー流路３８ａの途中に供給されている。一端がＹ字形流路群２０１に接続されたダミー流路３８ａの他端は、溢流室３６ｄに接続されている。
【００５０】
計量・分配を行うＹ字形流路群２０１は、図２０に示すように内周側の二つの屈曲部４９ａ，４９ｂと外周側の流路端５０ａとを一つのＹ字形流路として、屈曲部４９ｂ，４９ｃを内周側とし流路端５０ｂを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｃ，４９ｄを内周側とし流路端５０ｃを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｄ，４９ｅを内周側とし流路端５０ｄを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｅ，４９ｆを内周側とし流路端５０ｅを外周側としたＹ字形流路、屈曲部４９ｆ，４９ｇを内周側とし流路端５０ｆを外周側としたＹ字形流路とを、屈曲部４９ｂ〜４９ｆにおいて連結した形状である。ダミー流路３８ａの内周側の端部は屈曲部４９ａに接続されている。ダミー流路３８ｂの内周側の端部は屈曲部４９ｇに接続されている。
【００５１】
図２１はベース基板３の表面の凹凸形状を示しており、ハッチング１５０で示す個所がカバー基板４との貼り合わせ面である。ハッチング１５１で示す個所がカバー基板４との貼り合わせ面よりも僅かに低く形成された個所を示しており、カバー基板４との貼り合わせ後に毛細管力が作用する隙となる個所である。
【００５２】
屈曲部４９ａ〜４９ｇと、ダミー流路３８ａ，３８ｂの内周側の端部は周方向に沿って回転中心１０７から同一半径上に配置されている。例えば、分析デバイスの大きさがφ６０ｍｍ、厚み５ｍｍとした場合、前記Ｙ字流路の幅が０．８ｍｍ、前記Ｙ字流路の深さが０．２ｍｍであって、屈曲部４９ａ〜４９ｇとダミー流路３８ａ，３８ｂの内周側の端部は回転中心１０７から半径１２ｍｍの位置に配置した。端部の半径位置は１２ｍｍ±０．５ｍｍで配置されることが望ましいが、１２ｍｍ±１ｍｍ以内でも良い。
【００５３】
流路端５０ａ〜５０ｆと、ダミー流路３８ａ，３８ｂの外周側の端部も、周方向に沿って回転中心１０７から同一半径上に配置されている。
屈曲部４９ａ〜４９ｇの内周端と希釈液室１１との間のスペースには、毛細管流路３７よりも深く毛細管力の作用しない隙の大気開放キャビティ４８に連通している。大気開放キャビティ４８は、空気孔２５ｆ，２５ｎを介して大気と連通している。
【００５４】
外周側の流路端５０ａ〜５０ｆは、その流路よりも十分深さの深く毛細管力の作用しない隙の測定セル４０ａ〜４０ｆに接続されている。ダミー流路３８ｂの外終端は、その流路よりも十分深さの深く毛細管力の作用しない隙の測定セル４０ｇに接続されている。
【００５５】
このような構成にすることにより、遠心力によって毛細管流路３７に満たされた混合液を分配する際に、混合液の排出と各Ｙ字形状の流路の接続端においての混合液の移送タイミングを同一にすることができ、計量精度を向上することが可能となる。
【００５６】
さらに、通常は混合室２９と最も近接したＹ字形状の流路と、混合室２９から最も離れた位置のＹ字流路では慣性力の影響により、計量性が悪化するが、ダミー流路３８ａ，３８ｂの形成により、計量精度の必要な領域では、精度よく計量された混合液が分配できる。このメカニズムは後述の“ 工程６”において説明する。
【００５７】
分析工程を、回転駆動手段１０６の運転を制御している制御手段１０９の構成と共に説明する。
− 工程１ −
検査を受ける試料液が注入口１３に点着された分析用デバイス１は、図１４（ａ）に示すように試料液室１９内に試料液を保持し、希釈液容器５のアルミシール９が破られた状態でロータ１０１にセットされる。
【００５８】
− 工程２ −
ドア１０３を閉じた後にロータ１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、保持されている試料液が屈曲部２２の位置で破断し、誘導部１７内の試料液は保護キャップ２内に排出され、試料液室１９内の試料液１８は図１４（ｂ）に示すように試料液保持室２３に流入して一定量が一時的に保持される。
【００５９】
希釈液容器５から流出した希釈液８は、排出流路２６を介して希釈液定量室２７に流入する。なお、希釈液容器５は、アルミシール９でシールされている開口部７とは反対側の底部の形状が、図４（ａ）（ｂ）に示すように円弧面３２で形成され、かつ図１４（ｂ）に示す状態の希釈液容器５の液放出位置においては、図１５に示すように円弧面３２の中心ｍが回転軸心１０７よりも排出流路２６側に近づくよう距離ｄだけオフセットするように形成されているため、この円弧面３２に向かうように流れた希釈液８が円弧面３２に沿って外側から開口部７に向かう流れ（矢印ｎ方向）に変更されて、希釈液容器５の開口部７から効率よく希釈液室１１に放出される。
【００６０】
希釈液定量室２７に流入した希釈液８が所定量を超えると、超えた希釈液８は溢流流路２８を介して図１４（ｂ）に示すように混合室２９に流れ込み、さらに混合室２９に流入した希釈液８が所定量を超えると、超えた希釈液８は第３連結流路３４ａ，第４連結流路３４ｂおよびダミー流路３８ａを介して溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに流れ込む。溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃに流入した希釈液８は逆流防止流路３５ａ，３５ｂの毛細管力によって溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃから流出しないように保持される。
【００６１】
ここで、希釈液８は特定の波長域で規定の吸光度を有する溶液であり、混合室２９に流入した希釈液８が混合室２９に滞在している間に、希釈液８の吸光度が測定（一次測光）される。具体的には、分析用デバイス１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動して、希釈液８だけが入った混合室２９が光源１１２ｂとフォトディテクタ１１３ｂの間を通過するタイミングに、演算部１１０がフォトディテクタ１１３ｂの検出値を読み取る。図１４（ｂ）のＰ１が一次測光の光の透過位置を表している。
【００６２】
第３連結流路３４ａは混合室２９の最外周部から内周方向に屈曲部をもつサイフォン構造を有しており、第３連結流路３４ａの屈曲部を超える希釈液８が流入してくると、サイフォン効果によって混合室２９内の希釈液８が溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃに排出される。また、第３連結流路３４ａのさらに内周位置に所定量を超えた希釈液を排出するための第４連結流路３４ｂを設けることで、過剰な希釈液が流入した際に混合室２９から試料液保持室２３へ流入するのを防いでいる。
【００６３】
混合室２９に滞在していた希釈液８は、時間の経過と共に溢流室３６ａ，３６ｂ，３６ｃにすべて排出されて、図１６（ａ）に示すように試料液保持室２３と、希釈液定量室２７にそれぞれ所定量の試料液１８と希釈液８が保持された状態になる。
【００６４】
− 工程３ −
次に、ロータ１０１の回転を停止させると、試料液１８は図１６（ｂ）に示すように試料液保持室２３と混合室２９を連結しているサイフォン形状を有する第１連結流路３０に呼び水され、同様に、希釈液８も希釈液定量室２７と混合室２９を連結しているサイフォン形状を有する第２連結流路４１に呼び水される。
【００６５】
− 工程４ −
ロータ１０１を反時計方向（Ｃ１方向）に回転駆動すると、試料液保持室２３の試料液１８と希釈液定量室２７の希釈液８は図１７（ａ）に示すように混合室２９に流入するとともに、混合室２９で希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとに遠心分離される。１８ｃは希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとの分離界面を表している。ここで、試料液１８と希釈液８はリブ３１に一旦衝突してから混合室２９に流入させるので、試料液１８中の血漿成分と希釈液８とを均一に攪拌できる。
【００６６】
− 工程５ −
次に、ロータ１０１の回転を停止させると、希釈血漿成分１８ａは、混合室２９の壁面に形成された毛細管キャビティ３３に吸い上げられ、毛細管キャビティ３３と連通する毛細管流路３７を介して図１７（ｂ）に示すようにダミー流路３８ａ，Ｙ字形流路群２０１の各計量流路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇに流れて、計量流路３９ａ〜３９ｇに定量が保持される。
【００６７】
なお、図１８（ａ）に毛細管キャビティ３３とその周辺の斜視図を示す。図１８（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を図１８（ｂ）に示す。この毛細管キャビティ３３とその周辺を詳しく説明する。
【００６８】
毛細管キャビティ３３は、混合室２９の底部２９ｂから内周側に向かって形成されている。換言すると、毛細管キャビティ３３の最外周の位置は、図１７（ａ）に示す希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとの分離界面１８ｃよりも外周方向に伸長して形成されている。このように毛細管キャビティ３３の外周側の位置を上記のように設定することによって、毛細管キャビティ３３の外周端が、混合室２９において分離された希釈血漿成分１８ａと血球成分１８ｂに浸かっており、希釈血漿成分１８ａは血球成分１８ｂに比べて粘度が低いため、希釈血漿成分１８ａの方が優先的に毛細管キャビティ３３によって吸い出され、毛細管流路３７とダミー流路３８ａ、計量流路３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇを介して測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇに向かって希釈血漿成分１８ａを移送できる。
【００６９】
また、希釈血漿成分１８ａが吸い出された後、血球成分１８ｂも希釈血漿成分１８ａの後を追って吸い出されるため、毛細管キャビティ３３および毛細管流路３７の途中までの経路を血球成分１８ｂで置換することができ、ダミー流路３８ａおよび計量流路３９ａ〜３９ｇが希釈血漿成分１８ａで満たされると、毛細管流路３７および毛細管キャビティ３３内の液の移送も止まるため、ダミー流路３８ａおよび計量流路３９ａ〜３９ｇに血球成分１８ｂが混入することはない。
【００７０】
− 工程６ −
更に、ロータ１０１を反時計方向（Ｃ１方向）に回転駆動すると、図１９（ａ）に示すように、計量流路３９ａ〜３９ｇとダミー流路に保持されていた希釈血漿成分１８ａは、大気と連通する大気開放キャビティ４８との連結部である屈曲部４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆ，４９ｇの位置で破断して測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇに流れ込む。ここでは測定セル４０ａ〜４０ｆのそれぞれに同じ量の希釈血漿成分１８ａが流れ込む。
【００７１】
また、このときダミー流路３８ａの希釈血漿成分１８ａは、溢流室３６ｄと逆流防止通路３５ｂを介して溢流室３６ｃ，３６ａに流れ込む。また、このとき混合室２９内の試料液は、サイフォン形状の第３連結流路３４ａと溢流室３６ｂを介して溢流室３６ａ，３６ｃに流れ込む。
【００７２】
なお、混合室２９で混合された試料液が、毛細管力によって複数のＹ字形状の毛細管流路とダミー流路３８ａ，３８ｂに充填された後、回転中心１０７を軸にして分析デバイス１を回転させると、充填されている試料液は遠心力により外周方向に接続された測定セル（４０ａ〜４０ｇ）に移送される。その際に、試料液には分析デバイス１の回転方向とは逆方向に慣性力がかかるため、試料液は分析デバイスの円周方向にも移動しようとする力が発生する。
【００７３】
例えば、図１７（ｂ）の状態から、図１９（ａ）のＣ１の方向に分析デバイスを回転させた場合、複数のＹ字形状の毛細管流路とダミー流路に充填された試料液は、混合室の方に移送される力が発生するため、ダミー流路４９ｇがない場合は、計量流路３９ｆで計量された試料液が計量流路３９ｅの方向に流れ込み測定セル４０ｆに導入される試料液が減ってしまう。逆に図１９（ａ）のＣ１と逆の方向Ｃ２に回転させた場合は、複数のＹ字形状の毛細管流路とダミー流路に充填された試料液は、円周方向の測定セル４０ｇ側に慣性力が発生するためダミー流路３８ｂがない場合は、計量流路３９ｅの試料液が計量流路３９ｆに流れ込みそのまま測定セル４０ｆに移送されてしまうため、測定セル４０ｆの試料液が増加してしまう。さらに、ダミー流路３８ａがない場合は、混合室２９や毛細管流路３７に満たされた試料液が計量流路３９ａに流れ込みそのまま測定セル４０ａに移送されるため、測定セル４０ａの液量も増加してしまう。これに対して、ダミー流路３８ａ，３８ｂを形成したことにより、慣性力による試料液の移送分をダミー流路３８ａ，３８ｂで吸収および補給することができ、測定セル４０ａ〜４０ｆでは精度よく試料液を計量移送することが可能となる。
【００７４】
測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇの形状は、遠心力の働く方向に伸長した形状で、具体的には、分析用デバイス１の回転中心から最外周に向かって分析用デバイス１の周方向の幅が細く形成されている。複数の測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇの外周側の底部は分析用デバイス１の同一半径上に配置されているため、複数の測定セル４０ａ〜４０ｆ，４０ｇを測定するのに同一波長の光源１１２ａやそれに対応するフォトディテクタ１１３ａを別の半径距離に複数個配置する必要が無く、装置のコストを削減できると共に、同一測定セル内に複数の異なる波長を用いて測定することもできるため、混合溶液の濃度に応じて最適な波長を選択することで測定感度を向上させることができる。
【００７５】
さらに、各測定セル４０ａ，４０ｂ，４０ｄ〜４０ｆの周方向に位置する側壁の一側壁には、前記測定セルの外周位置から内周方向に伸長するように毛細管エリア４７ａ，４７ｂ，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆが形成されている。図１９（ａ）におけるＦ−Ｆ断面を図２２（ａ）に示す。
【００７６】
また、測定セル４０ｃの周方向に位置する側壁の両側壁には、前記測定セルの外周位置から内周方向に伸長するように毛細管エリア４７ｃ１，４７ｃ２が形成されている。図１９（ａ）におけるＧ−Ｇ断面を図２２（ｂ）に示す。
【００７７】
なお、測定セル４０ｇには測定セル４０ａ〜４０ｆに見られたような毛細管エリアは形成されていない。
毛細管エリア４７ａの吸い上げ可能な容量は、測定セル４０ａに保持される試料液を全て収容できる容量よりも少ない容量に形成されている。毛細管エリア４７ｂ，４７ｄ〜４７ｆも同様に、それぞれの測定セル４０ｂ，４０ｄ〜４０ｆに保持される試料液を全て収容できる容量よりも少ない容量に形成されている。測定セル４０ｃの毛細管エリア４７ｃ１，４７ｃ２については、毛細管エリア４７ｃ１の吸い上げ可能な容量と毛細管エリア４７ｃ２の吸い上げ可能な容量との加算値が、測定セル４０ｃに保持される試料液を全て収容できる容量に形成されている。測定セル４０ｂ〜４０ｆ，４０ｇの光路長は互いに同じ長さに形成されている。
【００７８】
また、図２０に示すように毛細管エリア４７ａ，４７ｂ，４７ｃ１，４７ｃ２，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆには、試料液と反応させる試薬Ｔ１が担持されている。
− 工程７ −
次に、分析用デバイス１の回転を減速または停止、または所定の停止位置で回転軸心１０７を中心に所定の振幅範囲、周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス１を揺動させることによって、各測定セル４０ａ〜４０ｆに移送された試料液または試薬と試料液の混合溶液が、毛細管力によって図１９（ｂ）に示すように毛細管エリア４７ａ〜４７ｆに吸い上げられ、この時点で試薬Ｔ１の溶解が開始され、希釈血漿成分１８ａ内に含まれる特定の成分と試薬の反応が開始される。
【００７９】
− 工程８ −
図１９（ｂ）に示したように、試料液または試薬と試料液の混合溶液が毛細管エリア４７ａ〜４７ｆに吸い上げられた状態から、分析用デバイス１の回転を加速させて、分析用デバイス１を反時計方向（Ｃ１方向）または時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、図１９（ａ）に示すように、毛細管エリア４７ａ〜４７ｆに保持されていた液が遠心力によって、測定セル４０ａ〜４０ｆの外周側に移送することで、試薬Ｔ１と希釈血漿成分１８ａの攪拌が行われる。
【００８０】
ここでは、工程７と工程８の動作を繰り返し行うことで、試薬と希釈血漿成分１８ａの攪拌を促進し、拡散のみの攪拌に比べて確実に且つ短時間で攪拌を行う。
上記の実施の形態１ではＹ字形流路群２０１の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、Ｙ字形流路群２０１の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続したが、Ｙ字形流路群２０１の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、Ｙ字形流路群２０１の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続しない場合、またはＹ字形流路群２０１の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続せずに毛細管流路３７から直接に屈曲部４９ａに試料液を供給し、Ｙ字形流路群２０１の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続した場合であっても、従来例に比べて定量性の改善を実現できる。
【００８１】
（実施の形態２）
図２３と図２４は本発明の実施の形態２を示す。
実施の形態１では分配流路２００を、ダミー流路３８ａと、Ｙ字形流路群２０１と、ダミー流路３８ｂとで形成したが、この実施の形態２ではＹ字形流路群２０１が次のように変更されている点だけが実施の形態１とは異なっている。
【００８２】
実施の形態２の分配流路２００は、図２３と図２４に示すように、実施の形態１におけるＹ字形流路群２０１の屈曲部４９ａ−４９ｂの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリア（図２３と図２４に仮想線で図示）Ｎを無くした形状に変更されている。
【００８３】
屈曲部４９ｂ−４９ｃの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｃ−４９ｄの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｄ−４９ｅの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｅ−４９ｆの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮ，屈曲部４９ｆ−４９ｇの間に形成されカバー基板４と接合されていた小三角エリアＮも同様に無くした形状に変更されている。
【００８４】
つまり、この形状の変更よって、分配流路２００は、内周側の二つの屈曲部４９ａ，４９ｂと外周側の流路端５０ａとを一区間Ｒとして、これを複数を連結した多角形流路群２０２と、ダミー流路３８ａ，３８ｂとで形成されている。
【００８５】
なお、図２３，図２４で図示された多角形流路群２０２の一区間Ｒの形状が、外周側に頂点をもつ三角形状であったが、内周側に比べて外周側の幅が狭くなった台形状であっても実現できる。
【００８６】
上記の実施の形態２では多角形流路群２０２の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、多角形流路群２０２の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続したが、多角形流路群２０２の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続し、多角形流路群２０２の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続しない場合、または多角形流路群２０２の始端側の屈曲部４９ａにダミー流路３８ａを接続せずに毛細管流路３７から直接に屈曲部４９ａに試料液を供給し、多角形流路群２０２の終端側の屈曲部４９ｇにダミー流路３８ｂを接続した場合であっても、従来例に比べて定量性の改善を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、計量精度の必要な複数の分析を必要とする血液・尿・唾液などの生体液の医療分析検査装置などの用途に適用できる。
【符号の説明】
【００８８】
１ 分析用デバイス
３ ベース基板
４ カバー基板
５ 希釈液容器
１８ 試料液
１８ａ 希釈血漿成分
１８ｂ 血球成分
１９ 試料液室
２０ 傾斜面
２１ 凹部
２２ 屈曲部
２３ 試料液保持室
２４ キャビティ
２５ａ〜２５ｈ，２５ｉ１，２５ｉ２，２５ｊ〜２５ｎ 空気孔
２６ 排出流路
２７ 希釈液定量室
２８ 溢流流路
２９ 混合室
３０ 第１連結流路
３４ａ 第３連結流路
３４ｂ 第４連結流路
３５ａ，３５ｂ 逆流防止通路
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 溢流室
３７ 毛細管流路
３８ａ，３８ｂ ダミー流路
３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇ 計量流路
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇ 測定セル
４１ 第２連結流路
４２ 溝
４３ 孔
４４ 係止治具
４４ａ 突起
４５ 切り欠き
４６ 押圧治具
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ１，４７ｃ２，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆ 毛細管エリア
４８ 大気開放キャビティ
４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆ，４９ｇ 屈曲部
５０ａ〜５０ｆ 流路端
１００ 分析装置
２００ 分配流路
２０１ Ｙ字形流路群
２０２ 多角形流路群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
周方向に配置された複数の前記測定セルと、
前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路と
を有し、前記分配流路は、
内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群を有し、
かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、
前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記Ｙ字形流路群の始端側に供給され前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析する
分析用デバイス。
【請求項２】
前記Ｙ字形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項１記載の分析用デバイス。
【請求項３】
前記Ｙ字形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項１記載の分析用デバイス。
【請求項４】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、
周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、
前記Ｙ字形流路群の始端側に供給された試料液を、前記Ｙ字形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、
前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記Ｙ字形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析する
分析方法。
【請求項５】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
周方向に配置された複数の前記測定セルと、
前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路と
を有し、前記分配流路は、
内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群を有し、
かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、
前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記多角形流路群の始端側に供給され前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析する
分析用デバイス。
【請求項６】
前記多角形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項５記載の分析用デバイス。
【請求項７】
前記多角形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項５記載の分析用デバイス。
【請求項８】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、
周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、
前記多角形流路群の始端側に供給された試料液を、前記多角形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、
前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記多角形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析する
分析方法。
【請求項１】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
周方向に配置された複数の前記測定セルと、
前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路と
を有し、前記分配流路は、
内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群を有し、
かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、
前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記Ｙ字形流路群の始端側に供給され前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析する
分析用デバイス。
【請求項２】
前記Ｙ字形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項１記載の分析用デバイス。
【請求項３】
前記Ｙ字形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項１記載の分析用デバイス。
【請求項４】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、
周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成されたＹ字形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続されたＹ字形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記Ｙ字形流路群の始端側の屈曲部と前記Ｙ字形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、
前記Ｙ字形流路群の始端側に供給された試料液を、前記Ｙ字形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、
前記Ｙ字形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記Ｙ字形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析する
分析方法。
【請求項５】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
周方向に配置された複数の前記測定セルと、
前記測定セルよりも内周側に配置され、前記測定セルに試料液を分配する分配流路と
を有し、前記分配流路は、
内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群を有し、
かつ、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路を設け、
前記屈曲部が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記流路端が回転中心から同一の半径位置に配置され、
前記多角形流路群の始端側に供給され前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送し、前記測定セルに分配された試料液を分析する
分析用デバイス。
【請求項６】
前記多角形流路群の複数の前記屈曲部と、前記ダミー流路の内周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項５記載の分析用デバイス。
【請求項７】
前記多角形流路群の外周側の前記流路端の外周端と、前記ダミー流路の外周側の端部とが、回転中心からの距離が同一の半径位置に配置されている
請求項５記載の分析用デバイス。
【請求項８】
試料液を遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスするに際し、
周方向に配置された複数の前記測定セルよりも内周側に配置された分配流路が、内周側に２つの屈曲部が形成され外周側に流路端が形成された多角形状の流路を１区間としこれを複数区間有し、隣接する前記屈曲部を接続し、外周側の前記流路端が前記測定セルに接続された多角形流路群と、内周側から外周側に延びるとともに毛細管力が作用する隙で前記多角形流路群の始端側の屈曲部と前記多角形流路群の終端側の屈曲部との少なくとも一方に接続されたダミー流路とで形成され、
前記多角形流路群の始端側に供給された試料液を、前記多角形流路群の前記各区間と前記ダミー流路に毛細管力で吸い上げ、
前記多角形流路群の前記各区間に保持された試料液を、外周側の前記流路端を介して前記測定セルに遠心力によって移送するとともに、前記遠心力に伴う慣性力による前記多角形流路群における試料液の移送分を、前記ダミー流路によって吸収または補給して前記測定セルに定量の試料液を分配して分析する
分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１１−２１９５５（Ｐ２０１１−２１９５５Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６２１２（Ｐ２００９−１６６２１２）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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