分析装置、分析方法および収容部材
【課題】迷光が他の測光部の受光部に入るのを防止し分析精度を確保して分析できる分析装置、分析方法および収容部材を提供する。
【解決手段】分析装置１は、特定成分の分離を行う分離流路２１を有する少なくとも２つのマイクロチップ２０と、分離流路２１の両端に電圧を印加する電極と、マイクロチップ２０の分離流路２１に光を照射する、個々のマイクロチップ２０に対応して備えられる照射用導光部および受光用導光部と、分析測定部４０に形成されるマイクロチップ２０の光経路相互の間にあって他のマイクロチップ２０への光を遮る遮光壁４２と、照射用導光部で照光した光量および受光用導光部で受光した光量を用いて測光し、マイクロチップ２０で分離した特定成分を検出する検出部３０と、を備える。
【解決手段】分析装置１は、特定成分の分離を行う分離流路２１を有する少なくとも２つのマイクロチップ２０と、分離流路２１の両端に電圧を印加する電極と、マイクロチップ２０の分離流路２１に光を照射する、個々のマイクロチップ２０に対応して備えられる照射用導光部および受光用導光部と、分析測定部４０に形成されるマイクロチップ２０の光経路相互の間にあって他のマイクロチップ２０への光を遮る遮光壁４２と、照射用導光部で照光した光量および受光用導光部で受光した光量を用いて測光し、マイクロチップ２０で分離した特定成分を検出する検出部３０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、分析方法および収容部材に関する。より詳しくは、試料の成分を光学的手法により検出する分析装置、分析方法および収容部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロチップデバイス（マイクロ流体デバイス）を用いて、遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニングなどの化学、生化学、薬学、医学、獣医学の分野における分析が行われている。
【０００３】
試料に含まれる特定成分の濃度もしくは量を分析する分析方法には、試料から特定成分を分離する分離工程と、分離された特定成分を検出する検出工程とを有する方法がある。例えば、キャピラリ電気泳動法を用いた分析方法においては、マイクロチップデバイスの分離流路に泳動液を充填し、さらに分離流路の一端寄りに試料を導入する。分離流路の両端に電圧を加えると、電気泳動により泳動液が正極側から負極側へと移動する電気浸透流が生じる。また、上記電圧が印加されることにより特定成分は、それぞれの電気泳動移動度に応じて移動しようとする。従って、特定成分は、電気浸透流の速度ベクトルと電気泳動による移動の速度ベクトルとを合成した速度ベクトルにしたがって移動する。この移動によって、特定成分が他の成分から分離される。この分離された特定成分を例えば光学的手法によって検出することにより、特定成分の量や濃度を分析することができる。
【０００４】
特許文献１には、分析測定装置における交換可能な部品を識別するための装置が記載されている。その方法は、識別モジュールが取り付けられ、送受信装置によってモジュールと信号のやりとりをおこない、送受信装置と接続する制御装置はモジュールからの信号を評価し、ある条件（部品の品質等）を満たさない場合、表示装置に警告する方法である。
【０００５】
特許文献２には、電気泳動分離の稼働率を上げるとともに、分離バッファ液や電気泳動条件を試料ごとに設定できるマイクロチップ電気泳動方法や微量液体クロマトグラフィなどの分析を行なうマイクロチップ処理方法が記載されている。電気泳動用高圧電源部は電気泳動流路のそれぞれに独立して泳動用電圧を印加し、１つの電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入が終了すると次の電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入に移行し、試料注入が終了した電気泳動流路では泳動電圧が印加されて電気泳動分離と蛍光測定部による検出動作が開始される。
【０００６】
特許文献３には、マイクロチップの位置ばらつきを許容しながらも、簡単な構成で試料の分析精度を確保するマイクロチップ及び分析装置が記載されている。その方法は、マイクロチップに、マイクロチップに形成した流路と流路との間に、隣接する流路への光の入り込みを抑制する遮光部を備え、そのマイクロチップを分析装置に用いる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７１０２２号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４７１０号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／０１０９０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、マイクロチップなどの部品を交換して分析を行う方法について記載されているが、交換時の装置の待機時間について、特に考慮されていない。特許文献２では、連続して分析処理を行うための方法が記載されているが、前処理と分析・測定処理を並行して行っているが、分析・測定処理を並行処理することについて記載されていない。
【０００９】
同時に複数の分析・測定を行う分析装置の開発は進んでおり、分析にかかる時間を短縮するための改良が行われている。しかしながら、複数の分析を並行して行う場合に、同時刻に測定することは少なく、測定時間の一部を重複させるのみである。そうして、同時刻に測定を行った場合に、他の分析へ与える影響が考慮されていない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、迷光が他の測光部の受光部に入るのを防止し分析精度を確保して分析できる分析装置、分析方法および収容部材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】
【００１１】
本発明の第１の観点に係る分析装置は、
測光部に載置する試料の成分を光学的手法により検出する分析装置であって、
それぞれ１つ以上の前記測光部が形成された２つ以上のマイクロチップと、
前記測光部に光を照射する光照射部と、
前記光照射部から照射された光を、前記測光部ごとに受光する受光部と、
前記２つ以上のマイクロチップの光経路相互の間に備えられた遮光部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記遮光部材は、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、に備えられることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記マイクロチップを収容する収容部材と、
前記遮光部材および前記収容部材を収容する閉空間が形成され、前記分析装置の外部の空間からの光を遮る遮蔽体と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記遮蔽体は、個々の前記マイクロチップに対応して形成され、独立して開閉可能であることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、前記マイクロチップは、流路が形成された光透過性部材を有し、前記測光部は該流路であることを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、光学分析の反射率、透過率、吸光度、蛍光または発光のうち、少なくともいずれか１つの指標を用いて分析を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第２の観点に係る分析方法は、
２つ以上のマイクロチップの測光部へ試料を充填する充填ステップと、
前記２つ以上のマイクロチップをそれぞれ遮光部材で隔てて測定位置に配置する配置ステップと、
前記試料を測定するための光照射部および受光部と、前記マイクロチップを含む空間を閉鎖する閉鎖ステップと、
前記光照射部から前記測光部に光を照射する光照射ステップと、
前記受光部で前記測光部からの光を受光する受光ステップと、
光学的手法により検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記配置ステップは、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、を前記遮光部材で隔てることを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記閉鎖ステップは、個々の前記マイクロチップを含む空間を個別に閉鎖し、
前記光照射ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれに独立に光を照射し、
前記受光ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれから独立に光を受光する、
ことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第３の観点に係る収容部材は、
２つ以上のマイクロチップを保持する収容部と、
前記収容部に保持されるマイクロチップへ光を照射する照射部から該マイクロチップまでの間、および／または、前記マイクロチップから光を受光する受光部までの間、に位置する遮光部材と、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
好ましくは、前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする。
【００２４】
好ましくは、前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、迷光が他の測光部の受光部に入るのを防止し分析精度を確保して分析できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る分析装置の一例を示す構成概略図である。
【図２】実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す部分拡大図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。
【図３】実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。
【図４】実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。
【図５】実施の形態に係る分析方法の工程の一例を示すフロー図である。
【図６】実施の形態に係る分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。
【図８】実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。
【図９】従来の分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明で迷光とは、測定に寄与しない余分な光をいう。
【００２８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る分析装置の構成概略図である。本実施の形態において分析装置１は、キャピラリ電気泳動法を用いた分析を行い、光学的手法により検出する分析装置とする。試料を測定する際には、例えば測光部、すなわちマイクロチップに形成された流路、に試料を注入し、その試料を光学分析し、透過率を算出して測定する。
【００２９】
分析装置１は、貯液槽１１、試料槽１２、廃液槽１３、分注部１４、ピンチバルブ１５、マニホールド１６、マイクロチップ２０、検出部３０、分析測定部４０、遮光壁４２、流路５１ないし流路５３、三方バルブ５５、５６、制御部６１および電源部６２を備える。マイクロチップ２０は、分離流路２１、導入孔２２、排出孔２３、電極２４および電極２５を備える。
【００３０】
分析装置１は、分離流路２１に注入された試料の成分を光学的手法により分析測定部４０の検出部３０で検出する。分析装置１は、分離流路２１を有するマイクロチップ２０を複数備え、マイクロチップ２０の光経路相互の間に遮光壁４２を備える。遮光壁４２は分析装置１と一体となるように備えられる。
【００３１】
貯液槽１１は、貯液Ｌ、例えば泳動液、精製水、洗浄液などが貯められる。泳動液は、バッファとして機能する液体であり、例えば、１００ｍＭりんご酸−アルギニンバッファ（ｐＨ５．０）＋１．５％コンドロイチン硫酸Ｃナトリウムの水溶液がある。
【００３２】
試料槽１２は、試料液Ｋが貯められる。試料液Ｋは、分析装置１で分析を行うための特定成分を含むサンプルであり、測定に適した処理、例えば、希釈や混合などが行われた状態に処理された状態とする。
【００３３】
廃液槽１３は、使用済みの液体を貯蔵するためのものである。
【００３４】
分注部１４は、試料槽１２の試料液Ｋをマイクロチップ２０の分離流路２１へ注入が可能である。分注部１４は、ピンチバルブの役割を備えており、各分離流路２１へ試料液Ｋを分注する。ピンチバルブ１５は、分注部１４の開閉に合わせて開閉動作を行い、各分離流路２１の通液動作を補助する。
【００３５】
マニホールド１６は、各分離流路２１の間へかかる負荷が不均一となるのを抑制する。
【００３６】
図２は、実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す部分拡大図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。
【００３７】
分析測定部４０は、マイクロチップ２０、検出部３０を含む。
【００３８】
マイクロチップ２０は２枚の樹脂基板を接合し形成しており、微細な流路からなる分離流路２１と、分離流路２１へ溶液の導入・排出を行うための導入孔２２および排出孔２３を備える。マイクロチップ２０は、例えば、シリコン樹脂、メタクリル酸メチル樹脂などのアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの樹脂を材料とする。
【００３９】
マイクロチップ２０の分離流路２１は、キャピラリ電気泳動法を用いた分析が行われる場である。分離流路２１の断面は、直径が２５μｍないし１００μｍの円形、または辺の長さが２５μｍないし１００μｍの矩形であることが好ましいが、キャピラリ電気泳動法を行うのに適した形状および寸法であればこれに限定されない。本実施の形態においては、分離流路２１の長さは、３０ｍｍ程度であるが、これに限定されるものではない。
【００４０】
分離流路２１には、導入孔２２および排出孔２３が形成されている。導入孔２２は、分離流路２１の一端に設けられており、分注部１４より試料液Ｋが導入される部分である。また、本実施の形態においては、試料液Ｋの他に、泳動液、精製水、洗浄液などの貯液Ｌの導入が可能である。排出孔２３は、分離流路２１の他端に設けられており、分離流路２１に充填された試料液Ｋや貯液Ｌが排出される部分である。
【００４１】
また、分離流路２１には、その両端に電極２４と電極２５が設けられている。本実施の形態においては、電極２４は、導入孔２２に露出しており、電極２５は、排出孔２３に露出している。
【００４２】
検出部３０は、照射用導光部３１、受光用導光部３２、光ファイバー３３、３４と、照射用制御ユニット（光源）３５および受光用制御ユニット（受光部）３６を備える。
【００４３】
検出部３０は、分離流路２１において試料液Ｋから分離された特定成分を分析するためのものである。検出部３０は、分離流路２１のうち、導入孔２２よりも排出孔２３に近い側の部分に設けられている。
【００４４】
照射用導光部３１、受光用導光部３２は例えばフェルールであり、ジルコニアなどのセラミックで形成される。光ファイバー３３、３４は例えば石英ガラス光ファイバーなどが用いられる。照射用制御ユニット３５の光源は例えばＬＥＤなどが用いられ、受光用制御ユニット３６の受光部は例えばフォトダイオードなどが用いられる。
【００４５】
照射用導光部３１は、光を照射するための光源を備えた照射用制御ユニット３５と光ファイバー３３を介して接続する。受光用導光部３２は、光を受光するための受光部を備えた受光用制御ユニット３６と光ファイバー３４を介して接続する。
【００４６】
照射用導光部３１と受光用導光部３２は、マイクロチップ２０を介して対向し、各々の光ファイバー３３、３４は同軸上となるように配設される。測定精度を向上させるために、照射用導光部３１と受光用導光部３２の光軸の差はできるだけ小さいことが好ましい。
【００４７】
照射用制御ユニット３５は照射用導光部３１を、受光用制御ユニット３６は受光用導光部３２を、それぞれ制御することにより、検出部３０は、照射用導光部３１からの光を試料液Ｋに照射し、透過光を受光用導光部３２によって受光することにより吸光度を測定する。そして、制御部６１の演算部（図示せず）で、吸光度から特定成分の抽出や特定成分の濃度が算出され、分析処理が完了する。
【００４８】
分析測定部４０は、内部にマイクロチップ２０を収容する収容部（トレー）４１を備える。また、複数のマイクロチップ２０の間は、それぞれが遮光壁４２で区切られる。具体的に、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。
【００４９】
複数のマイクロチップ２０、ここでは２つのマイクロチップ２０を、マイクロチップ２０ａ、２０ｂとする。図３（ａ）について、基本的な構造は図２と同じである。マイクロチップ２０ａ、２０ｂは収容部４１に並列に並べられ、その間に遮光壁４２が備えられる。収容部４１は、遮光壁４２と同じ素材、すなわち光を遮ることが可能な素材で形成されていてもよい。
【００５０】
収容部４１は、分析装置１へマイクロチップ２０を配設しやすくし、位置決めを容易にするなどして、作業性を向上する。また、収容部４１は複数のマイクロチップ２０をまとめて収容できる。収容部４１は分析装置１内に固定して備え付けずに、分析時以外は可動できるようにしておき、分析時は分析装置１に対して固定可能に設計する。例えば、分析装置１の側面に備えた開口部から収容部４１を分析装置１内へ出し入れし、マイクロチップ２０を配設する際など分析装置１から収容部４１を取り出すときは、収容部４１を横方向へスライドさせて引き出すように設計する。
【００５１】
マイクロチップ２０ａの検出部３０で測定が行われている場合、マイクロチップ２０ａについて、照射用導光部３１からマイクロチップ２０ａへ向けて光が照射され、マイクロチップ２０ａへ入射した光はマイクロチップ２０ａを透過して出射し、受光用導光部３２で受光される。
【００５２】
照射用導光部３１で照射してから受光用導光部３２で受光するまでの間に、光の一部は反射したり散乱したりする。具体的には、マイクロチップ２０ａへ照射する時にマイクロチップ２０ａ表面で反射したり、マイクロチップ２０ａ内を透過し出射する際に反射や散乱が起こったり、受光用導光部３２へ受光する際に反射したりする。また、光の一部は、乱反射により受光用導光部３２の受光部へ光束は到達しない。
【００５３】
遮光壁４２は、マイクロチップ２０ａとマイクロチップ２０ｂの間、詳しくは２つの分離流路２１を通る光経路相互の間にあり、光経路相互の間を通過する光を遮る働きを有している。遮光壁４２を備えることで、マイクロチップ２０ａ側で測定の際に照射された一部の光が、マイクロチップ２０ｂ側へ向かい、測定に寄与しない余分な光として作用するのを防ぐことができる。同様に、マイクロチップ２０ｂ側で測定の際に照射された光が、マイクロチップ２０ａ側へ向かうのを防止する。
【００５４】
遮光壁４２により、光経路相互の間を遮り、迷光が他の受光用導光部３２に入るのを防止し、測定精度が低下することを防ぐことができる。遮光壁４２は、マイクロチップ２０ａ、２０ｂの、それぞれの検出部３０、すなわち対向する照射用導光部３１と受光用導光部３２を結ぶ光経路を含む検出部３０、を互いに隔てるように形成されることが好ましい。また、遮光壁４２は、照射用導光部３１の光照射面の高さもしくはマイクロチップ２０の高さのいずれか高い方の高さ以上で形成されることが好ましい。
【００５５】
より好ましくは、遮光壁４２を、マイクロチップ２０ａ、２０ｂの対向する側の面を覆うように形成することである。理由として、マイクロチップ２０ａ、２０ｂ内部で光が散乱し、光経路以外の箇所から光が漏光するおそれがあるからである。
【００５６】
また、図３（ａ）において、更に追加して、マイクロチップ２０ａ、２０ｂが対向しない側にそれぞれ、遮光外壁４３を備える。遮光外壁４３は、分析装置１が配置される環境下における光を遮り、測定に不要な光をできるだけ低減させることができる。
【００５７】
図３（ｂ）において、測定環境下における光を遮るために、図３（ａ）の遮光外壁４３の代わりに遮光閉壁４４を備える。遮光閉壁４４は、検出部３０を含むマイクロチップ２０ａ、２０ｂを閉空間で覆っており、遮光外壁４３よりも効率よく、分析装置１が配置される環境下における光を遮ることができる。そのため、より、測定に不要な光を低減させることができる。
【００５８】
図３（ｃ）において、より確実にマイクロチップ２０ａ、２０ｂの光経路相互の間を遮り、かつ、測定環境下における光を遮るために、遮光壁４２、遮光外壁４３および遮光閉壁４４の代わりに個別遮光閉壁４５を備える。個別遮光閉壁４５は、マイクロチップ２０ａ、２０ｂそれぞれに個別に設ける。
【００５９】
個別遮光閉壁４５の、マイクロチップ２０ａ、２０ｂが互いに対向する側の面が、遮光壁４２の役割を兼ねる。また、個別遮光閉壁４５のその他の面が、遮光外壁４３および遮光閉壁４４の役割を兼ねる。
【００６０】
図３（ｃ）では、個別遮光閉壁４５を隣接して備える場合について記載しているが、個別遮光閉壁４５どうしが隣接していなくてもよい。個別遮光閉壁４５は、それぞれに開閉口を備え、独立して開閉操作が行えるようにしておくことが好ましい。独立して開閉操作が可能となることで、分析装置１でマイクロチップ２０ａを用いて分析を行っている際に、マイクロチップ２０ｂの交換を行うことが可能となる。すなわち、いずれかのマイクロチップ２０の交換作業の際に、分析装置１を停止させることなく、他のマイクロチップ２０ではそのまま継続して作業を行うことができるので、分析装置１の待機時間が減り、全体の分析にかかる時間を短縮することができる。
【００６１】
遮光壁４２、遮光外壁４３、遮光閉壁４４および個別遮光閉壁４５は、遮光性が高く、かつ、絶縁体材料であり、断熱材料であることが好ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂）の、黒着色を施したものなどが用いられる。また、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＦ（フェノール樹脂）、ＰＤＡＰ（ジアリルフタレート樹脂）などに黒着色を施したものでもよい。
【００６２】
図４は、実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。マイクロチップ２０が４つの場合における、遮光壁４２、遮光外壁４３、遮光閉壁４４および個別遮光閉壁４５と、マイクロチップ２０の位置関係について、一例を示す。
【００６３】
図４（ａ）は、１つの収容部４１に４つのマイクロチップ２０が収容された場合であり、対向するマイクロチップ２０の間に遮光壁４２を、対向するマイクロチップ２０を有しない側に遮光外壁４３を備える。また、分析測定部４０全体を遮光閉壁４４で囲んでいる。
【００６４】
図４（ｂ）は、２つずつマイクロチップ２０を収容部４１に収容し、収容部４１ごと遮光閉壁４４で囲んでいる。
【００６５】
図４（ａ）および図４（ｂ）の場合において、遮光閉壁４４で測定環境下における光を遮ることが可能であるので、遮光外壁４３を備えなくてもよい。しかし、収容部４１に形成した遮光壁４２および遮光外壁４３に、マイクロチップ２０を配設するための位置決めを補助する機能を備えさせる場合においては、遮光外壁４３を備えておく。
【００６６】
図４（ｃ）および図４（ｄ）は、図３（ｃ）と同様に、それぞれのマイクロチップ２０に個別遮光閉壁４５を備える場合である。マイクロチップ２０を並列に備えずに、分析装置１の設計に合わせて、縦列に備えたり、縦および横に多段に備えたり、と任意の構成を採ることができる。個別遮光閉壁４５は、上部や側部に開閉口を備え、独立して開閉操作が行えるようにしておく。特に、分析装置１に備えるマイクロチップ２０の数が多くなる場合、独立して開閉操作が可能とすることで、より効率よく分析処理を行うことができる。
【００６７】
マイクロチップ２０を繰り返し使用する場合に、その交換頻度は、それぞれのマイクロチップ２０により異なる。マイクロチップ２０の使用回数はできるだけ多い方がよく、いずれかのマイクロチップ２０に交換が必要となったときに全てのマイクロチップ２０を交換することは好ましくない。マイクロチップ２０を１つずつ交換できる場合でも、交換の都度、分析装置１を分析処理を停止させると、交換の必要のないマイクロチップ２０で行う測定を一旦停止することとなり、測定精度が低下するおそれがある。あるいは、交換する必要のないマイクロチップ２０の分析処理を終えるまで、そのマイクロチップ２０は交換・使用することができず、一度に分析できる数が少なくなる。さらに、一旦停止した後に、分析装置１で分析処理を再開させるための、初期待機時間がかかるなど、全体の分析にかかる時間が増え、分析効率が低下する。
【００６８】
本実施の形態のように、個別遮光閉壁４５の上部や側部に開閉口を備え、独立して開閉操作が行えるようにしておくことで、他のマイクロチップ２０へ光による影響を及ぼさない。その結果、分析装置１のマイクロチップ２０に交換の必要が発生したときなど、他のマイクロチップ２０を考慮することなく、必要に応じてすぐにマイクロチップ２０を交換でき、全体の分析処理時間を短縮し、効率よく作業をすることができる。
【００６９】
以下に、図１ないし図４を参照して、分析装置１を用いて分析する動作を説明する。
【００７０】
分析装置１の上述の各部の動作は、制御部６１により制御される。一連の制御により、分析装置１による分析が行われる。制御部６１は、例えばＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェースなどによって構成される。
【００７１】
分析装置１には、三方バルブ５５、５６が設けられている。三方バルブ５５、５６は、それぞれ３つの接続口を有しており、これらの接続口どうしの連通状態および遮断状態が、制御部６１によって独立に制御される。
【００７２】
貯液槽１１および試料槽１２は、三方バルブ５５、５６を介して流路５１または流路５３と接続している。制御部６１によって開閉が制御されており、分離流路２１との連通状態および遮断状態が独立に制御される。流路５１はマイクロチップ２０、すなわち分離流路２１へ繋がり、流路５３は廃液槽１３に繋がる。
【００７３】
電源部６２は、分離流路２１においてキャピラリ電気泳動法による分析を行うための電圧を印加するためのものであり、正極である電極２４および負極である電極２５に接続されている。印加される電圧は、例えば、１．５ｋＶ程度であり、正極と負極は反対の極性を印加する機能を備えていてもよい。
【００７４】
電気泳動による分離は、具体的には、制御部６１の指示により、正極である電極２４および負極である電極２５に電源部６２から電圧を印加し、泳動液に電極２４から電極２５へと向かう電気浸透流を発生させる。このとき、特定成分には、固有の電気泳動移動度に応じて電極２４から電極２５に向かって移動が生じる。
【００７５】
制御部６１の指示により、検出部３０は、分離流路２１の特定の位置において、特定成分の濃度や量を検出することができる。より詳しくは、照射用導光部３１を介して照射用制御ユニット３５の光源から波長が４１５ｎｍの光を照射し、その透過光を受光用導光部３２を介して受光用制御ユニット３６の受光部によって受光する。分離流路２１の特定の位置を特定成分が通過すると、受光部で受光する光（吸光度）が変化し、その変化より特定成分の濃度や量を検出することができる。
【００７６】
検出部３０で検出する際に、照射用導光部３１で照射してから受光用導光部３２で受光するまでの間に、光の一部は反射したり散乱したりする。マイクロチップ２０ａとマイクロチップ２０ｂの間にある遮光壁４２により、光経路相互の間を遮り、迷光を防止し、測定精度が低下することを防ぐことができる。
【００７７】
この分析結果が例えば記憶部（図示せず）に記憶されるなどして終える。以上の工程により、分析装置１を用いた分析が完了する。
【００７８】
図５は、本実施の形態の分析方法の一例を示すフロー図である。分析は、大きく分けて、前処理工程（ステップＳ１）と分析工程（ステップＳ２）からなる。
【００７９】
前処理工程（ステップＳ１）は、洗浄工程（ステップＳ１１）、充填工程（ステップＳ１２）、分注工程（ステップＳ１３）の工程を含み、連続した工程から構成される。
【００８０】
分析器具の洗浄工程（ステップＳ１１）は、前処理工程（ステップＳ１）の最初に行う工程である。特に、分析装置１を連続して使用する場合において、前回使用した分析器具の洗浄を行う工程と、分析工程（ステップＳ２）に先立ち、分離流路２１の内部に残存した前回の分析に用いられた試料液Ｋなどを洗浄する工程である。
【００８１】
具体的には、制御部６１からの指示によって、三方バルブ５５、５６は切り替えられ、貯液槽１１は流路５１および流路５２を介して廃液槽１３まで連通する。この状態で、分離流路２１内へ例えば洗浄液や精製水などの貯液Ｌを充填し、廃液槽１３へ排出することで、分離流路２１内は洗浄される。なお、洗浄液で洗浄した後に精製水を流してもよく、充填し排出するという一連の流れを複数回行ってもよい。
【００８２】
充填工程（ステップＳ１２）は、分離流路２１に電気泳動を実現するための泳動液を充填する工程である。洗浄を終えた分離流路２１を泳動液で共洗いした後に、充填を行う。
【００８３】
分注工程（ステップＳ１３）は、分離流路２１へ試料を分注する工程である。分注部１４を用いて分離流路２１の導入孔２２より、試料槽１２の試料液Ｋを泳動液が充填された分離流路２１へ導入させる。以上より、前処理工程（ステップＳ１）が完了し、分離流路２１での分析が可能な状態となる。
【００８４】
前処理工程（ステップＳ１）を終えると、分析工程（ステップＳ２）を実行する。分析工程（ステップＳ２）は、分離工程（ステップＳ２１）および検出工程（ステップＳ２２）からなる。
【００８５】
分離工程（ステップＳ２１）は、分離流路２１に充填された泳動液において試料液Ｋに含まれる特定成分を分離する工程である。具体的には、制御部６１の指示により、正極である電極２４および負極である電極２５に電源部６２から電圧を印加し、泳動液に電極２４から電極２５へと向かう電気浸透流を発生させる。このとき、特定成分には、固有の電気泳動移動度に応じて電極２４から電極２５に向かって移動が生じる。
【００８６】
検出工程（ステップＳ２２）は、分離された特定成分の量もしくは濃度などを検出する工程である。具体的には、照射用導光部３１を介して照射用制御ユニット３５の光源から波長が４１５ｎｍの光を照射し、その透過光を受光用導光部３２を介して受光用制御ユニット３６の受光部によって受光する。分離流路２１の特定の位置を特定成分が通過すると、受光部で受光する光（吸光度）が変化し、その変化より特定成分の濃度や量を検出することができる。
【００８７】
検出工程（ステップＳ２２）の、照射用導光部３１で照射してから受光用導光部３２で受光するまでの間に、光の一部は反射したり散乱したりする。マイクロチップ２０ａとマイクロチップ２０ｂの間にある遮光壁４２により、光経路相互の間を遮り、迷光を防止し、測定精度が低下することを防ぐことができる。
【００８８】
この分析結果が例えば記憶部（図示せず）に記憶されるなどして、検出工程（ステップＳ２２）を終える。以上の工程により、前処理工程（ステップＳ１）および分析工程（ステップＳ２）を終え、分析装置１を用いた分析が完了する。
【００８９】
図６は、実施の形態に係る分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。図中のＳ１およびＳ２は、図５の分析方法の一例を示すフロー図にある前処理工程（ステップＳ１）と分析工程（ステップＳ２）を指す。分析装置１は、４つの分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを備え、それぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）で行う処理のチャートをチャートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示す。
【００９０】
前処理工程（ステップＳ１）は時間ｔ１を要し、分析工程（ステップＳ２）までは時間ｔ２を要する。また、各分離流路２１は、前処理工程（ステップＳ１）を終え次第、分析工程（ステップＳ２）を行うものとする。
【００９１】
例えば、分離流路２１ａで前処理工程（ステップＳ１）を終えると、他の分離流路２１ｂで前処理工程（ステップＳ１）を開始する。このとき、分離流路２１ａは分析工程（ステップＳ２）を開始する。次に、分離流路２１ｂで前処理工程（ステップＳ１）を終えると、他の分離流路２１ｄで前処理工程（ステップＳ１）を開始する。このとき、分離流路２１ｂは分析工程（ステップＳ２）を開始する。
【００９２】
分析装置１は、前処理工程（ステップＳ１）について、分析装置１のそれぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）のいずれかしか選択して行うことができない。例えば、分析装置１にマイクロチップ２０を備えることができた順に、どの分離流路２１においても前処理工程（ステップＳ１）の時間が重複しないように、次々に前処理工程（ステップＳ１）を行う。
【００９３】
分析装置１は、分析工程（ステップＳ２）について、分析装置１のそれぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）で、時間を重複して行うことができる。それぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）で、光の照射・受光による光学的手法で検出する際に、遮光壁４２を備え光経路相互の間を遮ることができる。その結果として、他の分離流路２１へ漏光により与える影響、および他の分離流路２１から漏光により受ける影響、のいずれの影響をも考慮する必要がなくなる。それぞれの分離流路２１の分析工程（ステップＳ２）の時間が重複してもよく、前処理工程（ステップＳ１）を終え次第、分析工程（ステップＳ２）を開始することができる。図６では、全体にかかる処理時間は、各分離流路２１での前処理工程（ステップＳ１）にかかる時間の和と、最後に前処理工程（ステップＳ１）を終えた分離流路２１で分析工程（ステップＳ２）が処理される時間と、の総和（時間ｔＥ０）である。
【００９４】
図９は、従来の分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。他の分離流路２１での測定へ影響を与えないために、それぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）において、分析工程（ステップＳ２）は重複しないように処理を行う必要がある。分離流路２１で前処理工程（ステップＳ１）を終えても、他の分離流路２１で分析工程（ステップＳ２）を終えるまでは、その分離流路２１で分析は行わず待機状態としておく。図９では、全体にかかる処理時間は、最初に処理を行う分離流路２１の前処理工程（ステップＳ１）にかかる時間と、各分離流路２１での分析工程（ステップＳ２）にかかる時間の和と、の総和（時間ｔＥ１）であり、時間ｔＥ０よりも要する時間が長い。
【００９５】
図６および図９より、従来の分析方法の処理時間と比較して、本実施の形態にかかる分析方法の処理時間は、短くて済み、効率よく分析処理を行えることが分かる。また、本実施の形態では、分析工程（ステップＳ２）の開始時間を考慮せずに済むので、前処理工程（ステップＳ１）が終わり次第、工程を実施することができる。
【００９６】
図７は、本実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００９７】
マイクロチップ２０は、検出部３０を備える箇所の分離流路２１の上部に、ガイド（凹部）２６を備える。ガイド２６は、間隙を有して、照射用導光部３１を嵌合することができる。
【００９８】
ガイド２６は、分離流路２１上の、所定の位置に形成されており、照射用導光部３１から分離流路２１へ決まった位置へ光を照射することができる。その結果、ガイド２６へ照射用導光部３１を嵌合するだけで、位置合わせをすることなく所定の位置に光を照射でき、容易にマイクロチップ２０を収容部４１へ配設することが可能となる。
【００９９】
また、ガイド２６を備えたマイクロチップ２０を用いることで、照射用導光部３１はマイクロチップ２０に埋め込まれるような形となり、照射用導光部３１から分離流路２１へ向けて光を直接照射しやすくなり、不要光の発生を低減させることができる。さらに、照射用導光部３１と分離流路２１の距離を短くでき、すなわち分離流路２１へ光を照射するときの高さを低くでき、遮光壁４２や遮光外壁４３の高さを充分に設計できない場合においても、遮光壁４２や遮光外壁４３を用いて遮光する効果を維持することが可能となる。
【０１００】
図８は、本実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【０１０１】
マイクロチップ２０は、検出部３０を備える箇所の分離流路２１の下部に、アパーチャー（絞り）２７を備える。アパーチャー２７に対向する位置に、受光用導光部３２は配置される。
【０１０２】
アパーチャー２７は、照射用導光部３１と受光用導光部３２を結ぶ光軸上に、円錐台の形状で形成される。円錐台のテーパ状の面で出射光を散乱や反射させることにより、セルを通過する光束のみを受光部に到達させ、不要光を遮蔽することができる。
【０１０３】
アパーチャー２７を備えることで、照射用導光部３１から分離流路２１へ照射した光をマイクロチップ２０を介して受光用導光部３２で受光する際に反射や散乱、位置（光軸）のずれにより発生する不要光を遮蔽することができ、測定の精度が向上する。
【０１０４】
分析装置１で分析する際に、図７や図８に示したマイクロチップ２０のように、ガイド２６やアパーチャー２７、もしくはその両方を備えたマイクロチップ２０を用いることで、より分析装置１へのマイクロチップ２０の配設が容易となり、かつ、内部要因による迷光を除去することができる。本実施の形態における分析装置１の遮光壁４２などを備えることによる迷光の除去効果や、処理効率の向上による分析時間の短縮効果を、より相乗的に高めることができる。
【０１０５】
以上説明したように、実施の形態に係る分析装置、分析方法および収容部材によれば、迷光が他の測光部の受光部に入るのを防止し分析精度を確保して分析できる。キャピラリ電気泳動法を用いる分析装置において、測光部は、マイクロチップの流路（分離流路）をいう。
【０１０６】
複数の、分離流路を有するマイクロチップ間に、光経路相互の間を遮る遮光壁などの遮光部材を備えることで、測定に寄与しない余分な光を取り込むのを防止し、また、漏光することを防ぐことができる。その結果、測定精度が低下するおそれが少なくなる。
【０１０７】
また、測定時における相互への検出に関する光の影響がなくなるので、複数のマイクロチップの分析工程の時間が重複してもよく、同時に分析することもできる。分離流路で測定する際に他の分離流路の状態を気にせず測定できるので、処理時間が短縮され分析効率がよくなる。
【０１０８】
さらに、個々のマイクロチップに対応する遮光部材（遮光空間）を備えることで、独立して分析が可能となり、マイクロチップを交換する際に、分析装置を停止させる必要がなく、また、他のマイクロチップの作業状況を考慮する必要もなく、容易に、効率よく、分析を行うことができ、結果として全体の分析にかかる時間を短縮することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る分析装置において、マイクロチップそのものに迷光除去のための遮光部材を備えずに、分析装置そのものに遮光部材を備えることができるので、マイクロチップの構造を簡易化でき、マイクロチップの低コスト化に寄与する。特に、１回もしくは所要回数使用して捨てる使い捨てタイプのマイクロチップにおいて、より低コスト化できる効果が大きい。
【０１１０】
本実施の形態に係る分析装置において、上述した例に限定されるものではない。本発明に係る分析装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。例えば、キャピラリ電気泳動法を用いた分析装置において、マイクロチップに備える測光部は分離流路であるが、他の分析装置においては、測光部は必ずしも流路であるとは限らない。また、流路の設計や貯槽部の数、各機能部を配置する位置、各機能の形状などがあり、用途に合わせて設計することができる。マイクロチップを交換する際における分析装置へのマイクロチップの交換・充填作業は自動であっても手動であってもよく、いずれにするかは任意に設計可能である。
【０１１１】
さらに、分析装置での分析については、光学分析の反射率、透過率、吸光度、蛍光または発光のうち、少なくともいずれか１つの指標を用いる分析に適用できる。
【０１１２】
特に分析における検出の際の、遮光壁などについて、形状や配置する位置について、任意に設定可能であり、複数あるマイクロチップの光経路相互の間で、相互に遮光することができ、かつ、測定環境の遮光性を高めることができればよい。
【０１１３】
マイクロチップは、樹脂製に限らず、ガラス製などであってもよい。また、マイクロチップに備える分離流路の本数は、１本に限らず複数であってもよい。分離流路の構成は、いわゆるストレート形状に限定されず、２つの流路が公差したクロスインジェクション形状であってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 分析装置
１１ 貯液槽
１２ 試料槽
１３ 廃液槽
１４ 分注部
１５ ピンチバルブ
１６ マニホールド
２０ マイクロチップ
２１ 分離流路
２２ 導入孔
２３ 排出孔
２４、２５ 電極
２６ ガイド（凹部）
２７ アパーチャー（絞り）
３０ 検出部
３１ 照射用導光部
３２ 受光用導光部
３３、３４ 光ファイバー
３５ 照射用制御ユニット（光源）
３６ 受光用制御ユニット（受光部）
４０ 分析測定部
４１ 収容部（トレー）
４２ 遮光壁
４３ 遮光外壁
４４ 遮光閉壁
４５ 個別遮光閉壁
５１、５２、５３ 流路
５５、５６ 三方バルブ
６１ 制御部
６２ 電源部
Ｌ 貯液
Ｋ 試料液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、分析方法および収容部材に関する。より詳しくは、試料の成分を光学的手法により検出する分析装置、分析方法および収容部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロチップデバイス（マイクロ流体デバイス）を用いて、遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニングなどの化学、生化学、薬学、医学、獣医学の分野における分析が行われている。
【０００３】
試料に含まれる特定成分の濃度もしくは量を分析する分析方法には、試料から特定成分を分離する分離工程と、分離された特定成分を検出する検出工程とを有する方法がある。例えば、キャピラリ電気泳動法を用いた分析方法においては、マイクロチップデバイスの分離流路に泳動液を充填し、さらに分離流路の一端寄りに試料を導入する。分離流路の両端に電圧を加えると、電気泳動により泳動液が正極側から負極側へと移動する電気浸透流が生じる。また、上記電圧が印加されることにより特定成分は、それぞれの電気泳動移動度に応じて移動しようとする。従って、特定成分は、電気浸透流の速度ベクトルと電気泳動による移動の速度ベクトルとを合成した速度ベクトルにしたがって移動する。この移動によって、特定成分が他の成分から分離される。この分離された特定成分を例えば光学的手法によって検出することにより、特定成分の量や濃度を分析することができる。
【０００４】
特許文献１には、分析測定装置における交換可能な部品を識別するための装置が記載されている。その方法は、識別モジュールが取り付けられ、送受信装置によってモジュールと信号のやりとりをおこない、送受信装置と接続する制御装置はモジュールからの信号を評価し、ある条件（部品の品質等）を満たさない場合、表示装置に警告する方法である。
【０００５】
特許文献２には、電気泳動分離の稼働率を上げるとともに、分離バッファ液や電気泳動条件を試料ごとに設定できるマイクロチップ電気泳動方法や微量液体クロマトグラフィなどの分析を行なうマイクロチップ処理方法が記載されている。電気泳動用高圧電源部は電気泳動流路のそれぞれに独立して泳動用電圧を印加し、１つの電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入が終了すると次の電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入に移行し、試料注入が終了した電気泳動流路では泳動電圧が印加されて電気泳動分離と蛍光測定部による検出動作が開始される。
【０００６】
特許文献３には、マイクロチップの位置ばらつきを許容しながらも、簡単な構成で試料の分析精度を確保するマイクロチップ及び分析装置が記載されている。その方法は、マイクロチップに、マイクロチップに形成した流路と流路との間に、隣接する流路への光の入り込みを抑制する遮光部を備え、そのマイクロチップを分析装置に用いる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７１０２２号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４７１０号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／０１０９０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、マイクロチップなどの部品を交換して分析を行う方法について記載されているが、交換時の装置の待機時間について、特に考慮されていない。特許文献２では、連続して分析処理を行うための方法が記載されているが、前処理と分析・測定処理を並行して行っているが、分析・測定処理を並行処理することについて記載されていない。
【０００９】
同時に複数の分析・測定を行う分析装置の開発は進んでおり、分析にかかる時間を短縮するための改良が行われている。しかしながら、複数の分析を並行して行う場合に、同時刻に測定することは少なく、測定時間の一部を重複させるのみである。そうして、同時刻に測定を行った場合に、他の分析へ与える影響が考慮されていない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、迷光が他の測光部の受光部に入るのを防止し分析精度を確保して分析できる分析装置、分析方法および収容部材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】
【００１１】
本発明の第１の観点に係る分析装置は、
測光部に載置する試料の成分を光学的手法により検出する分析装置であって、
それぞれ１つ以上の前記測光部が形成された２つ以上のマイクロチップと、
前記測光部に光を照射する光照射部と、
前記光照射部から照射された光を、前記測光部ごとに受光する受光部と、
前記２つ以上のマイクロチップの光経路相互の間に備えられた遮光部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記遮光部材は、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、に備えられることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記マイクロチップを収容する収容部材と、
前記遮光部材および前記収容部材を収容する閉空間が形成され、前記分析装置の外部の空間からの光を遮る遮蔽体と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記遮蔽体は、個々の前記マイクロチップに対応して形成され、独立して開閉可能であることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、前記マイクロチップは、流路が形成された光透過性部材を有し、前記測光部は該流路であることを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、光学分析の反射率、透過率、吸光度、蛍光または発光のうち、少なくともいずれか１つの指標を用いて分析を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第２の観点に係る分析方法は、
２つ以上のマイクロチップの測光部へ試料を充填する充填ステップと、
前記２つ以上のマイクロチップをそれぞれ遮光部材で隔てて測定位置に配置する配置ステップと、
前記試料を測定するための光照射部および受光部と、前記マイクロチップを含む空間を閉鎖する閉鎖ステップと、
前記光照射部から前記測光部に光を照射する光照射ステップと、
前記受光部で前記測光部からの光を受光する受光ステップと、
光学的手法により検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記配置ステップは、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、を前記遮光部材で隔てることを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記閉鎖ステップは、個々の前記マイクロチップを含む空間を個別に閉鎖し、
前記光照射ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれに独立に光を照射し、
前記受光ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれから独立に光を受光する、
ことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第３の観点に係る収容部材は、
２つ以上のマイクロチップを保持する収容部と、
前記収容部に保持されるマイクロチップへ光を照射する照射部から該マイクロチップまでの間、および／または、前記マイクロチップから光を受光する受光部までの間、に位置する遮光部材と、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
好ましくは、前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする。
【００２４】
好ましくは、前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、迷光が他の測光部の受光部に入るのを防止し分析精度を確保して分析できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る分析装置の一例を示す構成概略図である。
【図２】実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す部分拡大図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。
【図３】実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。
【図４】実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。
【図５】実施の形態に係る分析方法の工程の一例を示すフロー図である。
【図６】実施の形態に係る分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。
【図８】実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。
【図９】従来の分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明で迷光とは、測定に寄与しない余分な光をいう。
【００２８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る分析装置の構成概略図である。本実施の形態において分析装置１は、キャピラリ電気泳動法を用いた分析を行い、光学的手法により検出する分析装置とする。試料を測定する際には、例えば測光部、すなわちマイクロチップに形成された流路、に試料を注入し、その試料を光学分析し、透過率を算出して測定する。
【００２９】
分析装置１は、貯液槽１１、試料槽１２、廃液槽１３、分注部１４、ピンチバルブ１５、マニホールド１６、マイクロチップ２０、検出部３０、分析測定部４０、遮光壁４２、流路５１ないし流路５３、三方バルブ５５、５６、制御部６１および電源部６２を備える。マイクロチップ２０は、分離流路２１、導入孔２２、排出孔２３、電極２４および電極２５を備える。
【００３０】
分析装置１は、分離流路２１に注入された試料の成分を光学的手法により分析測定部４０の検出部３０で検出する。分析装置１は、分離流路２１を有するマイクロチップ２０を複数備え、マイクロチップ２０の光経路相互の間に遮光壁４２を備える。遮光壁４２は分析装置１と一体となるように備えられる。
【００３１】
貯液槽１１は、貯液Ｌ、例えば泳動液、精製水、洗浄液などが貯められる。泳動液は、バッファとして機能する液体であり、例えば、１００ｍＭりんご酸−アルギニンバッファ（ｐＨ５．０）＋１．５％コンドロイチン硫酸Ｃナトリウムの水溶液がある。
【００３２】
試料槽１２は、試料液Ｋが貯められる。試料液Ｋは、分析装置１で分析を行うための特定成分を含むサンプルであり、測定に適した処理、例えば、希釈や混合などが行われた状態に処理された状態とする。
【００３３】
廃液槽１３は、使用済みの液体を貯蔵するためのものである。
【００３４】
分注部１４は、試料槽１２の試料液Ｋをマイクロチップ２０の分離流路２１へ注入が可能である。分注部１４は、ピンチバルブの役割を備えており、各分離流路２１へ試料液Ｋを分注する。ピンチバルブ１５は、分注部１４の開閉に合わせて開閉動作を行い、各分離流路２１の通液動作を補助する。
【００３５】
マニホールド１６は、各分離流路２１の間へかかる負荷が不均一となるのを抑制する。
【００３６】
図２は、実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す部分拡大図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。
【００３７】
分析測定部４０は、マイクロチップ２０、検出部３０を含む。
【００３８】
マイクロチップ２０は２枚の樹脂基板を接合し形成しており、微細な流路からなる分離流路２１と、分離流路２１へ溶液の導入・排出を行うための導入孔２２および排出孔２３を備える。マイクロチップ２０は、例えば、シリコン樹脂、メタクリル酸メチル樹脂などのアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの樹脂を材料とする。
【００３９】
マイクロチップ２０の分離流路２１は、キャピラリ電気泳動法を用いた分析が行われる場である。分離流路２１の断面は、直径が２５μｍないし１００μｍの円形、または辺の長さが２５μｍないし１００μｍの矩形であることが好ましいが、キャピラリ電気泳動法を行うのに適した形状および寸法であればこれに限定されない。本実施の形態においては、分離流路２１の長さは、３０ｍｍ程度であるが、これに限定されるものではない。
【００４０】
分離流路２１には、導入孔２２および排出孔２３が形成されている。導入孔２２は、分離流路２１の一端に設けられており、分注部１４より試料液Ｋが導入される部分である。また、本実施の形態においては、試料液Ｋの他に、泳動液、精製水、洗浄液などの貯液Ｌの導入が可能である。排出孔２３は、分離流路２１の他端に設けられており、分離流路２１に充填された試料液Ｋや貯液Ｌが排出される部分である。
【００４１】
また、分離流路２１には、その両端に電極２４と電極２５が設けられている。本実施の形態においては、電極２４は、導入孔２２に露出しており、電極２５は、排出孔２３に露出している。
【００４２】
検出部３０は、照射用導光部３１、受光用導光部３２、光ファイバー３３、３４と、照射用制御ユニット（光源）３５および受光用制御ユニット（受光部）３６を備える。
【００４３】
検出部３０は、分離流路２１において試料液Ｋから分離された特定成分を分析するためのものである。検出部３０は、分離流路２１のうち、導入孔２２よりも排出孔２３に近い側の部分に設けられている。
【００４４】
照射用導光部３１、受光用導光部３２は例えばフェルールであり、ジルコニアなどのセラミックで形成される。光ファイバー３３、３４は例えば石英ガラス光ファイバーなどが用いられる。照射用制御ユニット３５の光源は例えばＬＥＤなどが用いられ、受光用制御ユニット３６の受光部は例えばフォトダイオードなどが用いられる。
【００４５】
照射用導光部３１は、光を照射するための光源を備えた照射用制御ユニット３５と光ファイバー３３を介して接続する。受光用導光部３２は、光を受光するための受光部を備えた受光用制御ユニット３６と光ファイバー３４を介して接続する。
【００４６】
照射用導光部３１と受光用導光部３２は、マイクロチップ２０を介して対向し、各々の光ファイバー３３、３４は同軸上となるように配設される。測定精度を向上させるために、照射用導光部３１と受光用導光部３２の光軸の差はできるだけ小さいことが好ましい。
【００４７】
照射用制御ユニット３５は照射用導光部３１を、受光用制御ユニット３６は受光用導光部３２を、それぞれ制御することにより、検出部３０は、照射用導光部３１からの光を試料液Ｋに照射し、透過光を受光用導光部３２によって受光することにより吸光度を測定する。そして、制御部６１の演算部（図示せず）で、吸光度から特定成分の抽出や特定成分の濃度が算出され、分析処理が完了する。
【００４８】
分析測定部４０は、内部にマイクロチップ２０を収容する収容部（トレー）４１を備える。また、複数のマイクロチップ２０の間は、それぞれが遮光壁４２で区切られる。具体的に、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。
【００４９】
複数のマイクロチップ２０、ここでは２つのマイクロチップ２０を、マイクロチップ２０ａ、２０ｂとする。図３（ａ）について、基本的な構造は図２と同じである。マイクロチップ２０ａ、２０ｂは収容部４１に並列に並べられ、その間に遮光壁４２が備えられる。収容部４１は、遮光壁４２と同じ素材、すなわち光を遮ることが可能な素材で形成されていてもよい。
【００５０】
収容部４１は、分析装置１へマイクロチップ２０を配設しやすくし、位置決めを容易にするなどして、作業性を向上する。また、収容部４１は複数のマイクロチップ２０をまとめて収容できる。収容部４１は分析装置１内に固定して備え付けずに、分析時以外は可動できるようにしておき、分析時は分析装置１に対して固定可能に設計する。例えば、分析装置１の側面に備えた開口部から収容部４１を分析装置１内へ出し入れし、マイクロチップ２０を配設する際など分析装置１から収容部４１を取り出すときは、収容部４１を横方向へスライドさせて引き出すように設計する。
【００５１】
マイクロチップ２０ａの検出部３０で測定が行われている場合、マイクロチップ２０ａについて、照射用導光部３１からマイクロチップ２０ａへ向けて光が照射され、マイクロチップ２０ａへ入射した光はマイクロチップ２０ａを透過して出射し、受光用導光部３２で受光される。
【００５２】
照射用導光部３１で照射してから受光用導光部３２で受光するまでの間に、光の一部は反射したり散乱したりする。具体的には、マイクロチップ２０ａへ照射する時にマイクロチップ２０ａ表面で反射したり、マイクロチップ２０ａ内を透過し出射する際に反射や散乱が起こったり、受光用導光部３２へ受光する際に反射したりする。また、光の一部は、乱反射により受光用導光部３２の受光部へ光束は到達しない。
【００５３】
遮光壁４２は、マイクロチップ２０ａとマイクロチップ２０ｂの間、詳しくは２つの分離流路２１を通る光経路相互の間にあり、光経路相互の間を通過する光を遮る働きを有している。遮光壁４２を備えることで、マイクロチップ２０ａ側で測定の際に照射された一部の光が、マイクロチップ２０ｂ側へ向かい、測定に寄与しない余分な光として作用するのを防ぐことができる。同様に、マイクロチップ２０ｂ側で測定の際に照射された光が、マイクロチップ２０ａ側へ向かうのを防止する。
【００５４】
遮光壁４２により、光経路相互の間を遮り、迷光が他の受光用導光部３２に入るのを防止し、測定精度が低下することを防ぐことができる。遮光壁４２は、マイクロチップ２０ａ、２０ｂの、それぞれの検出部３０、すなわち対向する照射用導光部３１と受光用導光部３２を結ぶ光経路を含む検出部３０、を互いに隔てるように形成されることが好ましい。また、遮光壁４２は、照射用導光部３１の光照射面の高さもしくはマイクロチップ２０の高さのいずれか高い方の高さ以上で形成されることが好ましい。
【００５５】
より好ましくは、遮光壁４２を、マイクロチップ２０ａ、２０ｂの対向する側の面を覆うように形成することである。理由として、マイクロチップ２０ａ、２０ｂ内部で光が散乱し、光経路以外の箇所から光が漏光するおそれがあるからである。
【００５６】
また、図３（ａ）において、更に追加して、マイクロチップ２０ａ、２０ｂが対向しない側にそれぞれ、遮光外壁４３を備える。遮光外壁４３は、分析装置１が配置される環境下における光を遮り、測定に不要な光をできるだけ低減させることができる。
【００５７】
図３（ｂ）において、測定環境下における光を遮るために、図３（ａ）の遮光外壁４３の代わりに遮光閉壁４４を備える。遮光閉壁４４は、検出部３０を含むマイクロチップ２０ａ、２０ｂを閉空間で覆っており、遮光外壁４３よりも効率よく、分析装置１が配置される環境下における光を遮ることができる。そのため、より、測定に不要な光を低減させることができる。
【００５８】
図３（ｃ）において、より確実にマイクロチップ２０ａ、２０ｂの光経路相互の間を遮り、かつ、測定環境下における光を遮るために、遮光壁４２、遮光外壁４３および遮光閉壁４４の代わりに個別遮光閉壁４５を備える。個別遮光閉壁４５は、マイクロチップ２０ａ、２０ｂそれぞれに個別に設ける。
【００５９】
個別遮光閉壁４５の、マイクロチップ２０ａ、２０ｂが互いに対向する側の面が、遮光壁４２の役割を兼ねる。また、個別遮光閉壁４５のその他の面が、遮光外壁４３および遮光閉壁４４の役割を兼ねる。
【００６０】
図３（ｃ）では、個別遮光閉壁４５を隣接して備える場合について記載しているが、個別遮光閉壁４５どうしが隣接していなくてもよい。個別遮光閉壁４５は、それぞれに開閉口を備え、独立して開閉操作が行えるようにしておくことが好ましい。独立して開閉操作が可能となることで、分析装置１でマイクロチップ２０ａを用いて分析を行っている際に、マイクロチップ２０ｂの交換を行うことが可能となる。すなわち、いずれかのマイクロチップ２０の交換作業の際に、分析装置１を停止させることなく、他のマイクロチップ２０ではそのまま継続して作業を行うことができるので、分析装置１の待機時間が減り、全体の分析にかかる時間を短縮することができる。
【００６１】
遮光壁４２、遮光外壁４３、遮光閉壁４４および個別遮光閉壁４５は、遮光性が高く、かつ、絶縁体材料であり、断熱材料であることが好ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂）の、黒着色を施したものなどが用いられる。また、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＦ（フェノール樹脂）、ＰＤＡＰ（ジアリルフタレート樹脂）などに黒着色を施したものでもよい。
【００６２】
図４は、実施の形態に係る分析装置の、分析測定部の一例を示す構成概略図である。マイクロチップ２０が４つの場合における、遮光壁４２、遮光外壁４３、遮光閉壁４４および個別遮光閉壁４５と、マイクロチップ２０の位置関係について、一例を示す。
【００６３】
図４（ａ）は、１つの収容部４１に４つのマイクロチップ２０が収容された場合であり、対向するマイクロチップ２０の間に遮光壁４２を、対向するマイクロチップ２０を有しない側に遮光外壁４３を備える。また、分析測定部４０全体を遮光閉壁４４で囲んでいる。
【００６４】
図４（ｂ）は、２つずつマイクロチップ２０を収容部４１に収容し、収容部４１ごと遮光閉壁４４で囲んでいる。
【００６５】
図４（ａ）および図４（ｂ）の場合において、遮光閉壁４４で測定環境下における光を遮ることが可能であるので、遮光外壁４３を備えなくてもよい。しかし、収容部４１に形成した遮光壁４２および遮光外壁４３に、マイクロチップ２０を配設するための位置決めを補助する機能を備えさせる場合においては、遮光外壁４３を備えておく。
【００６６】
図４（ｃ）および図４（ｄ）は、図３（ｃ）と同様に、それぞれのマイクロチップ２０に個別遮光閉壁４５を備える場合である。マイクロチップ２０を並列に備えずに、分析装置１の設計に合わせて、縦列に備えたり、縦および横に多段に備えたり、と任意の構成を採ることができる。個別遮光閉壁４５は、上部や側部に開閉口を備え、独立して開閉操作が行えるようにしておく。特に、分析装置１に備えるマイクロチップ２０の数が多くなる場合、独立して開閉操作が可能とすることで、より効率よく分析処理を行うことができる。
【００６７】
マイクロチップ２０を繰り返し使用する場合に、その交換頻度は、それぞれのマイクロチップ２０により異なる。マイクロチップ２０の使用回数はできるだけ多い方がよく、いずれかのマイクロチップ２０に交換が必要となったときに全てのマイクロチップ２０を交換することは好ましくない。マイクロチップ２０を１つずつ交換できる場合でも、交換の都度、分析装置１を分析処理を停止させると、交換の必要のないマイクロチップ２０で行う測定を一旦停止することとなり、測定精度が低下するおそれがある。あるいは、交換する必要のないマイクロチップ２０の分析処理を終えるまで、そのマイクロチップ２０は交換・使用することができず、一度に分析できる数が少なくなる。さらに、一旦停止した後に、分析装置１で分析処理を再開させるための、初期待機時間がかかるなど、全体の分析にかかる時間が増え、分析効率が低下する。
【００６８】
本実施の形態のように、個別遮光閉壁４５の上部や側部に開閉口を備え、独立して開閉操作が行えるようにしておくことで、他のマイクロチップ２０へ光による影響を及ぼさない。その結果、分析装置１のマイクロチップ２０に交換の必要が発生したときなど、他のマイクロチップ２０を考慮することなく、必要に応じてすぐにマイクロチップ２０を交換でき、全体の分析処理時間を短縮し、効率よく作業をすることができる。
【００６９】
以下に、図１ないし図４を参照して、分析装置１を用いて分析する動作を説明する。
【００７０】
分析装置１の上述の各部の動作は、制御部６１により制御される。一連の制御により、分析装置１による分析が行われる。制御部６１は、例えばＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェースなどによって構成される。
【００７１】
分析装置１には、三方バルブ５５、５６が設けられている。三方バルブ５５、５６は、それぞれ３つの接続口を有しており、これらの接続口どうしの連通状態および遮断状態が、制御部６１によって独立に制御される。
【００７２】
貯液槽１１および試料槽１２は、三方バルブ５５、５６を介して流路５１または流路５３と接続している。制御部６１によって開閉が制御されており、分離流路２１との連通状態および遮断状態が独立に制御される。流路５１はマイクロチップ２０、すなわち分離流路２１へ繋がり、流路５３は廃液槽１３に繋がる。
【００７３】
電源部６２は、分離流路２１においてキャピラリ電気泳動法による分析を行うための電圧を印加するためのものであり、正極である電極２４および負極である電極２５に接続されている。印加される電圧は、例えば、１．５ｋＶ程度であり、正極と負極は反対の極性を印加する機能を備えていてもよい。
【００７４】
電気泳動による分離は、具体的には、制御部６１の指示により、正極である電極２４および負極である電極２５に電源部６２から電圧を印加し、泳動液に電極２４から電極２５へと向かう電気浸透流を発生させる。このとき、特定成分には、固有の電気泳動移動度に応じて電極２４から電極２５に向かって移動が生じる。
【００７５】
制御部６１の指示により、検出部３０は、分離流路２１の特定の位置において、特定成分の濃度や量を検出することができる。より詳しくは、照射用導光部３１を介して照射用制御ユニット３５の光源から波長が４１５ｎｍの光を照射し、その透過光を受光用導光部３２を介して受光用制御ユニット３６の受光部によって受光する。分離流路２１の特定の位置を特定成分が通過すると、受光部で受光する光（吸光度）が変化し、その変化より特定成分の濃度や量を検出することができる。
【００７６】
検出部３０で検出する際に、照射用導光部３１で照射してから受光用導光部３２で受光するまでの間に、光の一部は反射したり散乱したりする。マイクロチップ２０ａとマイクロチップ２０ｂの間にある遮光壁４２により、光経路相互の間を遮り、迷光を防止し、測定精度が低下することを防ぐことができる。
【００７７】
この分析結果が例えば記憶部（図示せず）に記憶されるなどして終える。以上の工程により、分析装置１を用いた分析が完了する。
【００７８】
図５は、本実施の形態の分析方法の一例を示すフロー図である。分析は、大きく分けて、前処理工程（ステップＳ１）と分析工程（ステップＳ２）からなる。
【００７９】
前処理工程（ステップＳ１）は、洗浄工程（ステップＳ１１）、充填工程（ステップＳ１２）、分注工程（ステップＳ１３）の工程を含み、連続した工程から構成される。
【００８０】
分析器具の洗浄工程（ステップＳ１１）は、前処理工程（ステップＳ１）の最初に行う工程である。特に、分析装置１を連続して使用する場合において、前回使用した分析器具の洗浄を行う工程と、分析工程（ステップＳ２）に先立ち、分離流路２１の内部に残存した前回の分析に用いられた試料液Ｋなどを洗浄する工程である。
【００８１】
具体的には、制御部６１からの指示によって、三方バルブ５５、５６は切り替えられ、貯液槽１１は流路５１および流路５２を介して廃液槽１３まで連通する。この状態で、分離流路２１内へ例えば洗浄液や精製水などの貯液Ｌを充填し、廃液槽１３へ排出することで、分離流路２１内は洗浄される。なお、洗浄液で洗浄した後に精製水を流してもよく、充填し排出するという一連の流れを複数回行ってもよい。
【００８２】
充填工程（ステップＳ１２）は、分離流路２１に電気泳動を実現するための泳動液を充填する工程である。洗浄を終えた分離流路２１を泳動液で共洗いした後に、充填を行う。
【００８３】
分注工程（ステップＳ１３）は、分離流路２１へ試料を分注する工程である。分注部１４を用いて分離流路２１の導入孔２２より、試料槽１２の試料液Ｋを泳動液が充填された分離流路２１へ導入させる。以上より、前処理工程（ステップＳ１）が完了し、分離流路２１での分析が可能な状態となる。
【００８４】
前処理工程（ステップＳ１）を終えると、分析工程（ステップＳ２）を実行する。分析工程（ステップＳ２）は、分離工程（ステップＳ２１）および検出工程（ステップＳ２２）からなる。
【００８５】
分離工程（ステップＳ２１）は、分離流路２１に充填された泳動液において試料液Ｋに含まれる特定成分を分離する工程である。具体的には、制御部６１の指示により、正極である電極２４および負極である電極２５に電源部６２から電圧を印加し、泳動液に電極２４から電極２５へと向かう電気浸透流を発生させる。このとき、特定成分には、固有の電気泳動移動度に応じて電極２４から電極２５に向かって移動が生じる。
【００８６】
検出工程（ステップＳ２２）は、分離された特定成分の量もしくは濃度などを検出する工程である。具体的には、照射用導光部３１を介して照射用制御ユニット３５の光源から波長が４１５ｎｍの光を照射し、その透過光を受光用導光部３２を介して受光用制御ユニット３６の受光部によって受光する。分離流路２１の特定の位置を特定成分が通過すると、受光部で受光する光（吸光度）が変化し、その変化より特定成分の濃度や量を検出することができる。
【００８７】
検出工程（ステップＳ２２）の、照射用導光部３１で照射してから受光用導光部３２で受光するまでの間に、光の一部は反射したり散乱したりする。マイクロチップ２０ａとマイクロチップ２０ｂの間にある遮光壁４２により、光経路相互の間を遮り、迷光を防止し、測定精度が低下することを防ぐことができる。
【００８８】
この分析結果が例えば記憶部（図示せず）に記憶されるなどして、検出工程（ステップＳ２２）を終える。以上の工程により、前処理工程（ステップＳ１）および分析工程（ステップＳ２）を終え、分析装置１を用いた分析が完了する。
【００８９】
図６は、実施の形態に係る分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。図中のＳ１およびＳ２は、図５の分析方法の一例を示すフロー図にある前処理工程（ステップＳ１）と分析工程（ステップＳ２）を指す。分析装置１は、４つの分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを備え、それぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）で行う処理のチャートをチャートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示す。
【００９０】
前処理工程（ステップＳ１）は時間ｔ１を要し、分析工程（ステップＳ２）までは時間ｔ２を要する。また、各分離流路２１は、前処理工程（ステップＳ１）を終え次第、分析工程（ステップＳ２）を行うものとする。
【００９１】
例えば、分離流路２１ａで前処理工程（ステップＳ１）を終えると、他の分離流路２１ｂで前処理工程（ステップＳ１）を開始する。このとき、分離流路２１ａは分析工程（ステップＳ２）を開始する。次に、分離流路２１ｂで前処理工程（ステップＳ１）を終えると、他の分離流路２１ｄで前処理工程（ステップＳ１）を開始する。このとき、分離流路２１ｂは分析工程（ステップＳ２）を開始する。
【００９２】
分析装置１は、前処理工程（ステップＳ１）について、分析装置１のそれぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）のいずれかしか選択して行うことができない。例えば、分析装置１にマイクロチップ２０を備えることができた順に、どの分離流路２１においても前処理工程（ステップＳ１）の時間が重複しないように、次々に前処理工程（ステップＳ１）を行う。
【００９３】
分析装置１は、分析工程（ステップＳ２）について、分析装置１のそれぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）で、時間を重複して行うことができる。それぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）で、光の照射・受光による光学的手法で検出する際に、遮光壁４２を備え光経路相互の間を遮ることができる。その結果として、他の分離流路２１へ漏光により与える影響、および他の分離流路２１から漏光により受ける影響、のいずれの影響をも考慮する必要がなくなる。それぞれの分離流路２１の分析工程（ステップＳ２）の時間が重複してもよく、前処理工程（ステップＳ１）を終え次第、分析工程（ステップＳ２）を開始することができる。図６では、全体にかかる処理時間は、各分離流路２１での前処理工程（ステップＳ１）にかかる時間の和と、最後に前処理工程（ステップＳ１）を終えた分離流路２１で分析工程（ステップＳ２）が処理される時間と、の総和（時間ｔＥ０）である。
【００９４】
図９は、従来の分析方法の処理時間の一例を示すタイミングチャートである。他の分離流路２１での測定へ影響を与えないために、それぞれの分離流路２１（分離流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）において、分析工程（ステップＳ２）は重複しないように処理を行う必要がある。分離流路２１で前処理工程（ステップＳ１）を終えても、他の分離流路２１で分析工程（ステップＳ２）を終えるまでは、その分離流路２１で分析は行わず待機状態としておく。図９では、全体にかかる処理時間は、最初に処理を行う分離流路２１の前処理工程（ステップＳ１）にかかる時間と、各分離流路２１での分析工程（ステップＳ２）にかかる時間の和と、の総和（時間ｔＥ１）であり、時間ｔＥ０よりも要する時間が長い。
【００９５】
図６および図９より、従来の分析方法の処理時間と比較して、本実施の形態にかかる分析方法の処理時間は、短くて済み、効率よく分析処理を行えることが分かる。また、本実施の形態では、分析工程（ステップＳ２）の開始時間を考慮せずに済むので、前処理工程（ステップＳ１）が終わり次第、工程を実施することができる。
【００９６】
図７は、本実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００９７】
マイクロチップ２０は、検出部３０を備える箇所の分離流路２１の上部に、ガイド（凹部）２６を備える。ガイド２６は、間隙を有して、照射用導光部３１を嵌合することができる。
【００９８】
ガイド２６は、分離流路２１上の、所定の位置に形成されており、照射用導光部３１から分離流路２１へ決まった位置へ光を照射することができる。その結果、ガイド２６へ照射用導光部３１を嵌合するだけで、位置合わせをすることなく所定の位置に光を照射でき、容易にマイクロチップ２０を収容部４１へ配設することが可能となる。
【００９９】
また、ガイド２６を備えたマイクロチップ２０を用いることで、照射用導光部３１はマイクロチップ２０に埋め込まれるような形となり、照射用導光部３１から分離流路２１へ向けて光を直接照射しやすくなり、不要光の発生を低減させることができる。さらに、照射用導光部３１と分離流路２１の距離を短くでき、すなわち分離流路２１へ光を照射するときの高さを低くでき、遮光壁４２や遮光外壁４３の高さを充分に設計できない場合においても、遮光壁４２や遮光外壁４３を用いて遮光する効果を維持することが可能となる。
【０１００】
図８は、本実施の形態に係る分析装置の、マイクロチップの一例を示す構成概略図である。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【０１０１】
マイクロチップ２０は、検出部３０を備える箇所の分離流路２１の下部に、アパーチャー（絞り）２７を備える。アパーチャー２７に対向する位置に、受光用導光部３２は配置される。
【０１０２】
アパーチャー２７は、照射用導光部３１と受光用導光部３２を結ぶ光軸上に、円錐台の形状で形成される。円錐台のテーパ状の面で出射光を散乱や反射させることにより、セルを通過する光束のみを受光部に到達させ、不要光を遮蔽することができる。
【０１０３】
アパーチャー２７を備えることで、照射用導光部３１から分離流路２１へ照射した光をマイクロチップ２０を介して受光用導光部３２で受光する際に反射や散乱、位置（光軸）のずれにより発生する不要光を遮蔽することができ、測定の精度が向上する。
【０１０４】
分析装置１で分析する際に、図７や図８に示したマイクロチップ２０のように、ガイド２６やアパーチャー２７、もしくはその両方を備えたマイクロチップ２０を用いることで、より分析装置１へのマイクロチップ２０の配設が容易となり、かつ、内部要因による迷光を除去することができる。本実施の形態における分析装置１の遮光壁４２などを備えることによる迷光の除去効果や、処理効率の向上による分析時間の短縮効果を、より相乗的に高めることができる。
【０１０５】
以上説明したように、実施の形態に係る分析装置、分析方法および収容部材によれば、迷光が他の測光部の受光部に入るのを防止し分析精度を確保して分析できる。キャピラリ電気泳動法を用いる分析装置において、測光部は、マイクロチップの流路（分離流路）をいう。
【０１０６】
複数の、分離流路を有するマイクロチップ間に、光経路相互の間を遮る遮光壁などの遮光部材を備えることで、測定に寄与しない余分な光を取り込むのを防止し、また、漏光することを防ぐことができる。その結果、測定精度が低下するおそれが少なくなる。
【０１０７】
また、測定時における相互への検出に関する光の影響がなくなるので、複数のマイクロチップの分析工程の時間が重複してもよく、同時に分析することもできる。分離流路で測定する際に他の分離流路の状態を気にせず測定できるので、処理時間が短縮され分析効率がよくなる。
【０１０８】
さらに、個々のマイクロチップに対応する遮光部材（遮光空間）を備えることで、独立して分析が可能となり、マイクロチップを交換する際に、分析装置を停止させる必要がなく、また、他のマイクロチップの作業状況を考慮する必要もなく、容易に、効率よく、分析を行うことができ、結果として全体の分析にかかる時間を短縮することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る分析装置において、マイクロチップそのものに迷光除去のための遮光部材を備えずに、分析装置そのものに遮光部材を備えることができるので、マイクロチップの構造を簡易化でき、マイクロチップの低コスト化に寄与する。特に、１回もしくは所要回数使用して捨てる使い捨てタイプのマイクロチップにおいて、より低コスト化できる効果が大きい。
【０１１０】
本実施の形態に係る分析装置において、上述した例に限定されるものではない。本発明に係る分析装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。例えば、キャピラリ電気泳動法を用いた分析装置において、マイクロチップに備える測光部は分離流路であるが、他の分析装置においては、測光部は必ずしも流路であるとは限らない。また、流路の設計や貯槽部の数、各機能部を配置する位置、各機能の形状などがあり、用途に合わせて設計することができる。マイクロチップを交換する際における分析装置へのマイクロチップの交換・充填作業は自動であっても手動であってもよく、いずれにするかは任意に設計可能である。
【０１１１】
さらに、分析装置での分析については、光学分析の反射率、透過率、吸光度、蛍光または発光のうち、少なくともいずれか１つの指標を用いる分析に適用できる。
【０１１２】
特に分析における検出の際の、遮光壁などについて、形状や配置する位置について、任意に設定可能であり、複数あるマイクロチップの光経路相互の間で、相互に遮光することができ、かつ、測定環境の遮光性を高めることができればよい。
【０１１３】
マイクロチップは、樹脂製に限らず、ガラス製などであってもよい。また、マイクロチップに備える分離流路の本数は、１本に限らず複数であってもよい。分離流路の構成は、いわゆるストレート形状に限定されず、２つの流路が公差したクロスインジェクション形状であってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 分析装置
１１ 貯液槽
１２ 試料槽
１３ 廃液槽
１４ 分注部
１５ ピンチバルブ
１６ マニホールド
２０ マイクロチップ
２１ 分離流路
２２ 導入孔
２３ 排出孔
２４、２５ 電極
２６ ガイド（凹部）
２７ アパーチャー（絞り）
３０ 検出部
３１ 照射用導光部
３２ 受光用導光部
３３、３４ 光ファイバー
３５ 照射用制御ユニット（光源）
３６ 受光用制御ユニット（受光部）
４０ 分析測定部
４１ 収容部（トレー）
４２ 遮光壁
４３ 遮光外壁
４４ 遮光閉壁
４５ 個別遮光閉壁
５１、５２、５３ 流路
５５、５６ 三方バルブ
６１ 制御部
６２ 電源部
Ｌ 貯液
Ｋ 試料液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測光部に載置する試料の成分を光学的手法により検出する分析装置であって、
それぞれ１つ以上の前記測光部が形成された２つ以上のマイクロチップと、
前記測光部に光を照射する光照射部と、
前記光照射部から照射された光を、前記測光部ごとに受光する受光部と、
前記２つ以上のマイクロチップの光経路相互の間に備えられた遮光部材と、
を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記遮光部材は、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、に備えられることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記マイクロチップを収容する収容部材と、
前記遮光部材および前記収容部材を収容する閉空間が形成され、前記分析装置の外部の空間からの光を遮る遮蔽体と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記遮蔽体は、個々の前記マイクロチップに対応して形成され、独立して開閉可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項５】
前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項６】
前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項７】
前記マイクロチップは、流路が形成された光透過性部材を有し、前記測光部は該流路であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項８】
光学分析の反射率、透過率、吸光度、蛍光または発光のうち、少なくともいずれか１つの指標を用いて分析を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項９】
２つ以上のマイクロチップの測光部へ試料を充填する充填ステップと、
前記２つ以上のマイクロチップをそれぞれ遮光部材で隔てて測定位置に配置する配置ステップと、
前記試料を測定するための光照射部および受光部と、前記マイクロチップを含む空間を閉鎖する閉鎖ステップと、
前記光照射部から前記測光部に光を照射する光照射ステップと、
前記受光部で前記測光部からの光を受光する受光ステップと、
光学的手法により検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする分析方法。
【請求項１０】
前記配置ステップは、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、を前記遮光部材で隔てることを特徴とする請求項９に記載の分析方法。
【請求項１１】
前記閉鎖ステップは、個々の前記マイクロチップを含む空間を個別に閉鎖し、
前記光照射ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれに独立に光を照射し、
前記受光ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれから独立に光を受光する、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の分析方法。
【請求項１２】
２つ以上のマイクロチップを保持する収容部と、
前記収容部に保持されるマイクロチップへ光を照射する照射部から該マイクロチップまでの間、および／または、前記マイクロチップから光を受光する受光部までの間、に位置する遮光部材と、
を備えることを特徴とする収容部材。
【請求項１３】
前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする請求項１２に記載の収容部材。
【請求項１４】
前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の収容部材。
【請求項１】
測光部に載置する試料の成分を光学的手法により検出する分析装置であって、
それぞれ１つ以上の前記測光部が形成された２つ以上のマイクロチップと、
前記測光部に光を照射する光照射部と、
前記光照射部から照射された光を、前記測光部ごとに受光する受光部と、
前記２つ以上のマイクロチップの光経路相互の間に備えられた遮光部材と、
を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記遮光部材は、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、に備えられることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記マイクロチップを収容する収容部材と、
前記遮光部材および前記収容部材を収容する閉空間が形成され、前記分析装置の外部の空間からの光を遮る遮蔽体と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記遮蔽体は、個々の前記マイクロチップに対応して形成され、独立して開閉可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項５】
前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項６】
前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項７】
前記マイクロチップは、流路が形成された光透過性部材を有し、前記測光部は該流路であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項８】
光学分析の反射率、透過率、吸光度、蛍光または発光のうち、少なくともいずれか１つの指標を用いて分析を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項９】
２つ以上のマイクロチップの測光部へ試料を充填する充填ステップと、
前記２つ以上のマイクロチップをそれぞれ遮光部材で隔てて測定位置に配置する配置ステップと、
前記試料を測定するための光照射部および受光部と、前記マイクロチップを含む空間を閉鎖する閉鎖ステップと、
前記光照射部から前記測光部に光を照射する光照射ステップと、
前記受光部で前記測光部からの光を受光する受光ステップと、
光学的手法により検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする分析方法。
【請求項１０】
前記配置ステップは、前記光照射部から前記マイクロチップまでの光経路相互の間、および／または、前記マイクロチップから前記受光部までの光経路相互の間、を前記遮光部材で隔てることを特徴とする請求項９に記載の分析方法。
【請求項１１】
前記閉鎖ステップは、個々の前記マイクロチップを含む空間を個別に閉鎖し、
前記光照射ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれに独立に光を照射し、
前記受光ステップは、前記マイクロチップの測光部のそれぞれから独立に光を受光する、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の分析方法。
【請求項１２】
２つ以上のマイクロチップを保持する収容部と、
前記収容部に保持されるマイクロチップへ光を照射する照射部から該マイクロチップまでの間、および／または、前記マイクロチップから光を受光する受光部までの間、に位置する遮光部材と、
を備えることを特徴とする収容部材。
【請求項１３】
前記遮光部材は、絶縁体材料で形成されることを特徴とする請求項１２に記載の収容部材。
【請求項１４】
前記遮光部材は、断熱材料で形成されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の収容部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６３１５９（Ｐ２０１２−６３１５９Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０５６１４（Ｐ２０１０−２０５６１４）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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