分析装置
【課題】分析用デバイスの回転停止位置を大まかに制御した場合であっても、分析用デバイスの開封ボタンを確実に操作できる分析装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ロータ（１０３）の停止位置に対応して固定側に配置された操作体（６０）とを備え、操作体（６０）の周方向の大きさが分析用デバイス開封ボタン（６）よりも大きいことを特徴とする。
【解決手段】ロータ（１０３）の停止位置に対応して固定側に配置された操作体（６０）とを備え、操作体（６０）の周方向の大きさが分析用デバイス開封ボタン（６）よりも大きいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物などから採取した液体の分析に使用する分析用デバイスを使用する分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生物などから採取した液体を分析する方法として、液体流路を形成した分析用デバイスを用いて分析する方法が知られている。分析用デバイスは、回転装置を使って流体の制御をすることが可能であり、遠心力を利用して溶液の計量、固体成分の分離、分離された流体の移送分配、溶液と試薬の混合等を行うことができるため、種々の生物化学的な分析を行うことが可能である。
【０００３】
遠心力を利用して溶液を移送する従来の分析用デバイス２４６は、図１０に示すように、入口ポート２５０を有する試料室２４８と、試料室２４８に隣接して形成された希釈剤室２５２と、試料室２４８および希釈剤室２５２の両者の半径方向外方に配置されている混合室２５４と、混合室２５４で混合された溶液をこの混合室２５４の溶液に接する位置に接続されている流れ制限通路２６２を介して受け取る分離室２６０を有している。分析室２６８は分離室２６０に接続された流路２６６に接続されている。
【０００４】
移送動作は、試験される試料が入口ポート２５０を介して試料室２４８に導入され、試料を希釈する希釈剤が希釈室２５２に導入された後で、試料および希釈剤の両者は分析用デバイス２４６の回転によって混合室２５４内に移送される。ここで、混合室２５４に移送された試料および希釈剤は、毛細管通路としての流れ制限通路２６２によって分離室２６０に直ちに移送されることが阻止されており、試料および希釈剤が混合室２５４にある間に、分析用デバイス２４６を逆に回転させるか、またこれと異なり、同じ方向の回転速度を加速し、また減速することによって試料および希釈剤が混合される。
【特許文献１】特許３０６１４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、混合室２５４内で回転の逆転や回転速度の加減速などによる試料と希釈剤の攪拌を行った際に、流れ制限通路２６２を介して分離室２６０へ攪拌不足の溶液が流出するため、完全な攪拌ができていないまま分析が行われてしまい、分析結果がばらついてしまうという課題を有している。
【０００６】
しかしながら、分析用デバイス２４６の使用に際しては、入口ポート２５０を介して試料室２４８への試料の導入と、希釈室２５２に希釈剤を導入することが必要である。
また、分析用デバイス２４６に希釈剤を予めセットした状態で供給しておき、分析に際して前記希釈剤が混合室２５４に流れ出すように開封ボタンを自動操作するように設計したとしても、分析用デバイス２４６に設けられた前記開封ボタンを操作する操作体と、分析用デバイス２４６との関係は、前記開封ボタンを前記操作体が自動操作するためには、分析用デバイス２４６の回転停止位置を正確に制御できるように、正確な停止位置検出センサを備えることが必要である。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、分析用デバイスを回転駆動する駆動源としてブラシレスモータを使用した場合に、ブラシレスモータの回転磁界を切り換えるように内蔵している磁気センサの検出出力を使用して分析用デバイスの回転停止位置を大まかに制御した場合であっても、分析用デバイスの前記開封ボタンを確実に操作できる分析装置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】
【０００８】
本発明の請求項１記載の分析装置は、遠心力によって溶液の移送を行うマイクロチャネル構造を有し、試料液を希釈液保持部から排出した希釈液で希釈し、希釈溶液を測定スポットへ移送するよう構成された分析用デバイスがセットされる分析装置であって、セットされた前記分析用デバイスを回転駆動するロータと、前記分析用デバイスの希釈液保持部の前記排出を実行する開封ボタンを操作するように前記ロータの停止位置に対応して固定側に配置された操作体とを備え、前記操作体の大きさが前記開封ボタンよりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
また、前記ロータの下面側に前記操作体を配置し、前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成したことを特徴とする。
また、前記ロータの下面側に形状が前記ロータの回転方向に延びる円弧状の前記操作体を配置し、前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、分析用デバイスの回転停止位置を大まかに制御した場合であっても、分析用デバイスの前記開封ボタンを確実に操作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の分析用デバイスとこれを使用する分析装置および分析方法の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
図１は分析用デバイス１を本発明の分析装置のロータ１０３の上にセットした状態を示し、図２は分析用デバイス１の前記ロータ１０３と接触している面を上側にして分解した状態を示している。
【００１２】
分析用デバイス１は、試料液飛散防止用の保護キャップ２と、微細な凹凸形状を表面に有するマイクロチャネル構造が形成されたベース基板３と、ベース基板３の表面を覆うカバー基板４と、希釈液を保持している希釈ユニット５と、ベース基板３の上面に形成されている数個の凹部のうちの一つの凹部５０にセットされた希釈ユニット５内の希釈液を排出するための開封ボタン６とを合わせた５つの部品で構成されている。
【００１３】
ベース基板３とカバー基板４は、希釈ユニット５などを内部にセットした状態で接合され、この接合された状態のものに保護キャップ２が取り付けられている。また、開封ボタン６は、カバー基板４に形成された開封孔７の位置を中心に接合される。
【００１４】
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（後述の測定スポットと同じ）とその収容エリアの間を接続する流路などが形成されている（図２を参照）。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。
【００１５】
この分析用デバイス１は、注入口１１から試料液、例えば血液などの溶液を採取することができ、保護キャップ２を閉めて分析装置の前記ロータ１０３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。１０２はロータ１０３の回転中の軸心を示している。
【００１６】
分析用デバイス１は、注入口１１から内部に取り込んだ試料液を、注入口１１よりも内周にある前記軸心１０２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おり、保護キャップ２は注入口１１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するのを防止するために取り付けられている。
【００１７】
本発明の分析用デバイス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樹脂が望ましい。
【００１８】
また、希釈ユニット５の材料としては、希釈ユニット５内部に希釈液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樹脂が望ましい。開封ボタン６については、希釈ユニット５の開封時に変形させて用いるため、弾性率の高いＰＰなどの結晶性樹脂が望ましい。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、ＰＰ、ＰＥなどの安価な樹脂が望ましい。
【００１９】
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出にくい超音波溶着やレーザー溶着などが望ましい。
【００２０】
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の間の微小な隙間による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度未満のことをいい、より好ましくは接触角４０度未満である。
【００２１】
分析用デバイス１は、図３に示すように分析装置１００の前記軸心１０２を中心に回転するロータ１０３の上に、ベース基板３とカバー基板４のうちのカバー基板４の側を下にして装着され、蓋１０１を閉じた状態で分析が行われる。
【００２２】
この分析装置１００は、図４と図５に示すように、ロータ１０３を回転させるための回転駆動手段１０７と、分析用デバイス１内の溶液を光学的に測定するための光学測定手段１０９と、ロータ１０３の回転速度や回転方向、および光学測定手段の測定タイミングなどを制御する制御手段１０８と、光学測定手段１０９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とで構成される。
【００２３】
回転駆動手段１０７は、ロータ１０３を介して分析用デバイス１を軸心１０２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、所定の停止位置で軸心１０２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を揺動させることができるように構成されている。ここでは回転駆動手段１０７としてモータ１０４を使用してロータ１０３を軸心１０２の回りに回転させている。軸心１０２は、この軸心１０２上の所定位置を中心に傾斜角度θ°だけ傾斜して回転自在に取り付けられている。
【００２４】
なお、ここでは分析用デバイス１の回転動作と揺動動作を１つの回転駆動手段１０７で行う構成としているが、回転駆動手段１０７の負荷を軽減させるために、揺動動作用の駆動手段を別に設けてもかまわない。具体的には、ロータ１０３の上にセットした分析用デバイス１に対して、前記モータ１０４とは別に用意したバイブレーションモータなどの加震手段を、直接または間接的に接触させることによって分析用デバイス１を揺動させて分析用デバイス１内の溶液に慣性力を付与する。
【００２５】
光学測定手段１０９には、分析用デバイス１の測定部に光を照射するための光源１０５と、光源１０５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１０６とを備えている。ロータ１０３が透光性に劣る材料または透光性でない材料の場合には、ロータ１０３の分析用デバイス１の装着位置には、孔５１，５２が穿設されている。
【００２６】
ここでは光源１０５は出射光の波長を切り換え可能なものを使用し、フォトディテクタ１０６は光源１０５の出射光の何れの波長の光も検出できるものを使用している。
なお、光源１０５とフォトディテクタ１０６は、測定に必要な波長の種類に応じた複数対だけ設けることもできる。
【００２７】
また、分析装置１００には、分析用デバイス１内の希釈ユニット５を自動で開封するための開封手段、具体的には、ロータ１０３にセットされた分析用デバイス１の開封ボタン６を操作できるように、ロータ１０３に上下運動ができるアームを設け、開封ボタン６を前記アームによって押し上げる機構を設けてもかまわない。
【００２８】
ロータ１０３は、図５に示すように傾斜した軸心１０２に取り付けられて水平線に対して傾斜角度θ°だけ傾斜しており、分析用デバイス１の回転停止位置に応じて、分析用デバイス１内の溶液にかかる重力の方向を制御できる。
【００２９】
このように、軸心１０２に傾斜を設け、任意の位置に分析用デバイス１を停止させることで、分析用デバイス１内の溶液を所定の方向に移送させるための駆動力の１つとして利用できる。
【００３０】
分析用デバイス１内の溶液にかかる重力の大きさは、軸心１０２の傾斜角度θを調整することで設定することができ、移送する液量と、分析用デバイス１内の壁面に付着する力との関係に応じて設定することが望ましい。
【００３１】
傾斜角度θは、傾斜角度θが１０°より小さいと溶液にかかる重力が小さすぎて移送に必要な駆動力が得られないおそれがあり、傾斜角度θが４５°より大きくなると軸心１０２への負荷が増大したり、遠心力で移送させた溶液が自重で勝手に動いて制御できなくなるおそれがある。
【００３２】
この実施の形態の分析装置１００では、傾斜角度θを１０°〜４５°の範囲の任意の角度に固定しており、回転駆動手段１０７であるモータ１０４や、光源１０５、フォトディテクタ１０６も傾斜を持つ軸心１０２と平行に取り付けられているが、傾斜角度θを任意の角度に調整でき、モータ１０４や、光源１０５、フォトディテクタ１０６も追従して角度が変更される構成にすることで、分析用デバイス１の仕様や、分析用デバイス１内の移送プロセスに応じて、最適な傾斜角度を設定することができる。ここで、傾斜角度θを任意の角度に調整できる構成の場合は、傾斜角度θの範囲は０°〜４５°が望ましく、重力の影響を受けたくない場合には傾斜角度を０°、すなわちロータ１０３を水平にして回転させることができる。
【００３３】
図６〜図８は分析用デバイス１の詳細を示している。
図６は開封ボタン６の取り付け位置を示す平面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図を示す。
図９は分析用デバイスのマイクロチャネル構成を示している。
【００３４】
希釈ユニット５の開封および排出は、図６に示すようにカバー基板４に接合された開封ボタン６の中心部を下方向から押し上げることで、ピン８が希釈ユニット５の表面に貼られているアルミシール１０を突き破り、希釈ユニット５が開封される。さらに、希釈ユニット５が開封された状態で分析用デバイス１を回転させると、希釈ユニット５内の希釈液は、開封孔７と排出孔９の間に形成された空間（ベース基板３とカバー基板４の間に形成された排出溝、およびカバー基板４と開封ボタン６の間に形成された空間）を経由して保持キャビティ１４に排出される。
【００３５】
分析用デバイス１は、注入口１１に試料液を付着させることで、試料液を内部に形成された毛細管キャビティ１７の毛細管力によって吸引させることができるため、指先などから血液を直接採取することができる。ここで、注入口１１は、分析用デバイス１本体の一側面より軸心１０２の方向に突出した形状をしているため、注入口１１以外の場所に指などが接触して血液が付着しにくい。
【００３６】
必要量の血液を採取した分析用デバイス１は、分析装置１００のロータ１０３上に装着され、希釈ユニット５の開封手段によって次のように開封動作が行われる。
分析用デバイス１が装着される際のロータ１０３は、図３に示すように分析装置１００の蓋１０１を開いた状態で分析用デバイス１の装着位置が手前側で停止（奥側の停止位置を０°（＝３６０°）として表現した場合に１８０°の停止位置）するように構成されている。具体的には、前記モータ１０４としてブラシレスモータを使用し、ブラシレスモータの回転磁界を切り換えるように内蔵している複数の磁気センサのうちの適当な磁気センサの検出出力を使用して運転開始時のロータ１０３の回転停止位置が前記手前側で停止するように構成されている。
【００３７】
ロータ１０３の分析用デバイス１の装着場所の一部には、図６と図７に示すように、装着される分析用デバイス１の開封ボタン６に対応して前記ロータ１０３の回転方向に延びる円弧状の開口６１が形成されている。さらに、運転開始時のロータ１０３の回転停止位置に対応して固定側には、図７と図８に示すように出退可能な操作体６０が設けられている。この操作体６０は適当な時期に電磁ソレノイド（図示せず）によって前記出退が駆動される。
【００３８】
希釈ユニット５の開封動作は次のように実施される。
分析用デバイス１をロータ１０３に装着して制御手段１０８に分析開始を指示すると、電磁ソレノイドが励磁されて操作体６０が図７（ａ）から図７（ｂ）に示すようロータ１０３の開口６１に進入して操作体６０の先端部６０ａが開封ボタン６を押し込む。その後、電磁ソレノイドの励磁が解除されて操作体６０が図７（ｂ）から図７（ｃ）に示すように開口６１から後退し、次にロータ１０３が前記モータ１０４によって駆動される。
【００３９】
このようにして開封ボタン６によってアルミシール１０が突き破られることで、孔１０ａから希釈液が流れ出る。ここで、操作体６０の先端部６０ａの形状が開封ボタン６よりも大きく、具体的には周方向に長く構成されているため、ロータ１０３の停止位置が多少前後しても、アルミシール１０を確実に開封することができる。
【００４０】
希釈ユニット５の開封が終了した後、ロータ１０３を回転（Ｃ２で示す右回転・３０００ｒｐｍ）させることで、孔１０ａから流れ出た希釈液は希釈ユニット５内の希釈液は保持キャビティ１４へ移送され、毛細管キャビティ１７の内の血液と希釈液は分離キャビティ１８へ移送され、ここで、血液を希釈して血球中の測定成分を取り出す際に、個人差を有するヘマトクリット値（血液中に含まれる血球成分の比率）の影響による希釈のばらつきを低減させるために、分離キャビティ１８へ移送された血液を遠心力によって血漿成分と血球成分とに分離し、外周部の高ヘマトクリット血液を採取して希釈することで、希釈のばらつきを低減している。
【００４１】
また、この回転中に保持キャビティ１４に移送されて規定量を越えた希釈液は、溢流流路１６と、溢流キャビティ２７と、毛細管部２８を介して測定スポット２９内に流れ込んで保持される。
【００４２】
分離キャビティ１８の底部に溜まった血液は、遠心力によって血漿成分と血球成分に分離される。回転が停止して遠心力が無くなると、分離キャビティ１８における血漿成分は毛細管キャビティ１９に毛細管移送され、連結流路２１の血漿成分と血球成分は、大気に連通した空気孔２０ａを有するキャビティ５８に接続されている溢流流路２２に向かって毛細管移送される。
【００４３】
連結流路２４の血漿成分と血球成分は大気に連通した空気孔２０ｄを有する溢流キャビティ２６に向かって毛細管移送される。ここで、連結流路２１から必要量の血球成分だけが計量流路２３の毛細管力によって移送される。
【００４４】
保持キャビティ１４へ移送された希釈液は、保持される液面高さが溢流流路１６と溢流キャビティ２７の連結位置を超えると、溢流流路１６を経由して溢流キャビティ２７へ排出されるため、保持キャビティ１４内に規定量だけ保持される。
【００４５】
ロータ１０３の前記回転（Ｃ２で示す右回転・３０００ｒｐｍ）を停止させて静止した後に、ロータ１０３を回転（Ｃ２で示す右回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、計量流路２３で保持されていた必要量の血球成分と保持キャビティ１４の希釈液が操作キャビティ３０に流れ込んで混合されて希釈され、余分な血球成分は溢流キャビティ２６に保持される。そして光学測定手段１０９は、分析用デバイス１の測定スポット２９の希釈液が、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行うリファレンス測定を実施する。このときには、光源１０５の波長を５３５ｎｍと６２５ｎｍに切り換えてリファレンス測定している。
【００４６】
次に、分析用デバイス１の回転停止位置を６０°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して希釈液を攪拌する。
【００４７】
その後に、分析用デバイス１の回転停止位置を１８０°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して希釈液を攪拌する。
【００４８】
ここで、操作キャビティ３０と保持キャビティ３２の間は連結部５９で連通されており、攪拌時におけるこの連結部５９の位置が、遠心力を発生させる回転の軸心１０２について操作キャビティ３０に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈液が保持キャビティ３２へ流出することがない。
【００４９】
次に、分析用デバイス１の回転停止位置を３００°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、操作キャビティ３０の希釈後の血球成分（希釈溶液）を、連結部５９を介して保持キャビティ３２に揺動移送する。
【００５０】
ここで、操作キャビティ３０に保持された希釈溶液は、分析用デバイス１の回転停止位置を３００°付近の位置に移動させても、操作キャビティ３０の壁面に働く表面張力によって保持されており（表面張力が希釈溶液に働く重力よりも大きいため）、分析用デバイス１を揺動させて希釈溶液に慣性力を与えることで、操作キャビティ３０の壁面に働く表面張力を打ち破り、希釈溶液に働く慣性力と重力によって希釈溶液を保持キャビティ３２に移送可能としている。
【００５１】
次に、分析用デバイス１をロータ１０３を回転（Ｃ２で示す右回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、保持キャビティ３２から連結流路３４を介して保持キャビティ３５に規定量の希釈溶液が移送される。保持キャビティ３５へ移送される希釈溶液が所定量を越えた分は溢流流路３６を介して溢流キャビティ２７へ溢流し、保持キャビティ３５には規定量の希釈溶液だけが保持される。
【００５２】
ロータ１０３の前記回転（Ｃ２で示す右回転・２０００ｒｐｍ）を停止させて静止することによって保持キャビティ３５の希釈溶液が連結流路３７に呼び水され、さらにロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、保持キャビティ３５に保持された規定量の希釈溶液が、連結流路３７を介して測定スポット３８に移送され、測定スポット３８に予め担持されている変性試薬を溶解する。
【００５３】
その後、１８０°付近の位置において、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、分析用デバイス１の測定スポット３８の第１反応液を攪拌する。
【００５４】
ここで、測定スポット３８と測定スポット４３の側との間は、毛細管キャビティ４０と毛細管キャビティ３９を介して連通されている。ここで毛細管キャビティ４０が第２の連結部として作用しており、攪拌時におけるこの毛細管キャビティ４０の位置が、遠心力を発生させる回転の軸心１０２について測定スポット３８に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈溶液が測定スポット４３の側の毛細管キャビティ３９へ流出することがない。
【００５５】
次に、分析用デバイス１を静止させて第１反応液を変性反応させた後に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・１５００ｒｐｍ）させて第１測定を実施する。
第１測定は、光源１０５の波長を５３５ｎｍに切り換えた発光状態において、分析用デバイス１の測定スポット３８の変性反応させた第１反応液を、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行う。演算部１１０は、第１測定によって得られた測定値を、予め測定スポット２９を光源１０５の波長を５３５ｎｍにして読み取った基準値に基づいて処理して数値化した変性ヘモグロビン濃度を表示部１１１に表示する。
【００５６】
ここで“変性”とは、たんぱく質の構造内から特異的な箇所を構造外へ出す（露出させる）ことをいい、後述する抗原抗体反応は、そのたんぱく質の構造内から露出された部位である“変性された部位”と特異的に反応するラテックス試薬によって行われる。
【００５７】
次に、分析用デバイス１の位置を６０°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１５００ｒｐｍの周波数で制御することによって、測定スポット３８に保持された第１反応液が毛細管キャビティ３９に毛細管移送されて、毛細管キャビティ３９には規定量の第１反応液が保持される。
【００５８】
次に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、毛細管キャビティ３９から連結流路４１を介して測定スポット４３に第１反応液が流入し、測定スポット４３に予め担持されているラテックス試薬を溶解する。
【００５９】
その後、１８０°付近の位置において、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、分析用デバイス１の測定スポット４３の第２反応液を攪拌する。
【００６０】
ここで、測定スポット４３と測定スポット４６の側との間は毛細管キャビティ４４を介して連通されており、測定スポット４３と毛細管キャビティ４４とを接続する毛細管キャビティ６４の攪拌時における位置を、遠心力を発生させる回転の軸心１０２について測定スポット４３に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈溶液が測定スポット４６の側の毛細管キャビティ４４へ流出することがない。
【００６１】
次に、分析用デバイス１を静止させて第２反応液を抗原抗体反応させた後に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・１５００ｒｐｍ）させて第２測定を実施する。
第２測定は、光源１０５の波長を６２５ｎｍに切り換えた発光状態において、分析用デバイス１の測定スポット４３の抗原抗体反応した第２反応液が、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行う。
【００６２】
次に、分析用デバイス１の位置を６０°付近にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１５００ｒｐｍの周波数で制御して第２反応液を毛細管キャビティ４４に毛細管移送する。
【００６３】
その後、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、毛細管キャビティ４４に保持された規定量の第２反応液が、連結流路４５を介して測定スポット４６に流入し、測定スポット４６に担持されている凝集試薬を溶解する。
【００６４】
その後、１８０°付近の位置において、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、分析用デバイス１の測定スポット４６の第３反応液を攪拌する。
【００６５】
次に、分析用デバイス１を静止させて第３反応液を凝集反応させた後に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・１５００ｒｐｍ）させて第３測定を実施する。
第３測定は、光源１０５の波長を６２５ｎｍに切り換えた発光状態において、分析用デバイス１の測定スポット４６の凝集反応した第３反応液が、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行う。演算部１１０は、第２測定と第３測定によって得られた測定値を、測定スポット２９を光源１０５の波長を６２５ｎｍにして予め読み取ってある基準値に基づいて処理して数値化したＨｂＡ１ｃ濃度と、前記変性ヘモグロビン濃度を基に算出されるＨｂＡ１ｃ％値を表示部１１１に表示する。
【００６６】
その後、制御手段１０８が前記モータ１０４に内蔵さている複数の磁気センサのうちの予め決められた適当な磁気センサの検出出力に基づいてロータ１０３を図３に示した回転停止位置で停止させて分析動作を終了する。
【００６７】
なお、上記の実施の形態では分析用デバイス１をロータ１０３に装着した状態で開封ボタン６がロータ１０３の側の面に形成されていたために、ロータ１０３に開口６１を形成し、ロータ１０３の下方位置に操作体６０を配置したが、分析用デバイス１をロータ１０３に装着した状態で開封ボタン６が分析用デバイス１の上面に位置する場合には、その場合の開封ボタン６の位置に対応して、ロータ１０３の上方位置に操作体６０を配置する。この場合にも、操作体６０の先端部６０ａの形状を開封ボタン６よりも大きく構成することによって、ロータ１０３の停止位置が多少前後しても、アルミシール１０を確実に開封することができる。
【００６８】
上記の各実施の形態では、ロータ１０３に対して操作体６０の先端部６０ａが開封ボタン６に接近離間するように移動したが、操作体６０の先端部６０ａに対してロータ１０３が接近離間するように移動しても同様であって、操作体６０の先端がロータにセットされた分析用デバイス１の開封ボタン６に相対的に接近離間するように駆動することによって開封動作を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、生物などから採取した試料あるいは汚水などの中の各種の成分の濃度を測定する分析装置の構成の簡潔化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態において分析用デバイスを分析装置にセットした状態の要部斜視図
【図２】同実施の形態の分析用デバイスの分解斜視図
【図３】同実施の形態の分析装置の外観図
【図４】同実施の形態の分析装置の構成図
【図５】同実施の形態の分析装置の断面図
【図６】同実施の形態における分析用デバイスの希釈ユニット開封部の平面図とＡ−Ａ断面図
【図７】同実施の形態における開封工程を示す断面図
【図８】同実施の形態のロータ付近を下方から見た要部の斜視図
【図９】同実施の形態における分析用デバイスのマイクロチャネル構成を示す平面図
【図１０】従来の分析用デバイスの平面図
【符号の説明】
【００７１】
１ 分析用デバイス
２ 保護キャップ
３ ベース基板
４ カバー基板
５ 希釈ユニット
６ 開封ボタン
７ 開封孔
８ ピン
９ 排出孔
１０ アルミシール
１１ 注入口
１４ 保持キャビティ
１５ 連結流路
１６ 溢流流路
１７ 毛細管キャビティ
１８ 分離キャビティ
１９ 毛細管キャビティ
２１，２４ 連結流路
２２ 溢流流路
２３ 計量流路
２７ 溢流キャビティ
２８ 毛細管部
２９ 測定スポット
３０ 操作キャビティ
３２ 保持キャビティ
３４ 連結流路
３５ 保持キャビティ
３６ 溢流流路
３７ 連結流路
３８ 測定スポット
３９ 毛細管キャビテ
４０ 毛細管キャビティ
４１ 連結流路
４３ 測定スポット
４４ 毛細管キャビティ
４５ 連結流路
４６ 測定スポット
６０ 操作体
６０ａ 操作体６０の先端部
６１ ロータ１０３に形成された開口
１００ 分析装置
１０１ 蓋
１０２ 軸心
１０３ ロータ
１０４ モータ
１０５ 光源
１０６ フォトディテクタ
１０７ 回転駆動手段
１０８ 制御手段
１０９ 光学測定手段
１１０ 演算部
１１１ 表示部
Ｃ１ 左回転
Ｃ２ 右回転
θ 傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物などから採取した液体の分析に使用する分析用デバイスを使用する分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生物などから採取した液体を分析する方法として、液体流路を形成した分析用デバイスを用いて分析する方法が知られている。分析用デバイスは、回転装置を使って流体の制御をすることが可能であり、遠心力を利用して溶液の計量、固体成分の分離、分離された流体の移送分配、溶液と試薬の混合等を行うことができるため、種々の生物化学的な分析を行うことが可能である。
【０００３】
遠心力を利用して溶液を移送する従来の分析用デバイス２４６は、図１０に示すように、入口ポート２５０を有する試料室２４８と、試料室２４８に隣接して形成された希釈剤室２５２と、試料室２４８および希釈剤室２５２の両者の半径方向外方に配置されている混合室２５４と、混合室２５４で混合された溶液をこの混合室２５４の溶液に接する位置に接続されている流れ制限通路２６２を介して受け取る分離室２６０を有している。分析室２６８は分離室２６０に接続された流路２６６に接続されている。
【０００４】
移送動作は、試験される試料が入口ポート２５０を介して試料室２４８に導入され、試料を希釈する希釈剤が希釈室２５２に導入された後で、試料および希釈剤の両者は分析用デバイス２４６の回転によって混合室２５４内に移送される。ここで、混合室２５４に移送された試料および希釈剤は、毛細管通路としての流れ制限通路２６２によって分離室２６０に直ちに移送されることが阻止されており、試料および希釈剤が混合室２５４にある間に、分析用デバイス２４６を逆に回転させるか、またこれと異なり、同じ方向の回転速度を加速し、また減速することによって試料および希釈剤が混合される。
【特許文献１】特許３０６１４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、混合室２５４内で回転の逆転や回転速度の加減速などによる試料と希釈剤の攪拌を行った際に、流れ制限通路２６２を介して分離室２６０へ攪拌不足の溶液が流出するため、完全な攪拌ができていないまま分析が行われてしまい、分析結果がばらついてしまうという課題を有している。
【０００６】
しかしながら、分析用デバイス２４６の使用に際しては、入口ポート２５０を介して試料室２４８への試料の導入と、希釈室２５２に希釈剤を導入することが必要である。
また、分析用デバイス２４６に希釈剤を予めセットした状態で供給しておき、分析に際して前記希釈剤が混合室２５４に流れ出すように開封ボタンを自動操作するように設計したとしても、分析用デバイス２４６に設けられた前記開封ボタンを操作する操作体と、分析用デバイス２４６との関係は、前記開封ボタンを前記操作体が自動操作するためには、分析用デバイス２４６の回転停止位置を正確に制御できるように、正確な停止位置検出センサを備えることが必要である。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、分析用デバイスを回転駆動する駆動源としてブラシレスモータを使用した場合に、ブラシレスモータの回転磁界を切り換えるように内蔵している磁気センサの検出出力を使用して分析用デバイスの回転停止位置を大まかに制御した場合であっても、分析用デバイスの前記開封ボタンを確実に操作できる分析装置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】
【０００８】
本発明の請求項１記載の分析装置は、遠心力によって溶液の移送を行うマイクロチャネル構造を有し、試料液を希釈液保持部から排出した希釈液で希釈し、希釈溶液を測定スポットへ移送するよう構成された分析用デバイスがセットされる分析装置であって、セットされた前記分析用デバイスを回転駆動するロータと、前記分析用デバイスの希釈液保持部の前記排出を実行する開封ボタンを操作するように前記ロータの停止位置に対応して固定側に配置された操作体とを備え、前記操作体の大きさが前記開封ボタンよりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
また、前記ロータの下面側に前記操作体を配置し、前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成したことを特徴とする。
また、前記ロータの下面側に形状が前記ロータの回転方向に延びる円弧状の前記操作体を配置し、前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、分析用デバイスの回転停止位置を大まかに制御した場合であっても、分析用デバイスの前記開封ボタンを確実に操作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の分析用デバイスとこれを使用する分析装置および分析方法の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
図１は分析用デバイス１を本発明の分析装置のロータ１０３の上にセットした状態を示し、図２は分析用デバイス１の前記ロータ１０３と接触している面を上側にして分解した状態を示している。
【００１２】
分析用デバイス１は、試料液飛散防止用の保護キャップ２と、微細な凹凸形状を表面に有するマイクロチャネル構造が形成されたベース基板３と、ベース基板３の表面を覆うカバー基板４と、希釈液を保持している希釈ユニット５と、ベース基板３の上面に形成されている数個の凹部のうちの一つの凹部５０にセットされた希釈ユニット５内の希釈液を排出するための開封ボタン６とを合わせた５つの部品で構成されている。
【００１３】
ベース基板３とカバー基板４は、希釈ユニット５などを内部にセットした状態で接合され、この接合された状態のものに保護キャップ２が取り付けられている。また、開封ボタン６は、カバー基板４に形成された開封孔７の位置を中心に接合される。
【００１４】
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（後述の測定スポットと同じ）とその収容エリアの間を接続する流路などが形成されている（図２を参照）。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。
【００１５】
この分析用デバイス１は、注入口１１から試料液、例えば血液などの溶液を採取することができ、保護キャップ２を閉めて分析装置の前記ロータ１０３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。１０２はロータ１０３の回転中の軸心を示している。
【００１６】
分析用デバイス１は、注入口１１から内部に取り込んだ試料液を、注入口１１よりも内周にある前記軸心１０２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おり、保護キャップ２は注入口１１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するのを防止するために取り付けられている。
【００１７】
本発明の分析用デバイス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樹脂が望ましい。
【００１８】
また、希釈ユニット５の材料としては、希釈ユニット５内部に希釈液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樹脂が望ましい。開封ボタン６については、希釈ユニット５の開封時に変形させて用いるため、弾性率の高いＰＰなどの結晶性樹脂が望ましい。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、ＰＰ、ＰＥなどの安価な樹脂が望ましい。
【００１９】
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出にくい超音波溶着やレーザー溶着などが望ましい。
【００２０】
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の間の微小な隙間による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度未満のことをいい、より好ましくは接触角４０度未満である。
【００２１】
分析用デバイス１は、図３に示すように分析装置１００の前記軸心１０２を中心に回転するロータ１０３の上に、ベース基板３とカバー基板４のうちのカバー基板４の側を下にして装着され、蓋１０１を閉じた状態で分析が行われる。
【００２２】
この分析装置１００は、図４と図５に示すように、ロータ１０３を回転させるための回転駆動手段１０７と、分析用デバイス１内の溶液を光学的に測定するための光学測定手段１０９と、ロータ１０３の回転速度や回転方向、および光学測定手段の測定タイミングなどを制御する制御手段１０８と、光学測定手段１０９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とで構成される。
【００２３】
回転駆動手段１０７は、ロータ１０３を介して分析用デバイス１を軸心１０２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、所定の停止位置で軸心１０２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を揺動させることができるように構成されている。ここでは回転駆動手段１０７としてモータ１０４を使用してロータ１０３を軸心１０２の回りに回転させている。軸心１０２は、この軸心１０２上の所定位置を中心に傾斜角度θ°だけ傾斜して回転自在に取り付けられている。
【００２４】
なお、ここでは分析用デバイス１の回転動作と揺動動作を１つの回転駆動手段１０７で行う構成としているが、回転駆動手段１０７の負荷を軽減させるために、揺動動作用の駆動手段を別に設けてもかまわない。具体的には、ロータ１０３の上にセットした分析用デバイス１に対して、前記モータ１０４とは別に用意したバイブレーションモータなどの加震手段を、直接または間接的に接触させることによって分析用デバイス１を揺動させて分析用デバイス１内の溶液に慣性力を付与する。
【００２５】
光学測定手段１０９には、分析用デバイス１の測定部に光を照射するための光源１０５と、光源１０５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１０６とを備えている。ロータ１０３が透光性に劣る材料または透光性でない材料の場合には、ロータ１０３の分析用デバイス１の装着位置には、孔５１，５２が穿設されている。
【００２６】
ここでは光源１０５は出射光の波長を切り換え可能なものを使用し、フォトディテクタ１０６は光源１０５の出射光の何れの波長の光も検出できるものを使用している。
なお、光源１０５とフォトディテクタ１０６は、測定に必要な波長の種類に応じた複数対だけ設けることもできる。
【００２７】
また、分析装置１００には、分析用デバイス１内の希釈ユニット５を自動で開封するための開封手段、具体的には、ロータ１０３にセットされた分析用デバイス１の開封ボタン６を操作できるように、ロータ１０３に上下運動ができるアームを設け、開封ボタン６を前記アームによって押し上げる機構を設けてもかまわない。
【００２８】
ロータ１０３は、図５に示すように傾斜した軸心１０２に取り付けられて水平線に対して傾斜角度θ°だけ傾斜しており、分析用デバイス１の回転停止位置に応じて、分析用デバイス１内の溶液にかかる重力の方向を制御できる。
【００２９】
このように、軸心１０２に傾斜を設け、任意の位置に分析用デバイス１を停止させることで、分析用デバイス１内の溶液を所定の方向に移送させるための駆動力の１つとして利用できる。
【００３０】
分析用デバイス１内の溶液にかかる重力の大きさは、軸心１０２の傾斜角度θを調整することで設定することができ、移送する液量と、分析用デバイス１内の壁面に付着する力との関係に応じて設定することが望ましい。
【００３１】
傾斜角度θは、傾斜角度θが１０°より小さいと溶液にかかる重力が小さすぎて移送に必要な駆動力が得られないおそれがあり、傾斜角度θが４５°より大きくなると軸心１０２への負荷が増大したり、遠心力で移送させた溶液が自重で勝手に動いて制御できなくなるおそれがある。
【００３２】
この実施の形態の分析装置１００では、傾斜角度θを１０°〜４５°の範囲の任意の角度に固定しており、回転駆動手段１０７であるモータ１０４や、光源１０５、フォトディテクタ１０６も傾斜を持つ軸心１０２と平行に取り付けられているが、傾斜角度θを任意の角度に調整でき、モータ１０４や、光源１０５、フォトディテクタ１０６も追従して角度が変更される構成にすることで、分析用デバイス１の仕様や、分析用デバイス１内の移送プロセスに応じて、最適な傾斜角度を設定することができる。ここで、傾斜角度θを任意の角度に調整できる構成の場合は、傾斜角度θの範囲は０°〜４５°が望ましく、重力の影響を受けたくない場合には傾斜角度を０°、すなわちロータ１０３を水平にして回転させることができる。
【００３３】
図６〜図８は分析用デバイス１の詳細を示している。
図６は開封ボタン６の取り付け位置を示す平面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図を示す。
図９は分析用デバイスのマイクロチャネル構成を示している。
【００３４】
希釈ユニット５の開封および排出は、図６に示すようにカバー基板４に接合された開封ボタン６の中心部を下方向から押し上げることで、ピン８が希釈ユニット５の表面に貼られているアルミシール１０を突き破り、希釈ユニット５が開封される。さらに、希釈ユニット５が開封された状態で分析用デバイス１を回転させると、希釈ユニット５内の希釈液は、開封孔７と排出孔９の間に形成された空間（ベース基板３とカバー基板４の間に形成された排出溝、およびカバー基板４と開封ボタン６の間に形成された空間）を経由して保持キャビティ１４に排出される。
【００３５】
分析用デバイス１は、注入口１１に試料液を付着させることで、試料液を内部に形成された毛細管キャビティ１７の毛細管力によって吸引させることができるため、指先などから血液を直接採取することができる。ここで、注入口１１は、分析用デバイス１本体の一側面より軸心１０２の方向に突出した形状をしているため、注入口１１以外の場所に指などが接触して血液が付着しにくい。
【００３６】
必要量の血液を採取した分析用デバイス１は、分析装置１００のロータ１０３上に装着され、希釈ユニット５の開封手段によって次のように開封動作が行われる。
分析用デバイス１が装着される際のロータ１０３は、図３に示すように分析装置１００の蓋１０１を開いた状態で分析用デバイス１の装着位置が手前側で停止（奥側の停止位置を０°（＝３６０°）として表現した場合に１８０°の停止位置）するように構成されている。具体的には、前記モータ１０４としてブラシレスモータを使用し、ブラシレスモータの回転磁界を切り換えるように内蔵している複数の磁気センサのうちの適当な磁気センサの検出出力を使用して運転開始時のロータ１０３の回転停止位置が前記手前側で停止するように構成されている。
【００３７】
ロータ１０３の分析用デバイス１の装着場所の一部には、図６と図７に示すように、装着される分析用デバイス１の開封ボタン６に対応して前記ロータ１０３の回転方向に延びる円弧状の開口６１が形成されている。さらに、運転開始時のロータ１０３の回転停止位置に対応して固定側には、図７と図８に示すように出退可能な操作体６０が設けられている。この操作体６０は適当な時期に電磁ソレノイド（図示せず）によって前記出退が駆動される。
【００３８】
希釈ユニット５の開封動作は次のように実施される。
分析用デバイス１をロータ１０３に装着して制御手段１０８に分析開始を指示すると、電磁ソレノイドが励磁されて操作体６０が図７（ａ）から図７（ｂ）に示すようロータ１０３の開口６１に進入して操作体６０の先端部６０ａが開封ボタン６を押し込む。その後、電磁ソレノイドの励磁が解除されて操作体６０が図７（ｂ）から図７（ｃ）に示すように開口６１から後退し、次にロータ１０３が前記モータ１０４によって駆動される。
【００３９】
このようにして開封ボタン６によってアルミシール１０が突き破られることで、孔１０ａから希釈液が流れ出る。ここで、操作体６０の先端部６０ａの形状が開封ボタン６よりも大きく、具体的には周方向に長く構成されているため、ロータ１０３の停止位置が多少前後しても、アルミシール１０を確実に開封することができる。
【００４０】
希釈ユニット５の開封が終了した後、ロータ１０３を回転（Ｃ２で示す右回転・３０００ｒｐｍ）させることで、孔１０ａから流れ出た希釈液は希釈ユニット５内の希釈液は保持キャビティ１４へ移送され、毛細管キャビティ１７の内の血液と希釈液は分離キャビティ１８へ移送され、ここで、血液を希釈して血球中の測定成分を取り出す際に、個人差を有するヘマトクリット値（血液中に含まれる血球成分の比率）の影響による希釈のばらつきを低減させるために、分離キャビティ１８へ移送された血液を遠心力によって血漿成分と血球成分とに分離し、外周部の高ヘマトクリット血液を採取して希釈することで、希釈のばらつきを低減している。
【００４１】
また、この回転中に保持キャビティ１４に移送されて規定量を越えた希釈液は、溢流流路１６と、溢流キャビティ２７と、毛細管部２８を介して測定スポット２９内に流れ込んで保持される。
【００４２】
分離キャビティ１８の底部に溜まった血液は、遠心力によって血漿成分と血球成分に分離される。回転が停止して遠心力が無くなると、分離キャビティ１８における血漿成分は毛細管キャビティ１９に毛細管移送され、連結流路２１の血漿成分と血球成分は、大気に連通した空気孔２０ａを有するキャビティ５８に接続されている溢流流路２２に向かって毛細管移送される。
【００４３】
連結流路２４の血漿成分と血球成分は大気に連通した空気孔２０ｄを有する溢流キャビティ２６に向かって毛細管移送される。ここで、連結流路２１から必要量の血球成分だけが計量流路２３の毛細管力によって移送される。
【００４４】
保持キャビティ１４へ移送された希釈液は、保持される液面高さが溢流流路１６と溢流キャビティ２７の連結位置を超えると、溢流流路１６を経由して溢流キャビティ２７へ排出されるため、保持キャビティ１４内に規定量だけ保持される。
【００４５】
ロータ１０３の前記回転（Ｃ２で示す右回転・３０００ｒｐｍ）を停止させて静止した後に、ロータ１０３を回転（Ｃ２で示す右回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、計量流路２３で保持されていた必要量の血球成分と保持キャビティ１４の希釈液が操作キャビティ３０に流れ込んで混合されて希釈され、余分な血球成分は溢流キャビティ２６に保持される。そして光学測定手段１０９は、分析用デバイス１の測定スポット２９の希釈液が、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行うリファレンス測定を実施する。このときには、光源１０５の波長を５３５ｎｍと６２５ｎｍに切り換えてリファレンス測定している。
【００４６】
次に、分析用デバイス１の回転停止位置を６０°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して希釈液を攪拌する。
【００４７】
その後に、分析用デバイス１の回転停止位置を１８０°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して希釈液を攪拌する。
【００４８】
ここで、操作キャビティ３０と保持キャビティ３２の間は連結部５９で連通されており、攪拌時におけるこの連結部５９の位置が、遠心力を発生させる回転の軸心１０２について操作キャビティ３０に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈液が保持キャビティ３２へ流出することがない。
【００４９】
次に、分析用デバイス１の回転停止位置を３００°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、操作キャビティ３０の希釈後の血球成分（希釈溶液）を、連結部５９を介して保持キャビティ３２に揺動移送する。
【００５０】
ここで、操作キャビティ３０に保持された希釈溶液は、分析用デバイス１の回転停止位置を３００°付近の位置に移動させても、操作キャビティ３０の壁面に働く表面張力によって保持されており（表面張力が希釈溶液に働く重力よりも大きいため）、分析用デバイス１を揺動させて希釈溶液に慣性力を与えることで、操作キャビティ３０の壁面に働く表面張力を打ち破り、希釈溶液に働く慣性力と重力によって希釈溶液を保持キャビティ３２に移送可能としている。
【００５１】
次に、分析用デバイス１をロータ１０３を回転（Ｃ２で示す右回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、保持キャビティ３２から連結流路３４を介して保持キャビティ３５に規定量の希釈溶液が移送される。保持キャビティ３５へ移送される希釈溶液が所定量を越えた分は溢流流路３６を介して溢流キャビティ２７へ溢流し、保持キャビティ３５には規定量の希釈溶液だけが保持される。
【００５２】
ロータ１０３の前記回転（Ｃ２で示す右回転・２０００ｒｐｍ）を停止させて静止することによって保持キャビティ３５の希釈溶液が連結流路３７に呼び水され、さらにロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、保持キャビティ３５に保持された規定量の希釈溶液が、連結流路３７を介して測定スポット３８に移送され、測定スポット３８に予め担持されている変性試薬を溶解する。
【００５３】
その後、１８０°付近の位置において、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、分析用デバイス１の測定スポット３８の第１反応液を攪拌する。
【００５４】
ここで、測定スポット３８と測定スポット４３の側との間は、毛細管キャビティ４０と毛細管キャビティ３９を介して連通されている。ここで毛細管キャビティ４０が第２の連結部として作用しており、攪拌時におけるこの毛細管キャビティ４０の位置が、遠心力を発生させる回転の軸心１０２について測定スポット３８に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈溶液が測定スポット４３の側の毛細管キャビティ３９へ流出することがない。
【００５５】
次に、分析用デバイス１を静止させて第１反応液を変性反応させた後に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・１５００ｒｐｍ）させて第１測定を実施する。
第１測定は、光源１０５の波長を５３５ｎｍに切り換えた発光状態において、分析用デバイス１の測定スポット３８の変性反応させた第１反応液を、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行う。演算部１１０は、第１測定によって得られた測定値を、予め測定スポット２９を光源１０５の波長を５３５ｎｍにして読み取った基準値に基づいて処理して数値化した変性ヘモグロビン濃度を表示部１１１に表示する。
【００５６】
ここで“変性”とは、たんぱく質の構造内から特異的な箇所を構造外へ出す（露出させる）ことをいい、後述する抗原抗体反応は、そのたんぱく質の構造内から露出された部位である“変性された部位”と特異的に反応するラテックス試薬によって行われる。
【００５７】
次に、分析用デバイス１の位置を６０°付近の位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１５００ｒｐｍの周波数で制御することによって、測定スポット３８に保持された第１反応液が毛細管キャビティ３９に毛細管移送されて、毛細管キャビティ３９には規定量の第１反応液が保持される。
【００５８】
次に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、毛細管キャビティ３９から連結流路４１を介して測定スポット４３に第１反応液が流入し、測定スポット４３に予め担持されているラテックス試薬を溶解する。
【００５９】
その後、１８０°付近の位置において、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、分析用デバイス１の測定スポット４３の第２反応液を攪拌する。
【００６０】
ここで、測定スポット４３と測定スポット４６の側との間は毛細管キャビティ４４を介して連通されており、測定スポット４３と毛細管キャビティ４４とを接続する毛細管キャビティ６４の攪拌時における位置を、遠心力を発生させる回転の軸心１０２について測定スポット４３に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈溶液が測定スポット４６の側の毛細管キャビティ４４へ流出することがない。
【００６１】
次に、分析用デバイス１を静止させて第２反応液を抗原抗体反応させた後に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・１５００ｒｐｍ）させて第２測定を実施する。
第２測定は、光源１０５の波長を６２５ｎｍに切り換えた発光状態において、分析用デバイス１の測定スポット４３の抗原抗体反応した第２反応液が、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行う。
【００６２】
次に、分析用デバイス１の位置を６０°付近にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１５００ｒｐｍの周波数で制御して第２反応液を毛細管キャビティ４４に毛細管移送する。
【００６３】
その後、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・２０００ｒｐｍ）させることによって、毛細管キャビティ４４に保持された規定量の第２反応液が、連結流路４５を介して測定スポット４６に流入し、測定スポット４６に担持されている凝集試薬を溶解する。
【００６４】
その後、１８０°付近の位置において、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにモータ１０４を１０００ｒｐｍの周波数で制御して、分析用デバイス１の測定スポット４６の第３反応液を攪拌する。
【００６５】
次に、分析用デバイス１を静止させて第３反応液を凝集反応させた後に、ロータ１０３を回転（Ｃ１で示す左回転・１５００ｒｐｍ）させて第３測定を実施する。
第３測定は、光源１０５の波長を６２５ｎｍに切り換えた発光状態において、分析用デバイス１の測定スポット４６の凝集反応した第３反応液が、光源１０５とフォトディテクタ１０６の間に介在するタイミングで読み取りを行う。演算部１１０は、第２測定と第３測定によって得られた測定値を、測定スポット２９を光源１０５の波長を６２５ｎｍにして予め読み取ってある基準値に基づいて処理して数値化したＨｂＡ１ｃ濃度と、前記変性ヘモグロビン濃度を基に算出されるＨｂＡ１ｃ％値を表示部１１１に表示する。
【００６６】
その後、制御手段１０８が前記モータ１０４に内蔵さている複数の磁気センサのうちの予め決められた適当な磁気センサの検出出力に基づいてロータ１０３を図３に示した回転停止位置で停止させて分析動作を終了する。
【００６７】
なお、上記の実施の形態では分析用デバイス１をロータ１０３に装着した状態で開封ボタン６がロータ１０３の側の面に形成されていたために、ロータ１０３に開口６１を形成し、ロータ１０３の下方位置に操作体６０を配置したが、分析用デバイス１をロータ１０３に装着した状態で開封ボタン６が分析用デバイス１の上面に位置する場合には、その場合の開封ボタン６の位置に対応して、ロータ１０３の上方位置に操作体６０を配置する。この場合にも、操作体６０の先端部６０ａの形状を開封ボタン６よりも大きく構成することによって、ロータ１０３の停止位置が多少前後しても、アルミシール１０を確実に開封することができる。
【００６８】
上記の各実施の形態では、ロータ１０３に対して操作体６０の先端部６０ａが開封ボタン６に接近離間するように移動したが、操作体６０の先端部６０ａに対してロータ１０３が接近離間するように移動しても同様であって、操作体６０の先端がロータにセットされた分析用デバイス１の開封ボタン６に相対的に接近離間するように駆動することによって開封動作を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、生物などから採取した試料あるいは汚水などの中の各種の成分の濃度を測定する分析装置の構成の簡潔化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態において分析用デバイスを分析装置にセットした状態の要部斜視図
【図２】同実施の形態の分析用デバイスの分解斜視図
【図３】同実施の形態の分析装置の外観図
【図４】同実施の形態の分析装置の構成図
【図５】同実施の形態の分析装置の断面図
【図６】同実施の形態における分析用デバイスの希釈ユニット開封部の平面図とＡ−Ａ断面図
【図７】同実施の形態における開封工程を示す断面図
【図８】同実施の形態のロータ付近を下方から見た要部の斜視図
【図９】同実施の形態における分析用デバイスのマイクロチャネル構成を示す平面図
【図１０】従来の分析用デバイスの平面図
【符号の説明】
【００７１】
１ 分析用デバイス
２ 保護キャップ
３ ベース基板
４ カバー基板
５ 希釈ユニット
６ 開封ボタン
７ 開封孔
８ ピン
９ 排出孔
１０ アルミシール
１１ 注入口
１４ 保持キャビティ
１５ 連結流路
１６ 溢流流路
１７ 毛細管キャビティ
１８ 分離キャビティ
１９ 毛細管キャビティ
２１，２４ 連結流路
２２ 溢流流路
２３ 計量流路
２７ 溢流キャビティ
２８ 毛細管部
２９ 測定スポット
３０ 操作キャビティ
３２ 保持キャビティ
３４ 連結流路
３５ 保持キャビティ
３６ 溢流流路
３７ 連結流路
３８ 測定スポット
３９ 毛細管キャビテ
４０ 毛細管キャビティ
４１ 連結流路
４３ 測定スポット
４４ 毛細管キャビティ
４５ 連結流路
４６ 測定スポット
６０ 操作体
６０ａ 操作体６０の先端部
６１ ロータ１０３に形成された開口
１００ 分析装置
１０１ 蓋
１０２ 軸心
１０３ ロータ
１０４ モータ
１０５ 光源
１０６ フォトディテクタ
１０７ 回転駆動手段
１０８ 制御手段
１０９ 光学測定手段
１１０ 演算部
１１１ 表示部
Ｃ１ 左回転
Ｃ２ 右回転
θ 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心力によって溶液の移送を行うマイクロチャネル構造を有し、試料液を希釈液保持部から排出した希釈液で希釈し、希釈溶液を測定スポットへ移送するよう構成された分析用デバイスがセットされる分析装置であって、
セットされた前記分析用デバイスを回転駆動するロータと、
前記分析用デバイスの希釈液保持部の前記排出を実行する開封ボタンを操作するように前記ロータの停止位置に対応して固定側に配置された操作体とを備え、
前記操作体の大きさが前記開封ボタンよりも大きい
分析装置。
【請求項２】
前記ロータの下面側に前記操作体を配置し、
前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成した
請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
前記ロータの下面側に形状が前記ロータの回転方向に延びる円弧状の前記操作体を配置し、
前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成した
請求項１記載の分析装置。
【請求項１】
遠心力によって溶液の移送を行うマイクロチャネル構造を有し、試料液を希釈液保持部から排出した希釈液で希釈し、希釈溶液を測定スポットへ移送するよう構成された分析用デバイスがセットされる分析装置であって、
セットされた前記分析用デバイスを回転駆動するロータと、
前記分析用デバイスの希釈液保持部の前記排出を実行する開封ボタンを操作するように前記ロータの停止位置に対応して固定側に配置された操作体とを備え、
前記操作体の大きさが前記開封ボタンよりも大きい
分析装置。
【請求項２】
前記ロータの下面側に前記操作体を配置し、
前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成した
請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
前記ロータの下面側に形状が前記ロータの回転方向に延びる円弧状の前記操作体を配置し、
前記ロータに形成された開口を通して前記操作体が前記開封ボタンを操作するよう構成した
請求項１記載の分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１５１５５６（Ｐ２０１０−１５１５５６Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２８８８９（Ｐ２００８−３２８８８９）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【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２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【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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