分析装置
【課題】 複数回の分析を適切かつ効率よく行うことが可能な分析装置を提供すること。
【解決手段】 試料Ｓを滞留させる導入槽１１と、電源部２１、および試料Ｓに接触することにより試料Ｓの分析に必要な電圧を印加する接触印加部３２を含む電圧印加手段２と、を備えており、電圧印加手段２は、ある分析を終えた後、次の分析を開始する前に、接触印加部３２を使用済み状態から未使用状態へと更新する。
【解決手段】 試料Ｓを滞留させる導入槽１１と、電源部２１、および試料Ｓに接触することにより試料Ｓの分析に必要な電圧を印加する接触印加部３２を含む電圧印加手段２と、を備えており、電圧印加手段２は、ある分析を終えた後、次の分析を開始する前に、接触印加部３２を使用済み状態から未使用状態へと更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば電気泳動法を用いた分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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として、たとえば、キャピラリー電気泳動法を用いた分析方法が広く実施されている。キャピラリー電気泳動法は、断面積が比較的小である分離流路に泳動液を充填し、さらに上記分離流路の一端寄りに上記試料を導入する。上記分離流路の両端に電圧を加えると、電気泳動により上記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、上記特定成分は、それぞれの電気泳動移動度に応じて移動しようとする。したがって、上記特定成分は、上記電気浸透流の速度ベクトルと上記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、上記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たとえば光学的手法によって検出することにより、上記特定成分の量や濃度を分析することができる。
【０００３】
図１３は、従来の分析装置の一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された分析装置Ｘは、マイクロチップ９１および電圧印加手段９２を備えている。マイクロチップ９１には、導入槽９１１、排出槽９１３、およびこれらを繋ぐ分離流路９１２が形成されている。導入槽９１１および分離流路９１２には、分析に先立って泳動液が充填される。試料容器Ｂには、たとえば血液などの分析対象である試料Ｓが貯蔵されている。試料Ｓは、導入ノズル９３を介して導入槽９１１に導入される。電圧印加手段９２は、電源９２１および２つの電極９２２，９２３を備えている。分析に際しては、電極９２２が導入槽９１１に浸漬され、電極９２３が排出槽９１３に浸漬される。２つの電極９２２，９２３間に所定の電圧を印加すると、電気泳動による特定成分の分離が開始する。分離流路９１２の途中部分を挟むように、発光部９４１および受光部９４２が配置されている。発光部９４１には、光源９４３からの光が供給される。受光部９４２は、検出部９４４に接続されている。検出部９４４によってたとえば試料Ｓの吸光度を測定することにより、試料Ｓの特定成分の濃度を測定することができる。
【０００４】
しかしながら、ある分析を行うと電極９２２には、試料Ｓが付着する。また、電気泳動のために電圧を印加すると、試料Ｓや上記泳動液の成分が電極９２２に析出する。このような状態の電極９２２を用いて次の分析を行ったのでは、異なる試料Ｓが混ざり合ってしまったり、次の分析に供される試料Ｓに上記析出した成分が混入したりするおそれがある。このような事態を避けるには、たとえば使用者が手作業で電極９２２を分析のたびに交換することが強いられ、不便である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４５２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、複数回の分析を適切かつ効率よく行うことが可能な分析装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供される分析装置は、液体を滞留させる滞留槽と、電源、および上記液体に接触することにより上記液体の分析に必要な電圧を印加する接触印加部を含む電圧印加手段と、を備えており、上記電圧印加手段は、ある分析を終えた後、次の分析を開始する前に、上記接触印加部を使用済み状態から未使用状態へと更新する。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、複数の電極を備えており、これらの電極を上記滞留槽に順次浸漬させ、上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、同心円状に配置された上記複数の電極を保持し、かつ上記同心円の中心廻りに回転自在とされた保持部をさらに備える。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させるための導電部を有する。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と平行である。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と直角である径方向に沿って配置されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導入ノズルは、上記各電極を上記滞留槽に向かって前進させる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、上記複数の電極のうち上記接触印加部として用いられていないものを洗浄する洗浄機構をさらに備える。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して洗浄液の注入および排出を行う。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して電圧を印加する。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の電極は、それぞれが棒状であり、
上記電圧印加手段は、上記複数の電極をそれらの長手方向に沿って直列に配置された状態で、この長手方向において摺動可能に保持する保持部をさらに備える。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させる導電部を有する。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、棒状の電極、およびこの電極を長手方向に分割するように切断する切断手段を備えている。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極には、長手方向に互いに離間配置されており、かつ長手方向と直角である断面における断面積が部分的に小とされた複数のくびれ部が形成されており、上記切断手段は、上記くびれ部において上記電極を切断する。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、帯状の電極、巻かれた状態の上記電極を収容し、かつ送り出す送出ホイール、および上記送出ホイールから送り出された上記電極を巻き取る巻取ホイールを備えており、上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極のうち上記送出ホイールおよび上記巻取ホイールの間に位置する部分を、上記滞留槽へと迂回させる突出バーをさらに備える。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記突出バーは、導電性材料からなり、かつ上記電源に接続されている。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記分析は、電気泳動法が用いられている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記滞留槽には、上記分析に供される試料が導入される。
【００２８】
このような構成によれば、上記分析装置による分析を行うたびに、新しい状態の上記接触印加部を用いることができる。このため、ある分析を行うことによって上記接触印加部に試料が付着したり、泳動液に含まれる成分が析出したりしても、これらが次の分析に供される泳動液や試料に混入するおそれがない。したがって、複数の試料に対する分析を適切にかつ効率よく行うことができる。
【００２９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る分析装置の一例を示す全体構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図３】導入ノズルが前進した状態を示す要部断面図である。
【図４】試料を導入する状態を示す要部断面図である。
【図５】洗浄機構を備えた電圧印加手段の変形例を示す要部断面図である。
【図６】電極の洗浄を示す要部断面図である。
【図７】電極印加手段の他の変形例を示す要部断面図である。
【図８】電極印加手段のさらに他の変形例を示す要部断面図である。
【図９】図８の変形例における電極の交換を示す要部断面図である。
【図１０】電極印加手段のさらに他の変形例を示す要部断面図である。
【図１１】図１０の変形例において電極を切断した状態を示す要部断面図である。
【図１２】電極印加手段のさらに他の変形例を示す要部断面図である。
【図１３】従来の分析装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る分析装置の一例を示している。本実施形態の分析装置Ａは、マイクロチップ１、電圧印加手段２、分析手段６、および制御部７を備えている。本実施形態においては、分析装置Ａは、キャピラリー電気泳動法を用いた分析を行う。
【００３３】
マイクロチップ１は、たとえばシリカからなり、導入槽１１、分離流路１２、および排出槽１３を有する。導入槽１１は、キャピラリー電気泳動法においていわゆるバッファとして機能する泳動液Ｌｑ、および分析の対象である試料Ｓが導入される槽であり、本発明で言う滞留槽の一例に相当する。泳動液Ｌｑとしては、たとえば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ナトリウムが挙げられる。試料Ｓは、たとえば血液である。
【００３４】
分離流路１２は、キャピラリー電気泳動法を用いた分析が行われる場であり、一般的に微細な流路として形成されている。分離流路１２の寸法の一例を挙げると、断面形状が直径２５〜１００μｍの円形、または辺の長さが２５〜１００μｍの矩形であることが好ましく、長さが３０ｍｍ程度であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３５】
排出槽１３は、分離流路１２に対してキャピラリー電気泳動法における流動下流側に位置している。排出槽１３には、たとえば図示しない排出ノズルが取り付けられる。この排出ノズルは、図外の吸引ポンプによって分析が終了した試料Ｓおよび泳動液Ｌｑを排出するためのものである。
【００３６】
電圧印加手段２は、分離流路１２を挟んで導入槽１１および排出槽１２からキャピラリー電気泳動法に必要な電圧を印加するためのものであり、電源部２１、複数の電極３、保持部４、排出側電極２２、導入ノズル２３、モータ２４、およびアクチュエータ２５を備えている。
【００３７】
電源部２１は、キャピラリー電気泳動法に必要な電圧を発生するためのものであり、たとえば１．５ｋＶ程度の電圧を発生する。排出側電極２２は、たとえばＣｕからなり、電源部２１の端子に接続されており、排出槽１３に浸漬される。
【００３８】
複数の電極３は、導入槽１１に浸漬されるものであり、たとえばＣｕからなる。図２に示すように、各電極３には、貫通孔３１が形成されている。これにより、各電極３は、後述するように試料Ｓを分注するための分注ノズルとしても機能する。本実施形態においては、各電極３は、全体が略円筒形とされており、下方部分が下端に向かうほど径が小さい形状となっている。
【００３９】
保持部４は、複数の電極３を保持するためのものであり、本体４１、回転軸４２、および導電部４３を有している。本体４１は、たとえば樹脂からなり肉厚の円盤形状とされている。回転軸４２は、本体４１の中央に取り付けられている。本実施形態においては、回転軸４２は、全体がＣｕなどの導電材料からなり、あるいはその一部に導電部分を有しており、電源部２１の端子に接続されている。図１に示すように、回転軸４２の上端には、モータ２４が連結されている。モータ２４は、たとえばサーボモータであり、保持部４を所望の角度だけ回転させることが可能である。
【００４０】
本体４１には、複数の保持孔４１１が形成されている。本実施形態においては、保持孔４１１の個数は８個である。複数の保持孔４１１は、回転軸２４を中心として同心円状に配置されている。各保持孔４１１は、本体４１を回転軸２４と平行に貫通しており、電極３を摺動可能に保持している。これにより、本実施形態においては、８本の電極３が、互いに平行な姿勢で、回転軸２４を中心として同心円状に配置されている。導電部４３は、たとえばＣｕからなり、回転軸２４と接する部分、および各保持孔４１１の内面に露出した部分を有している。これにより、回転軸２４および導電部４３を介して、複数の電極３は電源部２１の端子と導通している。
【００４１】
導入ノズル２３は、電極３を介して試料Ｓを導入するためのものであり、図１に示すように、ホースなどを介して試料Ｓが貯蔵された試料容器Ｂに接続されている。本実施形態においては、導入ノズル２３の下方部分の外径は、電極３の貫通孔３１の内径よりも若干小さい程度とされている。分析に際して試料Ｓとしての血液を所定濃度に希釈することが必要な場合、導入ノズル２３には図示しない試料希釈手段が接続される。アクチュエータ２５は、導入ノズル２３を昇降させるための駆動源である。
【００４２】
分析手段６は、たとえば吸光度の測定を実行するものであり、図１に示すように、発光部６１、受光部６２、光源部６３、および検出部６４によって構成されている。光源部６３は、吸光度測定に用いられる光を発生するためのものであり、たとえばレーザー素子（図示略）を備える。たとえばＡ１ｃなどのヘモグロビンの濃度を分析する場合、光源部６３は、波長が４１５ｎｍの光を発生するが、これに限定されるものではない。発光部６１は、たとえば光ファイバーを介して光源部６３と接続されており、光源部６３からの光を分離流路１２の一部に向けて照射する。受光部６２は、分離流路１２からの光を受光する部位であり、たとえば光ファイバーを介して検出部６４と接続されている。検出部６４は、受光部６２が受けた光を検出する。
【００４３】
制御部７は、分析装置Ａの各部の動作を制御するためのものであり、分析装置Ａによる分析を実現するための一連の制御を行う。制御部７は、たとえば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ている。
【００４４】
次に、分析装置Ａによる分析を行う際の動作を以下に説明する。
【００４５】
まず、図２に示すように、マイクロチップ１の導入槽１１および分離流路１２に、バッファとしての泳動液Ｌｑを充填しておく。また、複数の電極３のいずれかを導入槽１１の直上に位置させておく。次いで、図３に示すように、前述した制御部７からの指令によりアクチュエータ２５によって導入ノズル２３を導入槽１１の直上に位置する電極３に向けて下降させる。すると、導入ノズル２３の下方部分が、電極３の貫通孔３１に侵入する。これにより、導入ノズル２３と電極３とが一体化される。
【００４６】
アクチュエータ２５によって導入ノズル２３をさらに下降させると、図４に示すように電極３の下端部分が導入槽１１の泳動液Ｌｑに浸漬する。この浸漬した部分が接触印加部３２となる。次いで、図示しないポンプの送り動作により、導入ノズル２３および電極３を通して所定量の試料Ｓを導入槽１１に分注する。すなわち、電極３は、試料Ｓを分注する分注ノズルとしても機能する。これにより、導入槽１１に滞留された試料Ｓに電極３の接触印加部３２が浸漬された状態となる。この状態で、制御部７からの指令により、電源部２１から電極３および排出側電極２２を介して電圧を印加する。これにより、分離流路１２において電気泳動が生じる。この電気泳動により、たとえばＡ１ｃなどのヘモグロビンが分離流路１２を移動する。そして、分析手段６による吸光度測定を行うことにより、試料Ｓのヘモグロビン（Ａ１ｃ）濃度を分析することができる。
【００４７】
分析を終えた後は、制御部７からの指令により、アクチュエータ２５によって導入ノズル２３を上昇させる。この上昇とともに、電極３を上昇させる。この上昇を実現するための機構としては、たとえば、各電極３を図４に示した状態から図２に示した状態へと押し上げる弾性力を付与するバネ（図示略）を保持部４に設けておくことが挙げられる。あるいは、電極３を上昇させるための別のアクチュエータ（図示略）を設けてもよい。そして、次の分析を実施するのに先立ち、制御部７の指令によりモータ２４によって保持部４を所定角度（本実施形態においては４５度）だけ回転させる。これにより、上述の分析に用いた電極３の隣に保持された電極３が導入槽１１の直上に位置する。この結果、接触印加部３２を使用済み状態から未使用の状態に更新する作業が完了する。接触印加部３２の更新が完了したのちは、上述した分析動作を再び実施する。これらの分析と接触印加部３２の更新とを繰り返すことにより、たとえば複数の異なる試料Ｓを対象とした分析が連続して実施される。
【００４８】
次に、分析装置Ａの作用について説明する。
【００４９】
本実施形態によれば、分析装置Ａによる分析を行うたびに、新しい状態の電極３を用いることができる。このため、ある分析を行うことによって電極３に試料Ｓが付着したり、泳動液Ｌｑに含まれる成分が析出したりしても、これらが次の分析に供される泳動液Ｌｑや試料Ｓに混入するおそれがない。したがって、複数の試料Ｓに対する分析を適切に行うことができる。また、電極３の交換は、制御部７の指令にしたがってモータ２４によって保持部４を回転させることにより自動的に行う。このため、たとえば電極３を使用者が手作業で交換する場合と比べて短時間で効率よく複数の分析を行うことができる。
【００５０】
複数の電極３を保持部４に同心円状に保持させることにより、保持部４を回転させれば新しい電極３を使用可能な位置に配置することが可能であり、便利である。保持部４に導電部４３を設けておくことにより、複数の電極３を保持部４に保持させれば、各電極３と電源部２１とを導通させることができる。
【００５１】
上述した通り、電極３は分注ノズルとしての機能を果たす。これにより、電圧印加が可能な状態に電極３を位置させると、すみやかに試料Ｓの分注を行うことができる。これは分析時間の短縮に有利である。導入ノズル２３を用いて電極３を下降させる構成は、電圧印加と分注の双方の処理を可能とする動作を一括して行うのに適している。
【００５２】
図５〜図１２は、分析装置Ａの電圧印加手段２の変形例を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００５３】
図５は、分析装置Ａの電圧印加手段の一変形例を示している。本変形例においては、電圧印加手段２は、洗浄機構５をさらに備えている。洗浄機構５は、洗浄槽５１および注入ノズル５２を有する。洗浄槽５１は、たとえばマイクロチップ１の導入槽１１の直上に位置する電極３に対して回転軸４２を挟んで反対側に位置する電極３の直下に配置されている。注入ノズル５２は、洗浄槽５１の直上に位置する電極３のさらに上方に配置されており、たとえば泳動液Ｌｑなどの洗浄液が蓄えられた洗浄液槽（図示略）が接続されている。
【００５４】
図６は、洗浄機構５を用いた洗浄動作を示している。同図に示すように、洗浄を行う際には、注入ノズル５２がたとえばアクチュエータ２５と同様のアクチュエータ（図示略）によって電極３に向かって下降させられる。そして、電極３を洗浄槽５１に進入させる。次いで、注入ノズル５２から電極３を通して洗浄液としてのたとえば泳動液Ｌｑを洗浄槽５１に注入する。また、所定量の泳動液Ｌｑを洗浄槽５１に導入した後は、電極３および注入ノズル５２を通して、洗浄槽５１の泳動液Ｌｑを排出する。この注入および排出は、たとえば図示しないポンプによって行う。
【００５５】
このような構成によれば、この注入および排出を繰り返すことにより、電極３に付着した試料Ｓや析出した成分を洗浄することができる。したがって、分析に使用した電極３を再び分析に用いることが可能であり、分析の効率をさらに高めることができる。
【００５６】
本発明で言う洗浄機構としては、上述した洗浄機構５のほかに、電圧印加を利用した構成を適用することができる。たとえば、泳動液Ｌｑまたは試料Ｓの成分が、複数回の分析における電圧印加によって電極３の表面に析出する場合がある。このような場合、泳動液Ｌｑなどが満たされた洗浄槽５１に電極３を進入させた状態で、分析時とは反対の極性の電圧を電極３に印加する。これにより、電極３に析出した物質を電気分解により除去することが可能である。また他の方法としては、たとえば空気中などにおいて分析時よりも顕著に高い電圧を電極３に印加する手法が適用可能である。このような構成によれば、電極３に付着した物質を分解または燃焼させることにより除去することができる。
【００５７】
図７は、電圧印加手段の他の変形例を示している。本変形例においては、複数の電極３の配置が上述した電圧印加手段２と異なっている。同図に示すように、保持部４には、放射状に複数の保持孔４１１が形成されている。これらの保持孔に保持されることにより、複数の電極３は放射状に配置されている。本変形例においも、保持部４を所定角度だけ回転させることにより、新しい電極３を使用位置へと配置することが可能であり、適切な分析を効率よく行うことができる。
【００５８】
また、本変形例においては、洗浄機構５は、洗浄ノズル５３からなる。洗浄ノズル５３は、制御部７の指令により、使用位置にある電極３以外のいずれかの電極３に対して、泳動液Ｌｑなどの洗浄液を噴射するものである。このような洗浄機構５によっても、使用済みの電極３を使用可能な状態に洗浄することができる。
【００５９】
図８は、電圧印加手段２のさらに他の変形例を示している。本変形例の電圧印加手段２は、保持部４の構成、および複数の電極３の保持形態が上述した電圧印加手段と異なっている。同図に示すように、保持部４は、長尺の円筒形状とされている。本体４１は、円筒形状であり、その内側に導電部４３が設けられている。複数の電極３は、その長手方向が保持部４の長手方向に一致する姿勢で直列に並べられた状態で、保持部４に保持されている。また、複数の電極３は、保持部４に対して摺動可能に保持されている。本変形例においては、導入ノズル２３のうち保持部４の保持孔４１１に進入する部分が、保持部４と同じ程度の長さとされている。また、導入ノズル２３は、上述したアクチュエータ２５によって所定距離ずつ段階的に下降自在とされている。
【００６０】
本変形例の電圧印加手段２を用いた分析においては、もっとも下位に位置する電極３の下端部分が接触印加部３２として導入槽１１の泳動液Ｌｑに浸漬される。分析を終えた後は、図９に示すように保持部４を導入槽１１の直上から別の位置に退避させる。そして、導入ノズル２３を、所定距離だけ下降させる。これにより、もっとも下位にあった電極３が保持部４から外れる。そして、あらたにもっとも下位に位置することとなった電極３が、次の分析に用いられる。このような変形例によっても、複数の分析を適正に、かつ効率よく行うことができる。
【００６１】
図１０は、電圧印加手段２のさらに他の変形例を示している。本変形例の電圧印加手段２は、おもに電極３の構成が上述した電圧印加手段と異なっている。同図に示す電圧印加手段２は、１つの電極３を備えている。この電極３は、比較的長尺であり、複数の切断部３３を有している。複数の切断部３３は、電極３の長手方向において等ピッチをおいて離間配置されている。各切断部３３は、部分的にくびれており、その周囲部分よりも断面積が小となっている。また、保持部４は、それ全体が導電部４３として構成されており、電極３を保持しつつ、昇降自在とされている。また、本変形例においては、電圧印加手段２は、一対の切断刃３４を備えている。一対の切断刃３４は、本発明で言う切断手段の一例に相当し、複数の切断部３３のうちもっとも下位に位置するものにおいて電極３を切断可能とされている。電極３の接触印加部３２を導入槽１１に進入させることにより、分注および電圧印加を行う点については、上述した電圧印加手段２と同様である。
【００６２】
ある分析を終えた後は、図１１に示すように、保持部４および電極３を導入槽１１の直上から別の位置に移動させる。そして、一対の切断刃３４によって切断部３３において電極３を切断する。これにより、分析によって試料Ｓが付着したり泳動液Ｌｑの成分が析出したりした部分を電極３から分離することができる。そして、電極３のうち新たに下端となった部分が、次の分析において接触印加部３２として用いられる。このような変形例によっても、複数の分析を適正に、かつ効率よく行うことができる。
【００６３】
図１２は、電圧印加手段２のさらに他の変形例を示している。同図に示された電圧印加手段は、送出ホイール３５、巻取ホイール３６、突出バー３７、および一対のローラ３８を備えている。本変形例においては、電極３は、長尺帯状であり、各部が屈曲可能に構成されている。送出ホイール３５は、巻かれた状態の電極３を収納しており、かつ電極３を送り出すことが可能である。巻取ホイール３６は、送出ホイール３５から送り出された電極３を巻き取るものであり、たとえば図示しないモータを備えている。このモータは、制御部７の指令により、電極３を所定量だけ巻き取る動作を実現する。
【００６４】
突出バー３７は、電極３を導入槽１１へと迂回させるためのものである。具体的には、突出バー３７は、送出ホイール３５から巻取ホイール３６へと向かう電極３の経路に対してほぼ直角な方向に突出しており、その先端が導入槽１１へと向かっている。一対のローラ３８は、突出バー３７の両脇に設けられている。電極３は、上流側のローラ３８から突出バーの先端を経て下流側のローラ３８へとかけまわされている。この状態において、電極３のうち突出バー３７の先端を覆っている部分が、接触印加部３２として機能する。
【００６５】
ある分析を終えた後は、制御部７からの指令にしたがい、巻取ホイール３６に備えられた上記モータによって電極３を所定長さだけ巻き取る。これにより、電極３のうち突出バー３７の先端を覆っていた部分が下流側へと移動し、突出バー３７の先端は、電極３の別の部分によって覆われる。この結果、接触印加部３２が使用済みの状態から未使用の状態に更新される。このような変形例によっても、複数の分析を適正に、かつ効率よく行うことができる。また、本変形例によれば、ある電極３を廃棄したり、電極３を切断する必要がなく、接触印加部３２の更新をスムーズに行うことができる。
【００６６】
本発明に係る分析装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る分析装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００６７】
電極３は、分注ノズルとして機能するものに限定されず、電圧を印加する機能のみを果たすものであってもよい。本発明に係る分析装置は、キャピラリー電気泳動法を用いた分析を行うのに適しているが、本発明はこれに限定されず、液体の試料に電圧を印加する工程を有するさまざまな分析法を実施する分析装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ 分析装置
Ｂ 試料容器
Ｌｑ 泳動液
Ｓ 試料
１ マイクロチップ
１１ 導入槽（滞留槽）
１２ 分離流路
１３ 排出槽
２ 電圧印加手段
２１ 電源部
２２ 排出側電極
２３ 導入ノズル
２４ モータ
２５ アクチュエータ
３ 電極
３１ 貫通孔
３２ 接触印加部
３３ 切断部
３４ 切断刃（切断手段）
３５ 送出ホイール
３６ 巻取ホイール
３７ 突出バー
３８ ローラ
４ 保持部
４１ 本体
４１１ 保持孔
４２ 回転軸
４３ 導電部
５ 洗浄機構
５１ 洗浄槽
５２ 注入ノズル
５３ 洗浄ノズル
６ 分析手段
６１ 発光部
６２ 受光部
６３ 光源部
６４ 検出部
７ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば電気泳動法を用いた分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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として、たとえば、キャピラリー電気泳動法を用いた分析方法が広く実施されている。キャピラリー電気泳動法は、断面積が比較的小である分離流路に泳動液を充填し、さらに上記分離流路の一端寄りに上記試料を導入する。上記分離流路の両端に電圧を加えると、電気泳動により上記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、上記特定成分は、それぞれの電気泳動移動度に応じて移動しようとする。したがって、上記特定成分は、上記電気浸透流の速度ベクトルと上記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、上記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たとえば光学的手法によって検出することにより、上記特定成分の量や濃度を分析することができる。
【０００３】
図１３は、従来の分析装置の一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された分析装置Ｘは、マイクロチップ９１および電圧印加手段９２を備えている。マイクロチップ９１には、導入槽９１１、排出槽９１３、およびこれらを繋ぐ分離流路９１２が形成されている。導入槽９１１および分離流路９１２には、分析に先立って泳動液が充填される。試料容器Ｂには、たとえば血液などの分析対象である試料Ｓが貯蔵されている。試料Ｓは、導入ノズル９３を介して導入槽９１１に導入される。電圧印加手段９２は、電源９２１および２つの電極９２２，９２３を備えている。分析に際しては、電極９２２が導入槽９１１に浸漬され、電極９２３が排出槽９１３に浸漬される。２つの電極９２２，９２３間に所定の電圧を印加すると、電気泳動による特定成分の分離が開始する。分離流路９１２の途中部分を挟むように、発光部９４１および受光部９４２が配置されている。発光部９４１には、光源９４３からの光が供給される。受光部９４２は、検出部９４４に接続されている。検出部９４４によってたとえば試料Ｓの吸光度を測定することにより、試料Ｓの特定成分の濃度を測定することができる。
【０００４】
しかしながら、ある分析を行うと電極９２２には、試料Ｓが付着する。また、電気泳動のために電圧を印加すると、試料Ｓや上記泳動液の成分が電極９２２に析出する。このような状態の電極９２２を用いて次の分析を行ったのでは、異なる試料Ｓが混ざり合ってしまったり、次の分析に供される試料Ｓに上記析出した成分が混入したりするおそれがある。このような事態を避けるには、たとえば使用者が手作業で電極９２２を分析のたびに交換することが強いられ、不便である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４５２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、複数回の分析を適切かつ効率よく行うことが可能な分析装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供される分析装置は、液体を滞留させる滞留槽と、電源、および上記液体に接触することにより上記液体の分析に必要な電圧を印加する接触印加部を含む電圧印加手段と、を備えており、上記電圧印加手段は、ある分析を終えた後、次の分析を開始する前に、上記接触印加部を使用済み状態から未使用状態へと更新する。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、複数の電極を備えており、これらの電極を上記滞留槽に順次浸漬させ、上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、同心円状に配置された上記複数の電極を保持し、かつ上記同心円の中心廻りに回転自在とされた保持部をさらに備える。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させるための導電部を有する。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と平行である。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と直角である径方向に沿って配置されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導入ノズルは、上記各電極を上記滞留槽に向かって前進させる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、上記複数の電極のうち上記接触印加部として用いられていないものを洗浄する洗浄機構をさらに備える。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して洗浄液の注入および排出を行う。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して電圧を印加する。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の電極は、それぞれが棒状であり、
上記電圧印加手段は、上記複数の電極をそれらの長手方向に沿って直列に配置された状態で、この長手方向において摺動可能に保持する保持部をさらに備える。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させる導電部を有する。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、棒状の電極、およびこの電極を長手方向に分割するように切断する切断手段を備えている。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極には、長手方向に互いに離間配置されており、かつ長手方向と直角である断面における断面積が部分的に小とされた複数のくびれ部が形成されており、上記切断手段は、上記くびれ部において上記電極を切断する。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電圧印加手段は、帯状の電極、巻かれた状態の上記電極を収容し、かつ送り出す送出ホイール、および上記送出ホイールから送り出された上記電極を巻き取る巻取ホイールを備えており、上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極のうち上記送出ホイールおよび上記巻取ホイールの間に位置する部分を、上記滞留槽へと迂回させる突出バーをさらに備える。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記突出バーは、導電性材料からなり、かつ上記電源に接続されている。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記分析は、電気泳動法が用いられている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記滞留槽には、上記分析に供される試料が導入される。
【００２８】
このような構成によれば、上記分析装置による分析を行うたびに、新しい状態の上記接触印加部を用いることができる。このため、ある分析を行うことによって上記接触印加部に試料が付着したり、泳動液に含まれる成分が析出したりしても、これらが次の分析に供される泳動液や試料に混入するおそれがない。したがって、複数の試料に対する分析を適切にかつ効率よく行うことができる。
【００２９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る分析装置の一例を示す全体構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図３】導入ノズルが前進した状態を示す要部断面図である。
【図４】試料を導入する状態を示す要部断面図である。
【図５】洗浄機構を備えた電圧印加手段の変形例を示す要部断面図である。
【図６】電極の洗浄を示す要部断面図である。
【図７】電極印加手段の他の変形例を示す要部断面図である。
【図８】電極印加手段のさらに他の変形例を示す要部断面図である。
【図９】図８の変形例における電極の交換を示す要部断面図である。
【図１０】電極印加手段のさらに他の変形例を示す要部断面図である。
【図１１】図１０の変形例において電極を切断した状態を示す要部断面図である。
【図１２】電極印加手段のさらに他の変形例を示す要部断面図である。
【図１３】従来の分析装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る分析装置の一例を示している。本実施形態の分析装置Ａは、マイクロチップ１、電圧印加手段２、分析手段６、および制御部７を備えている。本実施形態においては、分析装置Ａは、キャピラリー電気泳動法を用いた分析を行う。
【００３３】
マイクロチップ１は、たとえばシリカからなり、導入槽１１、分離流路１２、および排出槽１３を有する。導入槽１１は、キャピラリー電気泳動法においていわゆるバッファとして機能する泳動液Ｌｑ、および分析の対象である試料Ｓが導入される槽であり、本発明で言う滞留槽の一例に相当する。泳動液Ｌｑとしては、たとえば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ナトリウムが挙げられる。試料Ｓは、たとえば血液である。
【００３４】
分離流路１２は、キャピラリー電気泳動法を用いた分析が行われる場であり、一般的に微細な流路として形成されている。分離流路１２の寸法の一例を挙げると、断面形状が直径２５〜１００μｍの円形、または辺の長さが２５〜１００μｍの矩形であることが好ましく、長さが３０ｍｍ程度であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３５】
排出槽１３は、分離流路１２に対してキャピラリー電気泳動法における流動下流側に位置している。排出槽１３には、たとえば図示しない排出ノズルが取り付けられる。この排出ノズルは、図外の吸引ポンプによって分析が終了した試料Ｓおよび泳動液Ｌｑを排出するためのものである。
【００３６】
電圧印加手段２は、分離流路１２を挟んで導入槽１１および排出槽１２からキャピラリー電気泳動法に必要な電圧を印加するためのものであり、電源部２１、複数の電極３、保持部４、排出側電極２２、導入ノズル２３、モータ２４、およびアクチュエータ２５を備えている。
【００３７】
電源部２１は、キャピラリー電気泳動法に必要な電圧を発生するためのものであり、たとえば１．５ｋＶ程度の電圧を発生する。排出側電極２２は、たとえばＣｕからなり、電源部２１の端子に接続されており、排出槽１３に浸漬される。
【００３８】
複数の電極３は、導入槽１１に浸漬されるものであり、たとえばＣｕからなる。図２に示すように、各電極３には、貫通孔３１が形成されている。これにより、各電極３は、後述するように試料Ｓを分注するための分注ノズルとしても機能する。本実施形態においては、各電極３は、全体が略円筒形とされており、下方部分が下端に向かうほど径が小さい形状となっている。
【００３９】
保持部４は、複数の電極３を保持するためのものであり、本体４１、回転軸４２、および導電部４３を有している。本体４１は、たとえば樹脂からなり肉厚の円盤形状とされている。回転軸４２は、本体４１の中央に取り付けられている。本実施形態においては、回転軸４２は、全体がＣｕなどの導電材料からなり、あるいはその一部に導電部分を有しており、電源部２１の端子に接続されている。図１に示すように、回転軸４２の上端には、モータ２４が連結されている。モータ２４は、たとえばサーボモータであり、保持部４を所望の角度だけ回転させることが可能である。
【００４０】
本体４１には、複数の保持孔４１１が形成されている。本実施形態においては、保持孔４１１の個数は８個である。複数の保持孔４１１は、回転軸２４を中心として同心円状に配置されている。各保持孔４１１は、本体４１を回転軸２４と平行に貫通しており、電極３を摺動可能に保持している。これにより、本実施形態においては、８本の電極３が、互いに平行な姿勢で、回転軸２４を中心として同心円状に配置されている。導電部４３は、たとえばＣｕからなり、回転軸２４と接する部分、および各保持孔４１１の内面に露出した部分を有している。これにより、回転軸２４および導電部４３を介して、複数の電極３は電源部２１の端子と導通している。
【００４１】
導入ノズル２３は、電極３を介して試料Ｓを導入するためのものであり、図１に示すように、ホースなどを介して試料Ｓが貯蔵された試料容器Ｂに接続されている。本実施形態においては、導入ノズル２３の下方部分の外径は、電極３の貫通孔３１の内径よりも若干小さい程度とされている。分析に際して試料Ｓとしての血液を所定濃度に希釈することが必要な場合、導入ノズル２３には図示しない試料希釈手段が接続される。アクチュエータ２５は、導入ノズル２３を昇降させるための駆動源である。
【００４２】
分析手段６は、たとえば吸光度の測定を実行するものであり、図１に示すように、発光部６１、受光部６２、光源部６３、および検出部６４によって構成されている。光源部６３は、吸光度測定に用いられる光を発生するためのものであり、たとえばレーザー素子（図示略）を備える。たとえばＡ１ｃなどのヘモグロビンの濃度を分析する場合、光源部６３は、波長が４１５ｎｍの光を発生するが、これに限定されるものではない。発光部６１は、たとえば光ファイバーを介して光源部６３と接続されており、光源部６３からの光を分離流路１２の一部に向けて照射する。受光部６２は、分離流路１２からの光を受光する部位であり、たとえば光ファイバーを介して検出部６４と接続されている。検出部６４は、受光部６２が受けた光を検出する。
【００４３】
制御部７は、分析装置Ａの各部の動作を制御するためのものであり、分析装置Ａによる分析を実現するための一連の制御を行う。制御部７は、たとえば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ている。
【００４４】
次に、分析装置Ａによる分析を行う際の動作を以下に説明する。
【００４５】
まず、図２に示すように、マイクロチップ１の導入槽１１および分離流路１２に、バッファとしての泳動液Ｌｑを充填しておく。また、複数の電極３のいずれかを導入槽１１の直上に位置させておく。次いで、図３に示すように、前述した制御部７からの指令によりアクチュエータ２５によって導入ノズル２３を導入槽１１の直上に位置する電極３に向けて下降させる。すると、導入ノズル２３の下方部分が、電極３の貫通孔３１に侵入する。これにより、導入ノズル２３と電極３とが一体化される。
【００４６】
アクチュエータ２５によって導入ノズル２３をさらに下降させると、図４に示すように電極３の下端部分が導入槽１１の泳動液Ｌｑに浸漬する。この浸漬した部分が接触印加部３２となる。次いで、図示しないポンプの送り動作により、導入ノズル２３および電極３を通して所定量の試料Ｓを導入槽１１に分注する。すなわち、電極３は、試料Ｓを分注する分注ノズルとしても機能する。これにより、導入槽１１に滞留された試料Ｓに電極３の接触印加部３２が浸漬された状態となる。この状態で、制御部７からの指令により、電源部２１から電極３および排出側電極２２を介して電圧を印加する。これにより、分離流路１２において電気泳動が生じる。この電気泳動により、たとえばＡ１ｃなどのヘモグロビンが分離流路１２を移動する。そして、分析手段６による吸光度測定を行うことにより、試料Ｓのヘモグロビン（Ａ１ｃ）濃度を分析することができる。
【００４７】
分析を終えた後は、制御部７からの指令により、アクチュエータ２５によって導入ノズル２３を上昇させる。この上昇とともに、電極３を上昇させる。この上昇を実現するための機構としては、たとえば、各電極３を図４に示した状態から図２に示した状態へと押し上げる弾性力を付与するバネ（図示略）を保持部４に設けておくことが挙げられる。あるいは、電極３を上昇させるための別のアクチュエータ（図示略）を設けてもよい。そして、次の分析を実施するのに先立ち、制御部７の指令によりモータ２４によって保持部４を所定角度（本実施形態においては４５度）だけ回転させる。これにより、上述の分析に用いた電極３の隣に保持された電極３が導入槽１１の直上に位置する。この結果、接触印加部３２を使用済み状態から未使用の状態に更新する作業が完了する。接触印加部３２の更新が完了したのちは、上述した分析動作を再び実施する。これらの分析と接触印加部３２の更新とを繰り返すことにより、たとえば複数の異なる試料Ｓを対象とした分析が連続して実施される。
【００４８】
次に、分析装置Ａの作用について説明する。
【００４９】
本実施形態によれば、分析装置Ａによる分析を行うたびに、新しい状態の電極３を用いることができる。このため、ある分析を行うことによって電極３に試料Ｓが付着したり、泳動液Ｌｑに含まれる成分が析出したりしても、これらが次の分析に供される泳動液Ｌｑや試料Ｓに混入するおそれがない。したがって、複数の試料Ｓに対する分析を適切に行うことができる。また、電極３の交換は、制御部７の指令にしたがってモータ２４によって保持部４を回転させることにより自動的に行う。このため、たとえば電極３を使用者が手作業で交換する場合と比べて短時間で効率よく複数の分析を行うことができる。
【００５０】
複数の電極３を保持部４に同心円状に保持させることにより、保持部４を回転させれば新しい電極３を使用可能な位置に配置することが可能であり、便利である。保持部４に導電部４３を設けておくことにより、複数の電極３を保持部４に保持させれば、各電極３と電源部２１とを導通させることができる。
【００５１】
上述した通り、電極３は分注ノズルとしての機能を果たす。これにより、電圧印加が可能な状態に電極３を位置させると、すみやかに試料Ｓの分注を行うことができる。これは分析時間の短縮に有利である。導入ノズル２３を用いて電極３を下降させる構成は、電圧印加と分注の双方の処理を可能とする動作を一括して行うのに適している。
【００５２】
図５〜図１２は、分析装置Ａの電圧印加手段２の変形例を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００５３】
図５は、分析装置Ａの電圧印加手段の一変形例を示している。本変形例においては、電圧印加手段２は、洗浄機構５をさらに備えている。洗浄機構５は、洗浄槽５１および注入ノズル５２を有する。洗浄槽５１は、たとえばマイクロチップ１の導入槽１１の直上に位置する電極３に対して回転軸４２を挟んで反対側に位置する電極３の直下に配置されている。注入ノズル５２は、洗浄槽５１の直上に位置する電極３のさらに上方に配置されており、たとえば泳動液Ｌｑなどの洗浄液が蓄えられた洗浄液槽（図示略）が接続されている。
【００５４】
図６は、洗浄機構５を用いた洗浄動作を示している。同図に示すように、洗浄を行う際には、注入ノズル５２がたとえばアクチュエータ２５と同様のアクチュエータ（図示略）によって電極３に向かって下降させられる。そして、電極３を洗浄槽５１に進入させる。次いで、注入ノズル５２から電極３を通して洗浄液としてのたとえば泳動液Ｌｑを洗浄槽５１に注入する。また、所定量の泳動液Ｌｑを洗浄槽５１に導入した後は、電極３および注入ノズル５２を通して、洗浄槽５１の泳動液Ｌｑを排出する。この注入および排出は、たとえば図示しないポンプによって行う。
【００５５】
このような構成によれば、この注入および排出を繰り返すことにより、電極３に付着した試料Ｓや析出した成分を洗浄することができる。したがって、分析に使用した電極３を再び分析に用いることが可能であり、分析の効率をさらに高めることができる。
【００５６】
本発明で言う洗浄機構としては、上述した洗浄機構５のほかに、電圧印加を利用した構成を適用することができる。たとえば、泳動液Ｌｑまたは試料Ｓの成分が、複数回の分析における電圧印加によって電極３の表面に析出する場合がある。このような場合、泳動液Ｌｑなどが満たされた洗浄槽５１に電極３を進入させた状態で、分析時とは反対の極性の電圧を電極３に印加する。これにより、電極３に析出した物質を電気分解により除去することが可能である。また他の方法としては、たとえば空気中などにおいて分析時よりも顕著に高い電圧を電極３に印加する手法が適用可能である。このような構成によれば、電極３に付着した物質を分解または燃焼させることにより除去することができる。
【００５７】
図７は、電圧印加手段の他の変形例を示している。本変形例においては、複数の電極３の配置が上述した電圧印加手段２と異なっている。同図に示すように、保持部４には、放射状に複数の保持孔４１１が形成されている。これらの保持孔に保持されることにより、複数の電極３は放射状に配置されている。本変形例においも、保持部４を所定角度だけ回転させることにより、新しい電極３を使用位置へと配置することが可能であり、適切な分析を効率よく行うことができる。
【００５８】
また、本変形例においては、洗浄機構５は、洗浄ノズル５３からなる。洗浄ノズル５３は、制御部７の指令により、使用位置にある電極３以外のいずれかの電極３に対して、泳動液Ｌｑなどの洗浄液を噴射するものである。このような洗浄機構５によっても、使用済みの電極３を使用可能な状態に洗浄することができる。
【００５９】
図８は、電圧印加手段２のさらに他の変形例を示している。本変形例の電圧印加手段２は、保持部４の構成、および複数の電極３の保持形態が上述した電圧印加手段と異なっている。同図に示すように、保持部４は、長尺の円筒形状とされている。本体４１は、円筒形状であり、その内側に導電部４３が設けられている。複数の電極３は、その長手方向が保持部４の長手方向に一致する姿勢で直列に並べられた状態で、保持部４に保持されている。また、複数の電極３は、保持部４に対して摺動可能に保持されている。本変形例においては、導入ノズル２３のうち保持部４の保持孔４１１に進入する部分が、保持部４と同じ程度の長さとされている。また、導入ノズル２３は、上述したアクチュエータ２５によって所定距離ずつ段階的に下降自在とされている。
【００６０】
本変形例の電圧印加手段２を用いた分析においては、もっとも下位に位置する電極３の下端部分が接触印加部３２として導入槽１１の泳動液Ｌｑに浸漬される。分析を終えた後は、図９に示すように保持部４を導入槽１１の直上から別の位置に退避させる。そして、導入ノズル２３を、所定距離だけ下降させる。これにより、もっとも下位にあった電極３が保持部４から外れる。そして、あらたにもっとも下位に位置することとなった電極３が、次の分析に用いられる。このような変形例によっても、複数の分析を適正に、かつ効率よく行うことができる。
【００６１】
図１０は、電圧印加手段２のさらに他の変形例を示している。本変形例の電圧印加手段２は、おもに電極３の構成が上述した電圧印加手段と異なっている。同図に示す電圧印加手段２は、１つの電極３を備えている。この電極３は、比較的長尺であり、複数の切断部３３を有している。複数の切断部３３は、電極３の長手方向において等ピッチをおいて離間配置されている。各切断部３３は、部分的にくびれており、その周囲部分よりも断面積が小となっている。また、保持部４は、それ全体が導電部４３として構成されており、電極３を保持しつつ、昇降自在とされている。また、本変形例においては、電圧印加手段２は、一対の切断刃３４を備えている。一対の切断刃３４は、本発明で言う切断手段の一例に相当し、複数の切断部３３のうちもっとも下位に位置するものにおいて電極３を切断可能とされている。電極３の接触印加部３２を導入槽１１に進入させることにより、分注および電圧印加を行う点については、上述した電圧印加手段２と同様である。
【００６２】
ある分析を終えた後は、図１１に示すように、保持部４および電極３を導入槽１１の直上から別の位置に移動させる。そして、一対の切断刃３４によって切断部３３において電極３を切断する。これにより、分析によって試料Ｓが付着したり泳動液Ｌｑの成分が析出したりした部分を電極３から分離することができる。そして、電極３のうち新たに下端となった部分が、次の分析において接触印加部３２として用いられる。このような変形例によっても、複数の分析を適正に、かつ効率よく行うことができる。
【００６３】
図１２は、電圧印加手段２のさらに他の変形例を示している。同図に示された電圧印加手段は、送出ホイール３５、巻取ホイール３６、突出バー３７、および一対のローラ３８を備えている。本変形例においては、電極３は、長尺帯状であり、各部が屈曲可能に構成されている。送出ホイール３５は、巻かれた状態の電極３を収納しており、かつ電極３を送り出すことが可能である。巻取ホイール３６は、送出ホイール３５から送り出された電極３を巻き取るものであり、たとえば図示しないモータを備えている。このモータは、制御部７の指令により、電極３を所定量だけ巻き取る動作を実現する。
【００６４】
突出バー３７は、電極３を導入槽１１へと迂回させるためのものである。具体的には、突出バー３７は、送出ホイール３５から巻取ホイール３６へと向かう電極３の経路に対してほぼ直角な方向に突出しており、その先端が導入槽１１へと向かっている。一対のローラ３８は、突出バー３７の両脇に設けられている。電極３は、上流側のローラ３８から突出バーの先端を経て下流側のローラ３８へとかけまわされている。この状態において、電極３のうち突出バー３７の先端を覆っている部分が、接触印加部３２として機能する。
【００６５】
ある分析を終えた後は、制御部７からの指令にしたがい、巻取ホイール３６に備えられた上記モータによって電極３を所定長さだけ巻き取る。これにより、電極３のうち突出バー３７の先端を覆っていた部分が下流側へと移動し、突出バー３７の先端は、電極３の別の部分によって覆われる。この結果、接触印加部３２が使用済みの状態から未使用の状態に更新される。このような変形例によっても、複数の分析を適正に、かつ効率よく行うことができる。また、本変形例によれば、ある電極３を廃棄したり、電極３を切断する必要がなく、接触印加部３２の更新をスムーズに行うことができる。
【００６６】
本発明に係る分析装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る分析装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００６７】
電極３は、分注ノズルとして機能するものに限定されず、電圧を印加する機能のみを果たすものであってもよい。本発明に係る分析装置は、キャピラリー電気泳動法を用いた分析を行うのに適しているが、本発明はこれに限定されず、液体の試料に電圧を印加する工程を有するさまざまな分析法を実施する分析装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ 分析装置
Ｂ 試料容器
Ｌｑ 泳動液
Ｓ 試料
１ マイクロチップ
１１ 導入槽（滞留槽）
１２ 分離流路
１３ 排出槽
２ 電圧印加手段
２１ 電源部
２２ 排出側電極
２３ 導入ノズル
２４ モータ
２５ アクチュエータ
３ 電極
３１ 貫通孔
３２ 接触印加部
３３ 切断部
３４ 切断刃（切断手段）
３５ 送出ホイール
３６ 巻取ホイール
３７ 突出バー
３８ ローラ
４ 保持部
４１ 本体
４１１ 保持孔
４２ 回転軸
４３ 導電部
５ 洗浄機構
５１ 洗浄槽
５２ 注入ノズル
５３ 洗浄ノズル
６ 分析手段
６１ 発光部
６２ 受光部
６３ 光源部
６４ 検出部
７ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を滞留させる滞留槽と、
電源、および上記液体に接触することにより上記液体の分析に必要な電圧を印加する接触印加部を含む電圧印加手段と、
を備えており、
上記電圧印加手段は、ある分析を終えた後、次の分析を開始する前に、上記接触印加部を使用済み状態から未使用状態へと更新する、分析装置。
【請求項２】
上記電圧印加手段は、複数の電極を備えており、
これらの電極を上記滞留槽に順次浸漬させ、上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
上記電圧印加手段は、同心円状に配置された上記複数の電極を保持し、かつ上記同心円の中心廻りに回転自在とされた保持部をさらに備える、請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させるための導電部を有する、請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と平行である、請求項３または４に記載の分析装置。
【請求項６】
上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と直角である径方向に沿って配置されている、請求項３または４に記載の分析装置。
【請求項７】
上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、
上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている、請求項５または６に記載の分析装置。
【請求項８】
上記導入ノズルは、上記各電極を上記滞留槽に向かって前進させる、請求項７に記載の分析装置。
【請求項９】
上記電圧印加手段は、上記複数の電極のうち上記接触印加部として用いられていないものを洗浄する洗浄機構をさらに備える、請求項７または８に記載の分析装置。
【請求項１０】
上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して洗浄液の注入および排出を行う、請求項９に記載の分析装置。
【請求項１１】
上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して電圧を印加する、請求項９に記載の分析装置。
【請求項１２】
上記複数の電極は、それぞれが棒状であり、
上記電圧印加手段は、上記複数の電極をそれらの長手方向に沿って直列に配置された状態で、この長手方向において摺動可能に保持する保持部をさらに備える、請求項２に記載の分析装置。
【請求項１３】
上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させる導電部を有する、請求項１２に記載の分析装置。
【請求項１４】
上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、
上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている、請求項１３に記載の分析装置。
【請求項１５】
上記電圧印加手段は、棒状の電極、およびこの電極を長手方向に分割するように切断する切断手段を備えている、請求項１に記載の分析装置。
【請求項１６】
上記電極には、長手方向に互いに離間配置されており、かつ長手方向と直角である断面における断面積が部分的に小とされた複数のくびれ部が形成されており、
上記切断手段は、上記くびれ部において上記電極を切断する、請求項１５に記載の分析装置。
【請求項１７】
上記電圧印加手段は、帯状の電極、巻かれた状態の上記電極を収容し、かつ送り出す送出ホイール、および上記送出ホイールから送り出された上記電極を巻き取る巻取ホイールを備えており、
上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる、請求項１に記載の分析装置。
【請求項１８】
上記電極のうち上記送出ホイールおよび上記巻取ホイールの間に位置する部分を、上記滞留槽へと迂回させる突出バーをさらに備える、請求項１７に記載の分析装置。
【請求項１９】
上記突出バーは、導電性材料からなり、かつ上記電源に接続されている、請求項１８に記載の分析装置。
【請求項２０】
上記分析は、電気泳動法が用いられている、請求項１ないし１９のいずれかに記載の分析装置。
【請求項２１】
上記滞留槽には、上記分析に供される試料が導入される、請求項２０に記載の分析装置。
【請求項１】
液体を滞留させる滞留槽と、
電源、および上記液体に接触することにより上記液体の分析に必要な電圧を印加する接触印加部を含む電圧印加手段と、
を備えており、
上記電圧印加手段は、ある分析を終えた後、次の分析を開始する前に、上記接触印加部を使用済み状態から未使用状態へと更新する、分析装置。
【請求項２】
上記電圧印加手段は、複数の電極を備えており、
これらの電極を上記滞留槽に順次浸漬させ、上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
上記電圧印加手段は、同心円状に配置された上記複数の電極を保持し、かつ上記同心円の中心廻りに回転自在とされた保持部をさらに備える、請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させるための導電部を有する、請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と平行である、請求項３または４に記載の分析装置。
【請求項６】
上記各電極は、棒状であり、かつ、その長手方向が上記保持部の回転軸と直角である径方向に沿って配置されている、請求項３または４に記載の分析装置。
【請求項７】
上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、
上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている、請求項５または６に記載の分析装置。
【請求項８】
上記導入ノズルは、上記各電極を上記滞留槽に向かって前進させる、請求項７に記載の分析装置。
【請求項９】
上記電圧印加手段は、上記複数の電極のうち上記接触印加部として用いられていないものを洗浄する洗浄機構をさらに備える、請求項７または８に記載の分析装置。
【請求項１０】
上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して洗浄液の注入および排出を行う、請求項９に記載の分析装置。
【請求項１１】
上記洗浄機構は、上記洗浄対象である上記電極に対して電圧を印加する、請求項９に記載の分析装置。
【請求項１２】
上記複数の電極は、それぞれが棒状であり、
上記電圧印加手段は、上記複数の電極をそれらの長手方向に沿って直列に配置された状態で、この長手方向において摺動可能に保持する保持部をさらに備える、請求項２に記載の分析装置。
【請求項１３】
上記保持部は、上記電源と上記各電極とを導通させる導電部を有する、請求項１２に記載の分析装置。
【請求項１４】
上記各電極には、長手方向に貫通する貫通孔が設けられており、
上記電圧印加手段は、上記貫通孔を通して上記液体を導入する導入ノズルをさらに備えている、請求項１３に記載の分析装置。
【請求項１５】
上記電圧印加手段は、棒状の電極、およびこの電極を長手方向に分割するように切断する切断手段を備えている、請求項１に記載の分析装置。
【請求項１６】
上記電極には、長手方向に互いに離間配置されており、かつ長手方向と直角である断面における断面積が部分的に小とされた複数のくびれ部が形成されており、
上記切断手段は、上記くびれ部において上記電極を切断する、請求項１５に記載の分析装置。
【請求項１７】
上記電圧印加手段は、帯状の電極、巻かれた状態の上記電極を収容し、かつ送り出す送出ホイール、および上記送出ホイールから送り出された上記電極を巻き取る巻取ホイールを備えており、
上記電極のうち上記液体に浸漬させた部分を上記接触印加部として用いる、請求項１に記載の分析装置。
【請求項１８】
上記電極のうち上記送出ホイールおよび上記巻取ホイールの間に位置する部分を、上記滞留槽へと迂回させる突出バーをさらに備える、請求項１７に記載の分析装置。
【請求項１９】
上記突出バーは、導電性材料からなり、かつ上記電源に接続されている、請求項１８に記載の分析装置。
【請求項２０】
上記分析は、電気泳動法が用いられている、請求項１ないし１９のいずれかに記載の分析装置。
【請求項２１】
上記滞留槽には、上記分析に供される試料が導入される、請求項２０に記載の分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−３２３５０（Ｐ２０１２−３２３５０Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４１３３（Ｐ２０１０−１７４１３３）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【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２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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