化学分析装置及び分析チップ
【課題】送液に関する機構の小型化が可能な化学分析装置を提供する。
【解決手段】基板２１上に被検試料を注入するための開口部を有する収容槽２２と、収容槽２２と連通可能に基板２１内に配置され、収容槽２２内に注入された被検試料及び第１試薬を収容するための第１の反応室２３と、基板２１内に配置され、第１の反応室２３と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された第１の圧力室２５と、収容槽２２と第１の反応室２３の間を連通している第１の反応流路２４を開閉可能に閉鎖した第１のバルブ２７と、第１の反応室２３と第１の圧力室２５間を連通している第１の圧力流路２６を開閉可能に閉鎖した第２のバルブ２８とを備え、第１及び第２のバルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放することにより、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液する。
【解決手段】基板２１上に被検試料を注入するための開口部を有する収容槽２２と、収容槽２２と連通可能に基板２１内に配置され、収容槽２２内に注入された被検試料及び第１試薬を収容するための第１の反応室２３と、基板２１内に配置され、第１の反応室２３と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された第１の圧力室２５と、収容槽２２と第１の反応室２３の間を連通している第１の反応流路２４を開閉可能に閉鎖した第１のバルブ２７と、第１の反応室２３と第１の圧力室２５間を連通している第１の圧力流路２６を開閉可能に閉鎖した第２のバルブ２８とを備え、第１及び第２のバルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放することにより、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれている成分を分析する化学分析装置及び分析チップに係り、特に微量の血液や尿等の生体試料に含まれる成分を簡便に分析することができる化学分析装置及び分析チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学分析装置は、被検体から採取された血液や尿などの被検試料と各検査項目に該当する試薬の混合液を、化学反応によって生ずる色調などの変化を光の透過量を測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度や酵素活性を求める。また、被検試料に含まれる検査項目の成分に選択的に応答するイオンセンサや酵素センサ等のセンサを用いて測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度を求める。
【０００３】
近年、省スペースで、簡便に検査を行うことができる分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、液体が充填された複数の液体槽、液体槽に連結された流路、及び液体槽の開口部を覆う隔壁を備えたチップ、チップ内の液体を送液させる送液装置、及び送液した液体を測定する光学的検出装置を備えている。
【特許文献１】特開２００４−２２６２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１によれば、送液装置は、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、及びこの非圧縮性媒質を密封する容器とダイアフラム部材により構成されるため大型化する問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、液体を送液する送液機構の小型化が可能な化学分析装置及び分析チップ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】
【０００６】
上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明の化学分析装置は、分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、前記分析チップは、基板上に前記被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び第１試薬の混合液である第１の混合液を収容するための第１の反応室と、前記基板内に配置され、前記第１の反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された第１の圧力室とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項７に係る本発明の化学分析装置は、分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、前記分析チップは、基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
更に、請求項９に係る本発明の化学分析装置は、分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、前記分析チップは、基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体が収容された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
そして、請求項１２に係る本発明の分析チップは、基板上に被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項１３に係る本発明の分析チップは、基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
更に、請求項１４に係る本発明の分析チップは、基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体を収容した圧力室とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、分析チップ内に送液するための気体を収容した圧力室を設け、この圧力室内の気体の膨張又は収縮を利用して被検試料を送液することにより、送液用ポンプが不要となり小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る化学分析装置の実施例１を、図１乃至図１４を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る化学分析装置の構成を示したブロック図である。この化学分析装置１００は、被検試料と試薬を混合して各検査項目を測定するための分析チップ１と、この分析チップ１の測定により得られた信号を処理して分析データを生成する装置本体１０とを備えている。
【００１５】
分析チップ１は、各検査項目の測定方法に応じて、光学的に測定する検査項目の試薬が１試薬系である場合の第１試薬を収容した第１の分析チップ２、光学的に測定する検査項目の試薬が２試薬系である場合の第１及び第２試薬を収容した第２の分析チップ３、及び電気化学的に測定する検査項目である場合の第１試薬を収容した第３の分析チップ４等により構成される。
【００１６】
装置本体１０は、化学分析装置１００の操作者が容易に運ぶことができるサイズであり、着脱可能な分析チップ１を保持するインターフェース部１１と、分析チップ１の各ユニットを制御する液体制御部７と、分析チップ１を用いた測定で得られた信号を検出する検出部８と、検出部８で検出された検出信号から分析データを生成するデータ処理部９と、データ処理部９で生成された分析データなどを保存する記憶部１２とを備えている。
【００１７】
また、データ処理部９で生成された分析データを出力する出力部１３と、各種コマンド信号などを入力する操作部１４と、操作部１４からの入力情報に基づいて液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３の制御やシステム全体の制御を統括して行うシステム制御部１５とを備えている。
【００１８】
インターフェース部１１は、開口部１１１を有し、この開口部１１１への挿入により、装置本体１０に着脱自在に装着された分析チップ１を保持する。
【００１９】
液体制御部７は、インターフェース部１１に保持された分析チップ１の近傍に配置され、分析チップ１の各ユニットを駆動して分析チップ１内の被検試料等を送液する送液機構７１と、被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹拌機構７２と、送液機構７１及び撹拌機構７２を制御する制御部７３とを備えている。
【００２０】
検出部８は、インターフェース部１１に保持された分析チップ１の各第１及び第２の分析チップ２，３に係合する第１の検出部８１、及び第３の分析チップ４に係合する第２の検出部８２を備えている。第１の検出部８１は、例えば半導体レーザや発光ダイオード等の光源、及びこの光源からの光を検出するフォトダイオード等の受光素子を有する。そして、各第１及び第２の分析チップ２，３内の混合液に光を照射し、その混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。更にその電気信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。また、各第１及び第２の分析チップ２，３内における被検試料等の検出信号をシステム制御部１５へ出力する。
【００２１】
第２の検出部８２は、第３の分析チップ４内の混合液の測定により検出された検出信号を増幅する。そして増幅した信号をデータ処理部９へ出力する。また、第３の分析チップ４内における被検試料の検出信号をシステム制御部１５へ出力する。
【００２２】
データ処理部９は、検出部８の各第１及び第２の検出部８１，８２から出力された信号をデジタル信号に変換する収集部９１と、収集部９１からの信号に基づいて被検試料に含まれる各検査項目成分の分析データを生成する処理部９２とを備えている。処理部９２は、収集部９１から出力された信号に対応する各検査項目のキャリブレーションテーブルを記憶部１２から読み出した後、このキャリブレーションテーブルを用いて被検試料に含まれる各検査項目成分の濃度値や酵素活性値等の分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に出力する。
【００２３】
記憶部１２は、記憶回路を備え、操作部１４から入力された入力情報やデータ処理部９の処理部９２から出力された分析データ等を保存する。また、分析データの生成に用いられるキャリブレーションテーブルなどを保存している。
【００２４】
出力部１３は、液晶パネル等を有し、データ処理部９の処理部９２から出力された分析データを表示する。なお、前述した表示以外にも、表示灯による点灯を利用した視覚伝達手段、音声による聴覚を利用した聴覚伝達手段によっても伝達するようにしてもよい。更には、それら複数の手段を併用するようにしてもよい。
【００２５】
操作部１４は、操作パネル上にボタンなどの入力デバイスを備え、被検体の情報の入力、分析チップ１に収容された被検試料の測定操作、記憶部１２に保存されている様々な分析データの出力操作等を行う。
【００２６】
以下、分析チップ１の各第１乃至第３の分析チップ２，３，４の構成の詳細、及び各第１乃至第３の分析チップ２，３，４を用いた化学分析装置１００の動作の一例を説明する。
先ず、図１乃至図７を参照して、分析チップ１の第１の分析チップ２の構成及び第１の分析チップ２を用いた化学分析装置１００の動作を説明する。図２は、第１の分析チップ２の構成を示すブロック図である。図３は、第１の分析チップ２の構造を示す図である。図４は、第１の分析チップ２を用いた化学分析装置１００の動作を示すフローチャートである。図５は、第１の分析チップ２内における被検試料の送液を説明するための図である。図６は、第１の分析チップ２及び装置本体１０の外観を示す図である。図７は、第１の分析チップ２の変形例を示す断面図である。
【００２７】
図２において、第１の分析チップ２は、注入された被検試料を収容する収容槽２２、この収容槽２２と第１の反応流路２４で連通している第１の反応室２３、第１の反応室２３と第１の圧力流路２６で連通している第１の圧力室２５、第１の反応流路２４を開閉する第１のバルブ２７、第１の圧力流路２６を開閉する第２のバルブ２８、及び収容槽２２から第１の反応室２３を介して第１の圧力流路２６へ流入した被検試料を検出する第１の検出器２９の各ユニットを備えている。
【００２８】
図３（ａ）は、第１の分析チップ２の上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した第１の分析チップ２のＡ−Ａ線における断面図である。この第１の分析チップ２の各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料を用いて微細加工することにより形成された第１の基板２１１及びこの第１の基板２１１の下面に上面が接合された第２の基板２１２により構成される基板２１の内外に配置される。
【００２９】
収容槽２２は、基板２１の上面の一端部近傍に配置された開口部を有し、その開口部から注入された被検試料を収容する。
【００３０】
第１の反応室２３は、基板２１内の収容槽２２よりも他端部側に配置され、１試薬系の各検査項目に応じた所定量の第１試薬、及びこの第１試薬と被検試料の混合液（第１の混合液）を撹拌するための第１撹拌子２３１を収容している。また、第１の反応室２３内の互いに対向する側面を形成している基板２１の第２の基板２１２の両側壁を貫通する２つの貫通孔が、装置本体１０における検出部８の第１の検出部８１からの光を透過する２つの透過材２３２で閉塞されている。
【００３１】
第１の撹拌子２３１は、例えば磁石であり、装置本体１０における液体制御部７の撹拌機構７２に設けられた例えば電磁石により回転又は上下移動して第１の混合液を撹拌する。
【００３２】
第１の反応流路２４は、一端が収容槽２２内の底部に位置し、他端が第１の反応室２３内の上部の一部に位置している。そして、収容槽２２と第１の反応室２３の間を連通している。
【００３３】
第１の圧力室２５は、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液するために設けられ、基板２１内の他端部の近傍に配置される。そして、空気、窒素ガス等の気体を収容している。
【００３４】
第１の圧力流路２６は、一端が第１の反応室２３内上部の他部に位置し、他端が第１の圧力室２５内上部に位置している。そして、第１の反応室２３と第１の圧力室２５の間を連通している。
【００３５】
第１のバルブ２７は、液体制御部７の送液機構７１により例えば電磁式に駆動するマイクロバルブであり、第１の反応流路２４の第１の反応室２３の近傍に配置され、第１の反応流路２４を開閉可能に閉鎖している。また、第２のバルブ２８は、送液機構７１により第１のバルブ２７と同様に駆動するマイクロバルブであり、第１の圧力流路２６の第１の反応室２３の近傍に配置され、第１の圧力流路２６を開閉可能に閉鎖している。
【００３６】
そして、第１の反応室２３内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも低い圧力の気体を封入することにより、第１の圧力室２５の容積を小さくすることができる。
【００３７】
第１の検出器２９は、第１の圧力流路２６の第２のバルブ２８よりも第１の圧力室２５側の第２のバルブ２８近傍に配置される。そして、第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６の開放により、第１の反応室２３を通過して第１の圧力流路２６へ流入した収容槽２２からの被検試料を検出する。検出した検出信号は、第１の検出部８１に出力される。
【００３８】
図４は、第１の分析チップ２を用いた化学分析装置１００の動作を示したフローチャートである。化学分析装置１００の操作者により、図５（ａ）に示すように、測定液量の被検試料が第１の分析チップ２の開口部から収容槽２２内へ注入される。そして、測定液量の被検試料を収容した第１の分析チップ２を、図６に示すように、装置本体１０の開口部１１１から挿入した後、装置本体１０の操作部１４から検査開始の操作を行うことにより、化学分析装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。
【００３９】
システム制御部１５は、操作部１４からの入力情報に基づいて、液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を制御する。液体制御部７の送液機構７１は、制御部７３の制御により、第１の分析チップ２の第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放する（ステップＳ２）。
【００４０】
第１の圧力室２５は、内部の気体の収縮により収容槽２２内の被検試料で閉塞された第１の反応流路２４内及び第１の反応室２３内の気体を吸引して、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液する。
【００４１】
このように、第１の分析チップ２の第１の圧力室２３内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の収縮を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、及びこの非圧縮性媒質を密封する容器とダイアフラム部材により構成される送液機構を必要とせず、第１の分析チップ２の収容槽２２に注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００４２】
第１の反応室２３内へ送液された被検試料は、第１の反応室２３内の気体の部分に充填された後、第１の圧力流路２６へ流入する。第１の検出器２９は、第１の圧力流路２６へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を検出部８の第１の検出部８１を介してシステム制御部１５へ出力する（ステップＳ３）。
【００４３】
なお、第１の反応室２３内に封入された気体の部分の容積に第１の圧力流路２６の一端と第１の検出器２９間の容積を加算した容積よりも多く、収容槽２２の容積以下の量である測定液量の被検試料が収容槽２２内に収容されていると、第１の反応室２３内へ送液された被検試料が第１の検出器２９で検出されたとき、図５（ｂ）に示すように、第１の反応流路２４の第１のバルブ２７よりも収容槽２２側に被検試料が残存し、第１の反応室２３内の封入されていた気体の部分に被検試料が充填されている。
【００４４】
システム制御部１５は、第１の検出部８１から出力された第１の検出器２９の検出信号に基づいて、第１の反応室２３が被検試料及び第１試薬で充填されていると判断し、制御部７３に指示する。送液機構７１は、制御部７３の制御により、第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖する（ステップＳ４）。
【００４５】
このように、第１及び第２バルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖することにより、第１の反応室２３内の第１試薬の量に応じた被検試料を定量することができる。
【００４６】
第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６が閉鎖された後、液体制御部７の撹拌機構７２は、第１の反応室２３内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する（ステップＳ５）。
【００４７】
撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１は、第１の反応室２３内の第１の混合液に光を照射し、その第１の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する(ステップＳ６）。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【００４８】
データ処理部９の収集部９１は、検出部８の第１の検出部８１から出力された信号をデジタル信号に変換する。処理部９２は、収集部９１から出力された信号に対応する検査項目のキャリブレーションテーブルを記憶部１２から読み出した後、このキャリブレーションテーブルを用いて分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に出力する。記憶部１２は、データ処理部９から出力された分析データを保存する。出力部１３は、データ処理部９から出力された分析データを表示する（ステップＳ７）。
【００４９】
そして、出力部１３に分析データが出力された時点で、システム制御部１５が、液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を停止させることにより、化学分析装置１００は測定を終了する（ステップＳ８）。
【００５０】
測定終了後、操作者は、測定を終了した第１の混合液が収容された第１の分析チップ２を装置本体１０から取り外して医療廃棄物として廃棄する。
【００５１】
なお、第１の分析チップ２の第１の反応室２３及び第１の圧力室２５を、図７に示すように、第１の反応室２３ａ及び第１の圧力室２５ａに置き換えた第１の分析チップ２ａを用いて測定するようにしてもよい。この第１の分析チップ２ａの各ユニットは、第１の基板２１１及びこの第１の基板２１１の下面に上面が接合する第２の基板２１２ａにより構成される基板２１ａの内外に配置される。第１の反応室２３ａ内の底面を形成している第２の基板２１２ａの下壁を貫通する貫通孔を閉塞する着脱可能な第１の栓２３３が配置される。また、第１の圧力室２５ａ内の一側面を形成している第２の基板２１２ａの他端部の側壁を貫通する貫通孔を閉塞する着脱可能な第２の栓２５１が配置される。
【００５２】
そして、測定後に廃棄の対象となった第１の分析チップ２ａを回収した後、第１及び第２の栓２３３，２５１を取り外して第１の分析チップ２ａ内の各流路及び各室を、洗浄及び消毒する。更に、第１の反応室２３ａ内に新たに第１試薬及び第１撹拌子２３１を入れて第１及び第２の栓２３３，２５１を取り付けた後、第１及び第２のバルブ２７，２８を開閉して、第１の圧力室２５ａを所定の圧力に減圧封入することにより、再利用することができる。これにより、医療廃棄物を低減して限られた資源を有効に活用することができる。
【００５３】
次に、図１乃至図１０を参照して、分析チップ１の第２の分析チップ３の構成及び第２の分析チップ３を用いた化学分析装置１００の動作の一例を説明する。図８は、第２の分析チップ３の構成を示すブロック図である。図９は、第２の分析チップ３の構造を示す図である。図１０は、第２の分析チップ３を用いた化学分析装置１００の動作を示すフローチャートである。以下において、第１の分析チップ２と同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【００５４】
図８において、第２の分析チップ３は、収容槽２２、２試薬系の各検査項目の第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３、第１の反応流路２４、第１の圧力室２５、第１の圧力流路２６、第１のバルブ２７、第２のバルブ２８、及び第１の検出器２９の各ユニットを備えている。
【００５５】
また、第１の反応室２３と第２の分析チップ３の外部の間を連通している外部流路３０ａ、第１の反応室２３と第２の反応流路３０ｂで連通している第２の反応室３２、外部流路３０ａを開閉する第３のバルブ３０ｃ、及び第２の反応流路３０ｂの一端の近傍を開閉する第４のバルブ３０ｄの各ユニットを備えている。
【００５６】
更に、第２の反応室３２と第２の圧力流路３４で連通している第２の圧力室３３、第２の反応流路３０ｂの他端の近傍を開閉する第５のバルブ３５、第２の圧力流路３４を開閉する第６のバルブ３６、及び第１の反応室２３からの第１の混合液を検出する第２の検出器３７の各ユニットを備えている。
【００５７】
図９（ａ）は、第２の分析チップ３の上面図であり、また図９（ｂ）は図９（ａ）に示した第２の分析チップ３のＢ−Ｂ線における断面図であり、更に図９（ｃ）は図９（ｂ）に示した第２の分析チップ３のＣ−Ｃ線における断面図である。この第２の分析チップ３の各ユニットは、第１の分析チップ２における第１及び第２の基板２１１，２１２の追加工により形成された第１及び第２の基板２１１ｂ，２１２ｂ、並びにガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料の微細加工により形成され、第２の基板２１２ｂの下面に上面が接合された第３の基板３１１により構成される基板３１の内外に配置される。
【００５８】
外部流路３０ａは、一端が第１の反応室２３内上部の中央付近に位置し、他端が基板３１の外側面に位置している。そして、第１の反応室２３と基板３１外部の間を連通している。
【００５９】
第２の反応室３２は、基板３１内の第１の反応室２３下方の第１の反応室２３よりも他端部側に配置され、第１の反応室２３に収容された第１試薬と対を成す所定量の第２試薬、及び第１の混合液と第２試薬の混合液（第２の混合液）を撹拌する第２撹拌子３２１を収容している。また、第２の反応室３２内の互いに対向する側面を形成している基板３１の第３の基板３１１の両側壁を貫通する２つの貫通孔が、検出部８の第１の検出部８１からの光が透過する２つの透過材３２２で閉塞されている。
【００６０】
第２の反応流路３０ｂは、一端が第１の反応室２３内の底部に位置し、他端が第２の反応室３２内上部の一部に位置している。そして、第１の反応室２３と第２の反応室３２の間を連通している。
【００６１】
第３のバルブ３０ｃは、外部流路３０ａの第１の反応室２３の近傍に配置され、外部流路３０ａを開閉可能に閉鎖している。また、第４のバルブ３０ｄは、第２の反応流路３０ｂの第１の反応室２３の近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂの一端近傍を開閉可能に閉鎖している。更に、第１及び第２のバルブ２７，２８は、第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖している。そして、第１の反応室２３内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。
【００６２】
第２の圧力室３３は、第１の反応室２３内の第１の混合液を第２の反応室３２内へ送液するための吸引を行うために設けられ、基板３１内の他端部近傍に配置される。そして、空気、窒素ガス等の気体を収容している。なお、第１の圧力室２５と第２の圧力室３３を合わせて１つの圧力室に置き換えるようにしてもよい。
【００６３】
第２の圧力流路３４は、一端が第２の反応室３２内上部の他部に位置し、他端が第２の圧力室３３内上部に位置している。そして、第２の反応室３２と第２の圧力室３３の間を連通している。
【００６４】
第５のバルブ３５は、第２の反応流路３０ｂの第２の反応室３２の近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂの他端部近傍を開閉可能に閉鎖している。第６のバルブ３６は、第２の圧力流路３４の第２の反応室３２の近傍に配置され、第２の圧力流路３４を開閉可能に閉鎖している。
【００６５】
そして、第２の反応室３２内に第２撹拌子３２１、第２試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第２の圧力室３３内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも低い圧力の気体を封入することにより、第２の圧力室３３の容積を小さくすることができる。
【００６６】
第２の検出器３７は、第２の圧力流路３４の第６のバルブ３６よりも第２の圧力室３３側の第６のバルブ３６近傍に配置される。そして、外部流路３０ａ、第２の反応流路３０ｂ、及び第２の圧力流路３４の開放により、第２の反応室３２を通過して第２の圧力流路３４へ流入した第１の反応室２３からの第１の混合液を検出する。検出した検出信号は第１の検出部８１に出力される。
【００６７】
図１０は、第２の分析チップ３を用いた化学分析装置１００の動作を示したフローチャートである。化学分析装置１００の操作者により、測定液量の被検試料が第２の分析チップ３の開口部から収容槽２２内へ注入される。被検試料を収容した第２の分析チップ３を装置本体１０の開口部１１１から挿入し、装置本体１０の操作部１４から検査開始の操作を行うことにより、化学分析装置１００は動作を開始する（ステップＳ１１）。
【００６８】
システム制御部１５は、操作部１４からの入力情報により、液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を制御する。液体制御部７の送液機構７１は、制御部７３の制御により、第２の分析チップ３の第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放する（ステップＳ１２）。
【００６９】
第１の圧力室２５は、内部の気体の収縮により収容槽２２内の被検試料で閉塞された第１の反応流路２４及び第１の反応室２３内の気体を吸引して、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液する。次いで、送液された被検試料が第１の反応室２３内の気体の容積の部分を充填した後、第１の圧力流路２６へ流入する。
【００７０】
このように、第２の分析チップ３の第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の収縮を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、収容槽２２に注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００７１】
第１の検出器２９は、第１の圧力流路２６へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を装置本体１０における検出部８の第１の検出部８１を介してシステム制御部１５へ出力する（ステップＳ１３）。
【００７２】
システム制御部１５は、第１の検出部８１から出力された第１の検出器２９の検出信号に基づいて、第１の反応室２３内が被検試料及び第１試薬で充填されていると判断し、制御部７３に指示する。送液機構７１は、制御部７３の制御により、第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉塞する（ステップＳ１４）。
【００７３】
第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６が閉鎖された後、液体制御部７の撹拌機構７２は、第１の反応室２３内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する（ステップＳ１５）。
【００７４】
第１の混合液を撹拌した後、送液機構７１は、制御部７３の制御により、第３乃至第６のバルブ３０ｃ，３０ｄ，３５，３６を駆動して外部流路３０ａ、第２の反応流路３０ｂ、及び第２の圧力流路３４を開放する（ステップＳ１６）。
【００７５】
なお、第１の反応室２３内の撹拌した後の第１の混合液に第１の検出部８１から光を照射し、その第１の混合液内を透過した光を検出して第１の混合液に含まれる被検試料による色調の変化を測定するようにしてもよい。
【００７６】
第２の圧力室３３は、内部の気体の収縮により第１の反応室２３内の第１の混合液で閉塞された第２の反応流路３０ｂ内及び第２の反応室３２内の気体を吸引して、その第１の混合液を第２の反応室３２内へ送液する。次いで、送液された第１の混合液が第２の反応室３２内の気体の部分を充填した後、第２の圧力流路３４へ流入する。
【００７７】
このように、第２の分析チップ２の第２の圧力室３３内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の収縮を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、第１の反応室２３内の第１の混合液を送液することができる。これにより、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００７８】
第２の検出器３７は、第２の圧力流路３４へ流入した第１の混合液を検出し、その検出信号を検出部８の第１の検出部８１を介してシステム制御部１５へ出力する（ステップＳ１７）。
【００７９】
なお、第２の反応室３２内へ送液された第１の混合液が第２の検出器３７で検出されたとき、第２の反応流路３０ｂの第５のバルブ３５よりも第１の反応室２３側に第１の混合液が残存し、第２の反応室３２内の封入されていた気体の部分には第１の混合液が充填されている。
【００８０】
システム制御部１５は、第１の検出部８１から出力された第２の検出器３７の検出信号に基づいて、第２の反応室３２内が第１の混合液及び第２試薬で充填されていると判断して、制御部７３に指示する。送液機構７１は、制御部７３の制御により、第５及び第６バルブ３５，３６を駆動して第２の反応流路３０ｂの他端部近傍及び第２の圧力流路３４を閉鎖する（ステップＳ１８）。
【００８１】
このように、第５及び第６バルブ３５，３６で第２の反応流路３０ｂ及び第２の圧力流路３４を閉塞することにより、第２の反応室３２内の第２試薬の量に応じた第１の混合液を定量することができる。
【００８２】
第２の反応流路３０ｂの他端部近傍及び第２の圧力流路３４が閉鎖された後、撹拌機構７２は、第２の反応室３２内の第２撹拌子３２１を駆動して第２の混合液を撹拌する（ステップＳ１９）。
【００８３】
撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１は、第２の反応室３２内の第２の混合液に光を照射し、その第２の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する(ステップＳ２０）。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【００８４】
データ処理部９は、検出部８の第１の検出部８１から出力された信号に基づいて分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に出力する。記憶部１２は、データ処理部９から出力された分析データを保存する。出力部１３は、データ処理部９から出力された分析データを表示する（ステップＳ２１）。
【００８５】
そして、出力部１３に、分析データが出力された時点で、システム制御部１５が液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を停止させることにより、化学分析装置１００は測定を終了する（ステップＳ２２）。
【００８６】
測定終了後、操作者は、測定を終了した各液体が収容された第２の分析チップ３を装置本体１０から取り外して廃棄する。
【００８７】
次に、図１乃至図１２を参照して、分析チップ１の第３の分析チップ４の構成及び第３の分析チップ４を用いた化学分析装置１００の動作の一例を説明する。図１１は、第３の分析チップ４の構成を示すブロック図である。図１２は、第３の分析チップ４の構造を示す図である。以下において、第１及び第２の分析チップ２，３と同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【００８８】
図１１において、第３の分析チップ４は、収容槽２２、第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３ｂ、第１の反応流路２４、第１の圧力室２５、第１の圧力流路２６、第１のバルブ２７、第２のバルブ２８、第１の検出器２９、及び各検査項目の成分を特異的に検出するセンサ４２の各ユニットを備えている。
【００８９】
図１２（ａ）は、第３の分析チップ４の上面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示した第３の分析チップ４のＤ−Ｄ線における断面図である。この第３の分析チップ４の各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料を用いて微細加工することにより形成された第１の基板２１１及びこの第１の基板２１１の下面に上面が接合され第２の基板４１１により構成される基板４１の内外に配置される。
【００９０】
第１の反応室２３ｂ内の一側面を形成している基板４１の第２の基板４１１の一側壁を貫通する貫通孔がセンサ４２により閉塞されている。
【００９１】
センサ４２は、ナトリウムイオンなどの電解質に選択的に感応するイオン選択性電極及びこの電極の基準となる参照電極により構成されるイオンセンサ、グルコースなどの検査項目の成分に選択的に反応するグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）等を含む高分子膜が固定化された酵素センサ等により構成される。そして、第１の反応室２３ｂ内の第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を装置本体１０における検出部８の第２の検出部８２へ出力する。
【００９２】
次に、第３の分析チップ４を用いた化学分析装置１００の動作について説明する。第３の分析チップ４を用いた化学分析装置１００が、第１の分析チップ２を用いた場合と同様に動作する図４のステップＳ１乃至Ｓ５及びステップＳ７，Ｓ８の説明を省略し、ステップＳ６と異なるステップの動作を説明する。
【００９３】
このステップにおいて、第１の反応室２３ｂ内の第１の混合液を撹拌してから所定時間後に、センサ４２はその第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を第２の検出部８２へ出力する。第２の検出部８２は、センサ４２からの検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【００９４】
以上述べた本発明の実施例１によれば、各第１乃至第３の分析チップ２，３，４の各第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、第１及び第２のバルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放することにより、収容槽２２内の被検試料を各第１の反応室２３，２３ｂ内へ送液することができる。
【００９５】
また、第２の分析チップ３の第２の圧力室３３内に大気圧よりも低い気体を封入し、第３乃至第６のバルブ３０ｃ，３０ｄ，３５，３６で外部流路３０ａ、第２の反応流路３０ｂ、及び第２の圧力流路３４を開放することにより、第２の反応室３２内へ第１の混合液を送液することができる。
【００９６】
これにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００９７】
そして、第１の検出器２９で被検試料を検出したとき、第１及び第２のバルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖することにより、各第１の反応室２３，２３ｂ内の第１試薬の量に応じた被検試料を定量することができる。また、第２の検出器３７で第１の混合液を検出したとき、第５及び第６のバルブ３５，３６で第２の反応流路３０ｂ及び第２の圧力流路３４を閉鎖することにより、第２の反応室３２内の第２試薬の量に応じた第１の混合液を定量することができる。
【００９８】
なお、上述した実施例１に限定されるものではなく、図１３に示すように、Ｎ種類（Ｎ＞１）の検査項目の測定が可能な第４の分析チップ５を用いて測定するように実施してもよい。この第４の分析チップ５は、Ｎ種類の例えば１試薬系の検査項目に対応する第１の分析チップ２の収容槽２２を除いた各ユニットにより構成されるＮ個の第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮと、このＮ個の第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応流路の一端が底部に位置する収容槽２２ａとを備えている。
【００９９】
図１４（ａ）は、第４の分析チップ５の上面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示した第４の分析チップ５のＥ−Ｅ線における断面図である。この第４の分析チップ５の各ユニットは、第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応室内の第１の混合液に照射する光を透過する材料を用いて微細加工することにより形成されたガラス、プラスチック等の第１の基板５１１、この第１の基板５１１の下面に上面が接合された第２の基板５１２、及びこの第２の基板５１２の下面に上面が接合された第１の基板５１１と同じ材料からなる第３の基板５１３により構成される基板５１の内外に配置される。これにより、第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応室内の上壁及び下壁は第１及び第３の基板５１１，５１３により形成される。
【０１００】
また、装置本体１０に、第４の分析チップ５の保持が可能な開口部を有するインターフェース部、及び第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮに対応するＮ個の第１の検出部８１ａ１乃至８１ａＮ、及び第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの制御が可能な液体制御部を設ける。そして、収容槽２２ａの被検試料を第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応室内へ送液し、各第１の反応室内の第１の混合液に対して光の照射及び検出を行うことにより、同時に複数の検査項目の測定を行うことができる。
【０１０１】
更に、各第１の反応室にセンサ４２を配置し、このセンサ４２に応じた数の第２の検出部を設けることにより、同時に複数の検査項目を測定することができる。
【０１０２】
これにより、前記送液機構を必要とせず、被検試料を同時に複数の検査項目を測定することが可能となり、装置本体の小型化を図ることができる。
【実施例２】
【０１０３】
以下、本発明に係る化学分析装置の実施例２を、図１５及び図２２を参照して説明する。
図１５は、実施例２に係る化学分析装置の構成を示したブロック図である。図１５に示した実施例２が図１における実施例１と大きく異なる点は、実施例１に係る分析チップ１における各第１乃至第３の分析チップ２，３，４の第１の圧力室２５を大気圧よりも大きな圧力の気体を封入した第１の圧力室に置き換えた点と、実施例２に係る図１５の分析チップを制御する液体制御部に置き換えた点である。以下では、実施例２に係る各ユニットの実施例１と同様に機能するユニットは同じ符号を付与し説明を簡略化又は省略する。
【０１０４】
図１５において、化学分析装置１００ａは、被検試料と試薬を混合して各検査項目を測定するための分析チップ１ａ、及びこの分析チップ１ａの測定により得られた信号を処理して分析データを生成する装置本体１０ａを備えている。
【０１０５】
分析チップ１ａは、各検査項目の測定方法に応じて、光学的に測定する検査項目の試薬が１試薬系である場合の第１試薬を収容した第１の分析チップ２ｃ、光学的に測定する検査項目の試薬が２試薬系である場合の第１及び第２試薬を収容した第２の分析チップ３ａ、及び電気化学的に測定する検査項目である場合の第１試薬を収容した第３の分析チップ４ａ等により構成される。
【０１０６】
装置本体１０ａは、着脱可能な分析チップ１ａを保持するインターフェース部１１、分析チップ１ａを制御する液体制御部７ａ、分析チップ１ａによる測定により得られた信号を検出する検出部８ａ、データ処理部９、記憶部１２、出力部１３、及び操作部１４と、液体制御部７ａ、検出部８ａ、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３の制御やシステム全体の制御を統括して行うシステム制御部１５ａとを備えている。
【０１０７】
液体制御部７ａは、インターフェース部１１に保持された分析チップ１ａの近傍に配置され、分析チップ１ａの各ユニットを駆動して分析チップ１ａ内の被検試料等を送液する送液機構７１ａと、被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹拌機構７２ａと、送液機構７１ａ及び撹拌機構７２ａを制御する制御部７３ａとを備えている。
【０１０８】
検出部８ａは、インターフェース部１１に保持された各第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａに係合する第１の検出部８１ａ、及び第３の分析チップ４ａに係合する第２の検出部８２ａを備えている。第１の検出部８１ａは、実施例１における第１の検出部８１と同様に光源及び受光素子を有する。そして、各第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａ内の混合液に光を照射し、その混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。更にその電気信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。また、各第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａ内における被検試料等の検出信号を受信してシステム制御部１５ａへ出力する。
【０１０９】
第２の検出部８２ａは、第３の分析チップ４ａ内の混合液の測定により検出された検出信号を受信して増幅する。そして増幅した信号をデータ処理部９へ出力する。また、第３の分析チップ４ａ内における被検試料の検出信号を受信してシステム制御部１５ａへ出力する。
【０１１０】
以下、分析チップ１ａの各第１乃至第３の分析チップ２ｃ，３ａ，４ａの構成の詳細、及び各第１乃至第３の分析チップ２ｃ，３ａ，４ａを用いた化学分析装置１００ａの動作の一例を説明する。
先ず、図１５乃至図１７を参照して、分析チップ１ａの第１の分析チップ２ｃの構成及び第１の分析チップ２ｃを用いた化学分析装置１００ａの動作を説明する。図１６は、第１の分析チップ２ｃの構成を示すブロック図である。図１７は、第１の分析チップ２ｃの構造を示す図である。
【０１１１】
図１６において、第１の分析チップ２ｃは、収容槽２２ｂ、第１の反応室２３ｃ、第１の反応流路２４ａ、第１の圧力室２５ｂ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０、第１のバルブ２７ａ、第７のバルブ５１、第２のバルブ２８ａ、及び第１の検出器２９ａの各ユニットを備えている。
【０１１２】
図１７（ａ）は、第１の分析チップ２ｃの上面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）に示した第１の分析チップ２ｃのＦ−Ｆ線における断面図である。この第１の分析チップ２ｃの各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料の微細加工により形成された第１の基板２１１ｃ及びこの第１の基板２１１ｃの下面に上面が接合された第２の基板２１２ｃにより構成される基板２１ｃの内外に配置される。
【０１１３】
収容槽２２ｂは、基板２１ｃ上面の中央よりも一端部よりに配置された開口部を有し、その開口部から注入された被検試料を収容する。
【０１１４】
第１の反応室２３ｃは、基板２１ｃ内の収容槽２２ｂよりも他端部側に配置され、各検査項目に応じた所定量の第１試薬、及びこの第１試薬と被検試料の第１の混合液を撹拌するための第１撹拌子２３１を収容している。また、第１の反応室２３ｃ内の互いに対向する側面を形成している基板２１ｃの第２の基板２１２ｃの両側壁を貫通する２つの貫通孔が、装置本体１０ａにおける検出部８ａの第１の検出部８１ａからの光が透過する２つの透過材２３２により閉塞されている。第１の撹拌子２３１は、装置本体１０ａにおける液体制御部７ａの撹拌機構７２ａにより第１の混合液を撹拌する。
【０１１５】
第１の反応流路２４ａは、一端が収容槽２２ｂ内の底部に位置し、他端が第１の反応室２３ｃ内上部の一部に位置している。そして、収容槽２２ｂと第１の反応室２３ｃの間を連通している。
【０１１６】
第１の圧力室２５ｂは、基板２１ｃ内の収容槽２２ｂよりも一端部側に配置され、空気、窒素ガス等の気体を収容している。
【０１１７】
第１の圧力流路２６ａは、一端が第１の圧力室２５ｂ内上部に位置し、他端が収容槽２２ｂ内上部に位置している。そして、第１の圧力室２５ｂと収容槽２２ｂの間を連通している。第１の外部流路５０は、一端が第１の反応室２３ｃ内上部の他部に位置し、他端が基板２１ｃの他端面に位置している。そして、第１の反応室２３ｃと基板２１ｃの外部の間を連通している。
【０１１８】
第１のバルブ２７ａは、第１の反応流路２４ａの第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、第１の反応流路２４ａを開閉可能に閉鎖している。また、第７のバルブ５１は、第１の外部流路５０の第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、第１の外部流路５０を開閉可能に閉鎖している。そして、第１の反応室２３ｃ内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。
【０１１９】
また、第２のバルブ２８ａは、第１の圧力流路２６ａに配置され、第１の圧力流路２６ａを開閉可能に閉鎖している。そして、第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも高い圧力の気体を封入することにより、第１の圧力室２５ｂの容積を小さくすることができる。
【０１２０】
第１の検出器２９ａは、第１の外部流路５０の第７のバルブ５１よりも基板２１ｃの他端部側の第７のバルブ５１近傍に配置される。そして、送液機構７１ａによる収容槽２２ｂの開口部の閉塞及び第１の反応流路２４ａ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０の開放により、第１の反応室２３ｃを通過して第１の外部流路５０へ流入した収容槽２２ｂからの被検試料を検出する。検出した検出信号は、第１の検出部８１ａに出力される。
【０１２１】
次に、第１の分析チップ２ｃを用いた化学分析装置１００ａの動作を説明する。
測定液量の被検試料が開口部から収容槽２２ｂ内へ注入された第１の分析チップ２ｃが装置本体１０ａの開口部１１１から挿入される。装置本体１０ａにおける液体制御部７ａの送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により第１の分析チップ２ｃの収容槽２２ｂの開口部を閉塞した後、第１及び第２バルブ２７ａ，２８ａ並びに第７のバルブ５１を駆動して第１の圧力流路２６ａ、第１の反応流路２４ａ、及び第１の外部流路５０を開放する。
【０１２２】
第１の圧力室２５ｂは、内部の気体の膨張により収容槽２２ｂ内を加圧して、収容槽２２ｂ内の被検試料を第１の反応室２３ｃ内へ送液する。
【０１２３】
このように、第１の分析チップ２ｃの第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入し、この封入した気体の膨張を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、収容槽２２ｂに注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１２４】
次いで、送液された被検試料が第１の反応室２３ｃ内の気体の部分に充填された後、第１の外部流路５０へ流入する。第１の検出器２９ａは、第１の外部流路５０へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を検出部８ａの第１の検出部８１ａを介してシステム制御部１５ａへ出力する。
【０１２５】
なお、第１の反応室２３ｃ内に封入された気体の部分の容積に第１の外部流路５０の一端と第１の検出器２９ａ間の容積を加算した容積よりも多く、収容槽２２ｂの容積以下の量である測定液量の被検試料が収容槽２２ｂ内に収容されていると、第１の反応室２３ｃ内へ送液された被検試料が第１の検出器２９ａで検出されたとき、第１の反応流路２４ａの第１のバルブ２７ａよりも収容槽２２ｂ側に被検試料が残存し、第１の反応室２３ｃ内の封入されていた気体の部分に被検試料が充填されている。
【０１２６】
システム制御部１５ａは、第１の検出部８１ａから出力された第１の検出器２９ａの検出信号に基づいて、第１の反応室２３ｃ内に被検試料及び第１試薬が充填されていると判断し、液体制御部７ａの制御部７３ａに指示する。送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第１及び第７のバルブ２７ａ，５１を駆動して第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０を閉鎖する。
【０１２７】
第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０が閉鎖された後、液体制御部７ａの撹拌機構７２ａは、第１の反応室２３ｃ内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する。撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１ａは、第１の反応室２３ｃ内の第１の混合液に光を照射し、その第１の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【０１２８】
データ処理部９は、検出部８ａの第１の検出部８１ａから出力された信号に基づいて、分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に表示する。
【０１２９】
次に、図１５乃至図１９を参照して、分析チップ１ａの第２の分析チップ３ａの構成及び第２の分析チップ３ａを用いた化学分析装置１００ａの動作の一例を説明する。図１８は、第２の分析チップ３ａの構成を示すブロック図である。図１９は、第２の分析チップ３ａの構造を示す図である。以下において、第１の分析チップ２ｃと同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【０１３０】
図１８において、第２の分析チップ３ａは、収容槽２２ｂ、第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３ｃ、第１の反応流路２４ａ、第１の圧力室２５ｂ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０、第１のバルブ２７ａ、第７のバルブ５１、第２のバルブ２８ａ、及び第１の検出器２９ａの各ユニットを備えている。
【０１３１】
また、第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、第３のバルブ３０ｃａ、第４のバルブ３０ｄａ、第１の反応室２３ｃの第１試薬と対を成す第２試薬及び第２撹拌子３２１を収容した第２の反応室３２ａ、第２の圧力室３３ａ、第２の圧力流路３４ａ、第５のバルブ３５ａ、第６のバルブ３６ａ、及び第２の検出器３７ａの各ユニットを備えている。
【０１３２】
図１９（ａ）は、第２の分析チップ３ａの上面図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）に示した第２の分析チップ３ａのＧ−Ｇ線における断面図である。この第２の分析チップ３ａの各ユニットは、第１の分析チップ２ｃにおける第１及び第２の基板２１１ｃ，２１２ｃの追加工により形成された第１及び第２の基板２１１ｄ，２１２ｄ、並びにガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料の微細加工により形成され、第２の基板２１２ｄの下面に上面が接合された第３の基板３１１ａにより構成される基板３１ａの内外に配置される。
【０１３３】
第２の外部流路３０ａａは、一端が第１の反応室２３ｃ内の上部の中央付近に位置し、他端が基板３１ａの外側面に位置している。そして、第１の反応室２３ｃと基板３１ａの外部の間を連通している。また、第２の反応流路３０ｂａは、一端が第１の反応室２３ｃ内の底部に位置し、他端が第２の反応室３２ａ内上部の一部に位置している。そして、第１の反応室２３ｃと第２の反応室３２ａの間を連通している。
【０１３４】
第３のバルブ３０ｃａは、第２の外部流路３０ａａの第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、送液機構７１ａにより第２の外部流路３０ａａを開閉可能に閉鎖している。また、第４のバルブ３０ｄａは、第２の反応流路３０ｂａの第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂａの一端近傍を開閉可能に閉鎖している。更に、第１及び第７のバルブ２７ａ，５１は、第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０を閉鎖している。そして、第１の反応室２３ｃ内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。
【０１３５】
第２の反応室３２ａは、基板３１ａ内の第１の反応室２３ｃ下方の第１の反応室２３ｃよりも他端部側に配置され、基板３１ａの第３の基板３１１ａの両側壁を貫通する２つの貫通孔が２つの透過材３２２により閉塞されている。
【０１３６】
第２の圧力室３３ａは、基板３１ａ内の他端部近傍に配置され、空気、窒素ガス等の気体を収容している。また、第２の圧力流路３４ａは、一端が第２の反応室３２ａ内上部の他部に位置し、他端が第２の圧力室３３ａ内上部に位置している。そして、第２の反応室３２ａと第２の圧力室３３ａの間を連通している。
【０１３７】
第５のバルブ３５ａは、第２の反応流路３０ｂａの第２の反応室３２ａの近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂａの他端部近傍を開閉可能に閉鎖している。また、第６のバルブ３６ａは、第２の圧力流路３４ａの第２の反応室３２ａの近傍に配置され、第２の圧力流路３４ａを開閉可能に閉鎖している。そして、第２の反応室３２ａ内に第２撹拌子３２１、第２試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第２の圧力室３３ａ内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも低い圧力の気体を封入することにより、第２の圧力室３３ａの容積を小さくすることができる。
【０１３８】
第２の検出器３７ａは、第２の圧力流路３４ａの第６のバルブ３６ａよりも第２の圧力室３３ａ側の第６のバルブ３６ａ近傍に配置される。そして、第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、及び第２の圧力流路３４ａの開放により、第２の反応室３２ａを通過して第２の圧力流路３４ａへ流入した第１の反応室２３ｃからの第１の混合液を検出する。検出した検出信号は第１の検出部８１ａに出力される。
【０１３９】
次に第２の分析チップ３ａを用いた化学分析装置１００ａの動作の一例を説明する。
測定液量の被検試料が開口部から収容槽２２ｂ内へ注入された第２の分析チップ３ａが装置本体１０ａの開口部１１１から挿入される。装置本体１０ａにおける液体制御部７ａの送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第２の分析チップ３ａの収容槽２２ｂの開口部を閉塞した後、第１及び第２バルブ２７ａ，２８ａ並びに第７のバルブ５１を駆動して第１の圧力流路２６ａ、第１の反応流路２４ａ、及び第１の外部流路５０を開放する。
【０１４０】
第１の圧力室２５ｂは、内部の気体の膨張により収容槽２２ｂ内を加圧して、収容槽２２ｂ内の被検試料を第１の反応室２３ｃ内へ送液する。次いで、送液された被検試料が第１の反応室２３ｃ内の気体の部分を充填した後、第１の外部流路５０へ流入する。
【０１４１】
このように、第２の分析チップ３ａの第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入し、この封入した気体の膨張を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、収容槽２２ｂに注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１４２】
第１の検出器２９ａは、第１の外部流路５０へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を検出部８ａの第１の検出部８１ａを介してシステム制御部１５ａへ出力する。システム制御部１５ａは、第１の検出部８１ａから出力された第１の検出器２９ａの検出信号に基づいて、第１の反応室２３ｃ内に被検試料及び第１試薬が充填されていると判断し、制御部７３ａに指示する。
【０１４３】
送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第１及び第７のバルブ２７ａ，５１を駆動して第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０を閉鎖する。第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０が閉鎖された後、液体制御部７ａの撹拌機構７２ａは、第１の反応室２３ｃ内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する。
【０１４４】
撹拌してから所定時間後に、送液機構７１ａは、第３乃至第６のバルブ３０ｃａ，３０ｄａ，３５ａ，３６ａを駆動して、第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、及び第２の圧力流路３４ａを開放する。
【０１４５】
第２の圧力室３３ａは、内部の気体の収縮により第１の反応室２３ｃ内の第１の混合液を吸引して、第２の反応室３２ａ内へ送液する。次いで、送液された第１の混合液が第２の反応室３２ａ内の気体の部分を充填した後、第２の圧力流路３４ａへ流入する。
【０１４６】
このように、第２の分析チップ３ａの第２の圧力室３３ａ内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の膨張を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、第１の反応室２３ｃ内の第１の混合液を送液することができる。これにより、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１４７】
第２の検出器３７ａは、第２の圧力流路３４ａへ流入した第１の混合液を検出し、その検出信号を第１の検出部８１ａを介してシステム制御部１５ａへ出力する。システム制御部１５ａは、第１の検出部８１ａから出力された第２の検出器３７ａの検出信号に基づいて、第２の反応室３２ａ内が第１の混合液及び第２試薬で充填されていると判断し、制御部７３ａに指示する。
【０１４８】
送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第５及び第６のバルブ３５ａ，３６ａを駆動して第２の反応流路３０ｂａ及び第２の圧力流路３４ａを閉鎖する。第２の反応流路３０ｂａ及び第２の圧力流路３４ａが閉鎖された後、撹拌機構７２ａは、第２の反応室３２ａ内の第２撹拌子３２１を駆動して第２の混合液を撹拌する。
【０１４９】
撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１ａは、第２の反応室３２ａ内の第２の混合液に光を照射し、その第２の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。データ処理部９は、第１の検出部８１ａから出力された信号に基づいて分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に表示する。
【０１５０】
次に、図１５乃至図２１を参照して、分析チップ１ａの第３の分析チップ４ａの構成及び第３の分析チップ４ａを用いた化学分析装置１００ａの動作を説明する。図２０は、第３の分析チップ４ａの構成を示すブロック図である。図２１は、第３の分析チップ４ａの構造を示す図である。以下において、第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａと同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【０１５１】
図２０において、第３の分析チップ４ａは、収容槽２２ｂ、第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３ｄ、第１の反応流路２４ａ、第１の圧力室２５ｂ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０、第１のバルブ２７ａ、第７のバルブ５１、第２のバルブ２８ａ、及び第１の検出器２９ａ、及び各検査項目の成分を特異的に検出するセンサ４２の各ユニットを備えている。
【０１５２】
図２１（ａ）は、第３の分析チップ４ａの上面図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）に示した第３の分析チップ４ａのＪ−Ｊ線における断面図である。この第３の分析チップ４ａの各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料を用いて微細加工することにより形成された第１の基板２１１ｃ及びこの第１の基板２１１ｃの下面に上面が接合され第２の基板４１１ａにより構成される基板４１ａの内外に配置される。
【０１５３】
第１の反応室２３ｄ内の一側面を形成している基板４１ａの第２の基板４１１ａの一側壁を貫通する貫通孔がセンサ４２により閉塞されている。そして、センサ４２は、第１の反応室２３ｄ内の第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を装置本体１０ａにおける検出部８ａの第２の検出部８２ａへ出力する。
【０１５４】
次に、第３の分析チップ４ａを用いた化学分析装置１００ａの動作について説明する。第３の分析チップ４ａを用いた化学分析装置１００ａは、第１の分析チップ２ｃを用いた場合と異なるステップの動作を説明する。このステップにおいて、第１の反応室２３ｄ内の第１の混合液を撹拌してから所定時間後に、センサ４２はその第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を第２の検出部８２ａへ出力する。第２の検出部８２ａは、センサ４２からの検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【０１５５】
以上述べた本発明の実施例２によれば、各第１乃至第３の分析チップ２ｃ，３ａ，４ａの各第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入し、第１及び第２のバルブ２７ａ，２８ａ並びに第７のバルブ５１で第１の反応流路２４ａ、第１の圧力流路２６ａ、及び第１の外部流路５０を開放することにより、収容槽２２ｂ内の被検試料を各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内へ送液することができる。
【０１５６】
また、第２の分析チップ３ａの第２の圧力室３３ａ内に大気圧よりも低い気体を封入し、第３乃至第６のバルブ３０ｃａ，３０ｄａ，３５ａ，３６ａで第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、及び第２の圧力流路３４ａを開放することにより、第２の反応室３２ａ内へ第１の混合液を送液することができる。
【０１５７】
これにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１５８】
そして、第１の検出器２９ａで被検試料を検出したとき、第１及び第２のバルブ２７ａ，２８ａで第１の反応流路２４ａ及び第１の圧力流路２６ａを閉鎖することにより、各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内の第１試薬の量に応じた被検試料を定量することができる。また、第２の検出器３７ａで第１の混合液を検出したとき、第５及び第６のバルブ３５ａ，３６ａで第２の反応流路３０ｂａ及び第２の圧力流路３４ａを閉鎖することにより、第２の反応室３２ａ内の第２試薬の量に応じた第１の混合液を定量することができる。
【０１５９】
なお、上述した実施例２に限定されるものではなく、図２２（ａ）に示すように、例えば第１の分析チップ２ｃから第２のバルブ２８ａを除き、第２の基板２１２ｃを追加工して第１の圧力室２５ｂを拡張する。また、液体制御部７ａに加熱手段を設ける。そして、加熱して第１の圧力室内の気体を熱膨張させることにより、閉塞された収容槽２２ｂ内を加圧して被検試料を各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内に送液するようにしてもよい。
【０１６０】
また、図２２（ｂ）に示すように、拡張した第１の圧力室内の底部に熱で屈曲可能なバイメタル６０、このバイメタル６０の上に第１の圧力室内の側壁に密着して上下移動可能なピストン６１を配置する。そして、加熱して第１の圧力室内のバイメタル６０を屈曲させてピストン６１を上へ移動させることにより、閉塞された収容槽２２ｂ内を加圧して被検試料を各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内に送液するようにしてもよい。
【０１６１】
これにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、装置本体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の実施例１に係る化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る第１の分析チップの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施例１に係る第１の分析チップの構造を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る第１の分析チップを用いた化学分析装置の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例１に係る第１の分析チップ内における被検試料の送液を説明するための図。
【図６】本発明の実施例１に係る第１の分析チップ及び装置本体の外観を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係る第１の分析チップの変形例を示す断面図。
【図８】本発明の実施例１に係る第２の分析チップの構成を示すブロック図。
【図９】本発明の実施例１に係る第２の分析チップの構造を示す図。
【図１０】本発明の実施例１に係る第２の分析チップを用いた化学分析装置の動作を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施例１に係る第３の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の実施例１に係る第３の分析チップの構造を示す図。
【図１３】本発明の実施例１に係る第４の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の実施例１に係る第４の分析チップの構造を示す図。
【図１５】本発明の実施例２に係る化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図１６】本発明の実施例２に係る第１の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１７】本発明の実施例２に係る第１の分析チップの構造を示す図。
【図１８】本発明の実施例２に係る第２の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１９】本発明の実施例２に係る第２の分析チップの構造を示す図。
【図２０】本発明の実施例２に係る第３の分析チップの構成を示すブロック図。
【図２１】本発明の実施例２に係る第３の分析チップの構造を示す図。
【図２２】本発明の実施例２に係る第１の分析チップの他の例を説明するための図。
【符号の説明】
【０１６３】
２ 第１の分析チップ
２１ 基板
２２ 収容槽
２３ 第１の反応室
２４ 第１の反応流路
２５ 第１の圧力室
２６ 第１の圧力流路
２７ 第１のバルブ
２８ 第２のバルブ
２９ 第１の検出器
２１１ 第１の基板
２１２ 第２の基板
２３１ 第１撹拌子
２３２ 透過材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれている成分を分析する化学分析装置及び分析チップに係り、特に微量の血液や尿等の生体試料に含まれる成分を簡便に分析することができる化学分析装置及び分析チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学分析装置は、被検体から採取された血液や尿などの被検試料と各検査項目に該当する試薬の混合液を、化学反応によって生ずる色調などの変化を光の透過量を測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度や酵素活性を求める。また、被検試料に含まれる検査項目の成分に選択的に応答するイオンセンサや酵素センサ等のセンサを用いて測定することにより、被検試料中の様々な成分の濃度を求める。
【０００３】
近年、省スペースで、簡便に検査を行うことができる分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、液体が充填された複数の液体槽、液体槽に連結された流路、及び液体槽の開口部を覆う隔壁を備えたチップ、チップ内の液体を送液させる送液装置、及び送液した液体を測定する光学的検出装置を備えている。
【特許文献１】特開２００４−２２６２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１によれば、送液装置は、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、及びこの非圧縮性媒質を密封する容器とダイアフラム部材により構成されるため大型化する問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、液体を送液する送液機構の小型化が可能な化学分析装置及び分析チップ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】
【０００６】
上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明の化学分析装置は、分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、前記分析チップは、基板上に前記被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び第１試薬の混合液である第１の混合液を収容するための第１の反応室と、前記基板内に配置され、前記第１の反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された第１の圧力室とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項７に係る本発明の化学分析装置は、分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、前記分析チップは、基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
更に、請求項９に係る本発明の化学分析装置は、分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、前記分析チップは、基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体が収容された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
そして、請求項１２に係る本発明の分析チップは、基板上に被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項１３に係る本発明の分析チップは、基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
更に、請求項１４に係る本発明の分析チップは、基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体を収容した圧力室とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、分析チップ内に送液するための気体を収容した圧力室を設け、この圧力室内の気体の膨張又は収縮を利用して被検試料を送液することにより、送液用ポンプが不要となり小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る化学分析装置の実施例１を、図１乃至図１４を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る化学分析装置の構成を示したブロック図である。この化学分析装置１００は、被検試料と試薬を混合して各検査項目を測定するための分析チップ１と、この分析チップ１の測定により得られた信号を処理して分析データを生成する装置本体１０とを備えている。
【００１５】
分析チップ１は、各検査項目の測定方法に応じて、光学的に測定する検査項目の試薬が１試薬系である場合の第１試薬を収容した第１の分析チップ２、光学的に測定する検査項目の試薬が２試薬系である場合の第１及び第２試薬を収容した第２の分析チップ３、及び電気化学的に測定する検査項目である場合の第１試薬を収容した第３の分析チップ４等により構成される。
【００１６】
装置本体１０は、化学分析装置１００の操作者が容易に運ぶことができるサイズであり、着脱可能な分析チップ１を保持するインターフェース部１１と、分析チップ１の各ユニットを制御する液体制御部７と、分析チップ１を用いた測定で得られた信号を検出する検出部８と、検出部８で検出された検出信号から分析データを生成するデータ処理部９と、データ処理部９で生成された分析データなどを保存する記憶部１２とを備えている。
【００１７】
また、データ処理部９で生成された分析データを出力する出力部１３と、各種コマンド信号などを入力する操作部１４と、操作部１４からの入力情報に基づいて液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３の制御やシステム全体の制御を統括して行うシステム制御部１５とを備えている。
【００１８】
インターフェース部１１は、開口部１１１を有し、この開口部１１１への挿入により、装置本体１０に着脱自在に装着された分析チップ１を保持する。
【００１９】
液体制御部７は、インターフェース部１１に保持された分析チップ１の近傍に配置され、分析チップ１の各ユニットを駆動して分析チップ１内の被検試料等を送液する送液機構７１と、被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹拌機構７２と、送液機構７１及び撹拌機構７２を制御する制御部７３とを備えている。
【００２０】
検出部８は、インターフェース部１１に保持された分析チップ１の各第１及び第２の分析チップ２，３に係合する第１の検出部８１、及び第３の分析チップ４に係合する第２の検出部８２を備えている。第１の検出部８１は、例えば半導体レーザや発光ダイオード等の光源、及びこの光源からの光を検出するフォトダイオード等の受光素子を有する。そして、各第１及び第２の分析チップ２，３内の混合液に光を照射し、その混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。更にその電気信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。また、各第１及び第２の分析チップ２，３内における被検試料等の検出信号をシステム制御部１５へ出力する。
【００２１】
第２の検出部８２は、第３の分析チップ４内の混合液の測定により検出された検出信号を増幅する。そして増幅した信号をデータ処理部９へ出力する。また、第３の分析チップ４内における被検試料の検出信号をシステム制御部１５へ出力する。
【００２２】
データ処理部９は、検出部８の各第１及び第２の検出部８１，８２から出力された信号をデジタル信号に変換する収集部９１と、収集部９１からの信号に基づいて被検試料に含まれる各検査項目成分の分析データを生成する処理部９２とを備えている。処理部９２は、収集部９１から出力された信号に対応する各検査項目のキャリブレーションテーブルを記憶部１２から読み出した後、このキャリブレーションテーブルを用いて被検試料に含まれる各検査項目成分の濃度値や酵素活性値等の分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に出力する。
【００２３】
記憶部１２は、記憶回路を備え、操作部１４から入力された入力情報やデータ処理部９の処理部９２から出力された分析データ等を保存する。また、分析データの生成に用いられるキャリブレーションテーブルなどを保存している。
【００２４】
出力部１３は、液晶パネル等を有し、データ処理部９の処理部９２から出力された分析データを表示する。なお、前述した表示以外にも、表示灯による点灯を利用した視覚伝達手段、音声による聴覚を利用した聴覚伝達手段によっても伝達するようにしてもよい。更には、それら複数の手段を併用するようにしてもよい。
【００２５】
操作部１４は、操作パネル上にボタンなどの入力デバイスを備え、被検体の情報の入力、分析チップ１に収容された被検試料の測定操作、記憶部１２に保存されている様々な分析データの出力操作等を行う。
【００２６】
以下、分析チップ１の各第１乃至第３の分析チップ２，３，４の構成の詳細、及び各第１乃至第３の分析チップ２，３，４を用いた化学分析装置１００の動作の一例を説明する。
先ず、図１乃至図７を参照して、分析チップ１の第１の分析チップ２の構成及び第１の分析チップ２を用いた化学分析装置１００の動作を説明する。図２は、第１の分析チップ２の構成を示すブロック図である。図３は、第１の分析チップ２の構造を示す図である。図４は、第１の分析チップ２を用いた化学分析装置１００の動作を示すフローチャートである。図５は、第１の分析チップ２内における被検試料の送液を説明するための図である。図６は、第１の分析チップ２及び装置本体１０の外観を示す図である。図７は、第１の分析チップ２の変形例を示す断面図である。
【００２７】
図２において、第１の分析チップ２は、注入された被検試料を収容する収容槽２２、この収容槽２２と第１の反応流路２４で連通している第１の反応室２３、第１の反応室２３と第１の圧力流路２６で連通している第１の圧力室２５、第１の反応流路２４を開閉する第１のバルブ２７、第１の圧力流路２６を開閉する第２のバルブ２８、及び収容槽２２から第１の反応室２３を介して第１の圧力流路２６へ流入した被検試料を検出する第１の検出器２９の各ユニットを備えている。
【００２８】
図３（ａ）は、第１の分析チップ２の上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した第１の分析チップ２のＡ−Ａ線における断面図である。この第１の分析チップ２の各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料を用いて微細加工することにより形成された第１の基板２１１及びこの第１の基板２１１の下面に上面が接合された第２の基板２１２により構成される基板２１の内外に配置される。
【００２９】
収容槽２２は、基板２１の上面の一端部近傍に配置された開口部を有し、その開口部から注入された被検試料を収容する。
【００３０】
第１の反応室２３は、基板２１内の収容槽２２よりも他端部側に配置され、１試薬系の各検査項目に応じた所定量の第１試薬、及びこの第１試薬と被検試料の混合液（第１の混合液）を撹拌するための第１撹拌子２３１を収容している。また、第１の反応室２３内の互いに対向する側面を形成している基板２１の第２の基板２１２の両側壁を貫通する２つの貫通孔が、装置本体１０における検出部８の第１の検出部８１からの光を透過する２つの透過材２３２で閉塞されている。
【００３１】
第１の撹拌子２３１は、例えば磁石であり、装置本体１０における液体制御部７の撹拌機構７２に設けられた例えば電磁石により回転又は上下移動して第１の混合液を撹拌する。
【００３２】
第１の反応流路２４は、一端が収容槽２２内の底部に位置し、他端が第１の反応室２３内の上部の一部に位置している。そして、収容槽２２と第１の反応室２３の間を連通している。
【００３３】
第１の圧力室２５は、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液するために設けられ、基板２１内の他端部の近傍に配置される。そして、空気、窒素ガス等の気体を収容している。
【００３４】
第１の圧力流路２６は、一端が第１の反応室２３内上部の他部に位置し、他端が第１の圧力室２５内上部に位置している。そして、第１の反応室２３と第１の圧力室２５の間を連通している。
【００３５】
第１のバルブ２７は、液体制御部７の送液機構７１により例えば電磁式に駆動するマイクロバルブであり、第１の反応流路２４の第１の反応室２３の近傍に配置され、第１の反応流路２４を開閉可能に閉鎖している。また、第２のバルブ２８は、送液機構７１により第１のバルブ２７と同様に駆動するマイクロバルブであり、第１の圧力流路２６の第１の反応室２３の近傍に配置され、第１の圧力流路２６を開閉可能に閉鎖している。
【００３６】
そして、第１の反応室２３内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも低い圧力の気体を封入することにより、第１の圧力室２５の容積を小さくすることができる。
【００３７】
第１の検出器２９は、第１の圧力流路２６の第２のバルブ２８よりも第１の圧力室２５側の第２のバルブ２８近傍に配置される。そして、第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６の開放により、第１の反応室２３を通過して第１の圧力流路２６へ流入した収容槽２２からの被検試料を検出する。検出した検出信号は、第１の検出部８１に出力される。
【００３８】
図４は、第１の分析チップ２を用いた化学分析装置１００の動作を示したフローチャートである。化学分析装置１００の操作者により、図５（ａ）に示すように、測定液量の被検試料が第１の分析チップ２の開口部から収容槽２２内へ注入される。そして、測定液量の被検試料を収容した第１の分析チップ２を、図６に示すように、装置本体１０の開口部１１１から挿入した後、装置本体１０の操作部１４から検査開始の操作を行うことにより、化学分析装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。
【００３９】
システム制御部１５は、操作部１４からの入力情報に基づいて、液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を制御する。液体制御部７の送液機構７１は、制御部７３の制御により、第１の分析チップ２の第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放する（ステップＳ２）。
【００４０】
第１の圧力室２５は、内部の気体の収縮により収容槽２２内の被検試料で閉塞された第１の反応流路２４内及び第１の反応室２３内の気体を吸引して、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液する。
【００４１】
このように、第１の分析チップ２の第１の圧力室２３内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の収縮を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、及びこの非圧縮性媒質を密封する容器とダイアフラム部材により構成される送液機構を必要とせず、第１の分析チップ２の収容槽２２に注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００４２】
第１の反応室２３内へ送液された被検試料は、第１の反応室２３内の気体の部分に充填された後、第１の圧力流路２６へ流入する。第１の検出器２９は、第１の圧力流路２６へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を検出部８の第１の検出部８１を介してシステム制御部１５へ出力する（ステップＳ３）。
【００４３】
なお、第１の反応室２３内に封入された気体の部分の容積に第１の圧力流路２６の一端と第１の検出器２９間の容積を加算した容積よりも多く、収容槽２２の容積以下の量である測定液量の被検試料が収容槽２２内に収容されていると、第１の反応室２３内へ送液された被検試料が第１の検出器２９で検出されたとき、図５（ｂ）に示すように、第１の反応流路２４の第１のバルブ２７よりも収容槽２２側に被検試料が残存し、第１の反応室２３内の封入されていた気体の部分に被検試料が充填されている。
【００４４】
システム制御部１５は、第１の検出部８１から出力された第１の検出器２９の検出信号に基づいて、第１の反応室２３が被検試料及び第１試薬で充填されていると判断し、制御部７３に指示する。送液機構７１は、制御部７３の制御により、第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖する（ステップＳ４）。
【００４５】
このように、第１及び第２バルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖することにより、第１の反応室２３内の第１試薬の量に応じた被検試料を定量することができる。
【００４６】
第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６が閉鎖された後、液体制御部７の撹拌機構７２は、第１の反応室２３内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する（ステップＳ５）。
【００４７】
撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１は、第１の反応室２３内の第１の混合液に光を照射し、その第１の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する(ステップＳ６）。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【００４８】
データ処理部９の収集部９１は、検出部８の第１の検出部８１から出力された信号をデジタル信号に変換する。処理部９２は、収集部９１から出力された信号に対応する検査項目のキャリブレーションテーブルを記憶部１２から読み出した後、このキャリブレーションテーブルを用いて分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に出力する。記憶部１２は、データ処理部９から出力された分析データを保存する。出力部１３は、データ処理部９から出力された分析データを表示する（ステップＳ７）。
【００４９】
そして、出力部１３に分析データが出力された時点で、システム制御部１５が、液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を停止させることにより、化学分析装置１００は測定を終了する（ステップＳ８）。
【００５０】
測定終了後、操作者は、測定を終了した第１の混合液が収容された第１の分析チップ２を装置本体１０から取り外して医療廃棄物として廃棄する。
【００５１】
なお、第１の分析チップ２の第１の反応室２３及び第１の圧力室２５を、図７に示すように、第１の反応室２３ａ及び第１の圧力室２５ａに置き換えた第１の分析チップ２ａを用いて測定するようにしてもよい。この第１の分析チップ２ａの各ユニットは、第１の基板２１１及びこの第１の基板２１１の下面に上面が接合する第２の基板２１２ａにより構成される基板２１ａの内外に配置される。第１の反応室２３ａ内の底面を形成している第２の基板２１２ａの下壁を貫通する貫通孔を閉塞する着脱可能な第１の栓２３３が配置される。また、第１の圧力室２５ａ内の一側面を形成している第２の基板２１２ａの他端部の側壁を貫通する貫通孔を閉塞する着脱可能な第２の栓２５１が配置される。
【００５２】
そして、測定後に廃棄の対象となった第１の分析チップ２ａを回収した後、第１及び第２の栓２３３，２５１を取り外して第１の分析チップ２ａ内の各流路及び各室を、洗浄及び消毒する。更に、第１の反応室２３ａ内に新たに第１試薬及び第１撹拌子２３１を入れて第１及び第２の栓２３３，２５１を取り付けた後、第１及び第２のバルブ２７，２８を開閉して、第１の圧力室２５ａを所定の圧力に減圧封入することにより、再利用することができる。これにより、医療廃棄物を低減して限られた資源を有効に活用することができる。
【００５３】
次に、図１乃至図１０を参照して、分析チップ１の第２の分析チップ３の構成及び第２の分析チップ３を用いた化学分析装置１００の動作の一例を説明する。図８は、第２の分析チップ３の構成を示すブロック図である。図９は、第２の分析チップ３の構造を示す図である。図１０は、第２の分析チップ３を用いた化学分析装置１００の動作を示すフローチャートである。以下において、第１の分析チップ２と同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【００５４】
図８において、第２の分析チップ３は、収容槽２２、２試薬系の各検査項目の第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３、第１の反応流路２４、第１の圧力室２５、第１の圧力流路２６、第１のバルブ２７、第２のバルブ２８、及び第１の検出器２９の各ユニットを備えている。
【００５５】
また、第１の反応室２３と第２の分析チップ３の外部の間を連通している外部流路３０ａ、第１の反応室２３と第２の反応流路３０ｂで連通している第２の反応室３２、外部流路３０ａを開閉する第３のバルブ３０ｃ、及び第２の反応流路３０ｂの一端の近傍を開閉する第４のバルブ３０ｄの各ユニットを備えている。
【００５６】
更に、第２の反応室３２と第２の圧力流路３４で連通している第２の圧力室３３、第２の反応流路３０ｂの他端の近傍を開閉する第５のバルブ３５、第２の圧力流路３４を開閉する第６のバルブ３６、及び第１の反応室２３からの第１の混合液を検出する第２の検出器３７の各ユニットを備えている。
【００５７】
図９（ａ）は、第２の分析チップ３の上面図であり、また図９（ｂ）は図９（ａ）に示した第２の分析チップ３のＢ−Ｂ線における断面図であり、更に図９（ｃ）は図９（ｂ）に示した第２の分析チップ３のＣ−Ｃ線における断面図である。この第２の分析チップ３の各ユニットは、第１の分析チップ２における第１及び第２の基板２１１，２１２の追加工により形成された第１及び第２の基板２１１ｂ，２１２ｂ、並びにガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料の微細加工により形成され、第２の基板２１２ｂの下面に上面が接合された第３の基板３１１により構成される基板３１の内外に配置される。
【００５８】
外部流路３０ａは、一端が第１の反応室２３内上部の中央付近に位置し、他端が基板３１の外側面に位置している。そして、第１の反応室２３と基板３１外部の間を連通している。
【００５９】
第２の反応室３２は、基板３１内の第１の反応室２３下方の第１の反応室２３よりも他端部側に配置され、第１の反応室２３に収容された第１試薬と対を成す所定量の第２試薬、及び第１の混合液と第２試薬の混合液（第２の混合液）を撹拌する第２撹拌子３２１を収容している。また、第２の反応室３２内の互いに対向する側面を形成している基板３１の第３の基板３１１の両側壁を貫通する２つの貫通孔が、検出部８の第１の検出部８１からの光が透過する２つの透過材３２２で閉塞されている。
【００６０】
第２の反応流路３０ｂは、一端が第１の反応室２３内の底部に位置し、他端が第２の反応室３２内上部の一部に位置している。そして、第１の反応室２３と第２の反応室３２の間を連通している。
【００６１】
第３のバルブ３０ｃは、外部流路３０ａの第１の反応室２３の近傍に配置され、外部流路３０ａを開閉可能に閉鎖している。また、第４のバルブ３０ｄは、第２の反応流路３０ｂの第１の反応室２３の近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂの一端近傍を開閉可能に閉鎖している。更に、第１及び第２のバルブ２７，２８は、第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖している。そして、第１の反応室２３内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。
【００６２】
第２の圧力室３３は、第１の反応室２３内の第１の混合液を第２の反応室３２内へ送液するための吸引を行うために設けられ、基板３１内の他端部近傍に配置される。そして、空気、窒素ガス等の気体を収容している。なお、第１の圧力室２５と第２の圧力室３３を合わせて１つの圧力室に置き換えるようにしてもよい。
【００６３】
第２の圧力流路３４は、一端が第２の反応室３２内上部の他部に位置し、他端が第２の圧力室３３内上部に位置している。そして、第２の反応室３２と第２の圧力室３３の間を連通している。
【００６４】
第５のバルブ３５は、第２の反応流路３０ｂの第２の反応室３２の近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂの他端部近傍を開閉可能に閉鎖している。第６のバルブ３６は、第２の圧力流路３４の第２の反応室３２の近傍に配置され、第２の圧力流路３４を開閉可能に閉鎖している。
【００６５】
そして、第２の反応室３２内に第２撹拌子３２１、第２試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第２の圧力室３３内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも低い圧力の気体を封入することにより、第２の圧力室３３の容積を小さくすることができる。
【００６６】
第２の検出器３７は、第２の圧力流路３４の第６のバルブ３６よりも第２の圧力室３３側の第６のバルブ３６近傍に配置される。そして、外部流路３０ａ、第２の反応流路３０ｂ、及び第２の圧力流路３４の開放により、第２の反応室３２を通過して第２の圧力流路３４へ流入した第１の反応室２３からの第１の混合液を検出する。検出した検出信号は第１の検出部８１に出力される。
【００６７】
図１０は、第２の分析チップ３を用いた化学分析装置１００の動作を示したフローチャートである。化学分析装置１００の操作者により、測定液量の被検試料が第２の分析チップ３の開口部から収容槽２２内へ注入される。被検試料を収容した第２の分析チップ３を装置本体１０の開口部１１１から挿入し、装置本体１０の操作部１４から検査開始の操作を行うことにより、化学分析装置１００は動作を開始する（ステップＳ１１）。
【００６８】
システム制御部１５は、操作部１４からの入力情報により、液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を制御する。液体制御部７の送液機構７１は、制御部７３の制御により、第２の分析チップ３の第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放する（ステップＳ１２）。
【００６９】
第１の圧力室２５は、内部の気体の収縮により収容槽２２内の被検試料で閉塞された第１の反応流路２４及び第１の反応室２３内の気体を吸引して、収容槽２２内の被検試料を第１の反応室２３内へ送液する。次いで、送液された被検試料が第１の反応室２３内の気体の容積の部分を充填した後、第１の圧力流路２６へ流入する。
【００７０】
このように、第２の分析チップ３の第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の収縮を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、収容槽２２に注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００７１】
第１の検出器２９は、第１の圧力流路２６へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を装置本体１０における検出部８の第１の検出部８１を介してシステム制御部１５へ出力する（ステップＳ１３）。
【００７２】
システム制御部１５は、第１の検出部８１から出力された第１の検出器２９の検出信号に基づいて、第１の反応室２３内が被検試料及び第１試薬で充填されていると判断し、制御部７３に指示する。送液機構７１は、制御部７３の制御により、第１及び第２バルブ２７，２８を駆動して第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉塞する（ステップＳ１４）。
【００７３】
第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６が閉鎖された後、液体制御部７の撹拌機構７２は、第１の反応室２３内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する（ステップＳ１５）。
【００７４】
第１の混合液を撹拌した後、送液機構７１は、制御部７３の制御により、第３乃至第６のバルブ３０ｃ，３０ｄ，３５，３６を駆動して外部流路３０ａ、第２の反応流路３０ｂ、及び第２の圧力流路３４を開放する（ステップＳ１６）。
【００７５】
なお、第１の反応室２３内の撹拌した後の第１の混合液に第１の検出部８１から光を照射し、その第１の混合液内を透過した光を検出して第１の混合液に含まれる被検試料による色調の変化を測定するようにしてもよい。
【００７６】
第２の圧力室３３は、内部の気体の収縮により第１の反応室２３内の第１の混合液で閉塞された第２の反応流路３０ｂ内及び第２の反応室３２内の気体を吸引して、その第１の混合液を第２の反応室３２内へ送液する。次いで、送液された第１の混合液が第２の反応室３２内の気体の部分を充填した後、第２の圧力流路３４へ流入する。
【００７７】
このように、第２の分析チップ２の第２の圧力室３３内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の収縮を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、第１の反応室２３内の第１の混合液を送液することができる。これにより、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００７８】
第２の検出器３７は、第２の圧力流路３４へ流入した第１の混合液を検出し、その検出信号を検出部８の第１の検出部８１を介してシステム制御部１５へ出力する（ステップＳ１７）。
【００７９】
なお、第２の反応室３２内へ送液された第１の混合液が第２の検出器３７で検出されたとき、第２の反応流路３０ｂの第５のバルブ３５よりも第１の反応室２３側に第１の混合液が残存し、第２の反応室３２内の封入されていた気体の部分には第１の混合液が充填されている。
【００８０】
システム制御部１５は、第１の検出部８１から出力された第２の検出器３７の検出信号に基づいて、第２の反応室３２内が第１の混合液及び第２試薬で充填されていると判断して、制御部７３に指示する。送液機構７１は、制御部７３の制御により、第５及び第６バルブ３５，３６を駆動して第２の反応流路３０ｂの他端部近傍及び第２の圧力流路３４を閉鎖する（ステップＳ１８）。
【００８１】
このように、第５及び第６バルブ３５，３６で第２の反応流路３０ｂ及び第２の圧力流路３４を閉塞することにより、第２の反応室３２内の第２試薬の量に応じた第１の混合液を定量することができる。
【００８２】
第２の反応流路３０ｂの他端部近傍及び第２の圧力流路３４が閉鎖された後、撹拌機構７２は、第２の反応室３２内の第２撹拌子３２１を駆動して第２の混合液を撹拌する（ステップＳ１９）。
【００８３】
撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１は、第２の反応室３２内の第２の混合液に光を照射し、その第２の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する(ステップＳ２０）。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【００８４】
データ処理部９は、検出部８の第１の検出部８１から出力された信号に基づいて分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に出力する。記憶部１２は、データ処理部９から出力された分析データを保存する。出力部１３は、データ処理部９から出力された分析データを表示する（ステップＳ２１）。
【００８５】
そして、出力部１３に、分析データが出力された時点で、システム制御部１５が液体制御部７、検出部８、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３を停止させることにより、化学分析装置１００は測定を終了する（ステップＳ２２）。
【００８６】
測定終了後、操作者は、測定を終了した各液体が収容された第２の分析チップ３を装置本体１０から取り外して廃棄する。
【００８７】
次に、図１乃至図１２を参照して、分析チップ１の第３の分析チップ４の構成及び第３の分析チップ４を用いた化学分析装置１００の動作の一例を説明する。図１１は、第３の分析チップ４の構成を示すブロック図である。図１２は、第３の分析チップ４の構造を示す図である。以下において、第１及び第２の分析チップ２，３と同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【００８８】
図１１において、第３の分析チップ４は、収容槽２２、第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３ｂ、第１の反応流路２４、第１の圧力室２５、第１の圧力流路２６、第１のバルブ２７、第２のバルブ２８、第１の検出器２９、及び各検査項目の成分を特異的に検出するセンサ４２の各ユニットを備えている。
【００８９】
図１２（ａ）は、第３の分析チップ４の上面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示した第３の分析チップ４のＤ−Ｄ線における断面図である。この第３の分析チップ４の各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料を用いて微細加工することにより形成された第１の基板２１１及びこの第１の基板２１１の下面に上面が接合され第２の基板４１１により構成される基板４１の内外に配置される。
【００９０】
第１の反応室２３ｂ内の一側面を形成している基板４１の第２の基板４１１の一側壁を貫通する貫通孔がセンサ４２により閉塞されている。
【００９１】
センサ４２は、ナトリウムイオンなどの電解質に選択的に感応するイオン選択性電極及びこの電極の基準となる参照電極により構成されるイオンセンサ、グルコースなどの検査項目の成分に選択的に反応するグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）等を含む高分子膜が固定化された酵素センサ等により構成される。そして、第１の反応室２３ｂ内の第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を装置本体１０における検出部８の第２の検出部８２へ出力する。
【００９２】
次に、第３の分析チップ４を用いた化学分析装置１００の動作について説明する。第３の分析チップ４を用いた化学分析装置１００が、第１の分析チップ２を用いた場合と同様に動作する図４のステップＳ１乃至Ｓ５及びステップＳ７，Ｓ８の説明を省略し、ステップＳ６と異なるステップの動作を説明する。
【００９３】
このステップにおいて、第１の反応室２３ｂ内の第１の混合液を撹拌してから所定時間後に、センサ４２はその第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を第２の検出部８２へ出力する。第２の検出部８２は、センサ４２からの検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【００９４】
以上述べた本発明の実施例１によれば、各第１乃至第３の分析チップ２，３，４の各第１の圧力室２５内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、第１及び第２のバルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を開放することにより、収容槽２２内の被検試料を各第１の反応室２３，２３ｂ内へ送液することができる。
【００９５】
また、第２の分析チップ３の第２の圧力室３３内に大気圧よりも低い気体を封入し、第３乃至第６のバルブ３０ｃ，３０ｄ，３５，３６で外部流路３０ａ、第２の反応流路３０ｂ、及び第２の圧力流路３４を開放することにより、第２の反応室３２内へ第１の混合液を送液することができる。
【００９６】
これにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、装置本体１０の小型化を図ることができる。
【００９７】
そして、第１の検出器２９で被検試料を検出したとき、第１及び第２のバルブ２７，２８で第１の反応流路２４及び第１の圧力流路２６を閉鎖することにより、各第１の反応室２３，２３ｂ内の第１試薬の量に応じた被検試料を定量することができる。また、第２の検出器３７で第１の混合液を検出したとき、第５及び第６のバルブ３５，３６で第２の反応流路３０ｂ及び第２の圧力流路３４を閉鎖することにより、第２の反応室３２内の第２試薬の量に応じた第１の混合液を定量することができる。
【００９８】
なお、上述した実施例１に限定されるものではなく、図１３に示すように、Ｎ種類（Ｎ＞１）の検査項目の測定が可能な第４の分析チップ５を用いて測定するように実施してもよい。この第４の分析チップ５は、Ｎ種類の例えば１試薬系の検査項目に対応する第１の分析チップ２の収容槽２２を除いた各ユニットにより構成されるＮ個の第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮと、このＮ個の第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応流路の一端が底部に位置する収容槽２２ａとを備えている。
【００９９】
図１４（ａ）は、第４の分析チップ５の上面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示した第４の分析チップ５のＥ−Ｅ線における断面図である。この第４の分析チップ５の各ユニットは、第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応室内の第１の混合液に照射する光を透過する材料を用いて微細加工することにより形成されたガラス、プラスチック等の第１の基板５１１、この第１の基板５１１の下面に上面が接合された第２の基板５１２、及びこの第２の基板５１２の下面に上面が接合された第１の基板５１１と同じ材料からなる第３の基板５１３により構成される基板５１の内外に配置される。これにより、第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応室内の上壁及び下壁は第１及び第３の基板５１１，５１３により形成される。
【０１００】
また、装置本体１０に、第４の分析チップ５の保持が可能な開口部を有するインターフェース部、及び第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮに対応するＮ個の第１の検出部８１ａ１乃至８１ａＮ、及び第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの制御が可能な液体制御部を設ける。そして、収容槽２２ａの被検試料を第１の分析部２ｃ１乃至２ｃＮの各第１の反応室内へ送液し、各第１の反応室内の第１の混合液に対して光の照射及び検出を行うことにより、同時に複数の検査項目の測定を行うことができる。
【０１０１】
更に、各第１の反応室にセンサ４２を配置し、このセンサ４２に応じた数の第２の検出部を設けることにより、同時に複数の検査項目を測定することができる。
【０１０２】
これにより、前記送液機構を必要とせず、被検試料を同時に複数の検査項目を測定することが可能となり、装置本体の小型化を図ることができる。
【実施例２】
【０１０３】
以下、本発明に係る化学分析装置の実施例２を、図１５及び図２２を参照して説明する。
図１５は、実施例２に係る化学分析装置の構成を示したブロック図である。図１５に示した実施例２が図１における実施例１と大きく異なる点は、実施例１に係る分析チップ１における各第１乃至第３の分析チップ２，３，４の第１の圧力室２５を大気圧よりも大きな圧力の気体を封入した第１の圧力室に置き換えた点と、実施例２に係る図１５の分析チップを制御する液体制御部に置き換えた点である。以下では、実施例２に係る各ユニットの実施例１と同様に機能するユニットは同じ符号を付与し説明を簡略化又は省略する。
【０１０４】
図１５において、化学分析装置１００ａは、被検試料と試薬を混合して各検査項目を測定するための分析チップ１ａ、及びこの分析チップ１ａの測定により得られた信号を処理して分析データを生成する装置本体１０ａを備えている。
【０１０５】
分析チップ１ａは、各検査項目の測定方法に応じて、光学的に測定する検査項目の試薬が１試薬系である場合の第１試薬を収容した第１の分析チップ２ｃ、光学的に測定する検査項目の試薬が２試薬系である場合の第１及び第２試薬を収容した第２の分析チップ３ａ、及び電気化学的に測定する検査項目である場合の第１試薬を収容した第３の分析チップ４ａ等により構成される。
【０１０６】
装置本体１０ａは、着脱可能な分析チップ１ａを保持するインターフェース部１１、分析チップ１ａを制御する液体制御部７ａ、分析チップ１ａによる測定により得られた信号を検出する検出部８ａ、データ処理部９、記憶部１２、出力部１３、及び操作部１４と、液体制御部７ａ、検出部８ａ、データ処理部９、記憶部１２、及び出力部１３の制御やシステム全体の制御を統括して行うシステム制御部１５ａとを備えている。
【０１０７】
液体制御部７ａは、インターフェース部１１に保持された分析チップ１ａの近傍に配置され、分析チップ１ａの各ユニットを駆動して分析チップ１ａ内の被検試料等を送液する送液機構７１ａと、被検試料と試薬の混合液を撹拌する撹拌機構７２ａと、送液機構７１ａ及び撹拌機構７２ａを制御する制御部７３ａとを備えている。
【０１０８】
検出部８ａは、インターフェース部１１に保持された各第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａに係合する第１の検出部８１ａ、及び第３の分析チップ４ａに係合する第２の検出部８２ａを備えている。第１の検出部８１ａは、実施例１における第１の検出部８１と同様に光源及び受光素子を有する。そして、各第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａ内の混合液に光を照射し、その混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。更にその電気信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。また、各第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａ内における被検試料等の検出信号を受信してシステム制御部１５ａへ出力する。
【０１０９】
第２の検出部８２ａは、第３の分析チップ４ａ内の混合液の測定により検出された検出信号を受信して増幅する。そして増幅した信号をデータ処理部９へ出力する。また、第３の分析チップ４ａ内における被検試料の検出信号を受信してシステム制御部１５ａへ出力する。
【０１１０】
以下、分析チップ１ａの各第１乃至第３の分析チップ２ｃ，３ａ，４ａの構成の詳細、及び各第１乃至第３の分析チップ２ｃ，３ａ，４ａを用いた化学分析装置１００ａの動作の一例を説明する。
先ず、図１５乃至図１７を参照して、分析チップ１ａの第１の分析チップ２ｃの構成及び第１の分析チップ２ｃを用いた化学分析装置１００ａの動作を説明する。図１６は、第１の分析チップ２ｃの構成を示すブロック図である。図１７は、第１の分析チップ２ｃの構造を示す図である。
【０１１１】
図１６において、第１の分析チップ２ｃは、収容槽２２ｂ、第１の反応室２３ｃ、第１の反応流路２４ａ、第１の圧力室２５ｂ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０、第１のバルブ２７ａ、第７のバルブ５１、第２のバルブ２８ａ、及び第１の検出器２９ａの各ユニットを備えている。
【０１１２】
図１７（ａ）は、第１の分析チップ２ｃの上面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）に示した第１の分析チップ２ｃのＦ−Ｆ線における断面図である。この第１の分析チップ２ｃの各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料の微細加工により形成された第１の基板２１１ｃ及びこの第１の基板２１１ｃの下面に上面が接合された第２の基板２１２ｃにより構成される基板２１ｃの内外に配置される。
【０１１３】
収容槽２２ｂは、基板２１ｃ上面の中央よりも一端部よりに配置された開口部を有し、その開口部から注入された被検試料を収容する。
【０１１４】
第１の反応室２３ｃは、基板２１ｃ内の収容槽２２ｂよりも他端部側に配置され、各検査項目に応じた所定量の第１試薬、及びこの第１試薬と被検試料の第１の混合液を撹拌するための第１撹拌子２３１を収容している。また、第１の反応室２３ｃ内の互いに対向する側面を形成している基板２１ｃの第２の基板２１２ｃの両側壁を貫通する２つの貫通孔が、装置本体１０ａにおける検出部８ａの第１の検出部８１ａからの光が透過する２つの透過材２３２により閉塞されている。第１の撹拌子２３１は、装置本体１０ａにおける液体制御部７ａの撹拌機構７２ａにより第１の混合液を撹拌する。
【０１１５】
第１の反応流路２４ａは、一端が収容槽２２ｂ内の底部に位置し、他端が第１の反応室２３ｃ内上部の一部に位置している。そして、収容槽２２ｂと第１の反応室２３ｃの間を連通している。
【０１１６】
第１の圧力室２５ｂは、基板２１ｃ内の収容槽２２ｂよりも一端部側に配置され、空気、窒素ガス等の気体を収容している。
【０１１７】
第１の圧力流路２６ａは、一端が第１の圧力室２５ｂ内上部に位置し、他端が収容槽２２ｂ内上部に位置している。そして、第１の圧力室２５ｂと収容槽２２ｂの間を連通している。第１の外部流路５０は、一端が第１の反応室２３ｃ内上部の他部に位置し、他端が基板２１ｃの他端面に位置している。そして、第１の反応室２３ｃと基板２１ｃの外部の間を連通している。
【０１１８】
第１のバルブ２７ａは、第１の反応流路２４ａの第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、第１の反応流路２４ａを開閉可能に閉鎖している。また、第７のバルブ５１は、第１の外部流路５０の第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、第１の外部流路５０を開閉可能に閉鎖している。そして、第１の反応室２３ｃ内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。
【０１１９】
また、第２のバルブ２８ａは、第１の圧力流路２６ａに配置され、第１の圧力流路２６ａを開閉可能に閉鎖している。そして、第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも高い圧力の気体を封入することにより、第１の圧力室２５ｂの容積を小さくすることができる。
【０１２０】
第１の検出器２９ａは、第１の外部流路５０の第７のバルブ５１よりも基板２１ｃの他端部側の第７のバルブ５１近傍に配置される。そして、送液機構７１ａによる収容槽２２ｂの開口部の閉塞及び第１の反応流路２４ａ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０の開放により、第１の反応室２３ｃを通過して第１の外部流路５０へ流入した収容槽２２ｂからの被検試料を検出する。検出した検出信号は、第１の検出部８１ａに出力される。
【０１２１】
次に、第１の分析チップ２ｃを用いた化学分析装置１００ａの動作を説明する。
測定液量の被検試料が開口部から収容槽２２ｂ内へ注入された第１の分析チップ２ｃが装置本体１０ａの開口部１１１から挿入される。装置本体１０ａにおける液体制御部７ａの送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により第１の分析チップ２ｃの収容槽２２ｂの開口部を閉塞した後、第１及び第２バルブ２７ａ，２８ａ並びに第７のバルブ５１を駆動して第１の圧力流路２６ａ、第１の反応流路２４ａ、及び第１の外部流路５０を開放する。
【０１２２】
第１の圧力室２５ｂは、内部の気体の膨張により収容槽２２ｂ内を加圧して、収容槽２２ｂ内の被検試料を第１の反応室２３ｃ内へ送液する。
【０１２３】
このように、第１の分析チップ２ｃの第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入し、この封入した気体の膨張を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、収容槽２２ｂに注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１２４】
次いで、送液された被検試料が第１の反応室２３ｃ内の気体の部分に充填された後、第１の外部流路５０へ流入する。第１の検出器２９ａは、第１の外部流路５０へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を検出部８ａの第１の検出部８１ａを介してシステム制御部１５ａへ出力する。
【０１２５】
なお、第１の反応室２３ｃ内に封入された気体の部分の容積に第１の外部流路５０の一端と第１の検出器２９ａ間の容積を加算した容積よりも多く、収容槽２２ｂの容積以下の量である測定液量の被検試料が収容槽２２ｂ内に収容されていると、第１の反応室２３ｃ内へ送液された被検試料が第１の検出器２９ａで検出されたとき、第１の反応流路２４ａの第１のバルブ２７ａよりも収容槽２２ｂ側に被検試料が残存し、第１の反応室２３ｃ内の封入されていた気体の部分に被検試料が充填されている。
【０１２６】
システム制御部１５ａは、第１の検出部８１ａから出力された第１の検出器２９ａの検出信号に基づいて、第１の反応室２３ｃ内に被検試料及び第１試薬が充填されていると判断し、液体制御部７ａの制御部７３ａに指示する。送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第１及び第７のバルブ２７ａ，５１を駆動して第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０を閉鎖する。
【０１２７】
第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０が閉鎖された後、液体制御部７ａの撹拌機構７２ａは、第１の反応室２３ｃ内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する。撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１ａは、第１の反応室２３ｃ内の第１の混合液に光を照射し、その第１の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【０１２８】
データ処理部９は、検出部８ａの第１の検出部８１ａから出力された信号に基づいて、分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に表示する。
【０１２９】
次に、図１５乃至図１９を参照して、分析チップ１ａの第２の分析チップ３ａの構成及び第２の分析チップ３ａを用いた化学分析装置１００ａの動作の一例を説明する。図１８は、第２の分析チップ３ａの構成を示すブロック図である。図１９は、第２の分析チップ３ａの構造を示す図である。以下において、第１の分析チップ２ｃと同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【０１３０】
図１８において、第２の分析チップ３ａは、収容槽２２ｂ、第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３ｃ、第１の反応流路２４ａ、第１の圧力室２５ｂ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０、第１のバルブ２７ａ、第７のバルブ５１、第２のバルブ２８ａ、及び第１の検出器２９ａの各ユニットを備えている。
【０１３１】
また、第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、第３のバルブ３０ｃａ、第４のバルブ３０ｄａ、第１の反応室２３ｃの第１試薬と対を成す第２試薬及び第２撹拌子３２１を収容した第２の反応室３２ａ、第２の圧力室３３ａ、第２の圧力流路３４ａ、第５のバルブ３５ａ、第６のバルブ３６ａ、及び第２の検出器３７ａの各ユニットを備えている。
【０１３２】
図１９（ａ）は、第２の分析チップ３ａの上面図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）に示した第２の分析チップ３ａのＧ−Ｇ線における断面図である。この第２の分析チップ３ａの各ユニットは、第１の分析チップ２ｃにおける第１及び第２の基板２１１ｃ，２１２ｃの追加工により形成された第１及び第２の基板２１１ｄ，２１２ｄ、並びにガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料の微細加工により形成され、第２の基板２１２ｄの下面に上面が接合された第３の基板３１１ａにより構成される基板３１ａの内外に配置される。
【０１３３】
第２の外部流路３０ａａは、一端が第１の反応室２３ｃ内の上部の中央付近に位置し、他端が基板３１ａの外側面に位置している。そして、第１の反応室２３ｃと基板３１ａの外部の間を連通している。また、第２の反応流路３０ｂａは、一端が第１の反応室２３ｃ内の底部に位置し、他端が第２の反応室３２ａ内上部の一部に位置している。そして、第１の反応室２３ｃと第２の反応室３２ａの間を連通している。
【０１３４】
第３のバルブ３０ｃａは、第２の外部流路３０ａａの第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、送液機構７１ａにより第２の外部流路３０ａａを開閉可能に閉鎖している。また、第４のバルブ３０ｄａは、第２の反応流路３０ｂａの第１の反応室２３ｃの近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂａの一端近傍を開閉可能に閉鎖している。更に、第１及び第７のバルブ２７ａ，５１は、第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０を閉鎖している。そして、第１の反応室２３ｃ内に第１撹拌子２３１、第１試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。
【０１３５】
第２の反応室３２ａは、基板３１ａ内の第１の反応室２３ｃ下方の第１の反応室２３ｃよりも他端部側に配置され、基板３１ａの第３の基板３１１ａの両側壁を貫通する２つの貫通孔が２つの透過材３２２により閉塞されている。
【０１３６】
第２の圧力室３３ａは、基板３１ａ内の他端部近傍に配置され、空気、窒素ガス等の気体を収容している。また、第２の圧力流路３４ａは、一端が第２の反応室３２ａ内上部の他部に位置し、他端が第２の圧力室３３ａ内上部に位置している。そして、第２の反応室３２ａと第２の圧力室３３ａの間を連通している。
【０１３７】
第５のバルブ３５ａは、第２の反応流路３０ｂａの第２の反応室３２ａの近傍に配置され、第２の反応流路３０ｂａの他端部近傍を開閉可能に閉鎖している。また、第６のバルブ３６ａは、第２の圧力流路３４ａの第２の反応室３２ａの近傍に配置され、第２の圧力流路３４ａを開閉可能に閉鎖している。そして、第２の反応室３２ａ内に第２撹拌子３２１、第２試薬、及び大気圧とほぼ同じ圧力の気体を封入している。また、第２の圧力室３３ａ内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入している。このように、大気圧よりも低い圧力の気体を封入することにより、第２の圧力室３３ａの容積を小さくすることができる。
【０１３８】
第２の検出器３７ａは、第２の圧力流路３４ａの第６のバルブ３６ａよりも第２の圧力室３３ａ側の第６のバルブ３６ａ近傍に配置される。そして、第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、及び第２の圧力流路３４ａの開放により、第２の反応室３２ａを通過して第２の圧力流路３４ａへ流入した第１の反応室２３ｃからの第１の混合液を検出する。検出した検出信号は第１の検出部８１ａに出力される。
【０１３９】
次に第２の分析チップ３ａを用いた化学分析装置１００ａの動作の一例を説明する。
測定液量の被検試料が開口部から収容槽２２ｂ内へ注入された第２の分析チップ３ａが装置本体１０ａの開口部１１１から挿入される。装置本体１０ａにおける液体制御部７ａの送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第２の分析チップ３ａの収容槽２２ｂの開口部を閉塞した後、第１及び第２バルブ２７ａ，２８ａ並びに第７のバルブ５１を駆動して第１の圧力流路２６ａ、第１の反応流路２４ａ、及び第１の外部流路５０を開放する。
【０１４０】
第１の圧力室２５ｂは、内部の気体の膨張により収容槽２２ｂ内を加圧して、収容槽２２ｂ内の被検試料を第１の反応室２３ｃ内へ送液する。次いで、送液された被検試料が第１の反応室２３ｃ内の気体の部分を充填した後、第１の外部流路５０へ流入する。
【０１４１】
このように、第２の分析チップ３ａの第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入し、この封入した気体の膨張を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、収容槽２２ｂに注入された被検試料を送液することができる。これにより、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１４２】
第１の検出器２９ａは、第１の外部流路５０へ流入した被検試料を検出し、その検出信号を検出部８ａの第１の検出部８１ａを介してシステム制御部１５ａへ出力する。システム制御部１５ａは、第１の検出部８１ａから出力された第１の検出器２９ａの検出信号に基づいて、第１の反応室２３ｃ内に被検試料及び第１試薬が充填されていると判断し、制御部７３ａに指示する。
【０１４３】
送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第１及び第７のバルブ２７ａ，５１を駆動して第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０を閉鎖する。第１の反応流路２４ａ及び第１の外部流路５０が閉鎖された後、液体制御部７ａの撹拌機構７２ａは、第１の反応室２３ｃ内の第１撹拌子２３１を駆動して第１の混合液を撹拌する。
【０１４４】
撹拌してから所定時間後に、送液機構７１ａは、第３乃至第６のバルブ３０ｃａ，３０ｄａ，３５ａ，３６ａを駆動して、第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、及び第２の圧力流路３４ａを開放する。
【０１４５】
第２の圧力室３３ａは、内部の気体の収縮により第１の反応室２３ｃ内の第１の混合液を吸引して、第２の反応室３２ａ内へ送液する。次いで、送液された第１の混合液が第２の反応室３２ａ内の気体の部分を充填した後、第２の圧力流路３４ａへ流入する。
【０１４６】
このように、第２の分析チップ３ａの第２の圧力室３３ａ内に大気圧よりも低い圧力の気体を封入し、この封入した気体の膨張を利用することにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、第１の反応室２３ｃ内の第１の混合液を送液することができる。これにより、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１４７】
第２の検出器３７ａは、第２の圧力流路３４ａへ流入した第１の混合液を検出し、その検出信号を第１の検出部８１ａを介してシステム制御部１５ａへ出力する。システム制御部１５ａは、第１の検出部８１ａから出力された第２の検出器３７ａの検出信号に基づいて、第２の反応室３２ａ内が第１の混合液及び第２試薬で充填されていると判断し、制御部７３ａに指示する。
【０１４８】
送液機構７１ａは、制御部７３ａの制御により、第５及び第６のバルブ３５ａ，３６ａを駆動して第２の反応流路３０ｂａ及び第２の圧力流路３４ａを閉鎖する。第２の反応流路３０ｂａ及び第２の圧力流路３４ａが閉鎖された後、撹拌機構７２ａは、第２の反応室３２ａ内の第２撹拌子３２１を駆動して第２の混合液を撹拌する。
【０１４９】
撹拌してから所定時間後に、第１の検出部８１ａは、第２の反応室３２ａ内の第２の混合液に光を照射し、その第２の混合液内を透過した光を検出して電気信号に変換する。次いで、電気信号に変換した検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。データ処理部９は、第１の検出部８１ａから出力された信号に基づいて分析データを生成する。そして、生成した分析データを記憶部１２に保存すると共に出力部１３に表示する。
【０１５０】
次に、図１５乃至図２１を参照して、分析チップ１ａの第３の分析チップ４ａの構成及び第３の分析チップ４ａを用いた化学分析装置１００ａの動作を説明する。図２０は、第３の分析チップ４ａの構成を示すブロック図である。図２１は、第３の分析チップ４ａの構造を示す図である。以下において、第１及び第２の分析チップ２ｃ，３ａと同じ機能を有するユニットには同じ符号を付与し、その説明を簡略化又は省略する。
【０１５１】
図２０において、第３の分析チップ４ａは、収容槽２２ｂ、第１試薬及び第１撹拌子２３１を収容した第１の反応室２３ｄ、第１の反応流路２４ａ、第１の圧力室２５ｂ、第１の圧力流路２６ａ、第１の外部流路５０、第１のバルブ２７ａ、第７のバルブ５１、第２のバルブ２８ａ、及び第１の検出器２９ａ、及び各検査項目の成分を特異的に検出するセンサ４２の各ユニットを備えている。
【０１５２】
図２１（ａ）は、第３の分析チップ４ａの上面図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）に示した第３の分析チップ４ａのＪ−Ｊ線における断面図である。この第３の分析チップ４ａの各ユニットは、ガラス、シリコン、プラスチック、セラミックス等の材料を用いて微細加工することにより形成された第１の基板２１１ｃ及びこの第１の基板２１１ｃの下面に上面が接合され第２の基板４１１ａにより構成される基板４１ａの内外に配置される。
【０１５３】
第１の反応室２３ｄ内の一側面を形成している基板４１ａの第２の基板４１１ａの一側壁を貫通する貫通孔がセンサ４２により閉塞されている。そして、センサ４２は、第１の反応室２３ｄ内の第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を装置本体１０ａにおける検出部８ａの第２の検出部８２ａへ出力する。
【０１５４】
次に、第３の分析チップ４ａを用いた化学分析装置１００ａの動作について説明する。第３の分析チップ４ａを用いた化学分析装置１００ａは、第１の分析チップ２ｃを用いた場合と異なるステップの動作を説明する。このステップにおいて、第１の反応室２３ｄ内の第１の混合液を撹拌してから所定時間後に、センサ４２はその第１の混合液に含まれる各検査項目の成分を検出し、その検出信号を第２の検出部８２ａへ出力する。第２の検出部８２ａは、センサ４２からの検出信号を増幅してデータ処理部９へ出力する。
【０１５５】
以上述べた本発明の実施例２によれば、各第１乃至第３の分析チップ２ｃ，３ａ，４ａの各第１の圧力室２５ｂ内に大気圧よりも高い圧力の気体を封入し、第１及び第２のバルブ２７ａ，２８ａ並びに第７のバルブ５１で第１の反応流路２４ａ、第１の圧力流路２６ａ、及び第１の外部流路５０を開放することにより、収容槽２２ｂ内の被検試料を各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内へ送液することができる。
【０１５６】
また、第２の分析チップ３ａの第２の圧力室３３ａ内に大気圧よりも低い気体を封入し、第３乃至第６のバルブ３０ｃａ，３０ｄａ，３５ａ，３６ａで第２の外部流路３０ａａ、第２の反応流路３０ｂａ、及び第２の圧力流路３４ａを開放することにより、第２の反応室３２ａ内へ第１の混合液を送液することができる。
【０１５７】
これにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、装置本体１０ａの小型化を図ることができる。
【０１５８】
そして、第１の検出器２９ａで被検試料を検出したとき、第１及び第２のバルブ２７ａ，２８ａで第１の反応流路２４ａ及び第１の圧力流路２６ａを閉鎖することにより、各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内の第１試薬の量に応じた被検試料を定量することができる。また、第２の検出器３７ａで第１の混合液を検出したとき、第５及び第６のバルブ３５ａ，３６ａで第２の反応流路３０ｂａ及び第２の圧力流路３４ａを閉鎖することにより、第２の反応室３２ａ内の第２試薬の量に応じた第１の混合液を定量することができる。
【０１５９】
なお、上述した実施例２に限定されるものではなく、図２２（ａ）に示すように、例えば第１の分析チップ２ｃから第２のバルブ２８ａを除き、第２の基板２１２ｃを追加工して第１の圧力室２５ｂを拡張する。また、液体制御部７ａに加熱手段を設ける。そして、加熱して第１の圧力室内の気体を熱膨張させることにより、閉塞された収容槽２２ｂ内を加圧して被検試料を各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内に送液するようにしてもよい。
【０１６０】
また、図２２（ｂ）に示すように、拡張した第１の圧力室内の底部に熱で屈曲可能なバイメタル６０、このバイメタル６０の上に第１の圧力室内の側壁に密着して上下移動可能なピストン６１を配置する。そして、加熱して第１の圧力室内のバイメタル６０を屈曲させてピストン６１を上へ移動させることにより、閉塞された収容槽２２ｂ内を加圧して被検試料を各第１の反応室２３ｃ，２３ｄ内に送液するようにしてもよい。
【０１６１】
これにより、圧力発生手段、この圧力発生手段により発生した圧力を伝達する非圧縮性媒質、この非圧縮性媒質を密封する容器、ダイアフラム部材等の送液機構を必要とせず、装置本体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の実施例１に係る化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る第１の分析チップの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施例１に係る第１の分析チップの構造を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る第１の分析チップを用いた化学分析装置の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例１に係る第１の分析チップ内における被検試料の送液を説明するための図。
【図６】本発明の実施例１に係る第１の分析チップ及び装置本体の外観を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係る第１の分析チップの変形例を示す断面図。
【図８】本発明の実施例１に係る第２の分析チップの構成を示すブロック図。
【図９】本発明の実施例１に係る第２の分析チップの構造を示す図。
【図１０】本発明の実施例１に係る第２の分析チップを用いた化学分析装置の動作を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施例１に係る第３の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の実施例１に係る第３の分析チップの構造を示す図。
【図１３】本発明の実施例１に係る第４の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の実施例１に係る第４の分析チップの構造を示す図。
【図１５】本発明の実施例２に係る化学分析装置の構成を示すブロック図。
【図１６】本発明の実施例２に係る第１の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１７】本発明の実施例２に係る第１の分析チップの構造を示す図。
【図１８】本発明の実施例２に係る第２の分析チップの構成を示すブロック図。
【図１９】本発明の実施例２に係る第２の分析チップの構造を示す図。
【図２０】本発明の実施例２に係る第３の分析チップの構成を示すブロック図。
【図２１】本発明の実施例２に係る第３の分析チップの構造を示す図。
【図２２】本発明の実施例２に係る第１の分析チップの他の例を説明するための図。
【符号の説明】
【０１６３】
２ 第１の分析チップ
２１ 基板
２２ 収容槽
２３ 第１の反応室
２４ 第１の反応流路
２５ 第１の圧力室
２６ 第１の圧力流路
２７ 第１のバルブ
２８ 第２のバルブ
２９ 第１の検出器
２１１ 第１の基板
２１２ 第２の基板
２３１ 第１撹拌子
２３２ 透過材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、
前記分析チップは、
基板上に前記被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、
前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び第１試薬の混合液である第１の混合液を収容するための第１の反応室と、
前記基板内に配置され、前記第１の反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された第１の圧力室とを
備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】
前記収容槽内の底部と前記第１の反応室内上部の一部の間を連通している第１の反応流路を開閉可能に閉鎖した第１の開閉手段、及び前記第１の反応室内上部の他部と前記第１の圧力室内の間を連通している第１の圧力流路を開閉可能に閉鎖した第２の開閉手段を有し、
前記第１及び第２の開閉手段による前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路の開放により、前記収容槽内の被検試料を前記第１の反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の化学分析装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の開閉手段の前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路を開閉する位置が前記第１の反応室の近傍に配置され、
前記第１の反応室内に収容された前記第１試薬、及び前記第１の圧力流路を開閉する位置よりも前記第１の圧力室側の前記第１の圧力流路の開閉位置の近傍に配置された前記収容槽からの被検試料を検出する第１の検出手段を有し、
前記第１の検出手段により前記収容槽からの被検試料が検出されたとき、前記第１及び第２の開閉手段により前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路を閉鎖して、前記第１の反応室内の第１試薬の量に応じた前記収容槽からの被検試料を定量するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の化学分析装置。
【請求項４】
前記第１の反応室と連通可能に前記基板内に配置され、前記第１の反応室内に収容された前記第１の混合液及び前記第１試薬と対を成す第２試薬の混合液である第２の混合液を収容するための第２の反応室を有し、
前記第２の反応室は、前記第１の圧力室又は前記基板内に配置された前記気体が封入された第２の圧力室と連通可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の化学分析装置。
【請求項５】
前記第１の反応室内の上部と前記基板の外部の間を連通している外部流路を開閉可能に閉鎖した第３の開閉手段、前記第１の反応室内底部と前記第２の反応室内上部の一部の間を連通している第２の反応流路を開閉可能に閉鎖した第４の開閉手段、前記第２の反応室内上部の他部と前記第１の圧力室又は前記第２の圧力室内の間を連通している第２の圧力流路を開閉可能に閉鎖した第５の開閉手段を有し、
前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路の閉鎖後の前記第３乃至第５の開閉手段による前記外部流路、前記第２の反応流路、及び前記第２の圧力流路の開放により、前記第１の反応室内の第１の混合液を前記第２の反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の化学分析装置。
【請求項６】
前記第３乃至第５の開閉手段の前記外部流路、前記第２の反応流路、及び前記第２の圧力流路を開閉する位置が前記第１の反応室の近傍に配置され、
前記第２の反応室内に収容された前記第２試薬、前記第２の反応流路の前記第２の反応室の近傍を開閉可能に閉鎖した第６の開閉手段、及び前記第２の圧力流路を開閉する位置よりも前記第１の圧力室又は前記第２の圧力室側の前記第２の圧力流路開閉位置の近傍に配置された前記第１の反応室からの第１の混合液を検出する第２の検出手段を有し、
前記第２の検出手段により前記第１の混合液が検出されたとき、前記第６及び第５の開閉手段により前記第２の反応流路及び前記第２の圧力流路を閉鎖して、前記第２の反応室内の第２試薬の量に応じた前記第１の混合液を定量するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の化学分析装置。
【請求項７】
分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、
前記分析チップは、
基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを
備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項８】
前記収容槽内の底部と前記反応室内上部の一部の間を連通している反応流路を開閉可能に閉鎖した第１の開閉手段、前記収容槽内上部と前記圧力室内の間を連通している圧力流路を開閉可能に閉鎖した第２の開閉手段、及び前記反応室内上部の他部と前記基板の外部の間を連通している外部流路を開閉可能に閉鎖した第３の開閉手段を有し、
前記第１乃至第３の開閉手段による前記反応流路、前記圧力流路、及び前記外部流路の開放により、前記開口部が閉塞された前記収容槽内の被検試料を前記反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の化学分析装置。
【請求項９】
分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、
前記分析チップは、
基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体が収容された圧力室とを
備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項１０】
前記圧力室内と前記収容槽内上部の間を連通している圧力流路、前記収容槽内底部と前記反応室内上部の一部の間を連通している反応流路を開閉可能に閉鎖した第１の開閉手段、及び前記反応室内上部の他部と前記基板外部の間を連通している外部流路を開閉可能に閉鎖した第２の開閉手段、及び前記圧力室内を加熱する加熱手段を有し、
前記第１及び第２の開閉手段による前記反応流路及び前記外部流路の開放及び前記加熱手段による前記圧力室内の加熱による前記気体の熱膨張により前記開口部が閉塞された前記収容槽内を加圧して、前記収容槽内の被検試料を前記反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の科学分析装置。
【請求項１１】
前記圧力室内の底部に配置された前記加熱手段からの熱により屈曲するバイメタル、及び前記バイメタルの屈曲により前記圧力室内の側壁面に密着して上への移動が可能な前記バイメタルの上に配置されたピストンを有し、
前記第１及び第２の開閉手段による前記反応流路及び前記外部流路の開放、及び前記加熱手段からの熱による前記ピストンの上への移動により前記開口部が閉塞された前記収容槽内を加圧して、前記収容槽内の被検試料を前記反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の化学分析装置。
【請求項１２】
基板上に被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、
前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された圧力室とを
備えたことを特徴とする分析チップ。
【請求項１３】
基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを
備えたことを特徴とする分析チップ。
【請求項１４】
基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体を収容した圧力室とを
備えたことを特徴とする分析チップ。
【請求項１】
分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、
前記分析チップは、
基板上に前記被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、
前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び第１試薬の混合液である第１の混合液を収容するための第１の反応室と、
前記基板内に配置され、前記第１の反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された第１の圧力室とを
備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】
前記収容槽内の底部と前記第１の反応室内上部の一部の間を連通している第１の反応流路を開閉可能に閉鎖した第１の開閉手段、及び前記第１の反応室内上部の他部と前記第１の圧力室内の間を連通している第１の圧力流路を開閉可能に閉鎖した第２の開閉手段を有し、
前記第１及び第２の開閉手段による前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路の開放により、前記収容槽内の被検試料を前記第１の反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の化学分析装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の開閉手段の前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路を開閉する位置が前記第１の反応室の近傍に配置され、
前記第１の反応室内に収容された前記第１試薬、及び前記第１の圧力流路を開閉する位置よりも前記第１の圧力室側の前記第１の圧力流路の開閉位置の近傍に配置された前記収容槽からの被検試料を検出する第１の検出手段を有し、
前記第１の検出手段により前記収容槽からの被検試料が検出されたとき、前記第１及び第２の開閉手段により前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路を閉鎖して、前記第１の反応室内の第１試薬の量に応じた前記収容槽からの被検試料を定量するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の化学分析装置。
【請求項４】
前記第１の反応室と連通可能に前記基板内に配置され、前記第１の反応室内に収容された前記第１の混合液及び前記第１試薬と対を成す第２試薬の混合液である第２の混合液を収容するための第２の反応室を有し、
前記第２の反応室は、前記第１の圧力室又は前記基板内に配置された前記気体が封入された第２の圧力室と連通可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の化学分析装置。
【請求項５】
前記第１の反応室内の上部と前記基板の外部の間を連通している外部流路を開閉可能に閉鎖した第３の開閉手段、前記第１の反応室内底部と前記第２の反応室内上部の一部の間を連通している第２の反応流路を開閉可能に閉鎖した第４の開閉手段、前記第２の反応室内上部の他部と前記第１の圧力室又は前記第２の圧力室内の間を連通している第２の圧力流路を開閉可能に閉鎖した第５の開閉手段を有し、
前記第１の反応流路及び前記第１の圧力流路の閉鎖後の前記第３乃至第５の開閉手段による前記外部流路、前記第２の反応流路、及び前記第２の圧力流路の開放により、前記第１の反応室内の第１の混合液を前記第２の反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の化学分析装置。
【請求項６】
前記第３乃至第５の開閉手段の前記外部流路、前記第２の反応流路、及び前記第２の圧力流路を開閉する位置が前記第１の反応室の近傍に配置され、
前記第２の反応室内に収容された前記第２試薬、前記第２の反応流路の前記第２の反応室の近傍を開閉可能に閉鎖した第６の開閉手段、及び前記第２の圧力流路を開閉する位置よりも前記第１の圧力室又は前記第２の圧力室側の前記第２の圧力流路開閉位置の近傍に配置された前記第１の反応室からの第１の混合液を検出する第２の検出手段を有し、
前記第２の検出手段により前記第１の混合液が検出されたとき、前記第６及び第５の開閉手段により前記第２の反応流路及び前記第２の圧力流路を閉鎖して、前記第２の反応室内の第２試薬の量に応じた前記第１の混合液を定量するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の化学分析装置。
【請求項７】
分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、
前記分析チップは、
基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを
備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項８】
前記収容槽内の底部と前記反応室内上部の一部の間を連通している反応流路を開閉可能に閉鎖した第１の開閉手段、前記収容槽内上部と前記圧力室内の間を連通している圧力流路を開閉可能に閉鎖した第２の開閉手段、及び前記反応室内上部の他部と前記基板の外部の間を連通している外部流路を開閉可能に閉鎖した第３の開閉手段を有し、
前記第１乃至第３の開閉手段による前記反応流路、前記圧力流路、及び前記外部流路の開放により、前記開口部が閉塞された前記収容槽内の被検試料を前記反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の化学分析装置。
【請求項９】
分析チップに収容された被検試料及び試薬の混合液を測定する化学分析装置において、
前記分析チップは、
基板上に前記被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び前記試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体が収容された圧力室とを
備えたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項１０】
前記圧力室内と前記収容槽内上部の間を連通している圧力流路、前記収容槽内底部と前記反応室内上部の一部の間を連通している反応流路を開閉可能に閉鎖した第１の開閉手段、及び前記反応室内上部の他部と前記基板外部の間を連通している外部流路を開閉可能に閉鎖した第２の開閉手段、及び前記圧力室内を加熱する加熱手段を有し、
前記第１及び第２の開閉手段による前記反応流路及び前記外部流路の開放及び前記加熱手段による前記圧力室内の加熱による前記気体の熱膨張により前記開口部が閉塞された前記収容槽内を加圧して、前記収容槽内の被検試料を前記反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の科学分析装置。
【請求項１１】
前記圧力室内の底部に配置された前記加熱手段からの熱により屈曲するバイメタル、及び前記バイメタルの屈曲により前記圧力室内の側壁面に密着して上への移動が可能な前記バイメタルの上に配置されたピストンを有し、
前記第１及び第２の開閉手段による前記反応流路及び前記外部流路の開放、及び前記加熱手段からの熱による前記ピストンの上への移動により前記開口部が閉塞された前記収容槽内を加圧して、前記収容槽内の被検試料を前記反応室内へ送液するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の化学分析装置。
【請求項１２】
基板上に被検試料を注入するための開口部を有する収容槽と、
前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記反応室と連通可能に大気圧よりも低い圧力の気体が封入された圧力室とを
備えたことを特徴とする分析チップ。
【請求項１３】
基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通可能に大気圧よりも高い圧力の気体が封入された圧力室とを
備えたことを特徴とする分析チップ。
【請求項１４】
基板上に被検試料を注入するための閉塞可能な開口部を有する収容槽と、
前記基板の外部及び前記収容槽と連通可能に前記基板内に配置され、前記収容槽内に注入された被検試料及び試薬の混合液を収容するための反応室と、
前記基板内に配置され、前記収容槽と連通する大気圧の気体を収容した圧力室とを
備えたことを特徴とする分析チップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−２８８０５３（Ｐ２００９−２８８０５３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４０５８３（Ｐ２００８−１４０５８３）
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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