検査用デバイス及びそれを用いた均一混合稀釈方法
【課題】 濃度むらのない均一混合稀釈を実行することができる検査用デバイス及びそれを用いた均一混合稀釈方法を提供すること。
【解決手段】
検査用デバイス４０は、稀釈液導入チャンバー４１、稀釈液分配チャンバー４２、被稀釈液用チャンバー４３及び混合用チャンバー４４を備え、稀釈液導入チャンバー４１と稀釈液分配チャンバー４２は、キャピラリーバルブ１２２ａを有する流路で結合され、稀釈液分配チャンバー４２と被稀釈液用チャンバー４３は、オーバーフロー流路１１２ａと流路１１１ａとで結合され、被稀釈液用チャンバー４３と混合用チャンバー４４は、流路１１１ｂで結合され、流路１１１ｂには、被稀釈液用チャンバー４３の出口付近に、キャピラリーバルブ１２２ｂが設けられている。
【解決手段】
検査用デバイス４０は、稀釈液導入チャンバー４１、稀釈液分配チャンバー４２、被稀釈液用チャンバー４３及び混合用チャンバー４４を備え、稀釈液導入チャンバー４１と稀釈液分配チャンバー４２は、キャピラリーバルブ１２２ａを有する流路で結合され、稀釈液分配チャンバー４２と被稀釈液用チャンバー４３は、オーバーフロー流路１１２ａと流路１１１ａとで結合され、被稀釈液用チャンバー４３と混合用チャンバー４４は、流路１１１ｂで結合され、流路１１１ｂには、被稀釈液用チャンバー４３の出口付近に、キャピラリーバルブ１２２ｂが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として臨床検査分野において使用される検査用デバイスであって、特に高倍率稀釈を必要とする被検物質を測定するための検査用デバイス及びそれを用いた均一混合稀釈方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分析・解析・検査技術の進歩により、様々な物質を測定することが可能となってきている。特に、臨床検査分野においては、生化学反応、酵素反応、もしくは、免疫反応等の特異反応に基づく測定原理の開発により、病態に反映する体液中の物質を測定できるようになった。
【０００３】
その中で、ポイント・オブ・ケア・テスティング（以下「ＰＯＣＴ」という。）と呼ばれる臨床検査分野が注目されている。ＰＯＣＴは、簡易迅速測定を第一とし、検体を採取してから検査結果が出るまでの時間の短縮を目的とした取り組みが行われている。したがって、ＰＯＣＴに要求されるのは、簡易な測定原理であり、小型で携帯性があり、操作性が良い測定装置である。
【０００４】
近年の技術開発の進歩により、例えば、血糖センサに代表されるように簡単に測定できる小型の測定機器が開発されてきている。ＰＯＣＴの波及効果は、迅速な測定結果の取得による迅速正確な診断を可能とすることに加え、検査にかかるコストの低減、血液等の検体の少量化に伴う被検者の負担の軽減及び感染性廃棄物の少量化等が考えられる。現在、臨床検査ではＰＯＣＴへの移行が急速に起こっており、そのニーズに応えるべくＰＯＣＴ対応測定機器の開発が行われている。
【０００５】
ＰＯＣＴ分野において、注目を受けている測定項目として、ヘモグロビンＡ１ｃ（ヘモグロビンエーワンシー；糖化蛋白の一種）がある。ヘモグロビンＡ１ｃは、糖尿病患者の１〜３ヶ月間の長期血糖コントロールの目安として有用な検査項目である。
【０００６】
このヘモグロビンＡ１ｃは、血液中の全ヘモグロビン濃度に対する比として算出される。他の測定対象物と異なり、ヘモグロビンＡ１ｃを含むヘモグロビン類は、赤血球の中に存在しているので、測定を行うためには溶血操作が必要である。「溶血」とは、赤血球膜が破れ、ヘモグロビン類が赤血球の外に排出される現象をいう。より詳細には、赤血球の大きさは、外液の浸透圧によって影響される。赤血球は、生理的食塩水（０．９％ＮａＣｌ）より濃い塩溶液中では、水が外に出て収縮し、一方、生理的食塩水（０．９％ＮａＣｌ）より薄い溶液中では、水が中に入って膨張する。このような収縮及び膨張過程において、赤血球膜が破れると、ヘモグロビン類が赤血球の外に排出される。血液が完全に溶血された場合、全ヘモグロビン濃度は、約１５０ｇ／Ｌである。
【０００７】
したがって、ヘモグロビンＡ１ｃを測定する場合、血液を予め溶血した後に、さらに、分析できる範囲の濃度域まで、緩衝液を用いて稀釈する必要がある。すなわち、従来のものは、分析とは別に前処理用として溶血試薬等の試薬が必要となり、その試薬の使用のために操作ステップが多くなり、簡易に分析できるものではなかった。
【０００８】
このような問題点を解決するため、ＰＯＣＴ用の装置としてのバイエル製のＤＣＬ２０００システムでは、簡易に稀釈液が導入できるような工夫がなされている（特許文献１参照。）。すなわち、このシステムでは、実質的に水平な回転軸回りに回転操作される反応カセットを採用しており、この反応カセットは、液体試料を内部に導入するための注入口と、この注入口と連通する反応路とを具備している。また、その反応路は、分析試薬を組み込んだ試薬域と、液体試料の重力による流れを乱すよう液体試料に接触しカセットの回転により液体試料を攪拌する手段とを有しており、カセット内に導入した液体試料をカセット回転により反応路に沿って流動させることで分析試薬と液体試料とを接触させ、反応路内で分析試薬と液体試料との混合物を攪拌手段により攪拌することで、所定の反応を促し、液体試料中の分析対象物を分析測定するようになっている。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−４６５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような従来の構成にあっては、ヘモグロビン類のように高濃度で存在しうる測定対象物に対しては、高い倍率で稀釈液を混合させ、かつ、十分に攪拌させ、測定対象物を測定しようとする方法の許容測定レンジに合わせ込む必要がある場合、デバイスの外部から振動等の外力をかける必要があるが、デバイスが小型化されるほど必要となる外力は大きくする必要があり、デバイスを作動させる装置の機械的な負担が大きくなる、もしくは、装置の騒音の問題が生じる。逆に、外力によらず、小型化されたデバイス内部で流体の乱流を発生させて、稀釈を実施しようとしても、測定対象物に対して稀釈液が大部分を占めるような高倍率の稀釈においては、均一に攪拌して十分に混合させることは困難である。すなわち、ＰＯＣＴ分野の測定装置として、重要な要素である小型化・簡易化への対応に限界がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、濃度むらのない均一混合稀釈を実行することができる検査用デバイス及びそれを用いた均一混合稀釈方法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】
【００１２】
本発明の検査用デバイスは、デバイス本体に、検体注入孔と空気孔とが連通された複数のチャンバーと、前記複数のチャンバーに設けられた複数の流路と、前記複数の流路を１つに統合させた流路統合領域とを形成した検査用デバイスであって、所定の回転中心を基準として前記デバイス本体を回転させる回転手段を備え、前記複数のチャンバーのうちいずれか１つのチャンバーに前記検体注入孔から混合させる液が導入されるとともに、前記複数のチャンバーのうち別のチャンバーに被混合物質が収容され、前記混合させる液及び前記被混合物質が収容されたデバイス本体を前記回転手段が回転させることにより、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合が実行されるようにした構成を有している。
【００１３】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、混合させる液及び被混合物質が収容されたデバイス本体を回転させることにより、混合させる液を２つ以上に分配し、被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合することが可能となるので、濃度むらのない均一混合稀釈を実行することができる。
【００１４】
また、本発明の検査用デバイスは、前記デバイス本体の回転中心側を示す内周側から前記デバイス本体の回転中心から離隔する側を示す外周側に向かって形成された複数の前記流路統合領域を有し、複数の前記流路統合領域は、内周側から外周側に向かって段階的に大きく形成される構成を有している。
【００１５】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、回転を止めることなく、流体を、各段階の均一混合される流路統合領域に順次移送することができ、段階的な均一混合を連続的に実行することができる。
【００１６】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記チャンバーは、第１及び第２の流路と、前記第１の流路が接続された第１の流路形成部を含む第１の側面部と、前記第２の流路が接続された第２の流路形成部を含む第２の側面部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入して混合させる場合において、前記第１及び前記第２の流路が１つに統合される構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、第１及び第２の流路形成部の位置を設定することによって、所定の比率で液体を分配することができる。
【００１８】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記第１の流路形成部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置よりも外周側に形成される構成を有している。
【００１９】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、チャンバー内の大部分の液を第１の流路から取り出すことができる。
【００２０】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記第１の流路は、内外周方向に対して、前記第１の流路形成部の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を備えた構成を有している。
【００２１】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、チャンバーに液が満たされていく際に、折り返し頂部を超えた流体を次のチャンバーに移送することができる。
【００２２】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置と同レベル又は内周側のいずれかの位置で、かつ、前記チャンバーの前記第１の端面部と前記第２の端面部との間に設けられた構成を有している。
【００２３】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、よりスムーズに液体を分配することができる。
【００２４】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記第２の流路は、オーバーフロー流路であることが好ましい。
【００２５】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、オーバーフロー流路を介し、チャンバーからあふれた液をよりスムーズに分配することができる。
【００２６】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入し混合させる場合において、分配された前記混合させる液を、前記被混合物質に段階的に導入できるよう一時的に保持する一時保持チャンバーを備えた構成を有している。
【００２７】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、分配された混合させる液を、被混合物質に段階的に導入することができる。
【００２８】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記一時保持チャンバーは、流路と、前記流路が接続された流路形成部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記流路は、前記流路形成部の内外周方向の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を有し、前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記一時保持チャンバーの前記第１の端面部よりも外周側に配置される構成を有している。
【００２９】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、一時保持チャンバーに液を満たしつつ、次のチャンバーに液を連続的に移送することができる。
【００３０】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記被混合物質が血液成分であり、前記混合させる液が溶血させる液であるのが好ましい。
【００３１】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、試薬液と溶血液とを濃度むらなく均一混合稀釈することができる。
【００３２】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記溶血が部分溶血であるのが好ましい。
【００３３】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、試薬液と部分溶血液とを濃度むらなく均一混合稀釈することができる。
【００３４】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記混合させる液が、溶血されたヘモグロビン類を変性する試薬液であるのが好ましい。
【００３５】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、血液成分と溶血されたヘモグロビン類を変性する試薬液とを濃度むらなく均一混合稀釈することができる。
【００３６】
さらに、本発明の検査用デバイスは、均一混合された混合液中の成分を測定する手段を有する構成を有している。
【００３７】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、均一混合された混合液中の成分を測定することができる。
【００３８】
本発明の均一混合稀釈方法は、回転操作中に混合させる液と被混合物質とを混合させる方法であって、前記混合させる液を２つ以上に分配した後、前記被混合物質に段階的に導入し混合させることによって均一混合を行う構成を有している。
【００３９】
この構成により、本発明の均一混合稀釈方法は、濃度むらのない均一混合稀釈を実行することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、回転により生じる遠心力によって、測定対象物と稀釈液とを簡易に均一混合稀釈することができる。特に、ヘモグロビン類のように高濃度で存在しうる測定対象物に対しては、高い倍率で稀釈液を混合させ、かつ、十分に攪拌させ、測定対象物を測定しようとする方法の許容測定レンジに合わせ込む必要がある場合、特に、デバイスの外部からの振動等の外力を必要とせず、装置への機械的な負担を軽減し、さらには、激しい機構により発生する騒音の問題を回避でき、本発明の目的である均一混合稀釈を、簡易に、効率よく実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００４２】
なお、以下に説明する各検査用デバイスは、デバイス本体に毛細管等の機能流路が形成され、専ら回転操作して使用されるものであるが、その回転中心がデバイス本体内にあるもの（自ら回転する回転形態）、あるいは、デバイス本体外にあるもの（所定半径の円周軌道上を移動する回転形態）のいずれであってもよい。
【００４３】
本実施の形態に係る検査用デバイスは、カセット状のデバイス本体に、検体注入孔と空気孔とが連通された複数のチャンバーと、複数のチャンバーに設けられた複数の流路と、複数の流路を１つに統合させた流路統合領域とを形成した検査用デバイスであって、デバイス本体を所定の回転中心を基準として回転させる回転手段を備え、複数のチャンバーのうちいずれか１つのチャンバーに検体注入孔から混合させる液が導入されるとともに、複数のチャンバーのうち別のチャンバーに被混合物質が収容され、混合させる液及び被混合物質が収容されたデバイス本体を回転手段が回転させることにより、混合させる液を２つ以上に分配し、被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合が実行されるようになっている。
【００４４】
一般的に、ある物質を溶解して溶液を調製する場合、まず、溶解させる液のうち少量を使用して溶解させ、その後、残りの溶解させる液で段階的に攪拌しながら混合する。このように、段階的な混合を行うことで、効率よく均一に混合することができる。このような例は、日常の試薬調製の中では、当然の操作であり、例えば、１Ｍ水酸化ナトリウムを調製する場合等を考えれば、この操作による均一混合の効率性は想像することができる。
【００４５】
また、高倍率に稀釈する場合も、同様で、例えば、１００倍以上の混合稀釈を実行しようとすれば、均一混合するために、十分に攪拌しなければならない。よって、よく推奨されているのは、１００倍以上に稀釈する場合、１０倍稀釈を２回以上する稀釈操作を行う。これも、いわゆる段階的な混合方法であり、この方が効率よく均一に混合できることを説明できる例の一つとなり得る。
【００４６】
本発明は、これらの思想を回転制御によって行う検査用デバイスの中に組み込むことによって、簡易に均一混合が実行できるようにすることを特徴としている。
【００４７】
本実施形態の検査用デバイスにおける均一混合される領域の形態としては、回転開始から導入される流路統合領域から、検査用デバイスの回転中心から離隔する側（以下、「外周側」という。）に向かって配置される別の流路統合領域を、段階的に大きく形成させている。これは、回転を止めることなく、流体を、各段階の均一混合される流路統合領域に順次移送するためである。混合される液量に対して小さい量の流路統合領域への導入は、混合される液量が多いために流路統合領域をあふれて、別の流路統合領域へ移送することができる。したがって、連続的に段階的な混合が実現できるような構成になっている。ここで、流路統合領域とは、２つの流路の接点であり、その接点はチャンバーであってもよい。また、最終の統合領域は、デバイス内に含まれる全ての液量よりも大きく設定される。これは、液がデバイス外にあふれないようにするためにある。
【００４８】
本実施形態の検査用デバイスは、混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に混合させる液を被混合物質に導入し混合させるため、チャンバーの両側面からそれぞれ２つの流路が出ており、２つの流路が１つに統合されているチャンバーを含む。そして、チャンバーからの２つの流路の出口（流路形成部）位置を設定することで、所定の比率で液体を分配することができる。
【００４９】
具体的には、チャンバーの両側面から出ている２つの流路の出口位置のうち、一方の出口位置はチャンバーの下面部（外周側に設けられた第２の端面部）に形成され、もう一方は、チャンバーの下面部から出ている出口位置より上側（回転中心側）に形成される。さらに、チャンバーの下面部から出ている流路は逆Ｕ字形の流路（以下、「逆Ｕ字流路」という。）にする。このような流路形状をとることによって、チャンバーに液が導入され、逆Ｕ字流路により、チャンバーに満たされていき、その後、上側に配置されるもう一方の流路より液の一部があふれ出て行く。その過程で、逆Ｕ字流路の頂点部を流体が越えると、チャンバーに満たされている液が次のチャンバーに移送される。
【００５０】
すなわち、液の大部分が逆Ｕ字流路から、液の一部が逆Ｕ字流路の出口位置より上側に配置されるもう一方の側面の流路から、それぞれ取り出され、結果的に、液を一部の液と大部分の液とに分配することができる。ここで、分配された一部の液で被混合物質を混合させ、その後、この混合された液を、分配された大部分の液により混合させるのである。
【００５１】
ここで、逆Ｕ字流路の頂点部は、チャンバーのもう一方の側面から出ている流路の出口位置と同レベルの位置か、出口位置よりも検査用デバイスの回転中心に近い側（以下、「内周側」という。）の位置、かつ、チャンバーの上面部（内周側に設けられた第１の端面部）より外周側の位置に配置されるように形成されると、よりよく液体を分配することができ、さらには、チャンバーの、もう一方の側面から出ている流路をオーバーフロー流路にするのが、より好ましい。
【００５２】
本実施形態の検査用デバイスに係る一時保持チャンバーは、混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に混合させる液を被混合物質に導入し混合させるための検査デバイスの形態は混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に混合させる液を被混合物質に導入し混合させる場合において、分配された混合させる液を、被混合物質に段階的に導入できるように一時的に保持できるものである。そして、一時的に保持するために、チャンバーからの流路は、逆Ｕ字流路であり、逆Ｕ字流路の頂点部が、チャンバーの上面部より下面部側に配置されていればよい。こうすることで、チャンバーを液で満たしつつ、連続的に次のチャンバーに液を移送することができる。
【００５３】
なお、本実施形態に係る逆Ｕ字流路は、逆Ｕ字型のみに限定されるものではなく、例えば、逆Ｖ字型でもよい。すなわち、チャンバーから出る流路が半径軸の内周方向に出て、その後、半径軸の外周方向へ向かうような流路であればよい。
【００５４】
本実施形態においては、被混合物質が血液成分であり、混合させる液が溶血させる液である。さらに、溶血が部分溶血である場合もある。また、溶血されて血漿中に出てきたヘモグロビン類を免疫学的に測定する場合には、変性する必要があり、変性試薬を混合させる液に含ませる場合もあり得る。
【００５５】
ここで、部分溶血とは、溶血剤の量により溶血を部分的に実施し、血漿液に含まれるヘモグロビン濃度を少なくする（これを部分溶血と定義し、部分溶血により得られた血漿を部分溶血血漿液とする。）手法である。さらに、溶血させるための試薬とは、例えば、塩類、界面活性剤がそれぞれ考えられる。これらは、いずれも、赤血球を浸透圧の変化によって破壊することを目的として使用されるものである。
【００５６】
本実施形態の検査用デバイスに係る均一混合過程において、特に、ヘモグロビンＡ１ｃを免疫反応測定原理により行う場合、ヘモグロビンＡ１ｃのβ鎖末端アミノ酸領域を露出させる目的で、変性剤により変性させる必要がある。ここで、変性剤とは、例えば、カオトロピックイオンを含む塩類、あるいは、酸化剤や界面活性剤等である。
【００５７】
また、変性剤の代わりに酵素を含ませてもよい。すなわち、溶血血漿液中の蛋白質を分解させて、ヘモグロビンＡ１ｃのβ鎖末端アミノ酸断片を生成させることで、免疫反応測定を行うこともあり得る。
【００５８】
本実施形態の検査用デバイスにおいて、均一混合された混合液中の成分を測定する手段を有することにより、均一混合工程に引き続き、混合液中に含まれる物質を測定することができる。例えば、ヘモグロビンＡ１ｃの場合は、ヘモグロビン及びヘモグロビンＡ１ｃを免疫学的に測定し、ヘモグロビンＡ１ｃ値を算出する。詳細には、ヘモグロビンは、例えば、ラテックス標識抗ヘモグロビンポリクローナル抗体を用いてラテックス免疫凝集測定を行う。ヘモグロビンＡ１ｃは、例えば、ラテックス標識抗ヘモグロビンＡ１ｃ抗体と凝集剤を用いてラテックス免疫凝集阻止測定を行う。
【００５９】
以上、本実施形態において、特に、基本的な機能は、回転操作中に混合させる液と被混合物質とを混合させる方法であって、混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に被混合物質に導入し混合させることによって均一混合を行い、均一混合稀釈方法を実施することにある。
【実施例】
【００６０】
以下に、本実施形態に係る検査用デバイス及び均一混合稀釈方法の実施例を詳細に説明する。なお、ここでの実施例に係る具体的な限定は、本発明の要旨を限定するものではない。
【００６１】
（実施例１）
図１乃至図３は、本発明の第１実施例の検査用デバイスを示す図である。
【００６２】
本実施例の検査用デバイスは、図１に示すような基本的な流路パーツを組み合わせてデバイス本体に造り込んだものであり、同図（ａ）にそのチャンバー及び流路を構成する第１の流路パーツを、同図（ｂ）にその流路中に厚みの大きい部分であるキャピラリーバルブを配した第２の流路パーツを示している。
【００６３】
まず、この図１によりその基本的な流路パーツの構成を説明し、次いで、その作製方法について図２及び図３を用いて説明する。
【００６４】
図１（ａ）に示す第１の流路パーツ１１には、稀釈、混合、反応、検出等の分析工程を達成するための場となるチャンバー１１２と、このチャンバー１１２に連通するように形成された流路１１１及び空気孔１１３とが、それぞれ形成されている。なお、チャンバー１１２は流路１１１が接続された部位から離隔する側に他の流路接続する際に使用するオーバーフロー流路１１２ａを有し、空気孔１１３はこれらの両者から離隔するよう配置されている。
【００６５】
この流路パーツ１１では、逆Ｕ字流路の頂点部１１４をチャンバー１１２の上面部１１５より内周側に設定することで、回転中に生じる遠心力によってチャンバー内に流体を保持することができる。なお、連続的に流体を流し続けるには、逆に、逆Ｕ字流路の頂点部１１４をチャンバー１１２の上面部１１５より外周側に設定すればいい。
【００６６】
本実施例の場合は、一旦、チャンバー１１２内に流体を保持する必要があるので、逆Ｕ字流路の頂点部１１４をチャンバー１１２の上面部１１５より内周側に設定している。
【００６７】
図１（ｂ）に示す第２の流路パーツ１２は、全体として略逆Ｕ字形をなしその両端が全体形状の短手方向一方側に傾けられた流路１２１と、この流路１２１上に配置されて流路１２１より厚み（断面積）の大きい空間を形成しているキャピラリーバルブ１２２とを有している。流路パーツ１２のキャピラリーバルブ１２２は、毛細管現象を利用した流体の移送に対し流体を静止させる静止手段であり、その流路の厚み（断面積）を前後の流路より十分に大きくすることにより、デバイス本体の回転を停止した後に毛細管現象により流路１２１を流れる流体の流れを停止させ、所要の区間における流体を静止させることができる。本実施例においては、流体を静止したい箇所、タイミング、区間を考慮して適宜キャピラリーバルブを設けている。
【００６８】
図２及び図３は、図１で示す基本的な流路パーツを有するデバイスの作製手順を説明する図であり、これらの図に示すように、本実施例の検査用デバイスは、３層構造となっている。なお、図２（ａ）は流路パーツ１１の作製手順を示す図で、同図（ｂ）はその完成状態を示す図１のＡ−Ａ矢視断面図となっている。また、図３（ａ）は流路パーツ１２の作製手順を示す図で、同図（ｂ）はその完成状態を示す図１のＢ−Ｂ矢視断面図となっている。
【００６９】
まず、図２を用いて流路パーツ１１の作製手順について詳細に説明する。
【００７０】
チャンバー１１２及び頂点部１１４を形成するに際して、図２（ａ）中の切り取り工程Ｃに示すように、両面粘着性シート２１（芯２３の厚さが５０μｍ、接着剤層２２の厚さが両面それぞれ２５μｍのフレックスコン社（FLEXCON Corporation）製両面粘着性シート）から、カッテイングプロッター（グラフテック社（GRAPHTECH Corporation）製、ＣＥ３０００−４０）を用いて、チャンバー１１２及び流路１１１に対応する部分２９を切り取った。この切り取りは、下面部の接着剤層の剥離紙２４以外の層に切り込みをいれ、チャンバーとなる部分を剥ぎ取るようにして行った。
【００７１】
一方、ベース基盤２７はポリスチレン（polystyrene；以下「ＰＳ」と略す。）をコーティングした。すなわち、ポリカーボネート製の円盤状基盤に対して、ポリスチレン（シグマアルドリッチ社（Sygma-Aldrich Corporation）製）の２−アセトキシ−１−メトキシプロパンの１重量（ｗ／ｖ）％溶液をスピンコートした。スピンコートしたベース基盤（ＰＳコートしたベース基盤）は、一晩、真空状態で十分に乾燥させた。
【００７２】
また、トップカバー２６には、予め空気孔１１３を開けておき、チャンバー１１２に対応する凹部１１２Ｃを成形しておく。
【００７３】
こうして調整した３つの層を、両面粘着性シート２５を介して貼り合わせて基本流路パーツ１１を作製した。
【００７４】
流路パーツ１２を作成する際には、図３に示すように、図２に示す作製手順と同様の手順で、両面粘着性シート２１からカッテイングプロッターを用いて流路１２１及びキャピラリーバルブ１２２の一部に対応する部分３０を切り取り、一方、キャピラリーバルブが必要となる箇所のトップカバー３１にはキャピラリーバルブ１２２の一部に対応する凹部１２２Ｃを成形して、これらをベース基盤２７上で３層に貼り合わせることで、流路パーツ１２とする。
【００７５】
そして、以上説明した基本的な流路パーツ１１、１２を必要だけ適宜組み合わせて（接続して）使用することにより、本発明の目的とする機能を有する検査用デバイスを所要の流路パターンで作製することができる。
【００７６】
（実施例２）
図４及び図５は、本発明の第２の実施例の検査用デバイス及びその回転操作用の回転装置を示す図であり、本実施例の検査用デバイスは図４に示すような流路デザインを有している。
【００７７】
本実施例に係る検査用デバイス４０は、高倍率の均一混合稀釈を実現するための基本となる流路パーツを備えており、これらの流路パーツは、稀釈液のうち少量の稀釈液と大量の稀釈液とに分配し、少量の稀釈液によって混合された溶液に対して、大量の稀釈液により混合させるためのものである。これは、２段階の稀釈でもって、濃度むらなく稀釈させるための基本的な流路パーツである。以下、構成を具体的に説明する。
【００７８】
図４に示す検査用デバイス４０は、図１に示した流路パーツ１１、１２を組み合わせて、デバイス本体（図示していない）内に、稀釈液導入チャンバー４１、稀釈液分配チャンバー４２、被稀釈液用チャンバー４３及び混合用チャンバー４４を設けたものである。
【００７９】
稀釈液導入チャンバー４１と稀釈液分配チャンバー４２は、キャピラリーバルブ１２２ａを有する流路で結合させており、稀釈液分配チャンバー４２と被稀釈液用チャンバー４３は、オーバーフロー流路１１２ａと流路１１１ａとで結合させたものである。また、被稀釈液用チャンバー４３と混合用チャンバー４４は、流路１１１ｂで結合させたものである。流路１１１ｂには、被稀釈液用チャンバー４３の出口付近に、キャピラリーバルブ１２２ｂが設けられている。
【００８０】
ここで、稀釈液分配チャンバー４２は、８０μｌ（マイクロリットル）相当の稀釈液を導入することができる大きさ（容積）を有し、稀釈液導入チャンバー４１及び被稀釈液用チャンバー４３は、それぞれ稀釈液分配チャンバー４２より大きく１００μｌ相当、１５０μｌ相当を導入することができる大きさを有する。また、被稀釈液用チャンバー４３は５μｌ相当のチャンバーとしている。これらのチャンバー４１、４２、４３、４４には空気孔１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄを、稀釈液導入チャンバー４１及び被稀釈液用チャンバー４３には注入孔４５ａ、４５ｂが設けられている。
【００８１】
また、稀釈液分配チャンバー４２は、上面部４２ａと、下面部４２ｂと、左側面部４２ｃと、右側面部４２ｄとを備え、左側面部４２ｃは、流路１１１ａが接続された第１の流路形成部４２ｅを有し、右側面部４２ｄは、オーバーフロー流路１１２ａが接続された第２の流路形成部４２ｆを有している。なお、特許請求の範囲の請求項３に記載の第１の端面部及び第２の端面部とは、それぞれ、上面部４２ａ及び下面部４２ｂのことをいう。また、第１の側面部及び第２の側面部とは、それぞれ、左側面部４２ｃ及び右側面部４２ｄのことをいう。また、第１の流路及び第２の流路とは、それぞれ、流路１１１ａ及びオーバーフロー流路１１２ａのことをいう。
【００８２】
また、稀釈液分配チャンバー４２において、流路１１１ａの頂点部１１４ａは、稀釈液分配チャンバー４２の上面部４２ａとオーバーフロー流路１１２ａの下面部４７との間に配置されるようになっている。
【００８３】
被稀釈液用チャンバー４３は、上面部４３ａと、下面部４３ｂと、流路１１１ｂが接続された流路形成部４３ｃとを備えている。被稀釈液用チャンバー４３に接続された流路１１１ｂの頂点部１１４ｂは、内外周方向に対して、上面部４３ａよりも外周側に配置されている。なお、特許請求の範囲の請求項９に記載の第１の端面部及び第２の端面部とは、それぞれ、上面部４３ａ及び下面部４３ｂのことをいう。
【００８４】
次に、検査用デバイス４０を実際に回転させて、流路パーツによる高倍率稀釈を実現する動作について説明する。その際、検査用デバイスの回転操作は、図５に示された基本構成をもつ回転装置７００にデバイスを載置し、所定のタイミング及び時間だけ回転と停止を実行することでなされる。
【００８５】
図５に示された回転装置７００は、検査用デバイス４０（デバイス本体の概略側面形状を示している。）を固定するクランパー７１１と、検査用デバイス４０を支持するターンテーブル７１３と、ターンテーブル７１３を回転させるスピンドルモーター７１４と、スピンドルモーター７１４の回転を制御する制御デバイス７１５とで構成されている。
【００８６】
次に、本実施例に係る検査用デバイス４０の動作について説明する。
【００８７】
使用するサンプルは全血検体（全血検査に用いられる検体）とし、溶血液についてはエッペンドルフチューブ（エッペンドルフ（eppendorf）社製の検査用試験管）中に入れた血液１ｍｌに対して塩化カリウム１ｇを添加した後に、よく混和して調製した。
【００８８】
まず、稀釈液導入チャンバー４１の注入孔４５ａから稀釈液であるＰＢＳ（りん酸緩衝生理食塩水）を１００μｌ入れ、さらに、被稀釈液用チャンバー４３の注入孔４５ｂから先に調製した溶血液を１μｌ入れた。この際、キャピラリーバルブ１２２ａ及び１２２ｂを設けているので、次に続くチャンバーには流れ出さずに静止した。また、空気孔１１３ａ、１１３ｃがあるために、稀釈液も、溶血液も簡単に入れることができた。
【００８９】
その後、デバイス本体を回転数（速度）１０００ｒｐｍで回転させることにより、溶血液のＰＢＳによる稀釈を実施した。
【００９０】
回転をかけると遠心力により、稀釈液であるＰＢＳ及び溶血液は、外周側に配置される混合用チャンバー４４へ流れていく。その過程を以下説明する。
【００９１】
まず、稀釈液導入チャンバー４１のＰＢＳは稀釈液分配チャンバー４２へ流れていくが、稀釈液導入チャンバー４１の容量より稀釈液分配チャンバー４２の容量を小さく設定しているので、あふれるＰＢＳが、オーバーフロー流路１１２ａを通って、被稀釈液用チャンバー４３に導入され、第１段稀釈が行われる。一方、稀釈液分配チャンバー４２の大部分のＰＢＳは、流路１１１ａの頂点部１１４ａを超えると、オーバーフロー流路１１２ａより優先的に流路１１１ａを流れていき、時間差をもって被稀釈液用チャンバー４３へ流れていく。この際、流れてくるＰＢＳの量より被稀釈液用チャンバー４３の容量が小さいため、連続的に混合用チャンバー４４へ、被稀釈液用チャンバー４３内の第１段稀釈された溶血稀釈ＰＢＳ溶液を洗い流すように導入され、第２段の稀釈が実施される。こうして結果的に約１００倍の稀釈が実現された。
【００９２】
以上、説明したように本実施例の検査用デバイス４０は、回転操作中に、２段階の稀釈を実施させることにより高倍率の稀釈を濃度むら少なく実施させることができた。
【００９３】
（実施例３）
本発明の第３の実施例の検査用デバイスは、図６に示すような流路デザインを有しており、以下このデバイスの構成について説明する。
【００９４】
図６に示す検査用デバイス６０は、図１に示した流路パーツ１１、１２を組み合わせて、デバイス本体（図示を省略している。）内に、稀釈液導入チャンバー６１、稀釈液分配チャンバー６２、被稀釈液用チャンバー６３、混合用チャンバー６４及びブランクチャンバー６５を設けたものであり、ブランクチャンバー６５を導入して２段以上の稀釈を実施することによって、濃度むらなく高倍率の稀釈が実現できるものである。
【００９５】
各チャンバーには、流体が導入されやすいように図１に示された空気孔１１３を設けている（図６では省略する。）。各チャンバーを結合させる流路は、図１に示された流路１１１であり、その頂点部１１４は、各チャンバーの上面部より下側に設けてある。
【００９６】
各チャンバーの容量は、稀釈液導入チャンバー６１は１００μｌ相当、稀釈液分配チャンバー６２は３０μｌ相当、被稀釈液用チャンバー６３は５μｌ相当、混合用チャンバー６４は、内周側から外周側に向かって順（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）に、３０μｌ相当、６０μｌ相当、１２０μｌ相当とした。また、稀釈液導入チャンバーと稀釈液分配チャンバー６２を結合させる流路には、図１に示すようなキャピラリーバルブ１２２を設けた（図６では省略する。）。さらに、稀釈導入チャンバーと被稀釈液用チャンバーには、注入孔６６及び６７を設けた。
【００９７】
次に、検査用デバイス６０を実際に回転させて、高倍率稀釈を実現する動作について説明する。
【００９８】
使用するサンプルは全血検体（全血検査に用いられる検体）とし、溶血液についてはエッペンドルフチューブ（エッペンドルフ（eppendorf）社製の検査用試験管）中に入れた血液１ｍｌに対して塩化カリウム１ｇを添加した後に、よく混和して調製した。
【００９９】
検査用デバイス６０に対して、稀釈液導入チャンバー６１に稀釈液であるＰＢＳ１００μｌを注入孔６６から、被稀釈液用チャンバー６３に先ほど調製した溶血液１μｌを注入孔６７からそれぞれ導入した。その後、検査用デバイス６０を回転数（速度）１０００ｒｐｍで回転させることにより、溶血液のＰＢＳによる稀釈を実施した。回転をかけると遠心力により、稀釈液であるＰＢＳ及び溶血液は、外周側に配置される混合用チャンバー６４ｃへ流れていく。その過程について図６及び図７を用いて説明する。図７は、混合の基本的なフローを示す図である。
【０１００】
まず、稀釈液導入チャンバー６１のＰＢＳ稀釈溶液は、稀釈液分配チャンバー６２ａ、６２ｂ、６２ｃに導入され、分配される。その後、稀釈液分配チャンバー６２ａに分配されたＰＢＳ稀釈溶液は、溶血液１μｌを含む被稀釈液用チャンバー６３に、溶血液を洗い流すように導入され、続いて、混合用チャンバー６４ａに導入される（１段稀釈）。一方で、ブランクチャンバー６５ａにより稀釈液分配チャンバー６２ｂのＰＢＳは時間差をもって混合用チャンバー６４ａに導入される。この際、容量が６２ｂから流される量の方が、混合用チャンバー６４ａより多いので、６４ａで１段稀釈されている溶血液のＰＢＳ稀釈溶液は、連続的に混合用チャンバー６４ｂへ導入される（２段稀釈）。さらに、同様に、稀釈液分配チャンバー６２ｃのＰＢＳ稀釈溶液は、ブランクチャンバー６５ｂ及び６５ｃを経ることで時間差をもって混合用チャンバー６４ｂに導入され、混合用チャンバー６４ｂにある２段稀釈された溶血液のＰＢＳ稀釈溶液は、混合用チャンバー６４ｃに導入される（３段稀釈）。このように、３段稀釈をすることにより、濃度むらなく、約１００倍の稀釈を実施することができた。
【０１０１】
以上、説明したように本実施例の検査用デバイス６０は、回転操作中に、２段階の稀釈を実施させることができ、高倍率の稀釈を濃度むら少なく実施させることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係る検査用デバイスはその回転操作の過程において、稀釈液を分配し、２段階以上の稀釈を実施させることにより濃度むら少なく稀釈工程を実施することができる。これによって高倍率の稀釈を簡易に実施することができ、特に、濃度が高い被検物質（例えばヘモグロビン類）を検査する際に必要となる高倍率の稀釈工程を検査に先立ち、簡易に実施することができ、主として臨床検査分野で使用されるＰＯＣＴ分野の検査デバイスに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本実施形態に係る検査用デバイスを構成する基本的な２つの流路パーツを示す図
【図２】本発明の実施例１の検査用デバイスを構成する第１の流路パーツの作製方法の説明図で、同図（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図３】本発明の実施例１の検査用デバイスを構成する第２の流路パーツの作製方法の説明図で、同図（ｂ）は、同図（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図
【図４】本発明の実施例２の検査用デバイスの概略流路構成を示す回路構成図
【図５】本発明のデバイスを回転させるための回転装置を示す概略図
【図６】本発明の実施例３の検査用デバイスの概略流路構成を示す回路構成図
【図７】本発明の混合の基本的なフローを示す図
【符号の説明】
【０１０４】
１１ 基本流路パーツ（第１の流路パーツ）
１２ キャピラリーバルブを含む流路パーツ（第２の流路パーツ）
２１、２５ 両面粘着性シート
２２ 接着剤層
２３ 芯
２４ 剥離紙
２６、３１ トップカバー
２７ ベース基盤
２９、３０ 切り取り部
４０、６０ 高倍率稀釈流路デザインを含む検査用デバイス
４１、６１ 稀釈液導入チャンバー
４２、６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ） 稀釈液分配チャンバー（一時保持チャンバー）
４２ａ 稀釈液分配チャンバーの上面部（第１の端面部）
４２ｂ 稀釈液分配チャンバーの下面部（第２の端面部）
４２ｃ 稀釈液分配チャンバーの左側面部（第１の側面部）
４２ｄ 稀釈液分配チャンバーの右側面部（第２の側面部）
４２ｅ 稀釈液分配チャンバーの第１の流路形成部
４２ｆ 稀釈液分配チャンバーの第２の流路形成部
４３、６３ 被稀釈液用チャンバー（一時保持チャンバー）
４３ａ 被稀釈液分配チャンバーの上面部（第１の端面部）
４３ｂ 被稀釈液分配チャンバーの下面部（第２の端面部）
４３ｃ 被稀釈液分配チャンバーの流路形成部
４４、６４ｃ 混合用チャンバー
４５ａ、４５ｂ、６６、６７ 注入孔
４７ オーバーフロー流路の下面部
６４ａ、６４ｂ 混合用チャンバー（一時保持チャンバー）
６５（６５ａ、６５ｂ、６５ｃ） ブランクチャンバー（一時保持チャンバー）
１１１（１１１ｂ）、１２１ 流路
１１１ａ 流路（第１の流路）
１１２ チャンバー
１１２Ｃ、１２２Ｃ 凹部
１１２ａ オーバーフロー流路（第２の流路）
１１３（１１３ａ〜１１３ｄ） 空気孔
１１４（１１４ａ、１１４ｂ） 頂点部
１１５ チャンバーの上面部
１２２（１２２ａ、１２２ｂ） キャピラリーバルブ
７００ 回転装置（回転手段）
７１１ クランパー
７１３ ターンテーブル
７１４ スピンドルモーター
７１５ 制御デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として臨床検査分野において使用される検査用デバイスであって、特に高倍率稀釈を必要とする被検物質を測定するための検査用デバイス及びそれを用いた均一混合稀釈方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分析・解析・検査技術の進歩により、様々な物質を測定することが可能となってきている。特に、臨床検査分野においては、生化学反応、酵素反応、もしくは、免疫反応等の特異反応に基づく測定原理の開発により、病態に反映する体液中の物質を測定できるようになった。
【０００３】
その中で、ポイント・オブ・ケア・テスティング（以下「ＰＯＣＴ」という。）と呼ばれる臨床検査分野が注目されている。ＰＯＣＴは、簡易迅速測定を第一とし、検体を採取してから検査結果が出るまでの時間の短縮を目的とした取り組みが行われている。したがって、ＰＯＣＴに要求されるのは、簡易な測定原理であり、小型で携帯性があり、操作性が良い測定装置である。
【０００４】
近年の技術開発の進歩により、例えば、血糖センサに代表されるように簡単に測定できる小型の測定機器が開発されてきている。ＰＯＣＴの波及効果は、迅速な測定結果の取得による迅速正確な診断を可能とすることに加え、検査にかかるコストの低減、血液等の検体の少量化に伴う被検者の負担の軽減及び感染性廃棄物の少量化等が考えられる。現在、臨床検査ではＰＯＣＴへの移行が急速に起こっており、そのニーズに応えるべくＰＯＣＴ対応測定機器の開発が行われている。
【０００５】
ＰＯＣＴ分野において、注目を受けている測定項目として、ヘモグロビンＡ１ｃ（ヘモグロビンエーワンシー；糖化蛋白の一種）がある。ヘモグロビンＡ１ｃは、糖尿病患者の１〜３ヶ月間の長期血糖コントロールの目安として有用な検査項目である。
【０００６】
このヘモグロビンＡ１ｃは、血液中の全ヘモグロビン濃度に対する比として算出される。他の測定対象物と異なり、ヘモグロビンＡ１ｃを含むヘモグロビン類は、赤血球の中に存在しているので、測定を行うためには溶血操作が必要である。「溶血」とは、赤血球膜が破れ、ヘモグロビン類が赤血球の外に排出される現象をいう。より詳細には、赤血球の大きさは、外液の浸透圧によって影響される。赤血球は、生理的食塩水（０．９％ＮａＣｌ）より濃い塩溶液中では、水が外に出て収縮し、一方、生理的食塩水（０．９％ＮａＣｌ）より薄い溶液中では、水が中に入って膨張する。このような収縮及び膨張過程において、赤血球膜が破れると、ヘモグロビン類が赤血球の外に排出される。血液が完全に溶血された場合、全ヘモグロビン濃度は、約１５０ｇ／Ｌである。
【０００７】
したがって、ヘモグロビンＡ１ｃを測定する場合、血液を予め溶血した後に、さらに、分析できる範囲の濃度域まで、緩衝液を用いて稀釈する必要がある。すなわち、従来のものは、分析とは別に前処理用として溶血試薬等の試薬が必要となり、その試薬の使用のために操作ステップが多くなり、簡易に分析できるものではなかった。
【０００８】
このような問題点を解決するため、ＰＯＣＴ用の装置としてのバイエル製のＤＣＬ２０００システムでは、簡易に稀釈液が導入できるような工夫がなされている（特許文献１参照。）。すなわち、このシステムでは、実質的に水平な回転軸回りに回転操作される反応カセットを採用しており、この反応カセットは、液体試料を内部に導入するための注入口と、この注入口と連通する反応路とを具備している。また、その反応路は、分析試薬を組み込んだ試薬域と、液体試料の重力による流れを乱すよう液体試料に接触しカセットの回転により液体試料を攪拌する手段とを有しており、カセット内に導入した液体試料をカセット回転により反応路に沿って流動させることで分析試薬と液体試料とを接触させ、反応路内で分析試薬と液体試料との混合物を攪拌手段により攪拌することで、所定の反応を促し、液体試料中の分析対象物を分析測定するようになっている。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−４６５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような従来の構成にあっては、ヘモグロビン類のように高濃度で存在しうる測定対象物に対しては、高い倍率で稀釈液を混合させ、かつ、十分に攪拌させ、測定対象物を測定しようとする方法の許容測定レンジに合わせ込む必要がある場合、デバイスの外部から振動等の外力をかける必要があるが、デバイスが小型化されるほど必要となる外力は大きくする必要があり、デバイスを作動させる装置の機械的な負担が大きくなる、もしくは、装置の騒音の問題が生じる。逆に、外力によらず、小型化されたデバイス内部で流体の乱流を発生させて、稀釈を実施しようとしても、測定対象物に対して稀釈液が大部分を占めるような高倍率の稀釈においては、均一に攪拌して十分に混合させることは困難である。すなわち、ＰＯＣＴ分野の測定装置として、重要な要素である小型化・簡易化への対応に限界がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、濃度むらのない均一混合稀釈を実行することができる検査用デバイス及びそれを用いた均一混合稀釈方法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】
【００１２】
本発明の検査用デバイスは、デバイス本体に、検体注入孔と空気孔とが連通された複数のチャンバーと、前記複数のチャンバーに設けられた複数の流路と、前記複数の流路を１つに統合させた流路統合領域とを形成した検査用デバイスであって、所定の回転中心を基準として前記デバイス本体を回転させる回転手段を備え、前記複数のチャンバーのうちいずれか１つのチャンバーに前記検体注入孔から混合させる液が導入されるとともに、前記複数のチャンバーのうち別のチャンバーに被混合物質が収容され、前記混合させる液及び前記被混合物質が収容されたデバイス本体を前記回転手段が回転させることにより、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合が実行されるようにした構成を有している。
【００１３】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、混合させる液及び被混合物質が収容されたデバイス本体を回転させることにより、混合させる液を２つ以上に分配し、被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合することが可能となるので、濃度むらのない均一混合稀釈を実行することができる。
【００１４】
また、本発明の検査用デバイスは、前記デバイス本体の回転中心側を示す内周側から前記デバイス本体の回転中心から離隔する側を示す外周側に向かって形成された複数の前記流路統合領域を有し、複数の前記流路統合領域は、内周側から外周側に向かって段階的に大きく形成される構成を有している。
【００１５】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、回転を止めることなく、流体を、各段階の均一混合される流路統合領域に順次移送することができ、段階的な均一混合を連続的に実行することができる。
【００１６】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記チャンバーは、第１及び第２の流路と、前記第１の流路が接続された第１の流路形成部を含む第１の側面部と、前記第２の流路が接続された第２の流路形成部を含む第２の側面部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入して混合させる場合において、前記第１及び前記第２の流路が１つに統合される構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、第１及び第２の流路形成部の位置を設定することによって、所定の比率で液体を分配することができる。
【００１８】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記第１の流路形成部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置よりも外周側に形成される構成を有している。
【００１９】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、チャンバー内の大部分の液を第１の流路から取り出すことができる。
【００２０】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記第１の流路は、内外周方向に対して、前記第１の流路形成部の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を備えた構成を有している。
【００２１】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、チャンバーに液が満たされていく際に、折り返し頂部を超えた流体を次のチャンバーに移送することができる。
【００２２】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置と同レベル又は内周側のいずれかの位置で、かつ、前記チャンバーの前記第１の端面部と前記第２の端面部との間に設けられた構成を有している。
【００２３】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、よりスムーズに液体を分配することができる。
【００２４】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記第２の流路は、オーバーフロー流路であることが好ましい。
【００２５】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、オーバーフロー流路を介し、チャンバーからあふれた液をよりスムーズに分配することができる。
【００２６】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入し混合させる場合において、分配された前記混合させる液を、前記被混合物質に段階的に導入できるよう一時的に保持する一時保持チャンバーを備えた構成を有している。
【００２７】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、分配された混合させる液を、被混合物質に段階的に導入することができる。
【００２８】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記一時保持チャンバーは、流路と、前記流路が接続された流路形成部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記流路は、前記流路形成部の内外周方向の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を有し、前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記一時保持チャンバーの前記第１の端面部よりも外周側に配置される構成を有している。
【００２９】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、一時保持チャンバーに液を満たしつつ、次のチャンバーに液を連続的に移送することができる。
【００３０】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記被混合物質が血液成分であり、前記混合させる液が溶血させる液であるのが好ましい。
【００３１】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、試薬液と溶血液とを濃度むらなく均一混合稀釈することができる。
【００３２】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記溶血が部分溶血であるのが好ましい。
【００３３】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、試薬液と部分溶血液とを濃度むらなく均一混合稀釈することができる。
【００３４】
さらに、本発明の検査用デバイスは、前記混合させる液が、溶血されたヘモグロビン類を変性する試薬液であるのが好ましい。
【００３５】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、血液成分と溶血されたヘモグロビン類を変性する試薬液とを濃度むらなく均一混合稀釈することができる。
【００３６】
さらに、本発明の検査用デバイスは、均一混合された混合液中の成分を測定する手段を有する構成を有している。
【００３７】
この構成により、本発明の検査用デバイスは、均一混合された混合液中の成分を測定することができる。
【００３８】
本発明の均一混合稀釈方法は、回転操作中に混合させる液と被混合物質とを混合させる方法であって、前記混合させる液を２つ以上に分配した後、前記被混合物質に段階的に導入し混合させることによって均一混合を行う構成を有している。
【００３９】
この構成により、本発明の均一混合稀釈方法は、濃度むらのない均一混合稀釈を実行することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、回転により生じる遠心力によって、測定対象物と稀釈液とを簡易に均一混合稀釈することができる。特に、ヘモグロビン類のように高濃度で存在しうる測定対象物に対しては、高い倍率で稀釈液を混合させ、かつ、十分に攪拌させ、測定対象物を測定しようとする方法の許容測定レンジに合わせ込む必要がある場合、特に、デバイスの外部からの振動等の外力を必要とせず、装置への機械的な負担を軽減し、さらには、激しい機構により発生する騒音の問題を回避でき、本発明の目的である均一混合稀釈を、簡易に、効率よく実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００４２】
なお、以下に説明する各検査用デバイスは、デバイス本体に毛細管等の機能流路が形成され、専ら回転操作して使用されるものであるが、その回転中心がデバイス本体内にあるもの（自ら回転する回転形態）、あるいは、デバイス本体外にあるもの（所定半径の円周軌道上を移動する回転形態）のいずれであってもよい。
【００４３】
本実施の形態に係る検査用デバイスは、カセット状のデバイス本体に、検体注入孔と空気孔とが連通された複数のチャンバーと、複数のチャンバーに設けられた複数の流路と、複数の流路を１つに統合させた流路統合領域とを形成した検査用デバイスであって、デバイス本体を所定の回転中心を基準として回転させる回転手段を備え、複数のチャンバーのうちいずれか１つのチャンバーに検体注入孔から混合させる液が導入されるとともに、複数のチャンバーのうち別のチャンバーに被混合物質が収容され、混合させる液及び被混合物質が収容されたデバイス本体を回転手段が回転させることにより、混合させる液を２つ以上に分配し、被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合が実行されるようになっている。
【００４４】
一般的に、ある物質を溶解して溶液を調製する場合、まず、溶解させる液のうち少量を使用して溶解させ、その後、残りの溶解させる液で段階的に攪拌しながら混合する。このように、段階的な混合を行うことで、効率よく均一に混合することができる。このような例は、日常の試薬調製の中では、当然の操作であり、例えば、１Ｍ水酸化ナトリウムを調製する場合等を考えれば、この操作による均一混合の効率性は想像することができる。
【００４５】
また、高倍率に稀釈する場合も、同様で、例えば、１００倍以上の混合稀釈を実行しようとすれば、均一混合するために、十分に攪拌しなければならない。よって、よく推奨されているのは、１００倍以上に稀釈する場合、１０倍稀釈を２回以上する稀釈操作を行う。これも、いわゆる段階的な混合方法であり、この方が効率よく均一に混合できることを説明できる例の一つとなり得る。
【００４６】
本発明は、これらの思想を回転制御によって行う検査用デバイスの中に組み込むことによって、簡易に均一混合が実行できるようにすることを特徴としている。
【００４７】
本実施形態の検査用デバイスにおける均一混合される領域の形態としては、回転開始から導入される流路統合領域から、検査用デバイスの回転中心から離隔する側（以下、「外周側」という。）に向かって配置される別の流路統合領域を、段階的に大きく形成させている。これは、回転を止めることなく、流体を、各段階の均一混合される流路統合領域に順次移送するためである。混合される液量に対して小さい量の流路統合領域への導入は、混合される液量が多いために流路統合領域をあふれて、別の流路統合領域へ移送することができる。したがって、連続的に段階的な混合が実現できるような構成になっている。ここで、流路統合領域とは、２つの流路の接点であり、その接点はチャンバーであってもよい。また、最終の統合領域は、デバイス内に含まれる全ての液量よりも大きく設定される。これは、液がデバイス外にあふれないようにするためにある。
【００４８】
本実施形態の検査用デバイスは、混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に混合させる液を被混合物質に導入し混合させるため、チャンバーの両側面からそれぞれ２つの流路が出ており、２つの流路が１つに統合されているチャンバーを含む。そして、チャンバーからの２つの流路の出口（流路形成部）位置を設定することで、所定の比率で液体を分配することができる。
【００４９】
具体的には、チャンバーの両側面から出ている２つの流路の出口位置のうち、一方の出口位置はチャンバーの下面部（外周側に設けられた第２の端面部）に形成され、もう一方は、チャンバーの下面部から出ている出口位置より上側（回転中心側）に形成される。さらに、チャンバーの下面部から出ている流路は逆Ｕ字形の流路（以下、「逆Ｕ字流路」という。）にする。このような流路形状をとることによって、チャンバーに液が導入され、逆Ｕ字流路により、チャンバーに満たされていき、その後、上側に配置されるもう一方の流路より液の一部があふれ出て行く。その過程で、逆Ｕ字流路の頂点部を流体が越えると、チャンバーに満たされている液が次のチャンバーに移送される。
【００５０】
すなわち、液の大部分が逆Ｕ字流路から、液の一部が逆Ｕ字流路の出口位置より上側に配置されるもう一方の側面の流路から、それぞれ取り出され、結果的に、液を一部の液と大部分の液とに分配することができる。ここで、分配された一部の液で被混合物質を混合させ、その後、この混合された液を、分配された大部分の液により混合させるのである。
【００５１】
ここで、逆Ｕ字流路の頂点部は、チャンバーのもう一方の側面から出ている流路の出口位置と同レベルの位置か、出口位置よりも検査用デバイスの回転中心に近い側（以下、「内周側」という。）の位置、かつ、チャンバーの上面部（内周側に設けられた第１の端面部）より外周側の位置に配置されるように形成されると、よりよく液体を分配することができ、さらには、チャンバーの、もう一方の側面から出ている流路をオーバーフロー流路にするのが、より好ましい。
【００５２】
本実施形態の検査用デバイスに係る一時保持チャンバーは、混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に混合させる液を被混合物質に導入し混合させるための検査デバイスの形態は混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に混合させる液を被混合物質に導入し混合させる場合において、分配された混合させる液を、被混合物質に段階的に導入できるように一時的に保持できるものである。そして、一時的に保持するために、チャンバーからの流路は、逆Ｕ字流路であり、逆Ｕ字流路の頂点部が、チャンバーの上面部より下面部側に配置されていればよい。こうすることで、チャンバーを液で満たしつつ、連続的に次のチャンバーに液を移送することができる。
【００５３】
なお、本実施形態に係る逆Ｕ字流路は、逆Ｕ字型のみに限定されるものではなく、例えば、逆Ｖ字型でもよい。すなわち、チャンバーから出る流路が半径軸の内周方向に出て、その後、半径軸の外周方向へ向かうような流路であればよい。
【００５４】
本実施形態においては、被混合物質が血液成分であり、混合させる液が溶血させる液である。さらに、溶血が部分溶血である場合もある。また、溶血されて血漿中に出てきたヘモグロビン類を免疫学的に測定する場合には、変性する必要があり、変性試薬を混合させる液に含ませる場合もあり得る。
【００５５】
ここで、部分溶血とは、溶血剤の量により溶血を部分的に実施し、血漿液に含まれるヘモグロビン濃度を少なくする（これを部分溶血と定義し、部分溶血により得られた血漿を部分溶血血漿液とする。）手法である。さらに、溶血させるための試薬とは、例えば、塩類、界面活性剤がそれぞれ考えられる。これらは、いずれも、赤血球を浸透圧の変化によって破壊することを目的として使用されるものである。
【００５６】
本実施形態の検査用デバイスに係る均一混合過程において、特に、ヘモグロビンＡ１ｃを免疫反応測定原理により行う場合、ヘモグロビンＡ１ｃのβ鎖末端アミノ酸領域を露出させる目的で、変性剤により変性させる必要がある。ここで、変性剤とは、例えば、カオトロピックイオンを含む塩類、あるいは、酸化剤や界面活性剤等である。
【００５７】
また、変性剤の代わりに酵素を含ませてもよい。すなわち、溶血血漿液中の蛋白質を分解させて、ヘモグロビンＡ１ｃのβ鎖末端アミノ酸断片を生成させることで、免疫反応測定を行うこともあり得る。
【００５８】
本実施形態の検査用デバイスにおいて、均一混合された混合液中の成分を測定する手段を有することにより、均一混合工程に引き続き、混合液中に含まれる物質を測定することができる。例えば、ヘモグロビンＡ１ｃの場合は、ヘモグロビン及びヘモグロビンＡ１ｃを免疫学的に測定し、ヘモグロビンＡ１ｃ値を算出する。詳細には、ヘモグロビンは、例えば、ラテックス標識抗ヘモグロビンポリクローナル抗体を用いてラテックス免疫凝集測定を行う。ヘモグロビンＡ１ｃは、例えば、ラテックス標識抗ヘモグロビンＡ１ｃ抗体と凝集剤を用いてラテックス免疫凝集阻止測定を行う。
【００５９】
以上、本実施形態において、特に、基本的な機能は、回転操作中に混合させる液と被混合物質とを混合させる方法であって、混合させる液を２つ以上に分配し、段階的に被混合物質に導入し混合させることによって均一混合を行い、均一混合稀釈方法を実施することにある。
【実施例】
【００６０】
以下に、本実施形態に係る検査用デバイス及び均一混合稀釈方法の実施例を詳細に説明する。なお、ここでの実施例に係る具体的な限定は、本発明の要旨を限定するものではない。
【００６１】
（実施例１）
図１乃至図３は、本発明の第１実施例の検査用デバイスを示す図である。
【００６２】
本実施例の検査用デバイスは、図１に示すような基本的な流路パーツを組み合わせてデバイス本体に造り込んだものであり、同図（ａ）にそのチャンバー及び流路を構成する第１の流路パーツを、同図（ｂ）にその流路中に厚みの大きい部分であるキャピラリーバルブを配した第２の流路パーツを示している。
【００６３】
まず、この図１によりその基本的な流路パーツの構成を説明し、次いで、その作製方法について図２及び図３を用いて説明する。
【００６４】
図１（ａ）に示す第１の流路パーツ１１には、稀釈、混合、反応、検出等の分析工程を達成するための場となるチャンバー１１２と、このチャンバー１１２に連通するように形成された流路１１１及び空気孔１１３とが、それぞれ形成されている。なお、チャンバー１１２は流路１１１が接続された部位から離隔する側に他の流路接続する際に使用するオーバーフロー流路１１２ａを有し、空気孔１１３はこれらの両者から離隔するよう配置されている。
【００６５】
この流路パーツ１１では、逆Ｕ字流路の頂点部１１４をチャンバー１１２の上面部１１５より内周側に設定することで、回転中に生じる遠心力によってチャンバー内に流体を保持することができる。なお、連続的に流体を流し続けるには、逆に、逆Ｕ字流路の頂点部１１４をチャンバー１１２の上面部１１５より外周側に設定すればいい。
【００６６】
本実施例の場合は、一旦、チャンバー１１２内に流体を保持する必要があるので、逆Ｕ字流路の頂点部１１４をチャンバー１１２の上面部１１５より内周側に設定している。
【００６７】
図１（ｂ）に示す第２の流路パーツ１２は、全体として略逆Ｕ字形をなしその両端が全体形状の短手方向一方側に傾けられた流路１２１と、この流路１２１上に配置されて流路１２１より厚み（断面積）の大きい空間を形成しているキャピラリーバルブ１２２とを有している。流路パーツ１２のキャピラリーバルブ１２２は、毛細管現象を利用した流体の移送に対し流体を静止させる静止手段であり、その流路の厚み（断面積）を前後の流路より十分に大きくすることにより、デバイス本体の回転を停止した後に毛細管現象により流路１２１を流れる流体の流れを停止させ、所要の区間における流体を静止させることができる。本実施例においては、流体を静止したい箇所、タイミング、区間を考慮して適宜キャピラリーバルブを設けている。
【００６８】
図２及び図３は、図１で示す基本的な流路パーツを有するデバイスの作製手順を説明する図であり、これらの図に示すように、本実施例の検査用デバイスは、３層構造となっている。なお、図２（ａ）は流路パーツ１１の作製手順を示す図で、同図（ｂ）はその完成状態を示す図１のＡ−Ａ矢視断面図となっている。また、図３（ａ）は流路パーツ１２の作製手順を示す図で、同図（ｂ）はその完成状態を示す図１のＢ−Ｂ矢視断面図となっている。
【００６９】
まず、図２を用いて流路パーツ１１の作製手順について詳細に説明する。
【００７０】
チャンバー１１２及び頂点部１１４を形成するに際して、図２（ａ）中の切り取り工程Ｃに示すように、両面粘着性シート２１（芯２３の厚さが５０μｍ、接着剤層２２の厚さが両面それぞれ２５μｍのフレックスコン社（FLEXCON Corporation）製両面粘着性シート）から、カッテイングプロッター（グラフテック社（GRAPHTECH Corporation）製、ＣＥ３０００−４０）を用いて、チャンバー１１２及び流路１１１に対応する部分２９を切り取った。この切り取りは、下面部の接着剤層の剥離紙２４以外の層に切り込みをいれ、チャンバーとなる部分を剥ぎ取るようにして行った。
【００７１】
一方、ベース基盤２７はポリスチレン（polystyrene；以下「ＰＳ」と略す。）をコーティングした。すなわち、ポリカーボネート製の円盤状基盤に対して、ポリスチレン（シグマアルドリッチ社（Sygma-Aldrich Corporation）製）の２−アセトキシ−１−メトキシプロパンの１重量（ｗ／ｖ）％溶液をスピンコートした。スピンコートしたベース基盤（ＰＳコートしたベース基盤）は、一晩、真空状態で十分に乾燥させた。
【００７２】
また、トップカバー２６には、予め空気孔１１３を開けておき、チャンバー１１２に対応する凹部１１２Ｃを成形しておく。
【００７３】
こうして調整した３つの層を、両面粘着性シート２５を介して貼り合わせて基本流路パーツ１１を作製した。
【００７４】
流路パーツ１２を作成する際には、図３に示すように、図２に示す作製手順と同様の手順で、両面粘着性シート２１からカッテイングプロッターを用いて流路１２１及びキャピラリーバルブ１２２の一部に対応する部分３０を切り取り、一方、キャピラリーバルブが必要となる箇所のトップカバー３１にはキャピラリーバルブ１２２の一部に対応する凹部１２２Ｃを成形して、これらをベース基盤２７上で３層に貼り合わせることで、流路パーツ１２とする。
【００７５】
そして、以上説明した基本的な流路パーツ１１、１２を必要だけ適宜組み合わせて（接続して）使用することにより、本発明の目的とする機能を有する検査用デバイスを所要の流路パターンで作製することができる。
【００７６】
（実施例２）
図４及び図５は、本発明の第２の実施例の検査用デバイス及びその回転操作用の回転装置を示す図であり、本実施例の検査用デバイスは図４に示すような流路デザインを有している。
【００７７】
本実施例に係る検査用デバイス４０は、高倍率の均一混合稀釈を実現するための基本となる流路パーツを備えており、これらの流路パーツは、稀釈液のうち少量の稀釈液と大量の稀釈液とに分配し、少量の稀釈液によって混合された溶液に対して、大量の稀釈液により混合させるためのものである。これは、２段階の稀釈でもって、濃度むらなく稀釈させるための基本的な流路パーツである。以下、構成を具体的に説明する。
【００７８】
図４に示す検査用デバイス４０は、図１に示した流路パーツ１１、１２を組み合わせて、デバイス本体（図示していない）内に、稀釈液導入チャンバー４１、稀釈液分配チャンバー４２、被稀釈液用チャンバー４３及び混合用チャンバー４４を設けたものである。
【００７９】
稀釈液導入チャンバー４１と稀釈液分配チャンバー４２は、キャピラリーバルブ１２２ａを有する流路で結合させており、稀釈液分配チャンバー４２と被稀釈液用チャンバー４３は、オーバーフロー流路１１２ａと流路１１１ａとで結合させたものである。また、被稀釈液用チャンバー４３と混合用チャンバー４４は、流路１１１ｂで結合させたものである。流路１１１ｂには、被稀釈液用チャンバー４３の出口付近に、キャピラリーバルブ１２２ｂが設けられている。
【００８０】
ここで、稀釈液分配チャンバー４２は、８０μｌ（マイクロリットル）相当の稀釈液を導入することができる大きさ（容積）を有し、稀釈液導入チャンバー４１及び被稀釈液用チャンバー４３は、それぞれ稀釈液分配チャンバー４２より大きく１００μｌ相当、１５０μｌ相当を導入することができる大きさを有する。また、被稀釈液用チャンバー４３は５μｌ相当のチャンバーとしている。これらのチャンバー４１、４２、４３、４４には空気孔１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄを、稀釈液導入チャンバー４１及び被稀釈液用チャンバー４３には注入孔４５ａ、４５ｂが設けられている。
【００８１】
また、稀釈液分配チャンバー４２は、上面部４２ａと、下面部４２ｂと、左側面部４２ｃと、右側面部４２ｄとを備え、左側面部４２ｃは、流路１１１ａが接続された第１の流路形成部４２ｅを有し、右側面部４２ｄは、オーバーフロー流路１１２ａが接続された第２の流路形成部４２ｆを有している。なお、特許請求の範囲の請求項３に記載の第１の端面部及び第２の端面部とは、それぞれ、上面部４２ａ及び下面部４２ｂのことをいう。また、第１の側面部及び第２の側面部とは、それぞれ、左側面部４２ｃ及び右側面部４２ｄのことをいう。また、第１の流路及び第２の流路とは、それぞれ、流路１１１ａ及びオーバーフロー流路１１２ａのことをいう。
【００８２】
また、稀釈液分配チャンバー４２において、流路１１１ａの頂点部１１４ａは、稀釈液分配チャンバー４２の上面部４２ａとオーバーフロー流路１１２ａの下面部４７との間に配置されるようになっている。
【００８３】
被稀釈液用チャンバー４３は、上面部４３ａと、下面部４３ｂと、流路１１１ｂが接続された流路形成部４３ｃとを備えている。被稀釈液用チャンバー４３に接続された流路１１１ｂの頂点部１１４ｂは、内外周方向に対して、上面部４３ａよりも外周側に配置されている。なお、特許請求の範囲の請求項９に記載の第１の端面部及び第２の端面部とは、それぞれ、上面部４３ａ及び下面部４３ｂのことをいう。
【００８４】
次に、検査用デバイス４０を実際に回転させて、流路パーツによる高倍率稀釈を実現する動作について説明する。その際、検査用デバイスの回転操作は、図５に示された基本構成をもつ回転装置７００にデバイスを載置し、所定のタイミング及び時間だけ回転と停止を実行することでなされる。
【００８５】
図５に示された回転装置７００は、検査用デバイス４０（デバイス本体の概略側面形状を示している。）を固定するクランパー７１１と、検査用デバイス４０を支持するターンテーブル７１３と、ターンテーブル７１３を回転させるスピンドルモーター７１４と、スピンドルモーター７１４の回転を制御する制御デバイス７１５とで構成されている。
【００８６】
次に、本実施例に係る検査用デバイス４０の動作について説明する。
【００８７】
使用するサンプルは全血検体（全血検査に用いられる検体）とし、溶血液についてはエッペンドルフチューブ（エッペンドルフ（eppendorf）社製の検査用試験管）中に入れた血液１ｍｌに対して塩化カリウム１ｇを添加した後に、よく混和して調製した。
【００８８】
まず、稀釈液導入チャンバー４１の注入孔４５ａから稀釈液であるＰＢＳ（りん酸緩衝生理食塩水）を１００μｌ入れ、さらに、被稀釈液用チャンバー４３の注入孔４５ｂから先に調製した溶血液を１μｌ入れた。この際、キャピラリーバルブ１２２ａ及び１２２ｂを設けているので、次に続くチャンバーには流れ出さずに静止した。また、空気孔１１３ａ、１１３ｃがあるために、稀釈液も、溶血液も簡単に入れることができた。
【００８９】
その後、デバイス本体を回転数（速度）１０００ｒｐｍで回転させることにより、溶血液のＰＢＳによる稀釈を実施した。
【００９０】
回転をかけると遠心力により、稀釈液であるＰＢＳ及び溶血液は、外周側に配置される混合用チャンバー４４へ流れていく。その過程を以下説明する。
【００９１】
まず、稀釈液導入チャンバー４１のＰＢＳは稀釈液分配チャンバー４２へ流れていくが、稀釈液導入チャンバー４１の容量より稀釈液分配チャンバー４２の容量を小さく設定しているので、あふれるＰＢＳが、オーバーフロー流路１１２ａを通って、被稀釈液用チャンバー４３に導入され、第１段稀釈が行われる。一方、稀釈液分配チャンバー４２の大部分のＰＢＳは、流路１１１ａの頂点部１１４ａを超えると、オーバーフロー流路１１２ａより優先的に流路１１１ａを流れていき、時間差をもって被稀釈液用チャンバー４３へ流れていく。この際、流れてくるＰＢＳの量より被稀釈液用チャンバー４３の容量が小さいため、連続的に混合用チャンバー４４へ、被稀釈液用チャンバー４３内の第１段稀釈された溶血稀釈ＰＢＳ溶液を洗い流すように導入され、第２段の稀釈が実施される。こうして結果的に約１００倍の稀釈が実現された。
【００９２】
以上、説明したように本実施例の検査用デバイス４０は、回転操作中に、２段階の稀釈を実施させることにより高倍率の稀釈を濃度むら少なく実施させることができた。
【００９３】
（実施例３）
本発明の第３の実施例の検査用デバイスは、図６に示すような流路デザインを有しており、以下このデバイスの構成について説明する。
【００９４】
図６に示す検査用デバイス６０は、図１に示した流路パーツ１１、１２を組み合わせて、デバイス本体（図示を省略している。）内に、稀釈液導入チャンバー６１、稀釈液分配チャンバー６２、被稀釈液用チャンバー６３、混合用チャンバー６４及びブランクチャンバー６５を設けたものであり、ブランクチャンバー６５を導入して２段以上の稀釈を実施することによって、濃度むらなく高倍率の稀釈が実現できるものである。
【００９５】
各チャンバーには、流体が導入されやすいように図１に示された空気孔１１３を設けている（図６では省略する。）。各チャンバーを結合させる流路は、図１に示された流路１１１であり、その頂点部１１４は、各チャンバーの上面部より下側に設けてある。
【００９６】
各チャンバーの容量は、稀釈液導入チャンバー６１は１００μｌ相当、稀釈液分配チャンバー６２は３０μｌ相当、被稀釈液用チャンバー６３は５μｌ相当、混合用チャンバー６４は、内周側から外周側に向かって順（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）に、３０μｌ相当、６０μｌ相当、１２０μｌ相当とした。また、稀釈液導入チャンバーと稀釈液分配チャンバー６２を結合させる流路には、図１に示すようなキャピラリーバルブ１２２を設けた（図６では省略する。）。さらに、稀釈導入チャンバーと被稀釈液用チャンバーには、注入孔６６及び６７を設けた。
【００９７】
次に、検査用デバイス６０を実際に回転させて、高倍率稀釈を実現する動作について説明する。
【００９８】
使用するサンプルは全血検体（全血検査に用いられる検体）とし、溶血液についてはエッペンドルフチューブ（エッペンドルフ（eppendorf）社製の検査用試験管）中に入れた血液１ｍｌに対して塩化カリウム１ｇを添加した後に、よく混和して調製した。
【００９９】
検査用デバイス６０に対して、稀釈液導入チャンバー６１に稀釈液であるＰＢＳ１００μｌを注入孔６６から、被稀釈液用チャンバー６３に先ほど調製した溶血液１μｌを注入孔６７からそれぞれ導入した。その後、検査用デバイス６０を回転数（速度）１０００ｒｐｍで回転させることにより、溶血液のＰＢＳによる稀釈を実施した。回転をかけると遠心力により、稀釈液であるＰＢＳ及び溶血液は、外周側に配置される混合用チャンバー６４ｃへ流れていく。その過程について図６及び図７を用いて説明する。図７は、混合の基本的なフローを示す図である。
【０１００】
まず、稀釈液導入チャンバー６１のＰＢＳ稀釈溶液は、稀釈液分配チャンバー６２ａ、６２ｂ、６２ｃに導入され、分配される。その後、稀釈液分配チャンバー６２ａに分配されたＰＢＳ稀釈溶液は、溶血液１μｌを含む被稀釈液用チャンバー６３に、溶血液を洗い流すように導入され、続いて、混合用チャンバー６４ａに導入される（１段稀釈）。一方で、ブランクチャンバー６５ａにより稀釈液分配チャンバー６２ｂのＰＢＳは時間差をもって混合用チャンバー６４ａに導入される。この際、容量が６２ｂから流される量の方が、混合用チャンバー６４ａより多いので、６４ａで１段稀釈されている溶血液のＰＢＳ稀釈溶液は、連続的に混合用チャンバー６４ｂへ導入される（２段稀釈）。さらに、同様に、稀釈液分配チャンバー６２ｃのＰＢＳ稀釈溶液は、ブランクチャンバー６５ｂ及び６５ｃを経ることで時間差をもって混合用チャンバー６４ｂに導入され、混合用チャンバー６４ｂにある２段稀釈された溶血液のＰＢＳ稀釈溶液は、混合用チャンバー６４ｃに導入される（３段稀釈）。このように、３段稀釈をすることにより、濃度むらなく、約１００倍の稀釈を実施することができた。
【０１０１】
以上、説明したように本実施例の検査用デバイス６０は、回転操作中に、２段階の稀釈を実施させることができ、高倍率の稀釈を濃度むら少なく実施させることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係る検査用デバイスはその回転操作の過程において、稀釈液を分配し、２段階以上の稀釈を実施させることにより濃度むら少なく稀釈工程を実施することができる。これによって高倍率の稀釈を簡易に実施することができ、特に、濃度が高い被検物質（例えばヘモグロビン類）を検査する際に必要となる高倍率の稀釈工程を検査に先立ち、簡易に実施することができ、主として臨床検査分野で使用されるＰＯＣＴ分野の検査デバイスに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本実施形態に係る検査用デバイスを構成する基本的な２つの流路パーツを示す図
【図２】本発明の実施例１の検査用デバイスを構成する第１の流路パーツの作製方法の説明図で、同図（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図３】本発明の実施例１の検査用デバイスを構成する第２の流路パーツの作製方法の説明図で、同図（ｂ）は、同図（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図
【図４】本発明の実施例２の検査用デバイスの概略流路構成を示す回路構成図
【図５】本発明のデバイスを回転させるための回転装置を示す概略図
【図６】本発明の実施例３の検査用デバイスの概略流路構成を示す回路構成図
【図７】本発明の混合の基本的なフローを示す図
【符号の説明】
【０１０４】
１１ 基本流路パーツ（第１の流路パーツ）
１２ キャピラリーバルブを含む流路パーツ（第２の流路パーツ）
２１、２５ 両面粘着性シート
２２ 接着剤層
２３ 芯
２４ 剥離紙
２６、３１ トップカバー
２７ ベース基盤
２９、３０ 切り取り部
４０、６０ 高倍率稀釈流路デザインを含む検査用デバイス
４１、６１ 稀釈液導入チャンバー
４２、６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ） 稀釈液分配チャンバー（一時保持チャンバー）
４２ａ 稀釈液分配チャンバーの上面部（第１の端面部）
４２ｂ 稀釈液分配チャンバーの下面部（第２の端面部）
４２ｃ 稀釈液分配チャンバーの左側面部（第１の側面部）
４２ｄ 稀釈液分配チャンバーの右側面部（第２の側面部）
４２ｅ 稀釈液分配チャンバーの第１の流路形成部
４２ｆ 稀釈液分配チャンバーの第２の流路形成部
４３、６３ 被稀釈液用チャンバー（一時保持チャンバー）
４３ａ 被稀釈液分配チャンバーの上面部（第１の端面部）
４３ｂ 被稀釈液分配チャンバーの下面部（第２の端面部）
４３ｃ 被稀釈液分配チャンバーの流路形成部
４４、６４ｃ 混合用チャンバー
４５ａ、４５ｂ、６６、６７ 注入孔
４７ オーバーフロー流路の下面部
６４ａ、６４ｂ 混合用チャンバー（一時保持チャンバー）
６５（６５ａ、６５ｂ、６５ｃ） ブランクチャンバー（一時保持チャンバー）
１１１（１１１ｂ）、１２１ 流路
１１１ａ 流路（第１の流路）
１１２ チャンバー
１１２Ｃ、１２２Ｃ 凹部
１１２ａ オーバーフロー流路（第２の流路）
１１３（１１３ａ〜１１３ｄ） 空気孔
１１４（１１４ａ、１１４ｂ） 頂点部
１１５ チャンバーの上面部
１２２（１２２ａ、１２２ｂ） キャピラリーバルブ
７００ 回転装置（回転手段）
７１１ クランパー
７１３ ターンテーブル
７１４ スピンドルモーター
７１５ 制御デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス本体に、検体注入孔と空気孔とが連通された複数のチャンバーと、前記複数のチャンバーに設けられた複数の流路と、前記複数の流路を１つに統合させた流路統合領域とを形成した検査用デバイスであって、
所定の回転中心を基準として前記デバイス本体を回転させる回転手段を備え、
前記複数のチャンバーのうちいずれか１つのチャンバーに前記検体注入孔から混合させる液が導入されるとともに、前記複数のチャンバーのうち別のチャンバーに被混合物質が収容され、
前記混合させる液及び前記被混合物質が収容されたデバイス本体を前記回転手段が回転させることにより、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合が実行されるようにしたことを特徴とする検査用デバイス。
【請求項２】
前記デバイス本体の回転中心側を示す内周側から前記デバイス本体の回転中心から離隔する側を示す外周側に向かって形成された複数の前記流路統合領域を有し、複数の前記流路統合領域は、内周側から外周側に向かって段階的に大きく形成されることを特徴とする請求項１記載の検査用デバイス。
【請求項３】
前記チャンバーは、第１及び第２の流路と、前記第１の流路が接続された第１の流路形成部を含む第１の側面部と、前記第２の流路が接続された第２の流路形成部を含む第２の側面部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入して混合させる場合において、前記第１及び前記第２の流路が１つに統合されることを特徴とする請求項１又は２記載の検査用デバイス。
【請求項４】
前記第１の流路形成部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置よりも外周側に形成されることを特徴とする請求項３記載の検査用デバイス。
【請求項５】
前記第１の流路は、内外周方向に対して、前記第１の流路形成部の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の検査用デバイス。
【請求項６】
前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置と同レベル又は内周側のいずれかの位置で、かつ、前記チャンバーの前記第１の端面部と前記第２の端面部との間に設けられたことを特徴とする請求項５記載の検査用デバイス。
【請求項７】
前記第２の流路は、オーバーフロー流路であることを特徴とする請求項３から６までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項８】
前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入し混合させる場合において、分配された前記混合させる液を、前記被混合物質に段階的に導入できるよう一時的に保持する一時保持チャンバーを備えたことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項９】
前記一時保持チャンバーは、流路と、前記流路が接続された流路形成部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記流路は、前記流路形成部の内外周方向の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を有し、前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記一時保持チャンバーの前記第１の端面部よりも外周側に配置されることを特徴とする請求項８記載の検査用デバイス。
【請求項１０】
前記被混合物質が血液成分であり、前記混合させる液が溶血させる液であることを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１１】
前記溶血が部分溶血であることを特徴とする請求項１から１０までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１２】
前記混合させる液が、溶血されたヘモグロビン類を変性する試薬液であることを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１３】
均一混合された混合液中の成分を測定する手段を有することを特徴とする請求項１から１２までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１４】
回転操作中に混合させる液と被混合物質とを混合させる方法であって、前記混合させる液を２つ以上に分配した後、前記被混合物質に段階的に導入し混合させることによって均一混合を行うことを特徴とする均一混合稀釈方法。
【請求項１】
デバイス本体に、検体注入孔と空気孔とが連通された複数のチャンバーと、前記複数のチャンバーに設けられた複数の流路と、前記複数の流路を１つに統合させた流路統合領域とを形成した検査用デバイスであって、
所定の回転中心を基準として前記デバイス本体を回転させる回転手段を備え、
前記複数のチャンバーのうちいずれか１つのチャンバーに前記検体注入孔から混合させる液が導入されるとともに、前記複数のチャンバーのうち別のチャンバーに被混合物質が収容され、
前記混合させる液及び前記被混合物質が収容されたデバイス本体を前記回転手段が回転させることにより、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記被混合物質を段階的に混合させることによって、均一混合が実行されるようにしたことを特徴とする検査用デバイス。
【請求項２】
前記デバイス本体の回転中心側を示す内周側から前記デバイス本体の回転中心から離隔する側を示す外周側に向かって形成された複数の前記流路統合領域を有し、複数の前記流路統合領域は、内周側から外周側に向かって段階的に大きく形成されることを特徴とする請求項１記載の検査用デバイス。
【請求項３】
前記チャンバーは、第１及び第２の流路と、前記第１の流路が接続された第１の流路形成部を含む第１の側面部と、前記第２の流路が接続された第２の流路形成部を含む第２の側面部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入して混合させる場合において、前記第１及び前記第２の流路が１つに統合されることを特徴とする請求項１又は２記載の検査用デバイス。
【請求項４】
前記第１の流路形成部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置よりも外周側に形成されることを特徴とする請求項３記載の検査用デバイス。
【請求項５】
前記第１の流路は、内外周方向に対して、前記第１の流路形成部の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の検査用デバイス。
【請求項６】
前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記第２の流路形成部の位置と同レベル又は内周側のいずれかの位置で、かつ、前記チャンバーの前記第１の端面部と前記第２の端面部との間に設けられたことを特徴とする請求項５記載の検査用デバイス。
【請求項７】
前記第２の流路は、オーバーフロー流路であることを特徴とする請求項３から６までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項８】
前記混合させる液を２つ以上に分配し、前記混合させる液を前記被混合物質に段階的に導入し混合させる場合において、分配された前記混合させる液を、前記被混合物質に段階的に導入できるよう一時的に保持する一時保持チャンバーを備えたことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項９】
前記一時保持チャンバーは、流路と、前記流路が接続された流路形成部と、内周側に設けられた第１の端面部と、外周側に設けられた第２の端面部とを備え、前記流路は、前記流路形成部の内外周方向の位置よりも内周側に設けられた折り返し頂部を有し、前記折り返し頂部は、内外周方向に対して、前記一時保持チャンバーの前記第１の端面部よりも外周側に配置されることを特徴とする請求項８記載の検査用デバイス。
【請求項１０】
前記被混合物質が血液成分であり、前記混合させる液が溶血させる液であることを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１１】
前記溶血が部分溶血であることを特徴とする請求項１から１０までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１２】
前記混合させる液が、溶血されたヘモグロビン類を変性する試薬液であることを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１３】
均一混合された混合液中の成分を測定する手段を有することを特徴とする請求項１から１２までのいずれかに記載の検査用デバイス。
【請求項１４】
回転操作中に混合させる液と被混合物質とを混合させる方法であって、前記混合させる液を２つ以上に分配した後、前記被混合物質に段階的に導入し混合させることによって均一混合を行うことを特徴とする均一混合稀釈方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３１７２５０（Ｐ２００６−３１７２５０Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３９４９９（Ｐ２００５−１３９４９９）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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