液滴移動装置、液滴移動方法及び血漿分離装置並びに血漿分離方法
【課題】簡易な手法で、液滴を移動面形成部材の表面に沿って移動させる。
【解決手段】液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材１の両面に、夫々前記移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材４Ａ，４Ｂを設ける。そして、前記移動面形成部材１と磁場形成部材４Ａ,４Ｂとを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を磁場勾配に沿って移動させる。
【解決手段】液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材１の両面に、夫々前記移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材４Ａ，４Ｂを設ける。そして、前記移動面形成部材１と磁場形成部材４Ａ,４Ｂとを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を磁場勾配に沿って移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁場形成部材と移動面形成部材とを相対的に移動させて、移動面形成部材の表面において液滴を移動させる技術に関する。また、他の発明は移動面形成部材の表面において血液から血漿を分離する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生化学分析の一連の操作を一枚の基板上で行うｍｉｃｒｏＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）と呼ばれる技術がある。この手法は、基板上に反応部や混合部を設け、一枚の基板で血液等を分析する化学分析システムであり、マイクロ流路を用いる方法と、液滴を基板上にて操作する方法が知られている。前記液滴を基板上にて操作する方法は、Ｄｒｏｐｕｌｅｔ−ｂａｓｅｄ ｍｉｃｒｏＴＡＳと呼ばれ、検査液や試薬が数ｎｌ程度と微小量である点が優れている。
【０００３】
前記液滴を移動させる方法として、ＥＷＯＤ(electro wetting on dielectric)を応用したデジタルマイクロフルイディスク回路において、液滴の生成、切断、合体、輸送する技術が検討されている。しかしながら、これら電気的に液滴を移動させる方法では、微細な回路を形成する必要があるため、構成が複雑化し、製造コストや運転コストが高くなる懸念がある。また、特許文献１には、塗布剤に超電導磁石による磁界を印加させて、塗布液を広げる技術が提案されている。しかしながら、超電導磁石は高価であり、やはりコスト的に不利である。
【０００４】
一方、抗原抗体反応を用いた特定タンパク質の測定法として、ＥＬＩＳＡ法（Enzyme Linked Immunosolvent Assay：酵素免疫測定法）が知られている。この手法は、一次抗体と測定対象の特定タンパク質との間で抗原抗体反応を起こさせた後、前記一次抗体と特異的に反応する酵素で標識された二次抗体を作用させる。その後、酵素溶液、酵素基質溶液を添加して発色させた後、吸光度等を測定することにより、特定タンパク質量の検出を行うものである。この手法は、多数のウェルが形成されたプレートに対して、一次抗体溶液や、測定溶液、洗浄液、二次抗体溶液、酵素溶液、酵素基質溶液を作業者が手作業により分注することにより行われており、非常に手間と時間を要する作業となっている。従って、このＥＬＩＳＡ法を前記液滴を操作する手法を用いて実行できれば手間と時間が削減されるが、この際、簡易な手法で低コストで実行できることが好ましい。
【０００５】
また、血液の生化学検査においても、血液量が微量で済み、数種の検査項目を短時間で実施することが期待できることから、マイクロ化学チップを用いる試みが成されている。ここで、検査項目によっては血液中の血漿を用いており、血液から血漿を分離する操作が必要となるが、マイクロ化学チップ上で前記分離操作を行うことはできず、この操作は遠心分離機を用いて行われている。しかしながら、この遠心分離機による操作ではある程度の血液量が必要になるため、マイクロ化学チップを用いる要請に沿わない。
【０００６】
さらに、誘電泳動を用いて血液中の血漿と血球とを分離する研究が成されている。この手法によればプレート上に電極を設け、交流電圧を印加して誘電泳動作用を発生させることにより血液から血漿を分離することができる。従って、マイクロ化学チップチップに応用した場合、チップ上にて血漿を分離することはできるが、その後の液滴の移動に既述の電気的に液滴を移動させる手法を行おうとしても、これらは共に電場を用いる手法であるため、両者を組み合わせることはできない。
【０００７】
また、特許文献２には、血清（血漿）を通過させ、血餅の通過を阻止するろ過部を採血管に挿入し、このろ過部を磁力により血清−血餅の境界部に移動させることによって血清を分離する手法が記載されている。しかしながら、この手法を適用してもマイクロチップ上にて血液から血漿は分離できず、本発明の課題の解決を図ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１３７６６６号公報
【特許文献２】特開平５−５２８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような事情の下になされたものであり、簡易な手法で、液滴を移動面形成部材の表面に沿って移動させることができる技術を提供することにある。また、移動面形成部材の表面において血液から血漿を分離することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このため、本発明の液滴移動装置は、
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材の表面に液滴を供給するための液滴供給部と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させるための移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の血漿分離装置は、
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材に設けられ、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の液滴移動方法は、
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材の表面に液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、本発明の血漿分離方法は、
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなり、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極を備えた移動面形成部材の表面に血液の液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における前記液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、移動面形成部材の表面において液滴を移動させるにあたり、磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成し、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を前記磁場勾配に沿って移動させている。このように、磁場形成部材の移動に伴って、移動面形成部材の表面にて液滴を移動させることにより、簡易な手法で液滴を移動させることができる。
【００１５】
また、他の発明によれば、移動面形成部材に誘電泳動作用を発生させる電極を設け、血液を前記電極上を通過するように移動させているので、血液中の血球が前記誘電泳動作用により電極に引きつけられる。その一方、血液中の血漿は磁場形成部材の移動に伴って移動するため、前記移動面形成部材の表面において前記血液から血漿を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る液滴移動装置の概略を示す斜視図である。
【図２】前記液滴移動装置に用いられる移動面形成部材を示す斜視図である。
【図３】前記液滴移動装置を示す側面図である。
【図４】前記液滴移動装置に用いられる磁場形成部材を示す斜視図である。
【図５】前記磁場形成部材を示す断面図である。
【図６】前記磁場形成部材によって形成された磁場を模式的に示す平面図である。
【図７】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図８】移動面形成部材に形成された流路に沿って、液滴が移動する様子を示す斜視図である。
【図９】試料液を貯留する試料液貯留部から磁場形成部材により試料液が引き千切られて、液滴が流路に供給される様子を示す断面図である。
【図１０】前記試料液貯留部から磁場形成部材により試料液が引き千切られて、液滴が流路に供給される様子を示す平面図である。
【図１１】移動面形成部材において行われる、ＥＬＩＳＥ法による試料液の分析手法を説明する平面図である。
【図１２】本発明の液滴移動装置の他の例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の液滴移動装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図１４】本発明の血漿分離装置の一実施の形態を示す側面図である。
【図１５】前記血漿分離装置の要部を示す概略斜視図である。
【図１６】前記血漿分離装置に用いられる、検査プレートの一例を示す平面図である。
【図１７】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図１８】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図１９】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図２０】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２１】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２２】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２３】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２４】磁場形成部材による液滴の移動実験にて用いられた実験装置を示す側面図である。
【図２５】磁場形成部材による液滴の移動実験において、磁場形成部材同士のギャップと、液適量との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の液滴移動装置の一実施の形態を示す概略斜視図である。本発明の液滴移動装置は、液滴の移動面を形成する移動面形成部材１を備えている。この移動面形成部材１は、図１及び図２に示すように、例えば板状体として構成され、例えばガラスや樹脂等の非磁性体材料により構成されている。
【００１８】
この例の移動面形成部材１は、ＥＬＩＳＥ法を実施するように構成されており、当該移動面形成部材１の一例について図２に基づいて説明する。この移動面形成部材１の表面には、液溜まりをなす多数の凹部が形成されている。これら凹部は、分析対象となる試料液を貯留する凹部や、試料液を分析するための薬液を貯留する凹部として割り当てられている。
【００１９】
前記移動面形成部材１の長さ方向（図２中Ｘ方向）の一端側を上流側として説明すると、前記一端側には、分析対象となる試料液を貯留する複数個例えば３個の凹部が試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃとして、互いに間隔を開けて並ぶように形成されている。一方、前記移動面形成部材１の長さ方向の他端側には、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃと対応して、反応部１２Ａ〜１２Ｃをなす３つの凹部が夫々設けられている。これら反応部１２Ａ〜１２Ｃは、前記試料液の液滴と前記薬液の液滴とを反応させるための反応区域に相当する。
【００２０】
また、これら反応部１２Ａ〜１２Ｃの下流側には、共通の排液部１３をなす凹部が、移動面形成部材１の幅方向（図２中Ｙ方向）に伸びるように形成されている。これら試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃと、反応部１２Ａ〜１２Ｃ、排液部１３は、夫々前記移動面形成部材１の長さ方向に沿って設けられた流路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより接続されている。
【００２１】
こうして、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃに貯留された試料液は、後述のように、液滴として夫々流路２１Ａ〜２１Ｃに供給され、これら流路２１Ａ〜２１Ｃを夫々反応部１２Ａ〜１２Ｃに向けて移動し、さらに反応部１２Ａ〜１２Ｃを介して排液部１３に移動するように構成されている。
【００２２】
一方、移動面形成部材１の幅方向には、前記薬液を貯留する多数の凹部１４〜１８が、上流側から順に、洗浄液を貯留する洗浄液貯留部１４、抗体溶液を貯留する抗体溶液貯留部１５、酵素溶液を貯留する酵素溶液貯留部１６、発光剤を貯留する発光剤貯留部１７、反応停止液を貯留する反応停止液貯留部１８として設けられている。これら薬液用の凹部１４〜１８は、夫々前記移動面形成部材１の幅方向に沿って設けられた流路２２〜２６により、前記流路２１Ａ〜２１Ｃと接続されている。
【００２３】
そして、各薬液用の凹部１４〜１８に貯留された薬液及び洗浄液は、後述のように、液滴として夫々流路２２〜２６に供給され、これら流路２２〜２６を介して、流路２１Ａ〜２１Ｃまで移動し、次いで夫々反応部１２Ａ〜１２Ｃ、さらに排液部１３に移動するように構成されている。
【００２４】
前記流路２１Ａ〜２１Ｃの深さは、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃの深さよりも小さく構成されており、このため、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃ側から見ると、流路２１Ａ〜２１Ｃの底部は、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃの底部よりも一段高い位置に形成されていることになる。また、薬液用の凹部１４〜１８と流路２２〜２６との間においても、流路２２〜２６の底部は、凹部１４〜１８の底部よりも一段高い位置に形成されている。
【００２５】
ここで、移動面形成部材１の大きさの一例について述べると、前記液滴の大きさが例えば直径が５ｍｍ〜１０ｍｍの場合には、試料貯留部１１Ａ〜１１Ｃの大きさは例えば縦１５ｍｍ、横１５ｍｍ、深さ０．５ｍｍに夫々設定され、反応部１２Ａ〜１２Ｃや洗浄液や薬液を貯留する凹部１４〜１８の大きさも同様に設定されている。さらに、流路２１Ａ〜２１Ｃ、２２〜２６の大きさは、例えば幅５〜１０ｍｍ、深さ０．２ｍｍに夫々設定される。
【００２６】
前記移動面形成部材１は保持部材３に保持されており、この保持部材３は、例えば非磁性体例えばガラスや樹脂等により構成された板状体により構成されている。また、当該保持部材３は、支持部３１を介して移動部材３２に取り付けられている。この移動部材３２は、Ｙ軸駆動機構３３により、Ｙ軸方向（移動面形成部材１の幅方向）に移動自在に構成されると共に、このＹ軸駆動機構３３は、Ｘ軸駆動機構３４によりＸ軸方向に（移動面形成部材１長さ方向）に移動自在に構成されている。これらＹ軸駆動機構３３及びＸ軸駆動機構３４としては、例えばボールネジを利用した駆動機構が用いられ、夫々駆動部をなすモータＭ１，Ｍ２によりボールネジが回転するように構成されている。
【００２７】
これら、モータＭ１，Ｍ２には図示しないエンコーダが接続されており、後述する制御部１００がエンコーダのパルス数のカウント値に基づいてモータＭ１，Ｍ２を介して、移動面形成部材１の移動、停止制御を行っている。こうして、移動面形成部材１は、その長さ方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向）に移動自在に構成される。この例では、保持部材３、支持部材３１、移動部材３２、Ｘ方向駆動機構３４、Ｙ方向駆動機構３３により、移動機構が構成されている。
【００２８】
また、当該液滴移動装置は、前記移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材４を備えている。この例では、磁場形成部材４は、前記保持部材３に保持された移動面形成部材１の両面側に、当該移動面形成部材１を介して対向する一対の磁場形成部材４Ａ，４Ｂにより構成されている。
【００２９】
これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂとしては、例えば永久磁石をハルバック型に配列した磁石が用いられる。具体的に前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂの構造について、磁場形成部材４Ａを例にして、図４に基づいて説明する。当該磁場形成部材４Ａは、複数の永久磁石４１を環状に配列すると共に、その中央に飽和磁束密度の高い部材より構成された芯部材４２を設けて構成される。この例では、磁場形成部材４Ａ及び芯部材４２は、夫々平面形状が正方形状の四角柱状に構成され、その底面が移動面形成部材１の表面と平行になるように配置されている。
【００３０】
前記飽和磁束密度の高い部材として例えば鉄等の金属が用いられ、永久磁石４１Ａ〜４１Ｄの材質としては、ネオジウム等が用いられる。そして、前記芯部材４２の周囲に、平面形状が台形状の４つの永久磁石４１Ａ〜４１Ｄを、例えば外側がＮ極になるように配列して構成されている。図４中矢印は、磁力線の方向を示している。
【００３１】
また、この磁場形成部材４Ａは、磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成されている。このため、移動面形成部材１の表面に沿った方向で見たときに透磁率が局所的に小さくなる部分を備えており、この部分は、磁場形成部材４Ｂの厚み方向（Ｚ方向）全体に形成された空隙４３として構成されている。前記空隙４３は平面形状が長方形であって、磁場形成部材４Ａの芯部材４２と永久磁石４１Ｄの間に跨るように、磁場形成部材４Ａの中心近傍から外側に向けて、移動面形成部材４１の長さ方向に伸びる長方形状に構成されている。
【００３２】
一方、磁場形成部材４Ｂも磁場形成部材４Ａと同様に、中央に飽和磁束密度の高い部材よりなる芯部材４５を設けると共に、この芯部材４５の外側に４つの永久磁石４４Ａ〜４４Ｄを配列して構成され、磁場形成部材４Ｂの上面が移動面形成部材１と平行になるように配置されている。また磁場形成部材４Ｂの、４つの永久磁石４４Ａ〜４４Ｄは外側がＳ極になるように配列され、磁場形成部材４Ａの空隙４３と対応する位置に、同様の形状の空隙４６が、磁場形成部材４Ｂの厚み方向（Ｚ方向）全体に形成されている。
【００３３】
このように、夫々の磁場形成部材４Ａ，４Ｂでは、その内部に飽和磁束密度の高い芯部材４２，４５を設けると共に、この芯部材４２，４５の外側に、外部磁界の向きと同じになるように永久磁石を配列して構成されている。このため、芯部材４２，４５の下方側においては磁場が大きく、芯部材４２,４５から外方に向かうにつれて磁場が小さくなる磁場勾配が形成される。一方、芯部材４２，４５の下方側における、空隙４３，４６を囲む領域は磁場が局所的に小さい領域として構成される。
【００３４】
また、このような磁場形成部材４Ａ，４Ｂを、永久磁石４１，４４の磁極が互いに異なるように構成し、上下に組み合わせているので、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの芯部材４２，４５が設けられた領域の間の空間には、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを単独で配置した場合よりも、大きな磁場が形成される。一方、空隙４３，４６を囲む領域は磁場が局所的に小さい領域として構成されているので、空隙４３，４６を囲む領域と、空隙４３，４６の外側の領域との間には、大きな磁場勾配が形成されることになる。このような磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、互いに所定間隔を開けて対向するように、共通の支持枠４７に固定されている。
【００３５】
ここで、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの大きさの一例について説明すると、例えば正方形を構成する一辺が５０ｍｍに設定され、芯部材４２，４５は正方形を構成する一辺が例えば１０ｍｍに設定され、空隙４３，４６は、例えば縦５ｍｍ、横５ｍｍに夫々設定される。また、移動面形成部材１と保持部材３の積層体の厚さは例えば２ｍｍに設定され、磁場形成部材４Ａの底面と動面形成部材１の表面との距離は例えば１ｍｍ、保持部材３の裏面と磁場形成部材４Ｂの上面との距離は例えば０．５ｍｍに夫々設定される。
【００３６】
また、この液滴移動装置は制御部１００を備えている。この制御部１００は、例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部１００から液滴移動装置のモータＭ１，Ｍ２に制御信号を送り、液滴を予め設定した移動軌跡に沿って移動させるようという一連の動作を自動で実施するように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１００にインストールされる。
【００３７】
続いて、この液滴移動装置の作用について説明する。この液滴移動装置では、移動面形成部材１の表面において、液滴がモーゼ効果により、磁場形成部材４によって形成された磁場勾配に沿って移動する。つまり、移動面形成部材１の表面は、２つの磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間に存在するため、既述のように強力な磁場が形成されている。一方、当該実施の形態で用いられる液滴は弱い反磁性体であるため、当該液滴は、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間に形成される強力な磁場から離れようとして、磁場の弱いエリアに移動していく。こうして、磁場形成部材４に対して移動面形成部材１を移動させると、液滴は、移動面形成部材１に形成された流路２（２１Ａ〜２１Ｃ、２２〜２６）内を磁場形成部材４によって形成された磁場勾配の小さい方へ移動していくことになる。この際、磁場勾配が大きいほど、磁場の強いエリアから弱いエリアに向かう力が大きくなり、液滴がスムーズに移動する。
【００３８】
ここで、図６に磁場のイメージを示す。磁場形成部材４Ａ，４Ｂにより形成された磁場４００において、芯部材４２、４５に対応する領域４０１が最も大きく、ここから外方に向かうに連れて磁場が小さくなっていく。図６中、磁場の大きさは４段階にて示しており、磁場の大きさは磁場４０１＞磁場４０２＞磁場４０３＞磁場４０４であるが、実際には無段階に小さくなる。
【００３９】
また、既述のように、前記磁場形成部材４Ａ,４Ｂには、空隙４３、４６が移動面形成部材１の長さ方向に伸びるように形成されているので、図６に示すように、空隙４３，４６に対応する領域には、磁場が小さい局所領域４０４が形成される。この局所領域４０４は、芯部材４２，４５の中央側に頂点があり、ここから移動面形成部材１の長さ方向に向かって広がる二等辺三角形状に形成されると推察される。このため、液滴は、強い磁場から離れようとして、結果的に２つの等辺の間に収まって、前記局所領域に閉じ込められる状態となる。
【００４０】
そして、図７及び図８に示すように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂにより形成される磁場の局所領域が液滴の移動方向の前方側に位置するように、移動面形成部材１を移動させることにより、液滴Ｌが流路２（２１Ａ〜２１Ｃ、２２〜２６）内を前記磁場の局所領域にトラップされた状態で、移動していくことになる。
【００４１】
従って、液滴を移動面形成部材１の長さ方向（Ｘ方向）に伸びる流路２１Ａ〜２１Ｃに沿って下流側に移動させるときには、移動面形成部材１を上流側に移動させて磁場形成部材４を相対的に下流側に移動させると、液滴は流路２１Ａ〜２１Ｃ内を、磁場形成部材４Ａ，４Ｂと共に、磁場勾配が小さい前記下流側に向けて移動していく。
【００４２】
また、液滴を移動面形成部材１の幅方向（Ｙ方向）に伸びる流路２２〜２６に沿って移動させるときには、移動面形成部材１を移動方向と反対方向に移動させて磁場形成部材４を相対的に移動方向に移動させると、液滴は流路２２〜２６内を、磁場形成部材４Ａ，４Ｂと共に、磁場勾配が小さい移動方向の前方側に向けて移動していく。
【００４３】
この際、後述の実施例からも明らかなように、既述のように、永久磁石をハルバック型に配列した磁場形成部材４Ａ，４Ｂを上下に組み合わせることにより、これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間では、３．２テスラ程度の磁場を形成することができ、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の液滴を移動することができることが認められている。
【００４４】
続いて、図９〜図１１を参照しながら、前記液滴移動装置にて、試料液中に含まれる特定のたんぱく質であるアレルギー物質の量をＥＬＩＳＥ法を用いて分析する方法について説明する。ここでは、試料液貯留部１１Ｂ内に貯留された試料液に対する測定を行う場合を例にする。
【００４５】
先ず、予め反応部１２Ｂに、分析対象となるアレルギー物質と結合する一次抗体溶液を供給して、当該反応部１２の表面に一次抗体を固相化しておく。そして、移動面形成部材１を、磁場形成部材４により形成される磁場の局所領域が流路２１Ｂの上流側近傍に対向する位置に移動し、次いで、前記局所領域が試料液貯留部１１Ｂから流路２１Ｂに向けて移動するように、移動面形成部材１を移動する。これにより、図９及び図１０に示すように、試料液貯留部１１Ｂ内に溜まっている試料液は、前記磁場形成部材４の磁場により引き千切られて、前記移動面形成部材１の表面に形成された流路２１Ｂ内に液滴として供給される。この液滴は、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。このように、当該実施の形態では、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃをなす凹部と、磁場形成部材４とにより液滴供給部が構成される。
【００４６】
次いで、図１１に示すように、移動面形成部材１を移動させることにより、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを相対的に流路２１Ｂの下流側に移動させ、こうして流路２１Ｂ内に供給された液滴Ｌを反応部１２Ｂまで移動させる（工程１）。そして、試料液の液滴を反応部１２Ｂにおいて、一次抗体と反応させる（一次反応）。この一次反応では、一次抗体に対して分析対象である特定のアレルギー物質のみが結合して、複合体を形成する。
【００４７】
続いて、移動面形成部材１を移動させることにより、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを相対的に移動させて、同様に洗浄液貯留部１４から洗浄液の液滴を流路２２内に供給し、こうして洗浄液の液滴を流路２２、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程２）。反応部１２Ｂでは、洗浄液による不要な成分の洗浄除去が行われ、洗浄液としては、例えばリン酸緩衝生理食塩水等が用いられる。この洗浄処理は、洗浄液を反応部１２Ｂに移動させ、さらに通過させて排液部１３に排液することにより、洗浄液で洗い流すことにより行われる。
【００４８】
この後、同様に、抗体溶液貯留部１５から二次抗体溶液である例えばビオチン結合抗体溶液を流路２３内に供給し、当該液滴を流路２３、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程３）。反応部１２Ｂでは、一次反応により形成された複合体に、ビオチンが標識された抗体が結合する二次反応が進行する。次いで、洗浄液貯留部１４から洗浄液の液滴を流路２２、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させ、不要な成分の洗浄除去が行われる（工程４）。
【００４９】
しかる後、同様に、酵素溶液貯留部１６から酵素溶液である例えば酵素―ストレプトアビジン結合物溶液を流路２４内に供給し、当該液滴を流路２４、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程５）。反応部１２Ｂでは、ビオチンとストレプトアビジンとが結合する酵素・基質反応が進行する。次いで、洗浄液貯留部１４から洗浄液の液滴を流路２２、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させ、不要な成分の洗浄除去が行われる（工程６）。
【００５０】
次いで、同様に、発色剤貯留部１７から発色剤溶液である例えばｏ−フェニレンジアミン溶液を流路２５内に供給し、当該液滴を流路２５、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程７）。反応部１２Ｂでは、ストレプトアビジンに結合した酵素が反応し、溶液が発色する。
【００５１】
続いて、同様に、反応停止液貯留部１８から反応停止液である例えば０．１ｎ 希硫酸溶液を流路２６内に供給し、当該液滴を流路２６、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程８）。そして、吸光度計測装置により吸光度を測定する。この測定は、例えば反応部１２Ｂの上方側から光を当て、裏面から吸光度を計測することにより行われる。従って、移動面形成部材１は光を透過する材料により形成される。この際、アレルギー物質の含有量が多い程、吸光度が大きくなるため、予め測定した標準物質の吸光度と比較することにより、アレルギー物質の抗原量が検出できる。検出された抗原量は、例えば制御部１００の入出力画面（図示せず）に表示される。この際、試料液や洗浄液、その他の薬液の液滴は、決められた順番で反応部１２Ｂに移動され、必要な時間反応部１２Ｂにおいておき、その後排液部１３に移動されるようになっている。
【００５２】
上述の実施の形態によれば、磁場形成部材４により移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成し、前記移動面形成部材１と磁場形成部材４とを相対的に前記表面に沿って移動させているので、磁場形成部材４の相対的移動に伴い、前記液滴を移動面形成部材１の表面において前記磁場勾配に沿って移動させることができる。
【００５３】
この際、磁場形成部材４は永久磁石を利用しているので、磁場を形成するために電力供給が不要である。このため、電界を利用して液滴を移動させる方式のような複雑な回路パターンや、電磁石を用いる場合に比べて、簡易な構成で、常に安定した磁場を形成することができる。従って、電界を利用して液滴を移動させる方式や電磁石を用いる構成に比べて製造コストが安価となる。また、磁場の形成のための電力供給が不要であり、駆動機構も移動面形成部材１のモータＭ１，Ｍ２であるので、メンテナンスも容易であることから、運転コストが低減する。
【００５４】
また、上述の液滴の移動手法では、例えば１０μｌの微小な液滴を移動させることができるので、ＥＬＩＳＥ法などの試料液中の特定成分の分析手法に利用することができる。これにより、従来では、作業者が手作業で行っていたプレート表面のウェルへの試料液や薬液、洗浄液の分注作業が不要となり、前記試料液の成分の分析作業を簡易に行うことができる。
【００５５】
以上において、磁場形成部材４は、空隙４３，４６が形成されていない構成であってもよい。この場合であっても、磁場形成部材４により、前記移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配が形成されるので、前記移動面形成部材１と磁場形成部材４とを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を磁場勾配に沿って移動させることができる。
【００５６】
また、磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、移動面形成部材１の両面側に設けることにより、これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間に高磁場が形成されるが、液滴と前記移動面形成部材１との相性により液滴走査性が変わるため、磁場形成部材４は移動面形成部材１の一方側に設けるようにしてもよい。
【００５７】
さらに、移動面形成部材１と磁場形成部材４とは相対的に移動する構成であればよく、図１２に示すように、磁場形成部材４側を移動させるようにしてもよい。図１３中、３０は移動面形成部材１の保持部材３の支持台である。また、磁場形成部材４の支持枠４７は、支持部材５１、移動部材５２を介して、Ｘ方向駆動機構５４、Ｙ方向駆動機構５３により、移動面形成部材１の長さ方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向）に移動自在に構成されている。Ｘ方向移動機構５４、Ｙ方向移動機構５３としては、例えばボールねじを利用した機構が用いられ、図中Ｍ３，Ｍ４はボールねじのモータである。
【００５８】
また、液滴供給部は、上述の構成に限らず、例えば移動面形成部材１の上方側にスポイト状に構成された液滴供給部を設け、ここから移動面形成部材１の表面に液滴を供給するようにしてもよい。
【００５９】
さらに、本発明では、図１３に示すように、移動面形成部材１の両面に夫々設けられた磁場形成部材４Ａ、４Ｂのギャップを可変とするように構成してもよい。この例では、昇降機構５５により、磁場形成部材４Ａが移動面形成部材１に対して昇降できるように構成されている。そして、例えば磁場形成部材４Ａ，４Ｂを移動面形成部材１に対して相対的に移動させて、薬液の液滴を反応部に移動させた後に、磁場形成部材４Ａを上昇させて、磁場形成部材４Ａ，４Ｂのギャップを大きくしてから、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを他の薬液用の凹部に対応する位置に相対的に移動させる。このような構成では、磁場形成部材４Ａ、４Ｂを反応部から次の薬液の凹部に相対的に移動させる際に、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士のギャップを大きくして、これらの間に形成される磁場を弱めている。このため、反応部の深さが小さい場合や、反応部内の液量が多い場合であっても、反応部から液滴を引き出すおそれがない。
【００６０】
また、本発明では、移動面形成部材１の表面に液滴の流路を必ずしも形成する必要はない。移動面形成部材１と磁場形成部材４とを相対的に移動させることにより、前記液滴を磁場勾配の小さい方へ移動させることができるからである。特に、上述の実施の形態のように、前記磁場形成部材を、局所領域に液滴を閉じ込める作用を大きくするために、磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成すれば、液滴が前記局所領域にトラップされた状態で移動していくため、移動面形成部材１に流路が形成されていなくても、液滴を安定して移動することができる。
【００６１】
さらに、本発明の液滴移動方法は、ＥＬＩＳＡ法のほか、ＰＣＲ法や、イムノクロマト法にも適用することができる。
【００６２】
続いて、本発明の血漿分離装置について、図１４〜図２３を参照して説明する。図１４は、本発明の血漿分離装置の一実施の形態を示す側面図、図１５はその要部の概略斜視図、図１６はその要部の平面図である。前記血漿分離装置７は、処理室７０内に、移動面形成部材をなす検査プレート８と、この検査プレート８を保持する保持部材３と、この保持部材３を移動させる移動機構と、磁場形成部材４Ａ，４Ｂとを備えている。以降、図１４中処理室７０の長さ方向をＸ方向、処理室７０の幅方向をＹ方向として説明する。また、上述の実施の形態と同様に構成されている部分には同様の符号を付してある。
【００６３】
前記検査プレート８は、例えばシリコン、ガラスや樹脂等の非磁性材より形成された例えば３ｃｍ×８ｃｍ程度の大きさの板状体である。この検査プレート８の表面には液溜まりをなす多数の凹部が形成されている。例えば前記検査プレート８の長さ方向（図１５中Ｘ方向）の一端側を上流側として説明すると、前記一端側には、薬液を貯留する凹部が薬液貯留部８１Ａとして、この下流側には検査対象の血液を貯留する凹部が試料液貯留部８２として、さらに前記検査プレート８の長さ方向の他端側には反応部８３をなす凹部が、夫々形成されている。この反応部８３は、後述する血漿と生化学検査用の薬液の液滴とを反応させるための反応区域に相当する。
【００６４】
これら薬液貯留部８１Ａと試料液貯留部８２と反応部８３とは、前記検査プレート８の長さ方向に沿って設けられた流路８４により接続されている。一方、検査プレート８の幅方向（図１５中Ｙ方向）には、後述する血液の生化学検査用の薬液を貯留する複数個この例では２個の凹部が薬液貯留部８１Ｂ，８１Ｃとして、上流側から順に設けられている。これら薬液貯留部８１Ｂ，８１Ｃは、夫々検査プレート８の幅方向に沿って設けられた流路８５Ａ，８５Ｂにより、前記流路８４と接続されている。
【００６５】
また、前記検査プレート８の表面には、前記流路８４における前記試料液貯留部８２の下流側であって、流路８５Ａの上流側の領域に、誘電泳動作用を発生させるための電極ユニット９が設けられている。この電極ユニット９は、前記流路８４に交差するように、互いに離間して対向するように設けられた一対の電極９１，９２を備えている。これら電極９１，９２は、交流電圧を印加する電源部９３とスイッチ部９４を介して接続されている。
【００６６】
ここで誘電泳動とは、不均一な電場内にて、電場及び当該電場により誘起された電気双極子モーメントにより力を受けた物質が移動する現象であり、誘電泳動によって物質が移動する方向は，物質および溶液の誘電特性によって決定される。従って、前記電極９１及び電極９２は不均一な電場を形状に構成される。また、血液では、血球が電極９１側に引き寄せられるように移動することから、当該電極９１が流路８４の上流側に形成されると共に、血球がトラップされやすい形状に形成される。また、電極ユニット９を形成する位置は、前記流路８４における前記試料液貯留部８２の下流側であって、流路８５Ａの上流側であればよいが、後述するように血液が電極ユニット９を通過することにより、血球と血漿とに分離されるため、より前記試料液貯留部８２に近い方が好ましい。
【００６７】
このような電極ユニット９は、例えば検査プレート８の所定位置に凹部８１Ａ〜８１Ｃ、８２、８３等及び流路８４、８５Ａ，８５Ｂ等を形成した後、当該検査プレート８の表面における所定位置に、例えば金等の導電性の薄膜を例えば蒸着により形成し、次いで所定の電極パターン形状にエッチングすることにより構成される。この際、図１４〜図１９においては、図示の便宜上電極ユニット９を大きく描いており、実際には電極ユニット９は、例えば電極のパターン幅が２５μｍ、電極９１と電極９２間の距離が２００〜３００μｍ程度に形成される。なお、図１６では、電極９１及び電極９２は流路８４の幅を越えて大きく描いているが、実際には流路とほぼ同じかまたは僅かに大きく形成すればよい。さらに、電極ユニット９は、検査プレート８の裏面側に形成するようにしてもよい。
【００６８】
さらに、検査プレート８の表面における流路８４は、電極ユニット９の下流側において、局所的に幅が狭まる部位８４Ａを備えている。この例では、当該部位８４Ａは電極ユニット９の下流側近傍に形成されているが、後述するように、血漿の液滴の分離は、血漿がこの部位８４Ａを通過することにより行われるため、この部位８４Ａを形成する位置は、前記流路８４における前記試料液貯留部８２の下流側であって、流路８５Ａの上流側であればよい。例えば流路８４は幅が３ｍｍ程度、前記部位８４Ａの幅は２ｍｍ程度に夫々設定される。
【００６９】
前記保持部３は、例えば検査プレート８の一部を保持するように前記Ｘ方向に長い長方形状の板状体により構成されている。この例の保持部３、支持部３１、移動部材３２、Ｘ軸駆動機構３３、Ｙ軸駆動機構３４、モータＭ１，Ｍ２は、上述の実施の形態と同様に構成されているので、説明を省略する。ここで、図１４に示す保持部３の位置は、後述するように当該保持部３に対して検査プレート８の受け渡しを行う受け渡し位置であり、検査プレート８は当該位置にて保持部３に載置された後、Ｘ方向の一端側（図１４中左側）に向けて移動する。従って、以降の説明では、前記一端側を移動方向の前方側、Ｘ方向の他端側（図１４中右側）を移動方向の後方側として説明する。
【００７０】
また、前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、前記保持部３に保持された検査プレート８の両面側に、当該検査プレート８を介して対向するように設けられている。この例では、前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、前記受け渡し位置にある保持部３上の検査プレート８に対して、移動方向の前方側であって、前記検査プレート８のＹ方向のほぼ中央に、当該検査プレート８と干渉しないように設けられている。これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、上述の実施の形態の磁場形成部材４Ａ，４Ｂと同様に構成されているので説明は省略するが、前記空隙４３がＸ方向に伸びるように配置されている。
前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、互いに所定間隔を開けて対向するように、夫々処理室７０の天井部７０Ａ及び底部７０Ｂに支持部材７１Ａ，７１Ｂを介して取り付けられている。また、例えば上側の磁場形成部材４Ａの支持部材７１Ａは、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士が最も接近する液滴移動位置と、液滴移動位置よりも上方側の待機位置との間で、昇降機構７２により昇降自在に構成され、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間隔を変えることができるようになっている。また、前記磁場形成部材４Ａが液滴移動位置にあるときに、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間を、保持部３に保持された検査プレート８が通過できるように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間隔が設定されている。
【００７１】
さらに、上述の血液分離装置７は、前記受け渡し位置にある保持部３上の検査プレート８の所定位置に対して、薬液を供給する第１〜第３の供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃを備えている。第１の供給ノズル７３Ａは、前記受け渡し位置にある検査プレート８の薬液貯留部８１Ａに凝固防止剤例えばクエン酸ナトリウム水を供給し、第２の供給ノズル７３Ｂ及び第３の供給ノズル７３Ｃは、前記受け渡し位置にある検査プレート８の薬液貯留部８１Ｂ，８１Ｃに夫々血液の生化学検査用の薬液Ａ，Ｂを夫々供給するように設けられている。この例では、これら供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃは、例えば処理室７０の天井部７０Ａに取り付けられた昇降機構７４Ａ〜７４Ｃにより、前記保持部３上の検査プレート８に対して薬液を供給する供給位置と、この供給位置よりも上方側の受け渡し位置との間で昇降自在に構成されている。前記受け渡し位置とは、保持部３に対して検査プレート８の受け渡しを行うときに当該作業を妨げない位置である。
これら供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃは、夫々ポンプＰ１〜Ｐ３を備えた供給路７５Ａ〜７５Ｃにより、夫々クエン酸ナトリウム水貯留部７６Ａ、薬液Ａ貯留部７６Ｂ、薬液Ｂ貯留部７６Ｃに夫々接続されている。そして、前記ポンプＰ１〜Ｐ３の作動により、前記受け渡し位置にある検査プレート８の薬液貯留部８１Ａ〜８１Ｃに、所定量例えば１００μｌのクエン酸ナトリウム水、例えば１００μｌの薬液Ａ、例えば１００μｌの薬液Ｂを夫々供給するように構成されている。なお、ポンプＰ１〜Ｐ３の代わりにバルブの開閉により、クエン酸ナトリウム水等を検査プレート８に供給するようにしてもよい。この例では、供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃ、ポンプＰ１〜Ｐ３、供給路７５Ａ〜７５Ｃ、薬液の貯留部７６Ａ〜７６Ｃにより液滴供給部が構成されている。図１４中７７は保持部３との間で検査プレート８の受け渡しを行うための開口部であり、７７Ａは当該開口部７７の開閉部材である。
【００７２】
また、この血漿分離装置７は制御部１１０を備えている。この制御部１００は、例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部１１０から血漿分離装置７のモータＭ１，Ｍ２、ポンプＰ１〜Ｐ３、スイッチ部９４、昇降機構７１Ａ、７３Ａ〜７３Ｃの各部に制御信号を送り、血液が滴下された検査プレート８上に、所定の薬液を供給し、前記血液を予め設定した移動軌跡に沿って移動させ、反応部において所定の検査を行うという一連の動作を自動で実施するように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１１０にインストールされる。
【００７３】
続いて、この血漿分離装置７で実施される血漿分離方法について説明する。検査プレート８の試料液貯留部８２に、１００μｌ程度の検査対象となる血液９５を例えばスポイト等により滴下した後、当該検査プレート８を開口部７７を介して血漿分離装置７内部に搬入し、受け渡し位置にある保持部３上に載置する。次いで、開閉部材７７Ａにより前記開口部７７を閉じた後、ポンプＰ１、Ｐ２を作動させて、供給ノズル７３Ａ、７３Ｂから、１０００μｌ程度のクエン酸ナトリウム水及び１００μｌ程度の薬液Ａを夫々検査プレート８の薬液貯留部８１Ａ、８１Ｂに夫々供給する。
【００７４】
次いで、スイッチ部９４をＯＮにして電極ユニット９に例えば１ＭＨｚ，１０Ｖの交流電圧を印加し、モータＭ１，Ｍ２を作動させて、検査プレート８を所定の系路で移動させる。つまり、検査プレート８を、磁場形成部材４により形成される磁場の局所領域が、薬液貯留部８１Ａに対向する位置に移動してから、前記局所領域が薬液貯留部８１Ａから流路８４に向けて移動するように、検査プレート８を移動する。これにより、薬液貯留部８１Ａ内に溜まっているクエン酸ナトリウム水は、前記磁場形成部材４の磁場により引き千切られて、前記流路８４内に液滴として供給される。この液滴は、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。このように、当該実施の形態では、薬液貯留部８１Ａ〜８１Ｃをなす凹部と、磁場形成部材４とによっても液滴供給部が構成される。
【００７５】
続いて、検査プレート８を移動させることにより、磁場形成部材４を相対的に流路８４の下流側に移動させ、クエン酸ナトリウム水の液滴を試料液貯留部８２まで移動させて、血液９５を希釈する。この後、同様に磁場形成部材４を相対的に移動させて、図１７に示すように、希釈された血液９５の液滴を流路８４の下流側に向けて移動させる。ここで、血液９５の液滴が電極ユニット９上を移動すると、誘電泳動作用が発生し、血液９５中の血球９６は、図１８及び図２０に示すように、電極ユニット９より具体的には電極９１側に引き寄せられるように移動する。一方、血液９５中の血漿９７は、電極ユニット９には引き寄せられないので、磁場形成部材４の相対的移動に伴って移動する。なお図２０、図２１では、電極ユニット９の形成領域を夫々点線で囲って示している。
【００７６】
従って、試料液貯留部８２から下流側に向けて磁場形成部材４を相対的に移動させると、電極ユニット９の形成領域近傍では、図１８、図２０に示すように、血液９５が下流側に向けて広がった状態で移動する。さらに、磁場形成部材４を流路８４の幅が狭まる部位８４Ａの上流側近傍まで相対的に移動させると、血液９５の血漿９７は、磁場形成部材４の磁場により押し出されるように前記部位８４Ａを超えて下流側へ移動していく。そして、磁場形成部材４を前記部位８４Ａよりもさらに下流側へ相対的に移動させると、前記部位８４Ａでは液量が極端に少なくなるため、磁場形成部材４の相対的移動に伴い、血液９５から血漿９７が引き千切られ、血漿９７の液滴が形成される。（図１９、図２１参照）。
【００７７】
こうして、血液９５から血漿９７を分離し、さらに磁場形成部材４を相対的に移動させて、当該血漿９７の液滴を反応部８３まで移動する。次いで、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間隔を広くして薬液貯留部７３Ｂの近傍まで相対的に移動させてから、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間隔を狭めてから相対的に移動させ、これにより、薬液Ａの液滴を流路８５Ａ内に供給し、薬液Ａの液滴を流路８５Ａ、流路８４を介して反応部８３まで移動させる。こうして、反応部８３にて薬液Ａの液滴と血漿を反応させて、所定の生化学検査を行う。薬液Ａによる生化学検査結果を取得した後、当該検査プレート８は開口部７７を介して装置７から取り出し、破棄する。上述の例では、薬液Ａによる生化学検査を行う場合を例にして説明したが、薬液Ｂによる場合も同様に検査が行われる。
【００７８】
上述の実施の形態の形態によれば、検査プレート８上にて誘電泳動作用を発生させているので、当該検査プレート８上において、血液から血漿を分離することができる。また、分離した血漿は磁場形成部材４の磁場を利用して検査プレート８上を移動させているので、誘電泳動作用を阻害することなく、血漿を移動させることができる。このため、検査プレート８上において、血液から血漿の分離、及び血漿の移動を行うことができるので、検査プレート８上において血漿の生化学検査を行うことができ、微量な血液を用いた小型な装置で多種の生化学検査を短時間で容易に行うことができる。
【００７９】
ここで、血液９５の液滴からの血漿９７の分離は次のように行うようにしてもよい。つまり、図２２に示すように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを流路８４の下流側に向けて、流路が狭まる部位８４Ａの近傍まで相対的に移動させ、血液９５を前記部位８４Ａの下流側まで押し広げる。次いで、一旦磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間隔を離して、図２３に示すように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを前記部位８４Ａの側方に相対的に移動させる。そして、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを、図２３中矢印で示すように、前記部位８４Ａに向けて移動させる。これにより、前記部位８４Ａ内の血漿９７は磁場から逃れようとして、前記部位８４Ａの両側に向けて移動するため、血液９５から血漿９７が容易に分離される。
【００８０】
また、同一の検査プレート８にて、多数の薬液を用いて生化学検査を行う場合には、多数の薬液貯留部８１及び反応部８３用の凹部を形成してもよいし、反応部８３ではなく、薬液貯留部８１に血漿９７を移動させて、ここで薬液と反応させるようにしてもよい。さらに、反応部８３の下流側に排液部を設け、反応部８３にて薬液Ａとの反応を終了した後、当該反応液を排液部に排液し、次の血漿９７の液滴及び薬液Ｂを反応部８３に移動させて薬液Ｂによる生化学検査を行うようにしてもよい。
【００８１】
さらにまた、試料液貯留部８２に直接クエン酸ナトリウム水を滴下して、血液を希釈するようにしてもよいし、反応部８３に直接薬液を滴下して、血漿と反応させるようにしてもよい。なお、検査プレート８では、必ずしも流路を形成する必要はなく、試料液貯留部８２や薬液貯留部８１用の凹部も必ずしも必要ではない。さらに、検査プレート８ではなく、磁場形成部材４側を移動させるようにしてもよい。
【００８２】
さらにまた、検査プレート８上において血液９５を電極ユニット９を通過するように移動させ、血液９５から血漿９７の液滴を分離した後は、当該血漿９７の液滴を電気的手法を用いて移動させるようにしてもよい。さらにまた、流路の幅や、電極ユニット９による電場の大きさや、磁場形成部材４の磁場の大きさ等によって、磁場形成部材４の相対的移動により血液９５から血漿９７が分離できる構成であれば、流路８４には必ずしも局所的に幅が狭まる部位８４Ａを設ける必要はない。
【実施例】
【００８３】
以下に、図２４に示す実験装置を用い、磁場形成部材の移動により液滴が移動するか否かを確認する実験を行った。図２４中、６１は、シリコンより構成された厚さ０．７５ｍｍの移動面形成部材であり、４Ａ,４Ｂは移動面形成部材の両面に夫々配置された磁場形成部材である。磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、上述の構成のものを用い、永久磁石の材質は、ネオジウム、中間部材の材質は鉄とした。また、磁場形成部材４の大きさは、既述のとおりである。そして、磁場形成部材４Ａ,４Ｂの間のギャップ（磁石間ギャップ）Ｇと、液適量を変え、磁場形成部材４の移動に伴い、液滴６２が移動するか否かについて、目視により確認した。なお、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍの液滴とは、液適量が２０μｌ〜１００μｌに相当する。
【００８４】
この結果について、図２５に示す。図中縦軸は磁石間ギャップ、横軸は液適量を夫々示し、■は磁場形成部材の移動により移動した液滴、□は移動しなかった液滴を夫々示している。この結果、磁場形成部材の移動に伴い、移動面形成部材の表面において、液滴が移動することが認められた。また、液滴量が少ないときには、液滴を移動させるためには、磁場形成部材同士の間のギャップを小さくして、磁束密度を高める必要があることが理解される。
【符号の説明】
【００８５】
１ 移動面形成部材
１１Ａ〜１１Ｃ 試料液貯留部
１２Ａ〜１２Ｃ 反応部
１４ 洗浄液貯留部
１５〜１８ 薬液用の凹部
２１，２２ 流路
３３ Ｙ方向移動機構
３４ Ｘ方向移動機構
４（４Ａ，４Ｂ） 磁場形成部材
４１，４４ 永久磁石
４２、４５ 芯部材
４３，４６ 空隙
８ 検査プレート
９５ 血液
９６ 血球
９７ 血漿
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁場形成部材と移動面形成部材とを相対的に移動させて、移動面形成部材の表面において液滴を移動させる技術に関する。また、他の発明は移動面形成部材の表面において血液から血漿を分離する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生化学分析の一連の操作を一枚の基板上で行うｍｉｃｒｏＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）と呼ばれる技術がある。この手法は、基板上に反応部や混合部を設け、一枚の基板で血液等を分析する化学分析システムであり、マイクロ流路を用いる方法と、液滴を基板上にて操作する方法が知られている。前記液滴を基板上にて操作する方法は、Ｄｒｏｐｕｌｅｔ−ｂａｓｅｄ ｍｉｃｒｏＴＡＳと呼ばれ、検査液や試薬が数ｎｌ程度と微小量である点が優れている。
【０００３】
前記液滴を移動させる方法として、ＥＷＯＤ(electro wetting on dielectric)を応用したデジタルマイクロフルイディスク回路において、液滴の生成、切断、合体、輸送する技術が検討されている。しかしながら、これら電気的に液滴を移動させる方法では、微細な回路を形成する必要があるため、構成が複雑化し、製造コストや運転コストが高くなる懸念がある。また、特許文献１には、塗布剤に超電導磁石による磁界を印加させて、塗布液を広げる技術が提案されている。しかしながら、超電導磁石は高価であり、やはりコスト的に不利である。
【０００４】
一方、抗原抗体反応を用いた特定タンパク質の測定法として、ＥＬＩＳＡ法（Enzyme Linked Immunosolvent Assay：酵素免疫測定法）が知られている。この手法は、一次抗体と測定対象の特定タンパク質との間で抗原抗体反応を起こさせた後、前記一次抗体と特異的に反応する酵素で標識された二次抗体を作用させる。その後、酵素溶液、酵素基質溶液を添加して発色させた後、吸光度等を測定することにより、特定タンパク質量の検出を行うものである。この手法は、多数のウェルが形成されたプレートに対して、一次抗体溶液や、測定溶液、洗浄液、二次抗体溶液、酵素溶液、酵素基質溶液を作業者が手作業により分注することにより行われており、非常に手間と時間を要する作業となっている。従って、このＥＬＩＳＡ法を前記液滴を操作する手法を用いて実行できれば手間と時間が削減されるが、この際、簡易な手法で低コストで実行できることが好ましい。
【０００５】
また、血液の生化学検査においても、血液量が微量で済み、数種の検査項目を短時間で実施することが期待できることから、マイクロ化学チップを用いる試みが成されている。ここで、検査項目によっては血液中の血漿を用いており、血液から血漿を分離する操作が必要となるが、マイクロ化学チップ上で前記分離操作を行うことはできず、この操作は遠心分離機を用いて行われている。しかしながら、この遠心分離機による操作ではある程度の血液量が必要になるため、マイクロ化学チップを用いる要請に沿わない。
【０００６】
さらに、誘電泳動を用いて血液中の血漿と血球とを分離する研究が成されている。この手法によればプレート上に電極を設け、交流電圧を印加して誘電泳動作用を発生させることにより血液から血漿を分離することができる。従って、マイクロ化学チップチップに応用した場合、チップ上にて血漿を分離することはできるが、その後の液滴の移動に既述の電気的に液滴を移動させる手法を行おうとしても、これらは共に電場を用いる手法であるため、両者を組み合わせることはできない。
【０００７】
また、特許文献２には、血清（血漿）を通過させ、血餅の通過を阻止するろ過部を採血管に挿入し、このろ過部を磁力により血清−血餅の境界部に移動させることによって血清を分離する手法が記載されている。しかしながら、この手法を適用してもマイクロチップ上にて血液から血漿は分離できず、本発明の課題の解決を図ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１３７６６６号公報
【特許文献２】特開平５−５２８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような事情の下になされたものであり、簡易な手法で、液滴を移動面形成部材の表面に沿って移動させることができる技術を提供することにある。また、移動面形成部材の表面において血液から血漿を分離することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このため、本発明の液滴移動装置は、
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材の表面に液滴を供給するための液滴供給部と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させるための移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の血漿分離装置は、
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材に設けられ、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の液滴移動方法は、
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材の表面に液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、本発明の血漿分離方法は、
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなり、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極を備えた移動面形成部材の表面に血液の液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における前記液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、移動面形成部材の表面において液滴を移動させるにあたり、磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成し、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を前記磁場勾配に沿って移動させている。このように、磁場形成部材の移動に伴って、移動面形成部材の表面にて液滴を移動させることにより、簡易な手法で液滴を移動させることができる。
【００１５】
また、他の発明によれば、移動面形成部材に誘電泳動作用を発生させる電極を設け、血液を前記電極上を通過するように移動させているので、血液中の血球が前記誘電泳動作用により電極に引きつけられる。その一方、血液中の血漿は磁場形成部材の移動に伴って移動するため、前記移動面形成部材の表面において前記血液から血漿を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る液滴移動装置の概略を示す斜視図である。
【図２】前記液滴移動装置に用いられる移動面形成部材を示す斜視図である。
【図３】前記液滴移動装置を示す側面図である。
【図４】前記液滴移動装置に用いられる磁場形成部材を示す斜視図である。
【図５】前記磁場形成部材を示す断面図である。
【図６】前記磁場形成部材によって形成された磁場を模式的に示す平面図である。
【図７】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図８】移動面形成部材に形成された流路に沿って、液滴が移動する様子を示す斜視図である。
【図９】試料液を貯留する試料液貯留部から磁場形成部材により試料液が引き千切られて、液滴が流路に供給される様子を示す断面図である。
【図１０】前記試料液貯留部から磁場形成部材により試料液が引き千切られて、液滴が流路に供給される様子を示す平面図である。
【図１１】移動面形成部材において行われる、ＥＬＩＳＥ法による試料液の分析手法を説明する平面図である。
【図１２】本発明の液滴移動装置の他の例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の液滴移動装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図１４】本発明の血漿分離装置の一実施の形態を示す側面図である。
【図１５】前記血漿分離装置の要部を示す概略斜視図である。
【図１６】前記血漿分離装置に用いられる、検査プレートの一例を示す平面図である。
【図１７】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図１８】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図１９】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図２０】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２１】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２２】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２３】移動面形成部材に形成された流路に沿って、磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す平面図である。
【図２４】磁場形成部材による液滴の移動実験にて用いられた実験装置を示す側面図である。
【図２５】磁場形成部材による液滴の移動実験において、磁場形成部材同士のギャップと、液適量との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の液滴移動装置の一実施の形態を示す概略斜視図である。本発明の液滴移動装置は、液滴の移動面を形成する移動面形成部材１を備えている。この移動面形成部材１は、図１及び図２に示すように、例えば板状体として構成され、例えばガラスや樹脂等の非磁性体材料により構成されている。
【００１８】
この例の移動面形成部材１は、ＥＬＩＳＥ法を実施するように構成されており、当該移動面形成部材１の一例について図２に基づいて説明する。この移動面形成部材１の表面には、液溜まりをなす多数の凹部が形成されている。これら凹部は、分析対象となる試料液を貯留する凹部や、試料液を分析するための薬液を貯留する凹部として割り当てられている。
【００１９】
前記移動面形成部材１の長さ方向（図２中Ｘ方向）の一端側を上流側として説明すると、前記一端側には、分析対象となる試料液を貯留する複数個例えば３個の凹部が試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃとして、互いに間隔を開けて並ぶように形成されている。一方、前記移動面形成部材１の長さ方向の他端側には、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃと対応して、反応部１２Ａ〜１２Ｃをなす３つの凹部が夫々設けられている。これら反応部１２Ａ〜１２Ｃは、前記試料液の液滴と前記薬液の液滴とを反応させるための反応区域に相当する。
【００２０】
また、これら反応部１２Ａ〜１２Ｃの下流側には、共通の排液部１３をなす凹部が、移動面形成部材１の幅方向（図２中Ｙ方向）に伸びるように形成されている。これら試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃと、反応部１２Ａ〜１２Ｃ、排液部１３は、夫々前記移動面形成部材１の長さ方向に沿って設けられた流路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより接続されている。
【００２１】
こうして、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃに貯留された試料液は、後述のように、液滴として夫々流路２１Ａ〜２１Ｃに供給され、これら流路２１Ａ〜２１Ｃを夫々反応部１２Ａ〜１２Ｃに向けて移動し、さらに反応部１２Ａ〜１２Ｃを介して排液部１３に移動するように構成されている。
【００２２】
一方、移動面形成部材１の幅方向には、前記薬液を貯留する多数の凹部１４〜１８が、上流側から順に、洗浄液を貯留する洗浄液貯留部１４、抗体溶液を貯留する抗体溶液貯留部１５、酵素溶液を貯留する酵素溶液貯留部１６、発光剤を貯留する発光剤貯留部１７、反応停止液を貯留する反応停止液貯留部１８として設けられている。これら薬液用の凹部１４〜１８は、夫々前記移動面形成部材１の幅方向に沿って設けられた流路２２〜２６により、前記流路２１Ａ〜２１Ｃと接続されている。
【００２３】
そして、各薬液用の凹部１４〜１８に貯留された薬液及び洗浄液は、後述のように、液滴として夫々流路２２〜２６に供給され、これら流路２２〜２６を介して、流路２１Ａ〜２１Ｃまで移動し、次いで夫々反応部１２Ａ〜１２Ｃ、さらに排液部１３に移動するように構成されている。
【００２４】
前記流路２１Ａ〜２１Ｃの深さは、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃの深さよりも小さく構成されており、このため、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃ側から見ると、流路２１Ａ〜２１Ｃの底部は、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃの底部よりも一段高い位置に形成されていることになる。また、薬液用の凹部１４〜１８と流路２２〜２６との間においても、流路２２〜２６の底部は、凹部１４〜１８の底部よりも一段高い位置に形成されている。
【００２５】
ここで、移動面形成部材１の大きさの一例について述べると、前記液滴の大きさが例えば直径が５ｍｍ〜１０ｍｍの場合には、試料貯留部１１Ａ〜１１Ｃの大きさは例えば縦１５ｍｍ、横１５ｍｍ、深さ０．５ｍｍに夫々設定され、反応部１２Ａ〜１２Ｃや洗浄液や薬液を貯留する凹部１４〜１８の大きさも同様に設定されている。さらに、流路２１Ａ〜２１Ｃ、２２〜２６の大きさは、例えば幅５〜１０ｍｍ、深さ０．２ｍｍに夫々設定される。
【００２６】
前記移動面形成部材１は保持部材３に保持されており、この保持部材３は、例えば非磁性体例えばガラスや樹脂等により構成された板状体により構成されている。また、当該保持部材３は、支持部３１を介して移動部材３２に取り付けられている。この移動部材３２は、Ｙ軸駆動機構３３により、Ｙ軸方向（移動面形成部材１の幅方向）に移動自在に構成されると共に、このＹ軸駆動機構３３は、Ｘ軸駆動機構３４によりＸ軸方向に（移動面形成部材１長さ方向）に移動自在に構成されている。これらＹ軸駆動機構３３及びＸ軸駆動機構３４としては、例えばボールネジを利用した駆動機構が用いられ、夫々駆動部をなすモータＭ１，Ｍ２によりボールネジが回転するように構成されている。
【００２７】
これら、モータＭ１，Ｍ２には図示しないエンコーダが接続されており、後述する制御部１００がエンコーダのパルス数のカウント値に基づいてモータＭ１，Ｍ２を介して、移動面形成部材１の移動、停止制御を行っている。こうして、移動面形成部材１は、その長さ方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向）に移動自在に構成される。この例では、保持部材３、支持部材３１、移動部材３２、Ｘ方向駆動機構３４、Ｙ方向駆動機構３３により、移動機構が構成されている。
【００２８】
また、当該液滴移動装置は、前記移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材４を備えている。この例では、磁場形成部材４は、前記保持部材３に保持された移動面形成部材１の両面側に、当該移動面形成部材１を介して対向する一対の磁場形成部材４Ａ，４Ｂにより構成されている。
【００２９】
これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂとしては、例えば永久磁石をハルバック型に配列した磁石が用いられる。具体的に前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂの構造について、磁場形成部材４Ａを例にして、図４に基づいて説明する。当該磁場形成部材４Ａは、複数の永久磁石４１を環状に配列すると共に、その中央に飽和磁束密度の高い部材より構成された芯部材４２を設けて構成される。この例では、磁場形成部材４Ａ及び芯部材４２は、夫々平面形状が正方形状の四角柱状に構成され、その底面が移動面形成部材１の表面と平行になるように配置されている。
【００３０】
前記飽和磁束密度の高い部材として例えば鉄等の金属が用いられ、永久磁石４１Ａ〜４１Ｄの材質としては、ネオジウム等が用いられる。そして、前記芯部材４２の周囲に、平面形状が台形状の４つの永久磁石４１Ａ〜４１Ｄを、例えば外側がＮ極になるように配列して構成されている。図４中矢印は、磁力線の方向を示している。
【００３１】
また、この磁場形成部材４Ａは、磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成されている。このため、移動面形成部材１の表面に沿った方向で見たときに透磁率が局所的に小さくなる部分を備えており、この部分は、磁場形成部材４Ｂの厚み方向（Ｚ方向）全体に形成された空隙４３として構成されている。前記空隙４３は平面形状が長方形であって、磁場形成部材４Ａの芯部材４２と永久磁石４１Ｄの間に跨るように、磁場形成部材４Ａの中心近傍から外側に向けて、移動面形成部材４１の長さ方向に伸びる長方形状に構成されている。
【００３２】
一方、磁場形成部材４Ｂも磁場形成部材４Ａと同様に、中央に飽和磁束密度の高い部材よりなる芯部材４５を設けると共に、この芯部材４５の外側に４つの永久磁石４４Ａ〜４４Ｄを配列して構成され、磁場形成部材４Ｂの上面が移動面形成部材１と平行になるように配置されている。また磁場形成部材４Ｂの、４つの永久磁石４４Ａ〜４４Ｄは外側がＳ極になるように配列され、磁場形成部材４Ａの空隙４３と対応する位置に、同様の形状の空隙４６が、磁場形成部材４Ｂの厚み方向（Ｚ方向）全体に形成されている。
【００３３】
このように、夫々の磁場形成部材４Ａ，４Ｂでは、その内部に飽和磁束密度の高い芯部材４２，４５を設けると共に、この芯部材４２，４５の外側に、外部磁界の向きと同じになるように永久磁石を配列して構成されている。このため、芯部材４２，４５の下方側においては磁場が大きく、芯部材４２,４５から外方に向かうにつれて磁場が小さくなる磁場勾配が形成される。一方、芯部材４２，４５の下方側における、空隙４３，４６を囲む領域は磁場が局所的に小さい領域として構成される。
【００３４】
また、このような磁場形成部材４Ａ，４Ｂを、永久磁石４１，４４の磁極が互いに異なるように構成し、上下に組み合わせているので、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの芯部材４２，４５が設けられた領域の間の空間には、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを単独で配置した場合よりも、大きな磁場が形成される。一方、空隙４３，４６を囲む領域は磁場が局所的に小さい領域として構成されているので、空隙４３，４６を囲む領域と、空隙４３，４６の外側の領域との間には、大きな磁場勾配が形成されることになる。このような磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、互いに所定間隔を開けて対向するように、共通の支持枠４７に固定されている。
【００３５】
ここで、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの大きさの一例について説明すると、例えば正方形を構成する一辺が５０ｍｍに設定され、芯部材４２，４５は正方形を構成する一辺が例えば１０ｍｍに設定され、空隙４３，４６は、例えば縦５ｍｍ、横５ｍｍに夫々設定される。また、移動面形成部材１と保持部材３の積層体の厚さは例えば２ｍｍに設定され、磁場形成部材４Ａの底面と動面形成部材１の表面との距離は例えば１ｍｍ、保持部材３の裏面と磁場形成部材４Ｂの上面との距離は例えば０．５ｍｍに夫々設定される。
【００３６】
また、この液滴移動装置は制御部１００を備えている。この制御部１００は、例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部１００から液滴移動装置のモータＭ１，Ｍ２に制御信号を送り、液滴を予め設定した移動軌跡に沿って移動させるようという一連の動作を自動で実施するように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１００にインストールされる。
【００３７】
続いて、この液滴移動装置の作用について説明する。この液滴移動装置では、移動面形成部材１の表面において、液滴がモーゼ効果により、磁場形成部材４によって形成された磁場勾配に沿って移動する。つまり、移動面形成部材１の表面は、２つの磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間に存在するため、既述のように強力な磁場が形成されている。一方、当該実施の形態で用いられる液滴は弱い反磁性体であるため、当該液滴は、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間に形成される強力な磁場から離れようとして、磁場の弱いエリアに移動していく。こうして、磁場形成部材４に対して移動面形成部材１を移動させると、液滴は、移動面形成部材１に形成された流路２（２１Ａ〜２１Ｃ、２２〜２６）内を磁場形成部材４によって形成された磁場勾配の小さい方へ移動していくことになる。この際、磁場勾配が大きいほど、磁場の強いエリアから弱いエリアに向かう力が大きくなり、液滴がスムーズに移動する。
【００３８】
ここで、図６に磁場のイメージを示す。磁場形成部材４Ａ，４Ｂにより形成された磁場４００において、芯部材４２、４５に対応する領域４０１が最も大きく、ここから外方に向かうに連れて磁場が小さくなっていく。図６中、磁場の大きさは４段階にて示しており、磁場の大きさは磁場４０１＞磁場４０２＞磁場４０３＞磁場４０４であるが、実際には無段階に小さくなる。
【００３９】
また、既述のように、前記磁場形成部材４Ａ,４Ｂには、空隙４３、４６が移動面形成部材１の長さ方向に伸びるように形成されているので、図６に示すように、空隙４３，４６に対応する領域には、磁場が小さい局所領域４０４が形成される。この局所領域４０４は、芯部材４２，４５の中央側に頂点があり、ここから移動面形成部材１の長さ方向に向かって広がる二等辺三角形状に形成されると推察される。このため、液滴は、強い磁場から離れようとして、結果的に２つの等辺の間に収まって、前記局所領域に閉じ込められる状態となる。
【００４０】
そして、図７及び図８に示すように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂにより形成される磁場の局所領域が液滴の移動方向の前方側に位置するように、移動面形成部材１を移動させることにより、液滴Ｌが流路２（２１Ａ〜２１Ｃ、２２〜２６）内を前記磁場の局所領域にトラップされた状態で、移動していくことになる。
【００４１】
従って、液滴を移動面形成部材１の長さ方向（Ｘ方向）に伸びる流路２１Ａ〜２１Ｃに沿って下流側に移動させるときには、移動面形成部材１を上流側に移動させて磁場形成部材４を相対的に下流側に移動させると、液滴は流路２１Ａ〜２１Ｃ内を、磁場形成部材４Ａ，４Ｂと共に、磁場勾配が小さい前記下流側に向けて移動していく。
【００４２】
また、液滴を移動面形成部材１の幅方向（Ｙ方向）に伸びる流路２２〜２６に沿って移動させるときには、移動面形成部材１を移動方向と反対方向に移動させて磁場形成部材４を相対的に移動方向に移動させると、液滴は流路２２〜２６内を、磁場形成部材４Ａ，４Ｂと共に、磁場勾配が小さい移動方向の前方側に向けて移動していく。
【００４３】
この際、後述の実施例からも明らかなように、既述のように、永久磁石をハルバック型に配列した磁場形成部材４Ａ，４Ｂを上下に組み合わせることにより、これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間では、３．２テスラ程度の磁場を形成することができ、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の液滴を移動することができることが認められている。
【００４４】
続いて、図９〜図１１を参照しながら、前記液滴移動装置にて、試料液中に含まれる特定のたんぱく質であるアレルギー物質の量をＥＬＩＳＥ法を用いて分析する方法について説明する。ここでは、試料液貯留部１１Ｂ内に貯留された試料液に対する測定を行う場合を例にする。
【００４５】
先ず、予め反応部１２Ｂに、分析対象となるアレルギー物質と結合する一次抗体溶液を供給して、当該反応部１２の表面に一次抗体を固相化しておく。そして、移動面形成部材１を、磁場形成部材４により形成される磁場の局所領域が流路２１Ｂの上流側近傍に対向する位置に移動し、次いで、前記局所領域が試料液貯留部１１Ｂから流路２１Ｂに向けて移動するように、移動面形成部材１を移動する。これにより、図９及び図１０に示すように、試料液貯留部１１Ｂ内に溜まっている試料液は、前記磁場形成部材４の磁場により引き千切られて、前記移動面形成部材１の表面に形成された流路２１Ｂ内に液滴として供給される。この液滴は、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。このように、当該実施の形態では、試料液貯留部１１Ａ〜１１Ｃをなす凹部と、磁場形成部材４とにより液滴供給部が構成される。
【００４６】
次いで、図１１に示すように、移動面形成部材１を移動させることにより、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを相対的に流路２１Ｂの下流側に移動させ、こうして流路２１Ｂ内に供給された液滴Ｌを反応部１２Ｂまで移動させる（工程１）。そして、試料液の液滴を反応部１２Ｂにおいて、一次抗体と反応させる（一次反応）。この一次反応では、一次抗体に対して分析対象である特定のアレルギー物質のみが結合して、複合体を形成する。
【００４７】
続いて、移動面形成部材１を移動させることにより、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを相対的に移動させて、同様に洗浄液貯留部１４から洗浄液の液滴を流路２２内に供給し、こうして洗浄液の液滴を流路２２、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程２）。反応部１２Ｂでは、洗浄液による不要な成分の洗浄除去が行われ、洗浄液としては、例えばリン酸緩衝生理食塩水等が用いられる。この洗浄処理は、洗浄液を反応部１２Ｂに移動させ、さらに通過させて排液部１３に排液することにより、洗浄液で洗い流すことにより行われる。
【００４８】
この後、同様に、抗体溶液貯留部１５から二次抗体溶液である例えばビオチン結合抗体溶液を流路２３内に供給し、当該液滴を流路２３、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程３）。反応部１２Ｂでは、一次反応により形成された複合体に、ビオチンが標識された抗体が結合する二次反応が進行する。次いで、洗浄液貯留部１４から洗浄液の液滴を流路２２、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させ、不要な成分の洗浄除去が行われる（工程４）。
【００４９】
しかる後、同様に、酵素溶液貯留部１６から酵素溶液である例えば酵素―ストレプトアビジン結合物溶液を流路２４内に供給し、当該液滴を流路２４、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程５）。反応部１２Ｂでは、ビオチンとストレプトアビジンとが結合する酵素・基質反応が進行する。次いで、洗浄液貯留部１４から洗浄液の液滴を流路２２、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させ、不要な成分の洗浄除去が行われる（工程６）。
【００５０】
次いで、同様に、発色剤貯留部１７から発色剤溶液である例えばｏ−フェニレンジアミン溶液を流路２５内に供給し、当該液滴を流路２５、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程７）。反応部１２Ｂでは、ストレプトアビジンに結合した酵素が反応し、溶液が発色する。
【００５１】
続いて、同様に、反応停止液貯留部１８から反応停止液である例えば０．１ｎ 希硫酸溶液を流路２６内に供給し、当該液滴を流路２６、流路２１Ｂを介して反応部１２Ｂまで移動させる（工程８）。そして、吸光度計測装置により吸光度を測定する。この測定は、例えば反応部１２Ｂの上方側から光を当て、裏面から吸光度を計測することにより行われる。従って、移動面形成部材１は光を透過する材料により形成される。この際、アレルギー物質の含有量が多い程、吸光度が大きくなるため、予め測定した標準物質の吸光度と比較することにより、アレルギー物質の抗原量が検出できる。検出された抗原量は、例えば制御部１００の入出力画面（図示せず）に表示される。この際、試料液や洗浄液、その他の薬液の液滴は、決められた順番で反応部１２Ｂに移動され、必要な時間反応部１２Ｂにおいておき、その後排液部１３に移動されるようになっている。
【００５２】
上述の実施の形態によれば、磁場形成部材４により移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成し、前記移動面形成部材１と磁場形成部材４とを相対的に前記表面に沿って移動させているので、磁場形成部材４の相対的移動に伴い、前記液滴を移動面形成部材１の表面において前記磁場勾配に沿って移動させることができる。
【００５３】
この際、磁場形成部材４は永久磁石を利用しているので、磁場を形成するために電力供給が不要である。このため、電界を利用して液滴を移動させる方式のような複雑な回路パターンや、電磁石を用いる場合に比べて、簡易な構成で、常に安定した磁場を形成することができる。従って、電界を利用して液滴を移動させる方式や電磁石を用いる構成に比べて製造コストが安価となる。また、磁場の形成のための電力供給が不要であり、駆動機構も移動面形成部材１のモータＭ１，Ｍ２であるので、メンテナンスも容易であることから、運転コストが低減する。
【００５４】
また、上述の液滴の移動手法では、例えば１０μｌの微小な液滴を移動させることができるので、ＥＬＩＳＥ法などの試料液中の特定成分の分析手法に利用することができる。これにより、従来では、作業者が手作業で行っていたプレート表面のウェルへの試料液や薬液、洗浄液の分注作業が不要となり、前記試料液の成分の分析作業を簡易に行うことができる。
【００５５】
以上において、磁場形成部材４は、空隙４３，４６が形成されていない構成であってもよい。この場合であっても、磁場形成部材４により、前記移動面形成部材１の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配が形成されるので、前記移動面形成部材１と磁場形成部材４とを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を磁場勾配に沿って移動させることができる。
【００５６】
また、磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、移動面形成部材１の両面側に設けることにより、これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間に高磁場が形成されるが、液滴と前記移動面形成部材１との相性により液滴走査性が変わるため、磁場形成部材４は移動面形成部材１の一方側に設けるようにしてもよい。
【００５７】
さらに、移動面形成部材１と磁場形成部材４とは相対的に移動する構成であればよく、図１２に示すように、磁場形成部材４側を移動させるようにしてもよい。図１３中、３０は移動面形成部材１の保持部材３の支持台である。また、磁場形成部材４の支持枠４７は、支持部材５１、移動部材５２を介して、Ｘ方向駆動機構５４、Ｙ方向駆動機構５３により、移動面形成部材１の長さ方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向）に移動自在に構成されている。Ｘ方向移動機構５４、Ｙ方向移動機構５３としては、例えばボールねじを利用した機構が用いられ、図中Ｍ３，Ｍ４はボールねじのモータである。
【００５８】
また、液滴供給部は、上述の構成に限らず、例えば移動面形成部材１の上方側にスポイト状に構成された液滴供給部を設け、ここから移動面形成部材１の表面に液滴を供給するようにしてもよい。
【００５９】
さらに、本発明では、図１３に示すように、移動面形成部材１の両面に夫々設けられた磁場形成部材４Ａ、４Ｂのギャップを可変とするように構成してもよい。この例では、昇降機構５５により、磁場形成部材４Ａが移動面形成部材１に対して昇降できるように構成されている。そして、例えば磁場形成部材４Ａ，４Ｂを移動面形成部材１に対して相対的に移動させて、薬液の液滴を反応部に移動させた後に、磁場形成部材４Ａを上昇させて、磁場形成部材４Ａ，４Ｂのギャップを大きくしてから、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを他の薬液用の凹部に対応する位置に相対的に移動させる。このような構成では、磁場形成部材４Ａ、４Ｂを反応部から次の薬液の凹部に相対的に移動させる際に、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士のギャップを大きくして、これらの間に形成される磁場を弱めている。このため、反応部の深さが小さい場合や、反応部内の液量が多い場合であっても、反応部から液滴を引き出すおそれがない。
【００６０】
また、本発明では、移動面形成部材１の表面に液滴の流路を必ずしも形成する必要はない。移動面形成部材１と磁場形成部材４とを相対的に移動させることにより、前記液滴を磁場勾配の小さい方へ移動させることができるからである。特に、上述の実施の形態のように、前記磁場形成部材を、局所領域に液滴を閉じ込める作用を大きくするために、磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成すれば、液滴が前記局所領域にトラップされた状態で移動していくため、移動面形成部材１に流路が形成されていなくても、液滴を安定して移動することができる。
【００６１】
さらに、本発明の液滴移動方法は、ＥＬＩＳＡ法のほか、ＰＣＲ法や、イムノクロマト法にも適用することができる。
【００６２】
続いて、本発明の血漿分離装置について、図１４〜図２３を参照して説明する。図１４は、本発明の血漿分離装置の一実施の形態を示す側面図、図１５はその要部の概略斜視図、図１６はその要部の平面図である。前記血漿分離装置７は、処理室７０内に、移動面形成部材をなす検査プレート８と、この検査プレート８を保持する保持部材３と、この保持部材３を移動させる移動機構と、磁場形成部材４Ａ，４Ｂとを備えている。以降、図１４中処理室７０の長さ方向をＸ方向、処理室７０の幅方向をＹ方向として説明する。また、上述の実施の形態と同様に構成されている部分には同様の符号を付してある。
【００６３】
前記検査プレート８は、例えばシリコン、ガラスや樹脂等の非磁性材より形成された例えば３ｃｍ×８ｃｍ程度の大きさの板状体である。この検査プレート８の表面には液溜まりをなす多数の凹部が形成されている。例えば前記検査プレート８の長さ方向（図１５中Ｘ方向）の一端側を上流側として説明すると、前記一端側には、薬液を貯留する凹部が薬液貯留部８１Ａとして、この下流側には検査対象の血液を貯留する凹部が試料液貯留部８２として、さらに前記検査プレート８の長さ方向の他端側には反応部８３をなす凹部が、夫々形成されている。この反応部８３は、後述する血漿と生化学検査用の薬液の液滴とを反応させるための反応区域に相当する。
【００６４】
これら薬液貯留部８１Ａと試料液貯留部８２と反応部８３とは、前記検査プレート８の長さ方向に沿って設けられた流路８４により接続されている。一方、検査プレート８の幅方向（図１５中Ｙ方向）には、後述する血液の生化学検査用の薬液を貯留する複数個この例では２個の凹部が薬液貯留部８１Ｂ，８１Ｃとして、上流側から順に設けられている。これら薬液貯留部８１Ｂ，８１Ｃは、夫々検査プレート８の幅方向に沿って設けられた流路８５Ａ，８５Ｂにより、前記流路８４と接続されている。
【００６５】
また、前記検査プレート８の表面には、前記流路８４における前記試料液貯留部８２の下流側であって、流路８５Ａの上流側の領域に、誘電泳動作用を発生させるための電極ユニット９が設けられている。この電極ユニット９は、前記流路８４に交差するように、互いに離間して対向するように設けられた一対の電極９１，９２を備えている。これら電極９１，９２は、交流電圧を印加する電源部９３とスイッチ部９４を介して接続されている。
【００６６】
ここで誘電泳動とは、不均一な電場内にて、電場及び当該電場により誘起された電気双極子モーメントにより力を受けた物質が移動する現象であり、誘電泳動によって物質が移動する方向は，物質および溶液の誘電特性によって決定される。従って、前記電極９１及び電極９２は不均一な電場を形状に構成される。また、血液では、血球が電極９１側に引き寄せられるように移動することから、当該電極９１が流路８４の上流側に形成されると共に、血球がトラップされやすい形状に形成される。また、電極ユニット９を形成する位置は、前記流路８４における前記試料液貯留部８２の下流側であって、流路８５Ａの上流側であればよいが、後述するように血液が電極ユニット９を通過することにより、血球と血漿とに分離されるため、より前記試料液貯留部８２に近い方が好ましい。
【００６７】
このような電極ユニット９は、例えば検査プレート８の所定位置に凹部８１Ａ〜８１Ｃ、８２、８３等及び流路８４、８５Ａ，８５Ｂ等を形成した後、当該検査プレート８の表面における所定位置に、例えば金等の導電性の薄膜を例えば蒸着により形成し、次いで所定の電極パターン形状にエッチングすることにより構成される。この際、図１４〜図１９においては、図示の便宜上電極ユニット９を大きく描いており、実際には電極ユニット９は、例えば電極のパターン幅が２５μｍ、電極９１と電極９２間の距離が２００〜３００μｍ程度に形成される。なお、図１６では、電極９１及び電極９２は流路８４の幅を越えて大きく描いているが、実際には流路とほぼ同じかまたは僅かに大きく形成すればよい。さらに、電極ユニット９は、検査プレート８の裏面側に形成するようにしてもよい。
【００６８】
さらに、検査プレート８の表面における流路８４は、電極ユニット９の下流側において、局所的に幅が狭まる部位８４Ａを備えている。この例では、当該部位８４Ａは電極ユニット９の下流側近傍に形成されているが、後述するように、血漿の液滴の分離は、血漿がこの部位８４Ａを通過することにより行われるため、この部位８４Ａを形成する位置は、前記流路８４における前記試料液貯留部８２の下流側であって、流路８５Ａの上流側であればよい。例えば流路８４は幅が３ｍｍ程度、前記部位８４Ａの幅は２ｍｍ程度に夫々設定される。
【００６９】
前記保持部３は、例えば検査プレート８の一部を保持するように前記Ｘ方向に長い長方形状の板状体により構成されている。この例の保持部３、支持部３１、移動部材３２、Ｘ軸駆動機構３３、Ｙ軸駆動機構３４、モータＭ１，Ｍ２は、上述の実施の形態と同様に構成されているので、説明を省略する。ここで、図１４に示す保持部３の位置は、後述するように当該保持部３に対して検査プレート８の受け渡しを行う受け渡し位置であり、検査プレート８は当該位置にて保持部３に載置された後、Ｘ方向の一端側（図１４中左側）に向けて移動する。従って、以降の説明では、前記一端側を移動方向の前方側、Ｘ方向の他端側（図１４中右側）を移動方向の後方側として説明する。
【００７０】
また、前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、前記保持部３に保持された検査プレート８の両面側に、当該検査プレート８を介して対向するように設けられている。この例では、前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、前記受け渡し位置にある保持部３上の検査プレート８に対して、移動方向の前方側であって、前記検査プレート８のＹ方向のほぼ中央に、当該検査プレート８と干渉しないように設けられている。これら磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、上述の実施の形態の磁場形成部材４Ａ，４Ｂと同様に構成されているので説明は省略するが、前記空隙４３がＸ方向に伸びるように配置されている。
前記磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、互いに所定間隔を開けて対向するように、夫々処理室７０の天井部７０Ａ及び底部７０Ｂに支持部材７１Ａ，７１Ｂを介して取り付けられている。また、例えば上側の磁場形成部材４Ａの支持部材７１Ａは、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士が最も接近する液滴移動位置と、液滴移動位置よりも上方側の待機位置との間で、昇降機構７２により昇降自在に構成され、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間隔を変えることができるようになっている。また、前記磁場形成部材４Ａが液滴移動位置にあるときに、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間を、保持部３に保持された検査プレート８が通過できるように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間隔が設定されている。
【００７１】
さらに、上述の血液分離装置７は、前記受け渡し位置にある保持部３上の検査プレート８の所定位置に対して、薬液を供給する第１〜第３の供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃを備えている。第１の供給ノズル７３Ａは、前記受け渡し位置にある検査プレート８の薬液貯留部８１Ａに凝固防止剤例えばクエン酸ナトリウム水を供給し、第２の供給ノズル７３Ｂ及び第３の供給ノズル７３Ｃは、前記受け渡し位置にある検査プレート８の薬液貯留部８１Ｂ，８１Ｃに夫々血液の生化学検査用の薬液Ａ，Ｂを夫々供給するように設けられている。この例では、これら供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃは、例えば処理室７０の天井部７０Ａに取り付けられた昇降機構７４Ａ〜７４Ｃにより、前記保持部３上の検査プレート８に対して薬液を供給する供給位置と、この供給位置よりも上方側の受け渡し位置との間で昇降自在に構成されている。前記受け渡し位置とは、保持部３に対して検査プレート８の受け渡しを行うときに当該作業を妨げない位置である。
これら供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃは、夫々ポンプＰ１〜Ｐ３を備えた供給路７５Ａ〜７５Ｃにより、夫々クエン酸ナトリウム水貯留部７６Ａ、薬液Ａ貯留部７６Ｂ、薬液Ｂ貯留部７６Ｃに夫々接続されている。そして、前記ポンプＰ１〜Ｐ３の作動により、前記受け渡し位置にある検査プレート８の薬液貯留部８１Ａ〜８１Ｃに、所定量例えば１００μｌのクエン酸ナトリウム水、例えば１００μｌの薬液Ａ、例えば１００μｌの薬液Ｂを夫々供給するように構成されている。なお、ポンプＰ１〜Ｐ３の代わりにバルブの開閉により、クエン酸ナトリウム水等を検査プレート８に供給するようにしてもよい。この例では、供給ノズル７３Ａ〜７３Ｃ、ポンプＰ１〜Ｐ３、供給路７５Ａ〜７５Ｃ、薬液の貯留部７６Ａ〜７６Ｃにより液滴供給部が構成されている。図１４中７７は保持部３との間で検査プレート８の受け渡しを行うための開口部であり、７７Ａは当該開口部７７の開閉部材である。
【００７２】
また、この血漿分離装置７は制御部１１０を備えている。この制御部１００は、例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部１１０から血漿分離装置７のモータＭ１，Ｍ２、ポンプＰ１〜Ｐ３、スイッチ部９４、昇降機構７１Ａ、７３Ａ〜７３Ｃの各部に制御信号を送り、血液が滴下された検査プレート８上に、所定の薬液を供給し、前記血液を予め設定した移動軌跡に沿って移動させ、反応部において所定の検査を行うという一連の動作を自動で実施するように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１１０にインストールされる。
【００７３】
続いて、この血漿分離装置７で実施される血漿分離方法について説明する。検査プレート８の試料液貯留部８２に、１００μｌ程度の検査対象となる血液９５を例えばスポイト等により滴下した後、当該検査プレート８を開口部７７を介して血漿分離装置７内部に搬入し、受け渡し位置にある保持部３上に載置する。次いで、開閉部材７７Ａにより前記開口部７７を閉じた後、ポンプＰ１、Ｐ２を作動させて、供給ノズル７３Ａ、７３Ｂから、１０００μｌ程度のクエン酸ナトリウム水及び１００μｌ程度の薬液Ａを夫々検査プレート８の薬液貯留部８１Ａ、８１Ｂに夫々供給する。
【００７４】
次いで、スイッチ部９４をＯＮにして電極ユニット９に例えば１ＭＨｚ，１０Ｖの交流電圧を印加し、モータＭ１，Ｍ２を作動させて、検査プレート８を所定の系路で移動させる。つまり、検査プレート８を、磁場形成部材４により形成される磁場の局所領域が、薬液貯留部８１Ａに対向する位置に移動してから、前記局所領域が薬液貯留部８１Ａから流路８４に向けて移動するように、検査プレート８を移動する。これにより、薬液貯留部８１Ａ内に溜まっているクエン酸ナトリウム水は、前記磁場形成部材４の磁場により引き千切られて、前記流路８４内に液滴として供給される。この液滴は、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。このように、当該実施の形態では、薬液貯留部８１Ａ〜８１Ｃをなす凹部と、磁場形成部材４とによっても液滴供給部が構成される。
【００７５】
続いて、検査プレート８を移動させることにより、磁場形成部材４を相対的に流路８４の下流側に移動させ、クエン酸ナトリウム水の液滴を試料液貯留部８２まで移動させて、血液９５を希釈する。この後、同様に磁場形成部材４を相対的に移動させて、図１７に示すように、希釈された血液９５の液滴を流路８４の下流側に向けて移動させる。ここで、血液９５の液滴が電極ユニット９上を移動すると、誘電泳動作用が発生し、血液９５中の血球９６は、図１８及び図２０に示すように、電極ユニット９より具体的には電極９１側に引き寄せられるように移動する。一方、血液９５中の血漿９７は、電極ユニット９には引き寄せられないので、磁場形成部材４の相対的移動に伴って移動する。なお図２０、図２１では、電極ユニット９の形成領域を夫々点線で囲って示している。
【００７６】
従って、試料液貯留部８２から下流側に向けて磁場形成部材４を相対的に移動させると、電極ユニット９の形成領域近傍では、図１８、図２０に示すように、血液９５が下流側に向けて広がった状態で移動する。さらに、磁場形成部材４を流路８４の幅が狭まる部位８４Ａの上流側近傍まで相対的に移動させると、血液９５の血漿９７は、磁場形成部材４の磁場により押し出されるように前記部位８４Ａを超えて下流側へ移動していく。そして、磁場形成部材４を前記部位８４Ａよりもさらに下流側へ相対的に移動させると、前記部位８４Ａでは液量が極端に少なくなるため、磁場形成部材４の相対的移動に伴い、血液９５から血漿９７が引き千切られ、血漿９７の液滴が形成される。（図１９、図２１参照）。
【００７７】
こうして、血液９５から血漿９７を分離し、さらに磁場形成部材４を相対的に移動させて、当該血漿９７の液滴を反応部８３まで移動する。次いで、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間隔を広くして薬液貯留部７３Ｂの近傍まで相対的に移動させてから、磁場形成部材４Ａ，４Ｂの間隔を狭めてから相対的に移動させ、これにより、薬液Ａの液滴を流路８５Ａ内に供給し、薬液Ａの液滴を流路８５Ａ、流路８４を介して反応部８３まで移動させる。こうして、反応部８３にて薬液Ａの液滴と血漿を反応させて、所定の生化学検査を行う。薬液Ａによる生化学検査結果を取得した後、当該検査プレート８は開口部７７を介して装置７から取り出し、破棄する。上述の例では、薬液Ａによる生化学検査を行う場合を例にして説明したが、薬液Ｂによる場合も同様に検査が行われる。
【００７８】
上述の実施の形態の形態によれば、検査プレート８上にて誘電泳動作用を発生させているので、当該検査プレート８上において、血液から血漿を分離することができる。また、分離した血漿は磁場形成部材４の磁場を利用して検査プレート８上を移動させているので、誘電泳動作用を阻害することなく、血漿を移動させることができる。このため、検査プレート８上において、血液から血漿の分離、及び血漿の移動を行うことができるので、検査プレート８上において血漿の生化学検査を行うことができ、微量な血液を用いた小型な装置で多種の生化学検査を短時間で容易に行うことができる。
【００７９】
ここで、血液９５の液滴からの血漿９７の分離は次のように行うようにしてもよい。つまり、図２２に示すように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを流路８４の下流側に向けて、流路が狭まる部位８４Ａの近傍まで相対的に移動させ、血液９５を前記部位８４Ａの下流側まで押し広げる。次いで、一旦磁場形成部材４Ａ，４Ｂ同士の間隔を離して、図２３に示すように、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを前記部位８４Ａの側方に相対的に移動させる。そして、磁場形成部材４Ａ，４Ｂを、図２３中矢印で示すように、前記部位８４Ａに向けて移動させる。これにより、前記部位８４Ａ内の血漿９７は磁場から逃れようとして、前記部位８４Ａの両側に向けて移動するため、血液９５から血漿９７が容易に分離される。
【００８０】
また、同一の検査プレート８にて、多数の薬液を用いて生化学検査を行う場合には、多数の薬液貯留部８１及び反応部８３用の凹部を形成してもよいし、反応部８３ではなく、薬液貯留部８１に血漿９７を移動させて、ここで薬液と反応させるようにしてもよい。さらに、反応部８３の下流側に排液部を設け、反応部８３にて薬液Ａとの反応を終了した後、当該反応液を排液部に排液し、次の血漿９７の液滴及び薬液Ｂを反応部８３に移動させて薬液Ｂによる生化学検査を行うようにしてもよい。
【００８１】
さらにまた、試料液貯留部８２に直接クエン酸ナトリウム水を滴下して、血液を希釈するようにしてもよいし、反応部８３に直接薬液を滴下して、血漿と反応させるようにしてもよい。なお、検査プレート８では、必ずしも流路を形成する必要はなく、試料液貯留部８２や薬液貯留部８１用の凹部も必ずしも必要ではない。さらに、検査プレート８ではなく、磁場形成部材４側を移動させるようにしてもよい。
【００８２】
さらにまた、検査プレート８上において血液９５を電極ユニット９を通過するように移動させ、血液９５から血漿９７の液滴を分離した後は、当該血漿９７の液滴を電気的手法を用いて移動させるようにしてもよい。さらにまた、流路の幅や、電極ユニット９による電場の大きさや、磁場形成部材４の磁場の大きさ等によって、磁場形成部材４の相対的移動により血液９５から血漿９７が分離できる構成であれば、流路８４には必ずしも局所的に幅が狭まる部位８４Ａを設ける必要はない。
【実施例】
【００８３】
以下に、図２４に示す実験装置を用い、磁場形成部材の移動により液滴が移動するか否かを確認する実験を行った。図２４中、６１は、シリコンより構成された厚さ０．７５ｍｍの移動面形成部材であり、４Ａ,４Ｂは移動面形成部材の両面に夫々配置された磁場形成部材である。磁場形成部材４Ａ，４Ｂは、上述の構成のものを用い、永久磁石の材質は、ネオジウム、中間部材の材質は鉄とした。また、磁場形成部材４の大きさは、既述のとおりである。そして、磁場形成部材４Ａ,４Ｂの間のギャップ（磁石間ギャップ）Ｇと、液適量を変え、磁場形成部材４の移動に伴い、液滴６２が移動するか否かについて、目視により確認した。なお、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍの液滴とは、液適量が２０μｌ〜１００μｌに相当する。
【００８４】
この結果について、図２５に示す。図中縦軸は磁石間ギャップ、横軸は液適量を夫々示し、■は磁場形成部材の移動により移動した液滴、□は移動しなかった液滴を夫々示している。この結果、磁場形成部材の移動に伴い、移動面形成部材の表面において、液滴が移動することが認められた。また、液滴量が少ないときには、液滴を移動させるためには、磁場形成部材同士の間のギャップを小さくして、磁束密度を高める必要があることが理解される。
【符号の説明】
【００８５】
１ 移動面形成部材
１１Ａ〜１１Ｃ 試料液貯留部
１２Ａ〜１２Ｃ 反応部
１４ 洗浄液貯留部
１５〜１８ 薬液用の凹部
２１，２２ 流路
３３ Ｙ方向移動機構
３４ Ｘ方向移動機構
４（４Ａ，４Ｂ） 磁場形成部材
４１，４４ 永久磁石
４２、４５ 芯部材
４３，４６ 空隙
８ 検査プレート
９５ 血液
９６ 血球
９７ 血漿
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材の表面に液滴を供給するための液滴供給部と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させるための移動機構と、を備えたことを特徴とする液滴移動装置。
【請求項２】
前記移動面形成部材は板状体であり、
前記磁場形成部材は、移動面形成部材の両面側に当該移動面形成部材を介して対向していることを特徴とする請求項１記載の液滴移動装置。
【請求項３】
液滴を予め設定した移動軌跡に沿って移動させるように前記移動機構を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴移動装置。
【請求項４】
前記磁場形成部材は、局所領域に液滴を閉じ込める作用を大きくするために、前記表面に沿ってその全周を囲む領域よりも磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴移動装置。
【請求項５】
前記磁場形成部材は、前記磁場が局所的に小さい領域を形成するために、前記表面に沿った方向で見たときに透磁率が局所的に小さくなる部分を備えていることを特徴とする請求項４記載の液滴移動装置。
【請求項６】
前記透磁率が局所的に周囲よりも小さくなる部分は、空隙として構成されていることを特徴とする請求項５記載の液滴移動装置。
【請求項７】
前記移動面形成部材に形成された、液溜まりをなす凹部を備え、この凹部内に溜まっている液は、前記磁場形成部材の磁場により引き千切られて前記移動面形成部材の表面に液滴として供給されるものであり、
前記液滴供給部は、前記凹部と前記磁場形成部材とにより構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の液滴
【請求項８】
前記液滴供給部は、分析対象となる試料液の液滴を供給する液滴供給部、前記試料液を分析するための薬液の液滴を供給する液滴供給部、及び洗浄液を供給する液滴供給部を含み、
前記移動面形成部材は、分析対象となる試料液の液滴と前記薬液とを反応させる反応区域を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の液滴移動装置。
【請求項９】
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材に設けられ、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする血漿分離装置。
【請求項１０】
前記移動面形成部材の表面には、前記液滴を案内する流路が形成されていることを特徴とする請求項９記載の血漿分離装置。
【請求項１１】
前記流路は、前記移動面形成部材に設けられた電極の下流側にて局所的に狭まる部位を備え、
前記移動機構は、前記液滴を前記流路において前記電極の上流側から前記狭まる部位の下流側まで移動させ、前記液滴をこの部位を通過させることにより前記血液から血漿を分離することを特徴とする請求項１０記載の血漿分離装置。
【請求項１２】
前記移動面形成部材は、前記電極の下流側に分析対象となる血漿の液滴と前記薬液とを反応させる反応区域を備え、
前記移動機構は、前記分離された血漿を前記反応区域に移動することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の血漿分離装置。
【請求項１３】
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材の表面に液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする液滴移動方法。
【請求項１４】
前記移動面形成部材は板状体であり、
前記磁場形成部材は、移動面形成部材の両面側に当該移動面形成部材を介して対向していることを特徴とする請求項１３記載の液滴移動方法。
【請求項１５】
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなり、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極を備えた移動面形成部材の表面に血液の液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における前記液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする血漿分離方法。
【請求項１６】
前記液滴を前記移動面形成部材の前記表面に沿って移動させる工程は、前記移動面形成部材の表面に形成された流路内の液滴を移動させることを特徴とする請求項１５記載の血漿分離方法。
【請求項１７】
前記流路は、前記移動面形成部材に設けられた電極の下流側にて局所的に狭まる部位を備え、
前記液滴を前記移動面形成部材の前記表面に沿って移動させる工程は、前記液滴を前記流路において前記電極の上流側から前記狭まる部位の下流側まで移動させ、前記液滴をこの部位を通過させることにより前記血液から血漿を分離することを特徴とする請求項１５又は１６記載の血漿分離方法。
【請求項１】
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材の表面に液滴を供給するための液滴供給部と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させるための移動機構と、を備えたことを特徴とする液滴移動装置。
【請求項２】
前記移動面形成部材は板状体であり、
前記磁場形成部材は、移動面形成部材の両面側に当該移動面形成部材を介して対向していることを特徴とする請求項１記載の液滴移動装置。
【請求項３】
液滴を予め設定した移動軌跡に沿って移動させるように前記移動機構を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴移動装置。
【請求項４】
前記磁場形成部材は、局所領域に液滴を閉じ込める作用を大きくするために、前記表面に沿ってその全周を囲む領域よりも磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴移動装置。
【請求項５】
前記磁場形成部材は、前記磁場が局所的に小さい領域を形成するために、前記表面に沿った方向で見たときに透磁率が局所的に小さくなる部分を備えていることを特徴とする請求項４記載の液滴移動装置。
【請求項６】
前記透磁率が局所的に周囲よりも小さくなる部分は、空隙として構成されていることを特徴とする請求項５記載の液滴移動装置。
【請求項７】
前記移動面形成部材に形成された、液溜まりをなす凹部を備え、この凹部内に溜まっている液は、前記磁場形成部材の磁場により引き千切られて前記移動面形成部材の表面に液滴として供給されるものであり、
前記液滴供給部は、前記凹部と前記磁場形成部材とにより構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の液滴
【請求項８】
前記液滴供給部は、分析対象となる試料液の液滴を供給する液滴供給部、前記試料液を分析するための薬液の液滴を供給する液滴供給部、及び洗浄液を供給する液滴供給部を含み、
前記移動面形成部材は、分析対象となる試料液の液滴と前記薬液とを反応させる反応区域を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の液滴移動装置。
【請求項９】
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材と、
この移動面形成部材に設けられ、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極と、
前記移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする血漿分離装置。
【請求項１０】
前記移動面形成部材の表面には、前記液滴を案内する流路が形成されていることを特徴とする請求項９記載の血漿分離装置。
【請求項１１】
前記流路は、前記移動面形成部材に設けられた電極の下流側にて局所的に狭まる部位を備え、
前記移動機構は、前記液滴を前記流路において前記電極の上流側から前記狭まる部位の下流側まで移動させ、前記液滴をこの部位を通過させることにより前記血液から血漿を分離することを特徴とする請求項１０記載の血漿分離装置。
【請求項１２】
前記移動面形成部材は、前記電極の下流側に分析対象となる血漿の液滴と前記薬液とを反応させる反応区域を備え、
前記移動機構は、前記分離された血漿を前記反応区域に移動することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の血漿分離装置。
【請求項１３】
液滴の移動面を形成する非磁性体からなる移動面形成部材の表面に液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする液滴移動方法。
【請求項１４】
前記移動面形成部材は板状体であり、
前記磁場形成部材は、移動面形成部材の両面側に当該移動面形成部材を介して対向していることを特徴とする請求項１３記載の液滴移動方法。
【請求項１５】
血液の液滴の移動面を形成する非磁性体からなり、前記血液から血漿を分離するために誘電泳動作用を発生させる電極を備えた移動面形成部材の表面に血液の液滴を供給する工程と、
磁場形成部材により、移動面形成部材の表面上における前記液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って前記電極の上を通過させて前記血液から血漿を分離するために、前記移動面形成部材と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする血漿分離方法。
【請求項１６】
前記液滴を前記移動面形成部材の前記表面に沿って移動させる工程は、前記移動面形成部材の表面に形成された流路内の液滴を移動させることを特徴とする請求項１５記載の血漿分離方法。
【請求項１７】
前記流路は、前記移動面形成部材に設けられた電極の下流側にて局所的に狭まる部位を備え、
前記液滴を前記移動面形成部材の前記表面に沿って移動させる工程は、前記液滴を前記流路において前記電極の上流側から前記狭まる部位の下流側まで移動させ、前記液滴をこの部位を通過させることにより前記血液から血漿を分離することを特徴とする請求項１５又は１６記載の血漿分離方法。
【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２３】
【図２４】
【図２５】
【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２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−４２４４３（Ｐ２０１２−４２４４３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８９７２（Ｐ２０１０−２４８９７２）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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