測定装置
【課題】大気中における抗原濃度を測定または推測する際に、大気中に含まれる微小物質を効率よく捕集する。
【解決手段】測定器３の開口部に測定用チップ８を挿入すると、測定器３の制御部３１は、測定用チップ８に備えられた吸引ポンプに対向する押圧部を駆動部３４により駆動させる。これにより、吸引ポンプの容量が変動し、吸引口から吸着室へ向かう気流が発生する。この発生した気流に伴って、旋回翼が回転するので、吸着室の内部の気体は旋回する。そして、旋回した気体は吸着室の吸着面にあたった後、排出口から排出される。制御部３１は、吸引ポンプにこの動作を行わせ、所定時間が経過すると吸引ポンプを停止させる。これにより、吸着室の底に備えられた吸着面には、吸引した大気に含まれる粒子が吸着す
る。
【解決手段】測定器３の開口部に測定用チップ８を挿入すると、測定器３の制御部３１は、測定用チップ８に備えられた吸引ポンプに対向する押圧部を駆動部３４により駆動させる。これにより、吸引ポンプの容量が変動し、吸引口から吸着室へ向かう気流が発生する。この発生した気流に伴って、旋回翼が回転するので、吸着室の内部の気体は旋回する。そして、旋回した気体は吸着室の吸着面にあたった後、排出口から排出される。制御部３１は、吸引ポンプにこの動作を行わせ、所定時間が経過すると吸引ポンプを停止させる。これにより、吸着室の底に備えられた吸着面には、吸引した大気に含まれる粒子が吸着す
る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレルギー原因物質の濃度に関係した測定を行う測定装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
花粉症をはじめとするアレルギー症の患者数は毎年、増加の一途をたどっている。アレルギー発症を適切に予防するためには、アレルギーの原因物質である抗原が大気中にどの程度含まれているかを測定することが有効である。例えば、大気中に高濃度の抗原が測定された場合に、マスクなどを装着して抗原に接触しないようにすることで、アレルギー患者等はアレルギー発症を予防する。ところで、一般に花粉予報は、特定の測定地点のデータに基づいて、きわめて広い範囲に対する警告を行うことが多い。しかし、大気中の気流の状況など、局所的な要因が影響するので、患者周辺の実際の花粉量は、花粉予報と乖離
する場合がある。アレルギー発症を予防するには、患者周辺における抗原の濃度を正確に測定しなければならないため、周囲の抗原濃度を測定する測定装置が必要である。このような測定装置の技術として、特許文献１には、外部環境から取り込まれた粒子からアレルゲンタンパク質をキャリア液中に抽出して、アレルゲンタンパク質を検出する検出用チップを用いた測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術においてスギ花粉は、抽出部の上部開口への自然落下か、単純な吸引などによって捕集されている（段落００６１参照）。自然落下を待つのであれば、比較的長期間の測定期間を待たなければ予防対策に十分な精度で測定をすることができない。また、単純な吸引により捕集する場合には、花粉が捕集部に留まらずに気流に同伴して外部へ通過する量が多く、十分な精度で測定をすることができない。
そこで、本発明は、大気中における抗原濃度を測定または推測する際に、大気中に含まれる微小物質を効率よく捕集することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る測定装置は、大気を吸引する吸引手段と、前記吸引手段により吸引された大気が流れる流路に設けられた吸着部材と、前記流路において前記吸着部材よりも上流に設けられ、前記吸引手段により吸引された大気を旋回させる旋回手段と、溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段と、前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る測定装置は、大気を吸引するとともに、旋回させる旋回手段と、前記旋回手段により旋回させられた大気が流れる流路において、前記旋回手段よりも下流に設けられた吸着部材と、溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段と、前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、前記吸引手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に流れを生じさせる気流発生部と、前記第１の駆動力を前記気流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記
溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、前記吸着部材、前記旋回手段、前記気流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備えられ、前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記気流発生部は前記大気に流れを生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生
部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を
測定するとよい。
【０００８】
また、好ましくは、前記旋回手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に旋回流を生じさせる旋回流発生部と、前記第１の駆動力を前記旋回流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、前記吸着部材、前記旋回流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備
えられ、前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記旋回流発生部は前記大気に旋回流を生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定するとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大気中における抗原濃度を測定または推測する際に、大気中に含まれる微小物質を効率よく捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る抗原測定システムを表す外観図である。
【図２】抗原測定システムの全体構成を表すブロック図である。
【図３】測定用チップを表す外観図である。
【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。
【図５】図３のV−V線矢視断面図である。
【図６】図４のVI−VI線矢視断面図である。
【図７】図４のVII−VII線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．構成
１−１．全体構成
図１は、本発明に係る抗原測定システム９を表す外観図である。抗原測定システム９は、測定器３と測定用チップ８を含む。ユーザは、測定用チップ８を測定器３の開口部３０に挿入して抗原の測定を行う。この開口部３０は、測定用チップ８を挿入すると、この測定用チップ８に設けられた吸引口２０（後述）が外部空間に接し、かつ、検出部１６（後述）が測定器３の筐体で覆った状態で測定用チップ８を固定するように構成されている。測定器３は、測定結果を表示する表示部３２と、ユーザによる測定器３への操作を受け付ける操作部３３とを備えている。表示部３２は、７セグメントディスプレイやドットマトリックスディスプレイなどにより測定値を表示する表示手段である。操作部３３は各種の指示を入力するための操作ボタンを備えており、ユーザによる操作を受け付けてその操作内容に応じた信号を供給する。なお、本実施形態において測定器３の筐体は、１１０ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍの直方体であり、測定用チップ８は、２０ｍｍ×５ｍｍ×０．５ｍｍの板状体であるが、これらのサイズは様々に設計し得る。
【００１２】
図２は、抗原測定システム９の全体構成を表すブロック図である。同図は、抗原測定システム９による測定が、測定用チップ８を測定器３に挿入した状態で行われることを示している。測定器３には、上述した表示部３２と操作部３３に加えて、制御部３１、駆動部３４、測定部３５および電界発生部３６が備えられている。制御部３１は、制御回路であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの記憶装置とを備えている。制御部３１のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているブートローダやＥＥＰＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することにより測定器３の各部を制御する。
【００１３】
駆動部３４は制御部３１によって制御され、測定器３の開口部３０に挿入された測定用チップ８を機械的に押圧する装置である。この押圧力を発生させる駆動源は種々のものを用いることができる。例えば、押圧する部材はゴムなどの弾性体でできた袋状をしており、この部材の内部空洞に注入する空気の量により、この部材の形状を変化させて押圧力を発生させる。また、ソレノイドなどの電磁的機構により押圧力を発生させてもよい。
【００１４】
測定部３５は、制御部３１により制御され、測定用チップ８により捕集された粒子の量を測定する。この測定部３５による測定には種々のものを用いることができるが、ここでは、測定用チップ８に照射した光の吸光度を測定する。具体的には、測定部３５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）３５１と光センサ３５２を備えており、ＬＥＤ３５１が測定用チップ８の検出部１６に向けて光を照射し、検出部１６を透過した光を光センサ３５２で検出することにより、照射した光の吸光度を測定する。電界発生部３６は、制御部３１により制御され、図示しない端子を介して測定用チップ８の陽極１４１と陰極１４２との間に電位差を発生させることにより、測定用チップ８の直交型電気泳動分離部１４を作動させる。
【００１５】
１−２．測定用チップの構成
図３は、測定用チップ８を表す外観図である。測定用チップ８は、透明な樹脂等を成型した２枚の板を重ね合わせた構造である。図３（ａ）に示すように、下方側にはチップ基板層１があり、このチップ基板層１の上方にチップ吸引層２が重ねて張り合わされている。チップ吸引層２の上方側の面には、吸引口２０が設けられている。そして、チップ吸引層２の側面側には、排出口２３が設けられている。測定用チップ８は、吸引口２０から大気を吸引して、排出口２３から排出する。大気と同伴して搬送される粒子は、測定用チップ８の内部に捕集される。図３（ｂ）には、この測定用チップ８を排出口２３のある側面
側から見た様子が示されており、同図に示したIV−IV線とV−V線は、後述する図４および図５の断面図の観察方向を表す。
【００１６】
１−３．チップ基板層の構成
図４は、図３のIV−IV線矢視断面図である。すなわち、図４にはチップ基板層１の断面が示されている。同図に示す溶媒タンク１１は、２ｍｍ×２ｍｍ×０．２５ｍｍの空洞であり、１μＬの容量を有している。この溶媒タンク１１には、粒子を搬送する溶媒として蒸留水が封入されている。溶媒供給路１８１は、ゴムなどの弾性体で構成された管であり、測定器３の駆動部３４が駆動させる押圧部（図示せず）により押圧されると閉塞するようになっている。そして、この押圧部が押圧をやめると、溶媒供給路１８１は、ゴム自体の弾性力により復元し、開通するようになっている。すなわち、溶媒供給路１８１は、測定器３の駆動部３４による押圧されたときに閉塞する開閉弁として機能する。
【００１７】
溶媒供給ポンプ１２は、円筒状の空間を有し、互いに対向する天井面と底面が、いずれもゴムなどの弾性体で構成されている。天井面の周辺と底面の周辺とは固定されている。そして、溶媒供給路１８１が開になっているときにこの天井面または底面を、測定器３の駆動部３４が駆動させる押圧部（図示せず）が押圧することにより、天井面の中央部と底面の中央部とが、近づいたり遠ざかったりし、その結果、溶媒供給ポンプ１２の内部空間の容量が変化する。これにより溶媒供給ポンプ１２の内部空間の圧力が溶媒タンク１１よりも負圧になり、溶媒供給ポンプ１２は、溶媒タンク１１に封入された溶媒を吸着室１３へ搬送する。すなわち、溶媒供給ポンプ１２は、測定器３の駆動部３４により押圧されて、ダイヤフラムポンプとして機能する。なお、このときの溶媒の供給速度は様々な値に設定することができるが、本実施形態においては約０．００５μＬ／ｓである。
【００１８】
吸着室１３は、上述したチップ吸引層２に設けられた吸引口２０の直下に設けられた円
筒状の空間である。吸着室１３の大きさは直径１ｍｍで深さ５０μｍであるから、吸着室１３の容量は、約０．０３９μＬである。この吸着室１３は、大気に含まれる粒子を吸着する吸着面を底に備えている。つまり、この吸着面は、吸引手段により吸引された大気が流れる流路に設けられた吸着部材の一例である。この吸着面に吸着された粒子は、溶媒タンク１１から溶媒供給ポンプ１２によって吸着室１３に供給された溶媒（ここでは蒸留水）によって溶解ないし分散される。溶液排出路１８２は、溶媒供給路１８１と同様、開閉弁として機能し、これが開となったときに、吸着室１３に満たされた溶液は直交型電気泳
動分離部１４へ供給される。
【００１９】
直交型電気泳動分離部１４は、溶液が通過する方向に対して直交する方向に電界をかけて、粒子を濃縮する機能を有した流路である。溶液排出路１８２から排出された溶液は、電気泳動領域１４３に供給され、図４における右方向へ流れる。この流れに直交する方向に電界を生じさせるように、陽極１４１と陰極１４２は配置されている。この陽極１４１と陰極１４２は図示しない端子をそれぞれ有しており、測定用チップ８が測定器３の開口部３０に挿入されたときに、この各端子は、測定器３の電界発生部３６に接続する。これにより、測定器３の制御部３１の制御の下、電界発生部３６に発生した電位差にしたがって、陽極１４１と陰極１４２の間に電界が発生し、電気泳動領域１４３を通過する溶液中の粒子は、この電界の影響を受けて電気泳動する。本実施形態において、粒子は負に帯電しているので、溶液中の粒子は陽極１４１に近づくように移動（電気泳動）する。すなわち、溶液中の粒子は、陽極１４１側に濃縮される。
【００２０】
送液ポンプ１５０は、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能し、陽極側分離流路１４４を通過した溶媒を、送液路１８３を介して検出部１６に搬送する。検出部１６は、測定器３の測定部３５によって粒子の濃度が測定される空間である。この検出部１６は、光を透過するガラスや樹脂などによって囲まれており、測定器３の測定部３５によって照射光が照射され、検出部１６を透過した透過光の強度が測定される。この透過光の強度と照射光の強度に基づいて吸光度が算出され、算出された吸光度に基づいて検出部１６に搬送された溶液中の粒子濃度が測定される。
【００２１】
第１廃液ポンプ１５１も、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能する。第１廃液路１８４が開けられ、第１廃液ポンプ１５１が駆動することにより、検出部１６に満たされた溶液は廃液タンク１７に送液される。また、第２廃液ポンプ１５２も、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能する。第２廃液路１８５が開けられ、第２廃液ポンプ１５２が駆動することにより、陰極側分離流路１４５に満たされた溶液は廃液タンク１７に送液される。
【００２２】
１−４．チップ吸引層の構成
図５は、図３のV−V線矢視断面図である。すなわち、図５にはチップ吸引層２の断面図が示されている。上述したように、チップ基板層１のうち、チップ吸引層２の吸引口２０の直下には旋回翼２１が設けられており、この旋回翼２１の下方のチップ基板層１には、吸着室１３が設けられている。吸着室１３からは、排出口２３へ繋がる流路が設けられている。
【００２３】
吸引ポンプ２２は、吸着室１３から排出口２３までの流路の間に設けられている。この吸引ポンプ２２は、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能する。吸引ポンプ２２が吸着室１３の内部の気体を排出口２３に向けて排出することにより、吸着室１３の内部は吸引口２０近傍の周辺大気よりも負圧になり、吸引口２０から吸着室１３へ流れる気流が発生する。なお、この気流の流速は、様々な値に設計することができるが、本実施形態においては、１〜１０Ｌ／分である。また、上記の吸引ポンプ２２は、第１の駆動力を受けることにより大気に流れを生じさせる気流発生部の一例であり、上記の駆
動部３４と、吸引ポンプ２２の天井面または底面を押圧する押圧部は、第１の駆動力を気流発生部に与える第１駆動力付与部の一例である。そして、第１駆動力付与部と気流発生部は、大気を吸引する吸引手段に含まれる。
【００２４】
上述したとおり、チップ吸引層２には、吸引口２０から吸着室１３までの間に旋回翼２１が設けられている。旋回翼２１は、チップ吸引層２またはチップ基板層１の少なくともいずれか一方によって固定された軸と、この軸を中心として回転可能に取り付けられたファンを備えている。このファンは複数の翼を有しており、各翼は軸方向に対して垂直でも平行でもなく、所定の角度で傾斜している。これにより、吸引口２０から吸着室１３へ向かう気流が発生すると、旋回翼２１は、これに伴って回転するため、発生した気流を旋回させる。吸引ポンプ２２により発生した気流の流路において、旋回翼２１は吸着室１３の
吸着面よりも上流に設けられているので、吸着室１３の吸着面には、旋回翼２１で旋回させられた気流があたる。すなわち、旋回翼２１は、気流の流路において吸着部材よりも上流に設けられ、吸引手段により吸引された大気を旋回させる旋回手段の一例である。
【００２５】
２．動作
本発明に係る抗原測定システム９の動作を説明する。抗原測定システム９の動作は主に「吸引工程」「溶解工程」「搬送工程」「測定工程」「排出工程」の５つの工程で構成されている。以下に、各工程について図を用いて説明する。なお、図６は、図４のVI−VI線矢視断面図である。また、図７は、図４のVII−VII線矢視断面図である。
【００２６】
２−１．吸引工程の動作
まず、測定器３の開口部３０に測定用チップ８を挿入すると、測定器３の制御部３１は、溶媒供給路１８１と溶液排出路１８２とが閉塞するように、駆動部３４を駆動させる。そして、溶媒供給路１８１と溶液排出路１８２が閉塞すると、制御部３１は、駆動部３４により吸引ポンプ２２に対向する押圧部（図示せず）を駆動する。これにより、吸引ポンプ２２の容量が変動し、吸引口２０から吸着室１３へ向かう気流が発生する。この発生した気流に伴って、旋回翼２１が回転するので、吸着室１３の内部の気体は旋回する。そして、旋回した気体は吸着室１３の吸着面にあたった後、排出口２３から排出される。制御
部３１は、吸引ポンプ２２にこの動作を行わせ、所定時間が経過すると吸引ポンプ２２を停止させる。これにより、吸着室１３の底に備えられた吸着面には、吸引した大気に含まれる粒子が吸着する。以上が吸引工程の動作である。
【００２７】
２−２．溶解工程の動作
次に、制御部３１は、溶媒供給路１８１が開通し、かつ、溶液排出路１８２が閉塞状態に保たれるように、駆動部３４を駆動させる。溶媒供給路１８１が開通すると、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて溶媒供給ポンプ１２に対向する位置に配置された押圧部３４１（図６に図示）を動かすことにより溶媒供給ポンプ１２を作動させる。溶媒供給ポンプ１２により、溶媒タンク１１に封入されている溶媒が溶媒供給路１８１を通って吸着室１３に流れ込む。そして、流れ込んだ溶媒は、吸着室１３の吸着面に吸着した粒子を分散して、粒子の濃度が均一な溶液になる。以上が溶解工程の動作である。
【００２８】
２−３．搬送工程の動作
次に、制御部３１は、溶媒供給路１８１、第１廃液路１８４および第２廃液路１８５を閉塞し、かつ、溶液排出路１８２と送液路１８３とが開通するように、駆動部３４を駆動させる。続いて、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて送液ポンプ１５０に対向する位置に配置された押圧部３４３（図７に図示）を動かすことにより、送液ポンプ１５０を作動させる。これにより送液ポンプ１５０は、吸着室１３の内部に満たされている溶液を電気泳動領域１４３へと搬送する。すなわち、上記の溶媒供給ポンプ１２および送液ポンプ１５０は、第２の駆動力を受けることにより吸着室１３に吸着された粒子を分散させた溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部の一例である。また、上記の押圧部３４１および押圧部３４３は、第２の駆動力を溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部の一例である。そして、第２駆動力付与部と溶媒流発生部は、溶媒を供給し、吸着部材により吸着された被吸着物を溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段に含まれる。
【００２９】
また、制御部３１は、電界発生部３６を制御し、陽極１４１と陰極１４２に電位差を付与する。これにより、電気泳動領域１４３には電界が発生し、溶液中の粒子は、陽極１４１側に濃縮される。このとき、制御部３１は、送液ポンプ１５０の作動速度を調整することにより、電気泳動による溶液中の粒子の移動が十分に行われるようにしているので、粒子は全て陽極１４１側に濃縮される。そして、制御部３１は、所定時間に亘り、送液ポンプ１５０を作動させ続けた後、これを停止する。これにより、検出部１６には、粒子を含んだ溶液が満たされる。以上が搬送工程の動作である。
【００３０】
２−４．測定工程の動作
次に、制御部３１は、溶液排出路１８２と送液路１８３が閉塞するように、駆動部３４を駆動させる。続いて、制御部３１は、測定部３５に備えられたＬＥＤ３５１を制御して、測定用チップ８の検出部１６に向けて光を照射させる。そして、制御部３１は、光センサ３５２を制御して、検出部１６を透過した光を検出する。光センサ３５２は検出した透過光に応じた信号を制御部３１に出力し、制御部３１は、ＬＥＤ３５１の光量に応じて予め定められた値と光センサ３５２が出力した透過光に応じた信号が示す値とに基づいて、照射した光の吸光度を測定する。制御部３１は、測定した吸光度と、予め定められた吸収係数に基づき、ランベルト・ベールの法則に従って粒子濃度を算出する。そして算出した粒子濃度を表示部３２に表示させる。なお、この粒子濃度の算出には、吸着室１３の吸着面で吸着された粒子の割合や、電気泳動により濃縮された割合など、予め定められた値を用いてもよい。以上が測定工程の動作である。
【００３１】
２−５．排出工程の動作
次に制御部３１は、第１廃液路１８４と第２廃液路１８５が開通するように、駆動部３４を駆動させる。続いて、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて第１廃液ポンプ１５１に対向する位置に配置された押圧部３４４（図７に図示）を動かすことにより、第１廃液ポンプ１５１を作動させる。これにより第１廃液ポンプ１５１は、検出部１６の内部に満たされている溶液を廃液タンク１７へと搬送する。また、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて第２廃液ポンプ１５２に対向する位置に配置された押圧部３４２（図６に図示）を動かすことにより、第２廃液ポンプ１５２を作動させる。これにより第２廃液ポンプ１
５２は、電気泳動領域１４３から陰極側分離流路１４５にかけて残っている溶液を廃液タンク１７へと搬送する。そして、制御部３１は、所定時間に亘り、第１廃液ポンプ１５１および第２廃液ポンプ１５２を作動させ続けた後、これらを停止する。これにより、検出部１６と電気泳動領域１４３および陰極側分離流路１４５に残っていた溶液が廃液タンク１７に移される。以上が排出工程の動作である。
【００３２】
以上により、大気が旋回した状態で測定用チップ８の吸着室１３に吸引されるため、このような旋回翼２１を設けない場合に比べて、大気中の粒子が吸着室１３の吸着面に接触する頻度が増す。その結果、粒子が吸着面に吸着されずに通過する割合が低減され、従来の測定用チップに比較して効率よく捕集される。これにより、抗原の測定精度が向上する。
【００３３】
３．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
３−１．変形例１
上述の実施形態においては、測定器３の制御部３１は、駆動部３４を駆動させて、吸引ポンプ２２を作動させることにより、吸引口２０から吸着室１３へ向かう気流を発生させており、吸引口２０から吸着室１３までの間に設けられた旋回翼２１は、この吸引ポンプ２２により発生した気流に伴って回転して、この気流を旋回させた。しかし、旋回翼２１が自ら回転することにより、上記の気流を発生させてもよい。
【００３４】
この場合、測定用チップ８に吸引ポンプ２２は必要ない。また、旋回翼２１は、自ら回転する機構を有していればよい。この機構としては、例えば、光を受けると回転する光駆動アクチュエータを用いてもよい。具体的には、以下の通りである。すなわち、旋回翼２１の所定の位置に光をあてると、その光が屈折・反射する際に生じる光の運動量変化の反作用によって、旋回翼２１が捕そくされる。そして、旋回翼２１を捕そくした光を動かすことで、旋回翼２１を動かす、といった具合である。測定器３には、旋回翼２１の上述した位置に向けてレーザ光を照射する照射部が設けられている。照射部が照射したレーザ光により旋回翼２１を捕そくし、制御部３１の制御の下、照射部がレーザ光を回転させることで、旋回翼２１が回転する。旋回翼２１が回転すると、この旋回翼２１のファンの周辺空気がファンに伴って移動する。このファンは旋回翼２１の軸方向に対して傾いているため、移動する周辺空気は旋回しながら、吸引口２０から吸着室１３へ流れて排出口２３から排出される。
【００３５】
これにより、旋回翼２１はファンに設けられた複数の翼の全てで、周辺空気を吸引するので、吸引ポンプ２２を用いた場合に比較して、吸引力の場所によるばらつきを減らすことができる。なお、この変形例においては、旋回翼２１を回転させるために、光駆動アクチュエータを用いたが、他の動力源を用いてもよい。例えば、電動機や超音波モータを用いて旋回翼２１を回転させてもよい。
【００３６】
３−２．変形例２
上述の実施形態においては、測定用チップ８の検出部１６に搬送した粒子そのものの濃度を吸光度に基づいて測定したが、粒子に含まれる抗原の濃度を測定してもよい。この場合、抗原に反応する抗体を検出部１６に注入して、粒子に含まれる抗原との間で抗原抗体反応を起こすことにより、抗原の濃度を測定してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…チップ基板層、１１…溶媒タンク、１２…溶媒供給ポンプ、１３…吸着室、１４…直交型電気泳動分離部、１４１…陽極、１４２…陰極、１４３…電気泳動領域、１４４…陽極側分離流路、１４５…陰極側分離流路、１５０…送液ポンプ、１５１…第１廃液ポンプ、１５２…第２廃液ポンプ、１６…検出部、１７…廃液タンク、１８１…溶媒供給路、１８２…溶液排出路、１８３…送液路、１８４…第１廃液路、１８５…第２廃液路、２…チップ吸引層、２０…吸引口、２１…旋回翼、２２…吸引ポンプ、２３…排出口、３…測定器、３０…開口部、３１…制御部、３２…表示部、３３…操作部、３４…駆動部、３５…測定部、３５２…光センサ、３６…電界発生部、８…測定用チップ、９…抗原測定システ
ム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレルギー原因物質の濃度に関係した測定を行う測定装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
花粉症をはじめとするアレルギー症の患者数は毎年、増加の一途をたどっている。アレルギー発症を適切に予防するためには、アレルギーの原因物質である抗原が大気中にどの程度含まれているかを測定することが有効である。例えば、大気中に高濃度の抗原が測定された場合に、マスクなどを装着して抗原に接触しないようにすることで、アレルギー患者等はアレルギー発症を予防する。ところで、一般に花粉予報は、特定の測定地点のデータに基づいて、きわめて広い範囲に対する警告を行うことが多い。しかし、大気中の気流の状況など、局所的な要因が影響するので、患者周辺の実際の花粉量は、花粉予報と乖離
する場合がある。アレルギー発症を予防するには、患者周辺における抗原の濃度を正確に測定しなければならないため、周囲の抗原濃度を測定する測定装置が必要である。このような測定装置の技術として、特許文献１には、外部環境から取り込まれた粒子からアレルゲンタンパク質をキャリア液中に抽出して、アレルゲンタンパク質を検出する検出用チップを用いた測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術においてスギ花粉は、抽出部の上部開口への自然落下か、単純な吸引などによって捕集されている（段落００６１参照）。自然落下を待つのであれば、比較的長期間の測定期間を待たなければ予防対策に十分な精度で測定をすることができない。また、単純な吸引により捕集する場合には、花粉が捕集部に留まらずに気流に同伴して外部へ通過する量が多く、十分な精度で測定をすることができない。
そこで、本発明は、大気中における抗原濃度を測定または推測する際に、大気中に含まれる微小物質を効率よく捕集することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る測定装置は、大気を吸引する吸引手段と、前記吸引手段により吸引された大気が流れる流路に設けられた吸着部材と、前記流路において前記吸着部材よりも上流に設けられ、前記吸引手段により吸引された大気を旋回させる旋回手段と、溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段と、前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る測定装置は、大気を吸引するとともに、旋回させる旋回手段と、前記旋回手段により旋回させられた大気が流れる流路において、前記旋回手段よりも下流に設けられた吸着部材と、溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段と、前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、前記吸引手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に流れを生じさせる気流発生部と、前記第１の駆動力を前記気流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記
溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、前記吸着部材、前記旋回手段、前記気流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備えられ、前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記気流発生部は前記大気に流れを生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生
部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を
測定するとよい。
【０００８】
また、好ましくは、前記旋回手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に旋回流を生じさせる旋回流発生部と、前記第１の駆動力を前記旋回流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、前記吸着部材、前記旋回流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備
えられ、前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記旋回流発生部は前記大気に旋回流を生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定するとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大気中における抗原濃度を測定または推測する際に、大気中に含まれる微小物質を効率よく捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る抗原測定システムを表す外観図である。
【図２】抗原測定システムの全体構成を表すブロック図である。
【図３】測定用チップを表す外観図である。
【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。
【図５】図３のV−V線矢視断面図である。
【図６】図４のVI−VI線矢視断面図である。
【図７】図４のVII−VII線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．構成
１−１．全体構成
図１は、本発明に係る抗原測定システム９を表す外観図である。抗原測定システム９は、測定器３と測定用チップ８を含む。ユーザは、測定用チップ８を測定器３の開口部３０に挿入して抗原の測定を行う。この開口部３０は、測定用チップ８を挿入すると、この測定用チップ８に設けられた吸引口２０（後述）が外部空間に接し、かつ、検出部１６（後述）が測定器３の筐体で覆った状態で測定用チップ８を固定するように構成されている。測定器３は、測定結果を表示する表示部３２と、ユーザによる測定器３への操作を受け付ける操作部３３とを備えている。表示部３２は、７セグメントディスプレイやドットマトリックスディスプレイなどにより測定値を表示する表示手段である。操作部３３は各種の指示を入力するための操作ボタンを備えており、ユーザによる操作を受け付けてその操作内容に応じた信号を供給する。なお、本実施形態において測定器３の筐体は、１１０ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍの直方体であり、測定用チップ８は、２０ｍｍ×５ｍｍ×０．５ｍｍの板状体であるが、これらのサイズは様々に設計し得る。
【００１２】
図２は、抗原測定システム９の全体構成を表すブロック図である。同図は、抗原測定システム９による測定が、測定用チップ８を測定器３に挿入した状態で行われることを示している。測定器３には、上述した表示部３２と操作部３３に加えて、制御部３１、駆動部３４、測定部３５および電界発生部３６が備えられている。制御部３１は、制御回路であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの記憶装置とを備えている。制御部３１のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているブートローダやＥＥＰＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することにより測定器３の各部を制御する。
【００１３】
駆動部３４は制御部３１によって制御され、測定器３の開口部３０に挿入された測定用チップ８を機械的に押圧する装置である。この押圧力を発生させる駆動源は種々のものを用いることができる。例えば、押圧する部材はゴムなどの弾性体でできた袋状をしており、この部材の内部空洞に注入する空気の量により、この部材の形状を変化させて押圧力を発生させる。また、ソレノイドなどの電磁的機構により押圧力を発生させてもよい。
【００１４】
測定部３５は、制御部３１により制御され、測定用チップ８により捕集された粒子の量を測定する。この測定部３５による測定には種々のものを用いることができるが、ここでは、測定用チップ８に照射した光の吸光度を測定する。具体的には、測定部３５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）３５１と光センサ３５２を備えており、ＬＥＤ３５１が測定用チップ８の検出部１６に向けて光を照射し、検出部１６を透過した光を光センサ３５２で検出することにより、照射した光の吸光度を測定する。電界発生部３６は、制御部３１により制御され、図示しない端子を介して測定用チップ８の陽極１４１と陰極１４２との間に電位差を発生させることにより、測定用チップ８の直交型電気泳動分離部１４を作動させる。
【００１５】
１−２．測定用チップの構成
図３は、測定用チップ８を表す外観図である。測定用チップ８は、透明な樹脂等を成型した２枚の板を重ね合わせた構造である。図３（ａ）に示すように、下方側にはチップ基板層１があり、このチップ基板層１の上方にチップ吸引層２が重ねて張り合わされている。チップ吸引層２の上方側の面には、吸引口２０が設けられている。そして、チップ吸引層２の側面側には、排出口２３が設けられている。測定用チップ８は、吸引口２０から大気を吸引して、排出口２３から排出する。大気と同伴して搬送される粒子は、測定用チップ８の内部に捕集される。図３（ｂ）には、この測定用チップ８を排出口２３のある側面
側から見た様子が示されており、同図に示したIV−IV線とV−V線は、後述する図４および図５の断面図の観察方向を表す。
【００１６】
１−３．チップ基板層の構成
図４は、図３のIV−IV線矢視断面図である。すなわち、図４にはチップ基板層１の断面が示されている。同図に示す溶媒タンク１１は、２ｍｍ×２ｍｍ×０．２５ｍｍの空洞であり、１μＬの容量を有している。この溶媒タンク１１には、粒子を搬送する溶媒として蒸留水が封入されている。溶媒供給路１８１は、ゴムなどの弾性体で構成された管であり、測定器３の駆動部３４が駆動させる押圧部（図示せず）により押圧されると閉塞するようになっている。そして、この押圧部が押圧をやめると、溶媒供給路１８１は、ゴム自体の弾性力により復元し、開通するようになっている。すなわち、溶媒供給路１８１は、測定器３の駆動部３４による押圧されたときに閉塞する開閉弁として機能する。
【００１７】
溶媒供給ポンプ１２は、円筒状の空間を有し、互いに対向する天井面と底面が、いずれもゴムなどの弾性体で構成されている。天井面の周辺と底面の周辺とは固定されている。そして、溶媒供給路１８１が開になっているときにこの天井面または底面を、測定器３の駆動部３４が駆動させる押圧部（図示せず）が押圧することにより、天井面の中央部と底面の中央部とが、近づいたり遠ざかったりし、その結果、溶媒供給ポンプ１２の内部空間の容量が変化する。これにより溶媒供給ポンプ１２の内部空間の圧力が溶媒タンク１１よりも負圧になり、溶媒供給ポンプ１２は、溶媒タンク１１に封入された溶媒を吸着室１３へ搬送する。すなわち、溶媒供給ポンプ１２は、測定器３の駆動部３４により押圧されて、ダイヤフラムポンプとして機能する。なお、このときの溶媒の供給速度は様々な値に設定することができるが、本実施形態においては約０．００５μＬ／ｓである。
【００１８】
吸着室１３は、上述したチップ吸引層２に設けられた吸引口２０の直下に設けられた円
筒状の空間である。吸着室１３の大きさは直径１ｍｍで深さ５０μｍであるから、吸着室１３の容量は、約０．０３９μＬである。この吸着室１３は、大気に含まれる粒子を吸着する吸着面を底に備えている。つまり、この吸着面は、吸引手段により吸引された大気が流れる流路に設けられた吸着部材の一例である。この吸着面に吸着された粒子は、溶媒タンク１１から溶媒供給ポンプ１２によって吸着室１３に供給された溶媒（ここでは蒸留水）によって溶解ないし分散される。溶液排出路１８２は、溶媒供給路１８１と同様、開閉弁として機能し、これが開となったときに、吸着室１３に満たされた溶液は直交型電気泳
動分離部１４へ供給される。
【００１９】
直交型電気泳動分離部１４は、溶液が通過する方向に対して直交する方向に電界をかけて、粒子を濃縮する機能を有した流路である。溶液排出路１８２から排出された溶液は、電気泳動領域１４３に供給され、図４における右方向へ流れる。この流れに直交する方向に電界を生じさせるように、陽極１４１と陰極１４２は配置されている。この陽極１４１と陰極１４２は図示しない端子をそれぞれ有しており、測定用チップ８が測定器３の開口部３０に挿入されたときに、この各端子は、測定器３の電界発生部３６に接続する。これにより、測定器３の制御部３１の制御の下、電界発生部３６に発生した電位差にしたがって、陽極１４１と陰極１４２の間に電界が発生し、電気泳動領域１４３を通過する溶液中の粒子は、この電界の影響を受けて電気泳動する。本実施形態において、粒子は負に帯電しているので、溶液中の粒子は陽極１４１に近づくように移動（電気泳動）する。すなわち、溶液中の粒子は、陽極１４１側に濃縮される。
【００２０】
送液ポンプ１５０は、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能し、陽極側分離流路１４４を通過した溶媒を、送液路１８３を介して検出部１６に搬送する。検出部１６は、測定器３の測定部３５によって粒子の濃度が測定される空間である。この検出部１６は、光を透過するガラスや樹脂などによって囲まれており、測定器３の測定部３５によって照射光が照射され、検出部１６を透過した透過光の強度が測定される。この透過光の強度と照射光の強度に基づいて吸光度が算出され、算出された吸光度に基づいて検出部１６に搬送された溶液中の粒子濃度が測定される。
【００２１】
第１廃液ポンプ１５１も、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能する。第１廃液路１８４が開けられ、第１廃液ポンプ１５１が駆動することにより、検出部１６に満たされた溶液は廃液タンク１７に送液される。また、第２廃液ポンプ１５２も、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能する。第２廃液路１８５が開けられ、第２廃液ポンプ１５２が駆動することにより、陰極側分離流路１４５に満たされた溶液は廃液タンク１７に送液される。
【００２２】
１−４．チップ吸引層の構成
図５は、図３のV−V線矢視断面図である。すなわち、図５にはチップ吸引層２の断面図が示されている。上述したように、チップ基板層１のうち、チップ吸引層２の吸引口２０の直下には旋回翼２１が設けられており、この旋回翼２１の下方のチップ基板層１には、吸着室１３が設けられている。吸着室１３からは、排出口２３へ繋がる流路が設けられている。
【００２３】
吸引ポンプ２２は、吸着室１３から排出口２３までの流路の間に設けられている。この吸引ポンプ２２は、溶媒供給ポンプ１２と同様、ダイヤフラムポンプとして機能する。吸引ポンプ２２が吸着室１３の内部の気体を排出口２３に向けて排出することにより、吸着室１３の内部は吸引口２０近傍の周辺大気よりも負圧になり、吸引口２０から吸着室１３へ流れる気流が発生する。なお、この気流の流速は、様々な値に設計することができるが、本実施形態においては、１〜１０Ｌ／分である。また、上記の吸引ポンプ２２は、第１の駆動力を受けることにより大気に流れを生じさせる気流発生部の一例であり、上記の駆
動部３４と、吸引ポンプ２２の天井面または底面を押圧する押圧部は、第１の駆動力を気流発生部に与える第１駆動力付与部の一例である。そして、第１駆動力付与部と気流発生部は、大気を吸引する吸引手段に含まれる。
【００２４】
上述したとおり、チップ吸引層２には、吸引口２０から吸着室１３までの間に旋回翼２１が設けられている。旋回翼２１は、チップ吸引層２またはチップ基板層１の少なくともいずれか一方によって固定された軸と、この軸を中心として回転可能に取り付けられたファンを備えている。このファンは複数の翼を有しており、各翼は軸方向に対して垂直でも平行でもなく、所定の角度で傾斜している。これにより、吸引口２０から吸着室１３へ向かう気流が発生すると、旋回翼２１は、これに伴って回転するため、発生した気流を旋回させる。吸引ポンプ２２により発生した気流の流路において、旋回翼２１は吸着室１３の
吸着面よりも上流に設けられているので、吸着室１３の吸着面には、旋回翼２１で旋回させられた気流があたる。すなわち、旋回翼２１は、気流の流路において吸着部材よりも上流に設けられ、吸引手段により吸引された大気を旋回させる旋回手段の一例である。
【００２５】
２．動作
本発明に係る抗原測定システム９の動作を説明する。抗原測定システム９の動作は主に「吸引工程」「溶解工程」「搬送工程」「測定工程」「排出工程」の５つの工程で構成されている。以下に、各工程について図を用いて説明する。なお、図６は、図４のVI−VI線矢視断面図である。また、図７は、図４のVII−VII線矢視断面図である。
【００２６】
２−１．吸引工程の動作
まず、測定器３の開口部３０に測定用チップ８を挿入すると、測定器３の制御部３１は、溶媒供給路１８１と溶液排出路１８２とが閉塞するように、駆動部３４を駆動させる。そして、溶媒供給路１８１と溶液排出路１８２が閉塞すると、制御部３１は、駆動部３４により吸引ポンプ２２に対向する押圧部（図示せず）を駆動する。これにより、吸引ポンプ２２の容量が変動し、吸引口２０から吸着室１３へ向かう気流が発生する。この発生した気流に伴って、旋回翼２１が回転するので、吸着室１３の内部の気体は旋回する。そして、旋回した気体は吸着室１３の吸着面にあたった後、排出口２３から排出される。制御
部３１は、吸引ポンプ２２にこの動作を行わせ、所定時間が経過すると吸引ポンプ２２を停止させる。これにより、吸着室１３の底に備えられた吸着面には、吸引した大気に含まれる粒子が吸着する。以上が吸引工程の動作である。
【００２７】
２−２．溶解工程の動作
次に、制御部３１は、溶媒供給路１８１が開通し、かつ、溶液排出路１８２が閉塞状態に保たれるように、駆動部３４を駆動させる。溶媒供給路１８１が開通すると、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて溶媒供給ポンプ１２に対向する位置に配置された押圧部３４１（図６に図示）を動かすことにより溶媒供給ポンプ１２を作動させる。溶媒供給ポンプ１２により、溶媒タンク１１に封入されている溶媒が溶媒供給路１８１を通って吸着室１３に流れ込む。そして、流れ込んだ溶媒は、吸着室１３の吸着面に吸着した粒子を分散して、粒子の濃度が均一な溶液になる。以上が溶解工程の動作である。
【００２８】
２−３．搬送工程の動作
次に、制御部３１は、溶媒供給路１８１、第１廃液路１８４および第２廃液路１８５を閉塞し、かつ、溶液排出路１８２と送液路１８３とが開通するように、駆動部３４を駆動させる。続いて、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて送液ポンプ１５０に対向する位置に配置された押圧部３４３（図７に図示）を動かすことにより、送液ポンプ１５０を作動させる。これにより送液ポンプ１５０は、吸着室１３の内部に満たされている溶液を電気泳動領域１４３へと搬送する。すなわち、上記の溶媒供給ポンプ１２および送液ポンプ１５０は、第２の駆動力を受けることにより吸着室１３に吸着された粒子を分散させた溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部の一例である。また、上記の押圧部３４１および押圧部３４３は、第２の駆動力を溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部の一例である。そして、第２駆動力付与部と溶媒流発生部は、溶媒を供給し、吸着部材により吸着された被吸着物を溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段に含まれる。
【００２９】
また、制御部３１は、電界発生部３６を制御し、陽極１４１と陰極１４２に電位差を付与する。これにより、電気泳動領域１４３には電界が発生し、溶液中の粒子は、陽極１４１側に濃縮される。このとき、制御部３１は、送液ポンプ１５０の作動速度を調整することにより、電気泳動による溶液中の粒子の移動が十分に行われるようにしているので、粒子は全て陽極１４１側に濃縮される。そして、制御部３１は、所定時間に亘り、送液ポンプ１５０を作動させ続けた後、これを停止する。これにより、検出部１６には、粒子を含んだ溶液が満たされる。以上が搬送工程の動作である。
【００３０】
２−４．測定工程の動作
次に、制御部３１は、溶液排出路１８２と送液路１８３が閉塞するように、駆動部３４を駆動させる。続いて、制御部３１は、測定部３５に備えられたＬＥＤ３５１を制御して、測定用チップ８の検出部１６に向けて光を照射させる。そして、制御部３１は、光センサ３５２を制御して、検出部１６を透過した光を検出する。光センサ３５２は検出した透過光に応じた信号を制御部３１に出力し、制御部３１は、ＬＥＤ３５１の光量に応じて予め定められた値と光センサ３５２が出力した透過光に応じた信号が示す値とに基づいて、照射した光の吸光度を測定する。制御部３１は、測定した吸光度と、予め定められた吸収係数に基づき、ランベルト・ベールの法則に従って粒子濃度を算出する。そして算出した粒子濃度を表示部３２に表示させる。なお、この粒子濃度の算出には、吸着室１３の吸着面で吸着された粒子の割合や、電気泳動により濃縮された割合など、予め定められた値を用いてもよい。以上が測定工程の動作である。
【００３１】
２−５．排出工程の動作
次に制御部３１は、第１廃液路１８４と第２廃液路１８５が開通するように、駆動部３４を駆動させる。続いて、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて第１廃液ポンプ１５１に対向する位置に配置された押圧部３４４（図７に図示）を動かすことにより、第１廃液ポンプ１５１を作動させる。これにより第１廃液ポンプ１５１は、検出部１６の内部に満たされている溶液を廃液タンク１７へと搬送する。また、制御部３１は、駆動部３４を駆動させて第２廃液ポンプ１５２に対向する位置に配置された押圧部３４２（図６に図示）を動かすことにより、第２廃液ポンプ１５２を作動させる。これにより第２廃液ポンプ１
５２は、電気泳動領域１４３から陰極側分離流路１４５にかけて残っている溶液を廃液タンク１７へと搬送する。そして、制御部３１は、所定時間に亘り、第１廃液ポンプ１５１および第２廃液ポンプ１５２を作動させ続けた後、これらを停止する。これにより、検出部１６と電気泳動領域１４３および陰極側分離流路１４５に残っていた溶液が廃液タンク１７に移される。以上が排出工程の動作である。
【００３２】
以上により、大気が旋回した状態で測定用チップ８の吸着室１３に吸引されるため、このような旋回翼２１を設けない場合に比べて、大気中の粒子が吸着室１３の吸着面に接触する頻度が増す。その結果、粒子が吸着面に吸着されずに通過する割合が低減され、従来の測定用チップに比較して効率よく捕集される。これにより、抗原の測定精度が向上する。
【００３３】
３．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
３−１．変形例１
上述の実施形態においては、測定器３の制御部３１は、駆動部３４を駆動させて、吸引ポンプ２２を作動させることにより、吸引口２０から吸着室１３へ向かう気流を発生させており、吸引口２０から吸着室１３までの間に設けられた旋回翼２１は、この吸引ポンプ２２により発生した気流に伴って回転して、この気流を旋回させた。しかし、旋回翼２１が自ら回転することにより、上記の気流を発生させてもよい。
【００３４】
この場合、測定用チップ８に吸引ポンプ２２は必要ない。また、旋回翼２１は、自ら回転する機構を有していればよい。この機構としては、例えば、光を受けると回転する光駆動アクチュエータを用いてもよい。具体的には、以下の通りである。すなわち、旋回翼２１の所定の位置に光をあてると、その光が屈折・反射する際に生じる光の運動量変化の反作用によって、旋回翼２１が捕そくされる。そして、旋回翼２１を捕そくした光を動かすことで、旋回翼２１を動かす、といった具合である。測定器３には、旋回翼２１の上述した位置に向けてレーザ光を照射する照射部が設けられている。照射部が照射したレーザ光により旋回翼２１を捕そくし、制御部３１の制御の下、照射部がレーザ光を回転させることで、旋回翼２１が回転する。旋回翼２１が回転すると、この旋回翼２１のファンの周辺空気がファンに伴って移動する。このファンは旋回翼２１の軸方向に対して傾いているため、移動する周辺空気は旋回しながら、吸引口２０から吸着室１３へ流れて排出口２３から排出される。
【００３５】
これにより、旋回翼２１はファンに設けられた複数の翼の全てで、周辺空気を吸引するので、吸引ポンプ２２を用いた場合に比較して、吸引力の場所によるばらつきを減らすことができる。なお、この変形例においては、旋回翼２１を回転させるために、光駆動アクチュエータを用いたが、他の動力源を用いてもよい。例えば、電動機や超音波モータを用いて旋回翼２１を回転させてもよい。
【００３６】
３−２．変形例２
上述の実施形態においては、測定用チップ８の検出部１６に搬送した粒子そのものの濃度を吸光度に基づいて測定したが、粒子に含まれる抗原の濃度を測定してもよい。この場合、抗原に反応する抗体を検出部１６に注入して、粒子に含まれる抗原との間で抗原抗体反応を起こすことにより、抗原の濃度を測定してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…チップ基板層、１１…溶媒タンク、１２…溶媒供給ポンプ、１３…吸着室、１４…直交型電気泳動分離部、１４１…陽極、１４２…陰極、１４３…電気泳動領域、１４４…陽極側分離流路、１４５…陰極側分離流路、１５０…送液ポンプ、１５１…第１廃液ポンプ、１５２…第２廃液ポンプ、１６…検出部、１７…廃液タンク、１８１…溶媒供給路、１８２…溶液排出路、１８３…送液路、１８４…第１廃液路、１８５…第２廃液路、２…チップ吸引層、２０…吸引口、２１…旋回翼、２２…吸引ポンプ、２３…排出口、３…測定器、３０…開口部、３１…制御部、３２…表示部、３３…操作部、３４…駆動部、３５…測定部、３５２…光センサ、３６…電界発生部、８…測定用チップ、９…抗原測定システ
ム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引された大気が流れる流路に設けられた吸着部材と、
前記流路において前記吸着部材よりも上流に設けられ、前記吸引手段により吸引された
大気を旋回させる旋回手段と、
溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め
定められた位置へ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段と
を具備することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
大気を吸引するとともに、旋回させる旋回手段と、
前記旋回手段により旋回させられた大気が流れる流路において、前記旋回手段よりも下流に設けられた吸着部材と、
溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段と
を具備することを特徴とする測定装置。
【請求項３】
前記吸引手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に流れを生じさせる気流発生部と、前記第１の駆動力を前記気流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、
前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、
前記吸着部材、前記旋回手段、前記気流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、
前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備えられ、
前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記気流発生部は前記大気に流れを生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記旋回手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に旋回流を生じさせる旋回流発生部と、前記第１の駆動力を前記旋回流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、
前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、
前記吸着部材、前記旋回流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、
前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備えられ、
前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記旋回流発生部は前記大気に旋回流を生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する
ことを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項１】
大気を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引された大気が流れる流路に設けられた吸着部材と、
前記流路において前記吸着部材よりも上流に設けられ、前記吸引手段により吸引された
大気を旋回させる旋回手段と、
溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め
定められた位置へ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段と
を具備することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
大気を吸引するとともに、旋回させる旋回手段と、
前記旋回手段により旋回させられた大気が流れる流路において、前記旋回手段よりも下流に設けられた吸着部材と、
溶媒を供給し、前記吸着部材により吸着された被吸着物を前記溶媒中に分散させて予め定められた位置へ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する測定手段と
を具備することを特徴とする測定装置。
【請求項３】
前記吸引手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に流れを生じさせる気流発生部と、前記第１の駆動力を前記気流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、
前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、
前記吸着部材、前記旋回手段、前記気流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、
前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備えられ、
前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記気流発生部は前記大気に流れを生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記旋回手段は、第１の駆動力を受けることにより前記大気に旋回流を生じさせる旋回流発生部と、前記第１の駆動力を前記旋回流発生部に与える第１駆動力付与部とを有し、
前記搬送手段は、第２の駆動力を受けることにより前記被吸着物を分散させた前記溶媒に流れを生じさせる溶媒流発生部と、前記第２の駆動力を前記溶媒流発生部に与える第２駆動力付与部とを有し、
前記吸着部材、前記旋回流発生部、および前記溶媒流発生部は、マイクロチップに備えられ、
前記測定手段、前記第１駆動力付与部、および前記第２駆動力付与部は、前記マイクロチップを装着する装着部を有する測定器に備えられ、
前記マイクロチップを前記測定器の前記装着部に装着した状態で、前記第１駆動力付与部が前記第１の駆動力を与えることにより、前記旋回流発生部は前記大気に旋回流を生じさせ、前記第２駆動力付与部が前記第２の駆動力を与えることにより、前記溶媒流発生部は前記溶媒に流れを生じさせ、前記測定手段は前記位置へと搬送された前記被吸着物を測定する
ことを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【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２０１０−１９７１３６（Ｐ２０１０−１９７１３６Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０５２０（Ｐ２００９−４０５２０）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（３９９００８２１０）松栄電子工業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（３９９００８２１０）松栄電子工業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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