計量装置、計量方法、及びプログラム
【課題】構造の簡易化によって装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上を図り得る、計量装置、計量方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】計量装置５０は、メイン流路１１と、サブ流路１２と、サブ流路１３とを備えている。サブ流路１２及びサブ流路１３は、メイン流路１１の一端から分岐している。メイン流路１１は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口１１ａを備えている。また、メイン流路１１は、サブ流路１３側から加圧が行われたときに、メイン流路１１の内部に充填された試料を保持する機能が、サブ流路１２における、サブ流路１３側から加圧が行われたときにサブ流路１２の内部に充填された試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている。
【解決手段】計量装置５０は、メイン流路１１と、サブ流路１２と、サブ流路１３とを備えている。サブ流路１２及びサブ流路１３は、メイン流路１１の一端から分岐している。メイン流路１１は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口１１ａを備えている。また、メイン流路１１は、サブ流路１３側から加圧が行われたときに、メイン流路１１の内部に充填された試料を保持する機能が、サブ流路１２における、サブ流路１３側から加圧が行われたときにサブ流路１２の内部に充填された試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を計量するための計量装置、計量方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、化学分析の分野において、試料の正確な計量は重要であり、種々の計量装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献１は、流路が形成されたチップと、チップ内部に試料を供給するポンプユニットとを備えた計量装置を開示している。この計量装置では、ポンプユニットは、ポンプと、アキュムレータと、ノズルと、調製バルブとを備えている。調製バルブは、ノズルとアキュムレータとの間に設けられ、供給される試料の量を調製する。
【０００４】
チップには、流路Ａと、それと平行に配置された流路Ｂと、これらを橋掛けする流路Ｃとが形成されている。流路Ｃの流路Ｂ側の端部には、幅が狭まった部分（オリフィス）が設けられている。試料は、ポンプユニットのノズルから、流路Ａの端部を経由して、流路Ａ及び流路Ｃへと供給される。このとき、試料が流路Ｂ内部に流出しないように、ポンプユニットの供給圧力が調整される。
【０００５】
その後、ポンプユニットから、空気を送り込み、流路Ａ内の試料をチップから排出する。その際、ポンプユニットの圧力は、流路Ｃの試料が移動しないように調整される。そして、流路Ｃの容積分の試料のみが、チップ内に残存した状態となり、結果、流路Ｃの容積分の試料が計量される。
【０００６】
また、特許文献２は、ノズルと、シリンジポンプと、液体供給ポンプとを備えた計量装置（分注装置）を開示している。この計量装置では、シリンジポンプのシリンダーは、ノズル及び液体供給ポンプそれぞれにチューブを介して接続されている。また、液体供給ポンプは、各チューブ、シリンジポンプのシリンダー、及びノズルに、与圧用の液体を供給し、これらの内部をこの液体で充填する。
【０００７】
よって、シリンジポンプのプランジャーを移動させることにより、与圧用の液体を介してノズル先端に吸引圧及び吐出圧を印可することができ、この圧力の印可により、試料の吸引及び吐出が行われる。このように、特許文献２に開示の計量装置では、与圧用の液体を介して、試料の吸引及び吐出が行われるので、流路内部に存在する空気層の体積変動による計量誤差の発生が排除される。
【０００８】
以上のように、特許文献１及び特許文献２に開示された計量装置を用いれば、精度の高い計量を実行することが可能であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１４４３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１９７０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された計量装置において、計量精度を高めるには、流路の容積精度だけでなく、ポンプユニットにおける圧力調整精度も高める必要があり、高価なポンプユニットが必要となる。このことから、特許文献１に開示された計量装置には、計量精度を高めようとすると、それに比例して、コストが増大するという問題が存在する。
【００１１】
また、特許文献２に開示された計量装置においても、計量精度を高めるには、シリンジポンプの圧力調整精度を高める必要がある。具体的には、シリンジポンプのプランジャーを駆動するモータとして、位置決め精度の高いモータ、例えば、リニアモータを用いる必要がある。つまり、特許文献２においても、特許文献１の場合と同様に、計量精度と比例してコストが増大するという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題を解消し、構造の簡易化によって装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上を図り得る、計量装置、計量方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明における計量装置は、メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路とを備え、前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明における計量装置では、その構成により、メイン流路及び第１のサブ流路に試料を充填した状態で、第２のサブ流路を介して、メイン流路を加圧すると、試料は、メイン流路と第１の流路との境界部分で分断される。そして、メイン流路の試料を保持する機能が第１のサブ流路の試料を保持する機能よりも高くなっているため、メイン流路に存在している試料の一部が、第１の流路に移動してしまう事態の発生が抑制される。従って、メイン流路には設定量の試料のみが存在している状態となる。つまり、上記特徴によれば、簡単な構成で、精度良く、設定量の試料の取得が可能となる。このことから、本発明における計量装置によれば、装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上を図ることができる。
【００１５】
上記本発明における計量装置において、具体的には、前記メイン流路は、前記メイン流路及び前記第１のサブ流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のサブ流路側から加圧が行われた場合に、前記第１のサブ流路に充填されている前記試料が、前記メイン流路に充填されている前記試料よりも早期に移動を開始するように、形成されている。
【００１６】
また、上記本発明における計量装置は、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、前記第１のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、前記制御部は、先ず、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、次に、前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、態様とするのが良い。
【００１７】
上記態様においては、本発明における計量装置は、更に、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブを備え、前記制御部が、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる際に、前記第２のバルブを閉動作させ、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせる際に、前記第２のバルブを開動作させる、のが良い。また、上記態様では、前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、それぞれ、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能していても良い。
【００１８】
また、上記本発明における計量装置は、前記第２のサブ流路から分岐する、第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、を更に備えている態様とするのが良い。このような態様では、メイン流路で取得された設定量の試料を、容器に貯留された液と共に吐出でき、試料の吐出と同時にメイン流路の洗浄を実行することもできる。
【００１９】
上記の態様では、本発明における計量装置は、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、前記第１〜第３のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、前記制御部は、先ず、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させ、次に、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、次に、前記第１のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、のが良い。
【００２０】
更に、上記の態様では、本発明における計量装置は、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、前記制御部が、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させても良い。また、上記態様では、前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能していても良い。
【００２１】
上記本発明における計量装置においては、前記第１のサブ流路は、流体が前記メイン流路から前記第１のサブ流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が５度〜１７５度の範囲で変わるように、前記メイン流路から分岐し、前記第２のサブ流路は、流体が前記第２のサブ流路から前記メイン流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が、前記流体が前記メイン流路へと流れ込む前と流れ込んだ後とで、変化しないように、前記メイン流路から分岐している、のが好ましい。この場合は、メイン流路における上述の機能を、確実に、第１のサブ流路における上述の機能よりも高めることができる。
【００２２】
また、上記本発明における計量装置では、前記第１のサブ流路、および／または前記第２のサブ流路が、前記メイン流路に隣接している位置に、Ｕ形状の部分を有しているのが良い。この場合は、上述した吸引及び加圧において、重力を利用することができ、効率性の向上が図られる。
【００２３】
更に、上記本発明における計量装置では、前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路が、ブロック状の部材の内部に設けられた孔及び前記ブロック状の部材の表面に設けられた溝のいずれか又は両方によって形成され、前記メイン流路が、前記ブロック状の部材に取り付けられた管状部材によって形成されている、のが好ましい。この場合は、各流路の作成を容易なものとすることができる。
【００２４】
また、上記目的を達成するため、本発明における計量方法は、メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を用いた、計量方法であって、
（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、を有することを特徴とする。
【００２５】
上記本発明における計量方法においては、前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該計量方法が、（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを更に有し、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、のが好ましい。
【００２６】
更に、上記の場合は、前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させても良い。
【００２７】
更に、上記目的を達成するため、本発明におけるプログラムは、
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を、コンピュータによって制御するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、を実行させることを特徴とする。
【００２８】
上記本発明におけるプログラムにおいては、前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該プログラムが、更に、前記コンピュータに（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを実行させ、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、のが好ましい。
【００２９】
更に、上記の場合は、前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させても良い。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明における計量装置、計量方法、及びプログラムによれば、構造の簡易化によって装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における計量装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に示す計量装置の動作を示すフロー図である。
【図３】図３は、図２に示すステップＳ１及びＳ２を実行中の計量装置を示す図である。
【図４】図４は、図２に示すステップＳ３及びＳ４を実行中の計量装置を示す図である。
【図５】図５は、図２に示すステップＳ５及びＳ６を実行中の計量装置を示す図である。
【図６】図６は、図５に示した状態から更にステップＳ５及びＳ６の実行が進んだときの計量装置を示す図である。
【図７】図７は、実施例における計量装置を構成する計量器具を示す図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）及び（ｃ）は側面図、図７（ｄ）は底面図である。
【図８】図８は、実施例における計量装置を構成する計量器具の断面を示す断面図であり、図８（ａ）は切断線Ａ−Ａ’に沿って得られた断面を示し、図８（ｂ）は切断線Ｂ−Ｂ’に沿って得られ断面を示し、図８（ｃ）は切断線Ｃ−Ｃ’に沿って得られた断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、計量装置、計量方法、及びプログラムについて、図１〜図５を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態における計量装置５０の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における計量装置の概略構成を示す構成図である。なお、以下の実施の形態の構成は、例示であり、本発明は、この実施の形態の構成に限定されるものではない。
【００３３】
図１に示すように、計量装置５０は、化学分析で用いられる試料を計量、特には定量する装置である。計量装置５０は、メイン流路１１と、サブ流路１２と、サブ流路１３とを備えている。サブ流路１２及びサブ流路１３は、メイン流路１１の一端から分岐している。また、メイン流路１１は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口１１ａを備えている。本実施の形態では、メイン流路１１の他端の開口１１ａは、試料の吸引口及び吐出口として機能する。
【００３４】
また、メイン流路１１は、サブ流路１３側から加圧が行われたときに、メイン流路１１の内部に充填された試料を保持する機能（以下「試料保持機能」という。）が、サブ流路１２における同様の試料保持機能よりも高くなるように、形成されている。なお、サブ流路１２における試料保持機能は、サブ流路１３側から加圧が行われたときに、サブ流路１２が、その内部に充填された試料を保持する機能である。また、本実施の形態において「試料を保持する」とは、外部から試料に力が加わったときに、その外部からの力に拮抗して試料をその場に止めておくことを意味する。
【００３５】
更に、このように、メイン流路１１における試料保持機能が、サブ流路１２における試料保持機能よりも高いため、メイン流路１１及びサブ流路１２の両方に試料が充填された状態で、サブ流路１３側から加圧が行われると、サブ流路１２に充填されている試料は、メイン流路１１に充填されている試料よりも早期に移動を開始することとなる。そして、充填されている試料は、メイン流路１１とサブ流路１２との境界部分で分断され、その際、メイン流路１１に存在している試料のサブ流路１２への移動は、上述のメイン流路１１とサブ流路１２とにおける試料保持機能の相違により、阻止されるので、メイン流路１１には設定量の試料のみが存在している状態となる。この結果、精度良く、試料が定量される。
【００３６】
また、本実施の形態では、メイン流路１１によって計量される試料の量は、０．１μｌ〜１００μｌ、好ましくは０．５μｌ〜５０μｌ、特に好ましくは１μｌ〜１０μｌ程度であるのが良い。
【００３７】
ここで、本実施の形態における計量装置５０の構成について更に具体的に説明する。図１に示すように、本実施の形態では、計量装置５０は、更に、サブ流路１２に設けられた第１バルブ３１と、サブ流路１３に設けられた第２バルブ３２と、サブ流路１２及びサブ流路１３に接続された第１ポンプ３４とを備えている。なお、図１、及び後述する図３〜図６において、第１バルブ３１は「Ｖ１」と表示し、第２バルブ３２は「Ｖ２」と表示する。また、開動作中にあるバルブは破線で示す。更に、図１、及び後述する図３〜図６において、第１ポンプは「Ｐ１」と表示する。
【００３８】
このうち、第１ポンプ３４は、サブ流路１２を介して、メイン流路１１の内部に対して吸引を行う、吸引ユニットとして機能する。また、第１ポンプ３４は、サブ流路１３を介して、メイン流路１１の内部に対して加圧を行う、加圧ユニットとしても機能する。なお、第１ポンプ３４として、２つのポンプが用いられ、各ポンプがサブ流路１２及びサブ流路１３それぞれに接続された態様であっても良い。
【００３９】
また、図１に示すように、本実施の形態では、計量装置５０の構成要素のうち、メイン流路１１と、サブ流路１２の一部を構成する流路１５と、サブ流路１３の一部を構成する流路１６とは、計量器具１０を構成している。
【００４０】
計量器具１０は、ブロック状の本体部材１７（実施例で示す図７及び図８参照）を備えている。サブ流路１２の一部を構成する流路１５と、サブ流路１３の一部を構成する流路１６とは、本体部材１７に設けられている。
【００４１】
流路１５及び流路１６は、本体部材１７の表面に溝を設けることによって、本体部材１７に孔を設けることによって、又は本体部材１７に溝と孔との両方を設けることによって、作成できる。なお、流路１５及び流路１６の作成例については、実施例において、図７及び図８を用いて説明する。
【００４２】
また、流路１５と流路１６とは、それぞれの一端が合流するように形成されている。更に、メイン流路１１は、管状部材１４によって形成され、管状部材１４は、開口１１ａの反対側にある開口１１ｂが、流路１５と流路１６との合流部分に接続されるように、本体部材１７に挿入されている。更に、計量器具１０は、メイン流路１１の方向が、鉛直方向に平行となるように配置されている。図１において、矢印Ｚは、鉛直方向を示している。
【００４３】
流路１５及び流路１６を形成している本体部材１７、管状部材１４は、各々、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属材料、ポリエーテルイミド（PEI:Polyetherimide）樹脂、フッ素樹脂、アクリル、ポリスチレン等の樹脂材料等によって形成することができる。また、管状部材１４と、本体部材１７（流路１５および流路１６）とは、同じ材料で形成されていても良いし、それぞれ異なる材料で形成されていても良い。
【００４４】
また、上述したように、メイン流路１１は、その試料保持機能がサブ流路１２の試料保持機能よりも高くなるように形成される必要がある。例えば、メイン流路１１（環状部材１４）及びサブ流路１２（流路１５）それぞれの断面積を、各々の形成材料に応じて、適宜設定することによって、メイン流路１１の試料保持機能をサブ流路１２の試料保持機能よりも高くすることができる。
【００４５】
通常、試料保持機能は、流路の形成材料が同一であれば、流路の断面積を小さくすることによって高めることができる。また、メイン流路１１（管状部材１４）を金属材料によって形成し、サブ流路１２（流路１５）を樹脂材料によって形成した場合は、両者の内径又は断面積を略同一に設定した状態で、メイン流路１１の試料保持機能をサブ流路１２の試料保持機能よりも高くすることができる。
【００４６】
具体的には、例えば、試料が血液であり、メイン流路の断面形状が円形であるとすると、メイン流路１１を形成する管状部材１４の内径は、０．０２ｍｍ〜８ｍｍ、好ましくは０．０６ｍｍ〜５．６ｍｍ、特に好ましくは０．０８ｍｍ〜２．６ｍｍに設定するのが良い。メイン流路１１を形成する管状部材１４の長さは、上述した計量可能な試料の量に応じて設定すれば良く、例えば、２ｍｍ〜２００ｍｍ程度とするのが好ましい。一方、サブ流路１２（流路１５）は、その形成材料に応じて、内径を管状部材１４の内径よりも大きくするなどして形成する。
【００４７】
また、メイン流路１１における試料保持機能を、サブ流路１２における試料保持機能よりも高くするためには、サブ流路１２（流路１５）は、下記のように分岐しているのが好ましい。具体的には、サブ流路１２（流路１５）は、流体がメイン流路１１からサブ流路１２へと流れ込むときに、例えば、流体の流れ方向が５度〜１７５度の範囲で、好ましくは４５度〜１３５度の範囲で、特に好ましくは６０度〜１００度の範囲で変わるように、メイン流路１１から分岐しているのが好ましい。更に、最も好ましくは、サブ流路１２（流路１５）は、流体がメイン流路１１からサブ流路１２へと流れ込むときに、流体の流れ方向が９０度程度変わるように分岐しているのが好ましい。
【００４８】
一方、サブ流路１３（流路１６）は、後述する液２７における圧力損失の発生を抑制する点から、流体がサブ流路１３からメイン流路１１へと流れ込むときに、メイン流路１１へと流れ込む前と流れ込んだ後とで、流体の流れ方向が変化しないように、メイン流路１１から分岐しているのが好ましい。
【００４９】
また、本実施の形態では、サブ流路１２は、メイン流路１１に隣接している位置、具体的には流路１５において、Ｕ形状の部分１５ａを有している。Ｕ形状の部分１５ａは、流体の方向が鉛直方向からその逆方向となるように（又は鉛直方向の逆方向から鉛直方向となるように）形成されている。このため、試料を吸引する際に（後述の図４参照）、第１ポンプ３４の吸引力に加えて、重力を利用することができるため、第１ポンプ３４における負担を軽減することができる。
【００５０】
同様に、本実施の形態では、サブ流路１３も、メイン流路１１に隣接している位置、具体的には流路１６において、Ｕ形状の部分１６ａを有している。また、Ｕ形状の部分１６ａも、Ｕ形状の部分１５ａと同様に、流体の方向が鉛直方向からその逆方向となるように（又は鉛直方向の逆方向から鉛直方向となるように）形成されている。このため、後述する液２７が、メイン流路１１に到達し、誤って外部に排出される、事態の発生が抑制されている（後述の図３参照）。
【００５１】
また、本実施の形態では、サブ流路１２は、流路１５に加え、チューブ２１ａと、チューブ２１ｂと、チューブ２３とを備えている。サブ流路１３は、流路１６に加え、チューブ２２ａと、チューブ２２ｂと、チューブ２３とを備えている。このうち、チューブ２３は、サブ流路１２及びサブ流路１３の両方として機能し、第１ポンプ３４に接続されている。
【００５２】
また、サブ流路１２において、チューブ２１ａは、流路１５の一端と第１バルブ３１とを接続している。チューブ２１ｂは、第１バルブ３１とチューブ２３とを接続する。このように、サブ流路１２は、第１バルブ３１を経由して、メイン流路１１と第１ポンプ３４とを結ぶ流路となっている。
【００５３】
更に、サブ流路１３において、チューブ２２ａは、流路１６の一端と第２バルブ３２とを接続している。チューブ２２ｂは、第２バルブ３２とチューブ２３とを接続する。このように、サブ流路１３は、第２バルブ３２を経由して、メイン流路１１と第１ポンプ３４とを結ぶ流路となっている。
【００５４】
また、図１に示すように、本実施の形態では、計量装置５０は、更に、サブ流路２４と、液２７を貯留する容器２６と、第３バルブ３３と、第２ポンプ３５と、制御部４０とを備えている。サブ流路２４は、サブ流路１３における、第２バルブ３２が設けられた位置よりもメイン流路１１側で、サブ流路１３から分岐している。また、サブ流路２４には、第３バルブ３３が設けられている。なお、図１、及び後述する図３〜図６において、第３バルブ３３は「Ｖ３」と表示し、第２ポンプは「Ｐ２」と表示する。
【００５５】
具体的には、サブ流路２４は、チューブ２５ａと、チューブ２５ｂと、チューブ２５ｃとを備えている。チューブ２５ａは、サブ流路１３を構成するチューブ２２ａから分岐し、第３バルブ３３に接続される。また、チューブ２５ｂは、第３バルブ３３と容器２６とを接続している。チューブ２５ｃは、容器２６と第２ポンプ３５とを接続している。
【００５６】
このように、サブ流路２４は、第３バルブ３３及び容器２６を経由して、サブ流路１３と第２ポンプ３５とを結ぶ流路となっている。また、第２ポンプ３５は、容器２６に貯留されている液２７を、サブ流路２４へと送り出す、送液ユニットとして機能する。よって、第２ポンプ３５を吐出動作させると、容器２６に貯留されている液２７は、サブ流路２４及びサブ流路１３へと送り出される。
【００５７】
また、本実施の形態において、液２７としては、試料を希釈するための希釈液が挙げられるが、特に限定されるものではない。例えば、試料が、血液であるならば、液２７としては、生理食塩水が挙げられる。
【００５８】
制御部４０は、第１バルブ３１、第２バルブ３２、及び第３バルブ３３の開閉動作と、第１ポンプ３４及び第２ポンプ３５の動作とを制御する。計量装置５０においては、制御部４０が、これらの動作を制御することにより、計量、特には定量が実行される。
【００５９】
次に、制御部４０による制御について、図２〜図６を用いて説明する。図２は、図１に示す計量装置の動作を示すフロー図である。図３は、図２に示すステップＳ１及びＳ２を実行中の計量装置を示す図である。図４は、図２に示すステップＳ３及びＳ４を実行中の計量装置を示す図である。図５は、図２に示すステップＳ５及びＳ６を実行中の計量装置を示す図である。図６は、図５に示した状態から更にステップＳ５及びＳ６の実行が進んだときの計量装置を示す図である。以下の説明においては、適宜図１を参酌する。
【００６０】
また、本実施の形態では、制御部４０による制御が実行されることにより、計量装置５０を用いた計量方法が実施される。よって、本実施の形態における計量方法の説明は、以下の形成装置５０の動作説明に代える。
【００６１】
図２に示すように、先ず、制御部４０は、第１バルブ３１及び第２バルブ３２に閉動作を指示し、第３バルブ３３に開動作を指示する（ステップＳ１）。続いて、制御部４０は、第２ポンプ３５に吐出動作を指示する（ステップＳ２）。
【００６２】
ステップＳ１及びＳ２の実行により、図３に示すように、容器２６に貯留されている液２７は、サブ流路２４及びサブ流路１３へと押し出される。ステップＳ２は、液２７が、サブ流路１３内及びサブ流路２４内に充填されるまで行われる。なお、本実施の形態では、液２７の送液は第２ポンプ３５によって行われるが、これに限定されず、重力、又は人手によって送液が行われていても良い。この場合は、制御部４０は、第３バルブ３３の動作のみを制御する。
【００６３】
次に、ステップＳ２の実行後、制御部４０は、サブ流路２４及びサブ流路１３に液２７が充填された状態で、第２バルブを閉動作させたまま、ステップＳ１で開動作させた第３バルブ３３に閉動作を指示し、第１バルブ３１に開動作を指示する（ステップＳ３）。続いて、制御部４０は、第１ポンプ３４に吸引動作を指示する（ステップＳ４）。
【００６４】
ステップＳ３及びＳ４の実行により、図４に示すように、メイン流路１１の開口１１ａを介して、試料３６が吸引される。このとき、第２バルブ３２及び第３バルブ３３が閉じられているため、試料３６は、メイン流路１１からサブ流路１２へと流れ込む。ステップＳ４は、試料３６が、メイン流路１１の内部と、サブ流路１２を構成する流路１５の内部とに充填されるまで行われる。
【００６５】
次に、ステップＳ４の実行後、制御部４０は、サブ流路２４及びサブ流路１３に液２７が充填され、メイン流路１１及び流路１５に試料３６が充填された状態で、第３のバルブを閉動作させたまま、第１のバルブに閉動作を指示し、第２のバルブに開動作を指示する（ステップＳ５）。続いて、制御部４０は、第１ポンプ３４に吐出動作を指示する（ステップＳ６）。
【００６６】
ステップＳ６を実行すると、サブ流路１３の内部に、第１ポンプ３４から空気が送り込まれる。そして、第１バルブ３１及び第３バルブ３３は閉じられているため、チューブ２２ａにある液２７と流路１６にある液２７とは、送り込まれた空気に押されて、メイン流路１１へと向かう。
【００６７】
このとき、図５に示すように、メイン流路１１及び流路１５に充填された試料３６には、先ず、液切れが発生し、メイン流路１１に充填されている試料と、流路１５に充填されている試料３６とは、流路１５のメイン流路１１から分岐している部分で分断される。図５において、破線で囲んだ部分Ｄは液切れを示している。
【００６８】
また、本実施の形態において、液切れは、メイン流路１１と流路１５との境界部分において正確に発生する。これは、上述したように、メイン流路１１における試料保持機能が、サブ流路１２における試料保持機能よりも高いためである。具体的には、メイン流路１１の内壁面及び流路１５の内壁面、それぞれでは、各々の試料保持機能により、第１ポンプ３４からの圧力に拮抗する力が発生する。そして、メイン流路１１と流路１５との試料保持機能の違いにより、メイン流路１１の内壁面で発生している力は、流路１５の内壁面で発生している力よりも、強くなるからである。
【００６９】
よって、メイン流路１１に残る試料３６の量は、常に正確に一定となり、正確な定量が行われたこととなる。その後、図６に示すように、メイン流路１１に充填されている試料のみが、即ち、定量された試料３６のみが、液２７のメイン流路１１への進行によって押し出され、外部へと吐出される。また、このとき、液２７も一緒に外部へと吐出させれば、メイン流路１１の洗浄も完了する。
【００７０】
なお、図６において、液２７と試料３６との間には、空気層が存在しているが、本実施の形態においては、液切れの発生によって計量が行われるため、空気層の体積変化による誤差の発生は抑制される。
【００７１】
また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図２に示すステップＳ１〜Ｓ６を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）を制御部４０として機能させることができる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態における計量装置５０では、試料を正確に定量することができる。即ち、本実施の形態では、試料の計量精度を規定する要因から、ポンプにおける吐出精度及び吸引精度を排除することができる。このため、本実施の形態によれば、ポンプにおけるコストの増大化を抑制しつつ、計量精度を向上させることができる。
【００７３】
本実施の形態において、第１バルブ３１、第２バルブ３２、及び第３バルブ３３は、コンピュータ等の制御装置から出力信号に応じて、開動作又は閉動作を実行可能な構成を備えたバルブであれば良い。具体的には、弁駆動用の電動機が取り付けられた電動弁、磁力を用いて弁を開閉させる電磁弁等が挙げられる。また、第１ポンプ３４は、吐出動作及び吸引動作の動作切り替えが可能なポンプであっても良いし、サブ流路１２に接続されたポンプとサブ流路１３に接続されたポンプとで構成されていても良い。第２ポンプ３４は、吐出動作のみしか実行できないポンプであっても良い。
【実施例】
【００７４】
図７及び図８を用いて本発明における実施例を説明する。図７は、実施例における計量装置を構成する計量器具を示す図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）及び（ｃ）は側面図、図７（ｄ）は底面図である。なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＸ方向から見た側面図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＹ方向から見た側面図である。
【００７５】
図８は、実施例における計量装置を構成する計量器具の断面を示す断面図であり、図８（ａ）は切断線Ａ−Ａ’に沿って得られた断面を示し、図８（ｂ）は切断線Ｂ−Ｂ’に沿って得られ断面を示し、図８（ｃ）は切断線Ｃ−Ｃ’に沿って得られた断面を示す。
【００７６】
本実施例では、図７及び図８に示す計量器具１０を実際に作成した。図７（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、計量器具１０は、ブロック状の本体部材１７を備えている。また、本実施例における計量器具１０は、血液を試料としており、本体部材１７は、ポリエーテルイミドによって形成されている。
【００７７】
図７（ｄ）及び図８（ｂ）に示すように、本体部材１７には、底面の中心から内部に向けて、孔１４ａが形成されている。また、孔１４ａは、メイン流路１１（図１参照）となる管状部材１４が挿入可能となるように形成されている。管状部材１４としては、ステンレス製のパイプが用いられている。
【００７８】
また、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、本体部材１７には、上面から底面に向けて、流路１６の一部となる孔１６ｃが設けられている。孔１６ｃは、チューブ２２ａ（図１参照）との接続に用いられるパイプ４３が挿入可能となるように形成されている。更に、図７（ｃ）、図７（ｄ）、及び図８（ａ）に示すように、本体部材１７のＹ方向から見た側面（側面Ｙ）には、流路１６の一部を構成するＵ形状の部分１６ａが形成されている。具体的には、Ｕ形状の部分１６ａは、Ｕ形状の溝が設けられた側面Ｙを、プレート４２によって被覆することによって形成されている。
【００７９】
更に、図７（ｃ）及び図８（ａ）に示すように、Ｕ形状の部分１６ａは、一方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１６ｄによって、孔１６ｃと連通している。また、図７（ｃ）及び図８（ｂ）に示すように、Ｕ形状の部分１６ａは、他方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１６ｂによって、孔１４ａと連通している。このように、本実施例１において、サブ流路１３の一部を構成する流路１６（図１参照）は、パイプ４３、孔１６ｃ、孔１６ｄ、Ｕ形状の部分１６ａ（溝）、孔１６ｂ、及び孔１４ａによって構成されている。
【００８０】
また、図７（ａ）及び図８（ｃ）に示すように、本体部材１７には、上面から底面に向けて、流路１５の一部となる孔１５ｃが設けられている。孔１５ｃは、チューブ２１ａ（図１参照）との接続に用いられるパイプ４４が挿入可能となるように形成されている。更に、図７（ｂ）、図７（ｄ）、及び図８（ｃ）に示すように、本体部材１７のＸ方向から見た側面（側面Ｘ）には、流路１５の一部を構成するＵ形状の部分１５ａが形成されている。具体的には、Ｕ形状の部分１５ａは、Ｕ形状の溝が設けられた側面Ｘを、プレート４１によって被覆することによって形成されている。
【００８１】
更に、図７（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、Ｕ形状の部分１５ａは、一方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１５ｄによって、孔１５ｃと連通している。また、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、Ｕ形状の部分１５ａは、他方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１５ｂによって、孔１４ａと連通している。このように、本実施例１において、サブ流路１２の一部を構成する流路１５（図１参照）は、パイプ４４、孔１５ｃ、孔１５ｄ、Ｕ形状の部分１５ａ（溝）、孔１５ｂ、及び孔１４ａによって構成されている。
【００８２】
また、本実施例１において、例えば、管状部材１４の内径は、０．５ｍｍに設定され、パイプ４３及びパイプ４４の内径は、共に０．５ｍｍに設定される。更に、例えば、孔１５ｂ、孔１５ｃ（パイプ４４の挿入部分を除く）、孔１５ｄ、孔１６ｂ、孔１６ｃ（パイプ４３の挿入部分を除く）、孔１６ｄ、それぞれの直径も、０．５ｍｍに設定される。Ｕ形状の部分１５ａ及び１６ａを構成する溝の幅及び深さは、それぞれ、０．５ｍｍと０．５ｍｍとに設定される。
【００８３】
本実施例では、メイン流路を形成する管状部材１４と、サブ流路１２を形成する流路１５とにおいては、それぞれの断面積は、実質的に同一である。但し、上述したように、両者の形成材料は異なっており、形成材料の違いによって、管状部材１４の試料保持機能はサブ流路１２の試料保持機能よりも高くなっている。
【００８４】
そして、このようにして作製した計量器具１０に、第１〜第３バルブ、第１〜第２ポンプ、各種チューブ、容器、更に、制御部として機能するコンピュータを取り付けると、本実施例における計量装置５０を得ることができる。また、第１〜第３バルブとしては、電磁バルブ（LHDA__31115H；LEE Company製）を用いることができる。更に、第１〜第２ポンプとしては、例えば、シリンジポンプ、チューブポンプ、ロータリーポンプなどを用いることができる。
【００８５】
得られた本実施例における計量装置５０を用い、実際に、図２に示したステップに沿って、血液の定量を行った。８回の定量を行ったことところ、最大値は、５．７５８μＬ、最小値は、５．６２９μＬ、平均値は５．７０３μＬであった。また、測定値のばらつきは、０．８％以下であった。このことから、本実施例によれば、ポンプにおけるコスト（装置コスト）をかけることなく、精度の高い定量が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明によれば、装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上化を図ることができる。本発明は、微量な試料を計量する計量装置に有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 計量器具
１１ メイン流路
１２ サブ流路
１３ サブ流路
１４ 管状部材
１４ａ 孔
１５ 流路
１５ａ Ｕ形状の部分
１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 孔
１６ 流路
１６ａ Ｕ形状の部分
１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 孔
１７ 本体部材
２１ａ、２１ｂ チューブ
２２ａ、２２ｂ チューブ
２３ チューブ
２４ サブ流路
２５ａ、２５ｂ チューブ
２６ 容器
２７ 希釈液
３１ 第１バルブ
３２ 第２バルブ
３３ 第３バルブ
３４ 第１ポンプ
３５ 第２ポンプ
３６ 試料
４０ 制御部
４１、４２ プレート
４３、４４ パイプ
５０ 計量装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を計量するための計量装置、計量方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、化学分析の分野において、試料の正確な計量は重要であり、種々の計量装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献１は、流路が形成されたチップと、チップ内部に試料を供給するポンプユニットとを備えた計量装置を開示している。この計量装置では、ポンプユニットは、ポンプと、アキュムレータと、ノズルと、調製バルブとを備えている。調製バルブは、ノズルとアキュムレータとの間に設けられ、供給される試料の量を調製する。
【０００４】
チップには、流路Ａと、それと平行に配置された流路Ｂと、これらを橋掛けする流路Ｃとが形成されている。流路Ｃの流路Ｂ側の端部には、幅が狭まった部分（オリフィス）が設けられている。試料は、ポンプユニットのノズルから、流路Ａの端部を経由して、流路Ａ及び流路Ｃへと供給される。このとき、試料が流路Ｂ内部に流出しないように、ポンプユニットの供給圧力が調整される。
【０００５】
その後、ポンプユニットから、空気を送り込み、流路Ａ内の試料をチップから排出する。その際、ポンプユニットの圧力は、流路Ｃの試料が移動しないように調整される。そして、流路Ｃの容積分の試料のみが、チップ内に残存した状態となり、結果、流路Ｃの容積分の試料が計量される。
【０００６】
また、特許文献２は、ノズルと、シリンジポンプと、液体供給ポンプとを備えた計量装置（分注装置）を開示している。この計量装置では、シリンジポンプのシリンダーは、ノズル及び液体供給ポンプそれぞれにチューブを介して接続されている。また、液体供給ポンプは、各チューブ、シリンジポンプのシリンダー、及びノズルに、与圧用の液体を供給し、これらの内部をこの液体で充填する。
【０００７】
よって、シリンジポンプのプランジャーを移動させることにより、与圧用の液体を介してノズル先端に吸引圧及び吐出圧を印可することができ、この圧力の印可により、試料の吸引及び吐出が行われる。このように、特許文献２に開示の計量装置では、与圧用の液体を介して、試料の吸引及び吐出が行われるので、流路内部に存在する空気層の体積変動による計量誤差の発生が排除される。
【０００８】
以上のように、特許文献１及び特許文献２に開示された計量装置を用いれば、精度の高い計量を実行することが可能であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１４４３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１９７０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された計量装置において、計量精度を高めるには、流路の容積精度だけでなく、ポンプユニットにおける圧力調整精度も高める必要があり、高価なポンプユニットが必要となる。このことから、特許文献１に開示された計量装置には、計量精度を高めようとすると、それに比例して、コストが増大するという問題が存在する。
【００１１】
また、特許文献２に開示された計量装置においても、計量精度を高めるには、シリンジポンプの圧力調整精度を高める必要がある。具体的には、シリンジポンプのプランジャーを駆動するモータとして、位置決め精度の高いモータ、例えば、リニアモータを用いる必要がある。つまり、特許文献２においても、特許文献１の場合と同様に、計量精度と比例してコストが増大するという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題を解消し、構造の簡易化によって装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上を図り得る、計量装置、計量方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明における計量装置は、メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路とを備え、前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明における計量装置では、その構成により、メイン流路及び第１のサブ流路に試料を充填した状態で、第２のサブ流路を介して、メイン流路を加圧すると、試料は、メイン流路と第１の流路との境界部分で分断される。そして、メイン流路の試料を保持する機能が第１のサブ流路の試料を保持する機能よりも高くなっているため、メイン流路に存在している試料の一部が、第１の流路に移動してしまう事態の発生が抑制される。従って、メイン流路には設定量の試料のみが存在している状態となる。つまり、上記特徴によれば、簡単な構成で、精度良く、設定量の試料の取得が可能となる。このことから、本発明における計量装置によれば、装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上を図ることができる。
【００１５】
上記本発明における計量装置において、具体的には、前記メイン流路は、前記メイン流路及び前記第１のサブ流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のサブ流路側から加圧が行われた場合に、前記第１のサブ流路に充填されている前記試料が、前記メイン流路に充填されている前記試料よりも早期に移動を開始するように、形成されている。
【００１６】
また、上記本発明における計量装置は、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、前記第１のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、前記制御部は、先ず、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、次に、前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、態様とするのが良い。
【００１７】
上記態様においては、本発明における計量装置は、更に、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブを備え、前記制御部が、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる際に、前記第２のバルブを閉動作させ、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせる際に、前記第２のバルブを開動作させる、のが良い。また、上記態様では、前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、それぞれ、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能していても良い。
【００１８】
また、上記本発明における計量装置は、前記第２のサブ流路から分岐する、第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、を更に備えている態様とするのが良い。このような態様では、メイン流路で取得された設定量の試料を、容器に貯留された液と共に吐出でき、試料の吐出と同時にメイン流路の洗浄を実行することもできる。
【００１９】
上記の態様では、本発明における計量装置は、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、前記第１〜第３のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、前記制御部は、先ず、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させ、次に、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、次に、前記第１のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、のが良い。
【００２０】
更に、上記の態様では、本発明における計量装置は、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、前記制御部が、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させても良い。また、上記態様では、前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能していても良い。
【００２１】
上記本発明における計量装置においては、前記第１のサブ流路は、流体が前記メイン流路から前記第１のサブ流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が５度〜１７５度の範囲で変わるように、前記メイン流路から分岐し、前記第２のサブ流路は、流体が前記第２のサブ流路から前記メイン流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が、前記流体が前記メイン流路へと流れ込む前と流れ込んだ後とで、変化しないように、前記メイン流路から分岐している、のが好ましい。この場合は、メイン流路における上述の機能を、確実に、第１のサブ流路における上述の機能よりも高めることができる。
【００２２】
また、上記本発明における計量装置では、前記第１のサブ流路、および／または前記第２のサブ流路が、前記メイン流路に隣接している位置に、Ｕ形状の部分を有しているのが良い。この場合は、上述した吸引及び加圧において、重力を利用することができ、効率性の向上が図られる。
【００２３】
更に、上記本発明における計量装置では、前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路が、ブロック状の部材の内部に設けられた孔及び前記ブロック状の部材の表面に設けられた溝のいずれか又は両方によって形成され、前記メイン流路が、前記ブロック状の部材に取り付けられた管状部材によって形成されている、のが好ましい。この場合は、各流路の作成を容易なものとすることができる。
【００２４】
また、上記目的を達成するため、本発明における計量方法は、メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を用いた、計量方法であって、
（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、を有することを特徴とする。
【００２５】
上記本発明における計量方法においては、前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該計量方法が、（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを更に有し、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、のが好ましい。
【００２６】
更に、上記の場合は、前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させても良い。
【００２７】
更に、上記目的を達成するため、本発明におけるプログラムは、
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を、コンピュータによって制御するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、を実行させることを特徴とする。
【００２８】
上記本発明におけるプログラムにおいては、前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該プログラムが、更に、前記コンピュータに（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを実行させ、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、のが好ましい。
【００２９】
更に、上記の場合は、前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させても良い。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明における計量装置、計量方法、及びプログラムによれば、構造の簡易化によって装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における計量装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に示す計量装置の動作を示すフロー図である。
【図３】図３は、図２に示すステップＳ１及びＳ２を実行中の計量装置を示す図である。
【図４】図４は、図２に示すステップＳ３及びＳ４を実行中の計量装置を示す図である。
【図５】図５は、図２に示すステップＳ５及びＳ６を実行中の計量装置を示す図である。
【図６】図６は、図５に示した状態から更にステップＳ５及びＳ６の実行が進んだときの計量装置を示す図である。
【図７】図７は、実施例における計量装置を構成する計量器具を示す図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）及び（ｃ）は側面図、図７（ｄ）は底面図である。
【図８】図８は、実施例における計量装置を構成する計量器具の断面を示す断面図であり、図８（ａ）は切断線Ａ−Ａ’に沿って得られた断面を示し、図８（ｂ）は切断線Ｂ−Ｂ’に沿って得られ断面を示し、図８（ｃ）は切断線Ｃ−Ｃ’に沿って得られた断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、計量装置、計量方法、及びプログラムについて、図１〜図５を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態における計量装置５０の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における計量装置の概略構成を示す構成図である。なお、以下の実施の形態の構成は、例示であり、本発明は、この実施の形態の構成に限定されるものではない。
【００３３】
図１に示すように、計量装置５０は、化学分析で用いられる試料を計量、特には定量する装置である。計量装置５０は、メイン流路１１と、サブ流路１２と、サブ流路１３とを備えている。サブ流路１２及びサブ流路１３は、メイン流路１１の一端から分岐している。また、メイン流路１１は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口１１ａを備えている。本実施の形態では、メイン流路１１の他端の開口１１ａは、試料の吸引口及び吐出口として機能する。
【００３４】
また、メイン流路１１は、サブ流路１３側から加圧が行われたときに、メイン流路１１の内部に充填された試料を保持する機能（以下「試料保持機能」という。）が、サブ流路１２における同様の試料保持機能よりも高くなるように、形成されている。なお、サブ流路１２における試料保持機能は、サブ流路１３側から加圧が行われたときに、サブ流路１２が、その内部に充填された試料を保持する機能である。また、本実施の形態において「試料を保持する」とは、外部から試料に力が加わったときに、その外部からの力に拮抗して試料をその場に止めておくことを意味する。
【００３５】
更に、このように、メイン流路１１における試料保持機能が、サブ流路１２における試料保持機能よりも高いため、メイン流路１１及びサブ流路１２の両方に試料が充填された状態で、サブ流路１３側から加圧が行われると、サブ流路１２に充填されている試料は、メイン流路１１に充填されている試料よりも早期に移動を開始することとなる。そして、充填されている試料は、メイン流路１１とサブ流路１２との境界部分で分断され、その際、メイン流路１１に存在している試料のサブ流路１２への移動は、上述のメイン流路１１とサブ流路１２とにおける試料保持機能の相違により、阻止されるので、メイン流路１１には設定量の試料のみが存在している状態となる。この結果、精度良く、試料が定量される。
【００３６】
また、本実施の形態では、メイン流路１１によって計量される試料の量は、０．１μｌ〜１００μｌ、好ましくは０．５μｌ〜５０μｌ、特に好ましくは１μｌ〜１０μｌ程度であるのが良い。
【００３７】
ここで、本実施の形態における計量装置５０の構成について更に具体的に説明する。図１に示すように、本実施の形態では、計量装置５０は、更に、サブ流路１２に設けられた第１バルブ３１と、サブ流路１３に設けられた第２バルブ３２と、サブ流路１２及びサブ流路１３に接続された第１ポンプ３４とを備えている。なお、図１、及び後述する図３〜図６において、第１バルブ３１は「Ｖ１」と表示し、第２バルブ３２は「Ｖ２」と表示する。また、開動作中にあるバルブは破線で示す。更に、図１、及び後述する図３〜図６において、第１ポンプは「Ｐ１」と表示する。
【００３８】
このうち、第１ポンプ３４は、サブ流路１２を介して、メイン流路１１の内部に対して吸引を行う、吸引ユニットとして機能する。また、第１ポンプ３４は、サブ流路１３を介して、メイン流路１１の内部に対して加圧を行う、加圧ユニットとしても機能する。なお、第１ポンプ３４として、２つのポンプが用いられ、各ポンプがサブ流路１２及びサブ流路１３それぞれに接続された態様であっても良い。
【００３９】
また、図１に示すように、本実施の形態では、計量装置５０の構成要素のうち、メイン流路１１と、サブ流路１２の一部を構成する流路１５と、サブ流路１３の一部を構成する流路１６とは、計量器具１０を構成している。
【００４０】
計量器具１０は、ブロック状の本体部材１７（実施例で示す図７及び図８参照）を備えている。サブ流路１２の一部を構成する流路１５と、サブ流路１３の一部を構成する流路１６とは、本体部材１７に設けられている。
【００４１】
流路１５及び流路１６は、本体部材１７の表面に溝を設けることによって、本体部材１７に孔を設けることによって、又は本体部材１７に溝と孔との両方を設けることによって、作成できる。なお、流路１５及び流路１６の作成例については、実施例において、図７及び図８を用いて説明する。
【００４２】
また、流路１５と流路１６とは、それぞれの一端が合流するように形成されている。更に、メイン流路１１は、管状部材１４によって形成され、管状部材１４は、開口１１ａの反対側にある開口１１ｂが、流路１５と流路１６との合流部分に接続されるように、本体部材１７に挿入されている。更に、計量器具１０は、メイン流路１１の方向が、鉛直方向に平行となるように配置されている。図１において、矢印Ｚは、鉛直方向を示している。
【００４３】
流路１５及び流路１６を形成している本体部材１７、管状部材１４は、各々、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属材料、ポリエーテルイミド（PEI:Polyetherimide）樹脂、フッ素樹脂、アクリル、ポリスチレン等の樹脂材料等によって形成することができる。また、管状部材１４と、本体部材１７（流路１５および流路１６）とは、同じ材料で形成されていても良いし、それぞれ異なる材料で形成されていても良い。
【００４４】
また、上述したように、メイン流路１１は、その試料保持機能がサブ流路１２の試料保持機能よりも高くなるように形成される必要がある。例えば、メイン流路１１（環状部材１４）及びサブ流路１２（流路１５）それぞれの断面積を、各々の形成材料に応じて、適宜設定することによって、メイン流路１１の試料保持機能をサブ流路１２の試料保持機能よりも高くすることができる。
【００４５】
通常、試料保持機能は、流路の形成材料が同一であれば、流路の断面積を小さくすることによって高めることができる。また、メイン流路１１（管状部材１４）を金属材料によって形成し、サブ流路１２（流路１５）を樹脂材料によって形成した場合は、両者の内径又は断面積を略同一に設定した状態で、メイン流路１１の試料保持機能をサブ流路１２の試料保持機能よりも高くすることができる。
【００４６】
具体的には、例えば、試料が血液であり、メイン流路の断面形状が円形であるとすると、メイン流路１１を形成する管状部材１４の内径は、０．０２ｍｍ〜８ｍｍ、好ましくは０．０６ｍｍ〜５．６ｍｍ、特に好ましくは０．０８ｍｍ〜２．６ｍｍに設定するのが良い。メイン流路１１を形成する管状部材１４の長さは、上述した計量可能な試料の量に応じて設定すれば良く、例えば、２ｍｍ〜２００ｍｍ程度とするのが好ましい。一方、サブ流路１２（流路１５）は、その形成材料に応じて、内径を管状部材１４の内径よりも大きくするなどして形成する。
【００４７】
また、メイン流路１１における試料保持機能を、サブ流路１２における試料保持機能よりも高くするためには、サブ流路１２（流路１５）は、下記のように分岐しているのが好ましい。具体的には、サブ流路１２（流路１５）は、流体がメイン流路１１からサブ流路１２へと流れ込むときに、例えば、流体の流れ方向が５度〜１７５度の範囲で、好ましくは４５度〜１３５度の範囲で、特に好ましくは６０度〜１００度の範囲で変わるように、メイン流路１１から分岐しているのが好ましい。更に、最も好ましくは、サブ流路１２（流路１５）は、流体がメイン流路１１からサブ流路１２へと流れ込むときに、流体の流れ方向が９０度程度変わるように分岐しているのが好ましい。
【００４８】
一方、サブ流路１３（流路１６）は、後述する液２７における圧力損失の発生を抑制する点から、流体がサブ流路１３からメイン流路１１へと流れ込むときに、メイン流路１１へと流れ込む前と流れ込んだ後とで、流体の流れ方向が変化しないように、メイン流路１１から分岐しているのが好ましい。
【００４９】
また、本実施の形態では、サブ流路１２は、メイン流路１１に隣接している位置、具体的には流路１５において、Ｕ形状の部分１５ａを有している。Ｕ形状の部分１５ａは、流体の方向が鉛直方向からその逆方向となるように（又は鉛直方向の逆方向から鉛直方向となるように）形成されている。このため、試料を吸引する際に（後述の図４参照）、第１ポンプ３４の吸引力に加えて、重力を利用することができるため、第１ポンプ３４における負担を軽減することができる。
【００５０】
同様に、本実施の形態では、サブ流路１３も、メイン流路１１に隣接している位置、具体的には流路１６において、Ｕ形状の部分１６ａを有している。また、Ｕ形状の部分１６ａも、Ｕ形状の部分１５ａと同様に、流体の方向が鉛直方向からその逆方向となるように（又は鉛直方向の逆方向から鉛直方向となるように）形成されている。このため、後述する液２７が、メイン流路１１に到達し、誤って外部に排出される、事態の発生が抑制されている（後述の図３参照）。
【００５１】
また、本実施の形態では、サブ流路１２は、流路１５に加え、チューブ２１ａと、チューブ２１ｂと、チューブ２３とを備えている。サブ流路１３は、流路１６に加え、チューブ２２ａと、チューブ２２ｂと、チューブ２３とを備えている。このうち、チューブ２３は、サブ流路１２及びサブ流路１３の両方として機能し、第１ポンプ３４に接続されている。
【００５２】
また、サブ流路１２において、チューブ２１ａは、流路１５の一端と第１バルブ３１とを接続している。チューブ２１ｂは、第１バルブ３１とチューブ２３とを接続する。このように、サブ流路１２は、第１バルブ３１を経由して、メイン流路１１と第１ポンプ３４とを結ぶ流路となっている。
【００５３】
更に、サブ流路１３において、チューブ２２ａは、流路１６の一端と第２バルブ３２とを接続している。チューブ２２ｂは、第２バルブ３２とチューブ２３とを接続する。このように、サブ流路１３は、第２バルブ３２を経由して、メイン流路１１と第１ポンプ３４とを結ぶ流路となっている。
【００５４】
また、図１に示すように、本実施の形態では、計量装置５０は、更に、サブ流路２４と、液２７を貯留する容器２６と、第３バルブ３３と、第２ポンプ３５と、制御部４０とを備えている。サブ流路２４は、サブ流路１３における、第２バルブ３２が設けられた位置よりもメイン流路１１側で、サブ流路１３から分岐している。また、サブ流路２４には、第３バルブ３３が設けられている。なお、図１、及び後述する図３〜図６において、第３バルブ３３は「Ｖ３」と表示し、第２ポンプは「Ｐ２」と表示する。
【００５５】
具体的には、サブ流路２４は、チューブ２５ａと、チューブ２５ｂと、チューブ２５ｃとを備えている。チューブ２５ａは、サブ流路１３を構成するチューブ２２ａから分岐し、第３バルブ３３に接続される。また、チューブ２５ｂは、第３バルブ３３と容器２６とを接続している。チューブ２５ｃは、容器２６と第２ポンプ３５とを接続している。
【００５６】
このように、サブ流路２４は、第３バルブ３３及び容器２６を経由して、サブ流路１３と第２ポンプ３５とを結ぶ流路となっている。また、第２ポンプ３５は、容器２６に貯留されている液２７を、サブ流路２４へと送り出す、送液ユニットとして機能する。よって、第２ポンプ３５を吐出動作させると、容器２６に貯留されている液２７は、サブ流路２４及びサブ流路１３へと送り出される。
【００５７】
また、本実施の形態において、液２７としては、試料を希釈するための希釈液が挙げられるが、特に限定されるものではない。例えば、試料が、血液であるならば、液２７としては、生理食塩水が挙げられる。
【００５８】
制御部４０は、第１バルブ３１、第２バルブ３２、及び第３バルブ３３の開閉動作と、第１ポンプ３４及び第２ポンプ３５の動作とを制御する。計量装置５０においては、制御部４０が、これらの動作を制御することにより、計量、特には定量が実行される。
【００５９】
次に、制御部４０による制御について、図２〜図６を用いて説明する。図２は、図１に示す計量装置の動作を示すフロー図である。図３は、図２に示すステップＳ１及びＳ２を実行中の計量装置を示す図である。図４は、図２に示すステップＳ３及びＳ４を実行中の計量装置を示す図である。図５は、図２に示すステップＳ５及びＳ６を実行中の計量装置を示す図である。図６は、図５に示した状態から更にステップＳ５及びＳ６の実行が進んだときの計量装置を示す図である。以下の説明においては、適宜図１を参酌する。
【００６０】
また、本実施の形態では、制御部４０による制御が実行されることにより、計量装置５０を用いた計量方法が実施される。よって、本実施の形態における計量方法の説明は、以下の形成装置５０の動作説明に代える。
【００６１】
図２に示すように、先ず、制御部４０は、第１バルブ３１及び第２バルブ３２に閉動作を指示し、第３バルブ３３に開動作を指示する（ステップＳ１）。続いて、制御部４０は、第２ポンプ３５に吐出動作を指示する（ステップＳ２）。
【００６２】
ステップＳ１及びＳ２の実行により、図３に示すように、容器２６に貯留されている液２７は、サブ流路２４及びサブ流路１３へと押し出される。ステップＳ２は、液２７が、サブ流路１３内及びサブ流路２４内に充填されるまで行われる。なお、本実施の形態では、液２７の送液は第２ポンプ３５によって行われるが、これに限定されず、重力、又は人手によって送液が行われていても良い。この場合は、制御部４０は、第３バルブ３３の動作のみを制御する。
【００６３】
次に、ステップＳ２の実行後、制御部４０は、サブ流路２４及びサブ流路１３に液２７が充填された状態で、第２バルブを閉動作させたまま、ステップＳ１で開動作させた第３バルブ３３に閉動作を指示し、第１バルブ３１に開動作を指示する（ステップＳ３）。続いて、制御部４０は、第１ポンプ３４に吸引動作を指示する（ステップＳ４）。
【００６４】
ステップＳ３及びＳ４の実行により、図４に示すように、メイン流路１１の開口１１ａを介して、試料３６が吸引される。このとき、第２バルブ３２及び第３バルブ３３が閉じられているため、試料３６は、メイン流路１１からサブ流路１２へと流れ込む。ステップＳ４は、試料３６が、メイン流路１１の内部と、サブ流路１２を構成する流路１５の内部とに充填されるまで行われる。
【００６５】
次に、ステップＳ４の実行後、制御部４０は、サブ流路２４及びサブ流路１３に液２７が充填され、メイン流路１１及び流路１５に試料３６が充填された状態で、第３のバルブを閉動作させたまま、第１のバルブに閉動作を指示し、第２のバルブに開動作を指示する（ステップＳ５）。続いて、制御部４０は、第１ポンプ３４に吐出動作を指示する（ステップＳ６）。
【００６６】
ステップＳ６を実行すると、サブ流路１３の内部に、第１ポンプ３４から空気が送り込まれる。そして、第１バルブ３１及び第３バルブ３３は閉じられているため、チューブ２２ａにある液２７と流路１６にある液２７とは、送り込まれた空気に押されて、メイン流路１１へと向かう。
【００６７】
このとき、図５に示すように、メイン流路１１及び流路１５に充填された試料３６には、先ず、液切れが発生し、メイン流路１１に充填されている試料と、流路１５に充填されている試料３６とは、流路１５のメイン流路１１から分岐している部分で分断される。図５において、破線で囲んだ部分Ｄは液切れを示している。
【００６８】
また、本実施の形態において、液切れは、メイン流路１１と流路１５との境界部分において正確に発生する。これは、上述したように、メイン流路１１における試料保持機能が、サブ流路１２における試料保持機能よりも高いためである。具体的には、メイン流路１１の内壁面及び流路１５の内壁面、それぞれでは、各々の試料保持機能により、第１ポンプ３４からの圧力に拮抗する力が発生する。そして、メイン流路１１と流路１５との試料保持機能の違いにより、メイン流路１１の内壁面で発生している力は、流路１５の内壁面で発生している力よりも、強くなるからである。
【００６９】
よって、メイン流路１１に残る試料３６の量は、常に正確に一定となり、正確な定量が行われたこととなる。その後、図６に示すように、メイン流路１１に充填されている試料のみが、即ち、定量された試料３６のみが、液２７のメイン流路１１への進行によって押し出され、外部へと吐出される。また、このとき、液２７も一緒に外部へと吐出させれば、メイン流路１１の洗浄も完了する。
【００７０】
なお、図６において、液２７と試料３６との間には、空気層が存在しているが、本実施の形態においては、液切れの発生によって計量が行われるため、空気層の体積変化による誤差の発生は抑制される。
【００７１】
また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図２に示すステップＳ１〜Ｓ６を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）を制御部４０として機能させることができる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態における計量装置５０では、試料を正確に定量することができる。即ち、本実施の形態では、試料の計量精度を規定する要因から、ポンプにおける吐出精度及び吸引精度を排除することができる。このため、本実施の形態によれば、ポンプにおけるコストの増大化を抑制しつつ、計量精度を向上させることができる。
【００７３】
本実施の形態において、第１バルブ３１、第２バルブ３２、及び第３バルブ３３は、コンピュータ等の制御装置から出力信号に応じて、開動作又は閉動作を実行可能な構成を備えたバルブであれば良い。具体的には、弁駆動用の電動機が取り付けられた電動弁、磁力を用いて弁を開閉させる電磁弁等が挙げられる。また、第１ポンプ３４は、吐出動作及び吸引動作の動作切り替えが可能なポンプであっても良いし、サブ流路１２に接続されたポンプとサブ流路１３に接続されたポンプとで構成されていても良い。第２ポンプ３４は、吐出動作のみしか実行できないポンプであっても良い。
【実施例】
【００７４】
図７及び図８を用いて本発明における実施例を説明する。図７は、実施例における計量装置を構成する計量器具を示す図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）及び（ｃ）は側面図、図７（ｄ）は底面図である。なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＸ方向から見た側面図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＹ方向から見た側面図である。
【００７５】
図８は、実施例における計量装置を構成する計量器具の断面を示す断面図であり、図８（ａ）は切断線Ａ−Ａ’に沿って得られた断面を示し、図８（ｂ）は切断線Ｂ−Ｂ’に沿って得られ断面を示し、図８（ｃ）は切断線Ｃ−Ｃ’に沿って得られた断面を示す。
【００７６】
本実施例では、図７及び図８に示す計量器具１０を実際に作成した。図７（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、計量器具１０は、ブロック状の本体部材１７を備えている。また、本実施例における計量器具１０は、血液を試料としており、本体部材１７は、ポリエーテルイミドによって形成されている。
【００７７】
図７（ｄ）及び図８（ｂ）に示すように、本体部材１７には、底面の中心から内部に向けて、孔１４ａが形成されている。また、孔１４ａは、メイン流路１１（図１参照）となる管状部材１４が挿入可能となるように形成されている。管状部材１４としては、ステンレス製のパイプが用いられている。
【００７８】
また、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、本体部材１７には、上面から底面に向けて、流路１６の一部となる孔１６ｃが設けられている。孔１６ｃは、チューブ２２ａ（図１参照）との接続に用いられるパイプ４３が挿入可能となるように形成されている。更に、図７（ｃ）、図７（ｄ）、及び図８（ａ）に示すように、本体部材１７のＹ方向から見た側面（側面Ｙ）には、流路１６の一部を構成するＵ形状の部分１６ａが形成されている。具体的には、Ｕ形状の部分１６ａは、Ｕ形状の溝が設けられた側面Ｙを、プレート４２によって被覆することによって形成されている。
【００７９】
更に、図７（ｃ）及び図８（ａ）に示すように、Ｕ形状の部分１６ａは、一方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１６ｄによって、孔１６ｃと連通している。また、図７（ｃ）及び図８（ｂ）に示すように、Ｕ形状の部分１６ａは、他方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１６ｂによって、孔１４ａと連通している。このように、本実施例１において、サブ流路１３の一部を構成する流路１６（図１参照）は、パイプ４３、孔１６ｃ、孔１６ｄ、Ｕ形状の部分１６ａ（溝）、孔１６ｂ、及び孔１４ａによって構成されている。
【００８０】
また、図７（ａ）及び図８（ｃ）に示すように、本体部材１７には、上面から底面に向けて、流路１５の一部となる孔１５ｃが設けられている。孔１５ｃは、チューブ２１ａ（図１参照）との接続に用いられるパイプ４４が挿入可能となるように形成されている。更に、図７（ｂ）、図７（ｄ）、及び図８（ｃ）に示すように、本体部材１７のＸ方向から見た側面（側面Ｘ）には、流路１５の一部を構成するＵ形状の部分１５ａが形成されている。具体的には、Ｕ形状の部分１５ａは、Ｕ形状の溝が設けられた側面Ｘを、プレート４１によって被覆することによって形成されている。
【００８１】
更に、図７（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、Ｕ形状の部分１５ａは、一方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１５ｄによって、孔１５ｃと連通している。また、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、Ｕ形状の部分１５ａは、他方の端部において、側面の法線方向に沿って設けられた孔１５ｂによって、孔１４ａと連通している。このように、本実施例１において、サブ流路１２の一部を構成する流路１５（図１参照）は、パイプ４４、孔１５ｃ、孔１５ｄ、Ｕ形状の部分１５ａ（溝）、孔１５ｂ、及び孔１４ａによって構成されている。
【００８２】
また、本実施例１において、例えば、管状部材１４の内径は、０．５ｍｍに設定され、パイプ４３及びパイプ４４の内径は、共に０．５ｍｍに設定される。更に、例えば、孔１５ｂ、孔１５ｃ（パイプ４４の挿入部分を除く）、孔１５ｄ、孔１６ｂ、孔１６ｃ（パイプ４３の挿入部分を除く）、孔１６ｄ、それぞれの直径も、０．５ｍｍに設定される。Ｕ形状の部分１５ａ及び１６ａを構成する溝の幅及び深さは、それぞれ、０．５ｍｍと０．５ｍｍとに設定される。
【００８３】
本実施例では、メイン流路を形成する管状部材１４と、サブ流路１２を形成する流路１５とにおいては、それぞれの断面積は、実質的に同一である。但し、上述したように、両者の形成材料は異なっており、形成材料の違いによって、管状部材１４の試料保持機能はサブ流路１２の試料保持機能よりも高くなっている。
【００８４】
そして、このようにして作製した計量器具１０に、第１〜第３バルブ、第１〜第２ポンプ、各種チューブ、容器、更に、制御部として機能するコンピュータを取り付けると、本実施例における計量装置５０を得ることができる。また、第１〜第３バルブとしては、電磁バルブ（LHDA__31115H；LEE Company製）を用いることができる。更に、第１〜第２ポンプとしては、例えば、シリンジポンプ、チューブポンプ、ロータリーポンプなどを用いることができる。
【００８５】
得られた本実施例における計量装置５０を用い、実際に、図２に示したステップに沿って、血液の定量を行った。８回の定量を行ったことところ、最大値は、５．７５８μＬ、最小値は、５．６２９μＬ、平均値は５．７０３μＬであった。また、測定値のばらつきは、０．８％以下であった。このことから、本実施例によれば、ポンプにおけるコスト（装置コスト）をかけることなく、精度の高い定量が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明によれば、装置コストの増大化を抑制しつつ、計量精度の向上化を図ることができる。本発明は、微量な試料を計量する計量装置に有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 計量器具
１１ メイン流路
１２ サブ流路
１３ サブ流路
１４ 管状部材
１４ａ 孔
１５ 流路
１５ａ Ｕ形状の部分
１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 孔
１６ 流路
１６ａ Ｕ形状の部分
１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 孔
１７ 本体部材
２１ａ、２１ｂ チューブ
２２ａ、２２ｂ チューブ
２３ チューブ
２４ サブ流路
２５ａ、２５ｂ チューブ
２６ 容器
２７ 希釈液
３１ 第１バルブ
３２ 第２バルブ
３３ 第３バルブ
３４ 第１ポンプ
３５ 第２ポンプ
３６ 試料
４０ 制御部
４１、４２ プレート
４３、４４ パイプ
５０ 計量装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路とを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、
前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、ことを特徴とする計量装置。
【請求項２】
前記メイン流路が、前記メイン流路及び前記第１のサブ流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のサブ流路側から加圧が行われた場合に、前記第１のサブ流路に充填されている前記試料が、前記メイン流路に充填されている前記試料よりも早期に移動を開始するように、形成されている、請求項１に記載の計量装置。
【請求項３】
前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、
前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、
前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、
前記第１のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、
先ず、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
次に、前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させ、
その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項１または２に記載の計量装置。
【請求項４】
更に、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブを備え、
前記制御部が、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる際に、前記第２のバルブを閉動作させ、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせる際に、前記第２のバルブを開動作させる、請求項３に記載の計量装置。
【請求項５】
前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、それぞれ、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能している、請求項３または４に記載の計量装置。
【請求項６】
前記第２のサブ流路から分岐する、第３のサブ流路と、
前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、
を更に備えている、請求項１または請求項２に記載の計量装置。
【請求項７】
前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、
前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、
前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブと、
前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、
前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、
前記第１〜第３のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
前記制御部は、
先ず、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させ、
次に、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
次に、前記第１のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、
その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項６に記載の計量装置。
【請求項８】
前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、
前記制御部が、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させる、請求項７に記載の計量装置。
【請求項９】
前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能している、請求項７または８に記載の計量装置。
【請求項１０】
前記第１のサブ流路は、流体が前記メイン流路から前記第１のサブ流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が５度〜１７５度の範囲で変わるように、前記メイン流路から分岐し、
前記第２のサブ流路は、流体が前記第２のサブ流路から前記メイン流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が、前記流体が前記メイン流路へと流れ込む前と流れ込んだ後とで、変化しないように、前記メイン流路から分岐している、
請求項１〜９のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１１】
前記第１のサブ流路が、前記メイン流路に隣接している位置に、Ｕ形状の部分を有している、請求項１〜１０のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１２】
前記第２のサブ流路が、前記メイン流路に隣接している位置に、Ｕ形状の部分を有している、請求項１〜１１のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１３】
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路が、ブロック状の部材の内部に設けられた孔及び前記ブロック状の部材の表面に設けられた溝のいずれか又は両方によって形成され、
前記メイン流路が、前記ブロック状の部材に取り付けられた管状部材によって形成されている、請求項１〜１２のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１４】
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、
前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を用いた、計量方法であって、
（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、
（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、
を有することを特徴とする計量方法。
【請求項１５】
前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該計量方法が、（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを更に有し、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進め出しによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項１４に記載の計量方法。
【請求項１６】
前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させる、請求項１５に記載の計量方法。
【請求項１７】
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、
前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を、コンピュータによって制御するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、
（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該プログラムが、更に、前記コンピュータに（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを実行させ、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項１７に記載のプログラム。
【請求項１９】
前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させる、請求項１８に記載のプログラム。
【請求項１】
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路とを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、
前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、ことを特徴とする計量装置。
【請求項２】
前記メイン流路が、前記メイン流路及び前記第１のサブ流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のサブ流路側から加圧が行われた場合に、前記第１のサブ流路に充填されている前記試料が、前記メイン流路に充填されている前記試料よりも早期に移動を開始するように、形成されている、請求項１に記載の計量装置。
【請求項３】
前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、
前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、
前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、
前記第１のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、
先ず、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
次に、前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させ、
その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項１または２に記載の計量装置。
【請求項４】
更に、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブを備え、
前記制御部が、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる際に、前記第２のバルブを閉動作させ、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせる際に、前記第２のバルブを開動作させる、請求項３に記載の計量装置。
【請求項５】
前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、それぞれ、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能している、請求項３または４に記載の計量装置。
【請求項６】
前記第２のサブ流路から分岐する、第３のサブ流路と、
前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、
を更に備えている、請求項１または請求項２に記載の計量装置。
【請求項７】
前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、
前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、
前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブと、
前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、
前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットと、
前記第１〜第３のバルブの開閉動作、前記吸引ユニットによる吸引動作、及び前記加圧ユニットによる加圧動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
前記制御部は、
先ず、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させ、
次に、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
次に、前記第１のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、
その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項６に記載の計量装置。
【請求項８】
前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、
前記制御部が、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させる、請求項７に記載の計量装置。
【請求項９】
前記第１のサブ流路及び第２のサブ流路に接続されたポンプが、前記吸引ユニット及び前記加圧ユニットとして機能している、請求項７または８に記載の計量装置。
【請求項１０】
前記第１のサブ流路は、流体が前記メイン流路から前記第１のサブ流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が５度〜１７５度の範囲で変わるように、前記メイン流路から分岐し、
前記第２のサブ流路は、流体が前記第２のサブ流路から前記メイン流路へと流れ込むときに、流体の流れ方向が、前記流体が前記メイン流路へと流れ込む前と流れ込んだ後とで、変化しないように、前記メイン流路から分岐している、
請求項１〜９のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１１】
前記第１のサブ流路が、前記メイン流路に隣接している位置に、Ｕ形状の部分を有している、請求項１〜１０のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１２】
前記第２のサブ流路が、前記メイン流路に隣接している位置に、Ｕ形状の部分を有している、請求項１〜１１のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１３】
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路が、ブロック状の部材の内部に設けられた孔及び前記ブロック状の部材の表面に設けられた溝のいずれか又は両方によって形成され、
前記メイン流路が、前記ブロック状の部材に取り付けられた管状部材によって形成されている、請求項１〜１２のいずれかに記載の計量装置。
【請求項１４】
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、
前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を用いた、計量方法であって、
（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、
（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、
を有することを特徴とする計量方法。
【請求項１５】
前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該計量方法が、（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを更に有し、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進め出しによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項１４に記載の計量方法。
【請求項１６】
前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させる、請求項１５に記載の計量方法。
【請求項１７】
メイン流路と、第１のサブ流路と、第２のサブ流路と、前記第１のサブ流路に設けられた第１のバルブと、前記第１のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して吸引を行う吸引ユニットと、前記第２のサブ流路を介して、前記メイン流路の内部に対して加圧を行う加圧ユニットとを備え、
前記第１のサブ流路及び前記第２のサブ流路は、前記メイン流路の一端から分岐し、
前記メイン流路は、その他端に、試料の吸引口及び吐出口のいずれか又は両方として機能する開口を備え、且つ、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに、前記メイン流路の内部に充填された前記試料を保持する機能が、前記第１のサブ流路における、前記第２のサブ流路側から加圧が行われたときに前記第１のサブ流路の内部に充填された前記試料を保持する機能よりも高くなるように、形成されている、計量装置を、コンピュータによって制御するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせる、ステップと、
（ｂ）前記試料が前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填された状態で、前記第１のバルブを閉動作させる、ステップと、
（ｃ）前記（ｂ）のステップの実行後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
前記計量装置が、前記第２のサブ流路から分岐する第３のサブ流路と、前記第３のサブ流路に接続され、且つ、液を貯留する容器と、前記第２のサブ流路に設けられた第２のバルブと、前記第３のサブ流路に設けられた第３のバルブとを更に備え、
前記第３のサブ流路が、前記第２のサブ流路における、前記第２のバルブが設けられた位置よりも前記メイン流路側から分岐し、
当該プログラムが、更に、前記コンピュータに（ｄ）前記（ａ）のステップの実行前に、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブを閉動作させた状態で、前記容器に貯留されている前記液が前記第２のサブ流路内に充填されるまで、前記第３のバルブを開動作させる、ステップを実行させ、
前記（ａ）のステップにおいて、前記第３のバルブを閉動作させた後、前記第２のサブ流路内に前記液が充填された状態で、前記第１のバルブを開動作させ、前記試料が、前記メイン流路内及び前記第１のサブ流路内に充填されるまで、前記吸引ユニットに吸引動作を行わせ、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記第２のサブ流路内に前記液が充填され、且つ前記第１のサブ流路内及び前記メイン流路に前記試料が充填された状態で、前記第２のバルブを開動作させ、その後、前記加圧ユニットに加圧動作を行わせて、前記第２のサブ流路内に充填されている前記液を前記メイン流路側へ押し進め、前記液の押し進めによって、前記第１のサブ流路に充填された試料と前記メイン流路に充填された試料とを、前記第１のサブ流路の前記メイン流路から分岐している部分で分断し、分断された、前記メイン流路に充填された試料を、前記メイン流路の前記開口から、外部に吐出させる、請求項１７に記載のプログラム。
【請求項１９】
前記計量装置が、前記容器に貯留されている前記液を前記第３のサブ流路へと送り出す、送液ユニットを、更に備え、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記第３のバルブを開動作させる際に、前記送液ユニットを動作させて、前記液を前記第２のサブ流路内に充填させる、請求項１８に記載のプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８８２５４（Ｐ２０１２−８８２５４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６９７２（Ｐ２０１０−２３６９７２）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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