CN111602058A - 试样分析用基板、试样分析装置、试样分析系统及试样分析装置的控制方法 - Google Patents

试样分析用基板、试样分析装置、试样分析系统及试样分析装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种试样分析用基板,通过旋转运动进行液体的移送,该试样分析用基板具备:基板,其具有旋转轴;第1保持腔室(26),其位于基板内,保持稀释液;测定腔室(28),其位于基板内;至少一种试剂(30);试剂腔室(29),其位于基板内,配置有至少一种试剂,并连接于测定腔室;以及第1稀释液路径,其位于基板内,将第1保持腔室和测定腔室或者试剂腔室连接。

Description

试样分析用基板、试样分析装置、试样分析系统及试样分析装 置的控制方法
技术领域
本申请涉及试样分析用基板、试样分析装置、试样分析系统以及试样分析装置的控制方法。
背景技术
以往,已知使用形成了液体流路的试样分析用基板对从生物等采集到的液体进行分析的方法。试样分析用基板能够使用旋转装置来进行流体的控制。例如,专利文献1公开了如下的技术:通过使用形成有流路、腔室(chamber)等的圆盘状的试样分析用基板,使试样分析用基板进行旋转等,由此进行溶液的移送、分配、混合、检体溶液中的成分的分析等。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2009-186247号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述的分析方法中,要求进一步提高测定的精度。本申请的非限定性的例示的实施方式提供能够进行测定精度高的分析的试样分析用基板、试样分析装置、试样分析系统以及试样分析装置的控制方法。
用于解决问题的技术方案
本公开的一种试样分析用基板通过旋转运动进行液体的移送,所述试样分析用基板具备:基板,其具有旋转轴;第1保持腔室,其位于所述基板内,保持稀释液;测定腔室,其位于所述基板内;至少一种试剂;试剂腔室,其位于所述基板内,配置有所述至少一种试剂,并连接于所述测定腔室;以及第1稀释液路径,其位于所述基板内,将所述第1保持腔室和所述测定腔室或者所述试剂腔室连接。
发明效果
根据本公开,能够先将试剂与稀释液进行混合而使之成为溶液状态,因此,能够抑制试剂与检体的反应不匀,能够提高测定精度。
附图说明
图1A是表示试样分析系统的整体结构的框图。
图1B是试样分析装置的立体图。
图1C是打开了门的状态下的试样分析装置的立体图。
图1D是说明在试样分析装置中对试样分析用基板的原点进行检测的方法的示意图。
图2A是试样分析用基板的分解立体图。
图2B是关闭了保护盖的状态下的试样分析用基板的立体图。
图2C是打开了保护盖的状态下的试样分析用基板的立体图。
图3A是稀释液容器的平面图。
图3B是稀释液容器的图3A的A-A剖视图。
图3C是稀释液容器的侧视图。
图3D是稀释液容器的后视图。
图3E是稀释液容器的主视图。
图4A是保护盖的平面图。
图4B是保护盖的侧视图。
图4C是保护盖的图4A的B-B剖视图。
图4D是保护盖的后视图。
图5A是表示试样分析用基板的使用前的状态的剖视图。
图5B是表示试样分析用基板的导入试样液的状态的剖视图。
图5C是表示试样分析用基板的锁定了保护盖的状态的剖视图。
图6表示将试样分析用基板设置为图5A所示的状态的制造步骤。
图7A是转台的俯视图。
图7B表示转台的齿轮的齿的圆周向的断面。
图8A是说明试样分析用基板中的基于重力的液体的移送的示意图。
图8B是说明试样分析用基板中的基于重力的液体的移送的示意图。
图8C是说明试样分析用基板中的基于重力的液体的移送的示意图。
图9A是说明试样分析用基板的微型通道构造的平面图。
图9B是说明试样分析用基板的微型通道构造的平面图。
图9C是说明试样分析用基板的微型通道构造的平面图。
图10A表示从试样分析用基板的外侧观察试样分析用基板的注入口而得到的放大图。
图10B是表示打开保护盖而从指尖采集试样液时的状况的图。
图10C是表示从转台侧观察到的注入口附近的构造的立体图。
图11A是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图11B是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图12是说明稀释液容器内的稀释液的移动的图。
图13A是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图13B是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图14A是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的放大图。
图14B是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的放大图。
图14C是表示试样分析用基板的微型通道构造的一部分的放大图。
图15A是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图15B是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图15C是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图16A是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图16B是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图17A是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
图17B是表示试样分析系统动作中的试样分析用基板内的液体的配置的图。
具体实施方式
本公开的试样分析用基板、试样分析装置、试样分析系统以及试样分析装置的控制方法的概要如下。
[项目1]
一种试样分析用基板,通过旋转运动进行液体的移送,所述试样分析用基板具备:
基板,其具有旋转轴;
第1保持腔室,其位于所述基板内,保持稀释液;
测定腔室,其位于所述基板内;
至少一种试剂;
试剂腔室,其位于所述基板内,配置有所述至少一种试剂,并连接于所述测定腔室;以及
第1稀释液路径,其位于所述基板内,将所述第1保持腔室和所述测定腔室或者所述试剂腔室连接。
[项目2]
根据项目1所述的试样分析用基板,所述试剂腔室包括毛细管区域,所述试剂配置于所述毛细管区域。
[项目3]
根据项目1或者2所述的试样分析用基板,还具备:
第2保持腔室,其位于所述基板内,保持稀释液;
检体腔室,其位于所述基板内,保持检体;
混合腔室,其位于所述基板内;
检体路径,其位于所述基板内,将所述检体腔室和所述混合腔室连接;
第2稀释液路径,其位于所述基板内,将所述第2保持腔室和所述混合腔室连接;以及
混合液路径,其位于所述基板内,将所述混合腔室和所述测定腔室连接。
[项目4]
根据项目1或者2所述的试样分析用基板,还具备:
检体腔室,其位于所述基板内,保持检体;和
检体路径,其位于所述基板内,将所述检体腔室和所述测定腔室连接。
[项目5]
根据项目1~4中任一项所述的试样分析用基板,
所述测定腔室以及所述试剂腔室没有空气孔,
所述第1稀释液路径包括毛细管流路,所述毛细管流路具有入口以及连接于所述测定腔室的出口、并且具备所述出口相对于所述旋转轴而位于比所述入口靠外周侧的位置且与所述入口相比而向内周侧弯曲的虹吸管形状,
所述混合液路径包括毛细管流路和腔室,所述毛细管流路具备入口以及出口,所述出口连接于所述测定腔室,所述腔室连接于所述毛细管流路的入口、且具有空气孔。
[项目6]
根据项目1~5中任一项所述的试样分析用基板,所述第1稀释液路径的毛细管流路的出口与所述试剂腔室连接。
[项目7]
根据项目2所述的试样分析用基板,包括多种所述试剂,在所述试剂腔室的毛细管区域中,所述多种试剂在周向上配置。
[项目8]
根据项目7所述的试样分析用基板,所述测定腔室包括:位于比所述试剂腔室的所述毛细管区域中的配置所述多种试剂的区域靠外周侧的位置的部分。
[项目9]
一种试样分析系统,具备:
项目2所述的试样分析用基板;和
试样分析装置;
所述试样分析装置具有:
马达,其具有能够载置所述试样分析用基板的转台,在使所述旋转轴相对于重力方向倾斜了大于0°且90°以下的角度的状态下,使所述试样分析用基板绕所述旋转轴进行旋转;
旋转角度检测电路,其检测所述马达的旋转轴的角度;
原点检测器,其检测所述分析用基板的成为基准的原点;
驱动器驱动电路,其基于所述旋转角度检测电路的检测结果,对所述马达的旋转以及停止时的角度进行控制;以及
控制电路,其包括运算器、存储器以及存储于存储器并构成为能够在所述运算器进行执行的程序,基于所述程序,对所述马达、所述旋转角度检测电路、所述原点检测器以及所述驱动器驱动电路的动作进行控制,
所述程序包括如下步骤:
在所述第1保持腔室保持有所述稀释液的试样分析用基板被载置于所述试样分析装置的转台的情况下,
步骤(a)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使保持于所述第1保持腔室的所述稀释液经由所述第1稀释液路径而向所述测定腔室移送,
步骤(b)通过使所述试样分析用基板的旋转停止,使所述测定腔室的所述稀释液向所述试剂腔室的毛细管区域移动,使所述多种试剂溶解于所述稀释液,调整试剂溶液,
步骤(c)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使所述试剂腔室的所述试剂溶液向所述测定腔室移动。
[项目10]
根据项目9所述的试样分析系统,所述程序在所述步骤(b)与所述步骤(c)之间还包括使所述试样分析用基板进行摇动的步骤。
[项目11]
根据项目9所述的试样分析系统,所述程序使所述步骤(b)和所述步骤(c)反复进行多次。
[项目12]
一种试样分析装置,具备:
马达,其具有能够载置项目2所述的试样分析用基板的转台,在使所述旋转轴相对于重力方向而倾斜了大于0°且90°以下的角度的状态下,使所述试样分析用基板绕所述旋转轴进行旋转;
旋转角度检测电路,其检测所述马达的旋转轴的角度;
原点检测器,其检测所述分析用基板的成为基准的原点;
驱动器驱动电路,其基于所述旋转角度检测电路的检测结果,对所述马达的旋转以及停止时的角度进行控制;以及
控制电路,其包括运算器、存储器以及存储于存储器并构成为能够在所述运算器进行执行的程序,基于所述程序,对所述马达、所述旋转角度检测电路、所述原点检测器以及所述驱动器驱动电路的动作进行控制,
所述程序包括如下步骤:
在所述第1保持腔室保持有所述稀释液的试样分析用基板被载置于转台的情况下,
步骤(a)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使保持于所述第1保持腔室的所述稀释液经由所述第1稀释液路径而向所述测定腔室移送,
步骤(b)通过使所述试样分析用基板的旋转停止,使所述测定腔室的所述稀释液向所述试剂腔室的毛细管区域移动,使所述多种试剂溶解于所述稀释液,调制试剂溶液,
步骤(c)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使所述试剂腔室的所述试剂溶液向所述测定腔室移动。
[项目13]
根据项目12所述的试样分析装置,所述程序在所述步骤(b)与所述步骤(c)之间还包括使所述试样分析用基板进行摇动的步骤。
[项目14]
根据项目12所述的试样分析装置,所述程序使所述步骤(b)和所述步骤(c)反复进行多次。
[项目15]
一种试样分析装置的控制方法,
所述试样分析装置具备:
马达,其具有能够载置项目2所述的试样分析用基板的转台,在使所述旋转轴相对于重力方向而倾斜了大于0°且90°以下的角度的状态下,使所述试样分析用基板绕所述旋转轴进行旋转;
旋转角度检测电路,其检测所述马达的旋转轴的角度;
原点检测器,其检测所述分析用基板的成为基准的原点;
驱动器驱动电路,其基于所述旋转角度检测电路的检测结果,对所述马达的旋转以及停止时的角度进行控制;以及
控制电路,其包括运算器、存储器以及存储于存储器并构成为能够在所述运算器进行执行的程序,基于所述程序,对所述马达、所述旋转角度检测电路、所述原点检测器以及所述驱动器驱动电路的动作进行控制,
所述控制方法包括如下步骤:
在所述第1保持腔室保持有所述稀释液的试样分析用基板被载置于转台的情况下,
步骤(a)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使保持于所述第1保持腔室的所述稀释液经由所述第1稀释液路径而向所述测定腔室移送,
步骤(b)通过使所述试样分析用基板的旋转停止,使所述测定腔室的所述稀释液向所述试剂腔室的毛细管区域移动,使所述多种试剂溶解于所述稀释液,调制试剂溶液,
步骤(c)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使所述试剂腔室的所述试剂溶液向所述测定腔室移动。
[项目16]
根据项目15所述的试样分析装置的控制方法,在所述步骤(b)与所述步骤(c)之间还包括使所述试样分析用基板进行摇动的步骤。
[项目17]
根据项目15所述的试样分析装置的控制方法,所述程序使所述步骤(b)和所述步骤(c)反复进行多次。
以下,参照附图对本实施方式的试样分析用基板、试样分析装置、试样分析系统以及试样分析装置的控制方法进行详细的说明。图1A是表示试样分析系统501的整体结构的框图,图1B是表示试样分析装置200的外观的一个例子的立体图。另外,图1C是表示试样分析装置200的打开了门的状态的立体图。试样分析系统501包括试样分析装置200以及试样分析用基板1。
试样分析装置200具备具有能够开闭的门251的壳体250。壳体250具有以能够使试样分析用基板1旋转的方式对其进行容纳的容纳室250c,在容纳室250c内配置有具有转台202的马达201。能够在打开了门251的状态下,相对于容纳室250c内的转台202拆装试样分析用基板1。通过关闭门251,门251对容纳室250c进行遮光,以使得光不从外部入射到容纳室250c。另外,在设置于门251的夹持器(clamper)253与转台202之间夹入试样分析用基板1。在壳体250设置有使试样分析装置200启动/停止的电源开关252和显示装置208。显示装置208是触摸面板,也可以兼作输入装置209。
试样分析装置200具备马达201、控制电路205、驱动电路206、光学测定单元207。
马达201具有相对于重力方向G而倾斜了比0°大且90°以下的角度θ的旋转轴A,使载置于转台202的试样分析用基板1绕旋转轴A进行旋转。通过旋转轴A倾斜,能够在试样分析用基板1中的液体的移送期间,在基于旋转的离心力的基础上利用基于重力的移动。旋转轴A相对于重力方向G的倾斜角度优选为5°以上,更优选为10°以上且45°以下,进一步优选为20°以上且30°以下。马达201例如可以为直流马达、无刷马达、超声波马达等。
驱动电路206使马达201进行旋转。具体而言,基于来自控制电路205的指令,使试样分析用基板1在顺时针方向或者逆时针方向上进行旋转。或者,在预定的停止位置以旋转轴A为中心,以预定的振幅范围、周期使之在左右进行往复运动,从而使试样分析用基板1进行摇动。
旋转角度检测电路204对马达201的旋转轴A的旋转角度进行检测。例如,旋转角度检测电路204也可以是安装于旋转轴A的旋转编码器。在马达201为无刷马达的情况下,旋转角度检测电路204也可以具备检测电路,该检测电路接受无刷马达所具备的霍尔元件以及霍尔元件的输出信号,输出旋转轴A的旋转角度。检测电路也可以是后述的控制电路205兼作的电路。在试样分析用基板1相对于转台202的安装角度是确定的角度的情况下,旋转轴A的旋转角度与试样分析用基板1的旋转角度一致。
也可以构成为:相对于转台202而以任意的角度安装试样分析用基板1。在该情况下,对安装于转台202的试样分析用基板1的成为基准的部分的旋转角度进行检测。以下,将试样分析用基板1的成为基准的部分称为原点。因此,试样分析装置200也可以具备原点检测器203。例如如图1D所示,原点检测器203包括光源203a、受光元件203b以及原点检测电路203c,配置为试样分析用基板1位于光源203a与受光元件203b之间。例如,光源203a为发光二极管,受光元件203b为光电二极管。如后所述,试样分析用基板1具备具有遮光性的保护盖2。保护盖2例如具有对从光源203a出射的光的至少一部分进行遮光的遮光性。在试样分析用基板1中,保护盖2的区域的透射率小(例如10%以下),保护盖2以外的区域的透射率大(例如60%以上)。
当试样分析用基板1利用马达201进行旋转时,受光元件203b向原点检测电路203c输出与所入射的光的光量相应的检测信号。根据旋转方向,在保护盖2的边缘2h以及边缘2j处,检测信号增大或者降低。例如在试样分析用基板1如由箭头所示那样顺时针地进行旋转的情况下,原点检测电路203c对检测光量的降低进行检测,作为原点信号进行输出。
在本说明书中,将保护盖2的边缘2h的位置作为试样分析用基板1的原点位置(试样分析用基板1的成为基准的角度位置)来处理。但是,也可以将从保护盖2的边缘2j的位置起任意地确定的特定的角度的位置确定为原点。另外,在保护盖2为扇形、其中心角比试样分析所需要的角度的检测精度小的情况下,也可以将保护盖2自身确定为原点位置。
原点位置是为了试样分析装置200取得试样分析用基板1的旋转角度的信息而被利用的。原点检测器203也可以具备其他结构。例如,也可以在试样分析用基板1具备原点检测用的磁体,原点检测器203也可以是对该磁体的磁进行检测的磁检测元件。另外,也可以将用于对后述的磁性粒子进行捕捉的磁体用于原点检测。
光学测定单元207对与保持于试样分析用基板1的检体相应的信号进行检测。如后所述,信号是与试剂反应了的检体所发出的荧光等的发光、或者透射光的吸光度等。例如,光学测定单元207包括光源207a、光检测器207b以及检测电路207c,根据从光源207a出射的光,光检测器207b对与试剂反应了的检体所发出的荧光进行检测。光检测器207b的输出被输入到检测电路207c。
控制电路205例如包括设置于试样分析装置200的CPU。控制电路205基于来自输入装置209的操作者的指令,使试样分析装置200的各部进行动作来进行检体的分析。具体而言,控制电路205通过执行被读入到RAM(Random Access Memory,随机访问存储器;未图示)的计算机程序,按照该计算机程序的步骤,向其他电路发送命令。接受到该命令的各电路如在本说明书中说明的那样进行动作,实现各电路的功能。来自控制电路205的命令被发送到原点检测器203、旋转角度检测电路204、驱动电路206、光学测定单元207等。计算机程序的步骤由附图中的流程图表示。
此外,被读入了计算机程序的RAM、换言之保存计算机程序的RAM既可以是易失性的,也可以是非易失性的。易失性RAM是若不供给电力、则无法保持所存储的信息的RAM。例如,动态随机访问存储器(DRAM)为典型的易失性RAM。非易失性RAM是即使不供给电力也能够保持信息的RAM。例如,磁阻RAM(MRAM)、可变电阻式存储器(ReRAM)、铁电体存储器(FeRAM)是非易失性RAM的例子。在本实施方式中,优选采用非易失性RAM。
易失性RAM以及非易失性RAM均是非瞬时性的(non-transitory)、计算机能够读取的记录介质的例子。另外,如硬盘那样的磁记录介质、如光盘那样的光学记录介质也是非瞬时性的计算机能够读取的记录介质的例子。即,本公开涉及的计算机程序可以记录于使计算机程序作为电波信号进行传播的、大气等介质(瞬时性的介质)以外的不是瞬时性的各种计算机能够读取的介质。
在本说明书中,设为控制电路205为与旋转角度检测电路204以及原点检测器203的原点检测电路203c不同的构成要素来进行说明。然而,这些也可以由共同的硬件来实现。例如,设置于试样分析装置200的CPU(计算机)也可以串行或者并行地执行作为控制电路205发挥功能的计算机程序、作为旋转角度检测电路204发挥功能的计算机程序以及作为原点检测器203的原点检测电路203c发挥功能的计算机程序。由此,使该CPU在外观上,可以作为不同的构成要素来进行动作。
(试样分析用基板1)
对试样分析用基板的构造进行详细的说明。试样分析用基板通过旋转运动,进行被导入到试样分析用基板1的液体的移送。图2A表示试样分析用基板1的分解立体图。在本实施方式中,试样分析用基板1具备基底基板3、覆盖基板4、保护盖2以及稀释液容器5。由基底基板3和覆盖基板4构成基板主体,基板主体和保护盖2作为整体构成一个基板。
基底基板3具有第1面3a以及第2面3b,在第1面3a形成有微型通道构造3c。微型通道构造3c包括微小的保持流体的多个腔室、和在多个腔室间使流体移动的多个流路。对于微型通道构造3c的具体构造,将在以下进行说明。在基底基板3的第1面3a还具备用于保持稀释液容器5的容纳部11。在容纳部11内设置有作为突起的开封(敞口)肋14。基底基板3具有包含切口部3n的圆盘形状,还具备向切口部3n突出的注入口13。注入口13是将包含检体的试样液导入到微型通道构造3c的开口。
覆盖基板4与基底基板3相接合以使得基底基板3的第1面3a与覆盖基板4的第2面4b相对向、抵接。由此,基底基板3的微型通道构造3c的第1面3a的开口被关闭,区划出的多个腔室以及多个流路形成在由基底基板3、覆盖基板4以及保护盖2构成的基板内。
在覆盖基板4的第1面4a设置有插入到转台202的旋转支承部15。在旋转支承部15形成有前端向外周延伸的凸部15c。凸部15c的前端具有与轴A平行的圆柱形状的曲面。在旋转支承部15插入到转台202的情况下,凸部15c作为止转用卡合发挥功能,该止转用卡合抑制试样分析用基板1相对于转台202空转。
图2B以及图2C是关闭了保护盖2的状态下以及打开了保护盖2的状态下的试样分析用基板1的立体图。保护盖2具有将基底基板3的切口部3n覆盖的扇形形状,在扇形形状的一端侧具有孔2a、2b。在覆盖基板4的第1面4a以及基底基板3的第2面3b,分别在切口3n的附近具有凸部7a、7b,凸部7a、7b插入到保护盖2的孔2a、2b,保护盖2被以能够相对于基板主体转动的方式进行支承。
如图2C所示,在保护盖2打开了的状态下,注入口13露出,能够从注入口13导入试样液。如图2B所示,在保护盖2关闭了的状态下,注入口13被保护盖2覆盖。由此,在从注入口13导入试样液、使试样分析用基板1进行了旋转的情况下,抑制试样液因基于旋转的离心力而从注入口13飞散。
另外,保护盖2具备如下功能:在测定前将稀释液容器5保持于预定的位置,在测定时对稀释液容器5进行开封。一边详细描述保护盖2以及稀释液容器5的构造,一边对这些功能进行说明。
图3A~图3E是稀释液容器5的平面图、图3A的A-A剖视图、侧视图、后视图以及主视图。另外,图4A~图4D是保护盖2的平面图、侧视图、图4A的B-B剖视图以及后视图。
稀释液容器5具有第1面5a以及第2面5b、位于第1面5a和第2面5b之间并与基板主体的容纳部11的空间对应的曲面5c和侧面5d、以及容纳空间5e。容纳空间5e在侧面5d具有开口5da。在容纳空间5e保持有稀释液8,在侧面5d接合有密封部件9以使得覆盖开口5da。密封部件例如由树脂、铝箔、或者这些的复合部件等构成。侧面5d向第2面5b侧倾斜。在曲面5c连接有具有抵接面10c以及凸部10e的闩锁(latch)部10。在第1面5a设置有凹部5aa。
保护盖2具有切口12c以及抵接面12d,具有设置在第2面2e的内侧的突起部12。另外,在第1面2c的扇形的内周具有侧面2d。
图5A~图5C是表示试样分析用基板1的使用前的状态、导入试样液的状态以及将保护盖锁定的状态的剖视图。如图5A所示,在使用前的状态下,保护盖2被锁定,稀释液容器5的闩锁部10的凸部10e卡合于保护盖2的突起部12的切口12c。因此,稀释液容器5通过保护盖2被固定,以使得其不在箭头J方向上移动。试样分析用基板1在该状态下被提供给利用者。在容纳部11内,稀释液容器5在该状态下配置在开封肋14与密封部件9分离的初始位置。
利用者在进行检体的分析的情况下,如图5A以及图5B所示,打开保护盖2。由此,稀释液容器5的闩锁部10弹性变形,凸部10e被从保护盖2的突起部12的切口12c脱离,闩锁部10与突起部12的卡合被解除。
在该状态下,利用者将试样液点到试样分析用基板1的露出的注入口13,如图5B以及图5C所示,关闭保护盖2。此时,通过关闭保护盖2,保护盖2的突起部12的抵接面12d与稀释液容器5的闩锁部10的抵接面10c抵接,稀释液容器5在基板主体的容纳部11内在J方向上移动。由此,稀释液容器5在容纳部11内向开封位置移动。
通过稀释液容器5向开封位置移动,设置于倾斜的侧面5d的密封部件9从开封肋14的前端开始依次抵接到根部,密封部件9由开封肋14开封。由此,成为保持于容纳空间5e的稀释液能够被排出到稀释液容器5的外部的状态。在该状态下,稀释液的一部分也可以从稀释液容器5排出。
图6表示将试样分析用基板1设置为图5A所示的状态的制造步骤。首先,在关闭保护盖2之前,将设置在稀释液容器5的下表面的凹部5aa和设置在覆盖基板4的孔4aa位置对准,在该初始位置穿过孔4aa而使固定夹具150的突起150a卡合于稀释液容器5的凹部5aa,设置为将稀释液容器5卡定于初始位置的状态。并且,通过从形成在保护盖2的上表面的切口2f(参照图4A)插入按压夹具151,在对保护盖2的底面进行按压而使之弹性变形的状态下关闭保护盖2后解除按压夹具151,从而能够设置为图5A的状态。
在该实施方式中,对在稀释液容器5的第1面5a设置凹部5aa的例子进行了说明,但也可以构成为:在稀释液容器5的第2面5b设置凹部,与该凹部对应地在基底基板3设置孔,使固定夹具150的突起150a卡合于凹部。
另外,在本实施方式中,保护盖2的切口12c直接与稀释液容器5的闩锁部10卡合,将稀释液容器5固定于初始位置,但也可以使保护盖2的切口12c和稀释液容器5的闩锁部10间接地卡合,将稀释液容器5固定于初始位置。
接着,对试样分析用基板1向转台202的固定进行说明。图7A是转台202的俯视图。转台202具有圆柱状的凹部202d、和配置在凹部202d内的中央凸部202c。另外,转台202具有位于外侧面的齿轮202f、和设置在凹部202d的侧面的齿轮202f。图7B表示齿轮202f的齿的圆周向的断面。齿轮202f的齿在转台的上表面202a侧的角部设置有锥部202t。
在将试样分析用基板1载置于转台202的情况下,将试样分析用基板1的旋转支承部15插入到转台202的凹部202d与中央凸部202c之间的空间。在图7A中,用阴影线表示所插入的旋转支承部15。
转台202的中央凸部202c插入到试样分析用基板1的旋转支承部15内的空间。旋转支承部15以及保护盖2的侧面2d被插入到转台202的凹部202d的中央凸部202c与齿轮202f之间的空间。此时,侧面2d与齿轮202f的前端的面相抵接。旋转支承部15的凸部15c的前端插入到齿轮202f的齿槽的某一个中。侧面2d与齿轮202f的前端相抵接,因此,能够与转台202的旋转角度位置无关地,向转台202的凹部202d内进行插入。另一方面,凸部15c的前端在与齿轮202f的齿相抵接的角度下无法向凹部202d内进行插入。但是,如图7B所示,在齿轮202f的齿的上表面202a侧设置有锥部202t,因此,当凸部15c的前端和齿的锥部202t相抵接时,锥部202t接受从凸部15c的前端沿着圆周向的阻力,转台202稍微旋转。由此,凸部105c的前端被插入到齿轮202f的齿槽。由此,在试样分析用基板1的旋转支承部15和转台202的齿轮202f啮合、不空转的状态下,试样分析用基板1载置于转台202。
凸部15c的前端也能够插入到齿轮202f的任一个齿槽,因此,操作者能够不在乎试样分析用基板1的安装角度地将试样分析用基板1载置于转台202。另外,侧面2d与齿轮202f的多个齿的前端相抵接。因此,旋转支承部15能够通过凸部15c以及侧面2d而在面积比较小的多个部位与转台202的齿轮202f相接触,转台202能够以无松动的方式支承旋转支承部15。
如前述的那样,转台202的旋转轴从重力方向倾斜角度θ。由此,能够根据试样分析用基板1的旋转停止位置,对施加于试样分析用基板1内的溶液的重力的方向进行控制。
例如在使试样分析用基板1停止在图8A所示的位置(在将正上方表示为0°(360°)的情况下为180°附近的位置)的情况下,从正面来看,腔室121的外侧面122朝向下侧,因此,腔室121内的溶液125受到朝向外周方向(外侧面122)的重力。
另外,在使试样分析用基板1停止在图8B所示的60°附近的位置的情况下,从正面来看,腔室121的左侧面123朝向下侧,因此,腔室121内的溶液125受到朝向左侧面123侧的重力。同样地,在图8C所示的300°附近的位置,从正面来看,腔室121的右侧面124朝向下侧,因此,腔室121内的溶液125受到朝向右侧面124的重力。
这样,通过在旋转轴A设置倾斜,使试样分析用基板1停止在任意的旋转停止位置,由此能够利用重力来作为用于使试样分析用基板1内的溶液向预定方向移送的驱动力之一。
对于施加于试样分析用基板1内的溶液的重力的大小,能够通过调整旋转轴A的角度θ来进行设定,优选根据所移送的液量与附着于试样分析用基板1内的壁面的力之间的关系来进行设定。
角度θ优选为10°~45°的范围。当角度θ比10°小时,有可能施加于溶液的重力过小而无法得到移送所需要的驱动力,当角度θ比45°大时,有可能向旋转轴A的负荷会增大,用离心力移送的溶液会因自重而随意移动,变得难以控制。
作为构成试样分析用基板1的部件的材料,优选材料成本廉价、且量产性优异的树脂材料。所述分析装置200通过对透过试样分析用基板1的光进行测定的光学测定方法来进行试样液的分析,因此,作为基底基板3以及覆盖基板4的材料,优选PC、PMMA、AS、MS等透光性(透明性)高的合成树脂。
另外,作为稀释液容器5的材料,由于需要在稀释液容器5的内部长期间封入稀释液8,因此,优选PP、PE等水分透过率低的结晶性的合成树脂。作为保护盖2的材料,只要为成形性好的材料,就没有特别的问题,优选PP、PE、ABS等廉价树脂。
对于基底基板3与覆盖基板4的接合,优选难以对所述容纳区域所担载的试剂的反应活性产生影响的方法,优选在接合时难以产生反应性的气体和/或溶剂的超声波熔敷、激光熔敷等。
另外,希望在通过基底基板3与覆盖基板4的接合而形成的微型通道构造中的、流路等通过毛细管力使溶液进行移送的部分进行用于提高毛细管力的亲水处理。具体而言,进行使用了亲水性聚合物和/或界面活性剂等的亲水处理。在此,亲水性是指与水的接触角小于90°,更优选接触角小于40°。
接着,对形成于试样分析用基板1的微型通道构造进行说明。在本实施方式的试样分析系统中,使用于对试样液所包含的检体进行检测的试剂在溶液的状态下与检体进行反应。由此,能够提高检体与试剂的反应的均匀性,能够提高检体的检测或者检体量的测定的精度。因此,如图9A所示,试样分析用基板1的基板具备保持腔室(第2保持腔室)22、溢流腔室24、保持腔室(第1保持腔室)26、测定腔室28、试剂腔室29以及溢流腔室31A~31D。另外,试样分析用基板1的基板具备:将容纳部11和保持腔室22连接的流路21、将保持腔室22和溢流腔室24连接的流路23、将溢流腔室24和保持腔室26连接的流路25、将保持腔室26和测定腔室28连接的流路27。试样分析用基板1的基板还具备:将保持腔室26和溢流腔室31A连接的流路32、将溢流腔室31A和溢流腔室31B连接的流路33、将溢流腔室31B和溢流腔室31C连接的流路34、将溢流腔室31C和溢流腔室31D连接的流路35。流路27将保持腔室26和测定腔室28或者试剂腔室29连接,构成移送稀释液的第1稀释液路径。流路27的与保持腔室26连接的连接口位于比与测定腔室28或者试剂腔室29的连接口靠内周侧的位置。另外,流路27在这些连接口之间具有与这些两个连接口相比而向内周侧突出的凸部。也即是,在将使试样分析用基板1进行旋转时所产生的离心力视为重力的情况下,流路27构成虹吸管。
优选检体或者包含检体试样液也用稀释液进行稀释。因此,如图9B所示,试样分析用基板1的基板具备:腔室42、混合腔室44、将保持腔室22和腔室42连接的流路41、将腔室42和混合腔室44连接的流路43。在混合腔室44中,包含后述的检体的试样液用稀释液进行混合。用稀释液稀释后的检体被向测定腔室28移送。因此,试样分析用基板1具备大气开放腔室47、将混合腔室44和大气开放腔室47连接的流路45、将大气开放腔室47和测定腔室28连接的流路48、连接于流路45的大气开放腔室46。流路41、腔室42以及流路43构成将保持腔室22和混合腔室44连接的第2稀释液路径。另外,流路45、大气开放腔室47以及流路48构成将混合腔室44和测定腔室28连接的混合液路径。
如图9C所示,为了从试样液除去一部分成分,试样分析用基板1具备:检体腔室62A、62B、溢流腔室67、将检体腔室62B和腔室42连接的流路64、腔室54、流路55、连接于溢流腔室67的流路68、69、连接于流路68、69的大气开放腔室70、71、连接于流路64的大气开放腔室66。
流路64、腔室54、流路55、腔室42以及流路43构成将检体腔室62B和混合腔室44连接的检体路径。
各流路具有0.5mm~2mm的宽度以及50μm~500μm的深度。该尺寸是例如在试样液为血液的情况下、毛细管力起作用的范围。
在各大气开放腔室分别设置有空气孔85。另外,在保持腔室26、溢流腔室31A、31B、49A、51A以及混合腔室44也设置有空气孔85。空气孔85由图中的小圆表示,为了容易理解,没有标记参照标号。
在本实施方式中,各流路具有毛细管力起作用的形状,在试样分析用基板1没有旋转的状态下各流路的入口与液体相接的情况下,通过毛细管力,各流路的一部分或者全部由液体填满。对于各流路,按照稀释液8、试样液等的液体流动的方向,将流路的两个开口中的上流侧的开口称为入口,将下流侧的开孔称为出口。
在流路具有虹吸管形状的情况下,相对于试样分析用基板1的旋转轴A,入口位于比出口靠内周侧的位置,各流路包括比在连接了流路的入口的腔室中所保持的液面靠内周侧的位置弯曲的弯曲部。
以下,参照附图对试样分析系统的检体测定方法进行详细的说明。在本实施方式中,对将人体的血液中的血浆成分所包含的例如HbA1c等的成分作为检体来进行检测而测定检体的量的例子进行说明。
(1)试样液向试样分析用基板1的导入
首先,向试样分析用基板1导入包含应该检测的检体的试样液。图10A表示从试样分析用基板1的外侧观察试样分析用基板1的注入口13而得到的放大图,图10B是表示打开保护盖2而从指尖120采集试样液18时的状况的图,图10C是表示从转台202侧观察到的注入口附近的构造的立体图。
注入口13以从设定在试样分析用基板1的内部的旋转轴A向外周方向突出的形状,经由以在内周方向上伸长的方式形成在基底基板3与覆盖基板4之间的微小的隙间δ的毛细管力起作用的引导部17,连接于能够通过毛细管力保持所需量的流路61的入口。因此,通过打开保护盖2而向该注入口13直接涂试样液(血液)18,附着于注入口13的附近的试样液18通过引导部17的毛细管力而被取入到试样分析用基板1的内部。
在引导部17与流路61的连接部、也即是流路61的入口形成有在基底基板3形成凹部61a而对流路的方向进行变更的弯曲部61b。弯曲部61b向试样分析用基板1的内周侧突出。流路61的出口连接于检体腔室62A。
(2)试样分析用基板1向试样分析装置200的装填
在向试样分析用基板1导入试样液之后,关闭保护盖2。由此,如上所述,稀释液容器5在容纳部11内移动,开封肋14对密封部件9进行开封。由此,成为能够从密封部件9的开口排出稀释液的状态。
如上所述,使试样分析装置200的电源开关252为接通(ON)。打开试样分析装置200的门251,将试样分析用基板1的旋转支承部15插入到转台的凹部202d,将试样分析用基板1载置于转台202。然后,关闭门251。
图11A表示该状态下的试样分析用基板1中的试样液18以及稀释液8的位置。试样液18位于流路61。稀释液8保持于稀释液容器5不变,但如上所述,在密封部件9形成有开口,稀释液8处于能够被排出的状态。
(3)测定的开始、稀释液8向保持腔室的移动以及试样液向检体腔室的移动
通过操作者从输入装置209指示测定的开始,转台202进行旋转,试样分析用基板1如图11B所示那样例如在顺时针方向(C2方向)上进行旋转。由此,流路61内的试样液18受到离心力,在弯曲部61b的位置断开,位于比弯曲部61b靠出口侧的位置的试样液18向检体腔室62A移动。另外,位于比弯曲部61b靠入口侧的位置的试样液18被从注入口13排出到保护盖2内。
向检体腔室62A移动了的试样液18通过离心力而进一步向位于比检体腔室62A靠外周侧的位置的检体腔室62B进行移动。在检体腔室62B中,试样液18通过离心分离,被分离为血浆成分18a和血球成分18b。在检体腔室62B的最外周的位置连接有流路65的入口,因此,在该状态下,流路65的一部分由血球成分18b填满。流路64的入口位于比检体腔室62B的最外周部分靠内周侧的位置,与血浆成分18a以及血球成分18b相接。但是,血浆成分18a的粘度比血球成分18b的粘度低,因此,血浆成分18a优先地被流路64吸走,流路64的一部分由血浆成分18a填满。
另一方面,稀释液容器5内的稀释液8被从密封部件9的开口排出到容纳部11内。进一步,如图11B所示,稀释液8经由流路21而流入到保持腔室22。当流入到保持腔室22的稀释液8超过预定量时,超过了预定量的稀释液8经由流路23、溢流腔室24、流路25而流入到保持腔室26。
与连接于溢流腔室24的流路23的出口相比,连接于溢流腔室24的流路25的入口位于更靠外周侧的位置,因此,流入到溢流腔室24的稀释液8不驻留在溢流腔室24而经由流路25向保持腔室26移动。
此时,如图12所示,稀释液容器5的容纳空间5e的内壁5f由位于与侧面5d相反一侧、且具有与旋转轴A相比而向开口5da侧偏置了d的轴m的圆柱面构成。因此,通过试样分析用基板1的旋转,在位于比旋转轴A靠内壁5f侧的位置的稀释液8作用朝向内壁5f的方向的离心力,但被推压到内壁5f的稀释液沿着内壁5f而如由箭头所示那样向开口5da侧移动。圆柱面的轴m位于比旋转轴A靠开口5da侧的位置,因此,稀释液8移动到比旋转轴A靠开口5da侧的位置。其结果,在进行了移动的稀释液8作用向开口5da侧移动的离心力,在由箭头n表示的方向上移动。由此,稀释液8被从稀释液容器5的开口5da高效率地放出到容纳部11。
当流入到保持腔室26的稀释液8超过预定量时,超过了预定量的稀释液8经由流路32而流入到溢流腔室31A。与连接于溢流腔室31A的流路32的出口相比,连接于溢流腔室31A的流路33的入口位于更靠外周侧的位置,因此,流入到溢流腔室31A的稀释液8不驻留在溢流腔室31A而经由流路33向溢流腔室31B移动。稀释液8进一步经由流路34而流入到溢流腔室31C。溢流腔室31C通过设置在溢流腔室31C的内周侧的流路35而连接于溢流腔室31D。因此,当流入到溢流腔室31C的稀释液8到达流路35的入口时,稀释液8经由流路35也流入到溢流腔室31D。
如图11B所示,稀释液8也填满流路41的一部分以及流路23。具体而言,由稀释液8填满流路41中的、位于比与连接于溢流腔室24的流路23的出口位置处的从旋转轴A起算的半径位置(距离)R1相同的半径位置靠外周侧的位置的部分。另外,保持于保持腔室22的稀释液8的量也由保持腔室22的空间中的、比从旋转轴A起算的半径位置(距离)R1靠外侧的部分规定。从这些保持腔室22、流路41的一部分以及流路23所保持的稀释液8的合计除去残存于后述的流路41的稀释液8后的量的稀释液8被使用于检体的稀释。在保持腔室22以及流路41中保持的稀释液8的量根据半径位置R1来确定,因此,在该阶段中被使用于检体的稀释的稀释液8被定量。
同样地,稀释液8也填满流路27的一部分以及流路32。具体而言,由稀释液8填满流路27中的、位于比与连接于溢流腔室31A的流路32的出口位置处的从旋转轴A起算的半径位置(距离)R2相同的半径位置靠外周侧的位置的部分。同样地,保持于保持腔室26的稀释液8的量也由保持腔室26的空间中的、比从旋转轴A起算的半径位置(距离)R2靠外侧的部分规定。从这些保持腔室26、流路27的一部分以及流路32所保持的稀释液8的合计除去残存于后述的流路27的稀释液8后的量的稀释液8被使用于试剂的溶解。在保持腔室26以及流路27中所保持的稀释液8的量根据半径位置R2来确定,因此,在该阶段中为了调制试剂液而使用的稀释液8被定量。
(4)试样液的计量
接着,使转台202的旋转停止。如前述的那样,流路64的入口与血浆成分18a以及血球成分18b相接。但是,血浆成分18a的粘度比血球成分18b的粘度低,因此,如图13A所示,通过毛细管力,血浆成分18a优先地被流路64吸走,流路64由血浆成分18a填满。在血浆成分18a被流路64吸走之后,血球成分18b也可能被吸走。
流路64包括向内周侧弯折的弯曲部64a、分别位于比弯曲部64a的位于最内周侧的部分靠入口侧以及出口侧的位置的部分64A以及64B。在流路64中,血浆成分18a先被吸走,因此,血球成分18b是填满入口侧的部分64A的一部分的程度。也即是,即使是在流路64吸入了血球成分18b的情况下,血浆成分18a和血球成分18b也维持被分离的状态。如后述的那样,流路64的部分64B被用于检体的测定,因此,能抑制血球成分18b混入检体而对测定产生影响。通过流路64的部分64B由血浆成分18a填满,进行在测定中使用的血浆成分18a的定量。
保持于检体腔室62B的血球成分18b通过毛细管力而被流路65吸走,填满流路65。
保持于保持腔室22的稀释液8通过毛细管力而被流路41吸走,填满流路41。另外,保持于保持腔室26的稀释液8通过毛细管力而被流路27吸走,填满流路27。
(5)稀释液向测定腔室以及混合腔室的移动、检体向混合腔室的移动
当使转台202在顺时针方向(C2方向)上旋转时,由于流路64连接于大气开放腔室66,流路64内的血浆成分18a和血球成分18b会在连接于大气开放腔室66的部分断开。具体而言,位于部分64A的血浆成分18a和血球成分18b会通过基于旋转的离心力而向检体腔室62B移动。如图13B所示,向检体腔室62B移动了的血浆成分18a和血球成分18b与位于检体腔室62B的血球成分18b一起,经由流路65而向溢流腔室67移动。
另一方面,位于部分64B的血浆成分18a经由腔室54、流路55、腔室42以及流路43而向混合腔室44移动。
位于保持腔室22、流路23以及流路41的稀释液8经由流路41、腔室42以及流路43而向混合腔室44移动。由此,血浆成分18a和稀释液8在混合腔室44中混合,检体溶液被进行调制。
此时,在进行稀释液8的移送、流路23以及保持腔室22成为了空之后,当成为稀释液8仅位于流路41的状态时,如图14A所示,流路41内的稀释液8通过离心力而被推向流路41内的内壁的外周侧,由此,在流路41的弯曲部41a中的位于保持腔室22侧的部分中,在内周侧形成空气路56。当形成空气路56时,稀释液8不会被再进一步进行移送。因此,一部分的稀释液8残留于流路41内。
同样地,位于保持腔室26、流路32以及流路27的稀释液8经由流路27向试剂腔室29移动。在进行稀释液8的移动、流路32以及保持腔室26成为了空之后,当成为稀释液8仅位于流路27的状态时,如图14B所示,流路27内的稀释液8通过离心力而被推向流路27内的内壁的外周侧,由此,在流路27的弯曲部27a中的位于保持腔室26侧的部分中,在内周侧形成空气路56。当形成空气路56时,稀释液8不会被再进一步进行移送。因此,一部分稀释液8残留在流路27内。
试剂腔室29包括毛细管力起作用的部分29A和毛细管力实质上不起作用的部分29B。部分29A和部分29B分别在大致圆周向上延伸,部分29B位于比部分29A靠内周侧的位置。部分29B作为通过毛细管力而排出在部分29A保持有稀释液时的气泡的空气路径发挥功能(防止部分29A中带入气泡)。
在部分29A配置有1个以上的试剂30。在试样分析用基板1包括2个以上的试剂30的情况下,多种试剂30大概沿着周向配置。
测定腔室28位于与试剂腔室29的部分29A以及部分29B相邻的位置。部分29A在周向上与测定腔室28相邻接,并且,部分29A的一端29Aa与测定腔室28的外周侧相接。另外,测定腔室28位于比试剂腔室29的部分29A中的主要的区域靠外周侧的位置。
在本实施方式中,流路27的出口连接于试剂腔室29的部分29B。因此,当稀释液8从流路27向试剂腔室29移动时,经由部分29B而移动到部分29A的一部分,进一步,向测定腔室28移动。由此,稀释液8会浸湿作为毛细管区域的部分29A的一部分而向测定腔室28移动。因此,试剂腔室29的部分29A的浸润性提高,在以下的步骤中使稀释液8向试剂腔室29移动时,稀释液8能够顺利地进行移动。
另外,在试剂腔室29以及测定腔室28没有设置空气孔。由此,在接下来的步骤中的试剂溶液的调整时,能够抑制试剂溶液从空气孔漏出。测定腔室28经由流路48而连接于大气开放腔室47。因此,在使稀释液8向试剂腔室29移动时,试剂腔室29以及测定腔室28不成为密闭容器,试剂腔室29以及测定腔室28的空气能够经由流路48而被从大气开放腔室47放出。由此,能够进行稀释液8向试剂腔室29的顺利的移动。
(6)试剂溶液、检体溶液的调制
停止转台202的旋转,例如使试样分析用基板1停止在图15A所示的旋转角度。进一步,使转台202以5~80Hz的频率进行摇动、也即是正转以及反转,以使得根据该旋转角度在试样分析用基板1的外周上对试样分析用基板1赋予±1mm左右的移动范围的摇动。对于该角度,可选择即使特别地进行摇动、混合腔室44内的检体溶液也不与连接于混合腔室44的流路45的入口相接的旋转角度。
通过上述的摇动,被移送到混合腔室44内的稀释液8和血浆成分18a被进行搅拌,检体溶液被进行调制。
另外,被移送至测定腔室28的稀释液8通过毛细管力而被试剂腔室29的部分29A吸走,试剂30溶解于稀释液8,试剂溶液被进行调制。如前述的那样,在测定腔室28以及试剂腔室29没有设置大气孔,因此,试剂溶液不会因摇动而从大气孔漏出。
另外,在连接于试剂腔室29的流路27残留有稀释液8。因此,能抑制试剂溶液从流路27向保持腔室26流出。
进一步,测定腔室28经由流路48而连接于大气开放腔室47,大气开放腔室47进一步与对检体溶液进行计量的流路45连接。因此,通过摇动,当试剂溶液从测定腔室28填满到流路48时,如图15C所示,通过在连接于试剂腔室29以及测定腔室28的两条流路27、48填满液体,成为能保持试剂腔室29以及测定腔室28的气密性的状态。因此,不需要对用于溶解、搅拌试剂的摇动的频率进行限制,如上所述,能够在混合腔室44内的检体溶液不与连接于混合腔室44的流路45的入口相接的范围内设定用于搅拌的摇动条件。
另外,溢流腔室67具有在周向上延伸的形状,在其两端经由流路68、69而与大气开放腔室70、71连接。流路68、69位于使得与被排出到溢流腔室67的包含血浆成分18a和血球成分18b的所排出的试样液相接的位置。因此,试样液通过流路68、69的毛细管力而被吸走,大气开放腔室70、71与溢流腔室67的连通被切断。另外,根据参照图14A、14B而说明过的理由,在流路65会残留所排出的试样液。由此,能够将溢流腔室67内密闭在负压的状态,能够抑制向溢流腔室67移动的试样液18的流出。
此外,在溢流腔室67设置有两个与大气连通的流路,但即使仅设置某一方的流路,也能够得到同样的效果。但是,在该情况下,在从检体腔室62B向溢流腔室67排出试样液时,流路68或者流路69会在途中由试样液18填满,溢流腔室67内被增压,由此,存在无法进一步使试样液向溢流腔室67移动的可能性。在该情况下,存在驻留在检体腔室62B的试样液18在以下的步骤中经由流路64而向混合腔室44移动的可能性。在这一点上,流路和大气开放腔室分别具备两个的构造是有利的。另外,也可以在检体腔室62B的外周侧形成产生毛细管力的部分。根据这样的构造,能够通过毛细管力将未能排出的试样液18保持在检体腔室62B。
(7)试剂溶液向测定腔室的移动
当使转台202在顺时针方向上旋转时,如图15B所示,在试剂腔室29的部分29B中所保持的试剂溶液通过离心力而向测定腔室28移动。
当停止转台202的旋转、将试样分析用基板1停止在图15A中所示的旋转角度位置时,测定腔室28的试剂溶液再次向试剂腔室29的部分29A移动。通过使旋转和停止反复进行数次,对于测定腔室28中的试剂的调制以及混合腔室44中的检体溶液的调制,能够以比仅通过扩撒进行调制短的时间且切实地进行该调制。也可以在使转台202停止之后,进行前述的摇动动作。
(8)检体溶液的计量
停止转台202的旋转,例如使试样分析用基板1停止在图16A所示的旋转角度。进一步,使转台202以5~80Hz的频率进行摇动,以使得根据该旋转角度在试样分析用基板1的外周上对试样分析用基板1赋予±1mm左右的移动范围的摇动。通过该动作,使保持在混合腔室44内的检体溶液与入口连接于混合腔室44的内周侧的流路45接触。检体溶液通过毛细管力而被吸入到流路45,流路45由检体溶液填满。
图14C中放大地表示流路45。流路45具有向内周侧弯曲的凸部45a、45b、45c、45d和向外周侧弯曲的凸部45e、45f、45g。凸部45a、45b、45c、45d与大气开放腔室46连接,凸部45e、45f与溢流腔室49A连接,凸部45g与大气开放腔室47连接。流路45通过经过凸部45a、45b、45c、45d的中心的半径方向上的直线(在图14C中由虚线表示)而被分为部分45A~45E。如后述的那样,位于流路45的部分45D的检体溶液被用于测定,其他部分的检体溶液不被用于测定。部分45D完全由检体溶液填满,因此,可根据流路45的容积来计量检体溶液。
(9)检体溶液向测定腔室的移送
如图16A所示,当使转台202在顺时针方向上旋转时,保持于流路45的检体溶液会在与大气开放腔室46相接的凸部45a、45b、45c、45d的位置,因从大气开放腔室46进入空气而如由虚线所示那样断开。也即是,检体溶液与部分45A~45E对应地被分割。如图16A以及图16B所示,位于部分45A的检体溶液返回混合腔室44。位于部分45B以及部分45C的检体溶液向溢流腔室49A移动,进一步经由流路50而向溢流腔室49B移动。位于部分45D的检体溶液向大气开放腔室47移动,经由流路48而向测定腔室28移动。另外,位于部分45E的检体溶液向溢流腔室51A移动,经由流路52而向溢流腔室51B移动。
向测定腔室28移动了的检体溶液与保持于测定腔室28的试剂溶液混合。试剂预先溶解于稀释液,因此,试剂溶液中的试剂与检体溶液中的检体以快的速度进行反应,另外,在混合后的溶液整体中均匀地发生反应。另外,在混合后的溶液整体中,检体和试剂大致同时地进行反应。在这些点上,能抑制由测定的再现性、测定的不均匀性引起的偏差等,能够大幅地提高测定精度。在溢流腔室49B以及51B没有设置有空气孔。由此,能抑制未被用于测定的检体溶液从溢流腔室49B以及51B漏出。
(10)检体溶液和试剂溶液的混合
当使转台202的旋转停止时,被移动至测定腔室28的试剂溶液以及检体溶液的混合液通过毛细管力而如图17A所示那样被试剂腔室29的部分29A吸走。
在此,通过使转台202以5~80Hz的频率进行摇动以使得在试样分析用基板1的外周上对试样分析用基板1赋予±1mm左右的移动范围的摇动,能够对保持于测定腔室28以及试剂腔室29的部分29A的混合溶液进行搅拌,检体和试剂在稀释溶液中更均匀地分散,使这些进行反应得以促进。如前述的那样,当流路48由混合溶液填满时,成为能保持试剂腔室29以及测定腔室28的气密性的状态。因此,不需要对用于混合的摇动的频率进行限制,能够以任意的强度对摇动动作进行控制。
(11)测定
当使转台202在顺时针方向上旋转时,如图17B所示,保持于试剂腔室29的部分29A的混合溶液通过离心力而被向测定腔室28d侧移送并保持。
然后,控制电路205接受在测定腔室28经过光学测定单元207的光源207a与光检测器207b之间的定时得到的光检测器207b的检测值,通过进行运算来算出检体的浓度。控制电路205也可以通过预先取得调制后的试剂溶液位于测定腔室28时的检测值,并将该值用作基准,从而使测定精度提高。
另外,在本实施方式中,使用光学单元来测定检体的浓度,但试样分析装置也可以以电的方式访问(access)配置于测定腔室28的试剂溶液和检体溶液的混合溶液来测定检体的浓度。
(其他方式)
在上述实施方式中,用稀释液对包含检体的试样液进行稀释,对检体溶液进行调制,但也可以不用稀释液对包含检体的试样液进行稀释而使之与试剂溶液进行反应。在该情况下,检体腔室也可以不经由混合腔室而通过检体路径与测定腔室连接。在该情况下,试剂也溶解于稀释液,因此,如前述的那样,能够使检体和试剂均匀地进行反应,能够使测定精度提高。
另外,在上述实施方式中,保持腔室26通过流路27而连接于试剂腔室29,但流路27也可以连接于测定腔室28。即使是在该情况下,如前述的那样,也通过试剂腔室29的部分29A与测定腔室28的外周侧壁接近,在使稀释液经由流路27而向测定腔室28移送时,被移送到测定腔室28的稀释液将试剂腔室29的部分29A的一部分润湿。由此,若停止试样分析用基板的旋转,则稀释液能顺利地被试剂腔室29的部分29A吸走。
另外,在本实施方式中,用于对检体溶液进行计量的流路45包括部分45A~45E,但只要能够计量测定所需要的量的检体溶液,则流路45的构造不限于此。
另外,形成于试样分析用基板的微型通道构造、也即是流路以及腔室的数量、形状、配置等是一个例子,不限于上述实施方式。
标号说明
1试样分析用基板;2保护盖;2a、2b孔;2c第1面;2d侧面;2e第2面;2f切口;2j、2h边缘;3基底基板;3a第1面;3b第2面;3c微型通道构造;3n切口部;4覆盖基板;4a第1面;4b第2面;4aa孔;5稀释液容器;5a第1面;5b第2面;5c曲面;5d侧面;5e容纳空间;5f内壁;5aa凹部;5da开口;7a、7b凸部;8稀释液;9密封部件;10闩锁;10c抵接面;10e凸部;11容纳部;12突起部;12c切口;12d抵接面;13注入口;14开封肋;15旋转支承部;15c凸部;17引导部;18试样液;18a血浆成分;18b血球成分;19试样液;21、23、25、27、32~35、41、43、48流路;50、52、55、64、65、68、69流路;22、26保持腔室;24、31A~31D、49A、49B、67、51A、51B溢流腔室;28测定腔室;29试剂腔室;29A毛细管起作用的部分;29B毛细管不起作用部分;29Aa一端;30试剂;42、47、54腔室;44混合腔室;45流路;45a~45d向内周侧弯曲的凸;45e~45g向外周侧弯曲的凸;45A~45E部分;46、47、66、70、71大气开放腔室;56空气路;61流路;61a凹部;61b弯曲部;62A~62C检体腔室;64流路;64a弯曲部;64A位于入口侧的部分;64B位于出口侧的部分;85空气孔;121腔室;122外侧面;123左侧面;124右侧面;125溶液;150固定夹具;150a突起;151按压夹具;200试样分析装置;201马达;202转台;202a上表面;202c中央凸部;202d凹部;202f齿轮;202t锥部;203原点检测器;203a光源;203b受光元件;203c原点检测电路;204旋转角度检测电路;205控制电路;206驱动电路;207光学测定单元;207a光源;207b光检测器;207c检测电路;208触摸面板;209输入装置;250壳体;250c容纳室;251门;252电源开关;253夹持器

Claims (17)

1.一种试样分析用基板,通过旋转运动进行液体的移送,所述试样分析用基板具备:
基板,其具有旋转轴;
第1保持腔室,其位于所述基板内,保持稀释液;
测定腔室,其位于所述基板内;
至少一种试剂;
试剂腔室,其位于所述基板内,配置有所述至少一种试剂,并连接于所述测定腔室;以及
第1稀释液路径,其位于所述基板内,将所述第1保持腔室和所述测定腔室或者所述试剂腔室连接。
2.根据权利要求1所述的试样分析用基板,
所述试剂腔室包括毛细管区域,所述试剂配置于所述毛细管区域。
3.根据权利要求1或者2所述的试样分析用基板,还具备:
第2保持腔室,其位于所述基板内,保持稀释液;
检体腔室,其位于所述基板内,保持检体;
混合腔室,其位于所述基板内;
检体路径,其位于所述基板内,将所述检体腔室和所述混合腔室连接;
第2稀释液路径,其位于所述基板内,将所述第2保持腔室和所述混合腔室连接;以及
混合液路径,其位于所述基板内,将所述混合腔室和所述测定腔室连接。
4.根据权利要求1或者2所述的试样分析用基板,还具备:
检体腔室,其位于所述基板内,保持检体;和
检体路径,其位于所述基板内,将所述检体腔室和所述测定腔室连接。
5.根据权利要求3所述的试样分析用基板,
所述测定腔室以及所述试剂腔室没有空气孔,
所述第1稀释液路径包括毛细管流路,所述毛细管流路具有入口以及连接于所述测定腔室的出口、并且具备所述出口相对于所述旋转轴而位于比所述入口靠外周侧的位置且与所述入口相比而向内周侧弯曲的虹吸管形状,
所述混合液路径包括毛细管流路和腔室,所述毛细管流路具备入口以及出口,所述出口连接于所述测定腔室,所述腔室连接于所述毛细管流路的入口、且具有空气孔。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的试样分析用基板,
所述第1稀释液路径的毛细管流路的出口与所述试剂腔室连接。
7.根据权利要求2所述的试样分析用基板,
包括多种所述试剂,在所述试剂腔室的毛细管区域中,所述多种试剂在周向上配置。
8.根据权利要求7所述的试样分析用基板,
所述测定腔室包括:位于比所述试剂腔室的所述毛细管区域中的配置所述多种试剂的区域靠外周侧的位置的部分。
9.一种试样分析系统,具备:
权利要求2所述的试样分析用基板;和
试样分析装置,
所述试样分析装置具有:
马达,其具有能够载置所述试样分析用基板的转台,在使所述旋转轴相对于重力方向倾斜了大于0°且90°以下的角度的状态下,使所述试样分析用基板绕所述旋转轴进行旋转;
旋转角度检测电路,其检测所述马达的旋转轴的角度;
原点检测器,其检测所述分析用基板的成为基准的原点;
驱动器驱动电路,其基于所述旋转角度检测电路的检测结果,对所述马达的旋转以及停止时的角度进行控制;以及
控制电路,其包括运算器、存储器以及存储于存储器并构成为能够在所述运算器进行执行的程序,基于所述程序,对所述马达、所述旋转角度检测电路、所述原点检测器以及所述驱动器驱动电路的动作进行控制,
所述程序包括如下步骤:
在所述第1保持腔室保持有所述稀释液的试样分析用基板被载置于所述试样分析装置的转台的情况下,
步骤(a)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使保持于所述第1保持腔室的所述稀释液经由所述第1稀释液路径而向所述测定腔室移送,
步骤(b)通过使所述试样分析用基板的旋转停止,使所述测定腔室的所述稀释液向所述试剂腔室的毛细管区域移动,使所述多种试剂溶解于所述稀释液,调制试剂溶液,
步骤(c)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使所述试剂腔室的所述试剂溶液向所述测定腔室移动。
10.根据权利要求9所述的试样分析系统,
所述程序在所述步骤(b)与所述步骤(c)之间还包括使所述试样分析用基板进行摇动的步骤。
11.根据权利要求9所述的试样分析系统,
所述程序使所述步骤(b)和所述步骤(c)反复进行多次。
12.一种试样分析装置,具备:
马达,其具有能够载置权利要求2所述的试样分析用基板的转台,在使所述旋转轴相对于重力方向而倾斜了大于0°且90°以下的角度的状态下,使所述试样分析用基板绕所述旋转轴进行旋转;
旋转角度检测电路,其检测所述马达的旋转轴的角度;
原点检测器,其检测所述分析用基板的成为基准的原点;
驱动器驱动电路,其基于所述旋转角度检测电路的检测结果,对所述马达的旋转以及停止时的角度进行控制;以及
控制电路,其包括运算器、存储器以及存储于存储器并构成为能够在所述运算器进行执行的程序,基于所述程序,对所述马达、所述旋转角度检测电路、所述原点检测器以及所述驱动器驱动电路的动作进行控制,
所述程序包括如下步骤:
在所述第1保持腔室保持有所述稀释液的试样分析用基板被载置于转台的情况下,
步骤(a)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使保持于所述第1保持腔室的所述稀释液经由所述第1稀释液路径而向所述测定腔室移送,
步骤(b)通过使所述试样分析用基板的旋转停止,使所述测定腔室的所述稀释液向所述试剂腔室的毛细管区域移动,使所述多种试剂溶解于所述稀释液,调制试剂溶液,
步骤(c)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使所述试剂腔室的所述试剂溶液向所述测定腔室移动。
13.根据权利要求12所述的试样分析装置,
所述程序在所述步骤(b)与所述步骤(c)之间还包括使所述试样分析用基板进行摇动的步骤。
14.根据权利要求12所述的试样分析装置,
所述程序使所述步骤(b)和所述步骤(c)反复进行多次。
15.一种试样分析装置的控制方法,
所述试样分析装置具备:
马达,其具有能够载置权利要求2所述的试样分析用基板的转台,在使所述旋转轴相对于重力方向而倾斜了大于0°且90°以下的角度的状态下,使所述试样分析用基板绕所述旋转轴进行旋转;
旋转角度检测电路,其检测所述马达的旋转轴的角度;
原点检测器,其检测所述分析用基板的成为基准的原点;
驱动器驱动电路,其基于所述旋转角度检测电路的检测结果,对所述马达的旋转以及停止时的角度进行控制;以及
控制电路,其包括运算器、存储器以及存储于存储器并构成为能够在所述运算器进行执行的程序,基于所述程序,对所述马达、所述旋转角度检测电路、所述原点检测器以及所述驱动器驱动电路的动作进行控制,
所述控制方法包括如下步骤:
在所述第1保持腔室保持有所述稀释液的试样分析用基板被载置于转台的情况下,
步骤(a)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使保持于所述第1保持腔室的所述稀释液经由所述第1稀释液路径而向所述测定腔室移送,
步骤(b)通过使所述试样分析用基板的旋转停止,使所述测定腔室的所述稀释液向所述试剂腔室的毛细管区域移动,使所述多种试剂溶解于所述稀释液,调制试剂溶液,
步骤(c)通过使所述试样分析用基板进行旋转,使所述试剂腔室的所述试剂溶液向所述测定腔室移动。
16.根据权利要求15所述的试样分析装置的控制方法,
在所述步骤(b)与所述步骤(c)之间还包括使所述试样分析用基板进行摇动的步骤。
17.根据权利要求15所述的试样分析装置的控制方法,
所述程序使所述步骤(b)和所述步骤(c)反复进行多次。
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