CN112888931B - 测量装置 - Google Patents
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Abstract
本公开的测量装置具备:流路设备,具有:第1流路,流动包含测量对象的粒子的第1液体,具有基于光学传感器的测量区域;第2流路,流动比较对象的第2液体,具有利用光学传感器来进行比较测量的比较区域;以及光学传感器的校准区域;臂状构件,在第1端配置有光学传感器,在第2端配置有驱动轴;和旋转驱动用致动器,在给定的范围内对臂状构件进行旋转驱动,测量区域、比较区域以及校准区域分别被配置为包括光学传感器随着臂状构件的旋转驱动而移动的圆周状的位置的区域。
Description
技术领域
本公开涉及测量装置,该测量装置分别在流路中流动包含测量对象的粒子的液体和比较对象的液体,并利用光学传感器进行测量。
背景技术
已知:将包含测量对象的粒子的液体、例如包含白血球等的血液等液体、和作为不包含该粒子的比较对象的液体、例如用于校准的生理盐水等液体供给到具有所谓的微流路的反应装置或微芯片,从而针对包含测量对象的粒子的液体进行各种测量(例如,参照日本特开2001-74724号公报以及国际公开第2009/145022号)。此外,作为该粒子的测量,还已知:使用具有发光元件以及受光元件的光学传感器,来对测量对象的粒子的浓度等进行测量。
发明内容
本公开的测量装置具备:流路设备,流路设备具有:第1流路,流动包含测量对象的粒子的第1液体,并且具有利用光学传感器来测量该第1液体中的所述粒子的测量区域;第2流路,流动不包含所述粒子的比较对象的第2液体,并且具有利用所述光学传感器对该第2液体进行测量的比较区域;以及校准区域,用于所述光学传感器的校准,并且具有非反射构件,所述非反射构件对应于所述测量区域以及所述比较区域而被配置于所述光学传感器的相反侧;臂状构件,在第1端配置有具有发光元件以及受光元件的所述光学传感器,在第2端配置有驱动轴;旋转驱动用致动器,与所述驱动轴连接,在给定的范围内对所述臂状构件进行旋转驱动,所述测量区域、所述比较区域以及所述校准区域分别被配置为包括所述光学传感器随着所述臂状构件的旋转驱动而移动的圆周状的位置的区域。
附图说明
图1是示出本公开的测量装置的实施方式的例子的图,图1的(a)是俯视图,图1的(b)是侧视图。
图2是示出本公开的测量装置的实施方式的另一例的图,图2的(a)是俯视图,图2的(b)是侧视图。
图3是示出本公开的测量装置的另一例的一部分的俯视图。
图4是示意性地示出本公开的测量装置的另一例的一部分的结构的框图。
图5是示出本公开的测量装置的另一例的一部分的剖视图。
图6是示出本公开的测量装置中的流路设备的例子的俯视图。
图7是示出本公开的测量装置中的流路设备的例子的一部分的俯视图。
图8是示出本公开的测量装置中的光学传感器的例子的剖视图。
图9是示出本公开的测量装置的例子的一部分的图,图9的(a)是剖视图,图9的(b)是说明测量的机制的图。
图10是示出本公开的测量装置的另一例的一部分的剖视图。
图11是示出本公开的测量装置的另一例的俯视图。
图12是示出本公开的测量装置的另一例的一部分的剖视图。
图13是示意性地示出本公开的测量装置的另一例的一部分的结构的框图。
图14是示出本公开的测量装置中的流路设备的另一例的一部分的俯视图。
图15是示出本公开的测量装置中的流路设备的另一例的一部分的俯视图。
图16是示出本公开的测量装置中的流路设备的另一例的一部分的俯视图。
图17是示出本公开的测量装置中的流路设备的另一例的一部分的剖视图。
图18是示出本公开的测量装置中的流路设备的另一例的一部分的俯视图。
具体实施方式
在利用光学传感器来测量包含测量对象的粒子的液体以及比较对象的液体时,在微流路等流路中流动各自的液体,并在该流路的给定的区域中进行测量。此时,针对两个流路,进行:分别配置光学传感器并同时测量、或利用一个光学传感器来依次测量。
然而,在使用多个光学传感器并针对各个流路而配置的情况下,有测量装置的小型化变得困难的倾向,此外,有对光学传感器间的特性的偏差或者劣化进行校正从而高精度地进行测量变得困难的倾向。另一方面,在针对两个流路的给定区域,使用一个光学传感器,使光学传感器移动从而依次进行测量的情况下,虽然光学传感器的特性的偏差或者劣化的影响被减少,但有在实现移动机构的小型化的同时对应于各区域而迅速且高精度地移动变得困难的倾向。
因此,要求能够针对具备具有测量区域的流路和具有比较区域的流路的流路设备,通过光学传感器进行高精度且稳定的测量的实用的手段。
根据本公开的测量装置,针对具有流动包含测量对象的粒子的第1液体且具有测量区域的第1流路、和流动不包含粒子的比较对象的第2液体且具有比较区域的第2流路的流路设备,使用在第1端配置有具有发光元件以及受光元件的光学传感器、在第2端配置有连接旋转驱动用致动器的驱动轴的臂状构件,并且在光学传感器随着该臂状构件的旋转驱动而移动的圆周状的位置配置有测量区域以及比较区域,所以能够在实现测量装置的小型化的同时进行高精度且稳定的测量。此外,在流路设备中,在光学传感器移动的圆周状的位置配置有校准区域,所以能够在测量时根据需要而进行光学传感器的校准,因而能够减少光学传感器的特性的偏差或者劣化的影响,从而进行高精度且稳定的测量。
以下,对于本公开的测量装置的实施方式的例子,此外对于该测量装置中的流路设备的例子,一边参照附图一边进行说明。在本公开中,为方便起见,定义正交坐标系(X、Y、Z),并将Z轴方向的正侧设为上方,但在本公开中,也可以将任意方向设为上方或下方。以下的内容对本公开的实施方式进行例示,本公开不限定于这些实施方式。即使在不脱离本公开的要旨的范围内加以各种变更也无妨,这是不言而喻的。
图1是示出本公开的测量装置的实施方式的例子的图,图1的(a)是俯视图,图1的(b)是侧视图。另外,在图1的(a)中,对一部分进行透视而示出,并且为了说明动作而重复地示出另一部分。
本例的测量装置1用于将作为检查对象的第1液体以及作为比较对象的第2液体分别供给到检查用设备(未图示)的第1流入口以及第2流入口。测量装置1具备流路设备2,该流路设备2具有:第1流路5,流动包含测量对象的粒子的第1液体,并且具有利用光学传感器3来测量该第1液体中的粒子的测量区域105;第2流路6,流动不包含粒子的比较对象的第2液体,并且具有利用光学传感器3来对该第2液体进行测量的比较区域106;以及校准区域107,用于光学传感器3的校准。此外,具备臂状构件100,该臂状构件100在第1端配置有具有发光元件以及受光元件的光学传感器3(图中的左侧端),在第2端(图中的右侧端)配置有驱动轴101。此外,具备旋转驱动用致动器102,驱动用致动器102与驱动轴101连接,并且在给定的范围内对臂状构件100进行旋转驱动。而且,流路设备2中的测量区域105、比较区域106以及校准区域107分别被配置为包括光学传感器3随着臂状构件100的旋转驱动而移动的圆周状的位置(在图1的(a)中,假想地通过单点划线来表示。)的区域。
另外,在图1的(a)以及(b)中,位于流路设备2的内部的测量区域105(第1流路5)以及比较区域106(第2流路6)和校准区域107(在图1的(b)中省略图示)的位置分别通过虚线来表示。此外,在图1的(a)中,关于光学传感器3以及臂状构件100,对流路设备2进行透视而示出,并且表示为重复光学传感器3与各区域105、106、107对置的情况并位于3个位置,利用虚线的双箭头的圆弧示出其移动。
根据这样的本例的测量装置1,利用在驱动轴101连接有旋转驱动用致动器102的臂状构件100,在给定的范围内(以驱动轴101为旋转中心的圆周上的范围)对光学传感器3进行旋转驱动,并且测量区域105以及比较区域106作为包括光学传感器3随着臂状构件100的旋转驱动而移动的圆周状的位置的区域而被配置,由此能够通过臂状构件100的细微的移动,来依次进行测量区域105中的测量和比较区域106中的比较测量。由此,可简便且高精度地进行测量,并且光学传感器3的驱动机构不成为大尺寸的机构,从而能够实现测量装置1的小型化。此外,在光学传感器3的校准中使用的校准区域107也同样地作为包括光学传感器3移动的圆周状的位置的区域而被配置,因而能够在每次测量时,作为测定上的零点来对光学传感器3的特性进行校准,能够减少光学传感器3的特性的变动所带来的影响,从而稳定且高精度地进行测量。此外,能够按照期望的顺序容易地进行基于光学传感器3的测量区域105中的测量、比较区域106中的比较测量、以及校准区域107中的校准。
本公开的测量装置1通过例如使用血液作为第1液体,并且对第1液体中的作为测量对象的粒子、例如白血球等细胞进行处理,从而利用光学传感器3光学地测量该粒子的浓度,并作为粒子浓度测量装置而发挥功能。在使用血液作为第1液体的情况下,作为不包含粒子的第2液体,例如能够使用生理盐水(磷酸缓冲生理盐水,Phosphate Buffered Salts:PBS)。另外,作为是测量对象的粒子,除此之外还能够应用于包含各种无机物或者有机物的粒子,均能够使用作为适当的介质的第1液体以及第2液体。由此,本公开的测量装置1作为能够光学地测量第1液体中的各种粒子的浓度的粒子浓度测量装置而发挥功能。
对于流路设备2的例子中的结构,详细地在后面描述,但作为基本的结构,从流路设备2的上表面侧供给第1液体以及第2液体,结束了测量的液体从流路设备2的下表面侧被排出,并被回收或者废弃。因此,光学传感器3被配置在流路设备2的下表面侧。然而,第1液体以及第2液体的供给以及排出从流路设备2的上表面侧以及下表面侧的哪一侧进行均可,因而也可以根据流路设备2的结构,将光学传感器3配置在流路设备2的上表面侧。
关于流路设备2,为了在测量区域105以及比较区域106中针对第1液体以及第2液体的光学测定,至少这些区域是透光性的,但对于其他部分,既可以是透光性的也可以是非透光性的。
另外,对于校准区域107,不必要与具有测量区域105以及比较区域106的流路设备2的基板一体地配置。例如,也可以设为:在测量时,通过对设置流路设备2的工作台(未图示)的一部分进行设置,从而设为一体地构成流路设备2的构件,并在构成该流路设备2的构件配置校准区域107。由此,在随着多个第1液体的更换而更换多个流路设备2的情况下,也能够通过相同的校准区域107进行相同的基准下的光学传感器3的校准,在进行高精度且稳定的测量这方面变得有利。此外,校准区域107作为光学测定的基准(零点)而发挥功能,因而在将校准区域107一体地配置于流路设备2的基板的情况下,在更换多个流路设备2的情况下,总是能够作为新的基准而使其发挥功能,例如在测量的对象物的特性变化的情况下,能够作为与其特性相应的基准来设定校准区域107的特性,从而能够设为能够应对各种测量的校准区域。
光学传感器3具有发光元件以及受光元件,将从发光元件发出的光照射于存在第1液体的测量区域105、存在第2液体的比较区域106以及校准区域107,利用受光元件对从各个区域反射的反射光进行受光,由此能够通过检测其输出电流而进行对象物的光学测量。
臂状构件100由旋转驱动用致动器102旋转驱动,并使光学传感器3呈圆周状移动,该圆周状以驱动轴101为中心。臂状构件100的形状以及大小只要根据流路设备2的结构、此外适当设定以使得在光学传感器3的移动时能够确保期望的强度以及精度即可。此外,对于臂状构件100的材质,只要能够确保期望的强度、精度以及耐久性,也能够选择各种树脂、金属、玻璃、陶瓷等各种材料。臂状构件100不限于将整体作为1个构件而构成,也可以分为各部的部件并适当组合而构成。
驱动轴101与旋转驱动用致动器102的旋转驱动轴和臂状构件100的第2端连接,作为以期望的旋转角以及速度对臂状构件100进行旋转驱动的中心点而发挥功能。
旋转驱动用致动器102只要能够在给定的位置高精度地对臂状构件100进行旋转驱动,能够使用各种驱动手段。例如,只要将脉冲电机(也称为步进电机)、伺服电机等各种电机向驱动轴101直接连结或者经由齿轮机构连接即可,这自不必说,滑块曲柄机构或者具备如将直线运动变换为旋转运动的齿条&副齿轮那样的齿轮机构的注射器(活塞)、压电致动器或线性电机等、只要可进行本公开中的臂状构件100的旋转驱动,则没有特别制约。
其中,对于旋转驱动用致动器102,优选使用脉冲电机。关于基于脉冲电机的旋转驱动,控制容易且能够进行低速且基于高扭矩的旋转驱动,并且定位精度良好,因而作为针对本公开中的光学传感器3的移动的驱动手段是优选的。此外,为了进行基于光学传感器3的光学测定,在各区域中,进行光学传感器3的定位,并且在该处保持为静止状态较重要,即使在这样的特性上,脉冲电机也是优选的。
另外,虽然省略了图示,但本公开的测量装置1还具备控制部,控制部具有:用于向光学传感器3中的发光元件供给电从而使其发光的电源部、用于输入来自受光元件的输出电流从而进行给定运算处理的处理部、以及用于使旋转驱动用致动器102进行期望的旋转驱动的驱动控制部等。对于这些各部,能够应用公知的各种电路或装置等。
在本公开的测量装置1中,如图1的(b)所示,流路设备2优选具有反射构件24或非反射构件24,反射构件24或非反射构件24对应于测量区域105以及比较区域106而被配置在光学传感器3的相反侧、在本例中被配置在上表面侧。反射构件24能够向光学传感器3的受光元件反射光学传感器3的发光元件出射的光之中、分别穿过测量区域105的第1流路5以及比较区域106的第2流路6的光。此外,非反射构件24能够在光损耗的测定中,在分别穿过测量区域105的第1流路5以及比较区域106的第2流路6的光中DC偏压的分量较多的情况下,防止该光的反射,此外防止外部干扰光的入射。
接下来,图2是示出本公开的测量装置的实施方式的另一例的图,图2的(a)是俯视图,图2的(b)是侧视图。在图2(b)中,与图1的(b)同样地,对一部分(流路设备2)进行透视而示出,并且为了说明动作,重复地示出另一部分(臂状构件100等)。
在本例的测量装置1中,流路设备2在臂状构件100的可移动范围内,具有连接第1流路5且第1液体流出的第1流出口13,臂状构件100具有第1液体回收容器108,液体回收容器108与第1流出口13对应地配置,回收从该第1流出口13流出的第1液体。由此,在第1流路5的测量区域105中,使结束了测量的第1液体从第1流出口13流出,由配置为与该第1流出口13对应的第1液体回收容器108回收该第1液体,之后,使臂状构件100向流路设备2的外侧、此外向载置流路设备2的工作台的外侧旋转移动,由此能够简单地更换第1液体回收容器108,从而回收第1液体或将其废弃。
关于本例的测量装置1中的第1液体回收容器108,与图1所示的例子相比,将臂状构件100的第1端延长,并配置在该延长了的部分,以使得比光学传感器3位于靠第1端侧的位置。在该情况下,有如下的优点:在使第1液体回收容器108向流路设备2的外侧移动,从而对第1液体进行回收或废弃时,臂状构件100的旋转移动的距离较小即可。
另外,配置在臂状构件100的第1液体回收容器108的位置只要匹配于流路设备2中的第1流出口13的位置、此外设定为不妨碍在流路设备2的外侧的回收即可,在臂状构件100中相对于光学传感器3既可以配置在第1端侧,也可以配置在第2端侧。
第1流出口13如后述的那样,作为位于流路设备2的上表面或下表面的第1开口11而被形成。另外,从第1流出口13流出的第1液体不一定必须由第1液体回收容器108回收。例如,也可以使得将第1流出口13配置在臂状构件100的可移动范围外,并通过与另外配置的回收容器或者回收用地连接的管等,与臂状构件100的移动无关地回收第1液体。此外,优选为第1流出口13配置在流路设备2的下表面,利用重力来回收第1液体,但也可以将第1流出口13配置在流路设备2的上表面,并连接回收容器或者管等,吸收或吸引从第1流路5冲出而流出的第1液体,从而进行回收。
接下来,在图3~5中,示出本公开的测量装置的另一例的一部分。图3是测量装置1的俯视图。图4是示意性地示出测量装置1的结构的框图。图5是测量装置1的剖视图,是沿着图3所示的A-A线将测量装置1切断的情况下的剖视图。另外,在这些图中,省略了对光学传感器3进行旋转驱动的机构的图示。
测量装置1能够以液体中的特定的粒子为对象进行测量。测量装置1具有流路设备2、光学传感器3和控制部4。另外,省略了对于对光学传感器3进行旋转驱动的机构的图示。在流路设备2中,流动包含特定的粒子(粒子,例如白血球)的液体(第1液体,例如血液)以及不包含粒子的液体(第2液体,例如PBS)。光学传感器3能够移动地配置为与流路设备2的给定流路的测量区域、比较区域对置,向第1液体照射光,并能够对穿过第1液体的光(穿过后反射并再次穿过,并返回的光)进行受光。控制部4能够基于光学传感器3的输出,推定并测量粒子的数量等。另外,第1液体是包含测量对象的粒子的液体,在是基于测量的检查的对象的情况下,是检测体。
在从光学传感器3向第1液体照射光时,穿过第1液体的光被粒子反射、散射或吸收,从而光的强度下降。于是,预先准备表示粒子的数量已知的检测体与光的减衰量的关系的检测量线,从而能够通过利用控制部4对光的强度和检测量线进行比较来测量粒子的浓度。
在图6中示意性地示出流路设备2的例子。图6是对流路设备2进行俯视透视的情况下的俯视图。另外,图6中的A-A线对应于图3中的A-A线。
流路设备2是用于测量第1液体中的粒子的测量用的流路。流路设备2具有透光性的第1流路5以及第2流路6。在第1流路5中,流动包含粒子的作为测量对象即第1液体。在第2流路6中,流动不包含粒子的比较对象即第2液体。第1流路5是测量用的流路,第2流路6是比较测量用的流路。第1液体是检查中的检测体,例如可设想血液等。第2液体是比较用的液体,例如能够利用PBS等。
光学传感器3能够感测第1液体中的粒子。光学传感器3在测量时,分别向第1流路5以及第2流路6照射光,并对穿过第1流路5以及第2流路6的各光进行受光。光学传感器3具有发光元件7和受光元件8。发光元件7例如只要是LED(Light emitting Diode,发光二极管)或LD(Laser Diode,激光二极管)即可,本例的发光元件7是LED。受光元件8例如PD只要是(Photo Diode,光电二极管)即可。
控制部4对测量装置1进行控制。控制部4能够通过对由光学传感器3获得的穿过第1流路5的光(第1光)的强度以及穿过第2流路6的光(第2光)的强度进行比较,从而测量第1液体中的粒子。即,控制部4能够通过对第1光与第2光的强度差进行计算,并将第1光与第2光的强度差与检测量线比较,从而测量粒子。
在此,如果重复使用以往的测量装置,则光学传感器的发光元件劣化,光的强度下降。即,在使用光学传感器,利用粒子的光的分散、吸收等根据光的强度的变化而测量粒子的情况下,例如如果光的强度因光学元件的劣化而下降,则误确认为粒子的数量多于本来的数量这样的测量结果。相对于此,在本公开的测量装置1中,如上述所示,根据第1光与第2光的强度差来测量粒子,因而能够维持或者提高测量的精度,而不受光学元件的劣化影响。
流路设备2如上述所示,作为测量用以及比较用的流路而发挥功能。关于流路设备2,为了利用光学传感器3来测量第1液体中的粒子,至少第1流路5的测量区域以及第2流路6的比较区域具有透光性。
流路设备2例如是板状。本例的流路设备2主要通过将第1基板9以及第2基板10接合而形成。具体地,流路设备2具有:具有槽的第1基板9和配设在第1基板9的表面的第2基板10。第2基板10封堵第1基板9的槽的开口。即,利用第1基板9的槽以及第2基板10的表面而构成第1流路5以及第2流路6。另外,流路设备2也可以具有第1基板9以及第2基板10以外的构件。
第1基板9例如是平板状的构件。第1基板9的材料例如只要是玻璃、丙稀酸树脂、聚碳酸酯树脂、环状烯烃共聚物(COC)树脂、环烯烃聚合物(COP)树脂或聚二甲基硅氧烷(PDMS)树脂等即可。本例的第1基板9的材料是PDMS。第1基板9的折射率例如被设定为1.4~1.6。
第1基板9的槽的宽度例如只要是500~4000μm(0.5~4mm)即可。槽的深度例如只要是100~1000μm(0.1~1mm)即可。另外,第1基板9以及第1基板9的槽能够通过以往周知的方法而形成。从第1基板9的槽的底面起的厚度例如被设定为0.5~1mm。另外,在本例的流路设备2中,第1基板9的槽的宽度以及深度与第1流路5以及第2流路6的宽度以及高度相同。
第2基板10例如是平板状的构件。第2基板10的材料例如只要是玻璃、丙稀酸树脂、聚碳酸酯树脂或聚二甲基硅氧烷(PDMS)树脂等即可。第2基板10的折射率例如被设定为1.4~1.6。本例的第2基板10的材料是玻璃。第2基板10能够通过以往周知的方法而形成。第2基板10的厚度例如被设定为0.5~1mm。另外,第2基板10的厚度被设定为小于第1基板9的厚度。
另外,也可以是第1基板9以及第2基板10的任一者位于上侧,但在本例的流路设备2中,在第2基板10的上表面配设有第1基板9。
在图7中,示意性地示出流路设备2的一部分。图7是将图6中的虚线部放大了的俯视图。
第1流路5是至少第1液体流入的流路。第1流路5具有位于流路设备2的两面的多个第1开口11。多个第1开口11只要是至少用于第1液体流入、流出的开口即可。多个第1开口11具有配置在流路设备2的上表面(第2基板10的上表面)的第1流入口12、和配置在流路设备2的下表面(第1基板9的下表面)的第1流出口13。第1流入口12是用于液体流入到第1流路5的开口。第1流出口13是用于液体从第1流路5流出的开口。而且,连接外部的容器或者管,以使得向第1流入口12供给第1液体。
第1流路5还具有与第1流入口12连接并且在厚度方向上延伸的铅垂部14、和与铅垂部14连接并且沿着平面的一个方向延伸的平面部15。铅垂部14是形成在第1基板9的贯通孔。平面部15是形成在第1基板9的槽。平面部15的纵剖面(与液体的移动方向正交的剖面)的形状例如只要是矩形状即可。
平面部15也可以还具有与铅垂部14连接的第1平面部16、和与第1平面部16连接且宽度大于第1平面部16的第2平面部17。第1平面部16以及第2平面部17的连接部的宽度逐渐变宽。另外,光学传感器3的发光元件7的照射区域是第2平面部17,该照射区域成为图1的(a)所示的测量区域105。
此外,第2平面部17的高度也可以高于第1平面部16。由此,能够使粒子容易在第1液体中扩散。第1平面部16的高度例如只要是0.2~1mm即可。第2平面部17的高度例如只要是1~5mm即可。
第2流路6是至少第2液体流入的流路。第2流路6具有位于流路设备2的两面的任一面的多个第2开口18。多个第2开口18只要是至少用于液体流入、流出的开口即可。多个第2开口18具有配置在流路设备2的上表面(第1基板9的上表面)的第2流入口19、和配置在流路设备2的下表面(第2基板10的下表面)的第2流出口20。而且,相对于第2流入口19连接外部的容器或者管,以使得供给第2液体。
第2流路6还具有与第2流入口19连接并且在厚度方向上延伸的铅垂部(未图示)、和与铅垂部连接并且沿着平面的一个方向延伸的第3平面部21。第2流路6的第3平面部21的一部分例如只要具有至少与第1流路5的第2平面部17相同形状即可。该第3平面部21中的光学传感器3的发光元件7的照射区域成为图1的(a)所示的比较区域106。此外,与第2平面部17具有相同形状的第3平面部21的一部分的厚度方向的位置例如只要是与第1流路5相同的位置即可。另外,第2流路6只要能够作为比较用流路而发挥功能,也可以不是与第1流路5相同的形状以及相同的位置。
流路设备2除第1流路5之外,也可以还具有与第1流路5连接的第3流路22。而且,第3流路22也可以与第1流路5的平面部15连接。第3流路22例如具有通过流动气体等,来冲洗到达平面部15的检测体的功能。其结果是,能够减少在第1流路5(平面部15)内的检测体的滞留。
在本例的流路设备2中,第3流路22被配设为与第1流路5的铅垂部14和平面部15的连接部连接。此外,第3流路22具有位于流路设备2的表面(在本例中,第1基板9的上表面)的第3开口23。第3开口23是用于使用于冲洗检测体的冲出用液体流入的开口。
本例的流路设备2也可以还具有配置在与第2基板10的上表面的第1流路5以及第2流路6重叠的区域的、例如镜子构件等反射构件24。反射构件24能够将光学传感器3的发光元件7出射的光之中、分别穿过第1流路5以及第2流路6的光向光学传感器3的受光元件8反射。
在流路设备2中,通过在相对于第1流路5以及第2流路6而与光学传感器3相反侧的与第1流路5以及第2流路6重叠的区域,配置将光学传感器3照射的光朝向光学传感器3反射的反射构件24,从而能够高效地使传感器3照射的光穿过第1流路5以及第2流路6,并由光学传感器3受光。此外,能够通过反射构件24对从相对于第1流路5以及第2流路6与光学传感器3相反的一侧入射的外部干扰光进行遮光,因而能够良好地确保基于光学传感器3的测量的精度。
反射构件24例如只要是薄膜状的构件即可。反射构件24的材料只要是折射率与第1基板9的折射率不同的材料即可。反射构件24的材料能够利用例如铝或金等金属材料、或者例如电介质多层膜滤波器等电介质材料的层叠体来形成。反射构件24的折射率例如被设定为1.4~1.6。反射构件24例如能够通过蒸镀法或溅射法等方法而形成在第1基板9的上表面。
此外,在本例中,反射构件24如后述那样配置为与第1流路5以及第2流路6重叠,但不限于覆盖第1流路5以及第2流路6这两者的一体的反射构件,也可以分开配置为分别与第1流路5以及第2流路6重叠。在分开配置反射构件24的情况下,为了对外部干扰光进行遮光,也可以在这些反射构件24之间配置遮光构件。此外,为了更可靠地实现通过反射构件24对外部干扰光进行遮光的效果,也可以在反射构件24之上或取代反射构件24,配置非反射构件(遮光构件),从而通过非反射构件24来防止光的透射以及外部干扰光的入射。
本例的流路设备2通过在相对于第1流路5以及第2流路6与光学传感器3相反的一侧的与第1流路5以及第2流路6重叠的区域,配置不反射光学传感器3照射的光的非反射构件24,从而能够利用光学传感器3对光学传感器3照射的光之中由包含于第1流路5的粒子反射的光、或者由第1流路5以及第2流路6的界面(从光学传感器3侧观察的顶面)反射的光进行受光。由此,能够测量来自界面的反射,并光学地进行DC偏压,能够对由粒子反射的光良好地进行受光。此外,能够通过非反射构件24对从相对于第1流路5以及第2流路6与光学传感器3相反的一侧入射的外部干扰光可靠地进行遮光,因而能够除去光学噪声,使基于光学传感器3的测量的精度良好。作为该非反射构件24,例如能够使用无反射布等。此外,也可以涂敷黑色等的磨砂涂料从而设为非反射构件24。在取代反射构件24而配置非反射构件24的情况下,优选设为遍及光学传感器3测量的区域的整体而覆盖第1流路5以及第2流路6这两者的一体的构件。
本例的流路设备2如图9的(a)中用剖视图示出的那样,在非反射区域具有校准区域107。对于非反射区域,能够利用流路设备2之中没有第1流路5以及第2流路6的部分,并且在俯视时未配置反射构件24的区域。而且,可以在该非反射区域配置不对光学传感器3照射的光进行反射的基准用的非反射构件107a。非反射构件107a能够使用于针对光学传感器3的受光元件8的校准,在基于光学传感器3的测量时成为基准。通过将非反射构件107a中的反射光的强度设为基准,能够减少在光学传感器3的使用时产生的噪声的影响。配置有该非反射构件107a的部位成为作为校准区域107而发挥功能的部位。另外,作为非反射构件107a,例如只要设置无反射布等即可,也可以涂敷黑色的磨砂涂料等而形成。
此外,非反射构件107a也可以在不与第1流路5以及第2流路6重叠区域,配置在对应于非反射区域的第2基板10的下表面。配置有该非反射构件107a的部位也成为作为校准区域107而发挥功能的部位。在该情况下,也能够通过将非反射构件107a中的反射光的强度设为基准,从而减少在光学传感器3的使用时产生的噪声的影响。
本例的测量装置1如图4中用框图示意性地示出的那样,还具有向第1流路5供给第1液体的第1泵26、向第2流路6供给第2液体的第2泵27、和向第3流路22供给气体(以下,也称为气体。)的第3泵28。第1泵26、第2泵27以及第3泵28经由管等多个其他流路(未图示),分别与第1开口11、第2开口18、第3开口23连通。
在图8中,示意性地示出光学传感器3的例子。图8是将图5所示的光学传感器3放大了的剖视图。
光学传感器3是用于测量第1液体中的粒子的传感器。光学传感器3如上述所示,具有发光元件7和受光元件8。本例的受光元件8具有半导体基板29和一对第1电极30,半导体基板29在上表面具有一个导电型的区域29a以及另一导电型的区域29b。本例的发光元件7具有多个半导体层31和一对第2电极32,多个半导体层31远离作为半导体基板29的受光元件8而发挥功能的部分而配设。
光学传感器3相对于流路设备2的表面,设置为能够在平面方向上通过臂状构件100的旋转驱动而移动。由此,测量装置1能够一边使光学传感器3移动,一边针对第1流路5的测量区域105以及第2流路6的比较区域106和校准区域107依次照射光,并且能够测定针对各自的各光的强度。
像这样,光学传感器3的发光元件7以及受光元件8一体地配置在一个半导体基板29,所以能够将光学传感器3小型化,并且能够使光学传感器3的焦点距离缩短,即使针对微小的区域也能够高精度地进行测量。
另外,在此,作为光学传感器3示出了在一个半导体基板29形成有发光元件7以及受光元件8的例子,但光学传感器3的结构不限于此,也可以在一个基板上搭载分开的发光元件7和受光元件8,并将它们一体地配置。
控制部4能够控制测量装置1中的各种动作等。具体地,控制部4也能够控制光学传感器3、第1泵26、第2泵27以及第3泵28等的驱动。控制部4能够驱动第1泵26,使第1液体流入到第1流路5。此外,控制部4能够驱动第2泵27,使第2液体流入到第2流路6。此外,控制部4能够驱动第3泵28,使气体流入到第3流路22。进一步地,控制部4也能够控制未图示的旋转驱动用致动器102的动作。控制部4可组合各种电路而构成。
控制部4能够基于光学传感器3的输出结果,计算测量结果。控制部4能够如上述所示,通过对穿过第1流路5的光的强度以及穿过第2流路6的光的强度进行比较,来测量第1流路5中的第1粒子。参照图9来说明该测量的机制。图9的(a)是利用图3以及图6所示的B-B线将测量装置1切断时的剖视图,图9的(b)是说明测量的机制的图。
首先,光学传感器3测定与作为校准区域107而发挥功能的非反射构件107a对应的光的强度,输出作为被校准了的基准信号的校准信号S1(该图中的带圆圈的数字1)。接下来,光学传感器3在到达第2流路6之前的部分测定第1基板9以及第2基板10的穿过光(来自反射构件24或非反射构件24的反射光)的强度,但这对于测量不是特别必要的(带圆圈的数字2)。接下来,光学传感器3测定第2流路6的比较区域106中的第2液体的穿过光(来自反射构件24或非反射构件24的反射光)的强度,并输出比较信号S2(带圆圈的数字3)。另外,该比较信号S2在不使用校准信号S1的情况下,是能够作为校准信号来使用的信号。接下来,光学传感器3在第2流路6与第1流路5之间的部分测定第1基板9以及第2基板10的穿过光(来自反射构件24或非反射构件24的反射光)的强度,但这对于测量也不是特别必要的(带圆圈的数字4)。接下来,光学传感器3测定第1流路5的测量区域105中的第1液体的穿过光(是来自反射构件24或非反射构件24的反射光,但在配置有非反射构件24的情况下,实质上是不由非反射构件24反射的以外的例如基于粒子以及第1流路5的界面(顶面)的反射光)的强度,并输出测量信号S3(带圆圈的数字5)。之后,光学传感器3在经过第1流路5的部分测定第1基板9以及第2基板10的穿过光(来自反射构件24或非反射构件24的反射光)的强度,但这对于测量也不是特别必要的(带圆圈的数字6)。
接下来,计算将第2流路6中的比较信号S2与校准信号S1之差(S2-S1)、和第1流路5中的测量信号S3与校准信号S1之差(S3-S1)相减得到的测量值R(=(S2-S1)-(S3-S1)=S2-S3)。而且,能够通过对测量值R和预先存储在控制部4的检测量线的值进行比较,来推定第1流路5中的第1液体中的粒子的数量。
另外,以上的测量的机制也与如在图10中用与图9的(a)同样的剖视图示出的那样的将作为校准区域107的非反射构件107a配置在流路设备2的光学传感器3侧(第2基板10的下表面)的情况同样。
在此,在校准信号S1与由测量对象引起的光损耗所对应的比较信号S2以及测量信号S3之差充分大时,只要配置作为反射构件的反射构件24即可,但在该差较小的情况下,可能变得难以高精度地进行测量。作为其对策,可考虑使光学传感器3的发光元件7的光输出增加、或在由受光元件8受光之后提高信号的放大率之类的对策。然而,不容易使发光元件7的光输出增加的情况较多,对于提高信号的放大率,存在放大电路的制约等,对于放大范围也有限度。此外,也可在信号处理的电路方面,考虑减去一定的输出之后进行放大的方法,但在减去一定的输出时,信号与其量相应地变小,但噪声分量却照样残留,因而有在放大后,噪声分量被进一步大幅放大这样的问题。
相对于此,根据上述的本例的测量装置1以及测量方法,在光输出的测量时,能够为了光学地减去光信号,而有效地减少从流路设备2透射并出射到外部的光反射并返回来、或外部的光作为外部干扰光而入射。由此,在测量时能够光学地进行DC偏压的设定,并能够对来自外部的多余的光进行遮光,能够针对流路设备2进行稳定的测量。其结果是,能够稳定地精度良好的测量。
此外,根据本例的测量装置1以及测量方法,将基于非反射构件107a的校准区域107、第1流路5的测量区域105、和第2流路6的比较区域106一体地配置,一边通过臂状构件100的旋转驱动使光学传感器3移动以使得对它们进行扫描,一边进行测量,由此能够在短时间通过一次测量而获得期望的信号以及数据,因而例如能够减少起因于发光元件7的输出变动等的测定误差。
此外,在例如作为-10×log(测量信号/基准信号)而利用光损耗(dB)来进行针对控制部4中的信号的运算的情况下,即使使发光元件7的发光强度相当程度地变化,计算结果也几乎不受影响从而不变化,因而也难以受到长期使用中的发光元件7的劣化的影响,能够进行稳定的测量。
此外,通过将在上述的测量的机制中说明的带圆圈的数字2、4、6的信号与它们彼此或者校准信号S1、比较信号S2以及测量信号S3进行比较,还能够进行是否将流路设备2和光学传感器3设置为相对正确的位置以及角度的确认。
另外,检测量线的数据(标准数据)不一定必须存储在控制部4。例如,也可以使得存储在通过网络与控制部连接的其他存储介质,在每次测定时访问该存储介质而取出。
控制部4在获取到比较信号S2时,也可以与标准数据中的第2液体的基准信号比较。其结果是,在两者的信号中存在较大的差异的情况下,能够判断在测定中产生了异常。其结果是,有助于仅收集正确的测定数据。
光学传感器3也可以在每一次测定时,分别向第1流路5的测量区域105以及第2流路6的比较区域106照射光,并分别对穿过第1流路5以及第2流路6的光进行受光。此外,控制部4也可以在每一次测定时,对穿过第1流路5的光的强度以及穿过第2流路6的光的强度进行比较。其结果是,例如在测量血液中的白血球等粒子的情况下,即使是细微的光的输出的变动,也对测量结果产生较大的影响,因而通过具有上述的结构,能够使粒子的测量精度提高。
控制部4也可以在获取到校准信号S1时,在该值低于任意的基准值的情况下,输出错误信号。其结果是,例如能够通知光学传感器3的发光元件7的寿命。另外,基准值也可以使用从标准数据中的第2液体的基准信号中减去一定值得到的值等。
控制部4也可以在光学传感器3输出各信号S1、S2以及S3之后,将光学传感器3复原到原来的位置。此外,控制部4也可以在光学传感器3输出各信号S1、S2以及S3之后,不将光学传感器3复原到原来的位置。另外,在不将光学传感器3复原到原来的位置的情况下,在下一次测定时中,也可以从相反方向测量。
控制部4也可以在点亮光学传感器3,并输出各信号S1、S2以及S3之后,在光学传感器3的移动中熄灭光学传感器3。此外,控制部4也可以在测量中对光学传感器3进行脉冲驱动,从而使其点亮熄灭。其结果是,与连续点亮的情况相比,能够减少光学传感器3的发光元件7的劣化。
控制部4也可以在测量结束后,将第1液体回收容器108设置成与第1流出口13对应,然后驱动第3泵28,将流入测量区域105的第1流路5的第1液体冲出。另外,测量结束的判断也可以是光学传感器3输出各信号S1、S2以及S3时。此外,测量结束的判断也可以是光学传感器3相对于流路设备2,开始移动并恢复到原来的位置之后。此外,测量结束的判断也可以通过使光学传感器3测量校准区域107、第1流路5的测量区域105、第2流路6的比较区域106之后,再次测量校准区域107来进行。此外,测量结束的判断也可以是驱动光学传感器3起经过一定时间之后。
控制部4也可以在驱动第1泵26之后经过一定时间之后驱动第3泵28。其结果是,通过第3泵28的驱动而使气体经由第3流路22流入到第1流路5,并使其在第1流路5内移动,从而能够对通过第1泵26的驱动而流入到第1流路5的第1液体进行搬运。其结果是,第1流路5中的第1液体的移动变快,能够使测量效率提高。
控制部4也可以在第1液体流入到第1流路5之后,通过第3泵28使第3流路22内的气体的压力变动。其结果是,能够搅拌流入到第1流路5内的第1液体,从而搅拌第1液体中的粒子。通过像这样搅拌测量对象的粒子,能够使测量精度提高。
控制部4也可以在通过光学传感器3确认到第1液体已流入到第1流路5之后,利用第3泵28搅拌第1液体,从而开始粒子的搅拌。由此,能够减少通过第3泵28而过度地对第1流路5内的压力进行减压,从而第1流路5内的第1液体从第3流路22泄漏。另外,具体地,如果包含粒子的第1液体流入到第1流路5,则光学传感器3的测量信号S3相较于没有粒子的情况变小,因而只要在测量信号S3变小时,判定第1液体流入到了第1流路5即可。
控制部4也可以在驱动第1泵26之后经过一定时间后搅拌第1液体,以开始粒子的搅拌。由此,能够减少发光元件7的劣化。在该情况下,粒子的搅拌的开始位置也可以是发光元件7的照射区域的跟前。此外,在该情况下,也可以在粒子的搅拌结束后,利用第3泵28经由第3流路22使气体流入到第1流路5,将第1液体冲到发光元件7的照射区域为止。
控制部4也可以一边利用第3泵28来使第1流路5内的压力变动,一边驱动光学传感器3。即,也可以停止与第1流路5以及第3流路22连结的第1泵26,并驱动第3泵28。其结果是,能够确认测量对象的粒子是否被搅拌。即,有在粒子凝集时测量信号S3变小,如果搅拌粒子以消除粒子的凝集,则测量信号S3变大的情况。因此,只要确认到测量信号S3的变动收敛在一定的范围内,就能够确认粒子是否被搅拌。另外,具体地,例如,只要当最新的测量信号S3(或测量值R)与紧前的5次的量的相同的指标之差为±5%以下时,判断粒子的搅拌已结束即可。
控制部4也可以在测量对象的粒子的搅拌中,使光学传感器3在测定第1流路5的位置待机。由此,能够使测量效率提高。
此外,控制部4也可以在粒子的搅拌中,在使光学传感器3待机的情况下,使光学传感器3点亮熄灭。由此,能够减少发光元件7的劣化。
此外,控制部4可以在粒子的搅拌中,在使光学传感器3待机的情况下,在粒子的搅拌结束后测定第2流路6。由此,能够使测量精度提高。
控制部4也可以利用第3泵28搅拌第1液体,并且利用第2泵27使第2液体流入到第2流路6。即,也可以在测量对象的粒子的搅拌结束前,驱动第2泵27,使第2液体流入到第2流路6。其结果是,能够使测量效率提高。另外,第2泵27的驱动也可以与第1泵26或第3泵28是同时的。也可以比第1泵26以及第3泵28先驱动。
接下来,对本公开的测量装置的另一例进行说明。
在图11~13中,示意性地示出另一例的测量装置1A的一部分。图11是俯视测量装置1A的俯视图。图12是测量装置1A的剖视图,是沿着图11所示的A-A线而将测量装置1A切断的情况下的剖视图。图13是测量装置1A的概念图,通过框图而示出各结构要件的关系。另外,在这些图中,省略了对光学传感器3进行旋转驱动的机构的图示。
测量装置1A还具备配设在流路设备2A的上表面的分离用流路设备33。分离用流路设备33是用于从检测体对成为测量对象的特定的粒子进行分离、提取、分选的流路。测量装置1A通过具备流路设备2A以及分离用流路设备33,从而能够将从检测体对作为测量对象的粒子进行分离、分选作为连续的工艺,能够使作业效率提高。另外,在本例的以下的说明中,将流路设备2A设为“测定用流路设备2A”。
在图14以及图15中示意性地示出分离用流路设备33。图14是对分离用流路设备33进行俯视透视时的俯视图。图15是将图14中的虚线部放大了的图。
分离用流路设备33能够对液体所包含的粒子进行分离,并进行分选以使得从检测体中提取出,从而进行回收。分离用流路设备33具有第4流路34。由此,能够对粒子进行分离、回收。
分离用流路设备33例如是板状的构件。此外,分离用流路设备33的平面形状例如是矩形状,表面是平坦面。分离用流路设备33的厚度例如只要是1~5mm即可。分离用流路设备33的平面形状例如只要是短边10~30mm、长边10~50mm即可。分离用流路设备33例如能够通过注射成型来成形。
分离用流路设备33主要利用第3基板35以及第4基板36形成。具体地,分离用流路设备33具有:具有槽的第3基板35、和设置在第3基板35的表面的第4基板36。第4基板36封堵第3基板35的槽的开口。即,利用第3基板35的槽以及第4基板36的表面构成第4流路34。另外,分离用流路设备33也可以具有第3基板35以及第4基板36以外的构件。
第3基板35以及第4基板36例如是平板状的构件。第3基板35以及第4基板36的材料例如只要是玻璃、丙稀酸树脂、聚碳酸酯树脂或聚二甲基硅氧烷(PDMS)树脂等即可。本例的第3基板35以及第4基板36的材料是PDMS。
另外,也可以是第3基板35以及第4基板36的任一者位于上侧,但在本例的分离用流路设备33中,第3基板35配设在第4基板36的上表面。
第4流路34具有第4主流路37、从第4主流路37分支出的第4分支流路38。在本例的分离用流路设备33中,在分离用流路设备33内流动的液体流入到第4主流路37,仅与成为测量对象的特定的粒子(第1粒子P1)不同的粒子(第2粒子P2)从第4主流路37流向第4分支流路38,由此能够对特定的粒子进行分离、回收,并使分离出的特定的粒子(第1粒子P1)包含于检测体而进行回收。另外,由于仅不同的粒子流入到第4分支流路38,从而能够在第4分支流路38侧对不同的粒子(第2粒子P2)进行分离、回收。
另外,第4分支流路38设计为仅第2粒子P2分支,但不一定限于仅第2粒子P2分支。即,有时与第2粒子P2不同的粒子也会流入到第4分支流路38。
在图15中,示意性地示出第1粒子P1和第2粒子P2的分离的样子。另外,图中的大圆表示第1粒子P1,小圆表示第2粒子P2。此外,沿着X轴方向的粗箭头为主流,沿着Y轴方向的粗箭头表示后述的“冲洗流”。进一步地,图中的阴影线的区域表示后述的“引入流”。
本例的第4流路34具有一个第4主流路37、和与一个第4主流路37的一侧连接的多个第4分支流路38。在分离用流路设备33中,通过调整第4主流路37以及第4分支流路38各自的剖面积以及长度、和检测体的流速等,能够在第4主流路37内产生从第4主流路37向第4分支流路38流入的“引入流”。而且,在分离用流路设备33中,在第4流路34产生能够将在第4主流路37内流动的检测体向第4分支流路38侧冲洗的冲洗流。其结果是,如图15所示,能够通过使引入流的宽度大于在检测体中流动的给定粒子(第2粒子P2)的重心位置,此外小于其他粒子(第1粒子P1)的重心位置,从而将给定粒子(第2粒子P2)引入到第4分支流路38。
本例的分离用流路设备33特别地旨在分离血液中的红血球(第2粒子P2)和白血球(第1粒子P1)。另外,血液中的红血球的重心位置例如是距缘部2~2.5μm的位置,白血球的重心位置例如是距缘部5~10μm的位置。在该情况下,关于第4主流路37,例如只要剖面积为300~1000μm2,长度为0.5~20mm即可。此外,关于第4分支流路38,例如只要剖面积为100~500μm2,长度为3~25mm即可。此外,第4流路34内的流速例如只要设为0.2~Sm/s即可。其结果是,能够将引入流的宽度设定为例如2~15μm,能够从血液中分离作为第2粒子P2的红血球和作为第1粒子P1的白血球。
第4流路34还具有与第4主流路37连接的第4回收流路39,能够回收第1粒子P1。在本公开中,在第4流路34中,能够利用冲洗流在第4回收流路39回收第1粒子P1。
此外,第4流路34也可以具有与多个第4分支流路38连接的第4废弃流路40。通过第4废弃流路40,既可以回收分离出的第2粒子P2,也可以将其废弃。另外,在通过多个第4分支流路38来回收第1粒子P1的情况下,多个第4分支流路38连接的一个第4废弃流路40作为回收第1粒子P1的流路而发挥功能。此外,在该情况下,也可以将在第4主流路37中流动到最后为止的液体废弃。
第4流路34具有位于分离用流路设备33的表面的多个第4开口41。多个第4开口41具有至少检测体流入到第4主流路37的第4检测体流入口42、从第4回收流路39回收第1粒子的第4检测体流出口43、和从检测体回收除去了第1粒子的成分的至少一个第4废弃流出口44。此外,在本例中,也具有将检测体向第4分支流路38侧冲洗的第3液体流入的第4冲洗流入口45。另外,在本例中,第4废弃流出口44与第4主流路37以及第4废弃流路40连接。或,从第4废弃流出口44流出的液体经由形成在后述的第2流路设备2A的贯通孔44′而被回收。另外,第4检测体流出口43与测定用流路设备2A的第1流路5的第1流入口12连接。
接下来,在图16中示意性地示出测定用流路设备2A。图16是对测定用流路设备2A进行俯视透视时的俯视图。
本例的测定用流路设备2A的上表面与图12所示的例子同样地,具有配置有分离用流路设备33的第1区域46以及不与其重叠的第2区域47。在俯视时,测定用流路设备2A的第1流路5从第1区域46遍及第2区域47而配设,分离用流路设备33仅配设在测定用流路设备2A的第1区域46。由此,第1流路5在第2区域47露出,所以能够将第2区域47作为测定区域(测量区域105以及比较区域106)而使用。在本例中,在第2区域47配设反射构件24。
测定用流路设备2A也可以还具有与第1流路5、第2流路6以及第3流路22不同的第5流路48。此外,第5流路48也可以具有位于测定用流路设备2A的表面的多个第5开口49。第5流路48能够作为粒子分离前的检测体流动的流路而发挥功能。
多个第5开口49具有第5流入口50以及第5流出口51。第5流入口50是仅用于检测体流入到第5流路48的开口。第5流出口51是用于检测体从第5流路48流出的开口。第5流入口50露出,第5流出口51与分离用流路设备33的第4检测体流入口42连接。
第5流入口50以及第5流出口51位于测定用流路设备2A的上表面(第1基板9的上表面)。在本例中,第5流入口50与第1流入口12位于相同的面。此外,在本例中,第5流出口51与第1流入口12位于相同的面。多个第5开口49的第5流入口50与第3开口23位于相同的面。
测定用流路设备2A也可以还具有与第1流路5、第2流路6、第3流路22以及第5流路48不同的第6流路52。第6流路52具有位于测定用流路设备2A的表面的多个第6开口53。多个第6开口53具有第6流入口54以及第6流出口55。第6流入口54是用于分离用流路设备33中的用于冲洗流的第3液体流入到第6流路52的开口。第6流出口55是用于第3液体从第6流路52流出的开口。第6流入口54露出,第6流出口55与分离用流路设备33的第4冲洗流入口45连接。
接下来,在图17中,示意性地示出分离用流路设备33和测定用流路设备2A的连接构造。另外,图17是将图12中的虚线部放大了的剖视图。
如上述所示,分离用流路设备33配设在测定用流路设备2A的上表面。具体地,分离用流路设备33的下表面与测定用流路设备2A的上表面之间也可以隔着片材构件56。换言之,测量装置1也可以具有配设在在分离用流路设备33与测定用流路设备2A之间的片材构件56。
片材构件56具有作为用于将难粘接的材料彼此接合的中间层的功能。片材构件56例如只要利用硅酮或PDMS等材料形成即可。另外,片材构件56具有多个贯通孔57。在分离用流路设备33与测定用流路设备2A之间,液体经由贯通孔57而流动。本例的分离用流路设备33和测定用流路设备2A经由涂敷在片材构件56的下表面的粘接剂而被连接。
如图13所示,本例的测量装置1A还具有向第5流路48供给第1液体的第1泵26A、和向第6流路52供给第3液体的第4泵58。另外,第1泵26A相当于上述的例中的第1泵26。即,第1泵26A依次与第5流路48、第4流路34连通,向第1流路5供给第1液体。第1泵26A、第2泵27、第3泵28以及第4泵58经由管等多个其他流路(未图示)分别与第5开口49、第2开口18、第3开口23以及第6开口53连通。
控制部4A能够控制测量装置1A。具体地,控制部4A也能够控制光学传感器3、第1泵26A、第2泵27、第3泵28以及第4泵58等的驱动。控制部4A能够使第1泵26A驱动,使包含特定的粒子的液体作为第1液体流入到第1流路5。此外,控制部4A能够使第2泵27驱动,使不包含特定的粒子的液体作为第2液体流入到第2流路6。此外,控制部4A能够使第3泵28驱动,使气体(气体)流入到第3流路22。进一步地,控制部4A也能够控制未图示的旋转驱动用致动器102的动作。控制部4A组合各种电路而构成。
控制部4A可以在使第3液体流入到第4流路34的第4主流路37之后,使检测体流入到第4流路34的第4主流路37。控制部4A只要在驱动第4泵58以使第3液体流入到第4主流路37之后,驱动第1泵26以使检测体流入到第4主流路37即可。
本公开不限定于上述的实施方式的例子。即,上述的第1例以及第2例的各结构要件也可以适当组合,此外,能够在不脱离本公开的要旨的范围内进行各种变更、改良等。
在上述的例子中,说明了第2流路6的一端具有第2流出口20的例子,但如图18所示,第2流路6的一端也可以与第1流路5连接。在第2流路6与第1流路5连接的情况下,能够使第2液体经由第2流路6而流入到第1流路5。其结果是,在流入到第1流路5的第1液体的量较少的情况下,能够从第2流路6向第1流路5补充第2液体。另外,在该情况下,第2液体也可以是与第3液体相同的液体。
此外,在第2流路6与第1流路5连接的情况下,控制部4也可以在第1液体到达第1流路5之前,使一定量的第2液体流入到第1流路5。其结果是,能够定量地测定在一定量的溶剂(第1液体)中包含何种程度的粒子。
控制部4也可以在使第2液体流入到第1流路5的情况下,通过光学传感器3确认液体的有无。在该情况下,控制部4也可以在驱动第2泵27以使第2液体流入到第2流路6之后,驱动光学传感器3,与此同时驱动第1泵26(或第1泵26A以及第4泵58),以使第1液体流入到第1流路5(以及使液体流入到第6流路52)。此外,控制部4也可以在驱动第1泵26(或第1泵26A以及第4泵58)之后,在一定时间内驱动第2泵27。
此外,在第1流路5和第2流路6被连接的情况下,也可以在第1流路5和第2流路6的连接部连接第3流路22。在该情况下,控制部4可以在首先使第2液体流入到第1流路5,之后,使第1液体流入到第1流路5,接下来使气体流入到第1流路5。由此,能够减少第1液体流入到第2流路6的情形。
此外,也可以在使气体流入到第1流路5,将从第2流路6遍及第1流路5而存在的第2液体分断之后,使第1液体流入。在该情况下,控制部4只要在驱动第2泵27之后,驱动第3泵28,并驱动第1泵26即可。
在上述的例子中,说明了从第6流路52向第4流路34供给第3液体的例子,但也可以取代第6流路52,从第2流路6供给第3液体。在该情况下,第2液体和第3液体成为相同的液体。即,不存在第6流路52,第2流路6的一端与第4流路34的第4冲洗流入口45连接。
此外,在上述的例子中,说明了分离用流路设备33具有第3基板35以及第4基板36的例子,但也可以取代第4基板36,使片材构件56作为第4基板36而发挥功能。
符号说明
1、1A:测量装置;
2:流路设备;
2A:测定用流路设备;
3:光学传感器;
4、4A:控制部;
5:第1流路;
6:第2流路;
7:发光元件;
8:受光元件;
13:第1流出口;
24:反射构件,非反射构件;
33:分离用流路设备;
100:臂状构件;
101:驱动轴;
102:旋转驱动用致动器;
105:测量区域;
106:比较区域;
107:校准区域;
107a:非反射构件;
108:第1液体回收容器。
Claims (4)
1.一种测量装置,具备:
流路设备,具有:第1流路,流动包含测量对象的粒子的第1液体,并且具有利用光学传感器来测量该第1液体中的所述粒子的测量区域;第2流路,流动不包含所述粒子的比较对象的第2液体,并且具有利用所述光学传感器来对该第2液体进行测量的比较区域;以及校准区域,用于所述光学传感器的校准,并且具有非反射构件,所述非反射构件对应于所述测量区域以及所述比较区域而被配置于所述光学传感器的相反侧的与所述第1流路以及所述第2流路重叠的区域;
臂状构件,在第1端配置有发光元件以及受光元件被一体地配置在一个基板上的所述光学传感器,在第2端配置有驱动轴;和
旋转驱动用致动器,与所述驱动轴连接,在给定的范围内对所述臂状构件进行旋转驱动,
所述测量区域、所述比较区域以及所述校准区域分别被配置为包括所述光学传感器随着所述臂状构件的旋转驱动而移动的圆周状的位置的区域,
所述非反射构件防止所述发光元件出射的光之中的分别穿过所述测量区域以及所述比较区域的光的反射,并且防止从所述光学传感器的相反侧对所述第1流路以及所述第2流路入射的外部干扰光的入射。
2.根据权利要求1所述的测量装置,其中,
所述流路设备具有:对应于所述校准区域而被配置于所述光学传感器的相反侧或者所述光学传感器侧的非反射构件。
3.根据权利要求1所述的测量装置,其中,
所述流路设备在所述臂状构件的可移动范围内,具有连接所述第1流路并且所述第1液体流出的第1流出口,
所述臂状构件具有第1液体回收容器,所述第1液体回收容器与所述第1流出口对应地配置,并回收从该第1流出口流出的所述第1液体。
4.根据权利要求1所述的测量装置,其中,
所述旋转驱动用致动器是脉冲电机。
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