JP2006329901A - 化学分析装置 - Google Patents
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Abstract
EWOD方式の化学分析装置において、分析デバイスを小型化および低コスト化する。
【解決手段】
化学分析装置100は、間隔をおいてほぼ平行に配置した2枚の平板201、202の対向する面の一方側に、液滴が移動する移動経路となる駆動電極列211を配置し、他方に共通電極面214を形成する。上側の平板に、サンプル11を分注するサンプル分注部3と、試薬を分注可能な複数の試薬分注部48、49とを形成する。下側の平板に凹凸を付け、基板間の距離を分注部は小さく、混合・搬送部は大きくする。排出用液溜めは、オイルと混じらないサンプル及び試薬も収容可能である。
【選択図】図1
Description
(1)サンプル収容部
サンプル収容部15は、複数のサンプルカップ10を有している。サンプルカップ10は回転可能な円板状のホルダの外周付近に保持される。サンプルカップ10内には、サンプル11が収容されている。サンプル11は、たとえば血清である。
(2)サンプル分注部
サンプル収容部15では、回転可能な回転ディスク1の外周部近傍に、複数のサンプルカップ10が搭載されている。サンプル収容部15の近傍には、サンプル分注部3が配置されている。サンプル分注部3は、サンプルカップ10から回転アーム381の先端に取り付けたノズル31がサンプル11を採取する。回転アーム381の一端側には支柱382が取り付けられており、この支柱取り付け端と反対端にノズル31が取り付けられている。回転アーム381は、支柱382の周りに回動可能である。なお、アーム381は上下動可能である。
(3)分析デバイス
分析デバイス2では、図1に示すように、上側が開放した矩形状の容器202の上を矩形状の平板である上部アクセス基板201が覆い、容器202の底面と上部アクセス基板201がほぼ平行に配置されている。上部アクセス基板201は容器202よりも短く、容器の右側面に平行に渡した仕切り板203に一辺を接し固定されている。上部アクセス基板201と容器202の少なくとも一方には、温度コントロール可能なペルチェ素子またはヒータを内蔵させる。これらのペルチェ素子やヒータは、図示しない制御手段で制御され、上部アクセス基板201と容器202自体の温度を制御する。上部アクセス基板201及び容器202の大きさは、A3サイズ程度である。
(4)試薬分注部
試薬分注部48では、サンプル11に第1の試薬45を混合して検査するために、複数の密閉型の試薬容器42、421、422を分析デバイス2の近傍に配置する。試薬容器42、421、422の下部には、それぞれノズル43、431、432が接続されている。試薬容器42、421、422の上部には、通気配管が取り付けられており、各通気配管中には、バルブ44、441、442を介在させている。
(5)検出部
上部電極基板23の下部に形成した駆動電極列は、サンプル11や試薬45の移動経路を規定する。サンプル11や試薬45の移動経路の途中であって複数箇所に、検出部61、62を設ける。検出部61は、サンプル11と第1の試薬45を混合した第1の混合液の状態を検出する。検出部62は、第1の混合液に第2の試薬を混合した後の状態を検出する。検出部61、62は、ともに同様の構造をしている。検出部61、62では、上部アクセス基板201にLED等の光源611、621を取り付けている。一方、容器202のこの光源611、621に対向する位置にも、光センサ612を取り付けている。
(6)オイル供給部
上部アクセス基板201の対向する辺であってサンプル分注部3側の辺に、オイル供給部79を設ける。オイル供給部79は、容器202と仕切り板203に仕切られた領域で液溜め2011を形成する。液溜め2011は、仕切り板203と容器202に接続する天板204により密閉されている。上部電極基板23の液溜め2011の直下部分に、オイル導入孔2101を形成する。液溜め2011側と反対側の辺に、オイル排出孔2102を形成する。仕切り板203の下端と上部電極基板23の間には、予め定めた空隙2103を形成する。上部電極基板23では、オイル導入孔2101とオイル排出孔2102以外に、電極の無い位置に複数の孔を形成してもよい。
(7)廃液分離部
排出用チューブ772からオイル容器73に戻った排液85には、サンプル11や試薬45が混合した廃液86が混入している。そこで、オイルの比重が廃液86より大きい場合には、オイル容器73内のオイルの液面よりも上に廃液86が浮上する。廃液分離部94は、この廃液86をオイル容器73内で分離し、オイル容器73外に排出する。廃液チューブ773の一端を、オイル容器73内に挿入し、オイル液面付近に設置する。廃液チューブ773の他端を、廃液容器82に挿入する。オイル容器73の上面には、液面センサ793を設置する。廃液チューブ773に、廃液回収用ポンプ743を設置する。
であることが望ましい。サブ上部基板232の下では、混合や搬送のみで分注しないので、上下の電極基板23、21での抵抗を減らすために、なるべくS2を小さくする。ただし、液滴の体積は変わらないので、S2を小さくしすぎると電極基板間距離h2が大きくなり過ぎる。その結果、液滴の界面張力により液滴が半球状になり、上下電極基板23、21との接触が失われ、EWODによる液滴の移動ができなくなる。したがって、少なくとも、アスペクト比を0.5程度以下にする。
Claims (12)
- ほぼ平行に配置した1対の基板の一方の対向面に共通電極を、他方の基板の対向面に多数の電極を有する駆動電極列を配置したEWODを用いた分析デバイスを有する化学分析装置において、前記分析デバイスは前記基板間に液体を供給する複数の液体供給部を有し、前記1対の基板は、駆動電極列の位置で基板間の間隔が異なる部分を有することを特徴とする化学分析装置。
- 前記1対の基板は平板であり、一方の基板を分割構造としその分割基板の厚みを変えて基板間の間隔を異ならせることを特徴とする請求項1に記載の化学分析装置。
- 前記駆動電極を構成する多数の電極への電圧印加を制御する制御手段を有し、この制御手段が多数の電極への電圧印加を制御して前記1対の基板間に供給される液体を搬送する搬送方向の下流側に行くに従い、前記1対の基板間の間隔を大にすることを特徴とする請求項1に記載の化学分析装置。
- 前記分析デバイスでは、前記複数の液体供給部から供給された複数種類の液体が同一の駆動電極列で合流するように前記駆動電極列と前記液体供給部とが配置されており、合流した後の液体の移動方向における前記1対の基板間の間隔が、合流前の液体の移動方向における基板間の間隔よりも大であることを特徴とする請求項1に記載の化学分析装置。
- 前記分析デバイスでは、前記複数の液体供給部から供給された複数種類の液体が同一の駆動電極列で合流するように前記駆動電極列と前記液体供給部とが配置されており、合流する前の液体の移動速度と合流後の液体の移動速度がほぼ同一になるように前記1対の基板の間隔を設定したことを特徴とする請求項1に記載の化学分析装置。
- 対向する1対の基板と、この基板のそれぞれの対向面側に設けた電極と、対向する前記電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記基板間の複数領域に液体を供給する複数の液体供給機構とを有し、前記対向する基板の一方を複数枚の小基板から構成したことを特徴とする化学分析装置。
- 複数枚の小基板から構成された一方の基板の中の少なくとも1枚の小基板と他方の基板との距離が、一方の基板を構成する他の小基板と他方の基板との距離と異なっていることを特徴とする請求項6に記載の化学分析装置。
- 前記対向する基板の他方の基板も複数の小基板で構成したことを特徴とする請求項6に記載の化学分析装置。
- 前記複数の液体と混じりあわない媒体液を保持する容器を有し、この容器に保持された媒体液で前記基板の対向する面を予め覆っていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1項に記載の化学分析装置。
- 媒体液を保持する前記容器に、媒体液を供給する手段と媒体液をこの容器から排出する手段を付設したことを特徴とする請求項9に記載の化学分析装置。
- 前記基板の少なくとも一方に、液体を供給しない孔を形成したことを特徴とする請求項6に記載の化学分析装置。
- 前記基板の少なくとも一方に、この基板の周辺から液体を供給する前記液体供給機構を設けたことを特徴とする請求項6に記載の化学分析装置。
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