JP2016085078A - 試料分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定作業が簡便で効率的であり、さらに、精度の良い測定を行うことができる試料分析装置を提供する。【解決手段】試料分析装置（１００）は、試料を収容した基準室（４１４）と、測定液を収容した測定室（４０４）とが回転軸（４５０）の周りに同一円周上に形成されたチップ（１０２）と、基準室（４１４）を透過した基準透過光量と、測定室（４０４）を透過した測定透過光量とに基づいて試料に含まれる成分を分析する計測部（１０９）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は試料分析装置に関し、土壌成分の分析に好適な試料分析装置に関する。

農業の分野において、農作物の育成状態の管理のため、農作物の生育環境における土壌成分の分析が広く行われている。

一般的に、土壌分析装置は、それぞれの土壌抽出液をその都度複数の試験管に目盛り付のスポイトで計量しながら注入し、その後、土壌成分毎に決められた試薬および希釈液を試験管に注入し発色させる。そして、比色表、比濁表、または、吸光光度法等を用いて数値換算することで測定が行われている。

しかしながら、上述の測定方法は、それぞれの土壌抽出液に試薬を混合する必要があり、そのために繰り返し作業が多くなる。また、測定したい土壌成分に応じた試薬を準備する必要もあり、煩雑性が高い。

土壌分析を頻繁に行うことにより、圃場ごとの細かい分析や、作付けごとの分析を行うことができる。そのため、前作の影響を考慮した施肥設計を行うことができ、また、成育期間の長い作物についてはより短いスパンで定期的に分析を行うことで、追肥のタイミングや量を最適化することができ、結果として収穫量の増加や品質の安定化が望める。

しかしながら、上述した煩雑性の高さから分析の頻度を高めることは困難である。

近年では、このような問題点に鑑みて、簡易な方法で土壌抽出液と試薬等とを混合し、土壌成分を分析する手法が提案されている。

図１１は、特許文献１に開示されている試薬混合および土壌分析装置を示したものであり、図１１の（ａ）は、従来の土壌分析装置の模式図であり、図１１の（ｂ）および（ｃ）は、従来の土壌分析装置に備えられる収納カートリッジと、抽出液カートリッジとの嵌合を示す模式図である。

特許文献１に記載の土壌分析装置は、図１１の（ａ）に示すように、発光部７、受光部８および収納カートリッジ９を備えている。収納カートリッジ９は、透明材からなり、土壌から抽出した土壌抽出液と試薬との混合液を収納するセル１１が複数設けられている。特許文献１に記載の土壌分析装置は、発光部７から出射された光が収納カートリッジ９内の混合液を透過し、受光部８により検出されることにより混合液の吸光度を測定し、吸光光度法により土壌成分の濃度を測定している。

図１１の（ｂ）に示すように、収納カートリッジ９のセル１１には、所定量の試薬が予め収納されており、シール紙１５により密閉されている。抽出液カートリッジ１４の各セル１６は、計量としての枡機能を有しており、土壌成分液が収納されている。測定前に図１１の（ｂ）および（ｃ）に矢印で示す方向に抽出液カートリッジ１４を収納カートリッジ９に押し込むことで、収納カートリッジ９と抽出液カートリッジ１４とを嵌合する。その後、抽出液カートリッジ１４の底面を貫通させ、抽出液を収納カートリッジ９のセル１１に注入し、混合液を作成する。

このように、特許文献１に記載の土壌分析装置においては、混合液の作成が容易であり、また、吸光光度法によって土壌成分の濃度の測定を行うため、精度のよい測定を行うことができる。

また、特許文献２には、マイクロ流路が形成された分析用デバイスおよび分析装置が開示されている。特許文献２に記載の分析装置は、マイクロ流路が形成された分析用デバイスを回転駆動させることで、分析用デバイスに遠心力が作用する。これにより、分析用デバイス内に保持された試料および試薬を反応槽まで移動させ、簡易な方法で試料と試薬との混合液を作成している。

特開２００７−４６９２２号公報（２００７年２月２２日公開） 特開２００９−２１０５６４号公報（２００９年９月１７日公開）

ここで、試料に含まれる成分の分析を行う際に、土壌の状態によっては、土壌抽出液自体が着色している場合がある。このような土壌抽出液に対して、引用文献１および２に記載されている分析装置を用いて吸光光度法による土壌成分の濃度の測定を行うと、測定精度が低下してしまうという問題がある。

また、生産者自らが土壌成分を測定するためには、測定作業が簡便で効率的であることが求められる。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定作業が簡便で効率的であり、さらに、精度の良い測定を行うことができる試料分析装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る試料分析装置は、試料を収容した基準室と、前記試料に基づく測定液を収容した測定室とを回転軸の周りの同一円周上に形成した容器と、前記同一円周上に対応する位置に配置されて前記容器に向かって光を発光する発光部と、前記容器を透過した光を受光する受光部と、前記容器と前記発光部および前記受光部との少なくとも一方を前記回転軸の周りに回転運動させる回転駆動部と、前記基準室を透過して受光部が受光した光の基準透過光量と、前記測定室を透過して受光部が受光した光の測定透過光量とに基づいて、前記試料に含まれる成分を分析する計測部とを備える。

本発明の一態様によれば、回転軸の周りの同一円周上に、試料を収容した基準室と、前記試料に基づく測定液を収容した測定室とが容器に形成されている。そのため、容器を回転させて測定を行うことで、測定を簡便で効率的に行うことができる。

さらに、基準室を透過して受光部が受光した光の基準透過光量と、測定室を透過して受光部が受光した光の測定透過光量とに基づいて、試料に含まれる成分を分析する。そのため、精度のよい測定を行うことができる。

本発明の実施形態１に係る試料分析装置の構成概略図である。 図１に示す試料分析装置に備えられる発光部の構成概略図である。 図２に示す発光部に備えられるフィルターアレイの構成概略図である。 図１に示す試料分析装置に備えられるチップの構成概略図であり、（ａ）は、チップを上方からみた正面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、チップに備えられるセルの形状を示す概略図である。 （ａ）は、測定時におけるチップの上面図を示したものであり、（ｂ）は、（ａ）におけるチップのＢ−Ｂ線矢視断面図、並びに、図１に示す試料分析装置に備えられるフィルターアレイおよび受光部を模式的に示したものである。 図４の（ａ）に示すチップを１周等速回転させ、発光部から射出された光により走査することで測定を行った場合における、チップの周方向位置と、受光部が受光した透過光量との関係を示すグラフである。 図４の（ａ）に示すチップにおいて、遮光部が備えられる部位を示す図である。 本発明の実施形態２に係る、試料分析装置が備える発光部の構成概略図である。 図８に示す発光部が備えるフィルターアレイを示した概略図であり、（ａ）は上方からみた正面図であり、（ｂ）は、フィルターアレイに備えられる基準フィルターの拡大図である。 予め成分濃度の明らかな土壌抽出液を用いて吸光度の測定を行った場合における、成分濃度と吸光度との関係を示すグラフである。 （ａ）は従来用いられている土壌分析装置の模式図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示す土壌分析装置に備えられる収納カートリッジと、抽出液カートリッジとの嵌合を示す模式図である。

〔実施形態１〕
以下、図面を参照しながら、本発明に係る試料分析装置の実施の形態について説明する。また、図面におけるそれぞれの構成部材の厚みや長さ等は、本発明の理解を助けるために示したものであり、本発明は、図示される構成に限定されるものではない。

図１に、本発明の実施形態１に係る試料分析装置１００の構成概略図を示す。本発明の実施形態１に係る試料分析装置１００は、吸光光度法により測定を行う試料分析装置であり、図１に示すように、発光部１０１と、チップ（容器）１０２と、受光部１０３と、参照用受光部１０４と、ハーフミラー１０８と、回転駆動部１０６と、計測部１０９と、制御部１１１とを備える。

以下に各部の構成について詳細に説明する。

図２は、発光部１０１の構成概略図である。図２に示すように、発光部１０１は、発光波長がそれぞれ異なる複数の光源２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃと、複数の光源２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃのそれぞれに対応するコリメートレンズ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃと、ダイクロイックミラー２０３ａ、２０３ｂと、アパーチャー２０４と、フィルターアレイ２０５とを備える。

発光部１０１は、制御部１１１と接続しており、複数の光源２０１ａ〜２０１ｃのそれぞれは、制御部１１１からの信号により発光、消灯および発光強度が制御されている。本実施形態においては、光源２０１ａとして白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を、光源２０１ｂとして青色ＬＥＤを、光源２０１ｃとして赤色ＬＥＤを用いた。

ダイクロイックミラー２０３ａ、２０３ｂは、特定の波長帯の光を透過させ、別の特定の波長帯の光を反射する鏡である。本実施形態においては、ダイクロイックミラー２０３ａは、４７０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯の光を透過させ、３５０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長帯の光を反射させるものを用いた。また、ダイクロイックミラー２０３ｂは４００ｎｍ〜６３０ｎｍの波長帯の光を透過させ、６７５ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯の光を反射させるものを用いた。

図３は、図２に示すフィルターアレイ２０５を上方から見た正面図である。図３に示すようにフィルターアレイ２０５は、回転軸２１０を中心として、同一円周上に配置された、透過波長帯域の異なる複数の干渉フィルター３０１〜３０６を備えている。本実施形態においては、干渉フィルター３０１〜３０６としてそれぞれ透過波長帯域が４２０ｎｍ、５２０ｎｍ、５７０ｎｍ、６１０ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍの干渉フィルターを用いた。

発光部１０１は、制御部１１１からの信号に応じて、複数の光源２０１ａ〜２０１ｃが発光する。光源２０１ａ〜２０１ｃから射出された光は、各光源２０１ａ〜２０１ｃに対応するコリメートレンズ２０２ａ〜２０２ｃにより指向され、ダイクロイックミラー２０３ａ、２０３ｂにより光路が合される。そして、アパーチャー２０４によりビーム径が調整され、フィルターアレイ２０５へと導かれる。フィルターアレイ２０５は、複数の光源２０１ａ〜２０１ｃの制御と同期して、光の進行方向に平行な回転軸２１０を中心として回転するように制御されており、アパーチャー２０４を通過した光から特定の波長のみを選択して透過させる。フィルターアレイ２０５を透過した光は、光３００として発光部１０１から射出される。

ハーフミラー１０８は、発光部１０１から射出された光３００をチップ１０２側と参照用受光部１０４側とに分岐させる。

参照用受光部１０４は、ハーフミラー１０８により分岐された光を受光すると共に、受光した光に基づく信号を計測部１０９に供給する。

図４はチップ１０２を示す概略図であり、図４の（ａ）は、チップ１０２を上方からみた正面図であり、図４の（ｂ）は、チップ１０２に備えられるセル４００の形状の一例を示す概略図であり、図４の（ｃ）は、チップ１０２に備えられるセル４１０の形状を示す概略図である。

図４の（ａ）に示すように、チップ１０２は円盤状であり、回転軸４５０を中心に、放射状に複数のセル４００およびセル４１０が形成されている。なお、本実施形態においては、チップ１０２には、セル４００が６つ、および、セル４１０が１つ形成されている。セル４００およびセル４１０は、チップ１０２の円周方向に対して等間隔で形成されている。

チップ１０２は、発光部１０１から射出されてハーフミラー１０８を通過した光３００を透過するように、例えば、シリコーン、ガラス、プラスチック等の透明材で作製されていることが好ましい。チップ１０２は、チップ１０２を安価な構成とするために、透明性の高い合成樹脂で作製されていることがより好ましく、本実施形態においては、チップ１０２は、耐薬品性も兼ね備えた低密度ポリプロピレンで作製されている。

また、セル４００およびセル４１０は、チップ１０２の表面に露出して形成されるものではないが、内部構造を理解しやすいように実線で示している。

図４の（ｂ）に示すように、セル４００のそれぞれには、土壌から抽出した土壌抽出液（試料）を注入する試料室４０１と、試薬を格納する試薬室４０２、４０３と、測定室４０４とが形成されている。試薬室４０３と、試料室４０１、試薬室４０２および測定室４０４との間には流路４０５が形成されており、試薬室４０３と、試料室４０１、試薬室４０２および測定室４０４とは連通している。

図４の（ｃ）に示すように、セル４１０は、試薬室を備えておらず、試料室４１１および基準室４１４が形成されている。また、試料室４１１と基準室４１４との間は流路４１５が形成されており、試料室４１１と基準室４１４とは連通している。

また、セル４００の測定室４０４、および、セル４１０の基準室４１４は、図４の（ａ）に一点鎖線Ａで示すように、同一円周上に形成されている。

チップ１０２の大きさは、例えば直径が２０ｃｍ程度であり、セル４００およびセル４１０のそれぞれの大きさは、図４の（ｂ）および（ｃ）の長手方向が４〜５ｃｍ、短手方向が２〜３ｃｍ程度の大きさである。

受光部１０３は、発光部１０１から射出され、チップ１０２の、図４の（ａ）において一点鎖線Ａで示す同一円周上の領域を透過した光３００を受光する。

計測部１０９は、参照用受光部１０４および受光部１０３と接続している。計測部１０９は、参照用受光部１０４および受光部１０３のそれぞれが受光した光の強度を測定するとともに、測定結果に基づいて各種データ（土壌成分濃度、ｐＨ等）を算出する。

回転駆動部１０６は、チップ１０２の下方に備えられ、チップ１０２を回転駆動する。本実施形態においては、回転駆動部１０６としてパルス制御可能なステッピングモーターを用いた。なお、本実施形態においては、回転駆動部１０６がチップ１０２を回転駆動する構成を示したが、これに限られるものではなく、チップ１０２と、発光部１０１および受光部１０３とが相対的に移動すればよい。例えば、回転駆動部１０６が、発光部１０１および受光部１０３を回転軸４５０の周りで回転駆動する構成であってもよいし、チップ１０２と、発光部１０１および受光部１０３との双方を回転駆動する構成であってもよい。

制御部１１１は、発光部１０１、計測部１０９および回転駆動部１０６と接続しており、各部の動作を制御する。

次に、測定時の各部の動作について説明する。

図５の（ａ）は、測定時におけるチップ１０２の上面図を示したものである。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）におけるチップ１０２のＢ−Ｂ線矢視断面図、並びに、フィルターアレイ２０５および受光部１０３を模式的に示したものである。

以下では説明の便宜上６つのセル４００のそれぞれを区別するときは、４００−ａ〜４００−ｆの参照符号を付し、区別しない場合には４００の参照符号を付す。また同様に、セル４００に形成された試料室４０１、試薬室４０２、試薬室４０３、測定室４０４および流路４０５についても、それぞれを区別するときには、それぞれ４０１−ａ〜４０１−ｆ、４０２−ａ〜４０２−ｆ、４０３−ａ〜４０３−ｆ、４０４−ａ〜４０４−ｆ、４０５−ａ〜４０５−ｆの参照符号を付す。

セル４００−ａの試薬室４０２−ａには、５ｗｔ％サリチル酸−硫酸水溶液が０．４ｍｌ、試薬室４０３−ａには、２ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液が１０ｍｌ予め注入されている。また同様に、試薬室４０２−ｂ〜４０２−ｆ、試薬室４０３−ｂ〜４０３−ｆにも試薬が予め注入されている。試薬室４０２−ａ〜４０２−ｆ、試薬室４０３−ａ〜４０３−ｆのそれぞれに予め注入されている試薬の種類および量を表１に示す。表１において「−」で示されている欄は、試薬が何も注入されていないことを示す。

表１に示すように、セル４００の試薬室４０２および試薬室４０３には、それぞれ異なる試薬が注入されている。これは、測定したい土壌成分に応じた試料が注入されているからであり、セル４００−ａでは硝酸態窒素（ＮＯ_３−Ｎ）を、セル４００−ｂではアンモニア態窒素（ＮＨ_４−Ｎ）を、セル４００−ｃでは可吸態リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）を、セル４００−ｄでは交換性カリウム（Ｋ_２Ｏ）を、セル４００−ｅでは交換性カルシウム（ＣａＯ）を、セル４００−ｆでは交換性マグネシウム（ＭｇＯ）を測定対象の土壌成分としている。

土壌抽出液としては、土壌０．４ｇに水１００ｍｌを加え、振とうした後、ろ過し、ろ液を試料室４０１および試料室４１１へ注入した。また、試薬室４０３と測定室４０４との間の流路４０５には、開閉式の弁が設けられており、弁は閉じられた状態となっている。

土壌抽出液を試料室４０１および試料室４１１に注入後、測定が開始すると、まず回転駆動部１０６が回転する。回転駆動部１０６の回転により、チップ１０２は、回転軸４５０を中心として回転し、セル４００およびセル４１０には、それぞれ図４の（ｂ）および図４の（ｃ）に矢印Ｆで示す方向に遠心力（慣性力）が作用する。

セル４１０の試料室４１１に注入された土壌抽出液は、遠心力によって流路４１５を通って基準室４１４へと移動する。

また、セル４００の試料室４０１の土壌抽出液および試薬室４０２の試薬は、流路４０５を通り試薬室４０３へと移動する。これにより、試薬室４０３内に測定対象となる試料と試薬との混合液（測定液）が生成される。

次に回転駆動部１０６の回転により、セル４００の試薬室４０３内に生成された混合液の攪拌が行われる。混合液の攪拌は、本実施形態では、回転駆動部１０６の回転により行われる構成としたが、これに限られるものでは無い。試料分析装置１００が１軸駆動可能な並進駆動部（図示せず）を備えており、並進駆動部の往復運動によって攪拌が行われる構成であってもよいし、回転駆動部１０６と並進駆動部とを組み合わせて駆動させることによって攪拌が行われる構成であってもよい。また、回転駆動部１０６と並進駆動部とのそれぞれを個別に時間差を空けて駆動することで攪拌を行う構成であってもよい。さらには、攪拌の際に、回転駆動部１０６を一定の速度で回転する構成であってもよいし、加速度を付けて回転する構成や、逆回転する構成であっても、また、これらを組み合わせて回転する構成であってもよい。

混合液の攪拌が終了すると、試薬室４０３と測定室４０４との間の流路４０５に設けられた開閉式の弁を開放し、再び回転駆動部１０６を回転させることで、遠心力により混合液を測定室４０４へと移動させる。

なお、上述の混合液の攪拌は、試薬室４０３で行ってもよいが、測定室４０４で行ってもよい。また、本実施形態においては、回転駆動部１０６の回転により、混合液の生成および攪拌が、セル４００−ａ〜４００−ｆに対して一括に行われる構成であったが、これに限られるものでは無く、それぞれのセル４００−ａ〜４００−ｆに対して個別に行われる構成であってもよい。しかしながら、処理時間の短縮という観点から見れば、セル４００−ａ〜４００−ｆに対して一括で行われる構成であることが好ましい。

図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、混合液の攪拌が終了すると、次に、回転駆動部１０６の回転によりチップ１０２が１周等速回転すると共に、発光部１０１から光３００が射出され、光３００がチップ１０２を走査し、チップ１０２を透過した光３００は、受光部１０３へと入射される。

ここで、発光部１０１から射出された光３００は、ハーフミラー１０８によって、チップ１０２側と、参照用受光部１０４側に分岐される。参照用受光部１０４に入射された光の強度と、測定室４０４を透過し、受光部１０３へと入射される光の強度とを計測部１０９が測定し、比較することで、混合液の吸光度（透過率）が算出される。また、参照用受光部１０４により、チップ１０２に入射前の光の強度を測定しているため、熱や光源の劣化等による影響で発光部１０１からの出力が変動したとしても、混合液の透過率を正確に求めることが可能である。

図６は、上述した、チップ１０２を１周等速回転させ、光３００により走査することで測定を行った場合における、チップ１０２の周方向位置と、受光部１０３が受光した光の強度（透過光量）との関係を示すグラフである。

図６に示すように、光３００が、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆおよび基準室４１４を透過する際には、透過光量は大きくなる。また、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆに格納された混合液は、試薬により呈色反応を示しており、各土壌成分の濃度に依存した光吸収が生じる。一方で、基準室４１４には、土壌抽出液のみが格納されているため、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆと比較して、生じる光吸収は少ない。そのため、図６において、透過光量が一番高くなっている位置が基準室４１４に対応していることが判る。

このように、チップ１０２に土壌抽出液のみが格納されるセル４１０を設けることで、計測部１０９は、チップ１０２を１周等速回転させ、光３００により走査することで、受光部１０３の受光した光の強度から基準室４１４の位置を特定することができる。

また、図６に示すように、光３００が測定室４０４−ａ〜４０４−ｆおよび基準室４１４以外の場所を透過する際に透過光量は最低の値を示す。これは、チップ１０２を構成している構造体の厚みの影響により、チップ１０２が高い吸光度を示すからである。

しかしながら、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆおよび基準室４１４以外を透過した光３００が、受光部１０３に入射されると、計測部１０９は、誤った位置を測定室４０４−ａ〜４０４−ｆおよび基準室４１４の位置であると特定してしまう可能性がある。そのため、計測部１０９が、光３００が測定室４０４−ａ〜４０４−ｆおよび基準室４１４へ入射しているか、それ以外の場所へ入射しているかをより明確に判別することができる構成であることが好ましい。

具体的には、図７に示すように、チップ１０２において、光３００が走査（透過）する部位のうち、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆおよび基準室４１４以外の場所が予め遮光部４６０（吸光材）により遮光（コーティング）されていてもよい。また、図３に示すフィルターアレイ２０５の構造体を光吸収の高い材料で作製していてもよい。

ここで、上述したように、セル４００−ａ〜４００−ｆの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆ、および、セル４１０の基準室４１４は同一円周上に等間隔で形成されている。そのため、計測部１０９が基準室４１４の位置をまず特定し、特定した基準室４１４の位置を原点と定めることで、相対的な位置関係に基づいて、原点から所定の角度の位置を、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの位置であるとして、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの位置を自動で決定することができる。

上述の方法で、計測部１０９が、基準室４１４および測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの位置を特定すると、次に、原点に基づいて、回転駆動部１０６が予め定められたパルス値分だけチップ１０２を回転させ、それぞれの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの透過光量の測定を行う。このように、基準室４１４および測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの位置を特定することで、試料分析装置１００は円滑に透過光量の測定を行うことが可能となる。

測定室４０４−ａに格納された混合液は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長帯の付近に硝酸態窒素に依存した吸収帯域を持つ。そのため、発光部１０１の光源２０１ｂの青色ＬＥＤを発光させ、フィルターアレイ２０５は４２０ｎｍの干渉フィルター３０１を用いて透過光量の測定を行う。その際、基準室４１４に格納された土壌抽出液に対しても同様に、光源２０１ｂの青色ＬＥＤを発光させ、干渉フィルター３０１を介した透過光量の測定を行う。

他の測定室４０４−ｂ〜４０４−ｆに対しても、同様にそれぞれに格納された混合液に対応する干渉フィルター３０１〜３０６および光源２０１ａ〜２０１ｃを用いて透過光量の測定を行うと共に、基準室４１４に格納された土壌抽出液に対しても、同様の測定を行う。

計測部１０９は、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆを透過した光量と、対応する干渉フィルターを介して基準室４１４を透過した光量とを比較し、差分を取り、それぞれの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの吸光度を算出する。

このように、本実施形態に係る試料分析装置１００は、基準室４１４を透過し、受光部１０３が受光した透過光量（基準透過光量）と、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆを透過し、受光部１０３が受光した透過光量（測定透過光量）との比較に基づいて測定を行うため、土壌成分濃度等を高精度に測定することが可能となる。

また、本実施形態においては、回転駆動部１０６として、パルス制御による位置決めが可能なステッピングモーターを用いる構成を示したが、これに限られるものでは無い。

例えば、基準室４１４の位置を特定するために、チップ１０２を１周等速回転させる際に、透過光量と共に、回転所要時間の測定を行う構成であってもよい。このような構成とすることで、基準室４１４の位置を特定すると共に、透過光量と回転所要時間との関係から、基準室４１４からそれぞれの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆへの移動所要時間を求めることができる。そのため、チップ１０２を回転させる時間を制御することで、それぞれの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの位置に対しての土壌成分の測定を行うことが可能となる。試料分析装置１００をこのような構成とすることで、回転駆動部１０６としてブラシレスモーター等を用いることが可能となり、試料分析装置１００をより安価な構成とすることができる。

さらに、図５の（ｂ）に示したように、本実施形態においては、測定室４０４や流路４０５が密閉されている例を示したが、これに限られるものではなく、必要に応じて、空気の抜け穴が測定室４０４や流路４０５等に形成されていてもよい。

また、本実施形態においては、チップ１０２として、１つの基準室４１４と６つの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆとが形成されているチップ１０２を用いたが、チップ１０２には、基準室４１４が複数形成されていてもよい。

ここで、測定対象の土壌成分によっては、中性の溶液ではほとんど抽出することができないため、酸性の溶液で抽出する必要がある。その際には、中性の溶液で土壌成分を抽出した土壌抽出液αを収容した基準測定室と、酸性の溶液で土壌成分を抽出した土壌抽出液βを収容した基準測定室とを形成する。そして、上記２種類の土壌抽出液に対して測定対象の土壌成分に応じた試薬を混合し、測定を行う。

このように、対象となる土壌成分に応じて異なる抽出液を作製する必要がある場合には、基準室が複数形成されたチップを用いることで、異なる抽出液のそれぞれで基準透過光量を測定することができる。そのため、より精度よく土壌成分の測定を行うことができる。

また、上述の実施形態においては、チップ１０２に基準室４１４、測定室４０４を形成する例を示したが、本発明はこれに限定されない。土壌抽出液（試料液）、混合液を収容する機能を有していれば、チップ以外の容器に基準室、測定室を形成する構成にも本発明が適用される。

また、本実施形態においては、呈色反応を示す試薬を用い、吸光度により成分の濃度の測定を行う構成を示したがこれに限られるものでは無い。例えば、試薬として、蛍光試薬を用い、蛍光検出器で発光強度を測定することで成分量の測定を行う構成であってもよい。

また、本実施形態においては、測定対象の試料として、土壌から抽出した土壌抽出液を用いる例を示したが、測定対象はこれに限られるものでは無い。例えば、果物や野菜等の作物体の一部を搾取し、水を加え、抽出液を作成し、振とう・ろ過を行い試料とする。このように作製した試料を上述の方法と同様に測定することで、果物や野菜等の作物体に含有されている各種成分量を測定することができる。さらに、本実施形態に係る試料分析装置１００は、複数の成分を一括して計測する水質計測装置として使用することもできる。

（従来技術との対比）
従来、試料分析装置に測定を自動で行わせる際に、セルの位置関係を試料分析装置に自動で認識させる方法として、（１）分析デバイスにマーカー等の検出部を設け、試料分析装置に検出機構を設ける方法や、（２）分析デバイスを試料分析装置に装着する方向を予め定めておき、試料分析装置の駆動機構が備えるエンコーダー等のパルス値で測定セルの位置を認識する方法が採られている。

ここで、生産者自らが測定を行うためには、測定作業が簡便であることに加えて、試料分析装置が安価であることが求められる。しかしながら、上述の（１）または（２）の方法を採用すると、試料分析装置が高価になってしまうという問題や、分析デバイスを分析装置に装着する作業において制約が増えることで、作業負担が増大してしまうという問題が有る。

これに対して、本実施形態に係る試料分析装置１００は、チップ１０２に基準室４１４が設けられており、光３００によりチップ１０２を走査し、基準室４１４を透過した光量を計測部１０９が特定することにより、チップ１０２上における基準室４１４および測定室４０４の相対的な位置を特定する。

そのため、従来のように、チップ１０２にマーカー等の検出部を設け、試料分析装置１００に検出機構を設けたり、チップ１０２を試料分析装置１００に装着する方向を予め定めておき、試料分析装置１００の回転駆動部１０６が備えるエンコーダー等のパルス値で測定室４０４の位置を認識したりする必要が無くなり、試料分析装置１００を安価な構成とすることができ、また、測定を簡便に行うことができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態に係る試料分析装置１００は、第１の実施形態に係る試料分析装置は異なる発光部１０１’を備える。

図８は、本実施形態に係る発光部１０１’の構成概略図である。図９は、発光部１０１’に備えられるフィルターアレイ２１５を示す概略図であり、図９の（ａ）はフィルターアレイ２１５を上方からみた正面図であり、図９の（ｂ）は、フィルターアレイ２１５に備えられる基準室フィルター３１７を上方から見た拡大図である。

発光部１０１’は、フィルターアレイ２０５の代わりにフィルターアレイ２１５を備えていること以外は、第１の実施形態に係る試料分析装置１００が備える発光部１０１と同一の構成である。

図９の（ａ）に示すように、フィルターアレイ２１５は、回転軸３１０を中心とする同一円周上に等間隔に、６つの干渉フィルター（測定室フィルター、透過領域、他の透過領域）３１１〜３１６、および、基準室フィルター３１７を備えている。

干渉フィルター３１１〜３１６および基準室フィルター３１７は、それぞれチップ１０２に形成された測定室４０４−ａ〜４０４−ｆ、および、基準室４１４と対応している。そのため、フィルターアレイ２１５は、光３００によってそれぞれの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆ、および、基準室４１４が走査される際に、光３００がそれぞれの干渉フィルター３１１〜３１６および基準室フィルター３１７を介して測定室４０４−ａ〜４０４−ｆ、および、基準室４１４透過するように制御される。

具体的には、干渉フィルター３１１が測定室４０４−ａと、干渉フィルター３１２が測定室４０４−ｂと、干渉フィルター３１３が測定室４０４−ｃと、干渉フィルター３１４が測定室４０４−ｄと、干渉フィルター３１５が測定室４０４−ｅと、干渉フィルター３１６が測定室４０４−ｆと、基準室フィルター３１７が基準室４１４と対応している。

本実施形態においては、干渉フィルター３１１および干渉フィルター３１４として、中心波長帯が４２０ｎｍの干渉フィルターを、干渉フィルター３１２として、中心波長帯が６１０ｎｍの干渉フィルターを、干渉フィルター３１３として、中心波長帯が７２０ｎｍの干渉フィルターを、干渉フィルター３１５として、中心波長帯が５７０ｎｍの干渉フィルターを、干渉フィルター３１６として、中心波長帯が５２０ｎｍの干渉フィルターを用いた。

また、図９の（ｂ）に示すように、基準室フィルター３１７は、５つの干渉フィルター（基準室透過領域、他の基準室透過領域）３１７ａ〜３１７ｅを備え、５つの干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅが同一円周の円周方向に並ぶように配置されている。

上記の５つの干渉フィルター３１７ａ〜ｅはそれぞれ、干渉フィルター３１７ａが干渉フィルター３１１および干渉フィルター３１４と、干渉フィルター３１７ｂが干渉フィルター３１２と、干渉フィルター３１７ｃが干渉フィルター３１３と、干渉フィルター３１７ｄが干渉フィルター３１５と、干渉フィルター３１７ｅが干渉フィルター３１６と同じ中心波長帯を有する干渉フィルターである。

本発明の第２の実施形態に係る試料分析装置１００は、測定の際には、上述の第１の実施形態と同様の手順でまず、混合液の作成および攪拌が行われ、次に、混合液および土壌抽出液の移動が行われる。そして、回転駆動部１０６によりチップ１０２を１周等速回転させ、光３００による走査を行うことで基準室４１４の位置が特定される。

本実施形態に係る試料分析装置１００は、当該走査の際に、基準室フィルター３１７が備える５種類の干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのそれぞれを介して、基準室４１４を透過した透過光量（基準透過光量）の計測を行うことを特徴としている。

なお、本実施形態において、発光部１０１は、第１の実施形態と同様に、光源２０１ａとして白色ＬＥＤを、光源２０１ｂとして青色ＬＥＤを、光源２０１ｃとして赤色ＬＥＤを備えており、上述の走査の際に、基準室４１４を光３００が透過する時に光源２０１ａ、光源２０１ｂおよび光源２０１ｃが順次発光するように、制御部１１１に制御される。光源２０１ａ、光源２０１ｂおよび光源２０１ｃの発光の切り替え周期は、回転駆動部１０６によるチップ１０２の回転速度と、基準室フィルター３１７が備える５種類の干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅの幅から決定され、５種類の干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのそれぞれを通過する際に、光源２０１ａ、光源２０１ｂおよび光源２０１ｃのすべてが点灯される周期であることが好ましい。換言すれば、５種類の干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのそれぞれを介して基準室４１４を透過した透過光量を、３つの光源２０１ａ〜２０１ｃのすべてに対して計測することができるような点灯周期であることが好ましい。

当該走査が終了すると、次に、チップ１０２を予め定められた量回転させ、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆのそれぞれに対して、予め定められた光源２０１ａ〜２０１ｃの何れかを用いて、透過光量（測定透過光量）の計測を行う。

そして、計測した測定室４０４−ａ〜４０４−ｆを透過した光量と、対応する光源において、対応する干渉フィルターを介して基準室４１４を透過した光量とを比較し、差分を取り、それぞれの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆの吸光度を算出する。

試料分析装置１００をこのような構成とすることで、基準室４１４に格納された土壌抽出液の透過光量を、それぞれの波長に対して一括で計測を行うことができ、極めて迅速に測定を行うことができる。また、土壌抽出液に対する透過光量と、混合液に対する透過光量との差分を取ることで、土壌成分濃度等を高精度に測定することが可能となる。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本発明の第３の実施形態に係る試料分析装置１００は、上述の第２の実施形態に係る試料分析装置と、測定時における各部の動作が異なる。

具体的には、基準室４１４の位置が特定された後、さらにもう一度、基準室フィルター３１７の５種類の干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのそれぞれを介して基準室４１４を透過した光量の測定を、光源２０１ａ、光源２０１ｂおよび光源２０１ｃのそれぞれに対して行う。

当該測定は、基準室４１４の位置を特定する際に行った、チップ１０２の等速回転の回転速度よりも遅い回転速度でチップ１０２を回転させながら行うことが好ましい。

また、当該測定は、上述したようにチップ１０２を回転させながら連続的に行ってもよいが、基準室フィルター３１７の５種類の干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのそれぞれの位置でチップ１０２の回転を一度停止させ、光源２０１ａ、光源２０１ｂおよび光源２０１ｃを順次点灯させることで測定を行う構成であってもよい。

このような構成とすることで、基準室４１４に格納された土壌抽出液の透過光量をより正確に測定することができ、結果として、測定室４０４−ａ〜４０４−ｆに格納されたそれぞれの混合液の成分濃度の計測精度をより一層向上させることが可能となる。

〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態に係る試料分析装置１００は、上述の第２の実施形態に係る試料分析装置１００と、測定時における各部の動作が異なる。

具体的には、本実施形態においては、測定室４０４−ｅに対して吸光度の測定を行う直前に、混合液の再攪拌を行う。これは、セル４００−ｅの試薬室４０３−ｅに格納されているジエタノールアミン混合溶液と、土壌抽出液との混合液の吸光度（濁度）が攪拌直後から時間経過と共に変化するが、再攪拌を行うことによって、吸光度が攪拌直後の値に戻ることを本願発明者が見出したことに基づく。

図１０は、予め成分濃度の明らかな土壌抽出液を用いて吸光度の測定を行った場合における、成分濃度と吸光度との関係を示すグラフであり、図１０にひし形で示すプロットは、作成した混合液に対して、再攪拌を行わずに吸光度の測定を行ったデータであり、図１０に長方形で示すプロットは、作成した混合液に対して、測定前に再攪拌を行い、吸光度の測定を行ったデータである。

図１０に示すように、再攪拌を行わなかったひし形のプロットは、近似曲線から大きく乖離しており、成分濃度と吸光度との間の相関関係は低いという結果が得られた。これに対し、測定前に再攪拌を行った長方形のプロットは、成分濃度と吸光度との間に高い相関を示すという結果が得られた。

以下に、本実施形態に係る試料分析装置１００の測定時の動作について説明する。

本実施形態に係る試料分析装置１００は、まず、第２の実施形態に係る試料分析装置１００と同様に、まず、回転駆動部１０６によりチップ１０２を１周等速回転させ、光３００による走査を行うことで基準室４１４の位置の特定を行う。次に、基準室フィルター３１７が備える５種類の干渉フィルターのそれぞれを介して、基準室４１４を透過した光量の計測を行う。

その後、それぞれの測定室４０４−ａ〜４０４−ｆに格納された混合液に対してそれぞれ予め定められた光源２０１ａ〜２０１ｃを用いて、吸光度の測定を行う。

その際、測定室４０４−ｅの吸光度の測定行う前に、混合液の再攪拌を行う。当該混合液の再攪拌は、回転駆動部１０６がチップ１０２を円周方向に対して往復運動することによって行われる。これにより、吸光度の測定精度を著しく向上させることが可能となった。

さらに、セル４００−ｂの測定室４０４−ｂの吸光度の測定を行う際にも、同様に、測定直前に再攪拌を行うことで吸光度の測定精度が大幅に向上するという結果が得られた。

このように、試薬と土壌抽出液との混合液の発色反応あるいは分散状態が、混合後の時間経過に伴って不安定になる溶液においては、測定直前に混合液の再攪拌を行うことで、精度よく吸光度の測定を行うことができる。

一方、混合液の発色反応あるいは分散状態が、混合後の時間経過に対して安定的である混合液もあり、このような混合液が格納されている測定室４０４の吸光度を測定する際には、測定直前に混合液の再攪拌を行う必要は無い。

このように、本実施形態に係る試料分析装置１００は、混合液の発色反応あるいは分散状態が混合後の時間経過に対して不安定となる混合液の測定を行う直前に、混合液の再攪拌を行うことで、吸光度、つまり、成分濃度の測定精度を向上させることができる。

さらに、混合後の時間経過に対して発色反応あるいは分散状態が安定的である混合液の測定を行う際には、再攪拌を行わない。これにより。計測時間を大幅に短縮することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る試料分析装置１００は、試料を収容した基準室４１４と、試料に基づく測定液（混合液）を収容した測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆとを回転軸４５０の周りの同一円周上に形成した容器（チップ１０２）と同一円周上に対応する位置に配置されて容器（チップ１０２）に向かって光３００を発光する発光部１０１と、容器（チップ１０２）を透過した光３００を受光する受光部１０３と、容器（チップ１０２）と発光部１０１および受光部１０３との少なくとも一方を回転軸４５０の周りに回転運動させる回転駆動部１０６と、基準室４１４を透過して受光部１０３が受光した光の基準透過光量と、測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆを透過して受光部１０３が受光した光３００の測定透過光量とに基づいて、試料に含まれる成分を分析する計測部１０９とを備える。

上記の構成によれば、回転軸４５０の周りの同一円周上に、試料を収容した基準室４１４と、試料に基づく測定液（混合液）を収容した測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆとが容器（チップ１０２）に形成されている。そのため、容器（チップ１０２）を回転させて測定を行うことで、測定を簡便で効率的に行うことができる。

さらに、基準室４１４を透過して受光部１０３が受光した光３００の基準透過光量と、測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆを透過して受光部１０３が受光した光３００の測定透過光量とに基づいて、試料に含まれる成分を分析する。そのため、精度のよい測定を行うことができる。

本発明の態様２に係る試料分析装置１００は、上記態様１において、基準室４１４が、試料の試料液（土壌抽出液）のみを収容し、測定液（混合液）が、試料に含まれる成分に対応する試薬と試料との混合液である。

上記の構成によれば、本発明の態様２に係る試料分析装置１００は、試料液（土壌抽出液）を透過する基準透過光量と、測定液（混合液）を透過する測定透過光量とを比較して分析を行う。そのため、試料液が着色している場合であったとしても、試料液の基準透過光量をベースラインとすることができ、高精度の測定が可能となる。

本発明の態様３に係る試料分析装置１００は、上記態様１において、計測部１０９が、受光部１０３が受光した光３００の透過光量を同一円周に沿って連続的に測定し、測定した透過光量に基づいて、基準室４１４と測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆとの少なくとも一つの同一円周上の位置を特定する。

上記の構成によれば、計測部１０９が、測定した透過光量に基づいて、基準室４１４と測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆとの少なくとも一つの同一円周上の位置を特定する。これにより、効率的に測定を行うことが可能となる。

本発明の態様４に係る試料分析装置１００は、上記態様３において、計測部１０９が、受光部１０３が受光した光３００の透過光量が最も大きい同一円周上の位置により基準室４１４の同一円周上の位置を特定する。

上記の構成によれば、計測部１０９が、透過光量が最も大きい同一円周上の位置により基準室４１４の同一円周上の位置を特定することで、試料分析装置１００が容器（チップ１０２）上の基準室４１４の位置を認識することができる。これにより、試料分析装置１００が測定を自動で行うことができる。

本発明の態様５に係る試料分析装置１００は、上記態様１において、同一円周上の容器（チップ１０２）の部位のうち基準室４１４に対応する部位および測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆに対応する部位を除いた部位に入射する発光部１０１からの光を遮光する遮光部をさらに備える。

上記の構成によれば、容器（チップ１０２）の部位のうち、基準室４１４に対応する部位および測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆに対応する部位を除いた部位を透過した光を遮ることができ、計測部１０９が基準透過光量と、測定透過光量とを明確に特定することが可能となる。

本発明の態様６に係る試料分析装置１００は、上記態様４において、容器（チップ１０２）に、試料に基づく他の測定液（混合液）を収容した他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆが回転軸４５０の周りの同一円周上に形成され、計測部１０９は、特定した基準室４１４の位置と、測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの基準室４１４に対する相対的な位置関係とに基づいて測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの同一円周上の位置を特定し、特定した基準室４１４の位置と、他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの基準室４１４に対する相対的な位置関係とに基づいて他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの同一円周上の位置を特定する。

上記の構成によれば、基準室４１４の位置をまず特定し、特定した基準室４１４の位置からの相対的な位置により測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの位置を特定する。これにより、測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆが複数ある場合においても、特定した基準室４１４の位置に基づいて測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの位置を特定することで、それぞれの測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆにおける測定透過光量が近い値であったとしても、確実に測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの位置を特定することが可能となる。

本発明の態様７に係る試料分析装置１００は、上記態様６において、発光部１０１が、計測部１０９により位置が特定された測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの測定液（混合液）に対応する波長の光３００を発光する光源２０１ａ〜２０１ｃと、計測部１０９により位置が特定された他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの他の測定液（混合液）に対応する他の波長の光３００を発光する他の光源２０１ａ〜２０１ｃとを有し、光源２０１ａ〜２０１ｃは測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆに向かって前記波長の光３００を発光し、他の光源２０１ａ〜２０１ｃは他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆに向かって前記他の波長の光３００を発光する。

上記の構成によれば、測定液（混合液）が複数ある場合において、特定した測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆの位置に応じて、それぞれに対応する波長の光３００を発光することができる。そのため、容器（チップ１０２）に複数の測定液（混合液）が格納されていたとしても、測定を自動で行うことが可能となる。

本発明の態様８に係る試料分析装置１００は、上記態様７において、発光部１０１’が、測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの１つに対応する測定室フィルター（干渉フィルター３１１〜３１６のうちの１つ）と、前記他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの他の１つに対応する他の測定室フィルター（干渉フィルター３１１〜３１６のうちの他の１つ）と、基準室４１４に対応する基準室フィルター３１７とを有し、測定室フィルター（干渉フィルター３１１〜３１６のうちの１つ）が、光源２０１ａ〜２０１ｃのうちの１つから発光されて測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの１つの測定液（混合液）に対応する波長の光を透過する透過領域を含み、他の測定室フィルター（干渉フィルター３１１〜３１６のうちの他の１つ）が、他の光源２０１ａ〜２０１ｃのうちの他の１つから発光されて他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの他の１つの他の測定液（混合液）に対応する他の波長の光を透過する他の透過領域を含み、基準室フィルター３１７が、光源２０１ａ〜２０１ｃのうちの１つから発光されて測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆののうちの１つ測定液（混合液）に対応する波長の光を透過する基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの１つ）と、他の光源２０１ａ〜２０１ｃのうちの他の１つから発光されて他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの他の１つの他の測定液（混合液）に対応する他の波長の光を透過する他の基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの他の１つ）とを有し、基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの１つ）と他の基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの他の１つ）とが同一円上に配置されている。

上記の構成によれば、発光部１０１’が測定室フィルター（干渉フィルター３１１〜３１６のうちの１つ）と、他の測定室フィルター（干渉フィルター３１１〜３１６のうちの他の１つ）と、基準室フィルター３１７とを有していることにより、測定室フィルター（干渉フィルター３１１〜３１６のうちの１つ）を介した測定透過光量と、基準室フィルター３１７の対応する基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの１つ）を介した基準透過光量とに基づいて、それぞれの測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆに対して試料に含まれる成分を分析することができる。また、基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの１つ）と他の基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの他の１つ）とが同一円上に配置されていることにより、それぞれの測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆに対応する基準透過光量を一度に測定することが可能となる。これにより、分析を高精度かつ効率的に行うことが可能となる。

本発明の態様９に係る試料分析装置１００は、上記態様８において、受光部１０３が受光した光の透過光量を同一円周に沿って連続的に測定し、透過光量が最も大きい同一円周上の位置により基準室４１４の同一円周上の位置を計測部１０９が特定するときに、回転駆動部１０６は容器（チップ１０２）を第１回転速度で回転運動させ、光源２０１ａ〜２０１ｃのうちの１つから発光されて測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆののうちの１つ測定液（混合液）に対応する波長の光が基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの１つ）を透過し、他の光源２０１ａ〜２０１ｃのうちの１つから発光されて他の測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの他の１つの他の測定液（混合液）に対応する他の波長の光が他の基準室透過領域（干渉フィルター３１７ａ〜３１７ｅのうちの他の１つ）を透過するときに、回転駆動部１０６は容器（チップ１０２）を第１回転速度よりも遅い第２回転速度で回転運動させる。

上記の構成によれば、基準室４１４の同一円周上の位置を計測部１０９が特定するときよりも遅い速度で容器（チップ１０２）を回転運動させながら、基準透過光量を測定することで、基準透過光量の測定を正確に行うことができる。これにより、試料の成分の分析をより高精度に行うことが可能となる。

本発明の態様１０に係る試料分析装置１００は、上記態様８において、回転駆動部１０６が容器（チップ１０２）を第１回転速度で回転運動させながら、受光部１０３が受光した光の透過光量を同一円周に沿って連続的に計測部１０９が測定し、透過光量が最も大きい同一円周上の位置により基準室４１４の同一円周上の位置を計測部１０９が特定し、発光部１０１’により発光された光が基準室４１４を透過する位置から容器（チップ１０２）を予め定められた角度回転軸４５０の周りに回転駆動部１０６が回転させ、測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの１つの測定液（混合液）を攪拌するために容器（チップ１０２）を回転軸４５０の周りに搖動させた後、発光部１０１’から発光されて測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの１つを透過し、受光部１０３が受光した光の測定透過光量を計測部１０９が測定する。

上記の構成によれば、予め定められた測定室４０４、４０４ａ〜４０４ｆのうちの１つに対して測定を行う際に、容器（チップ１０２）を回転軸４５０の周りに搖動させることで測定液（混合液）の再攪拌を行う。そのため、測定液（混合液）の発色反応あるいは分散状態が混合後の時間経過に対して不安定となる測定液（混合液）の測定を行う場合であっても、再攪拌を行うことにより、成分濃度の測定精度を向上させることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、試料分析装置、特に土壌成分の分析に好適な試料分析装置に利用することができる。

１００ 試料分析装置
１０１、１０１’ 発光部
１０２ チップ（容器）
１０３ 受光部
１０６ 回転駆動部
１０９ 計測部
２０１ａ〜２０１ｃ 光源
２０５、２１５ フィルターアレイ
３００ 光
３０１〜３０６ 干渉フィルター
３１１〜３１６ 干渉フィルター（測定室フィルター、透過領域、他の透過領域）
３１７ 基準室フィルター
３１７ａ〜３１７ｅ 干渉フィルター（基準室透過領域、他の基準室透過領域）
４０４、４０４ａ〜４０４ｆ 測定室
４１４ 基準室
４５０ 回転軸

Claims (10)

1. 試料を収容した基準室と、前記試料に基づく測定液を収容した測定室とを回転軸の周りの同一円周上に形成した容器と、
   前記同一円周上に対応する位置に配置されて前記容器に向かって光を発光する発光部と、
   前記容器を透過した光を受光する受光部と、
   前記容器と前記発光部および前記受光部との少なくとも一方を前記回転軸の周りに回転運動させる回転駆動部と、
   前記基準室を透過して受光部が受光した光の基準透過光量と、前記測定室を透過して受光部が受光した光の測定透過光量とに基づいて、前記試料に含まれる成分を分析する計測部とを備えたことを特徴とする試料分析装置。
2. 前記基準室が、前記試料の試料液のみを収容し、
   前記測定液が、前記試料に含まれる成分に対応する試薬と前記試料との混合液である請求項１に記載の試料分析装置。
3. 前記計測部は、前記受光部が受光した光の透過光量を前記同一円周に沿って連続的に測定し、前記測定した透過光量に基づいて、前記基準室と前記測定室との少なくとも一つの前記同一円周上の位置を特定する請求項１に記載の試料分析装置。
4. 前記計測部は、前記受光部が受光した光の透過光量が最も大きい前記同一円周上の位置により前記基準室の前記同一円周上の位置を特定する請求項３に記載の試料分析装置。
5. 前記同一円周上の容器の部位のうち前記基準室に対応する部位および前記測定室に対応する部位を除いた部位に入射する前記発光部からの光を遮光する遮光部をさらに備える請求項１に記載の試料分析装置。
6. 前記容器に、前記試料に基づく他の測定液を収容した他の測定室が前記回転軸の周りの同一円周上に形成され、
   前記計測部は、前記特定した基準室の位置と、前記測定室の前記基準室に対する相対的な位置関係とに基づいて前記測定室の前記同一円周上の位置を特定し、前記特定した基準室の位置と、前記他の測定室の前記基準室に対する相対的な位置関係とに基づいて前記他の測定室の前記同一円周上の位置を特定する請求項４に記載の試料分析装置。
7. 前記発光部は、前記計測部により位置が特定された測定室の測定液に対応する波長の光を発光する光源と、前記計測部により位置が特定された他の測定室の他の測定液に対応する他の波長の光を発光する他の光源とを有し、
   前記光源は前記測定室に向かって前記波長の光を発光し、前記他の光源は前記他の測定室に向かって前記他の波長の光を発光する請求項６に記載の試料分析装置。
8. 前記発光部が、前記測定室に対応する測定室フィルターと、
   前記他の測定室に対応する他の測定室フィルターと、
   前記基準室に対応する基準室フィルターとを有し、
   前記測定室フィルターが、前記光源から発光されて前記測定室の測定液に対応する波長の光を透過する透過領域を含み、
   前記他の測定室フィルターが、前記他の光源から発光されて前記他の測定室の他の測定液に対応する他の波長の光を透過する他の透過領域を含み、
   前記基準室フィルターが、前記光源から発光されて前記測定室の測定液に対応する波長の光を透過する基準室透過領域と、前記他の光源から発光されて前記他の測定室の他の測定液に対応する他の波長の光を透過する他の基準室透過領域とを有し、
   前記基準室透過領域と前記他の基準室透過領域とが前記同一円上に配置されている請求項７に記載の試料分析装置。
9. 前記受光部が受光した光の透過光量を前記同一円周に沿って連続的に測定し、前記透過光量が最も大きい前記同一円周上の位置により前記基準室の前記同一円周上の位置を前記計測部が特定するときに、前記回転駆動部は前記容器を第１回転速度で回転運動させ、
   前記光源から発光されて前記測定室の測定液に対応する波長の光が前記基準室透過領域を透過し、前記他の光源から発光されて前記他の測定室の他の測定液に対応する他の波長の光が前記他の基準室透過領域を透過するときに、前記回転駆動部は前記容器を前記第１回転速度よりも遅い第２回転速度で回転運動させる請求項８に記載の試料分析装置。
10. 前記回転駆動部が前記容器を第１回転速度で回転運動させながら、前記受光部が受光した光の透過光量を前記同一円周に沿って連続的に前記計測部が測定し、前記透過光量が最も大きい前記同一円周上の位置により前記基準室の前記同一円周上の位置を前記計測部が特定し、
    前記発光部により発光された光が前記基準室を透過する位置から前記容器を予め定められた角度前記回転軸の周りに前記回転駆動部が回転させ、前記測定室の測定液を攪拌するために前記容器を前記回転軸の周りに搖動させた後、前記発光部から発光されて前記測定室を透過し、前記受光部が受光した光の測定透過光量を前記計測部が測定する請求項８に記載の試料分析装置。

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