JP3910208B2 - 送液装置及び送液方法 - Google Patents
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Description
前記第1の流路の前記第1の流路端部を除く全体が親水性を有することが好ましい。
図1から図4は、本発明の第1実施形態に係る送液装置1を示す。
本発明の第2実施形態に係る送液装置1の構造は、図1から図4を参照して説明した第1実施形態と同様である。従って、以下の説明においてこれらの図面を参照する。第2実施形態の送液装置1は回転駆動部4により実行される回転基板2を回転させる工程ないしはシーケンスが第1実施形態と異なる。この相違を概説すると、第1実施形態では、回転駆動部4は入口端部13の延びる方向である時計方向R1に回転基板2を回転させ(工程B)、続いてこの回転を急制動することで入口端部13による液体9の保持を解除する慣性力Fiを発生させる。これに対し、第2実施形態では、回転駆動部4は入口端部13の延びる方向と逆向きの反時計方向R2に回転基板2を急回転(急加速)させ、その際に発生する慣性力Fiで入口端部13による液体9の保持を解除する。
図31に示す本発明の第3実施形態の送液装置1では、被供給槽7Aが供給槽6Aよりも、回転基板2の内側、すなわち回転軸3に近い位置に配置されている。流路8Aの入口端部13は供給槽6Aから時計方向R1に延びている。第1実施形態のように時計方向R1で回転する回転基板2を急制動するか(図6及び図8の工程C)、又は第2実施形態のように反時計方向R2に回転基板2を急回転すると(図20及び図22の工程F)、時計方向R1の慣性力Fiが発生する。この慣性力Fiが毛細管力Fcを上回ることで、入口端部13での液体9の保持が解除され、供給槽6A内の液体9は流路8Aを通って被供給槽7Aに流入する。前述のように被供給槽7Aは供給槽6Aよりも回転軸3に近い位置に配置されているので、液体9は回転軸3の半径方向rに内向きに、すなわち回転中心である回転軸3に向かう方向に流れる。遠心力を駆動力とする送液では送液の方向は回転中心から遠ざかる方向にのみ限定される。しかし、本発明では慣性力Fiを駆動力として行うので、本実施形態のような求心方向への送液も可能であり、複雑な送液挙動を単純な流路構成で実現できる。
図35に示す本発明の第4実施形態の送液装置1は、流路部位5は供給槽6A、被供給槽7Aに加え、追加の被供給槽(第3の槽)7Bを備える。被供給槽7Aと同様に、被供給槽7Bは回転基板2に空気口12を除いて空間的な閉じた状態に形成されている。また、流路部位5は、供給槽6Aと被供給槽7Aを連通させる流路8Aに加え、供給槽6Aと被供給槽7Bを接続する流路(第2の流路)8Bを備える。流路8Aと同様に、流路8Bは回転基板2に空間的に閉じた状態で形成されている。
図39に示す本発明の第5実施形態の送液装置1は、流路部位5は供給槽6A、被供給槽7Aに加え、追加の被供給槽(第3の槽)7Bを備える。被供給槽7Aと同様に、被供給槽7Bは回転基板2に空気口12を除いて空間的な閉じた状態に形成されている。また、流路部位5は、供給槽6Aと被供給槽7Aを連通させる流路8Aに加え、供給槽6Aと被供給槽7Bを接続する流路(第2の流路)8Bを備える。流路8Aと同様に、流路8Bは回転基板2に空間的に閉じた状態で形成されている。
図40に示す本発明の第6実施形態の送液装置1は、2つの供給槽、すなわち供給槽6A,6Bを備える。供給槽6A,6Bは半径方向rに直交する方向に並んで配置されている。被供給槽7Aは供給槽6A,6Bよりも回転軸3から離れた位置に被供給槽7Aが配置されている。供給槽6Aと被供給槽7Aを連通させる流路8Aの入口端部13は時計方向R1に延びている。一方、供給槽6Bは回転基板2に形成された空間的に閉じられた流路8Cにより被供給槽7Aに連通している。流路8Cの入口端部13は反時計方向R2に延びている。流路8A及び流路8Cの入口端部13は共に疎水性を有している。また、流路8A及び流路8Cの出口端部14は共に半径方向rに外向きに延びている。さらに、流路8A及び流路8Cの入口端部13以外の部分と供給槽6A,6B、及び被供給槽7Aは親水性を有している。
図41に示す本発明の第7実施形態の送液装置1は、流路8Aで供給槽6Aに連通された被供給槽7Aに、さらに被供給槽(第4の槽)7Cが接続されている。供給槽6A、被供給槽7A,7Cは半径方向rに並んで配置されている。詳細には、供給槽6Aよりも外側に被供給槽7Aが配置され、さらに被供給槽7Aの外側に被供給槽7Cが配置されている。供給槽6Aと被供給槽7Aを連通する流路8Aの入口端部13は時計方向R1に延びている。また、流路8Aの出口端部14は半径方向rに外向きに延びている。被供給槽7Aと被供給槽7Cを接続する流路(第3の流路)8Dの入口端部(第5の流路端部)13も時計方向R1に延びている。また、流路8Dの出口端部(第6の流路端部)14は半径方向rに外向きに延びている。流路8A,8Dの入口端部13は、共に疎水性を有する。また、流路8A,8Dの入口端部13以外の部分、供給槽6A、及び被供給槽7A,7Cは親水性を有する。
図43に示す本発明の第8実施形態の送液装置1は、流路8Aの入口端部13は時計方向R1に延びているのに対し、流路8Dの入口端部13が被供給槽7Aから反時計方向R2に延びている点を除いて、第7実施形態(図41参照)と同様の構造を有する。換言すれば、第8実施形態では、流路8Aと流路8Dの入口端部13が互いに逆向きに延びている。
図44に示す本発明の第9実施形態の送液装置1は、第4実施形態(図35参照)の被供給槽7Bの下流側にさらに2つの被供給槽7D,7Eを設けた構成としている。被供給槽7Bと被供給槽7Dは流路8Eで連通され、被供給槽7Dと被供給槽7Eは流路8Fで連通されている。流路8E,8Fの入口端部13は、共に反時計方向R2に延びている。
図45に示す本発明の第10実施形態の送液装置1は、第6実施形態(図41)の被供給槽7Aに被供給槽7Cに加えて、さらに2つの槽、すなわち被供給槽7F,7Gを連通させた構成としている。
図46から図48に示す本発明の第11実施形態の送液装置1は、回転基板2の構造が第1実施形態と相違する。具体的には、回転基板2は、回転基板本体51と、この回転基板本体51に対して着脱可能なチップ体52を備える。回転基板本体51には流路部位5は形成されておらず、各チップ体52に流路部位5が形成されている。回転基板本体51の上面側にはそれぞれチップ体52が収容される複数の収容孔53が形成されている。収容孔53は回転軸3に対して放射状に配置されている。収容孔53の外側の壁面には凹部53aが形成されている。チップ体52の一部がこの凹部53a内に配置されることにより、チップ体52が収容孔53内に保持される。特に、回転基板2の回転時には遠心力によってチップ体52が凹部53aに向かって付勢されるので、チップ体52は収容孔53から脱落することなく確実に回転基板本体51に保持される。
2 回転基板
3 回転軸
4 回転駆動部
5 流路部位
6A,6B 供給槽
7A,7B,7C,7D,7E,7F,7G 被供給槽
8A,8B,8C,8D,8E,8F,8G,8H 流路
9 液体
11 注入口
12 空気口
13 入口端部
14 出口端部
21 上面基板
22 流路基板
23 槽基板
24 下面基板
26,27 溝孔
28 窪み
29 上部基板
30 下部基板
31 モータ
32 駆動回路
33 制御信号出力部
34 速度特性印加部
35 回転速度検出器
36 回転速度制御部
41,42,43,44 速度特性
51 回転基板本体
52 チップ本体
53 収容孔
R1 時計方向
R2 反時計方向
S 軸線
r 半径方向
Claims (23)
- 回転中心線(S)まわりに少なくとも第1の回転方向(R1,R2)に回転可能な回転基板(2)と、
前記回転基板に形成され、注入口(11)を除いて空間的に閉じられた第1の槽(6A)と、
前記回転基板に形成され、空気口(12)を除いて空間的に閉じられた第2の槽(7A)と、
前記回転基板に形成され、前記第1の槽と接続する第1の流路端部(13)と、前記第2の槽と接続する第2の流路端部(14)とを備え、前記第1の槽と前記第2の槽とを連通させ、前記第1の流路端部は前記第1の槽から前記回転基板の前記第1の回転方向に沿って延び、かつ前記第1の流路端部は前記第1の槽内の液体(9)を毛細管力(Fc)により保持する第1の流路(8A)と、
前記毛細管力を上回り、かつ前記第1の回転方向に向いた慣性力(Fi)が前記第1の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能な回転駆動部(4)と
を備えることを特徴とする送液装置。 - 前記回転駆動部は、前記第1の回転方向に前記回転基板を回転させた後、第1の加速度(a2)を有する速度特性(42)で前記回転基板を停止させ、前記第1の加速度(a2)により前記第1の流路端部の前記液体に前記毛細管力を上回る慣性力を生じさせることを特徴とする、請求項1に記載の送液装置。
- 前記第1の流路端部が前記第1の回転方向となす角度が−45°以上+45°以下であることを特徴とする、請求項2に記載の送液装置。
- 前記回転駆動部は、前記第1の回転方向とは逆向きの第2の回転方向(R1,R2)に第2の加速度(b1)を有する速度特性(43)で前記回転基板を回転させ、前記第2の加速度により前記第1の流路端部の前記液体に前記毛細管力を上回る慣性力を生じさせることを特徴とする、請求項1に記載の送液装置。
- 前記第1の流路端部が前記第2の回転方向となす角度が135°以上235°以下であることを特徴とする請求項4に記載の送液装置。
- 前記第2の槽は前記第1の槽よりも前記回転中心線に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記第1の流路の前記第2の流路端部は、第1の回転方向と直交する方向に沿って延びて前記第2の槽に接続していることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記第1の流路の前記第1の流路端部が疎水性を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記第1の流路の全体が疎水性を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記回転基板全体が疎水性を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記第1の流路の前記第2の流路端部が親水性を有することを特徴とする請求項8に記載の送液装置。
- 前記第1の流路の前記第1の流路端部を除く全体が親水性を有することを特徴とする請求項8に記載の送液装置。
- 前記第1の槽及び前記第2の槽は親水性を有し、
前記第1の流路の前記第1の流路端部は疎水性を有し、かつ
前記第1の流路の前記第1の流路端部を除く全体が親水性を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の送液装置。 - 前記回転基板に、少なくとも前記第1の槽、前記第2の槽、及び前記第1の流路を備える流路部位(5)が複数個形成されていることを特徴とする、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記回転基板に形成され、空気口を除いて空間的に閉じられた第3の槽(7B)と、
前記回転基板に形成され、前記第1の槽と接続する第3の流路端部(13)と、前記第3の槽と接続する第4の流路端部(14)とを備え、前記第1の槽と前記第3の槽とを連通させ、前記第3の流路端部は前記第1の槽から前記回転基板の前記第1の回転方向とは逆向きの第2の回転方向に延び、かつ前記第3の流路端部は前記第1の槽内の液体を毛細管力により保持する第2の流路(8B)とをさらに備え、
前記回転駆動部は、前記毛細管力を上回り、かつ前記第2の回転方向に向いた慣性力が前記第3の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能であることを特徴とする、請求項1に記載の送液装置。 - 前記回転基板に形成され、空気口を除いて空間的に閉じられた第4の槽(7C)と、
前記回転基板に形成され、前記第2の槽と接続する第5の流路端部(13)と、前記第4の槽と接続する第6の流路端部(14)とを備え、前記第2の槽と前記第4の槽とを連通させ、前記第5の流路端部は前記第2の槽から前記回転基板の前記第1の回転方向又は第1の回転方向とは逆向きの第2の回転方向に延び、かつ前記第5の流路端部は前記第2の槽内の液体を毛細管力により保持する第3の流路(8D)とをさらに備え、
前記回転駆動部は、前記毛細管力を上回り、かつ前記第5の流路端部が前記第2の槽から延びる向きの慣性力が前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能であることを特徴とする、請求項1に記載の送液装置。 - 前記回転駆動部は、
前記回転基板を回転させるモータ(31)と、
前記モータに速度特性を与える速度特性印加部(34)と
を備えることを特徴とする、請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の送液装置。 - 前記回転駆動部は、
回転中の前記回転基板の回転速度を検出する回転速度検出器(35)と、
前記回転速度検出器の検出した前記回転速度に基づいて、前記速度特性印加部が前記モータに与える速度特性を補正する回転速度補正部(36)と
を備えることを特徴とする、請求項17に記載の送液装置。 - 回転中心線(S)まわりに少なくとも第1の回転方向(R1,R2)に回転可能である、送液装置用の回転基板(2)であって、
注入口を除いて空間的に閉じられた第1の槽(6A)と、
空気口を除いて空間的に閉じられた第2の槽(7A)と、
前記第1の槽と接続する第1の流路端部と、前記第2の槽と接続する第2の流路端部とを備え、前記第1の槽と前記第2の槽とを連通させ、前記第1の流路端部は前記第1の槽から前記回転基板の前記第1の回転方向に延びる第1の流路(8A)と
が形成されていることを特徴とする回転基板。 - 回転中心線(S)まわりに少なくとも第1の回転方向(R1,R2)に回転可能であって、空間的に閉じられた第1の槽(6A)と、空間的に閉じられた第2の槽(7A)と、前記第1の槽と接続する第1の流路端部(13)と、前記第2の槽と接続する第2の流路端部(14)とを備え、前記第1の槽と前記第2の槽とを連通させ、前記第1の流路端部は前記第1の槽から前記回転基板の前記第1の回転方向に延び、かつ前記第1の流路端部は前記第1の槽内の液体(9)を毛細管力により保持する流路(8A)とを形成した回転基板を準備し、
前記毛細管力を上回り、かつ前記第1の回転方向に向いた慣性力が前記第1の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転させることを特徴とする、送液方法。 - 前記第1の回転方向に第1の加速度を有する速度特性で前記回転基板を回転させ、
前記第1の加速度よりも絶対値の大きい第2の加速度を有する速度特性で前記回転基板の前記第1の回転方向の回転を停止させ、それによって前記毛細管力を上回る前記第1の回転方向を向いた慣性力を前記第1の流路端部の前記液体に生じさせることを特徴とする、請求項20に記載の送液方法。 - 前記第1の回転方向と逆向きの第2の回転方向に、第3の加速度を有する速度特性で前記回転基板を回転させ、それによって前記毛細管力を上回る前記第1の回転方向を向いた慣性力を前記第1の流路端部の前記液体に生じさせ、
前記第3の加速度よりも絶対値の小さい第4の加速度を有する加速度特性で前記回転基板の前記第2の回転方向の回転を停止させることを特徴とする、請求項20に記載の送液方法。 - 前記回転基板は前記第1の槽と前記回転基板の外部を連通させる注入口(11)を備え、
前記回転基板を回転させる前に、前記第1の槽に前記注入口から前記液体を注入する請求項20から請求項22のいずれか1項に記載の送液方法。
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