JP4328638B2 - 分析用カートリッジ、分析用チップユニット、並びに分析用カートリッジを用いた分析装置及び分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、環境調査、食品工業、医療などの分野で生体物質の検査、分析等に用いて好適な分析用カートリッジ、分析用チップユニット、並びに分析用カートリッジを用いた分析装置及び分析方法に関するものである。

血液や薬液などの検体液中に含まれる生体物質など検体の分析を行なう場合、分析用チップに検体液を導入し、分析用チップ表面において目的とする検体の検出などを行なうことが広く行われている。
従来、このような分析を行なうための技術が種々提案されている。特に近年、前記の分析において検体液を分析用チップ表面に導く技術について、例えば特許文献１，２のような技術が提案されている。ここで、特許文献１にはマイクロポンプを用いて分析用チップに検体液を導入する技術が記載されている。また、特許文献２には減圧採血管や毛細管現象を利用して分析用チップに検体液を導入する技術が記載されている。

特開２００３−４７５２号公報 特開平９−６１３１２号公報

しかし、特許文献１記載の技術では、使用する検体液の量が多くなり分析用チップや分析装置の小型化が難しかった。
また、特許文献２記載の技術では、分析用チップなどの洗浄工程を行なう分析において操作が煩雑となっていた。

本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、少量の検体液で、簡単な操作により正確な分析を実現する分析用カートリッジ、分析用チップユニット、並びに分析用カートリッジを用いた分析装置及び分析方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は、検体の分析に用いられる分析用カートリッジであって、内部に検体液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する検体液貯蔵部と、内部に試薬液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する試薬液貯蔵部と、前記検体液中の検体を保持する保持物質を固定化された分析用チップと、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部から前記検体液及び前記試薬液を該分析用チップへ導入する導入部材とを備え、該導入部材は内部を中空に形成された針であり、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が直線上に並べて配置されるとともに、該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が並んだ列と同じ列上に配置され、該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部に対して進行または後退可能に形成され、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部それぞれの該被穿孔部を順次貫いて該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の内部の前記検体液及び前記試薬液を順次取り込む取込部と、該取込部で取り込んだ前記検体液及び前記試薬液を該分析用チップへ送り出す送出部とを有することを特徴とする、分析用カートリッジに存する（請求項１）。この分析用カートリッジを用いて分析を行なうことにより、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができる。

このとき、該検体液貯蔵部は、着脱可能に設けられていることが好ましい（請求項２）。これにより、分析用カートリッジの取り扱いを容易なものとすることができる。

また、該分析用チップは、該検体液及び該試料液を該分析用チップに導入する流体導入口と排出する流体排出口とを有し、該流体導入口に導入された該検体液及び該試料液が該流体排出口に向けて該分析用チップ表面を流れるように形成され、該保持物質は、該分析用チップの表面に、該検体液及び該試料液の該流体導入口から該流体排出口に向けた流れに対して直交する向きに並んで形成された複数のスポットに固定化されていることが好ましい（請求項３）。これにより、各スポットの保持物質に固定化された検体同士が混ざり合うことを防止することができる。

また、該分析用チップは、該検体液及び該試料液を該分析用チップに導入する流体導入口と排出する流体排出口とを有し、該流体導入口に導入された該検体液及び該試料液が該流体排出口に向けて該分析用チップ表面を流れるように形成され、該保持物質は、該分析用チップの表面に、該検体液及び該試料液の該流体導入口から該流体排出口に向けた流れに沿って並んで形成された複数のスポットに固定化されていても好ましい（請求項４）。これにより、各スポットの保持物質に固定化された検体それぞれに対して、均一に試薬液を行き渡らせることができる。また、使用する試薬液の量を削減することができる。

また、該分析用カートリッジは、該分析用チップに導入する前に、前記検体液及び試薬液のうちの少なくとも２種以上を混合する混合部を備えることが好ましい（請求項５）。これにより、例えば混合すると不安定になる試薬液などを、混合を行なう場所である混合部で、分析を行なう直前に混合することができるようになり、試薬液などが経時的に劣化して分析が不正確となることを防止することができる。

また、該分析用カートリッジは、該導入部材の送出部に連通したプランジャを備えることが好ましい（請求項６）。これにより、短時間で、検体液貯蔵部及び試薬液貯蔵部から検体液及び試薬液を分析用チップに導入することができる。

本発明の別の要旨は、上記の分析用カートリッジを装着するカートリッジ装着部と、前記分析用カートリッジの分析用チップにおいて前記検体の検出を行なう検体検出部とを備えることを特徴とする、分析装置に存する（請求項７）。この分析装置を用いて分析を行なうことにより、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができる。

さらに、本発明の更に別の要旨は、上記プランジャを備えた分析用カートリッジを装着するカートリッジ装着部と、前記分析用カートリッジの分析用チップにおいて前記検体の検出を行なう検体検出部と、前記プランジャを駆動するプランジャ駆動部とを備えることを特徴とする、分析装置に存する（請求項８）。この分析装置を用いて分析を行なうことにより、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができるほか、プランジャを的確に駆動させることができる。

このとき、該分析装置は、前記分析用カートリッジの前記導入部材を、前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部の被穿孔部に対して進行させる導入部材駆動部を備えることが好ましい（請求項９）。これにより、導入部材を用いて検体液及び試薬液を分析用チップに導入する操作を、確実に行なうことができる。

また、該分析装置は、分析用カートリッジの試薬貯蔵部へ試薬液を供給する試薬液供給部を備えることが好ましい（請求項１０）。これにより、分析に要する試薬液が大量に必要となった場合にであっても、該分析装置を用いて簡単に分析を行なうことができる。

また、該検体検出部は、化学発光法、電気化学発光法、生物化学発光法、蛍光法、吸光度法、反射光法、散乱光法、透過光法、電気的検出法、及び、表面プラズモン共鳴を利用した方法よりなる群から選ばれるいずれかの方法により、前記検体の検出を行なうことが好ましい（請求項１１）。これにより、検体の分析を確実に行なうことが可能となる。

本発明の更に別の要旨は、前記の分析用カートリッジを用いた分析方法であって、該導入部材の取込部で、該検体液貯蔵部の被穿孔部を貫いて該検体液貯蔵部内の該検体液を該分析用チップに導入するステップと、該導入部材の取込部で、該試薬液貯蔵部の被穿孔部を貫いて該試薬液貯蔵部内の該試薬液を該分析用チップに導入するステップと、該分析用チップ上で、該検体の検出を行なうステップとを有することを特徴とする、分析方法に存する（請求項１２）。この分析方法によれば、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができる。

さらに、本発明の更に別の要旨は、前記の分析用カートリッジを用いた分析方法であって、該導入部材の取込部で、該検体液貯蔵部の被穿孔部を貫き、該プランジャを引いて該検体液貯蔵部内の該検体液を該分析用チップに導入するステップと、該導入部材の取込部で、該試薬液貯蔵部の被穿孔部を貫き、該プランジャを引いて該試薬液貯蔵部内の該試薬液を該分析用チップに導入するステップと、プランジャを往復動作させて分析用チップにおいて検体液及び試薬液を攪拌するステップと、該分析用チップ上で、該検体の検出を行なうステップとを有することを特徴とする、分析方法に存する（請求項１３）。この分析方法によれば、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができ、さらに、プランジャの往復操作により分析用チップ全体に検体液及び試薬液を行き渡らせることも可能となる。また、プランジャを往復操作することで、検体液及び試薬液を混合させることができる。

また、本発明の更に別の要旨は、検体液中の検体を保持する保持物質が固定化された分析用チップと、取込部及び送出部を有し、内部を中空に形成された針である導入部材とを備えた分析用チップユニットを装着して、前記検体の分析に用いられる分析用カートリッジであって、内部に検体液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する検体液貯蔵部と、内部に試薬液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する試薬液貯蔵部と、前記分析用チップユニットを装着されるチップユニット装着部とを備え、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が直線上に並べて配置され、該分析用チップユニットの該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が並んだ列と同じ列上、且つ該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部に対して進行または後退可能になるよう、該チップユニット装着部が形成されていることを特徴とする、分析用カートリッジに存する（請求項１４）。この分析用カートリッジを用いて分析を行なうことにより、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができる。

また、本発明の更に別の要旨は、内部に検体液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する検体液貯蔵部と内部に試薬液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する試薬液貯蔵部とを備え、前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部の該被穿孔部が直線上に並べて配置された分析用カートリッジに装着され、検体の分析に用いられる分析用チップユニットであって、前記検体液中の検体を保持する保持物質が固定化された分析用チップと、前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部それぞれの該被穿孔部を貫いて前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部の内部の検体液及び試薬液を順次取り込む取込部と、該取込部で取り込んだ検体液及び試薬液を該分析用チップへ送り出す送出部とを有し、内部を中空に形成された針である導入部材とを備え、該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が並んだ列と同じ列上、且つ該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部に対して進行または後退可能となるよう、配置されていることを特徴とする、分析用チップユニットに存する（請求項１５）。この分析用チップユニット用いて分析を行なうことにより、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができる。

本発明の分析用カートリッジ、分析用チップユニット、並びに、分析用カートリッジを用いた分析装置及び分析方法によれば、少量の検体液で、簡単な操作により、検体液中の検体の正確な分析を行なうことができる。

以下、本発明の実施形態について、図を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。

［Ｉ．第１実施形態］
図１〜図４は本発明の第１実施形態について示すもので、図１は分析装置の概要を示す概要図、図２は分析用カートリッジを示す斜視図、図３は分析用チップを示す平面図、図４は分析用カートリッジの要部を拡大して示す断面図である。

図１は、本発明の第１実施形態としての分析装置１０１の要部構成を示すものである。
分析装置１０１は、分析の対象である検体液として血液を用い、血液中の物質（検体）を蛍光法により分析するための装置であり、カートリッジ装着部１０２、検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、導入用駆動部（導入部材駆動部）１０５、及び、制御部１０６を備えている。

カートリッジ装着部１０２は、分析用カートリッジ１を装着する部分である。カートリッジ装着部１０２には図示省略の装着口が形成されていて、その装着口から分析用カートリッジ１をカートリッジ装着部１０２に装着するように構成されている。さらに、カートリッジ装着部１０２の検体検出部１０３側の部分は、後述するレーザー光及び蛍光などの分析に係る光が透過できるようになっている。

ここで、図２を用いて分析用カートリッジ１を説明する。図２は本実施形態の分析用カートリッジ１を示す模式的な斜視図である。分析用カートリッジ１は検体液貯蔵部としての採血管２、試薬液貯蔵部としての複数の試薬管３〜７、分析用チップ８、導入部材としての管状針９、及び、プランジャ１０を備えている。

検体液貯蔵部としての採血管２は、内部に血液を貯蔵した容器である。本実施形態では採血管２は分析用カートリッジ１に着脱可能に構成されているため、例えば、注射器を用いて生体から採血した採血管２などをそのまま用いることができるようになっている。
また、採血管２の先端の部分（被穿孔部）２ａは弾性体によって形成されている。したがって、後述するように管状針９で採血管２の被穿孔部２ａを突いた場合には被穿孔部２ａは容易に穿孔されるようになっている。また、孔が形成されたときにも被穿孔部２ａの外壁を形成する弾性体が管状針９に密着し、採血管２内部の血液が被穿孔部２ａと管状針９との隙間から漏れ出すことが無いように構成されている。

試薬管３〜７はそれぞれ内部に分析に用いる試薬液を貯蔵した容器である。試薬管３，５，７には、試薬液としてそれぞれ洗浄用の洗浄液が貯蔵され、また、試薬管４，６には試薬液としてそれぞれ別種の検出用薬液が貯蔵されている。
さらに、試薬管３〜７それぞれの先端の部分（被穿孔部）３ａ〜７ａは、採血管２ａと同様に弾性体によって形成されている。したがって、採血管２と同様に、後述するように管状針９で試薬管３〜７の被穿孔部３ａ〜７ａを突いた場合には被穿孔部３ａ〜７ａは容易に穿孔されるようになっている。また、孔が形成されたときにも被穿孔部３ａ〜７ａの外壁を形成する弾性体が管状針９に密着し、内部の検出用薬液や洗浄液が被穿孔部３ａ〜７ａと管状針９との隙間から漏れ出すことが無いように構成されている。
さらに、本実施形態の分析用カートリッジ１においては、採血管２の被穿孔部２ａ、及び、試薬管３〜７の被穿孔部３ａ〜７ａがすべて一列に直線上に並ぶように配置されている。

分析用チップ８は分析対象である血液の分析を行なう場所であり、平板状の基材に流路８ａを形成したものである。ここで、図３は分析用チップ８を上方から見た平面図である。図３に示すように、分析用チップ８には略六角形の流路８ａが形成されている。
分析用チップ８の流路８ａの上流側（図中左側）端部側面には、流路８ａに血液、検出用薬液及び洗浄液を導入するための流体導入口８ｂが形成されている。一方、分析用チップ８の流路８ａの下流側（図中右側）端部側面には、流路８ａから血液、検出用薬液及び洗浄液を排出するための流体排出口８ｃが形成されている。したがって、流体導入口８ｂに導入された流体（血液、検出用薬液、洗浄液）は、流路８ａを流体排出口８ｃに向けて流れ、流体排出口８ｃから分析用チップ８の外部に排出されるようになっている。

さらに、流路８ａの底面には、検体液である血液中の検体を保持するための保持物質が固定化されたスポット８ｄが複数形成されている。この保持物質は、検出しようとする検体に応じて適当なものを任意に用いることができる。なお、各スポット８ｄに固定化される保持物質は同種の物でもよく、異なる種類のものであっても良い。また、スポット８ｄは、図３のように、流体導入口８ｂから流体排出口８ｃに向けた流体（血液、検出用薬液、洗浄液）の流れと略直交する向きに一列に並んで形成されている。ここで略直交とは、流路８ａに流体を流した場合に、各スポット８ｄ間で流体が混じりあわない程度に流体の流れ方向に対して交差していることをいい、実質的に直交していればよい。
なお、分析用チップ８の流路８ａはレーザー光及び蛍光などの分析に係る光を透過させる図示しない透明な蓋によって覆われていて、流路８ａの内外は、流体導入口８ｂ及び流体排出口８ｃ以外では連通しないように形成されている。

導入部材としての管状針９は採血管２及び試薬管３〜７から分析用チップ８に血液、検出用薬液及び洗浄液を導入するもので、内部に中空を形成され、先端部分を尖らせた管状の針である。先端部分を尖らせてあるため、管状針９はその先端部分を採血管２及び試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａに突き当てることで、容易にその被穿孔部２ａ〜７ａに穿孔できるようになっている。また、管状針９は、採血管２及び試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａが並んだ列と同じ列の上に位置するように配置されていて、後述するように管状針９が被穿孔部２ａ〜７ａに向けて進行したときには、管状針９の進行に伴って管状針９の先端部分が順次被穿孔部２ａ〜７ａを貫くように構成されている。

また、管状針９の先端部分には、管状針９内の中空が開口した取込部としての取込口９ａが形成されている。取込口９ａは、管状針９が被穿孔部２ａ〜７ａに向けて進行したときに管状針９の進行と共に被穿孔部２ａ〜７ａに向けて進行し、管状針９の先端部分が順次被穿孔部２ａ〜７ａを貫くことにより取込口９ａが採血管２及び試薬管３〜７内に入り込み、血液、検出用薬液、及び洗浄液を順次取り込むように構成されている。

一方、管状針９の取込口９ａとは反対側端部にも管状針９内の中空が開口した送出部としての送出口９ｂが形成されている。さらに、この取込口９ａとは反対側端部において管状針９は分析用チップ８の流体導入口８ｂに取り付けられており、管状針９の送出口９ｂと分析用チップ８の流体導入口８ｂとが連通するように構成されている。したがって、管状針９の取込口９ａから取り込まれた血液や試薬液などの流体は、送出口９ｂから分析用チップ８の流体導入口８ｂに送り出され、流体導入口８ｂから分析用チップ８の流路８ａに導入されるようになっている。

また、プランジャ１０は血液や試薬液などの流体を圧送・吸引するものであり、分析用チップ８の流体排出口８ｃに取り付けられている。これにより、プランジャ１０は分析用チップ８の流路８ａ、流体導入口８ｂを介して管状針９の送出口９ｂ及び取込口９ａに連通している。したがって、プランジャ１０を引くことにより、管状針９の取込口９ａから流体を素早く短時間で取り込むことができるようになっている。

また、プランジャ１０はその内部で分析用チップ１外に設けられた液溜め（図示省略）に連通している。したがって、流体送出口８ｃからプランジャ１０に送出された血液や試薬液などの流体は、プランジャ１０内を経て液溜めに溜められるように構成されている。この液溜めに溜められた流体は、別途廃棄されたり、別の分析に用いられたりすることになる。なお、プランジャ１０と液溜めとは常に連通しているわけではなく、後述する制御部１０６の制御、または、逆流防止弁によって適宜蓋をされてふさがれるようになっており、プランジャ１０を稼動させても液溜め内の流体がプランジャ１０内や分析用チップ８の流路８ａなどに逆流しないように構成されている。

続いて、図１に戻って分析用カートリッジ１以外の要素についての説明を続ける。
検体検出部１０３は、蛍光法によって血液（検体液）中の検体を検出するための部分であり、光源１０３Ａと光検出部１０３Ｂとを有している。

光源１０３Ａは、分析用チップ８の流路８ａに向けて光を照射するための光源である。光源１０３Ａについてその種類に制限は無く、任意のものを用いることができるが、本実施形態においては、光源１０３Ａとしてレーザー光を生じる光源を用いている。
光検出部１０３Ｂは、光源１０３Ａからの入射光によりスポット８ｄから生じた蛍光を検出するものである。光検出部１０３Ｂについてもその種類に制限は無く、任意のものを用いることができるが、本実施形態においては、光検出部１０３ＢとしてＣＣＤカメラを用いている。また、光検出部１０３Ｂとしては、光電子増倍管を好適に用いることもできる。

プランジャ駆動部１０４は、プランジャ１０を駆動するものである。詳しくは、このプランジャ駆動部１０４がプランジャ１０を往復操作することにより、プランジャ１０内に圧力が生じて、プランジャ１０が流体を圧送及び吸引させることができるように構成されている。また、プランジャ駆動部１０４はプランジャ１０と液溜めとの連結部分を塞ぐ蓋を操作する機能も有している。

導入用駆動部１０５は、それぞれ連結された分析用チップ８、管状針９、及びプランジャ１０を、採血管２及び試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａに対して進退させる駆動部である。したがって、導入用駆動部１０５が分析用チップ８、管状針９、及びプランジャ１０を採血管２及び試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａに対して進行させた場合（即ち、図中左方向へ進行させた場合）には、管状針９が採血管２の被穿孔部２ａ、試薬管３の被穿孔部３ａ、試薬管４の被穿孔部４ａという順に、被穿孔部２ａ〜７ａを順次貫いていくように構成されている。

制御部１０６は、検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、及び、導入用駆動部１０５それぞれに接続されていて、検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、及び、導入用駆動部１０５それぞれの動作を予め定められた手順に従って制御するように構成されている。

本発明の第１実施形態としての分析装置１０１は以上のように構成されている。この分析装置１０１を用いて血液の分析を行なう場合には、以下のような手順によって分析対象である血液の分析を行なう。
まず、採血管９を取り付けた分析用カートリッジ１をカートリッジ装着部１０２に装着する。

次に、（１）採血管２内の血液の導入、（２）試薬管３内の洗浄液の導入、（３）試薬管４内の検出用薬液の導入、（４）試薬管５内の洗浄液の導入、（５）試薬管６内の検出用薬液の導入、（６）試薬管７内の洗浄液の導入、（７）検体の検出、という操作を行ない、血液中の検体を検出することにより、血液の分析を行なう。ただし、分析用カートリッジ１の装着後の操作（１）〜（７）は、制御部１０６が以下のとおりに自動的に行なう。なお、以下の説明において用いる図４は、分析用カートリッジ１を、被穿孔部２ａ〜７ａ及び管状針９を通る鉛直面で切った断面のうち、被穿孔部２ａ〜７ａの周辺部分を示す断面図である。

（１）採血管２内の血液の導入
分析用カートリッジ１の装着後、制御部１０６の制御により、導入用駆動部１０５が分析用チップ８、管状針９、及びプランジャ１０を採血管２の被穿孔部２ａに向けて進行させる｛図４（ａ）｝。

管状針９の進行により、管状針９の先端部分が採血管２の被穿孔部２ａに突き当たると、管状針９の先端部分が尖っているため、採血管２の被穿孔部２ａが穿孔され、管状針９の先端部分が採血管２の被穿孔部２ａを内部まで貫く。これにより、管状針９の先端部分に形成されている取込口９ａが穿孔された孔を通じて採血管２の内部に入り込むことになる｛図４（ｂ）｝。こうして取込口９ａが採血管２内に入り込むことにより、採血管２内の血液は管状針９を通り、送出口９ｂから流体導入口８ｂに送られ、分析用チップ８の流路８ａ内に導入される。なおこの際、採血管２の被穿孔部２ａが弾性体で形成されているために、採血管２と管状針９との隙間から血液が外部（分析用カートリッジ１内部）に漏れ出すことはない。

取込口９ａが採血管２内に入り込んだ後、制御部１０６はプランジャ駆動部１０４を制御して、プランジャ駆動部１０４にプランジャ１０を引かせる。これにより、採血管２内の血液はプランジャ１０に引かれることになるので、採血管２内の血液は短時間で分析用チップ８の流路８ａに導入されることになる。なお、この際、プランジャ１０と液溜めとの連通部分の蓋は閉じておき、液溜めから流体が逆流することを防止しておく。

流路８ａに血液が導入されると、血液はスポット８ｄに接触する。スポット８ｄに血液が接触すると、スポット８ｄに固定化された保持物質が血液中の検体に対応するものである場合には、保持物質と血液中の検体との相互作用により、そのスポット８ｄに固定化された保持物質が検体を保持する。

なお、血液を流路８ａに導入した際、プランジャ１０を往復動作させて攪拌するようにすれば、流路８ａ全体に血液を行き渡らせることができるため、すべてのスポット８ｄに確実に血液を接触させることができる。

血液中の検体を保持物質に保持させた後、プランジャ１０を更に引くと共に、プランジャ１０と液溜めとの連通部分の蓋を開く。これにより、流路８ａ内の血液は流体排出口８ｃ及びプランジャ１０を通り、液溜めに送り込まれる。

（２）試薬管３内の洗浄液の導入
次いで、制御部１０６の制御により、導入用駆動部１０５が分析用チップ８、管状針９、及びプランジャ１０を試薬管３の被穿孔部３ａに向けて進行させる。管状針９の進行により、管状針９の先端部分は採血管２の被穿孔部２ａを完全に貫通した後、試薬管３の被穿孔部３ａに突き当たる。管状針９の先端部分が試薬管３の被穿孔部３ａに突き当たると、採血管２の場合と同様に、試薬管３の被穿孔部３ａが穿孔され、管状針９の先端部分が試薬管３の被穿孔部３ａを内部まで貫く。これにより、管状針９の先端部分に形成されている取込口９ａが穿孔された孔を通じて試薬管３の内部に入り込む｛図４（ｃ）｝。これにより、採血管２の場合と同様にして、試薬管３内の洗浄液は管状針９を通り、送出口９ｂから流体導入口８ｂに送られ、分析用チップ８の流路８ａ内に導入される。なおこの際も、試薬管３の被穿孔部３ａが弾性体で形成されているために、試薬管３と管状針９との隙間から洗浄液が外部（分析用カートリッジ１内部）に漏れ出すことはない。

取込口９ａが試薬管３内に入り込んだ後、採血管２の場合と同様に、制御部１０６はプランジャ駆動部１０４を制御して、プランジャ駆動部１０４にプランジャ１０を引かせる。これにより、試薬管３内の洗浄液はプランジャ１０に引かれることになり、試薬管３内の洗浄液は短時間で分析用チップ８の流路８ａに導入されることになる。なお、この際、プランジャ１０と液溜めとの連通部分の蓋は閉じておき、液溜めから流体が逆流することを防止しておく。

流路８ａに洗浄液が導入されると、洗浄液は分析用チップ８の流路８ａ表面及びスポット８ｄを洗浄し、流路８ａ表面、及び、検体と保持物質との相互作用が生じていないスポット８ｄから血液を除去する。

なお、血液を導入した場合と同様に、洗浄液を流路８ａに導入した際、プランジャ１０を往復動作させ攪拌するようにすれば、流路８ａ全体に洗浄液を行き渡らせることができるため、流路８ａ表面及びスポット８ｄ全体を確実に洗浄することができる。

洗浄液により流路８ａ表面及びスポット８ｄを洗浄した後、プランジャ１０を更に引くと共に、プランジャ１０と液溜めとの連通部分の蓋を開く。これにより、流路８ａ内の洗浄液は流体排出口８ｃ及びプランジャ１０を通り、液溜めに送り込まれる。

（３）試薬管４内の検出用薬液の導入
次いで、制御部１０６の制御により、導入用駆動部１０５が分析用チップ８、管状針９、及びプランジャ１０を試薬管４の被穿孔部４ａに向けて進行させる。管状針９の進行により、管状針９の先端部分は試薬管３の被穿孔部３ａを完全に貫通した後、試薬管４の被穿孔部４ａに突き当たる。管状針９の先端部分が試薬管４の被穿孔部４ａに突き当たると、採血管２及び試薬管３の場合と同様に、試薬管４の被穿孔部４ａが穿孔され、管状針９の先端部分が試薬管４の被穿孔部４ａを内部まで貫く。これにより、管状針９の先端部分に形成されている取込口９ａが穿孔された孔を通じて試薬管４の内部に入り込む｛図４（ｄ）｝。これにより、採血管２及び試薬管３の場合と同様にして、試薬管４内の検出用薬液は管状針９を通り、送出口９ｂから流体導入口８ｂに送られ、分析用チップ８の流路８ａ内に導入される。なおこの際も、試薬管４の被穿孔部４ａが弾性体で形成されているために、試薬管４と管状針９との隙間から検出用薬液が外部（分析用カートリッジ１内部）に漏れ出すことはない。

取込口９ａが試薬管４内に入り込んだ後、採血管２及び試薬管３の場合と同様に、制御部１０６はプランジャ駆動部１０４を制御して、プランジャ駆動部１０４にプランジャ１０を引かせる。これにより、試薬管４内の検出用薬液はプランジャ１０に引かれることになり、試薬管４内の検出用薬液は短時間で分析用チップ８の流路８ａに導入されることになる。なお、この際、プランジャ１０と液溜めとの連通部分の蓋は閉じておく。

流路８ａに検出用薬液が導入されると、検出用薬液はスポット８ｄに接触する。検出用薬液がスポット８ｄに接触すると、スポット８ｄに保持された検体が検出用薬液によって標識される。

なお、血液や洗浄液を導入した場合と同様に、検出用薬液を流路８ａに導入した際、プランジャ１０を往復動作させて攪拌するようにすれば、すべてのスポット８ｄに確実に検出用薬液を接触させることができる。

検出用薬液をスポット８ｄに接触させた後、プランジャ１０を更に引くと共に、プランジャ１０と液溜めとの連通部分の蓋を開く。これにより、流路８ａ内の検出用薬液は流体排出口８ｃ及びプランジャ１０を通り、液溜めに送り込まれる。

（４）試薬管５内の洗浄液の導入
その後、試薬管３の代わりに試薬管５から洗浄液の導入を行なうようにする他は「（２）試薬管３内の洗浄液の導入」と同様にして、制御部１０６が導入用駆動部１０５及びプランジャ駆動部１０４を操作して、試薬管５から洗浄液を分析用チップ８の流路８ａに導入し、分析用チップ８の流路８ａ表面及びスポット８ｄの洗浄を行なう｛図４（ｅ）｝。 洗浄液によって洗浄されたことにより、分析用チップ８の流路８ａ表面及びスポット８ｄから、余った検出用薬液が除去される。

（５）試薬管６内の検出用薬液の導入
次に、試薬管４の代わりに試薬管６から検出用薬液の導入を行なうようにする他は「（３）試薬管４内の検出用薬液の導入」と同様にして、制御部１０６が導入用駆動部１０５及びプランジャ駆動部１０４を操作して、試薬管６から検出用薬液を分析用チップ８の流路８ａに導入し、検体を検出用薬液で標識する。この際、試薬管６内の検出用薬液は試薬管４内の検出用薬液と別種のものであるので、試薬管４内から導入した検出用薬液と異なる検体等について標識することができる。

（６）試薬管７内の洗浄液の導入
次に、試薬管３の代わりに試薬管７から洗浄液の導入を行なうようにする他は「（２）試薬管３内の洗浄液の導入」と同様にして、制御部１０６が導入用駆動部１０５及びプランジャ駆動部１０４を操作して、試薬管７から洗浄液を分析用チップ８の流路８ａに導入し、分析用チップ８の流路８ａ表面及びスポット８ｄの洗浄を行なう｛図４（ｇ）｝。「（４）試薬管５内の洗浄液の導入」と同様、洗浄液によって洗浄されたことにより、分析用チップ８の流路８ａ表面及びスポット８ｄから、余った検出用薬液が除去される。

（７）検体の検出
最後に、制御部１０６は検体検出部１０３を操作し、光源１０３Ａから流路８ａの各スポット８ｄに向けて入射光としてレーザー光を照射する。レーザー光が入射すると、検出用薬液により標識された検体が固定化したスポット８ｄから蛍光が生じる。
生じた蛍光は、光検出部１０３Ｂが検出する。これにより、血液中の検体の検出が行なわれ、血液の分析を行なうことができる。

以上のようにして、「（１）血液の導入」により分析用チップ８の流路８ａのスポット８ｄに固定化された保持物質に血液中の検体を保持させた後、順次洗浄液と検出用薬液とを導入して洗浄と標識とを繰り返し、最後にスポット８ｄから生じる蛍光を検出する。これにより、検体の検出を行ない、血液の分析を行なう。

以上のようにして検体液である血液の分析を行なえば、少量の検体液で、簡単な操作により正確な分析を実現することができる。
また、本実施形態においては、血液、検出用薬液、洗浄液などの流体を分析用チップ８の流路８ａに導入するためには導入用駆動部１０５による一方向への動き（採血管２及び試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａに向けて前進する動き）を制御できればよいので、精密な制御や複雑な駆動機構が不要であり、装置の小型化を達成することができる。近年、ＰＯＣＴ（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｃａｒｅ ｔｅｓｔｉｎｇ）の観点から各種分析装置の小型化に対する要望が高まっており、この観点からも上記分析装置は高い利用可能性を有している。

また、検体液貯蔵部である採血管が着脱可能に設けられているため、分析用カートリッジ１の取り扱いを容易なものとすることができる。
また、分析用チップ１に保持物質が固定化されたスポット８ｄが、流体（血液、検出用薬液、洗浄液）の流体導入口８ｂから流体排出口８ｃに向けた流れに対して直交する向きに並んで形成されているので、スポット８ｄの保持物質に固定化された検体同士が混ざり合うことを防止することができる。

また、導入部材が、内部を中空に形成された管状針９となっているので、簡単な構成で確実に、採血管２及び試薬管３〜７から血液、検出用薬液及び洗浄液を分析用チップ８に導入することが可能となる。
また、分析用カートリッジ１が管状針９に連通したプランジャ１０を有しているので、短時間で、採血管２及び試薬管３〜７から血液、検出用薬液及び洗浄液を分析用チップ８に導入することが可能となる。さらに、プランジャ１０を往復操作し、プランジャ１０からの圧力を利用して流路８ａ内で流体を攪拌し、流路８ａ全体に流体を行き渡らせることができ、これにより、分析の信頼性を高めることが可能となる。

また、分析装置１０１がプランジャ駆動部１０４を備えているため、プランジャ１０を的確に駆動することができる。
また、分析装置１０１が採血管２及び試薬管３〜７の一列に並べて配置された部分（被穿孔部２ａ〜７ａ）に対して進行させる導入用駆動部１０５を備えているので、導入部材を用いて検体液及び試薬液を分析用チップに導入する操作を、確実に行なうことができる。

また、制御部１０６が検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、及び導入用駆動部１０５をそれぞれ自動制御しているので、検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、及び導入用駆動部１０５をそれぞれ的確に駆動することができる他、自動化により分析に要する手間を少なくすることができる。

ところで、上記第１実施形態の分析装置１０１において保持物質、検出用薬液、及び洗浄液として適当なものを用い、各スポット８ｄに光を照射した際の反射光を検出することで、光検出部１０３Ｂは他の分析方法により分析を行なうことも可能である。具体例としては、スポット８ｄにおいて吸光された光の強度を検出する吸光度法、スポット８ｄからの反射光の強度を検出する反射光法、スポット８ｄにおける光散乱を検出する散乱光法などを行なうことができる。

［II．第２実施形態］
図５は本発明の第２実施形態における分析装置２０１を示す概要図である。なお、本実施形態の説明において符号を用いる場合、上記第１実施形態と同様の部分については同様の符号を用いる。

本実施形態で用いる分析装置２０１は、分析の対象である検体液として血液を用い、血液中の物質（検体）を化学発光法により分析するための装置であり、図５に示すように、検体検出部１０３に光源１０３Ａが設置されていない他は第１実施形態としての分析装置１０１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置２０１はカートリッジ装着部１０２、検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、導入用駆動部１０５、及び、制御部１０６を備えていて、検体検出部１０３には光検出部１０３ＢとしてＣＣＤカメラが設置されている。

また、本実施形態において用いられる分析用カートリッジ２１は、保持物質、検出用薬液、及び洗浄液として化学発光法に適当なものを用いた他は、図２に示す第１実施形態の分析用カートリッジ１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置２０１のカートリッジ保持部１０２に装着される分析用カートリッジ２１は、検体液貯蔵部としての採血管２、試薬貯蔵部としての試薬管３〜７、分析用チップ８、導入部材としての管状針９、及び、プランジャ１０を備えている。

本発明の第２実施形態としての分析装置２０１及び分析用カートリッジ２１は以上のように構成されている。
この分析装置２０１及び分析用カートリッジ２１を用いて分析を行なう場合、検体の検出を行なう際に光源から光を照射しないこと以外は第１実施形態で詳述したのと同様にして、血液の分析を行なう。

即ち、分析装置２０１のカートリッジ装着部１０２に分析用カートリッジ２１を装着させた後、血液の導入を行ない｛図４（ｂ）｝、検出用薬液の導入と洗浄液の導入とを繰り返し｛図４（ｃ）〜（ｇ）｝、最後に、検体の検出を行なう。化学発光法では一般に入射光は不要であるので、検体検出部１０３は光の照射を行なうことなく、光検出部１０３Ｂによりスポット８ｄから生じる化学発光を検出することで検体の検出を行なう。

以上のように、本実施形態の分析用カートリッジ２１及び分析装置２０１によれば、少量の検体液で、簡単な操作により正確な分析を実現することができる。
また、上記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることもできる。
なお、本実施形態の分析用カートリッジ２１及び分析装置２０１を用いれば、化学発光法の代わりに生物化学発光法により分析を行なうこともできる。ただしその場合には、保持物質、検出用薬液、及び洗浄液として生物化学発光法に適当なものを用いる。

［III．第３実施形態］
図６は本発明の第３実施形態における分析用カートリッジ３１を示す斜視図である。なお、本実施形態の説明において符号を用いる場合、上記第１，第２実施形態と同様の部分については同様の符号を用いる。

本実施形態で用いる分析装置３０１は、分析の対象である検体液として血液を用い、血液中の物質（検体）を電気化学発光法により分析するための装置であり、図５に示す第２実施形態の分析装置２０１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置３０１はカートリッジ装着部１０２、検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、導入用駆動部１０５、及び、制御部１０６を備えていて、検体検出部１０３には光検出部１０３ＢとしてＣＣＤカメラが設置されている。

また、本実施形態の分析用カートリッジ３１は、図６に示すように、分析用チップ８の流路８ａ底面に電極８ｅが設置され、また、保持物質、検出用薬液、及び洗浄液として電気化学発光法に適当なものを用いた他は、第１実施形態の分析用カートリッジ１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置３０１のカートリッジ保持部１０２に装着される分析用カートリッジ３１は、検体液貯蔵部としての採血管２、試薬貯蔵部としての試薬管３〜７、分析用チップ８、導入部材としての管状針９、及び、プランジャ１０を備えていて、さらに、分析用チップ８の流路８ａの底面には、電極８ｅが設けられている。なお、電極８ｅに対する電源は分析用カートリッジ３１に設置しても良く、また、電源を分析装置３０１に設置して分析用カートリッジ３１には電源を設置せず端子を形成するようにし、分析装置３０１からその端子を通じて電圧が供給されるように構成してもよい。本実施形態においては、電源は後者のように分析装置３０１に設置されているものとする。また、本実施形態においてはこの電源は制御部１０６により制御されている。

本発明の第３実施形態としての分析装置３０１及び分析用カートリッジ３１は以上のように構成されている。
この分析装置３０１及び分析用カートリッジ３１を用いて分析を行なう場合、検体の検出を行なう際に光源から光を照射しないこと、及び、電気化学発光の検出時に電極８ｅからスポット８ｄに電圧を印加すること以外は第１実施形態で詳述したのと同様にして、血液の分析を行なう。

即ち、分析装置３０１のカートリッジ装着部１０２に分析用カートリッジ３１を装着させた後、血液の導入を行ない｛図４（ｂ）｝、検出用薬液の導入と洗浄液の導入とを繰り返し｛図４（ｃ）〜（ｇ）｝、最後に、検体の検出を行なう。検体の検出を行なう場合、制御部１０６の制御により、電極８ｅから流路８ａ内のスポット８ｄに適当な電圧が印加される。また、電気化学発光法では一般に入射光は不要であるので、検体検出部１０３は光の照射を行なうことなく、光検出部１０３Ｂによりスポット８ｄから生じる発光を検出することで検体の検出を行なう。

以上のように、本実施形態の分析用カートリッジ３１及び分析装置３０１によれば、少量の検体液で、簡単な操作により正確な分析を実現することができる。
また、上記第１，第２実施形態と同様の作用・効果を得ることもできる。

ところで、上記第３実施形態の分析装置３０１に、電気的検出法による検体の検出を行なう検出器を設置してもよい。即ち、例えば図５及び図７に示すように、上記第３実施形態と同様の構成の分析装置３０１′において、第３実施形態と同様の構成の分析用カートリッジ３１′の電極８ｅに電圧を印加した場合に電極８ｅ間を流れる電流を測定する電流計１０３Ｃなどを備えるようにしてもよい。電流計１０３Ｃは、電気的検出法により検体の検出を行なう検出器の１例である。このような電気的検出法により検体の検出を行なう検出器を検体検出部として備えるようにすれば、スポット８ｄにおける検体と保持物質との相互作用を、電気伝導率、誘電率、電気容量などの値として電気的に検出することができる。なお、ここで、電流計１０３Ｃは、説明のために分析用カートリッジ３１′と共に図示するが、実際には分析装置３０１′側に設けられ、制御部１０６に制御されているものとする。また、図７中、図１〜図６で用いた符号と同様の符号で示した部分は、同様のものを表わす。さらに、検体検出部を電気的検出法による検出を行なうものとする場合、光検出部１０３Ｂは特に設けなくても良い。

［IV．第４実施形態］
図８は本発明の第４実施形態における分析用カートリッジ４１を示す概要図である。なお、本実施形態の説明において符号を用いる場合、上記第１〜第３実施形態と同様の部分については同様の符号を用いる。

本実施形態で用いる分析装置４０１は、分析の対象である検体液として血液を用い、血液中の物質（検体）を表面プラズモン共鳴（以下適宜、「ＳＰＲ」という）を利用した方法により分析するための装置であり、図１に示す第１実施形態の分析装置１０１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置４０１はカートリッジ装着部１０２、検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、導入用駆動部１０５、及び、制御部１０６を備えている。

また、本実施形態の分析用カートリッジ４１は、図８に示すように、分析用チップ８の流路８ａ底面に回折格子８ｆが形成されると共に、金属層が設けられ、また、保持物質、検出用薬液、及び洗浄液としてＳＰＲを利用した方法に適当なものを用いた他は、第１実施形態の分析用カートリッジ１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置４０１のカートリッジ保持部１０２に装着される分析用カートリッジ４１は、検体液貯蔵部としての採血管２、試薬貯蔵部としての試薬管３〜７、分析用チップ８、導入部材としての管状針９、及び、プランジャ１０を備えている。

さらに、分析用チップ８の流路８ａの底面には、回折格子８ｆが形成されると共に、金属層が設けられている。
回折格子８ｆは、流路８ａの流れ方向に交差する向きに形成された複数の溝により構成されていて、流路８ａの底面全面に亘って形成されている。この回折格子８ｆはエバネッセント波を生起する光学構造のひとつであり、回折格子８ｆに光が入射すると、エバネッセント波が生起するようになっている。
また、金属層は流路８ａの底面全面に形成された特定の表面プラズモン波を有する金属の層である。

したがって、金属層に光が入射した場合、金属層表面に誘起される表面プラズモン波と入射光により生成されたエバネッセント波とが共鳴して、ＳＰＲが励起されるように構成されている。なお、図８においては説明のために回折格子８ｆの溝ピッチを大きく描いたが、通常は回折格子８ｆの溝ピッチは図示したものよりも小さく形成される。

本発明の第４実施形態としての分析装置４０１及び分析用カートリッジ４１は以上のように構成されている。
この分析装置４０１及び分析用カートリッジ４１を用いて分析を行なう場合、第１実施形態で詳述したのと同様にして、血液の分析を行なう。

即ち、分析装置４０１のカートリッジ装着部１０２に分析用カートリッジ４１を装着させた後、血液の導入を行ない｛図４（ｂ）｝、検出用薬液の導入と洗浄液の導入とを繰り返し｛図４（ｃ）〜（ｇ）｝、最後に、検体の検出を行なう。検体の検出を行なう場合、制御部１０６の制御により、光源１０３Ａから光が照射されると、ＳＰＲが励起され、各スポット８ｄからの反射光の強度が入射光の入射角度、及び、検体、保持物質、検出用薬液の種類や濃度などに応じて変化する。この反射光を光検出部１０３Ｂで検出することで検体の検出を行なう。

以上のように、本実施形態の分析用カートリッジ４１及び分析装置４０１によれば、少量の検体液で、簡単な操作により正確な分析を実現することができる。
また、上記第１〜第３実施形態と同様の作用・効果を得ることもできる。

［Ｖ．第５実施形態］
図９は本発明の第５実施形態における分析装置５０１を示すを示す概要図である。なお、本実施形態の説明において符号を用いる場合、上記第１〜第４実施形態と同様の部分については同様の符号を用いる。

本実施形態で用いる分析装置５０１は、分析の対象である検体液として血液を用い、血液中の物質（検体）を透過光法を利用した方法により分析するための装置であり、カートリッジ保持部１０２に対して光検出部１０３Ｂが光源１０３Ａと反対側に設置され、光源１０３Ａから照射されて分析用チップ８のスポット８ｄを透過した光を光検出部１０３Ｂが検出できるように構成されているほかは、図１に示す第１実施形態の分析装置１０１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置５０１はカートリッジ装着部１０２、光源１０３Ａ及び光検出部１０３Ｂから構成された検体検出部１０３、プランジャ駆動部１０４、導入用駆動部１０５、及び、制御部１０６を備えている。

また、本実施形態の分析用カートリッジ５１は、保持物質、検出用薬液、及び洗浄液として透過光法を利用した方法に適当なものを用い、分析用チップ８を検出するべき光が透過できるようになっている他は、第１実施形態の分析用カートリッジ１と同様の構成となっている。
即ち、分析装置５０１のカートリッジ保持部１０２に装着される分析用カートリッジ５１は、検体液貯蔵部としての採血管２、試薬貯蔵部としての試薬管３〜７、分析用チップ８、導入部材としての管状針９、及び、プランジャ１０を備えている。

本発明の第５実施形態としての分析装置５０１及び分析用カートリッジ５１は以上のように構成されている。
この分析装置５０１及び分析用カートリッジ５１を用いて分析を行なう場合、第１実施形態で詳述したのと同様にして、血液の分析を行なう。

即ち、分析装置５０１のカートリッジ装着部１０２に分析用カートリッジ５１を装着させた後、血液の導入を行ない｛図４（ｂ）｝、検出用薬液の導入と洗浄液の導入とを繰り返し｛図４（ｃ）〜（ｇ）｝、最後に、検体の検出を行なう。検体の検出を行なう場合、制御部１０６の制御により、光源１０３Ａから光が照射されると、入射光はスポット８ｄを透過する。この透過光を光検出部１０３Ｂで検出することで検体の検出を行なう。

以上のように、本実施形態の分析用カートリッジ５１及び分析装置５０１によれば、少量の検体液で、簡単な操作により正確な分析を実現することができる。
また、上記第１〜第４実施形態と同様の作用・効果を得ることもできる。

［Ｖ．その他］
上記の分析用カートリッジ１，２１，３１，４１，５１及び分析装置１０１，２０１，３０１，４０１，５０１は様々な分析において使用することができる。また、分析対象である検体液や、分析に用いられる保持物質及び試薬液（検出用薬液、洗浄液など）は、それぞれの分析方法や検出しようとする検体の種類などに応じて任意の物質を用いることができる。

検体液について特に制限は無いが、例えば、抗原抗体反応、相補的なＤＮＡ結合、レセプタ／リガンド相互作用、酵素／基質相互作用等の相互作用を生じさせることができる物質などが挙げられ、具体例を挙げると、酵素、抗体、レクチン等のタンパク質、アレルゲン、ハプテン、ペプチド、ホルモン、核酸、糖、オリゴ糖、多糖等の糖鎖、脂質、薬物等の低分子化合物、有機物質、無機物質、若しくはこれらの融合体、または、ウイルス若しくは細胞を構成する分子を含む（又は、含む可能性のある）液体であり、サスペンション，コロイド等の分散系も含む。また、これらは１種を単独で用いてもよく、複数種を任意の組み合わせ及び比率で混合したものを用いてもよい。

保持物質についても特に制限は無いが、例えば、抗原抗体反応，相補的なＤＮＡ結合，レセプタ／リガンド相互作用，酵素／基質相互作用等の相互作用を生じさせることができる物質が挙げられ、具体例を挙げると、酵素、抗体、レクチン等のタンパク質、アレルゲン、ハプテン、ペプチド、ホルモン、核酸、糖、オリゴ糖、多糖等の糖鎖、脂質、薬物等の低分子化合物、有機物質、無機物質、若しくはこれらの融合体、または、ウイルス若しくは細胞を構成する分子などが挙げられる。

試薬液についても特に制限は無いが、例えば、蛍光物質、発光物質、放射性物質などの標識に用いられる物質を含む液体が挙げられる。
さらに、検体液や試料液は、分析を行なう際に分析用チップ８に導入する際に液体であればよく、検体液貯蔵部や試薬液貯蔵部に貯蔵されている期間、常時液体である必要はない。例えば、ある試薬液貯蔵部に貯蔵された固体状の試料に、別の試薬液貯蔵部に貯蔵された溶媒を混合させることにより、固体状の試薬を溶媒に溶解させて試薬液とするようにしてもよい。
また、採血管２や試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａを形成する弾性体について特に制限は無いが、例えば、ゴム系樹脂、シリコンフィルムなどを挙げることができる。

さて上述したように、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、任意に変形して実施することも可能である。
例えば、上記実施形態では光源１０３Ａとしてレーザー光を生じるものを用いたが、光源１０３Ａとして他のものを用いてもよい。光源１０３Ａとしては特に制限は無く任意のものを使用することができ、例えば、固体レーザー、ガスレーザー、半導体レーザーなどのレーザー光の他、白色光などを発する光源を用いることもできる。
また、例えば、上記実施形態では光検出部１０３ＢとしてＣＣＤカメラを用いたが、光検出部１０３Ｂとして他のものを用いてもよく、例えば光電子増倍管など光を検出できるものを用いることもできる。

また、例えば、制御部１０６によらず、プランジャ駆動部１０４及び導入用駆動部１０５をそれぞれ独立に手動で制御しても良い。
また、例えば、プランジャ駆動部１０４を用いずプランジャ１０を手動で駆動しても良いし、導入用駆動部１０５を用いず分析用チップ８、管状針９、及びプランジャ１０を手動で進行させるようにしてもよい。

また、導入部材である管状針９の先端部分を進行させる際、上記各実施形態では連結された分析用チップ８、管状針９、及びプランジャ１０すべてを進行させるようにしたが、例えば、管状針９を伸縮自在に形成するなどして、分析用チップ８やプランジャ１０を固定したまま管状針９の先端部分が採血管２及び試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａを貫くことができるように構成しても良い。

また、例えば、分析用チップ８の流路形状やスポット８ｄの配置も任意である。具体例としては、図１０に示すようにスポット８ｄを、流体導入口８ｂから流体排出口８ｃに向けた流体の流れに沿って一列に並ぶように形成すれば、各スポット８ｄの保持物質に固定化された検体それぞれに対して、均一に、また、少量で検出用薬液などの試薬液を行き渡らせることができる。また、例えばスポット８ｄをｎ行ｍ列（ｎ，ｍは自然数）という通常の並び方に配置しても良い。

また、検体液貯蔵部（採血管）２及び試薬液貯蔵部（試薬管）３〜７の配置順は任意であり、さらに、その内部に貯蔵する検体液及び試薬液の種類、量、組み合わせなどは分析の目的に応じて適宜選択することができる。
また、例えば導入部材は管状針９以外であってもよく、例えばチューブなどであってもよい。

また、上記実施形態では液溜めからの流体の逆流を防止するために蓋を設置するようにしたが、逆流を防止するための構成に制限は無く、例えば分析用チップ８の流体排出口８ｃやプランジャ１０内に、逆流防止弁を取り付けてもよい。なお、逆流防止弁は流体が分析用チップ８の流路８ａ内に逆流しないよう、分析用チップ８の流路８ａよりも下流側に設置することが望ましい。
また、上記実施形態では採血管２及び試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａを、採血管２及び試薬管３〜７の端部に形成したが、被穿孔部２ａ〜７ａの位置は任意であり、例えば採血管２及び試薬管３〜７それぞれの中間部に設けてもよい。

また、分析用チップ８や管状針９は、分析用カートリッジ６１と別体に形成しても良い。例えば図１１に示すように、分析用カートリッジ６１と分析用チップユニット１１とを別々に構成してもよい。
図１１に示す構成について説明すると、分析用チップユニット１１は、第１実施形態における分析用チップ８と管状針９とが接続された構成となっている。即ち、スポット８ｄに保持物質を固定化された分析用チップ８と、採血管（検体液貯蔵部）２及び試薬管（試薬液貯蔵部）３〜７それぞれの被穿孔部２ａ〜７ａを貫いて採血管２及び試薬管３〜７の内部の検体液及び試薬液を順次取り込む取込口（取込部）９ａと、取込口９ａで取り込んだ検体液及び試薬液を分析用チップ８へ送り出す送出口（送出部）９ｂとを有する管状針（導入部材）９とを備えている。

また、図１１において分析用カートリッジ６１は、分析用チップ８と管状針９とを有さず、また、第１実施形態の構成において分析用チップ８と管状針９とが配置されていた位置に分析用チップユニット１１を装着するチップユニット装着部１２が形成されている他は、第１実施形態で説明した分析用カートリッジ１と同様の構成になっている。即ち、内部に検体液を貯蔵する採血管（検体液貯蔵部）２と、内部に試薬液（洗浄液、検出用薬液）を貯蔵する試薬管（試薬液貯蔵部）３〜７と、分析用チップユニット１１を装着されるチップユニット装着部１２と、プランジャ１０とを備え、採血管２及び試薬管３〜７それぞれの被穿孔部２ａ〜７ａが一列に並べて配置されている。

なお、図１１中、図１〜図１０で用いた符号と同様の符号で示した部分は、同様のものを表わす。このように、分析用カートリッジ６１と分析用チップユニット１１とを別体に形成し、分析用チップユニット１１を分析用カートリッジ６１に着脱可能に構成しても、上述した第１実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
またさらに、分析用チップユニット１１は、分析用チップ８と管状針９とを別体に形成しても良い。

また、図１２に示すように、分析装置６０１に、試薬管３〜７に試薬液を供給する試薬液供給部１０７を設けても良い。図１２において、試料液供給部１０７から供給される試料液は、カートリッジ保持部１０２に形成された供給口（図示省略）から分析用カートリッジ１の試薬管３〜７に試薬液を供給するようになっている。分析の種類や目的などによっては、大量の検出用薬液や洗浄液等を使用する場合があるが、図１２に示すように試薬液を分析用カートリッジ１の外部から供給するように構成すれば、分析用カートリッジ１の小型化を達成できると共に大量の試薬液の使用を可能となる。なお、図１２において破線の矢印は試料液供給部１０７から供給される試薬液の流れを表わす。また、図１２中、図１〜図１１で用いた符号と同様の符号で示した部分は、同様のものを表わす。

また、上記各実施形態では採血管２や試薬管３〜７の被穿孔部２ａ〜７ａを直線上に一列に並ぶように配置したが、被穿孔部２ａ〜７ａをどの位置に配置するかについて制限は無く、導入部材との関係で任意に設定することができる。例えば、一定の曲線上に位置するように配置してもよく、ジグザグに並べるようにしてもよい。また、通常、被穿孔部２ａ〜７ａの位置を変えた場合には、それに合わせて導入部材（管状針）９の動きも変更する。

また、例えば吸光度法や透過光法などにより検出を行なう際のように、流路８ａ内に液体が存在している状態で検出を行なう場合には、各スポット８ｄ間で液体が意図しない混合を起こさないよう、適宜、混合防止構造を形成してもよい。具体例としては、各スポット８ｄ間に仕切りを設けたり、流路８ａ底面に溝（流路８ａ内の流路）を形成したりすることで、上記の意図しない混合を防止することができる。

また、例えば、検体液と試薬液や、試薬液同士などをそれぞれ混合して用いる場合には、分析用チップ８に導入した検体液や試薬液を液溜めに排出することなく流路８ａ内で混合するようにしてたり、導入部材である管状針９の内部で混合したりするようにしても良い。

具体例としては、分析用チップ８の流路８ａで血液と検出用薬液とを混合する場合、流路８ａに血液と検出用薬液とを導入してプランジャ１０を往復動作させることにより、流路８ａ内で血液と検出用薬液とを攪拌し、十分に混合させることができる。ただし、その場合には血液及び検出用薬液は上記混合が完了するまでは液溜めに排出せず、混合が完了してから液溜めに排出するようにする。

また、例えば管状針９内で検出用薬液同士を混合する場合、管状針９内に別々の試薬管３〜７からそれぞれ検出用薬液を導入してプランジャ１０を往復動作させることにより、管状針９内で検出用薬液を攪拌し、十分に混合させることができる。この際、管状針９は分析用チップ１に導入する前に検出用薬液同士を混合する場所となり、本発明の混合部に該当する。ただし、その場合には、混合が完了するまでは、それぞれの試薬管から管状針９に導入した検出用薬液を分析用チップ８の流路８ａに導入しないようにプランジャ１０の操作を行なうことが好ましい。

さらに、混合を行なう場合には、流路切替弁や混合用の室を設けて、分析用チップ８や管状針９以外の場所で混合を行なうようにしてもよい。ただし、検体液や試料液の中には混合すると不安定になる特殊なものも存在するので、このようなものを混合する場合には、分析用チップ８に導入する直前で混合するようにすることが好ましい。

例えば、試薬管を混合部としてもよい。以下、その具体例を詳細に説明する。
図１３（ａ）に示すように、試薬管３に溶媒が貯蔵され、試薬管４に固体試薬が貯蔵され、試薬管５が何も貯蔵されず空になっているとする。また、試薬管３〜５に対して進退可能な管状針９には、分析用チップ８が取り付けられていて、分析用チップ８の管状針９の反対側にはプランジャ１０が装着されているものとする。ただし、図１３（ａ）〜（ｄ）において図１〜図１２で用いた符号と同じ符号で示す部分は、同様のものを示す。

この場合、まず、管状針９の取込口９ａを試薬管３の被穿孔部３ａの内部まで貫かせ、試薬管３内の溶媒を管状針９の内部に導入する｛図１３（ｂ）｝。次に、溶媒を管状針９内に保ったまま管状針９を進行させて、取込口９ａを試薬管４の被穿孔部４ａの内部まで貫かせ、管状針９内の溶媒を試薬管４内に吐出させる｛図１３（ｃ）｝。吐出後、プランジャ１０を往復動作させて試薬管４内で溶媒と固体試薬とを十分に混合する。最後にプランジャ１０を引き、混合した溶媒と固体試薬とを分析用チップ８に導入する。以上のようにすれば、試薬管４を混合部として、分析用チップ８に導入する前に試薬液や検体液を混合することができる。

なお、試薬管３に固体試薬が貯蔵され、試薬管４に溶媒が貯蔵されている場合には、まず管状針９で試薬管３の被穿孔部３ａを完全に貫通させて試薬管４内の溶媒を管状針９内に取り込み｛図１３（ｃ）｝、次に管状針９を後退させて溶媒を試薬管３内に吐出させ｛図１３（ｂ）｝、試薬管３ａを混合部として混合を行なうようにしてもよい。即ち、どの様な順番で採血管（検体液貯蔵部）や試薬管（試薬液貯蔵部）内の検体液や試薬液を取り込み又は吐出させるかは、任意である。なお、一度穿孔した後で管状針９を引き抜いても、被穿孔部３ａは弾性体で形成されているため、穿孔された孔はふさがることになる。

また、同様に図１３（ａ）に示すような場合、試薬管３，４からそれぞれ、その内部の溶媒及び固体試薬を必要量だけ管状針９内に取り込み｛図１３（ｂ），（ｃ）｝、取り込んだ溶媒及び固体試薬を空の試薬管５に吐出して｛図１３（ｄ）｝、試薬管５を混合部として混合を行なうようにしてもよい。
ただし、上記のように分析用チップ８に導入する前に検体液や試薬液の混合を行なう場合には、混合操作に用いる管状針９や試薬管３〜５などは容積を大きくして、混合が完了する前の検体液や試薬液が分析用チップ８に入り込まないようにしたり、混合部の容量を混合操作を行なうのに必要なだけ確保したりすることが望ましい。

なお、分析用チップ８に導入する前に混合することが好ましいものの組み合わせの具体例としては、酵素標識抗体と、その保存安定性の向上のための溶解液との組み合わせ、また、血液、組織、細胞等の検体又は検体液と、それらの前処理に用いる可溶化剤や抽出剤等との組み合わせなどがあげられる。
また、混合を行なう場合には、混合を行なう血液及び検出用薬液が貯蔵された採血管２及び試薬管３〜７は隣接して並んでいることが好ましい。さらに、ここでは試薬管３，４という２つの試薬管の内容物を混合することを例にして説明したが、３つ以上の試薬管の内容物を分析用チップ８に導入する前に混合するようにしてもよい。
更に、上述した各実施形態や変形例などの構成は、適宜組み合わせて実施しても良い。

本発明の分析用カートリッジ、並びにこれを用いた分析装置及び分析方法は、任意の分野で適宜用いることができるが、例えば、臨床検査用センサー、イオンセンサー、酵素センサー、微生物センサー、免疫センサー、酵素免疫センサー、発光免疫センサー、菌計数センサー、血液凝固電気化学センシング及び各種の電気化学的反応を利用した電気化学センサー等として用いて好適である。

本発明の第１，第４実施形態の分析装置の概要を示す概要図である。 本発明の第１，第２実施形態の分析用カートリッジを示す斜視図である。 本発明の第１〜第４実施形態の分析用チップを示す平面図である。 本発明の第１〜第４実施形態の分析用カートリッジの要部を拡大して示す断面図である。 本発明の第２，第３実施形態の分析装置の概要を示す概要図である。 本発明の第３実施形態の分析用カートリッジを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態の変形例としての分析用カートリッジの概要を示す概要図である。 本発明の第４実施形態の分析用カートリッジを示す斜視図である。 本発明の第５実施形態の分析装置の概要を示す概要図である。 本発明の第１〜第５実施形態の変形例としての分析用チップを示す平面図である。 本発明の変形例としての分析用カートリッジ及び分析用チップユニットを示す斜視図である。 本発明の変形例としての分析装置の概要を示す概要図である。 本発明の変形例を説明するため、分析用カートリッジの要部を示す模式図である。

符号の説明

１，２１，３１，３１′，４１，５１，６１ 分析用カートリッジ
２ 採血管（検体液貯蔵）
２ａ 採血管２の被穿孔部
３〜７ 試薬管（試薬液貯蔵部）
３ａ〜７ａ 試薬管３〜７の被穿孔部
８ 分析用チップ
８ａ 流路
８ｂ 流体導入口
８ｃ 流体排出口
８ｄ スポット
８ｅ 電極
８ｆ 回折格子
９ 管状針（導入部材）
９ａ 取込口（取込部）
９ｂ 送出口（送出部）
１０ プランジャ
１１ 分析用チップユニット
１２ チップユニット装着部
１０１，２０１，３０１，３０１′，４０１，５０１，６０１ 分析装置
１０２ カートリッジ保持部
１０３ 検体検出部
１０３Ａ 光源
１０３Ｂ 光検出部
１０３Ｃ 電流計
１０４ プランジャ駆動部
１０５ 導入用駆動部
１０６ 制御部
１０７ 試薬液供給部

Claims (15)

1. 検体の分析に用いられる分析用カートリッジであって、
   内部に検体液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する検体液貯蔵部と、
   内部に試薬液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する試薬液貯蔵部と、
   前記検体液中の検体を保持する保持物質を固定化された分析用チップと、
   該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部から前記検体液及び前記試薬液を該分析用チップへ導入する導入部材とを備え、
   該導入部材は内部を中空に形成された針であり、
   該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が直線上に並べて配置されるとともに、該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が並んだ列と同じ列上に配置され、
   該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部に対して進行または後退可能に形成され、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部それぞれの該被穿孔部を順次貫いて該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の内部の前記検体液及び前記試薬液を順次取り込む取込部と、該取込部で取り込んだ前記検体液及び前記試薬液を該分析用チップへ送り出す送出部とを有することを特徴とする、分析用カートリッジ。
2. 該検体液貯蔵部が、着脱可能に設けられている
   ことを特徴とする、請求項１記載の分析用カートリッジ。
3. 該分析用チップは、該検体液及び該試料液を該分析用チップに導入する流体導入口と排出する流体排出口とを有し、該流体導入口に導入された該検体液及び該試料液が該流体排出口に向けて該分析用チップ表面を流れるように形成され、
   該保持物質は、該分析用チップの表面に、該検体液及び該試料液の該流体導入口から該流体排出口に向けた流れに対して略直交する向きに並んで形成された複数のスポットに固定化されている
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の分析用カートリッジ。
4. 該分析用チップは、該検体液及び該試料液を該分析用チップに導入する流体導入口と排出する流体排出口とを有し、該流体導入口に導入された該検体液及び該試料液が該流体排出口に向けて該分析用チップ表面を流れるように形成され、
   該保持物質は、該分析用チップの表面に、該検体液及び該試料液の該流体導入口から該流体排出口に向けた流れに沿って並んで形成された複数のスポットに固定化されている
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の分析用カートリッジ。
5. 該分析用チップに導入する前に、前記検体液及び試薬液のうちの少なくとも２種以上を混合する混合部を備える
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析用カートリッジ。
6. 該導入部材の送出部に連通したプランジャを備える
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれ１項に記載の分析用カートリッジ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析用カートリッジを装着するカートリッジ装着部と、
   前記分析用カートリッジの分析用チップにおいて前記検体の検出を行なう検体検出部とを備える
   ことを特徴とする、分析装置。
8. 請求項６記載の分析用カートリッジを装着するカートリッジ装着部と、
   前記分析用カートリッジの分析用チップにおいて前記検体の検出を行なう検体検出部と、
   前記プランジャを駆動するプランジャ駆動部とを備える
   ことを特徴とする、分析装置。
9. 前記分析用カートリッジの前記導入部材を、前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部の被穿孔部に対して進行させる導入部材駆動部を備える
   ことを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の分析装置。
10. 前記分析用カートリッジの試薬液貯蔵部へ試薬液を供給する試薬液供給部を備える
    ことを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の分析装置。
11. 該検体検出部が、化学発光法、電気化学発光法、生物化学発光法、蛍光法、吸光度法、反射光法、散乱光法、透過光法、電気的検出法、及び、表面プラズモン共鳴を利用した方法よりなる群から選ばれるいずれかの方法により、前記検体の検出を行なう
    ことを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の分析装置。
12. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析用カートリッジを用いた分析方法であって、
    該導入部材の取込部で該検体液貯蔵部の被穿孔部を貫いて該検体液貯蔵部内の該検体液を該分析用チップに導入するステップと、
    該導入部材の取込部で、該試薬液貯蔵部の被穿孔部を貫いて該試薬液貯蔵部内の該試薬液を該分析用チップに導入するステップと、
    該分析用チップ上で、該検体の検出を行なうステップとを有する
    ことを特徴とする、分析方法。
13. 請求項６記載の分析用カートリッジを用いた分析方法であって、
    該導入部材の取込部で該検体液貯蔵部の被穿孔部を貫き、該プランジャを引いて該検体液貯蔵部内の該検体液を該分析用チップに導入するステップと、
    該導入部材の取込部で該試薬液貯蔵部の被穿孔部を貫き、該プランジャを引いて該試薬液貯蔵部内の該試薬液を該分析用チップに導入するステップと、
    プランジャを往復動作させて分析用チップにおいて検体液及び試薬液を攪拌するステップと、
    該分析用チップ上で、該検体の検出を行なうステップとを有する
    ことを特徴とする、分析方法。
14. 検体液中の検体を保持する保持物質が固定化された分析用チップと、取込部及び送出部を有し、内部を中空に形成された針である導入部材とを備えた分析用チップユニットを装着して、前記検体の分析に用いられる分析用カートリッジであって、
    内部に検体液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する検体液貯蔵部と、
    内部に試薬液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する試薬液貯蔵部と、
    前記分析用チップユニットを装着されるチップユニット装着部とを備え、
    該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が直線上に並べて配置され、
    該分析用チップユニットの該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が並んだ列と同じ列上、且つ該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部に対して進行または後退可能になるよう、該チップユニット装着部が形成されている
    ことを特徴とする、分析用カートリッジ。
15. 内部に検体液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する検体液貯蔵部と内部に試薬液を貯蔵でき、穿孔され貫通されることにより内部に連通し外壁が弾性体からなる被穿孔部を有する試薬液貯蔵部とを備え、前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部の該被穿孔部が直線上に並べて配置された分析用カートリッジに装着され、検体の分析に用いられる分析用チップユニットであって、
    前記検体液中の検体を保持する保持物質が固定化された分析用チップと、
    前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部それぞれの該被穿孔部を貫いて前記検体液貯蔵部及び前記試薬液貯蔵部の内部の検体液及び試薬液を順次取り込む取込部と、該取込部で取り込んだ検体液及び試薬液を該分析用チップへ送り出す送出部とを有し、内部を中空に形成された針である導入部材とを備え、
    該導入部材が、該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部が並んだ列と同じ列上、且つ該検体液貯蔵部及び該試薬液貯蔵部の該被穿孔部に対して進行または後退可能となるよう、配置されている
    ことを特徴とする、分析用チップユニット。

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