JP4651715B2 - 液体分析装置 - Google Patents
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Description
本出願は、２００６年７月５日に出願された日本特許出願第２００６−１８５１０６号の優先権を主張し、その内容を参照することにより本出願に取り込む。
本発明は、試料中に含まれる成分量を検出する分析装置に関する。特に、微少量の試料での分析技術に関する。
試料中に含まれる成分量を検出する分析においては、ハロゲンランプ等からの白色光を試料溶液に照射し、試料溶液を透過してきた光を回折格子で分光して必要な波長成分を取り出し、その吸光度を割り出すことで目的の成分量を測定する分光分析技術が広く用いられている。また光照射系については、白色光を回折格子で分光した後、試料溶液に照射する手法や、多波長光度計を用いる手法も使用されている。これらの技術に基づく分析装置においては、従来、プラスチックやガラスの反応容器内に試料と試薬を分注し、これらを混合して試料溶液とした物に光を照射し、成分量を測定していた。しかし、近年、試薬コストの削減や、環境への負荷低減のため、分析に用いる試料溶液の微少量化が求められている。
微少量の液体を搬送する方式としては、マイクロチャネル内に液体とセグメント化したオイルを注入し、液体の伝搬を制御する技術がある（例えば、特許文献１）。また、導管に不混和性液体のセグメントと空気のセグメントと試料のセグメントをピストンなどを用いて導入し、水溶液試料の混合を防止する技術がある（例えば、特許文献２）。さらに、疎水性液体に液滴を導入し、液滴を静電誘導して液滴を選別などする技術がある（例えば特許文献３）。
微小量の液体を操作する方式としては、複数の電極間に電圧を印加して生じた電界において電界中の物質を分極させ、静電力により電界の集中する方向に移動させる現象（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）を利用する技術がある（例えば、特許文献４）。
従来のプラスチックやガラスの反応容器に試薬や試料を分注する液体分析装置では、試料溶液を微少量化すると、液の取り扱いが困難になり、また分注、混合時に発生しうる気泡等により測定の精度が落ちるおそれがあった。
また、マイクロチャネルなどにオイルなどや試料を導入する場合には、マイクロチャネルなどの内部で試料を捕捉すると、当該内部のオイルなどの流れも遮られてしまい、試料などの制御が困難となる。さらに、特許文献２のように試料などの移送にピストンなどを用いる場合、ピストンを押して圧力を加えるため予めピストンを引いて導管に負圧を与えると、その内部に気泡が発生しうるという問題がある。この場合には、正確な試料溶液の搬送を妨害、試料溶液に光を照射して成分量を測定するときの気泡の悪影響等の問題が生じうる。
本発明では、微小液体を的確に搬送し、かつ試料等を的確に計測位置で捕捉し、分析をすることを目的としている。
上記課題を解決するために、微小液体を搬送用媒体の流れにより駆動し、微小液体を所望の位置で停止させるときに液体捕捉手段を用いる。
液体分析装置としては、被搬送液体を導入するための導入口と、前記被搬送液体を搬送させるための搬送用媒体について、循環の流れを生じさせる媒体流発生部と、前記被搬送液体と前記搬送用媒体とが流れる流路と、前記流路の少なくとも一部に設けられ、かつ、前記被搬送液体を捕捉する被搬送液体捕捉手段と、前記被搬送液体捕捉手段に捕捉された被搬送液体について計測する計測部とを有し、前記被搬送液体捕捉手段は前記搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面での最大幅が、前記流路の前記搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面での最大幅よりも小さいことを特徴とする。
液体分析方法としては、導入口より第１の被搬送液体を導入する第１の工程と、搬送媒体の循環による流れで前記第１の被搬送液体を流路内で搬送する第２の工程と、前記第１の工程の後に前記導入口より第２の被搬送液体を導入する第３の工程と、前記第３の工程の後に前記搬送媒体の前記流れによって前記第２の被搬送液体を流路内で搬送する第４の工程と、搬送された前記第１の被搬送液体もしくは搬送された前記第２の被搬送液体のいずれかを第１捕捉手段で捕捉する第５の工程と、前記第１の被搬送液体もしくは前記第２の被搬送液体のいずれかの一方であって前記被搬送液体捕捉手段が捕捉したものと、前記いずれかの他方とを接触させて混合液体とする第６の工程と、前記混合液体を前記第１捕捉手段もしくは第２被搬送液体捕捉手段で捕捉して計測する第７の工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、微小液体を搬送用媒体の流れにより搬送するため、微小液体の液性の違いに関らずに確実な搬送が可能となる。また、試料を搬送しながら分析及び検出をするのに際し、搬送用媒体の流れを停滞させることなく試料などの微小液体を捕捉して位置を定めることができる。これにより、複数の微小液体を並列して搬送させながら、分析と検出とを並行することができる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
図１から図６は液体分析装置の構成を示す略図であり、図１は第２の基板５を透過して見た平面図で、図２は図１のＡ−Ａ部に沿った正面側からの断面図で、図３は図１のＢ−Ｂ部に沿った側面側からの断面図で、図４は図２のＣ−Ｃ部に沿った平面側からの断面図で表している。また、図５は全体を立体図で表しており、図６は図５に示す構成部品を分解して表した立体図である。
図６により、本実施例での液体分析装置の構成を説明する。本実施例での液体分析装置は主に、図６において下側から、第１の基板１、外側スペーサ２、内側スペーサ３、攪拌機構４、第２の基板５、導入口筒６、媒体流発生部７、被搬送液体回収部枠８の部品から構成され、積層後、内部の空間から被搬送液体や搬送用媒体が漏れないように接合されている。本実施例での攪拌機構４は、搬送される液体を変形、結合などさせるための構造物（フィン）を並べて表している。超音波攪拌の機構、スクリュー機構やへら等の部材を回転させる機構などの攪拌機構でもかまわない。また、媒体流発生部７は、試料などを搬送させるための搬送用媒体について、液流を発生させるものである。一方端部から取り込んだ媒体を他方端部から吐き出し、媒体に循環する流れを発生させるポンプや水車状の部材を内部に持つ部品であり、流れを発生させる原理は問わない。流れの負荷に応じて流量を制御可能としてもよい。第１の基板１には、試料などの搬送される液体を捕捉する被搬送液体捕捉手段９と廃液を捕捉する廃液捕捉手段１０を持つ。被搬送液体捕捉手段９は、搬送用媒体の流れ方向において媒体流発生部を起点とみるときに、導入口筒（導入口）６より搬送用媒体の流れ方向での下流に配置される。
第１の基板１と第２の基板５は、後述する液体搬送、及び、試料中に含まれる成分量検出のために、必要な波長の光を透過する材料を用いているが、第１の基板１と第２の基板５の、被搬送液体捕捉手段９の位置に対応する部分のみが光を透過する材料になっていても良い。また、被搬送液体捕捉手段９は、電極、エレクトレット化された領域、もしくはエレクトレット化された領域と電極の組合せにより構成されており、第１の基板１と第２の基板５と同様に光を透過する材料を用いている。本実施例１では、被搬送液体捕捉手段９に電極を用いた例で説明する。そのため、図２に示す第１の基板１の上面に第１の基板１の被搬送液体捕捉手段９として、被搬送液体捕捉手段９の位置すべてに電極がパターンニングされており、その表面を０．１μｍから１００μｍ程度の絶縁膜で覆い、さらに絶縁膜の表面を撥水処理している。絶縁物の材料としては、フッ素系などの樹脂、ＳｉＯ２（石英）、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＨｆＯ２を利用することができる。また、電極の材料としては、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＯ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｇａ２Ｏ３（ＡＺＯもしくはＧＺＯ）を利用することができる。各電極は、それぞれ単独に配置され、外部で配線されていてもかまわないが、本実施例では、それぞれの電極は図７に示す電極１１のように接続され、同一電位になるようにパターンニングされている。また、電極の対抗電極として、図２に示す第２の基板５の第１の基板と対向する面の、当該電極の対向位置の部分、もしくは複数の当該電極の全てを含む面に対向電極１２が設けられ、電極同様にその表面を０．１μｍから１００μｍ程度の絶縁膜で覆い、さらに絶縁膜の表面を撥水処理している。ここで、対向電極１２を設けなくともよく、対向電極１２を不使用の場合には、第１の基板上の電極のみの簡単な構成で被搬送液体の制御ができる。一方、使用の場合には、電極による搬送液体の制御の精度を高めることができる。本実施例では、わかりやすくするために図を簡略化し、電極と対向電極１２がそれぞれ第１の基板１と第２の基板５に埋め込まれたように図示している。
本実施例の電極の構成は、電極が前述のように同一電位になるようにパターンニングされている。ここで、実質上電極と対向電極１２の一対のみとしている。すなわち、一方の基板には分離された複数の電極であって同電位が供給されることによって同期してスイッチのオン・オフ動作される電極群が設けられ、他方の基板には当該電極群と対向する電極が設けられ、電極群と対向する電極とが一対の電極群をなしている。
各部品を積層し接合して組み立てられた液体分析装置内部には、主に第１の基板１、外側スペーサ２、内側スペーサ３、第２の基板５、被搬送液体回収部枠８により図４に矢印で示すような流れを可能にする流路１３が形成される。流路１３は、被搬送液体回収部１４と導入口１５の部分以外は、流れに垂直な方向の断面が実質的に長方形の空間１６になっている。流路１３の空間１６の内、被搬送液体の分析かつ、もしくは検出に使用される部分を図４に分析領域１７として示す。分析領域１７内の流路１３の、流れに垂直な方向の実質的に長方形をした断面の寸法である幅Ｗと高さＨは、それぞれ図３に示す通りである。
次に、本実施例による液体分析装置の使用方法を説明する。
最初に、分析のための準備を行う。液体分析装置の流路内には、予め搬送媒体を満たしておく。（なお、搬送媒体１８の充填は、例えば廃液ポートを搬送媒体導入出口として使用し、廃液ポートから行うことができる。）その時、流路１３内に気泡が残らないように、また、媒体流発生部７により搬送媒体１８に流れが発生した後に流路１３内に気泡が入り込まないように、流路１３内及び媒体流発生部７内を搬送媒体１８で満たした上で、流路１３における搬送媒体１８の液面よりも被搬送液体捕捉手段９の位置しない領域である被搬送液体回収部１４における搬送媒体１８の液面が上になるように導入する。また、被搬送液体捕捉手段９の位置しない領域である被搬送液体回収部１４では、搬送媒体１８で満たさず、搬送媒体１８と接する気相領域が残るようにしてもよい。これにより、導入時に気泡が混入した場合に、気体を当該気相領域へ逃がして気泡を除去することができる。使用する搬送媒体は、シリコーンオイルやフッ素系オイル等で、被搬送液体と反応しない、前記被搬送液体よりも低誘電率の液体である。その後、媒体流発生部７を駆動し、図４に矢印で示すような流れを発生する。流れの速さは分析時の反応時間や計測時間により変化するが、おおよそ０．１ｍｍ／Ｓｅｃから５０ｍｍ／Ｓｅｃの緩やかな流れである。
続いて、実際の分析手順の試料と試薬の導入から混合までを説明する。図８Ａから図８Ｄは図２の導入口と被搬送液体捕捉手段９の一部までを拡大した図であり、試料と試薬の導入から混合までを時系列に並べて複数の図で表している。
まず、図８Ａのようにスイッチ（電圧印加制御手段）１９をオンにし、被搬送液体捕捉手段９である電極１１と対向電極１２の間に電圧を印加しておく。次に、分析する試料である第１の被搬送液体２０を、ピペッタ（導入手段）２１等を用いて導入口１５から分析領域１７の流路１３内に導入する。導入された第１の被搬送液体２０は搬送媒体１８の流れにより流されるが、電極１１の静電力によって引力を受け、図８Ｂのように被搬送液体捕捉手段９たる電極１１の上で捕捉される。続いて図８Ｃのように、第１の被搬送液体２０を分析するための試薬である第２の被搬送液体２２を、ピペッタ２１等を用いて導入口１５から分析領域１７の流路１３内に導入する。導入された第２の被搬送液体２２は搬送媒体１８の流れにより流されるが、「電極１１の静電力によって引力を受け、図８Ｄのように被搬送液体捕捉手段９たる電極１１で捕捉され、既に捕捉されていた第１の被搬送液体２０と混合する。ここで、試料を導入するピペッタと試薬を導入するピペッタは同一のもの、異なるもののいずれであってもよい。なお、第１の被搬送液体と第２の被搬送液体との導入の順番は、いずれが先であっても良い。
次に、実際の分析手順の試料と試薬の混合から分析までを説明する。図９Ａ，図９Ｂは図２の導入口と被搬送液体捕捉手段９の一部までを拡大した図であり、試料と試薬の混合から分析までを時系列に並べて複数の図で表している。
まず、図９Ａのようにスイッチ１９をオフにし、被搬送液体捕捉手段９−１である電極１１−１と対向電極１２の間に印加されていた電圧を一旦解除し、電極１１−１上から第１の被搬送液体２０と第２の被搬送液体２２への引力を解除し、これらの液体が電極から離れた後で、図９Ｂのように再度スイッチ１９をオンにし、被搬送液体捕捉手段９−２である電極１１−２と対向電極１２の間に再度電圧を印加する。第１の被搬送液体２０と第２の被搬送液体２２は、搬送媒体１８の流れにより流され、攪拌機構４を通過して物理的な変形を受けるなどによって攪拌され、反応液２３となる。そして、第１の被搬送液体２０と第２の被搬送液体２２は、電極１１−２の静電力によって引力を受け、図９Ｂのように２番目の被搬送液体捕捉手段９−２である電極１１−２上に捕捉される。２番目の被搬送液体捕捉手段９−２以降の被搬送液体捕捉手段９に対応する位置には、図９Ｂに示すように計測部２４として光源２５と受光部２６が対応して配置されており、光源２５から第２の基板５、反応液２３、及び第１の基板１を通して計測光２７が照射され、受光部２６で検出される。受光部２６で検出した計測光２７を分析することにより、反応液２３の成分を分析し、その結果で、分析する試料である第１の被搬送液体２０に含まれる特定の成分の量を測定することができる。
反応結果の測定として、多くの場合、反応液２３内部で進む反応の様子を経時的に測定し、最終的にその成分量を求める。そして、液体分析装置内に次々と試料と試薬を供給し、順にその成分を分析するために、スイッチ１９のオン、オフを繰り返して反応液２３を次々と計測部間を移動させ、計測を行う。これにより、複数の試料計測を並行して進め、装置のスループットを向上することができる。その際、複数の被搬送液体捕捉手段９各々に反応液２３が存在する場合、電極１１は電気的に一体であるため一斉にスイッチがオフになるが、分析領域１７内の流路の場所によっては流速の違いなどにより、それぞれの反応液がそれぞれの被搬送液体捕捉手段９から同時に離れないことが考えられる。しかし、スイッチがオフになり全ての反応液２３が離れた後で被搬送液体捕捉手段９に電圧が印加されれば、各反応液２３が離れるタイミング、もしくは各反応液２３が次の被搬送液体捕捉手段９に到達するタイミングが違っていても、各々の反応液を確実に移動、捕捉することが可能である。
続いて、計測が終了した反応液２３の回収方法について図１０Ａから図１０Ｄを用いて説明する。図１０Ａ，図１０Ｂは、図３の表示向きを水平に戻して拡大した図である。計測が終了した反応液２３は、最後の被搬送液体捕捉手段９の捕捉から解放され、搬送媒体１８の流れにより図１０Ａの位置に流されてくる。被搬送液体回収部１４まで更に流されると、被搬送液体回収部１４の少なくとも高さについて流路１３の高さＨよりも大きいことから、それまで第１の基板１と第２の基板５挟まれて円盤状につぶされていた状態から解放され、反応液２３自身の表面張力により、図１０Ｂに示すような球状へ変形する。これにより、反応液２３は原則として廃液２８となる。円盤状につぶされていた状態から解放され球状になった廃液２８の直径ｄは、第１の基板１と第２の基板５の隙間である高さＨよりも大きいため、流路１３の閉じた空間１６内に再度入り込むことはない。廃液２８が搬送媒体１８よりも比重が小さければ被搬送液体回収部１４で浮き上がるので、図１０Ｃに示すようにシッパー２９等で吸引して回収する。廃液２８が搬送媒体１８よりも比重が大きければ被搬送液体回収部１４で沈殿するので、図１０Ｄに示すようにシッパー（回収手段）２９等で吸引して回収する。廃液２８が搬送媒体１８よりも比重が大きくて沈殿する場合は、廃液２８が複数集まって大きな塊になり、第１の基板１と第２の基板５の隙間である流路１３の閉じた空間１６内に再度入り込む可能性があるため、図１０Ｄに示すような窪み領域である沈殿部３０を設けるのが良い。廃液捕捉手段１０は、被搬送液体捕捉手段９と同様の原理に基づき廃液の捕捉効果を上げるためのものであり、第１の基板１の上面の被搬送液体回収部１４に位置する場所に設けられている。廃液捕捉手段１０に電極を用いている場合、光透過性を持たせてかつ廃液捕捉手段１０に対応する位置に上記と同様の計測部（図示せず）を設置することにより、光学的に廃液量を検出することが可能である。
図１１に、図４の分析領域１７の一部を拡大して示す。本実施例では、分析領域１７内の流路１３の前記幅Ｗに対し、被搬送液体捕捉手段９の幅ＸはＷよりも小さい、すなわちＷ＞Ｘの関係になるように設定している。これにより、搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面において、被搬送液体捕捉手段９の最大幅が流路１３の最大幅よりも小さくなる。これにより、被搬送液体捕捉手段９により被搬送液体を捕捉した際、被搬送液体が流路１３を塞がないようにするためである。本実施例では、分析領域１７内の流路１３内に入った被搬送液体は、第１の基板１と第２の基板５に挟まれてつぶされ、直径Ｄ、高さＨの円盤状になる。そのとき被搬送液体の直径Ｄは、分析する試料である第１の被搬送液体２０の直径Ｄと、試薬である第２の被搬送液体２２の直径Ｄは、被搬送液体捕捉手段９の幅Ｘより小さく、第１の被搬送液体２０と第２の被搬送液体２２が混合、攪拌した後の反応液２３の直径Ｄとは同程度になるように、かつ流路１３の幅Ｗよりも小さくなるように設定している。すなわち、搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面において、反応液２３の最大幅が流路１３の最大幅よりも小さくなる。そのため、被搬送液体捕捉手段９により被搬送液体を捕捉し、被搬送液体がその場で停滞してもその脇から搬送用媒体が流れるため搬送用媒体が滞ることがない。これにより、搬送用媒体を循環させている場合であっても、搬送用媒体が滞って流れが乱れる事態を回避できる。さらに、複数の被搬送液体が分析領域１７に位置するときに一の被搬送液体が被搬送液体捕捉手段で捕捉されていることによって他の被搬送液体の搬送や捕捉等に影響が及ぶことを回避することができる。
分析領域１７内の流路１３の前記幅Ｗに対して被搬送液体捕捉手段９の幅Ｘが大きくとも、被搬送液体の直径Ｄが小さければ被搬送液体がその場で停滞してもその脇から搬送用媒体が流れるため搬送用媒体が滞ることはない。しかし、この場合、被搬送液体捕捉手段９の幅Ｘ内で被搬送液体が移動し、幅Ｘ方向の位置が定まらない。そのため、計測位置で計測光２７が反応液２３に確実に照射されず、分析精度を落とすことになる。
被搬送液体の直径Ｄが被搬送液体捕捉手段９の幅Ｘより小さい場合、前述のように場所が定まらないことになるが、本実施例では、通常第１の被搬送液体の直径Ｄは被搬送液体捕捉手段９の幅Ｘより小さい。しかし、第２の被搬送液体と混合し、反応液２３となったときにその直径Ｄが幅Ｘと同程度になるように設定してあり、第１の被搬送液体が被搬送液体捕捉手段９上にさえあれば、第２の被搬送液体が第１の被搬送液体と接触して混合できる。
以上のように装置内部で搬送媒体を循環させ、循環の流れで被搬送液体を搬送することによって、分析対象の試薬との混合、攪拌、計測部への移動、回収部への移動を簡単な構成で高速に自動化することができる。
本実施例では、実施例１での被搬送液体捕捉手段９に電極を用いていたのに対し、被搬送液体捕捉手段９にエレクトレット化された絶縁物を用いた例を説明する。ここでは、絶縁膜の一部がエレクトレット化された領域となっている。
本実施例での構成は、電極１１、対向電極１２及び電圧を印加するためのスイッチ１９等の配線を除いて、基本的に実施例１と同じである。被搬送液体を捕捉するのは、図１２Ａに示すような被搬送液体捕捉手段９の範囲のみエレクトレット化した領域３１である。エレクトレット化とは、磁性材料がＮ極とＳ極に磁化するように、高分子材料を加熱しながら高電圧を印加するか、コロナ放電等で半永久的に帯電させた状態である（例えば、非特許文献１）。エレクトレット化した領域を使用すれば、電源が無くとも図１２Ａのように分極を保った状態が実現できる。このエレクトレット化した領域３１に第１の被搬送液体２０、第２の被搬送液体２２もしくは反応液２３が搬送媒体の流れによって流れてくると、図１２Ｂのように静電力で捕捉される。捕捉された第１の被搬送液体２０、第２の被搬送液体２２もしくは反応液２３を解放し、次の被搬送液体捕捉手段９に移動するには、媒体流発生部７に格納する媒体流量制御部によって流量を制御し、媒体の流れ方向の引力が捕捉している静電力よりも一時的に強くなるように速い流れを一時的に発生させれば良い。ここで、媒体流量制御部は、ポンプの回転を速めるなどの制御を行う。このような速い流れは一時的であるため、複数の反応液が各々違うタイミングで被搬送液体捕捉手段９を離れたとしても、次の被搬送液体捕捉手段９は、既に第１の被搬送液体２０、第２の被搬送液体２２もしくは反応液２３を捕捉できる状態になっているので、各第１の被搬送液体２０、第２の被搬送液体２２もしくは反応液２３が離れるタイミング、もしくは各第１の被搬送液体２０、第２の被搬送液体２２もしくは反応液２３が次の被搬送液体捕捉手段９に到達するタイミングが違っていても、各々の反応液を確実に移動、捕捉することが可能である。
その他の攪拌、計測、廃液回収等に関しては実施例１と同様である。
本実施例の構成によれば、電極や電極へ電圧を印加する電源、及びその制御の機構が不要になるため、構造を簡単にしコスト低減化が可能となる。
日本機械学会 第９回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集 Ｎｏ．０４−２
本実施例では、被搬送液体捕捉手段９にエレクトレット化された絶縁膜と電極を組合せて用いた例を説明する。
本実施例では、対向電極からみて１のエレクトレット化した領域と１の電極の占める領域とが、少なくとも一部で重なるように配置される。実施例１との違いは、実施例１では被搬送液体を捕捉している間、電極１１と対向電極１２間に電圧を印加し続けるが、本実施例では、図１３Ａに示すように、実施例２と同様にエレクトレット化した領域で被搬送液体を捕捉し、図１３Ｂに示すように、電極１１と対向電極１２間に、一時的にエレクトレット化を打ち消す電圧を印加することで、捕捉した被搬送液体を解放する。
複数の被搬送液体捕捉手段９各々に反応液２３が存在する場合、各電極１１は電気的に一体であるため、各電極１１と対向電極１２間には一斉に電圧が印加されるが、実施例１及び実施例２と同様に、分析領域１７内の流路の場所によっては流速の違いなどにより、それぞれの反応液がそれぞれの被搬送液体捕捉手段９から同時に離れないことが考えられる。しかし、スイッチがオンになり全ての反応液２３が離れた時点でスイッチがオフになれば、次の被搬送液体捕捉手段９は、既に反応液２３を捕捉できる状態になっているので、各反応液２３が離れるタイミング、もしくは各反応液２３が次の被搬送液体捕捉手段９に到達するタイミングが違っていても、各々の反応液を確実に移動、捕捉することが可能である。
その他の攪拌、計測、廃液回収等に関しては実施例１と同様である。
本実施例の構成によれば、液滴をオイル流により搬送し、エレクトレット化領域により捕捉し、かつ電圧印加により開放するため、液滴をより正確に制御するとともに、電極へ電圧を印加する時間を低減化して電極上に配置する絶縁膜の寿命をより長くすることができる。
本実施例では、上記実施例１から実施例３における方式において、分析領域１７が複数ある例を説明する。図１４にその実施例を示す。ここで、複数の導入口と複数の分析領域１７とが分岐された流路である分岐路に各々配置される。本実施例と、実施例１から実施例３との違いは、被搬送液体の分析に使用される分析領域１７を複数持っていることである。被搬送液体捕捉手段９に電極１１を用いる場合、電極形状は、図７の形状の物を図１５Ａのように分析領域１７の本数だけ複数設け、分析用途に合わせ使い分けられるようにするか、もしくは図１５Ｂのような一体型にし、並行した分析をほぼ同時に行うようにしても良い。また、電極１１の被搬送液体捕捉手段９部の形状は、丸でも四角でも可能である。なお、被搬送液体捕捉手段としては、実施例１のように電極を用いてもよく、実施例２のようにエレクトレット化された領域を用いてもよく、実施例３のように電極とエレクトレット化された領域との組合せの構成を用いてもよい。
分析領域が複数ある場合には、複数領域の各々において複数の分析を並行して進めることができる。このときに、実施例１と同様に、分析領域内の流路の幅Ｗに対し、被搬送液体捕捉手段の幅ＸはＷよりも大きくするため、被搬送液体捕捉手段により被搬送液体を捕捉した際、被搬送液体が流路を塞ぐことがない。被搬送液体が流路を塞ぐと、その流路から搬送媒体が溢れ出して他の流路へ入り込み、１の流路のみでなく複数の流路での搬送媒体の流れを乱すこととなる。本実施例の構成ではこのような事態を回避し、複数の流路による複数分析の並行処理を確実に達成することができる。
上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
Claims (16)
- 被搬送液体を導入するための導入口と、
前記被搬送液体を搬送させるための搬送用媒体について、循環の流れを生じさせる媒体流発生部と、
前記被搬送液体と前記搬送用媒体とが流れる流路と、
前記流路の少なくとも一部に設けられ、かつ、前記被搬送液体を捕捉する被搬送液体捕捉手段と、
前記被搬送液体捕捉手段に捕捉された被搬送液体について計測する計測部と、
を有し、前記被搬送液体捕捉手段は前記搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面での最大幅が、前記流路の前記搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面での最大幅よりも小さくした液体分析装置。 - 前記被搬送液体捕捉手段は、前記搬送用媒体の流れ方向において前記媒体流発生部を起点とみるときに、前記導入口より前記搬送用媒体の流れ方向での下流に配置された請求項１記載の液体分析装置。
- 前記被搬送液体捕捉手段は、電極であり、前記電極への印加電圧を制御する電圧印加制御手段をさらに有する請求項１記載の液体分析装置。
- 前記電極は複数の第１電極である請求項３記載の液体分析装置。
- 前記電極は複数の第１電極と前記第１電極に対向して設置される第２電極である請求項３記載の液体分析装置。
- 前記被搬送液体捕捉手段は、エレクトレット化領域である請求項１記載の液体分析装置。
- 前記被搬送液体捕捉手段は、少なくとも１つの第１電極と前記第１電極と対向する第２電極と前記第２電極からみて前記第１電極の占める領域と少なくとも一部で重なる領域に配置されるエレクトレット化領域であり、前記第１電極及び前記第２電極への印加電圧を制御する電圧印加制御手段をさらに有する請求項１記載の液体分析装置。
- 前記搬送媒体は前記搬送液体よりも誘電率の低い液体である請求項１記載の液体分析装置。
- 前記被搬送液体を回収し、かつ前記流路よりも高さの大きい被搬送液体回収部をさらに有する請求項１記載の液体分析装置。
- 前記被搬送液体回収部は、窪み領域を具備する請求項９記載の液体分析装置。
- 前記流路は、少なくとも１つの前記導入部と少なくとも１つの前記被搬送液体捕捉手段とを各々備えた複数の分岐路を有する請求項１記載の液体分析装置。
- 導入口より第１の被搬送液体を導入する第１の工程と、
搬送媒体の循環による流れで前記第１の被搬送液体を流路内で搬送する第２の工程と、
前記第１の工程の後に前記導入口より第２の被搬送液体を導入する第３の工程と、
前記第３の工程の後に前記搬送媒体の前記流れによって前記第２の被搬送液体を流路内で搬送する第４の工程と、
搬送された前記第１の被搬送液体もしくは搬送された前記第２の被搬送液体のいずれかを第１捕捉手段で捕捉する第５の工程と、
前記第１の被搬送液体もしくは前記第２の被搬送液体のいずれかの一方であって前記被搬送液体捕捉手段が捕捉したものと、前記いずれかの他方とを接触させて混合液体とする第６の工程と、
前記混合液体を前記第１捕捉手段もしくは第２被搬送液体捕捉手段で捕捉して計測する第７の工程と、
を有する液体分析方法。 - 前記混合液体の前記搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面での最大幅が、前記流路の前記搬送用媒体の流れの方向と実質的に垂直な面での最大幅よりも小さい請求項１２記載の液体分析方法。
- 前記第７の工程では、複数の前記第２の捕捉手段により経時的な計測を行う請求項１２記載の液体分析方法。
- 前記第１の被搬送液体と前記第２の被搬送液体とは、いずれかが試料であり他方が試薬である請求項１２記載の液体分析方法。
- 前記混合液体を分析用領域から回収用領域へ搬送して回収する第８の工程をさらに有し、前記混合液体は前記分析用領域から前記回収用領域へ搬送される際に変形する請求項１４に記載の液体分析方法。
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