JP5174723B2 - 分析用デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、生物などから採取した液体の分析に使用する分析用デバイスに関するものである。
従来、生物などから採取した液体を分析する方法として、液体流路を形成した分析用デバイスを用いて分析する方法が知られている。分析用デバイスは、回転装置を使って流体の制御をすることが可能であり、遠心力を利用して、試料液の希釈、溶液の計量、固体成分の分離、分離された流体の移送分配、溶液と試薬の混合等を行うことができるため、種々の生物化学的な分析を行うことが可能である。
遠心力を利用して溶液を移送する特許文献１に記載の分析用デバイスは、図３７に示すように、希釈液計量室２１４内の希釈液と分離室２１５内の血漿をサイフォン流路２１６，２１７を介して遠心力で混合キャビティ２１８に移送し、回転の加減速によって攪拌した後、サイフォン流路２１９を介して測定セル２２０に移送している。
特表平１０−５０１３４０号公報
しかしながら、このような従来の構成では、混合キャビティ２１８に移送された後、回転を停止させずに攪拌する必要があるが、遠心力が作用している状態では混合キャビティ２１８の内側と外側の液を十分に攪拌することができない。また、混合キャビティ２１８から測定セル２２０へ移送する際に、サイフォン流路２１９に一部の溶液が残ってしまうので、測定セル２２０で必要とする溶液量よりも多い液量を必要とする。さらに、回転をさせずに揺動動作を行うと、混合液がサイフォン流路２１７に逆流したり、分離室２１５から全血が後追いで流入する可能性があり、測定精度に悪影響を与える。
本発明は、混合キャビティから測定セルに向かって確実に溶液を送り出すことができる分析用デバイスを提供することを目的とする。
また、回転を停止させて揺動動作を行う場合において液が逆流したり、後追いで流入しない信頼性の高い分析用デバイスを提供することを目的とする。
本発明の請求項１記載の分析用デバイスは、第１の液体と第２の液体を混合キャビティで混合し遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、前記混合キャビティの内周面は、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁と、互いに対向し前記両側壁の間に位置する上下面とを有して形成されており、前記混合キャビティから前記測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、前記上下面の一方の壁面に近接して形成し、前記混合キャビティの前記上下面の他方の壁面に段差を、前記混合キャビティの内部の外周側ギャップよりも内周側ギャップが広がるように形成したことを特徴とする。
本発明の請求項２記載の分析用デバイスは、第１の液体と第２の液体を混合キャビティで混合し遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、前記混合キャビティの内周面は、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁と、互いに対向し前記両側壁の間に位置する上下面とを有して形成されており、前記混合キャビティから前記測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する前記混合キャビティの両側壁の一方の壁面に近接して形成し、 前記両側壁の他方の壁面の途中に屈曲部を、前記一方の壁面との距離が内周側に向かって広がる方向に形成したことを特徴とする。
本発明の請求項３記載の分析用デバイスは、第１の液体と第２の液体を混合キャビティで混合し遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、前記混合キャビティの内周面は、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁と、互いに対向し前記両側壁の間に位置する上下面とを有して形成されており、前記混合キャビティから前記測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、前記上下面の一方の壁面に近接して形成し、前記混合キャビティの前記上下面の他方の壁面に段差を、前記混合キャビティの内部の外周側ギャップよりも内周側ギャップが広がるように形成し、前記両側壁の他方の壁面の途中に屈曲部を、前記一方の壁面との距離が内周側に向かって広がる方向に形成したことを特徴とする。
本発明の請求項４記載の分析用デバイスは、請求項１〜請求項３の何れかにおいて、前記混合キャビティに第１の液体を供給する流路の出口を、前記混合キャビティの両側壁よりも前記混合キャビティの内側に挿入して形成し、混合キャビティの前記上下面の前記一方の壁面に、前記流路の入口へ続く一部を残して前記流路の出口との間に凹部を、前記混合キャビティのギャップが広がるように形成したことを特徴とする。
本発明の請求項５記載の分析用デバイスは、請求項４において、前記凹部を撥水処理したことを特徴とする。
この構成によると、混合キャビティから前記測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、互いに対向し混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁の間に位置する上下面の一方の壁面に近接して形成し、混合キャビティの上下面の他方の壁面にギャップが外周側よりも内周側が広がる方向に段差を形成したり、前記混合キャビティの両側壁の他方の壁面には、前記一方の壁面との距離が内周側に向かって広がる方向に屈曲部を形成したので、混合キャビティから測定セルに向かって確実に溶液を送り出すことができる。
また、混合キャビティに試料成分を供給する流路の出口を、混合キャビティの両側壁よりも内側に挿入して形成し、混合キャビティの上下面の一方の壁面に、流路の入口へ続く一部を残して、ギャップが広がる溝を形成したので、回転を停止させて揺動動作を行う場合において液が逆流したり、後追いでの流入が発生しない。
以下に、本発明の分析用デバイスとこれを使用する分析装置および分析方法の実施の形態を図１〜図２３に基づいて説明する。
図１〜図６は分析用デバイスを示す。
図１（ａ）（ｂ）は分析用デバイス１の保護キャップ２を閉じた状態と開いた状態を示している。図２（ａ）（ｂ）は分析用デバイス１の正面図と底面図を示している。図３は図１（ａ）における下側を上に向けた状態で分解した状態を示している。
この分析用デバイス１は、微細な凹凸形状を表面に有するマイクロチャネル構造が片面に形成されたベース基板３と、ベース基板３の表面を覆うカバー基板４と、希釈液を保持している希釈液容器５と、試料液飛散防止用の保護キャップ２とを合わせた４つの部品で構成されている。
分析用デバイス１の底面で前記カバー基板４には、分析用デバイス１の底部に突出して調芯用嵌合部としての回転支持部１５が形成されている。保護キャップ２の内周部には回転支持部１６が形成されており、保護キャップ２を閉じた分析用デバイス１では、回転支持部１６が回転支持部１５の外周に接するように形成されている。さらに、前記カバー基板４には、基端が回転支持部１５に接続されて先端が外周に向かって延びる回り止め用係合部としての凸部１１４が形成されている。
ベース基板３とカバー基板４は、希釈液容器５などを内部にセットした状態で接合され、この接合されたものに保護キャップ２が取り付けられている。
ベース基板３の上面に形成されている数個の凹部の開口をカバー基板４で覆うことによって、後述の複数の収容エリアとその収容エリアの間を接続するマイクロチャネル構造の流路などが形成されている。
収容エリアのうちの必要なものには各種の分析に必要な試薬が予め担持されている。保護キャップ２の片側は、ベース基板３とカバー基板４に形成された軸６ａ，６ｂに係合して開閉できるように枢支されている。検査しようとする試料液が血液の場合、毛細管力の作用する前記マイクロチャネル構造の各流路の隙間は、５０μｍ〜３００μｍに設定されている。
この分析用デバイス１を使用した分析工程の概要は、希釈液が予めセットされた分析用デバイス１に試料液を点着し、この試料液の少なくとも一部を前記希釈液で希釈した後に測定しようとするものである。
図４は希釈液容器５の形状を示している。
図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は側面図、図４（ｄ）は背面図、図４（ｅ）は開口部７から見た正面図である。この開口部７は希釈液容器５の内部５ａに、図６（ａ）に示すように希釈液８を充填した後にシール部材としてのアルミシール９によって密封されている。希釈液容器５の開口部７とは反対側には、ラッチ部１０が形成されている。この希釈液容器５は、ベース基板３とカバー基板４の間に形成され希釈液容器収容部１１にセットされて図６（ａ）に示す液保持位置と、図６（ｃ）に示す液放出位置とに移動自在に収容されている。
図５は保護キャップ２の形状を示している。
図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図５（ｄ）は背面図、図５（ｅ）は開口２ａから見た正面図である。保護キャップ２の内側には、図１（ａ）に示した閉塞状態で図６（ａ）に示すように、希釈液容器５のラッチ部１０が係合可能な係止用溝１２が形成されている。
この図６（ａ）は使用前の分析用デバイス１を示す。この状態では保護キャップ２が閉塞されており、保護キャップ２の係止用溝１２に希釈液容器５のラッチ部１０が係合して希釈液容器５が矢印Ｊ方向に移動しないように液保持位置に係止されている。この状態で利用者に供給される。
試料液の点着に際して保護キャップ２が図６（ａ）でのラッチ部１０との係合に抗して図１（ｂ）に示したように開かれると、保護キャップ２の係止用溝１２が形成されている底部２ｂが弾性変形して図６（ｂ）に示すように保護キャップ２の係止用溝１２と希釈液容器５のラッチ部１０との係合が解除される。
この状態で、分析用デバイス１の露出した注入口１３に試料液を点着して保護キャップ２を閉じる。この際、保護キャップ２を閉じることによって、係止用溝１２を形成していた壁面１４が、希釈液容器５のラッチ部１０の保護キャップ２の側の面５ｂに当接して、希釈液容器５を前記矢印Ｊ方向（液放出位置に近づく方向）に押し込む。希釈液容器収容部１１には、ベース基板３の側から突出部としての開封リブ１１ａが形成されており、希釈液容器５が保護キャップ２によって押し込まれると、希釈液容器５の斜めに傾斜した開口部７のシール面に張られていたアルミシール９が図６（ｃ）に示すように開封リブ１１ａに衝突して破られる。
なお、図７は分析用デバイス１を図６（ａ）に示した出荷状態にセットする製造工程を示している。先ず、保護キャップ２を閉じる前に、希釈液容器５の下面に設けた溝４２（図３と図４（ｄ）参照）と、カバー基板４に設けた孔４３とを位置合わせして、この液保持位置において孔４３を通して希釈液容器５の溝４２に、ベース基板３またはカバー基板４とは別に設けられた係止治具４４の突起４４ａを係合させて、希釈液容器５を液保持位置に係止した状態にセットする。そして、保護キャップ２の上面に形成されている切り欠き４５（図１参照）から、押圧治具４６を差し入れて保護キャップ２の底面を押圧して弾性変形させた状態で保護キャップ２を閉じてから押圧治具４６を解除することによって、図６（ａ）の状態にセットできる。
なお、この実施の形態では希釈液容器５の下面に溝４２を設けた場合を例に挙げて説明したが、希釈液容器５の上面に溝４２を設け、この溝４２に対応してベース基板３に孔４３を設けて係止治具４４の突起４４ａを溝４２に係合させるようにも構成できる。
また、保護キャップ２の係止用溝１２が希釈液容器５のラッチ部１０に直接に係合して希釈液容器５を液保持位置に係止したが、保護キャップ２の係止用溝１２と希釈液容器５のラッチ部１０とを間接的に係合させて希釈液容器５を液保持位置に係止することもできる。
この分析用デバイス１を、図８と図９に示す分析装置１００のターンテーブル１０１にセットする。
この実施の形態では、ターンテーブル１０１は、図９に示すように傾斜した回転軸心１０７に取り付けられて水平線Ｈに対して角度θ°だけ傾斜しており、分析用デバイス１の回転停止位置に応じて、分析用デバイス１内の溶液にかかる重力の方向を制御できる。
具体的には、図３２（ａ）に示す位置（真上を０°（３６０°）として表現した場合に１８０°付近の位置）で分析用デバイス１を停止させた場合は、操作キャビティ１２１の下側１２２が正面から見て下側に向くため、操作キャビティ１２１内の溶液１２５は外周方向（下側１２２）に向かって重力を受ける。
また、図３２（ｂ）に示す６０°付近の位置で分析用デバイス１を停止させた場合は、操作キャビティ１２１の左上側１２３が正面から見て下側に向くため、操作キャビティ１２１内の溶液１２５は左上方向に向かって重力を受ける。同様に、図３２（ｃ）に示す３００°付近の位置では、操作キャビティ１２１の右上側１２４が正面から見て下側に向くため、操作キャビティ１２１内の溶液１２５は右上方向に向かって重力を受ける。
このように、回転軸心１０７に傾斜を設け、任意の位置に分析用デバイス１を停止させることで、分析用デバイス１内の溶液を所定の方向に移送させるための駆動力の１つとして利用できる。
分析用デバイス１内の溶液にかかる重力の大きさは、回転軸心１０７の角度θを調整することで設定することができ、移送する液量と、分析用デバイス１内の壁面に付着する力との関係に応じて設定することが望ましい。
角度θは、１０°〜４５°の範囲が望ましく、角度θが１０°より小さいと溶液にかかる重力が小さすぎて移送に必要な駆動力が得られないおそれがあり、角度θが４５°より大きくなると回転軸心１０７への負荷が増大したり、遠心力で移送させた溶液が自重で勝手に動いて制御できなくなるおそれがある。
ターンテーブル１０１の上面には環状溝１０２が形成されており、分析用デバイス１をターンテーブル１０１にセットした状態では分析用デバイス１のカバー基板４に形成された回転支持部１５と保護キャップ２に形成された回転支持部１６が環状溝１０２に係合してこれを収容している。
ターンテーブル１０１に分析用デバイス１をセットした後に、ターンテーブル１０１の回転させる前に分析装置のドア１０３を閉じると、セットされた分析用デバイス１は、ドア１０３の側に設けられたクランパ１０４によって、ターンテーブル１０１の回転軸心上の位置が付勢手段としてのバネ１０５ａの付勢力でターンテーブル１０１の側に押さえられて、分析用デバイス１は、回転駆動手段１０６によって回転駆動されるターンテーブル１０１と一体に回転する。１０７はターンテーブル１０１の回転中の軸心を示している。
図１０と図１１（ａ）に示すようにターンテーブル１０１の環状溝１０２の内周には、等間隔に複数の溝１１５がターンテーブル１０１の側の回り止め用係合部として設けられている。図１１（ａ）は図１０のＡ−ＡＡ断面図、図１１（ｂ）は図１０のＢ−ＢＢ断面図を示す。ターンテーブル１０１の溝１１５と溝１１５の間の仕切壁１１６の頂部は山形形状に成形されている。また、溝１１５と溝１１５の間の仕切壁１１６の内径Ｒ１が、分析用デバイス１の底面中央に設けられターンテーブル１０１の環状溝１０２に収容される回転支持部１５の外径Ｒ２よりも大きい。
このように構成したため、ターンテーブル１０１に分析用デバイス１をセットすると、図９に示すように、ターンテーブル１０１の環状溝１０２の中央に調芯用嵌合部として形成された中央凸部１１７が分析用デバイス１の回転支持部１５の内側に位置して、分析用デバイス１とターンテーブル１０１の中心を合わせる調芯用嵌合部として作用する。この際には、ターンテーブル１０１の環状溝１０２の内周に等間隔に形成されている溝１１５の何れかに、図９と図１２に示すように分析用デバイス１の凸部１１４の先端１１４ａが係合して、ターンテーブル１０１の周方向に分析用デバイス１がスリップしない状態になる。
保護キャップ２は注入口１３の付近に付着した試料液が、分析中に遠心力によって外部へ飛散を防止するために取り付けられている。
分析用デバイス１を構成する部品の材料としては、材料コストが安価で量産性に優れる樹脂材料が望ましい。前記分析装置１００は、分析用デバイス１を透過した光を測定する光学的測定方法によって試料液の分析を行うため、ベース基板３およびカバー基板４の材料としては、ＰＣ，ＰＭＭＡ，ＡＳ，ＭＳなどの透明性が高い合成樹脂が望ましい。
また、希釈液容器５の材料としては、希釈液容器５の内部に希釈液８を長期間封入しておく必要があるため、ＰＰ，ＰＥなどの水分透過率の低い結晶性の合成樹脂が望ましい。保護キャップ２の材料としては、成形性のよい材料であれば特に問題がなく、ＰＰ，ＰＥ，ＡＢＳなどの安価な樹脂が望ましい。
ベース基板３とカバー基板４との接合は、前記収容エリアに担持された試薬の反応活性に影響を与えにくい方法が望ましく、接合時に反応性のガスや溶剤が発生しにくい超音波溶着やレーザー溶着などが望ましい。
また、ベース基板３とカバー基板４との接合によって両基板３，４の間の微小な隙間による毛細管力によって溶液を移送させる部分には、毛細管力を高めるための親水処理がなされている。具体的には、親水性ポリマーや界面活性剤などを用いた親水処理が行われている。ここで、親水性とは水との接触角が９０°未満のことをいい、より好ましくは接触角４０°未満である。
図１３は分析装置１００の構成を示す。
この分析装置１００は、ターンテーブル１０１を回転させるための回転駆動手段１０６と、分析用デバイス１内の溶液を光学的に測定するための光学測定手段１０８と、ターンテーブル１０１の回転速度や回転方向および光学測定手段の測定タイミングなどを制御する制御手段１０９と、光学測定手段１０８によって得られた信号を処理し測定結果を演算するための演算部１１０と、演算部１１０で得られた結果を表示するための表示部１１１とで構成されている。
回転駆動手段１０６は、ターンテーブル１０１を介して分析用デバイス１を回転軸心１０７の回りに任意の方向に所定の回転速度で回転させるだけではなく、所定の停止位置で回転軸心１０７を中心に所定の振幅範囲、周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス１を揺動させることができるように構成されている。
光学測定手段１０８には、分析用デバイス１の測定部に特定の波長光を照射するための光源１１２と、光源１１２から照射された光のうち、分析用デバイス１を通過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ１１３とを備えている。
分析用デバイス１をターンテーブル１０１によって回転駆動して、注入口１３から内部に取り込んだ試料液を、注入口１３よりも内周にある前記回転軸心１０７を中心に分析用デバイス１を回転させて発生する遠心力と、分析用デバイス１内に設けられた毛細管流路の毛細管力を用いて、分析用デバイス１の内部で溶液を移送していくよう構成されており、分析用デバイス１のマイクロチャネル構造を分析工程とともに詳しく説明する。
図１４は分析用デバイス１の注入口１３の付近を示している。
図１４（ａ）は注入口１３を分析用デバイス１の外側から見た拡大図を示し、図１４（ｂ）は保護キャップ２を開いて指先１２０から試料液１８を採取するときの様子を示したものであり、図１４（ｃ）は前記マイクロチャネル構造をターンテーブル１０１の側からカバー基板４を透過して見たものである。
注入口１３は分析用デバイス１の内部に設定された回転軸心１０７から外周方向へ突出した形状で、内周方向に伸長するようベース基板３とカバー基板４との間に形成された微小な隙間δの毛細管力の作用する誘導部１７を介して、毛細管力により必要量保持できる毛細管キャビティ１９に接続されているため、保護キャップ２を開いてこの注入口１３に試料液１８を直接に付けることによって、注入口１３の付近に付着した試料液が誘導部１７の毛細管力によって分析用デバイス１の内部に取り込まれる。
誘導部１７と毛細管キャビティ１９と接続部にはベース基板３に凹部２１を形成して通路の向きを変更する屈曲部２２が形成されている。
誘導部１７から見て毛細管キャビティ１９を介してその先には、毛細管力が作用しない隙間の受容キャビティ２３ａが形成されている。毛細管キャビティ１９と屈曲部２２および誘導部１７の一部の側方には、一端が分離キャビティ２３に接続され、他端が大気に開放したキャビティ２４が形成されている。キャビティ２４の作用によって、注入口１３から採取された試料液は誘導部１７および毛細管キャビティ１９のキャビティ２４が形成されていない側の側壁を優先的に伝って充填されていくため、注入口１３で気泡が混入した場合に、誘導部１７のキャビティ２４と隣接している区間内で空気がキャビティ２４に向かって排出され、気泡を巻き込まずに試料液１８を充填することができる。
図１５はこのようにして点着後の分析用デバイス１をターンテーブル１０１にセットして回転させる前の状態を示している。このとき、図６（ｃ）で説明したように希釈液容器５のアルミシール９が開封リブ１１ａに衝突して破られている。２５ａ〜２５ｍはベース基板３に形成された空気孔である。
分析工程を、回転駆動手段１０６の運転を制御している制御手段１０９の構成と共に説明する。
− 工程１ −
検査を受ける試料液が注入口１３に点着された分析用デバイス１は、図１６（ａ）に示すように毛細管キャビティ１９内に試料液を保持し、希釈液溶液５のアルミシール９が破られた状態でターンテーブル１０１にセットされる。
− 工程２ −
ドア１０３を閉じた後にターンテーブル１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、保持されている試料液が屈曲部２２の位置で破断し、誘導部１７内の試料液は保護キャップ２内に排出され、毛細管キャビティ１９内の試料液１８は図１６（ｂ）に示すように受容キャビティ２３ａを介して分離キャビティ２３ｂ，２３ｃに流入するとともに、分離キャビティ２３ｂ，２３ｃで血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとに遠心分離される。
希釈液容器５から流出した希釈液８は、図１６（ｂ）および図２３（ａ）に示すように排出流路２６を介して保持キャビティ２７に流入する。保持キャビティ２７に流入した希釈液８が所定量を超えると、越えた希釈液８は溢流流路２８ａを介して溢流キャビティ２９ａに流れ込み、さらに毛細管流路３７、溢流キャビティ２９ｂ、溢流通路２８ｂを経由して、リファレンス測定チャンバーとしての溢流キャビティ２９ｃに流れ込む。
溢流キャビティ２９ｃに流入した希釈液は、保持キャビティ２７と同様に、所定量を超えると、越えた希釈液は溢流流路２８ｃを介して溢流キャビティ２９ｄに流れ込む。
なお、希釈液容器５は、アルミシール９でシールされている開口部７とは反対側の底部の形状が、図４（ａ）（ｂ）に示すように円弧面３２で形成され、かつ図１６（ｂ）に示す状態の希釈液容器５の液放出位置においては、図１７に示すように円弧面３２の中心ｍが回転軸心１０７よりも排出流路２６に近づくよう距離ｄだけオフセットするように形成されているため、この円弧面３２に向かうように流れた希釈液８が円弧面３２に沿って外側から開口部７に向かう流れ（矢印ｎ方向）に変更されて、希釈液容器５の開口部７から効率よく希釈液容器収容部１１に放出される。
− 工程３ −
次に、ターンテーブル１０１の回転を停止させると、血漿成分１８ａは分離キャビティ２３ｂの壁面に形成された毛細管キャビティ３３に吸い上げられ、毛細管キャビティ３３と連通する連結流路３０を介して図１８（ａ）に示すように計量流路３８に流れて定量が保持される。
ここで、この実施の形態では、計量流路３８の出口に、充填確認エリア３８ａが内周方向に伸長するように形成されており、次工程に移る前に、１００ｒｐｍ前後で低速回転させて、充填確認エリア３８ａに血漿成分１８ａを保持したまま、光学的に血漿成分１８ａの有無を検出することができる構成としている。分析用デバイス１内の充填確認エリア３８ａの内面は、光を透過させたときに充填確認エリア３８ａを通過する光が散乱するように表面を粗らしており、血漿成分１８ａが充填されていない場合は、透過する光量が減少し、血漿成分１８ａが充填された場合は、表面の微細な凹凸にも液が充填されるため、光の散乱が抑制されて透過する光量が増加する。その光量の差を検出することで血漿成分１８ａの充填の有無を検出可能としている。
また、分離キャビティ２３ｂ，２３ｃ内の試料液は、分離キャビティ２３ｃと溢流キャビティ３６ｂを連結しているサイホン形状を有する連結流路３４内に呼び水され、同様に、希釈液８も保持キャビティ２７と混合キャビティ３９を連結しているサイホン形状を有する連結流路４１内に呼び水される。
ここで、連結流路４１の出口に形成された流入防止溝３２は、連結流路４１から計量流路３８へ希釈液８が流入するのを防止するために形成されており、ベース基板３およびカバー基板４の両方に０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の深さで形成されている。
毛細管キャビティ３３は、分離キャビティ２３ｂの最外周の位置から内周側に向かって形成されている。換言すると、毛細管キャビティ３３の最外周の位置は、図１６（ｂ）に示す血漿成分１８ａと血球成分１８ｂとの分離界面１８ｃよりも外周方向に伸長して形成されている。
このように毛細管キャビティ３３の外周側の位置を上記のように設定することによって、毛細管キャビティ３３の外周端が、分離キャビティ２３ｂにおいて分離された血漿成分１８ａと血球成分１８ｂに浸かっており、血漿成分１８ａは血球成分１８ｂに比べて粘度が低いため、血漿成分１８ａの方が優先的に毛細管キャビティ３３によって吸い出され、連結流路３０を介して計量流路３８に向かって血漿成分１８ａを移送できる。
また、血漿成分１８ａが吸い出された後、血球成分１８ｂも血漿成分１８ａの後を追って吸い出されるため、毛細管キャビティ３３および連結流路３０の途中までの経路を血球成分１８ｂで置換することができ、計量流路３８が血漿成分１８ａで満たされると、連結流路３０および毛細管キャビティ３３内の液の移送も止まるため、計量流路３８に血球成分１８ｂが混入することはない。
したがって、従来の構成よりも送液ロスを最小限に抑えることができるため、測定に必要な試料液の量を低減することができる。
また、図２４に連結流路３４とその周辺の拡大図を示し、この連結流路３４とその周辺を詳しく説明する。
従来、図２４（ａ）に示すように、分離キャビティ２３ｂ，２３ｃに残った試料液が毛細管キャビティ３３に吸上げられて次工程に移送されないように、分離キャビティ２３ｃの最外周位置（ｒ１）と連結し、且つ出口の半径位置（ｒ２）がｒ１＜ｒ２となるサイホン形状を有する連結流路３４を設けており、試料液が連結流路３４内に呼び水された後、ターンテーブル１０１を回転させて分離キャビティ２３ｂ，２３ｃ内に残留する試料液をサイホン効果によって溢流キャビティ３６ｂに排出している。しかし、試料液が血液の場合、連結流路３４を流れる血球成分１８ｂの移送速度に個人差があるため、血球成分１８ｂが連結流路３４の出口まで到達する時間を多く見込んで、次工程の回転を始める必要がある。その際に、連結流路３４の出口に早く到達した血球成分１８ｂは、次工程までの待ち時間の間に凝固が促進され、次工程の回転を始めた際に、連結流路３４の出口を詰まらせて排出できないことがわかってきた。この現象を回避するために、連結流路３４の出口の位置（ｒ２）を更に外周側に伸ばすことで、連結流路３４の出口まで充填させず、血球成分１８ｂの凝固を抑制することも可能であるが、分析用デバイス１の小型化には適さない。
ここで、この実施の形態では、図２４（ｂ）に示すように、連結流路３４の出口から更に周方向および内周方向に向かって液溜り部３４ａを設けている。このように液溜り部３４ａを設けることで、血球成分１８ｂは連結流路３４の出口に到達しても、液溜り部３４ａに流入するため、連結流路３４の出口で血球成分１８ｂの移送が停止することがない。
また、連結流路３４の幅（ｗ１）よりも液溜り部３４ａの幅（ｗ２）が広がるように形成したため、血球成分１８ｂの液先端に働く表面張力の方向が一方向に向かなくなり推進力が分散する。そのため、血球成分１８ｂは液溜り部３４ａに流入後に移送速度が低下するため、少ないエリアで移送速度の個人差を吸収することができる。
また、図２４（ｃ）に示すように、連結流路３４の出口から更に内周方向に向かって液溜り用連結流路３４ｂを設けることもできる。液溜り用連結流路３４ｂの出口には、大気開放キャビティ３１ａと、その内部に大気と連通する空気孔２５ｎが設けられている。
このようにすることで、図２４(ｂ)の構成と同様の効果が得られる。
− 工程４ −
ターンテーブル１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、図１８（ｂ）に示すように、計量流路３８に保持されていた血漿成分１８ａは大気開放キャビティ３１の位置で破断し、定量だけ混合キャビティ３９に流れ込み、保持キャビティ２７内の希釈液８もサイホン形状の連結流路４１を介して混合キャビティ３９に流れ込む。
また、分離キャビティ２３ｂ，２３ｃおよび連結通路３０、毛細管キャビティ３３内の試料液１８はサイホン形状の連結流路３４と逆流防止通路３５を介して溢流キャビティ３６ａに流れ込む。
− 工程５ −
次に、ターンテーブル１０１の回転を停止し、分析用デバイス１を図１８(ｂ)に示す位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにターンテーブル１０１を４０〜８０Ｈｚの周波数で制御して、混合キャビティ３９内に移送された希釈液８と血漿成分１８ａからなる測定対象の希釈血漿４０を攪拌する。
− 工程６ −
その後に、分析用デバイス１を図１９（ａ)に示す位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにターンテーブル１０１を８０〜２００Ｈｚの周波数で制御して、混合キャビティ３９に保持される希釈血漿４０を、希釈血漿４０の液面よりも内周側に形成された毛細管流路３７の入口まで移送する。
毛細管流路３７の入口まで移送された希釈血漿４０は、毛細管力によって毛細管流路３７内に吸い出され、毛細管流路３７、計量流路４７ａ，４７ｂ，４７ｃ、溢流流路４７ｄに順次移送される。
ここで、この実施の形態の混合キャビティ３９の構成および溶液の移送方法について図２５〜図３１をもとに詳細に説明する。
図２５（ａ）は揺動前の混合キャビティ３９内の液面の状態を示す平面図であり、図２５（ｂ）は揺動後の混合キャビティ３９内の液面の状態を示す平面図、図２５（ｃ）は図２５（ｂ）に示す混合キャビティ３９のＡ−Ａ断面図である。
混合キャビティ３９は、混合キャビティ３９の内周側から最外周位置に向かって先すぼまりの傾斜した壁面で形成しており、希釈血漿４０を液面高さ（ｄ１）で保持できるよう構成すると共に、液面高さｄ１よりも内周位置（ｄ０）に次工程へ希釈血漿４０を移送するための毛細管流路の入口３７ａが設けられている。
なお、本実施の形態で操作している混合キャビティ３９内の液量は数十μｌ程度である。そのため、混合キャビティ３９の壁面に働く表面張力が高く、重力の影響を受けにくくなっている。
図２５（ａ）に示す操作キャビティ１２１の位置で揺動を行った場合を例に、操作キャビティとしての混合キャビティ３９に保持される希釈血漿４０の動きについて説明していく。
混合キャビティ３９内の希釈血漿４０の液面は、図２５（ｂ）に示すように、揺動の慣性力によって左右に動かされるため、希釈血漿４０は混合キャビティ３９の両側の壁面に引っ張られるような液面を形成していく。
そのため、両側の壁面に引っ張られる液面の高さは、揺動を繰り返すことで混合キャビティ３９の内周方向に伸長するため、毛細管流路の入口３７ａに向かって移送することが可能となる。
しかしながら、混合キャビティ３９の厚み（ｔ１）を一定にして形成した場合、図２８（ｃ）に示すように、希釈血漿４０は天面（ベース基板３側の面）に沿って液面が伸長していくため、ベース基板３とカバー基板４の接合界面の近傍に設けた毛細管流路の入口３７ａに到達することができない。
（実施例１）
そのため、この実施の形態では、図２６に示す構成によって液面の制御を行っている。図２６（ａ）は、揺動前の混合キャビティ３９内の液面の状態を示す平面図であり、図２６（ｂ）は、揺動後の混合キャビティ３９内の液面の状態を示す平面図、図２６（ｃ）は、図２６（ｂ）に示す混合キャビティ３９のＢ−Ｂ断面図である。
混合キャビティ３９は、希釈血漿４０の液面高さ（ｄ１）よりも内周位置（ｄ２）に、厚みであるギャップが拡大（ｔ１＜ｔ２）するよう段差３９ａを設けた構成である。
つまり、混合キャビティ３９の内周面は、最外周に位置する底部９１と、混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁３９ｄ，３９ｅと、互いに対向し両側壁３９ｄ，３９ｅの間に位置する上面としてのベース基板３の内面９２と下面としてのカバー基板４の内面９３とで形成されており、混合キャビティ３９から測定スポットに向かって液体を送り出す毛細管流路３７の入口３７ａを、カバー基板４の内面９３に近接して形成し、さらに、ベース基板３の内面９２に、混合キャビティ３９の内周側ギャップｔ２が、混合キャビティ３９の外周側ギャップｔ１よりも広がる方向に段差３９ａが形成されている。
このように構成して分析用デバイス１を揺動することで、混合キャビティ３９のギャップ方向の両壁面を伸長する液面は、天面側であるベース基板３の側に設けられた段差３９ａによって液面の伸長が抑制され、代わって段差３９ａを基点に底面側であるカバー基板４に接しているの液面が内周方向に伸長するようになる。これは、液面の伸長方向と異なる方向に表面張力を働かせるよう段差３９ａを設けたためである。そのため、毛細管流路の入口３７ａに到達することが可能となる。
しかしながら、工程５において、血漿成分１８ａと希釈液８を混合キャビティ３９内で保持し、揺動によって確実に攪拌する必要があるため、工程５の揺動中に毛細管流路の入口３７ａに液面が到達して、毛細管流路３７に吸い出されないように毛細管流路の入口３７ａの位置（ｄ０）と液面位置（ｄ１）の距離を十分に離しておく必要がある。特に、本実施の形態のような数十μｌの液量を扱う場合、図２６に示す構成のみでは、揺動によって内周方向に伸長する液面の距離が短く、毛細管流路３７の入口３７ａまで液面を到達されることができない、もしくは毛細管流路３７の入口３７ａまでの距離を十分に離すことができずに、攪拌中に希釈血漿４０が毛細管流路３７に吸い出される可能性がある。
（実施例２）
揺動によって混合キャビティ３９の一側面のみの液面の伸長距離を伸ばす構成について、図２７に基づいて説明する。図２７（ａ）は揺動前の混合キャビティ３９内の液面の状態を示す平面図である。図２７（ｂ）は揺動後の混合キャビティ３９内の液面の状態を示す平面図である。図２７（ｃ）は、図２７（ｂ）に示す混合キャビティ３９のＣ−Ｃ断面図である。
混合キャビティ３９は、毛細管流路の入口３７ａがある側壁３９ｄと対抗する側壁３９ｅに、希釈血漿４０の液面高さ（ｄ１）よりも内周位置（ｄ３）で、内周方向に向かって更に広がるよう屈曲し、側壁３９ｄとの距離が内周側に向かって広がる方向に屈曲部３９ｂを設けたものである。
このように構成して揺動することで、混合キャビティ３９の毛細管流路の入口３７ａがある側壁３９ｄと対抗する側壁３９ｅを伸長する液面は、壁面に設けられた屈曲部３９ｂによって液面の伸長が抑制され、毛細管流路の入口３７ａがある壁面の液面が内周方向に更に伸長するようになる。これは、液面の伸長方向と異なる方向に表面張力を働かせるよう屈曲部３９ｂを設けたためである。そのため、毛細管流路の入口３７ａの距離を十分に離しても到達することが可能となる。
（実施例３）
図２８は、図２６の構成と図２７の構成を組み合わせて液面の制御を行っている場合であり、図２８（ａ）（ｂ）に示すように側壁３９ｅに屈曲部３９ｂが形成され、かつ図２８（ｃ）に示すようにベース基板３の側に段部３９ａが形成されている。液面の動きについては、図２６および図２７で説明したとおりである。
（実施例４）
分析用デバイス１をより小型化するためには、図２９（ａ）に示すように、混合キャビティ３９に保持される希釈血漿４０の液面近傍に計量流路３８の出口３８ｂを形成することが考えられる。
計量流路３８に保持される血漿成分１８ａは、分析用デバイス１の回転によって発生する遠心力で混合キャビティ３９に移送されるが、その際にカバー基板４の表面を濡らすように移送される。一度濡らされた表面は表面張力が低下するため、液が伝わりやすくなるため、混合キャビティ３９を揺動させると、図２９（ｂ）に示すように血漿成分１８ａが通った経路にも希釈血漿４０が濡れ広がっていき、計量流路３８の出口に到達して計量流路３８に逆流してしまう。
そのため、この実施の形態では、さらに図３０に示す構成によって液面の制御を行っている。
図３０（ａ）において図２９（ａ）との構成の違いは、カバー基板４に凹部３９ｃを設けた点である。凹部３９ｃは希釈血漿４０の液面高さ（ｄ１）よりも内周位置に形成しており、カバー基板４の表面を伝って濡れ広がってほしくない領域（計量流路３８の出口周辺、屈曲部３９ｂの周辺など）全てに形成している。このとき、毛細管流路の入口３７ａがある壁面側には、凹部３９ｃではない幅ｗの領域３９ｆを残している。
このように構成することで、混合キャビティ３９を揺動させても、血漿成分１８ａを移送した際に濡れた経路への液面の広がりを凹部３９ｃの段差部分に働く表面張力によって抑制することが可能となり、毛細管流路の入口３７ａに希釈血漿４０の液面を到達させることができる。
カバー基板４に形成する凹部３９ｃには、あらかじめ撥水剤などによる撥水処理を行うとより効果的である。
混合キャビティ３９から毛細管流路３７への希釈血漿４０の吸い出しが開始されると、混合キャビティ３９内の液面の状態は、図３１に示すようになる。
混合キャビティ３９から希釈血漿４０を吸い出すには、図１９（ａ）に示す位置付近で揺動を行うのが効率がよく、毛細管流路３７も毛細管力と毛細管流路３７に流入してくる希釈血漿に働く重力の両方の作用によって、移送速度が促進される。
また、毛細管流路３７を経由して、計量流路４７ａ，４７ｂ，４７ｃおよび溢流流路４７ｄまで希釈血漿４０が到達する間、揺動を繰り返すことで、混合キャビティ３９に付着しようとする希釈血漿４０の表面張力を、揺動の慣性力によって抑制することができるため、移送速度が更に促進される。
図２５〜図３１で説明した混合キャビティ３９の構成および溶液の移送方法の説明を終わって、次に、本実施の形態における分析用デバイス１の小型化について、図２３および図３３をもとに説明する。
図３３（ａ）は、保持キャビティ２７と混合キャビティ３９の間に溢流キャビティ２９ｃを配置した場合のレイアウト図である。
保持キャビティ２７に移送された希釈液８は、所定量を超えると溢流流路２８ａを介して溢流キャビティ２９ａに流れ込み、さらに溢流流路２８ｂを経由して溢流キャビティ２９ｃに流れ込むよう配置している。
ここで、溢流キャビティ２９ｃは、分析用デバイス１を小型化するために保持キャビティ２７の外周位置に隣接して形成する必要がある。
混合キャビティ３９は血漿成分１８ａおよび希釈液８が図３３（ａ）の平面図に対して右側から移送されてくるため、混合した希釈血漿４０を混合キャビティ３９の右側から次工程へ移送するのは困難であり、混合キャビティ３９の左側へ移送する必要がある。
しかしながら、毛細管流路３７は溢流キャビティ２９ｃの外周側を通って左側に展開する必要があるため、毛細管流路３７を配置できる半径位置によって混合キャビティ３９の位置も決まってくる。そのため、溢流キャビティ２９ｃを保持キャビティ２７と混合キャビティ３９の間に配置することによって、外形はその間の距離ΔＲ１だけ拡大したＲ２となってしまう。
また、毛細管流路３７も外周よりに配置された分、内周位置まで展開する経路が長くなるため、希釈血漿４０のロスが拡大する。
図３３（ｂ）は、溢流キャビティ２９ａを周方向に伸長するよう配置した場合のレイアウト図である。
溢流キャビティ２９ａを周方向に伸長するように形成したため、混合キャビティ３９の位置を保持キャビティ２７に隣接するよう内周側に配置できるが、溢流キャビティ２９ａが左側のエリアに配置されたために、毛細管流路３７を展開できる内周位置がΔＲ２だけ外周方向に寄せられてしまう。そのため、次工程に必要な流路やキャビティを配置できるスペースＤ１がΔＲ２だけ縮小されたＤ２になってしまうため、配置することが困難となり、結果として外形はΔＲ２だけ拡大したＲ３になってしまう。
そのため、この実施の形態では、図３３（ｃ）に示す構成にすることで分析用デバイス１の小型化を実現している。
図３３（ｃ）において、保持キャビティ２７に移送された希釈液８は、所定量を超えると溢流流路２８ａを介して溢流キャビティ２９ａに流れ込み、さらに溢流キャビティ２９ａの半径方向外方に向かって毛細管流路３７、溢流キャビティ２９ｂ、溢流通路２８ｂを経由して、最外周に配置された溢流キャビティ２９ｃに流れ込む構成としている。
混合キャビティ３９は保持キャビティ２７の外周位置に隣接するよう配置され、毛細管流路３７は溢流キャビティ２９ａと溢流キャビティ２９ｂの間を周方向に横断するように配置している。すなわち、遠心力で外周方向に移送する経路に対して、周方向に毛細管力で横断する経路を設けている。
このように配置したため、希釈液８の計量を行う場合には、図２３（ａ）に示すように、矢印Ｙの方向に遠心力が働くため、溢流キャビティ２９ａを通過する希釈液８は毛細管流路３７の周方向の一端に連結される混合キャビティ３９に流入することなく、溢流流路２９ｃまで移送される。
また、希釈血漿４０を混合キャビティ３９から毛細管流路３７を介して次工程へ移送する場合には、図２３（ｂ）に示すように、矢印Ｘの方向に毛細管力が働くため、毛細管流路３７に隣接して形成される溢流キャビティ２９ａ、２９ｂに希釈血漿４０が流入することなく移送することができる。
この時、溢流キャビティ２９ｃおよび溢流キャビティ２９ｄに移送された希釈液８は、分析用デバイス１の回転の停止と共に、大気と連通する溢流キャビティ２９ｅと接続される溢流流路２８ｄ、および溢流流路２８ｂ，２８ｃに充填されるため、溢流キャビティ２９ｃ，２９ｄの両出口が大気と遮断されて内部が負圧になる。そのため、揺動を行いながら混合キャビティ３９から毛細管流路３７に液を移送しても、溢流キャビティ２９ｃから希釈液８が流出することなく、希釈血漿４０を次工程へ展開することができる。溢流キャビティ２９ｃ，２９ｄ内には気泡５１ａ，５１ｂが形成される。
このように、本実施の形態の分析デバイス１の構成を用いることで、ΔＲ１やΔＲ２などの余分な領域を使用することなく、必要な流路パターンを配置できるため、分析用デバイス１の小型化が実現可能となる。
尚、この実施の形態では、希釈液８を計量する際の排出された液の移送経路と混合後の希釈血漿４０を次工程へ移送する経路が交差するよう配置しているが、特に限定された工程に使用されるものではない。
− 工程７ −
ターンテーブル１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、図１９（ｂ）に示すように、計量流路４７ａ，４７ｂ，４７ｃに保持されていた希釈血漿４０は、大気と連通する大気開放キャビティ５０との連結部である屈曲部４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄの位置で破断して、定量だけ測定チャンバー５２ｂ，５２ｃおよび保持キャビティ５３に流れ込む。
また、このとき溢流流路４７ｄに保持されていた希釈血漿４０は、逆流防止通路５５を介して溢流キャビティ５４に流れ込む。また、このとき毛細管流路３７内の希釈血漿４０は、溢流キャビティ２９ｂ，溢流流路２８ｂを介して溢流キャビティ２９ｃに流れ込む。
計量流路４７ａの一部の側壁は屈曲部４８ａの近傍に大気開放キャビティ５０と連通するよう凹部４９が形成されているため、屈曲部４８ａ近傍での壁面に付着する力が低下し、屈曲部４８ａでの液切れをよくしている。
測定チャンバー５２ａ〜５０ｃの形状は、遠心力の働く方向に伸長した形状で、具体的には、分析用デバイス１の回転中心から最外周に向かって分析用デバイス１の周方向の幅が細く形成されている。
複数の測定チャンバー５２ａ〜５２ｃ，４０ｇの外周側の底部は分析用デバイス１の同一半径上に配置されているため、複数の測定チャンバー５２ａ〜５２ｃを測定するのに同一波長の光源１１２やそれに対応するフォトディテクタ１１３を別の半径距離に複数個配置する必要が無く、装置のコストを削減できると共に、同一測定セル内に複数の異なる波長を用いて測定することもできるため、混合溶液の濃度に応じて最適な波長を選択することで測定感度を向上させることができる。
さらに、各測定チャンバー５２ａ〜５２ｃの周方向に位置する側壁の一側壁には、前記測定チャンバーの外周位置から内周方向に伸長するように毛細管エリア５６ａ〜５６ｃが形成されている。図１９（ｂ）におけるＦ−Ｆ断面を図３４に示す。
毛細管エリア５６ｂの吸い上げ可能な容量は、測定チャンバー５２ｂに保持される試料液を全て収容できる容量よりも少ない容量に形成されている。毛細管エリア５６ａ，５６ｃも同様に、それぞれの測定チャンバー５２ａ，５２ｃに保持される試料液を全て収容できる容量よりも少ない容量に形成されている。
測定チャンバー５２ａ〜５２ｃの光路長は、それぞれの検査対象の成分と試薬を反応させた後の混合溶液から得られる吸光度の範囲によって調整されている。
また、毛細管エリア５６ａ，５６ｂ，５６ｃ内には図３５（ａ）に示すように、それぞれの検査対象の成分と反応させるための試薬５８ａ１，５８ａ２,５８ｂ1，５８ｂ２，５８ｂ３，５８ｃ１，５８ｃ２が、毛細管エリア５６ａ，５６ｂ，５６ｃ内に形成された試薬担持部５７ａ１，５７ａ２,５７ｂ1，５７ｂ２，５７ｂ３，５７ｃ１，５７ｃ２に担持されている。図３５（ａ）におけるＧ−Ｇ断面を図３５（ｂ）に示す。
試薬担持部５７ｂ１，５７ｂ２，５７ｂ３のカバー基板４との隙は、毛細管エリア５６ｂのカバー基板４との隙より薄くなるよう毛細管エリア５６ｂより突出して形成している。
そのため、この試薬担持部５７ｂ１，５７ｂ２，５７ｂ３に試薬５８ｂ１，５８ｂ２，５８ｂ３を塗布することで、試薬５８ｂ１，５８ｂ２，５８ｂ３の広がりを試薬担持部５７ｂ１，５７ｂ２，５７ｂ３と毛細管エリア５６ｂとの段差で抑制できるため、種類の異なる試薬同士を混ざることなく担持することが可能となる。
さらには、試薬担持部５７ｂ１，５７ｂ２，５７ｂ３の隙の方が、毛細管エリア５６ｂよりも薄いため、毛細管エリア５６ｂに吸上げられた液が確実に試薬担持部５７ｂ１，５７ｂ２，５７ｂ３へ充填されるため、試薬５８ｂ１，５８ｂ２，５８ｂ３を確実に溶解させることができる。
毛細管エリア５６ｂは、５０〜３００μｍ程度の毛細管力が作用する隙で形成しているため、試薬担持部５７ｂ１，５７ｂ２，５７ｂ３は毛細管エリア５６ｂよりも数十μｍ程度突出するように形成している。毛細管エリア５６ａ，５６ｃにおいても同様に構成されている。
− 工程８ −
次に、ターンテーブル１０１の回転を停止し、分析用デバイス１を図２０(ａ)に示す位置にして、±１ｍｍ程度の揺動を分析用デバイス１に与えるようにターンテーブル１０１を６０〜１２０Ｈｚの周波数で制御して、保持キャビティ５３に保持される希釈血漿４０を希釈血漿４０の液面に浸かるよう保持キャビティ５３の側壁に形成された連結部５９を介して毛細管力の作用により操作キャビティ６１に移送する。
さらにターンテーブル１０１を１２０〜２００Ｈｚの周波数で制御して、図３６（ａ）に示す操作キャビティ６１に担持された試薬６７ａ，６７ｂと希釈血漿４０を攪拌し、希釈血漿４０内に含まれる特定の成分と試薬を反応させる。
また、測定チャンバー５２ｂ，５２ｃに移送された希釈血漿４０は、毛細管力によって図２０（ａ）に示すように毛細管エリア５６ｂ，５６ｃに吸い上げられ、この時点で試薬５８ｂ１，５８ｂ２，５８ｂ３，５８ｃ１，５８ｃ２の溶解が開始され、希釈血漿４０内に含まれる特定の成分と試薬の反応が開始される。
図３６（ａ）に示すように、回転軸心１０７に対して保持キャビティ５３の周方向に隣接して操作キャビティ６１が形成されている。操作キャビティ６１のカバー基板４との隙は毛細管力の作用する隙に形成されており、試薬６７ａ，６７ｂが試薬担持部６５ａ，６５ｂに担持されている。操作キャビティ６１には、試薬６７ａ，６７ｂの周辺で、具体的には試薬６７ａ，６７ｂの間に半径方向に伸長した攪拌リブ６３が形成されている。
攪拌リブ６３とカバー基板４との厚み方向の断面寸法は、図３６（ｂ）に示すように、操作キャビティ６１のカバー基板４との厚み方向の断面寸法よりも小さい。
また、試薬担持部６５ａ，６５ｂのカバー基板４との隙は、操作キャビティ６１のカバー基板４との隙より薄くなるよう操作キャビティ６１より突出して形成している。
そのため、試薬担持部６５ａ，６５ｂの隙の方が、操作キャビティ６１よりも薄いため、操作キャビティ６１に流入した液が確実に試薬担持部６５ａ，６５ｂへ充填されるため、試薬６７ａ，６７ｂを確実に溶解させることができる。試薬担持部６５ａ，６５ｂは操作キャビティ６１よりも数十μｍ程度だけ突出するように形成している。
操作キャビティ６１の内周側の側方にはキャビティ６２が形成されており、キャビティ６２は保持キャビティ５３と連通部６０で連結されている。キャビティ６２のカバー基板４との隙は、毛細管力の作用しない隙に形成されている。またキャビティ６２は、連通部６０近傍に形成された空気孔２５ｈを介して大気に連通している。
保持キャビティ５３と操作キャビティ６１とは、保持キャビティ５３の側壁から前記連通部６０を通過して延びる連結部５９を介して連結されている。連結部５９のカバー基板２との隙は、毛細管力の作用する隙に形成されている。ここでは連結部５９の先端は、保持キャビティ５３に保持された希釈血漿４０の液面よりも前記回転軸心について外周方向に伸長して形成されている。
操作キャビティ６１の外周側には、分離キャビティ６６が形成されており、連結通路６４を介して接続されている。連結通路６４のカバー基板４との間の厚み方向の断面寸法は、毛細管力の作用する隙で、操作キャビティ６１に作用する毛細管力よりも大きくなるよう制限されている。
操作キャビティ６１には希釈血漿４０で満たされている空間と隙の大きさは同じであるけれども希釈血漿４０で満たされていない僅かな空間６８ａが残っている。
図２０（ａ）に示す状態では、希釈血漿４０と試薬６７ａ，６７ｂとが接触して試薬６７ａ，６７ｂが希釈血漿４０に溶け出す。この状態で分析用デバイス１を回転軸心１０７を中心に所定角度の揺動をさせると、操作キャビティ６１の希釈血漿４０は前記空間６１ａがあるために操作キャビティ６１の中で移動して、この攪拌の際に、攪拌リブ６３に衝突してより確実に攪拌される。これによって、試薬の比重が大きい場合であっても試薬を沈殿させないようにより有効に作用している。
− 工程９ −
次に、ターンテーブル１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、図２０（ｂ）に示すように、操作キャビティ６１の試薬と反応した希釈血漿が連結通路６４を通過して分離キャビティ６６に流れ込み、さらに高速回転を維持することで、操作キャビティ６１内で生成された凝集物を遠心分離する。ここで、この実施の形態では、検査対象の成分と試薬を反応させる際に、前記反応を阻害する成分を前工程で排除するよう構成しており、操作キャビティ６１で希釈血漿を試薬と反応させることで、後工程の反応を阻害する特定の成分を凝集処理し、次工程で遠心分離することで前記凝集物を排除している。
また、毛細管エリア５６ｂ，５６ｃに保持されていた試薬と希釈血漿の混合溶液は、遠心力によって測定チャンバー５２ｂ，５２ｃの外周側に移送することで、試薬と希釈血漿の攪拌が行われる。
ここでは、分析用デバイス１の回転と停止の動作を繰り返し行うことで、試薬と希釈血漿の攪拌を促進しているため、拡散のみの攪拌に比べて確実に且つ短時間で攪拌を行うことが可能となる。
− 工程１０ −
次に、ターンテーブル１０１の回転を停止させると、希釈血漿４０は分離キャビティ６６の壁面に形成された毛細管キャビティ６９に吸い上げられ、毛細管キャビティ６９と連通する連結流路７０を介して図２１（ａ）に示すように計量流路８０に流れて定量が保持される。
また、分離キャビティ６６内の凝集物を含む希釈血漿４０は、分離キャビティ６６と溢流キャビティ８１ａを連結しているサイホン形状を有する連結流路６８内に呼び水される。
また、測定チャンバー５２ｂ，５２ｃに移送された試薬と希釈血漿の混合溶液は、毛細管力によって再び毛細管エリア５６ｂ，５６ｃに吸い上げられる。
毛細管キャビティ６９の最外周の位置は、図２１（ａ）に示すように、分離キャビティ６６に保持される希釈血漿に浸かるように外周方向に伸長して形成されている。
このように毛細管キャビティ６９を形成することで、比重の重い沈殿物よりも上澄みの希釈血漿の方が優先的に毛細管キャビティ６９によって吸い出され、連結流路７０を介して計量流路８０に向かって沈殿物を除去した希釈血漿４０を移送できる。
− 工程１１ −
ターンテーブル１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、図２１（ｂ）に示すように、計量流路８０に保持されていた希釈血漿４０は、大気と連通する大気開放キャビティ８３との連結部である屈曲部８４の位置で破断して、定量だけ測定チャンバー５２ａに流れ込む。
また、分離キャビティ６６および連結通路７０、毛細管キャビティ６９内の希釈血漿４０はサイホン形状の連結流路６８を介して溢流キャビティ８１ａに流れ込む。
また、毛細管エリア５６ｂ，５６ｃに保持されていた試薬と希釈血漿の混合溶液は、遠心力によって測定チャンバー５２ｂ，５２ｃの外周側に移送することで、試薬と希釈血漿の攪拌が行われる。
ここで、溢流キャビティ８１ａに移送された希釈血漿４０は、分析用デバイス１の回転の停止と共に、大気と連通する溢流キャビティ８１ｂと接続される溢流流路８２ｃに充填されるため、溢流キャビティ８１ａの出口が大気と遮断されて内部が負圧になる。そのため、溢流キャビティ８１ａから希釈血漿４０が連結流路６８を通って流出するのを防ぐことができる。
− 工程１２ −
次に、ターンテーブル１０１の回転を停止させると、測定チャンバー５２ａに移送された希釈血漿４０は、毛細管力によって図２２（ａ）に示すように毛細管エリア５６ａに吸い上げられ、この時点で試薬５８ａ１，５８ａ２の溶解が開始され、希釈血漿４０内に含まれる特定の成分と試薬の反応が開始される。
また、測定チャンバー５２ｂ，５２ｃに移送された試薬と希釈血漿の混合溶液は、毛細管力によって再び毛細管エリア５６ｂ，５６ｃに吸い上げられる。
− 工程１３ −
ターンテーブル１０１を時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動すると、図２２（ｂ）に示すように、毛細管エリア５６ａ，５６ｂ，５６ｃに保持されていた試薬と希釈血漿の混合溶液は、遠心力によって測定チャンバー５２ａ，５２ｂ，５２ｃの外周側に移送することで試薬と希釈血漿の攪拌が行われる。
測定チャンバー５２ａに移送された希釈血漿４０についても、工程１１と工程１２の動作を繰り返し行うことで、試薬と希釈血漿４０の攪拌を促進しているため、拡散のみの攪拌に比べて確実に且つ短時間で攪拌を行うことが可能となる。
− 工程１４ −
分析用デバイス１を反時計方向（Ｃ１方向）または時計方向（Ｃ２方向）に回転駆動して、各測定チャンバー５２ａ，５２ｂ，５２ｃが光源１１２とフォトディテクタ１１３の間を通過するタイミングに、演算部１１０がフォトディテクタ１１３の検出値を読み取って、特定成分の濃度を算出する。尚、工程７および工程１１で希釈血漿４０が各測定チャンバー５２ａ，５２ｂ，５２ｃに流入した際に、各測定チャンバー５２ａ，５２ｂ，５２ｃが光源１１２とフォトディテクタ１１３の間を通過するタイミングに、演算部１１０がフォトディテクタ１１３の検出値を読み取ることで、試薬と反応前の吸光度を算出できるため、演算部１１０での計算処理に測定チャンバー５２ａ，５２ｂ，５２ｃのリファレンスデータとして利用することで、測定精度を改善することができる。
上記の実施の形態では、測定チャンバーにおいて光学的にアクセスして減衰量から成分を測定していたが、試薬と試料との反応物に測定チャンバーにおいて電気的にアクセスして成分を測定する場合でも同様である。
上記の各実施の形態では、試料成分と希釈液を混合する混合キャビティについて、測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、互いに対向し混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁の間に位置する上下面の一方の壁面に近接して形成し、混合キャビティの上下面の他方の壁面にギャップが外周側よりも内周側が広がる方向に段差を形成したり、前記混合キャビティの両側壁の他方の壁面には、前記一方の壁面との距離が内周側に向かって広がる方向に屈曲部を形成したり、前記混合キャビティの上下面の前記一方の壁面に、前記流路の入口へ続く一部を残して前記流路の出口との間に溝を、混合キャビティのギャップが広がるように形成したりしたが、試料成分と希釈液を混合する混合キャビティに限らず、複数の液体を受け入れて混合して測定スポットに向かって液体を送り出す場所に形成されているその他の混合キャビティについても同様に実施することができる。
本発明は、分析精度を向上させることができ、生物などから採取した液体の成分分析に使用する分析用デバイスの小型化ならびに高性能化に有用である。
本発明の実施の形態における分析用デバイスの保護キャップを閉じた状態と開いた状態の斜視図 同実施の形態の分析用デバイスの正面図と底面図 同実施の形態の分析用デバイスの分解斜視図 同実施の形態の希釈液容器の平面図、Ａ−Ａ断面図、側面図、背面図、正面図 同実施の形態の保護キャップの平面図、側面図、Ｂ−Ｂ断面図、正面図 同実施の形態の希釈液容器の密封状態と保護キャップを開いた状態および希釈液放出状態の断面図 同実施の形態の分析用デバイスを出荷状態にセットする工程の断面図 同実施の形態の分析装置のドアを開いた状態の斜視図 同実施の形態の分析装置の断面図 同実施の形態のターンテーブルの拡大平面図 同実施の形態のターンテーブルのＡ−ＡＡ断面図とＢ−ＢＢ断面図 同実施の形態のターンテーブルと分析用デバイスの凸部との係合状態を説明するターンテーブルの拡大平面図 同実施の形態の分析装置の構成図 同実施の形態の分析用デバイスの注入口付近の拡大斜視図、保護キャップを開いて指先から試料液を採取する状態の斜視図、分析用デバイスのマイクロチャネル構造をターンテーブルの側からカバー基板を透過して見た拡大斜視図 同実施の形態の分析用デバイスに点着しターンテーブルにセットして回転させる前の状態図 同実施の形態の分析用デバイスの毛細管キャビティ内に試料液を保持し、希釈液溶液のアルミシールが破られた状態でターンテーブルにセットされた状態図と分離された状態図 同実施の形態の希釈液容器の液放出を説明する拡大断面図 同実施の形態の工程３において分離キャビティから計量流路に流れて定量保持した状態図と工程４において計量流路から混合キャビティに流れ込む状態図 同実施の形態の工程６において分析用デバイスを揺動させる状態図とターンテーブルを時計方向に回転駆動して測定チャンバーおよび保持キャビティに流れ込んだ状態図 同実施の形態の工程８において分析用デバイスを揺動させる状態図と工程９においてターンテーブルを時計方向に回転駆動させて操作キャビティの試薬と反応した希釈血漿が分離キャビティに流れ込み、さらに高速回転を維持することで、操作キャビティ内で生成された凝集物を遠心分離する状態図 同実施の形態の工程１０においてターンテーブルを停止させ希釈血漿が計量流路に流れて定量が保持された状態図と工程１１において計量流路に保持されていた希釈血漿が測定チャンバーに流れ込んだ状態図 同実施の形態の工程１２において測定チャンバーの希釈血漿と試薬との反応が開始される状態図と工程１３において試薬と希釈血漿の攪拌の状態図 同実施の形態の工程２において希釈液容器から流出した希釈液が排出流路を介して保持キャビティに流入する状態の拡大斜視図と希釈血漿を混合キャビティから毛細管流路を介して次工程へ移送する状態の拡大斜視図 分離キャビティに残った試料液を溢流キャビティへ排出する場合の問題点の説明図と同実施の形態の改善例を示す分析用デバイスの要部の平面図 混合キャビティの構成および溶液の移送方法の問題点を説明する揺動前の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、揺動後の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、混合キャビティのＡ−Ａ断面図 同実施の形態の実施例１の分析用デバイスの揺動前の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、揺動後の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、混合キャビティのＢ−Ｂ断面図 同実施の形態の実施例２の分析用デバイスの揺動前の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、揺動後の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、混合キャビティのＣ−Ｃ断面図 同実施の形態の実施例３の分析用デバイスの揺動前の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、揺動後の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、混合キャビティのＤ−Ｄ断面図 分析用デバイスをより小型化した場合の問題点を説明する揺動前の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、揺動後の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、混合キャビティのＥ−Ｅ断面図 同実施の形態の実施例４の分析用デバイスの揺動前の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、揺動後の混合キャビティの液面の状態を示す平面図、混合キャビティのＧ−Ｇ断面図 実施例４において混合キャビティから毛細管流路への希釈血漿の吸い出しが開始されたときの混合キャビティの液面の状態を示す拡大斜視図 ターンテーブルを１８０°付近で停止させた場合の分析用デバイスの平面図とターンテーブルを６０°，３００°付近で停止させた場合の分析用デバイスの平面図 同実施の形態の保持キャビティと混合キャビティの間に溢流キャビティを配置した場合のレイアウトの説明図 同実施の形態の分析用デバイスの図１９におけるＦ−Ｆ断面図 同実施の形態の分析用デバイスの毛細管エリアにおける試薬の担持状態を示す拡大平面図とＧ−Ｇ断面図 同実施の形態の分析用デバイスの操作キャビティにおける試薬の担持状態を示す拡大平面図とＨ−Ｈ断面図 特許文献１の構成図
１ 分析用デバイス
２ 保護キャップ
２ａ 開口
２ｂ 底部
３ ベース基板
４ カバー基板
５ 希釈液容器
５ａ 内部
５ｂ ラッチ部１０の面
６ａ，６ｂ 軸
７ 開口部
８ 希釈液（第２の液体）
９ アルミシール（シール部材）
１０ ラッチ部
１１ 希釈液容器収容部
１１ａ 開封リブ（突出部）
１２ 係止用溝
１２ａ 壁面
１３ 注入口
１５ 回転支持部（分析用デバイスの側の調芯用嵌合部）
１６ 回転支持部
１７ 誘導部
１８ 試料液
１８ａ 血漿成分（第１の液体）
１８ｂ 血球成分
１８ｃ 分離境界
１９ 毛細管キャビティ
２０ 傾斜面
２１ 凹部
２２ 屈曲部
２３ａ 受容キャビティ
２３ｂ 分離キャビティ（上部）
２３ｃ 分離キャビティ（下部）
２４ キャビティ
２５ａ〜２５ｍ 空気孔
２５ｎ 空気孔
２６ 排出流路
２７ 保持キャビティ
２８ａ 溢流流路
２８ｂ 溢流流路
２８ｃ 溢流流路
２８ｄ 溢流流路
２９ａ 溢流キャビティ
２９ｂ 溢流キャビティ
２９ｃ 溢流キャビティ
２９ｄ 溢流キャビティ
２９ｅ 溢流キャビティ
３０ 連結流路
３１ 大気開放キャビティ
３１ａ 大気開放キャビティ
３２ 流入防止溝
３３ 毛細管キャビティ
３４ 連結流路
３４ａ 液溜り部
３４ｂ 液溜り用連結流路
ｗ１ 連結流路３４の幅
ｗ２ 液溜り部３４ａの幅
３５ 逆流防止通路
３６ａ 溢流キャビティ
３６ｂ 溢流キャビティ
３７ 毛細管流路
３７ａ 毛細管流路３７の入口
３８ 計量流路
３８ａ 充填確認エリア
３８ｂ 計量流路の出口
３９ 混合キャビティ
３９ａ 段差
３９ｂ 屈曲部
３９ｃ 凹部
３９ｄ，３９ｅ 側壁
３９ｆ 凹部でない領域
４０ 希釈血漿
４１ 連結流路
４２ 溝
４３ 孔
４４ 係止治具
４４ａ 突起
４５ 切り欠き
４６ 押圧治具
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ 計量流路
４７ｄ 溢流流路
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ 屈曲部
４９ 凹部
５０ 大気開放キャビティ
５１ａ，５１ｂ 気泡
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ 測定チャンバー
５３ 保持キャビティ
５４ 溢流キャビティ
５５ 逆流防止通路
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ 毛細管エリア
５７ａ１，５７ａ２，５７ｂ１，５７ｂ２，５７ｂ３，５７ｃ１，５７ｃ２ 試薬担持部
５８ａ１，５８ａ２,５８ｂ1，５８ｂ２，５８ｂ３，５８ｃ１，５８ｃ２ 試薬
５９ 連結部
６０ 連通部
６１ 操作キャビティ
６１ａ 空間
６２ キャビティ
６３ 攪拌リブ
６４ 連結通路
６５ａ，６５ｂ 試薬担持部
６６ 分離キャビティ
６７ａ，６７ｂ 試薬
６８ 連結流路
６９ 毛細管キャビティ
７０ 連結流路
７１ 第１の駆動手段
７１ａ 第１のモータ
７４ 第１のギア部
８０ 計量流路
８１ａ，８１ｂ 溢流キャビティ
８２ 連結流路
８３ 大気開放キャビティ
８４ 屈曲部
１００ 分析装置
１０１ ターンテーブル
１０２ 環状溝
１０３ ドア
１０４ａ クランパ
１０５ｂ バネ（付勢手段）
１０６ 回転駆動手段
１０７ 回転軸心
１０８ 光学測定手段
１０９ 制御手段
１１０ 演算部
１１１ 表示部
１１２ 光源
１１３ フォトディテクタ
１１４ 凸部（分析用デバイス１の側の回り止め用係合部）
１１４ａ 凸部１１４の先端
１１５ 溝（ターンテーブル１０１の側の回り止め用係合部）
１１６ 仕切壁
１１７ 中央凸部（ターンテーブル１０１の側の調芯用嵌合部）
１２０ 指先
１２１ 操作キャビティ
１２２ 下側
１２３ 左上側
１２４ 右上側
１２５ 溶液

Claims (5)

  1. 第１の液体と第２の液体を混合キャビティで混合し遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
    前記混合キャビティの内周面は、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁と、互いに対向し前記両側壁の間に位置する上下面とを有して形成されており、
    前記混合キャビティから前記測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、前記上下面の一方の壁面に近接して形成し、
    前記混合キャビティの前記上下面の他方の壁面に段差を、前記混合キャビティの内部の外周側ギャップよりも内周側ギャップが広がるように形成した
    分析用デバイス。
  2. 第１の液体と第２の液体を混合キャビティで混合し遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
    前記混合キャビティの内周面は、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁と、互いに対向し前記両側壁の間に位置する上下面とを有して形成されており、
    前記混合キャビティから前記測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する前記混合キャビティの両側壁の一方の壁面に近接して形成し、
    前記両側壁の他方の壁面の途中に屈曲部を、前記一方の壁面との距離が内周側に向かって広がる方向に形成した
    分析用デバイス。
  3. 第１の液体と第２の液体を混合キャビティで混合し遠心力によって測定セルに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定セルにおける液体にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
    前記混合キャビティの内周面は、前記混合を実施するときの揺動方向に位置する両側壁と、互いに対向し前記両側壁の間に位置する上下面とを有して形成されており、
    前記混合キャビティから前記測定スポットに向かって液体を送り出す流路の入口を、前記上下面の一方の壁面に近接して形成し、
    前記混合キャビティの前記上下面の他方の壁面に段差を、前記混合キャビティの内部の外周側ギャップよりも内周側ギャップが広がるように形成し、
    前記両側壁の他方の壁面の途中に屈曲部を、前記一方の壁面との距離が内周側に向かって広がる方向に形成した
    分析用デバイス。
  4. 前記混合キャビティにを供給する流路の出口を、前記混合キャビティの両側壁よりも前記混合キャビティの内側に挿入して形成し、
    混合キャビティの前記上下面の前記一方の壁面に、前記流路の入口へ続く一部を残して前記流路の出口との間に凹部を、前記混合キャビティのギャップが広がるように形成した
    請求項１〜請求項３の何れかに記載の分析用デバイス。
  5. 前記凹部を撥水処理した
    請求項４記載の分析用デバイス。
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