JP5843160B2 - 検査対象受体、検査装置および検査方法 - Google Patents

Description

この発明は、検査対象となる物質に対して化学的、医学的、生物学的な検査を行うための検査対象受体、検査装置および検査方法に関する。

近年、医療や健康、食品、創薬などの分野でＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルス、細胞などの生体物質、ならびに化学物質を検知、検出あるいは定量する重要性が増している。それら生体物質や化学物質などを簡便に測定できる様々なバイオチップおよびマイクロ化学チップなどのマイクロチップ（検査チップ）が提案されている。

マイクロチップは、内部に流体回路を有している。流体回路は、たとえば、液体試薬を保持する液体試薬保持部、血液など検査・分析の対象となる検体あるいは検体中の特定成分や液体試薬など検査対象となる検査液体を定量するための定量部、検体や検体中の特定成分と、液体試薬とを混合する混合部、混合液について検査・分析をおこなうための検出部などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な経路とから構成されている。

特許文献１では、検査液体を定量する定量部である計量部が複数備えられたマイクロチップが開示されている。複数の計量部は、同一の遠心力によってマイクロチップ内を移動する検体や液体試薬を同一の工程で定量する構成である。

特開２００９−１０９４２９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、定量容量の異なる定量については考慮されていなかった。したがって、同一の工程で異なる容量の定量部で検査液体を定量する場合、正確に定量することができない場合があるという問題が一例として挙げられる。また、同一の工程であっても、容量の小さい定量部で定量された検体や液体試薬が、容量の大きい定量部で定量がおこなわれている間に、次の検査工程へ流出してしまい、検査精度の劣化を招く可能性があるという問題が一例として挙げられる。

この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、容量の異なる複数の定量部で検査液体を定量する場合であっても、正確な定量をおこなえ、検査精度の向上を図ることができる検査対象受体、検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明の検査対象受体は、公転によって生じる遠心力と、自転によって保持される所定角度とに応じて検査対象となる検査液体を内部で移動させて検査する用途に用いられる検査対象受体であって、前記検査液体を異なる容量で同時に定量する際、平行な定量液面となる複数の定量部と、複数の前記定量部に対して、それぞれ前記検査液体を供給可能な供給口を有する複数の供給部と、を備え、前記供給部を区画する区画面のうち、前記供給口側の面である供給底面と、前記定量液面に平行な面との成す供給底面角は、複数の前記供給部のうち、容量が大きい前記定量部より、容量が小さい前記定量部に前記検査液体を供給する前記供給部の方が大きいことを特徴とする。

請求項２の発明の検査対象受体は、上記発明において、複数の前記定量部ごとの前記供給口から延線される、前記定量部のうち最も容量の小さい最小定量部における前記供給底面部に対して垂直方向の直線と平行な直線は、前記定量部における内部の壁面と交点を有することを特徴とする。

請求項３の発明の検査対象受体は、上記発明において、前記定量部によって定量された前記検査液体の少なくとも一部を、前記定量部から前記検査液体を収容可能な収容部へ案内する第一案内経路と、前記定量部に供給される検査液体のうち、余剰分を貯留可能な貯留部へ案内する第二案内経路と、を備え、前記供給口から、前記定量液面と垂直に延線される直線と、前記定量液面との交点は、前記定量液面のうち、前記第一案内経路よりも前記第二案内経路の方に近い点であることを特徴とする。

請求項４の発明の検査対象受体は、上記発明において、前記定量部によって定量された前記検査液体の少なくとも一部を、前記定量部から前記検査液体を収容可能な収容部へ案内する第一案内経路を備え、前記供給底面角の角度は、前記定量液面と、前記第一案内経路との成す第一経路角の角度よりも小さく、前記第一経路角は、容量の大きい前記定量部に接続される前記第一案内経路より、容量の小さい前記定量部に接続される前記第一案内経路と成す角度の方が大きいことを特徴とする。

請求項５の発明の検査装置は、上記発明において、所定位置に配置された前記検査対象受体を前記所定角度自転する自転手段と、前記自転手段によって自転された前記検査対象受体に、前記遠心力を印加するよう公転する公転手段と、前記検査対象受体に対する、前記自転手段における自転動作と、前記公転手段における公転動作とを制御する回動制御手段と、を備え、前記回転制御手段は、前記検査液体が、複数の前記定量部に対して、容量の小さい前記定量部に前記検査液体が供給開始された後、容量の大きい前記定量部に前記検査液体が供給開始されるよう制御することを特徴とする。

請求項６の発明の検査方法は、上記発明の検査対象受体を用いて、前記検査液体の検査をおこなうことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、容量の大きい定量部よりも、容量の小さい定量部の方が、検査液体の供給開始時における検査液体の供給方向と、定量液面との角度を小さくすることができる。したがって、小さい容量の定量部に対する検査液体の供給に際して気泡の発生を防ぐことができる。また、容量の大きい定量部に対して、検査液体の供給開始時における検査液体の供給方向と、定量液面の角度を垂直に近くすることができる。したがって、大きい容量の定量部に対する検査液体の供給に際して確実に定量部内への供給を図ることができ、正確な検査をおこなうことができる。

請求項２に記載の発明によれば、最初に検査液体が供給開始される直線が、定量部内部と交点を有することから、検査液体が定量部内部に向かって供給されるため、すべての検査液体を各定量部に確実に供給することができる。

請求項３に記載の発明によれば、垂線と定量液面との交点が第二案内経路側にあるため、定量部に供給する検査液体のうち余剰分が、定量の次工程となる部位へ流出するのを防ぐことができ、正確な検査をおこなうことができる。

請求項４に記載の発明によれば、容量の小さい定量部に接続される第一案内経路の角度が大きいため、供給開始が早く、容量が小さい定量部であっても、定量前の検査液体が次工程へ流出してしまうことを防ぐことができ、正確な検査をおこなうことができる。

請求項５に記載の発明によれば、検査対象受体内部の検査液体に対して、容量の異なる定量部を用いて検査をおこなう場合であっても、正確に検査をおこなうことができる。

請求項６に記載の発明によれば、検査対象受体内部の検査液体に対して、容量の異なる定量部を用いて検査をおこなう場合であっても、正確に検査をおこなうことができる。

以上説明したように、本発明にかかる検査対象受体、検査方装置および検査方法によれば、容量の異なる複数の定量部で検査液体を定量する場合であっても、正確な定量をおこなって、検査精度の向上を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態の検査チップが定常状態にある検査装置の一例を示す側面図である。 本発明の実施形態の検査チップが変位状態にある検査装置の一例を示す側面図である。 本発明の実施形態の検査装置の一例を示す平面図である。 本発明の実施形態の検査チップの内部構造の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態の検査装置の処理の内容を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における供給前工程の検査チップおよび検査液体の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における供給工程の検査チップおよび検査液体の一例（その１）を示す説明図である。 本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における供給工程の検査チップおよび検査液体の一例（その２）を示す説明図である。 本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における供給工程の検査チップおよび検査液体の一例（その３）を示す説明図である。 本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における定量工程の検査チップおよび検査液体の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる検査対象受体、検査装置および検査方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施形態）
（検査装置の構成）
図１〜図３を用いて、本発明にかかる検査対象受体としての検査チップ内部に収容される検査対象となる検査液体に対して、所定の検査をおこなうために遠心力を印加する検査装置の概要について説明する。なお、本発明の実施形態では、検査液体として、血液など検査・分析の対象となる検体あるいは検体中の特定成分や液体試薬などを用いる場合について説明する。

図１は、本発明の実施形態の検査チップが定常状態にある検査装置の一例を示す側面図である。図２は、本発明の実施形態の検査チップが変位状態にある検査装置の一例を示す側面図である。図３は、本発明の実施形態の検査装置の一例を示す平面図である。なお、説明を簡略とするため、図１および図２に示す上部筐体３００は仮想線で示し、図３では上部筐体３００の天板が取り除かれた状態を示す。

検査装置１００は、上部筐体３００と、検査装置１００の駆動を制御する駆動機構を備える下部筐体１０１と、駆動機構の制御によって垂直軸Ｌを中心として回転可能なターンテーブル１０２と、検査チップ４００を内部に保持する箱状のホルダ１０３と、検査チップ４００の保持角度を変更させる角度変更機構１５０と、検査装置１００における遠心処理や計測処理などを制御する制御装置１８０とを備える。なお、図示の例は、検査装置１００の説明のための概略を示すものであり、同等の機能を備える構成であれば各部位の寸法比率や詳細形状などはこれに限ることはない。

検査装置１００は、ホルダ１０３に保持される検査チップ４００から離間した垂直軸Ｌを中心とした回転によって、検査チップ４００に遠心力を付与する。また、検査装置１００は、検査チップ４００を水平軸Ｔまわりに回転させることによって、検査チップ４００に付与する遠心力の方向である遠心方向を切り替えることができる。

ホルダ１０３は、たとえば、底板と上板と側壁とで外形が形成された箱状体である。具体的には、ホルダ１０３は、平面視長方形に形成された検査チップ４００を内部に収納および保持できるように、検査チップ４００より一回り大きい平面視長方形に形成された箱状の部材である。

検査装置１００は、床面に設置され、下部筐体１０１内部にターンテーブル１０２を垂直軸Ｌまわりに回転させる駆動機構を備える。ターンテーブル１０２は、下部筐体１０１の上面側に設けられ、Ｌ型プレート１５１によってホルダ１０３を保持する円盤状の回転体である。具体的には、ターンテーブル１０２は、制御装置１８０から入力される制御信号にしたがって制御される駆動機構によって、垂直軸Ｌまわりに回転する。

角度変更機構１５０は、ターンテーブル１０２に設けられたホルダ１０３を、水平軸Ｔまわりに回転させる駆動機構である。具体的には、角度変更機構１５０は、ターンテーブル１０２の上面に固定された一対のＬ字型板状の連結金具であるＬ型プレート１５１を有する。Ｌ型プレート１５１は、ターンテーブル１０２の中心近傍に固定された基部から上方に延設され、上端部がターンテーブル１０２の径方向外側に延設されている。

Ｌ型プレート１５１の間には、内軸１０４に固定されたラックギア１５２が設けられている。ラックギア１５２は、縦長の金属製の板状部材であり、両端面にギアが各々刻まれている。なお、Ｌ型プレート１５１を一対設けることとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、１つ以上であればよく、複数対であってもよい。対とすることで、回転時にバランスをとることができる。

Ｌ型プレート１５１の延設方向の先端側では、ギア１５３によって水平軸Ｔを中心にホルダ１０３を回転自在に保持している。ギア１５３と、ラックギア１５２との間には、Ｌ型プレート１５１によって支持されたピニオンギア１５４が介在している。ピニオンギア１５４は、ギア１５３およびラックギア１５２にそれぞれ噛合している。

ラックギア１５２の上端部には、柱状のガイド部材１５５が設けられている。ガイド部材１５５は、上下方向に摺動可能に保持されている。ラックギア１５２の上下動に連動して、ピニオンギア１５４、ギア１５３がそれぞれ従動回転することで、ホルダ１０３が水平軸Ｔを中心に回転する。

本発明の実施形態では、制御装置１８０による制御にしたがって、駆動機構によってターンテーブル１０２を回転駆動するのに伴い、検査チップ４００を保持したホルダ１０３が垂直軸Ｌを中心とした回転である公転をする。検査チップ４００には、公転によって遠心力が付与される。

制御装置１８０による制御にしたがって、角度変更機構１５０によってガイド部材１５５を摺動するのに伴い、ラックギア１５２、ピニオンギア１５４、ギア１５３が従動回転し、検査チップ４００を保持したホルダ４００が水平軸Ｔを中心とした回転である自転をする。自転によって、検査チップ４００に作用する遠心方向が相対変化する。

検査装置１００は、ターンテーブル１０２および角度回転機構１５０による検査チップ４００の公転および自転によって印加される遠心力によって、検査チップ４００内部の流体回路に収容された検査液体に対して、各部への移動、複数の相に分離する遠心分離、薬剤との混合、希釈、定量、保持、各種測定などがおこなわれる。

本発明の実施形態において、ホルダ１０３の状態を説明するため、図示の下方向である重力方向となす角度である自転角度として説明する。図１に示すように、ラックギア１５２が可動範囲の最下端まで下降した状態であるとき、ホルダ１０３は、自転角度が０度である定常状態となる。なお、本発明の実施形態では、水平軸Ｔまわりに自転する構成としたが、これに限ることはない。具体的には、各ホルダ１０３について垂直軸Ｌと平行な軸まわりに自転して遠心方向を変更させる構成としてもよい。

図２に示すように、ラックギア１５２が可動範囲の最上端まで上昇した状態であるとき、ホルダ１０３は、自転角度が９０度である変位状態となる。具体的には、変位状態では、ホルダ１０３は、定常状態から水平軸Ｔまわりに９０度回転した状態である。

すなわち、ホルダ１０３が自転可能な角度幅である自転可能範囲は、定常状態の０度から、変位状態の９０度までとなる。なお、本発明の実施形態では、自転可能範囲を０度から９０度として説明するが、これに限ることはなく、検査内容に応じた検査チップ４００内での検査液体の移動方向に基づいて定められることとしてもよい。なお、本発英の実施形態では、図１および図２で示したホルダ１０３のうち、紙面右側のホルダ１０３について説明する。具体的には、自転角度が０度から９０度方向に回転する場合は、反時計回りとし、９０度から０度方向に回転する場合は時計回りとして説明する。

上部筐体３００は、下部筐体１０１の上側に固定されており、検査チップ４００に収容された検査液体を光学的に計測する計測部３１０が内部に設けられている。計測部３１０は、制御装置１８０から入力される制御信号にしたがって、検査液体に対して光学的計測をおこなう。

詳細には、上部筐体３００は、ターンテーブル１０２の回転中心である垂直軸Ｌに対して、ホルダ１０３が回転される範囲の外側に設けられている。上部筐体３００は、ターンテーブル１０２の外周側において平面視で円弧上に延びる対向壁３２１を有する。

上部筐体３００に設けられた計測部３１０は、計測位置となる所定位置でホルダ１０３交差する方向に延びる光を、計測対象となる検査チップ４００に透過させることで、検査チップ４００内の検査液体を計測する。

計測部３１０は、発光部３１３によって計測光を発する光源３１１と、受光部３１４によって光源３１１から発せられた計測光を検出する光センサ３１２とを有する。なお、本発明の実施形態では、検査チップ４００を透過した計測光を計測することとして説明するが、これに限ることはなく、反射する計測光を計測することとしてもよい。

光源３１１および光センサ３１２は、ホルダ１０３の回転範囲の外側に配置されている。光源３１１と、光センサ３１２とを結ぶ光路の高さ位置は、定常状態であるホルダ１０３を基準として、ホルダ１０３に保持される検査チップ４００における計測対象となる検査液体が収容される部位の高さ位置に応じて設定される。

検査装置１００の外部に接続された制御装置１８０は、計測部３１０によって計測された計測光に基づいて各種測定をおこなう。すなわち、制御装置１８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを内蔵して、検査チップ４００が保持された検査装置１００における公転や自転を制御して、各種測定をおこなう。

制御装置１８０は、利用者が検査装置１００の各種動作を指示するための操作部を備えている。本発明の実施形態では、制御装置１８０を外部接続することとしたが、これに限ることはなく、制御装置１８０の機能を検査装置１００内部に備えることとしてもよい。

なお、図１〜図３を用いて説明した本発明の実施形態では、下部筐体１０１の上面側に円盤状のターンテーブル１０２を備えることとして説明したが、これに限ることはない。すなわち、検査チップ４００に遠心力を印加できる構成であればよく、筐体やターンテーブル１０２の形状は限定することはない。また、ホルダ１０３は、ターンテーブル１０２の円周近傍に一対設けることとしたが、これに限ることはない。すなわち、一つであったり複数であったりしてもよく、検査チップ４００に所望の遠心力を印加できる配置であればよい。

（検査チップ４００の構成）
図４を参照して、本発明の実施形態の検査チップ４００の構成について説明する。図４は、本発明の実施形態の検査チップの内部構造の一例を示す説明図である。図４では、図１〜３に示した検査装置１００に検査チップ４００を設置する場合における検査チップ４００の平面視について説明する。

図４において、検査チップ４００は、平面視長方形で所定の厚みを有する板部材から構成されており、所定の検査の対象となる検査液体について収容、移動、測定などを実行するための流体回路を備えている。板部材の材質は、たとえば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、アクリロニトル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン樹脂（ＰＭＰ）、ポリブタジエン樹脂（ＰＢＤ）、生分解性ポリマー（ＢＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの有機材料や、シリコン、ガラス、石英などの無機材料など特に制限されない。

また、検査チップ４００は、図４における紙面手前側である検査チップ４００の表面側は、内部に検査液体を保持するために上カバー４０１で流体回路を覆う構成となっている。なお、検査チップ４００の流体回路は、説明のための概略を示すものであり、特に記載のない限り各部位の寸法比率や容量などはこれに限ることはない。

検査チップ４００は、板部材の厚み方向における所定深さの凹部からなる検査チップ４００内部の流体回路として、図示しない注入口から注入される検査液体を一時保持する供給部４１０，４２０，４３０と、供給部４１０，４２０，４３０の各供給口４１３，４２３，４３３から供給される検査液体を定量する複数の各定量部４１１，４２１，４３１と、定量部４１１，４２１，４３１に供給される検査液体のうち余剰分を貯留可能な貯留部４１８，４２８，４３８と、定量部４１１，４２１，４３１で定量された検査液体に対して、次工程として所定の計測を実施するために収容可能な収容部４５０と、定量部４１１，４２１，４３１から収容部４５０への検査液体の移動経路となる第一案内経路４１６，４２６，４３６と、定量部４１１，４２１，４３１から貯留部４１８，４２８，４３８への検査液体の移動経路となる第二案内経路４１７，４２７，４３７とを備えている。

なお、本発明の実施形態では、収容部４５０で、各定量部４１１，４２１，４３１から流入される検査液体の混合や分析のための計測などをおこなうこととして説明するが、これに限ることはない。具体的には、たとえば、収容部４５０までの経路に、混合、分析、遠心分離、希釈、保持などの各種工程を実施するため部位があってもよいし、収容部４５０で混合や計測以外の各種工程を実施することとしてもよい。また、収容部４５０は複数であってもよい。

定量部４１１，４２１，４３１は、それぞれ異なる容量である。具体的には、たとえば、定量部４１１は、定量部４２１よりも容量が大きく、定量部４２１は、定量部４３１よりも容量が大きい構成である。各定量部４１１，４２１，４３１は、供給部４１０，４２０，４３０から供給される検査液体の定量をおこなう。詳細は図５〜図１０を用いて説明するが、定量部４１１，４２１，４３１は、それぞれが互いに平行な定量液面４１２，４２２，４３２を有し、異なる容量の検査液体を同一の定量工程で定量する構成である。

定量液面４１２，４２２，４３２は、第一案内経路４１６，４２６，４３６とそれぞれ第一経路角θ１１，θ２１，θ３１を構成する。具体的には、第一経路角θ１１，θ２１，θ３１は、定量液面４１２，４２２，４３２と、第一案内経路４１６，４２６，４３６を区画形成する、図４における下側の経路面となす角である。第一経路角θ１１，θ２１，θ３１は、それぞれ異なる角度で構成される。具体的には、容量の大きい定量部の定量液面と、容量の大きい定量部に接続される第一案内経路となす第一経路角より、容量の小さい定量部の定量液面と、容量の小さい定量部に接続される第一案内経路となす第一経路角の方が大きく構成されている。図示の例では、第一経路角θ３１は、第一経路角θ２１よりも大きく、第一経路角θ２１は、第一経路角θ１１よりも大きい構成である。

供給部４１０，４２０，４３０は、区画面によって区画され、それぞれ定量部４１１，４２１，４３１に対して検査液体を供給するための供給口４１３，４２３，４３３を備える。区画面のうち、供給口４１３，４２３，４３３側である供給底面４１４，４２４，４３４は、定量液面４１２，４２２，４３２と平行な平行線４１５，４２５，４３５とそれぞれ供給底面角θ１，θ２，θ３を構成する。図示の例では、供給底面４１４，４２４，４３４は、区画面のうち、ホルダ１０３にセットされた状態において、供給部４１０，４２０，４３０から定量部４１１，４２１，４３１へ検査液体を供給する前におけるターンテーブル１０２の外周側に位置する底面である。

供給底面角θ１，θ２，θ３は、それぞれ異なる角度で構成される。具体的には、容量の大きい定量部に対する供給部の供給底面角より、容量の小さい定量部に対する供給部の供給底面角の方が大きく構成される。具体的には、供給底面角θ３は、供給底面角θ２よりも大きく、供給底面角θ２は、供給底面角θ１よりも大きい構成である。

なお、本発明の実施形態では、検査液体は、血液などの検体や、薬剤などの試料や、混合液体などであってもよく、所望の検査に応じて利用者によって適宜選択可能である。また、検査チップ４００は、供給部４１０，４２０，４３０や、定量部４１１，４２１，４３１や、貯留部４１８，４２８，４３８や、収容部４５０など、各部位の数量や経由する経路の数量なども所望の検査に応じて適宜設定可能としてもよい。また、検査チップ４００は、所望の検査に応じて、他の液体との混合、分析、遠心分離、希釈、保持などの各種工程を実施する部位を有する構成としてもよい。

なお、各構成要素と、各機能を対応付けて説明すると、図４に示した定量部４１１，４２１，４３１によって、本発明の定量部の機能を実現する。供給部４１０，４２０，４３０によって、本発明の供給部の機能を実現する。第一案内経路４１６，４２６，４３６によって、本発明の第一案内経路の機能を実現する。第二案内経路４１７，４２７，４３７によって、本発明の第二案内経路の機能を実現する。

（検査装置１００の処理の内容）
図５〜図１０を用いて、本発明の実施形態の検査装置の処理の内容について説明する。図５は、本発明の処理の内容を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、まず、検査装置１００での処理前に、利用者は、注入口から検査チップ４００内部の供給部４１０，４２０，４３０へ検査液体を注入する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１において、検査液体の注入が完了すると、利用者は、ホルダ１０３に検査チップ４００をセットする（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２において、検査チップ４００のセットが完了すると、検査装置１００の処理を実行するため、利用者は、制御装置１８０の操作部を操作して、検査装置１００の電源をＯＮする（ステップＳ５０３）。そして、利用者は、制御装置１８０の操作部を操作する。制御装置１８０のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムの制御にしたがって検査装置１００を制御して、検査チップ４００に所定の遠心力の印加を開始する（ステップＳ５０４）。

ここで、図６〜図１０を用いて、本発明の実施形態の検査装置１００による遠心力の印加（図５に示したステップＳ５０４）によって実施される検査液体に対する各工程について説明する。具体的には、図６〜図１０では、供給部４１０，４２０，４３０に注入された検査液体について、各定量部４１１，４２１，４３１への供給前である供給前工程、供給部４１０，４２０，４３０から各定量部４１１，４２１，４３１へ供給される供給工程、供給工程の後に各定量部４１１，４２１，４３１において定量される定量工程について説明する。

図６は、本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における供給前工程の検査チップおよび検査液体の一例を示す説明図である。図７〜図９は、本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における供給工程の検査チップおよび検査液体の一例（その１〜３）を示す説明図である。図１０は、本発明の実施形態の検査装置による遠心力の印加における定量工程の検査チップおよび検査液体の一例を示す説明図である。なお、図６〜図１０は、説明のために概略を示すものであり、特に記載のない限り検査チップ４００の各部位および検査液体の寸法比率や容量などはこれに限ることはない。

図６における供給前工程において、供給部４１０，４２０，４３０に注入された検査液体６１０，６２０，６３０は、遠心方向６０１に付与される遠心力によって、供給部４１０，４２０，４３０に保持される。具体的には、検査装置１００は、駆動機構および角度変更機構１５０の制御によって、定常状態で保持された検査チップ３００に対してターンテーブル１０２を回転させて遠心方向６０１の遠心力を付与する。検査液体６１０，６２０，６３０は、遠心力によって供給部４１０，４２０，４３０の遠心方向６０１側の壁部に保持され、供給口４１３，４２３，４３３から定量部４１１，４２１，４３１へ供給されない。

図７〜９における供給工程において、検査装置１００は、定常状態から変位状態の間で検査チップ４００の自転角度を変化させるよう制御して、検査液体６１０，６２０，６３０に付与する遠心力の方向を制御する。

具体的には、検査装置１００は、駆動機構および角度変更機構１５０の制御によって、反時計回りに検査チップ４００を自転させて、遠心方向７０１、遠心方向８０１、遠心方向９０１の順に検査液体６１０，６２０，６３０に付与する遠心力の方向を制御する。検査液体６１０，６２０，６３０は、供給工程で付与される遠心力によって、供給部４１０，４２０，４３０から定量部４１１，４２１，４３１へ移動する。すなわち、異なる角度である供給底面角θ１，θ２，θ３によって、供給部４１０，４２０，４３０から定量部４１１，４２１，４３１へ検査液体６１０，６２０，６３０が供給開始される際の遠心力の方向は異なり、容量の小さな定量部の方が容量の大きな定量部よりも早い段階で供給開始される。

図７に示す供給工程において、検査装置１００は、検査液体６１０，６２０，６３０に付与する遠心力の方向を、定常状態の自転角度による遠心方向６０１から遠心方向７０１に変化させる。遠心方向７０１の遠心力によって、各検査液体６１０，６２０，６３０は、供給部４１０，４２０，４３０内において遠心方向７０１と垂直な液面７１１，７２１，７３１を有する。

供給部４１０，４２０，４３０の供給底面４１４，４２４，４３４は、容量の大きい定量部に対する供給部の供給底面角より、容量の小さい定量部に対する供給部の供給底面角の方が大きい構成である。したがって、遠心方向７０１は、供給底面４３４となす角は垂直となり、供給底面４１４，４２４となす角は鋭角となって、定量部４３１に対してのみ検査液体６３０の供給が開始される。具体的には、検査液体６３０は、供給口４３３から延びる遠心方向７０１と平行な破線７３２に沿って、定量部４３１へ供給される。検査液体６１０，６２０は、供給口４１３，４２３に達することなく、供給底面４１４，４２４によって供給部４１０，４２０内に保持される。

破線７３２は、定量部４３１の内部の壁面と交差しており、検査液体６３０を確実に定量部４３１へ供給する。換言すれば、供給部４１０，４２０，４３０から定量部４１１，４２１，４３１へ検査液体６１０，６２０，６３０を供給する供給工程において、収容部４５０への流出を防止することができる。また、破線７３２と、定量部４３１の内部の壁面とが交差する交点は、定量部４３１における紙面下方の底面から離れているため、供給中に気泡を発生させることを防ぐことができる。

図８に示す供給工程において、検査装置１００は、検査液体６１０，６２０，６３０に付与する遠心力の方向を、図７に示した遠心方向７０１から遠心方向８０１に変化させる。遠心方向８０１の遠心力によって、各検査液体６１０，６２０，６３０は、遠心方向８０１と垂直な液面８１１，８２１，８３１を有する。

遠心力の方向を遠心方向７０１から遠心方向８０１に変化させることにより、供給底面４３４となす角は鈍角となり、供給底面４２４となす角は垂直となり、供給底面４１４となす角は鋭角となる。

したがって、定量部４３１に対する検査液体６３０の供給は終了する。なお、特に図示はしないが、定量部４３１に供給された検査液体６３０のうち、液面８３１より余剰となる分があった場合は、第二案内経路４３７を介して貯留部４３８へと移動することとなる。遠心力の遠心方向７０１から遠心方向８０１への変化は、所定タイミングで実行され、たとえば、供給部４３０から定量部４３１への検査液体６３０の供給が終了した段階でおこなわれることとしてもよい。

遠心方向８０１と、供給底面４２４となす角が垂直となると、定量部４２１に対して検査液体６２０の供給が開始される。具体的には、検査液体６２０は、供給口４２３から延びる遠心方向８０１と平行な破線８２２に沿って、定量部４２１へ供給される。検査液体６１０は、供給口４１３に達することなく、供給底面４１４によって供給部４１０内に保持される。

すなわち、破線８２２は、定量部４２１の内部の壁面と交差しており、検査液体６２０を確実に定量部４２１へ供給する。定量部４１１に対しては、検査液体６１０は供給されず、供給部４１０に保持される。

図９に示す供給工程において、検査装置１００は、検査液体６１０，６２０，６３０に付与する遠心力の方向を、図８に示した遠心方向８０１から遠心方向９０１に変化させる。遠心方向９０１の遠心力によって、各検査液体６１０，６２０，６３０は、遠心方向９０１と垂直な液面９１１，９２１，９３１を有する。

遠心力の方向を遠心方向８０１から遠心方向９０１に変化させることにより、供給底面４２４，４３４となす角は鈍角となり、供給底面４１４となす角は垂直となる。

したがって、定量部４３１のおける液面８３１と、液面９３１との間に存在した分の検査液体６３０は、第二案内経路４３７を介して貯留部４３８へ移動する。

また、定量部４２１に対する検査液体６２０の供給は終了する。なお、特に図示はいないが、定量部４２１に供給された検査液体６２０のうち、液面９２１より余剰となる分があった場合は、第二案内経路４２７を介して貯留部４２８へと移動することとなる。遠心力の遠心方向８０１から遠心方向９０１への変化は、所定タイミングで実行され、たとえば、供給部４２０から定量部４２１への検査液体６２０の供給が終了した段階でおこなわれることとしてもよい。

遠心方向９０１と、供給底面４１４となす角が垂直となると、定量部４１１に対して検査液体６１０の供給が開始される。具体的には、検査液体６１０は、供給口４１３から延びる遠心方向９０１と平行な線９１２に沿って、定量部４１１へ供給される。

すなわち、破線９１２は、定量部４１１の内部の壁面と交差しており、検査液体６１０を確実に定量部４１１へ供給する。遠心方向９０１の遠心力によって、供給部４１０内の検査液体６１０は、定量部４１１へ供給される。

このように、図７〜図９に示した供給工程によって、供給部４１０，４２０，４３０に保持されていた検査液体６１０，６２０，６３０は、定量部４１１，４２１，４３１または貯留部４１８，４２８，４３８へと移動する。

供給工程では、容量の小さい定量部から順に検査液体を供給する構成である。すなわち、検査液体の注入開始の方向と、定量液面とのなす角は、容量の小さい定量部の方が容量の大きい定量部よりも小さく、容量の小さい定量部であっても気泡を発生させることなく検査液体を注入することができる。具体的には、図７に示した破線７３２と、定量液面４３２とのなす角を小さくすることで、容量の小さな定量部４３１であっても、検査液体６３０に気泡を発生させることなく確実に供給をおこなうことができる。すなわち、容量の大きい定量部よりも脱気しにくく、気泡の発生が問題となるような容量の小さい定量部であっても気泡を発生させずに、正確な定量をおこなうことができる。

供給工程では、定量部内部に検査液体の供給が開始される点は、容量の小さい定量部の方が容量の大きい定量部より第一案内経路に近い構成である。換言すれば、容量の小さい定量部の方が容量の大きい定量部と比較して、定量部の底面から離れた壁面で検査液体の供給を開始することとなる。具体的には、図７〜図９に示した破線７３２，８３２，９３２のうち、破線７３２と、定量部４３１の壁面との交点と、第一案内経路４３６との距離が最も小さい構成となる。このような構成により、容量の小さな定量部４３１であっても、検査液体６３０に気泡を発生させることなく確実に供給をおこなうことができる。

また、定量液面４１２，４２２，４３２と、第一案内経路４１６，４２６，４３６となす角である第一経路角θ１１，θ２１，θ３１は、容量の小さい定量部４３１の定量液面４３２と、第一案内経路４３６との角である第一経路角θ３１が最も大きい構成となる。このような構成によって、気泡を発生させないために、第一案内経路４３６に近い位置で検査液体６３０の供給が開始された場合であっても、収容部４５０への意図しない検査液体６３０の流出を防ぐことができる。

つぎに、図１０に示す定量工程によって、検査装置１００は、遠心力の方向が定量液面４１２，４２２，４３２と垂直となる遠心方向１００１となるよう制御する。具体的には、駆動機構および角度変更機構１５０の制御によって、反時計回りに検査チップ４００を自転させて、を遠心方向１００１とする遠心力を付与させることによって、各定量部４１１，４２１，４３１の定量液面４１２，４２２，４３２より上方に存在した分の検査液体６１０，６２０，６３０が貯留部４１８，４２８，４３８へ移動して、定量が実施される。

図１０に示すように、供給部４１０，４２０，４３０の供給口４１３，４２３，４３３から遠心方向１００１へ延びる破線１０１０，１０２０，１０３０と、定量液面４１２，４２２，４３２との公転は、第一案内経路４１６，４２６，４３６よりも第二案内経路４１７，４２７，４３７の方になるよう構成されている。すなわち、供給工程、定量工程の最終段階に、収容部４５０への検査液体６１０，６２０，６３０が流出することを確実に防ぐことができる構成である。

つぎに、特に図示はしないが、検査装置１００は、定常状態と変位状態の間で自転角度を調整して遠心力の方向を制御し、図１０に示した定量工程によって定量された検査液体６１０，６２０，６３０を収容部４５０へと移動させる。

図５に戻って、ステップＳ５０４における遠心力の印加の後、所定の処理を経て遠心力の印加を終了する（ステップＳ５０５）。遠心力の印加終了は、たとえば、検査液体６１０，６２０，６３０に対して所定のプログラムに基づいた必要な処理を経て終了することとなる。

ステップＳ５０５において、遠心力の印加が終了すると、検査装置１００は、検査液体６１０，６２０，６３０のうち計測部３１０による計測の対象となる検査液体６１０，６２０，６３０の保持された収容部４５０が、光源３１１と、光センサ３１２とを結ぶ光路上となるように検査チップ４００を移動する（ステップＳ５０６）。

ステップＳ５０６において、検査チップ４００を移動すると、検査装置１００は、制御装置１８０の制御にしたがって、計測部３１０によって検査液体６１０，６２０，６３０の測定をおこなう（ステップＳ５０７）。検査液体６１０，６２０，６３０の測定は、たとえば、光源３１１から検査チップ４００内部の検査液体６１０，６２０，６３０に対して光を照射する。そして、検査液体６１０，６２０，６３０によって透過された光を光センサ３１２によって検出することによっておこなわれる。

ステップＳ５０７において、計測部３１０によって測定された情報は制御装置１８０に出力される。制御装置１８０は、測定された情報に基づいて、検査液体６１０，６２０，６３０の検査結果を出力し（ステップＳ５０８）、一連の処理を終了する。検査結果は、たとえば、測定された情報を所定のプログラムによって解析することによって取得し、図示しない表示部に表示することとしてもよい。

なお、本発明の各構成要素における処理と、本発明の実施形態の各処理または各機能とを関連付けて説明すると、ステップＳ５０４、ステップＳ５０５、ステップＳ５０６およびステップＳ５０７における制御装置１８０のＣＰＵによる検査装置１００の駆動機構および角度変更機構１５０の制御によって、本発明の自転手段による自転工程、公転手段による公転工程、回動制御手段による回動制御工程の処理が実行される。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、容量の異なる複数の定量部４１１，４２１，４３１で検査液体６１０，６２０，６３０を定量する場合であっても、気泡の発生を抑制して、正確な定量をおこなうことができる。特に、容量の小さな定量部４３０の定量液面４３２と、検査液体６３０の供給方向とのなす角を小さくすることで、確実に気泡の発生を抑制する。また、気泡の影響を受けやすい容量の小さな定量部４３０ほど、第一案内経路４３６に近い位置で供給を開始して、気泡の発生を抑える。また、気泡の影響を受けにくい容量の大きな定量部４１０に対しては、定量液面４１２と、検査液体６１０とのなす角を垂直に近づけることで、確実に検査液体６１０を供給することができる。

また、各定量部４１１，４２１，４３１に対して、検査液体６１０，６２０，６３０の供給が開始される位置は、各定量部４１１，４２１，４３１内部であることから、確実な定量をおこなうことができる。

また、定量工程における各定量液面４１２，４２２，４３２と、各供給口４１３，４２３，４３３からの垂線１０１０，１０２０，１０３０との交点は、第二案内経路４１７，４２７，４３７に近い構成であるため、収容部４５０への意図しない流出の防止を確実におこなって、検査精度の向上を図ることができる。

なお、上述で説明した方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

１００ 検査装置
１０１ 下部筐体
１０２ ターンテーブル
１０３ ホルダ
１５０ 角度変更機構
１８０ 制御装置
３００ 上部筐体
３１０ 計測部
３１１ 光源
３１２ 光センサ
４００ 検査チップ
４１１，４２１，４３１ 定量部
４１２，４２２，４３２ 定量液面
４１３，４２３，４３３ 供給口
４１４，４２４，４３４ 供給底面
４１６，４２６，４３６ 第一案内経路
４１７，４２７，４３７ 第二案内経路
４１８，４２８，４３８ 貯留部
４５０ 収容部
６１０，６２０，６３０ 検査液体
θ１，θ２，θ３ 供給底面角
θ１１，θ２１，θ３１ 第一経路角
６０１，７０１，８０１，９０１，１００１ 遠心方向

Claims (6)

1. 公転によって生じる遠心力と、自転によって保持される所定角度とに応じて検査対象となる検査液体を内部で移動させて検査する用途に用いられる検査対象受体であって、
   前記検査液体を異なる容量で同時に定量する際、平行な定量液面となる複数の定量部と、
   複数の前記定量部に対して、それぞれ前記検査液体を供給可能な供給口を有する複数の供給部と、
   を備え、
   前記供給部を区画する区画面のうち、前記供給口側の面である供給底面と、前記定量液面に平行な面との成す供給底面角は、複数の前記供給部のうち、容量が大きい前記定量部より、容量が小さい前記定量部に前記検査液体を供給する前記供給部の方が大きいことを特徴とする検査対象受体。
2. 複数の前記定量部ごとの前記供給口から延線される、前記定量部のうち最も容量の小さい最小定量部における前記供給底面部に対して垂直方向の直線と平行な直線は、前記定量部における内部の壁面と交点を有することを特徴とする請求項１に記載の検査対象受体。
3. 前記定量部によって定量された前記検査液体の少なくとも一部を、前記定量部から前記検査液体を収容可能な収容部へ案内する第一案内経路と、
   前記定量部に供給される検査液体のうち、余剰分を貯留可能な貯留部へ案内する第二案内経路と、
   を備え、
   前記供給口から、前記定量液面と垂直に延線される直線と、前記定量液面との交点は、前記定量液面のうち、前記第一案内経路よりも前記第二案内経路の方に近い点であることを特徴とする請求項１または２に記載の検査対象受体。
4. 前記定量部によって定量された前記検査液体の少なくとも一部を、前記定量部から前記検査液体を収容可能な収容部へ案内する第一案内経路を備え、
   前記供給底面角の角度は、前記定量液面と、前記第一案内経路との成す第一経路角の角度よりも小さく、
   前記第一経路角は、容量の大きい前記定量部に接続される前記第一案内経路より、容量の小さい前記定量部に接続される前記第一案内経路と成す角度の方が大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の検査対象受体。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の検査対象受体について、所定位置に配置された前記検査対象受体を前記所定角度自転する自転手段と、
   前記自転手段によって自転された前記検査対象受体に、前記遠心力を印加するよう公転する公転手段と、
   前記検査対象受体に対する、前記自転手段における自転動作と、前記公転手段における公転動作とを制御する回動制御手段と、を備え、
   前記回転制御手段は、
   前記検査液体が、複数の前記定量部に対して、容量の小さい前記定量部に前記検査液体が供給開始された後、容量の大きい前記定量部に前記検査液体が供給開始されるよう制御することを特徴とする検査装置。
6. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の検査対象受体を用いて、前記検査液体の検査をおこなうことを特徴とする検査方法。
   
   

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