JP6654874B2 - 保存容器、流動カートリッジ、および吐出機構 - Google Patents

Description

本発明は、保存容器、流動カートリッジ、および吐出機構に関する。

微小流体サンプルを処理するための一体化システム及びその使用方法が特許文献１に記載されている。この特許文献には、「リザーバは、内部に液体を蓄積することができる密閉空間と、微小流体ネットワークに入口に接続されている接続部とを含む。密閉空間及び接続部は、切り裂き可能なシール（例えば、弱いシール）によって分離することができる。一般に、切り裂き可能なシールは、液体又は蒸気が密閉空間から出るのを防止する。しかしながら、液体に圧力を加えるときに（例えば、密閉空間の壁を押下することによって）、切り裂き可能シールが裂けて、液体が弱いシールを通過して接続部に達し、更に微小流体ネットワークに入ることができる。」と記載されている。

特表２００９−５３１０６４

前記特許文献１のリザーバは、「内部に液体を蓄積することができる密閉空間と、微小流体ネットワークの入口に接続されている接続部とを含み、密閉空間及び接続部は、切り裂き可能なシール（例えば、弱いシール）によって分離することができる。」と記載されており、さらに、「液体に圧力を加えるときに（例えば、密閉空間の壁を押下することによって）、切り裂き可能シールが裂けて、液体が弱いシールを通過して接続部に達し、更に微小流体ネットワークに入ることができる。」と記載されている。しかし、密閉空間の壁を押下後に生じるデッドスペースおよび流体ネットワーク入口部のデッドスペースに液体が残る問題があった。

本発明の目的は、保存液体の流出時に液体が残りにくい保存容器および流動カートリッジおよび吐出機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の保存容器は、上部フィルムと、下部フィルムと、両フィルムの間に試薬を保存する試薬保存部と、該試薬保存部の周囲で両フィルムを接合したフィルム接合部と、を設けた保存容器において、上部フィルムを下部フィルム側に押動させたときに、上部フィルムが反転して両フィルムがほぼ隙間なく接触すべく、試薬保存部における上部フィルムと下部フィルムの形状が略反転させたくぼみ形状であり、下部フィルムは一部が除去されたフィルム除去部を備え、前記フィルム接合部は、前記フィルム除去部と前記試薬保存部の間の少なくとも一部が他の部分よりも接合強度が弱く、前記上部フィルムと前記下部フィルムの間に空気を保存する空気保存部と、該空気保存部の周囲で両フィルムを接合した第２のフィルム接合部とをさらに設けている。

また、本発明の流動カートリッジは、上部フィルムと、下部フィルムと、両フィルムの間に試薬を保存する試薬保存部と、該試薬保存部の周囲で両フィルムを接合したフィルム接合部と、を設けた保存容器と、保存容器から試薬が流入する開口部を有するデバイス本体と、を備えた、流動カートリッジにおいて、下部フィルムの少なくとも一部はデバイス本体の上部表面に接合され、試薬保存部の位置するデバイス本体の上部表面にはくぼみが設けられ、上部フィルムを下部フィルム側に押動させたときに、上部フィルムが反転して両フィルムがほぼ隙間なく接触すべく、試薬保存部における上部フィルムと下部フィルムの形状が略反転させたくぼみ形状であり、下部フィルムは一部が除去されたフィルム除去部を備え、前記フィルム接合部は、前記フィルム除去部と前記試薬保存部の間の少なくとも一部が他の部分よりも接合強度が弱く、前記上部フィルムと前記下部フィルムの間に空気を保存する空気保存部と、該空気保存部の周囲で両フィルムを接合した第２のフィルム接合部とをさらに設けている。

本発明によれば、保存液体の流出時に液体が残りにくい保存容器および流動カートリッジおよび吐出機構を提供することができる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の流動カートリッジの平面図、および流動制御部に搭載された状態での流動カートリッジの断面図 本発明の保存容器の構成部品図および断面図。 図１に示すベースカートリッジの構成部品図および断面図。 図１に示す流動制御部の平面図および断面図。 図１に示す流動カートリッジのサンプル導入動作を示す断面図。 図１に示す流動カートリッジの試薬導入動作を示す断面図。 図１に示す流動カートリッジの試薬導入動作を示す断面図。 本発明の吐出機構の平面図および側面図。 図８に示す吐出機構を開いた側面図。 図７に示す加圧部を最下点に押しつけた状態の側面図。 本発明の吐出機構の側面図および加圧部の部分詳細図。 本発明の加圧部の側面図。 本発明の加圧部の側面図。

以下、図面を用いて実施例を説明する。

以下本発明の一実施例を図１から図４に沿って説明する。本実施例では、化学分析装置内で、試料（血液、尿、スワブ等の液状化したもの）と試薬を流動させて混合し、光学計測（化学物質の同定および定量）を行うための、保存容器および流動カートリッジについて述べる。

図１は、本発明の流動カートリッジの平面図（図１A）、および流動制御部に搭載された状態での流動カートリッジの断面図（図１BはAA断面、図１CはBB断面）である。図２は、本発明の保存容器の構成部品の上面図（図２Aおよび図２B）、およびAA断面図（図２C）である。図３は、図１に示すベースカートリッジの構成部品の平面図（図３Aおよび図３Bおよび図３C）、およびAA断面図（図３D)である。図４は、図１に示す流動制御部の平面図（図４A）、AA断面図（図４B）、BB断面図（図４C）である。なお図２、図３、図４のAA断面、BB断面は図１のAA断面、BB断面と同一の断面である。

図１に示すように、流動カートリッジ１は、図２に示す保存容器２と図３に示すベースカートリッジ３から構成されており、図４に示す流動制御部４に搭載されている。

保存容器２は、上部フィルム１０と下部フィルム２０を接合して構成してある。第一試薬２１は、上部フィルム１０の第一試薬上部くぼみ１１１（図２）と下部フィルム２０の第一試薬下部くぼみ２１１で構成される第一試薬保存部１１０（図１）に保存され、第二試薬２２は、上部フィルム１０の第二試薬上部くぼみ１２１と下部フィルム２０の第二試薬下部くぼみ２２１で構成される第二試薬保存部１２０に保存され、第三試薬２４は、上部フィルム１０の第三試薬上部くぼみ１４１と下部フィルム２０の第三試薬下部くぼみ２４１で構成される第三試薬保存部１４０に保存されている。空気（２３および２５）は、上部フィルム１０の第一空気上部くぼみ１３１と下部フィルム２０の第一空気下部くぼみ２３１で構成される第一空気保存部１３０および上部フィルム１０の第二空気上部くぼみ１５１と下部フィルム２０の第二空気下部くぼみ２５１で構成される第二空気保存部１５０にそれぞれ保存されている。

試薬および空気の各保存部は、その周囲で上部フィルム１０と下部フィルム２０が接合され密封されている。しかし、後述するように、第一試薬用接合部１１５（図１Aの破線および図２C）、第二試薬用接合部１２５、第三試薬用接合部１４５、第一空気用接合部１３５、第二空気用接合部１５５は、上部フィルム１０と下部フィルム２０の接合強度が他よりも弱く、各保存部を押下した時の内圧の増加で接合部が剥離し、試薬あるいは空気が流れ、下部フィルム２０の一部を除去した第二試薬流出部２７０および第三試薬流出部２８０（図２B、図２C）より流出する。

上部フィルム１０には一部を除去した観測窓１９０が設けてあり、対応する下部フィルム２０のフィルム面（観測面２９０）は光学観測に適した表面仕上げがされている。

図１（B）（C）に示すように、ベースカートリッジ３は、上部カートリッジ３０、下部カートリッジ４０、メンブレン５０を接合して構成してあり、それぞれの平面図を図３（A）、（B）、（C）に示す。

上部カートリッジ３０には、第一試薬用くぼみ３１０、第二試薬用くぼみ３２０、第三試薬用くぼみ３４０、第一空気用くぼみ３３０、第二空気用くぼみ３５０があり、保存容器２の下部フィルム２０を上部カートリッジ３０に接合したときに、下部フィルム２０の各くぼみが上部カートリッジ３０のくぼみに隙間なく接するくぼみ形状となっている。また、ベースカートリッジ３０には第二試薬上部流路３７０、第三試薬上部流路３８０が貫通してあり、下部フィルム２０の第二試薬流出部２７０および第三試薬流出部２８０に連通する。さらにベースカートリッジ３には、検出容器３９０およびサンプル容器３６０が設けてあり、検出容器３９０は下部フィルム２０の観測面２９０の直下に位置する。サンプル容器３６０には、汚染防止用の保護フィルム１１（図１）が貼られており、分析直前に剥がしてサンプルを投入する。

下部カートリッジ４０には、第二試薬下部流路４７０、第三試薬下部流路４８０が貫通してあり、上部カートリッジ３０の第二試薬上部流路３７０および第三試薬上部流路３８０に連通する。また、サンプル下部流路４６０が貫通してあり、上部カートリッジ３０のサンプル容器３６０に連通する。さらに、上部カートリッジ３０の検出容器３９０直下の下部カートリッジ４０上面には、サンプル導入流路４６３、第二試薬導入流路４７３、第三試薬導入流路４８３が合流して連通しており、各流路の他端には、サンプル導入下部流路４６２、第二試薬導入下部流路４７２、第三試薬導入下部流路４８２が貫通してある。

図４は流動制御部４の主要部であり、駆動部６０にはサンプル用空気室６６０、第二試薬用空気室６７０、第三試薬用空気室６８０が設けてある。それらの両端にはサンプル用第一ピン導入穴６６１、サンプル用第二ピン導入穴６６２、第二試薬用第一ピン導入穴６７１、第二試薬用第二ピン導入穴６７２、第三試薬用第一ピン導入穴６８１、第三試薬用第二ピン導入穴６８２が設けてあり、それぞれサンプル用第一ピン６６５、サンプル用第二ピン６６６、第二試薬用第一ピン６７５、第二試薬用第二ピン６７６、第三試薬用第一ピン６８５、第三試薬用第二ピン６８６を備えている。また、各空気室内には、サンプル用空気導入部６６３、第二試薬用空気導入部６７３、第三試薬用空気導入部６８３が設けてある。

次に分析動作について、図５から図７に沿って説明する。

〔サンプル導入について〕
まずサンプルの導入について図５で説明する。

図５は、流動制御部に搭載された状態での流動カートリッジの断面図（図１のBB断面）である。

まず、サンプル容器３６０を封止している保護フィルム１１を剥がし、サンプル２６を投入する（図５A）。この状態では、すべてのピン（たとえばサンプル用第一ピン６６５）は最上部にあり、メンブレン５０を下部カートリッジ４０に押し付け、下部カートリッジ４０に設けた各流路（たとえばサンプル下部流路４６０）を閉じている。

次に、サンプル用第一ピン６６５を下げて、サンプル用空気導入部６６３からサンプル用空気室６６０の空気を排出することにより、メンブレン５０を底面側に引き寄せると、下部カートリッジ４０とメンブレン５０との間に空間６６４が生じる。サンプル導入下部流路４６２はサンプル用第二ピン６６６で閉じており、一方、サンプル用第一ピン６６５が下がったことによりサンプル下部流路４６０は空間６６４と連通しており、サンプル２６が空間６６４に引き込まれる（図５B）。

次に、サンプル用第一ピン６６５を上昇させて、サンプル下部流路４６０をメンブレン５０で閉じ、サンプル用第二ピン６６６を下げて、サンプル導入下部流路４６２を空間６６４に連通させ、サンプル用空気導入部６６３からサンプル用空気室６６０に空気を供給すると、メンブレン５０は下部カートリッジ４０側に戻され、サンプル２６はサンプル導入下部流路４６２から検出容器３９０に導かれる（図５C）。

最後に、サンプル用第二ピン６６６を上昇させて、サンプル導入下部流路４６２をメンブレン５０で閉じれば、サンプルは検出容器３９０内に保持される。

〔試薬導入について〕
次に、試薬の導入について図６および図７で説明する。

図６および図７は、流動制御部に搭載された状態での流動カートリッジの断面図（図１のAA断面）に、吐出機構としての加圧部（図６および図７の７０から７９）を示している。それぞれの加圧部７０〜７９はそれぞれ独立して駆動可能である。

各加圧部（７０から７９）は上部フィルム１０の上部に離れて保持されている（図６A）。この状態では、すべてのピン（たとえば第二試薬用第一ピン６７５）は最上部にあり、メンブレン５０を下部カートリッジ４０に押し付け、下部カートリッジ４０に設けた各流路（たとえば第二試薬下部流路４７０）を閉じている。なお、図６Aでは検出容器３９０内にサンプル２６が保持されており、図５に示したサンプル導入動作が終了した状態を想定している。しかし、サンプル導入と試薬導入の順序はどちらが先でもあるいは同時でもよく、分析内容によって選択してよい。

まず，図６を用いて、第一試薬および第二試薬の導入について説明する。

最初に、第一空気流路加圧部７４を下降させ、次に第一試薬加圧部７０を下降させ、第一試薬加圧部７０の先端８０で第一試薬保存部１１０を加圧する。このとき第二試薬用第一ピン６７５を下げておけば、第一試薬２１および第二試薬２２がメンブレン５０と下部カートリッジ４０との間の空間に流入する（図６B）。すなわち、第一試薬加圧部７０で第一試薬保存部１１０が加圧されたことで第一試薬２１の圧力が高まり、第一試薬用接合部１１５（図１A）の上部フィルム１０と下部フィルム２０の間の接合強度の弱い個所が剥がれ、第一試薬２１が第二試薬保持部１２０に流入する。すると、第二試薬保持部１２０の内圧が高まり、第二試薬用接合部１２５（図１A）の上部フィルム１０と下部フィルム２０の間の接合強度の弱い個所が剥がれ、第一試薬２１および第二試薬２２は、下部フィルム２０の一部を除去した第二試薬流出部２７０（図２B、図２C）から流出する。第一空気用接合部１３５（図１A）は、接合されているため通常液は流入しないが、接合強度が周囲より弱いため、図６の実施例では、第一空気流路加圧部７４を押し下げことで前記試薬の流入を確実に防いでいる。第二試薬用第一ピン６７５を下げているため、加圧された前記試薬はメンブレン５０と下部カートリッジ４０との間に流入し、空間６７４を形成する。このとき、第二試薬用空気室６７０の空気を第二試薬用空気導入部６７３から排出しておけば、試薬は空間６７４に流入しやすい。なお、下部フィルム２０の第一試薬下部くぼみ２１１は上部カートリッジ３０の第一試薬用くぼみ３１０に対して隙間なく接する形状であり、第一試薬加圧部７０で第一試薬保存部１１０を加圧すると、上部フィルム１０の第一試薬上部くぼみ１１１は反転して第一試薬下部くぼみ２１１に内部で隙間なく接する形状（第一試薬下部くぼみ２１１を略反転させた形状）であり、第一試薬加圧部７０の先端８０は反転した第一試薬上部くぼみ１１１に隙間なく接する形状（第一試薬上部くぼみ１１１を略反転させた形状）である。そのため、第一試薬加圧部７０で第一試薬保存部１１０を加圧して試薬２１を流出させると、第一試薬保存部１１０に試薬はほとんど残らず流出することになる。ここでは第一試薬２１を流出させるためのくぼみや先端の形状について述べたが、第二試薬２２および第三試薬２４を流出させるためのくぼみおよび先端の形状についても同様で、それぞれが隙間なく接する形状であり、ほとんど液残りがないように構成されている。また第一空気２３および第二空気２５を流出させるためのくぼみおよび先端の形状についても同様の形状であるが、試薬と異なり空気は多少の残りは許容される。

続けて、第一試薬流路加圧部７１、第二試薬加圧部７２、第二試薬流路加圧部７３の順で下降させ、剥離した第一試薬用接合部１１５、第二試薬保持部１２０、剥離した第二試薬用接合部１２５内の試薬をほとんど残らず第二試薬流出部２７０から流出させる（図６C）。

次に、第一空気流路加圧部７４を上昇させて第一空気用接合部１３５の加圧をやめ、第一空気加圧部７５を下降させて第一空気保存部１３０を加圧すると、第一空気保存部１３０内の空気の圧力が高まり、第一空気用接合部１３５の上部フィルム１０と下部フィルム２０の間の接合強度の弱い個所が剥がれ空気が侵入し、さらに第二試薬流出部２７０から流出して第二試薬上部流路３７０および第二試薬下部流路４７０に残った試薬を空間６７４に押し出す。このとき、第二試薬用第二ピン６７６を下げておけば、試薬は検出容器３９０に流入する（図６D）。

次に、第一空気流路加圧部７４を再び下降させ第一空気用接合部１３５内の空気を流出させるが、この操作は省略することが可能である。さらに第二試薬用第二ピン６７６を上昇させて試薬を検出容器３９０に保持する。第二試薬用第一ピン６７５も元の位置に上昇させるが、この操作も省略することが可能である。この状態で第一試薬２１、第二試薬２２、サンプル２６が検出容器３９０内に導入されたことになる。

次に、図７を用いて、第三試薬の導入について説明する。

図６で、第一試薬および第二試薬の検出容器３９０への移動を完了させ、第二試薬用第二ピン６７６および第二試薬用第一ピン６７５を上昇させた状態が図７Aである。

まず、第二空気流路加圧部７８を下降させて第二空気用接合部１５５（図１A）を加圧し、第三試薬加圧部７６を下降させることで第三試薬保存部１４０を加圧して第三試薬２４を流出させ、さらに第三試薬流路加圧部７７を下降させることで、剥離した第三試薬用接合部１４５内の試薬を、下部フィルム２０の一部を除去した第三試薬流出部２８０（図２B、図２C）から流出させる。このとき第三試薬用第一ピン６８５を下げておけば、第三試薬２４がメンブレン５０と下部カートリッジ４０との間の空間６８４に流入する（図７B）。また、第三試薬用空気導入部６８３から空気を排出しておけばメンブレンが底面に引き寄せられるので、試薬が空間６８４に流入しやすくなる。

次に、第二空気流路加圧部７８を上昇させて第二空気用接合部１５５の加圧をやめ、第二空気加圧部７９を下降させて第二空気保存部１５０を加圧すると、第二空気保存部１５０内の空気の圧力が高まり、第二空気用接合部１５５の上部フィルム１０と下部フィルム２０の間が剥がれ空気が侵入し、さらに第三試薬流出部２８０から流出して第三試薬上部流路３８０および第三試薬下部流路４８０に残った試薬を空間６８４に押し出す。このとき、第三試薬用第二ピン６８６を下げておけば、第三試薬は検出容器３９０に流入する。その後、第二空気流路加圧部７８を下降させ（省略可）、第三試薬用第二ピン６８６を上昇させ、第三試薬用第一ピン６８５を上昇させ（省略可）、試薬を検出容器３９０に保持する（図７C）。

このようにして第一、第二、第三試薬とサンプルが検出容器３９０に導入されたことになる。その後、観測窓１９０（図１Aおよび図２）から検出容器３９０内を光学的に計測する。

本実施例では、上部フィルム１０の上部くぼみ形状は下部フィルム２０の下部くぼみを略反転させた形状であり、また、加圧部の先端形状は上部フィルム１０の上部くぼみを略反転させた形状であり、加圧部を押し下げて試薬保存部を加圧すると、上部くぼみが反転して下部くぼみにほぼ隙間なく接触するので、試薬がほぼ残りなく流出する。

しかし、試薬保存部の試薬量が少ないとき、たとえば数マイクロリットルの場合は、上部くぼみと下部くぼみがほぼ隙間なく接触しても、壁面をぬらす微量の液残りが分析再現性に影響を及ぼす可能性があるため、本実施例で示したように、第一試薬で第二試薬を追い出す構造とするのが望ましい。すなわち、第二試薬２２の液量が数マイクロリットルの場合、単独で流出させると壁面をぬらす微量の液残りが分析再現性に影響を及ぼす可能性があるため、第二試薬２２よりも液量の多い第一試薬２１を上流側に設置し、第二試薬２２を保持している第二試薬保存部１２０に流動させて、第一試薬で第二試薬を押し流すようにすれば、第二試薬の残量は問題とならない。

図６に示した試薬の導入動作では、第一試薬加圧部７０、第一試薬流路加圧部７１、第二試薬加圧部７２、第二試薬流路加圧部７３を下降させて第一および第二試薬を第二試薬流出部２７０から流出させる際に、第一空気流路加圧部７４を下降させて第一空気用接合部１３５を加圧することで第一空気用接合部１３５への試薬の流入を防いでいる。これは、第二試薬用接合部１２５を剥離させて流動する高圧の試薬により第一空気用接合部１３５が剥離することを防止するための動作である。しかし、第二試薬用第一ピン６７５を下降させ第二試薬用空気導入部６７３から空気を排出してメンブレン５０を第二試薬用空気室６７０の下面側に引き寄せれば、第二試薬流出部２７０の圧力は低下するので、各加圧部７０、７１、７２、７３と第二試薬用空気導入部６７３からの空気の排出を同時におこなえば、第一空気流路加圧部７４は不要である。

保存容器２の下部フィルムとベースカートリッジ３との接合については、少なくとも液が流動する接触部のみ接合すればよい。すなわち、第二試薬流出部２７０の周囲と第三試薬流出部２８０の周囲である。あるは、検出容器３９０の周囲については必要に応じて接合すればよい。

上部フィルムは加圧されて反転する形状が望ましく、たとえば球面や楕円面が望ましい。それ以外の形状であっても、くぼみのへりに折れ曲がりなく、滑らかに曲率を持っていれば反転しやすく、形状として望ましい。

空気保存部内の空気の流動に関しては、試薬のように供給量を厳密に規定する必要がない場合は、全量を流出させる必要はない。その場合、第一空気用くぼみ３３０および第二空気用くぼみ３５０を設けず（すなわち平坦）、第一空気加圧部７５や第二空気加圧部７８の先端８０を平面にして、第一空気保存部１３０および第二空気保存部１５０を押しつぶしてもよい。

本実施例では３種類の試薬を用いる分析で、第一試薬で第二試薬を追い出す構成としたが、２種類の試薬を用いる分析で、最初に使用する試薬の液量が小さい場合、本実施例の第二試薬保存部に保存し、第一試薬保存部には空気を保存してもよい。このようにすることで、微量試薬を空気で圧送し、残液を少なくできる。

また、試薬の配列は本実施例に限定されるものではなく、例えば第一試薬で第二試薬を追い出しさらに第三試薬を追い出すなどの構成にも実施可能である。

次に、図８、図９を用いて本発明による第２の実施例を説明する。本実施例では、化学分析装置内で、試料（血液、尿、スワブ等の液状化したもの）と試薬を流動させて混合し、光学計測（化学物質の同定および定量）を行うための、試薬の吐出機構について述べる。

図９は、本発明の吐出機構に流動カートリッジを装着した側面図である。吐出機構７２０はヒンジ７３１を支点として制御装置７３０に対して開閉可能に保持されている。図９は吐出機構７２０を開いた状態であり、この状態で流動カートリッジ８０１が制御装置７３０の上面に装着される。ここで装着とは、実施例１で述べた駆動部６０が制御装置７３０の内部に設けてあり、図１のように流動カートリッジ１を駆動部６０に対して位置決めすることである。

図８は、吐出機構７２０を閉じた状態で、図８Aはその平面図、図８Bは側面図である。なお図８Bは、流動カートリッジ８０１の装着状態がわかるように、手前側の側板７２３と第一押え部材７２４を削除して表示している。

吐出機構７２０を閉じると、図８Aに示すように第一押え部材７２４と第二押え部材７２５が手前側の流動カートリッジを制御装置７３０に対して押しつけ、第三押え部材７２６と第四押え部材７２７が奥側の流動カートリッジを制御装置７３０に対して押しつける。なお、ロック７３２を図８の位置に回転させることで、吐出機構７２０の制御装置７３０への押しつけ力を維持する。

吐出機構７２０は湾曲した板状の加圧部７０１を備えており、加圧部７０１の一端である固定端７０２を固定部材７２１にて移動および回転しないように固定支持している。この状態で、加圧部７０１は流動カートリッジ８０１の上部に、接触することなく保持されている。

流動カートリッジ８０１は、実施例１で述べた流動カートリッジ１とほとんど同じであり、特に断らない限り同一の符号である。唯一異なるのは検出容器の位置である。実施例１では、上面からみて（図１A）試薬と同じ並び、すなわち保存容器２の下に配置し、そのため保存容器２に観測窓１９０を設けた。実施例２では、加圧部７０１が保存容器８０２の上面を覆うことになるため、保存容器８０２の上部から光学観測することができない。そこで、保存容器８０２がないサンプル容器８３１（実施例１のサンプル容器３６０と同一）と同じ並びに検出容器８３２を設け、ベースカートリッジ８０３の上面に透明な観測窓部材８３３を接合する。この検出容器の位置変更により、流動カートリッジ１で変更になるのは、保存容器２では観測窓１９０および観測面２９０が不要であり、ベースカートリッジ３では検出容器３９０の移動にともない、サンプル導入流路４６３、第二試薬導入流路４７３、第三試薬導入流路４８３の位置が変更になる。

保存容器８０２に保存された試薬および空気は、配置や保存部形状は実施例１の保存容器２と全く同じである。加圧部７０１は、固定端７０２に対する別の一端を、押し下げ部材７４０の先端に装着したローラ７４１で押し下げることで変形させ、固定端７０２に近い側から各保存部に保存されている試薬および空気を流出させる。すなわち、加圧部７０１の下面側に突起（７１０、７１２、７１５、７１６、７１９）を設け、それぞれ実施例１の加圧部（７０、７２、７５、７６、７９）の先端８０と同一形状とし、押し下げ部材７４０を下降させることで、固定端７０２に近い側から加圧部７０１が保存容器８０２に接触し、各保存部が第一試薬保存部８１１、第二試薬保存部８１２、第一空気保存部８１３、第三試薬保存部８１４、第二空気保存部８１５の順で加圧され、試薬および空気が流出する。

押し下げ部材７４０を最下点まで押し下げた状態が図１０で、加圧部７０１はほぼ水平となり、流動カートリッジ８０１をほぼ均一に押し付けている。加圧部７０１の突起（７１０、７１２、７１５、７１６、７１９）は、この水平状態で各保存部の上部フィルムが反転し下部フィルムとの間に隙間がなくなるよう設計されている。

駆動部６０を用いた空気圧によるメンブレンの変形やピンの上下動作は、実施例１と同じであるが、実施例１の第一空気流路加圧部７４や第二空気流路加圧部７８のように独立して加圧する機構を持たないため、駆動部６０での空気圧制御を積極的に行うことになる。すなわち、実施例１では第一試薬加圧部７０、第一試薬流路加圧部７１、第二試薬加圧部７２、第二試薬流路加圧部７３を下降させて第一および第二試薬を第二試薬流出部２７０から流出させる際に、第一空気流路加圧部７４を下降させて第一空気用接合部１３５を加圧することで第一空気用接合部１３５への試薬の流入を防いでいる。しかし、加圧部７０１による試薬の導入では、突起７１０、７１２で第一試薬保存部８１１、第二試薬保存部８１２を加圧し、第一試薬、第二試薬を第二試薬流出部２７０から流出させる際に、第一空気用接合部１３５を加圧することができない。そこで、第二試薬用第一ピン６７５を下降させ第二試薬用空気導入部６７３から空気を排出してメンブレン５０を第二試薬用空気室６７０の下面側に引き寄せれば、第二試薬流出部２７０の圧力は低下するので、突起７１０、７１２で第一試薬保存部８１１、第二試薬保存部８１２を加圧するのと同時に第二試薬用空気導入部６７３からの空気の排出を行えば、第一空気用接合部１３５への試薬の流入を防いで、第二試薬流出部２７０から流出させることができる。

同様に、独立した加圧機構を持たないために、各保持部の位置が近いと、隣接する保持部が同時に加圧され流動する可能性がある。例えば突起７１２による第二試薬保持容器８１２の加圧が終了する前に突起７１５が第一空気保持部８１３に接触して加圧を開始してしまうと、試薬と空気が同時に流出することになる。同時に流出すること自体は問題ではないが、第一空気保持部８１３内の空気は、突起７１２による第二試薬保持容器８１２の加圧終了時に第二試薬上部流路３７０および第二試薬下部流路４７０に残る試薬を流出させるために必要であり、その時点で一定以上の空気が第一空気保持部８１３内に保持されていなければならない。なお、メンブレンと下部カートリッジとの間の空間にある試薬も流出させる必要があるが、必ずしも第一空気保持部８１３内の空気を用いる必要はなく、第二試薬用第一ピン６７５を上昇、第二試薬用第二ピン６７６を下降させて、第二試薬用空気導入部６７３から空気を供給すればよい。

上記の隣接する保持部が同時に加圧される課題に対しては、加圧部を図１１に示すような構造にすればよい。

図１１Aは吐出機構の側面図で、図８同様流動カートリッジ８０１の装着状態がわかるように、手前側の側板７２３と第一押え部材７２４を削除して表示している。図８と異なるのは、加圧部７５０のみである。図１１Bは加圧部７５０のCC断面図、図１１Cは図１１BのD矢視図である。

図１１Aに示すように、加圧部７５０は突起７１０と突起７１２を備えた第一加圧部７５１、突起７１５と突起７１６を備えた第二加圧部７５２、突起７１９を備えた第三加圧部７５３に分かれている。これらの突起は図８の突起と同じ構成で、それぞれ第一試薬保存部８１１、第二試薬保存部８１２、第一空気保存部８１３、第三試薬保存部８１４、第二空気保存部８１５を加圧する。

図１１Bおよび図１１Cに示すように、第一加圧部７５１と第二加圧部７５２は、第一中間部７６０、第一傾斜部７６１、第二傾斜部７６２で接続されている。この第一中間部７６０は、第一加圧部７５１および第二加圧部７５２とは幅方向（図１１Bおよび図１１Cのｙ方向）と高さ方向（図１１Bのz方向）に位置がずれており、第一加圧部後方端部７５５と第二加圧部前方端部７５６は高さ方向（ｚ方向）でｈ11のずれを生じている。なお、第一加圧部後方端部７５５と第二加圧部前方端部７５６の間には長手方向（図１１Cのｘ方向）に隙間７５７があり、加圧部７５０が最下点に押し下げられた状態（すなわち図１０の状態）で、隙間７５７は第二試薬流出部２７０の上に位置するように構成されている。このずれｈ11を設けることで、第一試薬（および第二試薬）と第一空気が同時に押し出されることはない。すなわち、突起７１２で第二試薬保存部８１２を加圧して第二試薬（および第一試薬）を第二試薬流出部２７０から流出させ、第一加圧部後方端部７５５が流動カートリッジ８０１を加圧しても、突起７１５は第一空気保存部８１３に接触していない。ただし、この時点では、加圧部７５０は押し下げられて変形しており、初期状態のずれｈ11よりも小さなずれになっている。

図１１Bおよび図１１Cに示した構造は、第二加圧部７５２と第三加圧部７５３を接続する構造（第二中間部７６５等）についても同様であり、第二加圧部７５２と第三加圧部７５３の隙間（図１１Cの７５７に対応）の長手方向（ｘ方向）位置は、加圧部７５０が最下点に押し下げられた状態で、第三試薬流出部２８０の上に位置するように構成されている。この位置で、高さ方向（ｚ方向）のずれh12があるため、第三試薬と第二空気が同時に押し出されることはない。すなわち、突起７１６で第三試薬保存部８１４を加圧して第三試薬を第三試薬流出部２８０から流出させ、第二加圧部の後方端部が流動カートリッジ８０１を加圧しても、突起７１９は第一空気保存部８１５に接触していない。

図１１の実施例では、ずれh11（あるいはh12）は試薬保存部と空気保存部を加圧する突起の間に設けたが、任意の位置に設けることができる。例えば、第一試薬と第二試薬が同時に流出するのを防止したい場合は、突起７１０と突起７１２の間に設ければよい。このとき、ずれの長手方向（ｘ方向）位置は、突起７１２の近傍に設けるのが望ましい。すなわち、突起７１０で第一試薬保存部８１１を加圧して第一試薬を流出させ、さらに突起７１０と突起７１２の間の第一加圧部で第一試薬用接合部に入り込んだ試薬を流出させた後、突起７１２による加圧が開始する。

図１２および図１３は加圧部の変形例で、第一加圧部と第二加圧部、第二加圧部と第三加圧部の接続部でのずれの構成みが異なっている。

図１２の加圧部７７０では、各加圧部（７７１、７７２、７７３）間をリング状の接続部材である第一リング部７７５、第二リング部７７６で接続することでずれh21およびh22を形成している。

図１３では、板状の加圧部７８０を折り曲げるだけで各加圧部（７８１、７８２、７８３）間にずれh31およびh32を形成している。

本実施例によれば独立した複数の加圧機構を設けなくても、加圧部の一端を押し下げるだけで順次試薬を供給することができ、かつ液残りがほとんど発生しない。加圧部を押し下げる速度を一定にした場合、突起の設置位置で試薬流動のタイミングを設定することができる。逆に突起の位置を固定した場合、押し下げる速度を変化させることで、試薬流動のタイミングを設定することができる。

空気保存部内の空気の流動に関しては、試薬のように供給量を厳密に規定する必要がない場合は、全量を流出させる必要はない。その場合、第一空気用くぼみ３３０および第二空気用くぼみ３５０を設けず（すなわち平坦）、突起７１５や突起７１９などは設けず（すなわち平坦）、第一空気保存部８１３および第二空気保存部８１５を押しつぶしてもよい。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…流動カートリッジ、２…保存容器、３…ベースカートリッジ、４…流動制御部、１０…上部フィルム、１１…保護フィルム、２０…下部フィルム、３０…上部カートリッジ、４０…下部カートリッジ、５０…メンブレン、６０…駆動部、１９０…観測窓、３６０…サンプル容器、７０１…加圧部、７０２…固定端、７２０…吐出機構、７３０…制御装置、７４０…押し下げ部材、７５０…加圧部、８０１…流動カートリッジ、８０２…保存容器、８０３…ベースカートリッジ、８３０…上部カートリッジ、８３１…サンプル容器、８３２…検出容器、８３３…観測窓部材、８４０…下部カートリッジ、８５０…メンブレン

Claims (13)

1. 上部フィルムと、下部フィルムと、両フィルムの間に試薬を保存する試薬保存部と、該試薬保存部の周囲で両フィルムを接合したフィルム接合部と、を設けた保存容器において、
   上部フィルムを下部フィルム側に押動させたときに、上部フィルムが反転して両フィルムがほぼ隙間なく接触すべく、試薬保存部における上部フィルムと下部フィルムの形状が略反転させたくぼみ形状であり、
   下部フィルムは一部が除去されたフィルム除去部を備え、
   前記フィルム接合部は、前記フィルム除去部と前記試薬保存部の間の少なくとも一部が他の部分よりも接合強度が弱く、
   前記上部フィルムと前記下部フィルムの間に空気を保存する空気保存部と、該空気保存部の周囲で両フィルムを接合した第２のフィルム接合部とをさらに設けたことを特徴とする、保存容器。
2. 前記試薬保存部は複数設けられており、隣り合う試薬保存部間の少なくとも一部が他の部分よりも接合強度が弱いことを特徴とする、請求項１記載の保存容器。
3. 試薬保存部間の体積が異なることを特徴とする、請求項２記載の保存容器。
4. 前記試薬保存部が押されたとき、試薬保存部とフィルム除去部との間の上部フィルムと下部フィルムが剥がれ、試薬保存部に保存された試薬が、フィルム除去部から外部へ流出する、請求項１記載の保存容器。
5. 上部フィルムと、下部フィルムと、両フィルムの間に試薬を保存する試薬保存部と、該試薬保存部の周囲で両フィルムを接合したフィルム接合部と、を設けた保存容器と、
   保存容器から試薬が流入する開口部を有するデバイス本体と、を備えた、流動カートリッジにおいて、
   下部フィルムの少なくとも一部はデバイス本体の上部表面に接合され、
   試薬保存部の位置するデバイス本体の上部表面にはくぼみが設けられ、
   上部フィルムを下部フィルム側に押動させたときに、上部フィルムが反転して両フィルムがほぼ隙間なく接触すべく、試薬保存部における上部フィルムと下部フィルムの形状が略反転させたくぼみ形状であり、
   下部フィルムは一部が除去されたフィルム除去部を備え、
   前記フィルム接合部は、前記フィルム除去部と前記試薬保存部の間の少なくとも一部が他の部分よりも接合強度が弱く、
   前記上部フィルムと前記下部フィルムの間に空気を保存する空気保存部と、該空気保存部の周囲で両フィルムを接合した第２のフィルム接合部とをさらに設けたことを特徴とする、流動カートリッジ。
6. 前記下部フィルムに設けられたくぼみは、前記デバイス本体に設けられたくぼみに隙間なく接するように、形状が同一であることを特徴とする、請求項５記載の流動カートリッジ。
7. 前記試薬保存部は複数設けられており、隣り合う試薬保存部間の少なくとも一部が他の部分よりも接合強度が弱いことを特徴とする、請求項５記載の流動カートリッジ。
8. 試薬保存部間の体積が異なることを特徴とする、請求項７記載の流動カートリッジ。
9. 前記試薬保存部が押されたとき、試薬保存部とフィルム除去部との間の上部フィルムと下部フィルムが剥がれ、試薬保存部に保存された試薬が、フィルム除去部からデバイス本体へ流出する、請求項５記載の流動カートリッジ。
10. 複数の試薬保存部を有する保存容器から試薬を外部に送液する吐出機構において、
    請求項１に記載の保存容器を設置する保存容器設置部と、
    一端が固定された、試薬保存部を押して送液させる送液機構と、
    送液機構の別の一端を押し下げる押付機構と、を備え、
    送液機構が押し下げられた時に、各試薬保存部は、送液機構によって異なるタイミングで押されることを特徴とする吐出機構。
11. 前記送液機構には、試薬保存部と接触する部分に突起が設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の吐出機構。
12. 前記送液機構は、湾曲形状の板状部材であることを特徴とする、請求項１０に記載の吐出機構。
13. 送液機構が押し下げられる前の状態に、後に送液する試薬保存部ほど、試薬保存部と送液機構との距離が広く、
    送液機構が押し下げられた時に、後に送液する試薬保存部ほど、送液機構が後で接触することを特徴とする、請求項１０に記載の吐出機構。

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