JP6956695B2 - 液体供給デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、検査対象および比較対象の液体を検査用デバイスに供給する液体供給デバイスに関する。
例えば血液などの検査対象である液体と、検査のための試薬あるいは較正のための例えば生理食塩水などの比較対象である液体とを、いわゆるマイクロ流路を有する反応装置またはマイクロチップに供給して、検査対象の液体について種々の検査を行なうことが知られている(例えば、特許文献1および特許文献2を参照)。
特開2001−74724号公報 国際公開第2009/145022号パンフレット
このような反応装置またはマイクロチップに検査対象の液体と比較対象の液体とを供給する際には、その都度チューブを接続して液体を供給することが行なわれている。しかしながら、多数の検査対象の液体を検査する場合には、検体の混合および汚染を防止するために検体毎にチューブを含めて検体容器などを交換しないといけないことから、交換の手間および消耗品としての機材のコストが増大してしまうという問題がある。
そこで、検査対象の液体と比較対象の液体との供給に際して、供給のための機材のコストを低減するとともに、交換操作を簡便にすることが求められている。
本発明に係る液体供給デバイスは、検査対象である第1液体および比較対象である第2液体をそれぞれ検査用デバイスの第1流入口および第2流入口に供給するための液体供給デバイスであって、前記第1液体を貯留可能な第1貯留部と、該第1貯留部の上流側に位置し、第1チューブが接続されて、前記第1液体が貯留している前記第1貯留部に前記第1チューブを介して前記第2溶液を注入する第1注入口と、前記第1貯留部の下流側に前記第1流入口に対応して位置し、前記第2溶液の注入によって前記第1貯留部から前記第1溶液を供給する第1供給口と、前記第2液体を貯留可能な第2貯留部と、該第2貯留部の上流側に位置し、第2チューブが接続されて、前記第2貯留部に前記第2チューブを介して前記第2液体を注入する第2注入口と、前記第2貯留部の下流側に前記第2流入口に対応して位置し、前記第2液体の注入によって前記第2貯留部から前記第2液体を供給する第2供給口とを有する。
本発明に係る液体供給デバイスによれば、検査対象である第1液体が多数の場合でもこの液体供給デバイスを交換するだけで簡便に対応することができる。また、第1液体を供給する側の第1チューブは第1液体で汚染されることがないため、多数の第1液体の検査に際して交換する必要がなく、少量の第1液体を貯留した液体供給デバイスのみを交換すればよいので、検査のための機材のコストを低減することができる。
本発明に係る液体供給デバイスの実施形態の例を示す断面図である。 本発明に係る液体供給デバイスの実施形態の他の例を示す断面図である。 本発明に係る液体供給デバイスの実施形態の他の例を示す断面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の例を示す上面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の例の構成を模式的に示すブロック図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の例を示す断面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の例を示す上面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の例の一部を示す上面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置における光学センサの例を示す断面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の例を示す、(a)断面図であり、(b)は計測の仕組みを説明する図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例を示す上面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例を示す断面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例の構成を模式的に示すブロック図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例の一部を示す上面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例の一部を示す上面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例の一部を示す上面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例の一部を示す断面図である。 本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例の一部を示す上面図である。
以下、本発明に係る液体供給デバイスの実施形態の例について、またこの液体供給デバイスが使用される計測装置の例について、図面を参照しつつ説明する。本開示では、便宜的に直交座標系(X,Y,Z)を定義してZ軸方向の正側を上方とするが、本発明は、いずれの方向が上方または下方とされてもよい。以下の内容は本発明の実施形態を例示するものであって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
(液体供給デバイス)
図1は、本発明に係る液体供給デバイスの実施形態の例を示す断面図である。本開示の液体供給デバイス100は、検査対象である第1液体L1および比較対象である第2液体L
2をそれぞれ検査用デバイス(図示せず)の第1流入口および第2流入口に供給するためのものである。液体供給デバイス100は、第1液体L1を貯留可能な第1貯留部101と、第1貯留部101の上流側に位置し、第1チューブ111が接続されて、第1液体L1が貯留している第1貯留部101に第1チューブ111を介して第2溶液L2を注入する第1注入口103と
、第1貯留部101の下流側に検査用デバイスの第1流入口に対応して位置し、第1貯留部1011への第2溶液L2の注入によって第1貯留部101から第1溶液L1を第1流入口に供給する第1供給口105とを有する。また、液体供給デバイス100は、第2液体L2を貯留可能な第2貯留部102と、第2貯留部102の上流側に位置し、第2チューブ112が接続されて、第2貯留部102に第2チューブ112を介して第2液体L2を注入する第2注入口104と、第2貯留部102の下流側に検査用デバイスの第2流入口に対応して位置し、第2液体L2の注入によって第2貯留部102から第2液体L2を第2流入口に供給する第2供給口106とを有する。
検査対象である第1液体L1は、種々の液体が対象となる。例えば、血液検査をする場合の血液であり、あるいは検出したい特定の成分または粒子を含む液体である。一方、比較対象である第2液体L2は、血液検査をする場合であれば、例えばリン酸緩衝生理食塩水(Phosphate Buffered Saline:PBS)であり、あるいは種々の試薬である。また、
第1液体L1が検出したい特定の成分または粒子を含む液体の場合であれば、それらを含まない例えば純水であり、あるいは種々の試薬である。すなわち、比較対象の液体とは、第1液体L1と単純に比較するものだけでなく、第1液体L1と反応して検査に資する物質を含む液体も含むものである。なお、図中の細かい点状のパターンを配した矢印は第1液体L1の流れを示し、白抜きの矢印は第2液体L2の流れを示す。
検査用デバイスとしては、後述するような液体中の特定の粒子を計測する計測装置を始めとして、第1液体L1について検査をする種々のデバイスが含まれる。
第1貯留部101は第1液体L1を貯留可能な空間であり、第2貯留部102は第2液体L2を貯留可能な空間である。これら第1貯留部101および第2貯留部102は、本例のようにそれぞれ独立した容器で構成されていてもよいし、後述するように1つの容器に一体的に構成されていてもよい。
これら第1貯留部101および第2貯留部102を構成する容器に用いる材料としては、例えば、ネオプレンゴム,ブチルゴム,シリコーンゴムなどのゴム、あるいはビニール,ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレート,テトラフルオロエチレンなどの樹脂、あるいはソーダガラス,石英ガラスなどのガラス、あるいはアルミニウム,ステンレススチール,金,白金などの金属を用いることができる。これらの中でも、内部の第1液体L1および第2液体L2を目視で確認可能な透光性を有する材料を用いるのが好ましい。また、その容器を形成する方法には従来周知の種々の方法を用いることができる。
第1貯留部101には、液体の流れの上流側に位置する第1注入口103が設けられているとともに、下流側に、検査用デバイスの第1液体L1の流入口である第1流入口に対応して位置する第1供給口105が設けられている。第1注入口103には、外部の機器に接続されている第1チューブ111が接続される。第1貯留部101には、例えば検査用デバイスへの供給の前に予め第1液体L1を所定量貯留しておくことが望ましい。第1貯留部101に第1液
体L1が貯留している状態で、第1チューブ111から第1貯留部101に第2液体L2を注入することで、第1貯留部101の第1供給口105から第1液体L1を押し出すようにして、検査用デバイスの第1流入口に第1液体L1を供給して流入させることができる。
第1貯留部101に第1液体L1が貯留している状態にするには、例えば第1チューブ111とは異なる他のチューブを用いて第1注入口103から第1液体L1を注入してもよいし、
第1液体L1が例えば血液の場合であれば、シリンジによって第1注入口103または第1
供給口105から注入してもよい。
第2貯留部102には、液体の流れの上流側に位置する第2注入口104が設けられているとともに、下流側に、検査用デバイスの第2液体L2の流入口である第2流入口に対応して位置する第2供給口106が設けられている。第2注入口104には、外部の機器に接続されて
いる第2チューブ112が接続される。第2貯留部102には、第2貯留部102には第2液体L
2しか注入しないので、検査用デバイスへの供給の前に予め第2液体L2を所定量貯留しておいてもよいし、貯留しておかなくてもよい。第2貯留部102に第2チューブ112から第2液体L2を注入することで、第2貯留部102の第2供給口106から第2液体L2を押し出すようにして、検査用デバイスの第2流入口に第2液体L2を供給して流入させることができる。
このような第1貯留部101および第2貯留部102の大きさは、例えば血球などの粒子を検査用デバイスにおいて分離するのに必要最低限の液体量は必要であり、例えば1〜1.5m
L程度は必要になるので、第1貯留部101に予め第1液体L1を貯留しておく場合にその
第1液体L1の所定量として好ましくは1.5mL以上、より好ましくは1.7mL以上を確保できる大きさとすればよい。第1液体L1として血液を用いて白血球を検査する場合には、血液の希釈量にもよるが、白血球濃度が5×10個/mL以上ないと良好な光学検査による濃度測定が難しいため、例えば10倍希釈で1mLは確保できるように、1〜1.5mLを所定量として用意するとよい。
第1注入口103および第2注入口104の大きさは、特に制限などはなく、第1貯留部101
および第2貯留部102の大きさ、ならびに検査用デバイスに供給する第1液体L1および
第2液体L2の供給量が良好に確保できるように適宜設定すればよい。
また、第1注入口103の内径については、第1液体L1として粒子を含む液体が使用さ
れる場合に、粒子が途中に溜まりにくいように、入口側から出口側に向けて次第に大きくなるようなテーパー状になっているのが好ましい。
第1供給口105および第2供給口106の大きさも、特に制限などはなく、検査用デバイスの第1流入口および第2流入口の大きさに合わせて、検査用デバイスに供給する第1液体L1および第2液体L2の供給量が良好に確保できるように適宜設定すればよい。
本発明に係る液体供給デバイス100においては、図2に図1と同様の断面図で示すよう
に、第1貯留部101に、第1貯留部101内の下流側の第1液体L1と上流側に注入される第2液体L2との混合を抑制可能な、第1液体L1の体積の変化に伴って上流側と下流側との間を移動するシート状部材107が配置されていることが好ましい。これによれば、第1
貯留部101に第1注入口103から第2液体L2を注入するときに、この第2液体L2が第1貯留部101に貯留されている第1液体L1と混合されて第1液体L1の濃度が低くなった
り、第1液体L1の性質が検査前に変化したりすることを抑制することができる。なお、図2において図1と同じ部材には同じ符号を付しており、重複する説明は省略する。
このシート状部材107は、第1貯留室101内を上流側と下流側とに必ずしも気密に分割できなければならないものではない。第1液体L1と第2液体L2との混合を抑制可能であれば、シート状部材107の周囲に第1貯留部101との間に隙間を有していて、注入された第2液体L2の一部が貯留されている第1液体L1に混合するようであっても、検査に支障がなければ構わない。
このようなシート状部材107としては、第1液体L1および第2液体L2の性状に応じ
て、例えば、ネオプレンゴム,ブチルゴム,シリコーンゴムなどのゴム、あるいはビニール,ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレート,テトラフルオロエチレンなどの樹脂、あるいはソーダガラス,石英ガラスなどのガラス、あるいはアルミニウム,ステンレススチール,金,白金などの金属を用いることができる。また、その剛性も使用目的に応じて、所定の剛性を有する板状のものから、柔軟性を有する膜状のものまで種々設定することができる。
本発明に係る液体供給デバイス100においては、図3に図1と同様の断面図で示すよう
に、第1貯留部101および第2貯留部102が並んで配置された本体201を有し、第1注入口103および第2注入口104が本体201の上面202に配置され、第1供給口105および第2供給口106が本体201の下面203に配置されていることが好ましい。これによれば、液体供給デバイス100を取扱いが簡便なカートリッジ様の部材とすることができ、検体として多数の第1液体L1を検査用デバイスに供給する場合に、液体供給デバイス100の交換を容易にし、また交換可能な部材として低コストで用意することができるものとなり、検査を効率よく進める上で有利なものとなる。なお、図3において図1と同じ部材には同じ符号を付しており、重複する説明は省略する。
そして、本発明に係る液体供給デバイス100においては、これによって液体を供給する
検査用デバイスが液体中の粒子の有無を検査するためのデバイスであり、第1液体L1がその粒子を含む液体であり、第2液体L2がその粒子を含まない液体であることが好ましい。これによれば、液体中の粒子が、例えば白血球または赤血球であり、第1液体L1がそれらを含む血液であり、第2液体L2がPBSである場合に、検査用デバイスによってその検査を好適に行なえるものとなって、多数の検体を検査するに当たって、効率よく、かつ低コストで検査を実施することができるものとなる。
これに対して、本発明に係る液体供給デバイス100に代えて、例えば検査用デバイスの
第1流入口および第2流入口に接続するためのコネクタ付きのチューブを消耗品として使用して第1液体L1および第2液体L2をそれぞれ供給するようにすると、それらコネクタ付きチューブの作製に手間がかかってコストの増大を招くとともに、検査毎の接続作業も煩雑となって、簡便に検査を行なうことが難しくなる傾向がある。
(計測装置)
図4〜6に、本発明に係る液体供給デバイスを使用する検査用デバイスの一例である計測装置の例を示す。図4は、計測装置1を上面視した図である。図5は、計測装置1の例の構成を模式的に示すブロック図である。図6は、計測装置1の断面図であり、図4に示したA−A線に沿って計測装置1を切断した場合の断面図である。
計測装置1は、液体を主とする流体中の特定の粒子を計測することができる。計測装置1は、流路デバイス2と、光学センサ3と、制御部4とを有している。流路デバイス2中には、特定の粒子(第1粒子、例えば白血球)を含んだ液体(流体)(第1液体L1、例えば血液)が流れる。光学センサ3は、流路デバイス2の所定の流路に対向して配置され、第1液体L1に光を照射し、第1液体L1を通過した光(通過後に反射して再び通過して戻ってきた光)を受光することができる。制御部4は、光学センサ3の出力に基づいて、第1粒子の数などを推定することができる。なお、第1液体L1は、検査対象の粒子を含む液体であり、通常は検体である。
光学センサ3から第1液体L1に光を照射したときに、第1液体L1を通過する光は、第1粒子によって反射、散乱または吸収され、光の強度が低下する。そして、粒子の数が既知である検体と光の減衰量との関係を示した検量線を予め準備しておき、制御部4によって光の強度と検量線とを比較することによって、第1粒子を計測することができる。
図7に、流路デバイス2を模式的に示す。図7は、流路デバイス2を上面透視した場合の平面図である。なお、図7中のA−A線は、図4中のA−A線に対応している。
流路デバイス2は、第1液体L1中の第1粒子を計測するための計測用の流路である。流路デバイス2は、透光性の第1流路5および第2流路6を有している。第1流路5には
、第1粒子を含む検査対象である第1液体L1が流れる。第2流路6には、第1粒子を含まない、比較対象である第2液体L2が流れる。第1流路5は、計測用の流路であり、第2流路6は、例えば校正用の流路である。なお、第1液体L1は、検体であり、例えば血液などが想定される。第2液体L2は、校正用液体であり、例えば生理食塩水などを利用することができる。
光学センサ3は、第1粒子をセンシングすることができる。光学センサ3は、計測時に、第1流路5および第2流路6のそれぞれに光を照射するとともに、第1流路5および第2流路6を通過したそれぞれの光を受光する。光学センサ3は、発光素子7と受光素子8とを有している。発光素子7は、例えばLED(Light emitting Diode)またはLD(Laser Diode)であればよく、本例の発光素子7は、LEDである。受光素子8は、例えばPD(Photo Diode)であればよい。
制御部4は、計測装置1を制御するものである。制御部4は、光学センサ3によって得られる第1流路5を通過した光(第1光)の強度および第2流路6を通過した光(第2光)の強度を比較することによって、第1粒子を計測することができる。すなわち、制御部4は、第1光と第2光との強度差を算出し、第1光と第2光との強度差を検量線と比較することによって、第1粒子を計測することができる。
ここで、従来の計測装置を繰り返し使用していると、光学センサの発光素子が劣化し、光の強度が低下してくる。すなわち、光学センサを用いて、第1粒子の光の分散、吸収などを利用して光の強度から第1粒子を計測する場合に、例えば、光学素子の劣化によって光の強度が低下すると、第1粒子の数が本来の数よりも多いという計測結果になってしまう。これに対して、本発明に係る計測装置1では、上記の通り、第1光と第2光との強度差から第1粒子を計測しているので、光学素子の劣化に左右されず、計測の精度を維持あるいは向上させることができる。
(流路デバイス)
流路デバイス2は、上記の通り、計測用の流路として機能するものである。流路デバイス2は、光学センサ3で第1粒子を計測するために透光性を有している。なお、流路デバイス2は、少なくとも第1流路5および第2流路6の計測に必要な部分が透光性であればよく、流路デバイス2の全てが透光性である必要はない。
流路デバイス2は、例えば、板状である。流路デバイス2は、主に第1基板9および第2基板10を接合することによって形成されている。具体的には、流路デバイス2は、溝を有した第1基板9と、第1基板9の表面に配された第2基板10とを有している。第2基板10は、第1基板9の溝の開口を塞いでいる。すなわち、第1基板9の溝および第2基板10の表面によって、第1流路5および第2流路6が構成される。なお、流路デバイス2は、第1基板9および第2基板10以外の部材を有していても構わない。
第1基板9は、例えば、平板状の部材である。第1基板9の材料は、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン・コポリマー(COC)樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)樹脂またはポリジメチルシロキサン(PDMS)樹脂等であればよい。本例の第1基板9の材料は、PDMSである。第1基板9の屈折率は、例えば1.4〜1.6に設定される。
第1基板9の溝の幅は、例えば500〜4000μm(0.5〜4mm)であればよい。溝の深さは、例えば100〜1000μm(0.1〜1mm)であればよい。なお、第1基板9および第1基板9の溝は、従来周知の方法によって形成することができる。第1基板9の溝の底面からの厚みは、例えば0.5〜1mmに設定されている。なお、本例の流路デバイス2では、第
1基板9の溝の幅および深さは、第1流路5および第2流路6の幅および高さと同じである。
第2基板10は、例えば平板状の部材である。第2基板10の材料は、例えばガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリジメチルシロキサン(PDMS)樹脂等であればよい。第2基板10の屈折率は、例えば1.4〜1.6に設定される。本例の第2基板10の材料は、ガラスである。第2基板10は、従来周知の方法によって形成することができる。第2基板10の厚みは、例えば0.5〜1mmに設定されている。なお、第2基板10の厚みは、
第1基板9の厚みよりも小さく設定されている。
なお、第1基板9および第2基板10は、いずれが上側に位置していてもよいが、本例の流路デバイス2では、第2基板10の上面に第1基板9が配されている。
図8に、流路デバイス2の一部を模式的に示す。図8は、図7中の破線部を拡大した平面図である。
第1流路5は、少なくとも第1液体L1が流れ込む流路である。第1流路5は、流路デバイス2の両面に位置した複数の第1開口11を有している。複数の第1開口11は、少なくとも液体が流入したり流出したりするための開口であればよい。複数の第1開口11は、流路デバイス2の上面(第2基板10の上面)に配置された第1流入口12と、流路デバイス2の下面(第1基板9の下面)に配置された第1流出口13とを有している。第1流入口12は、液体が第1流路5に流入するための開口である。第1流出口13は、第1流路5から液体が流出するための開口である。そして、本例の場合であれば、本発明に係る液体供給デバイス100の第1供給口105は、第1流入口12に第1液体L1を供給するように接続される。
第1流路5は、第1流入口12に接続しているとともに厚み方向に延びている鉛直部14と、鉛直部14に接続しているとともに平面の一方向に沿って延びている平面部15とをさらに有している。鉛直部14は、第1基板9に形成された貫通孔である。平面部15は、第1基板9に形成された溝である。平面部15の横断面(液体の移動方向に直交する断面)の形状は、例えば矩形状であればよい。
平面部15は、鉛直部14に接続している第1平面部16と、第1平面部16に接続しているとともに第1平面部16よりも幅が大きい第2平面部17とをさらに有していてもよい。第1平面部16および第2平面部17の接続部は、徐々に幅広になっている。なお、光学センサ3の発光素子7の照射領域は、第2平面部17である。
また、第2平面部17は、第1平面部16よりも高さが高くてもよい。それにより、第1粒子を拡散させやすくすることができる。第1平面部16の高さは、例えば0.2〜1mmであ
ればよい。第2平面部17の高さは、例えば1〜5mmであればよい。
第2流路6は、少なくとも第2液体L2が流れ込む流路である。第2流路6は、流路デバイス2の両面のいずれかに位置した複数の第2開口18を有している。複数の第2開口18は、少なくとも液体が流入したり流出したりするための開口であればよい。複数の第2開口18は、流路デバイス2の上面(第1基板9の上面)に配置された第2流入口19と、流路デバイス2の下面(第2基板10の下面)に配置された第2流出口20とを有している。そして、本例の場合であれば、本発明に係る液体供給デバイス100の第2供給口106は、第2流入口19に対して第2液体L2を供給するように接続される。
第2流路6は、第2流入口19に接続しているとともに厚み方向に延びている鉛直部(図示せず)と、鉛直部に接続しているとともに平面の一方向に沿って延びている第3平面部
21とをさらに有している。第2流路6の第3平面部21の一部は、例えば、少なくとも第1流路5の第2平面部17と同一形状を有していればよい。また、第2平面部17と同一形状を有する第3平面部21の一部の厚み方向の位置は、例えば第1流路5と同一位置であればよい。なお、第2流路6は、校正用流路として機能することができれば、第1流路5と同一形状および同一位置でなくてもよい。
流路デバイス2は、第1流路5の他に、第1流路5に接続した第3流路22をさらに有していてもよい。そして、第3流路22は、第1流路5の平面部15に接続されていてもよい。第3流路22は、例えばガスなどを流すことによって、平面部15に到達した検体を押し流す機能を有する。その結果、第1流路5(15)内での検体の滞留を低減することができる。
本例の流路デバイス2では、第3流路22は、第1流路5の鉛直部14と平面部15との接続部に接続されるように配されている。また、第3流路22は、流路デバイス2の表面(本例では、第1基板9の上面)に位置した第3開口23を有している。第3開口23は、検体を押し流すための押出用液体を流入させるための開口である。
本例の流路デバイス2は、第2基板10の上面の第1流路5および第2流路6に重なる領域に配置された反射部材であるミラー部材24をさらに有していてもよい。ミラー部材24は、光学センサ3の発光素子7が出射した光のうち、第1流路5および第2流路6のそれぞれを通過した光を、光学センサ3の受光素子8へ反射することができる。
流路デバイス2において、第1流路5および第2流路6に対して、光学センサ3と反対側の第1流路5および第2流路6に重なる領域に、光学センサ3が照射する光を光学センサ3に向けて反射する反射部材としてミラー部材24を配置することによって、光学センサ3が照射する光を第1流路5および第2流路6を通して効率よく光学センサ3で受光することができる。また、第1流路5および第2流路6に対して光学センサ3と反対側から入射する外乱光をミラー部材24によって遮光することができるので、光学センサ3による計測の精度を良好に確保することができる。
ミラー部材24は、例えば薄膜状の部材であればよい。ミラー部材24の材料は、屈折率が第1基板9の屈折率と異なる材料であればよい。ミラー部材24の材料は、例えばアルミニウムまたは金などの金属材料、あるいは例えば誘電体多層膜フィルタなどの誘電体材料の積層体で形成することができる。ミラー部材24の屈折率は、例えば1.4〜1.6に設定される。ミラー部材24は、例えば、蒸着法またはスパッタリング法などの方法によって第1基板9の上面に形成することができる。
また、本例においては、ミラー部材24は、後述するように第1流路5および第2流路6に重なるように配置されるものであるが、第1流路5および第2流路6の両方をカバーする一体のものに限られるものではなく、第1流路5および第2流路6のそれぞれに重なるように別々に配置されていても構わない。ミラー部材24を別々に配置する場合には、外乱光を遮光するために、それらミラー部材24の間に遮光部材を配置してもよい。また、ミラー部材24によって外乱光を遮光する効果をより確実に奏するために、ミラー部材24の上に非反射部材または遮光部材を配置して、ミラー部材24からの光の透過およびミラー部材24への外乱光の入射を防ぐようにしてもよい。
本例の流路デバイス2は、ミラー部材24に代えて、第1流路5および第2流路6に対して、光学センサ3と反対側の第1流路5および第2流路6に重なる領域に、光学センサ3が照射する光を反射しない非反射部材を配置してもよい。非反射部材を配置することによって、光学センサ3が照射する光のうち第1流路5に含まれる第1粒子で反射した光あるいは第1流路5および第2流路6の界面(光学センサ3側から見た天井面)で反射した光を光学センサ3で受光することができる。これにより、界面からの反射を計測してDCオフセットを光学的に行なうことができるとともに、第1粒子で反射した光を良好に受光することができる。また、第1流路5および第2流路6に対して光学センサ3と反対側から入射する外乱光を非反射部材によって確実に遮光することができるので、光学ノイズを除去して、光学センサ3による計測の精度を良好にすることができる。この非反射部材としては、例えば無反射布などを用いることができる。また、黒色などの艶消し塗料を塗布して非反射部材としてもよい。
ミラー部材24に代えて非反射部材を配置する場合には、光学センサ3が計測する領域の全体に渡って第1流路5および第2流路6の両方をカバーする一体のものとすることが好ましい。
本例の流路デバイス2は、図10(a)に断面図で示すように、非反射領域を有していてもよい。非反射領域とは、流路デバイス2のうち第1流路5および第2流路6が無い部分であり、かつ上面視したときにミラー部材24が配置されていない領域をいう。そして、この非反射領域に、光学センサ3が照射する光を反射しない基準用の非反射部材25を配置するとよい。非反射部材25は、光学センサ3の受光素子8についての校正に使用することができ、光学センサ3による計測のときに基準となるものである。非反射部材25における反射光の強度を基準にすることによって、光学センサ3の使用時に発生するノイズの影響を低減することができる。なお、非反射部材25としては、例えば、無反射布などを設置すればよく、黒色の艶消し塗料などを塗布して形成しても構わない。
また、非反射部材25は、第1流路5および第2流路6に重ならない領域で、非反射領域に対応する第2基板10の下面に配置してもよい。この場合にも、非反射部材25における反射光の強度を基準にすることによって、光学センサ3の使用時に発生するノイズの影響を低減することができる。
本例の計測装置1は、図5にブロック図で模式的に示すように、第1流路5に第1液体L1を供給する第1ポンプ26、第2流路6に第2液体L2を供給する第2ポンプ27、第3流路22に気体(以下、ガスともいう。)を供給する第3ポンプ28をさらに有している。第1ポンプ26、第2ポンプ27および第3ポンプ28は、チューブなどの複数の他の流路(図示せず)を介して、それぞれ第1開口11、第2開口18、第3開口23に通じている。そして、これらのうち第1ポンプ26と第1開口11との間および第2ポンプ27と第2開口18との間に、本発明に係る液体供給デバイス100が配置される。
(光学センサ)
図9に、光学センサ3の例を模式的に示す。図9は、図6に示した光学センサ3を拡大した断面図である。
光学センサ3は、第1粒子を計測するためのセンサである。光学センサ3は、上記の通り、発光素子7と受光素子8とを有している。本例の受光素子8は、上面に一導電型の領域29aおよび他導電型の領域29bを有した半導体基板29と、一対の第1電極30とを有している。本例の発光素子7は、半導体基板29の受光素子8として機能する部分から離れて配された複数の半導体層31と、一対の第2電極32とを有している。
光学センサ3は、流路デバイス2の表面に対して、平面方向に移動可能に設置されている。それにより、計測装置1は、光学センサ3を移動させながら第1流路5および第2流路6に対して順番に光を照射することができ、それぞれに対する個々の光の強度を測定することができる。本例の光学センサ3は、流路デバイス2の下側に位置している。
(制御部)
制御部4は、計測装置1を制御することができる。具体的には、制御部4は、光学センサ3、第1ポンプ26、第2ポンプ27および第3ポンプ28などの駆動も制御することができる。制御部4は、第1ポンプ26を駆動して、第1液体L1を第1流路5に流入させることができる。また、制御部4は、第2ポンプ27を駆動して、第2液体L2を第2流路6に流入させることができる。また、制御部4は、第3ポンプ28を駆動して、ガスを第3流路22に流入させることができる。制御部4は、種々の回路を組み合わせて構成されている。
図10に、計測装置1の例を模式的に示す。図10(a)は、計測装置1を図4および図7に示すB−B線で切断したときの断面図である。図10(b)は、計測の仕組みを説明する図である。
制御部4は、光学センサ3の出力結果に基づいて、計測結果を算出することができる。制御部4は、上記の通り、第1流路5を通過した光の強度および第2流路6を通過した光の強度を比較することによって、第1流路5における第1粒子を計測することができる。
まず、光学センサ3は、非反射領域の非反射部材25に対応した光の強度を測定し、基準信号S1を出力する。次に、光学センサ3は、第2流路6の通過光(本例ではミラー部材24からの反射光または非反射部材25からの反射光(実質的に微弱)。以下、ミラー部材24または非反射部材からの反射光という。)の強度を測定し、校正された信号としての基準信号S1を出力する(同図中の丸付き数字1)。次に、光学センサ3は、第2流路6に到る前の部分で第1基板9および第2基板10の通過光(ミラー部材24または非反射部材からの反射光)の強度を測定するが、これは計測には特に必要ではない(丸付き数字2)。次に、光学センサ3は、第2流路6の通過光(ミラー部材24または非反射部材からの反射光)の強度を測定し、計測信号S2を出力する(丸付き数字3)。この計測信号S2は、基準信号S1を使用しない場合には、校正信号S2として使用できる信号である。次に、光学センサ3は、第2流路6と第1流路5との間の部分で第1基板9および第2基板10の通過光(ミラー部材24または非反射部材からの反射光)の強度を測定するが、これも計測には特に必要ではない(丸付き数字4)。次に、光学センサ3は、第1流路5の通過光(ミラー部材24または非反射部材からの反射光であるが、非反射部材を配置した場合は、実質的には非反射部材で反射されなかった以外の例えば第1粒子および第1流路5の界面(天井面)による反射光)の強度を測定し、計測信号S3を出力する(丸付き数字5)。その後、光学センサ3は、第1流路5を過ぎた部分で第1基板9および第2基板10の通過光(ミラー部材24または非反射部材からの反射光)の強度を測定するが、これも計測には特に必要ではない(丸付き数字6)。
次に、第2流路6における計測信号S2と基準信号S1との差(S2−S1)と、第1流路5における計測信号S3と基準信号S1との差(S3―S1)とを引き算した計測値R(=(S2−S1)−(S3−S1)=S2−S3)を算出する。そして、計測値Rと、予め制御部4に記憶されている検量線の値とを比較することによって、第1流路5における第1液体L1中の第1粒子の数を推定することができる。
なお、以上の計測の仕組みは、非反射部材25を流路デバイス2の光学センサ3側(第2基板10の下面)に配置した場合も同様である。
ここで、基準信号S1と計測対象による光損失に対応する計測信号S2,S3との差が十分に大きいときは、反射部材であるミラー部材24を配置すればよいが、その差が小さい場合には、精度よく計測することが難しくなる場合がある。この対策としては、光学センサ3の発光素子7の光出力を増加させるか、受光素子8で受光した後に信号の増幅率を高めるかといったことが考えられる。しかしながら、発光素子7の光出力を増加させるのは
容易ではない場合が多く、信号の増幅率を高めるにも増幅回路の制約などがあって増幅範囲にも限界がある。また、信号処理の回路上で一定の出力を差し引いてから増幅する方法も考えられるが、一定の出力を差し引く際には、信号がその分小さくなるもののノイズ成分はそのまま残るため、増幅後にはノイズ成分がより大きく増幅されてしまうという問題がある。
これに対して、上記の本例の計測装置1および計測方法によれば、光出力の計測に際して光学的に光信号を差し引くために、流路デバイス2から透過して外部に出た光が反射して戻って来たり、外部の光が外乱光として入射したりすることを効果的に抑制することができる。これにより、計測に当たってDCオフセットの設定を光学的に行なうことができ、外部からの余分な光を遮光することができ、流路デバイス2に対して安定した計測ができる。その結果、精度の良好な計測を安定して行なうことができる。
また、本例の計測装置1および計測方法によれば、非反射部材25と第1流路5と第2流路6とを一体的に配置し、それらを走査するように光学センサ3を移動させながら計測を行なうことで、短時間に1度の計測で所望の信号およびデータを得ることができるので、例えば発光素子7の出力変動などに起因する測定誤差の低減が可能となる。
また、制御部4における信号に対する演算を、例えば−10×log(計測信号/基準信号
)として光損失(dB)で行なう場合には、発光素子7の発光強度を相当程度変化させても計算結果はほとんど影響を受けず変わらないので、長期使用における発光素子7の劣化にも影響を受けにくく、安定した計測が可能となる。
また、上記の計測の仕組みにおいて説明した丸付き数字2,4,6の信号を、それら同士あるいは基準信号S1および計測信号S2,S3と比較することで、流路デバイス2と光学センサ3とが相対的に正しい位置および角度に設置されているかどうかの確認を行なうことも可能となる。
なお、検量線のデータ(標準データ)は、必ずしも制御部4に記憶されている必要はない。例えば、制御部とネットワークで接続された他の記憶媒体に記録されており、測定毎にその記憶媒体にアクセスして引き出すようにしてもよい。
制御部4は、校正信号S2を取得したときに、標準データにおける第2液体L2の校正信号と比較してもよい。その結果、両者の信号に大きな差がある場合には、測定に異常が生じたと判断することができる。その結果、正確な測定データのみを収集することに役立つ。
光学センサ3は、1回の測定毎に、第1流路5および第2流路6のそれぞれに光を照射し、第1流路5および第2流路6を通過したそれぞれの光を受光してもよい。また、制御部4は、1回の測定毎に、第1流路5を通過した光の強度および第2流路6を通過した光の強度を比較してもよい。その結果、例えば、血液中の白血球などの粒子を計測する場合には、わずかな光の出力の変動が計測結果に大きな影響があるため、上記の構成を有することによって、粒子の計測精度を向上させることができる。
制御部4は、校正信号を取得したときに、校正信号S2が任意の基準値よりも下回っていた場合には、エラー信号を出力してもよい。その結果、例えば、光学センサ3の発光素子7の寿命を知らせることができる。なお、基準値は、標準データにおける第2液体L2の校正信号S2′から一定値を差し引いた値などでよい。
制御部4は、光学センサ3が各信号S1,S2およびS3を出力した後に、光学センサ
3を元の位置に戻してもよい。また、制御部4は、光学センサ3が各信号S1,S2およびS3を出力した後に、光学センサ3を元の位置に戻さなくてもよい。なお、光学センサ3を元の位置に戻さない場合には、次の測定時には、反対方向から計測してもよい。
制御部4は、光学センサ3を点灯して、各信号S1,S2およびS3を出力した後、光学センサ3の移動中に、光学センサ3を消灯してもよい。また、制御部4は、計測中に光学センサ3をパルス駆動して、点滅させてもよい。その結果、連続点灯させる場合に比べて、光学センサ3の発光素子7の劣化を低減することができる。
制御部4は、計測終了後に、第3ポンプ28を駆動して、第1液体L1を押し出してもよい。なお、計測終了の判断は、光学センサ3が、各信号S1,S2およびS3を出力した時でもよい。また、計測終了の判断は、光学センサ3が、流路デバイス2に対して、移動を開始して、元の位置に戻って来てからでもよい。また、計測終了の判断は、光学センサ3に、非反射領域25、第1流路5、第2流路6を計測させた後、再度、非反射領域25を計測させることによって行なってもよい。また、計測終了の判断は、光学センサ3を駆動してから一定時間経過後であってもよい。
制御部4は、第1ポンプ26を駆動した後、一定時間経過後に第3ポンプ28を駆動してもよい。その結果、第1ポンプ26の駆動によって第1流路5に流入した第1液体L1を、第3ポンプ28の駆動によってガスを第3流路22を介して第1流路5に流入させることによって、第1流路5内で移動させて運ぶことができる。その結果、第1流路5中の第1液体L1の移動が速くなり、計測効率を向上させることができる。
制御部4は、第1流路5に第1液体L1が流入した後、第3ポンプ28によって、第3流路22内のガスの圧力を変動させてもよい。その結果、第1流路5内に流入した第1液体L1を撹拌し、第1液体L1中の第1粒子を攪拌することができる。このように第1粒子を攪拌することによって、計測精度を向上させることができる。
制御部4は、光学センサ3によって第1流路5に第1液体L1が流入したことを確認した後、第3ポンプ28によって第1液体L1を撹拌し、第1粒子の攪拌を開始してもよい。それにより、第3ポンプ28によって第1流路5内の圧力を減圧し過ぎて、第1流路5内の第1液体L1が第3流路22から漏れてしまうことを低減することができる。なお、具体的には、第1流路5に第1粒子が流入すると、光学センサ3の計測信号S3が、第1粒子がない場合と比較して小さくなるため、計測信号S3が小さくなったときに、第1流路5に第1液体L1が流入したと判定すればよい。
制御部4は、第1ポンプを駆動した後、一定時間経過後に第1液体L1を撹拌し、第1粒子の攪拌を開始してもよい。これにより、発光素子7の劣化を低減することができる。この場合、第1粒子の攪拌の開始位置は、発光素子7の照射領域の手前であっても構わない。また、この場合は、第1粒子の攪拌の終了後、第3ポンプ28によって第3流路22を介してガスを第1流路5に流入させ、第1液体L1を発光素子7の照射領域まで押し出してもよい。
制御部4は、第3ポンプ28によって第1流路5内の圧力を変動させつつ、光学センサ3を駆動してもよい。すなわち、第1流路5および第3流路22につながるポンプを停止し、第3ポンプ28を駆動してもよい。その結果、第1粒子が攪拌されたかどうかを確認することができる。すなわち、第1粒子が凝集しているとき、計測信号S3が小さくなり、第1粒子を攪拌して第1粒子の凝集がなくなると、計測信号S3が大きくなる場合がある。したがって、計測信号S3の変動が一定の範囲に収まったことを確認すれば、第1粒子が攪拌されたかどうか確認することができる。なお、具体的には、例えば、最新の計測信号S
3(または計測値R)と、直前の5回分の同じ指標との差が±5%以下であれば、第1粒子の攪拌が完了したと判断すればよい。
制御部4は、第1粒子の攪拌中において、光学センサ3を、第1流路5を測定する位置に待機させていてもよい。それにより、計測効率を向上させることができる。
また、制御部4は、第1粒子の攪拌中において、光学センサ3を待機させている場合に、光学センサ3を点滅させてもよい。それにより、発光素子7の劣化を低減することができる。
また、制御部4は、第1粒子の攪拌中において、光学センサ3を待機させた場合は、第1粒子の攪拌の完了後に、第2流路6を測定した方がよい。それにより、計測精度を向上させることができる。
制御部4は、第3ポンプ28によって、第1液体L1を攪拌するとともに、第2ポンプ27によって、第2流路6に第2液体L2を流入させてもよい。すなわち、第1粒子の攪拌完了前に、第2ポンプ27を駆動して第2流路6に第2液体L2を流入させてもよい。その結果、計測効率を向上させることができる。なお、第2ポンプ27の駆動は、第1ポンプ26または第3ポンプ28と同時であってもよいし。第1ポンプ26および第3ポンプ28よりも先に駆動していてもよい。
(計測装置1A)
以下に、本発明に係る液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例について説明する。
図11〜13に、計測装置1A全体を模式的に示す。図11は、計測装置1Aを上面視した図である。図12は、計測装置1の断面図であり、図11に示したA−A線に沿って計測装置1Aを切断した場合の断面図である。図13は、計測装置1Aの概念図であり、ブロック図によって各構成要件の関係を示す。
計測装置1Aは、流路デバイス2Aの上面に配された分離用流路デバイス33をさらに備えている。分離用流路デバイス33は、検体から特定の粒子を分離して取り出し、選別するための流路である。計測装置1Aが、流路デバイス2Aおよび分離用流路デバイス33を備えていることで、計測対象である第1粒子を検体から分離して選別することが連続したプロセスで可能になり、作業効率を向上させることができる。なお、本例の以下の説明では、流路デバイス2Aを「測定用流路デバイス2A」とする。
図14および図15に分離用流路デバイス33を模式的に示す。図14は、分離用流路デバイス33を上面透視したときの図である。図15は、図14中の破線部を拡大した図である。
(分離用流路デバイス)
分離用流路デバイス33は、液体に含まれる粒子を分離し、検体中から取り出すように選別して回収することができる。分離用流路デバイス33は、第4流路34を有している。これにより、粒子を分離し、回収することができる。
分離用流路デバイス33は、例えば、板状の部材である。また、分離用流路デバイス33の平面形状は例えば矩形状であり、表面は平坦面である。分離用流路デバイス33の厚みは、例えば1〜5mmであればよい。分離用流路デバイス33の平面形状は、例えば短辺が10〜30mm、長辺が10〜50mmであればよい。分離用流路デバイス33は、例えば射出成型によって成形することができる。
分離用流路デバイス33は、主に、第3基板35および第4基板36によって形成されている。具体的には、分離用流路デバイス33は、溝を有した第3基板35と、第3基板35の表面に配された第4基板36とを有している。第4基板36は、第3基板35の溝の開口を塞いでいる。すなわち、第3基板35の溝および第4基板36の表面によって、第4流路34が構成される。なお、分離用流路デバイス33は、第3基板35および第4基板36以外の部材を有していても構わない。
第3基板35および第4基板36は、例えば平板状の部材である。第3基板35および第4基板36の材料は、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリジメチルシロキサン(PDMS)樹脂等であればよい。本例の第3基板35および第4基板36の材料は、PDMSである。
なお、第3基板35および第4基板36は、いずれが上側に位置していてもよいが、本例の分離用流路デバイス33では、第4基板36の上面に第3基板35が配されている。
第4流路34は、第4主流路37と、第4主流路37から分岐した第4分岐流路38とを有している。本例の分離用流路デバイス33においては、分離用流路デバイス33内を流れる液体は、第4主流路37に流入し、特定の粒子(第1粒子P1)とは異なる粒子(第2粒子P2)のみが第4主流路37から第4分岐流路38に流れこむことによって、特定の粒子を分離して回収し、分離した特定の粒子を検体に含ませて回収することができる。なお、特定の粒子のみが第4分岐流路38に流れ込むことによって、特定の粒子を第4分岐流路38側に分離して回収することもできる。
なお、第4分岐流路38は、第2粒子P2のみが分岐するように設計するが、必ずしも第2粒子P2のみが分岐するとは限らない。すなわち、第4分岐流路38には、第2粒子P2と異なる粒子が流入することもある。
図15に、第1粒子P1と第2粒子P2との分離の様子を模式的に示す。なお、図中の大きい円が第1粒子P1を示し、小さい円が第2粒子P2を示す。また、X軸方向に沿った太い矢印が主流であり、Y軸方向に沿った太い矢印が、後述する「押付流れ」を示す。さらに、図中のハッチングの領域は、後述する「引込み流れ」を示す。
本例の第4流路34は、1つの第4主流路37と、1つの第4主流路37の片側に接続された複数の第4分岐流路38とを有している。分離用流路デバイス33では、第4主流路37および第4分岐流路38のそれぞれの断面積および長さ、ならびに検体の流速などを調整することによって、第4主流路37内に、第4主流路37から第4分岐流路38へ流れ込む「引込み流れ」を発生させることができる。そして、分離用流路デバイス33では、第4流路34に、第4主流路37内を流れる検体を第4分岐流路38側に押し付け可能な押付流れを発生させている。その結果、図15に示したように、引込み流れの幅を、検体中を流れる所定の粒子の重心位置よりも大きく、また他の粒子の重心位置よりも小さくすることによって、第4分岐流路38に所定の粒子(ここでは第2粒子P2)を引き込むことができる。
本例の分離用流路デバイス33は、特に、血液中の赤血球と白血球とを分離することを意図している。なお、血液中の赤血球の重心位置は、例えば縁から2〜2.5μmの位置であ
り、白血球の重心位置は、例えば縁から5〜10μmの位置である。この場合、第4主流路37は、例えば、断面積が300〜1000μm、長さが0.5〜20mmであればよい。また、第4分岐流路38は、例えば断面積が100〜500μm、長さが3〜25mmであればよい。また、第4流路34内の流速は、例えば0.2〜5m/sにすればよい。その結果、引込み流れの幅
を、例えば2〜15μmに設定することができ、血液から赤血球と白血球とを分離すること
ができる。
第4流路34は、第4主流路37に接続した第4回収流路39をさらに有しており、第1粒子P1を回収することができる。本開示では、第4流路34では、押付流れを利用して、第4回収流路39に第1粒子P1を回収することができる。
また、第4流路34は、複数の第4分岐流路38に接続した第4廃棄流路40を有していてもよい。第4廃棄流路40によって、分離された第2粒子P2を回収してもよいし、廃棄してもよい。なお、複数の第4分岐流路38によって第1粒子P1を回収する場合には、複数の第4分岐流路38が接続した1つの第4廃棄流路40は、第1粒子P1を回収する流路として機能する。また、この場合に第4主流路37を最後まで流れた液体は、廃棄してもよい。
第4流路34は、分離用流路デバイス33の表面に位置した複数の第4開口41を有している。複数の第4開口41は、少なくとも第4主流路37に検体が流入する第4検体流入口42と、第4回収流路39から第1粒子を回収する第4検体流出口43と、検体から第1粒子を除いた成分を回収する少なくとも1つの第4廃棄流出口44とを有している。また、本例では、検体を第4分岐流路38側に押し付けるための第3液体が流入する第4押付流入口45も有している。なお、本例では、第4廃棄流出口44は、第4主流路37および第4廃棄流路40に接続されている。または、第4廃棄流出口44から流出する液体は、後述する第2流路デバイス2Aに形成された貫通孔44′を介して回収される。なお、第4検体流出口43は、測定用流路デバイス2Aの第1流路5の第1流入口12に接続されている。
(測定用流路デバイス)
図16に、測定用流路デバイス2Aを模式的に示す。図16は、測定用流路デバイス2Aを上面透視したときの平面図である。
本例の測定用流路デバイス2Aの上面は、図12に示した例と同様に、分離用流路デバイス33が配置された第1領域46およびそれと重ならない第2領域47を有している。平面視したときに、測定用流路デバイス2Aの第1流路5は第1領域46から第2領域47にわたって配されており、分離用流路デバイス33は、測定用流路デバイス2Aの第1領域46のみに配されている。それにより、第2領域47に第1流路5が露出していることから、第2領域47を測定領域として使用することができる。本例では、第2領域47にはミラー部材24が配される。
測定用流路デバイス2Aは、第1流路5、第2流路6および第3流路22とは異なる、第5流路48をさらに有していてもよい。また、第5流路48は、測定用流路デバイス2Aの表面に位置した複数の第5開口49を有していてもよい。第5流路48は、粒子分離前の検体が流れる流路として機能することができる。
複数の第5開口49は、第5流入口50および第5流出口51を有している。第5流入口50は、検体が第5流路48に流入するための開口である。第5流出口51は、検体が第5流路48から流出するための開口である。第5流入口50は露出しており、第5流出口51は、分離用流路デバイス33の第4検体流入口42に接続されている。そして、本例の場合であれば、本発明に係る液体供給デバイス100の第1供給口105は、分離用流路デバイス33に検体を供給するために、第5流入口50に対して検体である第1液体L1を供給するように接続される。また、液体供給デバイス100の第2供給口106は、測定用流路デバイス2Aに比較対象の第2液体L2を供給するために、第2流入口19に対して第2液体L2を供給するように接続される。
第5流入口50および第5流出口51は、測定用流路デバイス2Aの上面(第1基板9の上
面)に位置している。本例では、第5流入口50は、第1流入口12と同じ面に位置している。また、本例では、第5流出口51は、第1流入口12と同じ面に位置している。複数の第5開口49の第5流入口50、第3開口23と同じ面に位置している。
測定用流路デバイス2Aは、第1流路5、第2流路6、第3流路22および第5流路48とは異なる、第6流路52をさらに有していてもよい。第6流路52は、測定用流路デバイス2Aの表面に位置した複数の第6開口53を有している。複数の第6開口53は、第6流入口54および第6流出口55を有している。第6流入口54は、分離用流路デバイス33における押付流れのための第3液体が第6流路52に流入するための開口である。第6流出口55は、第3液体が第6流路52から流出するための開口である。第6流入口54は露出しており、第6流出口55は、分離用流路デバイス33の第4押付流入口45に接続されている。
(分離用流路デバイスと測定用流路デバイスとの接続構造)
図17に、分離用流路デバイスと測定用流路デバイスの接続構造を模式的に示す。なお、図17は、図12中の破線部を拡大した断面図である。
分離用流路デバイス33は、上記の通り、測定用流路デバイス2Aの上面に配されている。具体的には、分離用流路デバイス33の下面は、測定用流路デバイス2Aの上面との間にシート部材56を介在させてもよい。言い換えれば、計測装置1は、分離用流路デバイス33と測定用流路デバイス2Aとの間に配されたシート部材56を有していてもよい。
シート部材56は、難接着の材料同士を接合するための中間層としての機能を有している。シート部材56は、例えばシリコーンまたはPDMSなどの材料で形成されていればよい。なお、シート部材56は、複数の貫通孔57を有している。分離用流路デバイス33と測定用流路デバイス2Aとの間は、貫通孔57を介して液体が流れることになる。本例の分離用流路デバイス33と測定用流路デバイス2Aとは、シート部材56の下面に塗布された接着剤を介して接続されている。
本例の計測装置1Aは、図13に示すように、第5流路48に第1液体L1を供給する第1ポンプ26A、第6流路52に第3液体を供給する第4ポンプ58をさらに有している。なお、第1ポンプ26Aは、上述の例における第1ポンプ26に相当するものである。すなわち、第1ポンプ26Aは、第5流路48、第4流路34の順に通じて、第1流路5に第1液体L1を供給するものである。第1ポンプ26A、第2ポンプ27、第3ポンプ28および第4ポンプ58は、チューブなどの複数の他の流路(図示せず)を介して、それぞれ第5開口49、第2開口18、第3開口23および第6開口53に通じている。
制御部4Aは、計測装置1Aを制御することができる。具体的には、制御部4Aは、光学センサ3、第1ポンプ26A、第2ポンプ27、第3ポンプ28および第4ポンプ58などの駆動も制御することができる。制御部4Aは、第1ポンプ26Aを駆動させて、特定の粒子を含む液体を第1液体L1として第1流路5に流入させることができる。また、制御部4Aは、第2ポンプ27を駆動させて、特定の粒子を含まない液体を第2液体L2として第2流路6に流入させることができる。また、制御部4Aは、第3ポンプ28を駆動させて、気体(ガス)を第3流路22に流入させることができる。制御部4Aは、種々の回路を組み合わせて構成されている。
制御部4Aは、第3液体を第4流路34の主流路37に流入させた後に、検体を第4流路34の主流路37に流入させるとよい。制御部4Aは、第4ポンプ58を駆動して主流路37に第3液体を流入させた後に、第1ポンプ26を駆動して主流路37に検体を流入させればよい。
本発明は、上述した実施形態の例に限定されるものではない。すなわち、上記の第1の
例および第2の例の各構成要件は適宜組み合わせてもよく、また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
上述した例では、第2流路6の一端は第2流出口20を有している例を説明したが、図18に示したように、第2流路6の一端は、第1流路5に接続されていてもよい。第2流路6が第1流路5に接続している場合は、第1流路5に第2流路6を介して第2液体L2を流入させることができる。その結果、第1流路5に流入する第1液体L1の量が少ない場合に、第2流路6から第1流路5に第2液体L2を補充することができる。なお、この場合、第2液体L2は、第3液体と同じ液体であってもよい。
また、第2流路6が第1流路5に接続している場合は、制御部4は、第1液体L1が第1流路5に到達する前に、第1流路5に一定量の第2液体L2を流入させてもよい。その結果、一定量の溶媒中にどの程度の第1粒子が含まれているかを定量的に測定することができる。
制御部4は、第1流路5に第2液体L2を流入させる場合に、光学センサ3によって液体の有無を確認してもよい。この場合には、制御部4は、第2ポンプ27を駆動して第2流路6に第2液体L2を流入させた後、光学センサ3を駆動し、それとともに第1ポンプ26(または第1ポンプ26Aおよび第4ポンプ58)を駆動して、第1流路5に第1液体L1を(および第6流路52に液体を)流入させてもよい。また、制御部4は、第1ポンプ26(または第1ポンプ26Aおよび第4ポンプ58)を駆動した後、一定時間内に第2ポンプ27を駆動してもよい。
また、第1流路5と第2流路6が接続している場合は、第1流路5と第2流路6との接続部に第3流路22を接続してもよい。この場合には、制御部4は、まず、第1流路5に第2液体L2を流入させた後、第1流路5に第1液体L1を流入させ、次に第1流路5にガスを流入させるとよい。それにより、第2流路6に第1液体L1が流入することを低減することができる。
また、第1流路5にガスを流入させて、第2流路6から第1流路5にわたって存在している第2液体L2を分断した後、第1液体L1を流入させてもよい。この場合は、制御部4は、第2ポンプ27を駆動した後、第3ポンプ28を駆動し、第1ポンプ26を駆動すればよい。
上述した例では、第4流路34に第6流路52から第3液体を供給する例を説明したが、第6流路52の代わりに、第2流路6から第3液体を供給してもよい。この場合には、第2液体L2と第3液体とは同一の液体になる。すなわち、第6流路52は存在せず、第2流路6の一端が第4流路34の第4押付流入口44に接続される。
上述した例では、分離用流路デバイス33が第3基板35および第4基板36を有している例を説明したが、第4基板36の代わりにシート部材56を第4基板36として機能させてもよい。
また、検査用デバイスおよび計測装置における第1流入口および第2流入口の配置は、上述の例では比較的離れた場所に位置していたが、第1貯留部101および第2貯留部102が並んで配置されて一体的に構成された本体201を有する液体供給デバイス200の第1注入口105および第2注入口106に合わせて近接させて配置することによって、液体供給デバイスを使用することによる作業および検査の効率向上により有利なものになる。
以上のような検査用デバイスおよび計測装置に対して、本発明に係る液体供給デバイス
を介して第1液体および第2液体を供給することによって、検査対象である第1液体が多数の場合でも簡便に対応することができ、検査のための機材のコストを低減することができる。
1,1A 計測装置
2 流路デバイス
2A 測定用流路デバイス
3 光学センサ
4,4A 制御部
5 第1流路
6 第2流路
7 発光素子
8 受光素子
12 第1流入口
19 第2流入口
33 分離用流路デバイス
100,200 液体供給デバイス
101 第1貯留部
102 第2貯留部
103 第1注入口
104 第2注入口
105 第1供給口
106 第2供給口
107 シート状部材
111 第1チューブ
112 第2チューブ
201 本体
L1 第1液体
L2 第2液体

Claims (4)

  1. 検査対象である第1液体および比較対象である第2液体をそれぞれ検査用デバイスの第1流入口および第2流入口に供給するための液体供給デバイスであって、
    前記第1液体を貯留可能な第1貯留部と、
    該第1貯留部の上流側に位置し、第1チューブが接続されて、前記第1液体が貯留している前記第1貯留部に前記第1チューブを介して前記第2溶液を注入する第1注入口と、
    前記第1貯留部の下流側に前記第1流入口に対応して位置し、前記第2溶液の注入によって前記第1貯留部から前記第1溶液を供給する第1供給口と、
    前記第2液体を貯留可能な第2貯留部と、
    該第2貯留部の上流側に位置し、第2チューブが接続されて、前記第2貯留部に前記第2チューブを介して前記第2液体を注入する第2注入口と、
    前記第2貯留部の下流側に前記第2流入口に対応して位置し、前記第2液体の注入によって前記第2貯留部から前記第2液体を供給する第2供給口と
    を有する液体供給デバイス。
  2. 前記第1貯留部に、下流側の前記第1液体と上流側の前記第2液体との混合を抑制可能な、前記第1液体の体積の変化に伴って上流側と下流側との間を移動するシート状部材が配置されている、
    請求項1に記載の液体供給デバイス。
  3. 前記第1貯留部および前記第2貯留部が並んで配置された本体を有し、
    前記第1注入口および前記第2注入口が前記本体の上面に配置され、
    前記第1供給口および前記第2供給口が前記本体の下面に配置されている、
    請求項1に記載の液体供給デバイス。
  4. 前記検査用デバイスが液体中の粒子の有無を検査するためのデバイスであり、
    前記第1液体が前記粒子を含む液体であり、
    前記第2液体が前記粒子を含まない液体である、
    請求項1に記載の液体供給デバイス。
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