JP6972337B2 - 試料分析用基板 - Google Patents

Description

本願は、試料分析用基板に関する。

血液等の分析方法として、試料分析用基板を用いる技術が知られている。この技術は、チャンバー、流路等が設けられた試料分析用基板に血液等の検体を含む液体溶液を導入し、試料分析用基板を回転させることで、液体溶液の移送、分配、混合、試薬との反応等を行い、検体中の成分の分析を行う（例えば、特許文献１参照）。

検出の感度を高めるために、液体溶液中の成分を、反応チャンバー内で磁気ビーズを含む標識物質と結合させ、その後、測定チャンバー内で磁石によって吸引した状態で洗浄する洗浄工程を行うことで、液体溶液中の成分の濃度を高めた上で光学的に検出する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特表平７−５００９１０号公報 国際公開第２０１７／１１５７３３号

従来の試料分析用基板を用いた分析では、測定精度が低下することがあった。本願の限定的ではない例示的な実施形態は、測定精度の向上が可能な試料分析用基板を提供する。

本開示の一態様に係る試料分析用基板は、回転によって検体を含む液体の移送を行い、前記検体中の特定物質を分析する試料分析用基板であって、回転軸を有する基板と、基板内に位置し、前記検体を含む液体を保持する空間と、前記空間に接続された入口および出口を有する反応チャンバーと、前記反応チャンバーの空間に配置されたドライ化試薬とを備え、前記空間は、円周方向に離間している第１端および第２端を有し、前記入口および前記出口は、それぞれ前記第１端および前記第２端に位置しており、前記空間は、毛細管部分と、前記毛細管部分と接続され、前記第２端に位置し、開口を有しており、半径方向に伸びる第１非毛細管部分とを有し、前記第１非毛細管部分の外周側に前記出口が接続されている。

本願の一態様に係る試料分析用基板によれば、反応チャンバーにおける反応がより均一に行われ、精度の高い測定が可能となる。

図１は、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法を説明する模式図の一例である。 図２Ａは、実施形態の試料分析システムの構成の一例を示す模式図である。 図２Ｂは、試料分析システムにおける試料分析用基板の原点を検出するための構成の一例を示す模式図である。 図３Ａは、試料分析用基板の一例を示す分解斜視図である。 図３Ｂは、試料分析用基板の一例を示す平面図である。 図３Ｃは、図３Ａに示す試料分析用基板のうち、反応液の移送に関する構成を示す平面図である。 図３Ｄは、図３Ａに示す試料分析用基板のうち、メインチャンバーおよび第３流路のサイフォン構造に関する構成を示す平面図である。 図３Ｅは、試料分析用基板の磁石の保持方法の一例を示す斜視図である。 図３Ｆは、図３Ａに示す試料分析用基板のうち、洗浄液の移送に関する構成を示す平面図である。 図３Ｇは、試料分析用基板の第１流路の構造の一部を拡大して示す平面図である。 図３Ｈは、図３Ａに示す試料分析用基板のうち、基質溶液の移送に関する構成を示す平面図である。 図４は、試料分析システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図６は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図７は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図８は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図９は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１０は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１１は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１２は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１３は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１４は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１５は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１６は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１７は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１８は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図１９は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図２０は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図２１は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図２２は、試料分析システムの動作中における試料分析用基板の停止角度と液体の位置の一例を模式的に示す図である。 図２３Ａは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２３Ｂは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２４Ａは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２４Ｂは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２４Ｃは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２５Ａは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２５Ｂは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２５Ｃは、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２６は、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２７は、試料分析用基板の他の一例を示す平面図である。 図２８Ａは、反応チャンバーの他の一例を示す平面図である。 図２８Ｂは、反応チャンバーの他の一例を示す平面図である。 図２８Ｃは、反応チャンバーの他の一例を示す平面図である。 図２８Ｄは、反応チャンバーの他の一例を示す平面図である。 図２８Ｅは、反応チャンバーの他の一例を示す平面図である。 図２９は、反応チャンバーの他の一例による空間を立体的に示す斜視図である。 図３０Ａは、図２９に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’断面を示す。 図３０Ｂは、図２９に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＢ−Ｂ’断面を示す。 図３０Ｃは、図２９に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＣ−Ｃ’断面を示す。 図３０Ｄは、図２９に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＤ−Ｄ’断面を示す。 図３１は、反応チャンバーの他の一例による空間を立体的に示す斜視図である。 図３２Ａは、図３１に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’断面を示す。 図３２Ｂは、図３１に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＢ−Ｂ’断面を示す。 図３２Ｃは、図３１に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＣ−Ｃ’断面を示す。 図３２Ｄは、図３１に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＤ−Ｄ’断面を示す。 図３３は、反応チャンバーの他の一例による空間を立体的に示す斜視図である。 図３４Ａは、図３３に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’断面を示す。 図３４Ｂは、図３３に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＢ−Ｂ’断面を示す。 図３４Ｃは、図３３に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＣ−Ｃ’断面を示す。 図３４Ｄは、図３３に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＤ−Ｄ’断面を示す。 図３５は、反応チャンバーの他の一例による空間を立体的に示す斜視図である。 図３６Ａは、図３５に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’断面を示す。 図３６Ｂは、図３５に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＢ−Ｂ’断面を示す。 図３６Ｃは、図３５に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＣ−Ｃ’断面を示す。 図３６Ｄは、図３５に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＤ−Ｄ’断面を示す。 図３７は、反応チャンバーの他の一例による空間を立体的に示す斜視図である。 図３８Ａは、図３７に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’断面を示す。 図３８Ｂは、図３７に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＢ−Ｂ’断面を示す。 図３８Ｃは、図３７に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＣ−Ｃ’断面を示す。 図３８Ｄは、図３７に示す反応チャンバーの第２部分１０６ｒのＤ−Ｄ’断面を示す。

本願発明者は、従来の試料分析用基板を用いた分析において、測定精度が低下する原因を詳細に検討し、反応チャンバーにおける課題を見出した。

試料分析用基板用いた分析では、検出感度を高めるために、反応チャンバーにおいて、検体を含む溶液を計量し、磁気ビーズを含む標識物質と検体中の抗原とを結合させ、その後、測定チャンバーにおいて、標識物質と結合した抗原を磁石によって吸引した状態で洗浄する。このために、反応チャンバーは、検体を含む一定量の液体を測りとるために毛細管空間を備えている。しかし、毛細管空間では、液体の移動が制限され、磁気ビーズを含む標識物質との混合が十分に行えない。その結果、検体中の特定物質と、磁気ビーズを含む標識物質とが結合できず、測定精度が低下してしまう。

この課題に鑑み、本願発明者は、反応チャンバーにおいて検体を含む液体と磁気ビーズを含む標識物質とが十分に混合し得る新規な構造を備えた試料分析用基板を想到した。本願の一態様に係る試料分析用基板および試料分析システムは、以下の通りである。
［項目１］
回転によって検体を含む液体の移送を行い、前記検体中の特定物質を分析する試料分析用基板であって、
回転軸を有する基板と、
基板内に位置し、前記検体を含む液体を保持する空間と、前記空間に接続された入口および出口を有する反応チャンバーと、
前記反応チャンバーの空間に配置されたドライ化試薬と、
を備え、
前記空間は、円周方向に離間している第１端および第２端を有し、
前記入口および前記出口は、それぞれ前記第１端および前記第２端に位置しており、
前記空間は、毛細管部分と、前記毛細管部分と接続され、前記第２端に位置し、開口を有しており、半径方向に伸びる第１非毛細管部分とを有し、前記第１非毛細管部分の外周側に前記出口が接続されている、試料分析用基板。
［項目２］
前記空間は、前記毛細管部分と接続され、内周側に位置し、開口を有し、前記円周方向に伸びる第２非毛細管部分を有する、項目１に記載の試料分析用基板。
［項目３］
前記第２非毛細管部分は、前記第１非毛細管部分と接続されている、項目２に記載の試料分析用基板。
［項目４］
前記第２非毛細管部分は、前記入口と接続されている、項目２または３に記載の試料分析用基板。
［項目５］
前記第２非毛細管部分は、前記入口および前記第１非毛細管部分と接続されていない、項目２に記載の試料分析用基板。
［項目６］
前記反応チャンバーは、前記空間を規定する上面および下面を有し、
前記空間の前記毛細管部分の前記円周方向において、前記上面と前記下面との間の高さは実質的に等しい項目１または２に記載の試料分析用基板。
［項目７］
前記反応チャンバーは、前記空間を規定する上面および下面を有し、
前記空間の前記毛細管部分は、前記円周方向における位置によって、前記上面と前記下面との間の高さが異なる部分を有する、項目１または２に記載の試料分析用基板。
［項目８］
前記毛細管部分は、前記第１端側において、前記上面と前記下面との間の高さが小さい部分を有する、項目７に記載の試料分析用基板。
［項目９］
前記毛細管部分は、前記第２端側において、前記上面と前記下面との間の高さが小さい部分を有する、項目７に記載の試料分析用基板。
［項目１０］
前記毛細管部分は、前記第１端側および前記第２端側において、前記上面と前記下面との間の高さが小さい部分を有する、項目７に記載の試料分析用基板。
［項目１１］
項目１から１０のいずれかに記載の試料分析用基板と、
前記試料分析用基板を前記回転軸周りに回転させるモータ、
前記モータの回転軸の回転角度を検出する回転角度検出回路、
前記回転角度検出回路の検出結果に基づき、前記モータの回転および停止時の回転角度を制御する駆動回路、および
演算器、メモリおよびメモリに記憶され、前記演算器に実行可能なように構成されたプログラムを含み、前記プログラムに基づき、前記モータ、前記回転角度検出回路および前記駆動回路の動作を制御する制御回路
を有する試料分析装置と、
を備えた試料分析システムであって、
前記プログラムは、
前記反応チャンバーに前記検体を含む液体が導入された試料分析用基板が前記試料分析装置に装填された場合において、
前記試料分析用基板を揺動させることによって、前記ドライ化試薬を前記液体中に放出させ、分散させる、
試料分析システム。

以下、図面を参照しながら本実施形態の試料分析用基板、試料分析装置、試料分析システムおよび試料分析システム用プラグラムを詳細に説明する。まず、磁性粒子を用いた分析方法（磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法）を説明し、続いて、試料分析装置および試料分析用基板の構成（試料分析装置２００の構成、試料分析用基板１００の構成）および試料分析システムの動作（試料分析システム５０１の動作）を説明する。最後に、特に上述した課題の解決に好適である反応チャンバーの構造（反応チャンバの他の例）を説明する。なお、本開示の図面において、分かり易さのため、構成要素の一部を省略したり、参照符号を省略している場合がある。

（磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法）
尿や血液等の検体の成分の分析法には、分析対象物であるアナライトと、アナライトと特異的に結合するリガンドとの結合反応が用いられる場合がある。このような分析法には、例えば、免疫測定法や遺伝子診断法が挙げられる。

免疫測定法の一例として、競合法と非競合法（サンドイッチイムノアッセイ法）が挙げられる。また、遺伝子診断法の一例として、ハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法が挙げられる。これら免疫測定法や遺伝子検出法には、例えば、磁性粒子（「磁性ビーズ」、「磁気粒子」または「磁気ビーズ」等と称することもある。）が用いられる。これら分析法の一例として、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法を具体的に説明する。

図１に示すように、まず、磁性粒子３０２の表面に固定化された一次抗体３０４（以下、「磁性粒子固定化抗体３０５」と称する。）と測定対象物である抗原３０６とを抗原抗体反応により結合させる。次に標識物質３０７が結合された２次抗体（以下、「標識抗体３０８」と称する。）と抗原３０６とを抗原抗体反応により結合させる。これにより、抗原３０６に対して磁性粒子固定化抗体３０５及び標識抗体３０８が結合した複合体３１０が得られる。

この複合体３１０に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７に基づくシグナルを検出し、検出したシグナルの量に応じて抗原濃度を測定する。標識物質３０７には、例えば、酵素（例えば、ペルオキシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、ルシフェラーゼ等がある。）、化学発光物質、電気化学発光物質、蛍光物質等が挙げられ、それぞれの標識物質３０７に応じた色素、発光、蛍光等のシグナルを検出する。

この一連の反応において、反応物である複合体３１０を得る上で、検体中の未反応物、磁性粒子等に非特異的に吸着した物質、複合体３１０の形成に関与しなかった標識抗体３０８等である未反応物を分離する必要がある。この分離をＢ／Ｆ分離（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）と呼ぶ。競合法による免疫測定法やハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法においても、同様に、Ｂ／Ｆ分離の工程が必要である。

前述で、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法を例に挙げて説明したが、Ｂ／Ｆ分離は、磁性粒子の使用の有無にかかわらず、競合法や非競合法による免疫測定法やハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法を行う場合に必要となる。磁性粒子を用いない場合は、例えば、ポリスチレンやポリカーボネートといった素材で構成された固相へ物理吸着により固定化されたリガンド、化学結合により固相に固定化されたリガンド、金等で構成された金属基板表面へ固定化（例えば、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）を用いた固定化）されたリガンドを用いる場合等が挙げられる。

Ｂ／Ｆ分離を十分に行うには、洗浄液で複合体３１０を含む磁性粒子を複数回洗浄することが好ましい。具体的には、まず、複合体３１０と、未反応の抗原３０６、標識抗体３０８等とを含む反応溶液において、磁石によって磁性粒子を含む複合体３１０を捕捉した状態で、反応溶液のみを除去する。その後、洗浄液を加えて複合体３１０を洗浄し、洗浄液を除去する。この洗浄を複数回繰り返し行うことによって、未反応物や非特異吸着物質が十分に除去されたＢ／Ｆ分離が達成され得る。本開示の試料分析用基板では、Ｂ／Ｆ分離のため、１回以上の洗浄を行うことが可能である。

図２Ａは、試料分析システム５０１の全体の構成を示す模式図である。試料分析システム５０１は、試料分析用基板１００と試料分析装置２００とを含む。

（試料分析装置２００の構成）
試料分析装置２００は、モータ２０１と、原点検出器２０３と、回転角度検出回路２０４と、制御回路２０５と、駆動回路２０６と、光学測定ユニット２０７とを備える。

モータ２０１は、ターンテーブル２０１ａおよび重力方向に対して０°より大きく９０°以下の角度θで重力（鉛直）方向Ｇから傾いた回転軸Ａを有し、ターンテーブル２０１ａに載置された試料分析用基板１００を回転軸Ａ周りに回転させる。回転軸Ａが傾いていることにより、試料分析用基板１００における液体の移送に、回転による遠心力に加え、重力による移動を利用することができる。回転軸Ａの重力方向Ｇに対する傾斜角度は、５°以上であることが好ましく、１０°以上４５°以下であることがより好ましく、２０°以上３０°以下であることがさらに好ましい。モータ２０１は例えば、直流モータ、ブラシレスモータ、超音波モータ等であってよい。

原点検出器２０３は、モータ２０１に取り付けられた試料分析用基板１００の原点を検出する。例えば、図２Ａに示すように、原点検出器２０３は、光源２０３ａ、受光素子２０３ｂおよび原点検出回路２０３ｃを含み、光源２０３ａと受光素子２０３ｂとの間に試料分析用基板１００が位置するように配置される。例えば、光源２０３ａは発光ダイオードであり、受光素子２０３ｂはフォトダイオードである。図２Ｂに示すように、試料分析用基板１００は特定の位置に設けられたマーカ２１０を有する。マーカ２１０は例えば、光源２０３ａから出射する光の少なくとも一部を遮光する遮光性を有する。試料分析用基板１００において、マーカ２１０の領域は透過率が小さく（例えば１０％以下）、マーカ２１０以外の領域では透過率が大きい（例えば６０％以上）。

試料分析用基板１００がモータ２０１によって回転すると、受光素子２０３ｂは、入射する光の光量に応じた検出信号を原点検出回路２０３ｃへ出力する。回転方向に応じて、マーカ２１０のエッジ２１０ａおよびエッジ２１０ｂにおいて検出信号は増大または低下する。原点検出回路２０３ｃは、例えば、矢印で示すように、試料分析用基板１００が時計回りに回転している場合において、検出光量の低下を検出し、原点信号として出力する。本明細書では、マーカ２１０のエッジ２１０ａの位置を、試料分析用基板１００の原点位置（試料分析用基板１００の基準となる角度位置）として取り扱う。ただし、マーカ２１０のエッジ２１０ａの位置から任意に定められる特定の角度の位置を原点として定めてもよい。また、マーカ２１０が扇形であり、その中心角が、試料分析に必要な角度の検出精度よりも小さい場合には、マーカ２１０自体を原点位置として定めてもよい。

原点位置は、試料分析装置２００が試料分析用基板１００の回転角度の情報を取得するために利用される。原点検出器２０３は、他の構成を備えていてもよい。例えば、試料分析用基板１００に原点検出用の磁石を備え、原点検出器２０３はこの磁石の磁気を検出する磁気検出素子であってもよい。また、後述する磁性粒子を捕捉するための磁石を原点検出に用いてもよい。また、試料分析用基板１００がターンテーブル２０１ａに特定の角度でのみ取り付け可能である場合には、原点検出器２０３はなくてもよい。

回転角度検出回路２０４は、モータ２０１の回転軸Ａの角度を検出する。例えば、回転角度検出回路２０４は回転軸Ａに取り付けられたロータリーエンコーダであってもよい。モータ２０１がブラシレスモータである場合には、回転角度検出回路２０４は、ブラシレスモータに備えられているホール素子およびホール素子の出力信号を受け取り、回転軸Ａの角度を出力する検出回路を備えていてもよい。

駆動回路２０６はモータ２０１を回転させる。具体的には、制御回路２０５からの指令に基づき、試料分析用基板１００を時計方向または反時計方向に回転させる。また、回転角度検出回路２０４および原点検出器２０３の検出結果および試料分析用基板１００を制御回路２０５からの指令に基づき、揺動および回転の停止を行う。

光学測定ユニット２０７は、試料分析用基板１００に保持された複合体３１０（図１）に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７に応じたシグナル（例えば、色素、発光、蛍光等）を検出する。

制御回路２０５は、たとえば試料分析装置２００に設けられたＣＰＵを含む。制御回路２０５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ；図示せず）に読み込まれたコンピュータプログラムを実行することにより、当該コンピュータプログラムの手順にしたがって他の回路に命令を送る。その命令を受けた各回路は、本明細書において説明されるように動作して、各回路の機能を実現する。制御回路２０５からの命令は、たとえば図２Ａに示されるように、駆動回路２０６、回転角度検出回路２０４、光学測定ユニット２０７等に送られる。コンピュータプログラムの手順は、添付の図面におけるフローチャートによって示されている。

なお、コンピュータプログラムが読み込まれたＲＡＭ、換言すると、コンピュータプログラムを格納するＲＡＭは、揮発性であってもよいし、不揮発性であってもよい。揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなければ記憶している情報を保持できないＲＡＭである。たとえば、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）は、典型的な揮発性ＲＡＭである。不揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなくても情報を保持できるＲＡＭである。たとえば、磁気抵抗ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、抵抗変化型メモリ（ＲｅＲＡＭ）、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）は、不揮発性ＲＡＭの例である。本実施の形態においては、不揮発性ＲＡＭが採用されることが好ましい。

揮発性ＲＡＭおよび不揮発性ＲＡＭはいずれも、一時的でない（non-transitory）、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。また、ハードディスクのような磁気記録媒体や、光ディスクのような光学的記録媒体も一時的でない、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。すなわち本開示にかかるコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムを電波信号として伝搬させる、大気などの媒体（一時的な媒体）以外の、一時的でない種々のコンピュータ読み取り可能な媒体に記録され得る。

本明細書では、制御回路２０５は回転角度検出回路２０４および原点検出器２０３の原点検出回路２０３ｃと別個の構成要素として説明している。しかしながら、これらは共通のハードウェアによって実現されていてもよい。たとえば、試料分析装置２００に設けられたＣＰＵ（コンピュータ）が、制御回路２０５として機能するコンピュータプログラム、回転角度検出回路２０４として機能するコンピュータプログラムおよび原点検出器２０３の原点検出回路２０３ｃとして機能するコンピュータプログラムを直列的、または並列的に実行してもよい。これにより、そのＣＰＵを見かけ上、異なる構成要素として動作させることができる。

（試料分析用基板１００）
[１．全体の構成]
図３Ａは、試料分析用基板１００の分解斜視図である。試料分析用基板１００は、回転軸１１０および回転軸１１０に平行な方向に所定の厚さを有する板形状の基板１００’を備える。試料分析用基板１００の基板１００’は、ベース基板１００ａとカバー基板１００ｂによって構成されている。本実施形態では、試料分析用基板１００の基板１００’は円形形状を有しているが、例えば、多角形形状、楕円形状、扇形形状等を有していてもよい。基板１００’は、２つの主面１００ｃ、１００ｄを有している。本実施形態では、主面１００ｃおよび主面１００ｄは互いに平行であり、主面１００ｃおよび主面１００ｄの間隔で規定される基板１００’の厚さ（２つの主面の間の距離）は、基板１００’のどの位置でも同じである。しかし、主面１００ｃ、１００ｄは、平行でなくてもよい。例えば、２つの主面の一部分が非平行または平行であってもよいし、全体的に非平行であってもよい。また、基板１００’の主面１００ｃおよび１００ｄの少なくも一方に凹部ないし凸部を有する構成を備えていてもよい。

図３Ｂは、ベース基板１００ａの平面図である。図３Ｂに示すように、試料分析用基板１００は、それぞれ基板１００’内に位置する第１保持チャンバー１０１、第２保持チャンバー１０２、第３保持チャンバー１０３、第１貯蔵チャンバー１０４、第２貯蔵チャンバー１０５、反応チャンバー１０６、メインチャンバー１０７および回収チャンバー１０８を有する。各チャンバーの形状は、以下において特に言及しない限り、制限はなく、任意の形状を有していてもよい。各チャンバーは、概ね、基板１００’の２つの主面１００ｃ、１００ｄ（図３Ａ）に平行な上面及び下面と、これらの間に位置する３以上の側面とによって規定された空間を有する。上面、下面および側面のうちの隣接する２つの面は、明瞭な稜線によって分けられていなくてもよい。例えば、各チャンバーの形状は扁平な球あるいは、回転楕円体であってもよい。

試料分析用基板１００は、更に、それぞれ基板１００’内に位置する第１流路１１１、第２流路１１２、第３流路１１３、第４流路１１４、第５流路１１５、第６流路１１６および第７流路１１７を有する。第１流路１１１は、第１保持チャンバー１０１と反応チャンバー１０６とを接続している。第２流路１１２は、反応チャンバー１０６とメインチャンバー１０７とを接続している。第３流路１１３は、メインチャンバー１０７と回収チャンバー１０８とを接続している。第４流路１１４は、第１貯蔵チャンバー１０４と第１保持チャンバー１０１とを接続している。第５流路１１５は、第２貯蔵チャンバー１０５と第２保持チャンバー１０２とを接続している。第６流路１１６は、第２保持チャンバー１０２と第３保持チャンバー１０３とを接続している。第７流路１１７は、第３保持チャンバー１０３とメインチャンバー１０７とを接続している。このように、第４流路１１４を介して第１貯蔵チャンバー１０４に接続された第１保持チャンバー１０１は、第１流路１１１によって、メインチャンバー１０７ではなく、反応チャンバー１０６に接続されている。

流路を介したチャンバー間の液体の移送は、種々の方法で実現することが可能である。たとえば、重力による移送、および、毛細管力と回転による遠心力とによる移送を利用することができる。以下、この２つの移送方法を概括的に説明する。

重力による移送が可能な流路である場合、液体は流路内を重力によって移動することができる。たとえば、図２Ａに示すように、試料分析用基板１００を回転軸１１０が重力方向Ｇに対して０度より大きく９０度以下の範囲で傾けて支持する。試料分析用基板１００の回転角度を変更することにより、液体が存在する移送元のチャンバーを、移送先のチャンバーよりも高い位置に配置させる。「高い」とは重力方向Ｇでより上にあることを言う。これにより、移送元のチャンバー内の液体は、重力によって流路内を移動し、移送先のチャンバーへ移送される。重力による移送が可能な流路は、以下に説明する毛細管路ではない。重力による移送が可能な流路は、例えば１ｍｍ以上の厚さを有している。

また、流路は毛細管路であってもよい。「毛細管路」は、毛細管現象による毛細管力により内部の少なくとも一部に液体を満たすことができる狭い断面を有する流路を指す。毛細管路による液体の移送を、毛細管空間ではないチャンバーＡおよびチャンバーＢと、チャンバーＡとチャンバーＢを接続する毛細管路の流路を有する構成を例に挙げて説明する。チャンバーＡに保持された液体は、チャンバーＡに設けられた毛細管路の開口に接触すると、毛細管力により流路内に吸引され、流路の一部または全部が液体で満たされる。流路を満たす液体の位置及び量は、流路内の液体に働く毛細管力および重力の均衡によって決定する。

毛細管路の流路を毛細管力により液体で満たすには、液体の移動による圧力差が生じないよう、チャンバーＡとチャンバーＢに空気孔を設け、２つのチャンバー内の圧力を外部環境との圧力と一致させる。

流路が毛細管力により液体で満されている状態では、流路内の液体は、毛細管力、大気圧および重力のバランスによって静止しており、チャンバーＡからチャンバーＢへは、液体は移送されない。また、試料分析用基板を回転させることよって、流路内の液体に毛細管力以下の遠心力が働く場合にも液体の移送は生じない。

一方、チャンバーＢが、回転軸に対してチャンバーＡよりも遠い位置に配置されており、毛細管路の流路中の液体に毛細管力よりも大きい遠心力が働くように、試料分析用基板を回転させると、遠心力によって、チャンバーＡ中の液体をチャンバーＢに移送することができる。

流路による移送に毛細管現象を利用する場合、流路は、例えば、５０μｍ〜３００μｍの厚さを有している。厚さの異なるチャンバーの領域や流路を形成する場合、例えば、ベース基板１００ａに設ける空間の深さを異ならせることによって、異なる厚さを実現することができる。あるいは、ベース基板１００ａに設ける空間の深さは一定にし、カバー基板１００ｂの各チャンバーや流路に対応する位置に高さの異なる凸部を設けることにより、各流路およびチャンバーの厚さを異ならせてもよい。

以下において説明するように、チャンバーの一部または全部が保持した液体で確実に満たされるように、流路の一部または全部が毛細管空間を構成していてもよい。この場合、毛細管空間となる領域の厚さは、前述したように５０μｍ〜３００μｍである。

液体を毛細管力および回転による遠心力によって移送する場合、例えば、直径６０ｍｍの試料分析用基板１００を１００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲で回転させることができる。回転速度は各チャンバーおよび流路の形状、液体の物性、液体の移送や処理のタイミング等に応じて決定される。

毛細管力が働く流路あるいはチャンバーの内面、ならびに、流路が接続しているチャンバーの接続部分近傍の内面は、親水処理が施されていてもよい。親水処理によって毛細管力が大きく働く。親水処理は、例えば、前述した内面に、非イオン系、カチオン系、アニオン系または両イオン系の界面活性剤を塗布したり、コロナ放電処理を行ったり、物理的な微細凹凸を設けるなどによって行うことができる（例えば、特開２００７−３３６１号公報を参照。）。第１流路１１１から第７流路１１７が、毛細管現象により内部液体を満たすことができる空間である場合、これら流路にも同様に親水性処理を施してもよい。

第１保持チャンバー１０１、第２保持チャンバー１０２、第３保持チャンバー１０３、第１貯蔵チャンバー１０４、第２貯蔵チャンバー１０５、反応チャンバー１０６、メインチャンバー１０７および回収チャンバー１０８のそれぞれには少なくとも１つの空気孔１２２が設けられている。これにより、各チャンバー内が環境下の気圧に保たれ、毛細管現象およびサイフォンの原理によって各流路を移動し得る。また、第１貯蔵チャンバー１０４、第２貯蔵チャンバー１０５および反応チャンバー１０６には、洗浄溶液および基質溶液を注入するための開口１２３が設けられていてもよい。空気孔１２２は開口１２３を兼ねていてもよい。

第１保持チャンバー１０１、第２保持チャンバー１０２、第３保持チャンバー１０３、第１貯蔵チャンバー１０４、第２貯蔵チャンバー１０５、反応チャンバー１０６、メインチャンバー１０７および回収チャンバー１０８のそれぞれの空間は、ベース基板１００ａ内に形成され、カバー基板１００ｂでベース基板１００ａを覆うことにより、それぞれの空間の上部および下部が形成される。つまり、これらの空間は基板１００’の内面によって規定されている。第１流路１１１、第２流路１１２、第３流路１１３、第４流路１１４、第５流路１１５、第６流路１１６および第７流路１１７もベース基板１００ａに形成されており、カバー基板１００ｂでベース基板１００ａを覆うことにより、これらの流路の空間の上部および下部が形成される。本実施形態では、ベース基板１００ａおよびカバー基板１００ｂがそれぞれ上面および下面を規定する。基板１００’は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン等の樹脂によって生成され得る。

表１は、本実施形態の試料分析用基板１００において、試料分析開始時に導入される物質または液体と、最初に導入されるチャンバー、および、導入された物質または液体がメインチャンバーへ導入する順序の組み合わせを示している。表１に示す組み合わせは、例示する１つの組み合わせに過ぎず、チャンバーに導入する物質や液体およびメインチャンバー１０７への導入順序は表１に示される物質や順序に限られない。

表１に示すように、磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む検体および標識抗体３０８が反応チャンバー１０６に導入され、複合体３１０が反応チャンバー１０６で生成する。本実施形態では、このうち、磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８はドライ化試薬１２５としてあらかじめ反応チャンバー１０６内に配置されている。また、第２貯蔵チャンバー１０５には基質溶液が導入される。第１貯蔵チャンバー１０４には洗浄液が導入される。以下において詳細に説明するように、第１貯蔵チャンバー１０４に保持される洗浄液は、反応チャンバー１０６を経由してメインチャンバー１０７へ導入される。

以下、主として図３Ｃから図３Ｈを参照しながら、前述した表に示すメインチャンバー１０７への導入順に従い、複合体３１０、洗浄溶液および基質溶液に関するチャンバーおよび流路を説明する。図３Ｃから図３Ｈにおいては、分かり易さのため、試料分析用基板１００の関連しないあるいは言及しない構造は図示していない。

［反応チャンバー１０６]
図３Ｃに示すように、反応チャンバー１０６が試料分析用基板１００に設けられている。反応チャンバー１０６は、図１を参照して説明したように、磁性粒子固定化抗体３０５と、抗原３０６を含む検体と、標識抗体３０８とを反応させて、複合体３１０を形成させる反応場である。

本実施の形態では、反応チャンバー１０６は、第１部分１０６ｑと、第２部分１０６ｒとを含む。

本実施形態では、第１部分１０６ｑと第２部分１０６ｒとは、概ね、回転軸１１を中心とする円周方向に配置されている。第１部分１０６ｑと第２部分１０６ｒとの間に、基板１００’の内面によって構成される壁部分１２６が位置している。壁部分１２６は、回転軸１１０側に凸形状を有しており、第１部分１０６ｑと、第２部分１０６ｒとを区切る。第１部分１０６ｑと第２部分１０６ｒとは壁部分１２６の最も回転軸１１０に近接する点１２６ｐと回転軸１１０とを結ぶ半径上の位置において、互いに接続している。

第１部分１０６ｑは、非毛細管空間である第１領域１０６ｑｆと、毛細管空間である第２領域１０６ｑｅとを含む。第１領域１０６ｑｆと第２領域１０６ｑｅとは隣接して接続しており、互いの空間は連通している。第２領域１０６ｑｅは第１部分１０６ｑにおいて、壁部分１２６に沿う狭い幅の領域である。第２領域１０６ｑｅは、第１部分１０６ｑの側面のうち、最も回転軸１１０から遠くに位置する最外周側面１０６ｑａに接している。一方、第１領域１０６ｑｆは、検体を保持し得る十分な大きさの空間である。第１部分において、第１領域１０６ｑｆは第２領域１０６ｑｅよりも回転軸１１０に近接して位置している。

第２部分１０６ｒは、非毛細管空間である第１領域１０６ｒｆと、毛細管空間である第２領域１０６ｒｅとを含む。第１領域１０６ｒｆと第２領域１０６ｒｅとは隣接して接続しており、互いの空間は連通している。第１領域１０６ｒｆは、第２部分１０６ｒを規定する側面のうち、回転軸１１０から最も遠くに位置する最外周側面１０６ｒａと対向した側面に沿って位置している。つまり、第１領域１０６ｒｆは第２領域１０６ｒｅよりも回転軸１１０に近接して位置している。

第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆは第２部分１０６ｒの第１領域１０６ｒｆと接続しており、第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅは第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅと接続している。

図３Ｃにおいて、破線で示すように、第１部分１０６ｑおよび第２部分１０６ｒは、壁部分１２６の回転軸から最も近い点１２６ｐと、回転軸１１０とを結ぶ線分を半径とする円弧１２６ａｒよりも遠い側に位置する部分それぞれ有する。具体的には、第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆの一部および第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅの一部は円弧１２６ａｒよりも外側に位置している。

前述したように、反応チャンバー１０６において、非毛細管空間と毛細管空間とでは、それぞれの厚さが異なっている。

本実施形態では、乾燥させた磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８を含むドライ化試薬１２５が第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅにあらかじめ保持されている。抗原３０６を含む検体溶液を含む液体は、試料分析開始時に、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆに導入される。導入した液体が、第１部分１０６ｑにおいて、第２領域１０６ｑｅと接触すると、毛細管力によって、第２領域１０６ｑｅを満たし、更に第２部分の第２領域１０６ｒｅを満たす。これにより、液体とドライ化試薬１２５が接触し、ドライ化試薬１２５の磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８が液体へ溶出または分散する。その結果、液体中で、抗原３０６、磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８が混合され、複合体３１０が形成される。

試料分析用基板１００がドライ化試薬１２５を備える場合には、ドライ化試薬１２５は、反応チャンバー１０６の毛細管空間（第２領域１０６ｒｅ）に保持されることが好ましい。反応チャンバー内における非毛細管空間中の液体は毛細管力により毛細管空間へ移動するがこの時液体に働く力は、試料分析用基板１００の回転による遠心力に比べて小さい。このため、ドライ化試薬１２５が非毛細管空間（第１領域１０６ｑｆ）に保持されると、ドライ化試薬１２５中の磁性粒子固定化抗体３０５のすべてが毛細管空間へ移動せず、非毛細管空間に留まる可能性があるからである。

反応チャンバー１０６への抗原３０６を含む検体溶液、磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８の導入はこれに限らない。試料分析用基板１００は、ドライ化試薬１２５を備えておらず、試料分析開始時に、磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む検体および標識抗体３０８を反応チャンバーの第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆに導入してもよい。あるいは、試料分析用基板１００は、例えば、磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む検体および標識抗体３０８のそれぞれを保持するチャンバーと、それぞれのチャンバーと反応チャンバー１０６とが連結する流路（例えば、毛細管路）を備えていてもよい。抗原３０６を含む検体および標識抗体３０８をそれぞれのチャンバーに量りとり、各チャンバーに注入された磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む検体および標識抗体３０８を反応チャンバー１０６に移送して反応チャンバー１０６中で混合し、複合体３１０を形成させてもよい。

［第２流路１１２］
反応チャンバー１０６内の複合体３１０を含む溶液は、第２流路１１２を介して、メインチャンバー１０７へ移送される。第２流路１１２は、開口１１２ｇおよび開口１１２ｈを有する。第２流路１１２の開口１１２ｇは、反応チャンバー１０６の第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅを規定する側面のうち、回転軸１１０から最も遠い側に位置する最外周側面１０６ｒａ、または、最外周側面１０６ｒａに隣接する隣接側面であって、最外周側面１０６ａとの接続部分を含む位置に設けられることが好ましい。反応チャンバー１０６中の液体をメインチャンバー１０７へ移送させるにあたり、反応チャンバー１０６中に液残りが生じることを抑制できるからである。図３Ｃは、開口１１２ｇが最外周側面１０６ａの一部に設けられた例を示している。

第２流路１１２の開口１１２ｈは、開口１１２ｇよりも回転軸１１０に対して遠くに位置している。開口１１２ｈは、以下において説明するように、メインチャンバー１０７の側面に接続されている。開口１１２ｈが開口１１２ｇよりも回転軸１１０に対して遠い側に位置していることにより、試料分析用基板１００を回転させると、反応チャンバー１０６内の複合体３１０を含む溶液は、遠心力によって、第２流路１１２を介してメインチャンバー１０７へ移送される。第２流路１１２は、毛細管路であってもよいし、重力に移送が可能な流路であってもよい。

[メインチャンバー１０７]
図３Ｄに示すように、メインチャンバー１０７は、複合体３１０を含む溶液のＢ／Ｆ分離を行う場である。Ｂ／Ｆ分離のために、試料分析用基板１００は、基板１００’内に位置する磁石収納室１２０と磁石収納室１２０内に配置された磁石１２１を含む。

磁石収納室１２０は、試料分析用基板１００内において、メインチャンバー１０７の空間に近接して位置している。より具体的には、磁石収納室１２０は、メインチャンバー１０７の複数の側面のうち、回転軸１１０から最も遠くに位置する最外周側面１０７ａに近接して配置されている。ただし、試料分析用基板１００における磁石収納室１２０は、メインチャンバー１０７の最外周側面１０７ａ以外の上面や下面に近接する位置に配置してもよい。すなわち、磁石収納室１２０に配置された磁石１２１によって、メインチャンバー１０７の壁面に磁性粒子を捕捉できれば、その位置は特に限定されない。磁石１２１はＢ／Ｆ分離に応じて取外しできるように構成されていてもよいし、基板１００’に磁石収納室１２０から着脱不能に取り付けられていてもよいし、試料分析装置２００側に設けるように構成されていてもよい。

磁石１２１を着脱可能に構成した場合には、例えば、図３Ｅに示すように、基板１００’は、主面１００ｃに開口１２０ａを有する凹状の磁石収納室１２０を備えていてもよい。磁石収納室１２０は磁石１２１を収納可能な空間を有する。開口１２０ａから磁石収納室１２０に磁石１２１を挿入することにより、磁石１２１を基板１００’に装填することができる。磁石収納室１２０の開口１２０ａは、主面１００ｄに設けてもよいし、２つの主面１００ｃ、１００ｄの間に位置する側面に設けてもよい。

磁石１２１を試料分析装置２００側に設ける場合には、例えば、試料分析装置２００のターンテーブル２０１ａに磁石１２１を備えた磁石ユニットを備えていてもよい。この場合、使用者が試料分析用基板１００をターンテーブル２０１ａ（磁石ユニット）の所定の位置に配置すると、メインチャンバー１０７の壁面に磁性粒子を捕捉できる位置に磁石１２１が配置される。磁石１２１を試料分析装置２００に設ける他の例として、例えば、試料分析装置２００は、磁石１２１および磁石１２１を移動させる駆動機構を備えていてもよい。この場合、試料分析用基板１００は磁石１２１を保持する収納室を備え、Ｂ／Ｆ分離に応じて、駆動機構が試料分析用基板１００の収納室に磁石１２１を挿入し、収納室内の磁石１２１を取り出してもよい。

反応液が第２流路１１２を介して、メインチャンバー１０７へ移送されると、反応液中の複合体３１０および未反応の磁性粒子固定化抗体３０５（以下、これら両方を指す場合には、単に磁性粒子３１１と呼ぶ）は、最外周側面１０７ａに近接して配置された磁石１２１の磁力によって、最外周側面１０７ａ側に集まって捕捉される。

メインチャンバー１０７の空間は第１領域１０７ｆおよび第１領域１０７ｆに隣接し、接続されている第２領域１０７ｅを含んでいてもよい。第１領域１０７ｆは重力によって液体が移動可能な非毛細管空間であり、第２領域１０７ｅは、毛細管力が働く毛細管空間である。このため、第１領域１０７ｆの厚さは、第２領域１０７ｅの厚さよりも大きく、第１領域１０７ｆは第２領域１０７ｅよりも大きな空間を有する。第１領域１０７ｆおよび第２領域１０７ｅの厚さは、具体的には流路の厚さとして説明した前述の範囲内の値である。

第２領域１０７ｅは最外周側面１０７ａに接しており、第１領域１０７ｆの少なくとも一部は第２領域１０７ｅよりも回転軸１１０に近接していることが好ましい。また、第２流路１１２の開口１１７ｈは、第１領域１０７ｆに接している側面の１つに設けられている。

メインチャンバー１０７内の液体は、第３流路１１３を介して回収チャンバー１０８へ移送される。以下において説明するように、第３流路１１３の開口１１３ｇは第２領域１０２ｅの空間と接続するように第２領域１０２ｅに接する側面に設けられる。

メインチャンバー１０７において、第１領域１０７ｆは重力によって液体が移動可能な空間であるため、必要に応じた大きさの空間を確保することが可能である。また、第２領域１０７ｅは毛細管空間であるため、メインチャンバー１０７に保持される液体の一部で必ず第２領域１０７ｅが満たされる。このため、第３流路１１３が第２領域１０７ｅと接することにより、メインチャンバー１０７内の液体を余すことなく第３流路１１３を介して回収チャンバー１０８へ移送することができる。メインチャンバー１０７には、反応液の他洗浄液および基質溶液が導入されるため、メインチャンバー１０７がこれらの液体を保持する十分な空間を有すること、および、保持した液体を必要に応じて、回収チャンバー１０８へ確実に移送できることは、重要な特徴である。

［第３流路１１３］
第３流路１１３は開口１１３ｇおよび開口１１３ｈを有し、開口１１３ｇがメインチャンバー１０７に接続され、開口１１３ｈが回収チャンバー１０８に接続されている。

第３流路１１３の開口１１３ｇは、メインチャンバー１０７の側面のうち、回転軸１１０から最も遠い側に位置する最外周側面１０７ａ、または、最外周側面１０７ａに隣接する隣接側面であって、最外周側面１０７ａとの接続部分を含む位置に設けられることが好ましい。図３Ｄには、開口１１３ｇが最外周側面１０７ａに隣接する隣接側面に設けられた例を示している。前述したように開口１１３ｇはメインチャンバー１０７の第２領域１０７ｅに接続している。

第３流路１１３の開口１１３ｈは、開口１１３ｇよりも回転軸１１０に対して遠い側に位置している。また、開口１１３ｈは、回収チャンバー１０８の側面のうち、回転軸１１０に最も近い側に位置する最内周側面１０８ｂ、または、最内周側面１０８ｂに隣接する隣接側面であって、最内周側面１０８ｂに近接する位置に設けられることが好ましい。図３Ｃでは、開口１１３ｈは、最内周側面１０３ｂの一部に設けられている例を示している。

第３流路１１３も毛細管現象によってメインチャンバー１０７に保持された液体を吸引することが可能である。第３流路１１３の厚さは、メインチャンバー１０７の第２領域１０７ｅの厚さよりも小さい。これにより、メインチャンバー１０７の第２領域１０７ｅよりも強い毛細管力を第３流路１１３に働かせることが可能であり、メインチャンバー１０７の第２領域１０７ｅの液体の一部は第３流路１１３へ吸引される。

第３流路１１３は、更にサイフォンの原理によって、液体の移動を制御し得る。このために、サイフォン構造として、第３流路１１３は第１屈曲部１１３ｎおよび第２屈曲部１１３ｍを有している。第１屈曲部１１３ｎは回転軸１１０と反対側に凸形状を有し、第２屈曲部１１３ｍは回転軸１１０側に凸形状を有する。第１屈曲部１１３ｎは、第３流路１１３が接続するメインチャンバー１０７と回収チャンバー１０８のうち、回転軸１１０に近い側に位置するメインチャンバー１０７と、第２屈曲部１１３ｍとの間に位置している。

ここでいうサイフォンの原理は、試料分析用基板１００の回転により液体にかかる遠心力と流路の毛細管力とのバランスによる送液制御を言う。

例えば、第３流路１１３がサイフォン構造を有しない毛細管路である場合、試料分析用基板１００の回転による遠心力で、反応チャンバー１０６から第２流路１１２を介してメインチャンバー１０７へ移送される過程において、メインチャンバー１０７へ移送された液体は、第３流路１１３の毛細管力により第３流路１１３内に満たされる。この状態で、試料分析用基板１００の回転が継続していると、液体は、メインチャンバー１０７中に保持されず、第３流路１１３を介して回収チャンバー１０８に移送されてしまう。この時、試料分析用基板１００は、第３流路１１３の毛細管力よりも強い遠心力をかけることができる回転速度で回転している。

一方、第３流路１１３がサイフォン構造を有していれば、反応チャンバー１０６からメインチャンバー１０７へ移送された液体は、第３流路１１３の毛細管力により、第３流路１１３中に液体が引き込まれる。しかし、試料分析用基板１００が継続して回転し、第３流路１１３の毛細管力よりも強い遠心力をかけることができる回転速度で回転していれば、液体にかかる毛細管力よりも遠心力の方が強いため、第３流路１１３内全てを液体で満たされることはない。すなわち、第３流路１１３は、回転軸１１０に対してメインチャンバー１０７に存在する液体の液面の距離と同じ高さまでしか液体で満たされない。

また、試料分析用基板１００が、第３流路１１３の毛細管力よりも弱い遠心力をかける回転速度で回転している場合には、毛細管力によって第３流路１１３が液体で満たされ、毛細管力によってそれ以上液体が移動することはない。

メインチャンバー１０７中の液体を回収チャンバー１０８へ移送したい場合には、試料分析用基板１００を、第３流路１１３の毛細管力以下の遠心力をかけることができる回転速度（回転停止も含む）で回転させることで、毛細管力により第３流路１１３の全てが液体で満たされる。その後、第３流路１１３の毛細管力よりも強い遠心力をかけることができる回転速度で試料分析用基板１００を回転させると、メインチャンバー１０７内の液体を、回収チャンバー１０８へ移送させることができる。

したがって、第３流路１１３をサイフォン構造で構成することにより、反応液、洗浄液および基質溶液をいったんメインチャンバー１０７で保持することができ、メインチャンバー１０７において、Ｂ／Ｆ分離、磁性粒子の洗浄および基質溶液との反応を適切に行うことが可能となる。

図３Ｄに示すように、第３流路１１３がサイフォン構造を備えるために、回転軸１１０と、回転軸１１０から遠くに位置する回収チャンバー１０８の最も回転軸１１０に近い最内周側面１０８ｂとの距離をＲ１とし、回転軸１１０から、第１屈曲部１１３ｎの最も回転軸１１０から遠い側に位置する点までの距離をＲ２とした場合、Ｒ１＞Ｒ２（条件１）を満たすことが好ましい。

また、回転軸１１０と、回転軸１１０に近くに位置するメインチャンバー１０７に保持された液体が、遠心力によって、側面に偏って保持されている場合において、回転軸１１０から液体の液面までの距離をＲ４とし、回転軸１１０から、第２屈曲部１１３ｍの最も回転軸１１０に近い側に位置する点までの距離をＲ３とした場合、Ｒ４＞Ｒ３（条件２）を満たすことが好ましい。

第３流路１１３が条件１、２を満たしていることによって、反応チャンバー１０６から反応液をメインチャンバー１０７へ移送させる場合に、試料分析用基板１００を第３流路１１３中の液体にかかる毛細管力よりも強い遠心力が働く回転速度で回転させると、メインチャンバー１０７へ移送された反応液または洗浄液がそのまま回収チャンバー１０８へ移送されるのを防止し得る。

［回収チャンバー１０８］
回収チャンバー１０８は、第３流路１１３を介してメインチャンバー１０７から移送される磁性粒子３１１以外の反応液および使用済みの洗浄液を貯蔵する。回収チャンバー１０８は、前述の反応液と洗浄回数に応じた合計の使用済み洗浄液との合計量よりも大きな容量の空間を有する。回収チャンバー１０８は液体を保持する主要な部分が、メインチャンバー１０７よりも回転軸１１０に対して遠くに位置していることが好ましい。

［第１貯蔵チャンバー１０４］
図３Ｆを参照する。第１貯蔵チャンバー１０４は、Ｂ/Ｆ分離の際の洗浄に用いる洗浄液を貯蔵する。以下において詳細に説明するように、本実施形態の試料分析システムでは、Ｂ／Ｆ分離の際、複合体３１０を複数回洗浄することができる。このため、第１貯蔵チャンバー１０４は、洗浄回数に応じた合計容量の洗浄液を保持し得る空間を有している。

［第４流路１１４］
第１貯蔵チャンバー１０４の洗浄液は、第４流路１１４を介して、第１保持チャンバー１０１へ移送される。第４流路１１４は、開口１１４ｇおよび開口１１４ｈを有する。第４流路１１４の開口１１４ｇは、第１貯蔵チャンバー１０４の側面のうち、回転軸１１０から最も遠い側に位置する最外周側面１０４ａ、または、最外周側面１０４ａに隣接する隣接側面であって、最外周側面１０４ａとの接続部分を含む位置に設けられることが好ましい。図３Ｆは、開口１１４ｇが最外周側面１０４ａと隣接側面との接続部分に設けられた例を示している。

第４流路１１４の開口１１４ｈは、開口１１４ｇよりも回転軸１１０に対して遠い側に位置している。開口１１４ｈは、以下において説明するように、第１保持チャンバー１０１の側面に接続されている。開口１１４ｈが開口１１４ｇよりも回転軸１１０に対して遠い側に位置していることにより、試料分析用基板１００を回転させると、第１貯蔵チャンバー１０４内の洗浄液は、遠心力によって、第４流路１１４を介して第１保持チャンバー１０１へ移送される。第４流路１１４は、毛細管路であってもよいし、重力に移送が可能な流路であってもよい。

［第１保持チャンバー１０１］
第１保持チャンバー１０１は、第１貯蔵チャンバー１０４に貯蔵されていた全洗浄液を保持する。その後、メインチャンバー１０７で複合体３１０を洗浄するために、洗浄液の一部を反応チャンバー１０６へ移送させ、残りを保持する。一回の洗浄に用いる洗浄液の量は以下において説明するように、第１流路１１１によって秤量される。このため、第１保持チャンバー１０１は、第１流路１１１以上の容積を有しており、洗浄回数分の合計の洗浄液量以上の容積（例えば、２回の洗浄であれば第１流路１１１の２倍以上の容積、３回の洗浄であれば第１流路１１１の３倍以上の容積）を有している。

第４流路１１４の開口１１４ｈは、第１保持チャンバー１０１の最外周側面１０３ａに対して、液体を保持する空間を挟んで対向する１つの内周側面に設けられている。

［第１流路１１１］
前述したように、第１流路１１１は、第１保持チャンバー１０１と反応チャンバー１０６とを接続している。このため、第１貯蔵チャンバー１０４に洗浄液が導入される場合、洗浄液は、いったん、反応チャンバー１０６へ移送され、その後、メインチャンバー１０７へ移送される。

第１流路１１１は、第１部分１１１ｑおよび第１部分１１１ｑに接続された第２部分１１１ｒを含む。第２部分１１１ｒは毛細管路である。第１部分１１１ｑは開口１１１ｇを含み、第１保持チャンバー１０１と接続されている。第１保持チャンバー１０１の一部と第１流路１１１の一部とは、開口１１１ｇを挟んで概ね回転軸１１０を中心とする半径方向に位置している。第２部分１１１ｒは、第２開口１１１ｈを有し、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆと接続されている。第２開口１１１ｈは、第２流路１１２の開口１１２ｇよりも回転軸１１０に近接している。

第１流路１１１の第１部分１１１ｑは、第１領域１１１ｑｅおよび第２領域１１１ｑｆを含む。第１部分１１１ｑは、本実施形態では、試料分析用基板１００の半径方向に対して斜めの方向に伸びる形状を有している。第２領域１１１ｑｆは、第１部分１１１ｑにおいて第１領域１１１ｑｅよりも回転軸１１０に近接して位置している。第１領域１１１ｑｅは毛細管空間であり、第２領域１１１ｑｆは毛細管現象により液体を満たすことができる毛細管空間ではない。例えば、第２領域１１１ｑｆの厚さは、第１領域１１１ｑｅの厚さよりも大きい。このため、第２領域１１ｑｆも液体で満たすことにより、量り取る洗浄液の量を大きくすることができる。

第２領域１１１ｑｆには空気孔１２２が設けられており、第２領域１１１ｑｆは空気の移動を確保する気道としても機能する。具体的には、第２領域１１１ｑｆが設けられることによって、何等かの理由によって第１領域１１１ｑｅに保持された液体中に気泡が生じている場合に、気泡が第２領域１１１ｑｆへ移動し、液体中の気泡が排除されやすくなる。これによって、試料分析用基板１００を回転させた場合に、特に、第２部分１１１ｒに気泡が入り込み、液体の移動が妨げられるのを抑制することができる。

以下において詳細に説明するように、第１保持チャンバー１０１に洗浄液が保持された状態で試料分析用基板１００の回転角度を洗浄液が開口１１６ｇに接触する位置に変更すると、第２領域１１６ｑｆを除く第１流路１１１中に毛細管現象により洗浄液で満たされる。この状態で第１流路１１１内の洗浄液にかかる毛細管力よりも強い遠心力がかかる回転速度で試料分析用基板１００を回転させる。この場合、図３Ｇに示すように、回転軸１１０に垂直な平面上において、回転軸１１０と位置ｚとを結ぶ直線ｄｂを基準として、第１保持チャンバー１０１へ移送される洗浄液と、第１流路１１１へ戻る洗浄液とに分かれる。基準位置ｚは、図３Ｇに示すように、第１保持チャンバー１０１の空間または第１流路１１１の空間よりも回転軸１１０に対して遠くに位置している２つの側面ｓ１、ｓ２であって、回転軸１１０を中心とする円弧ａｒの接線方向ｄｔよりも第１保持チャンバー１０１側に傾斜している側面ｓ１と第２保持チャンバー側に傾斜している側面ｓ２との境界位置によって定義される。これにより、１回分の洗浄液が秤量され、メインチャンバー１０７へ洗浄液が移送される。メインチャンバー１０７に移送された洗浄液は前述したように、第３流路１１３を介して回収チャンバー１０８へ移送される。

［第２貯蔵チャンバー１０５］
図３Ｈを参照する。第２貯蔵チャンバー１０５は、試料分析システムを用いた分析の開始時に基質溶液を貯蔵する。第２貯蔵チャンバー１０５の形状に特に制限はなく、任意の形状を有していてもよい。

［第５流路１１５］
第５流路１１５は、第２貯蔵チャンバー１０５と、第２保持チャンバー１０２とを接続している。第５流路１１５は、例えば、回転軸１１０を中心とする半径方向に伸びており、毛細管路によって構成されている。第５流路１１５は、開口１１５ｇおよび開口１１５ｈを有する。開口１１５ｇは、第２貯蔵チャンバー１０５の側面のうち、回転軸１１０から最も離れた最外周側面１０５ａ、または、最外周側面１０５ａに隣接する隣接側面であって、最外周側面１０５ａに近接する位置に設けられることが好ましい。本実施形態では、最外周側面１０５ａに開口１１５ｇが設けられている。開口１１５ｈは、第２保持チャンバー１０２に接続されている。

［第２保持チャンバー１０２］
第２保持チャンバー１０２は、試料分析システムを用いた分析の開始後、洗浄を含むＢ／Ｆ分離の間、第２貯蔵チャンバー１０５から移送された基質溶液を保持する。第２保持チャンバー１０２は、第２貯蔵チャンバー１０５より回転軸１１０から遠くに位置している。第２保持チャンバー１０２は、基質溶液を保持する空間を挟む、第１外周側面１０２ａ１および第２外周側面１０２ａ２と、第１内周側面１０２ｂ１および第２内周側面１０２ｂ２とを有する。第１外周側面１０２ａ１と第２外周側面１０２ａ２とは、半径方向に重なっておらず、また、第１外周側面１０２ａ１は第２外周側面１０２ａ２よりも回転軸１１０から遠くに位置している。第１内周側面１０２ｂ１と第２内周側面１０２ｂ２とは半径方向に重なっておらず、また、第１内周側面１０２ｂ１は第２内周側面１０２ｂ２よりも回転軸１１０から遠くに位置している。

第２保持チャンバー１０２は、第１外周側面１０２ａ１および第１内周側面１０２ｂ１に隣接する隣接側面１０２ｃと、第２外周側面１０２ａ２および第２内周側面１０２ｂ２に隣接する隣接側面１０２ｄとをさらに有する。第２保持チャンバー１０２の空間は、隣接側面１０２ｃおよび隣接側面１０２ｄによって挟まれ、円周方向に伸びる形状を有している。

以下において説明するように、本実施形態では、第６流路１１６の開口１１６ｇは、第１内周側面１０２ｂ１に設けられている。また、以下において詳述する第６流路１１６の開口１１６ｇは、隣接側面１０２ｄの第２内周側面１０２ｂ２との接続位置に隣接して位置している。つまり、第６流路１１６は隣接側面１０２ｄの回転軸１１０に近い側に設けられている。この構造により、第２保持チャンバー１０２の空間の大部分は、第６流路１１６の開口１１６ｈよりも回転軸１１０から離れて位置している。このため、試料分析用基板１００が種々の回転角度で保持される場合でも第２保持チャンバー１０２に保持された基質溶液が、第６流路１１６を介して第３保持チャンバー１０３へ移送されるのを抑制することができる。

また、第１外周側面１０２ａ１が回転軸１１０から遠くに位置しており、第２保持チャンバー１０２の空間は、第１外周側面１０２ａ１に接して外周側に突出した凸形状部分１０２ｔを含む。よって、第２保持チャンバー１０２の空間の凸形状部分１０２ｔに基質溶液が保持されることにより、第２保持チャンバー１０２に保持された基質溶液の液面を第６流路１１６の開口１１１ｇから離間させることができ、より確実に第６流路１１６を介して第３保持チャンバー１０３へ移送されるのを抑制することができる。

［第６流路１１６］
第６流路１１６は、第２保持チャンバー１０２と第３保持チャンバー１０３とを接続している。第６流路１１６は、開口１１６ｇおよび開口１１６ｈを有し、開口１１６ｇは第２保持チャンバー１０２の隣接側面１０２ｄに設けられている。また、開口１１６ｈは、第３保持チャンバー１０３の側面の１つに設けられている。第６流路１１６は重力によって液体の移動が可能な流路である。

［第３保持チャンバー１０３］
第３保持チャンバー１０３は、第６流路１１６を介して第２保持チャンバー１０２から移送される基質溶液を保持する。第３保持チャンバー１０３は第２保持チャンバー１０２と周方向において隣接する第１部分１０３ｑおよび第７流路１１７と周方向に隣接する第２部分１０３ｒを含む。第１部分１０３ｑと第２部分１０３ｒとは半径方向に配置されている。また、第３保持チャンバー１０３は、第２保持チャンバー１０２の隣接側面１０１ｄに近接している。

第３保持チャンバー１０３は、回転軸１１０から最も離れた最外周側面１０３ａと最外周側面１０３ａに隣接する第２隣接側面１０３ｃ２を有する。また、回転軸１１０に最も近接する最内周側面１０３ｂと最内周側面１０３ｂに隣接する第１隣接側面１０３ｃ１を有する。第３保持チャンバー１０３の空間に対して、第１隣接側面１０３ｃ１および第２隣接側面１０３ｃ２は同じ側、つまり、第２保持チャンバー１０２および第７流路１１７に面する側に配置されている。第１隣接側面１０３ｃ１および第２隣接側面１０３ｃ２の間には、凹部１０３ｓが形成されており、凹部１０３ｓによって、第１隣接側面１０３ｃ１および第２隣接側面１０３ｃ２は分離している。

第３保持チャンバー１０３の第１部分１０３ｑは、最内周側面１０３ｂおよび第１隣接側面１０３ｃ１を含み、第２部分１０３ｒは、と最外周側面１０３ａおよび第２隣接側面１０３ｃ２を含む。

第３保持チャンバー１０３の第１部分１０３ｑにおいて、第１隣接側面１０３ｃ１の、最内周側面１０３ｂに近接する位置に第６流路１１６の開口１１６ｈが設けられている。

また、第２部分１０３ｒにおいて、第２隣接側面１０３ｃ２の、最外周側面１０３ａから離間した位置、より具体的には、回転軸１１０に最も近接する位置において、第７流路１１７の開口１１７ｇが設けられている。以下において説明するように、第７流路１１７が毛細管路である場合には、第２部分１０３ｒは、最外周側面１０３ａと第７流路１１７の開口１１７ｇが位置する部分とを接続する毛細管空間１０３ｒｅを備えていてもよい。この場合には、毛細管空間１０３ｒｅは、第２隣接側面１０３ｃ２に沿って位置していることが好ましい。

［第７流路１１７］
第７流路１１７は、第１部分１１７ｑおよび第２部分１１７ｒと、開口１１７ｇおよび開口１１７ｈとを有する。第１部分１１７ｑの一端と第２部分１１７ｒの一端とは互いに接続されている。第１部分１１７ｑの他端に開口１１７ｇが位置しており、前述したように、第３保持チャンバー１０３の第２隣接側面１０３ｃ２に接続されている。第２部分１１７ｒの他端に開口１１７ｈが位置しており、メインチャンバー１０７に接続されている。第２部分１１７ｒは毛細管路である。

第１部分１１７ｑは、第１領域１１７ｑｅおよび第２領域１１７ｑｆを含む。第１部分１１７ｑは、本実施形態では、周方向に伸びる形状を有している。第２領域１１７ｑｆは、第１領域１１７ｑｅよりも回転軸１１０に近接して位置している。第１領域１１７ｑｅは毛細管空間であり、第２領域１１７ｑｆは毛細管現象により液体を満たすことができる毛細管空間ではない。例えば、第２領域１１７ｑｆの厚さは、第１領域１１７ｑｅの厚さよりも大きく、毛細管現象によって、第１領域１１７ｑｅが液体で満たされるとき、第２領域１１７ｑｆは液体で満たされない。第２領域１１７ｑｆには空気孔１２２が設けられている。また、第１領域１１７ｑｅの厚さは、第３保持チャンバー１０３の毛細管空間１０３ｒｅの厚さよりも小さいことが好ましい。これにより、第３保持チャンバー１０３の毛細管空間１０３ｒｅに保持された基質溶液を第７流路１１７は引き込むことができる。

開口１１７ｇは、開口１１７ｈよりも回転軸１１０に近い側に位置している。第７流路１１７中の液体を実質的に全量、第３保持チャンバー１０３に移送させるには、第７流路１１７の各部は、回転軸１１０から開口１１７ｇと同じ位置または、回転軸１１０から開口１１７ｇよりも遠くに位置していることが好ましい。これにより、第７流路１１７に基質溶液が満たされた状態で基質溶液に第７流路１１７中の基質溶液にかかる毛細管力よりも強い遠心力が働くと、第７流路１１７内のすべての基質溶液がメインチャンバー１０７へ移送される。

第１部分１１７ｑの第１領域１１７ｑｅと第２部分１１７ｒとの合計容量が分析に用いる基質溶液の量に相当し、毛細管力によってこれらの部分が基質溶液で満たされることにより、基質溶液の秤量が行われる。

第１流路１１１と同様、第１部分１１７ｑの第２領域１１７ｑｆは、気道として機能する。何等かの理由によって、第１部分１１７ｑの第１領域１１７ｑｅに保持された基質溶液中に気泡が生じている場合に、気泡が第２領域１１７ｑｆへ移動し、基質溶液中の気泡が排除されやすくなる。これによって、試料分析用基板１００を回転させた場合に、特に、第２部分１１７ｒに気泡が入り込み、基質溶液の移動が妨げられるのを抑制することができる。

第７流路１１７において第１部分１１７ｑの第１領域１１７ｑｅおよび第２部分１１７ｒは、毛細管空間および毛細管路である例を説明したが、これらの空間は、重力によって液体が移動する空間および流路であってもよい。

（試料分析システム５０１の動作）
試料分析システム５０１の動作を説明する。図４は、試料分析システム５０１の動作を示すフローチャートである。試料分析システム５０１を動作させるための、試料分析システム５０１の各部を制御する手順を規定したプログラムが、例えば制御回路２０５のメモリに記憶されており、演算器によるプログラムの実行により、以下の動作が実現する。以下の工程に先立ち、試料分析用基板１００を試料分析装置２００に装填し、試料分析用基板１００の原点を検出する。また、反応チャンバー１０６の第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅには、磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８を含むドライ化試薬１２５があらかじめ保持されている。以下の手順において、試料分析用基板は、例えば、すべて時計回りで回転させる。ただし、試料分析用基板の回転方向は、時計回りに限られず、半時計回りであってもよい。

［ステップＳ１１］
まず、図５に示すように、洗浄液および基質溶液を第１貯蔵チャンバー１０４および第２貯蔵チャンバー１０５にそれぞれ導入する。基質溶液は、標識物質３０７との反応または標識物質３０７による触媒作用によって、発光、蛍光、あるいは、吸収波長の変化を生じる基質を含む。また、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑに検体溶液を導入する。検体は、シリンジなどによって反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑに注入してもよい。

反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑに検体溶液が導入されると、検体溶液は、第１部分１０６ｑの非毛細管空間である第１領域１０６ｑｆおよび毛細管空間である第２領域１０６ｑｅを満たす。第２領域１０６ｑｅは、第２部分１０６ｒの毛細管空間である第２領域１０６ｒｅと接続されているため、図６に示すように、毛細管力によって、検体溶液はこれらの毛細管空間に吸引される。その結果、第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆに位置していた検体溶液は、第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅへ移動する。

これにより、ドライ化試薬１２５と検体溶液とが接触し、検体溶液中に磁性粒子固定化抗体３０が放出され、標識抗体３０８が検体溶液に溶出する。検体溶液中で、磁性粒子固定化抗体３０５と、検体中の抗原３０６と、標識抗体３０８とが抗原抗体反応により結合し、複合体３１０が生成する。検体溶液中への磁性粒子固定化抗体３０が放出および標識抗体３０８の溶出を促進するため、試料分析用基板１００を揺動させてもよい。この時点で第５流路１１５、第４流路１１４および第２流路１１２は、毛細管現象によって、それぞれ、基質溶液、洗浄液および複合体３１０を含む反応液で満たされている。

［ステップＳ１２］
複合体３１０が生成した後、試料分析用基板１００を回転させ、複合体３１０を含む反応液を反応チャンバー１０６の第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅからメインチャンバー１０７へ移動させる。前述したように第２流路１１２は、毛細管現象によって、反応液で満たされている。このため、反応チャンバー１０６の複合体３１０を含む反応液に、試料分析用基板１００の回転により第２流路１１２内の反応液にかかる毛細管力よりも強い遠心力が働くと、反応液はメインチャンバー１０７へ移送される。メインチャンバー１０７へ移送された反応液は、試料分析用基板１００が回転している状態では、続いて回収チャンバー１０８へ移送されることはない。前述したように第３流路１１３がサイフォンを構成しているため、遠心力に逆らって、液体が第３流路１１３を回転軸１１０に向かう方向へ移動しないからである。メインチャンバー１０７へ移送された複合体３１０を含む反応液のうち、磁性粒子３１１の多くは、磁石１２１の磁力により最外周側面１０７ａに捕捉される。

試料分析用基板１００の回転速度は、回転による遠心力が生じることにより、反応液等の液体が重力によって移動せず、各毛細管路の毛細管力よりも強い遠心力をかけられるような速度が設定される。以下、遠心力を利用する回転には、この回転速度が設定される。また、遠心力を利用する回転の場合には、本実施形態では、試料分析用基板１００の回転方向は時計回りである。

反応液の移動と同時に、洗浄液が第１貯蔵チャンバー１０４から第４流路１１４を通って、第１保持チャンバー１０１へ移送される。また、基質溶液が第２貯蔵チャンバー１０５から第５流路１１５を通って、第２保持チャンバー１０２へ移送される。

洗浄液、基質溶液および反応液をそれぞれすべて第１保持チャンバー１０１、第２保持チャンバー１０２およびメインチャンバー１０７およびへ移送させた後、所定の第１の角度で試料分析用基板１００を停止させる。図７に示すように、所定の第１の角度とは、試料分析用基板１００において、第１保持チャンバー１０１へ移送された洗浄液が、第１流路１１１の開口１１１ｇを超えて、第１部分１１１ｑと接触せず、かつ、第２保持チャンバー１０２内の基質溶液が、第６流路１１６の開口１１６ｇとも接触せず、かつ、メインチャンバー１０７の反応液が第３流路１１３の開口１１３ｇと接触することができる角度である。この角度は、第２保持チャンバー１０２、メインチャンバー１０７および第１保持チャンバー１０１の形状や基板１００’内における位置、洗浄液、基質溶液および反応液の量、試料分析用基板１００の傾斜角度θ等に依存する。図７に示す例では、試料分析用基板１００と平行な平面に投影された試料分析システム５０１における重力方向（矢印で示す）が、試料分析用基板１００のδ１で示す角度範囲内にあればよい。

メインチャンバー１０７内の反応液は、第３流路１１３の開口１１３ｇと接することにより、毛細管力により、第３流路１１３を満たす。

［ステップＳ１３］
試料分析用基板１００を回転させる。回転にともない遠心力が発生し、メインチャンバー１０７内の反応液および磁性粒子３１１（複合体３１０および未反応の磁性粒子）に働く。この遠心力は、液体および複合体３１０がメインチャンバー１０７の最外周側面１０７ａ側へ移動するように働く。このため、磁性粒子３１１は、最外周側面１０７ａに押し付けられる。

図８に示すように、遠心力を受けた反応液は第３流路１１３から排出され、回収チャンバー１０８へ移送される。遠心力および磁石１２１の吸引力の和によって、磁性粒子３１１は最外周側面１０７ａに強く押し付けられ、捕捉される。

その結果、反応液のみが第３流路１１３から回収チャンバー１０８へ排出され、磁性粒子３１１はメインチャンバー１０７にとどまる。第１保持チャンバー１０１内の洗浄液は、回転による遠心力を受けるが、第１保持チャンバー１０１の最外周側面１０１ａに押し付けられるため、第１保持チャンバー１０１内にとどまる。第２保持チャンバー１０２内の基質溶液も回転による遠心力を受けるが、第１外周側面１０２ａ１に押し付けられるため、第２保持チャンバー１０２内にとどまる。

反応液の回収チャンバー１０８への移送および基質溶液のメインチャンバー１０７への移送が完了した後、試料分析用基板１００の回転を停止させる。

これにより、反応液と磁性粒子３１１とが分離される。具体的には、反応液は、回収チャンバー１０８へ移動し、磁性粒子３１１はメインチャンバー１０７にとどまる。試料分析用基板１００の回転が停止しても磁石１２１から受ける吸引力により、磁性粒子３１１は、最外周側面１０７ａに集まったままの状態を維持し得る。この時の停止角度は、第１の角度であってもよいし、次のステップの第２の角度であってもよく、他の角度であってもよい。

［ステップＳ１４］
図９に示すように、前のステップで第２の角度で停止させない場合には、試料分析用基板１００を少し回転させ、所定の第２の角度で停止させる。第２の角度は第１保持チャンバー１０１へ移送された洗浄液が、第１流路１１１の開口１１１ｇと接触する角度である。例えば図９に示す例では、試料分析用基板１００のδ２で示す角度範囲内に重力方向が位置する角度である。

洗浄液は、開口１１１ｇを介して第１流路１１１の第１部分１１１ｑと接触すると、毛細管力によって、第１部分１１１ｑの第１領域１１１ｑｅ全体に吸い込まれ、第１流路１１１の第１部分１１１ｑおよび第２部分１１１ｒが洗浄液で満たされる。また、重力によって移動した洗浄液で、第２領域１１１ｑｆも満たされる。これにより、１回分の洗浄液が秤量される。

第１流路１１１が確実に洗浄液で満たされるように、第２の角度を中心として、時計回りおよび反時計回りに交互に数度程度回転させる、つまり揺動させてもよい。第１流路１１１には毛細管力が働くため、このとき、第１流路１１１の第２部分１１１ｒからメインチャンバー１０７へ洗浄液が移動することはない。

［ステップＳ１５］
続いて、試料分析用基板１００を回転させる。回転による遠心力が第１流路１１１および第１保持チャンバー１０１内の洗浄液に働く。図３Ｆを参照して説明したように、直線ｄｂを基準として第１流路１１１側に位置する洗浄液は第１流路１１１を介して反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑへ移動する。また、直線ｄｂを基準として第１保持チャンバー１０１側に位置する洗浄液は、遠心力によって、第１保持チャンバー１０１へ戻される。よって、図１０に示すように、第１流路１１１によって秤量された洗浄液だけが反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑへ移送される。

基質溶液は、遠心力によって、第２保持チャンバー１０２において、第１外周側面１０２ａ１に押し付けられる。このため、基質溶液は第２保持チャンバー１０２内にとどまる。同様に第１保持チャンバー１０１内の洗浄液も遠心力によって、第１保持チャンバー１０１において、最外周側面１０１ａに押し付けられる。このため、洗浄液は第１保持チャンバー１０１内にとどまる。

第１流路１１１内の洗浄液が反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑへすべて移動した後、図１１に示すように、所定の第３の角度で試料分析用基板１００を停止させる。第３の角度は、第１保持チャンバー１０１の洗浄液が、開口１１１ｇと接触しない角度である。例えば図１１に示す例では、試料分析用基板１００と平行な平面に投影された試料分析システム５０１における重力方向が、試料分析用基板１００上においてδ３で示す角度範囲内にあればよい。

反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑに秤量された洗浄液が導入されると、洗浄液は、第１部分１０６ｑの非毛細管空間である第１領域１０６ｑｆおよび毛細管空間である第２領域１０６ｑｅを満たす。第２領域１０６ｑｅは、第２部分１０６ｒの毛細管空間である第２領域１０６ｒｅと接続されているため、毛細管力によって、洗浄液はこれらの毛細管空間に吸引される。その結果、第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆに位置していた洗浄液は、第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅへ移動する。これにより、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑおよび第２部分１０６ｒに残っていた反応溶液は、洗浄液と混ざる。つまり、洗浄液によって反応チャンバー１０６が洗浄される。

反応チャンバー１０６内の洗浄液は、第２流路１１２の開口１１２ｇと接することによって、毛細管現象により、第２流路１１２を満たす。

［ステップＳ１６］
試料分析用基板１００を回転させ、洗浄液を反応チャンバー１０６の第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅからメインチャンバー１０７へ移動させる。第２流路１１２が、洗浄液で満たされているため、試料分析用基板１００の回転により、第２流路１１２内の洗浄液に、毛細管力よりも強い遠心力が働くと、洗浄液はメインチャンバー１０７へ移送される。これにより、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑおよび第２部分１０６ｒに残っていた反応溶液は、洗浄液と一緒にメインチャンバー１０７へ移送される。また、メインチャンバー１０７内の磁性粒子３１１が洗浄液と接触し、１回目の洗浄が行われる。

メインチャンバー１０７へ移送された洗浄液は、試料分析用基板１００が回転している状態では、続いて回収チャンバー１０８へ移送されることはない。第３流路１１３がサイフォンを構成しているため、遠心力に逆らって、洗浄液が第３流路１１３を回転軸１１０に向かう方向へ移動しないからである。第１保持チャンバー１０１内の洗浄液および第２保持チャンバー１０２内の基質溶液はそれぞれのチャンバー内に留まったままである。

図１２に示すように、反応チャンバー１０６の洗浄液がメインチャンバー１０７へすべて移動した後、所定の第４の角度で試料分析用基板１００を停止させる。第４の角度は、第１保持チャンバー１０１の洗浄液が、開口１１１ｇと接触せず、かつ、メインチャンバー１０７へ移送された洗浄液が、第３流路１１３の開口１１３ｇと接することのできる角度である。例えば図１２に示す例では、試料分析用基板１００と平行な平面に投影された試料分析システム５０１における重力方向が、試料分析用基板１００上においてδ４で示す角度範囲内にあればよい。

メインチャンバー１０７内の洗浄液は、第３流路１１３の開口１１３ｇと接することによって、毛細管現象により、第３流路１１３を満たす。

［ステップＳ１７］
試料分析用基板１００を回転させる。回転にともない遠心力が発生し、メインチャンバー１０７内の洗浄液および磁性粒子３１１に働く。この遠心力は、洗浄液及び磁性粒子３１１がメインチャンバー１０７の最外周側面１０７ａ側へ移動するように働き、磁性粒子３１１は遠心力および磁石１２１による吸引力によって最外周側面１０７ａにおいて捕捉される。

図１３に示すように、遠心力を受けた洗浄液は第３流路１１３から排出され、回収チャンバー１０８へ移送される。このため、洗浄液のみが第３流路１１３から排出され、磁性粒子３１１はメインチャンバー１０７にとどまる。第１保持チャンバー１０１内の洗浄液および第２保持チャンバー１０２の基質溶液は、それぞれ最外周側面１０１ａおよび第１外周側面１０２ａ１に押し付けられ、第１保持チャンバー１０１および第２保持チャンバー１０２内にとどまる。

洗浄液の回収チャンバー１０８への移送が完了した後、試料分析用基板１００の回転を停止させる。これにより、洗浄液と磁性粒子３１１とが分離される。具体的には、洗浄液は、回収チャンバー１０８へ移動し、磁性粒子３１１はメインチャンバー１０７にとどまる。試料分析用基板１００の回転が停止しても磁石１２１から受ける吸引力により、磁性粒子３１１は、最外周側面１０７ａに集まったままの状態を維持し得る。この時の停止角度は、第４の角度であってもよいし、次のステップの第５の角度であってもよい。

［ステップＳ１８］
図１４に示すように、前のステップで第５の角度で停止させない場合には、試料分析用基板１００を少し回転させ、所定の第５の角度で停止させる。第５の角度は第１保持チャンバー１０１へ移送された洗浄液が、第１流路１１１の開口１１１ｇと接触する角度である。例えば図１４に示す例では、試料分析用基板１００のδ５で示す角度範囲内に重力方向が位置する角度である。ステップＳ４における第１保持チャンバー１０１内に残っている洗浄液の量が異なるため、角度範囲δ５は角度範囲δ２と異なり得る。

洗浄液は、第１流路１１１の第１部分１１１ｑにおける毛細管力によって第１保持チャンバー１０１から第１流路１１１へ吸い込まれ、第１流路１１１の第１部分１１１ｑおよび第２部分１１１ｒが洗浄液で満たされる。これにより再度１回分の洗浄液が秤量される。

第１流路１１１が確実に洗浄液で満たされるように、第５の角度を中心として、試料分析用基板１００を揺動させてもよい。第１流路１１１には毛細管力が働くため、このとき、第１流路１１１から反応チャンバー１０６へ洗浄液が移動することはない。

［ステップＳ１９］
続いて、試料分析用基板１００を回転させる。回転による遠心力が第１流路１１１および第１保持チャンバー１０１内の洗浄液に働く。１回目の洗浄と同様、図３Ｆに示す直線ｄｂを基準として第１流路１１１側に位置する洗浄液は第１流路１１１を介して反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑへ移動する。また、直線ｄｂを基準として第１保持チャンバー１０１側に位置する洗浄液は、遠心力によって、第１保持チャンバー１０１へ戻される。よって、図１５に示すように、第１流路１１１によって秤量された洗浄液だけが反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑへ移送される。

基質溶液は、遠心力によって、第２保持チャンバー１０２において、第１外周側面１０２ａ１に押し付けられる。このため、基質溶液は第２保持チャンバー１０２内にとどまる。同様に第１保持チャンバー１０１内の洗浄液も遠心力によって、第１保持チャンバー１０１において、最外周側面１０１ａに押し付けられる。このため、洗浄液は第１保持チャンバー１０１内にとどまる。

図１６に示すように、第１流路１１１内の洗浄液が反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑへすべて移動した後、所定の第６の角度で試料分析用基板１００を停止させる。第６の角度は、第１保持チャンバー１０１の洗浄液が、開口１１１ｇと接触しない角度である。例えば図１６に示す例では、試料分析用基板１００と平行な平面に投影された試料分析システム５０１における重力方向が、試料分析用基板１００上においてδ６で示す角度範囲内にあればよい。

１回目の洗浄と同様、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑに秤量された洗浄液が導入されると、洗浄液は、第１部分１０６ｑの非毛細管空間である第１領域１０６ｑｆおよび毛細管空間である第２領域１０６ｑｅを満たす。第２領域１０６ｑｅは、第２部分１０６ｒの毛細管空間である第２領域１０６ｒｅと接続されているため、毛細管力によって、洗浄液はこれらの毛細管空間に吸引される。その結果、第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆに位置していた洗浄液は、第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅへ移動する。これにより、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑおよび第２部分１０６ｒに残っているかもしれない反応溶液は、洗浄液と混ざる。つまり、洗浄液によって反応チャンバー１０６が再度洗浄される。

反応チャンバー１０６内の洗浄液は、第２流路１１２の開口１１２ｇと接することによって、毛細管現象により、第２流路１１２を満たす。

［ステップＳ２０］
１回目の洗浄と同様、試料分析用基板１００を回転させ、洗浄液を反応チャンバー１０６の第２部分１０６ｒの第２領域１０６ｒｅからメインチャンバー１０７へ移動させる。第２流路１１２が、洗浄液で満たされているため、試料分析用基板１００の回転により、第２流路１１２内の洗浄液に、毛細管力よりも強い遠心力が働くと、洗浄液はメインチャンバー１０７へ移送される。これにより、反応チャンバー１０６の第１部分１０６ｑおよび第２部分１０６ｒに残っているかもしれない反応溶液は、洗浄液と一緒にメインチャンバー１０７へ移送される。また、メインチャンバー１０７内の磁性粒子３１１が洗浄液と接触し、２回目の洗浄が行われる。

メインチャンバー１０７へ移送された洗浄液は、前述したように試料分析用基板１００が回転している状態では、続いて回収チャンバー１０８へ移送されることはない。第１保持チャンバー１０１内の洗浄液および第２保持チャンバー１０２内の基質溶液はそれぞれのチャンバー内に留まったままである。

図１７に示すように、反応チャンバー１０６の洗浄液がメインチャンバー１０７へすべて移動した後、所定の第７の角度で試料分析用基板１００を停止させる。第７の角度は、第１保持チャンバー１０１の洗浄液が、開口１１１ｇと接触せず、かつ、メインチャンバー１０７へ移送された洗浄液が、第３流路１１３の開口１１３ｇと接することのできる角度である。例えば図１７に示す例では、試料分析用基板１００と平行な平面に投影された試料分析システム５０１における重力方向が、試料分析用基板１００上においてδ７で示す角度範囲内にあればよい。

メインチャンバー１０７内の洗浄液は、第３流路１１３の開口１１３ｇと接することによって、毛細管現象により、第３流路１１３を満たす。

［ステップＳ２１］
試料分析用基板１００を回転させる。回転にともない遠心力が発生し、メインチャンバー１０７内の洗浄液および磁性粒子３１１に働く。この遠心力は、洗浄液及び磁性粒子３１１がメインチャンバー１０７の最外周側面１０７ａ側へ移動するように働き、磁性粒子３１１は遠心力および磁石１２１による吸引力によって最外周側面１０７ａにおいて捕捉される。

遠心力を受けた洗浄液は第３流路１１３から排出され、回収チャンバー１０８へ移送される。このため、洗浄液のみが第３流路１１３から排出され、磁性粒子３１１はメインチャンバー１０７にとどまる。第１保持チャンバー１０１内の洗浄液は、最外周側面１０３ａに押し付けられ、第１保持チャンバー１０１内にとどまる。基質溶液も第１外周側面１０２ａ１に押し付けられ、第２保持チャンバー１０２内にとどまる。

洗浄液の回収チャンバー１０８への移送が完了した後、試料分析用基板１００の回転を停止させる。これにより、図１８に示すように、洗浄液と磁性粒子３１１とが分離される。具体的には、洗浄液は、回収チャンバー１０８へ移動し、磁性粒子３１１はメインチャンバー１０７にとどまる。試料分析用基板１００の回転が停止しても磁石１２１から受ける吸引力により、磁性粒子３１１は、最外周側面１０７ａに集まったままの状態を維持し得る。この時の停止角度は、第７の角度であってもよいし、次のステップの第８の角度であってもよい。以上の工程によりＢ／Ｆ分離および洗浄が完了する。

［ステップＳ２２］
基質溶液をまず第２保持チャンバー１０２から第３保持チャンバー１０３へ移動させる。図１９に示すように、前のステップで第８の角度で停止させない場合には、試料分析用基板１００を少し回転させ、所定の第８の角度で停止させる。この時、試料分析用基板１００は、時計回りに回転させる。第８の角度は第２保持チャンバー１０２内の基質溶液が第６流路１１６の開口１１６ｇと接触し、かつ、基質溶液の全量が重力によって第３保持チャンバー１０３へ移動し得る角度である。概ね第６流路１１６が重力方向に沿って配置される角度である。これにより、第２保持チャンバー１０２内の基質溶液が第３保持チャンバー１０３へ移送される。

次に図２０に示すように、試料分析用基板１００を時計回りに回転させ、第３保持チャンバー１０３内において、基質溶液が第２部分１０３ｒの毛細管空間１０３ｒｅと接触する所定の第９の角度で停止させる。毛細管空間１０３ｒｅと基質溶液との接触により、毛細管空間１０３ｒｅに基質溶液が吸引される。図２１に示すように、毛細管空間１０３ｒｅを満たした基質溶液は、毛細管力によって、開口１１７ｇから第７流路１１７に吸い込まれ、第７流路の第１部分１１７ｑの第１領域１１７ｑｅおよび第２部分１１７ｒが基質溶液で満たされる。これにより、基質溶液が秤量される。

第７流路１１７が確実に基質溶液で満たされるように、第９の角度を中心として、時計回りおよび反時計回りに交互に数度程度回転させる、つまり揺動させてもよい。第７流路１１７には毛細管力が働くため、このとき、第７流路１１７の第２部分１１２ｒからメインチャンバー１０７へ洗浄液が移動することはない。

［ステップＳ２３］
続いて、試料分析用基板１００を回転させる。回転による遠心力が第７流路１１７および第１保持チャンバー１０１内の洗浄液に働く。第７流路１１７内の基質溶液は、遠心力によって、メインチャンバー１０７へ移動する。開口１１２ｇよりも第３保持チャンバー１０３側に位置している基質溶液は、遠心力によって、第３保持チャンバー１０３の最外周側面１０２ａへ押し付けられ、第３保持チャンバー１０３内に留まる。

メインチャンバー１０７へ移動した基質溶液には基質が含まれている。この基質は、メインチャンバー１０７に保持されている磁性粒子３１１中の標識抗体３０８に含まれる標識物質３０７と反応し、あるいは、標識物質３０７の触媒反応によって、発光、蛍光あるいは吸収波長の変化を生じる。

基質溶液のメインチャンバー１０７への移送が完了した後、図２２に示すように、試料分析用基板１００の回転を第１０の角度で停止させる。第１０の角度は、光学測定ユニット２０７の受光素子が、メインチャンバー１０７と近接する等、メインチャンバー１０７内の基質の発光、蛍光あるいは吸収波長の変化が検出できるように、メインチャンバー１０７が光学測定ユニット２０７に対して所定の位置関係で配置される角度である。

［ステップＳ２４］
光学測定ユニット２０７は、メインチャンバー１０７に保持された液体の光学的測定を行う。具体的には、光学測定ユニット２０７は、磁性粒子３１１に含まれる複合体３１０に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７に応じた基質の色素、発光、蛍光等のシグナルを検出する。これにより、抗原３０６の検出、抗原３０６の濃度の定量等を行うことができる。

光学測定ユニット２０７による光学的測定は、試料分析用基板１００を回転させた状態で行ってもよい。この場合、ステップＳ２１において、基質溶液のメインチャンバー１０７への移送が完了した後、試料分析用基板１００を回転した状態で、基質の色素、発光、蛍光等のシグナルを検出してもよい。

このように本実施形態によれば、洗浄液を保持する第１保持チャンバー１０１は第１流路１１１によって、反応チャンバー１０６に接続されており、第１流路１１１によって秤量された洗浄液は、反応チャンバー１０６を介して洗浄すべき複合体３１０が保持されたメインチャンバー１０７へ移送される。したがって、反応チャンバー１０６に反応液が残っている場合でも、洗浄液によって洗浄することが可能となり、残っていた反応液が複合体３１０を保持しているチャンバーに移送され、基質溶液と反応することにより、検体の測定に誤差が生じるのを抑制することができる。よって、精度の高い検体の検出の分析を行うことができる。

また、本実施形態によれば、Ｂ／Ｆ分離及び洗浄工程中、基質溶液が保持される第１保持チャンバーは１０１、円周方向に伸びる形状の空間を有し、かつ最外周側面に隣接する２つの隣接側面のうち、反応チャンバー１０６、洗浄液を保持する第１保持チャンバー１０１およびメインチャンバー１０７に近接する隣接側面と対向し、これらからより遠くに位置する隣接側面であって、回転軸１１０に近接する側に第６流路１１６の開口が設けられている。このため、種々の角度で試料分析用基板１００を回転させても、基質溶液が第６流路１１６の開口１１１ｇに接しにくく、基質溶液が第３保持チャンバー１０３へ移送されるのを抑制することができる。

（試料分析用基板１００の他の形態例）
上記実施形態の試料分析用基板１００には種々の改変が可能である。

［反応チャンバー１０６の他の例］
上記実施形態において、反応チャンバー１０６は、第１部分１０６ｑおよび第２部分１０６ｒを有していたが、第１部分１０６ｑはなくてもよい。

図２３Ａに示す試料分析用基板１５１において、反応チャンバー１０６’は第２部分の第２領域１０６ｒｅ’のみを有している。第１流路１１１の第２部分１１１ｒは、反応チャンバー１０６’の最外周側面１０６ｒａに対向し、回転軸１１０に最も近接する最内周側面１０６ｒｂに接続されている。第２領域１０６ｒｅ’にはドライ化試薬１２５が保持されている。第２領域１０６ｒｅ’は毛細管空間であってもよいし、非毛細管空間であってもよい。また、ドライ化試薬１２５が第２領域１０６ｒｅ’に保持されていなくてもよい。この場合、磁性粒子固定化抗体３０５および標識物質３０７は検体溶液と一緒に反応チャンバー１０６’に導入してもよいし、別のチャンバーからこれらを移送させてもよい。

このような構造の反応チャンバー１０６’を備えている場合でも、洗浄液が反応チャンバー１０６’を介してメインチャンバー１０７へ移送されるため、洗浄液によって反応チャンバー１０６’を洗浄する効果を得ることができる。この構成の場合、試料分析システム５０１の前述した動作のうち、ステップＳ１６、および、ステップＳ２０を省略することができる。また、第２流路１１２は毛細管力による移送が可能な流路であってもよいし、重力による移送が可能な流路であってもよい。

また、図２３Ｂに示す試料分析用基板１５２において、反応チャンバー１０６’’は第２部分の第１領域１０６ｒｆ’と第２領域１０６ｒｅ’とを有しており、第１部分を有していない。第１領域１０６ｒｆ’は非毛細管空間であり、第２領域１０６ｒｅ’は毛細管空間である。図２３Ｂに示す例では、ドライ化試薬１２５が第２領域１０６ｒｅ’に配置されている。しかし、ドライ化試薬１２５は備えていなくてもよい。

このような構造の反応チャンバー１０６’’を備えている場合でも、洗浄液が反応チャンバー１０６’’を介してメインチャンバー１０７へ移送されるため、洗浄液によって反応チャンバー１０６’’を洗浄する効果を得ることができる。この構成の場合、試料分析システム５０１の前述した動作のうち、ステップＳ１６、および、ステップ２０を省略することができる。また、第２流路１１２は毛細管力による移送が可能な流路であってもよいし、重力による移送が可能な流路であってもよい。

［第１流路１１１の他の例］
上記実施形態において、第１流路１１１は、洗浄液を秤量することができる毛細管空間を有していたが、第１流路は秤量する機能を備えていなくてもよい。

図２４Ａに示す試料分析用基板１５３は、第１流路２１１が重力による液体の移送が可能な流路である点で、試料分析用基板１００と異なる。

第１流路２１１が秤量する機能を備えていない場合、試料分析用基板１５３の回転角度を制御することによって、第１保持チャンバー１０１から第１流路２１１へ流れる洗浄液の量を制御し、複数回に分けて洗浄液を反応チャンバー１０６へ移送することができる。

第１保持チャンバー１０１は回転軸１１０から最も遠い最外周側面１０１ａおよび、最外周側面１０１ａに隣接する隣接側面１０１ｃを有し、最外周側面１０１ａおよび隣接側面１０１ｃによって、回転軸１１０側に開口を有する凹部の空間を形成している。第１流路２１１は開口２１１ｇおよび開口２１１ｈを有する重力による液体の移送が可能な流路であり、開口２１１ｇは隣接側面１０１ｃの回転軸１１０に近い側の位置に設けられている。第１流路２１１の開口２１１ｈは反応チャンバーの第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆに接続されている。

前述したように、第１保持チャンバー１０１内に保持された洗浄液が開口２１１ｇに接する角度で試料分析用基板１５３を保持した場合、重力によって洗浄液が第１流路２１１へ流れはじめ、洗浄液の移動によって洗浄液の表面が後退し、開口２１１ｇに一致する位置するまで洗浄液が移送される。したがって、試料分析用基板１５３を保持する角度位置を異ならせることによって、複数回洗浄液を反応チャンバー１０６へ移送させることができる。

図２４Ｂに示す試料分析用基板１５４および図２４Ｃに示す試料分析用基板１５５は、試料分析用基板１５３のさらに変形例であり、図２３Ａで示した反応チャンバー１０６’および図２３Ｂで示した反応チャンバー１０６’’を備えている点で、試料分析用基板１５３とは異なる。これらの試料分析用基板であっても、前述した反応チャンバーを洗浄する効果を得ることができる。

第１流路は毛細管力により液体を移送可能な流路であってもよい。図２５Ａから図２５Ｃに示す試料分析用基板１５６、１５７、１５８は、図２４Ａから図２４Ｃの試料分析用基板１５３、１５４、１５５の第１流路２１１に替えて、毛細管力により液体を移送可能な第１流路２１１’を備えている。この場合、第１流路２１１’はサイフォンを構成していることが好ましい。サイフォン構造を有していることによって、反応チャンバー中に保持された反応液をメインチャンバーへ移送させる際、第１貯蔵チャンバー１０４から第１保持チャンバー１０１へ移送された洗浄液が、そのまま第１流路２１１’を介して反応チャンバーへ移送されるのを防ぐことができる。

この構成によれば、試料分析用基板の回転による遠心力によって第１保持チャンバー１０１から反応チャンバー１０６、１０６’、１０６’’へ洗浄液を移送させる。このため、洗浄液を複数回に分けて反応チャンバー１０６、１０６’、１０６’’へ移送することは難しい。

［第１保持チャンバーおよび第１流路の他の例］
上記実施形態では、第１流路１１１によって洗浄液を秤量していたが、第１保持チャンバーによって洗浄液を秤量してもよい。図２６に示す試料分析用基板１５９は、第１部分１３３ｑと、第２部分１３３ｒと、第２部分１３３ｒおよび第１部分１３３ｑとを接続する連結部分１３３ｐとを含む第１保持チャンバー１３３を備える。

本実施形態では、第２部分１３３ｒと第１部分１３３ｑの一部とは、概ね、回転軸１１０を中心とする円周方向に配置されている。第２部分１３３ｒと第１部分１３３ｑとの間に、基板１００’の内面によって構成される壁部分１００ｆが位置している。壁部分１００ｆは、第２部分１３３ｒと第１部分１３３ｑを区切る。連結部分１３３ｐは基板１００’の壁部分１００ｆと同じ半径方向上に位置し、かつ、壁部分１００ｆよりも回転軸１１０側に位置している。連結部分１３３ｐは、毛細管現象によって液体で満たされることはなく、重力によって第１部分１３３ｑと第２部分１３３ｒとの間で液体を移動させる。

第２部分１３３ｒは、回転軸１１０を中心とし、回転軸１１０と壁部分１００ｆの回転軸に最も近い点１００ｅとを結ぶ線分を半径とする円弧ｃａよりも、外側に位置する（回転軸１１０から離れて位置する）部分１３３ｒｅを含む。この部分１３３ｒｅによって、１回の洗浄に使う所定の量の洗浄液を量り取ることができる。

また、回転軸１１０から第２部分１３３ｒにおける第１流路１１１の開口１１１ｇまでの距離は、回転軸１１０から壁部分１００ｆの回転軸に最も近い点１００ｅまでの距離よりも長い。このため、部分１３３ｒｅによって量り取られた洗浄液は回転による遠心力によって第１流路１１１から反応チャンバー１０６へ移送させることができる。

第１保持チャンバー１３３の第１部分１３３ｑは、側部１３３ｑｔと底部１３３ｑｓを含む。側部１３３ｑｔは、回転軸１１０を中心とする円周方向において、第１貯蔵チャンバー１０４の側方に位置している。底部１３３ｑｓは、第１貯蔵チャンバー１０４よりも回転軸１１０から遠くに位置している。また、第１部分１３３ｑの、側部１３３ｑｔの一部および底部１３３ｑｓの全体は、第２部分１３３ｒよりも回転軸１１０から遠くに位置している。

側部１３３ｑｔは、好ましくは、円弧ｃａよりも回転軸１１０側に位置する部分１３３ｑｔ’および外側に位置する部分１３３ｑｔ’’を含む。部分１３３ｑｔ’は、前述したように、第１部分１３３ｑと円周方向に隣接しており、連結部分１３３ｐと接続している。

第１保持チャンバー１３３の第１部分１３３ｑのうち、円弧ｃａよりも外側（回転軸１１０から遠く）に位置する部分、つまり、部分１３３ｑｔ’’と底部１３３ｑｓとの合計の容積は、第１貯蔵チャンバー１０４に保持される洗浄液の全量よりも大きいことが好ましい。

第１保持チャンバー１３３の空間が底部１３３ｑｓを含むことで、試料分析用基板１５９が所定の角度で停止されている状態では、第１貯蔵チャンバー１０４に貯蔵されていた洗浄液の一部が毛細管現象により第４流路１１４を満たす。そして、第４流路１１４に洗浄液が満たされた状態で試料分析用基板１５９を回転させることで、その遠心力によって第１貯蔵チャンバー１０４中の洗浄液は第４流路１１４を介して底部１３３ｑｓへ移送される。

試料分析用基板１５９が所定の角度で保持されると、重力によって、第１保持チャンバー１３３の底部１３３ｑｓへ移送された洗浄液の一部が連結部分１３３ｐを通って第２部分１３３ｒへ流れ、第２部分１３３ｒの少なくとも一部を満たす。その後、試料分析用基板１００を回転させると、第２部分１３３ｒを満たしている洗浄液に遠心力が働き、回転軸１１０と、壁部分１００ｆの回転軸１１０に最も近い点１００ｅとを結ぶ線分を半径とする円弧ｃａ（図２６中、破線で示している）と、第２部分１３３ｒの洗浄液の液面とが一致するように、第２部分１３３ｒに保持されていた洗浄液のうち、余分な量が第１部分１３３ｑへ戻される。これによって、洗浄液の所定量が量り取られる。第２部分１３３ｒの、回転軸１１０と、壁部分１００ｆの回転軸１１０に最も近い点１００ｅとを結ぶ線分を半径とする円弧ｃａより外側に位置する部分の容積は、第１保持チャンバー１３３の容積の１／２以下である。

図２６では第１部分１３３ｑとして、側部１３３ｑｔの一部および底部１３３ｑｓを含む構成を示したが、第１部分１３３ｑは、回転軸１１０を中心とし、回転軸１１０と壁部分１００ｆの回転軸１１０に最も近い点とを結ぶ線分を半径とする円弧よりも外側に位置する部分を含めばよい。

第１保持チャンバー１３３において、一定量が量り取られた洗浄液は、毛細管現象により第１流路１１１を満たし、その後、試料分析用基板１６９を第１流路１１１内部の液体にかかる毛細管力よりも大きい遠心力をかけることができる回転数で回転させることで、その遠心力により第１流路１１１を通ってメインチャンバー１０７へ移送される。

図２６に示す試料分析用基板１６９は図３Ｂ等に示す反応チャンバー１０６を備えているが、図２３Ａおよび図２３Ｂに示す反応チャンバー１０６’または１０６’’を備えていてもよい。

［洗浄液を保持するチャンバーの他の例］
上記実施形態では、複数回分の洗浄液を第１保持チャンバー１０１が保持していたが、１回分の洗浄液を保持する複数のチャンバーを備えていてもよい。

図２７に示す試料分析用基板１７０は、第１貯蔵チャンバー１０４Ａ、第３貯蔵チャンバー１０４Ｂ、第４流路１１４Ａ、第８流路１１４Ｂ、第１保持チャンバー１０１Ａ、第４保持チャンバー１０１Ｂ、第１流路１１１Ａおよび第１０流路１１１Ｂを備える。

第１貯蔵チャンバー１０４Ａ、第４流路１１４Ａ、第１保持チャンバー１０１Ａおよび第１流路１１１Ａと、第３貯蔵チャンバー１０４Ｂ、第８流路１１４Ｂ、第４保持チャンバー１０１Ｂおよび第１０流路１１１Ｂとは、独立した１回分の洗浄液の保持し、反応チャンバー１０６へ移送する経路を構成している。

第４流路１１４Ａおよび第８流路１１４Ｂは、第１貯蔵チャンバー１０４Ａおよび第３貯蔵チャンバー１０４Ｂと第１保持チャンバー１０１Ａおよび第４保持チャンバー１０１Ｂとをそれぞれ接続し、第１流路１１１Ａおよび第１０流路１１１Ｂは、第１保持チャンバー１０１Ａおよび第４保持チャンバー１０１Ｂと反応チャンバー１０６とを接続している。

第４流路１１４Ａおよび第８流路１１４Ｂは毛細管路であり、サイフォン構造を備えている。一方、第１流路１１１Ａおよび第１０流路１１１Ｂは重力によって液体を移送することができる構造を有している。また、第１保持チャンバー１０１Ａおよび第１流路１１１Ａは、それぞれ第１貯蔵チャンバー１０４Ａおよび第３貯蔵チャンバー１０４Ｂよりも回転軸１１０から遠くに位置している。第１流路１１１Ａおよび第１０流路１１１Ｂは、重力によって液体を移送することが可能である。

第１保持チャンバー１０１Ａは、最外周側面１０１Ａａおよび最外周側面に隣接する隣接側面１０１Ａｃを有する。最外周側面１０１Ａａと隣接側面１０１Ａｃとの間に角（稜）を滑らかにするためのテーパー面、曲面等が設けられていてもよい。隣接側面１０１Ａｃの両端のうち、最外周側面１０１Ａａが位置していない端に第１流路１１１Ａの開口１１１Ａｇが配置されている。最外周側面１０１Ａａおよび隣接側面１０１Ａｃによって、回転軸１１０側に開口を有する凹部が形成され１回分の洗浄液が保持される。

同様に、第４保持チャンバー１０１Ｂは、最外周側面１０１Ｂａおよび最外周側面に隣接する隣接側面１０１Ｂｃを有する。最外周側面１０１Ｂａと隣接側面１０１Ｂｃとの間に角（稜）を滑らかにするためのテーパー面、曲面等が設けられていてもよい。隣接側面１０１Ｂｃの両端のうち、最外周側面１０１Ｂａが位置していない端に第１０流路１１１Ｂの開口１１１Ｂｇが配置されている。最外周側面１０１Ｂａおよび隣接側面１０１Ｂｃによって、回転軸１１０側に開口を有する凹部が形成され１回分の洗浄液が保持される。

図２７に示すように、反応チャンバー１０６の中心と回転軸１１０を結ぶ直線で分けられる２つの領域の同じ一方に第１保持チャンバー１０１Ａ、第４保持チャンバー１０１Ｂは位置している。

第１保持チャンバー１０１Ａの凹部および第４保持チャンバー１０１Ｂの凹部が液体を保持し得るように、試料分析用基板１７０の回転軸１１０が重力方向に対して０°より大きく９０°以下の角度で傾斜するように支持する。また、反応チャンバー１０６７が重力方向において、第１保持チャンバー１０１Ａ、第４保持チャンバー１０１Ｂよりも下方に位置するように、試料分析用基板１７０を所定の回転角度で保持する。この場合、第１保持チャンバー１０１Ａの隣接側面１０１Ａｃと第４保持チャンバー１０１Ｂの隣接側面１０１Ｂｃとが回転軸１１０に平行な方向から見て非平行であることによって、いずれか一方のチャンバーから保持されている洗浄液の全量が、重力によって反応チャンバー１０６へ移送されても、他方のチャンバーは洗浄液の少なくとも一部を保持し得る。このため、試料分析用基板１７０の回転角度を適切に選択することにより、第１保持チャンバー１０１Ａ、第４保持チャンバー１０１Ｂから、異なるタイミングで選択的に洗浄液を反応チャンバー１０６へ移送することができる。

図２７に示される例では、回転軸１１０に平行な方向から見て、反応チャンバー１０６の中心と回転軸１１０を結ぶ直線に対して隣接側面１０１Ａｃがなす角度αは、隣接側面１０１Ｂｃがなす角度βよりも大きい。このため、第１保持チャンバー１０１Ａ、第４保持チャンバー１０１Ｂが重力方向において反応チャンバー１０６よりも下方に位置するような試料分析用基板１７０の回転角度（図２７に示すＰ１が６時の方向に一致する回転角度）から反時計方向に試料分析用基板１７０を回転させた場合、先に隣接側面１０１Ａｃが重力方向に直交する方向と平行(水平方向)になることによって、第１保持チャンバー１０１Ａ内の洗浄液の全量を選択的に反応チャンバー１０６へ移送させることができ、その後、第４保持チャンバー１０１Ｂに保持された洗浄液を選択的にメインチャンバー１０７へ移送させることができる。

［反応チャンバーの他の例］
図３Ｃ等を参照して説明した試料分析用基板１００の反応チャンバー１０６は、第１部分１０６ｑおよび第２部分１０６ｒのそれぞれが、毛細管空間と非毛細管空間を有していた。反応チャンバーにおける毛細管空間と非毛細管空間はこれに限られず、種々の変形が可能である。

図２８Ａに示すように、例えば、反応チャンバーは、第１領域１０６ｑｆのみを有する第１部分１０６ｑと、第１領域１０６ｒｆおよび第２領域１０６ｒｅを有する第２部分１０６ｒを含んでいてもよい。つまり、図３Ｃ等に示す反応チャンバー１０６において、第１部分１０６ｑの第２領域１０６ｑｅはなくてもよい。この場合、第２部分１０６ｒは、第１領域１０６ｒｆが第２領域１０６ｒｅよりも回転軸１１０に近接して位置しており、第１領域１０６ｒｆが第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆと接続している。第１領域１０６ｑｆおよび第１領域１０６ｒｆが非毛細管空間であり、第２領域０６ｒｅが毛細管空間である。

また図２８Ｂに示すように、第２部分１０６ｒは、第１領域１０６ｒｆを含んでいなくてもよい。この場合、第２部分１０６ｒは毛細管空間である第２領域１０６ｒｅのみによって構成され、第２領域１０６ｒｅは、第１部分１０６ｑの第２領域１０６ｑｅと接続されている。第１部分１０６ｑにおける第２領域１０６ｑｅは、壁部分１２６の周囲に加えて、壁部分１２６より回転軸１１０側に位置し、第２部分１０６ｒと接続される１０６ｓを含んでいてもよい。

また、図２８Ｄに示すように、第１部分１０６ｑは非毛細管空間である第１領域１０６ｑｆのみを含み、第２部分１０６ｒは毛細管空間である第２領域１０６ｒｅのみを含んでいてもよい。この場合、壁部分１２６の最も回転軸１１０に近接する点１２６ｐと回転軸１１０とを結ぶ半径上の位置において、第１部分１０６ｑと第２部分１０６ｒとの境界（接続部分）が位置する。

更に、図２８Ｅに示すように、反応チャンバーは第１部分を有していなくてもよい。この場合、第１部分１０６ｑは、第１領域１０６ｑｆおよび第２領域１０６ｑｅを含み、第１領域１０６ｑｆが第２領域１０６ｑｅよりも回転軸１１０に近接して位置していてもよい。

（反応チャンバー１０６の他の例）
検体を含む液体と磁気ビーズを含む標識物質とが十分に混合し得る反応チャンバーの実施形態を説明する。図２９は、反応チャンバー１６１の空間を立体的に示す斜視図である。図２９、および、以下で説明する図３１、３３、３５、３７では、分かりやすさのため、ベース基板１００ａの主面１００ｄ側から見た反応チャンバー１６１を示している。上述したように反応チャンバー１６１は、第１部分１０６ｑおよび第２部分（空間）１０６ｒを含む。図３０Ａ〜図３０Ｄは、図２９における第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’およびＤ−Ｄ’断面を示す。

第１部分１０６ｑは、非毛細管部分である第１領域１０６ｑｆおよび毛細管部分である第２領域１０６ｑｅを含んでいる。第２部分１０６ｒは、試料分析用基板１００の円周方向に伸びる空間であり、円周方向に離間している第１端１０６ｒ１および第２端１０６ｒ２を有する。また、第１端１０６ｒ１および第２端１０６ｒ２にそれぞれ位置する入口１０６ｒｉおよび出口１０６ｒｏを有する。

第２部分１０６ｒは、毛細管部分１３６ｒｅと、非毛細管部分１３６ｒｆとを有する。図２９に示す形態では、非毛細管部分１３６ｒｆは、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１と第２非毛細管部分１３６ｒｆ２とを含む。

毛細管部分１３６ｒｅは、全体が検体を含む溶液で満たされることによって、検体を含む溶液を測量することができる。毛細管部分１３６ｒｅにはドライ化試薬１２５が配置されている。ドライ化試薬１２５は前述したように、乾燥させた磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８を含む。毛細管部分１３６ｒｅは、第１端１０６ｒ１において第１部分１０６ｑの第２領域１０６ｑｅと接続されている。

第１非毛細管部分１３６ｒｆ１は、第２端１０６ｒ２に位置しており、半径方向に伸びている。また、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１は、毛細管部分１３６ｒｅと接続されている。本実施形態では、毛細管部分１３５ｒｅと第１非毛細管部分１３６ｒｆ１との境界は半径方向に伸びている。第１非毛細管部分１３６ｒｆ１の外周側端に出口１０６ｒｏが位置しており、出口１０６ｒｏには第２流路１１２が接続されている。また、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１の内周側端近傍に開口１２３が設けられている。このため、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１の圧力は大気圧である。

第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、毛細管部分１３６ｒｅよりも内周側に位置し、円周方向に伸びている。第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１と接続されている。第１非毛細管部分１３６ｒｆ１と接続されることにより、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２の圧力も大気圧である。

図３０Ａ〜図３０Ｄに示すように、反応チャンバー１６１の空間は、試料分析用基板１００の厚さ方向において、カバー基板１００ｂの一面である下面１０６ｄと、ベース基板１００ａ内に形成された空間の天井に対応する上面１０６ｕとによって規定される。毛細管部分１３６ｒｅでは、毛細管力が働くように、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さ（間隔）は小さく設定されている。例えば、毛細管部分１３６ｒｅにおける高さは、５０μｍ〜３００μｍである。

一方、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１および第２非毛細管部分１３６ｒｆ２では、実質的に毛細管力が働かないように、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さ（間隔）は大きく設定されている。例えば、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１および第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における高さは、５００μｍ〜３ｍｍである。

また、毛細管部分１３６ｒｅは、円周方向において、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さが他の部分よりも小さい部分を有する。本実施形態では、毛細管部分１３６ｒｅは、第２端部側において、上面１０６ｕが毛細管部分１３６ｒｅの空間側に突出することによって空間が狭められた凹部１３６ｔを有する。凹部１３６ｔにおける、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さは他の部分よりも小さい。

上述した反応チャンバー１６１を備える試料分析用基板１００において、反応チャンバー１６１は第１非毛細管部分１３６ｒｆ１を備えており、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１に第２流路１１２が接続されている。このため、反応チャンバー１６１に検体を含む液体を導入した場合、液体に毛細管力が働き、毛細管部分１３６ｒｅ全体が液体で満たされる。このとき、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１に毛細管力は働かないため、毛細管部分１３６ｒｅを満たした液体は第１非毛細管部分１３６ｒｆ１へ移動せず、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１は空気で満たされている。このため、第２流路１１２も空気で満たされている。

このよう状態で、試料分析用基板１００を揺動させても、毛細管力が毛細管部分１３６ｒｅにおいてのみ働くため、検体を含む液体が毛細管部分１３６ｒｅから第１非毛細管部分１３６ｒｆ１へ移動しにくく、出口から第２流路１１２へ液体が漏れ出ることが抑制される。よって、反応チャンバー１６１を液体で満たした状態で試料分析用基板１００を揺動させ、液体を揺動させることによって、ドライ化試薬１２５から液体に分散した標識物質を液体中へ拡散させることができ、標識物質と液体との混合を促進できる。

また、反応チャンバー１６１は毛細管部分１３６ｒｅの内周側に第２非毛細管部分１３６ｒｆ２を備える。このため、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における空気の移動が生じ、揺動によって、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２と接する毛細管部分１３６ｒｅに保持された液体が移動し、標識物質と液体との混合をさらに促進できる。

また、毛細管部分１３６ｒｅは円周方向における第２端１０６ｒ２側に半径方向に伸びる凹部１３６ｔを備えており、第２端１０６ｒ２側において、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さが小さい。これにより、凹部１３６ｔにおいて毛細管力が高められ、毛細管部分１３６ｒｅの凹部１３６ｔ位置する部分において、より大きな毛細管力によって液体が強く保持される。このため、試料分析用基板１００を揺動させることによって、毛細管部分１３６ｒｅに保持された液体に慣性力が働いても、凹部１３６ｔ位置する部分におけるより強い毛細管力によって、液体が、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１へ移動するのが抑制される。

このように、上述した反応チャンバー１６１を備える試料分析用基板１００によれば、の検体を含む一定量の液体を反応チャンバー１６１に保持した状態で、試料分析用基板１００を揺動させることが可能であり、また、揺動によって液体が攪拌されやすい構造をそなえつつ、入口および出口から液体が漏出するのを抑制することができる。これにより、検体中の抗原を標識物質と均一に反応させることが可能となり、検体中の検出すべき成分の濃度を高い精度で測定することが可能となる。

上述した反応チャンバー１６１を備える試料分析用基板１００と試料分析装置２００とを用いて、試料分析システム５０１として動作させる場合には、例えば図４に示すフローチャートに従った手順で試料分析装置２００を動作させることができる。この場合、ステップＳ１１において、反応チャンバー１０６の第２部分１０６ｒに検体溶液を導入した後、試料分析用基板１００を揺動させることによって、ドライ化試薬１２５と検体溶液とを接触させ、検体溶液中に磁性粒子固定化抗体３０を放出させ、標識抗体３０８を検体溶液に溶出させる。これにより上述したように、検体中の抗原を標識物質と均一に反応させることが可能となり、検体中の検出すべき成分の濃度を高い精度で測定することが可能となる。

上述した構造を備える反応チャンバー１６１には種々の改変が可能である。特に、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２の形状および凹部１３６ｔの配置については種々の改変が可能である。

図３１は、他の形態の反応チャンバー１６２の空間を立体的に示す斜視図である。図３２Ａ〜図３２Ｄは、図３１における第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’およびＤ−Ｄ’断面を示す。

図３１に示す反応チャンバー１６２において、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１とは接続されていない。第２非毛細管部分１３６ｒｆ２には開口１２３が設けられている、また、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、入口１０６ｒｉとも接続されていない。つまり、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、毛細管部分１３６ｒｅの内周側において、第１端１０６ｒ１および第２端１０６ｒ２まで伸びていない。また、毛細管部分１３６ｒｅは、凹部１３６ｔを有していない。

反応チャンバー１６２を備えた試料分析用基板１００によれば、反応チャンバー１６１と同様、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１を備えていることによって、第２流路１１２へ液体が漏れ出ることが抑制される。よって、反応チャンバー１６１を液体で満たした状態で試料分析用基板１００を揺動させ、液体を揺動させることによって、ドライ化試薬１２５から液体に分散した標識物質を液体中へ拡散させることができ、標識物質と液体との混合を促進できる。

また、反応チャンバー１６２は毛細管部分１３６ｒｅの内周側に第２非毛細管部分１３６ｒｆ２を備える。このため、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における空気の移動が生じ、揺動によって、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２と接する毛細管部分１３６ｒｅに保持された液体の移動し、標識物質と液体との混合をさらに促進できる。特に反応チャンバー１６２における第２非毛細管部分１３６は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１および入口１０６ｒｉと接続されていない。このため、試料分析用基板１００の揺動によって、毛細管部分１３６ｒｅから第２非毛細管部分１３６ｒｆ２に検体を含む液体が移動しても、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２へ移動した液体は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１および入口１０６ｒｉへは移動することができず、毛細管部分１３６ｒｅへ戻る。よって、揺動による第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における大きな混合効果を得ることができる。

図３３は、他の形態の反応チャンバー１６３の空間を立体的に示す斜視図である。図３４Ａ〜図３４Ｄは、図３３における第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’およびＤ−Ｄ’断面を示す。

図３３に示す反応チャンバー１６３において、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１とは接続されておらず、第１部分１０６ｑの非毛細管空間である第１領域１０６ｑｆと接続されている。また、毛細管部分１３６ｒｅは円周方向における第１端１０６ｒ１側に半径方向に伸びる凹部１３６ｔを備えており、第１端１０６ｒ１側において、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さが小さい。

反応チャンバー１６３を備えた試料分析用基板１００によれば、反応チャンバー１６１と同様、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１を備えていることによって、第２流路１１２へ液体が漏れ出ることが抑制される。よって、反応チャンバー１６１を液体で満たした状態で試料分析用基板１００を揺動させ、液体を揺動させることによって、ドライ化試薬１２５から液体に分散した標識物質を液体中へ拡散させることができ、標識物質と液体との混合を促進できる。

また、反応チャンバー１６２は毛細管部分１３６ｒｅの内周側に第２非毛細管部分１３６ｒｆ２を備える。このため、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における空気の移動が生じ、揺動によって、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２と接する毛細管部分１３６ｒｅに保持された液体の移動し、標識物質と液体との混合をさらに促進できる。特に反応チャンバー１６２における第２非毛細管部分１３６は、第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆと接続されている。このため、試料分析用基板１００の揺動によって、毛細管部分１３６ｒｅから第２非毛細管部分１３６ｒｆ２に検体を含む液体が移動しても、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２へ移動した液体は、第１領域１０６ｑｆを介して毛細管部分１３６ｒｅへ戻るか、直接、毛細管部分１３６ｒｅへ戻ることが可能である。よって、揺動による第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における大きな混合効果を得ることができる。

また、毛細管部分１３６ｒｅは円周方向における第１端１０６ｒ１側に凹部１３６ｔを備えているため、液体が、第１部分１０６ｑへ移動するのが抑制される。

図３５は、他の形態の反応チャンバー１６４の空間を立体的に示す斜視図である。図３６Ａ〜図３６Ｄは、図３５における第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’およびＤ−Ｄ’断面を示す。

図３５に示す反応チャンバー１６４において、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１および第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆと接続されている。また、毛細管部分１３６ｒｅは円周方向における第１端１０６ｒ１側および第２端１０６ｒ２側に半径方向に伸びる凹部１３６ｔを備えており、第１端１０６ｒ１側および第２端１０６ｒ２側において、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さが小さい部分を有する。

反応チャンバー１６４を備えた試料分析用基板１００によれば、反応チャンバー１６１と同様、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１を備えていることによって、第２流路１１２へ液体が漏れ出ることが抑制される。よって、反応チャンバー１６４を液体で満たした状態で試料分析用基板１００を揺動させ、液体を揺動させることによって、ドライ化試薬１２５から液体に分散した標識物質を液体中へ拡散させることができ、標識物質と液体との混合を促進できる。

また、反応チャンバー１６４は毛細管部分１３６ｒｅの内周側に第２非毛細管部分１３６ｒｆ２を備える。このため、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における空気の移動が生じ、揺動によって、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２と接する毛細管部分１３６ｒｅに保持された液体の移動し、標識物質と液体との混合をさらに促進できる。特に反応チャンバー１６２における第２非毛細管部分１３６は、第１部分１０６ｑの第１領域１０６ｑｆおよび第１非毛細管部分１３６ｒｆ１と接続されている。つまり、毛細管部分１３６ｒｅは３方において、連通した非毛細管空間と接続されている。このため、試料分析用基板１００の揺動によって、毛細管部分１３６ｒｅを囲む非毛細管空間内の空気が一体的に移動することによって、毛細管部分１３６ｒｅに保持された液体を、混合攪拌する大きな効果を得ることが可能である。

また、毛細管部分１３６ｒｅは円周方向における第１端１０６ｒ１側および第２端１０６ｒ２側に凹部１３６ｔを備えているため、液体が、第１部分１０６ｑおよび第１非毛細管部分１３６ｒｆ１へ移動するのが抑制される。

図３７は、他の形態の反応チャンバー１６５の空間を立体的に示す斜視図である。図３８Ａ〜図３８Ｄは、図３７における第２部分１０６ｒのＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’およびＤ−Ｄ’断面を示す。

図３７に示す反応チャンバー１６５において、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１とは接続されていない。第２非毛細管部分１３６ｒｆ２には開口１２３が設けられている、また、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、入口１０６ｒｉとも接続されていない。つまり、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２は、毛細管部分１３６ｒｅの内周側において、第１端１０６ｒ１および第２端１０６ｒ２まで伸びていない。また、毛細管部分１３６ｒｅは、円周方向における第２端１０６ｒ２側に半径方向に伸びる凹部１３６ｔを備えており、第２端１０６ｒ２側において、上面１０６ｕと下面１０６ｄとの間の高さが小さい部分を有する。

反応チャンバー１６５を備えた試料分析用基板１００によれば、反応チャンバー１６１と同様、第１非毛細管部分１３６を備えていることによって、第２流路１１２へ液体が漏れ出ることが抑制される。よって、反応チャンバー１６１を液体で満たした状態で試料分析用基板１００を揺動させ、液体を揺動させることによって、ドライ化試薬１２５から液体に分散した標識物質を液体中へ拡散させることができ、標識物質と液体との混合を促進できる。

また、反応チャンバー１６５は毛細管部分１３６ｒｅの内周側に第２非毛細管部分１３６ｒｆ２を備える。このため、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における空気の移動が生じ、揺動によって、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２と接する毛細管部分１３６ｒｅに保持された液体の移動し、標識物質と液体との混合をさらに促進できる。特に反応チャンバー１６２における第２非毛細管部分１３６は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１および入口１０６ｒｉと接続されていない。このため、試料分析用基板１００の揺動によって、毛細管部分１３６ｒｅから第２非毛細管部分１３６ｒｆ２に検体を含む液体が移動しても、第２非毛細管部分１３６ｒｆ２へ移動した液体は、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１および入口１０６ｒｉへは移動することができず、毛細管部分１３６ｒｅへ戻る。よって、揺動による第２非毛細管部分１３６ｒｆ２における大きな混合効果を得ることができる。

また、毛細管部分１３６ｒｅは円周方向における第２端１０６ｒ２側に凹部１３６ｔを備えているため、液体が、第１非毛細管部分１３６ｒｆ１へ移動するのが抑制される。

［その他の変形例］
本実施形態では、磁性粒子を用いた測定系を想定した説明を行ったが、本願の一態様に係る試料分析用基板、試料分析装置、試料分析システムおよび試料分析システム用プログラムは、磁性粒子を用いた測定系に限定されるものではない。例えば、１次抗体が固定化される対象は、磁性粒子に替えて、チャンバー内の壁面であってもよい。すなわち、チャンバーがポリスチレンやポリカーボネートといった素材で構成されている場合には、チャンバー内の壁面に物理吸着により１次抗体を固定化させることができ、チャンバー内で抗原や標識抗体とのサンドイッチ型の結合反応をせしめることができる。また、チャンバー内の壁面に１次抗体と結合可能な官能基（例えば、アミノ基やカルボキシル基）を有し、化学結合により１次抗体を固定化させることができ、チャンバー内で抗原や標識抗体とのサンドイッチ型の結合反応をせしめることができる。また、チャンバー内の壁面に金属基板を備える構成であれば、例えば、ＳＡＭを用いて１次抗体を金属基板に結合して固定化させることができ、チャンバー内で抗原や標識抗体とのサンドイッチ型の結合反応をせしめることができる。一次抗体をチャンバー壁面に物理吸着または化学結合で固定化させる場合は、主に色素、化学発光または蛍光のシグナルを検出する系に使用される。一方、一次抗体を金属基板に固定化させる場合は、シグナルとして、主に電気化学的シグナル（例えば、電流）、電気化学発光のシグナルを検出する系に使用される。この場合、図３Ｂに示した磁石１２１は不要である。また、複合体３１０形成の反応場は反応チャンバー１０６ではなく、メインチャンバー１０７になる。したがって、一次抗体は、メインチャンバー１０７の壁面に固定化する必要がある。

また、本開示の試料分析用基板、試料分析装置、試料分析システムおよび試料分析システム用プログラムは、非競合法（サンドイッチイムノアッセイ法）だけでなく、競合法、ハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法にも適用可能である。

上記実施形態では、Ｂ／Ｆ分離の洗浄の例を説明したが、本実施形態の試料分析用基板、試料分析装置及び試料分析システムは、洗浄液以外の溶液を、前述したように複数回に分けて同じチャンバーへ導入する種々の試料分析方法へ適用可能である。また、上記実施形態では、液体のチャンバーへの導入を続けて行っているが、試料分析用基板の回転および停止の制御と、停止時の角度の制御を適切に行うことにより、間に他の工程を含めることも可能である。

また、上記実施形態では２回洗浄を行っているが、必要に応じて３回以上行ってもよい。

本願に開示された試料分析用基板、試料分析装置、試料分析システムおよび試料分析システム用プログラムは、種々の反応を利用した検体中の特定成分の分析に適用可能である。

１００、１５１〜１５９ 試料分析用基板
１００' 基板
１００ａ ベース基板
１００ｂ カバー基板
１００ｃ、１００ｄ 主面
１００ｆ 壁部分
１０１、１０１Ａ 第１保持チャンバー
１０１Ｂ 第４保持チャンバー
１０１ａ、１０２ａ 最外周側面
１０１ｃ、１０１ｄ 隣接側面
１０２ 第２保持チャンバー
１０３ 第３保持チャンバー
１０４ 第１貯蔵チャンバー
１０５ 第２貯蔵チャンバー
１０６ 反応チャンバー
１０６ｑ 第１部分
１０６ｑａ 最外周側面
１０６ｑｅ 第２領域
１０６ｑｆ 第１領域
１０６ｒ 第２部分
１０６ｒａ 最外周側面
１０６ｒｂ 最内周側面
１０６ｒｅ 第２領域
１０６ｒｆ 第１領域
１０７ メインチャンバー
１０８ 回収チャンバー
１１０ 回転軸
１１１ 第１流路
１１２ 第２流路
１１３ 第３流路
１１４ 第４流路
１１５ 第５流路
１１６ 第６流路
１１７ 第７流路
１２０ 磁石収納室
１２１ 磁石
１２２ 空気孔
１２３ 開口
１２５ ドライ化試薬
１２６ 壁部分
１３６ｒｅ ：毛細管部分
１３６ｒｆ ：非毛細管部分
１３６ｒｆ１ ：第１非毛細管部分
１３６ｒｆ２ ：第２非毛細管部分
１３６ｔ ：凹部
２００ 試料分析装置
２０１ モータ
２０１ａ ターンテーブル
２０３ 原点検出器
２０３ａ 光源
２０３ｂ 受光素子
２０３ｃ 原点検出回路
２０４ 回転角度検出回路
２０５ 制御回路
２０６ 駆動回路
２０７ 光学測定ユニット
２１０ マーカ
２１０ａ エッジ
２１０ｂ エッジ
３０２ 磁性粒子
３０４ 一次抗体
３０５ 磁性粒子固定化抗体
３０６ 抗原
３０７ 標識物質
３０８ 標識抗体
３１０ 複合体
３１１ 磁性粒子
５０１ 試料分析システム

Claims (11)

1. 回転によって検体を含む液体の移送を行い、前記検体中の特定物質を分析する試料分析用基板であって、
   回転軸を有する基板と、
   基板内に位置し、前記検体を含む液体を保持する空間と、前記空間に接続された入口および出口を有する反応チャンバーと、
   前記反応チャンバーの空間に配置されたドライ化試薬と、
   を備え、
   前記空間は、円周方向に離間している第１端および第２端を有し、
   前記入口および前記出口は、それぞれ前記第１端および前記第２端に位置しており、
   前記空間は、毛細管部分と、前記毛細管部分と接続され、前記第２端に位置し、開口を有しており、半径方向に伸びる第１非毛細管部分とを有し、前記第１非毛細管部分の外周側に前記出口が接続されている、試料分析用基板。
2. 前記空間は、前記毛細管部分と接続され、内周側に位置し、開口を有し、前記円周方向に伸びる第２非毛細管部分を有する、請求項１に記載の試料分析用基板。
3. 前記第２非毛細管部分は、前記第１非毛細管部分と接続されている、請求項２に記載の試料分析用基板。
4. 前記第２非毛細管部分は、前記入口と接続されている、請求項２または３に記載の試料分析用基板。
5. 前記第２非毛細管部分は、前記入口および前記第１非毛細管部分と接続されていない、請求項２に記載の試料分析用基板。
6. 前記反応チャンバーは、前記空間を規定する上面および下面を有し、
   前記空間の前記毛細管部分の前記円周方向において、前記上面と前記下面との間の高さは実質的に等しい請求項１または２に記載の試料分析用基板。
7. 前記反応チャンバーは、前記空間を規定する上面および下面を有し、
   前記空間の前記毛細管部分は、前記円周方向における位置によって、前記上面と前記下面との間の高さが異なる部分を有する、請求項１または２に記載の試料分析用基板。
8. 前記毛細管部分は、前記第１端側において、前記上面と前記下面との間の高さが小さい部分を有する、請求項７に記載の試料分析用基板。
9. 前記毛細管部分は、前記第２端側において、前記上面と前記下面との間の高さが小さい部分を有する、請求項７に記載の試料分析用基板。
10. 前記毛細管部分は、前記第１端側および前記第２端側において、前記上面と前記下面との間の高さが小さい部分を有する、請求項７に記載の試料分析用基板。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の試料分析用基板と、
    前記試料分析用基板を前記回転軸周りに回転させるモータ、
    前記モータの回転軸の回転角度を検出する回転角度検出回路、
    前記回転角度検出回路の検出結果に基づき、前記モータの回転および停止時の回転角度を制御する駆動回路、および
    演算器、メモリおよびメモリに記憶され、前記演算器に実行可能なように構成されたプログラムを含み、前記プログラムに基づき、前記モータ、前記回転角度検出回路および前記駆動回路の動作を制御する制御回路
    を有する試料分析装置と、
    を備えた試料分析システムであって、
    前記プログラムは、
    前記反応チャンバーに前記検体を含む液体が導入された試料分析用基板が前記試料分析装置に装填された場合において、
    前記試料分析用基板を揺動させることによって、前記ドライ化試薬を前記液体中に放出させ、分散させる、
    試料分析システム。

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