JPH05180683A

JPH05180683A - 微量サンプルの計量・希釈、粒子計測装置、及び計量方法

Info

Publication number: JPH05180683A
Application number: JP4001693A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Matsumoto; 政悦松本; Akira Miyake; 亮三宅; Hiroshi Oki; 博大木; Hideo Enoki; 英雄榎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 1993-07-23
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3223380B2

Abstract

(57)【要約】【目的】１マイクロリットル以下の微量な液体サンプ
ルを高精度に計量、定量、希釈、輸送し、しかも、これ
らの動作を連続して高速に行なうことのできる微量サン
プルの計量・希釈装置、粒子測定装置、及び計量方法を
提供すること。【構成】微量の液体サンプル２７を採取するサンプル
点着用ピペッタ６、採取したサンプルを付着させるプレ
ート点着面１７Ａ（下部プレート２１）、点着面１７Ａ
に一定間隔で平行に接近させ、液体サンプル２７を間に
挟み、これを円状に広げるための透明プレート１８、広
がったサンプル２７の面積を測定することによって二つ
の平面の間に挟まれているサンプルの体積を求めるため
の面積測定用カメラ１４を基本構成要素とする。【効果】本発明によれば、１マイクロリットル以下の
微量な液体サンプルを高精度に計量、定量、希釈、輸送
することが可能で、しかも、これらの動作を連続して高
速に行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微量サンプルの計量・希
釈・粒子計測装置及び計量方法に係り、特に微小量の液
体サンプルを高精度に計量し、更に希釈倍率が高い希釈
を少量のサンプル量及び希釈液量で実現し、更に多種類
のサンプルを連続して高速に計量及び希釈できる微量サ
ンプルの計量・希釈、粒子計測装置、及び計量方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】微量液体の体積を計測する技術として
は、例えば特公昭６０−８６４３９号公報に開示された
「光学式微量定量装置」がある。本装置は、透明部分を
持つ流体流路中のサンプルを光学的方法で定量し、流路
中のサンプルの量を測定するものである。本例に代表さ
れるように、特に自動化学分析装置等において、微小量
の液体の体積の測定が必要とされているが、現在では高
精度に計量、定量するためには、液体サンプルの量は数
マイクロリットル以上必要であり、それ以下の微小量の
体積については、高精度な計量、定量が困難な状態であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、透明
部分を持つ流体流路中のサンプルを光学的方法で定量
し、流路中のサンプルの量を測定するものであるが、サ
ンプルを流路中を測定部分まで移動させて測定を行なっ
ている。このため、流路壁面に付着しやすいサンプルは
測定前後で流路内に残留し、誤差の原因となる。更に、
サンプル境界部のメニスカスのばらつきも誤差の原因に
なる。また、微量のサンプルを定量する際には、微細な
流体流路を用いる必要があるが、例えば人間の血液など
は、微細な流路を通過させることによって、成分が変化
する場合がある等の問題があった。

【０００４】本発明の目的は、１マイクロリットル以下
の微量な液体サンプルを高精度に計量、定量、希釈、輸
送することが可能で、しかも、これらの動作を連続して
高速に行なうことができる微量サンプルの計量・希釈、
粒子計測装置、及び計量方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、微量体積の液体サンプルを計量する微量サ
ンプルの計量装置において、前記液体サンプルを挟み込
む二つの平行な平面と、該二つの平行な平面により平板
状に押し広げられた前記液体サンプルの面積又は厚みを
測定する手段とを有することを特徴とするものである。

【０００６】また、微量体積の液体サンプルを計量する
微量サンプルの計量装置において、前記液体サンプルを
一定の間隔で挟み込み、且つ少なくとも一方が光を通す
二つの平行な平面と、該二つの平行な平面により一定の
厚みの平板状に押し広げられた前記液体サンプルの面積
を光学的に測定する手段と、該面積と前記一定の厚みと
から前記液体サンプルの体積を求める手段とを有するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】また、前記二つの平面のうち一方の平面に
凹部を形成し、該凹部の中に微量の前記液体サンプルを
挟み込み、前記二つ平面を重ね合わせて平板状に押し広
げられた前記液体サンプルの面積を測定することができ
るし、また、前記一定の間隔は、前記二つの平面の間に
薄いスペーサを挟んで形成することができる。また、前
記二つの平面間に押し広げられた液体サンプルをテレビ
カメラで撮影し、該テレビカメラからの画像信号を画像
処理することによって前記液体サンプルの体積を測定す
ることができる。

【０００８】また、微量体積の液体サンプルを計量希釈
し、一定濃度のサンプル希釈液を作成する微量サンプル
の計量希釈装置において、前記微量体積の液体サンプル
を一定微小間隔を開けて平行に設置された少なくとも一
方が光を通す二つの平面の間に挟み込み、該平面の間で
平板状に押し広げられた前記液体サンプルの面積を測定
することによって該液体サンプルの体積を測定し、該測
定された液体サンプルの付着した二つの平面を、そのま
ま定量した希釈液に浸して攪拌することにより一定濃度
のサンプル希釈液を作成することを特徴とするものであ
る。

【０００９】また、前記二つの平面は、一方が光を通す
希釈容器底面の内側面と攪拌棒に設けた平板面とからな
り、前記測定された液体サンプルが付着した希釈容器に
定量した希釈液を注入するとともに、前記攪拌棒でこれ
を攪拌することによって一定濃度のサンプル希釈液を作
成することができる。

【００１０】また、前記測定された液体サンプルを前記
二つの平面の間に定量した希釈液を流通して該希釈液ご
と希釈容器に押し流すことにより、一定濃度のサンプル
希釈液を作成することができる。また、前記二つの平面
を多数備えることにより、多種類の微量液体サンプルの
計量及び希釈を連続して行ない、一定濃度のサンプル希
釈液を多種類連続して作成することができる。

【００１１】また、微小粒子を含む微量液体サンプルを
計量希釈して一定濃度のサンプル希釈液を作成し、該希
釈液中の一定体積あたりの粒子個数又は粒子体積を計測
する微量サンプルの粒子計測装置において、前記微量液
体サンプルを一定微小間隔を開けて平行に設置された少
なくとも一方が光を通す二つの平面の間に挟み込み、該
平面の間で平板状に押し広げられた前記液体サンプルの
面積を測定することによって前記微小粒子を含む液体サ
ンプルの体積を測定し、該測定された液体サンプルを前
記二つの平面の間に定量した希釈液を流通して該希釈液
ごと粒子測定部に押し流し、該粒子測定部において一定
体積あたりの希釈液中の粒子個数又は粒子体積を測定す
ることを特徴とするものである。

【００１２】また、電気抵抗又は誘電率等の電気的性質
を有する微量体積の液体サンプルを計量する微量サンプ
ルの計量方法において、前記液体サンプルを一定微小間
隔を開けて平行に設置された二つの電導性部材の平面の
間に挟み込み、この電導性部材の平面に挟まれた前記液
体サンプルの電気抵抗又は静電容量を測定することによ
り、前記二つの平面により平板状に押し広げられた前記
液体サンプルと前記電導性部材平面との接触面積を求
め、該接触面積と前記一定微小間隔とから前記液体サン
プルの体積を測定することを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、平面上に押し広げられた微
量液体サンプルの縁を光学的手段等により測定すること
ができ、そのため、微量液体サンプルの平面との接触面
積を容易に測定でき、高精度に微量液体サンプルの体積
を計量することができる。また、測定された液体サンプ
ルの付着した二つの平面をそのまま定量した希釈液に浸
して攪拌することができるので、精度の高い一定濃度の
サンプル希釈液を幾種類も連続して簡単に作成すること
が可能になる。また、微小粒子を含む微量液体サンプル
を希釈して一定体積あたりの希釈液中の粒子個数又は粒
子体積を計測することができる。

【００１４】また、微量液体サンプルの電気抵抗又は誘
電率等の電気的性質は平面との接触面積によって変わる
から、平面に電導性部材を用いて液体サンプルのこれら
の電気的性質の変化をもとめることにより、電導性部材
平面との接触面積を求めることができ、光学的手段を用
いなくても液体サンプルの体積を測定することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。

【００１６】（実施例１）本発明の第１の実施例とし
て、微量の液体サンプルを計量・希釈して、粒子濃度を
測定するシステムの例を図１及び図２を用いて説明す
る。これらの図は、微量液体サンプルを計量及び希釈し
た後、粒子を含んだ多種類の微量サンプルに対して、そ
の粒子の濃度を連続して測定するための装置構成の例を
示したものである。

【００１７】図１、図２に示すように、本実施例は、希
釈用液供給チューブ１、希釈前の希釈液の流れ２、サン
プルを含んだ希釈液の流れ３、希釈液輸送チューブ４、
サンプルを挟むための押え機構５、サンプル点着用ピペ
ッタ６を移動するサンプル点着用ピペッタアーム６Ａ、
サンプル連続供給機構７、下部プレートアーム回転機構
８、透明プレート固定ステージ９、希釈液供給用シリン
ジポンプ１０、プレート乾燥用エア供給チューブ１１、
廃液搬送用チューブ１２、粒子計測用信号線１３、カメ
ラ１４からの画像信号を送信する画像信号線１５、希釈
液に含まれる粒子の計測を行なう粒子計測部１６、微量
サンプルを点着する点着面１７Ａを有してサンプルを面
積測定部に輸送する下部プレートアーム１７、サンプル
を押し付け上方からカメラ１４でサンプルの面積を測定
する透明プレート１８等からなる。透明プレート１８に
は２つの孔１９が形成され、この２つの孔１９は、１つ
を希釈液供給チューブ１に接続し、もう一方を希釈液輸
送チューブ４に接続する。そしてこの透明プレート１８
と下部プレートアーム１７のサンプル点着面１７Ａとを
一定の微小間隔で押しつけ、透明プレート１８とサンプ
ル点着面１７Ａとの間で押し広げられた液体サンプルの
広がり面積を測定するようになっている。

【００１８】以上の構成で以下の動作を行なう。

【００１９】（１）サンプル点着用ピペッタ６が、サン
プル点着用ピペッタアーム６Ａの動きによってサンプル
連続供給機構７から液体サンプルを採取する。

【００２０】（２）サンプル点着用ピペッタ６が、サン
プル点着用ピペッタアーム６Ａの動作によって、下部プ
レートアーム１７の所定の位置（サンプル点着面１７
Ａ）に微量の液体サンプルを点着する。

【００２１】（３）下部プレートアーム１７が、下部プ
レートアーム回転機構８の動作によって回転し、サンプ
ルが点着面１７Ａを上部プレート固定ステージ１５の下
まで運ぶ。

【００２２】（４）押え機構５が下部プレートアーム１
７のサンプル点着面１７Ａを上方に押し出し、サンプル
を透明プレート１８とサンプル点着面１７Ａとの間に押
し付ける。

【００２３】（５）面積測定用カメラ１４で、透明プレ
ート１８とサンプル点着面１７Ａとの間に広がったサン
プルの面積を測定することにより、微量サンプルの体積
を測定する。面積測定用カメラ１４からの画像信号は、
画像信号線１５によって画像処理装置（図示せず）に送
られる。

【００２４】（６）透明プレート１８と下部プレートア
ーム１７とを合わせたまま希釈液供給チューブ１から希
釈液を希釈液供給チューブ１より流れ方向２の方向に流
す。このとき希釈液は、計量したサンプルを所定の濃度
に希釈する量だけ定量して流す。透明プレート１８と下
部プレートアーム１７のサンプル点着面１７Ａに挟まれ
た液体サンプルは希釈液によって洗い流され、希釈液と
共に希釈液輸送チューブ４を通って流れ方向３の方向に
流れ、粒子計測部１６まで輸送される。

【００２５】（７）希釈液の送液が終了した時点で押え
機構５を下方に移動し、透明プレート１８と下部プレー
トアーム１７を離す。透明プレート１８と下部プレート
アーム１７のサンプル点着面１７Ａに残留した希釈液
は、プレート乾燥用エア供給チューブ１１から乾燥空気
が吹き付けることによって、短時間で蒸発する。

【００２６】（８）粒子計測部１６では、希釈液輸送チ
ューブ４から供給された粒子を含む希釈液中に含まれる
粒子の濃度を測定する。このとき、例えば微細孔を通し
て一定の体積のサンプルを流し、微細孔前後の電気抵抗
の変動でこの中に含まれる粒子の個数及び体積を測定す
る電気抵抗法を利用する。測定された電気抵抗の信号
は、粒子計測用信号線１３により粒子計測用信号処理装
置（図示せず）に送られる。

【００２７】（９）測定が終了した後のサンプルを、廃
液搬送用チューブ１２を通して所定の場所に輸送する。
また、粒子計測部１６に洗浄液を流し込み、内部の洗浄
を行なう。

【００２８】（１０）サンプル連続供給装置７から、連
続してサンプルを供給し、上記動作の（１）から（２）
までの処理を、連続して高速に行なう。

【００２９】以上の粒子を含んだ微量サンプルの粒子濃
度測定システムでは、微量のサンプルを高倍率で希釈す
ることができるので、粒子濃度がきわめて高いサンプル
に対しても高精度の測定が行なえる。また、本システム
は、多種類の微量サンプルの計量・希釈・輸送・粒子濃
度測定を連続して高速に行なうことができる。なお、透
明プレート１８は、必ずしも無色透明でなくてもよく、
透過した光により広がった液体サンプルの面積が測定で
きるものであればよい。

【００３０】（実施例２）次に実施例２として、微量液
体サンプルの計量・希釈方法をシステムとして構成した
場合の装置の例を図３を用いて説明する。図３は微量液
体サンプルの計量及び希釈を多種類の微量サンプルに対
して連続して行なうための装置構成の例である。

【００３１】図３において、本実施例は、希釈用液供給
チューブ１、希釈前の希釈液の流れ２、サンプルを含ん
だ希釈液の流れ３、希釈液輸送チューブ４、押え機構
５、面積測定用カメラ１４、サンプル点着用ピペッタ６
の他に、下部プレート２１、下部プレート搬送用ベルト
２２、透明ベルト２３、測定用窓２４、下部ステージ２
５等によりなる。

【００３２】下部プレート２１は、マイクロ加工技術に
よって凹部２６と２つの孔１９が形成される。下部プレ
ート２１は複数個を下部プレート搬送用ベルト２２の上
に設置する。搬送用ベルト２２は例えばゴム等の材質で
作られ、移動方向２２Ａの方向へ移動する。透明ベルト
２３は例えばプラスチックフィルム等の材質で作られ、
移動方向２３Ａの方向へ移動する。下部プレート２１と
透明ベルト２３は清浄で乾燥した状態にしておく。

【００３３】まず、下部プレート２１の一つにサンプル
点着用ピペッタ６によって微量のサンプル２７が点着さ
れる。下部プレート２１は、下部プレート搬送用ベルト
２２が移動方向２２Ａの方向に移動することによって搬
送され、下部ステージ２５上に移動する。下部ステージ
２５には、２つのステージ孔２８が設けられており、こ
れが下部プレート２１に設けられた孔１９と接続する。
下部プレート搬送用ベルト２２がパッキンの働きをし
て、これらの孔１９及びステージ孔２８を接続し、希釈
液の漏れを防ぐ。下部ステージ２５に設けられた２つの
ステージ孔２８は、一方は希釈液供給チューブ１に接続
され、もう一方は希釈液輸送チューブ４に接続されてい
る。

【００３４】この後、押え機構５を下方に押し付けるこ
とにより、透明ベルト２３を下部プレート２１に押し付
け、透明ベルト２３上に広がったサンプル２７の面積
を、押え機構５に設けられた測定用窓２４を通して面積
測定用カメラ１４で測定し、実施例１と同様にしてサン
プル２７の体積を求める。

【００３５】次に、透明ベルト２３と下部プレート２１
を合わせたまま希釈液供給チューブ１から希釈液を矢印
２の方向に流す。このとき希釈液は、計量したサンプル
を所定の濃度に希釈する量だけ定量して流す。下部プレ
ート２１と透明ベルト２３に挟まれたサンプル２７は希
釈液によって洗い流され、希釈液と共に希釈液輸送チュ
ーブ４を通って矢印３の方向に流れ、所定の場所まで輸
送される。

【００３６】希釈液の送液が終了した時点で押え機構５
を上方に移動し、下部プレート２１と透明ベルト２３を
離す。下部プレート運送用ベルト２２上の複数の下部プ
レート２１には次々と異なるサンプルが、サンプル点着
用ピペッタ６によって点着され、同様の計測及び希釈を
連続して行なう。また、透明ベルト２３は、下部プレー
トと接続し、測定に使用された部分は、希釈液が付着し
ているので、移動方向２３Ａの方向に移動し、未使用の
部分で次の測定を行なう。

【００３７】本実施例は、以上の動作で多種類の微量サ
ンプルの計量・希釈・輸送を連続して高速に行なうこと
ができる。また、本実施例では、測定に使用する下部プ
レート２１と透明ベルト２３の洗浄・乾燥を行なう必要
がない。さらに本実施例では、サンプル及び希釈液の残
留が、次の測定に影響することがない。

【００３８】（実施例３）次に実施例３として、実施例
２の要部を単体で取り出した微量液体サンプル計量・希
釈方法を図４及び図５を用いて説明する。図４は本実施
例の構成図、図５は本実施例の測定状態の断面図であ
る。

【００３９】図４に示すように、本方法で使用する下部
プレート２１は、実施例２と同様にマイクロ加工技術に
よって凹部２６と２つの孔１９が形成される。下部プレ
ート２１に形成された２つの孔１９は、１つを希釈液供
給チューブ１に接続し、もう一方を希釈液輸送チューブ
４に接続する。下部プレート２１と透明プレート２９は
清浄で乾燥した状態にしておく。

【００４０】まず、実施例２と同様に微量のサンプル２
７を点着する。点着は、下部プレート２１の凹部２６上
で、２つの孔１９の間に行なう。この後、図５に示すよ
うに、実施例２の場合と同様に透明プレート２９を下部
プレート２１に押し付け、透明プレート２９上に広がっ
たサンプル２７の面積を測定し、サンプル２７の体積を
求める。

【００４１】次に、透明プレート２９と下部プレート２
１を合わせたまま希釈液供給チューブ１から希釈液を図
中矢印２の方向に流す。このとき希釈液は、計量したサ
ンプルを所定の濃度に希釈する量だけ定量して流す。下
部プレート２１と透明プレート２９に挟まれたサンプル
２７は希釈液によって洗い流され、希釈液と共に希釈液
輸送チューブ４を通って図中矢印３の方向に流れ、所定
の場所まで輸送される。以上の動作で微量サンプルの計
量・希釈・輸送を行なう。

【００４２】本実施例では、実施例２と同様に、希釈の
再希釈液を流すだけでサンプルの希釈が可能である。ま
た、希釈液輸送チューブを通って希釈液が所定の場所ま
で輸送されるので、本実施例をシステム化する場合に有
利である。

【００４３】（実施例４）次に本発明の別の微量サンプ
ル計量・希釈方法を図６及び図７を用いて説明する。図
６及び図７は、実施例３及び実施例４とは別の微量サン
プル計量方法及び希釈方法の構成図である。

【００４４】図６に示すように、本実施例で使用する下
部プレート３０は、実施例２と同様にマイクロ加工技術
によって溝３１と孔３２が形成される。下部プレート３
０に形成された孔３２は、希釈液供給チューブ１に接続
する。下部プレート３０と透明プレート２９は清浄で乾
燥した状態にしておく。

【００４５】まず、実施例２と同様に微量の液体サンプ
ル２７を下部プレート３０の溝３１上に点着する。この
後、実施例２の場合と同様に透明プレート２９を下部プ
レート３０に押し付け、透明プレート２９上に広がった
サンプル２７の面積を面積測定用カメラ等で測定し、サ
ンプル２７の体積を求める。

【００４６】次に、図７に示すように、透明プレート２
９を下部プレート３０を押し付けたまま希釈液供給チュ
ーブ１から希釈液を希釈液の流れ２の方向に流す。この
とき希釈液は、計量したサンプルを所定の濃度に希釈す
る量だけ定量して流す。下部プレート３０と透明プレー
ト２９に挟まれたサンプル２７は希釈液によって洗い流
され、希釈液と共に希釈液容器３３に入る。サンプルが
混入した希釈液３４を希釈液容器３３の中で撹拌し、サ
ンプルと希釈液の混合を行なう。以上の動作で微量サン
プルの計量・希釈を行なう。

【００４７】本実施例では、希釈の再希釈液を流すだけ
でサンプルの希釈が可能であり、サンプル２７の定量の
後に、下部プレート３０と透明プレート２９を操作する
必要はない。

【００４８】（実施例５）次に、本発明の微量サンプル
の計量装置の実施例を図８、図９、図１０を用いて説明
する。図８は本実施例の構成図、図９は図８の構成で計
量を行なっている状態の構成図、図１０は図９を側方か
ら見た構成図である。

【００４９】まず図８に示すように、微量の液体サンプ
ル２７を下部プレート３５上に点着させる。このとき、
下部プレート３５は、サンプル２７が、その平面上で、
ある程度の接触角をもって球面を形成して接触する材質
であることが望ましい。また透明プレート２９もサンプ
ル２７が、その平面上で、ある程度の接触角をもって接
触する材質であることが望ましい。これはサンプル２７
が平面上に広がってしまうのを防ぐためである。また、
下部プレート３５は、その表面がサンプル２７の色とコ
ントラストをなし、液体部分が容易に識別できるような
色であることが望ましい。

【００５０】微量の液体サンプル２７を採取するのに
は、サンプル点着用ピペッタ６を使用する。サンプル点
着用ピペッタ６は、細いパイプで構成され、液体サンプ
ルを先端から吸引した後、下部プレート３５にその先端
を接触した状態で微量のサンプルを吐出し、これを下部
プレート３５上に付着させる。サンプル点着用ピペッタ
６の代わりに針状の棒の先端にサンプルを付着させ、こ
れを下部プレート３５上に付着させて、微量のサンプル
２７をサンプリングしてもよい。

【００５１】採取する液体サンプルは、この後で定量す
ることになるので、高精度でサンプリングする必要はな
い。ほぼ目的に近い量（目的量の２０％以内の誤差範
囲）でサンプリングできればよい。

【００５２】次に図９、図１０に示すように、透明プレ
ート２９を下部プレート３５にわずかな間隔３６をあけ
て平行に接近させる。このときのプレート間隔３６は液
体サンプル２７が２枚の平板（透明プレート２９、下部
プレート３５）によって挟まれ、ある程度円状に広がる
ように設定する。

【００５３】プレート間隔３６が既知であれば、透明プ
レート２９に広がったサンプル２７の面積を測定するこ
とによって二つの平面の間に挟まれているサンプル２７
の体積を求めることができる。サンプルの面積の測定は
面積測定用カメラ１４で行なう。面積測定は、例えばＴ
ＶカメラやＣＣＤカメラ等を用い、カメラからの信号を
画像処理することによって面積を計算すれば、高速に面
積を求めることができる。サンプル２７が、例えば水な
ど透明な物質である場合は、透明プレート２９の上方か
らの照明の角度を調節し、サンプルと空気との境界部分
を面積測定用カメラ１４でとらえ、面積を測定する。

【００５４】本実施例によれば、プレート間隔３６を調
節することにより、ごく微量の液体サンプル２７を測定
することができる。例えばサンプル２７の量が１マイク
ロリットルである場合は、プレート間隔３６を１００マ
イクロメータにすれば、サンプル２７は透明プレート２
９上で半径約１．８ｍｍの円状に広がる。このように、
透明プレート２９上に広がったサンプル２７の像を拡大
してカメラで取り込み、これを画像処理することによっ
て１マイクロリットル以下の液体サンプルを高精度で測
定することが可能となる。

【００５５】本実施例は、サンプルを一定容積の空間に
取り込んで定量する方式と比較して単純な構成であり、
誤差が少ない。また、下部プレートと透明プレートを清
浄な状態にしておけば外部からサンプルに不純物が混入
したり、計測部以外の場所ににサンプルが余分に付着し
て誤差の原因となることはない。

【００５６】（実施例６）次に図１１を用いて本発明の
別の微量サンプル計量方法を説明する。下部プレート３
７は、例えばシリコン等の材質で製作し、エッチング等
のマイクロ加工技術によって、図１１に示すような、深
さが均一で高精度の凹部２６を形成する。凹部２６の深
さは図１０で示したプレート間隔に相当するようにす
る。この凹部２６にサンプル２７を点着させ、透明プレ
ート２９を下部プレート３７に重ね合わせる。下部プレ
ート３７の凹部２６の中のサンプルは、二枚の平行板の
間に挟まれる形となる。本実施例を用いれば、容易に微
量サンプルの面積を測定してその体積を求めることがで
きる。

【００５７】（実施例７）液体サンプルの分析において
は、サンプルを一定濃度に希釈する必要が生じる場合が
ある。図１２は計量したサンプルを希釈し、一定濃度の
希釈液を作成するための希釈方法の構成図である。図１
２を用いて計量した微量液体サンプルを希釈する方法を
説明する。

【００５８】図１２において、希釈容器３３には、計量
したサンプル２７を所定の濃度に希釈する量だけ定量し
た希釈液３４を入れる。図９の測定が終了した後の透明
プレート２９と下部プレート３５を、表面にサンプル２
７が付着した状態のまま希釈液３４の中に浸す。次に、
透明プレート２９と下部プレート３５に付着しているサ
ンプル２７が希釈液３４中でまんべんなく混合されるよ
うに希釈液３４の攪拌を行なう。以上の手順で計量した
微量サンプルの希釈を行なうことができる。

【００５９】本実施例によれば計量した微量の液体サン
プルを、プレート以外の部分に付着させ減少させること
なく、全て希釈液に加えて希釈することが可能である。
また、本実施例によれば、希釈する液体サンプルが微量
であるので、必要な希釈液も少量で希釈が可能である。
また、希釈倍率が数万倍程度の希釈の場合は、多量の希
釈液が必要であるために、通常２段階以上に分けて希釈
する場合が多いが、本計量・希釈方法によれば１回で希
釈することが可能である。

【００６０】（実施例８）次に本発明の別の微量サンプ
ル計量・希釈方法を図１３を用いて説明する。図１３は
実施例７とは別の微量サンプル計量方法及び希釈方法の
構成図である。

【００６１】図１３において、希釈容器３３は、その底
部３８が透明で平面状のものを用いる。希釈容器３３の
底部３８は前述の実施例における透明プレート２９の働
きをする。まず希釈容器３３の底部３８の内面にに前述
の実施例と同様の方法でサンプル２７を点着する。希釈
容器３３の内面は清浄で乾燥した状態にしておく。

【００６２】次に、先端に押えプレート３９を備えた撹
拌棒４０を希釈容器３３の底部３８に押し付ける。この
とき押えプレート３９をわずかな間隔を開けて希釈容器
３３の底部３８の内面と平行にセットする。撹拌棒４０
及び押えプレート３９も清浄で乾燥した状態にしてお
く。サンプル２７は希釈容器３３の底部３８の内面でお
し広げられ、円状に広がる。円状に広がったサンプル２
７の面積を、下方から面積測定用カメラ１４で測定し、
体積を求めることができる。

【００６３】次に、サンプルの希釈を行なう。希釈容器
３３中に、計量したサンプル２７を希釈するのに見合っ
た量の希釈液３４を注ぎ込む。希釈液の攪拌は、定量を
行なうのに使用した撹拌棒４０を回転することによって
行なう。

【００６４】本実施例によれば、実施例７と同様に有利
な点の多い希釈が可能である。また、本実施例によれ
ば、実施例７におけるような透明プレート及び下部プレ
ートは必要なく、またこれらが希釈液中存在し、攪拌の
妨げになることもない。また、本方法によれば、攪拌棒
４０を利用して計量と攪拌を行なうので、システムの単
純化を図ることができる。

【００６５】（実施例９）次に、本発明の別の微量サン
プルの計量方法を説明する。図１４は本発明の別の微量
サンプルの計量方法の構成図である。本実施例におい
て、サンプル４１を挟む平板４２は、電導性を有する金
属で構成される。また、本実施例においては、サンプル
４１の抵抗や誘電率等の電気的性質が既知であるとす
る。まず、図１４に示すように、サンプル４１を挟んだ
状態において、平板４２間の電気抵抗値或いは静電容量
を、センサ４３で測定する。平板４２に挟まれたサンプ
ル４１の電気抵抗や静電容量は、平板４２に接触してい
る面積によって変わるから、これらを測定することによ
って、サンプルの接触面積を求めることができる。セン
サ４３からの信号は、増幅器４４で増幅し、計算機４５
に送る。計算機４５では、サンプル４１の温度や、平板
４２の抵抗及び静電容量等の校正を行ない、平板４２に
接触しているサンプル４１の面積を計算によって求め
る。本実施例では、測定手段としてカメラ等の光学的手
段を必要とせず、電気的性質が既知のサンプルを微量計
量する場合に有利である。

【００６６】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、１マイク
ロリットル以下の微量な液体サンプルを高精度に計量、
定量、希釈、輸送することがが可能で、しかも、これら
の動作を連続して高速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のシステムを示す構成図。

【図２】図１の一部拡大図。

【図３】本発明の実施例２のシステムを示す構成図。

【図４】本発明の実施例３を示す構成図。

【図５】図４の一部断面図。

【図６】本発明の実施例４の計量方法を示す構成図。

【図７】実施例４の希釈方法示す構成図。

【図８】本発明の実施例５を示す構成図。

【図９】図８の構成で計量を行なっている状態の構成
図。

【図１０】図９を側方から見た構成図。

【図１１】本発明の実施例６を示す構成図。

【図１２】本発明の実施例７を示す構成図。

【図１３】本発明の実施例８を示す構成図。

【図１４】本発明の実施例９を示す構成図。

【符合の説明】

１希釈用液供給チューブ２希釈前の希釈液の流れ３サンプルを含んだ希釈液の流れ４希釈液輸送チューブ５サンプルを挟むための押え機構６サンプル点着用ピペッタ６Ａサンプル点着用ピペッタアーム７サンプル連続供給機構８下部プレートアーム回転機構９透明プレート固定ステージ１０希釈液供給用シリンジポンプ１１プレート乾燥用エア供給チューブ１２廃液搬送用チューブ１３粒子計測用信号線１４カメラ１５画像信号線１６粒子計測部１７下部プレートアーム１７Ａ点着面１８透明プレート１９孔２１下部プレート２２下部プレート搬送用ベルト２３透明ベルト２２Ａ、２３Ａ移動方向２４測定用窓２５下部ステージ２６凹部２７微量サンプル２８ステージ孔２９透明プレート３０下部プレート３１溝３２孔３３希釈液容器３４希釈液３５下部プレート３６間隔３６３７下部プレート３８希釈容器底部３９押えプレート４０撹拌棒４１サンプル４２金属平板４３センサ４４増幅器４５計算機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榎英雄茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微量体積の液体サンプルを計量する微量
サンプルの計量装置において、前記液体サンプルを挟み
込む二つの平行な平面と、該二つの平行な平面により平
板状に押し広げられた前記液体サンプルの面積又は厚み
を測定する手段とを有することを特徴とする微量サンプ
ルの計量装置。
【請求項２】微量体積の液体サンプルを計量する微量
サンプルの計量装置において、前記液体サンプルを一定
の間隔で挟み込み、且つ少なくとも一方が光を通す二つ
の平行な平面と、該二つの平行な平面により一定の厚み
の平板状に押し広げられた前記液体サンプルの面積を光
学的に測定する手段と、該面積と前記一定の厚みとから
前記液体サンプルの体積を求める手段とを有することを
特徴とする微量サンプルの計量装置。
【請求項３】請求項２記載の微量サンプルの計量装置
において、前記二つの平面のうち一方の平面に凹部を形
成し、該凹部の中に微量の前記液体サンプルを挟み込
み、前記二つ平面を重ね合わせて平板状に押し広げられ
た前記液体サンプルの面積を測定することを特徴とする
徴量サンプルの計量装置。
【請求項４】請求項２記載の微量サンプルの計量装置
において、前記一定の間隔は、前記二つの平面の間に薄
いスペーサを挟んで形成したことを特徴とする微量サン
プルの計量装置。
【請求項５】請求項２記載の微量サンプルの計量装置
において、前記二つの平面間に押し広げられた液体サン
プルをテレビカメラで撮影し、該テレビカメラからの画
像信号を画像処理することによって前記液体サンプルの
体積を測定することを特徴とする微量サンプルの計量装
置。
【請求項６】微量体積の液体サンプルを計量希釈し、
一定濃度のサンプル希釈液を作成する微量サンプルの計
量希釈装置において、前記微量体積の液体サンプルを一
定微小間隔を開けて平行に設置された少なくとも一方が
光を通す二つの平面の間に挟み込み、該平面の間で平板
状に押し広げられた前記液体サンプルの面積を測定する
ことによって該液体サンプルの体積を測定し、該測定さ
れた液体サンプルの付着した二つの平面を、そのまま定
量した希釈液に浸して攪拌することにより一定濃度のサ
ンプル希釈液を作成することを特徴とする微量サンプル
の計量希釈装置。
【請求項７】請求項６記載の微量サンプルの計量希釈
装置において、前記二つの平面は、一方が光を通す希釈
容器底面の内側面と攪拌棒に設けた平板面とからなり、
前記測定された液体サンプルが付着した希釈容器に定量
した希釈液を注入するとともに、前記攪拌棒でこれを攪
拌することによって一定濃度のサンプル希釈液を作成す
ることを特徴とする微量サンプルの計量希釈装置。
【請求項８】微量体積の液体サンプルを計量希釈し、
一定濃度のサンプル希釈液を作成する微量サンプルの計
量希釈装置において、前記微量体積の液体サンプルを一
定微小間隔を開けて平行に設置された少なくとも一方が
光を通す二つの平面の間に挟み込み、該平面の間で平板
状に押し広げられた前記液体サンプルの面積を測定する
ことによって該液体サンプルの体積を測定し、該測定さ
れた液体サンプルを前記二つの平面の間に定量した希釈
液を流通して該希釈液ごと希釈容器に押し流すことによ
り、一定濃度のサンプル希釈液を作成することを特徴と
する微量サンプルの計量希釈装置。
【請求項９】請求項８記載の微量サンプルの計量希釈
装置における二つの平面を多数備えることにより、多種
類の微量液体サンプルの計量及び希釈を連続して行な
い、一定濃度のサンプル希釈液を多種類連続して作成す
ることを特徴とする微量サンプルの計量希釈装置。
【請求項１０】微小粒子を含む微量液体サンプルを計
量希釈して一定濃度のサンプル希釈液を作成し、該希釈
液中の一定体積あたりの粒子個数又は粒子体積を計測す
る微量サンプルの粒子計測装置において、前記微量液体
サンプルを一定微小間隔を開けて平行に設置された少な
くとも一方が光を通す二つの平面の間に挟み込み、該平
面の間で平板状に押し広げられた前記液体サンプルの面
積を測定することによって前記微小粒子を含む液体サン
プルの体積を測定し、該測定された液体サンプルを前記
二つの平面の間に定量した希釈液を流通して該希釈液ご
と粒子測定部に押し流し、該粒子測定部において一定体
積あたりの希釈液中の粒子個数又は粒子体積を測定する
ことを特徴とする微量サンプルの粒子計測装置。
【請求項１１】微量体積の液体サンプルを計量する微
量サンプルの計量方法において、前記液体サンプルを一
定微小間隔を開けて平行に設置された少なくとも一方が
光を通す二つの平面の間に挟み込み、この二つの平面に
より平板状に押し広げられた前記液体サンプルの面積を
測定することによって、該液体サンプルの体積を測定す
ることを特徴とする微量サンプルの計量方法。
【請求項１２】電気抵抗又は誘電率等の電気的性質を
有する微量体積の液体サンプルを計量する微量サンプル
の計量方法において、前記液体サンプルを一定微小間隔
を開けて平行に設置された二つの電導性部材の平面の間
に挟み込み、この電導性部材の平面に挟まれた前記液体
サンプルの電気抵抗又は静電容量を測定することによ
り、前記二つの平面により平板状に押し広げられた前記
液体サンプルと前記電導性部材平面との接触面積を求
め、該接触面積と前記一定微小間隔とから前記液体サン
プルの体積を測定することを特徴とする微量サンプルの
計量方法。