JPH06226071A - 混合反応装置およびそれを用いた化学分析装置 - Google Patents
混合反応装置およびそれを用いた化学分析装置Info
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- JPH06226071A JPH06226071A JP5016135A JP1613593A JPH06226071A JP H06226071 A JPH06226071 A JP H06226071A JP 5016135 A JP5016135 A JP 5016135A JP 1613593 A JP1613593 A JP 1613593A JP H06226071 A JPH06226071 A JP H06226071A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】本発明の目的は、微量の試料液を瞬時に混合せ
しめ化学反応させる反応装置、あるいは試料や試薬を混
合反応させて、その性質を分析する化学分析装置を提供
することにある。 【構成】本混合装置は混合反応を行うための非常に薄い
混合室と、その底面に高密度に設けられた多数の微小ノ
ズルとその微小ノズルに接続された試薬供給手段と、混
合室にサンプルを吸入あるいは洗浄液を供給するための
サンプル吸引ポンプから構成されている。本化学分析装
置は、上記記載の混合反応装置および、その近傍に設け
られた検知器からなる。採取されたサンプルと試薬の反
応は瞬時に達成されるため、高速で反応する化学反応の
過程を、均一な濃度条件のもとで高精度に計測すること
ができる。
しめ化学反応させる反応装置、あるいは試料や試薬を混
合反応させて、その性質を分析する化学分析装置を提供
することにある。 【構成】本混合装置は混合反応を行うための非常に薄い
混合室と、その底面に高密度に設けられた多数の微小ノ
ズルとその微小ノズルに接続された試薬供給手段と、混
合室にサンプルを吸入あるいは洗浄液を供給するための
サンプル吸引ポンプから構成されている。本化学分析装
置は、上記記載の混合反応装置および、その近傍に設け
られた検知器からなる。採取されたサンプルと試薬の反
応は瞬時に達成されるため、高速で反応する化学反応の
過程を、均一な濃度条件のもとで高精度に計測すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は混合反応装置およびそれ
を用いた化学分析装置に関わり、特に微量の試料液を瞬
時に混合せしめ化学反応させる反応装置および試料や試
薬を混合反応させその性質を分析する化学分析装置に関
する。
を用いた化学分析装置に関わり、特に微量の試料液を瞬
時に混合せしめ化学反応させる反応装置および試料や試
薬を混合反応させその性質を分析する化学分析装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の混合反応装置としては、特開平３
ー１０２２６１号公報に記載の処理容器および撹拌機が
ある。この装置では、ヘラやスクリューを用いて試料を
サンプル流体中に分散せしめ、分子拡散を促進させて混
合反応を行う。あるいは別の混合反応装置としては特開
昭６１ー１００６４１号公報に記載の反応コイルがあ
る。この混合手段は、一本の管の中に２種類の液を別々
の管から供給して、検知部までの管内で対流による拡散
を起こして反応させるようになっている。この反応コイ
ルでは、充分な拡散混合を起こすために、反応用の管は
通常、内径１ｍｍ以内で１ｍ以上の長さを必要とする。
ー１０２２６１号公報に記載の処理容器および撹拌機が
ある。この装置では、ヘラやスクリューを用いて試料を
サンプル流体中に分散せしめ、分子拡散を促進させて混
合反応を行う。あるいは別の混合反応装置としては特開
昭６１ー１００６４１号公報に記載の反応コイルがあ
る。この混合手段は、一本の管の中に２種類の液を別々
の管から供給して、検知部までの管内で対流による拡散
を起こして反応させるようになっている。この反応コイ
ルでは、充分な拡散混合を起こすために、反応用の管は
通常、内径１ｍｍ以内で１ｍ以上の長さを必要とする。
【０００３】また自動化学分析装置では、まず試験管に
採取されたサンプル液の一部をサンプラーにて定量採取
して、その後、それを混合槽に導いて、所定の試薬と混
合させるものがある。サンプル液中に目的とする成分が
あれば、試薬に反応して発色反応を呈し、これを吸光度
計測用セルに導入し、発色度合いを計測して成分の濃度
を定量するようになっている。またフローインジェクシ
ョン装置では反応用の管内で前後の試薬と混合反応した
サンプル流体の発色度合を検知器で計測するものがあ
る。
採取されたサンプル液の一部をサンプラーにて定量採取
して、その後、それを混合槽に導いて、所定の試薬と混
合させるものがある。サンプル液中に目的とする成分が
あれば、試薬に反応して発色反応を呈し、これを吸光度
計測用セルに導入し、発色度合いを計測して成分の濃度
を定量するようになっている。またフローインジェクシ
ョン装置では反応用の管内で前後の試薬と混合反応した
サンプル流体の発色度合を検知器で計測するものがあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記記載の混合反応装
置は、外部からヘラやスクリューなどで作用を加える必
要があり、試料が微量化すると前記機構による試料の飛
散や、機構自体がもつ試料の持ち去りが反応の定量性に
影響を及ぼすようになる。さらに高速に発生する反応に
対しては、不均一な混合状態で反応が始まってしまい、
反応にムラが生じるなどの問題があった。またフローイ
ンジェクション装置の反応用の管では充分な混合状態を
得るためには、上記のように長い管内を流す必要があ
り、測定までに時間を要するという問題があった。
置は、外部からヘラやスクリューなどで作用を加える必
要があり、試料が微量化すると前記機構による試料の飛
散や、機構自体がもつ試料の持ち去りが反応の定量性に
影響を及ぼすようになる。さらに高速に発生する反応に
対しては、不均一な混合状態で反応が始まってしまい、
反応にムラが生じるなどの問題があった。またフローイ
ンジェクション装置の反応用の管では充分な混合状態を
得るためには、上記のように長い管内を流す必要があ
り、測定までに時間を要するという問題があった。
【０００５】また従来の化学分析装置やフローインジェ
クション装置では、ヘラ駆動などの混合機構部や長い管
をもつために装置の小形化を阻んでおり、コンパクトで
携帯可能な分析装置の実現に対して問題となっていた。
さらに混合部での持ち去りや飛散による定量性の悪化を
考慮して、一定以上の試料を混合させるため、サンプ
ル、試薬などを測定に必要な以上に消費する必要があ
り、使用液の微量化が課題となっていた。
クション装置では、ヘラ駆動などの混合機構部や長い管
をもつために装置の小形化を阻んでおり、コンパクトで
携帯可能な分析装置の実現に対して問題となっていた。
さらに混合部での持ち去りや飛散による定量性の悪化を
考慮して、一定以上の試料を混合させるため、サンプ
ル、試薬などを測定に必要な以上に消費する必要があ
り、使用液の微量化が課題となっていた。
【０００６】本発明の第１の目的は、外部から余分な混
合機構を設けなくても、微量な試料液に対してもムラが
なくしかも瞬時に混合が可能な混合反応装置を提供する
ことである。
合機構を設けなくても、微量な試料液に対してもムラが
なくしかも瞬時に混合が可能な混合反応装置を提供する
ことである。
【０００７】また本発明の第２の目的は、小型化が容易
で、使用液の微量化が可能な化学分析装置を提供するこ
とである。
で、使用液の微量化が可能な化学分析装置を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の混合反応装置は、送液手段を具備し
た第１の試料液を流すための第１の流路と、送液手段を
具備した第２の試料液を流すための第２の流路と、前記
第１の試料を複数の微小なノズルから前記第２の試料中
に噴出させて混合する混合室と、該混合室で混合された
試料を排出させるための第３の流路を備えたことを特徴
とするものである。
るために、本発明の混合反応装置は、送液手段を具備し
た第１の試料液を流すための第１の流路と、送液手段を
具備した第２の試料液を流すための第２の流路と、前記
第１の試料を複数の微小なノズルから前記第２の試料中
に噴出させて混合する混合室と、該混合室で混合された
試料を排出させるための第３の流路を備えたことを特徴
とするものである。
【０００９】又、送液手段を具備し第１の試料液を導入
するための第１の導入路と、送液手段を具備し第２の試
料液を導入するための第２の導入路と、第１の導入路と
第２の導入路の交差する部分に位置する混合室と、該混
合室に連通し混合液を排出ための流路を備え、該混合室
が前記第１の試料液を第２の試料液中に噴出させるため
の高密度に配置された多数の微小なノズルを介して前記
第１の導入路と連通するように構成されていることを特
徴とするものである。
するための第１の導入路と、送液手段を具備し第２の試
料液を導入するための第２の導入路と、第１の導入路と
第２の導入路の交差する部分に位置する混合室と、該混
合室に連通し混合液を排出ための流路を備え、該混合室
が前記第１の試料液を第２の試料液中に噴出させるため
の高密度に配置された多数の微小なノズルを介して前記
第１の導入路と連通するように構成されていることを特
徴とするものである。
【００１０】又、前記混合室が反応検出手段を備えてい
るものである。又、前記ノズルの間隔幅が１ｍｍ以下に
設定されているものである。又、前記ノズルが１ｍｍ以
下に設定された開口サイズであるものである。又、前記
混合室内の微小なノズルの密度分布が場所によって変更
されているものである。又、前記混合室内の微小なノズ
ルのサイズが場所によって変更されているものである。
るものである。又、前記ノズルの間隔幅が１ｍｍ以下に
設定されているものである。又、前記ノズルが１ｍｍ以
下に設定された開口サイズであるものである。又、前記
混合室内の微小なノズルの密度分布が場所によって変更
されているものである。又、前記混合室内の微小なノズ
ルのサイズが場所によって変更されているものである。
【００１１】上記第２の目的を達成するために本発明の
化学分析装置は、第１の導入路と、第２の導入路と、第
１の導入路と第２の導入路の交差する部分に位置する混
合室と、該混合室に連通し混合液を排出ための流路と、
試薬液を蓄積しておくための試薬蓄積手段と、該試薬液
を試薬蓄積手段から第１の導入路に導入するための試薬
導入手段と、サンプル液蓄積手段と、該サンプル液を採
取して前記第２の導入路に導入するためのサンプル液採
取手段と、前記試薬とサンプル液の混合反応状態を直接
計測するための反応検知手段とを備え、前記混合室が前
記試薬を前記サンプル液中に噴出させるための高密度に
配置された多数の微小なノズルを介して前記第２の導入
路と連通するように構成されるものであって、前記反応
検知手段により前記試薬とサンプル液の混合反応状態を
計測することを特徴とするものである。
化学分析装置は、第１の導入路と、第２の導入路と、第
１の導入路と第２の導入路の交差する部分に位置する混
合室と、該混合室に連通し混合液を排出ための流路と、
試薬液を蓄積しておくための試薬蓄積手段と、該試薬液
を試薬蓄積手段から第１の導入路に導入するための試薬
導入手段と、サンプル液蓄積手段と、該サンプル液を採
取して前記第２の導入路に導入するためのサンプル液採
取手段と、前記試薬とサンプル液の混合反応状態を直接
計測するための反応検知手段とを備え、前記混合室が前
記試薬を前記サンプル液中に噴出させるための高密度に
配置された多数の微小なノズルを介して前記第２の導入
路と連通するように構成されるものであって、前記反応
検知手段により前記試薬とサンプル液の混合反応状態を
計測することを特徴とするものである。
【００１２】又、前記試薬導入手段とサンプル液採取手
段とが、前記試薬、サンプル液の送液量を制御するため
の制御手段を備えたものであるものである。又、前記反
応検知手段が前記第３の流路途中に設けられたものであ
る。又、前記反応検知手段が反応後の試薬とサンプル内
成分の発色程度を検知するための吸光度センサであるも
のである。又、前記反応検知手段が、反応中の電気伝導
度検出するためのセンサであるものである。又、前記反
応検知手段が、イオン感応半導体素子センサであるもの
である。
段とが、前記試薬、サンプル液の送液量を制御するため
の制御手段を備えたものであるものである。又、前記反
応検知手段が前記第３の流路途中に設けられたものであ
る。又、前記反応検知手段が反応後の試薬とサンプル内
成分の発色程度を検知するための吸光度センサであるも
のである。又、前記反応検知手段が、反応中の電気伝導
度検出するためのセンサであるものである。又、前記反
応検知手段が、イオン感応半導体素子センサであるもの
である。
【００１３】
【作用】本発明の混合反応装置は、上記のように構成し
ているので、以下のように作用する。第２の送液手段が
動作して、第２の試料液を第２の導入路を経て、混合室
に導入する。その後第１の送液手段が動作して、第１の
試料液を、第１の導入路中を経て、高密度に配置された
多数の微小なノズルから第２の試料液中に分散して噴出
させる。分散して第２の試料液中に導入された第１の試
料液は、第２の試料液に対して単位体積当たりの接触表
面積が著しく増加するため、濃度勾配による拡散が促進
され、瞬時に混合が完了する。特に混合のための機構を
付加する必要がないため、ヘラやスクリューなど動作部
による液の持ち去り等がなく、微量な試料液に対しても
ムラのない混合が可能になる。又、反応室に反応検知手
段を設けているので、反応に伴うイオン濃度などの変化
を直接計測することができる。 本発明の化学分析装置
は、上記のように構成しているので、以下のように作用
する。試薬導入手段が動作して試薬蓄積手段から所定量
の試薬を第１の流路に導入する。次にサンプル採取手段
が動作して、所定量のサンプル液を第２の導入路に導入
し、その後、第２の送液手段が動作して前記サンプル液
を、混合室内を満たすまで送り込む。第１の送液手段が
動作して前記試薬を混合室に設けられた多数のノズルか
らサンプル液中に分散して噴出させる。この状態で濃度
勾配による拡散混合が短時間に起こり、化学反応がムラ
なく促進される。反応検知手段は、化学反応による変化
を混合室で直接検知するので、特に混合のための機構を
設ける必要がないため、装置全体を小さくできる。また
前記混合反応装置では対流を発生させなくても微量の液
を混合することが可能なため、測定に供する試薬、サン
プル液の微量化が図れる。又、反応室に反応検知手段を
設けているので、反応に伴うイオン濃度などの変化を直
接計測することができる。
ているので、以下のように作用する。第２の送液手段が
動作して、第２の試料液を第２の導入路を経て、混合室
に導入する。その後第１の送液手段が動作して、第１の
試料液を、第１の導入路中を経て、高密度に配置された
多数の微小なノズルから第２の試料液中に分散して噴出
させる。分散して第２の試料液中に導入された第１の試
料液は、第２の試料液に対して単位体積当たりの接触表
面積が著しく増加するため、濃度勾配による拡散が促進
され、瞬時に混合が完了する。特に混合のための機構を
付加する必要がないため、ヘラやスクリューなど動作部
による液の持ち去り等がなく、微量な試料液に対しても
ムラのない混合が可能になる。又、反応室に反応検知手
段を設けているので、反応に伴うイオン濃度などの変化
を直接計測することができる。 本発明の化学分析装置
は、上記のように構成しているので、以下のように作用
する。試薬導入手段が動作して試薬蓄積手段から所定量
の試薬を第１の流路に導入する。次にサンプル採取手段
が動作して、所定量のサンプル液を第２の導入路に導入
し、その後、第２の送液手段が動作して前記サンプル液
を、混合室内を満たすまで送り込む。第１の送液手段が
動作して前記試薬を混合室に設けられた多数のノズルか
らサンプル液中に分散して噴出させる。この状態で濃度
勾配による拡散混合が短時間に起こり、化学反応がムラ
なく促進される。反応検知手段は、化学反応による変化
を混合室で直接検知するので、特に混合のための機構を
設ける必要がないため、装置全体を小さくできる。また
前記混合反応装置では対流を発生させなくても微量の液
を混合することが可能なため、測定に供する試薬、サン
プル液の微量化が図れる。又、反応室に反応検知手段を
設けているので、反応に伴うイオン濃度などの変化を直
接計測することができる。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４を参照し
て説明する。図１は、本実施例の化学分析装置の構成を
示す図、図２は混合反応装置の縦断面図、図３は図２の
矢視Ａ−Ａからみた平面図、図４、図５はそれぞれ検知
機能を付加した混合反応装置を示す縦断面図はである。
図１に示すように本実施例の化学分析装置は次のように
構成されている。混合反応装置１の一端には、サンプル
２を導入するためのサンプリングパイプ３が接続されて
おり、混合反応装置１にはこの他、試薬を供給するため
の試薬供給路９が接続されている。試薬供給路９には試
薬を送出するための試薬供給手段５が設けられており、
試薬リザーバ４から試薬１１を反応混合装置１に供給す
るようになっている。他端には、洗浄液あるいは作動液
供給手段６を介して洗浄液あるいは作動液を供給するた
めの供給経路１０が接続されている。又、混合反応装置
１には検知器７が設けられており、その信号を解析する
ために信号処理器８が繋がれている。図２、図３に示す
ように、混合反応装置１は、非常に薄い混合室１０１を
有しており、その壁面部には高密度に多数の微小ノズル
１０２が設けられている。この微小ノズル１０２は試薬
供給路９へ繋がっている。
て説明する。図１は、本実施例の化学分析装置の構成を
示す図、図２は混合反応装置の縦断面図、図３は図２の
矢視Ａ−Ａからみた平面図、図４、図５はそれぞれ検知
機能を付加した混合反応装置を示す縦断面図はである。
図１に示すように本実施例の化学分析装置は次のように
構成されている。混合反応装置１の一端には、サンプル
２を導入するためのサンプリングパイプ３が接続されて
おり、混合反応装置１にはこの他、試薬を供給するため
の試薬供給路９が接続されている。試薬供給路９には試
薬を送出するための試薬供給手段５が設けられており、
試薬リザーバ４から試薬１１を反応混合装置１に供給す
るようになっている。他端には、洗浄液あるいは作動液
供給手段６を介して洗浄液あるいは作動液を供給するた
めの供給経路１０が接続されている。又、混合反応装置
１には検知器７が設けられており、その信号を解析する
ために信号処理器８が繋がれている。図２、図３に示す
ように、混合反応装置１は、非常に薄い混合室１０１を
有しており、その壁面部には高密度に多数の微小ノズル
１０２が設けられている。この微小ノズル１０２は試薬
供給路９へ繋がっている。
【００１５】以上のように構成された化学分析装置は以
下のように動作する。まず、試薬供給手段５が動作し
て、試薬蓄積手段である試薬リザーバ４から試薬１１を
混合反応装置１に向け送出する。途中の試薬供給路９が
試薬１１で満たされた状態で供給を停止する。次に洗浄
液の作動液供給手段６が動作して、サンプル２をサンプ
リングパイプ３を経由させて混合室１０１内部を満たす
まで吸引する。さらに試薬供給手段５を動作させて所定
の混合比になる量の試薬１１を混合室１０１に吹き出
す。混合室１０１は、非常に薄いのでこの噴流は厚さ方
向にくまなく広がり、さらに横方向には分子拡散が速や
かに起こり、混合室１０１内では均一な混合がすばやく
達成される。例えば、半導体製造で用いられるエッチン
グ加工などの微細加工技術を利用すると、１μｍ程度の
サイズのノズル１０２を１０μｍ間隔で並べ、混合室の
サイズを１０μｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度に作ることが可
能で、その底面に１万個のノズル１０２を配置すること
が可能である。Ｆｉｃｋの法則によると一般に分子拡散
の速さは次の式で見積もることができる。
下のように動作する。まず、試薬供給手段５が動作し
て、試薬蓄積手段である試薬リザーバ４から試薬１１を
混合反応装置１に向け送出する。途中の試薬供給路９が
試薬１１で満たされた状態で供給を停止する。次に洗浄
液の作動液供給手段６が動作して、サンプル２をサンプ
リングパイプ３を経由させて混合室１０１内部を満たす
まで吸引する。さらに試薬供給手段５を動作させて所定
の混合比になる量の試薬１１を混合室１０１に吹き出
す。混合室１０１は、非常に薄いのでこの噴流は厚さ方
向にくまなく広がり、さらに横方向には分子拡散が速や
かに起こり、混合室１０１内では均一な混合がすばやく
達成される。例えば、半導体製造で用いられるエッチン
グ加工などの微細加工技術を利用すると、１μｍ程度の
サイズのノズル１０２を１０μｍ間隔で並べ、混合室の
サイズを１０μｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度に作ることが可
能で、その底面に１万個のノズル１０２を配置すること
が可能である。Ｆｉｃｋの法則によると一般に分子拡散
の速さは次の式で見積もることができる。
【００１６】 （距離）2／｛（拡散係数）×（所要時間）｝＝ １ （１） 水中における分子の拡散係数は概ね１．０×１０ー
3（ｍｍ2／ｓ）なので、１０μｍの距離では０．１秒程
度で拡散が終り、素早く混合させることが可能である。
しかも混合に要する液量は僅か１０ｎｌオーダーであ
り、微量のサンプルを分析したい場合や試薬が高価で大
量に使用できない場合などに対して著しく有効である。
3（ｍｍ2／ｓ）なので、１０μｍの距離では０．１秒程
度で拡散が終り、素早く混合させることが可能である。
しかも混合に要する液量は僅か１０ｎｌオーダーであ
り、微量のサンプルを分析したい場合や試薬が高価で大
量に使用できない場合などに対して著しく有効である。
【００１７】さらに０．１μｍサイズのノズル１０２を
１μｍの間隔で作ると、およそ１ミリ秒の短時間で均一
な混合が達成される。従来、混合の途中で発生してしま
うような速い反応に対しては測定が不可能であったが、
上記の装置を用いると数ミリ秒の間で起こる反応過程も
均一な濃度条件のもとで計測が可能になる。
１μｍの間隔で作ると、およそ１ミリ秒の短時間で均一
な混合が達成される。従来、混合の途中で発生してしま
うような速い反応に対しては測定が不可能であったが、
上記の装置を用いると数ミリ秒の間で起こる反応過程も
均一な濃度条件のもとで計測が可能になる。
【００１８】サンプルと試薬の混合比を変更した場合
に、反応状態がどのように変化するかを詳細に調べたい
場合には図３にある混合反応装置１の底面にある微小ノ
ズル１０２の密度分布を変更するか、その開口サイズを
変更する。これによって一つの混合反応行程で複数の混
合比による反応測定が可能になる。
に、反応状態がどのように変化するかを詳細に調べたい
場合には図３にある混合反応装置１の底面にある微小ノ
ズル１０２の密度分布を変更するか、その開口サイズを
変更する。これによって一つの混合反応行程で複数の混
合比による反応測定が可能になる。
【００１９】混合反応装置は、図４に示すように、吸収
スペクトルの検知機能を付加してもよく、混合室１０１
の上面にはフォトダイオード１０３又はレーザーダイオ
ード１０３が取り付けられており、そのダイオードには
発光を制御するコントローラ１０４が接続されている。
また、混合室１０１の上面にはフォトデテクタ１０５
が、内部を経たダイオードからの光を検出できる位置に
取り付けられており、信号処理器１０６は、フォトデテ
クタ１０５と接続されている。サンプル内を通過してき
た光の吸収スペクトルを計測することにより、サンプル
内の成分濃度を測定する。フォトダイオード１０３を用
いた場合には試薬の発色の周波数に適合したバンドパス
光学フィルター或は分光手段１０７をフォトデテクタの
前方に設ける。本発明の混合反応装置１では瞬時に混合
が終了するため、その後一定の濃度の下での化学反応の
変化を計測することができる。本検知器の代わりに蛍光
発色反応を発生させて、蛍光度合を測定するセンサを付
加することも可能である。
スペクトルの検知機能を付加してもよく、混合室１０１
の上面にはフォトダイオード１０３又はレーザーダイオ
ード１０３が取り付けられており、そのダイオードには
発光を制御するコントローラ１０４が接続されている。
また、混合室１０１の上面にはフォトデテクタ１０５
が、内部を経たダイオードからの光を検出できる位置に
取り付けられており、信号処理器１０６は、フォトデテ
クタ１０５と接続されている。サンプル内を通過してき
た光の吸収スペクトルを計測することにより、サンプル
内の成分濃度を測定する。フォトダイオード１０３を用
いた場合には試薬の発色の周波数に適合したバンドパス
光学フィルター或は分光手段１０７をフォトデテクタの
前方に設ける。本発明の混合反応装置１では瞬時に混合
が終了するため、その後一定の濃度の下での化学反応の
変化を計測することができる。本検知器の代わりに蛍光
発色反応を発生させて、蛍光度合を測定するセンサを付
加することも可能である。
【００２０】混合反応装置は、図５に示すように、イオ
ン濃度の検知機能を付加してもよく、混合反応装置の壁
面にはイオン感応膜を通して所定イオンの濃度を直接計
測するトランジスター素子１０８が混合反応装置１と一
体で成形されており、反応に伴うイオン濃度の変化を直
接計測することができる。本検知器の代わりに例えば酵
素の濃度を直接計測できるバイオセンサを搭載すること
も可能である。
ン濃度の検知機能を付加してもよく、混合反応装置の壁
面にはイオン感応膜を通して所定イオンの濃度を直接計
測するトランジスター素子１０８が混合反応装置１と一
体で成形されており、反応に伴うイオン濃度の変化を直
接計測することができる。本検知器の代わりに例えば酵
素の濃度を直接計測できるバイオセンサを搭載すること
も可能である。
【００２１】本発明の他の実施例を図６により説明す
る。図６は、本発明の他の実施例である化学分析装置の
構成図である。図１で示す化学分析装置と同様の構成で
あるが、検知器７が洗浄液、作動液供給経路１０の途中
に設けられている。混合反応装置１で混合反応が終了し
た混合サンプル１２は上記洗浄液、作動液供給経路１０
へ、洗浄液、作動液供給手段６によって吸引される。供
給経路１０には検知器７が取り付けられており、送られ
てきた混合サンプル９の濃度などを検出する。フローイ
ンジェクション装置では、検知器に至るまでの細い管の
中での対流を利用して混合を行うため、長い管が必要
で、計測までに時間がかかったが、本装置では予め、充
分な混合が成されているので、検知器７に至るまでの管
は短くてすみ、迅速な計測が可能となる。また装置全体
も小形化できる。
る。図６は、本発明の他の実施例である化学分析装置の
構成図である。図１で示す化学分析装置と同様の構成で
あるが、検知器７が洗浄液、作動液供給経路１０の途中
に設けられている。混合反応装置１で混合反応が終了し
た混合サンプル１２は上記洗浄液、作動液供給経路１０
へ、洗浄液、作動液供給手段６によって吸引される。供
給経路１０には検知器７が取り付けられており、送られ
てきた混合サンプル９の濃度などを検出する。フローイ
ンジェクション装置では、検知器に至るまでの細い管の
中での対流を利用して混合を行うため、長い管が必要
で、計測までに時間がかかったが、本装置では予め、充
分な混合が成されているので、検知器７に至るまでの管
は短くてすみ、迅速な計測が可能となる。また装置全体
も小形化できる。
【００２２】以上の混合反応装置や化学分析装置は手動
によって各動作を順次行っても可能であるし、各手段を
コントローラによって自動化して、動作させても良い。
によって各動作を順次行っても可能であるし、各手段を
コントローラによって自動化して、動作させても良い。
【００２３】
【発明の効果】本発明の混合反応装置によれば、外部か
ら余分な混合機構を設けず、微量な試料液に対してもム
ラがなくしかも瞬時に混合が可能な混合反応装置を提供
することができる。
ら余分な混合機構を設けず、微量な試料液に対してもム
ラがなくしかも瞬時に混合が可能な混合反応装置を提供
することができる。
【００２４】また、小型化が容易で、使用液の微量化が
可能な化学分析装置を提供することができる。
可能な化学分析装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す化学分析装置の構成図
である。
である。
【図２】混合反応装置の縦断面図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａからみた平断面図である。
【図４】混合反応の検知機能を付加した混合反応装置の
例を示す縦断面図である。
例を示す縦断面図である。
【図５】混合反応の検知機能を付加した混合反応装置の
別の例を示す縦断面図である。
別の例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す化学分析装置の構成
図である。
図である。
１…混合反応装置、２…サンプル、５…試薬供給手段、
６…洗浄液、作動液供給手段、７…検知器、１０１…混
合室、１０２…微小ノズル。
６…洗浄液、作動液供給手段、７…検知器、１０１…混
合室、１０２…微小ノズル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイコ エルベンスポエク オランダ国エンスヘデ市7500番地 ユニバ ーシティオブトウエンテ ミーザリサーチ インスティテュート内 (72)発明者 ヤン フルイトマン オランダ国エンスヘデ市7500番地 ユニバ ーシティオブトウエンテ ミーザリサーチ インスティテュート内
Claims (13)
- 【請求項１】送液手段を具備した第１の試料液を流すた
めの第１の流路と、送液手段を具備した第２の試料液を
流すための第２の流路と、前記第１の試料を複数の微小
なノズルから前記第２の試料中に噴出させて混合する混
合室と、該混合室で混合された試料を排出させるための
第３の流路を備えたことを特徴とする混合反応装置。 - 【請求項２】送液手段を具備し第１の試料液を導入する
ための第１の導入路と、送液手段を具備し第２の試料液
を導入するための第２の導入路と、第１の導入路と第２
の導入路の交差する部分に位置する混合室と、該混合室
に連通し混合液を排出ための流路を備え、該混合室が前
記第１の試料液を第２の試料液中に噴出させるための高
密度に配置された多数の微小なノズルを介して前記第１
の導入路と連通するように構成されていることを特徴と
する混合反応装置。 - 【請求項３】前記混合室が反応検出手段を備えているも
のである請求項１又は２に記載の混合反応装置。 - 【請求項４】前記ノズルの間隔幅が１ｍｍ以下に設定さ
れている請求項１又は２に記載の混合反応装置。 - 【請求項５】前記ノズルが１ｍｍ以下に設定された開口
サイズである請求項１又は２に記載の混合反応装置。 - 【請求項６】前記混合室内の微小なノズルの密度分布が
場所によって変更されている請求項１又は２に記載の混
合反応装置。 - 【請求項７】前記混合室内の微小なノズルのサイズが場
所によって変更されている請求項１又は２に記載の混合
反応装置。 - 【請求項８】第１の導入路と、第２の導入路と、第１の
導入路と第２の導入路の交差する部分に位置する混合室
と、該混合室に連通し混合液を排出ための流路と、試薬
液を蓄積しておくための試薬蓄積手段と、該試薬液を試
薬蓄積手段から第１の導入路に導入するための試薬導入
手段と、サンプル液蓄積手段と、該サンプル液を採取し
て前記第２の導入路に導入するためのサンプル液採取手
段と、前記試薬とサンプル液の混合反応状態を直接計測
するための反応検知手段とを備え、前記混合室が前記試
薬を前記サンプル液中に噴出させるための高密度に配置
された多数の微小なノズルを介して前記第２の導入路と
連通するように構成されるものであって、前記反応検知
手段により前記試薬とサンプル液の混合反応状態を計測
することを特徴とする化学分析装置。 - 【請求項９】前記試薬導入手段とサンプル液採取手段と
が、前記試薬、サンプル液の送液量を制御するための制
御手段を備えたものである請求項７に記載の化学分析装
置。 - 【請求項１０】前記反応検知手段が前記第３の流路途中
に設けられたものである請求項７に記載の化学分析装
置。 - 【請求項１１】前記反応検知手段が反応後の試薬とサン
プル内成分の発色程度を検知するための吸光度センサで
ある請求項７又は８に記載の化学分析装置。 - 【請求項１２】前記反応検知手段が、反応中の電気伝導
度検出するためのセンサである請求項７又は８に記載の
化学分析装置。 - 【請求項１３】前記反応検知手段が、イオン感応半導体
素子センサである請求項７又は８に記載の化学分析装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01613593A JP3268400B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 混合反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01613593A JP3268400B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 混合反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226071A true JPH06226071A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3268400B2 JP3268400B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=11908058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01613593A Expired - Fee Related JP3268400B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 混合反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268400B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010513A1 (fr) * | 2001-07-26 | 2003-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede de mesure de densite de solution, cellule d'echantillon utilisee pour ledit procede et dispositif de mesure de densite de solution |
| JP2005125310A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-05-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 混合器及び液体分析装置 |
| US7147364B2 (en) | 2003-09-29 | 2006-12-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Mixer and liquid analyzer provided with same |
| JP2007319815A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Toray Eng Co Ltd | 液体混合装置、および液体混合システム |
| JP2008514428A (ja) * | 2004-10-01 | 2008-05-08 | ヴェロシス，インク． | マイクロチャネルプロセス技術を用いる多相混合プロセス |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP01613593A patent/JP3268400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010513A1 (fr) * | 2001-07-26 | 2003-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede de mesure de densite de solution, cellule d'echantillon utilisee pour ledit procede et dispositif de mesure de densite de solution |
| JP2005125310A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-05-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 混合器及び液体分析装置 |
| US7147364B2 (en) | 2003-09-29 | 2006-12-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Mixer and liquid analyzer provided with same |
| JP2008261880A (ja) * | 2003-09-29 | 2008-10-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 混合器及び液体分析装置 |
| JP4585800B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2010-11-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 混合器及び液体分析装置 |
| JP2008514428A (ja) * | 2004-10-01 | 2008-05-08 | ヴェロシス，インク． | マイクロチャネルプロセス技術を用いる多相混合プロセス |
| JP2014121705A (ja) * | 2004-10-01 | 2014-07-03 | Velocys Inc | マイクロチャネルプロセス技術を用いる多相混合プロセス |
| JP2007319815A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Toray Eng Co Ltd | 液体混合装置、および液体混合システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3268400B2 (ja) | 2002-03-25 |
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