JPWO2005033666A1 - チップの使用方法及び検査チップ - Google Patents

Abstract

本発明は、分離及び秤量を効率的かつ簡便に行うことができる検査チップを提供することを目的とする。第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を分離・秤量する秤量チップであって、前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、前記遠心分離管の一方の端部に接続され、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する秤量部とを含む秤量チップを提供する。

Description

本発明は、対象成分を含む試料が導入されたチップの使用方法及び対象成分を検査するための検査チップに関する。

肝臓・胆道系疾患やアルコール性肝障害を診断し、その治療経過を観察するため、肝臓、腎臓、膵臓などで活動している酵素やその生成物を血液中から採取して濃度測定する生化学検査が広く実施されている。このような生化学検査を行うための装置として、特開２００３−８３９５８号公報には、遠心力を利用して血漿を遠心分離する血液分析装置が開示されている。この血液分析装置では、１つの回転軸を中心として採取した血液が導入されたチップを回転することにより血液から血清または血漿を遠心分離し、遠心分離された血漿をさらにポンプ手段によりチップ外部に取り出して分析手段に導入し分析を行う。同様に、米国特許第４８８３７６３号明細書には、２つの回転軸を中心とする回転による遠心力によりキャピラリを介して試料測定手段に試料を導入し、秤量された試料を試薬と混合する試料処理カードが開示されている。さらに、米国特許第６３９９３６１号明細書には、１つの回転軸を中心とする回転による遠心力を利用して生体試料等の正確な秤量ができるマイクロ分析装置が開示されている。
しかし、特開２００３−８３９５８号公報に記載の血液分析装置では、１つの回転軸を中心とする回転による遠心力を利用して対象成分である血漿などを分離しているが、分離後の血漿を秤量する手段を有していない。よって、分離後はポンプ手段により対象成分を取り出して分析装置に導入しなければならず、対象成分の分離、正確な秤量などの作業が同一のチップ内において一連に行われず煩雑となっている。また、米国特許第４８８３７６３号明細書に記載の試料処理カードでは、２つの回転軸を中心とする回転による遠心力を利用して、遠心分離された試料のうち上澄みを取り出し、対象成分を抽出している。このとき、遠心力により底部に溜まった非対象成分が混入しないように対象成分を含む上澄みを取り出す必要があり、試料中から対象成分を効率的に抽出することができない。また、対象成分と非対象成分とを分離するためのＡを中心とする回転、対象成分を秤量するためのＢ及びＡを中心とする回転、さらに対象成分と試薬とを混合するためのＢを中心とする回転を行っている。よって、Ａ→Ｂの切換、Ｂ→Ａの切換、及びＡ→Ｂの切換の少なくとも３回の回転の切換を行う必要があり煩雑である。さらに、米国特許第６３９９３６１号明細書に記載のマイクロ分析装置においては、遠心分離された流体を、所定位置に設けられたＷＡＸバルブを除去して流出させることにより秤量する。そのため、米国特許第６３９９３６１号明細書に記載のマイクロ分析装置には、ＷＡＸバルブを設ける必要がある。また、このＷＡＸバルブを除去するために、赤外線などの熱を加える必要があるため、温度制御が必要となり煩雑である。さらに、ＷＡＸバルブが溶融、溶解して試料と混合された場合には、試料や対象成分が汚染され、対象成分の正確な秤量や定量ができなくなる。
そこで、本発明は、分離及び秤量を効率的かつ簡便に行うことができる検査チップを提供することを目的とする。
また、対象成分を含む試料が導入されたチップにおいて、分離及び秤量を効率的かつ簡便に行うことができるチップの使用方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願第１発明は、第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を分離・秤量する秤量チップであって、前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、前記遠心分離管の一方の端部に接続され、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する秤量部とを含む秤量チップを提供する。
遠心分離管に試料を導入し、第１回転軸を中心としてチップを回転させることにより遠心分離管において試料中から対象成分を遠心分離する。このとき、試料中の対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）は、遠心分離管の底部に設けられた第１保持部に導入される。次に、第２回転軸を中心とする回転により分離された対象成分を秤量部に導入し、秤量する。この第２回転軸を中心とする回転時において、第１保持部に導入された非対象成分は、そのまま第１保持部に保持される。上記の秤量チップを用いることにより、試料中の対象成分の分離、秤量を２つの第１回転軸及び第２回転軸を利用して一括に行うことができる。また、非対象成分は第１保持部に保持されているため、対象成分を秤量部に取り出す際において、非対象成分の対象成分への混入が抑制され、遠心分離管内に分離された対象成分を有効に秤量部に取り出すことができる。よって、対象成分の分離、秤量を効率よく行うことができる。さらに、上述のように、第１回転軸→第２回転軸の切換により試料を分離、秤量することができるので、分離、秤量工程が簡便である。
このとき、秤量部は所望の容積を有しており、遠心分離管から導入された対象物質を正確に秤量することができる。前述のように分離、秤量をチップの回転のみにより行うため、分離、秤量のために秤量チップをポンプ等の装置に接続する必要がなく、秤量チップが載置される装置全体の構成を単純化することができる。また、分離、秤量を１チップ内において一括で行うことができるので、秤量チップの小型化を図ることができる。
ここで、秤量部に接続され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記秤量部の容積を超える対象成分が導入される廃液溜をさらに含み、前記廃液溜は、廃液溜本体と、前記廃液溜本体及び前記秤量部を接続する廃液溜接続部とを有し、前記廃液溜本体は、前記第１回転軸側に開口を有するコの字状に形成されていると好ましい。秤量部に接続された廃液溜には、第２回転軸を中心とする回転により秤量部の容積を超える対象成分が導入される。よって、秤量部により正確に対象成分を秤量することができる。具体的には、対象成分を遠心分離管から秤量部に導入する際の第２回転軸を中心とする回転により、秤量部から廃液溜本体に秤量部からあふれ出た過剰の対象成分が導入される。次に、秤量部から対象成分を取り出す際の第１回転軸を中心とする回転により、廃液溜本体の対象成分は、第１回転軸側に開口を有するコの字状の廃液溜本体にそのまま保持される。よって、廃液溜から秤量部への対象成分の逆流を防ぎ、正確に秤量された対象成分を得ることができる。
本願第２発明は、本願第１発明において、前記遠心分離管はＵ字管である秤量チップを提供する。
第１回転軸を中心とする回転時において、非対象成分がＵ字管の底部の第１保持部に保持され、対象成分がＵ字管内部に位置することで、対象成分と非対象成分とが分離される。次に、第２回転軸を中心とする回転時において、非対象成分はそのまま第１保持部に保持されるため、Ｕ字管の底部に対して秤量部側の端部ともう一方の端部とに至るＵ字管内部に位置する対象成分は、有効に秤量部に導入される。よって、試料中の対象成分を効率よく分離可能である。
本願第３発明は、本願第１発明において、前記遠心分離管のＵ字の開口は、９０度以内である秤量チップを提供する。
Ｕ字の開きが９０度以内であるので、秤量チップ上での遠心分離管の占有面積を小さくすることができる。
本願第４発明は、本願第１発明において、前記秤量部に接続される前記遠心分離管の第１端部から他方の第２端部へ向かうほど前記第２回転軸との距離が狭まる秤量チップを提供する。
遠心分離管は、その底部から第２端部へ向かうほど第２回転軸との距離が狭まるように形成されている。よって、第２回転軸を中心とする回転により、遠心分離管の第２端部から底部に向かう方向に対象成分が送液される。また、遠心分離管は、その底部から秤量部に接続された第１端部へ向かうほど第２回転軸との距離が広がるように形成されている。よって、第２回転軸を中心とする回転により、遠心分離管の底部から第１端部に向かう方向に対象成分が送液される。よって、第２回転軸を中心とする回転により、分離された対象成分を効率よく秤量部に移動させることができる。
本願第５発明は、本願第１発明において、前記秤量部に接続される前記遠心分離管の第１端部と前記第１回転軸との距離が、前記遠心分離管の他方の第２端部と前記第１回転軸との距離よりも小さい秤量チップを提供する。
第１端部の方が、第２端部よりも第１回転軸に近いため、第１回転軸を中心とする回転により遠心分離管において試料を遠心分離する場合、試料が秤量部へ導入されるのを防止することができる。
本願第６発明は、本願第１発明において、前記第１保持部は、保持部本体と、前記保持部本体及び前記遠心分離管を接続する保持部連結管と、を有しており、前記保持部連結管の断面積は、前記遠心分離管の断面積よりも大きく形成されている秤量チップを提供する。
保持部連結管の断面積が遠心分離管の断面積よりも大きく形成されていると、第１保持部内に試料が導入された場合に、保持部本体内に存在する空気を保持部連結管から遠心分離管へ効率良く逃がすことができる。
本願第７発明は、本願第１発明において、前記第１保持部は、保持部本体と、前記保持部本体及び前記遠心分離管を接続する保持部連結管と、を有しており、前記保持部連結管は管状に形成され、前記保持部連結管の管軸の延長線が前記第１回転軸と交差する秤量チップを提供する。
第１回転軸を中心とする回転による遠心力の方向と、保持部連結管の管軸の方向とが概ね一致するため、非対象成分が遠心分離管から第１保持部へと効率良く導入される。よって、対象成分と非対象成分の分離を効率よく行うことができる。
本願第８発明は、本願第１発明において、前記第１保持部は、保持部本体と、前記保持部本体及び前記遠心分離管を接続する保持部連結管と、を有しており、前記保持部本体と前記第１回転軸との距離は、前記保持部連結管と前記第１回転軸との距離よりも長く、かつ前記保持部本体と前記第２回転軸との距離は、前記保持部連結管と前記第２回転軸との距離よりも長い秤量チップを提供する。
保持部本体が保持部連結管よりも第１回転軸からの距離が長いため、第１回転軸を中心とする回転により第１回転軸からの距離が保持部連結管より遠い保持部本体の方向に遠心力が働く。よって、非対象成分が保持部本体に効率よく導入される。また、保持部本体は、保持部連結管よりも第２回転軸からの距離が長いため、第２回転軸を中心とする回転により第２回転軸からの距離が保持部連結管より遠い保持部本体の方向に遠心力が働く。よって、第１回転軸の回転により導入されている非対象成分が保持部本体にそのまま保持される。そのため、非対象成分が保持部連結管から遠心分離管に逆流し難く、対象成分と非対象成分の分離が確実に行われる。以上より、対象成分のみを効率よく秤量部へ導入することができる。
本願第９発明は、本願第７または第８発明において、前記保持部本体が前記第２回転軸から離れる程、前記保持部本体の深さは深くなる秤量チップを提供する。
保持部本体の入口である保持部連結管での深さが浅く、保持部連結管からの距離が遠い程保持部本体の深さが深くなるため、第２回転軸を中心とする回転時において、保持部連結管を介した保持部本体からの非対象成分の逆流を防止することができる。また、深さ方向に深くすることで、秤量チップの面積を大きくすることなく保持部本体の容量を大きくすることができる。よって、対象成分の分離効率を高めつつ秤量チップの小型化を図ることができる。
本願第１０発明は、本願第７または第８発明において、前記保持部本体が前記第２回転軸から離れる程、前記保持部本体の断面積が広がる秤量チップを提供する。
保持部本体の入口である保持部連結管での断面積が小さく、保持部連結管からの距離が遠い程保持部本体の断面積が大きくなるため、第２回転軸を中心とする回転時において、保持部連結管を介した保持部本体からの非対象成分の逆流を防止することができる。
本願第１１発明は、本願第１発明において、前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記非対象成分が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第２保持部をさらに含む秤量チップを提供する。
第２保持部をさらに設けることで、第１保持部だけでは保持しきれない非対象成分を第２保持部に保持することができる。例えば、遠心分離管に多量の試料が導入され、非対象成分が多量に分離される場合であっても、第１及び第２保持部に多量の非対象成分を導入することで、遠心分離管内に対象成分を分離することができる。
本願第１２発明は、本願第１発明において、前記遠心分離管は、前記秤量部に接続される前記遠心分離管の第１端部から前記遠心分離管の底部に向かう第１管と、前記底部から他方の第２端部へ向かう第２管とを有しており、前記遠心分離管の前記第１管と前記第２管とを接続するバイパス管と、前記バイパス管に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記非対象成分が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第３保持部と、をさらに含む秤量チップを提供する。
例えば、遠心分離管及びバイパス管を満たすような多量の試料が導入された場合、第１回転軸を中心とする回転時において、非対象成分が遠心分離管の底部の第１保持部に保持されるとともに、バイパス管に接続された第３保持部に保持される。よって、試料中の対象成分は、遠心分離管及びバイパス管内に分離される。一方、バイパス管を満たすほどではない少量の試料が遠心分離管のみに導入された場合、第１回転軸を中心とする回転時において、非対象成分が遠心分離管の底部の第１保持部のみに分離、保持される。ところで、多量の試料から生じる多量の非対象成分を保持するために、単に第１保持部を大きくした場合には、少量の試料を分離する際に非対象成分だけでなく対象成分も第１保持部に分離されてしまい、分離後の対象成分が減少してしまう。上記のように、バイパス管に第３保持部をもうけることで、試料の多い少ないに応じて効率的に対象成分及び非対象成分を分離することができる。
本願第１３発明は、本願第１２発明において、前記バイパス管及び前記第１管の接続部分と前記第１回転軸との距離が、前記バイパス管及び前記第２管の接続部分と前記第１回転軸との距離よりも短い秤量チップを提供する。
第１回転軸を回転して遠心分離管の第２管に接続された取込口から試料を取り込む場合、遠心分離管内が満たされた後にバイパス管が満たされる。よって、試料が少ない場合はバイパス管は作用せず、試料が多いときのみバイパス管は作用する。
本願第１４発明は、本願第１２発明において、前記バイパス管と前記第２管の接続部分とがなす角度は、９０度未満である秤量チップを提供する。
バイパス管が上記のように遠心分離管の底部に対して傾斜しているため、遠心分離管の第２管に接続された取込口から試料を取り込む場合、遠心分離管内が満たされた後にバイパス管が満たされる。よって、試料が少ない場合はバイパス管は作用せず、試料が多いときのみバイパス管は作用する。
本願第１５発明は、本願第１発明において、前記秤量部は、前記遠心分離管と前記秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、前記秤量部接続管の延長線が前記第２回転軸と交差する秤量チップを提供する。
第２回転軸を中心とする回転と、秤量部接続管の方向とが概ね一致するため、対象成分を遠心分離管から秤量部へ効率良く導入することができる。
本願第１６発明は、本願第１発明において、前記秤量部は、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する秤量部本体をさらに有し、前記秤量部本体には、構造物が形成されている秤量チップを提供する。
第２回転軸を中心とした回転により対象成分が導入されると、対象成分と構造物表面との間に表面張力が働く。そのため、対象成分が遠心分離管へ逆流するのを防ぐことができる。
本願第１７発明は、本願第１発明において、前記遠心分離管及び前記秤量部に接続され、前記遠心分離管で遠心分離される試料の量を調整する調整管をさらに含む秤量チップを提供する。
遠心分離を行う前に、遠心分離管及び遠心分離管に接続された調整管に試料を導入することで、遠心分離管を試料で満たす。遠心分離管が試料に満たされた状態で第１回転軸を中心として回転すると、遠心分離管を満たした試料、つまり遠心分離管の容積分の試料から対象成分が遠心分離される。このように、調整管により遠心分離管内を満たすように試料を導入できるため、導入される試料の量を試料の導入時毎に一定量にすることができる。そのため、一定量の試料が遠心分離管により遠心分離され、ほぼ一定量の対象成分を得ることができる。
本願第１８発明は、本願第１７発明において、前記調整管は、前記調整管内の第１地点と第２地点を有しており、前記第１地点と前記第１回転軸との距離が、前記第２地点と前記第１回転軸との距離よりも短い秤量チップを提供する。
対象成分を得るために遠心分離管及び遠心分離管に接続された調整管に試料が導入される。このとき、遠心分離管及び調整管には試料が満たされている。この状態で第１回転軸を中心として回転すると、調整管内の第２地点は、第１回転軸との距離が遠いため、調整管の第１地点よりも大きな遠心力が働く。よって、第１地点を境にして試料が分離される。つまり、第１地点より遠心分離管側の試料は、遠心分離管に導入されて遠心分離される。一方、第１地点より調整管側の試料は、調整管に導入される。よって、遠心分離管内を満たす一定量の試料から概ね一定量の対象成分を得ることができる。
本願第１９発明は、第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を分離・秤量する秤量チップであって、前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する複数の秤量部とを含み、前記複数の秤量部のうち初段の秤量部は、前記遠心分離管の一方の端部に接続され、前記初段以降の秤量部は、前段の秤量部から次段の秤量部に対象物質が導入されるように前段の秤量部に接続され、かつ次段の秤量部の容積は前記前段の秤量部の容積よりも小さい、秤量チップを提供する。
試料中の対象成分の分離、秤量を２つの第１回転軸及び第２回転軸を利用して一括に行うことができる。非対象成分は第１保持部に保持されているため、対象成分を複数段の秤量部に取り出す際において、非対象成分の対象成分への混入が抑制され、遠心分離管内に分離された対象成分を有効に秤量部に取り出すことができる。また、上述のように、第１回転軸→第２回転軸の切換により試料を分離、秤量することができるので、分離、秤量工程が簡便である。さらに、秤量部は複数段から構成されており、前段の秤量部に導入され秤量された対象成分の残りが、次段の秤量部に導入され秤量される。よって、複数段から構成される秤量部のそれぞれから所望の量の対象成分を得ることができる。このとき、前段の秤量部が次段の秤量部の容積より大きく形成されているため、前段の秤量部に導入された対象成分が次段の秤量部から遠心分離管側または前段の秤量部側に溢れ出るのを低減することができる。
本願第２０発明は、本願第１９発明において、前記秤量部それぞれに接続される取出管をさらに含み、各取出管のそれぞれの延長線は、前記第１回転軸において交差する秤量チップを提供する。
第１回転軸を中心とする回転の遠心力の方向と、それぞれの取出管の延長方向とが概ね一致するため、秤量部それぞれで秤量された対象成分を、第１回転軸を中心とする回転によって取出管から効率良く取り出すことができる。
本願第２１発明は、本願第１９発明において、前記初段の秤量部は、前記遠心分離管と前記秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、前記次段以降の秤量部それぞれは、前記前段の秤量部と前記次段の秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、前記初段の秤量部の秤量部接続管の延長線及び前記次段以降の秤量部それぞれの秤量部接続管の延長線は、前記第２回転軸において交差する秤量チップを提供する。
第２回転軸を中心とする回転の遠心力の方向と、ぞれぞれの秤量部接続管の延長方向とが概ね一致するため、第２回転軸を中心とする回転によって各秤量部に効率よく対象成分を導入することができる。
本願第２２発明は、第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を定量する検査チップであって、前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、前記遠心分離管の一方の端部に接続され、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する秤量部と、試薬が貯蔵される少なくとも１つの試薬溜と、前記試薬溜及び前記秤量部に接続されており、前記第１回転軸を中心とした再度の回転により前記秤量部から導入される前記対象成分と、前記第１回転軸及び／または前記第２回転軸を中心とした回転により前記試薬溜から導入される試薬とを混合する混合部と、前記混合部に接続され、前記試薬及び前記対象成分が混合された混合物質を通過させる光検出路と、前記光検出路に接続され、前記光検出路に光を導入するための光導入口と、前記光検出路に接続され、前記光検出路内を通過後の光を取り出すための光導出口と、を有する検査チップを提供する。
遠心分離管に試料を導入し、第１回転軸を中心としてチップを回転させることにより遠心分離管において試料中から対象成分を遠心分離する。このとき、試料中の対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）は、遠心分離管の底部に設けられた第１保持部に導入される。次に、第２回転軸を中心とする回転により分離された対象成分を秤量部に導入し、秤量する。この第２回転軸を中心とする回転時において、第１保持部に導入された非対象成分は、第１保持部にそのまま保持される。さらに第１回転軸を中心とする回転により対象成分を秤量部から混合部に導入し、試薬と混合する。ここで、試薬は第１回転軸及び／または第２回転軸を中心とする回転により試薬溜から混合部に導入される。混合された混合物質を光検出路内に導入し、光検出路内を通過した光を検出することにより対象成分の定量を行う。上記の検査チップを用いることにより、試料中の対象成分の分離、秤量、試薬との混合及び定量を２つの第１回転軸及び第２回転軸を利用して一括に行うことができる。また、非対象成分は第１保持部に保持されているため、対象成分を秤量部に取り出す際において、非対象成分の対象成分への混入が抑制され、遠心分離管内に分離された対象成分を有効に秤量部に取り出すことができる。よって、対象成分の分離、秤量を効率よく行うことができる。さらに、上述のように、第１回転軸→第２回転軸、及び第２回転軸→第１回転軸の切換により試料を分離、秤量、定量することができるので、これらの工程が簡便である。
このとき、秤量部は所望の容積を有しており、遠心分離管から導入された対象物質を正確に秤量することができる。前述のように分離、秤量をチップの回転のみにより行うため、分離、秤量のために検査チップをポンプ等の装置に接続する必要がなく、検査チップが載置される装置全体の構成を単純化することができる。また、試料が導入されてから定量されるまで、試料が検査チップの外に取り出されることがないため、対象成分の汚染を低減し、対象成分を正確に定量することができる。さらに、分離、秤量、混合及び定量を１チップ内において行うことができるので、チップの小型化を図ることができる。
ここで、前記試薬溜と前記混合部との接続部分は、前記混合部の底部よりも前記第２回転軸側に位置しており、前記混合部の底部の容積は、前記試薬溜の容積よりも大きく形成されていると好ましい。第１回転軸を中心とする回転により試薬溜から混合部に導入されている試薬が、第２回転軸を中心とする回転により混合部から試薬溜に逆流しない。
本願第２３発明は、第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を定量する検査チップであって、前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する複数の定量部とを含む。
前記複数の定量部のそれぞれは、秤量部と、試薬が貯蔵される少なくとも１つの試薬溜と、前記試薬溜及び前記秤量部に接続されており、前記第１回転軸を中心とした再度の回転により前記秤量部から導入される前記対象成分と、前記第１回転軸及び／または前記第２回転軸を中心とした回転により前記試薬溜から導入される試薬とを混合する混合部と、前記混合部に接続され、前記試薬及び前記対象成分が混合された混合物質を通過させる光検出路と、前記光検出路に接続され、前記光検出路に光を導入するための光導入口と、前記光検出路に接続され、前記光検出路内を通過後の光を取り出すための光導出口とを有し、前記複数の定量部のうち初段の定量部の秤量部は、前記遠心分離管の一方の端部に接続されるとともに、前記初段以降の定量部の秤量部は、前段の定量部の秤量部から次段の定量部の秤量部に対象物質が導入されるように前段の定量部の秤量部に接続され、かつ後段の定量部の秤量部の容積は前記前段の定量部の秤量部の容積よりも小さい、検査チップを提供する。
試料中の対象成分の分離、秤量、定量を２つの第１回転軸及び第２回転軸を利用して一括に行うことができる。非対象成分は第１保持部に保持されているため、対象成分を複数段の秤量部に取り出す際において、非対象成分の対象成分への混入が抑制され、遠心分離管内に分離された対象成分を有効に秤量部に取り出すことができる。また、上述のように、第１回転軸→第２回転軸、及び第２回転軸→第１回転軸の切換により試料を分離、秤量することができるので、分離、秤量工程が簡便である。さらに、定量部は複数段から構成されており、前段の定量部の秤量部に導入され秤量された対象成分の残りが、次段の定量部の秤量部に導入され秤量される。よって、複数段の定量部のそれぞれにおいて、所望の量の対象成分を秤量、定量することができる。このとき、前段の定量部の秤量部が次段の定量部の秤量部の容積より大きく形成されているため、前段の定量部の秤量部に導入された対象成分が次段の定量部の秤量部から遠心分離管側または前段の定量部の秤量部側に溢れ出るのを低減することができる。
本願第２４発明は、本願第２３発明において、前記定量部の各秤量部と各混合部とを接続する取出管をさらに含み、各取出管のそれぞれの延長線は、前記第１回転軸において交差する検査チップを提供する。
第１回転軸を中心とする回転の遠心力の方向と、それぞれの取出管の延長方向とが概ね一致するため、秤量部それぞれで秤量された対象成分を、第１回転軸を中心とする回転によって取出管から効率良く取り出すことができる。
本願第２５発明は、本願第２３発明において、前記初段の定量部の秤量部は、前記遠心分離管と前記定量部の秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、前記次段以降の定量部それぞれの秤量部は、前記前段の定量部の秤量部と前記次段の定量部の秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、前記初段の定量部の秤量部の秤量部接続管の延長線及び前記次段以降の定量部の秤量部それぞれの秤量部接続管の延長線は、前記第２回転軸において交差する検査チップを提供する。
第２回転軸を中心とする回転の遠心力の方向と、ぞれぞれの秤量部接続管の延長方向とが概ね一致するため、第２回転軸を中心とする回転によって各秤量部に効率よく対象成分を導入することができる。
本願第２６発明は、本願第２２または２３発明において、前記遠心分離管に接続され、前記試料を採取するための採取針をさらに含む、検査チップを提供する。
検査チップに採取針が接続されているため、試料の採取・分離・秤量・定量を一括に行うことができる。よって、試料の汚染を低減し、正確に定量を行うことができる。
本願第２７発明は、対象成分を含む試料が導入されるチップの使用方法であって、前記チップを第１回転軸を中心に回転させて前記試料から対象成分を遠心分離し、前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）を保持する分離ステップと、前記チップを第２回転軸を中心に回転させて前記非対象成分をそのまま保持し、前記対象成分を秤量する秤量ステップとを含むチップの使用方法を提供する。
分離ステップにおいて、第１回転軸を中心とする回転により試料から対象成分を遠心分離する。このとき、対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が保持される。次の秤量ステップにおいて、第２回転軸を中心とする回転により対象成分を秤量する。ここで、分離ステップで保持された非対象成分はそのまま保持される。上記の使用方法を用いることにより、試料中の対象成分の分離、秤量を２つの第１回転軸及び第２回転軸を利用して一括に行うことができる。非対象成分は保持されているため、対象成分を秤量する際において、非対象成分の対象成分への混入が抑制され、対象成分を有効に秤量することができる。また、上述のように、第１回転軸→第２回転軸の切換により試料を分離、秤量することができるので、分離、秤量工程が簡便である。さらに、分離、秤量をチップの回転のみにより行うため、分離、秤量のためにチップをポンプ等の装置に接続する必要がなく、チップが載置される装置全体の構成を単純化することができる。
本願第２８発明は、本願第２７発明において、前記チップは、試薬を保持する試薬溜と、前記試薬溜に連結する混合部とを有し、前記チップを前記第１回転軸及び／または前記第２回転軸を中心に回転させて前記試薬溜から前記混合部に試薬を導入する試薬導入ステップと、前記チップを前記第１回転軸を中心に回転させて、前記秤量ステップにおいて秤量された対象成分を前記混合部に導入し、前記試薬と混合する混合ステップとをさらに含む、チップの使用方法を提供する。
分離ステップ及び／または秤量ステップと同一の回転軸を中心とする回転により試薬を混合部に導入する。また、分離、秤量された対象成分を、第１回転軸を中心とする回転により混合部に導入し、試薬と混合する。上記の使用方法を用いることにより、試料中の対象成分の分離、秤量及び試薬との混合を２つの第１回転軸及び第２回転軸を利用して一括に行うことができる。また、第１回転軸→第２回転軸、及び第２回転軸→第２回転軸の切換により試料を分離、秤量、試薬との混合を行うことができるので、これらの工程が簡便である。
このとき、対象成分は正確に秤量されているため、試薬と対象成分とが所望の混合比の混合物質を得ることができる。前述のように分離、秤量、混合をチップの回転のみにより行うため、チップが載置される装置全体の構成をさらに単純化することができる。また、試料が導入され試薬と混合されるまでのステップにおいて、試料や対象成分がチップの外に取り出されることがないため、試料や対象成分の汚染を低減することができる。また、分離、秤量を１チップ内において行うことができるので、チップの小型化を図ることができる。
ここで、前記試薬導入ステップは、分離ステップ、秤量ステップまたは混合ステップと同時であると好ましい。混合部への試薬の導入が、分離ステップ、秤量ステップまたは混合ステップにおけるチップの回転時に行われる。よって、混合物質を迅速に得ることができる。
また、前記対象成分と前記試薬との混合物質に光を照射する光照射ステップと、前記混合物質内を通過後の光を取りだし、前記対象成分の定量を行う定量ステップとをさらに含むと好ましい。試薬と対象成分とが混合された混合物質に光を照射し、通過後の光を取り出すことにより対象成分の定量を行う。よって、上記の使用方法を用いることにより、試料中の対象成分の分離、秤量、試薬との混合及び定量を２つの第１回転軸及び第２回転軸を利用して一括に行うことができる。さらに、分離、秤量、混合及び定量を１チップ内において行うことができるので、チップの小型化を図ることができる。また、対象成分は正確に秤量されているため、試薬と対象成分とが所望の混合比の混合物質により対象成分を正確に定量することができる。さらに、対象成分がチップの外に取り出されることがないため、対象成分の汚染を低減し、正確に定量することができる。

第１Ａ図は、本発明に係る検査チップの斜視図である。
第１Ｂ図は、本発明に係る別の検査チップの斜視図である。
第２図は、図１Ａの拡大平面図である。
第３図は、検査チップ１の使用方法の一例（１）である。
第４図は、検査チップ１の使用方法の一例（２）である。
第５図は、検査チップ１の使用方法の一例（３）である。
第６図は、検査チップ１の使用方法の一例（４）である。
第７図は、本発明に係る別の検査チップの平面図である。
第８Ａ図は、本発明の第１実施形態例に係る検査チップの斜視図である。
第８Ｂ図は、本発明の第１実施形態例に係る別の検査チップの斜視図である。
第９Ａ図は、検査チップが載置される回転装置と検査チップとの関係図である。
第９Ｂ図は、図９Ａの状態から検査チップを回転した時の回転装置と検査チップとの関係図である。
第１０図は、検出装置の概略図である。
第１１図は、図８Ａの検査チップの各部と２つの回転軸との関係図である。
第１２図は、第１保持部と２つの回転軸との関係図である。
第１３Ａ図は、未使用状態における取込口の断面図である。
第１３Ｂ図は、使用状態における取込口の断面図である。
第１４Ａ図は、第１秤量部内の構造物の概略図（１）である。
第１４Ｂ図は、第１秤量部内の構造物の概略図（２）である。
第１４Ｃ図は、第１秤量部内の構造物の概略図（３）である。
第１４Ｄ図は、第１秤量部内の構造物の概略図（４）である。
第１４Ｅ図は、第１秤量部内の構造物の概略図（５）である。
第１５Ａ図は、カプセル内に封入された試薬が試薬溜におかれている様子である。
第１５Ｂ図は、試薬溜から試薬が流れ出す様子を示す模式図（１）である。
第１５Ｃ図は、試薬溜から試薬が流れ出す様子を示す模式図（２）である。
第１６Ａ図は、試薬溜の断面図の一例（１）である。
第１６Ｂ図は、試薬溜の断面図の一例（２）である。
第１７図は、ミキサ部の拡大図である。
第１８Ａ図は、光検出路への光の照射方法の一例（１）である。
第１８Ｂ図は、検出路への光の照射方法の一例（２である）。
第１９図は、検査チップの使用方法の一例（１）である。
第２０図は、検査チップの使用方法の一例（２）である。
第２１図は、検査チップの使用方法の一例（３）である。
第２２図は、検査チップの使用方法の一例（４）である。
第２３図は、検査チップの使用方法の一例（５）である。
第２４図は、検査チップの使用方法の一例（６）である。
第２５Ａ図は、検査チップが載置される回転装置と検査チップとの関係図である。
第２５Ｂ図は、図２５Ａの状態から検査チップを回転した時の回転装置と検査チップとの関係図である。
第２５Ｃ図は、図２５Ｂの状態から検査チップを回転した時の回転装置と検査チップとの関係図である。
第２６図は、アルミバルブを有する検査チップの斜視図である。
第２７図は、本発明の第２実施形態例に係る検査チップの斜視図である。
第２８図は、図２７の要部を説明する説明図である。
第２９図は、第２実施形態例に係る別の検査チップの斜視図である。
第３０図は、図２９の要部を説明する説明図である。
第３１図は、本発明の第３実施形態例に係る検査チップの斜視図である。
第３２図は、図３１の平面図である。
第３３図は、図３１の検査チップが載置される検出装置である。
第３４図は、本発明の第３実施形態例に係る別の検査チップの平面図である。
第３５図は、光検出路への光の照射方法の一例である。
第３６図は、その他の実施形態の検査チップである。
第３７図は、複数の保持部が設けられた検査チップ１００の斜視図である。
第３８図は、バイパス管３６６及び第３保持部３６４が設けられた検査チップ１００の斜視図である。
第３９図は、複数のバイパス管及び第３保持部が設けられた検査チップ１００の斜視図である。
第４０図は、深さ方向に傾斜を有する第１保持部の拡大斜視図である。
第４１図は、断面積が変化する第１保持部の拡大斜視図である。
第４２図は、実験例１の検査チップである。
第４３図は、実験例１の結果である。
第４４Ａ図は、比較例１の結果（１）である。
第４４Ｂ図は、比較例１の結果（２）である。
第４４Ｃ図は、比較例１の結果（３）である。
第４５Ａ図は、実験例２の検査チップである。
第４５Ｂ図は、第１秤量部の拡大図である。
第４６Ａ図は、実験例２の結果（１）である。
第４６Ｂ図は、実験例２の結果（２）である。
第４６Ｃ図は、実験例２の結果（３）である。

［基本構成］
図１Ａ、図１Ｂは本発明に係る検査チップの斜視図、図２は図１Ａの拡大平面図である。
（１）検査チップの構成
検査チップ１は、板状基板である第１基板３と第２基板５とを有する。第１基板３には、取込口７ａ及び取出口１５ａが形成されている。また、第２基板５には、取込口７ａに対応する取込口７ｂ、遠心分離管９、第１秤量部１１、廃液溜１３、取出管１７、取出口１５ａに対応する取出口１５ｂ及び第１保持部１９が形成されている。この検査チップ１は、後述する２つの第１回転軸２１及び第２回転軸２２を有する。
検査チップ１の取込口（７ａ、７ｂ）７には、検査対象である試料４０が検査チップ１に取り込まれる。遠心分離管９は取込口７に接続されており、取込口７から遠心分離管９に試料４０が導入される。遠心分離管９は概ねＵ字形をしており、一方の開口した端部は秤量部１１に接続されており、他方の開口した端部は取込口７に接続されている。また、Ｕ字形の底部には第１保持部１９が接続されており、遠心分離管９のＵ字の開口が概ね第１回転軸２１側に向くように載置される。そして、第１回転軸２１を中心に検査チップ１を回転した場合、遠心分離管９において、試料４０から対象成分４１が遠心分離される。この第１回転軸２１による回転と同時に、試料４０中の対象成分４１以外の非対象成分４３が遠心分離管９の底部の第１保持部１９に導入される。
また、第１秤量部１１には、第２回転軸２２を中心とする回転により対象成分４１が遠心分離管９から導入される。具体的には、第２回転軸２２を中心とする回転による遠心力により第１秤量部１１の遠心分離管９との接続部分である秤量部接続管１１’から第１秤量部１１の底部１１’’に対象成分４１が導入される。ここで、第１回転軸２１を中心とする回転により第１保持部１９に導入された非対象成分４１は、第２回転軸２２を中心とする回転時は、第１保持部１９にそのまま保持される。つまり、第２回転軸２２を中心とする回転によっても第１保持部１９に導入された非対象成分４３は、第１保持部１９から遠心分離管９に導入され難いため、対象成分４１のみを第１秤量部１１に導入することができる。さらに、第１秤量部１１には廃液溜１３が接続されており、第１秤量部１１の所望の容積を超える対象成分４１が廃液溜１３に導入される。そのため、所望の対象成分４１を秤量することができる。さらに、第１回転軸２１を中心とした回転により、第１秤量部１１に接続された取出管１７を介して、第１秤量部１１から秤量された対象成分４１が取出口１５に導入される。
ここで、遠心分離管９はＵ字形に限定されず、例えば図１Ｂに示すように例えばコップ状を有するように形成されていれば良い。このとき、第１保持部１９と遠心分離管９とは一体に形成されており、第１保持部１９は、第２回転軸２２を中心とする回転により非対象成分４３が、第１秤量部１１に導入されないように第２回転軸方向に開口を有するように形成されている。そして、遠心分離管９及び遠心分離管９と一体の第１保持部１９に導入された試料４０は、第１回転軸２１を中心とする回転により試料４０中の非対象成分４３が第１保持部１９に導入される。そして、遠心分離管９の上澄みの対象成分４１を、第２回転軸２２を中心とする回転により第１秤量部１１に導入し、上述と同様に秤量を行う。
（２）検査チップの使用方法
次に、図３〜図６を用いて、対象成分４１を分離・秤量するときの検査チップ１の使用方法の一例を説明する。
予め対象成分４１を含む試料４０を検査チップ１内の取込口７から遠心分離管９（図３の実線で示されたＵ字管）に導入し、検査チップ１を回転装置（図示せず）に固定する。そして、次のように対象成分４１の分離・秤量を行う。
ステップ１：所定の第１回転軸２１を中心にして検査チップ１を回転し、遠心分離管９を図３中矢印のように回転させる。この回転により遠心分離管９に導入された試料４０から対象成分４１を遠心分離する。このとき、第１回転軸２１を中心とする回転によりＵ字形の遠心分離管９には、遠心分離管９の開口から底部方向に遠心力が働く。よって、試料４０中の対象成分４１以外の非対象成分４３が遠心分離管９の底部の第１保持部１９（図４の実線で示された部分）に移動し保持される。よって、対象成分４１が試料４０から分離される（図４参照）。
ステップ２：次に、所定の第２回転軸２２を中心にして図５中矢印のように検査チップ１を回転させる。そして、遠心分離された対象成分４１を、遠心分離管９から第１秤量部１１（図５の実線で示された部分）に導入し秤量する。この第２回転軸２２を中心とする回転時において、第１保持部１９に導入された非対象成分４３は、そのまま第１保持部１９に保持されるため、対象成分４１のみが第１秤量部１１に導入される。このとき、第１秤量部１１の所望の容積を超える対象成分４１は、第１秤量部１１に接続された廃液溜１３に導入される（図５参照）。
ステップ３：さらに、第１回転軸２１を中心に検査チップ１を回転させ、第１秤量部１１に導入された対象成分４１を取出管１７及び取出口１５（図６の実線で示された部分）から取り出す（図６参照）。このとき、第１回転軸２１を中心とする回転により第１秤量部１１には、第１秤量部１１から取出管１７及び取出口１５の方向に遠心力が働く。よって、対象成分４１が取出管１７及び取出口１５に移動する。
（３）検査チップの製造方法
上記の検査チップ１は、インプリント法または射出成型法によって作成することができる。基板材料としては基板を製造する方法に応じて、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物、石英、ガラス、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ポリシロキサン、アリルエステル樹脂、シクロオレフィンポリマー、シリコーン樹脂などを用いることができる。
（４）効果
上記の検査チップ１を用いることにより、試料４０中の対象成分４１の分離、秤量を２つの第１回転軸２１及び第２回転軸２２を利用して一括に行うことができる。また、非対象成分は第１保持部に保持されているため、対象成分を第１秤量部に取り出す際において、非対象成分の対象成分への混入が抑制され、遠心分離管内に分離された対象成分を有効に第１秤量部に取り出すことができる。よって、対象成分の分離、秤量を効率よく行うことができる。さらに、上述のように、第１回転軸→第２回転軸の切換により試料を分離、秤量することができるので、分離、秤量工程が簡便である。
このとき、第１秤量部１１は所望の容積を有しており、遠心分離管９から導入された対象成分４１を正確に秤量することができる。さらに、分離・秤量のために熱等を加える必要がないため、試料４０が熱等により影響を受けない。よって、試料４０の汚染や変成を低減し、試料４０に含まれる対象成分４１を正確に秤量することができる。また、前述のように対象成分４１の分離、秤量を検査チップ１の回転のみにより行うため、分離、秤量のために検査チップ１をポンプ等の装置に接続する必要がなく、検査チップ１が載置される装置全体の構成を単純化することができる。また、分離、秤量を１チップ内において行うことができるので、検査チップ１の小型化を図ることができる。
さらに、上記の検査チップ１は、分離・秤量の際に除去の必要なバルブを設けることなく、対象成分４１を分離・秤量できる簡単な構成であるため、製造が容易である。また、図１に示すように第１回転軸２１及び第２回転軸２２を中心とした円の半径方向に沿う２次元方向に広がりを有するように形成されていると好ましい。検査チップ１がこのような板状基板であると、上述した射出成型法またはインプリント法などを用いて、遠心分離管９、第１秤量部１１などを検査チップ１内に容易に作製することができる。また、１枚の基板上に遠心分離管９、第１秤量部１１などを作製し、もう１枚の基板を貼り合わせることにより検査チップ１を容易に作製することができるため、検査チップ１の薄型化・小型化を図ることができる。
また、図７に示すように検査チップ１に採取針５０及びシリンジ５１を設けると、試料４０の採取、分離及び秤量を一括かつ簡便にすることができる。よって、別の手段により採取した試料４０を検査チップ１に導入する手間を省き、また検査チップ１に導入する際の試料４０の汚染を低減することができる。さらに、採取針５０により直接静脈から採血することも可能であるので、ほぼ純粋な対象成分を正確に秤量することができる。また、この採取針５０やシリンジ５１は、検査チップ１を装置２０に取り付ける時に取り外しても良い。さらに、シリンジ５１の代わりにスポイトを設け、スポイトにより試料４０を採取するようにしても良い。
［第１実施形態例］
図８Ａ、図８Ｂは本発明の第１実施形態例に係る検査チップの斜視図である。
（１）検査チップの全体構成
第１実施形態例の検査チップ１００は、対象成分を含む試料の取込口１０５、遠心分離管２０１、保持部（２０３ａ、２０３ｂ）２０３、第１秤量部（２０５ａ、２０５ｂ）２０５、廃液溜（２０７ａ、２０７ｂ）２０７、取出管２０９、１次混合部２１７、試薬が貯蔵される試薬溜（２１９ａ、２１９ｂ）２１９、ミキサ部２２０ａからなる２次混合部２２０、光検出路２３０、光導入口２３３、光導出口２３５、取出口２４０及び調整管（２４１ａ、２４１ｂ）２４１を有している。この検査チップ１は、図１０に示すように、後述する第１回転軸３１０及び第２回転軸３２０を中心する回転により対象成分を分離、秤量及び試薬との混合を行う。
取込口１０５は、検査対象である試料５００を取り込む。遠心分離管２０１は概ねＵ字形をしており、一方の開口した端部は第１秤量部２０５及び調整管２４１に、他方の開口した端部は取込口１０５に接続されている。また、遠心分離管２０１のＵ字形の底部には第１保持部２０３が接続されている。対象成分５１０が導入される第１秤量部２０５は、廃液溜２０７及び取出管２０９と接続されている。１次混合部２１７は取出管２０９と接続されており、第１秤量部２０５から対象成分５１０が導入される。さらに、１次混合部２１７は、試薬５５０が蓄積された試薬溜２１９と接続されており、試薬５５０が導入される。そのため、１次混合部２１７では対象成分５１０及び試薬５５０が合流、混合される。そして、１次混合部２１７内の対象成分５１０及び試薬５５０が、１次混合部２１７に接続された２次混合部２２０に導入されてさらに混合される。混合された混合物質５６０が、２次混合部２２０に接続された光検出路２３０に導入される。
（２）回転装置及び検出装置の全体構成
次に、検査チップ１００を回転するための回転装置３００及び検査チップ１０９への光の照射及び光の取り出しを行うための検出装置３０２の概略を説明する。図９Ａ、図９Ｂは検査チップが載置される回転装置と検査チップとの関係図、図１０は検出装置の概略図である。
回転装置３００は、検査チップ１００を回転装置３００に固定し、回転するための回転台３０１及び回転台３０１を回転するための２つの第１回転軸３１０、第２回転軸３１１を有する。ここで、図９Ａ、図９Ｂに示す回転装置３００では、第１回転軸３１０及び第２回転軸３１１は、回転台３０１の中心位置と一致する。これは、載置される検査チップ１００の向きを変えることにより、検査チップ１００に対する第１回転軸３１０及び第２回転軸３１１が回転台３０１の回転中心に一致する構成となっているためである。回転装置３００は、さらに試薬溜２１９への試薬の供給、検査チップ１００内での試料５００や対象成分５１０の送液を行うポンプ部３３３（図示しない）等を有していても良い。
検査チップ１００は、第１回転軸３１０または第２回転軸３１１が回転台３０１の回転中心と一致するように固定される。つまり、検査チップ１００が第１回転軸３１０を中心にして回転される場合は、検査チップ１００は、図９Ａに示すように回転台３０１の回転中心と第１回転軸３１０とが一致するように固定される。一方、検査チップ１００が第２回転軸３１１を中心にして回転される場合は、検査チップ１００は、図９Ａの状態から回転され、図９Ｂに示すように回転台３０１の回転中心と第２回転軸３１１とが一致するように固定される。ここでは、第１回転軸３１０または第２回転軸３１１が、回転台３０１の回転中心に一致するように検査チップ１００を回転させたが、２つの回転中心を有する回転台３０１に検査チップ１００を固定するようにしても良い。この場合、回転台３０１の回転中心が変更されるため、検査チップ１００を回転させる必要はない。
さらに、回転装置３００において試薬５５０と混合された対象成分５１０について定量を行うため、検出装置３０２に検査チップ１００を固定する。この検出装置３０２は、温度制御を行うペルチェ素子熱電対などからなる支持部３３１、光ファイバ３３２及び制御部３２０（図示しない）を有している。この制御部３２０は、例えば遠心分離器制御部３２１、ポンプ制御部３２３、温度制御部３２５、光制御部３２７、電流電位増幅部３２９等を有しており、装置３０２の各部の制御を行う。
（３）検査チップの各部の構成
次に、検査チップの各部の構成を詳細に説明する。図１１は図８Ａの検査チップの各部と２つの回転軸との関係図、図１２は第１保持部２０３と２つの回転軸との関係図、図１３Ａ及び図１３Ｂは取込口の断面図の一例、図１４Ａ〜図１４Ｅは第１秤量部内の構造物の概略図、図１５Ａ〜図１５Ｃ及び図１６Ａ、図１６Ｂは試薬溜の断面図の一例、図１７はミキサ部の拡大図、図１８Ａ、図１８Ｂは光検出路への光の照射方法の一例である。
（３−１）取込口
取込口１０５には、例えば図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように試料を採取する採取針２５０がバネ２５５に接続されて内蔵されている。この採取針２５０により検査対象である試料５００が検査チップ１００に取り込まれる。採取針２５０による取込口１０５への試料５００の採取は次のように行われる。ここで、試料５００の採取時以外は、図１３Ａに示すように、採取針２５０が取込口１０５内部に内蔵されるようにバネ２５５が収縮している。試料５００の採取時には、図１３Ｂに示すようにバネ２５５が伸張し、採取針２５０が取込口１０５から突出し、採取針２５０から試料５００を採取する。このように採取針２５０により試料５００を採取すると、採取した試料５００を検査チップ１００に導入する手間を省くことができる。また、検査チップ１００に導入する際の試料５００の汚染を低減することができる。また、取込口１０５は、注射針と接続されていても良い。さらに、後述する調整管２４１の溜部２４１ｂにポンプ機能をもたせ、取込口１０５を介して遠心分離管２０１及び調整管２４１に試料５００を導入するようにしても良い。
（３−２）調整管
調整管２４１は、第１秤量部２０５と共に、概ねＵ字形の遠心分離管２０１の一方の開口した端部に接続されている。また、遠心分離管２０１の他方の開口した端部には取込口１０５が接続されている。ここで、調整管２４１は、調整管２４１内の第１地点と第２地点を有しており、第１地点と第１回転軸３１０との距離が、第２地点と第１回転軸３１０との距離よりも短くなるように形成されている。このとき、まず
対象成分５１０を得るために遠心分離管２０１及び遠心分離管２０１に接続された調整管２４１に試料５００が導入され、遠心分離管２０１及び調整管２４１には試料５００が満たされている。この状態で第１回転軸３１０を中心として回転すると、調整管２４１内の第２地点は、第１回転軸３１０との距離が遠いため、調整管２４１の第１地点よりも大きな遠心力が働く。よって、第１地点を境にして試料５００が分離される。つまり、第１地点より遠心分離管２０１側の試料は、遠心分離管２０１に導入されて遠心分離される。一方、第１地点より調整管２４１側の試料は、調整管２４１に導入される。よって、遠心分離管２０１内を満たす一定量の試料５００から概ね一定量の対象成分５１０を得ることができる。
より好ましくは、次のように設計される。調整管２４１は、調整管２４１と遠心分離管２０１とを接続する調整管接続部２４１ａ（図８Ａの太線で示す２４１ａ）と溜部２４１ｂとを含んでいる。調整管接続部２４１ａの端部２４１ａ’（図８Ａ参照）、つまり遠心分離管２０１と調整管接続部２４１ａとの接続部分は、溜部２４１ｂより第１回転軸３１０側に位置するように設計される（図８Ａ参照）。
ここで、遠心分離を行う前に、遠心分離管２０１及び調整管接続部２４１ａを満たすように調整管２４１に試料５００を導入する。この状態で第１回転軸３１０を中心として回転すると、調整管接続部２４１ａの端部２４１ａ’を境にして試料が分離される。つまり、後述する図２０に示すように、調整管接続部２４１ａの端部２４１ａ’より遠心分離管２０１側の試料５００は、遠心分離管２０１に導入されて遠心分離される。一方、端部２４１ａ’より調整管２４１側の試料は、溜部２４１ｂに導入されて遠心分離される。よって、調整管２４１により遠心分離管２０１内を満たすように試料５００を導入できるため、導入される試料５００の量を試料５００の導入時毎に一定量にすることができる。そのため遠心分離管２０１内において、一定量の試料５００が遠心分離される。が遠心分離管により遠心分離される。以上より、一定量の試料５００から概ね一定量の対象成分５１０を得ることができる。
調整管接続部２４１ａは、第１回転軸３１０と反対側に開口を有するようなＵ字形に形成されていると、調整管２４１内の試料５００と遠心分離管２０１内の試料５００との分離が容易であり好ましい。
（３−３）遠心分離管
遠心分離管２０１は取込口１０５に接続されており、取込口１０５から試料５００が導入される。遠心分離管２０１は概ねＵ字形をしており、一方の開口した第１端部２０１１は所定の容積を有する第１秤量部２０５に、他方の開口した第２端部２０１２は取込口１０５に接続されている。
このように遠心分離管２０１がＵ字形に形成されていると、第１回転軸３１０を中心とする回転時において、非対象成分５２０がＵ字管の底部の第１保持部２０３に保持され、対象成分５１０がＵ字管内部に位置することで、対象成分５１０と非対象成分５２０とが分離される。次に、第２回転軸３１１を中心とする回転時において、非対象成分５２０はそのまま第１保持部２０３に保持されるため、Ｕ字管の底部に対して第１秤量部２０５側の第１端部２０１１ともう一方の第２端部２０１２とに至るＵ字管内部に位置する対象成分は、有効に第１秤量部２０５に導入される。よって、試料中の対象成分５１０を効率よく分離可能である。
ここで、図１１に示すように、Ｕ字の遠心分離管２０１の一方の管軸を通る線２５３と他方の管軸を通る線２５１を次のように設定する。遠心分離管２０１の管軸が一方の線２５３と一致する方が第１秤量部２０５と接続され、管軸が他方の線２５１と一致する方が取込口１０５と接続される。
線２５１は、Ｕ字の遠心分離管２０１の底部から開口に向かうほど第２回転軸３１１との距離が狭まる。例えば、図１１中の線２５１と第２回転軸３１１との距離を表すＬ１とＬ２とでは、より遠心分離管２０１の底部から遠い、線２５１上の点と第２回転軸３１１との距離Ｌ１の方が、Ｌ２よりも短く設定されている。逆に、線２５３は、Ｕ字の遠心分離管２０１の底部から開口に向かうほど第２回転軸３１１との距離が広がる。つまり、遠心分離管２０１は、その底部から第２端部２０１２へ向かうほど第２回転軸３１１との距離が狭まるように形成されている。よって、第２回転軸３１１を中心とする回転により、遠心分離管２０１の第２端部２０１２から底部に向かう方向に対象成分５１０が送液される。一方、遠心分離管２０１は、その底部から第１秤量部２０５に接続された一方の第１端部２０１１へ向かうほど第２回転軸３１１との距離が広がるように形成されている。よって、第２回転軸３１１を中心とする回転により、遠心分離管２０１の底部から第１端部２０１１に向かう方向に対象成分５１０が送液され、第１秤量部２０５に対象成分５１０が送液される。上記のように遠心分離管２０１を形成することで、第１回転軸３１０を中心とする回転により対象成分５１０を効率よく遠心分離しつつ、第２回転軸３１１を中心とする回転により、分離された対象成分５１０を効率よく第１秤量部２０５に移動させることができる。
さらに、線２５１及び線２５３により構成される遠心分離管２０１の開口は、第１回転軸３１０側に向かうほど広がりを有していると好ましい。遠心分離管２０１の開口が第１回転軸３１０側にあるため、その底部が第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向外周側に位置している。つまり、遠心分離管２０１の開口部分と第１回転軸３１０との距離が、遠心分離管２０１の底部と第１回転軸３１０との距離よりも短い。このとき、第１回転軸３１０を中心として回転させた場合の遠心力と、Ｕ字形の遠心分離管２０１の開口から底部への方向とが概ね一致する。よって、第１回転軸３１０を中心とする回転により遠心分離管２０１の底部に最も遠心力が働く。そのため、試料５００中から対象成分５１０以外の非対象成分５２０を遠心分離管２０１の底部に効率良く移動し、試料５００から対象成分５１０を効率よく分離することができる。
また、図１１に示すように、線２５１と線２５３とのなす角θが９０度以内となるように設計すると、遠心分離管２０１のＵ字の開きが９０度以内となるため、秤量チップ１００上での遠心分離管２０１の占有面積を小さくすることができ、秤量チップを小型化することができ好ましい。
また、図１１に示すように、遠心分離管２０１及び第１秤量部２０５の接続部分である第１端部２０１１と第１回転軸３１０との距離が、遠心分離管２０１の第２端部２０１２と第１回転軸３１０との距離よりも小さいと好ましい。このようにすると、第２端部２０１２よりも第１端部２０１１の方が第１回転軸３１０よりも近いため、第１回転軸３１０を中心として回転した場合、試料５００が第１秤量部２０５へ導入されるのを防止することができる。同様の理由により、取込口１０５との関係においては、第１端部２０１１と第１回転軸３１０との距離が、取込口１０５の中心部と第１回転軸３１０との距離よりも小さいと好ましい。ここで、図１１中、円弧２５７は、第１回転軸３１０から取込口１０５の中心部までが半径である、第１回転軸３１０を中心とする円弧である。このとき、第１端部２０１１は、第１回転軸３１０に対して円弧２５７の内側に位置する。つまり、取込口１０５よりも第１端部２０１１の方が第１回転軸３１０に近いため、第１回転軸３１０を中心として回転した場合、試料５００が第１秤量部２０５へ導入されるのを防止することができる。
ここで、遠心分離管２０１を構成する左右の管に対する各接線が上記の線２５１及び２５３と同様の関係を満たすように設定しても良い。
さらに、遠心分離管２０１はＵ字形に限定されず、例えば図８Ｂに示すように例えばコップ状を有するように形成されていれば良い。このとき、第１保持部２０３と及び遠心分離管２０１は一体に形成、さらに具体的には、後述する保持部本体２０３ａ、保持部連結管２０３ｂ及び遠心分離管２０１とは一体に形成されており、第１保持部２０３は、第２回転軸３１１を中心とする回転により非対象成分５２０が、第１秤量部２０５に導入されないように第２回転軸３１１方向に開口を有するように形成されている。そして、遠心分離管２０１及び遠心分離管２０１と一体の第１保持部２０３に導入された試料５００は、第１回転軸３１１を中心とする回転により試料５００中の非対象成分５２０が第１保持部２０３に導入される。そして、遠心分離管２０１の上澄みの対象成分５１０を、第２回転軸３１１を中心とする回転により第１秤量部１１に導入し、上述と同様に秤量を行う。また、調整管２４１は、図８Ｂに示すように図中の遠心分離管２０１の左に設けることもできる。
（３−４）第１保持部
また、遠心分離管２０１のＵ字の底部には第１保持部２０３が設けられているため、遠心分離管２０１での遠心分離によりＵ字の底部に移動した非対象成分５２０が第１保持部２０３に導入される。ここで、図１２は、第１保持部の拡大図であり、第１保持部２０３は、例えば破線２６９を境にして保持部本体２０３ａと、保持部本体２０３ａ及び遠心分離管２０１を接続する保持部連結管２０３ｂとから構成される。第１保持部２０３の各部は、以下のように設計される。
管状の保持部連結管２０３ｂは、保持部連結管２０３ｂの管軸２５９の延長線が第１回転軸３１０と交差するように設計する。このように設計すると、第１回転軸３１０を中心とする回転による遠心力の方向（図１２中、管軸２５９に沿う太矢印）と、保持部連結管２０３ｂの管軸の方向とが概ね一致する。よって、非対象成分５２０が遠心分離管２０１から第１保持部２０３へと効率良く導入される。そのため、対象成分５１０と非対象成分５２０の分離を効率よく行うことができる。
また、第１保持部２０３と遠心分離管２０１との接続部分である保持部連結管２０３ｂの断面積は、遠心分離管２０１の断面積よりも大きくなるように形成されていると好ましい。ここで、断面積は、検査チップ１００の平面方向の断面積のみならずあらゆる方向での断面積を含む。保持部連結管２０３ｂの断面積が大きく形成されていると、第１保持部２０３に試料５００や非対象成分５２０が導入されてきた場合に、第１保持部２０３内に存在する空気を第１保持部２０３から遠心分離管２０１へ効率よく逃すことができる。
さらに、保持部本体２０３ａは、保持部連結管２０３ｂよりも第１回転軸３１０を中心とする円及び第２回転軸３１１を中心とする円の半径方向の外周側に形成されていると好ましい。つまり、次のように設計すると好ましい。図１２中、円弧２６５は、保持部本体２０３ａの底部２６３から第１回転軸３１０までが半径である、第１回転軸３１０を中心とする円弧である。また、円弧２６７は、底部２６３から第２回転軸３１１までが半径である、第２回転軸３１１を中心とする円弧である。このとき、保持部本体２０３ａは、保持部連結管２０３ｂより第１回転軸３１０及び第２回転軸３１１を中心とする円の半径方向の外周側に位置している。言い換えれば、保持部本体２０３ａと第１回転軸３１０との距離は、保持部連結管２０３ｂと第１回転軸３１０との距離よりも長く、かつ保持部本体２０３ａと第２回転軸３１１との距離は、保持部連結管２０３ｂと第２回転軸３１１との距離よりも長い。このように設計することで、第１回転軸３１０を中心とする回転により、第１回転軸３１０からの距離が保持部連結管２０３ｂより遠い保持部本体２０３ａの方向に遠心力が働く（図１２中、管軸２５９に沿う太矢印を参照）。よって、非対象成分５２０が保持部本体に効率よく導入される。また、第２回転軸３１１を中心とする回転により、第２回転軸３１１からの距離が保持部連結管２０３ｂより遠い保持部本体２０３ａの方向に遠心力が働く（図１２中、第２回転軸３１１から底部２６３方向に沿う太矢印を参照）。よって、導入されている非対象成分５２０が保持部本体２０３ａにそのまま保持され、非対象成分５２０が保持部連結管２０３ｂから遠心分離管２０１に逆流し難い。そのため、対象成分５１０及び非対象成分５２０の分離が確実に行われ、対象成分５１０のみを効率よく第１秤量部２０５へ導入することができる。
ここで、検査チップ１００に導入する試料５００が血液であり、対象成分５１０が血漿である場合、一定量の血漿を得るために遠心分離管２０１及び第１保持部２０３を次のように設計すると好ましい。血液中の血球の割合は約３０〜４０％であるため、遠心分離管２０１に対する第１保持部２０３の容積の比は、遠心分離管２０１及び第１保持部２０３を合計した容積を１００％とすると、遠心分離管２０１：第１保持部２０３＝５０％：５０％となるように設計する。容積比が遠心分離管２０１：第１保持部２０３＝６０％：４０％であると、概ね血球成分のみが第１保持部２０３内に導入されるため、血漿を無駄なく遠心分離することができ好ましい。例えば、第１保持部２０３の容積が５０％以上であると、血液中の多くの血漿が第１保持部２０３に導入されてしまうため、血漿成分が無駄になってしまう。一方、第１保持部２０３の容積が４０％以下であると、血球成分が第１保持部２０３から溢れ出てしまうため、血漿成分の分離がし難い。
（３−５）第１秤量部、廃液溜
第１秤量部２０５は、遠心分離管２０１、廃液溜２０７及び取出管２０９と接続されている。遠心分離管２０１のＵ字の開口した端部の一方に接続された第１秤量部２０５は、第１秤量部２０５及び遠心分離管２０１の接続部分である秤量部接続管２０５ｂと、秤量部接続管２０５ｂに接続される秤量部本体２０５ａとから構成されている。また、廃液溜２０７は、廃液溜２０７及び第１秤量部２０５を接続する廃液溜接続部２０７ｂと、廃液溜接続部２０７ｂに接続される廃液溜本体２０７ａとから構成されている。ここで、第１秤量部２０５は、秤量部接続管２０５ｂが第２回転軸３１１側に、秤量部本体２０５ａが秤量部接続管２０５ｂより第２回転軸３１１を中心とする円の半径方向外周側に概ね位置するように配置する。さらに、第１秤量部２０５の底部２０５ａ’（図８Ａ参照）よりも第２回転軸３１１側の秤量部本体２０５ａから分岐するように廃液溜２０７の廃液溜接続部２０７ｂが接続される。また、廃液溜接続部２０７ｂよりも第２回転軸３１１を中心とする円の半径方向外周側に位置するように廃液溜本体２０７ａを接続する。この廃液溜本体２０７ａは、さらに、廃液溜接続部２０７ｂよりも第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向外周側に位置するように配置する。
そして、第２回転軸３１１を中心として検査チップ１００を回転することにより、遠心分離管２０１で遠心分離された対象成分５１０は、第１秤量部２０５に導入される。このとき、第１秤量部２０５には廃液溜２０７が接続されているため、第１秤量部２０５の所望の容積を超える対象成分５１０が廃液溜２０７に導入される。そのため、第１秤量部２０５に対象成分５１０を導入することにより、所望の対象成分５１０を正確に秤量することができる。また、第２回転軸３１１を中心とする回転により廃液溜本体２０７ａに導入された対象成分５１０は、廃液溜接続部２０７ｂよりも第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向外周側に位置しているため、第１回転軸３１０を中心とする回転によっても第１秤量部２０５に逆流しない。よって、第１回転軸３１０を中心とする回転により第１秤量部２０５から正確に秤量された対象成分５１０を１次混合部２１７に導入することができる。
さらに、図１１に示すように、秤量部接続管２０５ｂの管軸を通る延長線２７１が第２回転軸３１１と交差すると、第２回転軸３１１を中心とする回転と、秤量部接続管２０５ｂの管軸の方向とが概ね一致するため、第２回転軸３１１を中心とする回転により対象成分５１０を遠心分離管２０１から第１秤量部２０５へ効率良く導入することができ好ましい。
また、対象成分５１０が接触する流路壁や各部の基板と、対象成分５１０との接触角が９０度より小さい場合は、図１４Ａに示すように、第１秤量部２０５の秤量部本体２０５ａに構造物２０６を設けると好ましい。このように構造物２０６を設けることで、遠心分離管２０１から導入された対象成分５１０の遠心分離管２０１への逆流を防ぐことができる。これは、構造物２０６が設けられた秤量部本体２０５ａに導入された対象成分５１０と、構造物２０６表面との間に表面張力が働くためである。第１秤量部２０５内の構造物２０６としては、図１４Ａに示すような円柱状のポール２０６に限定されず、図１４Ｂ〜図１４Ｅに示すような構造物も考えられる。このとき、隣接する構造物２０６間の距離が検査チップ１００内の流路幅よりも小さくなるように設計する。つまり、第１秤量部２０５に接続する秤量部接続管２０５ｂ、廃液溜接続部２０７ｂ及び取出管２０９の流路幅よりも、隣接する構造物２０６間の距離が小さくなるように設計する。
また、例えば図８Ａ及び図８Ｂに示すように、廃液溜２０７の廃液溜本体２０７ａは、第１回転軸３１０側に開口を有するコの字状に形成されていると好ましい。このとき、対象成分５１０を遠心分離管２０１から第１秤量部２０５に導入する際の第２回転軸３１１を中心とする回転により、第１秤量部２０５から廃液溜本体２０７ａに第１秤量部２０５からあふれ出た過剰の対象成分５１０が導入される。次に、第１回転軸３１０を中心とする回転により第１秤量部２０５から対象成分５１０を取り出す場合、廃液溜本体２０７ａに導入された対象成分５１０は、コの字状の廃液溜本体２０７ａにそのまま保持される。これは、廃液溜本体２０７ａが第１回転軸３１０に対して概ねコップ状に形成されているため、廃液溜本体２０７ａから第１秤量部２０５への対象成分５１０の逆流が防止されるからである。よって、正確に秤量された対象成分５１０を第１秤量部２０５から取出管２０９を介して取り出すことができる。
（３−６）取出管、試薬溜、１次混合部
取出管２０９は、第１秤量部２０５に接続されている。１次混合部２１７は、取出管２０９、試薬溜２１９ａ、２１９ｂと接続されている。また、第１秤量部２０５、取出管２０９及び１次混合部２１７は、第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向外周側に順に位置している。ここで、第１秤量部２０５に接続されている取出管２０９は、第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向に概ね沿うように配置される（図１１参照）。よって、第１秤量部２０５に導入された対象成分５１０は、第１回転軸３１０を中心とする回転により取出管２０９を介して１次混合部２１７に導入される。
また、試薬溜（２１９ａ、２１９ｂ）２１９は、１次混合部２１７に接続されており、試薬５５０が貯蔵されている。試薬溜２１９内の試薬５５０は、第１回転軸３１０を中心とする回転により１次混合部２１７に導入される。試薬溜２１９から１次混合部２１７への試薬５５０の導入は、遠心分離時の回転または第１秤量部２０５から１次混合部２１７への対象成分５１０の導入時の回転と同時に行われると、工程を単純化及び迅速化でき好ましい。ここで、試薬溜２１９は、１つである必要はなく検査項目に応じて複数設けることができる。
また、試薬溜２１９から１次混合部２１７への試薬の導入が第１回転軸３１０を中心とする回転により主に行われる場合は、試薬溜２１９を次のように設計すると好ましい。図８Ａ，図８Ｂ、図１１等に示すように、試薬溜２１９ａ及び２１９ｂの各々と１次混合部２１７との接続部分である試薬溜接続管２１９ａ’及び２１９ｂ’は、第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向に概ね沿うように配置される。また、試薬５５０が導入される部分は、試薬溜接続管２１９ａ’及び２１９ｂ’よりも第１回転軸３１０側に形成されている。このように設計することで、第１回転軸３１０を中心とする回転により試薬溜２１９から１次混合部２１７方向への遠心力が働くため、試薬溜接続管２１９ａ’及び２１９ｂ’を介して試薬５５０を効率良く１次混合部２１７へ導入することができる。さらに、試薬溜接続管２１９ａ’及び２１９ｂが、１次混合部２１７の第２回転軸３１１に対する底部２１７’（図１１中、１次混合部２１７の斜線部分）よりも第２回転軸３１１側に位置しているとする。このとき、１次混合部２１７の底部２１７’の容積が、試薬溜２１９ａ及び２１９ｂの容積の合計よりも大きく形成されていると好ましい。このように設計すると、第１回転軸３１０を中心とする回転により試薬溜２１９から１次混合部２１７に導入されている試薬が、第２回転軸３１１を中心とする回転により１次混合部２１７から試薬溜２１９に逆流しない。このとき、１次混合部２１７の底部２１７’の容積が、試薬溜２１９ａ及び２１９ｂの容積の合計の１．５倍以上あると、逆流を有効に防止でき好ましい。
また、試薬溜２１９において、試薬５５０を次のようにカプセル内に入れておくこともできる。図１５Ａは、カプセル内に封入された試薬が試薬溜におかれている様子を示す平面図、図１５Ｂ、図１５Ｃは試薬溜から試薬が流れ出す様子を示す摸式図である。
検査チップ１００の試薬溜２１９部分には、試薬５５０が封入されたカプセル６００を載置するための空間６０５、試薬５５０を１次混合部２１７へ導入するための試薬導入部６０７、蓋部６１０及び蓋部６１０に圧力を加えるための吸引口６３０が設けられている。また、空間６０５を形成する検査チップ１００内の試薬５５０に対向する位置には、突起６０９が設けられている。また、空間６０５の上部には、試薬溜２１９を覆う蓋部６１０が設けられている。蓋部６１０は、突起６０９に対向する位置に押出部６１５を有している。蓋部６１０にカプセル６００を押す方向の圧力が加わっていない場合は、図１５Ｂに示すように、カプセル６００は突起６０９により突き破られていない。一方、例えば、蓋部６１０と検査チップ１００との間の空気を吸引する力が吸引口６３０を介して働き、試薬溜２１９にカプセル６００方向の圧力が加わると、押出部６１５により突起６０９が押される。そして、図１５Ｃに示すように突起６０９がカプセル６００を突き破り、試薬５５０をカプセル６００から流出させる。流出した試薬５５０は、１次混合部２１７に接続される試薬導入部６０７から１次混合部２１７に導入される。このような構成であると、試薬５５０をカプセル６００内に保持することができるので、試薬５５０と外部との接触を避けることができる。よって、空気中の二酸化炭素の溶解によるｐＨ変化、光による酵素や色素の劣化を防止することができる。蓋部６１０を外から押圧してカプセル６００を押し破っても良い。さらに、図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、突起６０９が設けられた試薬溜２１９上を検査チップ１００上部から押圧し、カプセル６００を押し破っても良い。図１６Ｂに示すように突起６０９が設けられた部分が検査チップ１００表面より突出していると、押圧箇所が明確であり好ましい。カプセル６００の材質としては、アルミ・プラスティック複合体が好ましい。
（３−７）２次混合部
２次混合部２２０は、１次混合部２１７と接続されており、１次混合部２１７において対象成分５１０と試薬５５０とが混合された混合物資５６０をさらに混合する。２次混合部２２０は、複数段に接続されたミキサ部２２０ａを有している。ミキサ部２２０ａは、例えば図１７に示すように構成されている。ミキサ部２２０ａは、Ｈ型壁２２５を有しており、Ｈ型壁２２５を取り囲むようにマイクロ流路２２７が形成されている。このような微細なマイクロ流路２２７により２次混合部２２０の集積率を高め、検査チップ１００の面積を小さくすることができる。
（３−８）光検出路、光導入口、光導出口及び取出口
２次混合部２２０において試薬５５０及び対象成分５１０が混合された混合物質５６０が光検出路２３０に導入される。光導入口２３３から光検出路２３０に光が導入され、光導出口２３５から光検出路２３０内を通過後の光が取り出される。そして、光の透過量を測定することで、対象成分５１０の定量を行う。光検出路２３０は、Ａｌ等の光反射率が高い物質によりコーティングされていると好ましい。また、光導入口２３３及び光導出口２３５は光導波路であり、これらの材料としては、上部及び下部基板よりも屈折率が高く光を集めやすい材料を用いる。また、紫外光測定を行う場合は、上部及び下部基板よりも紫外光透過率の高い材料を用いる。光導入口２３３及び光導出口２３５は、例えば上部及び下部基板に光導入口２３３及び光導出口２３５の光導波路以外の各部を形成した後、射出成型により上部及び下部基板を成型することにより作成する。
第１実施形態例では、図８Ａ、図８Ｂ及び図１０に示すように、基板の側面から光検出路２３０に光を照射しているが、基板の上下方向から光を照射することも可能である。また、図１８Ａに示すように、光ファイバやＬＥＤからの光を平行光として、光導波路である光導入口２３３に導入することもできる。図１８Ａは、検査チップ１００に設けられた光検出路２３０と光ファイバ３３２からの入射光との関係図である。光ファイバ３３２からの光は、レンズ３３５により平行光となっている。このように平行光により光の進行方向を光検出路２３０と沿う方向とし、一定の光束を確保することで、光導入口２３３全体に効率よく光を入射することができる。
さらに、図１８Ｂに示すように、光を受光する受光部３３７に検査チップ１００外部からの光が侵入しないように検出装置３０２に遮光体３３９を設けると良い。検出装置３０２に設けられた遮光体３３９は、例えば検査チップ１００上面に位置し、光ファイバ３３２からの光や光ファイバ３３２の光がレンズ３３５により平行光となった光が光検出路２３０にのみに照射するようにする。
（４）検査チップの使用方法
次に、図１９〜図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃを用いて、試料５００から対象成分５１０を定量するときの検査チップ１００の使用方法の一例を説明する。
ステップ１：まず、図２５Ａに示すように、装置３００上の回転台３０１の回転中心と第１回転軸３１０とが一致するように検査チップ１００を回転台３０１に固定する。そして、バネ２５５付きの採取針２５０を利用して、血液などの試料５００を採取する。次に、以下のようにして試料５００の定量を行う。
ステップ２：次に、遠心分離管２０１と、調整管２４１の調整管接続部２４１ａとが、満たされるように試料５００を導入する（図１９参照）。
ステップ３：そして、回転台３０１を回転させる。このとき、検査チップ１００は図２５（ａ）に示すように回転台３０１の回転中心と第１回転軸３１０とが一致するように、回転台３０１上に載置されている。よって、この状態で回転台３０１を回転させると、検査チップ１００は第１回転軸３１０を中心にして回転する。この第１回転軸３１０を中心とする回転により、図２０に示すように調整管接続部２４１ａと遠心分離管２０１との境界Ｂ−Ｂ’、つまり端部２４１’を境にして遠心分離が行われる。つまり、境界Ｂ−Ｂ’より遠心分離管２０１側の試料５００は、遠心分離管２０１に導入されて遠心分離される。一方、境界Ｂ−Ｂ’より調整管２４１側の試料は、溜部２４１ｂに導入される。ここで、第１回転軸３１０を中心とする回転により、遠心分離管２０１の開口から底部方向に遠心力が働く。よって、試料５００中の対象成分５１０以外の非対象成分５２０が遠心分離管２０１の底部に移動して第１保持部２０３に導入され保持される。そして、試料５００から対象成分５１０が遠心分離される（図２０参照）。
ステップ４：さらに、第１回転軸３１０を中心にして検査チップ１００を回転することにより、試薬溜２１９から１次混合部２１７に試薬５５０を導入する（図２０参照）。
ステップ５：次に、図２５Ｂに示すように検査チップ１００を所定の角度回転させ、回転台３０１の回転中心と第２回転軸３１１とを一致させる。所定の角度とは、第１回転軸３１０と第２回転軸３１１とがなす角である。そして、回転台３０１を回転し、検査チップ１００を第２回転軸３１１を中心に回転させる。この第２回転軸３１１を中心とする回転によって、ステップ３により遠心分離された対象成分５１０を、遠心分離管２０１から第１秤量部２０５に導入する（図２１参照）。ここで、第１秤量部２０５に接続された廃液溜２０７から、第１秤量部２０５の所望の容積を超える対象成分５１０が廃液溜２０７に導入される。また、ステップ３において第１保持部２０３に導入された非対象成分５２０は、そのまま第１保持部２０３に保持される。そのため、対象成分５１０を第１秤量部２０５に取り出す際において、非対隊成分５２０の対象成分５１０への混入が抑制される。よって、遠心分離管内に分離された対象成分を有効に第１秤量部２０５に取り出し、第１秤量部２０５において所望の対象成分５１０のみを正確に秤量することができる。
ステップ６：次に、図２５Ｃに示すように検査チップ１００を所定の角度回転させ、回転台３０１の回転中心と第１回転軸３１０とを一致させる。そして、第１回転軸３１０を中心として検査チップ１００を回転させ、第１秤量部２０５内の対象成分５１０を１次混合部２１７に導入する。さらに第１回転軸３１０を中心とする回転により１次混合部２１７において、対象成分５１０と試薬５５０とを混合して混合物質５６０を得る（図２２参照）。
上記の対象成分５１０の第１秤量部２０５から１次混合部２１７への導入と、１次混合部２１７での対象成分５１０と試薬５５０との混合とを同じ回転時に行うと、検査チップ１００の取り扱いが容易であり、また迅速に混合物質５６０を得ることができ好ましい。
ステップ７：１次混合部２１７において対象成分５１０と試薬５５０とが混合された混合物資５６０を２次混合部２２０に導入し、さらに混合する（図２３参照）。
ステップ８：混合物質５６０を光検出路２３０に導入する。そして、光導入口２３３から光検出路２３０に光を導入し、光導出口２３５から光検出路２３０内を通過後の光を取り出す。この光の透過量を測定することで、対象成分５１０の定量を行う（図２４参照）。
上記のステップ４の試薬５５０を導入するステップは、ステップ３の遠心分離管２０１における対象成分５１０の分離時、ステップ５における対象成分５１０の第１秤量部２０５への導入時及びステップ６における対象成分５１０の１次混合部２１７への導入時に同時に行うようにしても良い。試薬５５０の導入を同時に行うことで、混合物質５６０を迅速に得ることができる。
（５）効果
試料５００が導入された検査チップ１００を上記のように取り扱うことで、試料５００中の対象成分５１０の分離、秤量、試薬との混合及び定量を２つの第１回転軸３１０及び第２回転軸３１１を利用して一括に行うことができる。また、非対象成分５２０は第１保持部２３０に保持されているため、対象成分５１０を第１秤量部２０５に取り出す際において、非対象成分５２０の対象成分５１０への混入が抑制され、遠心分離管２０１内に分離された対象成分５１０を、有効に第１秤量部２０５に取り出すことができる。よって、対象成分５１０の分離、秤量を効率よく行うことができる。さらに、上述のように、第１回転軸３１０→第２回転軸３１１、及び第２回転軸３１１→第１回転軸３１０の切換により試料５００を分離、秤量及び定量することができるので、これらの工程を簡便に行うことができる。
このとき、第１秤量部２０５は所望の容積を有しており、遠心分離管２０１から導入された対象成分５１０を正確に秤量することができる。よって、試薬５５０と対象成分５１０とが所望の混合比の混合物質５６０を得ることができる。前述のように分離、秤量を検査チップ１００の回転のみにより行うため、分離、秤量のために検査チップ１００をポンプ等の装置に接続する必要がなく、検査チップ１００が載置される装置全体の構成を単純化することができる。また、試料５００が導入されてから定量されるまで、検査チップ１００の外に取り出されることがないため、対象成分５１０の汚染を低減し、対象成分５１０を正確に定量することができる。さらに、分離、秤量、混合及び定量を１チップ内において行うことができるので、検査チップ１００の小型化を図ることができる。
さらに、図２６に示すように、アルミバルブ３５０及び３５１を取出管２０９に設けると好ましい。アルミバルブ３５０及び３５１は、取出管２０９よりも流路幅が広くなるように設計する。アルミバルブ３５０は第１秤量部２０５に隣接し、アルミバルブ３５１は１次混合部２１７に隣接する。そしてアルミバルブ３５０は、第１秤量部２０５に導入された対象成分５１０が第１秤量部２０５から漏れでるのを防止する。これは、第１秤量部２０５内の対象成分５１０が、第１秤量部２０５より流路幅の大きいアルミバルブ３５０と接することで、対象成分５１０の表面積を小さくし、自由エネルギーを小さく保とうとするためである。また、アルミバルブ３５１は、１次混合部２１７に導入された対象成分５１０が、１次混合部２１７から第１秤量部２０５に上述と同様の理由により逆流するのを防止する。このアルミバルブは、前記の位置に限定されず、１次混合部２１７及び２次混合部２２０間や２次混合部２２０及び光検出路２３０間に毛管現象を防止するために設けることもできる。このアルミバルブは、光検出路２３０内のＡｌコーティングと同じ工程で作ることができる。
［第２実施形態例］
図２７は本発明の第２実施形態例に係る検査チップの斜視図、図２８は図２７の要部を説明する説明図、図２９は第２実施形態例に係る別の検査チップの斜視図、図３０は図２９の要部を説明する説明図である。第２実施形態例は、試薬秤量部６７０、試薬廃棄溜６７５、試薬取出管６７７及び試薬導入部６７９を用いて、導入する試薬を秤量することができる点以外の構成は第１実施形態例と同様の構成であり、同一の符号番号は同一の構成要素を表す。
図２７の検査チップ４００は、対象成分を含む試料の取込口１０５、遠心分離管２０１、第１保持部（２０３ａ、２０３ｂ）２０３、第１秤量部（２０５ａ、２０５ｂ）２０５、廃液溜（２０７ａ、２０７ｂ）２０７、取出管２０９、１次混合部２１７、試薬が貯蔵される試薬溜２１９、試薬秤量部６７０、試薬廃棄溜６７５、試薬取出管６７７、ミキサ部２２０ａからなる２次混合部２２０、光検出路２３０、光導入口２３３、光導出口２３５、取出口２４０及び調整管（２４１ａ、２４１ｂ）２４１を有している。
試薬秤量部６７０は、試薬溜２１９、試薬廃棄溜６７５及び試薬取出管６７７に接続されている。試薬秤量部６７０は、試薬秤量部６７０及び試薬溜２１９の接続部分６７０ｂと、接続部分６７０ｂに接続される試薬秤量部本体６７０ａとから構成されている。また、試薬秤量部６７０は、接続部分６７０ｂが第２回転軸３１１側に、試薬秤量部本体６７０ａが接続部分６７０ｂより第２回転軸３１１を中心とする円の半径方向外周側に概ね位置するように配置する。さらに、試薬秤量部６７０の底部６７０ａ’よりも第２回転軸３１１側の試薬秤量部本体６７０ａから分岐するように、試薬廃棄溜６７５の廃棄溜接続部６７５ｂを接続する。また、廃棄溜接続部６７５ｂよりも第２回転軸３１１を中心とする円の半径方向外周側に位置するように廃棄溜本体６７５ａを接続する。この廃棄溜本体６７５ａは、さらに、廃棄溜接続部６７５ｂよりも第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向外周側に位置するように配置する。
上記の検査チップ４００は、次の手順により使用される。まず、第１回転軸３１０を中心とする回転により、遠心分離管２０１において試料５００から対象成分５１０が分離された後、例えばカプセル６００を破ることにより試薬５５０を試薬溜２１９に導入する。次に、第２回転軸３１１を中心として検査チップ１００を回転し、遠心分離管２０１から第１秤量部２０５に対象成分５１０を導入すると同時に、試薬溜２１９内の試薬５５０を試薬秤量部６７０に導入する。このとき、試薬秤量部６７０には試薬廃棄溜６７５が接続されているため、試薬秤量部６７０の所望の容積を超える試薬５５０が試薬廃棄溜６７５に導入される。そのため、試薬秤量部６７０に試薬５５０を導入することにより、所望の試薬５５０を正確に秤量することができる。また、第２回転軸３１１を中心とする回転により廃棄溜本体６７５ａに導入された試薬５５０は、廃棄溜本体６７５ａが廃棄溜接続部６７５ｂよりも第１回転軸３１０を中心とする円の半径方向外周側に位置しているため、第１回転軸３１０を中心とする回転によっても試薬秤量部６７０に逆流しない。よって、試薬秤量部６７０において、正確に試薬５５０を秤量することができる。最後に第１回転軸３１０を中心とする回転により、この正確に秤量された試薬５５０を試薬秤量部６７０から試薬取出管６７７を介して１次混合部２１７に導入する。このとき、第１秤量部２０５から１次混合部２１７に正確に秤量された対象成分５１０が導入されている。よって、１次混合部２１７において、正確に秤量された対象成分５１０と正確に秤量された試薬５５０を導入し、所望の混合比の混合物質５６０を得ることができる。
図２９の検査チップ４００は、図２７の検査チップ４００よりもさらに、試薬溜２１９と試薬秤量部６７０との間に試薬導入部６７９、接続管６７９’を有している。
まず、例えばカプセル６００を破ることにより試薬５５０を試薬溜２１９に導入しておく。そして、第１回転軸３１０を中心とする回転により、遠心分離管２０１において試料５００から対象成分５１０が分離されると同時に、試薬溜２１９から接続管６７９’を介して試薬導入部６７９に試薬５５０が導入される。次に、第２回転軸３１１を中心として検査チップ１００を回転し、遠心分離管２０１から第１秤量部２０５に対象成分５１０を導入すると同時に、試薬溜２１９内の試薬５５０を試薬秤量部６７０に導入する。さらに、第１回転軸３１０を中心とする回転により、正確に秤量された対象成分５１０及び正確に秤量された試薬５５０を１次混合部２１７に導入し、所望の混合比の混合物質５６０を得ることができる。この図２９の検査チップ４００の場合、検査チップ４００を回転する前に、試薬５５０を試薬溜２１９に導入しておくことができる。
［第３実施形態例］
図３１は本発明の第３実施形態例に係る検査チップの斜視図、図３２は図３１の平面図、図３３は図３１の検査チップが載置される検出装置である。第３実施形態例は、複数の検査が実行できるように秤量部や混合部等を含む複数の定量部（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ）２００が設けられている点、光導入口２３３及び光導出口２３５付近の基板の構成が第１実施形態例と異なるのみでその他の構成は同様であり、同一の符号番号は同一の構成要素を表す。
第３実施形態例の検査チップ１００は、対象成分を含む試料の取込口１０５、遠心分離管２０１、第１保持部２０３、複数の定量部（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ）２００、廃液溜２０７及び調整管２４１を有している。定量部２００のそれぞれは、取出管２０９、１次混合部２１７、試薬が貯蔵される試薬溜（２１９ａ、２１９ｂ）２１９、ミキサ部２２０ａからなる２次混合部２２０、光検出路２３０、光導入口２３３、光導出口２３５、取出口２４０を有している。さらに、定量部２００ａ、２００ｂ、２００ｃのそれぞれは、第１秤量部２０５、第２秤量部７００及び第３秤量部７０５を有している。第１秤量部２０５は、秤量部接続管７００’を介して第２秤量部７００と接続されており、第２秤量部７００は、秤量部接続管７０５’を介して第３秤量部７０５と接続されている。また、第３秤量部７０５は、廃液溜２０７に接続されている。ここで、各秤量部の容積は、次式（１）に示すように遠心分離管２０１から遠ざかるに連れて順に小さくなるように形成されている。
第１秤量部２０５＞第２秤量部７００＞第３秤量部７０５ …（１）
さらに、各定量部２００のそれぞれの取出管２０９からの延長線は、図３２に示すように第１回転軸３１０において交差する。また、第１秤量部２０５と遠心分離管２０１との接続部分である秤量部接続管２０５ｂ、秤量部接続管７００’、秤量部接続管７０５’、及び廃液溜２０７と第３秤量部７０５との接続部分である廃液溜接続部２０７ｂの延長線は、図３２に示すように第２回転軸３１１において交差する。このように設計することで、第１回転軸３１０を中心とする回転により、各定量部２００内のそれぞれの取出管２０９から１次混合部２１７に秤量された対象成分５１０を効率よく導入することができる。これは、第１回転軸３１０を中心とする回転の遠心力の方向と取出管２０９との延長方向が概ね一致するためである。また、第２回転軸３１１を中心とする回転により、各定量部２００内の第１秤量部２０５、第２秤量部７００及び第３秤量部７０５に対象成分５１０を効率よく導入することができる。これは、第２回転軸３１１を中心とする回転の遠心力の方向が、秤量部接続管２０５ｂ、秤量部接続管７００’、秤量部接続管７０５’及び廃液溜接続部２０７ｂの延長方向と概ね一致するためである。
この第３実施形態例では、遠心分離管２０１において対象成分５１０が分離された後、第２回転軸３１１を中心とする回転により遠心分離管２０１から第１秤量部２０５の方へ対象成分５１０が導入される。ここで、第１秤量部２０５からあふれた対象成分５１０は、第２秤量部７００へ導入される。また、第２秤量部７００からあふれた対象成分５１０は、第３秤量部７０５へ導入される。さらに第３秤量部７０５からあふれた対象成分５１０は、廃液溜２０７へ導入される。このように各秤量部に対象成分５１０が導入されることにより、第１秤量部２０５、第２秤量部７００及び第３秤量部７０５それぞれから所望の量の対象成分５１０を得ることができる。このとき、各秤量部は、遠心分離管２０１に近いほど容積が大きくなる。よって、第１秤量部２０５に導入された対象成分５１０が第１秤量部２０５から遠心分離管２０１側に溢れ出るのを低減することができる。
また、定量部２００毎に所望の量の対象成分５１０を秤量して定量することができるので、多項目の検査を一度に行うことができる。
さらに、検査チップ７００の基板には、光検出路２３０に光を導入する光導入口２３３及び光を取り出す光導出口２３５が露出されるような開口部６９０が設けられている。ここで、光導入口２３３及び光導出口２３５は、光が通過する光導波路である。この検査チップ７００は図３３に示すように検出装置８００上に載置される。そして、各定量部２００の光導入口２３３に光ファイバ７０３が接続され、検査チップ７００の開口部６９０に検出装置８００上のフォトダイオードなどの光検出部７０１が嵌め込まれて、対象成分５１０の定量が行われる。また、光の検出は、図３４に示すように光導出口２３５に隣接する基板内に設けられた孔部９１０に、フォトダイオードなどの光検出部を嵌め込むようにしても良い。
さらに、図３５に示すように光ファイバ７０３からの光をレンズ７１３により平行光とし、光束を広げて各光導入口２３３に導入するようにしても良い。
［その他の実施形態例］
（ａ）上記の実施形態例の検査チップを人工透析装置と組み合わせて利用することができる。図３６は、上記の実施形態の検査チップを人工透析装置に接続したときの概略図である。検査チップの取込口は、血液送液管８０５及びシャント又は針８２０を介して皮膚から採血を行う。また、血液送液管８０５は、中空視膜８１５を有する人工透析装置８１０と接続されている。さらに、検査チップへの送液を調整するために取込口付近にバルブＺが設けられている。人工透析装置８１０は、腎機能低下に伴う血液中の尿素窒素やクレアチニン等の不要物質の除去機能低下を補助するために行う。このような血液中の不要物質の濃度をリアルタイムに測定することは難しいが、上記の実施形態の検査チップを人工透析装置と組み合わせて用いると、リアルタイムに測定することが可能である。そして、その測定結果をフィードバックすることでより正確に血液中の不要物質の濃度を調整することができる。
（ｂ）上記の実施形態例の遠心分離管９、２０１には第１保持部１９、２０３が設けられているが、さらに第２保持部３６０、第３保持部３６２…のように複数の保持部を設けても良い。図３７は、複数の保持部が設けられた検査チップ１００の斜視図である。第２保持部３６０、第３保持部３６２…は、第１保持部と同様に、遠心分離管２０１の底部に設けられている。そして、第２保持部３６０、第３保持部３６２…には、第１回転軸３１０を中心とした回転により非対象成分５２０が導入され、第２回転軸３１１を中心とした回転において非対象物貿５２０を保持する。このように、複数の保持部をさらに設けることで、第１保持部だけでは保持しきれない非対象成分５２０を第２保持部に保持することができる。例えば、遠心分離管２０９に多量の試料５００が導入され、非対象成分５２０が多量に分離される場合であっても、第１及び第２保持部に多量の非対象成分５２０を導入することで、遠心分離管２０９内に対象成分５１０を分離することができる。
なお、図３７においては、調整管を設けていないが、調整管を設けても良い。
（ｃ）上記の実施形態例の遠心分離管９、２０１には第１保持部１９、２０３が設けられているが、さらに遠心分離管の両辺を連結するバイパス管３６６を設け、そのバイパス管３６６に第３保持部３６４を設けても良い。図３８は、バイパス管３６６及び第３保持部３６４が設けられた検査チップ１００の斜視図である。
遠心分離管２０１は、遠心分離管２０１の底部から第１秤量部２０５に接続される遠心分離管２０１の一方の第１端部２０１１へ向かう第１管２０１ａと、底部から他方の第２端部２０１２へ向かう第２管２０１ｂとを有している。バイパス管３６６は、この遠心分離管２０１の第１管２０１ａと第２管２０１ｂとを接続する。第３保持部２６４は、バイパス管２６６に設けられており、第１回転軸３１０を中心とした回転により非対象成分５２０が導入され、第２回転軸３１１を中心とした回転において非対象物質５２０を保持する。
上記のような構成の検査チップ１００に対して、例えば、遠心分離管２０１及びバイパス管３６６を満たすような多量の試料５００が導入された場合、第１回転軸３１０を中心とする回転時において、非対象成分５２０が遠心分離管２０１の底部の第１保持部２０３に保持されるとともに、バイパス管３６６に接続された第３保持部３６４に保持される。よって、試料５００中の対象成分５１０は、遠心分離管２０１及びバイパス管３６６内に分離される。一方、バイパス管３６６を満たすほどではない少量の試料５００が遠心分離管２０１のみに導入された場合、第１回転軸３１０を中心とする回転時において、非対象成分５２０が遠心分離管２０１の底部の第１保持部２０３のみに分離、保持される。ところで、多量の試料から生じる多量の非対象成分を保持するために、単に第１保持部２０３を大きくした場合には、少量の試料を分離する際に非対象成分５２０だけでなく対象成分５１０も第１保持部２０３に分離されてしまい、分離後の対象成分５１０が減少してしまう。上記のように、バイパス管３６６に第３保持部３６４を設けることで、試料５００の多い少ないに応じて効率的に対象成分５１０及び非対象成分５２０を分離することができる。
さらに、バイパス管３６６及び第１管２０１ａの接続部分である第１端部２０１１と第１回転軸３１０との距離が、バイパス管３６６及び第２管２０１ｂの接続部分である第２端部２０１２と第１回転軸３１０との距離よりも短いと好ましい。第１回転軸３１０を回転して遠心分離管２０１の第２管２０１ｂに接続された取込口から試料を取り込む場合、遠心分離管２０１内が満たされた後にバイパス管３６６が満たされる。よって、試料５００が少ない場合はバイパス管３６６は作用せず、試料が多いときのみバイパス管３６６は作用する。また、バイパス管３６６と第２管２０１ｂの接続部分とがなす角度は、９０度未満であると好ましい。バイパス管３６６がこのように遠心分離管２０１の底部に対して傾斜しているため、取込口から試料５００を取り込む場合、遠心分離管２０１内が満たされた後にバイパス管３６６が満たされる。
さらに、図３９に示すように、バイパス管及び第３保持部を複数設けても良い。図３９では、バイパス管３６６及び第３保持部３６４と、バイパス管３７０及び第４保持部３６８とを設けている。
（ｄ）上記実施形態例における第１保持部１９、２０３の保持部本体について、深さ方向に傾斜を付けると好ましい。図４０は、深さ方向に傾斜を有する第１保持部の拡大斜視図である。第１保持部は、保持部本体２０３及び保持部連結管２０３ｂを有している。保持部本体２０３ａの深さは、保持部本体２０３ａ内部の地点と第２回転軸との距離が長い程深くなる。ここで、保持部本体２０３ａの深さとは、検査チップの主面と概ね垂直に交わる方向を意味する。
このように保持部本体２０３ａの入口である保持部連結管２０３ｂでの深さが浅く、保持部連結管２０３ｂからの距離が遠い程保持部本体２３０ａの深さが深くなるため、第２回転軸３１１を中心とする回転時において、保持部連結管２０３ｂを介した保持部本体２０３ａからの非対象成分５２０の逆流を防止することができる。また、深さ方向に深くすることで、検査チップの面積を大きくすることなく保持部本体２０３ａの容量を大きくすることができる。よって、対象成分５１０の分離効率を高めつつ検査チップの小型化を図ることができる。
なお、その他の実施形態例で前述した第２保持部、第３保持部…についても同様に、深さ方向に傾斜を付けると分離効率を高めつつ検査チップの小型化を図ることができるので好ましい。
同様に、上記実施形態例における第１保持部１９、２０３の保持部本体について、時４１に示すように保持部本体が第２回転軸３１１から離れる程、保持部本体の断面積が広がると好ましい。例えば、検査チップ１００の主面方向に沿う断面積が第２回転軸から離れる程広がると好ましい。保持部本体の入口である保持部連結管２０３ｂでの断面積が小さく、保持部連結管２０３ｂからの距離が遠い程保持部本体の断面積が大きくなるため、第２回転軸３１１を中心とする回転時において、保持部連結管２０３ｂを介した保持部本体からの非対象成分の逆流を防止することができる。
［実験例１］
実験例１では、２つの第１及び第２回転軸を用いて対象成分の秤量が正確に行われたかを検証する実験を行った。図４２に示す検査チップは、試料を取り込む取込口９２０、遠心分離管９２１、第１秤量部９２３、取出口９２５及び廃液溜９２６を有している。この検査チップは、前記実施形態例に示した検査チップ１と同様の構成であり、検査チップ１の各部と第１回転軸９３０及び第２回転軸９３１との関係も前記実施形態例の検査チップ１と同様である。
検証チップの各部の最小流路幅は２００μｍ、第１秤量部９２３の体積は０．２５μｌ、液溜の流路幅は１ｍｍ及び全ての流路深さは２００μｍである。この検査チップにインクで着色した純水を導入した。第１回転軸９３０及び第２回転軸９３１による回転は、回転半径１．３ｃｍ、回転数３０００ｒｐｍの条件において実施された。
ステップ１：まず第１回転軸９３０による回転により検査チップを１０秒間回転させた。
ステップ２：次に、第２回転軸９３１による回転により検査チップを１０秒間回転させて純水を遠心分離管９２１から第１秤量部９２３に導入した。このとき、第１秤量部９２３の所定の体積を超える純水は、廃液溜９２６に導入される。
ステップ３：さらに、第１回転軸９３０による回転により検査チップを１０秒間回転させて、第１秤量部９２３において秤量された純水を取出口９２５に導入した。
この操作を５回行い、その結果を図４３に示した。図４４Ａ〜図４４Ｃの結果より、ほぼ同量の溶液を秤量できている。よって、２つの回転軸を用いて実験例１に示す検査チップを回転することで、正確に溶液を秤量できることが分かった。
［比較例１］
実験例１の検査チップの取込口９２０、遠心分離管９２１、第１秤量部９２３、取出口９２５及び廃液溜９２６等の全ての流路に、生体適合性向上のために、エタノール溶液に溶解した、濃度３ｗｔ％のＭＰＣポリマー（２−ｍｅｔｈａｃｒｙｒｏｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ−ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌ−ｃｈｏｌｉｎｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）を２回コートした。この検査チップを用いて、標準血清９４０の状態を観察した。実験方法は、実験例１と同様であり、その結果を図４４Ａ〜図４４Ｃに示した。図４４Ａはステップ１であり、第１回転軸９３０を中心として比較例１の検査チップを回転させた時の結果である。図４４Ｂは、ステップ２であり、標準血清９４０が、第２回転軸９３１を中心とする回転により、遠心分離管９２１から第１秤量部９２３に導入されている。このとき、第１秤量部９２３の容積が、第１秤量部９２３と遠心分離管９２１とを接続する接続部分の容積よりも大きいため、毛管現象によりα部分において標準血清９４０が遠心分離管９２１の方へ逆流している。また、図４４Ｃはステップ３であり、第１回転軸９３０を中心とする回転により第１秤量部９２３から取出口９２５に標準血清９４０が導入されている。このとき、取出口９２５の容積が、取出口９２５と第１秤量部９２３とを接続する接続部分の容積よりも大きいため、毛管現象によりβ部分にわいて標準血清９４０が第１秤量部９２３の方へ逆流してしまい、正確な秤量が行うことができなかった。ＭＰＣは、血液中の蛋白質等を流路内に付着させないようにする効果があるが、一方で上記のように接触角の低下により逆流を招いてしまうと分かった。
［実験例２］
図４５Ａは実験例２の検査チップであり、図４５Ｂは第１秤量部の拡大図である。実験例１の検査チップの第１秤量部９２７内にポール９２７を設けた。また、第１秤量部９２３に接続された接続部分９２３’と取出口９２５との間にアルミバルブ９２９を設けた。その他の構成は比較例１と同様であり、流路全体にＭＰＣが塗布されている。実験方法も比較例１と同様である。ポール９２７は円柱であり直径が２００μｍ、ポール間の距離が２００μｍである。また、取出口９２９の流路幅は０．８ｍｍである。実験例２の結果を図４６Ａ〜図４６Ｃに示した。
図４６Ａはステップ１であり、第１回転軸９３０を中心として比較例１の検査チップを回転させた時の結果である。図４６Ｂは、ステップ２であり、標準血清９４０が、第２回転軸９３１を中心とする回転により、遠心分離管２０１から第１秤量部９２３に導入されている。このとき、標準血清９４０が第１秤量部９２３から遠心分離管９２１の方への逆流が防止されている。また、図４６Ｃはステップ３であり、第１回転軸９３０を中心とする回転により第１秤量部９２３から接続部分９２３’を介して取出口９２５に標準血清９４０が導入されている。このとき、標準血清９４０が取出口９２５から第１秤量部９２３の方への逆流が防止されている。
よって、毛管現象が生じる部分にポールまたはアルミバルブを設けることにより、導入された溶液の逆流防止ができることが実証された。

本発明では、試料中の対象成分の分離、秤量をチップの回転のみにより行うため、分離、秤量のために検査チップをポンプ等の装置に接続する必要がなく、検査チップが載置される装置全体の構成を単純化することができる。また、分離、秤量を１チップ内において行うことができるので、チップの小型化を図ることができる。よって、携帯可能な検査チップなどに利用することができる。

Claims (28)

1. 第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を分離・秤量する秤量チップであって、
   前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、
   前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、
   前記遠心分離管の一方の端部に接続され、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する秤量部と、
   を含む秤量チップ。
2. 前記遠心分離管はＵ字管である、請求項１に記載の秤量チップ。
3. 前記遠心分離管のＵ字の開口は、９０度以内である、請求項１に記載の秤量チップ。
4. 前記秤量部に接続される前記遠心分離管の第１端部から他方の第２端部へ向かうほど前記第２回転軸との距離が狭まる、請求項１に記載の秤量チップ。
5. 前記秤量部に接続される前記遠心分離管の第１端部と前記第１回転軸との距離が、前記遠心分離管の他方の第２端部と前記第１回転軸との距離よりも小さい、請求項１に記載の秤量チップ。
6. 前記第１保持部は、保持部本体と、前記保持部本体及び前記遠心分離管を接続する保持部連結管と、を有しており、
   前記保持部連結管の断面積は、前記遠心分離管の断面積よりも大きく形成されている、請求項１に記載の秤量チップ。
7. 前記第１保持部は、保持部本体と、前記保持部本体及び前記遠心分離管を接続する保持部連結管と、を有しており、
   前記保持部連結管は管状に形成され、前記保持部連結管の管軸の延長線が前記第１回転軸と交差する、請求項１に記載の秤量チップ。
8. 前記第１保持部は、保持部本体と、前記保持部本体及び前記遠心分離管を接続する保持部連結管と、を有しており、
   前記保持部本体と前記第１回転軸との距離は、前記保持部連結管と前記第１回転軸との距離よりも長く、かつ前記保持部本体と前記第２回転軸との距離は、前記保持部連結管と前記第２回転軸との距離よりも長い、請求項１に記載の秤量チップ。
9. 前記保持部本体が前記第２回転軸から離れる程、前記保持部本体の深さは深くなる、請求項７または８に記載の秤量チップ。
10. 前記保持部本体が前記第２回転軸から離れる程、前記保持部本体の断面積が広がる、請求項７または８に記載の秤量チップ。
11. 前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記非対象成分が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第２保持部をさらに含む、請求項１に記載の秤量チップ。
12. 前記遠心分離管は、前記秤量部に接続される前記遠心分離管の第１端部から前記遠心分離管の底部に向かう第１管と、前記底部から他方の第２端部へ向かう第２管とを有しており、
    前記遠心分離管の前記第１管と前記第２管とを接続するバイパス管と、
    前記バイパス管に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記非対象成分が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第３保持部と、
    をさらに含む請求項１に記載の秤量チップ。
13. 前記バイパス管及び前記第１管の接続部分と前記第１回転軸との距離が、前記バイパス管及び前記第２管の接続部分と前記第１回転軸との距離よりも短い、請求項１２に記載の秤量チップ。
14. 前記バイパス管と前記第２管の接続部分とがなす角度は、９０度未満である、請求項１２に記載の秤量チップ。
15. 前記秤量部は、前記遠心分離管と前記秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、
    前記秤量部接続管の延長線が前記第２回転軸と交差する、請求項１に記載の秤量チップ。
16. 前記秤量部は、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する秤量部本体をさらに有し、
    前記秤量部本体には、構造物が形成されている、請求項１に記載の秤量チップ。
17. 前記遠心分離管及び前記秤量部に接続され、前記遠心分離管で遠心分離される試料の量を調整する調整管をさらに含む、請求項１に記載の秤量チップ。
18. 前記調整管は、前記調整管内の第１地点と第２地点を有しており、
    前記第１地点と前記第１回転軸との距離が、前記第２地点と前記第１回転軸との距離よりも短い、請求項１７に記載の秤量チップ。
19. 第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を分離・秤量する秤量チップであって、
    前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、
    前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、
    前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する複数の秤量部とを含み、
    前記複数の秤量部のうち初段の秤量部は、前記遠心分離管の一方の端部に接続され、前記初段以降の秤量部は、前段の秤量部から次段の秤量部に対象物質が導入されるように前段の秤量部に接続され、かつ次段の秤量部の容積は前記前段の秤量部の容積よりも小さい、秤量チップ。
20. 前記秤量部それぞれに接続される取出管をさらに含み、
    各取出管のそれぞれの延長線は、前記第１回転軸において交差する、請求項１９に記載の秤量チップ。
21. 前記初段の秤量部は、前記遠心分離管と前記秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、
    前記次段以降の秤量部それぞれは、前記前段の秤量部と前記次段の秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、
    前記初段の秤量部の秤量部接続管の延長線及び前記次段以降の秤量部それぞれの秤量部接続管の延長線は、前記第２回転軸において交差する、請求項１９に記載の秤量チップ。
22. 第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を定量する検査チップであって、
    前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、
    前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、
    前記遠心分離管の一方の端部に接続され、前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する秤量部と、
    試薬が貯蔵される少なくとも１つの試薬溜と、
    前記試薬溜及び前記秤量部に接続されており、前記第１回転軸を中心とした再度の回転により前記秤量部から導入される前記対象成分と、前記第１回転軸及び／または前記第２回転軸を中心とした回転により前記試薬溜から導入される試薬とを混合する混合部と
    前記混合部に接続され、前記試薬及び前記対象成分が混合された混合物質を通過させる光検出路と、
    前記光検出路に接続され、前記光検出路に光を導入するための光導入口と、
    前記光検出路に接続され、前記光検出路内を通過後の光を取り出すための光導出口と、を有する検査チップ。
23. 第１及び第２回転軸を中心とする回転により試料中の対象成分を定量する検査チップであって、
    前記秤量チップを前記第１回転軸を中心として回転させることにより、前記試料から前記対象成分を遠心分離する遠心分離管と、
    前記遠心分離管の底部に設けられており、前記第１回転軸を中心とした回転により前記試料中の前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）が導入され、前記第２回転軸を中心とした回転において前記非対象物質を保持する第１保持部と、
    前記第２回転軸を中心とした回転により前記遠心分離管から導入される前記対象成分を秤量する複数の定量部とを含み、
    前記複数の定量部のそれぞれは、
    秤量部と、
    試薬が貯蔵される少なくとも１つの試薬溜と、
    前記試薬溜及び前記秤量部に接続されており、前記第１回転軸を中心とした再度の回転により前記秤量部から導入される前記対象成分と、前記第１回転軸及び／または前記第２回転軸を中心とした回転により前記試薬溜から導入される試薬とを混合する混合部と、
    前記混合部に接続され、前記試薬及び前記対象成分が混合された混合物質を通過させる光検出路と、
    前記光検出路に接続され、前記光検出路に光を導入するための光導入口と、
    前記光検出路に接続され、前記光検出路内を通過後の光を取り出すための光導出口とを有し、
    前記複数の定量部のうち初段の定量部の秤量部は、前記遠心分離管の一方の端部に接続されるとともに、前記初段以降の定量部の秤量部は、前段の定量部の秤量部から次段の定量部の秤量部に対象物質が導入されるように前段の定量部の秤量部に接続され、かつ後段の定量部の秤量部の容積は前記前段の定量部の秤量部の容積よりも小さい、検査チップ。
24. 前記定量部の各秤量部と各混合部とを接続する取出管をさらに含み、
    各取出管のそれぞれの延長線は、前記第１回転軸において交差する、請求項２３に記載の検査チップ。
25. 前記初段の定量部の秤量部は、前記遠心分離管と前記定量部の秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、
    前記次段以降の定量部それぞれの秤量部は、前記前段の定量部の秤量部と前記次段の定量部の秤量部とを連結する秤量部接続管を有し、
    前記初段の定量部の秤量部の秤量部接続管の延長線及び前記次段以降の定量部の秤量部それぞれの秤量部接続管の延長線は、前記第２回転軸において交差する、請求項２３に記載の検査チップ。
26. 前記遠心分離管に接続され、前記試料を採取するための採取針をさらに含む、請求項２２または２３に記載の検査チップ。
27. 対象成分を含む試料が導入されるチップの使用方法であって、
    前記チップを第１回転軸を中心に回転させて前記試料から対象成分を遠心分離し、前記対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）を保持する分離ステップと、
    前記チップを第２回転軸を中心に回転させて前記非対象成分をそのまま保持し、前記対象成分を秤量する秤量ステップと、
    を含むチップの使用方法。
28. 前記チップは、試薬を保持する試薬溜と、前記試薬溜に連結する混合部とを有し、
    前記チップを前記第１回転軸及び／または前記第２回転軸を中心に回転させて前記試薬溜から前記混合部に試薬を導入する試薬導入ステップと、
    前記チップを前記第１回転軸を中心に回転させて、前記秤量ステップにおいて秤量された対象成分を前記混合部に導入し、前記試薬と混合する混合ステップと、
    をさらに含む、請求項２７に記載のチップの使用方法。

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