JPWO2019146734A1 - 分離装置及び分離方法、分離デバイス、並びに検査装置及び検査方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な機構により、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料から不純物の混入が極めて少ない分離対象を分離することができる分離装置、及び簡便な手法により、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料から不純物の混入が極めて少ない分離対象を効率よく分離することができる分離方法、分離デバイス、並びに検査装置及び検査方法の提供。【解決手段】互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離部と、分離部によって分離された分離対象に対し圧力を印加して分離対象を移送させる移送機構と、を有する分離装置である。

Description

本発明は、分離装置及び分離方法、分離デバイス、並びに検査装置及び検査方法に関する。
血液は、液体成分である血漿と固体成分である血球等とを含み、最も頻繁に用いられる臨床試料である。血液からの有用な情報は、血漿中に含まれているバイオマーカーの分析により得られることが多い。このようなバイオマーカーの分析において、血液中の固体成分が化学的及び物理的な阻害の原因となることがある。このため、血漿中のバイオマーカーの分析を行う際には、予め、血液を固体成分である血球等と液体成分である血漿とに分離し、分離した血漿を試料として用いている。
近年、試料・試薬の微量化、分析工程の高速化、及び自動化を目指してバイオマーカー分析の微量化技術が開発されており、血液の分離を効率よく実現することが技術的課題の一つとして挙げられる。このような技術的課題を解決するため、遠心式マイクロ流体デバイスを用いた血液分離技術が種々開発されている。
このような遠心式マイクロ流体デバイスを用いた血液分離技術としては、例えば、図１に示すように、血液が導入される計量チャンバー２０１と、血液を分離する分離チャンバー２０３と、分離された血漿を収容するデカントチャンバー２０４とを有する血液分離装置２００が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。この血液分離装置２００は、遠心力が印加されると、計量チャンバー２０１から細長い流路２０２を通じて分離チャンバー２０３に徐々に血液が移送され、分離チャンバー２０３では血液が溜まりつつ血漿への分離も進行する。分離した血漿は分離チャンバー２０３からデカントチャンバー２０４に移送される。
また、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、血液を導入する血液導入チャンバー２１１と、血液を分離する分離チャンバー２１２と、分離チャンバー２１２の側部に設けた流路を閉じるワックスからなるバルブ２１３とを有する分析装置２１０が報告されている（例えば、非特許文献２参照）。この分析装置２１０は、遠心力が印加されると、血液導入チャンバー２１１から分離チャンバー２１２に血液が移動し、分離チャンバー２１２内で血液の分離が行われ、バルブ２１３に赤外線レーザーを照射してバルブ２１３を開くことにより、分離した血漿が分析部に移送され、分析が行われる。
また、図３１Ａ、図３１Ｂ及び図３１Ｃに示すように、血液６０１を導入する血液導入口３０２と、血液６０１を分離する血球分画収容部５０１と、分離された血漿成分６０２を分析する分析手段３０６及び３０７と、外部吸引ポンプが接続され、分析手段３０６及び３０７に分離された血漿成分６０２を引き込む出力側貫通穴３０４及び３０５とを有する血液分析装置２１０が報告されている（例えば、特許文献１参照）。この血液分析装置２１０は、遠心力が印加されると、血液導入口３０２から血球分画収容部５０１に血液６０１が移動し、血球分画収容部５０１内に血球分画６０３を沈殿させる一方で、遠心上清として血漿成分６０２が分離され、出力側貫通穴３０４及び３０５に接続されている外部吸引ポンプを用いた吸引負圧によって、分離された血漿成分６０２を前記分析手段３０６及び３０７に引き込み、分析が行われる。
特開２００４−１０９０８２号公報
Ｓｔｅｆａｎ Ｈａｅｂｅｒｌｅ ｅｔ ａｌ． Ｌａｂ Ｃｈｉｐ，２００６，６，７７６−７８１ Ｂｅｏｍ Ｓｅｏｋ Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ． Ｌａｂ Ｃｈｉｐ，２００９，９，１５４８−１５５５
図１の血液分離装置２００は、血液の流量を調整するため、細長い流路２０２中に血液をゆっくり通過させて、流路抵抗を稼ぐことにより血液の流速を制御しているが、細長い流路２０２中に血液をゆっくり流すと流路との接触により血液中の凝固因子が活性化して血液が凝固し、細長い流路２０２を閉塞させてしまうおそれがある。また、図１の血液分離装置２００は、血球を沈降させながら血漿を分離するため、表面張力の影響により血球が血漿中に混入してしまうおそれがある。
図２Ａ及び図２Ｂの分析装置２１０は、赤外線レーザーを照射してバルブ２１３を開く際に、ディスクの回転を停止させて位置合わせをしなければならず、複雑な制御が必要となる。また、バルブ２１３を構成するワックス及びこれに含まれている酸化鉄粒子はコンタミネーションとなるおそれがある。
図３１Ａ、図３１Ｂ及び図３１Ｃの血液分析装置２１０は、外部吸引ポンプを用いた吸引負圧によって、分離された血漿成分６０２を分析手段３０６及び３０７に引き込むため、血漿成分６０２中の気泡の発生及び気泡の膨張により、血漿成分６０２の体積が不正確となり、正確に分析をすることができなくなるおそれがある。また、外部吸引ポンプを必要とするため、装置自体が複雑となる。
本発明は、従来における前述の諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、簡易な機構により、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料から極めて純度の高い分離対象を分離することができる分離装置、及び簡便な手法により、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料から極めて純度の高い分離対象を効率よく分離することができる分離方法、分離デバイス、並びに、これらを用いた検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
前述の課題を解決するための手段としての本発明の分離装置は、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離部と、
分離部によって分離された分離対象に対し圧力を印加して分離対象を移送させる移送機構と、を有する。
本発明の分離方法は、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離工程と、
分離工程において分離された分離対象に対し圧力を印加して分離対象を移送させる移送工程と、を含む。
本発明の分離デバイスは、本発明の上記分離装置、及び、本発明の上記検査装置のいずれかに用いられる分離デバイスであって、
流体試料が導入される導入部と、
導入部に流通可能に接続され、外力が印加されると、流体試料を２以上の画分に分離可能な分離容器と、
分離容器と連通し、外力が印加されると、分離容器内に加圧媒体を移送可能な加圧媒体容器と、
分離容器と連通し、外力が印加されると、分離容器内の画分を分離容器外に移送可能な移送路と、を有する。
本発明の検査装置は、本発明の上記分離装置からなる分離部と、
分離部によって分離され、移送された分離対象に対し検査を行う検査部と、を有する。
本発明の検査方法は、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離工程と、
分離工程において分離された分離対象に対し圧力を印加して分離対象を移送させる移送工程と、
移送工程において移送された分離対象に対し検査を行う検査工程と、を含む。
本発明によると、簡易な機構により、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料から極めて純度の高い分離対象を分離することができる分離装置、及び簡便な手法により、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料から極めて純度の高い分離対象を効率よく分離することができる分離方法、分離デバイス、並びに、これらを用いた検査装置及び検査方法を提供することができる。
図１は、従来の血液分離装置の一例を示す概略図である。 図２Ａは、従来の分析装置の一例を示す概略図である。 図２Ｂは、図２ＡのＡ部分の拡大図である。 図３は、互いに非相溶で比重の異なる２成分からなる流体試料を分離した状態の一例を示す図である。 図４は、互いに非相溶で比重の異なる３成分からなる流体試料を分離した状態の一例を示す図である。 図５は、分離容器の材料としてポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いた場合の分離容器の断面形状と液面変位量及び液面位置との関係を示す図である。 図６は、分離装置で血液を分離する前の全血の初期濃度として、２００倍希釈血液を血球計算盤で算定した状態を示す図である。 図７Ａは、分離装置の概略図である。 図７Ｂは、分離容器と分離対象移送流路との接続部分の拡大図である。 図７Ｃは、抽出した血漿を血球計算盤で算定した状態を示す図である。 図８Ａは、分離装置の概略図である。 図８Ｂは、分離容器と分離対象移送流路との接続部分の拡大図である。 図８Ｃは、抽出した血漿を血球計算盤で算定した状態を示す図である。 図９は、移送流路の接続角度と血球の残留防止効果との関係を示す図である。 図１０Ａは、調量部を有する分離装置の一例を示す図である。 図１０Ｂは、図１０Ａの部分拡大図である。 図１１は、第１実施形態の分離装置の一例を示す図である。 図１２Ａは、第１実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１２Ｂは、第１実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１２Ｃは、第１実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１２Ｄは、第１実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１２Ｅは、第１実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１３は、分離装置をディスク上にセットして回転させることにより遠心力をかける状態の一例を示す図である。 図１４は、図１３のＬ１−Ｌ１線での断面図である。 図１５は、第２実施形態の分離装置の一例を示す図である。 図１６Ａは、第２実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１６Ｂは、第２実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１６Ｃは、第２実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１６Ｄは、第２実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１６Ｅは、第２実施形態の分離装置を用いた本発明の分離方法の一例を示す図である。 図１７Ａは、第２実施形態の分離装置を用いて血液分離を行った状態の一例を示す写真である。 図１７Ｂは、第２実施形態の分離装置を用いて血液分離を行った状態の一例を示す写真である。 図１７Ｃは、第２実施形態の分離装置を用いて血液分離を行った状態の一例を示す写真である。 図１７Ｄは、第２実施形態の分離装置を用いて血液分離を行った状態の一例を示す写真である。 図１８は、第１実施形態の検査装置の一例を示す図である。 図１９は、第１実施形態の検査装置が搭載されたディスクの一例を示す図である。 図２０は、図１９のＬ１６−Ｌ１６線での断面図である。 図２１Ａは、第１実施形態の検査装置を用いた検査方法の動作の一例を示す図である。 図２１Ｂは、第１実施形態の検査装置を用いた検査方法の動作の一例を示す図である。 図２１Ｃは、第１実施形態の検査装置を用いた検査方法の動作の一例を示す図である。 図２１Ｄは、第１実施形態の検査装置を用いた検査方法の動作の一例を示す図である。 図２２は、第２実施形態の検査装置の一例を示す図である。 図２３は、酵素免疫測定法の一例を説明する図である。 図２４は、第２実施形態の検査装置の動作検証のために用いる検査装置の一例を示す図である。 図２５は、図１８の第１実施形態の検査装置の各チャネルの液体がチャンバーに流れ込むまでの時間の測定結果の一例を示すグラフである。 図２６は、第３実施形態の検査装置の一例を示す図である。 図２７は、第４実施形態の検査装置の一例を示す図である。 図２８は、第５実施形態の検査装置の一例を示す図である。 図２９は、第６実施形態の検査装置の一例を示す図である。 図３０は、図２９の第６実施形態の検査装置のチャネルａの第２リザーバー、流路、チャンバー、及び排液槽の部分拡大図である。 図３１Ａは、従来の血液分析装置の一例を示す概略図である。 図３１Ｂは、従来の血液分析装置の一例を示す概略図である。 図３１Ｃは、従来の血液分析装置の一例を示す概略図である。
（分離装置及び分離方法）
本発明の分離装置は、分離部と、移送機構とを有し、収容部を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の部を有する。
本発明の分離方法は、分離工程と、移送工程とを含み、収容工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の分離方法は、本発明の分離装置により実施することができ、分離工程は分離部により行うことができ、移送工程は移送機構により行うことができ、収容工程は収容部により行うことができ、その他の工程はその他の部により行うことができる。
本発明の分離装置によると、流路の途中にバルブや電磁弁等を設けることなく、簡易な時間調整機構を搭載すれば定常回転でも制御可能であり、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料から極めて純度の高い分離対象を分離することができる。
本発明の分離方法によると、流路の途中にバルブや電磁弁等を設けることなく、簡易な時間調整機構を搭載すれば定常回転でも制御可能であり、比重の異なる２以上の成分を含む液体試料から極めて純度の高い分離対象を効率よく分離できる。
ここで、時間調整機構とは、流体試料や加圧媒体の時間を調整することができる機構であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、流路の形状、構造、長さ、大きさの調整、又は中継容器、サイフォン構造などが挙げられる。
＜分離工程及び分離部＞
分離工程は、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する工程であり、分離部により実施される。
流体試料としては、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含むものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、互いに非相溶で比重の異なる固体と液体とからなる試料、互いに非相溶で比重の異なる液体と液体とからなる試料、互いに非相溶で比重の異なる気体と気体とからなる試料、互いに非相溶で比重の異なる固体と気体とからなる試料、互いに非相溶で比重の異なる液体と気体とからなる試料、互いに非相溶で比重の異なる固体と液体と気体とからなる試料、などが挙げられる。これらの中でも、互いに非相溶で比重の異なる固体と液体とからなる試料、互いに非相溶で比重の異なる液体と液体とからなる流体試料が好適である。
互いに非相溶で比重の異なる固体と液体とからなる試料としては、例えば、血液、唾液、胃液、胆汁、尿等の生体試料などが挙げられる。
互いに非相溶で比重の異なる液体と液体とからなる流体試料としては、例えば、ドレッシング等の液体調味料、水中に油が混入した試料などが挙げられる。
互いに非相溶で比重の異なる液体と気体とからなる試料としては、例えば、希ガス等の分離などが挙げられる。
互いに非相溶で比重の異なる液体と液体とからなる流体試料としては、２以上の成分を含むものが好ましい。
流体試料が、比重が大きい成分と比重が小さい成分との２成分からなる試料である場合には、図３に示すように、分離容器１３０内の流体試料に対し矢印方向に外力ＣＦをかけることにより、分離容器１３０内で比重の小さい成分ＧＬと、比重の大きい成分ＧＨとに分離することができる。比重が小さい成分ＧＬは流路１３１から取り出すことができる。比重が大きな成分ＧＨは流路１３２から取り出すことができる。
流体試料が、比重が大きい成分と、比重が中の成分と、比重が小さい成分との３成分からなる試料である場合には、図４に示すように、分離容器１３０内の流体試料に対し矢印方向に外力ＣＦをかけることにより、分離容器１３０内で比重が小さい成分ＧＬと、比重が中程度である成分ＧＭと、比重が大きい成分ＧＨとに分離することができる。比重が小さい成分ＧＬは流路１３３から取り出すことができる。比重が中程度の成分ＧＭは流路１３４から取り出すことができる。比重が大きい成分ＧＨは流路１３５から取り出すことができる。
互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、血液、唾液、胃液、胆汁、尿等の生体試料；微生物、動物細胞、植物細胞等を含む溶液；海水、陸水、土壌、河底土、湖底土、海底土、排水等の環境試料；ドレッシング等の液体調味料、分析時に使用する各種の試薬、バッファ液、洗浄水、洗浄ガス、などが挙げられる。これらの中でも、バイオマーカーの分析の試料としては血液が通常用いられる。
血液は、液体成分としての血漿と、固体成分としての血球、血小板などを含む。血球としては、例えば、赤血球、白血球が挙げられる。
血液中の固体成分の割合は、血液のヘマトクリット値から求めることができる。血液のヘマトクリット値は、通常、４０％〜６０％である。
外力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、遠心力、重力、磁力、静電気、押圧力などが挙げられる。これらの中でも、分離装置を載せた回転体を、回転軸位置（基準点）を中心に回転させることにより生じさせた遠心力が好ましい。
外力を印加することにより、加圧媒体を加圧媒体容器や流路に流す力、及び互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する力が生じる。
なお、分離装置に外力を印加することにより、分離装置内の流体試料をチャンバーや流路に流す力が生じる。なお、以下の説明では、外力の印加方向の上流側を単に「上流側」又は各部の「上部」と称し、下流側を単に「下流側」又は各部の「下部」若しくは「底部」と称する。
外力が遠心力である場合には、例えば、円盤状の分離装置を載置した回転体を回転させることにより、分離装置に遠心力を印加して流体試料を流す力を生じさせてもよい。
外力が重力である場合には、例えば、一端から他端に流体試料を移送することで分注ができる構造を有する柱状の分離装置とし、分注する際には一端を他端より高い位置にすることにより、流体試料を流す力を生じさせてもよい。
外力が磁力である場合には、例えば、分離装置の上流側にＮ極を、下流側にＳ極を配置することにより、磁性を有する流体試料を流す力を生じさせてもよい。
外力が静電気力である場合には、例えば、分離装置の上流側にプラス電荷を帯電させた電極板、下流側にマイナス電荷を帯電させた電極板を配置することにより、マイナス電荷を有する流体試料を流す力を生じさせてもよい。
外力が押圧力である場合には、例えば、分離装置に設けられた流体試料が充填されている容器をアクチュエータなどで押圧することにより、流体試料を流す力を生じさせてもよい。
分離部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分離容器を有することが好ましい。
分離容器は、該分離容器内で流体試料に対し外力としての遠心力を印加して流体試料を分離対象と非分離対象とに分離することができるものであれば大きさ、形状、構造、数などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
分離部としての分離容器及び接続する流路は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）等の材料を用いてリソグラフィー手法により作製することができる。
分離部は、どのような材料を用いたとしても、外力や圧力の変化により多少は形状が変化するため、剛性が高い材料を使用することが好ましい。このような剛性が高い材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、シクロオレフィン（ＣＯＰ）などが挙げられる。これらの材料を用いて、射出成型等の一般的な成形方法により、分離部を作製することができる。
また、弾性による変形を小さくする場合には、分離容器及び分離容器に接続する流路の断面形状を正方形や円形等のアスペクト比が１に近い形状とすることが好ましい。これにより、分離容器及び分離容器に接続する流路の変形による液面位置の変動を小さくすることができる。
ここで、図５に示すように、分離容器及び分離容器に接続する流路の断面形状を正方形等のアスペクト比が１に近い形状とすることにより、アスペクト比の大きな細長い断面形状のものに比べて、遠心力の変化による断面形状の変形が防止でき、液面の変位も減少することがわかる。
分離容器は、効率よく遠心力を印加するため、回転可能な回転体上に配置されていることが好ましい。この場合、移送機構も一緒に回転体上に搭載してもよく、移送機構を別体としても構わない。
回転体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円盤状のディスクが好適である。円盤状のディスクとしては、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等と同様なものを用いることができる。
回転体上に分離容器を載置し、回転体を、回転軸位置を中心に回転させることにより分離容器に対し遠心力を印加することができる。回転体の回転数としては、所望の回転数であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、回転数を上下に調整する制御が不要である点から、一定の回転数であることが好ましい。
回転体上に複数個の分離容器を搭載することにより、一度に複数の分離を同時に効率良く行うことができる。
また、回転体上に分離装置と検査装置とを連結させてセットにすることにより、流体試料の分離から分離した分離対象の検査までを一度に自動で実施することができる。この場合、検査装置による検査を分離部に印加された外力と同じ外力が印加された状態で分離対象に対し検査を行うことができる。
＜移送工程及び移送機構＞
移送工程は、分離工程において分離された分離対象に対し圧力を印加して分離対象を移送させる工程であり、移送機構により行われる。
前記圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分離された前記分離対象を加圧するように印加されることが好ましい。これにより、分離対象中の気泡の発生及び気泡の膨張を抑えることができ、分離対象について検査部で正確に検査を行うことができる。
移送機構は、分離容器内に加圧媒体を移送させ、加圧媒体による圧力によって分離容器内の分離対象を分離容器外に移送させることができる。
加圧媒体としては、液体及び気体の少なくともいずれかであって、かつ分離対象と非相溶であることが好ましい。
液体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、アルコール等の親水性溶媒、オイルなどが挙げられる。オイルとしては、例えば、流動パラフィン、ミネラルオイルなどが挙げられる。
気体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、窒素やアルゴン等の不活性気体などが挙げられる。なお、試料に対して極端に溶解性が高いアンモニア等は用いられない。
分離容器内に加圧媒体を移送させる移送機構としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、加圧媒体容器、屈曲状流路、及びサイフォン構造の少なくともいずれかを有することが好ましい。移送機構を設けることにより、分離容器内に加圧媒体を移送する時間が適正となるように調整することができ、例えば、分離容器内で分離対象と非分離対象とに分離が完了後に、加圧媒体を分離容器内に移送するように調整することができる。
屈曲状流路としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、「つづら折れ（ヘアピンカーブ）状」、「くの字状」、「コの字状」、「Ｓの字状」、「Ｙの字状」、「Ｔの字状」、「十字状」、又はこれらの組み合わせなどが挙げられる。
屈曲状流路を採用することにより、直線状流路に比べて流路の長さが長くなるため、加圧媒体が流路を通過する時間が長くなるように調整することができる。
加圧媒体容器は、分離容器の前に（上流に）設けられ、屈曲状流路と流路を介して連通しており、加圧媒体を一時的に収容する容器である。
加圧媒体容器を分離容器の前に（上流に）設けることにより、分離容器内に加圧媒体を移送する時間を稼ぐことができる。
加圧媒体容器の大きさ、形状、構造、数などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
加圧媒体容器と分離容器とを繋ぐ流路にはサイフォン構造を設けることが好ましい。サイフォン構造を設けることにより、加圧媒体容器内の加圧媒体の注入量が所定量以上になった際に、分離容器内に加圧媒体を円滑に移送させることができる。
サイフォン構造としては、サイフォンの原理により、加圧媒体を分離容器内に連続的に移送できる構造であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加圧媒体容器と分離容器とを連通する流路に設けられたＵ字状構造などが挙げられる。
更に、移送機構としては、加圧媒体容器と分離容器の間に設けられ、加圧媒体が注入することで生じる圧力により分離容器内の分離対象を分離容器外に移送させる内圧調整容器を有することが好ましい。
移送機構としての内圧調整容器を有することにより、加圧媒体として、内圧調整容器内の気体を用いることができる。気体は、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料と接しても相溶することがないので、加圧媒体として好適である。例えば、固体を含む液体試料が血液である場合には、加圧媒体容器に導入する加圧媒体としてオイル以外にも、水を用いることができる。
内圧調整容器の大きさ、形状、構造、数などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
移送機構としての加圧媒体容器、屈曲状流路、サイフォン構造、及び内圧調整容器等による分離対象を加圧する時間としては、分離完了の時間を基準とし、更に、例えば、流路の長さ、流路の直径、加圧媒体の粘性、回転体上の分離装置の配置（回転体の回転軸位置からの距離）、回転体の回転数、及び加圧媒体の密度などから、加圧媒体に加わる遠心力を求め、これらを総合的に判断して、計算することにより適宜設計することができる。
移送機構としての加圧媒体容器、屈曲状流路、サイフォン構造、及び内圧調整容器などは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分離部と同じ材料及び製造方法により作製することができる。
＜収容工程及び収容部＞
収容工程は、移送工程において移送された分離対象を収容する工程であり、収容部により実施される。
収容部の大きさ、形状、構造、数などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
分離容器内で分離された分離対象を非分離対象等のコンタミネーションが生じないように収容部に移送させるため、分離容器の分離対象が存在する位置に開孔する分離対象移送流路で分離容器と収容部とを連通させることが好ましい。例えば、流体試料として血液を用い、分離対象として血漿を収容部に移送する際には、血液のヘマトクリット値に基づき、非分離対象である血球が混入しない位置に分離対象移送流路の取出孔を設けることができる。
また、分離対象移送流路の形状を適正化すること、及び分離容器の分離対象が存在する位置に開孔した分離対象移送流路で分離容器と収容部とを連通させる際に分離容器との接続角度を適正化することが、非分離対象のコンタミネーションが生じない点から好ましい。
ここで、図６は、分離装置で血液を分離する前の全血の初期濃度として、２００倍希釈血液を血球計算盤で算定したところ、血球数は４．０５×１０６（ＲＢＣｓ／μＬ）であったことを示す。
次に、図７Ａは分離装置３０１の概略図である。図７Ｂは、分離容器３０２と分離対象移送流路３０３との接続部分の拡大図である。図７Ｂに示すように、分離対象移送流路３０３の形状がＬ字形状である分離装置３０１を用い、２倍希釈血液について血漿抽出処理後、得られた血漿を無希釈にて血球計算盤で算定したところ、抽出血漿に混入した血球数は、０．１１６×１０６（ＲＢＣｓ／μＬ）である（図７Ｃ参照）。
次に、図８Ａは分離装置４０１の概略図である。図８Ｂは、分離容器４０２と分離対象移送流路４０３との接続部分の拡大図である。図８Ｂに示すように、分離対象移送流路４０３の形状がＶ字形状である分離装置４０１を用い、２倍希釈血液について血漿抽出処理後、得られた血漿を無希釈にて血球計算盤で算定したところ、抽出血漿に混入した血球数は、０．０００６×１０６（ＲＢＣｓ／μＬ）である（図８Ｃ参照）。
図９に示すように、分離容器と分離対象移送流路との接続部分と、遠心力ベクトルＣＦとのなす角度を９１°、９２°、９３°、９５°、１００°に変えて血球の残留の有無を評価した。その結果、移送流路の接続角度が９１°〜９５°であると、残留血球のペレットが認められる。一方、移送流路の接続角度が１００°であると、残留血球のペレットが認められなかった。
したがって、移送流路の接続角度が、遠心力ベクトルＣＦに対して１００°以上であれば血球の残留を防止する効果が認められる。
なお、収容部に収容された分離対象は、収容部と検査装置とを連通する流路によって、検査部に運ばれ、検査部において検査が行われる。
収容部及び分離対象移送流路などは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分離部と同じ材料及び製造方法により作製することができる。
＜その他の部＞
その他の部としては、例えば、ベント、調量部、制御部などが挙げられる。
ベントとしては、例えば、分離容器、収容部、加圧媒体容器、圧力調整容器等の各容器と連通させて設けられている。分離容器等にベントを設けることにより、分離容器内の空気を効率よく逃がすことができる。
調量部としては、例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すようなものを用いることができる。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、調量部１４０を遠心力ＣＦに対して傾けて設けると、ボイコット（ＢＯＹＣＯＴＴ）効果により分離を速くすることができる。なお、図１０Ａ中６４は試料導入チャンバー、６６は収容チャンバーである。
また、調量部１４０を遠心力ＣＦに対して傾けて設けることにより、試料導入チャンバー６４に注入された血液の量が正確でない場合でも、決まった量の血漿を抽出することが可能となる。
制御部としては、例えば、定常回転するモーター等のシンプルな制御装置が利用可能である。
分離装置の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分離部、移送機構、及び収容部が一体であってもよく、少なくともいずれかが別体であってもよく、それぞれが別体であってもよい。
分離装置の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、外力が遠心力であれば、回転可能な回転体上に配置可能な形状が好ましく、平板状、円盤状などが更に好ましい。また、分離装置の形状としては、円盤状の円の中心から所定の角度で切り取った形状（いわゆる「扇形」）であってもよい。
ここで、本発明の分離装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜分離装置の第１実施形態＞
図１１は、第１実施形態の分離装置４０を示す平面図である。この図１１の第１実施形態の分離装置４０は、加圧媒体導入チャンバー２１と、試料導入チャンバー２２と、加圧媒体チャンバー２４と、分離部としての分離チャンバー３１と、収容部としての収容チャンバー２３とを有する。
加圧媒体導入チャンバー２１と加圧媒体チャンバー２４との間には、屈曲状流路２６を有する。加圧媒体チャンバー２４と分離チャンバー３１との間には、中継流路３６を有し、中継流路の途中にはサイフォン構造２７が設けられている。
加圧媒体の移送機構としての屈曲状流路２６、加圧媒体チャンバー２４、中継流路３６、及びサイフォン構造２７の働きにより、分離チャンバー３１内で分離された分離対象に圧力を印加して分離対象を収容チャンバー２３に収容する。
試料導入チャンバー２２と分離チャンバー３１との間には、試料導入チャンバー２２に導入された互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料を分離チャンバー３１に移送する試料移送流路３２が設けられている。
分離チャンバー３１と収容チャンバー２３との間には、分離チャンバー３１によって分離された分離対象を収容チャンバー２３に移送する分離対象移送流路２８が設けられている。
各流路２６、３６、３２、及び２８は、いずれも細管で構成されており、長さ、太さ、及び形状の少なくとも１つが互いに異なるように構成してもよい。
なお、図１１中２９、３４、及び３５は、各チャンバー内の空気を逃がすためのベントである。図１１中３０は、回転軸位置（基準点）を示す。
加圧媒体導入チャンバー２１には、加圧媒体が所定量導入される。加圧媒体としては、液体及び気体の少なくともいずれかであって、分離対象と非相溶であることが好ましい。
試料導入チャンバー２２には、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料が所定量導入される。
試料導入チャンバー２２に導入された、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料は、外力を印加することにより分離チャンバー３１に移送される。その後、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料は、更に外力が印加されることにより、分離チャンバー３１内で、分離対象と非分離対象とに分離される。
移送機構としての屈曲状流路２６、加圧媒体チャンバー２４、中継流路３６、及びサイフォン構造２７により、分離チャンバー３１内に加圧媒体を移送させる。この加圧媒体による圧力によって、分離チャンバー３１内で分離された分離対象が収容チャンバー２３に移送される。この際、加圧媒体と、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料とは分離チャンバー３１内で接するため、加圧媒体と流体試料とは非相溶であることが好ましい。そして、収容チャンバー２３内に収容されている分離対象は、検査装置における試料となる。
ここで、図１２Ａ〜図１２Ｅに示すように、第１実施形態の分離装置４０としての血液分離装置を用い、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料としての血液の分離を行った。
まず、図１２Ａに示すように、加圧媒体としてのミネラルオイルを加圧媒体導入チャンバー２１内にピペットを用いて５μＬ導入する。
一方、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料としての血液を試料導入チャンバー２２内にピペットを用いて１０μＬ導入する。
次に、図１３に示すように、分離装置４０をディスク９０上に搭載し、回転方向Ｒ１、１,５００ｒｐｍで回転させることにより、図１１に示す分離装置４０の試料導入チャンバー２２内の血液２５、及び加圧媒体導入チャンバー２１内のオイル３３に対し、遠心力ＣＦを印加することができる。ディスク９０の中心には、このディスク９０を回転させるディスク駆動装置の回転軸を受ける穴を有する。この穴が分離装置４０の回転軸位置３０に相当する（図１１参照）。
なお、分離装置４０は、図１３に示すように、ディスク９０上の区画（９１、９２・・・）にそれぞれ１つずつ配置して、複数の分離装置４０を搭載することができる。
図１４は、ディスク９０上に搭載された分離装置４０のＬ１−Ｌ１線での断面構造を示し、Ｌ１−Ｌ１線は、図１１に示す分離装置４０の加圧媒体チャンバー２４と中継流路３６に形成されたサイフォン構造２７の断面を表す。９４はディスク９０の基材部である。基材部９４の上にポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）シート（ＰＤＭＳシート）９３を有する。ＰＤＭＳシート９３上に形成したＰＤＭＳ層９２に、リソグラフィー手法を用いて加圧媒体チャンバー部９５と、サイフォン構造の細管９６とが形成されている。ＰＤＭＳ層９２の上にはカバー層９１が設けられている。この場合、材料の弾性の影響を減じるには、各チャンバーの断面形状を正方形や円形等のアスペクト比が１に近い形状とすることが好ましい。なお、より剛性が高い材料として、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＳ、ＣＯＰなどを用いて、射出成形等により、リザーバーや流路等を作製することもできる。
次に、図１２Ｂに示すように、加圧媒体導入チャンバー２１内のオイル３３は、外力としての遠心力ＣＦが印加されると、屈曲状流路２６を通過し加圧媒体チャンバー２４内に注入される。その際、加圧媒体チャンバー２４は、加圧媒体チャンバー２４内と連通するベント２９を有しているので、加圧媒体チャンバー２４内にオイル３３がスムーズに注入される。
一方、試料導入チャンバー２２内の血液２５は、外力としての遠心力ＣＦが印加されると、試料移送流路３２を通り分離チャンバー３１に注入される。その際、分離チャンバー３１は、分離チャンバー３１内と連通するベント３４を有しているので、分離チャンバー３１内に血液２５がスムーズに注入される。
次に、図１２Ｃに示すように、加圧媒体導入チャンバー２１内のオイル３３は、遠心力ＣＦが所定時間印加されると、屈曲状流路２６を通過して加圧媒体チャンバー２４内に所定量まで溜まる。
一方、分離チャンバー３１内の血液２５は、遠心力ＣＦが所定時間印加されると、分離チャンバー３１内で血漿２５ａと血球２５ｂとに分離される。
次に、図１２Ｄに示すように、更に遠心力ＣＦが印加されると、加圧媒体チャンバー２４内に溜まったオイル３３の量が所定量を超える。すると、サイフォンの原理により、Ｕ字形状のサイフォン構造２７を乗り越えて分離チャンバー３１内にオイルが注入する。すると、オイル３３の圧力によって分離チャンバー３１内の分離対象である血漿２５ａが、分離対象移送流路２８を通じて収容チャンバー２３に移送される。その際、収容チャンバー２３は、収容チャンバー２３内と連通するベント３５を有しているので、収容チャンバー２３内に血漿２５ａがスムーズに注入される。
この第１実施形態の検査装置では、分離チャンバー３１内において、オイル３３と血漿２５ａとが接するが、両者は非相溶であるため、分離対象である血漿２５ａがオイル３３で汚染されることはない。
分離対象移送流路２８は、分離チャンバー３１の収容チャンバー２３側の血漿２５ａが存在する位置に開孔するように接続されている。
次に、図１２Ｅに示すように、更に遠心力ＣＦが印加されると、分離チャンバー３１内にオイル３３が更に注入される。このオイル３３の圧力によって収容チャンバー２３内に分離チャンバー３１内の血漿２５ａの大部分が注入され、収容される。以上により、血液分離が完了する。
このように、第１実施形態の分離装置としての血液分離装置は、オイル３３が分離チャンバー３１内に注入されるまでの時間を予め設計しておくことにより、血液分離が完了した後、分離対象である血漿にオイル３３の圧力を印加するように調整することができる。
＜分離装置の第２実施形態＞
図１５は、第２実施形態の分離装置８０の一例を示す平面図である。この図１５の第２実施形態の分離装置８０は、加圧媒体チャンバー６２と分離部としての分離チャンバー６５との間に、内圧調整チャンバー６３を有する以外は、図１１の第１実施形態の分離装置４０と同様の構成である。なお、図１５の分離装置８０において、既に説明した第１実施形態の検査装置１８と同一の構成については、その説明を省略する。
この第２実施形態の分離装置８０によれば、加圧媒体導入チャンバー６１に導入する加圧媒体として分離対象と相溶する加圧媒体であっても用いることができ、加圧媒体の選択幅を広げることができる。
試料導入チャンバー６４と分離チャンバー６５との間には、試料導入チャンバー６４に導入された互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料を分離チャンバー６５に移送する試料移送流路７３が設けられている。
分離チャンバー６５と収容チャンバー６６との間には、分離チャンバー６５内で分離された分離対象を収容チャンバー６６に移送する分離対象移送流路７４が設けられている。
内圧調整チャンバー６３内は、加圧媒体としての空気が満たされており、内圧調整流路８１を介して分離チャンバー６５と連通している。
加圧媒体導入チャンバー６１と加圧媒体チャンバー６２との間には、連結流路７９を介して屈曲状流路６８が設けられている。
加圧媒体チャンバー６２と内圧調整チャンバー６３との間には、中継流路７０を有し、中継流路７０の途中にサイフォン構造６９が設けられている。
各流路７３、７４、８１、７９、７０、及び６８は、いずれも細管で構成されており、長さ、太さ、及び形状の少なくとも１つが互いに異なるように構成してもよい。
なお、図１５中６７、７１、７２は、各チャンバー内の空気を逃がすためのベントである。図１５中７５は、回転軸位置（基準点）を示す。
ここで、図１６Ａ〜図１６Ｅに示すように、第２実施形態の分離装置８０としての血液分離装置を用いて、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料としての血液の分離を行った。
まず、図１６Ａに示すように、加圧媒体としての水７６を加圧媒体導入チャンバー６１内にピペットを用いて３０μＬ導入する。
一方、互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料としての血液７７を試料導入チャンバー６４内にピペットを用いて１０μＬ導入する。
次に、第１実施形態の分離装置４０と同様にして、第２実施形態の分離装置８０をディスク９０上に搭載し、回転軸位置７５を中心に、回転方向Ｒ１、１,５００ｒｐｍで回転させることにより、試料導入チャンバー６４内の血液７７、及び加圧媒体導入チャンバー６１内の水７６に対し、遠心力ＣＦを印加する。
次に、図１６Ｂに示すように、水７６は、加圧媒体導入チャンバー６１から屈曲状流路６８を通り加圧媒体チャンバー６２に注入される。その際、加圧媒体チャンバー６２は、加圧媒体チャンバー６２内と連通するベント６７を有しているので、加圧媒体チャンバー６２内に水７６がスムーズに注入される。
一方、血液７７は、試料導入チャンバー６４から試料移送流路７３を通り分離チャンバー６５に注入される。その際、ベント７２及びベント７１が設けられているため、血液７７がスムーズに分離チャンバー６５内に注入される。
次に、図１６Ｃに示すように、分離チャンバー６５内に注入された血液７７は、遠心力ＣＦを所定時間印加することにより、血漿７７ａと血球７７ｂとに分離される。
一方、水７６は、加圧媒体チャンバー６２内にＵ字状のサイフォン構造６９を乗り越えるまで注入される。
次に、図１６Ｄに示すように、更に遠心力ＣＦが印加されると、水７６は、サイフォンの原理により、Ｕ字形状のサイフォン構造６９を乗り越えて内圧調整チャンバー６３に注入され、内圧調整チャンバー６３内の空気７８に圧力をかける。その際、内圧調整チャンバー６３は、内圧調整チャンバー６３内と連通するベント７１を有しているので、水７６が内圧調整チャンバー６３内にスムーズに注入される。そして、内圧調整チャンバー６３内に水が所定量注入されると、内圧調整チャンバー６３は密閉構造となる。
一方、内圧調整チャンバー６３からの空気７８の圧力によって分離チャンバー６５内の血漿７７ａが、分離対象移送流路７４を通じて収容チャンバー６６に移送される。その際、収容チャンバー６６は、収容チャンバー６６内と連通するベント７２を有しているので、血漿７７ａが収容チャンバー６６内にスムーズに注入される。
次に、図１６Ｅに示すように、更に遠心力ＣＦが印加されると、分離チャンバー６５内の血漿７７ａが収容チャンバー６６に注入され、収容される。以上により、血液分離が完了する。
この第２実施形態の分離装置８０としての血液分離装置は、流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する十分な分離時間が経った後、内圧調整チャンバー６３に加圧媒体を注入することにより、内圧調整チャンバー６３内の気体の圧力を上昇させて、この気体の圧力によって、分離チャンバー６５内の血漿７７ａを収容チャンバー６６に移送することができる。
ここで、図１７Ａ〜図１７Ｄは、図１５で示す第２実施形態の分離装置８０を用いて、実際に血液の分離を行った状態を示す動画データを画像変換した静止画（写真）である。この第２実施形態の分離装置では、チャンバーや流路に弾性の高い材料であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いているが、チャンバーや流路の断面形状が正方形や円形等のアスペクト比が１に近い形状であるため、圧力による断面形状の変化が抑制され、液面の変位も減少できる。これらの結果から、第２実施形態の分離装置によれば、簡易な機構により、血液の分離が効率よく行えることがわかる。なお、図１７Ａ〜図１７Ｄにおいて、加圧媒体としての水は可視化のために青色に着色している。
（検査装置及び検査方法）
本発明の検査装置は、分離部と、検査部とを有し、更に必要に応じてその他の部を有する。
本発明の検査方法は、分離工程と、検査工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の検査方法は、本発明の検査装置により実施することができ、分離工程は分離部により行うことができ、検査工程は検査部により行うことができ、その他の工程はその他の部により行うことができる。
＜分離部及び分離工程＞
分離部としては、本発明の分離装置からなる分離部を用いることができ、その内容については、上述したとおりである。
分離工程としては、本発明の分離方法からなる分離工程を用いることができ、その内容については、上述したとおりである。
＜検査部及び検査工程＞
検査工程は、移送工程において移送された分離対象に対し検査を行う工程であり、検査部により実施される。
分離部と検査部との間には、分離部で分離された分離対象を検査部まで移送する流路を有することが好ましい。
検査部は、分離部に印加された外力と同じ外力が印加された状態で分離対象に対し検査を行うことが好ましい。これにより、検査装置は、分離部による分離対象の分離を行った後、得られた分離対象について検査部で検査を行うことができる。
検査部としては、分離対象に対し検査を行うことができる部であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、微細な流路構造やバルブ構造を集積したマイクロ統合システム（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ：μＴＡＳ）などが好適に挙げられる。
このようなμＴＡＳとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開２０１３−０８８２１１号公報に記載の検査装置、特開２０１７−７５８０７号公報に記載の検査装置などが挙げられる。
＜その他の部及びその他の工程＞
検査装置のその他の部としては、例えば、制御部などが挙げられる。
検査方法のその他の工程としては、例えば、制御工程などが挙げられる。
制御部としては、例えば、定常回転するモーター等のシンプルな制御装置が利用可能である。
（分離デバイス）
本発明の分離デバイスは、本発明の分離装置、及び、本発明の検査装置のいずれかに用いられる分離デバイスであって、
流体試料が導入される導入部と、
導入部に流通可能に接続され、外力が印加されると、流体試料を２以上の画分に分離可能な分離容器と、
分離容器と連通し、外力が印加されると、分離容器内に加圧媒体を移送可能な加圧媒体容器と、
分離容器と連通し、外力が印加されると、分離容器内の画分を分離容器外に移送可能な移送路と、を有し、更に必要に応じてその他の部を有する。
導入部としては、例えば、流体試料導入容器、などが挙げられる。また、導入方法を簡単にするために、毛管力を活用して定量的に血液を導入する流路機構を載置してもよい。
なお、導入部には、加圧媒体を導入する加圧媒体導入容器も含まれる。また、導入部にヘマトクリット毛細管を取り付けて血液を導入することもできる。
分離容器としては、例えば、本発明の分離装置の分離部における分離容器と同様である。
加圧媒体容器としては、例えば、本発明の分離装置の移送機構における加圧媒体容器と同様である。
移送路と連通し、外力が印加されると、移送路によって移送される画分を収容可能な収容部を有することが好ましい。
収容部としては、例えば、本発明の分離装置の収容部と同様である。
回転可能な回転体上に、導入部と分離容器と加圧媒体容器と移送路とを有し、
外力として遠心力が印加されると、導入部に導入された流体試料が、分離容器、移送路の順に移動可能であることが好ましい。
分離デバイスは、上記の構成を備えており、安全性に優れた使い捨てのディスポーザブル品とすることができる。また、分離デバイスを回転体の駆動装置等と組み合わせて分離装置を構成したり、分離デバイスにより分離された分離対象に対し検査を行う検査部と組み合わせて検査装置を構成することもできる。
ここで、本発明の検査装置の実施形態について、図面を参照して更に詳細に説明する。
＜検査装置の第１実施形態＞
図１８は、第１実施形態の検査装置１８の一例を示す平面図である。この図１８の第１実施形態の検査装置１８は、２つのチャネルａ、ｂと、２つのチャネルａ、ｂがともに接続されたチャンバー１３と、を備える。なお、図示を省略しているが、第１実施形態の検査装置１８は、図１１の第１実施形態の分離装置４０の収容チャンバー２３、又は図１５の第２実施形態の分離装置８０の収容チャンバー６６と流路を介して連通しており、分離装置４０で分離された分離対象を試料として用いるように構成されている。また、収容チャンバー２３又は６６は、図１８中のチャンバー１３と同様であってもよい。
以下、「チャネル」は、チャンバーに繋がるまでの経路及びその構成物の少なくともいずれかを総称する。
チャネルａ及びｂは、それぞれ、第１リザーバー１２ａ、１２ｂと、第２リザーバー１４ａ、１４ｂと、を備える。
流路１１ａ及び１１ｂは、第１リザーバー１２ａ、１２ｂの最下部に設けられた出力口１１ａｓ、１１ｂｓから第２リザーバー１４ａ、１４ｂの最上部に設けられた入力口１１ａｅ、１１ｂｅに接続する。
流路１５ａ及び１５ｂは、第２リザーバー１４ａ、１４ｂの最下部に設けられた出力口１５ａｓ、１５ｂｓからチャンバー最上部に設けられた入力口１５ａｅ、１５ｂｅと、に接続されており、チャンバー１３でチャネルａ、ｂは合流する。
チャネルａ及びｂは、互いに独立して構成され、各々の流路はチャンバー１３に独立して接続される。
各流路１１ａ、１１ｂ、１５ａ、及び１５ｂは、いずれも細管で構成されている。
第１実施形態の検査装置１８は、回転軸位置７に対して第１リザーバー１２ａ、１２ｂ、第２リザーバー１４ａ、１４ｂ、及びチャンバー１３の順に近い位置に配置されている。即ち、当初、液体を収容するリザーバー側を上部に、液体が流れていく側にあるチャンバー１３を下部にそれぞれ配置する。
回転軸位置７は、第１実施形態の検査装置１８の動作時には回転軸位置７からチャンバー１３の方向に外力が与えられるように構成されている。図１８の第１実施形態の検査装置１８においては、回転軸位置７から図１８の下の方向、即ち、第１実施形態の検査装置１８の上部から下部に外力が与えられるように構成されている。回転軸位置７は、検査装置１８の上流側を定義づける基準点でもある。
チャネルａを構成する第１リザーバー１２ａと第２リザーバー１４ａとを結ぶ流路１１ａと、チャネルｂを構成する第１リザーバー１２ｂと第２リザーバー１４ｂとを結ぶ流路１１ｂとは、互いに長さが異なるように構成されている。図１８の第１実施形態の検査装置１８においては、流路１１ｂは流路１１ａよりも長く構成されている。
図１８の第１実施形態の検査装置１８においては、互いに長さが異なる構成を示したが、第１リザーバー１２ａ、１２ｂから第２リザーバー１４ａ、１４ｂまでそれぞれのチャネルに流す液体が通過するために必要な時間差を生じさせるため、流路１１ａ、１１ｂの太さ及び形状が互いに異なるように構成してもよい。また、時間差を生じさせるために流路１１ａ、１１ｂの長さ、太さ、及び形状の少なくとも１つが互いに異なるように構成してもよい。流路１１ａ、１１ｂは、細管で構成されているので液体が通過するためにそれぞれ所定の時間を有し、抵抗流路として機能する。なお、第２リザーバー１４ａ、１４ｂの体積や位置が異なるように構成してもよい。
第２リザーバー１４ａ、１４ｂのそれぞれとチャンバー１３とを結ぶ流路１５ａ、１５ｂには、各々サイフォン構造１６ａ、１６ｂが設けられている。
サイフォン構造１６ａ、１６ｂは、回転軸位置７に向かう第１方向に流路を形成した第１流路部１６ａ１と、第１流路部１６ａ１とは逆に外力が働く第２方向に流路を形成した第２流路部１６ａ２とを備える。
第１流路部１６ａ１は、第２流路部１６ａ２よりも第２リザーバー側（上流側）に形成されている。
ここで、第１方向に向くベクトルの外力方向に対するベクトル成分が、外力の方向に対し正反対の方向であり、第２方向に向くベクトルの外力方向に対するベクトル成分が、外力の方向に対し同一の方向である。即ち、第１方向は外力に逆らう方向、第２方向は外力に従う方向である。必要に応じて、第１方向及び第２方向は、外力方向とは角度のずれを備えるように構成されていてもよいし、この条件を満たす範囲で蛇行していてもよい。
第１実施形態の検査装置１８は、サイフォン構造の第１流路部１６ａ１と第２流路部１６ａ２とが屈曲点１６ａｍでつながっている。屈曲点１６ａｍは回転軸位置７から見て第２リザーバー１４ａの入力口１１ａｅと出力口１５ａｓの間に位置している。即ち、回転軸位置７と屈曲点１６ａｍとの間隔は、回転軸位置７と第２リザーバー１４ａの最上部である入力口１１ａｅとの間隔と、最下部である出力口１５ａｓとの間隔の間（中間）の値である。
なお、実際の設計時には、屈曲点１６ａｍは、当初、第１リザーバー１２ａに注入した液体の全てを第２リザーバー１４ａに移したときの第２リザーバー１４ａの水位(上部液面)の位置以下に設置する。また、屈曲点１６ａｍ、１６ｂｍの位置が異なるように構成してもよい。
図１８中に図示していないが、第１リザーバー１２ａ、１２ｂ、第２リザーバー１４ａ、１４ｂ、及びチャンバー１３は、それぞれベントを有する。これら各ベントは、検査装置１８を使用時には必要に応じて開放されている。
図１９に示すように、第１実施形態の検査装置１８は、ディスク８２上の区画（８３、８４・・・）に１つずつ配置され、ディスク８２上に１つ又は複数個備えられ、測定ユニット８８を構成する。区画８３には第１実施形態の検査装置１８−１が、区画８４には第１実施形態の検査装置１８−２が配置され、更に必要に応じて、第１実施形態の検査装置を備えることができる。
なお、広義の意味では測定ユニット８８自身も検査装置である。また、ディスク８２は、例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、スイングローターなどが挙げられる。ディスク８２の中心にはディスク８２を回転させるディスク駆動装置の回転軸を受ける穴を有する。この穴の中心が第１実施形態の検査装置１８の回転軸位置７に相当する。測定ユニット８８は、ディスク駆動装置等とともに装置として組み込まれ、生体検査装置及び化学分析装置などの検査装置を構成する。
図２０は、ディスク８２上に形成された検査装置１８−１に示すＬ１６−Ｌ１６線の部分の断面構造を示す。Ｌ１６−Ｌ１６線は、図１８に示す第１実施形態の検査装置１８の第２リザーバー１４ａと流路１５ａに形成されたサイフォン構造１６ｂの断面構造である。１９４はディスク８２の基材部であり、基材部１９４の上にポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）シート（ＰＤＭＳシート）１９３を備える。ＰＤＭＳシート１９３上に形成したＰＤＭＳ層１９２に、リソグラフィー手法を用いて第２リザーバー部１９５と、サイフォン構造の細管１９６とが形成される。ＰＤＭＳ層１９２の上にはカバー層１９１が設けられている。弾性の影響を低減する場合には、チャンバーの断面形状を正方形や円形等のアスペクト比が１に近い形状とすることが好ましい。なお、ＰＤＭＳよりも剛性が高い材料として、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＳ、ＣＯＰなどを用い、射出成形等により、リザーバーや流路等を作製することもできる。
次に、第１実施形態の検査装置１８の流体制御機構について、図２１Ａ〜図２１Ｄを参照して説明する。ここでは、説明のためにチャンバー１３をそれぞれチャネルごとに分けてチャンバー１３ａ、１３ｂとして示している。所望の検査装置の流体制御において、２つのチャネルａ、ｂに流す液体をチャンバー１３にて混合させる場合には１つのチャンバー１３として構成すればよいが、その動作は同様である。
第１実施形態の検査装置１８の流体制御機構は、２段階のシーケンスを目的としている。この実施形態の検査装置の構成では、第２リザーバー１４ａ、１４ｂからチャンバー１３へ液体ｆｌａ、ｆｌｂが注入される順序を制御することができる。
まず、図１９に示すように、第１実施形態の検査装置１８が搭載されたディスク８２をカバー層１９１が上となるように水平に配置する。
次に、図２１Ａに示すように、初めに第１リザーバー１２ａ、１２ｂにそれぞれ所望の液体を収容する。第１実施形態の検査装置１８においては、第１リザーバー１２ａ、１２ｂ上のカバー層１９１に穴を設けることにより、第１リザーバー１２ａ、１２ｂに液体を注入する。
次に、第１実施形態の検査装置１８が搭載されたディスク８２上の計測ユニット９８を、回転軸位置７を中心に回転させる（図１９のＲ１の方向）。この時、ディスク８２の回転数は所望の回転数であってよく、回転数の設定値を一定としていてよい。その結果、チャネルａの第１リザーバー１２ａ及びチャネルｂの第１リザーバー１２ｂに注入された液体に遠心力ＣＦが印加される（図２１Ｂ参照）。
次に、第１実施形態の検査装置１８では、この遠心力ＣＦが上述の外力に相当する。したがって、所望通り外力が回転軸位置７から検査装置１８のチャンバー１３の方向に印加される。液体ｆｌａ、ｆｌｂは、それぞれ流路１１ａ、１１ｂに注入される。その後、第２リザーバー１４ａ、１４ｂに流れ込む。
次に、第２リザーバー１４ａ、１４ｂの先にはサイフォン構造１６ａ、１６ｂが設けられているため、液体ｆｌａ、ｆｌｂは一旦、第２リザーバー１４ａ、１４ｂに蓄積される。チャネルａ、ｂの液体ｆｌａ、ｆｌｂは、それぞれに同じ体積力(遠心力)が働いているので流路の短いチャネルａの方がチャネルｂよりもより速く第２リザーバー１４ａ、１４ｂに液体を蓄積する（図２１Ｂ及び図２１Ｃ参照）。
次に、一定の量の液体が第２リザーバー１４ａ、１４ｂに蓄積された後、液体はサイフォン構造１６ａ、１６ｂを乗り越えチャンバー１３に流れ込み、チャンバー１３へ液体が注入される。チャネルａの方がチャネルｂよりもより速く第２リザーバー１４ａ、１４ｂに液体を蓄積されるため、チャンバー１３ａへの液体の注入はチャネルａが先となる（図２１Ｂ及び図２１Ｃ参照）。
次に、チャネルｂは、流路１１ｂが長いため、その流路抵抗が大きく、液体ｆｌｂの第２リザーバー１４ｂへの蓄積が遅くなるため、チャネルａより遅れてチャンバー１３ｂへ液体ｆｌｂが注入される（図２１Ｄ参照）。
次に、第２リザーバー１４ｂに蓄積された液体の上部液面が、サイフォン構造１６ｂの屈曲点より上のレベルまで達するとサイフォン構造１６ｂを液体が流れ始める。したがって、図２１Ｄのチャネルａに示すように屈曲点１６ａｍの位置まで第２リザーバー１４ａに蓄積された液体の上部液面のレベルがレベルｌｂ１からレベルｌａ１の間に達してからチャンバー１３への液体の流入が始まる。屈曲点１６ａｍの位置を変えることによってもチャネルａを通過する液体の時間制御が行える。
以上説明したように、第１実施形態の検査装置１８においては、ディスクの回転数の切り替えや、外部からバルブの開閉をせずに能動的に逐次的な流体の制御を実現できる。また、ディスク８２上に複雑なバルブ機構を搭載することなく、定常回転において能動的に逐次的な液体の制御を実現できる。しかも、２つの液体ｆｌａ、ｆｌｂはチャネルを独立して構成しているため、チャンバー１３ではじめて混合させることができ、流路途中での液体の混在等を避けることができる。
単一の回転数によって生じさせた遠心力を外力として特別な外部トリガを与えることなく、流路への空気のリークなどによる２つの液体の意図しないタイミングでの混在を起こさずに、２つ以上の液体を、時間差をつけてチャンバーに供給することができる。そのため、分析結果にばらつきが生じる原因の１つとなりうるチャンバーでの液体の混在タイミングがずれることを防止できる。なお、チャンバー以外での液体の混在は分析結果にばらつきが生じる原因の１つとなりうるので、チャンバー以外での液体の混在を生じさせないことは重要である。
＜検査装置の第２実施形態＞
図２２は、第２実施形態の検査装置１２７の平面図である。この図２２の第２実施形態の検査装置１２７は、酵素免疫測定法による検査を実施する実施形態であり、第１実施形態の検査装置１８において、２つのチャネルを更に加えて４チャネルとした以外は、第１実施形態の検査装置１８と同様である。なお、第２実施形態の検査装置１２７において、既に説明した第１実施形態の検査装置１８と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
第２実施形態の検査装置１２７は、４つのチャネルａ、ｂ、ｃ、ｄと、４つのチャネルがともに接続されたチャンバー５３と、を備える。
４つのチャネルａ〜ｄは、それぞれ、第１リザーバー５２ａ〜５２ｄと、第２リザーバー５４ａ〜５４ｄと、第１リザーバー５２ａ〜５２ｄと、第２リザーバー５４ａ〜５４ｂとをそれぞれ接続する流路５１ａ〜５１ｄと、第２リザーバー５４ａ〜５４ｂとチャンバー５３とを接続する流路５５ａ〜５５ｄと、を各々独立して備えている。
なお、図示を省略しているが、第２実施形態の検査装置１２７は、図１１の第１実施形態の分離装置４０の収容チャンバー２３、又は図１５の第２実施形態の分離装置８０の収容チャンバー６６と流路を介して連通しており、分離装置で分離された分離対象を検査装置の試料として用いるように構成されている。また、収容チャンバー２３又は６６は、図１８中のチャンバー１３と同様であってもよい。
第２実施形態の検査装置１２７は、第１実施形態の検査装置１８と同様に、回転軸位置（基準点)７に対して第１リザーバー５２ａ〜５２ｄ、第２リザーバー５４ａ〜５４ｄ、及びチャンバー５３の順に近い位置に配置されている。
各チャネルの流路５１ａ〜５１ｄは、それぞれの流路の長さが５１ａ＜５１ｂ＜５１ｃ＜５１ｄとなるように、また互いに異なるように構成されている。流路の長さに変えて、流路の太さ及び流路の形状を変えて、細管で構成された流路５１ａ〜５１ｄのそれぞれを液体が通過するための所定の時間が５１ａ＜５１ｂ＜５１ｃ＜５１ｄとなるように、抵抗流路を構成する。即ち、第１リザーバー５２ａ〜５２ｄに収容された流体（液体）は、チャネルａ、チャネルｂ、チャネルｃ、及びチャネルｄの順にチャンバー５３に到達するように構成されている。
流路５５ａ〜５５ｄには、各々サイフォン構造５６ａ〜５６ｄが形成されており、その構造は第１実施形態の検査装置１８と同様である。
なお、第１リザーバー５２ａ〜５２ｄ、第２リザーバー５４ａ〜５４ｂ、及びチャンバー５３は、それぞれベントを有している。
図２２においては、第２リザーバー５４ａ〜５４ｂ、及びチャンバー５３のそれぞれに対応するベント５７ａ〜５７ｄ、及び５７ｚを示す。各ベントは検査装置を使用時には必要に応じて開放している。
チャンバー５３からの排液は、サイフォン構造５６ｚを備えた流路を介して排液槽５８へ送られるよう構成されている。
サイフォン構造５６ｚは、サイフォン構造５６ａ〜５６ｄ及び第１実施形態の検査装置１８でのサイフォン構造１６ａ、１６ｂと同様に、回転軸位置７に向かう第３方向に流路を形成した第３流路部と、第３方向とは逆に外力が働く第４方向に流路を形成した第４流路部とを備えている。即ち、第３方向は外力に逆らう方向であり、第４方向は外力に従う方向である。
第２実施形態の検査装置１２７は、第２実施形態の検査装置１８と同様に、図１９に示すようにディスク８２上に構成され、その構造は同じである。
ここで、図２３は、酵素免疫測定法（Ｅｎｚｙｍｅ−Ｌｉｎｋｅｄ Ｉｍｍｕｎｏ−ｓｏｒｂｅｎｔ ａｓｓａｙ：ＥＬＩＳＡ）の一例を説明する図である。
ステップＳ１０１は、事前準備として、ピペット１０６等で血液１０２を試験管１０１等に適量とり、遠心分離により血液の上澄み（血漿）１０３を取り出す。この血漿中に被検物質１０７が含まれる。本発明においては、血漿の分離は、図１１の第１実施形態の分離装置４０、又は図１５の第２実施形態の分離装置８０を用いて行う。
一方、予め、捕捉用抗体１０４をチャンバー内に固定化し、また、検出用標識抗体１０３をチャンバー内に塗布したチャンバー１０５を準備する。ここで、検出用標識抗体１０３は抗体に酵素や蛍光色素が標識されているものであり、図２３においてはＨＲＰ（Ｈｏｒｓｅ Ｒａｄｉｓｈ Ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ）が用いられる事例を示している。
ステップＳ１０２は、血漿を準備したチャンバー１０５へ投入し（Ｓ１０２−１）、血漿中の被検物質１０７としばらく反応させた後（Ｓ１０２−２）、血漿を除去する（Ｓ１０２−３）。この時点でチャンバー１０５の内壁には被検物質１０７に捕捉用抗体１０４と検出用標識抗体１０３との反応物が付着している（１０７ｂ）。なお、１０７ａは一方だけが付着したものである。
ステップＳ１０３は、余分な血漿を洗い流すため、リン酸緩衝生理食塩水（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ：ＰＢＳ）１０８を用いてチャンバー１０５の内壁を洗浄する。なお、ＰＢＳとしては界面活性剤を添加したものを用いることが好ましい。なお、この洗浄は複数回行われることが好ましい。
ステップＳ１０４は、洗浄後の発色試薬（基質）１０９の注入を行い、チャンバー１０５の内壁に付着している被検物質１０７に捕捉用抗体１０４と検出用標識抗体１０３との反応物の発色を促す（Ｓ１０４−１）。
発色試薬としては、テトラメチルベンジジン（ＴＭＢＺ）などが用いられる。所定の時間が経過した後、発色反応を停止させるために更に１Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸Ｈ２ＳＯ４を投入する（Ｓ１０４−２）。チャンバー１０５にはＴＭＢＺ（１０９）に硫酸が添加された溶液１１０が得られる。
ステップＳ１０５は、ステップＳ１０４にて発色を停止させた状態で被検物質１０７の発色度合を、吸光度法などを用いて計測し、被検物質１０７の量を測定する。
このような酵素免疫測定法（ＥＬＩＳＡ）は、第２実施形態の検査装置１２７を用い、以下のようにして実施することができる。
なお、図示を省略しているが、第１リザーバー５２ａは、図１１の第１実施形態の分離装置４０の収容チャンバー２３、又は図１５の第２実施形態の分離装置８０の収容チャンバー６６と流路を介して連通しており、分離装置で分離された血漿を第１リザーバー５２ａに移送する。また、収容チャンバー２３又は６６は、図１８中のチャンバー１３と同様であってもよい。
まず、第２実施形態の検査装置１２７のチャンバー５３の内壁に、予めステップＳ１０１に示す捕捉用抗体１０４を固定化し検出用標識抗体１０３を塗布しておく。
次に、チャネルａの第１リザーバー５２ａに血液の上澄み（血漿）を、チャネルｂの第１リザーバー５２ｂに洗浄液（ＰＢＳ）を、チャネルｃの第１リザーバー５２ｃに基質（ＴＭＢＺ）を、チャネルｄの第１リザーバー５２ｄに停止薬（１ＭのＨ２ＳＯ４）をそれぞれ準備する。
次に、第２実施形態の検査装置１２７を搭載したディスク８２を一定の回転数で回転させ、外力としての遠心力を印加する。第２実施形態の検査装置１２７は、上述のとおり構成され所定の回転数で印加される遠心力により順次分析を実行する。
第１リザーバー５２ａ〜５２ｄに収容された流体（液体）は、チャネルａ、チャネルｂ、チャネルｃ、及びチャネルｄの順にチャンバー５３に到達するように構成されている。
ここで、各チャネルの流体が完全にチャンバー５３に注入された後、十分な時間で所望の時間間隔をもって次の流体がチャンバー５３に入るように流路５１ａ〜５１ｄの長さ（あるいは流路の太さ、流路の形状、又はそれらの混合）を備えている。
次に、捕捉用抗体１０４をチャンバー内に固定化し、また、検出用標識抗体１０３をチャンバー内に塗布したチャンバー５３に血液の上澄み（血漿）を注入し、血漿中の被検物質１０７と十分に反応させる。
次に、洗浄液によるチャンバー５３の洗浄、基質注入による発色、及び停止薬による発色反応の停止を続けて実施する。
また、各チャネルａ〜チャネルｄに備えたサイフォン構造５６ａ〜５６ｄにより、第２リザーバー５４ａ〜５４ｄには所望の量になるまで流体（液体）が溜められる。所定の量が蓄積された後、サイフォンの原理によりチャンバー５３に一気に注入することができる。このため、より実際の分析方法と同じ状態を実現できる。
次に、所定の時間基質を反応させた後に反応を停止する停止薬がチャンバー５３に到達するようにし、かつ基質溶液と停止薬の混合液がサイフォン構造５６ｚに到達しないようにして排液槽５８に流れ出ないようにすれば、チャンバー５３内の混合液を比色法等の方法により分析して結果を得ることができる。
なお、上記の反応例は一例にすぎず、さまざまな生体検査及び化学分析に適用が可能である。
図２４は、第２実施形態の検査装置１２７の動作検証のために構成した検査装置１２７’を示す平面図である。この図２４の検査装置１２７’は、図２３の分析方法を図２２の第２実施形態の検査装置１２７で実現できるか否かの動作検証のために作製したものである。
図２４の検査装置１２７’は、チャンバー５３を４つのチャンバー５３ａ〜５３ｄに分けて構成し、排液槽５８及びチャンバーから排液槽５８へのサイフォン構造５６ｚを省略した以外は、図２２の第２実施形態の検査装置１２７と同様の構成である。なお、図２４の検査装置１２７’において、既に説明した第２実施形態の検査装置１２７と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
ベント５７ｚａ〜５７ｚｄは、チャンバー５３に相当する各チャネルに分けて記載したチャンバー５３ａ〜５３ｄにそれぞれ対応して作製している。これらベント５７ｚａ〜５７ｚｄはチャンバーを１つにまとめた場合は、１つのベント５７ｚとして構成される。
図２４の検査装置１２７’を用いた実験では、一定の回転数（１，７００ｒｐｍ）で回転させた。検査装置１２７’としては、図２０に示すＰＤＭＳ層１９２の厚さが３ｍｍであるものを用いた。
実験では、検査装置１２７’に流す液体としては青色に着色した水を用いて可視化し、ディスクの回転開始からチャンバーへの液体の注入が開始されるまでの時間を測定した。
観察方法としては、サーボモータとストロボスコープからなる撮影システムを利用し、ストロボのフラッシュをディスクの回転に同期させて撮影する方法を採用した。
その結果、（１）検査装置１２７’の素材であるＰＤＭＳは疎水性であるため、液体を第１リザーバーに注入しただけでは流路には流れ込まず、検査装置１２７’を回転させ遠心力が印加すると流れ始めることが確認できた。（２）第２リザーバーの流体の蓄積は最も抵抗流路の短いチャネルａが最も速く、最初に流体がサイフォン構造を乗り越えチャンバー５３ａへの注入を開始する。続いて、チャネルｂ、ｃ、及びｄの順に蓄積を開始し、全チャネルの液体がそれぞれのチャンバー５３ａ〜５３ｄに移動することが確認できた。
図２５は、図２４の検査装置１２７’の各チャネルの液体がチャンバーに流れ込むまでの時間の測定結果を示したグラフである。図２５は、同様の実験を３度行い、検査装置１２７’の回転の開始、即ち、各チャネルの第１リザーバーに収容された液体が同時に外力を受けた時点からチャンバー５３ａ〜５３ｄへの液体の注入が開始されるまでにかかる時間を測定し、その測定結果の平均と標準偏差を示す。
いずれの実験でもシーケンスの順序が入れ替わることはなく高い再現性が確認できた。本実験では、ディスクの回転を止めることなく定常回転下で５分間以上の流体制御を実現している。
更に、デバイスの回転速度、流路の長さ、及び流路の径を調整することにより、自由度の高い設計を実現できる。これにより、上述の酵素免疫測定法（ＥＬＩＳＡ）等の化学分析プロセスの自動化にも対応可能な検査装置が作製できることがわかる。
＜検査装置の第３実施形態＞
図２６は、第３実施形態の検査装置１２８の平面図である。この第３実施形態の検査装置１２８は、図１８の第１実施形態の検査装置１８において、第２リザーバーと、第２リザーバーとチャンバーとを連結する流路を取り除いたシンプルな構成とした以外は、第１実施形態の検査装置１８と同様である。なお、第３実施形態の検査装置１２８において、既に説明した第１実施形態の検査装置１８と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
チャネルａ、ｂは、第１リザーバー２ａ、２ｂと、流路１ａ、１ｂと、をそれぞれ備えている。
チャネルａの流路１ａは、第１リザーバー２ａとチャンバー３に接続している。
チャネルｂの流路１ｂは、第１リザーバー２ｂとチャンバー３に接続している。
流路１ａ及び流路１ｂは、第１実施形態の検査装置１８と同様に、流路の長さ、流路の太さ、及び流路の形状の少なくとも１つが互いに異なるように構成され、チャネルａ及びｂからの液体の注入開始が逐次的に異なるように構成されている。
第３実施形態の検査装置１２８は、第１実施形態の検査装置１８において、サイフォン構造を備えなくとも分析のシーケンスの対応が可能である場合には、更に、検査装置の構成が簡素化できるので有用である。
＜検査装置の第４実施形態＞
図２７は、第４実施形態の検査装置１７８の平面図である。この第４実施形態の検査装置１７８は、図１８の第１実施形態の検査装置１８のサイフォン構造１６ａを変更した以外は、第１実施形態の検査装置１８と同様である。なお、第４実施形態の検査装置１７８において、既に説明した第１実施形態の検査装置１８と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
第４実施形態の検査装置１７８のサイフォン構造１６ａ’は、屈曲点１６ａｍを、第２リザーバー１４ａの最上部である入力口１１ａｅよりも更に上部になるように構成したものである。ここでは、チャネルａについて説明するが、チャネルｂについても同様である。
上述の通り、第２リザーバー１４ａに蓄積された液体の上部液面が、サイフォン構造１６ａ’の屈曲点より上のレベルまで達するとサイフォン構造１６ａ’を液体が流れ始める。
図２７のチャネルａに示すように、屈曲点１６ａｍの位置まで液体が満たされるためには、流入側の上部液面は図２７に示すレベルｌｂ２からレベルｌａ２に達する必要がある。即ち、第４実施形態の検査装置１７８においては、第２リザーバー１４ａが液体で満たされた後、チャンバー１３への液体の流入が始まる。
実際の動作では、検査装置の構造や溶液の性質、使用時の環境条件等により、サイフォン構造を流れ出す液面のレベルは変動する。第１実施形態の検査装置１８においては、サイフォン構造を流れ出す液面レベルがｌａ１及びｌｂ１のあたりにあるため、その変動の影響を強く受ける。
一方、第４実施形態の検査装置１７８では、第２リザーバー１４ａが満杯になった時点で液体が第２リザーバー１４ａと流路１１ａに満たされるように変化するので、この時点で一気にサイフォン構造を流れ出すように制御できる。したがって、第４実施形態の検査装置１７８では、サイフォン構造を流れ出す時間の変動を抑えることができる。
＜検査装置の第５実施形態＞
図２８は、第５実施形態の検査装置１７９の一部を示す図である。この第５実施形態の検査装置１７９は、図１８の第１実施形態の検査装置１８のサイフォン構造１６ａを変更した以外は、第１実施形態の検査装置１８と同様であり、簡略化のため、図２８ではサイフォン構造１６ａ’’のみを記載している。なお、第５実施形態の検査装置１７９において、既に説明した第１実施形態の検査装置１８と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
第５実施形態の検査装置１７９のサイフォン構造１６ａ’’は、屈曲点１６ａｍにおいて流路１５ａの細管の太さを第１流路部１６ａ１、及び第２流路部１６ａ２と比較して太く構成している。第１流路部１６ａ１及び第２流路部１６ａ２の細管の断面積Ｓ２を屈曲点での細管の断面積Ｓ１よりも小さく構成している。即ち、屈曲点１６ａｍでの断面積Ｓ２が他より大きくなるように構成している。
これにより、第５実施形態の検査装置１７９は、サイフォン構造の屈曲点を通過する時点で、流路に流れる液体と細管との表面張力を緩和することが可能となる。液体にかける外力が小さくても容易に屈曲点を液体が通過することが可能となり、分析時に回転数を下げることができる。その結果、各チャネルを液体が通過するのに要する時間を長くすることができる。このことは、第５実施形態の検査装置１７９を用いた分析にかけられる時間を長くできることに繋がり、分析のための反応に時間を要する場面で大きな効果を有することとなる。
＜検査装置の第６実施形態＞
図２９は、第６実施形態の検査装置１８０の平面図を示す。この図２９の第６実施形態の検査装置１８０のチャネルａは、第１リザーバー１１１ａ、流路１１２ａ、第２リザーバー１１４ａ、及び流路１１５ａから構成される。
第６実施形態の検査装置１８０のチャンバー１１３は、チャネルａと、２つのチャネルとがそれぞれ独立して接続される。チャンバー１１３から排液槽１１８に繋がる流路１１５ｚを備える。流路１１５ａは第１サイフォン構造１１６ａを備え、流路１１５ｚは第２サイフォン構造１１６ｚを備える。
第６実施形態の検査装置１８０の第１サイフォン構造１１６ａは、第２実施形態の検査装置１２７のサイフォン構造５６ａ〜５６ｄ、及び第１実施形態の検査装置１８のサイフォン構造１６ａ、１６ｂと同様に、回転軸位置７に向かう第１方向に流路を形成した第１流路部と、第１の方向とは逆に外力が働く第２方向に流路を形成した第２流路部とを備えている。
第２サイフォン構造１１６ｚは、第２実施形態の検査装置１２７のサイフォン構造５６ｚと同様に、回転軸位置７に向かう第３方向に流路を形成した第３流路部と、第３方向とは逆に外力が働く第４方向に流路を形成した第４流路部とを備えている。
図３０は、第６実施形態の検査装置１８０の一部を拡大して示した図であり、チャネルａの第２リザーバー１１４ａ、流路１１５ａ、チャンバー１１３、流路１１５ｚ、及び排液槽１１８を抜き出したものである。
なお、図３０では、チャンバー１１３には接続されるチャネルａのみを示し、接続される他のチャネルは簡易化のため図示していない。
生体検査及び化学分析においては、検査及び分析の手順にあわせて、チャンバーには試料、試薬、及び洗浄液が所定の順番で所定の量、注入されることが要求される。例えば、図２３に示す酵素免疫測定法を用いて検査をする場合、試料（血漿）及び発色試薬（基質）などは所定の量が確実にチャンバー１１３に注入されなければならない。また、試料（血漿）は、予め、チャンバー１１３内に塗布された捕捉用抗体１０４と検出用標識抗体１０３とに反応させるため、チャンバー１１３内に所定時間留め置く必要がある。したがって、所定の量の試料が途切れることなく、チャンバー１１３に注入される必要がある。
試料（血漿）をチャンバー１１３に注入するためのチャネルａは、第１リザーバー１１１ａに収容した試料が第２リザーバー１１４ａにほぼすべてが移動した時点で第１サイフォン構造１１６ａの屈曲点１１６ａｍを液体が超え、試料がチャンバー１１３に一気に流れ込むように設計される。しかし、実際には、検査装置の製造ばらつきや検査時の環境条件（例えば、温度、湿度、気圧など）の変化がある。このため、第１リザーバー１１１ａ及び流路１１２ａには試料が残っているにも関わらず、第２リザーバー１１４ａに溜まった試料が屈曲点１１６ａｍを超えて先にチャンバー１１３に注入される場合が想定される。
続けて、第２リザーバー１１４ａに流入する試料は、流路１１５ａを試料が満たしているならば続けて流れるが、上段の流路１１２ａからの試料の流入が少なければ気泡が入ってしまう。そうなると、後続の試料は再びチャンバー１１３に溜まることとなる。その結果、当初設計した量の試料がチャンバー１１３に流入しないので検査が不正確になる。
この点を防ぐために、第２リザーバー１１４ａの出力口１１５ａｓとチャンバー１１３の入力口１１５ａｅの位置である第２ポイントは、回転軸位置（基準点）７を中心とする円の円周（Ｌ４ａ）上に載るように構成する。即ち、第２リザーバー１１４ａの出力口１１５ａｓとチャンバー１１３の入力口１１５ａｅのそれぞれの回転軸位置７からの距離が等しくなるように構成する。そうすると、試料がすべて第２リザーバー１１４ａに移る前に溜まった試料が流路１１５ａに流れ出しても、第２リザーバー１１４ａの液面が出力口１１５ａｓより下がらず液体を留めておくことができる。したがって、後続して流入する液体もチャンバー１１３に逐次流し込むことが可能となる。
第２リザーバー１１４ａの出力口から流路１１５ａへ液体が流入するには、流路１１５ａの毛管力よりも出力口の液体の水頭圧が大きくなることにより流入が始まる。第６実施形態の検査装置１８０より効果的な構成を実現するためには、第２リザーバー１１４ａの出力口がこの毛管力と水頭圧とが等しくなる第１ポイントとする。そして、第１ポイントとチャンバーの入力口のポイントとを回転軸位置（基準点）７からの距離が同じとなるように構成すればよい。
一方、試料の液体をチャンバー１１３から送出し、チャンバーを洗浄して反応を止める場面では、チャンバー１１３に溜まった液体を完全に流し切ることが好ましい。したがって、チャンバー１１３の出力口１１５ｚｓは、排液槽１１８の入力口よりも回転軸位置７側に寄せた構造とすることが好ましい。回転軸位置７を中心とした円の円周Ｌ４ｂよりも外側、即ち、下流側に排液槽の入力口１１５ｚｅを構成する。
詳細には、チャンバー１１３の出力口と流路１１５ｚとがつながる位置である第３ポイントと回転軸位置７との距離に比べて、排液槽１１８の入力口と流路１１５ｚとがつながる位置である第４ポイントと回転軸位置７との距離を大きくとり、チャンバー１１３の出力口から流路１１５ｚに流れ込む液体の位置である第５ポイントでの水頭圧がチャンバー１１３の出力口側の流路１１５ｚの毛管力に比べて大きくする。
本発明の検査装置は、生体検査や化学検査などで使用する液体のリークや混在の虞を解決して、検査工程をシーケンシャルに実行可能とする。このため、（１）最初に液体を収容する第１リザーバーと、（２）収容された液体に時間差をつけて移送する第１サブデバイスと、（３）移送された液体を順次反応させる（場合によっては反応物を排出させる）チャンバーを備える第２サブデバイスと、から構成される。
第１実施形態の検査装置１８では、第１リザーバーは、図１８の１２ａ及び１２ｂが相当する。
第２サブデバイスは、流路１１ａ、１１ｂ、第２リザーバー１４ａ、１４ｂ、及び流路１５ａ、１５ｂよりなる。
サイフォン構造１６ａ、１６ｂも第２サブデバイスの構成要素である。
第１サブデバイスは、チャンバー１３が相当する。
第２実施形態の検査装置１２７では、第１リザーバーは、図２２の５２ａ〜５２ｄが相当する。
第２サブデバイスは、流路５１ａ〜５１ｄ、第２リザーバー５４ａ〜５４ｄ、及び流路５５ａ〜５５ｄよりなる。
サイフォン構造５６ａ〜５６ｂも第２サブデバイスの構成要素である。
第１サブデバイスは、チャンバー５３、流路５５ｚ、及び排液槽５８がこれに相当する。
サイフォン構造５６ｚも第２サブデバイスの構成要素である。
なお、動作説明を行った図２３に示す、図２２の第２実施形態の検査装置１２７から流路５５ｚ、及び排液槽５８を削った構成の検査装置１２７’では、第１実施形態の検査装置１８とチャネル数が異なったものであり、その他は第１実施形態の検査装置１８と同じ構成であり、第１サブデバイスはチャンバー５３がこれに相当する。
第３実施形態の検査装置１２８においては、第１リザーバーは、図２６の２ａ及び２ｂが相当する。第２サブデバイスは、流路１ａ及び１ｂが相当する。第１サブデバイスは、チャンバー１３が相当する。
第４実施形態の検査装置１７８は、図２７に示すように、サイフォン構造１６ａ’が置き換わったものであり、第１実施形態の検査装置１８及び第２実施形態の検査装置１２７と同様にして、第１サブデバイス及び第２サブデバイスは定義づけられる。なお、サイフォン構造１６ａ’も第２サブデバイスの構成要素である。
第５実施形態の検査装置１７９は、図２８に示すように、サイフォン構造をサイフォン構造１６ａ’’に変えただけであり、第１実施形態の検査装置１８、第２実施形態の検査装置１２７、及び第４実施形態の検査装置１７８と同様にして、第５実施形態の検査装置１７９、及び第２サブデバイスは定義づけられる。
第６実施形態の検査装置１８０の第１リザーバーは、図２９の１１１ａが相当する。
第２サブデバイスは、流路１１２ａ、第２リザーバー１１４ａ、及び流路１１５ａを含む。第１サイフォン構造１１６ａも第２サブデバイスの構成要素である。
第１サブデバイスは、チャンバー１１３、流路１１５ｚ、及び排液槽１１８を含む。第２サイフォン構造１１６ｚも第１サブデバイスの構成要素である。
第６実施形態の検査装置１８０は、第１リザーバー１１１ａの図２９中の左側のリザーバーから流路を経由してチャンバー１１３に繋がるチャネルも備えているが、ここではそれらを特にカテゴライズしない。したがって、図２９の第６実施形態の検査装置１８０も第２実施形態の検査装置１２７の一変形例に該当する。
以上説明したように、本発明の検査装置は、バルブ構造を備えていないので、外部からのバルブの開閉が不要であり、外力を与えるだけの簡易な機構により効率よく検査を行うことができる。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、前記流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離部と、
前記分離部によって分離された前記分離対象に対し圧力を印加して前記分離対象を移送させる移送機構と、
を有することを特徴とする分離装置である。
＜２＞ 前記圧力が、分離された前記分離対象を加圧するように印加される請求項１に記載の分離装置。
＜３＞ 前記移送機構によって移送された前記分離対象を収容する収容部を有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の分離装置である。
＜４＞ 前記分離部が、分離容器を有し、前記分離容器内で前記流体試料に対し前記外力としての遠心力を印加して前記流体試料を前記分離対象と前記非分離対象とに分離する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の分離装置である。
＜５＞ 前記移送機構が、前記分離容器内に加圧媒体を移送させ、前記加圧媒体による圧力によって前記分離容器内の前記分離対象を前記分離容器外に移送させる前記＜４＞に記載の分離装置である。
＜６＞ 前記加圧媒体が、液体及び気体の少なくともいずれかであって、かつ前記分離対象と非相溶である前記＜５＞に記載の分離装置である。
＜７＞ 前記分離容器が、回転可能な回転体上に配置された前記＜４＞から＜６＞のいずれかに記載の分離装置である。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の分離装置からなる分離部と、
前記分離部によって分離され、移送された前記分離対象に対し検査を行う検査部と、
を有することを特徴とする検査装置である。
＜９＞ 前記検査部が、前記分離部に印加された外力と同じ外力が印加された状態で前記分離対象に対し検査を行う前記＜８＞に記載の検査装置である。
＜１０＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の分離装置、及び、前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の検査装置のいずれかに用いられる分離デバイスであって、
流体試料が導入される導入部と、
前記導入部に流通可能に接続され、外力が印加されると、前記流体試料を２以上の画分に分離可能な分離容器と、
前記分離容器と連通し、外力が印加されると、前記分離容器内に加圧媒体を移送可能な加圧媒体容器と、
前記分離容器と連通し、外力が印加されると、前記分離容器内の画分を前記分離容器外に移送可能な移送路と、
を有することを特徴とする分離デバイスである。
＜１１＞ 前記移送路と連通し、外力が印加されると、前記移送路によって移送される前記画分を収容可能な収容部を有する前記＜１０＞に記載の分離デバイスである。
＜１２＞ 回転可能な回転体上に、前記導入部と前記分離容器と前記加圧媒体容器と前記移送路とを有し、
前記外力として遠心力が印加されると、前記導入部に導入された前記流体試料が、前記分離容器、前記移送路の順に移動可能な前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の分離デバイスである。
＜１３＞ 互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、前記流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離工程と、
前記分離工程において分離された前記分離対象に対し圧力を印加して前記分離対象を移送させる移送工程と、
を含むことを特徴とする分離方法である。
＜１４＞ 前記移送工程によって移送された前記分離対象を収容する収容工程を含む前記＜１３＞に記載の分離方法である。
＜１５＞ 前記分離工程が、分離容器を用いて行われ、前記分離容器内で前記流体試料に対し前記外力としての遠心力を印加して前記流体試料を前記分離対象と前記非分離対象とに分離する前記＜１３＞から＜１４＞のいずれかに記載の分離方法である。
＜１６＞ 前記移送工程が、前記分離容器内に加圧媒体を移送させ、前記加圧媒体による圧力によって前記分離容器内の前記分離対象を前記分離容器外に移送させる前記＜１５＞に記載の分離方法である。
＜１７＞ 前記加圧媒体が、液体及び気体の少なくともいずれかであって、かつ前記分離対象と非相溶である前記＜１６＞に記載の分離方法である。
＜１８＞ 前記分離容器が、回転可能な回転体上に配置された前記＜１５＞から＜１７＞のいずれかに記載の分離方法である。
＜１９＞ 互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、前記流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離工程と、
前記分離工程において分離された前記分離対象に対し圧力を印加して前記分離対象を移送させる移送工程と、
前記移送工程において移送された前記分離対象に対し検査を行う検査工程と、
を含むことを特徴とする検査方法である。
＜２０＞ 前記検査工程が、前記分離工程で印加された外力と同じ外力が印加された状態で前記分離対象に対し検査を行う前記＜１９＞に記載の検査方法である。
上記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の分離装置、上記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の検査装置、上記＜１０＞から＜１２＞のいずれかに記載の分離デバイス、上記＜１３＞から＜１８＞のいずれかに記載の分離方法、及び上記＜１９＞から＜２０＞のいずれかに記載の検査方法によると、従来における前述の諸問題を解決し、前述の本発明の目的を達成することができる。
２１ 加圧媒体導入チャンバー
２２ 試料導入チャンバー
２３ 収容チャンバー
２４ 加圧媒体チャンバー
２６ 屈曲状流路
２７ サイフォン構造
３１ 分離チャンバー
４０ 分離装置
６１ 加圧媒体導入チャンバー
６２ 加圧媒体チャンバー
６３ 内圧調整チャンバー
６４ 試料導入チャンバー
６５ 分離チャンバー
６６ 収容チャンバー
６８ 屈曲状流路
６９ サイフォン構造
８０ 分離装置

Claims (14)

  1. 互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、前記流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離部と、
    前記分離部によって分離された前記分離対象に対し圧力を印加して前記分離対象を移送させる移送機構と、
    を有することを特徴とする分離装置。
  2. 前記圧力が、分離された前記分離対象を加圧するように印加される請求項１に記載の分離装置。
  3. 前記移送機構によって移送された前記分離対象を収容する収容部を有する請求項１から２のいずれかに記載の分離装置。
  4. 前記分離部が、分離容器を有し、前記分離容器内で前記流体試料に対し前記外力としての遠心力を印加して前記流体試料を前記分離対象と前記非分離対象とに分離する請求項１から３のいずれかに記載の分離装置。
  5. 前記移送機構が、前記分離容器内に加圧媒体を移送させ、前記加圧媒体による圧力によって前記分離容器内の前記分離対象を前記分離容器外に移送させる請求項４に記載の分離装置。
  6. 前記加圧媒体が、液体及び気体の少なくともいずれかであって、かつ前記分離対象と非相溶である請求項５に記載の分離装置。
  7. 前記分離容器が、回転可能な回転体上に配置された請求項４から６のいずれかに記載の分離装置。
  8. 請求項１から７のいずれかに記載の分離装置からなる分離部と、
    前記分離部によって分離され、移送された前記分離対象に対し検査を行う検査部と、
    を有することを特徴とする検査装置。
  9. 前記検査部が、前記分離部に印加された外力と同じ外力が印加された状態で前記分離対象に対し検査を行う請求項８に記載の検査装置。
  10. 請求項１から７のいずれかに記載の分離装置、及び、請求項８から９のいずれかに記載の検査装置のいずれかに用いられる分離デバイスであって、
    流体試料が導入される導入部と、
    前記導入部に流通可能に接続され、外力が印加されると、前記流体試料を２以上の画分に分離可能な分離容器と、
    前記分離容器と連通し、外力が印加されると、前記分離容器内に加圧媒体を移送可能な加圧媒体容器と、
    前記分離容器と連通し、外力が印加されると、前記分離容器内の画分を前記分離容器外に移送可能な移送路と、
    を有することを特徴とする分離デバイス。
  11. 前記移送路と連通し、外力が印加されると、前記移送路によって移送される前記画分を収容可能な収容部を有する請求項１０に記載の分離デバイス。
  12. 回転可能な回転体上に、前記導入部と前記分離容器と前記加圧媒体容器と前記移送路とを有し、
    前記外力として遠心力が印加されると、前記導入部に導入された前記流体試料が、前記分離容器、前記移送路の順に移動可能な請求項１０から１１のいずれかに記載の分離デバイス。
  13. 互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、前記流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離工程と、
    前記分離工程において分離された前記分離対象に対し圧力を印加して前記分離対象を移送させる移送工程と、
    を含むことを特徴とする分離方法。
  14. 互いに非相溶で比重の異なる２以上の成分を含む流体試料に対し外力を印加して、前記流体試料を分離対象と非分離対象とに分離する分離工程と、
    前記分離工程において分離された前記分離対象に対し圧力を印加して前記分離対象を移送させる移送工程と、
    前記移送工程において移送された前記分離対象に対し検査を行う検査工程と、
    を含むことを特徴とする検査方法。

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