WO2003093836A1

WO2003093836A1 - Analysis instrument, sample analysis method and analysis device using the instrument, and method of forming opening in the instrument

Info

Publication number: WO2003093836A1
Application number: PCT/JP2003/005481
Authority: WO
Inventors: Koji Fujimoto; Shigeru Kitamura; Masaki Hori
Original assignee: Arkray, Inc.
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2003-11-13
Also published as: JP2009063597A; JP4262674B2; EP1500937A1; AU2003235970A1; EP1500937A4; CN1650173B; US20050282290A1; JPWO2003093836A1; JP4621847B2; EP1500937B1; CN1650173A; US8128889B2

Description

明細書分析用具、分析用具を用いる試; |sB析方法および分析装置、ならびに分析用具に対する開口形成方法技術分野

本発明は、分析用具において、試料や試薬などの移動成分を移動させる技術に関する。背景技術

試料の分析方法としては、たとえば試料と試薬を反応させたときの反応液を、光学的手法により分析する方法がある。このような手法により試料の分析を行う場合には、反応場を提供する分析用具が利用されている。そして、微量な試薬を分析するには、分析用具としては、微細な流路を形成した、いわゆるマイク口デバイスが利用されている。

マイクロデバイスの一例として、たとえば図 45に示したものがある。同図に示したマイク口デバィス 9 Aでは、流路 90Aの途中に試薬 91 A力 S保持された反応部 92Aが設定されており、試料導入口 93Aから導入された試料を移動させ、反応部 92Aに供給するように構成されている。流路 90Aは、矩形断面を有しており、この失巨形断面の幅寸法およぴ深さ寸法が、たとえば 10〜500 μ mおょぴ 5〜500 mとされている。反応部 92Aでは、供給された試料が試薬 91 Aと反応する。試料導入口 93 Aから反応部 92 Aへの試料の移動は、図示した例のように空気抜き穴 94Aを設けておいた上、毛細管現象を利用して行われる。

試料導入口 93 Aから反応部 92 Aへの試料の移動は、マイク口デバイスにマイク口ポンプやバルブなどを,組み込むことにより行うこともできる（たとえば日本国特開 2002- 219697号公報、日本国特開 2001 - 322099号公報、およびマイクロ化学分析システム（ TAS)調査専門委員会編、「マイク口化学分析システム（ μ TAS)に技術動向」、日本国、電気学会技鶴 g告書第 812号、電気学会、 2000年 12月 15日、 p. 64 - 68 試料と試薬 91 Aとを反応させるとともに、反応部 92Aに向けて試料を移動させる構成では、試料導入口 93Aに対する試料の導入から、この試料が反応部 92Aに到達するまでの時間、つまり反応の開始タイミングを制御する必要がある場合がある。たとえば、試料導入口 93Aに対する試料の導入を基準とし、このタイミングから一定時間経過後に反応部 92 Aを利用した分析を行う場合には、各回の測定毎に、試料導入口 93Aから反応部 92Aに至るまでの移動時間を同一となるようにする必要がある。

一方、図 46に示したように、複数の項目を測定できるように、複数の反応部 92 Bが形成されたマイクロデバイス 9 Bもある（日本国特開平 10 - 2875号公報参照)。図示したマイクロデバィス 9 Bでは、複数の反応部 92 Bは 1つの試料導入口 93 B に対して繋がっている。そのため、各反応部 92 Bでの反応開始タイミングを同一とするためには、移動成分力 S試料導入口 93 Bから各反応部 92 Bに移動するまでの時間を同一とする必要もある。

このような移動時間（反応開始タイミング）の制御は、マイクロポンプやバルブなどを組み込んだマイク口デバイスでは、試料導入口から反応部に至るまでの移動時間を制御することは比較的容易である。しかしながら、マイクロポンプやノノレブを形成するのはネな工程を要するため、製造コスト的に不利である。そのため、使い捨てとしてマイクロデバイスを構成する場合には、マイクロデバイスが高価なものとなって実用的ではなレ、。これに対して、毛細管現象を利用するマイクロデバイスは、製造が簡易でコスト的には有利である半面、上記移動時間を制御するのが困難である。つまり、流路の寸法誤差に応じた分だけ移動時間に差が生じ、試料導入口から反応部までの距離が大きくなると、その移動時間の差が顕著となる。

分析用具としては、本願の図 47および図 48に示したようなものもある（たとえば日本国特開平 8-114539号公報参照）。これらの図に示した分析用具 9 Cは、試料処理室 95Ca， 95Cb、測光室 92Ca， 92Cbおよぴ廃液溜 96 Cを有しており、これらが相互に流路 90Ca〜90Cdを介して繋げられたものである。試料処理室 95Ca， 95Cbには、その内部に試薬 91Ca， 91Cb力 S保持されており、試»理室95(¾は試$4¾液ロ97。に繋げられている。廃液溜 96 Cは、ポンプ接続口 98 Cに繋げられている。この分析用具 9 Cでは、試料受液口 97 Cから導入された試料が試料処理室 95Caにおレ、て試薬 91Caと反応した後に、ポンプの吸引力により測光室 92Caおよび試料処理室 95C 1)へと順次運ばれる。試料処理室 95Cbに運ばれた試料は、この試料処理室 95Cbの試薬 91Cbと反応した後に、測光室 92Cbおよび廃液溜 96Cへと順次運ばれる。

ポンプの吸引力により試料を移動させる技術に関しては、たとえば日本国特開平 09- 196920号公報にも記載されている。

ポンプを接続して試料を移動させる方法では、たとえばポンプの脈動などに起因して、移動時間（反応開始タイミング）の制御は必ずしも容易ではない。とくに、マイク口デバイスのように流路の断面サイズが小さくなった場合には、移動時間の制御は、より一層困難なものとなる。

分析用具 9 Cではさらに、試料受液口 97 Cおよびポンプ接続口 98 Cが開放状態とされている。したがって、試薬 91Ca, 91Cbの種類によっては、水分などにより試薬 91Ca， 91Cbが暴露される虞がある。このような不具合を抑制するためには、試料受液口 97 Cおよびポンプ接続口 98 Cを閉鎖しておレ、た上で、分析時に試料受液口 97Cやポンプ接続口 98 Cを開放するようにすればよレ、。しかしながら、簡易な構成により、安価に試料受液ロ 97Cやポンプ接続口 98 Cを開放する技術は見当たらない。また、試料受液ロ 97 Cやポンプ接続口 98Cを開放するに限らず、その他の部位を分析時に閉鎖状態から開放状態にする必要が生じることも考えられる。発明の開示

本発明は、試ネ試薬などの移動成分を移動させるように構成された分析用具において、コスト的に有利に製造できる簡易な構成により、目的部分に対して、目的とするタイミングで移動成分を供給することができるようにすることを目的としている。

本発明はさらに、分析用具に対して、安価カゝっ簡易に開口を形成できるようにすることを目的としている。本発明の第 1の側面においては、液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1つ以上の流路を備えた分析用具を用いて試料の分析を行う方法であつて、上記移動成分を上記液導入口から上記流路中の第 1目.的部まで移動させる第 1移動ステップと、上記移動成分を上記第 1目的部から上記流路中の第 2目的部まで移動させる第 2移動ステップと、を含む試^析方法において、上記分析用具として、上記第 1目的部から分岐する分岐流路と、この分岐流路の内部の気体を排出するための第 1開口部と、をさらに備えたものを用い、上記第 1移動ステップは、上記分岐流路の内部が、上記第 1開口部を介して外部と連通した状態とすることにより行レ、、上記第 2移動ステップは、上記第 2目的部より移動成分の流れ方向の下流に、上記流路の内部を外部と連通させるための第 2開口部を設けることにより行う、試析方法が共される。

ここで、本発明でいう「移動成分」とは、毛細管現象によって流路を移動させられる成分をさし、分析用具の構成によって特定されるものであるが、たとえば試料、試薬あるいはこれらを移動させるためのキヤリァ液を含む概念である。分析用具力 S複数の流路を備えている：^においては、第 2移動ステップは、たとえば複数の流路につレ、て一括して行われる。

分析用具としては、流路に連通し、力ゝっ第 2移動ステップの開始前において閉鎖手段により閉鎖された 1つ以上の気体排出口を有するものが用いられる。この場合、第 2移動ステップは、たとえば閉鎖手段に第 2開口部を設けて、上記 1つ以上の気体排出口を開放することにより行われる。もちろん、分析用具には予め気体排出口を設けておかずに、第 2ステップにおレヽて第 2目的部を超えて移動成分を移動させる際に、流路と外部とを連通させ、分析時に気体排出口を形成するようにしてもよい。

分析用具力 S複数の流路を備えている:^においては、第 2移動ステップは、複数の流路に対して一括して行うのが好ましい。第 1移動ステップにおいても、複数の流路に対して一括して行つてもよい。

本発明の試料分析方法は、分析用具として、微量試料を分析するように構成されたマイクロデバイスを用レ、て試料の分析を行う場合に好適に採用することがでさる。本発明の第 2の側面においては、液導入口と、液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1つ以上の流路と、を備えた分析用具であって、上記流路における分岐部から分岐した分岐流路をさらに備えており、上記分岐流路が上記液導入口以外の部分で外部と連通した状態とすることにより、上記分岐部にぉレ、て上記流路内での上記移動成分の進行を停止させる一方、上記流路を上記液導入口以外の部分で外部と連通させることにより、上記流路内において上記分岐部を超えて上記移動成分を進行させるように構成されている、分析用具が ¾f共される。流路は、たとえば流路の内部の気体を排出するための気体排出口に繋がっている。この、気体排出口を開放状態とすることにより、分岐部を超えて移動成分が移動するように構成される。

気体排出口は、たとえば閉鎖手段により閉鎖される。気体排出口を予め形成しておくには、閉鎖手段によつて気体排出口を予め閉鎖しておレ、てもよいし、分析用具を分析装置にセットしたときに分析装置によつて気体排出口が閉鎖される構成であってもよレ、。ここで、閉鎖手段による気体排出口の閉鎖は、たとえばシート部材を貼り付けることにより、あるいは栓部材を差し込むことにより行われる。気##出口の開放は、シート部材を用いる:^にはこれを切開し、あるいは引き剥がすことにより行われ、栓部材を用いる^にはこれを抜き去り、あるレヽは栓部材を先端部が閉鎖された中空に形成しておレ、た上で先離 15を切り取ることにより行わ; る。

もちろん、分析用具には予め気体排出口を設けてお力ずに、分岐部を超えて移動成分を移動させる際に、流路と外部とを連通させ、分析時に気体排出口を形成するようにしてもよい。

流路には、たとえば試料と反応させるための試薬を含んだ 1以上の試薬部が設けられる。

試薬部は、たとえば分岐部よりも、流路における移動成分の流れ方向の下流位置に設けられる。この:^、試薬部と分岐部との間の距離は、分岐部と液導入口との間の距離よりも小さくされる。さらに好ましくは、分岐部力試薬部の近傍に設けられる。この構成では、流路内において分岐部で移動成分の移動を抑止しておけば、気翻咄ロを開¾1~るだけで、即座に分岐部から試薬部に移動成分を供給することができるようになる。これにより、分析用具にマイク口ポンプやバルブを組み込まなくとも、目的通りのタイミングで、反応領域に対する移動成分（たとえば試料)の供給を行えるようになる。

分析用具力 S複数の流路を備えている:^におレ、ては、たとえば複数の流路のうちの 2以上の流路には、試料と反応させるための試薬を含んだ薬部力 S設けられる。この、 2以上の流路に設けられる試薬部は、互いに異なった試薬を含むものとされ、分析用具において、 1種類の試料から複数の項目を測定できるように構成するのが好ましい。本発明の第 3の側面においては、液導入口と、上記液導入口から導入された移動成分を進行させるための複数の流路を備えた分析用具であって、上記複数の流路に連通する共通流路と、この共通流路に繋がり、力上記複数の流路内の気体を排出するための 1つ以上の気体排出口と、を備えている、分析用具が提供される。

液導入口は、たとえば分析用具において中央部に設けられる。この、複数の流路は、上記液導入口から導入された移動成分を、分析用具における中央部から周縁部に向けて進行させるように構成するのが好ましレヽ。複数の流路は、たとえば放射状に設けられる。

本発明の分析用具は、たとえば試料液中の特定成分を分析するための複数の分析部位を有しており、カゝつ、各流路には、分析部位が少なくとも 1つ設定される。この:^、液導入口から導入された移動成分の移動を、分析部位の手前で停止させた後に、分析部位に移動成分が導入されるように構成される。

本発明の分析用具は、液導入口から移動成分を導入する前は、気体排出口が閉鎖されており、気体排出口を開放することにより、分析部位に移動成分が導入されるように構成するのが好ましレ、。

本発明の分析用具は、たとえば 1つ以上の気体排出口を開放状態とすることにより、各分析部位の手前で移動成分の移動が停止するように構成される。

本発明の分析用具は、 1つ以上の追加の気御咄口と、複数の分岐流路と、をさらに備えていてもよい。この^^、各分岐流路は、少、なくとも 1つの追カロの気出口に連通し、かつ複数の流路のうちの対応する流路に対して分析部位の手前で連通したものとされ、分析用具は、 1つ以上の ϋ¾口の気脚咄ロを開放状態とすることにより、各分析部位の手前で移動成分の移動が停止するように構成される。

複数の流路のうちの 2以上の流路には、たとえば試料と反応させるための試薬を含んだ薬部が設けられており、力つ 2以上の流路に設けられる試薬部は、互レ、に異なった試薬を含んだものとされる。この、分析用具は、 1種類の試料力ら複数の項目を測定できるように構成される。本宪明の第 4の側面においては、液導入口と、上記液導入口に繋がる第 1共通流路と、上記第 1共通流路から分岐した複数の個別流路と、上記複数の個別流路に連通する第 2共通流路と、上記第 2共通流路に繋がり、カゝっ上記第 2共通流路を介して上記複数の個另 IJ流路内の気体を排出するための気体排出口と、を備え、上記気体排出口を閉鎖状態として上記第 1共通流路にまで移動成分を移動させた後、上記気出口を開放して上記複数の個別流路に対して一括して移動成分が供給されるように構成されている、分析用具が衝共される。

本発明の第 2なレ、し第 4の側面に係る分析用具は、たとえばマイク口デバイスとして構成される。この:^、各流路の主断面は、幅寸法 aが 10〜500 μ ηι、深さ寸法 bが 5〜500 μ ηιであり、かつ b / a≥0. 5である矩形断面とされる。ここで、本発明でいう「主断面」とは、試料液の進行方向に直交する縦断面をさし、断面形状が一様でなレヽ¾ ^におレヽては、移動成分を進行させることを主目的とした部分の縦断面をさすものとする。本発明の第 5の側面においては、液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1つ以上の流路を備えた分析用具を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置であって、上記分析用具として、上記流路における第 1目的部位におレ、て上記移動成分の進行を停止させる一方、上記流路を上記液導入口以外の部分で開放させることにより、上記第 1目的部位を越えて第 2目的部位に上記移動成分を進行させるように構成されたものを使用する:^において、上記流路を上記液導入口以外の部分で開放させるための開放手段を備えている、分析装置が共される。

開放手段は、たとえば閉鎖手段の構成に応じて、その構成が設計される。たとえば、分析用具が流路の内部と外部との間を連通させることが可能であり、かつ閉鎖手段により閉鎖された気出口を備えている ¾^においては、開放手段は、閉鎖手段に開口を形成して気体排出口を開放させるように構成される。より具体的には、閉鎖手段がシート部材により構成されているには、開放手段は、たとえばシート部材を切開するための金刃などの切開要素を備えたものとして構成され、閉鎖手段が気体排出口に挿入された栓体であるには、たとえばクランプなどの引抜要素を備えたものとして構成される。もちろん、開放手段は、閉鎖手段に対して非接触で、たとえば光や超音波などの態様でエネルギを付与して、閉鎖手段の少なくとも一部を溶融または変形（たとえば収縮や反りを起こさせること）させて気体排出口を開放するように構成してもよい。なお、光としてエネルギを付与する： ^には、エネルギ供給源としてレーザを用いるのが好ましレ、。そうすれば、スポット的なエネルギ照射が可能となって、目的とする部分のみを選択的に開放できるようになる。本発明の第 6の側面においては、液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1または複数の流路を備えた分析用具を装着するための装着部を有し、力つ上記分析用具を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置であつて、上記分析用具として、上記流路における分岐部から分岐した分岐流路および上記流路の内部の気体を排出するための気体排出口を備え、カゝっ上記分岐流路が上記液導入口以外の部分で外部と連通した状態とすることにより、上記分岐部にお!/、て上記流路内での上記移動成分の進行を停止させる一方、上記流路を上記気体排出口におレ、て外部と連通させることにより、上記流路内にお!/、て上記分岐部を超えて上記移動成分を進行させるように構成されたものを使用する # ^において、上記気出口が開放する状態と開放しなレヽ状態とを選択するための開閉手段を備えている、分析装置が樹共される。

開閉手段は、たとえば移動可能な閉鎖要素を備えたものとして構成され、この閉鎖要素を移動させることにより、気体排出口を閉鎖する状態と開放した状態とを選択できるように構成される。本発明の第 7の側面においては、試料を移動させるための流路を備えた分析用具に対して、上記流路の内部と外部との間を連通する開口を形成する方法であつて、上記分析用具に設定された目的部位に対して光照射する一方で、上記目的部位において光エネルギを吸収させることにより、上記開口を形成する、分析用具に対する開口形成方法がされる。

本発明の適用対象となる分析用具は、たとえば流路の内部を外部に連通させるための連通孔と、この連通孔を塞ぎ、力つ目的部位を含む閉塞部と、を備えたものである。

連通孔は、たとえば流路の内部にぉレヽて試料を移動させるときに、流路の内部の気体を排出するための排気口、あるレ、は流路の内部に試料または試薬を導入するための導入口である。

閉塞部は、たとえば熱可塑性樹脂と、閉塞部に照射される光に対する吸収性を高めるための添加剤と、を含有した材料により形成される。

熱可塑性樹脂としては、閉塞部に照射すべき光エネルギ量を低減する観点からは、融点が 100°C以下であるものを使用するのが好ましく、さらに好ましくは、融点力 5°C以下のものが使用される。実用的には、熱可塑性樹脂として、融点が 50 〜85°Cのものを使用するのが好ましレヽ。熱可塑性樹脂の融点が不当に小さレヽには、保存時などに閉塞部が軟化し、あるいは溶けてしまう一方、融点が不当に大きレ、場合には、上述のように照射すべき光エネルギ量が大きくなり、ランユングコスト的に不利となるからである。

本発明で使用できる熱可塑性樹月旨は、目的を達成できる範囲にぉレ、て選択すればよく、単一のモノマを重合させたホモポリマ（ストレートポリマ）に限らず、共重合体（コポリマ）あるいはポリマァロイを使用することができる。共重合体あるいはポリマァロイでは、その組み合わせおよひ合比率を選択することにより、目的とする融点を有する熱可塑性樹脂を形成することができる。

ホモポリマとしては、たとえば低 ®ί点 (ナイ口ン系）ポリアミド樹脂を使用することができる。共重合体としては、エチレン系のものが好ましく使用され、たとえばェチレン一酢酸ビュル共重合体やエチレン系アイオノマーを使用することができる。エチレン一酢酸ビュル共重合体では、酢酸ビエルの含量を大きくするほど融点を低くすることができ、たとえば酢酸ビニノレの含量を 6 %とすれば点を

100°Ca¾、酢酸ビュルの含量を 28%とすれば融点を 58°Ca¾とすることができる。エチレン一酢酸ビニル共重合体としては、典型的には、酢酸ビニルの含量が 5 〜35%のものが使用される。エチレン系アイオノマーは、エチレンと不飽禾卩カルボン酸の共重合体の金属塩であり、金属塩の種類やモノマの比率を選択することにより融点を 80〜100°Cの範囲とすることができる。金属塩としては、 Znや Naを例示することができる。

閉塞部は、これを伸長させて張力を付与した状態で開口部を閉塞するように配置してもよい。そうすれば、張力の作用によって開口の形成が助長され、より少なレ、光エネルギの付与によって開口を形成することが可能となるからである。この:^、熱可塑性樹脂としては、たとえば全体がエラストマで構成されたもの、あるいはプラストマにエラストマをァロイ化させて弾性を付与したもの力 S使用される。

一方、添 Λ口剤としては、典型的には、色素を使用することができる。色素としては、の種々のものを使用することができる力 ¾^的には閉塞部に照射される光の波長特性に応じて選択される。すなわち、閉塞部における光吸収率が 100%近くなるように色素の種類が選択され、閉塞部における光吸収率を、少なくとも 90%以上とすることができる色素を使用するの力 S好ましい。たとえば、閉塞部に対して赤色光を照射する:^には、色素としてはや黒色のものが使用される。緑色色素としては、典型的にはコバルトグリーン (CoO ' Al₂0₃ ' Cr₂0₃)、チタン .コノルト系グリーン (Ti0₂ . CoO · NiOZnO)を使用することができ、その他に銅フタ口シァニン系染料、ぺリレン系の油溶†生染料を使用することもできる。黒色色素としては、典型的にはカーボンブラック（C)、同-クロム系ブラック（CuO · Cr₂0₃)、銅 -鉄系ブラック（Cu0 'Fe₂0₃)あるいは鉄黒 (Fe0₄)を使用することができ、その他にアンスラキノン系の有料を使用することができる。添口剤としては、色素の他に、銅や二ッケルなどに代表される金属の粉末を使用することができる。添加剤の含有量は、熱可塑性樹脂 100重量部に対して、たとえば!.。〜 3. 0重量部とされる。

閉塞部は、膜厚が 5〜100 μ mのシート状に形成するのが好ましレヽ。膜厚が不当に小さいには、光を十分に吸収することができない一方、膜厚が不当に大きければ光を照射した領域から熱エネルギが拡散し、目的部位の温度を効率良く上昇させることができないからである。

閉塞部には、目的部位からの光エネルギの拡散を抑制して目的部位の温度を効率良く上昇させるために、蓄熱用充填剤を含ませてもよい。蓄熱用充填剤としては、金、銀、銅、ニッケル、アルミなどの金属、カーボンブラック、ガラスなどを材料とするものを使用することができる。蓄熱用充填剤の形態は、たとえば粒状もしくは繊維状が好ましレヽ。閉塞部は、蓄熱の高レヽ材料により形成したメッシュに熱可塑性樹脂および色素を保持させた構成としてもよレ、。メッシュとしては、たとえば合成樹脂繊維、天然繊維あるいはガラス繊維により形成したものを使用することができる。蓄熱用充填剤やメッシュを用いるには、これらに色素を含有させて、メッシュを熱可塑性樹脂と同一の色に着色してもよい。また、閉塞部をシート状に形成するには、分析用具に閉塞部を形成する際のハンドリング性を考慮して、シート材を補強するために、充填剤ゃメッシュを用いてもよい。閉塞部などの目的部位に対する光照射は、光源を用いて行われる。光源としては、レーザダイオードを用いるのが好ましい。そうすれば、少ない電力消費にお V、て開口を形成することができる。レーザダイォードとしては、赤色、緑色、青色の光、あるいは赤外光や紫外光を出射可能な単色光源を用いるのが好ましいが、白色などの複合光を出射可能なものを使用してもよい。レーザ光のスポット径、出力、および照射時間は、閉塞部の廳ゃ光吸収率にもよるが、それぞれ、たとえば 50〜300 /^、 15〜50mW、および 0. 5〜10秒とされる。光源としては、レーザダィォードの他に、発光ダイオード、ハロゲンランプ、キセノンランプ、あるいはタングステンランプなどを使用することもできる。

分析用具として光学的手法を用いて試料を分析するように構成されたものを使用する場合には、目的部位に対する光照射するための光源として、試料の分析時に光照射するための光源、を利用してもよい。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る分析装置および分析用具の一例の概略構成を示す模式図である。

図 2は、図 1の Z1 - Z1線に沿う断面図である。

図 3は、図 1に示したマイクロデバイスの全体見図である。

図 4は、図 3に示したマイクロデパイスの ^ 見図である。

図 5 Aは図 3の Z2—Z2線に沿う断面図、図 5 Bは図 3の Z3— Z3線に沿う断面図である。

図 6は、マイクロデバイスの S¾の平面図である。

図 7は、マイクロデバイスの力パーの底面図である。

図 8は、第 1気体排出口を開放させる動作を説明するための断面図である。図 9は、第 2気体排出口を開放させる動作を説明するための断面図である。図 10は、流路における試料液の移動状態を説明するための模式図である。図 11は、共通流路を備えた分析用具の他の例を説明するための模式的平面図である。

図 12は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 13は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 14は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 15は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 16は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 17は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 18は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。図 19は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 20は、共通流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 21は、複数の流路を備えた分析用具の他の例を説明するための模式的平面図である。

図 22は、複数の流路を備えた分析用具のさらに他の例を説明するための模式的平面図である。

図 23は、複数の分岐流路を備えた分析用具の例を示す透視平面図である。図 24は、本発明の第 2の実施の形態に係る分析装置および分析用具の一例の概略構成を示す模式図である。

図 25は、図 24の Z4一 Z4線に沿う断面図である。

図 26は、図 25に示したマイク口デバイスの透視平面図である。

図 27は、流路の気体排出口を開閉させるための他の手法を説明するための要部断面図である。

図 28 Aおよび図 28 Bは、流路の気体排出口を開閉させるためのさらに他の手法を説明するための要部断面図である。

図 29 Aおよび図 29 Bは、流路の気体排出口を開閉させるためのさらに他の手法を説明するための要部断面図である。

図 30Aは流路の気体排出口を開閉させるためのさらに他の手法を説明するための分析用具の全体:斜視図、図 30Bは、図 30 Aに示した分析用具の要部断面図である。

図 31 Aおよび図 31 Bは、流路の気体排出口を開閉させるためのさらに他の手法を説明するための要部断面図である。

図 32は、本発明の第 3の実施の形態に係る分析装置および分析用具の一例の概略構成を示す模式図である。

図 33は、図 32の Z5—Z5線に沿う断面図である。

図 34は、図 32の Z6—Z6線に沿う断面図である。

図 35は、光源部の移動経路を説明するための分析用具の透視平面図である。図 36 Aは試料導入口の開放動作を説明するための断面図、図 36 Bは試料導入動作およひ料の導入状態を説明するための断面図、図 36 Cは試料の導入状態を説明するための平面図である。

図 37Aは、排気口の開放動作を説明するための断面図、図 37Bおよび図 37Cは試料の導入状態を説明するための断面図おょぴ平面図である。

図 38Aは、排気口の開放動作を説明するための断面図、図 38Bおよぴ図 38Cは試料の導入状態を説明するための断面図および平面図である。

図 39は、試料の分析手法を説明するための断面図である。

図 40 Aおよび図 40Bは、本発明の開口方法を適用することができる分析用具の他の例を示す全体斜視図である。

図 41 Aおよび図 41 Bは、 3鎮が 10 μ mの拠樹脂シートに対する開口の形成状態を顕微鏡で観察したものであり、図 41 Aはレーザ光の照射時間が 0. 5sec、図 41 B はレーザ光の照射時間が 0. 6secのときの結果を示すものである。

図 42 Aおよぴ図 42 Bは、 fl!J?が 50 μ mの緑色樹脂シートに対する開口の形成状態を顕微鏡で観察したものであり、図 42 はレーザ光の照射時間が0. 536(；、図 42B は光照射時間が 0. 8secのときの結果を示すものである。

図 43 Aおよび図 43 Bは、膜厚が 50 μ mの緑色樹脂シートに対する開口の形成状態を顕微鏡で観察したものであり、図 43八はレーザ光の照射時間が1. 03 、図 43B はレーザ光の照射時間が 2. Osecのときの結果を示すものである。

図 44Aおよび図 44Bは、 S ffが 10 μ mの黒色樹脂シートに対する開口の形成状態を顕微鏡で観察したものであり、図 44Aはレーザ光の照射時間が 1. 0sec、図 44B はレーザ光の照射時間が 3. Osecのときの結果を示すものである。

図 45は、従来のマイク口デバイスを説明するための全体斜視図である。

図 46は、従来のマイク口デバイスの他の例を説明するための透視平面図である。図 47は、従来の分析用具を説明するための平面図である。

図 48は、図 47の Z7— Z7線に沿う断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して具体的に説明する。まず、本発明の第 1の実施の形態につ!/、て説明する。

図 1および図 2に示した分析装置 X 1は、分析用具としてのマイク口デバイス Y 1を装着して試料 ί夜の分析を行うためのものであり、マイクロデバイス Υ 1を装着するための装着部 1、光源部 2、受光部 3および開放機構 4を備えている。図 3ないし図 5に示したように、マイクロデバイス Y 1は、反応場を提供するものであり、基板 5、カバー 6、接着層 7および分離膜 8を有している。

基板 5は、透明な円盤状に形成されており、周縁部が段下げされた形態を有している。図 5 Αおよび図 6に示したように、基板 5は、中央部に設けられた受液部 50と、この受液部 50に連通し、力ゝっ受液部 50から基板 5の周縁部に向けて状に延びる複数の流路 51と、複数の凹部 52と、複数の分岐流路 53と、を有している。

受液部 50は、マイク口デバイス Y 1に供給された試料液を、各流路 51に導入するためにィ* するためのものである。受液部 50は、基板 5の上面 501において、円形状の凹部として形成されている。

各流路 51は、試料液を移動させるためのものであり、受液部 50に連通するように基板 5の上面 501に形成されている。図 5 Aに示したように、各流路 51は、分岐部 511および反応部 512を有している。各流路 51における反応部 512を除いた部分は、略一様な矩形断面とされている。各流路 51は、この矩形断面の幅寸法および深さ寸法が、たとえば 10〜500 μ mおよび 5〜500 μ m、幅寸法/高さ寸法が 0. 5以上となるように形成されている。

図 4および図 6に示したように、分岐部 511からは、流路 51に連通する分岐流路 53が延出している。分岐部 511は、反応部 512に極力近い部位に設定されており、分岐部 511と反応部 512との距離が極力小さくなるようになされている。分岐流路 53は、略一様な矩形断面を有しており、この矩形断面の寸法は、流路の矩形断面と同様なものとされる。

反応部 512は、流路 51の主断面よりも大きな断面積を有している。個々の反応部 512は、同一円周上に設けられている。各反応部 512には、図 5 Aに示したように試薬部 513が設けられている。ただし、試薬部 513は、必ずしも全ての流路 51に設ける必要はなく、たとえば試料液の色味による影響を補正するために利用される流路につレヽては試薬部が省略される。

試薬部 513は、試料液が供給されたときに溶解する固体状とされており、試料液中の特定成分と反応して発色するものである。本実施の形態では、マイクロデバイス Y 1におレ、て複数の項目を測定できるように、たとえば成分または組成の異なる複数種類の試薬部 513が ¾1されている。

複数の凹部 52は、後述するように反応部 512に対して基板 5の上面 501側から光が照射されたときに、基板 5の下面 502側に ¾Ιϋ光を出射させるための部位である (図 1および図 2参照)。各凹部 52は、基板 5の下面 502における反応部 512に対応した部位に設けられている。その結果、図 6に示したように、複数の凹部 52は、基板 5の周縁部にぉレ、て同一円周上に配置されている。

基板 5は、たとえばポリメチルメタクリレート（ΡΜΜΑ)などのアタリル系樹脂あるいはポリジメチルシロキサン (PDMS)といった透明な樹脂材料を用いた樹脂成形により形成されている。受液部 50、複数の流路 51、複数の凹部 52、複数の分岐流路 53は、金型の形状を工夫することにより、上記樹脂成形の際に同時に作り込むことができる。

受液部 50、複数の流路 51、およ Ό ^复数の分岐流路 53の内面には、親水処理を施しておくのが好ましレヽ。親水処理方法としては、公知の種々の方法を採用することができるが、たとえばフッ素ガスおょぴ酸素ガスを含む混合ガスを、各内面に翻虫させた後に、水または水蒸気を各内面に翻虫させることにより行うのが好ましい。この方法では、ガスや水などを用いて親水処理が行われるため、公知の親 ζΚ処理方法である紫外線照射では困難な起立面（流路などの側面）に対しても、親水処理を確実に行うことができる。各内面の親水処理は、たとえば純水に対する接触角が Ο〜80度となるように行われる。

カバー 6は、周縁部が下方に突出した円盤状に形成されている。カバー 6の突出部分 60は、基板 5における段下げされた部分に当接する部分である。カバー 6 は、図 5 Α、図 5 Βおよび図 7に示したように、試料液導入口 61、複数の第 1気出口 62、複数の凹部 63、共通流路 64および第 2気##出口 65を有している。試料液導入口 61は、試料液を導入する際に利用されるものであり、貫通孔として形成されている。試料液導入口 61は、図 5に良く表れているように、力パー 6 の中^^にぉレヽて、基板 5の受液部 50の直上に位置するよう形成されている。各第 1気脚咄ロ 62は、流路 51内の気体を排出するためのものであり、貫通孔として形成されている。各第 1気体排出口 62は、図 5 Bによく表れているように、基板 5の分岐流路 53の直上に位置するように形成されてレ、る。その結果、複数の第 1気体排出口 62は、図 4および図 7に示したように同一円周上に位置するように設けられている。図 5 Bによく表れているように、各気体排出口 62は、シール材 66により上部開口が塞がれている。シール材 66は、アルミニウムなどの金属により、あるいは樹脂により形成することができる。シール材 66は、たとえば接着材を用いて、あるいは融着により基板 5に固定されている。

複数の凹部 63は、後述するように反応部 512に対してカバー 6の上面 601側から光を照射するための部位である（図 1および図 2参照）。各凹部 63は、図 5 Aに示したように、カバー 6の上面 601において反応咅^ 12の直上に位置するように設けられている。その結果、図 4および図 7に示したように、複数の凹部 63は、力バー 6の周縁 ¾5におレ、て同一円周上に配置されている。

共通流路 64は、流路 51内の気体を外部に排出する際に、第 2気体排出口 65に気体を導くための流路となるものである。共通流路 64は、図 5および図 7に示したように、カバー 6の周縁部において、環状の凹部として形成されている。共通流路 64は、図 5 Aおよび図 6に示したように、基板 5の複数の流路 51と連通している。

マイク口デバイス γ 1では、共通流路 64がカバー 6に設けられ、流路 51が基板 5に設けられている。そのため、流路 51を移動した試料が共通流路 64に流れ込むことが適切に防止され、その結果、ある流路 51を移動した試料力共通流路 64を介して他の流路 51に逆流してしまうことを抑制することができるようになる。共通流路 64は、カバー 6ではなく、基板 5に設けてもよレ、。この齢、共通流路の深さと、流路の深さとを異なったものに設定するのが好ましい。そうすれば、流路と共通流路との間に段差が生じ、共通流路に対して、流路を移動した試料液が流れ込むのを抑制することができるようになる。第 2気体排出口 65は、図 5 Aおよぴ図 7に示したように共通流路 64に連通する貫通孔として形成されている。第 2気出口 65の上部開口は、シール材 67によつて塞がれている。シール材 67としては、第 1気体排出口 62を塞ぐためのシール材 66と同様なものを使用することができる。

カバー 6は、基板 5と同様に透明な樹脂材料を用いた樹脂成形により形成することができる。試料液導入口 61、複数の第 1気体排出口 62、複数の HO部 63、共通流路 64および第 2気体排出口 65は、上記樹脂成形の際に同時に作り込むことができる。カバー 6につ!/、ても、少なくとも基板 5の流路 51を臨む部分に親水処理を施しておくのが好ましい。親水処理の方法については、基板 5に対する親水処理方法と同様な手法を採用することができる。

接着層 7は、図 5 Aおよび図 5 Bに良く表れているように、基板 5に対して力バー 6を接合する役割を果たしている。図 4、図 5 Aおよび図 5 Bに示したように、接着層 7は、中央部に貫通孔 70を備えた接着シートを、基板 5とカバー 6との間に介在させることにより形成されている。接着層 7の貫通孔 70の径は、基板 5の受液部 50やカバー 6の試料液導入口 61の径ょりも大きくされている。接着シートとしては、たとえば勘才の両面に接着層を形成したものを使用することがでさる。

分離 β莫 8は、試料液中の固体成分、たとえば血液中の血球成分を分離するためのものである。分離膜 8は、図 5 Αおよび図 5 Βに示したように、接着層 7の貫通孔 70の径に対応した径を有しており、接着層 7の貫通孔 70に嵌まり込むようにして、基板 5の受液部 50とカノく一 6の試料液導入口 61との間に介在させられている。受液部 50は、凹部として形成されていることから、分離膜 8は、受液部 50の底面に対して間隔を隔てて配置されている。分離膜 8の径が受液部 50の径ょりも大きな貫通孔 70の径に対応していることから、各流路 51における受液部 50に近い部位は分離膜 8によって覆われている。このように分離膜 8を配置することにより、試料液導入口 61から導入された試料液は、分離膜 8の厚み方向に画してから受液部 50に到ることとなる。

分離膜 8としては、たとえば多孔質物質を使用することができる。分離膜 8として使用できる多孔質物質としては、たとえば紙状物、フォーム（発泡体）、織布状物、不織布状物、編物状物、メンプレンフィルター、ガラスフィルター、あるいはゲル状物質が挙げられる。試料液として血液を用レヽ、分離膜 8において血液中の血球成分を分離するには、分繊莫 8として、その細孔径（ポアサイズ）力 SO.：!〜 10 μ mのものを使用するのが好ましレ、。

図 1および図 2に示した装着部 1は、マイク口デバイス Y 1を保持するための凹部 10を有している。装着部 1には、光透過領域 11が設定されている。この光透過領域 11は、凹部 10にマイク口デバイス Y 1を装着したときに反応部 512に対応する部位に設けられてレ、る。この光 ¾1領域 11は、装着部 1の目的部位を透明樹脂などの透明材料により構成することにより形成されている。もちろん、装着部 1 の全体を透明な材料により形成してもよい。装着部 1は、回転軸 12により支持されており、この回転軸 12を回転させることにより、装着部 1が回転するように構成されている。回転軸 12は、図外の駆動機構に連結されており、マイクロデバイス Y 1における反応部 512の配置ピッチに対応した角度ずつ回転するように制御される。

光源部 2は，マイク口デバイス Y 1の反応部 512に対して光を照射するためのものであり、カバー 6の凹部 63に対向しうる部位に固定されている。光源部 2は、たとえば水銀ランプゃ白色 LEDにより構成される。これらの光源を用いるには、図面上は省略している力光源部 2からの光をフィルタに入射させてから、反応部 512に光が照射される。これは、フィルタにおいて、反応液中の分析文像成分の光吸収特性に則た波長の光を選択するためである。

受光部 3は、反応部 512を ¾iiした光を受光するためのものであり、光源部 2と同軸上において、基板 5の凹部 52に対向しうる部位に固定されている。この受光部 3での受光量は、試料液を分析 (たとえば濃度演算)する際の基礎とされる。受光部 3は、たとえばフォトダイオードにより構成される。

開放機構 4は、シール材 66に開孔を形成するための第 1開孔形成要素 41と、シール材 67に開孔を形成するための第 2開孔形成要素 42と、を有している。これらの開孔形成要素 41， 42は、図外のァクチユエータによって上下方向に往復移動可能とされてレヽる。

第 1開孔形成要素 41は、円盤状の基板 411の下面から、複数の針状部 412が下方に向けて突出したものである。図 8に示すように、各^ ·状部 412は、その径がカバ一 6における第 1気体排出口 62の径よりも小さいものとされている。個々の針状部 412は、第 1気体排出口 62の配置に対応して、同一円周上に配置されている。このため、第 1開孔形成要素 41の各針状部 412と、カバー 6の第 1気体排出口 62とが位置合わせされた状態で第 1開孔形成要素 41を下動させれば、複数のシール材 66 に対して一括して開孔を形成することができる。これにより、各第 1気体排出口 62が開放し、各流路 51の内部が分岐流路 53および第 1気体排出口 62を介して、外部と連通した状態とされる。

第 2開孔形成要素 42は、図 1および図 9に示したように針状部 421を有している。針状部 421の径は、カバー 6における第 2気体排出口 65の径ょりも小さくされている。このため、第 2開孔形成要素 42の各針状部 421と、カバー 6の第 2気体排出口 65とが位置合わせされた状態で第 2開孔形成要素 42を下動させれば、シーノレ材 67 に対して開孔を形成することができる。これにより、第 2気体排出口 65が開放し、各流路 51の内部が共通流路 64および第 2気体排出口 65を介して、外部と連通した状 ϋとされる。

もちろん、各第 1および第 2気体排出口 62， 65を開放させる方法は、上述した例には限定されない。たとえば、シール材 66， 67にエネルギを付与してシール材 66, 67 を溶融または変形させて第 1および第 2気体排出口 62， 65を開放してもよレ、。エネルギの付与は、レーザなどの光源、超音波発信器あるいは発熱体などを用いて行うこともできる。もちろん、シーノレ材 66， 67を引き剥がすことにより、第 1および第 2気##出口 62， 65を開放するようにしてもよい。

試料液の分析時には、図 5に示したように、マイク口デバイス Υ 1に対して、試料液導入口 61を介して試料液 Sを供給する必要がある。試料液 Sの供給は、分析装置 X 1にマイクロデバイス Υ 1を装着した状態で行つてもよいが、予めマイク口デバイス Υ 1に試料液 Sを供給しておいた上で、その後に分析装置 X 1にマィクロデバイス Υ 1を装着するのが好ましい。

マイクロデバイス Y 1に対して試料液 Sを供給した場合には、試料液 Sは、図 5 Αおよび図 5 Βから予想されるように分離膜 8の厚み方向にして受液部 50 に到針る。このとき、試料液 S中の固体成分が除去される。たとえば試料液として血液を使用する^^には、血液中の血球成分が除去される。試料液 sの供給時には、第 1および第 2気##出口 62, 65が閉鎖されているので、図 10Aに模式的に示したように、試料液 Sは受液部 50に保持され、流路 51内には導入されなレ、。流路 51内に試料液 Sを導入する場合には、複数のシール材 66に対して同時に開孔を形成すればよい。複数のシール材 66に対する開孔の形成は、図 8に示したように第 1開孔形成要素 41を下動させて各シール材 66に針状部 412を差し込んだ後、第 1開孔形成要素 41を上動させて各シール材 66から針状部 412を抜くことにより行われる。これにより、複数のシール材 66に対して同時に開孔が形成される。第 1開孔形成要素 41の下動および上動は、たとえば使用者が操作スィツチを操作することにより、分析装置 X Iにおいて自動的に行われる。

シール材 66に開孔を形成した場合には、流路 51の内部が第 1気体排出口 62および分岐流路 53を介して連通する。したがつて、受液部 50に保持された試料液 Sは、毛細管現象により流路 51の内部を移動する。図 10Aに矢印で示したように、分岐部 511に至った試料液 Sは、分岐部 511を超えて反応部 512に到ることができず、分岐流路 53に導入される。これにより、図 10 Bに模式的に示したように、反応部 512のごく近傍に試料液 Sがする状態が達成され、反応部 512において試料液 Sと試薬とを反応させるための蓆が終了する。

—方、試料液 Sを反応部 512に供給するには、シール材 67に開孔を形成すればよい。シール材 67に対する開孔の形成は、図 9に示したように第 2開孔形成要素 42を下動させてシール部 67に針状部 421を差し込んだ後、第 2開孔形成要素 42 を上動させてシール材 67から針状部 421を抜くことにより行われる。第 2開孔形成要素 42の下動および上動は、たとえば使用者が操作スィツチを操作することにより、分析装置 X 1におレヽて自動的に行われる。

シール材 67に開孔を形成した場合には、流路 51の内部が第 2気体排出口 65および共通流路 64を介して連通する。したがって、反応部 512の手前で移動が停止された試料液 Sは、再び毛細管現象により流路 51を移動する。これにより、各流路 51 においては、図 10Cに示したように分岐部 511を超えて試料液 Sが移動し、複数の反応部 512に対して一括して試料液 Sが供給される。

このとき、共通流路 64がカバー 6に設けられ、流路 51が基板 5に設けられているために、上述したように、流路 51を移動した試料が共通流路 64に流れ込むことが適切に防止される。

反応部 512では、試料液により試薬部 513が溶解させられて液相反応系が構築される。これにより、試料液 Sと試薬が反応し、たとえば液相反応系力 S試料中の被検知成分の量に相関した呈色を示し、あるいは被検知成分の量に応じた反応物が生成する。その結果、反応部 512の液相反応系は、被検知成分の量に応じた透光性 (光吸収性)を示すこととなる。反応部 512への試; |SH共給から一定時間経過した:^ には、図 1およぴ図 2に示した光源部 2により反応部 512に光を照射し、そのときの ¾1光量が受光部 3において測定される。光源部 2による光照射および受光部 3での ¾i光の受光は、装着部 1を一定角度ずつ回転させつつ、各流路 51に設定された全ての反応部 512に対して行われる。分析装置 X Iでは、受光部 3での受光量に基づいて、試料の分析、たとえば被検知成分の濃度演算が行われる。

以上に説明した分析手法では、反応部 512の近傍 (分岐部 511)まで試料液 Sを導いた後、シール材 67を開孔することによって分岐部 511からの試料液 Sを反応部 512に供給するようになされている。つまり、 1つの気体排出口を開放するだけで、複数の流路 51において、反応部 512に対して試料液 Sを供給することができる。したがって、試料液 Sの供給開始操作 (シール材 67の開孔)から反応部 512に試料液 S が供給されるまでの時間が短くなつて、各流路 51毎、ひいては各回の測定毎 (各分析用具毎）の供給開始操作から試料の供給までに要する時間のバラツキが小さくなる。その結果、反応部 512での反応開始タィミングを、シール材 67の開孔という動作によって適切に制御できるようになる。

本発明は上述した実施の形態には限定されず、種々に設計変更が可能である。たとえば、本発明に係る分析用具は、図 11ないし図 14に示したような構成とすることもできる。ただし、これらの図においては、流路などの気体や液体が移動する部分について模式的に示してあり、先に説明したマイクロデバイス Y 1と同様な部材または要素については同一の符号を付してあり、それらについての重複説明を省略するものとする。

図 11に示した分析用具 Ylaでは、複数の流路 51が、それぞれの反応部 512の手前において追加の共通流路 53 aによって繋げられている点において、先に説明した分析用具 Y 1 (図 6参照）とは異なっている。追加の共通流路 53 aは、図外の it¾口の気体排出口と繋げられており、この気体排出口を開放状態とすることにより、各流路 51において、試料を一括して各反応部 512の手前まで導くことができる。図 12に示した分析用具 Ylbは、複数の共通流路 64 bを有しており、各共通流路 64 bにより、複数の流路 51が複数の組に分けられている。各共通流路 64 bは、図外の気体排出口と連通しており、気体排出口を開放状態とすることによって、各組を構成する流路 51に対しては、当該流路の反応部 512に対して一括して試料液が導入されるように構成されている。分析用具 Ylbは、先に説明した分析用具 Yla と同様に、複数の流路 51が追加の共通流路 64 bによって繋げられている。そのため、複数の流路 51に対して、反応部 512の手前まで一括して試料液を移動させることができる。分析用具 Ylbにおいて、分析用具 Y 1 (図 6参照)のように、各流路 51を気体排出口に繋がる分岐流路と接続する構成を採用してもよい。

図 13に示した分析用具 Ylcは、複数の反応部 512が分析用具 Ylcの周縁部にぉレ、て同一円周上に配置されている点において分析用具 Y 1と同様である。分析用具 Ylcでは、分析用具 Y 1のように各反応部 512が 1つの流路に設定されているのではなく、流路 51 Cが枝分力ゝれし、最終的な分岐部分 51 cに各反応部 512が設定されている。各分岐部分 51 cは、気体排出口（図示略)に連通する共通流路 64 cと繋げられている。そのため、気体排出口を開放状態とすることにより、複数の反応部 512に対して一括して試料液を供給することができる。

図 14に示した分析用具 Yldは、複数の共通流路 64 dを有しており、分析用具 Y lcにおいて、共通流路 64 c (図 13参照）を複数の領域に分断した格好とされている。つまり、複数の流路 51 Dから分岐した複数の分岐部分 51 dが複数の組に分けられ、各組を構成する分岐部分 51 dどうしが 1つの共通流路 ⁶⁴ dに繋げられた格好とされている。この分岐用具 Yldでは、各組を構成する分岐部分 51 dに設けられた反応部 512に対して一括して試料液を供給することができる。

本発明に係る分析用具は、円盤状に限らず、たとえば図 15ないし図 23に示したように矩形状に形成することもできる。

図 15に示した分析用具 Yleは、全体として矩形状に形成されているとともに、流路 51 eの主要部分が互いに TOとなるように配置されたものである。各流路 51 eは、分析用具 Y 1 (図 6参照)の各流路 51と同様に、反応部 512の手前で分岐流路 53 eに繋げられ、力っ流路 51 eの端部にぉレ、て共通流路 64 eに繋げられている。したがって、分析用具 Yleでは、反応部 512の手前まで試料液を移動させた後、各反応部 512に対して一括して試料液を導入することができる。

図 16に示した分析用具 Ylfは、分析用具 Yle (図 15参照）において、複数の流路 51 f を追加の共通流路 53 f によって一連に繋げた形態を有している。したがって、分析用具 Ylfでは、追加の供給流路 53 f の外部と連通させることにより、各流路 51 f に対しては、反応部 512の手前まで一括して試料液を供給することができる。一方、各反応部 512に対しては、共通流路 64 f を外部と連通させることにより、一括して試料液を供給することができる。

図 17に示した分析用具 Ylgは、分岐部 511までの.試料液の移動を共通流路 51 gによって一括して行い、複数の反応部 512に対する試料液の供給を、個別に行えるように構成されている。

図 18に示した分析用具 Ylhは、供給路 51Haおよ复数の個別流路 51Hbを有する流路 51Hを備えている。供給路 51Haの端部からは、分岐流路 53 hが延出している。この構成では、分岐流路 53 hを外部と連通させることにより、反応部 512の手前まで試料液を供給し、共通流路 64 hを外部と連通させることにより、各反応部 512 に対して一括して試料液を供給することができる。

図 19に示した分析用具 Yliは、分析用具 Yle (図 15参照）において、各流路 51i 毎に個別に試料液導入口 61iを設けたものである。したがって、分析用具 Yliでは、各流路 51iに対して個別に試料液を導入することができる。もちろん、分析用具 Y liにおいて、複数の流路 51 iを追加の共通流路によって繋げてもよい（図 16参照)。図 20に示した分析用具 Yljは、複数（図面上は 2つ）の流路 51 Jを有するものであり、各流路 51 Jが 2つの液導入口 61 jから導入された 2液 (たとえば試料と試薬)を混合した後に測定部 512 jに導入するように構成されたものである。各流路 51 Jは、測定部 512jの手前において分岐した分岐流路 53jと繋がっている。各流路 51 Jの終端どうしは、共通流路 64jによって繋げられている。したがって、流路 51 J相互にぉレ、ては、測定部 512 jに対して試料と試薬の混合液を同時に導入することができる。図 21に示した分析用具 Y lkは、 1つの液導入口 61 kに対して、複数の流路 51 k が繋がった構成とされているとともに、分岐部 511までの試料液の移動およ Ό¾数の反応部 512に対する試料液の供給を、それぞれ個別に行えるように構成されている。

図 22に示した分析用具 Ylmは、たとえば 1つの試料と 2つの試薬を反応させる 3成分反応系に対して適合できるように構成されたものであり、反応部 512に対して、 2つのルート（流路 51m' , 51m" )から 2つの移動成分 (たとえば試料と試薬、あるいは別種である 2つの試薬)が個別かつ同時に供給できるように構成されている。ただし、 3成分反応系として構成する場合には、反応部 512に対して試薬または試料を予め保持させておく必要があり、 2成分反応系として構成する^には、各流路 51r^ , 51m"力ら試料と試薬とを供給すればよいため、反応部 512には予め試薬や試料を保持しておく必要はなレヽ。もちろん、 3つ以上のルートから、 3つ以上の移動成分を個別かつ同時に供給できるように構成することもできる。図 23に示した分析用具 Yi nは、試料と試薬とを反応させるための反応部 5 と、測定を行うための測定部 512" と力 S別々に設けられており、反応部 5 におレ、て反応させてから、被検知成分を測定部 512〃に移動させて測定するように構成されている。反応部 512' の手前には、第 1分岐部 511' 力 S設定されており、この第 1分岐部 511 力第 1分岐流路 53 力 S延出している。一方、測定部 512〃の手前には、第 2分岐部 511"が設定されており、この第 2分岐部 511"から第 2分岐流路 53η"が延出している。

この分析用具 Yl ηでは、第 1分岐流路 53 の気体排出口 62 のみを開放しておくことにより、同図に実線の矢印で示したように第 1分岐流路 53 内に試料を進行させる。これにより、反応部 512' の手前 (第 1分岐部 5 ）で反応部 512' への試料の導入が抑止される。この状態から、第 2分岐流路 53η"の気体排出口 62η〃のみを開放することにより、同図に点線の矢印で示したように反応部 51 に試料が導入されるとともに、第 2分岐流路 53η" を試料力 S進行する。これにより、測定部 512 の手前 (第 2分岐部 511" )で測定部 512"への試料の導入が抑止される。そして、気体排出口 65 ηを開放することにより、反応部 512' の試料が測定部 512" に導入される次に、本発明の第 2の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態にぉレヽて参照する図面にぉレヽては、先に説明した第 1の実施の形態に係る分析装置 X 1および分析用具 (マイク口デバイス） Y 1 (図 1および図 4など参照）と同様な部材または要素については同一の符号を付してあり、それらについての重複説明を省略するものとする。

図 24に示したように、分析用具 Y 2は、先の分析用具 Y 1 (図 4など参照）と同様にマイクロデバイスとして構成されたものである力 S、分析用具 γ 1 (図 4など参照）とは異なり、 1つの流路 51 pを備え、力つ第 1および第 2気体排出口 62 p， 65 pが側方に開放した構成とされている。

気体排出口 65 pは、閉鎖手段としてのシール材 67 pにより閉鎖されている。このシール材 67 pは、アルミユウムなどの金属により、あるいは樹脂により形成することができ、たとえば接着材を用レ、て、あるレヽは融着により基板 5やカバー 6 に固定されている。

—方、分析装置 X 2は、気体排出口 65 _Pを開放するための開放機構 4 pを備えている。この開放機構 4 pは、シール材 67 pを切開するための刃体 43と、この刃体 43を図中の矢印 A， B方向に往復動させるためのァクチユエータ 44と、を有している。この開放機構 4 pでは、刃体 43をァクチユエータ 44により矢印 A方向に移動させて刃体 43によりシール材 67 pを貫通した後、刃体 43をァクチユエータ 44により矢印 B方向に移動させることによりシール材 67 pが切開される。これにより、気体排出口 65 pが開放される。もちろん、気体排出口 65 pを開放させる方法は、図示した例には限定されなレ、。たとえば、刃体 43に代えて針状部材を用レ、てもよい。

試料の分析時には、まず図 25に示したようにマイク口デバイス Y 2に対して、試料液導入口 61を介して受液部 50に試料液 Sが導入される。このとき、図 24に良く表れているように、気体排出口 65 pが閉鎖されている一方、気体排出口 62 pは開放されている。ここで、試料液 Sの導入は、分析装置 X 2に分析用具 Y 2を装着した状態で行つてもよいが、予め分析用具 Y 2に試料液 Sを供給しておレ、た上で、その後に分析装置： X 2に分析用具 Y 2を装着するのが好ましレ、。導入された試料液 Sは、毛細管現象により流路 51 pを移動して、分岐部 511に到針る。先に触れたように、分析用具 Y 2では、気体排出口 65 pが閉鎖されている一方で気体排出口 62 pが開放されている。そのため、分岐部 511に至った試料液 Sは、分岐部 511を超えて反応部 512に到ることができず、図 26に実線の矢印で示したように分岐流路 53を進行する。これにより、反応部 512のごく近傍に試料液 Sがする状態が達成され、反応部 512において試料と試薬とを反応させるための萌蓆が終了する。

一方、試料を反応部 512に供給する # ^には、開方遍構 4 pにより気体排出口 65 pを開放する。気体排出口 65 pの開放は、上述したように刃体 43を矢印 A， B方向に往復動させてシール材 67 pを切開することにより行われる（図 25参照)。これにより、気体排出口 65 pが開放し、図 26に点線の矢印で示したように分岐部 511を超えて試料液 Sが移動し、この試料液 Sが反応部 512に供給される。

反応部 512では、試料と試薬が反応し、たとえば試料中の被検知成分の量に相関した呈色を示し、あるいは被検知成分の量に応じた反応物が生成する。これにより、反応部 512が、被検知成分の量に応じた透過性 (吸収性)を示すこととなる。反応部 512への試料供給から一定時間経過した場合には、図 24に示した光源部 2により反応部 512に光を照射し、そのときの光量が受光部 3におレ、て測定される。分析装置 X 2では、受光部 3での受光量に基づいて、試料の分析、たとえば被検知成分の濃度演算を行う。

以上に説明した分析手法では、反応部 512の近傍 (分岐部 511)まで試料液 Sを導レヽた後、分岐部 511から試料液 Sを反応部 512に供給するようになされている。そのため、シール材 67 pの切開により気体排出口 65 pを開放すれば、試料液 Sが即座に反応部 512に供給される。したがって、試料液 Sの供給開始操作 (シール材 67 pの切開）から反応部 512に試料液 Sが供給されるまでの時間が短くなって、供給開始操作から試料の供給までに要する時間のバラツキが、各回の測定毎 (各分析用具毎)に小さくなる。つまり、反応部 512での反応開始タイミングを、シール材 67 pの切開という動作によって適切に制御できるようになる。その結果、各分析用具 Y 2毎に反応時間を画一ィ匕し、測^差を小さくできるようになる。

このような効果を得るためには、分析用具 Y 2に分岐流路 53を設け、流路 51 p の気体排出口 65 pの開閉を制御すればよいだけであるため、分析用具にマク口ポンプゃバルブを組み込む:^に比べれば、分析用具 Y 2の構成が簡素ィヒされる。そのため、分析用具 Y 2は製造技術的に困難なく製造でき、製造コスト的にも有利となる。その結果、反応開始タイミングを制御できる分析用具 Y 2を安価に提供できるようになり、使い捨てとして構成される分析用具に対しても、反応開始タイミングを制御する機能を問題なく適用できるようになる。

もちろん、本願発明は上述した実施の形態には限定されず、種々に設計変更が可能である。たとえば、シール材 67 pを引き剥がすことにより、気体排出口 65 p を開放するようにしてもよい。また、気体排出口を形成してこれをシール材により閉鎖しておく必要は必ずしもなく、たとえば分析用具を分析装置にセットした後に、開放機構により基板やカバーに穴を開けてそれを気体排出口としてもよい。さらに、流路の気体排出口を開閉させる手法については、図 27〜図 31を参照して以下に説明する方法を採用することもできる。

図 27には、シール材 67 qにエネルギを付与してシール材 67 qを溶融または変形させて気体排出口 65 qを開放する例を示した。エネルギの付与は、エネルギ供給源として光源 2 q (たとえばレーザ）を用いて行うことができる。エネルギ供給源としては、超音波発信発熱体などを用いてもよい。

図 28 Aおよび図 28 Bには、閉鎖手段として栓体 67 rを利用し、これを気体排出口 65 rに対して装着した状態、あるレヽは抜脱した状態を選択することにより気体排出口 65 rを開閉する例を示した。この例では、分岐流路 53 (図 26など参照）に試料を導く間は、図 28Aに示したように気体排出口 65 rに栓体 67 rを差し込んだ状態として気体排出口 65 rを閉鎖しておく。その一方、反応部 512 (図 26など参照）に試料を供給する ¾ ^には、図 28 Bに示したように気体排出口 65 rから栓体 67 r を抜脱して気体排出口 65 _rを開放する。栓体 67 rの抜脱は、分析装置に開放手段 (同図にはクランプ機構 4 rを例示してある）を設けておいた上で、この開放手段を利用して行われる。

図 29Aおよび図 29Bには、閉鎖手段として栓体 67 sを気体排出口 65 sに装着し、栓体 67 sの先端部を切り離すことにより気体排出口 65 sを開放させる例を示した。栓体 67 sは、図 29Aに示したように空間部 671sが形成されて中空状とされているとともに、この空間部 671sの後端が開放している一方で先端が閉鎖されている。空間部 671sの先端部に相当する部位には、切欠 672sが形成されており、この切欠 672sを利用して、図 29Bに示したように先端部 673sが容易に切り離されるように構成されている。この構成では、先端部 673sを切り離すことにより空間部 671sと気体排出口 65 sとが連通し、気出口 65 sを開¾-^るため、反応部 512 (図 26など参照)に試料を供給するには、先端部 673sを切り離せばよい。なお、 673sの切り離しは、たとえば分析装置に対して、先端部 673sを打撃可能なハンマ一などを有する打撃機構 4 sを設けておき、この打撃機構 4 sを使用して行われる。

図 30 Aおよび図 30 Bには、閉鎖手段としての切断代 67 tを切断することにより気体排出口 65 tを開放させる例を示した。切断代 67 tは、基板 5 tの端部において基板 5と一体的に設けられており、切欠 671tを設けることによって、外力を作用させた ¾ ^に基板 5 t力切り離されるように構成されている。外力は、先の ^と同様にハンマーなどを利用して行われる。

図 31Aおよび図 31 Bには、閉鎖手段を用いることなく、気体排出口 65 uを開閉する例を示した。この例では、分析装置に閉鎖ヘッド 4 uが設けられており、この閉鎖へッド 4 u力 S密着して気体排出口 65 uが閉鎖される状態と、閉鎖へッド 4 uを離間させて気体排出口 65 uが開放される状態と、を選択できるように構成されている。閉鎖ヘッド 4 uは、気体排出口 65 uの閉鎖時に、この気出口 65 t を適切に閉鎖できるように、ゴムなどのシール材 41 uを気体排出口 65 uを覆レヽうる部位に設けておくのが好ましい。次に、本発明の第 3の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態において参照する図面においては、先に説明した第 1あるいは第 2の実施の形態に係る分析装置 X 1， X 2および分析用具 (マイク口デバイス） Y 1 , Y 2 (図 1および図 4、図 24など参照）と同様な部材または要素にっレ、ては同一の符号を付してあり、それらについての重複説明を省略するものとする。図 32なレ、し図 34に示したように、分析用具 Y 3は、第 2の実施の形態に係る分析用具 Y 2と基本的には同様な構成である。ただし、分析用具 Υ 3においては、カバー 6 Vに試料液導入口 61 V、気##出口 62 V , 65 νが設けられており、試料液導入口 61 Vおよび気体排出口 62 V , 65 Vがシール材 66 ν， 67 ν , 68 νにより閉鎖されている。これにより、流路 51 Vの内部力 S密閉状態とされ、試薬部 513が水分などにより暴露されるのが抑制されている。

各シール材 66 V〜68 Vは、光を吸収したときに照射領域力 S溶融して開口力 S形成されるものであり、開口の形成により流路 51 Vの内部が外部に連通した状態とされる。シール材 66 ν〜68 νは、たとえば熱可塑性樹脂に色素を分散させて着色したものであり、厚みが 5〜100 z mに形成されている。このようなシール材 66 v〜 68 vは、たとえば接着剤を用いて、あるいは融着によりカバー 6 Vに固定されている。

熱可塑性樹脂としては、融点が 100°C以下のもの、たとえばエチレン一酢酸ビニル共重合体を使用するのが好ましレヽ。一方、色素としては、公知の種々のものを使用することができる力、シール材 66 V〜68 Vに照射される光の波長に応じて選択される。たとえば、シール材 66 v〜68 vに対して赤色光を照射するこは、色素としては緑色や黒色のものが使用される。緑色色素としては、典型的には銅フタロシアニン系染料、コバルトグリーン（CoO'Al₂0₃'Cr₂0₃)やチタン'コバルト系グリーン (Ti0₂'Co0'Ni0Zn0)を使用することができる。黒色色素としては、典型的にはカーボン系顔料、たとえばカーボンプラック（C)、銅-クロム系ブラック（CuO -Cr₂0₃)、銅 -鉄系ブラック（CuOFe₂0₃)を使用することができる。

シーノレ材 66 V〜68 Vには、蓄熱†生を確保する目的や強度向上の目的で充填剤を含有させてもよレヽ。蓄熱目的に使用される充填剤としては、たとえば金属粒ゃガラス粒が使用され、強度向上のための充填剤としては、公知の種々のものを使用することができる。充填剤に代えて、あるいは充填剤に加えてメッシュを用い、蓄熱生や強度を確保するようにしてもよレヽ。

—方、分析装置 X 3は、基本的には第 2の実施の形態に係る分析装置 X 2と同様である力図 32に示した光源部 2 Vが反応部 512ばかりでなく、シール材 66 v〜 68 vに対しても光を照射することができるように構成されている。すなわち、図 35に示したように、光源部 2 Vは、各シーノレ材 66 V〜68 vの上方位置 A〜 Cおよび反応部 512の上方位置 Dの間を移動可能とされている。ただし、シール材 66 v〜 68 Vに光を照射するための光源部と、反応部 512に光を照射するための光源部とを另リ々に設け、あるレヽはシール材 512毎に個別に光源部を設けてもよい。

光源部 2 Vとしては、レーザダイォードを使用するのが好ましい。そうすれば、少ない電力によって開口を形成し、あるいは分析を行うことができる。光源部 2 Vとしては、レーザダイオードの他に、発光ダイオード、ハロゲンランプ、キセノンランプ、あるいはタングステンランプなどを使用することもできる。ただし、広レヽ波長範囲にわたつて一定量の強度がある光 (複合光）を出射する光源、を用ヽるには、光源部 2 Vからの光をフィルタに入射させてから、目的波長の光をシール材 66 V〜68 Vや反応部 512に照射するようにしてもよレヽ。

試料の分析時には、まず図 36 Aに示したように、分析装置 X 3の装着部 1に分析用具 γ 3を装着した状態とする。先にも説明したように、分析用具 Y 3は、試料液導入口 61 Vがシール材 68 Vにより閉鎖されているため、そのままでは試料を導入することができない。そのため、図 36Bに示したようにシール材 68 Vに開口 68 を形成し、試料液導入口 61 Vを開放状態とする必要がある。そのためには、図 35および図 36 Aに示したように、シール材 68 vの上方 Aに光源部 2 vを位置させ、分析装置 X 3の光源部 2 Vによりシーノレ材 68 Vに光を照射すればょレヽ。光源部 2 Vとしてレーザダイォードを用いる場合には、シール材 68 Vに対するレーザ光の照射条件は、レーザ光の波長特生あるレ、はシール材 68 Vの組成や厚さなどに応じて設定されるが、スポット径、出力、および照射時間は、それぞれ、たとえば 50〜300 ^ ηι、 15〜50mW、および 0· 5〜10秒とされる。

図 36 Βに示したように、シール材 68 Vに開口 68 ν ' を形成した場合には、開口 68 ν ' および試料液導入口 61 Vを介して、受液部 50に試料液 Sを供給し、図 36Β および図 36Cに示した状態とする。なお、図 36Cにおいては、クロスハッチングを施した部分が試料液 Sである。

次いで、図 37Αに示したように、シール材 66 Vの上方に光源部 2 Vを位置させて光源部 2 Vによりシール材 ⁶6 Vに光を照射する。これにより、図 37 Βに示したように、シール材 66 Vに開口 66 V ' 力 S形成され、気# 出口 62 Vが開放状態とされる。気出口 62 Vを開放状態とすれば、流路 51 Vにおける分岐部 511までの部分および分岐流路 53 Vにお！/、て毛細管現象が生じ、受液部 50の試料液 Sが移動して分岐部 511に到 5ϋ "る。先に触れたように、分析用具 Υ 3では、気体排出口 65 Vが閉鎖されているために、分岐部 511に至った試料液 Sは、分岐部 511を超えて反応部 512に到きることができず、分岐流路 53 Vを進行する。これにより、図 37 Βおよび図 37 Cに示したように、反応部 512のごく近傍に試料液 Sが被する状態が達成され、反応部 512において試料液 Sと試薬部 513に含まれる試薬とを反応させるための準備が終了する。ただし、開口 68 ν' (図 36Β参照）を形成したのみでは十分な量の試料液 Sを導入できな!/、場合には、図 37 Βに示したように開口 66 V ' を形成してから試料液 Sを導入するようにしてもよレ、。

続いて、図 38Αに示したように、シール材 67 Vの上方に光源部 νを位置させて光源部 2 Vによりシール材 67 Vに光を照射する。これにより、図 38 Βに示したように、シール材 67 Vに開口 67 V ' が形成され、気体排出口 65 Vが開放状態とされる。気体排出口 65 Vを開放状態とすれば、分岐部 511と気体排出口 65 Vとの間にお！/、て毛細管現象が生じ、図 38 Βおよび図 38 Cに示したように試料液 Sが反応部 512に供給される。反応部 512では、試料液 Sと試薬部 513における試薬とが反応し、たとえば試料中の被検知成分の量に相関した呈色を示し、あるレ、は被検知成分の量に応じた反応物が生成する。これにより、反応部 512が、被検知成分の量に応じた羅性 (Ρ及収个 4)を示すこととなる。

反応部 512への試; (SH共給から一定時間経過したには、図 39に示したように、光源部 2 Vを反応部 512の上方に位置させて光源部 2 Vにより反応部 512に光を照射する。このときの反応部 512での ¾ 光は、受光部 3において受光される。分析装置 X 3では、受光部 3での受光量に基づいて、試料の分析、たとえば被検知成分の濃度演算を行う。

本実施の形態では、試料液導入口 61 Vや気体排出口 62 V， 65 Vをシール材 66 v 〜68 Vにより閉塞しておき、このシール材 66 V〜68 vに光を照射するとレ、つた簡易な手法により、閉鎖状態から開放状態とすることができる。このため、分析用具 Y 3に開口 66 v' 〜68 ν' を形成するに当たって、分析装置 X 3の構成がさほど娜化することもなレ、ため、製造コストの上昇を抑制しつつ分析用具 Υ 3に開口を形成することができる。また、分析用具 Υ 3の反応部 512に光を照射するための光源を利用して分析用具 Y 3に開口 66 V ' 〜68 V ' を形成するようにすれば、分析装置 X 3の複雑化および製造コストの上昇をより確実に抑制することができる。さらに、光源としてレーザダイオードを用いれば、少ない消費電力で確実に分析用具 γ 3に対して開口 66 -68 ν' を形成することができるため、ラン二ングコスト的にも有 ljである。

もちろん、本発明に係る開口形成方法は、上述した実施の形態には限定されなレヽ。たとえば、本発明は、試料 ί夜導入口 61 Vおよび気 f本出口 62 v， 65 Vの全てがシール材 66 V〜68 Vにより覆われている ¾ ^に限らず、上記した 3つの口 61 V , 62 ν, 65 νのうち、少なくとも 1つの口が塞がれている場合に適用することができる。また、本発明は、図 32に示したような分岐流路 53 Vを備えた分析用具 Υ 3 に限らず、図 40 Αおよぴ図 40 Βに示したように、分析流路を備えていない分析用具 , Y 3 "に対しても適用することができる。図 40Aには試料液導入口 61 v' および気体排出口 65 の双方が閉鎖された分析用具 Y 3 ' の例を、図 40B には気出口 65 v "のみが閉鎖された分析用具 Y 3 "の例を示した。

第 1ないし第 3の実施の形態では、反応部に照射したときの透過光に基づレ、て分析を行うを例にとつて説明したが、本発明は反応部からの反射光に基づレヽて試料の分析を行う場合にも適用可能である。反応部への光照射および透過光の測定は、必ずしも個々の反応部に対して個別に行う必要はなく、複数の反応部に対して一括して行つてもよレ、。

本発明は、毛細管現象を利用して移動成分を移動させる構成の分析用具を用いる # ^に適用できるため、光学的手法により分析を行うように構成されたものに限らず、電気化学的手法により分析を行うように構成されたものを用いることもできる。さらには、試料を移動させるのみならず、試料に代えて試薬を移動させ、あるいはキヤリァ液とともに試料や試薬を移動させる分析手法にも適用することができる。もちろん、分析用具としてマイクロデバイスを使用する^に限らず、その他の構成の分析用具を使用するにも本発明を適用できるのはいうまでもない。実施例以下にぉレヽては、レーザダイォードを用いてシール材に対して開口が形成できるカゝ否かについて検証する。

[実施例 1 ]

本実施例にお!/、ては、酒井硝子エンジニアリング㈱製のレーザダイォードュニットを用いて緑色樹脂シートに開口が形成されるカ^カ^確認した。レーザダイォードュニットは、光源として中心波長が 658nmの赤色光を出射可能なレーザダイォード (HL6501MG；㈱日立製作所）を備えたものであり、焦点距離が 3醒、焦点でのスポット径が ΙΟΟ μ ηιとなるように構成されたものである。レーザダイォードからの光出力は、 27. 5mWとし、 |½樹脂シートに対するレーザ光の照射時間は、表 1に示した通りとした。一方、緑色樹脂シートとしては、 100重量部のエチレン一酢酸ビュル共重合体 (EVA) (酢酸ビニノ!^量 28%、融点 58。C)のホットメノレトシ一ト（日東シンコー㈱製）に対して、色素としての銅フタロシアニンを 2. 0重量部となるように添カロし、 Effを 10 /zmに調整したものを使用した。この樹脂シートは、波長が 658nmである光に対する光吸収率が約 97%のものである。緑色樹脂シートに開口が形成されている力否かは、顕微鏡 (SZX9 ;ォリンパス光学工業㈱）により観察した。その結果を、表 1、図 41 Aおよび図 41 Bに示した。図 41Aおよび図 41 Bは、レーザ光の照射時間を 0, 50secおよび 0. 60secとしたときの糸½樹脂シートを、顕微鏡によって 30倍に拡大した状態を示すものである。

表 1 ：緑色樹脂シート（10 m)

[実施例 2 ]

本実施例においては、樹脂シートの ffを (波長 658nmの光に対する光吸収率が約 100%)に調整し、緑色樹脂シートに対するレーザ光の照射時間を表 2 に示した通りとした以外は実施例 1と同様とし、緑色樹脂シートに開口が形成されるか否かを確認した。その結果を、表 2、図 42A、図 42B、図 43Aおよび図 43 Bに示した。図 42Aおよぴ図 42 Bは、レーザ光の照射時間を 0. 50sec、 0. 80sec、 1. OOsecおよび 2. OOsecとしたときの樹脂シートを、顕微鏡によって 30倍に拡大した状態を示すものである。

表 2：緑色樹脂シート (50 m)

[実施例 3 ]

本実施例にぉレヽては、黒色榭脂シ一トに対してレーザ光の照射により開口が形成されるカゝ否かをした。黒色樹脂シートとしては、 EVA100重量部に対して黒色色素としてのカーボンブラックを 1. 5重量部添加して黒色に着色し、膜厚を 10 Ai mに調整したものを用いた。この黒色樹脂シートは、波長力 S658nmの光に対する光吸収率が約 99%のものである。レーザ光の照射条件 (照射時間を除く）は、実施例 1と同様とした。その結果を表 3に示した。図 44Aおよび図 44Bには、レーザ光の照射時間を 1. Osecおよび 3. Osecとしたときの黒色樹脂シートを、顕微鏡によつて 30倍に拡大した状態を示すものである。

表 3 ：黒色樹脂シート (10ju m)

[結果の考察]

実施例 1の ife樹脂シート «鎮10 μ m、光吸収率約 97%)では、レーザダイォードからの光出力を 27. 5mWに設定した:^には、表 1、図 41Aおよぴ図 41 Bから分かるように、レーザ光を 0. 5sec以上照射した^^に開口が形成されることが ¾|g された。実施例 2の緑色樹脂シート（膨 50 m、光吸収率約 100%)では、表 2、図 42A、図 42B、図 43Aおよび図 43 Bから分かるように、レーザ光を 0. 9sec以上 „ 照射したに開口が形成されること力された。したがつて、光吸収率力 %に近レ、樹脂シートに対しては、 Ilffが 10〜50 μ mの範囲であれば、 27. 5mWという比較的小さい出力で、力 l. Osec程度という短時間で、十分な開口を形成することができる。

実施例 3の黒色樹脂シート ( fflO μ m、光吸収率約 99%)につレ、ては、表 3、図 44Aおよび図 44Bから分かるように、実施例 1および実施例 2と同様なレーザ光の照射条件 (照射時間を除く )においては、数秒離のレーザ光の照射により十分な開口が形成されることが ¾Ιδされた。

以上のように、融点の低レ、熱可塑性樹脂に色素を添加して光吸収率を高くした樹脂シートに対しては、レーザ光を照射することによつて比較的に短時間で開口を形成することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1つ以上の流路を備えた分析用具を用いて試料の分析を行う方法であって、上記移動成分を上記液導入口から上記流路中の第 1目的部まで移動させる第 1移動ステップと、上記移動成分を上記第 1目的部から上記流路中の第 2目的部まで移動させる第 2移動ステツプと、を含む試料分析方法において、

上記分析用具として、上記第 1目的部から分岐する分岐流路と、この分岐流路の内部の気体を排出するための第 1開口部と、をさらに備えたものを用い、上記第 1移動ステップは、上記分岐流路の内部が、上記第 1開口部を介して外部と連通した状態とすることにより行い、

上記第 2移動ステップは、上記第 2目的部より移動成分の流れ方向の下流に、上記流路の内部を外部と連通させるための第 2開口部を設けることにより行う、試斤方法。

2. 上記分析用具は、上記流路に連通し、力つ上記第 2移動ステップの開始前にぉレ、て閉鎖手段により閉鎖された 1つ以上の気##出口を有しており、

上記第 2移動ステップは、上記閉鎖手段に上記第 2開口部を設けて、上記気出口を開放することにより行う、請求項 1に記載の試粉析方法。

3. 上記分析用具力 S複数の流路を備えている：^において、

上記第 2移動ステップは、上記複数の流路について一括して行う、請求項 2 に記載の試; 、折方法。

4. 上記分析用具が複数の流路を備えている場合において、

上記第 1移動ステップは、上記複数の流路につレ、て一括して行う、請求項 1 に記載の試析方法。

5. 上記分析用具は、微量試料を分析するように構成されたマイクロデバイスである、請求項 1に記載の試粉析方法。

6 . 液導入口と、液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1つ以上の流路と、を備えた分析用具であって、

上記流路における分岐部から分岐した分岐流路をさらに備えており、上記分岐流路が上記液導入口以外の部分で外部と連通した状態とすることにより、上記分岐部にぉレ、て上記流路内での上記移動成分の進行を停止させる一方、上記流路を上記液導入口以外の部分で外部と連通させることにより、上記流路内において上記分岐部を超えて上記移動成分を進行させるように構成されている、分析用具。

7. 上記流路は、この流路の内部の気体を排出するための気体排出口に繋がっており、この気体排出口を開放状態とすることにより、上記分岐部を超えて上記移動成分が移動するように構成されている、請求項 6に記載の分析用具。

8 . 上記気体排出口は、閉鎖手段により閉鎖されている、請求項 7に記載の分析用具。

9. 上記流路には、試料と反応させるための試薬を含んだ 1つ以上の試薬部が設けられている、請求項 6に記載の分析用具。

10. 上記試薬部は、上記分岐部よりも、上記流路における移動成分の流れ方向の下流位置に設けられており、

上記試薬部と上記分岐部との間の距離は、上記分岐部と上記液導入口との間の距離よりも小さくされている、請求項 9に記載の分析用具。

11. 複数の流路を備えている^において、

上記複数の流路のうちの 2以上の流路には、試料と反応させるための試薬を含んだ試薬部が設けられており、カゝっ上記 2以上の流路に設けられる試薬部は、互レ、に異なった試薬を含んでおり、

1種類の試料から複数の項目を測定できるように構成されている、請求項 6 に記載の分析用具。

12. 液導入口と、上記液導入口から導入された移動成分を進行させるための複数の流路を備えた分析用具であって、

上記複数の流路に連通する共通流路と、

この共通流路に繋がり、カゝっ上記共通流路を介して上記複数の流路内の気体をお出するための 1つ以上の気 ί本お出口と、

を備えている、分析用具。

13. 上記液導入口は、中央部に設けられており、

上記複数の流路は、上記液導入口から導入された移動成分を、中央部から周縁部に向けて進行させるように構成されている、請求項 12に記載の分析用具。

14. 上記複数の流路は、放射状に設けられている、請求項 13に記載の分析用具。

15. 試料液中の特定成分を分析するための複数の分析部位を有しており、かつ、上記各流路には、上記分析部位が少なくとも 1つ設定されており、

上記液導入口から導入された移動成分の移動を、上記分析部位の手前で停止させた後に、上記分析部位に移動成分が導入されるように構成されている、請求項 12に記載の分析用具。

16. 上記気脚咄口は、上記液導入口から移動成分を導入する前は、閉鎖されており、

上記気体出口を開放することにより、上記分析部位に移動成分が導入されるように構成されている、請求項 15に記載の分析用具。

17. 上記 1つ以上の気体排出口を開放状態とすることにより、上記各分析部位の手前で移動成分の移動が停止するように構成されている、請求項 15に記載の分析用具。

18. 1つ以上の口の気##出口と、複数の分岐流路と、をさらに備えており、力、上記各分岐流路は、少なくとも 1つの ϋ¾口の気体排出口に連通し、力上記複数の流路のうちの対応する流路に対して上記分析部位の手前で連通しており、上記 1つ以上の追加の気体排出口を開放状態とすることにより、上記各分析部位の手前で移動成分の移動が停止するように構成されている、請求項 15に記載の分析用具。

19. 上記複数の流路のうちの 2以上の流路には、試料と反応させるための試薬を含んだ試薬部が設けられており、力つ上記 2以上の流路に設けられる試薬部は、互レ、に異なった試薬を含んでおり、

1種類の試料から複数の項目を測定できるように構成されている、請求項 12 に記載の分析用具。

20. 微量試料を分析するためのマイクロデバイスとして構成されている、請求項 12に記載の分析用具。

21.上記各流路の主断面は、 Φ畐寸法が 10〜500^m、深さ寸法が 5〜500 111であり、力深さ寸法 Z幅寸法≥ 5である矩形断面とされている、請求項 20に記載の分析用具。

22. 液導入口と、

上記液導入口に繋がる第 1共通流路と、

上記第 1共通流路から分岐した複数の個別流路と、

上記複数の個別流路に連通する第 2共通流路と、

上記第 2共通流路に繋がり、力つ上記第 2共通流路を介して上記複数の個別流路内の気体を排出するための気脚咄口と、を備え、上記気脚咄口を閉鎖状態として上記第 1共通流路にまで移動成分を移動させた後、上記気体:排出口を開放して上記複数の個別流路に対して一括して移動成分が供給されるように構成されている、分析用具。

23. 液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1つ以上の流路を備えた分析用具を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置であって、上記分析用具として、上記流路おける第 1目的部位において上記移動成分の進行を停止させる一方、上記流路を上記液導入口以外の部分で開放させることにより、上記第 1目的部位を越えて第 2目的部位に上記移動成分を進行させるように構成されたものを使用する^^において、

上記流路を上記液導入口以外の部分で開放させるための開放手段を備えている、分析装置。 °

24. 上記分析用具が、上記流路の内部と外部との間を連通させることが可能であり、力閉鎖手段により閉鎖された気体排出口を備えているにおいて、上記開放手段は、上記閉鎖手段に開口を形成して上記気脚咄口を開放させるように構成されている、請求項 23に記載の分析装置。

25. 上記閉鎖手段がシート部材により構成されているにおレ、て、

上記開放手段は、上記シート部材を切開するための切開要素を備えたものとして構成されてレヽる、請求項 24に記載の分析装置。

26. 上記閉鎖手段が上記気翻咄口に挿入された栓体である場合にぉレ、て

上記開放手段は、上記栓体を引き抜くための引抜要素を備えたものとして構成されている、請求項 24に記載の分析装置。

27. 上記開放手段は、上記分析用具に対して非繊¾でエネルギを付与し、上記分析用具の少なくとも一部を溶融または変形させるように構成されている、請求項 23に記載の分析装置。

28. 液導入口から導入された移動成分を進行させるための 1または複数の流路を備えた分析用具を装着するための装着部を有し、力つ上記分析用具を利用して試料の分析を行うように構成された分析装置であって、

上記分析用具として、上記流路における分岐部から分岐した分岐流路および上記流路の内部の気体を排出するための気体排出口を備え、カゝっ上記分岐流路が上記液導入口以外の部分で外部と連通した状態とすることにより、上記分岐部にぉレ、て上記流路内での上記移動成分の進行を停止させる一方、上記流路を上記気体排出口におレ、て外部と連通させることにより、上記流路内におレ、て上記分岐部を超えて上記移動成分を進行させるように構成されたものを使用するにおいて、

上記気体排出口が開放する状態と開放しなレヽ状態とを選択するための開閉手段を備えている、分析装置。

29. 上記開閉手段は、移動可能な閉鎖要素を備えており、かつ、

上記閉鎖要素の移動により上記気体排出口を閉鎖した状態と開放した状態とを選択できるように構成されている、請求項 28に記載の分析装置。

30. 試料を移動させるための流路を備えた分析用具に対して、上記流路の内部と外部との間を連通する開口を形成する方法であって、

上記分析用具に設定された目的部位に対して光照射する一方で、上記目的部位にぉレヽて光エネルギを吸収させることにより、上記開口を形成する、分析用具に対する開口形成方法。

31. 上記分析用具は、上記流路の内部を外部に連通させるための連通孔と、この連通孔を塞ぎ、力、つ上記目的部位を含む閉塞部と、を備えたものである、請求項

30に記載の分析用具にる開口形成方法。

32. 上記連通孔は、上記流路の内部において試料を移動させるときに、 .上記流路の内部の気体を排出するための排気口である、請求項 31に記載の分析用具に対する開口形成方法。

33. 上記連通孔は、上記流路の内部に試料または試薬を導入するための液導入口である、請求項 31に記載の分析用具に対する開口形成方法。

34. 上記閉塞部は、熱可塑性樹脂と、上記閉塞部に照射される光に対する吸収性を高めるための添剤と、を含有した材料により形成されている、請求項 31に記載の分析用具に対する開口形成方法。

35. 上記熱可塑性樹脂は、融点が 100°C以下である、請求項 34に記載の分析用具に対する開口形成方法。

36. 上記熱可塑性樹脂は、エチレン一酢酸ビュル共重合体である、請求項 34に記載の分析用具に対する開口形成方法。

37. 上記閉塞部は、蓄熱用充填剤を含んでいる、請求項 34に記載の分析用具に対する開口形成方法。

38. 上記閉塞部は、膜厚が 5〜100 μ ηιのシート状に形成されたものである、請求項 31に記載の分析用具に対する開口形成方法。

39. 上記目的部位に対する光照射は、レーザダイオードを用いて行われる、請求項 30に記載の分析用具に対する開口形成方法。

40. 上記分析用具は、光学的手法を用いて試料を分析するように構成されたものであり、カつ、

試料の分析時における光照射と、上記目的部位に対する光照射とを、同一の光源を用レ、て行う、請求項 30に記載の分析用具に対する開口形成方法。