WO2004038424A1

WO2004038424A1 - 分析用具における液成分の温調方法、分析用具、および分析装置

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Publication number: WO2004038424A1
Application number: PCT/JP2003/013670
Authority: WO
Inventors: Shigeru Kitamura
Original assignee: Arkray, Inc.
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2004-05-06
Also published as: CN1708690B; EP1557672A1; JP2004150805A; US20090297402A1; EP1557672B1; EP1557672A4; AU2003275667A1; US8409522B2; JP4009684B2; CN1708690A; US20060073600A1

Abstract

　本発明は、分析用具(１)に保持された液成分を目的温度に調整する技術に関する。本発明では、液成分を昇温する場合に、分析用具(１)に磁力線を通過させることにより生じた熱エネルギを、液成分(10)に供給する温調方法が提供される。本発明ではさらに、磁力線を利用した液成分(10)の昇温に適した分析用具(１)および分析装置(Ｘ)が提供される。

Description

明細書分析用具における液成分の温調方法、分析用具、および分析装置技術分野

本発明は、試料の分析を行うために使用される分析用具において、この分析用具にされた液成分を目的に調整する技術に関する。背景技術

試料の分析を行う方法としては、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。このような分析は、たとえば光の照射および受光が可能な光学系を構築した分析装置に対して、反応場を提供する分析用具を装着して行われる (たとえば日本国特開平 8-114539号公報参照)。この、分析誤差を小さくして分析結果の信頼十生を高めるためには、分析用具 (とくに反応 ¾)の調整を行い、各回の測定毎に試料と試薬を略同一で反応させるのが好ましい。とくに、酵素反応を利用する系では、反応速度の温度依存性が大きいため、系の S ^を、たとえば目的½±0.1°Cに調整するのが好ましレ、。反応液の調整を行う方法としては、たとえば図 9 Aに示したように、分析用具 9を反応液 90よりも熱容量の大きなヒートブロック 91上に保持し、このヒトブロック 91のを制御して、反応液 90のを調整する方法がある (たとえば日本国特開平 9- 189703号公報および日本国特開平 10-253536号公報参照)。この方法では、たとえばヒートブロック 91に埋設されたセンサ 92により反応液 90のをモニタリングし、反応液 90のが所定値よりも小さくなった:^に、ヒ一トブロック 91を加熱 ·昇温し、このヒートプロック 91を介して反応液 90が昇温される。また、図 9 Bに示したように、分析用具 9を温度追随性の高レヽ発熱体 93 上に保持し、この発熱体 93により反応液 90のを直接調整する方法もある (たとえば日本国特開平 9-304269号公報参照)。この方法でも、センサ 92によるモニタリング結果に応じて、適宜発熱体 93を駆動し、反応液 90の温調が行われる。これらの調整方法では、反応液 90を昇温する場合にヒートプロック 91を加熱し、あるいは発熱体 93を駆動する必要があるため、消費電力が大きいといったデメリットがある。し力も、ヒートブロック 91や発熱体 93などの加熱媒体では、マイクロデパイスのように反応液 90の液量が少なレ、には、反応液 90力 S保持された領域のみをピンポイントで加熱するのが困難である。そのため、反応液 90のを応答性良く上昇させるためには、昇温させるべき領域 (図では反応液 90の直下領域)に比べて、力 P熱媒体 91, 93を相当に大きくする必要がある。したがって、マイクロデバイスにおける反応液の温調を行うには、力口熱媒体 91, 93から伝えられる熱量に比べて、反応液 90の昇温に利用される熱量が小さくなってェネルギ利用効率が悪い。

このように、従来の ¾調整方法では消費電力が大きいといったデメリットがあった。したがって、従来の ¾調整方法は、小型電池 (たとえば家庭でも汎用されている電池)のような内部暫原で駆動する分析装置に適用するのが困難となつており、仮に、先の方法を小型の分析装置に適用するにしても、分析装置の実稼働時間が極端に短くなつてしまい、実用的ではない。その一方、実稼働時間の短縮化を改善するためには、内部霞原の容量を大きくすればよいが、この^には、分析装置の小型化が阻害され、可搬性が謝匕してしまう。また、外部原から電力を供給してもよいが、その場合には、斤装置を外部電源と接続するためのァダプタが必要となって携帯性が悪くなる上、出先での使用にとって不都合となる。発明の開示

本発明は、分析装置を大型化することなく、小さい消費電力で、分析用具に保持された液成分を目的'? Sに調整できるようにすることを目的としている。

本発明の第 1の側面にぉレヽては、分析用具に保持された液成分を目的に調整する方法であって、上記液成分を昇温する：^に、上記分析用具に磁力線を通過させることにより生じた熱エネルギを、上記液成分に供給する、分析用具における液成分の温調方法が ¾ί共される。

本発明の第 2の側面においては、試料の分析を行うために使用される分析用具であって、磁力線を通過させることにより発熱する発熱層を備えている、分析用具が樹共される。この分析用具を用いる、液成分の昇温は、発熱層を発熱させたときの熱ェネルギを利用して行われる。

発熱層は、たとえば金属薄膜として形成される。この金属薄膜を形成するための材料としては、典型的には、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、ステンレスを例示することができる。金属薄膜を抵抗率の小さな材料 (たとえばアルミニウム、ニッケルまたは銅)を用いて形成する ¾ ^には、金属薄膜の厚みは、たとえば 1〜 200 μ mに形成するのが好ましレヽ。これは、金属薄膜の厚みが不当に大きレヽ場合には、金属薄膜の抵抗が小さくなつて金属薄膜において適切に熱エネルギを発生させることができない一方、金属薄膜の厚みが不当に小さいには、金属薄膜の抵抗が大きくなつて金属薄膜が溶融してしまい、液成分に対して目的とする熱ェネルギを供給することが困難だからである。

発熱層は、導電性樹脂材料により形成することもできる。導電†生樹脂ネオ料としては、たとえば絶縁樹脂に導電性フィラーを分散させて導電性を付与したもの、それ自体が導電性を有する導電性高分子のレ、ずれをも使用することができる。導電性高分子としては、たとえばポリアセチレン、ポリピロ一ノレ、ポリチオフェン、ポリア二リン、ポリイソチアナフテン、ポリアズレン、ポリ-； P-フエ二レン、ポリ -P-フエ二レンビニレン、ポリ- 2,5-チェ二レンビニレン、あるいはポリペリナフタレンを例示することができる。発熱層を導電性樹脂材料により形成する^においても、発熱層の厚みは、金属薄膜と同様に、液成分に対して熱エネルギを適切に供給できる範囲に設定される。

発熱層は、分析用具の構成要素に直接膜形成し、もしくは材料をシート状に加ェした後に上記構成要素にシート材を貼着し、あるいは上記構成要素の凹部に嵌め込むことにより形成される。発熱層を膜形成する方法としては、たとえば蒸着、スパッタリング、あるいは CVDが挙げられる。これらの手法は、金属材料としてアルミニウム、エッケルまたは銅を用いる場合に有用である。

本発明の分析用具は、たとえば試料と試薬とを反応させるための反応部を備えたものとして構成することができる。この場合の液成分の昇温は、少なくとも反応部にする液成分に対して行うのが好ましレヽ。分析用具にぉレヽては、発熱層を、反応部に存在する液成分に対して熱エネルギを供給できる位置に形成するのが好ましい。より具体的には、発熱層は、反応部の周辺を覆う位置、反応部を覆う位置、あるいは反応部の内部に形成される。

本発明においては、液成分の温調は、たとえば液成分の温度をモニタリングしつつ、このモニタリング結果をフィードバックして、分析用具を通過させる磁力線の状態を繰り返し制御することにより行うことができる。液成分の温調は、液成分の周りの環境と、液成分を目的のに昇温するために必要な分析用具における磁力線の通過状態と、の関係を予め調べておき、測定された環境 asと上記関係とに基づレヽて目的とする磁力線の通過状態を達成するために必要な制御量を決定し、この制御量に応じて分析用具における磁力線の通過状態を制御することにより行ってもよレ、。

本発明の第 3の側面にぉレ、ては、試料を保持した分析用具を利用して上記試料の分析を行うとともに、上記分析用具に保持された液成分のを調整できるように構成された分析装置であって、上記分析用具に通過させる磁力線を発生させるための磁力線発生コイルを備えたことを特徴とする、温調機能を備えた分析装置が樹共される。

本発明の分析装置は、液成分の «または液成分の周りの環境を測定するための測定手段と、この測定手段での測定結果に基づいて、磁力線発生コイルにおける磁力線の発生状態を制御するための制御手段と、をさらに備えたものとしてネ冓成するのが好ましレ、。

上記分析装置は、たとえば ¾力線発生コイルに対して磁力線を発生させるための交流 TO印加手段をさらに備えたものとして構成される。この^ \ 制御手段は、交流印加手段を制御することによって、磁力線発生コイルにおける磁力線の発生状態を制御する。より具体的には、制御手段は、磁力線の強さ (交流電圧の実効ィ [¾、磁力線の向きを繰り返し変ィ匕させるときの周期 (印加の周波数)、および磁力線の通過時間 (交流の印加時間)を制御する。これにより、磁力線発生コイルにおける磁力線の発生状態ひいては磁力線を分析用具に通過させた際の発熱量を制御し、最終的には液成分に伝達させるべき熱エネルギの量を制御することができるようになる。

本発明は、微量試料を分析するためのマイクロデバイスの液成分を温調するために適用することができる。ここで、「微量試料」とは、 100 / L以下の試料をさしている。 .

また、本発明でいう「液成分」とは、分析用具に保持された液体のうち、温調の ¾· ^となるものをさし、特段の限定がない限りは、分析用具に存在する液体の全てをさす^^もあれば、一部をさ 1^もある。たとえば、 mi i m とを反応させる系では、液料、液薬およびこれらの反応液のいずれかを虫でさ i~^、あるいはそれらのうちの複数をさ ι~¾^の双方力 s含まれ、もちろん、反応液をさす齢においても、そのうちの特定の領域に存在する反応液のみをさも含まれる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る分析装置の一例の概略構成を示す模式図である。

図 2は、本発明に係るマイク口デバイスの一例を示す全体斜視図である。図 3は、図 2の m— ΠΙ線に沿う断面図である。

図 4 A〜図 4 Dは、発熱層の設置部位の他の例を示す要部断面図である。図 5は、第 2の実施の形態に係る分析用具を示す全体斜視図である。

図 6 Aおよぴ図 6 Bは、第 3および第 4の実施の形態に係る分析用具を示す全体斜視図である。

図 7は、第 5の実施の形態に係る分析用具を示す全体斜視図である。

図 8は、図 7の M— VDI線に沿う断面図である。

図 9 Aおよび図 9 Bは、従来の温調方法を説明するための分析装置の要部を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下にぉレ、ては、図 1ないし図 8を参照して、本発明の第 1なレヽし第 5の実施の形態について説明する。

まず、本発明の第 1の実施の形態にっレ、て、図 1ないし図 3を参照して説明する。

図 1に示した分析装置 Xは、分析用具 1を利用して試料を分析するための分析機能と、分析用具 1の測定部 llCbに保持された液成分 10の figを調整するための温調機能と、を有している。このような機能を発揮すべく、分析装置 Xは、装着部 20、温度測定部 21、制御量演算部 22、磁力線発生コイル 23、交流電圧印加部 24、光源部 25、受光部 26、濃度演算部 27、および制御部 28を備えている。

装着部 20は、分析用具 1を體するためのものである。測定部 21は、装着部 20に埋設されている。この測定部 21は、装着部 20に対して分析用具 1を装着した状態において、分析用具 1に保持された液成分 10(測定部 llCb)の直下領域に位置するように配置されている。これにより、測定部 21において測定されるが、実際の液成分 10のにより近いものとなる。測定部 21としては、たとえばサーミスタゃ熱伝対を使用することができる。もちろん、放射計のように、翻虫型の計を用いてもよい。

" 制御量演算部 22は、測定部 21での? 測定結果に基づいて、液成分 10に付与すべきエネルギ量を演算するとともに、交流 ®£印加部 24に対する制御量を演算するものである。

磁力線発生コイル 23は、分析用具 1を通過させるべき磁力線を発生させるためのものである。交流 ¾!£印加部 24は、磁力線発生コイル 23に βΐΐを印加させるためのものである。交流 flff印加部 24としては、たとえば 40〜200kHzの範囲から選択される周波数の交流を印加可能なものが使用される。磁力線発生コイル 23におレヽては、交流印加部 24による E印加によつて磁力線が発生させられる。磁力線発生コイル 23において発生させる磁力線の状態は、磁力線発生コイル 23に対するの印加状態によって制御することができる。より具体的には、磁力線発生コイル 23に印加すべき交流電圧の実効値、印加電圧の周波数、および交流€1£の印加時間を制御することによつて磁力線発生コィル 23での磁力線発生状態を制御することができる。

光源部 25は、液成分 10(測定部 llCb)に光を照射するためのものである。これに対して、受光部 26は、液成分 10からの反射光を受光するためのものである。光源部 25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が、光源部 25からの光をフィルタに入射させてから、液成分 10に光が照射される。これは、フィルタにおいて、液成分 10中の分析対象成分の光吸収特性に則した波長の光を選択するためである。一方、受光部 26は、たとえばフォトダイォードにより構成される。

濃度演算部 27は、受光部 26における受光結果に基づいて、試料液の濃度を演算するためのものである。濃度演算は、たとえば受光部 26における受光結果に基づレ、て反射率を演算し、反射率と濃度との関係を示す検線に先に演算した反射率を当てはめることにより行われる。

制御部 28は、制御量演算部 22におレ、て演算された制御量に基づレ、て交流 mm印加部 24を制御し、磁力線発生コイル 23における磁力線の発生状態を制御するためのものである。制御部 28はさらに、光源部 25における光照射状態および非照射状態を選択し、また制御量演算部 22や濃度演算部 27の動作を制御する。

制御量演算部 22、濃度演算部 27および制御部 28は、たとえば CPU、 ROMおよひ RAMにより構成することができ、このには、 ROMに記憶されたプログラムを、 RAMを利用しつつ CPUにより実行することにより、交流印加部 24の制御力行われ、ひレ、ては磁力線発生コィル 23における磁力線の発生状態の制御が行われる。

分析用具 1としては、たとえば図 2および図 3に示したものを使用することができる。これらの図に示した分析用具 1は、いわゆるマイクロデバイスとして構成されたものである。この分析用具 1は、反応場を ί 共するものであり、流路 11 が形成された基板 12上に、流路 11を覆うようにして力パー 13を積層した形態を有している。

流路 11は、試料導入部 11Α、試薬導入部 11Bおよび反応用流路部 11Cを有している。試料導入部 11 Aと試薬導入部 11 Bとは、反応用流路部 11C端部 llCaにつながっている。反応用流路部 11 Cは、全体が蛇腹状にくねっており、流路長が大きくなるように工夫されている。そして、反応用流路部 11Cには、光源部 25からの光が照射される測定部 llCbが設けられている (図 1参照)。

これに対してカバー 13は、試料導入口 13 a、試薬導入口 13bおよび空気抜き穴 13 cを有している。試料導入口 13 aは試料導入部 11 Aの端部 llAaに、試薬導入部 13 IDは試薬導入部 11 Bの έ黯 IBaに、空気抜き穴 13 cは反応用流路部 11。の端部 llCcに、それぞれ対応した部位に形成されている。カノ一 13には、発熱層 14 が形成されている。

発熱層 14は、磁力線発生コイル 23(図 1参照)において発生した磁力線を通過させることによつて生じる誘導電流により発熱するものであり、貫通孔 14 aを有している。貫通孔 14 aは、測定部 UCbに対して光源部 25(図 1参照)からの光を照射し、測定部 UCbからの反射光を受光部 26(図 1参照)におレ、て受光できるようにするためのものである。そのため、発熱層 14は、測定部 llCbの直上において、測定部 UCbの周縁部および周辺部を覆うように設けられている。このような発熱層 14 の配置にぉレ、ては、発熱層 14におレ、て生じた熱エネルギを測定部 llCbの液成分 10に効率よく伝 ii "ることができる。

発熱層 14は、その機能を適切に発揮できるように、たとえばァノレミニゥム、二ッケルまたは同を、蒸着、スパッタリングまたはメッキなどの手法により膜形成することにより、厚みが：!〜 200 μ πιに形成される。発熱層 14は、金属材料により形成されたシート材を、カバー 13の表面に貼着することにより形成することもできる。このに使用する金属材料としては、アルミニウム、ニッケルおよび銅の他に、鉄やステンレスを例示することができる。発熱層 14は、導電性樹脂材料により形成することもできる。 '

図 2および図 3に示した分析用具 1は、試料と試薬との 2液を混合して反応させるものがあるが、マイクロデバイスとしては、 3液以上を混合するものを使用することができ、もちろん、複数の反応系を構築できるように、複数の流路が形成されたものであってもよレ、。

試料の分析時には、分析用具 1に対して、試料導入口 13 a力試料が、試薬導入口 13 b力試薬がそれぞれ導入される。これらの試料およひ試薬は、毛細管現象により試料導入部 11 Aおよび試薬導入部 11 Bをそれぞれ移動し、反応用流路部 11 Cにおいて合流する。これにより、試料と試薬が反応を開始する。試料および試薬は、さらに反応を進行しつつも、毛細管現象により、空気抜き穴 13 cに向けて反応用流路部 11 Cを移動し、最終的には測定部 UCbに到達する。

このとき、図 1に示した測定部 21では、測定部 UCbに到達した反応液 (液成分 10)のが経時的に測定される。この測定結果は、制御量演算部 22に送られ、制御量を演算するための基礎とされる。この制御量演算部 22では、液成分 10の目的 »と、実際の測定との比較が行われ、測定 &gが目的?踏よりも低レ、^1こは、交流 ®ΐ印加部 24に対する制御量が演算される。制御量の演算は、たとえば予め定められた演算式に測定 ¾it (もしくは目的と測定 ¾との差分)を当てはめることにより行われる。この演算結果は、制御部 28に送られる。

これに対して制御部 28は、制御量演算部 22での演算結果に応じて交流 ®ΐ印加部 24を制御し、磁力線発生コイル 23での磁力線発生状態を制御する。これにより、発熱層 14に磁力線を通過させて発熱層 14を発熱させ、この熱エネルギによって、測定と目的の差に応じた分だけ液成分 10が昇温される。一方、制御部 28 は、測定が目的よりも高レ、¾ ^には、磁力線発生コイル 23が非印加状態となるように交流 ®£印加部 24を制御する。このような交流印加部 24の制御、ひレ、ては磁力発生コイル 23における磁力線発生状態の制御は、測定部 21での測定結果をフイードバックすることにより繰り返し行われ、液成分 10の^ i が略一定に,維持される。

液成分 10の温調は、液成分 10の周りの環境を測定した上で、この環境温度に基づいて行ってもよレ、。より具体的には、まず、環境温度と、液成分 10を目的の温度に昇温するのに必要な磁力線発生コイル 23(交流電圧印加部 24)に対する制御量との関係を予め調べておく。この関係は、たとえばテーブル化した上で制御量演算部 22などにおいて記憶させておく。そして、測定された環境と上記関係とに基づレヽて目的とする磁力線の通過状態を達成するために必要な制御量 (交流印加部 24に対する制御量)を決定し、この制御量に応じて発熱層 14における磁力線の通過状態を制御することにより行う。この方法では、たとえば襟境 ¾ の測定結果をフイードバックして交流印カロ部 24を繰り返し制御することなく、一度の制御により対応してもよレ、。

以上に説明したように、本実施の形態では、発熱層 14において誘導電流を生じさせたときに発生する熱エネルギを利用して、液成分 10の昇温を行うようになされている。そのため、本発明では、液成分 10を集中的に加熱できるため、供給ェネルギの利用効率が高くなる。しかも、発熱層 14は、液成分 10に近接して設けることができるため、発熱層 14から液成分 10への熱エネルギの伝達を効率よく行うことができる。この点からも、供給エネルギの利用効率を向上させることができるといえる。したがって、本発明では、温調に必要な消費電力を小さくすることが可能となる。その結果、交流印加部 24としては、内部 ¾?原として使用される小型電池を備えたものとして構成したとしても、電池を著しく縮化することなく、十分に液成分 10を昇温することができる。したがって、小型の分析装置 Xにお、ても、それを大型化することなく、内部原を利用して液成分 10の温調を行うことができるようになる。そして、内部衝原により対応できるようになれば、外部電源と接続する必要がなくなり、アダプタが必須のアイテムでなくなる。そのため、分析装置 Xを持ち歩く際に、アダプタを携帯する必要がなくなつて、携帯性がよくなる。

もちろん、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可能である。たとえば、本実施形態では、液成分に光を照射したときの反射光に基づいて分析を行うように構成された分析装置を例にとって説明したが、本発明は透過光に基づいて液成分を分析するように構成された分析用具および分析装置に対しても適用可能である。また、測定部 UCbの液成分に限らず、これに加えて、あるいはこれに代えて、試料導入部 11A、試薬導入部 11 Bおよび反応用流路部 11C (測定部 UCbを除く）のうちの少なくとも 1つの部分にする液成分を温調するようにしてもよレ、。

図 1なレ、し図 3に示した分析用具 1では、発熱層 14が測定部 llCb (液成分)の直上に位置するようにカバー 13の上面に設けられている力図 4 Aに示したように、発熱層 14Aを測定部 UCb (液成分)の直下に位置するように基板 12の下面に設けてもよい。図 4 Bに示したように、発熱層 14Bをカバー 13の下面における測定部 llCbを臨む部位に設け、図 4 Cに示したように、発熱層 14Cを基板 12における測定部 llCbの底面に設け、図 4 Dに示したように、発熱層 14Dをカバー 13に形成した貫通孔 13 dに嵌め込むように設けてもよい。また、カバー 13の導体や抵抗体により形成し、カバー 13自体が発熱体として機能するようにしてもよレ、。磁力線発生コイルの設置部位は、図 1に示した分析用具 1の下方に限らず、それ以外の部位に設置することも可能である。たとえば ¾力線発生コィル 23を分析用具 1の上方に位置するように配置してもよい。また、分析用具 1に設けていた発熱眉 14を、分析装置 X、たとえば装着部 20に設けてもよい。

次に、本発明の第 2の実施の形態にっレ、て、図 5を参照して説明する。

図 5に示した分析用具 3は、外部から試薬を分析用具 3に供給するのではなく、分析用具 3におレヽて、試薬部 30として予め試薬を保持させたものである。

分析用具 3では、流路 31の途中に測定部 32が設けられ、この測定部 32に試薬部 30が保持されており、測定部 32の直上に位釁するように発熱層 33が設けられてレ、る。この分析用具 3では、試料導入口 34から導入された試料が、毛細管現象により空気抜き穴 35に向けて移動し、試料が測定部 32に供給されるように構成されている。

測定部 32では、試料の供給により試薬 30力 S溶解し、液相反応系が構築される。この測定部 32に保持された液成分 (液相反応系)に対しては、発熱層 33に磁力線を通過させることにより、発熱層 33におレ、て発生した熱エネルギを供給することができる。

次に、本発明の第 3および第 4の実施の形態について、図 6 Aおよび図 6 Bを参照して説明する。

図 6 Aに示した分析用具 4は、電気泳動により試料および^;薬を移動させるように構成されたものである。この分析用具 4では、 2つの流路 40, 41が交差して設けられており、この流路 40,41を覆うようにフィルム 45が貼り付けられている。各々の流路 40,41には泳動バッファが充填されており、分析時には各流路 40,41 の両端部に電位差が与えられて、導入口 42から導入された試料が流路 41で反応しつつ測定部 43に向けて流路 41を移動する。

測定部 43の直上には、発熱層 44が設けられている。この分析用具 4においても、磁力線を利用して発熱層 44を発熱させることにより、測定部 43の保持された液成分を昇温することができる。

図 6 Bに示した分析用具 5は、外部ポンプの動力により、試料を移動させるように構成されたものである。この分析用具 5では、試料導入部 50、反応部 (測定部) 51、廃液貯留部 52および吸引部 53力 S並んで形成されており、反応部 (測定部) 51 の直上に位置するように発熱層 54が設けられている。

この分析用具 5では、吸引部 53が外部ポンプに接続されて、ポンプの動力により試料が移動させられる。もちろん、圧電素子などを禾拥したマイク口ポンプを内蔵することにより、このマイク口ポンプにより試料などを移動させるように構成された分析用具であってもよレ、。

図 6 Aおよぴ図 6 Bに示した分析用具 4， 5にお！/、ては、発熱層 44,54を測定部 43,51の直上に限らず、液成分力 S保持される部分の全体を覆うようにして形成し、液成分の全体を温調するようにしてもよレ、。

次に、本発明の第 4の実施の形態に係る分析用具について、図 7および図 8を参照して説明する。

図 7および図 8に示した分析用具 6は、電気化学的手法により試料の分析を行うように構成されたものである。この分析用具 6は、基板 60上にキヤビラリ 60 a が設けられたものである。キヤビラリ 60 aは、基板 60上に、スリット 61 aが設けられたスぺーサ 61を介して、開口部 62 aが形成されたカバー 62を積層することにより形成されている。このカバー 62には、キヤビラリ 60の直上に位置するように発熱層 68が設けられている。キヤビラリ 60 aには、驗 15に試料液導入口 63が設定されており、その内部には固体状の試薬 67が保持されている。試料液導入口 63から導入された試料液は、試薬 67を溶解しつつ、毛細管現象により開口部 62 aに向けてキヤビラリ 60 a内を進行する。

基板 60上には、測定用慰亟としての作用極 64と、対極 65と、一対の検知電極 66 とが設けられている。これに対して分析装置は、各電極 64〜66にそれぞれ接触させるための測定用端子 7 a , 7 bおよび検知用端子 7 c , 7 dを有している。端子 7 b , 7 dは、グランドに接続されているのに対して、端子 7 a , 7 cは、戴原 70に接続可能とされている。そして、スィッチ Sを切り替えることにより、原 70が作用極 64と対極 65との間に電位差を付与する状態と、一対の検知用電極 66の間に電位差を付与する状態とを選択することができる。

この分析用具 6では、たとえば試料と試薬 67との反応液に対してを印加することにより、反応生成物と電極との間で電子授受が行われ、分析装置においては、電子授受量に応じた応答電流が測定されるように構成される。

このような分析用具 6においても、キヤビラリ 60 aに反応系が構築されるが、発熱層 68に対して磁力線を通過することにより生じた熱エネルギを反応系に供給することによって、反応系の昇温ひいては反応系の温調を行うことができる。分析用具 6においては、各電極 64〜66が導体により形成されているため、各電極 64〜66に対して誘導電流を生じさせることができる。したがって、発熱層 68を省略し、各慰亟 64〜66に磁力線を通過させることによつて各電極 64〜66を発熱させ、液成分を昇温することもできる。

もちろん、図 7および図 8に示した分析用具 6およびこれに対応した分析装置は例示であり、他の構成により電気化学的手法を利用して試料の分析を行う場合におレ、ても本発明は適用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 分析用具に保持された液成分を目的に調整する方法であって、

上記液成分を昇温する;^に、上記分析用具に磁力線を通過させることにより生じた熱エネルギを、上記液成分に供給する、分析用具における液成分の温調方法。

2. 上記分析用具は、上記磁力線を通過させることにより発熱する発熱層を有しており、

上記液成分の昇温は、上記発熱層を発熱させたときの熱エネルギを利用して

'行われる、請求項 1に記載の分析用具における液成分の温調方法。

3. 上記発熱層は、金属薄膜として形成されている、請求項 2に記載の分析用具における液成分の温調方法。

4. 上記金属薄膜は、ァノレミニゥム、ニッケルまたは銅により、厚みが；!〜 200 μ mに形成されている、請求項 3に記載の分析用具における液成分の温調方法。

5. 上記分析用具力 S試料と試薬とを反応させるための反応部を有するものである ¾ ^において、

上記反応部に存在する液成分の昇温を行う、請求項 1に記載の分析用具における液成分の温調方法。

6. 上記液成分の温調は、上記液成分の温度をモニタリングしつつ、このモニタリング結果をフィードバックして、上記分析用具における磁力線の通過状態を繰り返し制御することにより行う、請求項 1に記載の分析用具における液成分の温調方法。

7. 上記液成分の温調は、上記液成分の周りの環境と、上記液成分を目的のに昇温するために必要な上記分析用具における磁力線の通過状態と、の関係を予め調べておき、

測定された環境 ¾と上記関係とに基づレ、て目的とする磁力線の通過状態を達成するために必要な制御量を決定し、この制御量に応じて上記分析用具における磁力線の通過状態を制御することにより行う、請求項 1に記載の分析用具における液成分の温調方法。

8. 上記分析用具は、微量試料の分析を行うために使用されるマイクロデバイスである、請求項 1に記載の分析用具における液成分の温調方法。

9. 試料の分析を行うために使用される分析用具であって、

磁力線を通過させることにより発熱する発熱層を備えている、分析用具。

10. 上記発熱層は、金属薄膜により形成されている、請求項 9に記載の分析用具。

11. 上記金属薄膜は、アルミニウム、ニッケルまたは銅により形成されている、請求項 10に記載の分析用具。

12. 上記金属薄膜は、厚さが:！〜 200 mに形成されている、請求項 11に記載の分析用具。

13. 試料と試薬とを反応させるための反応部を備えており、

上記発熱層は、上記反応部に存在する液成分に対して熱エネルギを供給できる位置に形成されている、請求項 9に記載の分析用具。 '

14. 上記発熱層は、上記反応部の周辺を覆うように形成されている、請求項 13に記載の分析用具。

15. 上記発熱層は、上記反応部を覆うように形成されている、請求項 13に記載の分析用具。

16. 上記発熱層は、上記反応部の内部に形成されている、請求項 13に記載の分析用具。

17. 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 9に記載の分析用具。

18. 試料を保持した分析用具を利用して試料の分析を行うとともに、上記分析用具に保持された液成分の ί を調整できるように構成された分析装置であって、上記分析用具に通過させる磁力線を発生させるための磁力線発生コイルを備えている、温調機能を備えた分析装置。

19. 上記液成分の温度または上記液成分の周りの環境温度を測定するための温度測定手段と、

この測定手段での測定結果に基づレ、て、上記磁力線発生コイルにおける磁力線の発生状態を制御するための制御手段と、をさらに備えている、請求項 18 に記載の温調機能を備えた分析装置。

20. 磁力線発生コイルに対して磁力線を発生させるための交流印加手段をさらに備えており、力、つ、

上記制御手段は、上記交流印加手段を制御することによって、上記磁力線発生コイルにおける磁力線の発生状態を制御するように構成されている、請求項 19に記載の温調機能を備えた分析装置。