WO2004038425A1

WO2004038425A1 - 分析用具および分析装置

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Publication number: WO2004038425A1
Application number: PCT/JP2003/013671
Authority: WO
Inventors: Takayuki Taguchi; Shigeru Kitamura; Yuichiro Noda; Toshihiko Harada
Original assignee: Arkray, Inc.
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2004-05-06
Also published as: EP1557673B1; JP4262466B2; US20060008381A1; AU2003275668A1; EP1557673A4; EP1557673A1; JP2004150804A; CN1705884B; CN1705884A; US8303908B2

Abstract

　本発明は、試料液中の特定成分を分析するための技術に関するものであり、本発明では分析用具および分析装置が提供される。分析用具(Ｙ)は、中央部に設けられた液導入口(61)と、液導入口(61)に連通し、かつ液導入口(61)から導入された試料液を、中央部から周縁部に向けて、毛細管現象を利用して進行させるための複数の流路(51)と、を備えている。各流路(51)は、たとえば中央部から周縁部に向けて直線状に延び、また複数の流路(51)は、放射状に配置される。

Description

明細書分析用具および分析装置技術分野

本発明は、試料液を分析するために使用される分析用具および分析装置に関する。背景技術

試料液の分析方法としては、たとえば ¾料液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液の分析を行う ¾ ^には、反応場を樹共する分析用具力 S利用されている。分析用具としては、 1種類の試料液を用！/、て複数の項目を分析できるように、あるレ、は複¾@類の試料液について同一項目を分析できるように、複数の流路を備えたものがある。複数の流路を備えた分析用具としては、たとえば図 13Aおよび図 13Bに示したように矩形状の形態に形成され、複数の流路 90A,90Bの主要部が互レ、に TOに配置されたものがある。その一方で、複数の流路を放射状に配置した分析用具もある (たとえば日本国特開平 10-2875号公報および日本国特表平 10-501340号公報参照)。

日本国特開平 10-2875号公報に記載の分析用具は、キヤビラリを介して、分析用具の周縁部から試料液を導入し、キヤビラリの内部において酵素反応を生じさせるように構成されたものである。

一方、日本国特表平 10-501340号公報に記載の分析用具は、分析用具を回転させて試料液に遠心力を作用させることによって、複数の流路に対して試料液を供給するように構成されたものである。

しかしながら、図 13Aに示した分析用具 9 Aでは、液導入口 91Aを介して各流路 90Aに対して個別に試料液を供給する必要があるために、試料液を供給する作業が煩わしいものとなる。

一方、図 13 Bに示した分析用具 9 Bでは、複数の流路 90Bが 1つの液導入口 91 Bにつなげられているために、複数の流路 90 Bに対する試料液の供給を一括して行うことができる。その反面、流路 90 Bの数が多くなるにつれて、各流路 90Bの長さを均一化するのが困難となる。流路 90 Bの長さの違いは、試料液が液導入口 91Bから反応部 92Bに到^ Tるまでの時間の相違として現れる。その結果、流路 90 B毎に反応部 92 Bに試料液が供給されるタイミングが相違することとなって、反応部 92 B毎に反応に費やすことができる時間に不均一さ力 S生じる。この不均一さは、測定結果に反映されるため、流路 90 Bの長さの相違は、結果として測定精度に影響を与えることとなる。

図 13 Aに示した分析用具 9 Aおよび図 13 Bに示した分析用具 9 Bではさらに、各流路 90 A,90Bに供給された試料液を光学的手法により分析するためには、 1つの測光系を設けてこの測光系を走査させる力ぁるレヽは流路 90 A,90 Bの数に応じた測光系を設ける必要がある。そのため、測光系力 S複雑化して分析装置が大型ィ匕し、また製造コストが高くなつたり、ランニングコストが高くなつてしまう。日本国特開平 10-2875号公報に記載の分析用具では、図 13Aに示した分析用具 9 Aと同様に、各キヤビラリに対して個別に試料液を供給する必要があるために、キヤビラリの数に応じた回数だけ試料液を供給する必要が生じ、試料液の供給作業が煩わしいものとなる。

これに対して日本国特表平 10-501340号公報に記載の分析用具では、流路の数に応じた分だけ試料液を供給する必要はな！/ヽものの、流路に対して試料液を供給するために分析用具を高速で回転させ、試料液に目的とする遠心力を作用させる必要がある。そのため、分析用具を用いて試料液を分析するための装置が複雑化して製造コストが高くなり、また分析用具を高速で回転させる必要があるためにランニングコストが高くなつてしまう。

発明の開示

本発明は、分析装置の大型化、製造コストおよびランニングコストの上昇を抑制しつつも、分析用具に試料液を供給する際の負担を軽減し、簡易な構成により精度良く試料液の分析を行えるようにすること'を目的としてレヽる。

本発明の第 1の側面により提供される分析用具は、中央部に設けられた液導入口と、上記液導入口に連通し、カゝっ上記液導入口から導入された試料液を、中央部から周縁部に向けて、毛細管現象を利用して進行させるための複数の流路と、を備えている。

各流路は、たとえば中央部から周縁部に向けて S 状に延びるように形成される。この：^、複数の流路は、放射状に配置されるのが好ましい。複数の流路は、たとえば共通部分および個別部分を有する 1または複数の集合流路にグループ化してもよい。この^^、集合流路は、中央部から周縁部に向けて分岐しつつ延びるように形成するのが好ましレ、。

本発明の分析用具は、たとえば数の測定部位を備えている。この、各流路には、複数の測定部位のうちの少なくとも 1つの測定部位を設け、複数の測定部位を同一円周上に位置するように配置するのが好ましい。この構成では、分析用具を円盤状の形態に形成するのが好ましい。

複数の流路のうちの 2以上の流路には、試料液と反応させるための試薬部を設け、力上記 2以上の流路に設けられる試薬部を、互いに異なった試薬を含むものとして構成するのが好ましい。この構成では、液導入口を介して導入された 1 種類の試料液から複数の項目を測定できるようになる。

本発明の分析用具は、たとえば基板と、この基板に接合されるカバーと、を備えたものとして構成される。この^、たとえば液導入口は、基板または力パーに設けられた貫通孔によって構成され、複数の流路は、基板またはカバーに設けられた凹部によって構成される。

本発明の分析用具は、微量な試料液に基づレ、て分析を行うように構成するのが好ましレ、。この場合、凹部の主断面は、たとえば幅寸法が 10〜500 μ ιη、深さ寸法 b力〜 500 mであり、力つ深さ寸法/幅寸法≥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いにおいては、試料液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 2の側面にぉレヽては、分析用具を利用して試料液の分析を行うように構成された分析装置であって、上記分析用具が、中央部に設けられた液導入口と、上記液導入口に連通し、力上記液導入口から導入された試料液を、中央部力周縁部に向けて、毛細管現象を利用して進行させるための複数の流路と、同一円周上に配置された複数の測定部位と、を備え、力、つ上記各流路に上記複数の測定部位のうちの少なくとも 1つの測定部位が設けられたものである:^において、上記分析用具を回転させるための回転手段と、上記測定部位に刺激を与える一方で、上記測定部位での応答を検知するための検知手段と、を備えた、分析装置が l ftされる。この分析装置においては、刺激は、たとえば光として与えられ、応答は、たとえば反射光、 ¾ii光または散乱光として検知される。

好ましい実施の形態においては、上記複数の測定部位が等間隔で配置されている場合において、上記回転手段は、隣接する測定部位相互の間隔に対応した角度ずつ上記分析用具を間欠的に回転させるように構成される。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概略構成を示す斜視図である。

図 2は、図 1の II - II線に沿う断面図である。

図 3は、図 1に示したマイク口デバイスの全体見図である。

図 4は、図 3に示したマイク口デバイスの見図である。

図 5 Aは図 3の Va - Va線に沿う断面図、図 5 Bは図 3の Vb - Vb線に沿う断面図である。

図 6は、図 3に示したマイクロデバイスの基板の平面図である。

図 7は、図 3に示したマイクロデパイスのカバーの底面図である。

図 8は、図 3に示したマイク口デバイスの第 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、図 3に示したマイク口デバイスの第 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 A〜図 10 Cは、図 3に示したマイク口デバイスの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、本発明の第 2の実施の形態に係るマイクロデバイスを説明するための模式的平面図である。図 12は、本発明の第 3の実施の形態に係るマイクロデバイスを説明するための模式的平面図である。

図 13Aおよぴ図 13Bは、従来の分析用具を説明するための模式的平面図である ₍ 発明を実施するための最良の形態

以下においては、本発明の第 1ないし第 3の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明の第 1の実施の形態にっレヽて、図 1ないし図 10を参照しつつ説明する。

図 1および図 2に示した分析装置 Xは、分析用具としてのマイクロデバイス Y を装着して試料 ί夜の分析を行うためのものであり、マイク口デバイス Υを装着するための装着部 1、光源部 2、受光部 3および開; W構 4を備えている。

図 3ないし図 5に示したマイク口デバイス Υは、反応場を ί ί共するものであり、翻:反 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に連通する複数の流路 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、マイクロデバイス Yに供給された試料液を、各流路 51に導入するために保持するためのものである。受液部 50は、基板 5の上面 5 A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 5 Aに形成されている。図 5 Aに示したように、各流路 51は、受液部 50を介して、後述するカバー 6の液導入口 61に繋げられており、基本的には. 中央部から周縁部に延びる線状に形成されている。その結果、複数の流路 51は、流路長が同一とされているとともに、放射状に配置されている。各流路 51は、分岐部 51 Aおよび反応部 51 Bを有している。各流路 51における反応部 51 Bを除レ、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ょぴ高さ寸法が、たとえば 10〜500/i mおよび 5〜500 111、 Φ畐寸法/高さ寸法が 0.5 以上となるように形成されている。

図 4およぴ図 6に示したように、分岐部 51A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 51Aは、反応部 51 Bに極力近い部位に設定されており、分岐部 51Aと反応部 51B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、 B各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 51B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 51Bは、同一円周上に設けられている。各反応部 51 Bには、図 5 Aに示したように試薬部 54が設けられている。ただし、試薬部 54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いては試薬部が省略される。

試薬部 54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画類の試薬部 54が ¾1されている。

複数の凹部 52は、後述するように反応部 51 Bに対して基板 5の上面 5 A側から光が照射されたときに、基板 5の下面 5 B側に透過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 5 Bにおける反応部 51 B 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の周縁部におい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 (PMMA)などのァク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、複数の凹部 52、およ！^复数の分岐流路 53の内面には、親水処理を施しておくの力 S好ましい。親水処¾ ^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よび酸素ガスを含む混合ガスを、各内面に ¾ させた後に、水または水蒸気を各内面に撤虫させることにより行うのが好ましレ、。この方法では、ガスや水などを用レヽて親水処理が行われるため、公知の親水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 S)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翻虫角が 0〜80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および図 7に示したように、液導入口 61、複数の第 1気体排出口 62、複数の凹部 63、共通流路 64および第 2気体排出口 65を有している。

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。液導入口 61は、図 5に良く表れているように、カバー 6の中央部において、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気翻咄ロ 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気出口 62は、図 5 Bによく表れているように、 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##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、各第 1気体排出口 62は、シール部 2 aにより上部開口が塞がれている。シール部 62 aは、アルミニウムなどの金属により、あるいは棚旨により形成することができる。シール部 62 a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 51 Bに対してカバー 6の上面 6 A側から光を照射するための部位である (図 1およぴ図 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 6 Aにおいて反応部 51 B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、カバー 6の周縁部において同一円周上に酉己置されている。

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、力パー 6の下面 6 B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。第 2気体排出口 65は、図 5 Aおよび図 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気体排出口 65の上部開口は、シール部 65 aによって塞がれている。シーノレ部 65 aとしては、第 1気体排出口 62を塞ぐためのシ -7^62 a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レ、た樹脂成形により形成することができる。液導入部 61、複数の第 1気体排出口 62、複数の凹部 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につレヽても、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レ、。親水処理の方法にっレ、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に良く表れているように、基板 5に対してカバー 6を接合する役割を果たしている。図 4および図 5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性を付与したものを使用することができる。

分离细莫 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。分鋼莫 8は、図 5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とカバー 6の液導入口 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。分繊莫 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力ゝら、各流路 51における受液部 50に近い部位は分離膜 8によつて覆われている。このように分離膜 8を配置することにより、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 ¾してから受液部 50に到 ϋΐ—ることとなる。

分離莫 8としては、たとえば多孔質体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体としては、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、ガラスフィルタ一、あるレヽはゲル状物質が挙げられる。試料液として血液を用レヽ、分离湖莫 8において血液中の血球成分を分離する齢には、分離膜 8として、その細孔径 (ポアサイズ)が 0.1 〜： 10/ mのものを使用するのが好ましい。

図 1および図 2に示した分析装置 Xの装着部 1は、マイクロデバイス Y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。この光細領域 11は、凹部 10にマイク口デバイス Yを装着したときに反応部 51 B に対応する部位に設けられてレ、る。この光透過領域 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、回車云車由 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、マイク口デバイス Yにおける反応部 51 B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。

光滅部 2は，マイクロデバイス Yの反応部 51 B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や白色 LEDにより構成される。これらの光源を用いる場合には、図面上は省略しているが、光源部 2からの光をフィルタに入射させてから、反応部 51 B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。

受光部 3は、反応部 51Bを透過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ォードにより構成される。

開方纖構 4は、シーノ 1^1562 aに開孔を形成するための第 1開孔形成要素 41と、シール部 65 a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、図外のァクチエータによつて上下方向に往復移動可能とされている。

第 1開孔形成要素 41は、円盤状の基板 41 aの下面から、複数の針状部 41 bが下方に向けて突出したものである。図 8に示すように、各針状部 41 bは、その径がカバー 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 41 b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 41 bと、カバー 6の第 1気体排出口 62と力 S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、複数のシール部 62 a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およぴ第 1気 {* 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 42 aを有している。針状部 42 a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の針状部 42 aと、カバー 6の第 2気体排出口 65と力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、シール部 65 a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、外部と連通した状態とされる。 '

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レ、。たとえば、シート咅 1562 a， 65 aにエネルギを付与してシート部 62 a , 65 a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、。エネノレギの付与は、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ることもできる。もちろん、シート部 62 a , 65 aを引き剥がすことにより、気体排出口 62， 65を開放するようにしてもよレヽ。

試料液の分析時には、図 5に示したように、マイクロデバイス Yに対して、試料導入口 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、たとえば液導入口 61に対して試料液 Sを点着することにより行われる。このような試料液 Sの供給は、分析装置 Xにマイク口デバイス Yを装着した状態で行つてもよい、予めマイクロデバイス Yに試料液 Sを供給しておいた上で、その後に分析装置 Xにマイク口デバイス Yを装着するのが好ましい。

マイクロデバイス γに対して試料液 Sを供給した ¾ ^には、試料液 Sは、図 5 力予想されるように分离飽奠 8の厚み方向に透過して受液部 50に到^ 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齢には、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およぴ第 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にィ * ^され、流路 51内には導入されなレ、。

本実施の形態においては、分离簡莫 8の厚み方向に試料液を移動させて固体成分を除去するように構成されている。そのため、試料液を分離膜 8の平面方向に移動させて固体成分を除去する:^に比べれば、分曠莫 8における試料液の滞留時間が短くなる。そのため、固体成分を除去するために必要な時間が短くなる。流路 51内に試料液 Sを導入する; ^には、複数のシール部 62 aに対して同時に開孔を形成すればよい。複数のシール部 62 aに対する開:?しの形成は、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部 62 aに針状部 41 b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部 62 a力針状部 41 bを抜くことにより行われる。これにより、複数のシール部 62 a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におレ、て自動的に行われる。

シール部 62 a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。したがって、受液部 50にィ； ^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 51 Aに至った試料液 Sは、分岐部 51 Aを超えて反応部 51 Bに到針ることができず、分岐流路 53に導入される。これにより、図 10Bに模式的に示したように、反応部 51 Bのごく近傍に試料液 Sが存在する状態が達成され、反応部 51 Bにおいて試料液 sと試薬とを反応させるための ¾1が終了する。

一方、試料液 Sを反応部 51 Bに供給する場合には、シーノレ部 65 aに開孔を形成すればょレヽ。シール部 65 a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 65 aに針状部 42 a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部 65 aから針状部 42 a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において自動的に行われる。

シール部 65 a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 51 Bの手前で移動が停止された試料液 Sは、再ぴ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 51 Aを超えて試料液 Sが移動し、複数の反応部 51 Bに対して一括して試料液 Sが供給される。

反応部 51Bでは、試料液により試薬部 54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が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。その結果、反応部 51 B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 51Bへの試共給から一定時間経過した場合には、図 1および図 2に示した光源部 2により反応部 51 Bに光を照射し、そのときの透過光量が受光部 3におレ、て測定される。光源部 2による光照射および受光部 3での透過光の受光は、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 51 Bに対して行われる。分析装置 X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 51 Bの近傍 (分岐部 51 A)まで試料液 Sを導レ、た後、シール部 65 aを開孔することよつて分岐部 51 Aからの試料液 Sを反応部 51B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におレヽて、反応部 51 Bに対して試料液 Sを供給することができる。したがつて、試料液 Sの供給開始操作 (シール部 65 aの開孔)から反応部 51 Bに試料液 Sが供給されるまでの時間が短くなつて、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ッキが小さくなる。つまり、反応部 51 Bでの反応開始タイミングを、シール部 65 a の開孔という動作によつて適切に制御できるようになる。

■ マイクロデバイス Yでは、液導入口 61が複数の流路 51に繋がっているために、一度の点着作業によつて試料液の供給を複数の流路 51に女ォして一括して行うことができる。そのため、マイクロデバイス Yでは、試料液の供給を流路 51毎に個別に行うに比べれば、試料液を供給する煩わしさが少なくなる。

分析装置 Xでは、マイクロデバィス Yを一定ピッチずつ回転させることにより反応部 51 Bに対する光照射および透過光の受光が行われる。そのため、測定系としては、固定ィ匕された光源部 2およぴ受光部 3の組を 1組設ければよいため、分析装置 Xの構成が簡^匕され、分析装置 Xの大型化、製造コストおよび測光に要するランニングコストを抑制することができるようになる。分析装置 Xでは、マィク口デバイス γの回転を一定ピッチずつ行うように構成されているため、遠心力を作用させるのような高速回転は要求されなレヽ。このため、マイクロデバイス Yを回転させるのに必要な動力が小さくてもよく、装着部 1 (マイクロデバイス Y)を回転させるための動力源としては、比較的に出力の小さなものを用いることができるようになる。これによつても、分析装置 Xの装置構成が簡匕され、分析装置 Xの大型化、製造コストおよび測光に要するランニングコストをさらに抑制することができるようになる。

次に、本発明の第 2および第 3の実施の形態に係るマイクロデバイスについて説明する。ただし、以下の説明において参照する図面においては、流路などの気体や液体が移動する部分にっレヽては模式的に示してあり、また第 1の実施の形態に係るマイク口デバイス Yと同様な要素については同一の符号を付してあり、重複説明は省略する。

図 11は、本発明の第 2の実施の形態に係るマイク口デバイス Y aを示すものである。

このマイク口デバイス Y aは、複数の流路 51が、中央部に設けられた液導入口 61から周縁に向けて線状に延びる放射状に配置されているとともに、反応部 51 Bが同一円周上に配置されている。これらの点においては、先に説明したマイク口デバイス Y (図 6参照)と同様である。その一方、マイクロデバイス Y aでは、先に説明したマイク口デバイス Y (図 6参照)とは異なり、各流路 51が個別に排気口 65Aと連通し、分岐流路 53や共通流路 64(図 6参照)力 S省略されている。

この構成においては、液導入口 61から各流路 51に導入された試料液は、反応部 51 Bの手前において停止することなく、毛細管現象により排気口 65Aに向けて進行する。マイクロデバイス Y aでは、液導入口 61が中央部に配置され、力つ反応部 51 Bが同一円周上に配置されているために、液導入口 61から各反応部 51 Bまでの距離が略同一とされている。これにより、試料液が各反応部 51 Bに到劃—るタイミングが略画一化される。したがって、マイクロデバイス Y aにおいても、反応部 51B毎に反応開始タイミングゃ反応時間を画一ィ匕することができるため、精度良く分析を行えるようになる。

図 12は、本発明の第 3の実施の形態に係るマイク口デバイス Y bを示すものである。

このマイク口デバイス Y bは、複数の反応部 51 Bがマイク口デパイス Y bの周縁部において同一円周上に配置されている点において先に説明したマイク口デバイス Y a (図 11参照)と同様である。マイクロデバイス Y bでは、複数の流路 51が複数の集合流路 51Dとしてグループ化されている点において、先に説明したマイクロデパイス γ _a (図 11参照)とは異なっている。各集合流路 51Dは、共通部分 51 E, 51 F、および反応部 51 B力 S設けられた個別部分 51Gを有している。各集合流路 51Dにおいては、当該集合流路 51Dを構成する流路 51相互において、共通部分 51E, 51 Fを共用している。

この構成にぉレヽては、複数の流路 51に対して一括して試料液を供給することができ、しかも、最終的に分岐する個別部分 51G (反応部 51Bが設けられた部分)の数を少なくすれば、各流路 51の長さ、ひいては液導入口 61から各反応部 51 Bまでの長さを略均一ィ匕することができる。

各実施の形態にぉレヽては、マイク口デバイスが円盤状に形成されたを例にとつて説明したが、マイクロデバイスを平面視矩形状などのその他の形態に形成してもよレ、。また、本発明の技術思想は、微量な試料液を光学的手法により分析するように構成されたマイク口デバイスに限らず、マイクロデパイスよりも多量の試料液を用いて分析を行う分析用具、あるいは電気ィ匕学的手法など、その他の手法により分析を行うように構成された分析用具にっレ、ても適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 中央部に設けられた液導入口と、

上記液導入口に連通し、力上記液導入口から導入された試料液を、中央部カゝら周縁部に向けて、毛細管現象を利用して進行させるための複数の流路と、を備えた、分析用具。 +

2. 上記各流路は、中央部から周縁部に向けて戲泉状に延びている、請求項 1に記載の分析用具。

3. 上記複数の流路は、腿状に配置されている、請求項 1に記載の分析用具。

4. 上記複数の流路は、共通部分および個別部分を有する 1または複数の集合流路にグループ化されており、

上記集合流路は、中央部から周縁部に向けて分岐しつつ延びている、請求項

1に記載の分析用具。

5. 複数の測定部位を備えており、力つ上記各流路には上記複数の測定部位のうちの少なくとも 1つの測定部位力 S設けられており、

上記複数の測定部位は、同一円周上に位置するように配置されている、請求項 1に記載の分析用具。

6. 円盤状の形態を有している、請求項 5に記載の分析用具。

7. 上記複数の流路のうちの 2以上の流路には、試料液と反応させるための試薬部が設けられており、かつ上記 2以上の流路に設けられる試薬部は、互レヽに異なつた試薬を含んでいる、請求項 1に記載の分析用具。

8. 基板と、この基板に接合されるカバ一と、を備えており、上記液導入口は、上記基板または上記カバーに設けられた貫通孔により構成されており、

上記複数の流路は、上記基板または上記カバーに設けられた凹部により構成されている、請求項 1に記載の分析用具。

9 . 上記凹部の主断面は、幅寸法が 10〜500 μ ιη、深さ寸法力 ¾〜500 μ ιηであり、力深さ寸法/幅寸法≥0.5である矩形断面とされている、請求項 8に記載の分析用具。

10.分析用具を利用して試料液の分析を行うように構成された分析装置であって、上記分析用具が、中央部に設けられた液導入口と、上記液導入口に連通し、かつ上記液導入口から導入された試料液を、中央部から周縁部に向けて、毛細管現象を利用して進行させるための複数の流路と、同一円周上に配置された複数の測定部位と、を備え、力つ上記各流路に上記複数の測定部位のうちの少なくとも 1 つの測定部位が設けられたものである ^において、 ' 上記分析用具を回転させるための回転手段と、上記測定部位に刺激を与える一方で、上記測定部位での応答を検知するための検知手段と、を備えた、分析装置。

11. 上記検知手段は、固定ィ匕された光源部および受光部を有しており、かつ上記刺激を光として与える一方、上記応答を反射光、 ¾ϋ光または散乱光として検知するように構成されている、請求項 10に記載の分析装置。

12. 上記複数の測定部位が等間隔で配置されている場合にぉレ、て、

上記回転手段は、隣接する測定部位相互の間隔に対応した角度ずつ上記分析用具を間欠的に回転させるように構成されている、請求項 10に記載の分析装置。