WO2013088913A1

WO2013088913A1 - 分析装置、マイクロ流路シート及び帯状体

Info

Publication number: WO2013088913A1
Application number: PCT/JP2012/079920
Authority: WO
Inventors: 勝己古田; 章弘藤本; 松本　朗彦
Original assignee: コニカミノルタ株式会社
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-06-20
Also published as: JP6086068B2; JPWO2013088913A1

Abstract

分析装置１は、複数のマイクロ流路４２を有するマイクロ流路シート４０を積み重ねた状態で収容した供給トレイ１１と、供給トレイ１１内のマイクロ流路シート４０を１枚ずつ搬送する搬送装置２０と、マイクロ流路シート４０のマイクロ流路４２に試薬を注入するピペット１２ａ及びマイクロ流路４２に検体を注入するピペット１２ａを有した分注ヘッド１２と、分注ヘッド１２の下流側に設けられ、マイクロ流路シート４０のマイクロ流路４２に光を照射する光照射装置１５と、分注ヘッド１２の下流側に設けられ、光照射装置１５により照射された光によってマイクロ流路４２から発する光を読み取る光学読取装置１６と、を備え、分注ヘッド１２から光照射装置及び光学読取装置までの区間は、マイクロ流路シートが水平な状態で搬送される。

Description

分析装置、マイクロ流路シート及び帯状体

　本発明は、生体化学分析等を行う分析装置に関するとともに、その分析装置に用いるマイクロ流路シート及び帯状体に関する。

　近年、マイクロ流路を用いた試料分析が行われるようになってきており、マイクロ流路に試料を注入して、そのマイクロ流路に光を照射することにより、少量の試料でも十分にその特性を分析することができるようになっている。
　特許文献１，２には、ガラス基板等の基板上にマイクロ流路が形成されたマイクロ流路チップが記載されている。
　一方、特許文献３には、複数層からなる可撓性の帯状体に複数のマイクロ流路が形成されたマイクロ流路デバイスが記載されている。

特開２００６－１５３８２３号公報特開２００７－５１９６４号公報特開２００４－１６３４２７号公報

　特許文献１，２に記載されるようなマイクロ流路チップにあっては、基板その他のマイクロ流路を形成する層の剛性によって、マイクロ流路の形状を所望の寸法精度で保つことができる。その反面、検査毎にマイクロ流路チップを交換しなければならず、検査の作業効率が良好でない。このため、コストも高くなる。
　また、特許文献３には、可撓性の部材を積層して独立した流路を多数連続して形成したマイクロ流路デバイスが記載されている。しかし、特許文献３に記載のものでは、マイクロ流路デバイスを切断して使用するため、特許文献１、２と同様に検査時の作業効率が高いとは言い難い。集団検診等にマイクロ流路チップを用いる診断を行おうとする場合、従来の分析装置では作業効率が悪いので、迅速に大量の検査が可能な分析装置が要望されている。また、マイクロ流路デバイスが可撓性を有する材料で構成されているため、分析精度の低下を抑えるべく検査・測定時にマイクロ流路が所望の形状を維持できるような装置が要望されている。

　本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、マイクロ流路の変形を抑えられるようにし、分析精度の低下を抑えるようにし、且つ迅速に大量の検査が可能で検査の作業効率を高められるようにすることである。

　以上の課題を解決するための請求項１に係る発明は、積層された複数の可撓性シートと前記可撓性シートの積層体内部に形成された複数のマイクロ流路とを有する複数枚のマイクロ流路シートを積み重ねた状態で収容する供給トレイと、前記供給トレイに収容された前記マイクロ流路シートを１枚ずつ搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送される前記マイクロ流路シートの前記マイクロ流路に試薬を注入するピペット及び前記マイクロ流路に検体を注入するピペットを有した分注ヘッドと、前記分注ヘッドの下流側に設けられ、前記搬送装置によって搬送される前記マイクロ流路シートの前記マイクロ流路に光を照射する光照射装置と、前記分注ヘッドの下流側に設けられ、前記搬送装置によって搬送される前記マイクロ流路シートの前記マイクロ流路に対して前記光照射装置により照射された光によって前記マイクロ流路の所定部位から発する光を読み取る光学読取装置と、を備え、少なくとも、前記分注ヘッドから前記光照射装置及び前記光学読取装置までの区間は、前記マイクロ流路シートが水平な状態で搬送されることを特徴とする分析装置である。

　請求項２に係る発明は、前記マイクロ流路シートには、マイクロ流路が前記搬送装置による搬送方向及び搬送方向に直交する方向にそれぞれ複数列形成されており、前記分注ヘッドと、前記光照射装置及び前記光学読取装置とが、前記搬送装置による搬送方向の直交方向に複数配置されている請求項１に記載の分析装置である。

　請求項３に係る発明は、前記分注ヘッドと、前記光照射装置及び前記光学読取装置とが、搬送方向に隣り合うマイクロ流路の間隔で離れて配置されている請求項１又は２に記載の分析装置である。

　請求項４に係る発明は、前記分注ヘッド、前記光照射装置及び前記光学読取装置が、搬送方向でずらせて配置されている請求項２又は３に記載の分析装置である。

　請求項５に係る発明は、前記光照射装置及び前記光学読取装置の下流に設けられ、前記搬送装置によって搬送された前記マイクロ流路シートが収容される排出トレイを更に備える請求項１から４の何れか一項に記載の分析装置である。

　請求項６に係る発明は、積層された複数の可撓性シートと前記可撓性シートの積層体内部に形成された複数のマイクロ流路とを備えるとともに、請求項１から５の何れか一項に記載の分析装置に用いられるマイク流路シートであって、前記マイクロ流路が前記分析装置の前記搬送装置による搬送方向及びその直交方向に沿って格子状に配列されているマイクロ流路シートである。

　請求項７に係る発明は、積層された複数の可撓性シートと前記可撓性シートの積層体内部に形成された複数のマイクロ流路とを備えるとともに、請求項１から５の何れか一項に記載の分析装置に用いられるマイク流路シートであって、前記マイクロ流路が千鳥状に配列されているマイクロ流路シートである。

　請求項８に係る発明は、隣り合う前記マイクロ流路の間に溝又はスリットが形成されている請求項６又は７に記載のマイクロ流路シートである。

　請求項９に係る発明は、前記可撓性シートの積層体に形成され、前記分析装置の前記搬送装置による搬送方向に配列された複数の位置決め孔を備える請求項６から８の何れか一項に記載のマイクロ流路シートである。

　請求項１０に係る発明は、請求項６から９の何れか一項に記載の複数枚のマイクロ流路シートが前記分析装置の前記搬送装置による搬送方向に繋がってなるとともに、請求項１から５の何れか一項に記載の分析装置に用いられる帯状体において、前記帯状体が前記マイクロ流路シートの間において折り返されて葛折り状に折り曲げられた状態で前記供給トレイに収容される帯状体である。

　本発明によれば、複数枚のマイクロ流路シートが供給トレイに積み重ねられているから、これらマイクロ流路シートの撓みを防止することができる。さらに、分注ヘッドから光照射装置及び光学読取装置までの区間においてマイクロ流路シートが水平な状態で搬送されるため、マイクロ流路の変形を抑えることができ、分析精度の低下を抑えることができる。
　複数枚のマイクロ流路シートが１枚ずつ搬送装置によって搬送されて、これらマイクロ流路シートを連続して、光照射装置及び光学読取装置によって光学的に検査・測定することができるので、検査・測定の作業効率が高い。
　マイクロ流路シートに複数のマイクロ流路が形成されているから、検査・測定の作業効率が高い。

分析装置の内部構成を示した概略図である。マイクロ流路シートの斜視図である。マイクロ流路シートの概略断面図である。マイクロ流路シートの概略断面図である。マイクロ流路シートの概略断面図である。分析装置の要部及びマイクロ流路シートの斜視図である。マイクロ流路シートの位置と分注ヘッド、光照射装置及び光学読取装置の位置との相対的な関係を示した平面図である。マイクロ流路シートの位置と分注ヘッド、光照射装置及び光学読取装置の位置との相対的な関係を示した平面図である。マイクロ流路シートの位置と分注ヘッド、光照射装置及び光学読取装置の位置との相対的な関係を示した平面図である。マイクロ流路シートの位置と分注ヘッド、光照射装置及び光学読取装置の位置との相対的な関係を示した平面図である。マイクロ流路シートの位置と分注ヘッド、光照射装置及び光学読取装置の位置との相対的な関係を示した平面図である。マイクロ流路シートの斜視図である。マイクロ流路シートの位置と分注ヘッド、光照射装置及び光学読取装置の位置との相対的な関係を示した平面図である。マイクロ流路シートの位置と分注ヘッド、光照射装置及び光学読取装置の位置との相対的な関係を示した平面図である。帯状体の断面図である。帯状体の断面図である。帯状体の断面図である。帯状体の断面図である。分析装置の内部構成を示した概略図である。分析装置の内部構成を示した概略図である。分析装置の内部構成を示した概略図である。分析装置の内部構成を示した概略図である。

　以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

　図１は、分析装置１の構成を概略的に示した側面図である。この分析装置１は、供給トレイ１１、分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５、光学読取装置１６、排出トレイ１７、本体１８及び搬送装置２０等を備える。

　図１に示すように、供給トレイ１１、本体１８及び排出トレイ１７が並べて配置され、本体１８の側面又は前面に供給トレイ１１が取り付けられ、供給トレイ１１が取り付けられた側面に対向する側面又は本体１８の後面に排出トレイ１７が取り付けられている。供給トレイ１１及び排出トレイ１７は本体１８から取り外し可能である。搬送装置２０、分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６等は、不図示の制御部により、その動作が制御されるようになっている。

　供給トレイ１１には、複数枚のマイクロ流路シート４０が積み重ねられた状態で収容されている。

　搬送装置２０は、供給トレイ１１に積み重ねられた複数枚のマイクロ流路シート４０を１枚ずつ、分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６を経由して、排出トレイ１７に向けて搬送する。搬送装置２０によって搬送された検査済みのマイクロ流路シート４０は、排出トレイ１７に収容されて、順に積み重ねられる。

　この搬送装置２０は供給部２１及び複数の搬送ローラ２２を有する。
　供給部２１は供給トレイ２１の上部に設けられている。図示していないが、供給トレイ１１の底面にはバネ等の弾性体が設けられ、マイクロ流路シート４０がその弾性体の上に載置され、マイクロ流路シート４０が弾性体によって上に押し上げられ、供給部２１に当接されるようになっている。供給部２１は、供給トレイ１１に重ねられた複数枚のマイクロ流路シート４０を上から１枚ずつ取り出して、本体１８（特に、搬送ローラ２２）へ送り出す。

　なお、供給トレイ１１内にモータ等の駆動源が設けられており、供給トレイ１１の底面が駆動源によって上下動されるよう構成されてもよい。この場合、使用時には供給トレイ１１の底面が駆動源によって上昇され、供給トレイ１１の底面に積み重ねられた複数枚のマイクロ流路シート４０のうち最も上のマイクロ流路シート４０が供給部２１に当接される。また、複数枚のマイクロ流路シート４０を上から順にサクションによって吸引し、サクションに吸着したマイクロ流路シート４０を供給部２１によって本体１８（特に、搬送ローラ２２２）へ供給するような構成でもよい。

　図１に示すように、複数の搬送ローラ２２は本体１８に設けられている。これら搬送ローラ２２は搬送経路に沿って配列されている。搬送ローラ２２は、供給部２１によって送り出されたマイクロ流路シート４０を排出トレイ１７の方向へ間欠的に搬送する。つまり、搬送ローラ２２は、マイクロ流路シート４０を所定距離だけ搬送するたびに、マイクロ流路シート４０の搬送を止める。

　本体１８の内部には、分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６が設けられている。搬送経路の上側には、上流から順に分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３及び光照射装置１５が配列されている。搬送経路の下側には、上流から順にヒーター１４及び光学読取装置１６が配列されている。光学読取装置１６は光照射装置１５の下方に配置され、光学読取装置１６と光照射装置１５が搬送経路を挟んで上下に対向配置されている。図示のごとく、少なくとも分注ヘッド１２から光照射装置１５及び光学読取装置１６までの区間では複数の搬送ローラ２２が水平面に沿って配列されており、この区間ではマイクロ流路シート４０が水平な状態で搬送されるようになっている。このように構成することにより、検査・測定時には個々のマイクロ流路４０の撓みを抑制することができ、マイクロ流路４０の形状が所望の形状に維持され、分析精度の低下を抑えることができる。

　分注ヘッド１２が第一昇降装置によって昇降され、マイクロポンプ１３が第二昇降装置によって昇降され、ヒーター１４が第三昇降装置によって昇降される。分注ヘッド１２が第一昇降装置によって下降されると、分注ヘッド１２がマイクロ流路シート４０に形成された各マイクロ流路の注入部位に接続され、検体及び試薬等が分注ヘッド１２によって注入される。マイクロポンプ１３が第二昇降装置によって下降されると、マイクロポンプ１３がマイクロ流路シート４０に接続され、マイクロ流路シート４０の内部における試薬・検体の移動及び混合等の処理がマイクロポンプ１３によって行われる。また、ヒーター１４が第三昇降装置によって上昇されると、ヒーター１４がマイクロ流路シート４０に接近又は接触し、必要に応じてヒーター１４に電力が供給されて、ヒーター１４によってマイクロ流路シート４０が加熱される。なお、加熱が不要の場合は、少なくともヒーターへの電力の供給はなされない。

　分注ヘッド１２が下降された後に上昇されるタイミングは、搬送ローラ２２によるマイクロ流路シート４０の搬送が間欠的に停止しているタイミングに同期する。マイクロポンプ１３が下降された後に上昇されるタイミングも同様である。更に、ヒーター１４が上昇された後に下降されるタイミングも同様である。なお、分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３及びヒーター１４のうち二つ又は三つが一つの昇降装置によって一体的に昇降されるものとしてもよい。

　マイクロ流路シート４０について説明する。図２は、マイクロ流路シート４０の斜視図である。図２に示すように、マイクロ流路シート４０は、積層されて互いに接着された複数枚の可撓性シート４１と、これら可撓性シート４１の積層体の内部に形成された複数のマイクロ流路４２と、を有する。例えば、可撓性シート４１の枚数が２枚であり、一方の可撓性シート４１の接合界面に複数の凹部が形成され、それら凹部がもう一方の可撓性シート４１によって蓋をされることによって複数のマイクロ流路４２が形成される。又は、可撓性シート４１の枚数が３枚であり、中層の可撓性シート４１を複数のスリットが貫通し、その中層の可撓性シート４１が２枚の可撓性シート４１によって挟まれて、それらスリットが２枚の可撓性シート４１によって両側から蓋をされることによって複数のマイクロ流路４２が形成される。

　マイクロ流路シート４０の構成要素である可撓性シート４１は透光性材料からなり、光がマイクロ流路シート４０を透過する。表面の可撓性シート４１には、マイクロ流路４２に通じた複数の接続孔４２ａが形成されている。１つのマイクロ流路４２につき複数の接続孔４２ａがある。

　図２においては、マイクロ流路４２が格子状に複数個配列されている。図２では、マイクロ流路４２が縦に６列、横に３列で配列されており、縦方向のマイクロ流路４２の間隔は等間隔である。横方向のマイクロ流路４２の間隔も等間隔である。複数の位置決め孔４３が可撓性シート４１の積層体を貫通し、これら位置決め孔４３が格子状に配列されているとともにマイクロ流路４２の間に配置されている。具体的には、位置決め孔４３とマイクロ流路４２が縦方向に交互に配列されている。ここでいう、縦方向とは、マイクロ流路シート４０が搬送される方向をいい、横方向とは、その搬送方向に直交する方向をいう。なお、１枚のマイクロ流路シート４０に設けられる位置決め孔４３やマイクロ流路４２の数はこれに限るものでない。

　マイクロ流路シート４０の少なくとも一方の可撓性シートには各マイクロ流路４２の間に溝が形成されていることが好ましい。例えば、図３Ａ、図３Ｂに示す断面図のように、２枚の可撓性シート４１が積層されている場合、上層の可撓性シート４１に、溝４１ａが各マイクロ流路４２の間に形成（図３Ａ参照）されていてもよいし、下層のマイクロ流路が形成されている可撓性シート４１に、溝４１ａが各マイクロ流路４２の間に形成（図３Ｂ参照）されてもよい。また別の例として、図４の断面図に示すように、３枚の可撓性シート４１が積層されている場合、上層及び中層の可撓性シート４１に溝４１ａが各マイクロ流路４２の間に形成されることで、隣り合うマイクロ流路４２が仕切られる。この溝４１ａは中層及び下層の可撓性シート４１に形成してもよい。このように隣り合うマイクロ流路４２の間に溝を形成することで、検査に使用中のマイクロ流路４２が加熱された際に、検査に用いられていない隣のマイクロ流路４２への熱伝導を抑制することができる。なお、図３Ａ、図３Ｂ、図４においては、溝を形成した例で説明したが、各マイクロ流路４２が分離しない範囲で積層部（可撓性シート４１の積層体）を貫通したスリットを適宜形成すれば、より熱伝導を抑制することができる。なお、図２に示すように、マイクロ流路４２の間に溝が形成されていなくてもよい。

　図５は、分析装置１の要部をマイクロ流路シート４０とともに示した斜視図である。図５に示すように、分注ヘッド１２、光照射装置１５及び光学読取装置１６の数が複数である。図５に図示を省略するが、マイクロポンプ１３及びヒーター１４の数も複数である。

　各分注ヘッド１２には、複数のピペット（ノズル）１２ａが設けられている。これらのピペット１２ａのうち何れかが検体注入用のピペットであり、他の何れかが試薬等の注入用のピペットである。

　複数の分注ヘッド１２は、マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向に対して斜めに配列されている。複数の光照射装置１５、光学読取装置１６及びヒーター１４も同様である。マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向に形成されるマイクロ流路４２の数は、搬送方向に直交する方向に配置される分注ヘッド１２、光照射装置１５及び光学読取装置１６の数で決まるが、幅の大きい分注ヘッドを並列配置せず搬送方向にずらして配置することで、マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向の分注ヘッド１２の間隔を短くでき、マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向の分析装置１の長さを小さくすることができる。これは、マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向に、より小さな間隔で密にマイクロ流路４２を配置できる効果も奏する。

　なお、図６Ａの平面図及び図６Ｂの平面図に示すように、複数の分注ヘッド１２、光照射装置１５、光学読取装置１６及びヒーター１４が、マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向に沿って直線状に配列されていてもよい。また、図７Ａの平面図、図７Ｂの平面図及び図７Ｃの平面図に示すように、複数の分注ヘッド１２、光照射装置１５、光学読取装置１６及びヒーター１４がジグザグに配列されていてもよい。図６Ａ及び図６Ｂでは、分注ヘッド１２が下降及び上昇される時におけるマイクロ流路シート４０の位置と分注ヘッド１２、光照射装置１５及び光学読取装置１６の位置との相対的な関係を示す。つまり、マイクロ流路シート４０が図６Ａに示す位置にまで搬送されてその位置において一旦停止され、その後マイクロ流路シート４０が図６Ａに示す位置から図６Ｂに示す位置にまで搬送されてその位置において一旦停止される。また、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃでは、分注ヘッド１２が下降及び上昇される時におけるマイクロ流路シート４０の位置と分注ヘッド１２、光照射装置１５及び光学読取装置１６の位置との相対的な関係を示す。つまり、マイクロ流路シート４０が図７Ａに示す位置にまで搬送されてその位置において一旦停止され、その後マイクロ流路シート４０が図７Ａに示す位置から図７Ｂに示す位置にまで搬送されてその位置において一旦停止され、その後マイクロ流路シート４０が図７Ｂに示す位置から図７Ｃに示す位置にまで搬送されてその位置において一旦停止される。マイクロ流路シート４０の一旦停止中（図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃ参照）には、分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３が下降され、次に検体及び試薬の注入や流動が分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３によって行われるとともに光学的な測定が光照射装置１５及び光学読取装置１６によって行われ、次に分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３が上昇される。

　図５に示すように、各分注ヘッド１２の下流側には位置決めピン１９がそれぞれ設けられている。位置決めピン１９は搬送経路の下側に設けられ、上下に昇降する。分注ヘッド１２が下降された後に上昇されるタイミング及び位置決めピン１９が上昇された後に下降されるタイミングは、搬送ローラ２２によるマイクロ流路シート４０の搬送が間欠的に停止しているタイミングに同期する。位置決めピン１９が上昇すると、位置決めピン１９がマイクロ流路シート４０の位置決め孔４３に挿入されるので、マイクロ流路シート４０の各マイクロ流路４２の位置と、分注ヘッド１２、光照射装置１５、光学読取装置１６の相対位置関係を適正にできる。

　マイクロ流路シート４０は搬送ローラ２２によって間欠的に搬送されるが、一回当たりの搬送距離は縦方向（搬送方向）に隣り合うマイクロ流路４２の間隔に等しいことが好ましい。分注ヘッド１２とその下流に配置された光照射装置１５との間隔は間欠的な搬送の一回当たりの搬送距離に等しいことが好ましい。このように配置することで、下流側に位置するマイクロ流路４２では光照射装置１５による光照射及び光学読取装置１６による所定部位から発する光の読み取りを行いつつ、隣り合う上流側のマイクロ流路４２に分注ヘッド１２から試薬の注入及び検体の注入を行うことができ、検査・測定の作業効率を向上させることが可能となる。

　続いて、分析装置１の動作について説明する。
　供給トレイ１１に積み重ねられた複数枚のマイクロ流路シート４０のうち１枚が供給部２１によって取り出されて、そのマイクロ流路シート４０が供給部２１によって搬送ローラ２２へ送り出される。
　その後、搬送ローラ２２が間欠的に動作し、マイクロ流路シート４０が搬送ローラ２２によって間欠的に搬送される。

　マイクロ流路シート４０が間欠的に搬送されている時の分析装置１の動作について具体的に説明する。

　マイクロ流路シート４０が所定距離（縦方向（搬送方向）に隣り合うマイクロ流路４２の間隔に等しい。）だけ搬送ローラ２２によって搬送されると、マイクロ流路４２が分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３の下方に位置するとともにヒーター１４の上方に位置する（図６Ａ、図７Ａ参照）。そして、搬送ローラ２２が一旦停止し、マイクロ流路シート４０の搬送が一旦停止する。

　次に、位置決めピン１９が上昇し、位置決めピン１９が位置決め孔４３に挿入される。これにより、マイクロ流路シート４０の位置が決まるとともに、マイクロ流路シート４０の姿勢が安定する。このとき及び以降の搬送停止時には、サクション等でマイクロ流路シート４０を吸引することが好ましい。これにより、姿勢がより一層安定する。

　次に、分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３が下降するとともに、ヒーター１４が上昇する。分注ヘッド１２が下降することで、分注ヘッド１２のピペット１２ａがマイクロ流路シート４０の接続孔４２ａに接続される。マイクロポンプ１３が下降すると、マイクロポンプ１３の吸引口（又は、排出口）が接続孔４２ａに接続される。ヒーター１４が上昇して、マイクロ流路シート４０に近接又は接触する。

　そして、ピペット１２ａによって検体や試薬が接続孔４２ａを介してマイクロ流路４２に注入され、マイクロ流路４２に注入された検体や試薬等がマイクロポンプ１３によってマイクロ流路４２内を流動する。これにより、試薬と検体等が混合される。また、必要に応じて、マイクロ流路４２がヒーター１４によって加熱される。

　次に、分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３が上昇するとともに、ヒーター１４及び位置決めピン１９が下降する。

　次に、マイクロ流路シート４０が所定距離（縦方向（搬送方向）に隣り合うマイクロ流路４２の間隔に等しい。）だけ搬送ローラ２２によって搬送されると、検体や試薬が注入されたマイクロ流路４２が光照射装置１５の下方に位置するとともに光学読取装置１６の上方に位置する（図６Ｂ、図７Ｂ参照）。この時、前述したように、検体や試薬が未だ注入されていない上流側隣りのマイクロ流路４２が分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３の下方に位置するとともにヒーター１４の上方に位置する。そして、搬送ローラ２２が一旦停止し、マイクロ流路シート４０の搬送が一旦停止する。

　次に、光照射装置１５が点灯し、光照射装置１５が光（例えば、紫外線等の励起光）をマイクロ流路４２に照射する。光照射装置１５から発した光がマイクロ流路４２内の測定対象物（例えば、検体と試薬が混合されたもの）に入射すると、測定対象物から光（例えば、光照射装置１５から発する光と波長帯域が異なる蛍光）が発する。光学読取装置１６がマイクロ流路４２（具体的には、測定対象物）から発した光を受光してその光を読み取り、その光に基づいた分析が分析装置１のコンピュータによって行われる。光の測定原理や分析原理は特に限定されるものではない。例えば、光学読取装置１６はマイクロ流路４２（より具体的には、マイクロ流路４２内の測定対象物）によって反射した反射光を読み取るものとしてもよい。この場合、光学読取装置１６と光照射装置１５は、搬送されるマイクロ流路シート４０に対して同じ側に設けられている。

　光照射装置１５及び光学読取装置１６によって光学的な測定が行われている時、前述したように、位置決めピン１９及びヒーター１４が上昇するとともに、分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３が下降し、上流側隣りのマイクロ流路４２に対して検体や試薬が注入され、注入された検体や試薬の流動・混合が行われる。

　以上のように、マイクロ流路シート４０が間欠的に搬送されている時に分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５、光学読取装置１６及び位置決めピン１９の動作が繰り返される。こうして、全てのマイクロ流路４２に対する測定・分析が終了したら、そのマイクロ流路シート４０が搬送ローラ２２によって排出トレイ１７に搬出される。そして、次のマイクロ流路シート４０が供給部２１によって供給トレイ１１から取り出されて、分析装置１が同様の動作を行う。

　排出トレイ１７には、測定・分析済みのマイクロ流路シート４０が積み重ねられていく。排出トレイ１７は、本体１８から取り外しが可能となっており、排出トレイ１７に貯められた測定・分析済みのマイクロ流路シート４０を廃棄することが容易になる。

　この分析装置１はマイクロＴＡＳ（Micro-Total Analysis Systems）の分析装置に適用することができる。

　以上のような分析装置１及びマイクロ流路シート４０によれば、以下のような作用効果を奏する。

(1)　以上のような分析装置１を利用すれば、ポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ：Point Of Care Testing）を高効率で行うことができる。つまり、マイクロ流路シート４０が搬送装置２０によって搬送経路に沿って搬送され、分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６が搬送経路に沿って配置されているから、検査・測定を連続的・断続的に行うことができる。

(2)　複数枚のマイクロ流路シート４０が順次搬送装置２０によって搬送されて、光照射装置１５及び光学読取装置１６によって光学的な検査・測定が行われるので、検査・測定の作業効率が高い。

(3)　各マイクロ流路シート４０には複数のマイクロ流路４２が形成されており、これらマイクロ流路４２に対して光学的な検査・測定が光照射装置１５及び光学読取装置１６によって順次行われるので、検査・測定の作業効率が高い。

(4)　分注ヘッド１２の数が２以上であるから、複数のマイクロ流路４２に対して同時に検体や試薬を注入することができる。マイクロポンプ１３の数が２以上であるから、複数のマイクロ流路４２に対して検体や試薬の流動・混合等を同時に行うことができる。光照射装置１５の数が２以上であり、光学読取装置１６の数も２以上であるから、測定・分析を同時に行うことができる。よって、検査効率が向上する。
　また、分注ヘッド１２と、光照射装置１５及び光学読取装置１６とを、搬送方向に隣り合うマイクロ流路４２の間隔だけ離して配置すると、下流側に位置するマイクロ流路４２で光照射装置１５及び光学読取装置１６による所定部位からの光の読み取りを行いつつ、その下流側のマイクロ流路４２に隣り合う上流側のマイクロ流路４２に分注ヘッド１２から試薬の注入及び検体の注入を行うことができ、検査・測定の作業効率がより向上する。
　また、分注ヘッド１２、光照射装置１５及び光学読取装置１６を搬送方向にずらして配置することで、マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向の分析装置１の長さを小さくすることができ、分析装置１を小型化することができる。換言すると、マイクロ流路シート４０の搬送方向に直交する方向に沿ってより小さな間隔で密にマイクロ流路４２を配置することができる。

(5)　複数枚のマイクロ流路シート４０が供給トレイ１１に積み重ねられているだけであるから、マイクロ流路シート４０に撓みや曲げが発生せず、マイクロ流路４２の変形を抑えることができる。そのため、正確な検査・測定を行うことができる。

(6)　供給トレイ１１から光照射装置１５及び光学読取装置１６までの搬送経路が側面視で直線的であるから、搬送中にマイクロ流路シート４０が大きく曲げられることがない。そのため、マイクロ流路４２の変形を抑えることができ、正確な検査・測定を行うことができる。

(7)　溝４１ａが隣り合うマイクロ流路４２の間に形成されているから（図３、図４参照）、隣り合うマイクロ流路４２間の熱伝導を抑えることができる。また、隣り合うマイクロ流路４２の間での光の漏れを溝４１ａによって防止することができるから、光照射装置１５及び光学読取装置１６による光学的な検査・測定が正確になる。

(8)　マイクロ流路シート４０に位置決め孔４３が形成され、位置決めピン１９が位置決め孔４３に挿入されるから、マイクロ流路シート４０の位置決めが正確である。特に、アライメントマーク及び読取カメラに基づいてマイクロ流路シート４０の位置を求める場合よりも、マイクロ流路シート４０の位置制御が正確である。

(9)　供給トレイ１１が本体１８に対して着脱可能である。そのため、供給トレイ１１にマイクロ流路シート４０を補充しやすい。マイクロ流路シート４０を補充した供給トレイ１１を本体１８に取り付けることで、自動的に検査を継続することができる。

　なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例を挙げて、説明する。以下に説明する変形例は、変更個所を除いて上述の実施形態と同様である。また、以下に説明する変形例を可能な限り組み合わせてもよい。

〔変形例１〕
　図８に示すように、複数のマイクロ流路４２が千鳥状に配列されていてもよい。ここで、これらマイクロ流路４２は等数で複数のグループ４４に分けられており、各グループ４４内ではマイクロ流路４２が近くに集まっている。

　一方、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、分注ヘッド１２の数は、１組のグループ４４内のマイクロ流路４２の数と同数である。マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６の数も同様である。

　これら分注ヘッド１２は、１組のグループ４４内のマイクロ流路４２の配列と同様に配列されている。つまり、分注ヘッド１２は千鳥状又はジグザグにずれて配列されている。マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６の配列についても同様である。分注ヘッド１２は、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６が千鳥状又はジグザグに配列されているから、分析装置１の横方向（搬送方向に直交する方向）の長さを小さくすることができる。そのため、分析装置１がコンパクトになる。

　複数の光照射装置１５からなるグループは、複数の分注ヘッド１２からなるグループの搬送方向下流側に配置されている。複数の光照射装置１５からなるグループと、複数の分注ヘッド１２からなるグループとの間隔は、隣り合うグループ４４の間隔に等しいことが好ましい。そして、隣り合うグループ４４の間隔は間欠的な搬送の一回当たりの搬送距離に等しい。従って、搬送ローラ２２がマイクロ流路シート４０を一回に搬送する距離は、隣り合うグループ４４の間隔に等しい（図９Ａ、図９Ｂ参照）。図９Ａ及び図９Ｂでは、分注ヘッド１２が下降及び上昇される時におけるマイクロ流路シート４０の位置と分注ヘッド１２、光照射装置１５及び光学読取装置１６の位置との相対的な関係を示す。つまり、マイクロ流路シート４０が図９Ａに示す位置にまで搬送されてその位置において一旦停止され、その後マイクロ流路シート４０が図９Ａに示す位置から図９Ｂに示す位置にまで搬送されてその位置において一旦停止される。マイクロ流路シート４０の一旦停止中には（図９Ａ、図９Ｂ参照）、分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３が下降され、次に検体及び試薬の注入や流動が分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３によって行われるとともに光学的な測定が光照射装置１５及び光学読取装置１６によって行われ、次に分注ヘッド１２及びマイクロポンプ１３が上昇される。

〔変形例２〕
　図１０Ａ及び図１０Ｂに示す断面図又は図１１Ａ及び図１１Ｂに示す断面図のように、図６Ａ、図７Ａ、図９Ａに示したようなマイクロ流路シート４０の複数枚が縦方向に一列に配列され、これらマイクロ流路シート４０が連結部４５によって繋がって帯状となっていてもよい。以下、マイクロ流路シート４０が帯状に繋がってなるものを帯状体（ウエブ）という。

　図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、下層の可撓性シート４１が帯状に連なっており、中層及び上層の可撓性シート４１がマイクロ流路シート４０ごとに分断されている。下層の可撓性シート４１のうち隣り合うマイクロ流路シート４０の間の部分が連結部４５であり、隣り合う中層・上層の可撓性シート４１の間に溝４６が形成されている。

　一方、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、最下層及び中層の可撓性シート４１が帯状に連なっており、上層の可撓性シート４１がマイクロ流路シート４０ごとに分断されている。下層・中層の可撓性シート４１のうち隣り合うマイクロ流路シート４０の間の部分が連結部４５であり、隣り合う上層の可撓性シート４１の間に溝４６が形成されている。

　図１０Ａ、図１１Ａの何れの場合でも、中層の可撓性シート４１と上層の可撓性シート４１の接合界面にマイクロ流路４２が形成されている。つまり、中層の可撓性シート４１に凹部が形成され、上層の可撓性シート４１が中層の可撓性シート４１に積み重ねられて接合されることによって、凹部が上層の可撓性シート４１によって蓋をされて、マイクロ流路４２が形成される。

　図１０Ｂ又は図１１Ｂに示すように帯状体が連結部４５において折り返されており、図１２に示すようにその帯状体が葛折り状に折り曲げられた状態で供給トレイ１１に収容されている。そのため、複数枚のマイクロ流路シート４０が積み重ねられている。

　複数枚のマイクロ流路シート４０が連なっている場合、搬送装置２０が供給部２１を有さなくても、供給トレイ１１内の帯状体が搬送装置２０の搬送ローラ２２によって本体１８へ引き抜かれて、本体１８内の帯状体が排出トレイ１７へと搬出される。この場合、本体１８と排出トレイ１７の間にカッターが設けられていることが好ましい。カッターを備えることで帯状体を任意の位置で切断し、検査・測定に使用した部分のみを廃棄することができる。

〔変形例３〕
　図１３に示す分析装置は、搬送装置２０の供給部２１が、供給トレイ１１の上に重ねられた複数枚のマイクロ流路シート４０を下から１枚ずつ取り出して、搬送ローラ２２へ送り出すよう構成したものである。

〔変形例４〕
　図１４に示す分析装置は、供給トレイ１１及び排出トレイ１７が本体１８の内側に取り付けられ、供給トレイ１１及び排出トレイ１７が本体１８から引き出されるように構成されている。供給トレイ１１は排出トレイ１７の上方に設けられている。搬送ローラ２２が供給トレイ１１から排出トレイ１７にかけて側面視Ｕ字に沿って配列され、搬送経路が側面視でＵ字型となっている。検査・測定が行われる領域では搬送経路が側面視で直線状であり、検査・測定済みの領域でＵ字型に屈曲され排出トレイ１７に排出されるよう構成されている。

〔変形例５〕
　図１５に示す分析装置は、供給トレイ１１及び排出トレイ１７が本体１８の内側に取り付けられ、供給トレイ１１及び排出トレイ１７が本体１８から引き出されるように構成されている。

　搬送装置２０は、供給部２３、複数の搬送ローラ２４、スイッチバック機構２５及び複数の搬送ローラ２８を有する。
　供給部２３は、供給トレイ１１に重ねられた複数枚のマイクロ流路シート４０を上から１枚ずつ取り出して、搬送ローラ２４へ送り出す。

　複数の搬送ローラ２４は供給トレイ１１からスイッチバック機構２５にかけて配列されている。分注ヘッド１２、マイクロポンプ１３、ヒーター１４、光照射装置１５及び光学読取装置１６は、これら搬送ローラ２４によって構成される搬送経路に沿って配設されている。搬送ローラ２４は、供給部２３によって送り出されたマイクロ流路シート４０をスイッチバック機構２５へ検査・測定を行いつつ間欠的に搬送する。

　スイッチバック機構２５は、搬送ローラ２４によって搬送されたマイクロ流路シート４０の方向転換を行うものである。スイッチバック機構２５は、搬送路変換ガイド部２６及び複数の正逆回転ローラ２７を有する。正逆回転ローラ２７は、搬送ローラ２４の配列を延長させた個所において配列されている。搬送路変換ガイド部２６は、上流の搬送ローラ２４と正逆回転ローラ２７との間で上下に揺動可能に設けられており、バネによって上に付勢されている。

　搬送路変換ガイド部２６は搬送ローラ２４によって搬送されたマイクロ流路シート４０を正逆回転ローラ２７へ案内するとともに、正逆回転ローラ２７に案内されたマイクロ流路シート４０を搬送ローラ２８へ案内する。つまり、搬送ローラ２４によって搬送されたマイクロ流路シート４０によって搬送路変換ガイド部２６がバネに抗して下に押されることで、マイクロ流路シート４０が正逆回転ローラ２７へ案内され、マイクロ流路シート４０の全体が正逆回転ローラ２７に退避すると、搬送路変換ガイド部２６がバネによって上に振り上げられ、正逆回転ローラ２７を逆転させると、そのマイクロ流路シート４０が搬送路変換ガイド部２６によって搬送ローラ２８へと案内される。

　複数の搬送ローラ２８はスイッチバック機構２５から排出トレイ１７にかけて配列されている。搬送ローラ２８は、スイッチバック機構２５によって進行方向を変えられたマイクロ流路シート４０を排出トレイ１７へ搬送する。

　本発明は、マイクロ流路を用いて試料分析を行うための装置に利用することができる。

　１　分析装置
　１１　供給トレイ
　１２　分注ヘッド
　１２ａ　ピペット
　１５　光照射装置
　１６　光学読取装置
　１７　排出トレイ
　２０　搬送装置
　４０　マイクロ流路シート
　４１　可撓性シート
　４１ａ　溝
　４２　マイクロ流路

Claims

　積層された複数の可撓性シートと前記可撓性シートの積層体内部に形成された複数のマイクロ流路とを有する複数枚のマイクロ流路シートを積み重ねた状態で収容する供給トレイと、
　前記供給トレイに収容された前記マイクロ流路シートを１枚ずつ搬送する搬送装置と、
　前記搬送装置によって搬送される前記マイクロ流路シートの前記マイクロ流路に試薬を注入するピペット及び前記マイクロ流路に検体を注入するピペットを有した分注ヘッドと、
　前記分注ヘッドの下流側に設けられ、前記搬送装置によって搬送される前記マイクロ流路シートの前記マイクロ流路に光を照射する光照射装置と、
　前記分注ヘッドの下流側に設けられ、前記搬送装置によって搬送される前記マイクロ流路シートの前記マイクロ流路に対して前記光照射装置により照射された光によって前記マイクロ流路の所定部位から発する光を読み取る光学読取装置と、を備え、
　少なくとも、前記分注ヘッドから前記光照射装置及び前記光学読取装置までの区間は、前記マイクロ流路シートが水平な状態で搬送されることを特徴とする分析装置。
　前記マイクロ流路シートには、マイクロ流路が前記搬送装置による搬送方向及び搬送方向に直交する方向にそれぞれ複数列形成されており、
　前記分注ヘッドと、前記光照射装置及び前記光学読取装置とが、前記搬送装置による搬送方向の直交方向に複数配置されている請求項１に記載の分析装置。
　前記分注ヘッドと、前記光照射装置及び前記光学読取装置とが、搬送方向に隣り合うマイクロ流路の間隔で離れて配置されている請求項１又は２に記載の分析装置。
　前記分注ヘッド、前記光照射装置及び前記光学読取装置が、搬送方向でずらせて配置されている請求項２又は３に記載の分析装置。
　前記光照射装置及び前記光学読取装置の下流に設けられ、前記搬送装置によって搬送された前記マイクロ流路シートが収容される排出トレイを更に備える請求項１から４の何れか一項に記載の分析装置。
　積層された複数の可撓性シートと前記可撓性シートの積層体内部に形成された複数のマイクロ流路とを備えるとともに、請求項１から５の何れか一項に記載の分析装置に用いられるマイク流路シートであって、
　前記マイクロ流路が前記分析装置の前記搬送装置による搬送方向及びその直交方向に沿って格子状に配列されているマイクロ流路シート。
　積層された複数の可撓性シートと前記可撓性シートの積層体内部に形成された複数のマイクロ流路とを備えるとともに、請求項１から５の何れか一項に記載の分析装置に用いられるマイク流路シートであって、
　前記マイクロ流路が千鳥状に配列されているマイクロ流路シート。
　隣り合う前記マイクロ流路の間に溝又はスリットが形成されている請求項６又は７に記載のマイクロ流路シート。
　前記可撓性シートの積層体に形成され、前記分析装置の前記搬送装置による搬送方向に配列された複数の位置決め孔を備える請求項６から８の何れか一項に記載のマイクロ流路シート。
　請求項６から９の何れか一項に記載の複数枚のマイクロ流路シートが前記分析装置の前記搬送装置による搬送方向に繋がってなるとともに、請求項１から５の何れか一項に記載の分析装置に用いられる帯状体において、
　前記帯状体が前記マイクロ流路シートの間において折り返されて葛折り状に折り曲げられた状態で前記供給トレイに収容される帯状体。