WO2017022305A1

WO2017022305A1 - 流路構造体、測定ユニット、測定対象液体の測定方法、および測定対象液体の測定装置

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Publication number: WO2017022305A1
Application number: PCT/JP2016/065669
Authority: WO
Inventors: 田口　好弘; 博義水口; 憲細矢
Original assignee: アルプス電気株式会社
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2017-02-09
Also published as: EP3336556A4; EP3336556A1; CN107923926A; JP2017032513A; JP6619577B2; US20180149582A1

Abstract

流路構造体が組み込まれる装置を小型化したり可搬性を向上させたりすることが可能な流路構造体として、液体を収容可能な液収容部１１と流出部１２とを有する貯液部１０、２つの開放端２１，２２の間に分離素子を内包する分離素子収容部２０、貯液部１０の流出部１２と分離素子収容部２０の一方の開放端２１とに接続して貯液部１０と分離素子収容部２０とを連通させる供給流路３０、および分離素子収容部２０の他方の開放端２２に接続される排出流路４０を備える流路構造体１であって、供給流路３０は、貯液部１０の流出部１２に接続する貯液部側流路３１と、分離素子収容部２０に接続する分離素子側流路３２と、貯液部側流路３１と分離素子側流路３２との間に位置して測定対象液体を供給流路３０内に導入可能なインジェクション部３３とを備え、貯液部１０は流路構造体１に加えられた外力を貯液部１０内の圧力変動として伝達可能な圧力伝達部１３を備え、貯液部１０内に収容された液体を貯液部１０内の圧力変動に基づいて流出部１２から供給経路３０へと流出可能とされる流路構造体１が提供される。

Description

流路構造体、測定ユニット、測定対象液体の測定方法、および測定対象液体の測定装置

　本発明は、ＰＯＣＴに対応しうる測定対象液体の測定装置に使用される流路構造体、当該流路構造体を備える測定ユニット、当該測定ユニットを用いる測定対象液体の測定方法、および上記の測定ユニットを備える測定対象液体の測定装置に関する。

　近年、診療・看護現場で医療スタッフが実施する簡易・迅速検査などを意味するポイント・オブ・ケア検査（Ｐｏｉｎｔ－ｏｆ－Ｃａｒｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ，ＰＯＣＴ）の普及が進んでいる。

　ＰＯＣＴに関し、特許文献１には、多孔性シリカを主成分とする多孔性シリカカラムであって、第１の性質と第１の平均細孔径とを有する第１の多孔性シリカ部と、前記第１の性質とは異なる第２の性質と第１の平均細孔径とは異なる第２の平均細孔径とを有する第２の多孔性シリカ部とを含む、多孔性シリカカラムが記載されている。特許文献１の図３には、上記の多孔性シリカカラムを用いたＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）装置が示されている。

　一方、マイクロ流路チップに関し、特許文献２には、少なくとも第１の基材と第２の基材とを張り合わせてなり、前記第１の基材と前記第２の基材との間に流路及び前記流路と繋がる処理槽が形成された流路チップであって、前記処理槽には平面視三角形の板状の多孔質体が内包されている流路チップが記載されている。かかる流路チップによれば、従来に比べて液漏れやデッドボリュームを小さくできるため、特許文献２に記載される流路チップはＰＯＣＴのためのツールとして好適である。

国際公開第２００８／０２３５３４号特開２０１４－３８０１８号公報

　特許文献２に記載されるような流路チップ（流路構造体）を用いて測定対象液体の組成に関する情報を得る測定を行う場合には、流路構造体をその内部に組み込んで、流路構造体内の分離素子に液体を流通させる装置が必要となる。ＰＯＣＴを実現する観点から、そのような装置は小型であることが好ましい。

　本発明は、流路構造体が組み込まれた測定装置の小型化に対応しやすい流路構造体を提供することを目的とする。本発明は、当該流路構造体を備える測定ユニット、当該測定ユニットを用いる測定対象液体の測定方法、および上記の測定ユニットを備える測定対象液体の測定装置を提供することも目的とする。

　上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、流路構造体の分離素子内を流通させる液体を流路構造体が収容可能であり、かつ、流路構造体内に収容された液体を、分離素子内に流通させる際に、流路構造体が組み込まれた測定装置がその液体に直接的に接触しないようにすれば、測定装置のドライ化が可能となり、測定装置の小型化に対応しやすいとの新たな知見を得た。

　かかる知見に基づき完成された本発明の一態様は、液体を収容可能な液収容部と流出部とを有する貯液部、２つの開放端の間に分離素子を内包する分離素子収容部、前記貯液部の前記流出部と前記分離素子収容部の一方の開放端とに接続して前記貯液部と前記分離素子収容部とを連通させる供給流路、および前記分離素子収容部の他方の開放端に接続される排出流路を備える流路構造体であって、前記供給流路は、前記貯液部の前記流出部に接続する貯液部側流路と、前記分離素子収容部に接続する分離素子側流路と、前記貯液部側流路と前記分離素子側流路との間に位置して測定対象液体を前記供給流路内に導入可能なインジェクション部とを備え、前記貯液部は前記流路構造体に加えられた外力を前記貯液部内の圧力変動として伝達可能な圧力伝達部を備え、前記貯液部内に収容された液体を前記貯液部内の圧力変動に基づいて前記流出部から前記供給経路へと流出可能とされることを特徴とする流路構造体である。

　流路構造体が上記のような構成を有することにより、貯液部内に収容された液体は、流路構造体を構成する部材以外に接することなく、分離素子へと流通することが可能である。

　流路構造体は複数の板状基材の貼合体からなってもよい。このような構成を有することにより、様々な部分構造を有する流路構造体を効率的に得ることができる。

　前記圧力伝達部は、前記貯液部内から前記流路構造体外に連通する管状体であり、前記流路構造体外から前記管状体内に供給される流体の圧力により前記貯液部内の圧力は増加可能であってもよい。このような構成を有することにより、流路構造体が組み込まれる装置が気体供給システムを有していれば、貯液部内の液体を分離素子内に供給することができる。

　前記圧力伝達部は、直動構造を有し、前記流路構造体外から前記直動構造に加えられる力により前記貯液部内の圧力は増加可能であってもよい。このような構成を有することにより、流路構造体が組み込まれる装置が直動機構を動かすための駆動システムを有していれば、貯液部内の液体を分離素子内に供給することができる。

　前記分離素子の具体的な構成は限定されない。分離素子は、分離カラムであってもよいし、電気泳動素子であってもよい。

　前記貯液部の液収容部内に液体を供給することを容易にする観点から、前記液収容部内に液体を注入可能な注入部を有していてもよい。

　前記貯液部の液収容部内に液体を供給したり、液収容部からの液体の流出を容易にしたりする観点から、前記貯液部の前記液収容部内の気体を排出可能なベント部を有していてもよい。

　インジェクション部から供給される測定対象液体と貯液部からの液体との混合をより適切に行う観点から、前記インジェクション部には、前記測定対象液体と前記貯液部からの液体との混合を促進する多孔質体が配置されることが好ましい。このインジェクション部に配置される多孔質体は、前記分離素子と連携して前記測定対象液体の分離を促進する機能を有していてもよい。

　分離素子における分離性能を高める観点から、前記貯液部側流路に配置され、前記インジェクション部内を流れる液体の流量変動を抑制する整流部を備えることが好ましい。

　前記貯液部およびこれに接続する前記貯液側流路を複数備え、前記供給流路は、前記複数の貯液部の流出部と前記分離素子側流路との間に配置され、前記貯液部側流路の複数を収斂させて前記複数の貯液部を前記分離素子側流路に連通させる収斂部を備えてもよい。このような構成を有することにより、分離素子に供給する液体の組成を複数種類とすることが可能となる。

　複数の貯液部からの液体の混合をより適切に行う観点から、前記収斂部には、前記複数の貯液部からの液体の混合を促進する多孔質体が配置されることが好ましい。この収斂部に配置される多孔質体は、前記分離素子と連携して前記測定対象液体の分離を促進する機能を有することがより好ましい。

　複数の貯液部からの液体の混合をより適切に行う観点、分離素子における分離性能を高める観点などから、前記流出部と前記収斂部との間に配置され、前記収斂部内を流れる液体の流量変動を抑制する個別整流部を備えることが好ましい。

　構造の簡素化を実現できるため、前記インジェクション部は前記収斂部と一体に設けられることが好ましい。

　前記排出流路の前記分離素子収容部に接続される開放端とは反対側の開放端に接続され、前記分離素子を通過した液体を収容する廃液貯留部を備えてもよい。この場合には、流路構造体が組み込まれる測定装置は、分析に要した液体との接触が不要となり、測定装置のドライ化を実現することが可能である。前記廃液貯留部は、内部の気体を排出するベント部を有することが好ましい。

　本発明に係る流路構造体が複数の板状基材の貼合体からなる場合において、前記貼合体を構成する複数の板状基材の少なくとも１枚は、前記測定対象液体を測定するために照射される測定光の波長域について透過性を有し、前記排出流路は、前記貼合体の厚さ方向に沿った流路部を備えることが好ましい。このような構成を有することにより、流路の断面積が小さい場合であっても、測定感度を高めることが可能となる。

　前記貯液部の前記液収容部における前記貼合体の一方の主面に最近位な部分と前記貼合体の一方の主面との離間距離は、前記分離素子収容部における前記貼合体の一方の主面に最近位な部分と前記貼合体の一方の主面との離間距離よりも小さいことが好ましい。このような構成を有することにより、流路構造体の使用時に分離素子内に気泡が残留しにくくなり、分離性能が低下しにくくなる。

　前記板状基材が３枚以上であることが好ましい。このような構成を有することにより、流路構造体における設計自由度を高めることが可能である。

　板状基材は３枚以上である場合において、前記貯液部は少なくとも２枚の前記板状基材の除去加工された部分により構成され、前記分離素子収容部は少なくとも２枚の前記板状基材の除去加工された部分により構成され、前記貯液部を構成する前記少なくとも２枚の板状部材は、前記分離素子収容部を構成する前記少なくとも２枚の板状部材と相違することが好ましい。このような構成を有することにより、流路構造体の使用時に分離素子内に気泡が残留しにくくなり、分離性能が低下しにくくなる。

　本発明の他の一態様は、上記の本発明に係る流路構造体と、前記流路構造体の前記液収容部内に収容された液体とを備えることを特徴とする測定ユニットである。本発明に係る測定ユニットは、測定に必要な液体をあらかじめ有しているため、流路構造体が組み込まれた測定装置は、測定に必要な液体を流路構造体に供給する必要がない。

　本発明の別の一態様は、上記の本発明に係る測定ユニットの前記インジェクション部に測定対象液体を注入し、前記圧力伝達部に外力を加えて、前記液収容部内の液体を前記供給流路内に供給して、前記測定対象液体を含む液体について前記分離素子内を通過させ、前記分離素子を通過した前記測定対象液体を含む液体を測定して、前記測定対象液体の組成に関する情報を得ることを特徴とする測定対象液体の測定方法である。

　上記の測定方法において、前記貼合体を構成する複数の板状基材の少なくとも１枚は、前記測定対象液体を測定するために照射される測定光の波長域について透過性を有し、前記分離素子を通過して前記排出流路内に位置する前記測定対象液体を含む液体に対して前記測定光を照射して、前記測定対象液体の組成に関する情報を得てもよい。

　上記の測定方法において、前記分離素子は分離カラムであって、前記分離カラムに供給される液体の圧力は１ＭＰａ以下であってもよい。本発明に係る流路構造体は小型であっても分析能力を高めることができるため、分離カラムに供給される液体の圧力を低くすることが可能である。

　本発明の別の一態様は、上記の本発明に係る測定ユニットを備えることを特徴とする測定対象液体の測定装置である。かかる測定装置は小型化に対応しやすい。

　本発明によれば、流路構造体が組み込まれた測定装置に対応しやすい流路構造体が提供される。また、本発明によれば、上記の流路構造体を備える測定ユニット、上記の測定ユニットを用いる測定対象液体の測定方法、および上記の測定ユニットを備える測定対象液体の測定装置も提供される。

本発明の第１実施形態に係る流路構造体の斜視図である。本発明の第１実施形態に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。本発明の第１実施形態に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。本発明の第１実施形態の変形例の一つに係る流路構造体を構成する２枚の板状部材を分離させた状態の斜視図である。本発明の第２実施形態に係る流路構造体の斜視図である。本発明の第２実施形態に係る流路構造体を構成する４枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。図５に示すＡ－Ａ線の断面図である。図５に示すＢ－Ｂ線の断面図である。本発明の第３実施形態に係る流路構造体を構成する４枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。図９に示すＣ－Ｃ線の断面図である。図９に示すＤ－Ｄ線の断面図である。本発明の第４実施形態に係る流路構造体の斜視図である。本発明の第４実施形態に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。本発明の第４実施形態に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。本発明の第４実施形態の変形例の一つ（第１変形例）に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。本発明の第４実施形態の変形例の他の一つ（第２変形例）に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。本発明の第４実施形態の第２変形例に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材を分離させた状態の斜視図である。本発明の第４実施形態の変形例の別の一つ（第３変形例）に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。本発明の第４実施形態の変形例のまた別の一つ（第４変形例）に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。本発明の第４実施形態の変形例のさらに別の一つ（第５変形例）に係る流路構造体の斜視図である。本発明の第４実施形態の第５変形例に係る流路構造体を構成する３枚の板状部材を分離させた状態の斜視図である。本発明の第４実施形態の第５変形例に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。

　以下、本発明の実施形態に係る、流路構造体、測定ユニット、測定対象液体の測定方法、および測定対象液体の測定装置について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態に係る流路構造体の斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材を分離させた状態の斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。

　図１から図３に示される第１実施形態に係る流路構造体１は、いずれも透明材料からなる２枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２の貼合体である。透明材料として、ガラス、アクリル系樹脂材料、シクロオレフィン系樹脂材料、ポリエステル系樹脂材料などが挙げられる。製造しやすさと透明な波長範囲の広さの観点から、２枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２の少なくとも一方はシクロオレフィン系材料からなることが好ましく、２枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２ともにシクロオレフィン系材料からなることがより好ましい。

　第１実施形態に係る流路構造体１は、液体を収容可能な液収容部１１と流出部１２とを有する貯液部１０を備える。流路構造体１は、２つの開放端２１，２２の間に分離素子（本実施形態では分離カラムＣＬ）を内包する分離素子収容部２０を備える。流路構造体１は、貯液部１０の流出部１２と分離素子収容部２０の一方の開放端２１とに接続して、貯液部１０と分離素子収容部２０とを連通させる供給流路３０を備える。流路構造体１は、分離素子収容部２０の他方の開放端２２に接続される排出流路４０を備える。

　供給流路３０は、貯液部１０の流出部１２に接続する貯液部側流路３１と、分離素子収容部２０に接続する分離素子側流路３２と、貯液部側流路３１と分離素子側流路３２との間に位置して、測定対象液体を供給流路３０内に導入可能なインジェクション部３３とを備える。本発明の一実施形態に係る流路構造体１では、貯液部側流路３１と分離素子側流路３２とインジェクション部３３との接続部はＴ字分岐路により構成されている。

　貯液部１０は、流路構造体１に加えられた外力を貯液部１０内の圧力変動として伝達可能な圧力伝達部１３を備える。圧力伝達部１３により、貯液部１０内に収容された液体を貯液部１０内の圧力変動に基づいて流出部１２から供給経路３０へと流出可能とされる。流路構造体１が組み込まれた測定装置（図示せず）は、圧力伝達部１３に外力を加えることにより、貯液部１０内に収容された液体を供給経路３０へと流出させ、さらにこの液体を、分離素子（分離カラムＣＬ）内に供給することができる。したがって、測定装置は、流路構造体１の内部に収容された液体に接することなく、分離素子（分離カラムＣＬ）を機能させることが可能である。

　本実施形態に係る流路構造体１では、圧力伝達部１３は、貯液部１０内から流路構造体１外に連通する管状体である。そして、圧力伝達部１３を構成する管状体内に流路構造体１外から供給される流体の圧力により貯液部１０内の圧力は増加可能である。このような構成を有することにより、流路構造体１が組み込まれた測定装置が気体供給システム（例えば圧空システム）を有していれば、分離素子収容部２０の内部に配置された分離素子（分離カラムＣＬ）内に、貯液部１０の液収容部１１内の液体を供給することができる。

　本実施形態に係る流路構造体１の使用時において、流路構造体１の液収容部１１には展開液が収容され、流路構造体１とこの展開液とを備える測定ユニットとして測定装置に組み込まれる。展開液を液収容部１１に供給することを容易にする観点から、液収容部１１内に液体を注入可能な注入部（図示せず）を有していてもよい。注入部は、例えば液収容部１１に一方の開放端が接続され、他方の開放端が図１において下側の板状部材Ｐ２の主面に設けられた貫通孔から構成されていてもよい。本実施形態に係る流路構造体１を使用する際には、何らかの方法により、注入部が封じられて、図１における下側の板状部材Ｐ２の主面には開放端を有しないようにすればよい。

　貯液部１０の液収容部１１内に液体を供給したり、液収容部１１からの液体の流出を容易にしたりする観点から、貯液部１０の前記液収容部１１内の気体を排出可能なベント部（図示せず）を有していてもよい。ベント部は、例えば液収容部１１に一方の開放端が接続され、他方の開放端が図１において上側の板状部材Ｐ１の主面に設けられた貫通孔から構成されていてもよい。本実施形態に係る流路構造体１を使用する際には、何らかの方法により、ベント部が封じられて、図１における上側の板状部材Ｐ１の主面には開放端を有しないようにしてもよい。

　インジェクション部３３から供給される測定対象液体と貯液部１０からの液体との混合をより適切に行う観点から、インジェクション部３３、具体的には、インジェクション部３３における貯液部側流路３１と分離素子側流路３２との接合部には、測定対象液体と貯液部１０からの液体との混合を促進する多孔質体が配置されることが好ましい。

　このインジェクション部３３に配置される多孔質体はシリカモノリスからなることがより好ましい。シリカモノリスは、その内部に供給された液体を適切に混合することが可能である。シリカモノリスの形状を適切に設定すれば、分離素子側流路３２へと流出する液体は、貯液部側流路３１側から流入した液体と、インジェクション部３３に供給された液体との完全混合液体とすることが可能である。

　インジェクション部３３に配置される多孔質体は、分離素子収容部２０に収容される分離素子（本実施形態では分離カラムＣＬ）と連携して測定対象液体の分離を促進する機能を有することがより好ましい。インジェクション部３３に配置される多孔質体は、分離素子収容部２０に収容される分離素子との関係で前処理に位置づけられる機能を有していてもよいし、インジェクション部３３に配置される多孔質体が分離素子の機能を有し、分離素子収容部２０に収容される分離素子（分離カラムＣＬ）と連携して、一の機能を有する分離素子を構成してもよい。この点については第３実施形態においてさらに説明する。

　通常、展開液を用いる分離素子（分離カラムＣＬ）は、展開液の流速が適切に制御されていることが分離性能を高める観点から重要である。そこで、分離素子（分離カラムＣＬ）の分離性能を高めることができるように、貯液部側流路３１に配置され、インジェクション部３３内を流れる液体の流量変動を抑制する整流部３１１を備えることが好ましい。整流部３１１の具体的な形状は、用途に応じて適宜設定される。本実施形態に係る流路構造体１では、整流部３１１は蛇行流路によって構成されている。

　流路構造体１の排出流路４０は、一方の開放端４２が、分離素子収容部２０の他方の開放端２２に接続され、他方の開放端４３は、板状部材Ｐ１の露出する主面の開口となっている。したがって、貯液部１０から供給された液体は、排出流路４０の他方の開放端４３から、流路構造体１外に排出されることができる。

　流路構造体１を構成する複数の板状基材（本実施形態に係る流路構造体１では２枚の板状基材Ｐ１，Ｐ２）の少なくとも１枚は、測定対象液体を測定するために照射される測定光の波長域（例えば４００ｎｍが挙げられる。）について透過性を有し、排出流路４０は、貼合体からなる流路構造体１の厚さ方向に沿った流路部（測定用流路部）４１を備えることが好ましい。このような構成を有することにより、流路の断面積が小さい場合であっても、測定感度を高めることが可能となる。

　本実施形態に係る流路構造体１は、限定されない例示として、板状部材Ｐ１，Ｐ２の平面視形状（厚さ方向から見たときの形状）が数ｃｍ×数ｃｍの矩形であり、流路の断面積が０．０１ｍｍ２またはそれ以下である。このため、排出流路４０の流れ方向に沿っていない方向（典型的には直交する方向）から測定光を照射しても、測定光が照射される測定測定感度を高めることは容易でない。そこで、本実施形態に係る流路構造体１の排出流路４０は測定用流路部４１を有している。流路構造体１の厚さは、限定されない例示として数ｍｍである。流路構造体１の厚さ方向に測定光を照射すると、測定光は、測定用流路部４１の流路の流れ方向に沿った方向に照射されるため、測定領域の体積を増やし、測定感度を高めることができる。

　図３には、第１実施形態に係る流路構造体１の流路部分１’が示されている。

（第１実施形態の変形例）
　図４は、本発明の第１実施形態の変形例の一つに係る流路構造体を構成する２枚の板状部材を分離させた状態の斜視図である。本変形例に係る流路構造体１Ａは、第１実施形態に係る流路構造体１と対比して、分離素子収容部２０の構造が異なっている。流路構造体１Ａの分離素子収容部２０は、独立した２つの分離素子（本例では第１分離カラムＣＬ１，第２分離カラムＣＬ２）を受容可能とされている。このように、分離素子収容部２０は、測定の目的において、様々な形状とすることができる。

　２種類の分離カラムを用いる具体例として、測定対象液体が血液であって、ＨｂＡ１ｃを具体的な分析対象とする場合が挙げられる。この場合には、第１分離カラムＣＬ１として陰イオン修飾型のシリカモノリスを用い、第２分離カラムＣＬ２として陽イオン修飾型のシリカモノリスを用いることができる。

（第２実施形態）
　図５は、本発明の第２実施形態に係る流路構造体の斜視図である。図６は、本発明の第２実施形態に係る流路構造体を構成する４枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。図７は、図５に示すＡ－Ａ線の断面図である。図８は、図５に示すＢ－Ｂ線の断面図である。

　図５から図８に示される第２実施形態に係る流路構造体２は、第１実施形態に係る流路構造体１と対比して、流路構造体を構成する板状部材の枚数が異なっている。すなわち、第１実施形態に係る流路構造体１は２枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２の貼合体からなり、第２実施形態に係る流路構造体２は４枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の貼合体からなる。

　貯液部１０は、２枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２に設けられた溝により画成される。分離素子収容部２０は、２枚の板状部材Ｐ３，Ｐ４に設けられた溝により画成される。したがって、断面図７および８に示されるように、貯液部１０は、その全体が分離素子収容部２０よりも上側（板状部材Ｐ１側）に位置する。したがって、流路構造体２に適切に液体が注入されてなる測定ユニットの状態では、分離素子収容部２０内の分離素子（本実施形態ではカラムＣＬ）内に気体が入り込みにくい。このため、気泡に由来する測定精度の低下が生じにくい。

　また、断面図７および８から明らかなように、貯液部１０の液収容部１１は、平面視で分離素子収容部２０と重複する領域を有する。このような構造は、２枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２の貼合体からなる第１実施形態に係る流路構造体１で実現することは容易でない。したがって、第２実施形態に係る流路構造体２は、第１実施形態に係る流路構造体１よりも、液収容部１１の体積を大きくしたり、平面視の面積を小さくしたりすることが容易である。

　なお、第２実施形態に係る流路構造体２は供給流路３０が３枚の板状部材Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に設けられた溝および貫通孔により画成されるため、貯液部１０の液収容部１１が、平面視で供給流路３０と重複する領域をも有する。したがって、第２実施形態に係る流路構造体２は、第１実施形態に係る流路構造体１よりも、供給経路３０の構造を複雑化することが容易である。供給経路３０の構造が複雑化されることは、供給経路３０が多機能化されることを意味する場合が多い。

（第３実施形態）
　図９は、本発明の第３実施形態に係る流路構造体を構成する４枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。図１０は、図９に示すＣ－Ｃ線の断面図である。図１１は、図９に示すＤ－Ｄ線の断面図である。

　第３実施形態に係る流路構造体３は、第１実施形態に係る流路構造体１と対比して、流路構造体を構成する板状部材の枚数が異なり、廃液貯留部６０を有している点、およびインジェクション部３１が多孔質体ＭＮを受容可能な中空部３３１を有している点でも相違する。

　第３実施形態に係る流路構造体３は４枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の貼合体からなる。流路構造体３の排出流路４０における分離素子収容部２０の他方の開放端２２に接続される開放端４２の反対側の開放端４３は、廃液貯留部６０の流入部６２に接続されている。

　廃液貯留部６０は、中空の廃液収容部６１内に、流入部６２から流入した液体を貯留することができる。廃液貯留部６０は廃液収容部６１内と外部とを連通する廃液ベント部６３を備え、廃液収容部６１内に液体が流入することを容易にしている。廃液ベント部６３は貫通孔であってもよい。この場合において、板状部材Ｐ１の露出する主面側の開口は、全くの開放状態であってもよいし、気体は通過させるが液体は通過させにくい膜状体が設けられていてもよい。このような構成を備えることにより、廃液収容部６１内の液体が流路構造体３に漏れ出す可能性を低減させることができる。廃液ベント部６３は逆止弁を有して、流路構造体３内での液体の逆流が抑制されていてもよい。

　第３実施形態に係る流路構造体３のインジェクション部３１は、貯液部側流路３１と分離素子側流路３２との接合部に、多孔質体ＭＮを受容可能な中空部３３１を有する。流路構造体３では、中空部３３１は、２枚の板状部材Ｐ３，Ｐ４の溝部により画成されている。板状部材Ｐ４の露出する主面に位置するインジェクション部３１の開口部３３２から注入された測定対象液体は、中空部３３１内に配置された多孔質体ＭＮ内に拡散する。そして、貯液部側流路３１から流入して多孔質体ＭＮ内にある液体と混合され、得られた混合液は、分離素子側流路３２へと流出する。

　多孔質体ＭＮを構成する材料は限定されない。前述のように、好ましい一例としてシリカモノリスを挙げることができる。多孔質体ＭＮは、分離素子収容部２０に収容される分離素子と連携して測定対象液体の分離を促進する機能を有してもよい。かかる構成の一例として、インジェクション部３３に配置される多孔質体ＭＮが、分離素子との関係で前処理に位置づけられる機能を有している場合が挙げられる。

　他の一例として、インジェクション部３３に配置される多孔質体ＭＮが分離素子の機能を有し、分離素子収容部２０に収容される分離素子と連携して、一の機能を有する分離素子を構成する場合が挙げられる。この場合の具体例として、図９から図１１に示されるように、中空部３３１内には第１分離カラムＣＬ１が配置され、分離素子収容部２０には第２分離カラムＣＬ２が配置されてもよい。この構成において、測定対象液体が血液であって、ＨｂＡ１ｃを具体的な分析対象とする場合には、インジェクション部３３に配置される第１分離カラムＣＬ１として陰イオン修飾型のシリカモノリスを用い、分離素子収容部２０に収容される第２分離カラムＣＬ２として陽イオン修飾型のシリカモノリスを用いることができる。

（第４実施形態）
　図１２は、本発明の第４実施形態に係る流路構造体の斜視図である。図１３は、本発明の第４実施形態に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。図１４は、本発明の第４実施形態に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。

　図１２から図１４に示される第４実施形態に係る流路構造体４は、第１実施形態に係る流路構造体１と対比して、貯液部を複数備える点で相違し、これに伴い、供給流路の構成も相違する。

　具体的には、第４実施形態に係る流路構造体４は、貯液部１０（本実施形態では「第１貯液部１０」という。）および貯液側流路３１（本実施形態では「第１貯液側流路３１」という。）に加えて、第２貯液部５０および第２貯液側流路３１’を備える。第２貯液部５０は、第１貯液部１０と同様に、液収容部５１、流出部５２および圧力伝達部５３を備える。流路構造体２の供給流路３１は、複数の貯液部（第１貯液部１０、第２貯液部５０）の流出部１２，５２と分離素子側流路３２との間に配置され、貯液部側流路の複数（第１貯液側流路３１、第２貯液側流路３１’）を収斂させて複数の貯液部（第１貯液部１０、第２貯液部５０）を分離素子側流路３２に連通させる収斂部３４を備える。

　第４実施形態に係る流路構造体４は上記のような構成を有するため、分離素子（本実施形態においても分離カラムＣＬである。）に供給する液体の組成を複数種類とすることが可能となる。具体的には、測定当初は第１貯液部１０に収容されている液体（第１液体）を分離素子（分離カラムＣＬ）に供給し、その後、所定時間経過後に、第２貯液部５０に収容されている液体（第２液体）を分離素子（分離カラムＣＬ）に供給することができる。

　また、第１液体と第２液体とを、収斂部３４で混合して混合液を分離素子（分離カラムＣＬ）に供給することができる。このように収斂部３４で混合液を形成する場合には、収斂部３４に供給される第１液体の量と第２液体の量とを調整することにより、貯液部を２つ有するだけで、様々な組成の液体を分離素子（分離カラムＣＬ）に供給することができ、好ましい。さらに、収斂部３４に供給される第１液体の量と第２液体の量とを経時的に調整することにより、濃度が経時的に連続的に変化する液体を分離素子（分離カラムＣＬ）に供給することも可能である。

　収斂部３４において複数の貯液部からの液体の混合をより適切に行う観点から、第４実施形態に係る流路構造体４では、収斂部３４には多孔質体ＭＮが配置されている。収斂部３４に配置される多孔質体ＭＮはシリカモノリスからなることが好ましい。

　第３実施形態に係る流路構造体３においてインジェクション部３３の中空部３３１に配置される多孔質体ＭＮと同様に、収斂部３４に配置される多孔質体ＭＮは、分離素子収容部２０に配置される分離素子（分離カラムＣＬ）と連携して測定対象液体の分離を促進する機能を有していてもよい。

　複数の貯液部（第１貯液部１０、第２貯液部５０）からの液体の混合をより適切に行う観点、分離素子（分離カラムＣ）における分離性能を高める観点などから、第２貯液部５０の流出部５２と収斂部３４との間には、収斂部３４内を流れる液体の流量変動を抑制する個別整流部３１１’を配置することが好ましい。個別整流部３１１’は、第１貯液部１０の流出部１２と収斂部３４との間に配置されている整流部３１１と機能的に等価である。すなわち、整流部３１１は、収斂部３４において第１貯液部１０からの液体と第２貯液部５０からの液体とが適切に混合することを容易にしている。

　図１４には、第４実施形態に係る流路構造体４の流路部分４’が示されている。

（第４実施形態の変形例）
　図１５は、本発明の第４実施形態の変形例の一つ（第１変形例）に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。図１６は、本発明の第４実施形態の変形例の他の一つ（第２変形例）に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。図１７は、本発明の第４実施形態の第２変形例に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材を分離させた状態の斜視図である。図１８は、本発明の第４実施形態の変形例の別の一つ（第３変形例）に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。図１９は、本発明の第４実施形態の変形例のまた別の一つ（第４変形例）に係る流路構造体を構成する２枚の板状部材が分離した状態の斜視図である。図２０は、本発明の第４実施形態の変形例のさらに別の一つ（第５変形例）に係る流路構造体の斜視図である。図２１は、本発明の第４実施形態の第５変形例に係る流路構造体を構成する３枚の板状部材を分離させた状態の斜視図である。図２２は、本発明の第４実施形態の第５変形例に係る流路構造体の流路部分のみを示す斜視図である。

　図１５に示される第４実施形態の第１変形例に係る流路構造体の流路部分４Ａ’から明らかなように、第４実施形態の第１変形例に係る流路構造体は、インジェクション部３３が、多孔質体ＭＮを収容可能な中空部３３１を備える。したがって、第４実施形態の第１変形例に係る流路構造体では、収斂部３４およびインジェクション部３３のそれぞれに多孔質体ＭＮが配置されている。このような構成を有することにより、分離素子側流路３２を流れ分離素子に供給される液体の混合の程度を高めることが可能となる。また、２つの多孔質体ＭＮおよび分離カラムＣＬとを連携させて、一つの分離素子として機能させてもよい。

　図１６に示される第４実施形態の第２変形例に係る流路構造体の流路部分４Ｂ’から明らかなように、第４実施形態の第２変形例に係る流路構造体４Ｂは、インジェクション部３３と収斂部３４とが一体されている。このような構成を有するため、図１７に示される流路構造体４Ｂは、構造が簡素でありながら、第１液体および第２液体ならびに測定対象液体を適切に混合させることができる。この場合においても、収斂部３４に配置される多孔質体ＭＮと分離素子収容部２０に配置される分離素子（分離カラムＣＬ）とは、連携して一つの分離素子（具体例が、図１７に示した第１分離カラムＣＬ１＋第２分離カラムＣＬ２の構成である。）として機能してもよい。

　図１８に示される第４実施形態の第３変形例に係る流路構造体の流路部分４Ｃ’から明らかなように、第４実施形態の第３変形例に係る流路構造体は、収斂部３４はＴ字分岐構造を有する流路からなり、収斂部３４には多孔質体ＭＮが配置されていない。このため、第４実施形態の第３変形例に係る流路構造体は簡素化された構造を有する。

　図１９に示される第４実施形態の第４変形例に係る流路構造体４Ｄは、分離素子収容部２０に２つの分離素子（第１分離カラムＣＬ１、第２分離カラムＣＬ２）が配置されている。分離素子収容部２０に配置される２つの分離素子（第１分離カラムＣＬ１、第２分離カラムＣＬ２）と収斂部３４に配置される多孔質体ＭＮとを連携させて、一つの分離素子として機能させてもよい。

　図２０に示される第４実施形態の第５変形例に係る流路構造体４Ｅは、３枚の板状部材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の貼合体からなる。図２１に示されるように、第４実施形態の第５変形例に係る流路構造体４Ｅの板状部材Ｐ２は、第１貯液部１０の液収容部を画成する部分が貫通孔１０１からなり、第２貯液部５０の液収容部を画成する部分が貫通孔５０１からなる。このため、流路構造体４Ｅは、第４実施形態に係る流路構造体４よりも、第１貯液部１０の液収容部および第２貯液部５０の液収容部の体積が大きい。このため、図２２に示される流路構造体の流路部分４Ｅ’から明らかなように、流路構造体４Ｅは、流路構造体４よりも第１液体および第２液体を多く収容することができる。

　以上説明した本発明の一実施形態に係る流路構造体の貯液部の液収容部内に液体（具体例として展開液や洗浄液が挙げられる。）を収容することにより、測定ユニットが得られる。この測定ユニットは、装置にセットするだけで、測定対象液体の測定を開始することができる。

　上記の測定ユニットの具体例として、本発明の一実施形態に係る流路構造体の貯液部の液収容部内に液体（具体例として展開液が挙げられる。）を収容してなる測定ユニットを用いた測定対象液体の測定方法の一例を以下に示す。

　まず、圧力伝達部に外力を加えて、測定ユニットの液収容部内の液体を供給流路に供給して、排出経路に至るまで液体で満たす。測定ユニットがかかる構成（液収容部内の液体が供給流路から排出流路に至るまで満たされた状態にあること）をあらかじめ備えていてもよい。次に、測定ユニットのインジェクション部に測定対象液体を注入する。その結果、インジェクション部では、液収容部内から供給された液体と測定対象液体との混合液が形成される。続いて、圧力伝達部に外力を加えて、液収容部内の展開液を供給流路内に供給して、インジェクション部内に形成された混合液を、分離素子内に供給し、測定対象素子の分離を行う。そして、分離素子を通過した液体を測定して、測定対象液体の組成に関する情報を得る。

　測定ユニットにおける流路構造体は複数の板状部材の貼合体である。この複数の板状基材の少なくとも１枚は、測定対象液体を測定するために照射される測定光の波長域について透過性を有していることが好ましい。この場合には、分離素子を通過して排出流路内に位置する測定対象液体を含む液体に対して測定光を照射することにより、測定対象液体の組成に関する情報を得ることができる。

　分離素子は分離カラムであってもよい。この場合において、分離カラムに供給される液体の圧力（供給圧力）は１ＭＰａ以下であることが、測定ユニットが組み込まれる装置（測定装置）の構成を容易にする観点、測定装置の小型化を促進する観点などから好ましい。分離カラムがシリカモノリスからなる場合には、供給圧力を１ＭＰａ以下とすることは容易である。分離カラムが樹脂粒子（ポリマービーズ）の集合体からなる場合には、供給圧力を１ＭＰａ以下とすることは容易でない。

　上記の測定装置の具体的な構成は、測定ユニットの構成、測定対象液体の種類などに応じて適宜設定される。

　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。　

　例えば、圧力伝達部は、直動構造を有し、流路構造体外から直動構造に加えられる力により貯液部内の圧力は増加可能であってもよい。このような構成を有することにより、流路構造体が組み込まれる装置が直動機構を動かすための駆動システムを有していれば、分離素子内に液体を流通させることができる。

　分離素子は電気泳動素子であってもよい。この場合には、流路構造体は流路内に電極部を有し、この電極部は測定装置と電気的に接続可能とされる。

　第４実施形態に係る流路構造体４は、第１貯液部１０、第２貯液部５０を備え、使用回数の単位に合わせて、これら複数の貯液部（第１貯液部１０、第２貯液部５０）が必要な液体(例えば、１００回分)をそれぞれ保持しているが、その他に、１回分の液体を貯蔵する別タンクを同じ構造体に備えた構造であっても良い。液体を送る負荷を減少させることで、より微量な混合の制御が可能となる。

　本発明に係る流路構造体は、ＨｂＡ１ｃなどを具体的な測定対象とするＰＯＣＴを実現する測定装置に組み込まれる流路構造体として好適である。本発明に係る流路構造体を備える測定ユニットは、測定対象液体以外には、外部から液体を供給されることなく測定を実施することができるため、測定装置を小型化することが可能である。

　１，１Ａ，２，３，４，４Ｂ，４Ｄ，４Ｅ・・・流路構造体
　１’，４’，４Ａ’，４Ｂ’，４Ｃ’，４Ｅ’・・・流路構造体の流路部分
　Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４・・・板状部材
　１０・・・貯液部（第１貯液部）
　　１１・・・液収容部
　　１２・・・流出部
　　１３・・・圧力伝達部
　２０・・・分離素子収容部
　　２１，２２・・・分離素子収容部２０の開放端
　　ＣＬ・・・分離カラム
　　ＣＬ１・・・第１分離カラム
　　ＣＬ２・・・第２分離カラム
　３０・・・供給流路
　　３１・・・貯液部側流路（第１貯液側流路）
　　３１’ ・・・第２貯液側流路
　　３１１・・・整流部
　　３１１’ ・・・個別整流部
　　３２・・・分離素子側流路
　　３３・・・インジェクション部
　　ＭＮ・・・多孔質体
　　３３１・・・中空部
　　３３２・・・開口部
　　３４・・・収斂部
　４０・・・排出流路
　　４１・・・測定用流路部
　　４２，４３・・・開放端
　５０・・・第２貯液部
　　５１・・・液収容部
　　５２・・・流出部
　　５３・・・圧力伝達部
　６０・・・廃液貯留部
　　６１・・・廃液収容部
　　６２・・・流入部
　　６３・・・廃液ベント部
　１０１，５０１・・・貫通孔

Claims

　液体を収容可能な液収容部と流出部とを有する貯液部、２つの開放端の間に分離素子を内包する分離素子収容部、前記貯液部の前記流出部と前記分離素子収容部の一方の開放端とに接続して前記貯液部と前記分離素子収容部とを連通させる供給流路、および前記分離素子収容部の他方の開放端に接続される排出流路を備える流路構造体であって、
　前記供給流路は、前記貯液部の前記流出部に接続する貯液部側流路と、前記分離素子収容部に接続する分離素子側流路と、前記貯液部側流路と前記分離素子側流路との間に位置して測定対象液体を前記供給流路内に導入可能なインジェクション部とを備え、
　前記貯液部は前記流路構造体に加えられた外力を前記貯液部内の圧力変動として伝達可能な圧力伝達部を備え、前記貯液部内に収容された液体を前記貯液部内の圧力変動に基づいて前記流出部から前記供給経路へと流出可能とされること
を特徴とする流路構造体。
　複数の板状基材の貼合体からなる、請求項１に記載の流路構造体。
　前記圧力伝達部は、前記貯液部内から前記流路構造体外に連通する管状体であり、前記流路構造体外から前記管状体内に供給される流体の圧力により前記貯液部内の圧力は増加可能である、請求項１または２に記載の流路構造体。
　前記圧力伝達部は、直動構造を有し、前記流路構造体外から前記直動構造に加えられる力により前記貯液部内の圧力は増加可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記分離素子は、分離カラムである、請求項１から４のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記分離素子は、電気泳動素子である、請求項１から４のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記貯液部の前記液収容部内に液体を注入可能な注入部を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記貯液部の前記液収容部内の気体を排出可能なベント部を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記インジェクション部には、前記測定対象液体と前記貯液部からの液体との混合を促進する多孔質体が配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記インジェクション部に配置される多孔質体は、前記分離素子と連携して前記測定対象液体の分離を促進する機能を有する、請求項９に記載の流路構造体。
　前記貯液部側流路に配置され、前記インジェクション部内を流れる液体の流量変動を抑制する整流部を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記貯液部およびこれに接続する前記貯液側流路を複数備え、前記供給流路は、前記複数の貯液部の流出部と前記分離素子側流路との間に配置され、前記貯液部側流路の複数を収斂させて前記複数の貯液部を前記分離素子側流路に連通させる収斂部を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記収斂部には、前記複数の貯液部からの液体の混合を促進する多孔質体が配置される、請求項１２に記載の流路構造体。
　前記収斂部に配置される多孔質体は、前記分離素子と連携して前記測定対象液体の分離を促進する機能を有する、請求項１３に記載の流路構造体。
　前記流出部と前記収斂部との間に配置され、前記収斂部内を流れる液体の流量変動を抑制する個別整流部を備える、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記インジェクション部は前記収斂部と一体に設けられる、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記排出流路の前記分離素子収容部に接続される開放端とは反対側の開放端に接続され、前記分離素子を通過した液体を収容する廃液貯留部を備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記廃液貯留部は、内部の気体を排出するベント部を有する、請求項１７に記載の流路構造体。
　前記貼合体を構成する複数の板状基材の少なくとも１枚は、前記測定対象液体を測定するために照射される測定光の波長域について透過性を有し、
　前記排出流路は、前記貼合体の厚さ方向に沿った流路部を備える、請求項２から１８のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記貯液部の前記液収容部における前記貼合体の一方の主面に最近位な部分と前記貼合体の一方の主面との離間距離は、前記分離素子収容部における前記貼合体の一方の主面に最近位な部分と前記貼合体の一方の主面との離間距離よりも小さい、請求項２から１９のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記板状基材は３枚以上である、請求項２から２０のいずれか一項に記載の流路構造体。
　前記貯液部は少なくとも２枚の前記板状基材の除去加工された部分により構成され、前記分離素子収容部は少なくとも２枚の前記板状基材の除去加工された部分により構成され、
　前記貯液部を構成する前記少なくとも２枚の板状部材は、前記分離素子収容部を構成する前記少なくとも２枚の板状部材と相違する、請求項２１に記載の流路構造体。
　請求項２から２２に記載される流路構造体と、前記流路構造体の前記液収容部内に収容された液体とを備えること
を特徴とする測定ユニット。
　請求項２３に記載される測定ユニットの前記インジェクション部に測定対象液体を注入し、
　前記圧力伝達部に外力を加えて、前記液収容部内の展開液を前記供給流路内に供給して、前記測定対象液体を含む液体について前記分離素子内を通過させ、
　前記分離素子を通過した前記測定対象液体を含む液体を測定して、前記測定対象液体の組成に関する情報を得ることを特徴とする測定対象液体の測定方法。
　前記貼合体を構成する複数の板状基材の少なくとも１枚は、前記測定対象液体を測定するために照射される測定光の波長域について透過性を有し、
　前記分離素子を通過して前記排出流路内に位置する前記測定対象液体を含む液体に対して前記測定光を照射して、前記測定対象液体の組成に関する情報を得る、請求項２４に記載の測定対象液体の測定方法。
　前記分離素子は分離カラムであって、前記分離カラムに供給される液体の圧力は１ＭＰａ以下である、請求項２４または２５に記載の測定対象液体の測定方法。
　請求項２３に記載される測定ユニットを備えることを特徴とする測定対象液体の測定装置。