WO2020090581A1 - 流路プレート、分析装置及び分析方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a flow channel plate, an analyzer and an analysis method.
- the flow channel plate is configured by stacking a plurality of plate-shaped plates, and the plurality of stacked plate-shaped plates form a flow channel in which a fluid flows.
- the flow channel of the flow channel plate may be irradiated with light to analyze the components in the liquid flowing in the flow channel, and such a flow channel plate is generally necessary for analysis. It is effective to analyze a sample or the like with high accuracy and in a short time because a small amount of liquid such as a sample or a reagent is required.
- the flow channel plate is expected to be used in various applications such as clinical tests, food tests, and environmental tests.
- POCT point-of-care test
- the flow channel plate for example, there is a chip-shaped flow cell for liquid chromatography having a passage through which an eluent passes (see, for example, Patent Document 1).
- a chip-shaped flow cell for liquid chromatography a through hole penetrating in the thickness direction is provided in an intermediate layer sandwiched between a first translucent resin layer and a second translucent resin layer forming an outermost layer.
- the analysis light output from the ultraviolet light generation element is transmitted through the eluent flowing through the through hole and is received by the ultraviolet light detection element.
- slits are provided on the analysis light incident side of the first light-transmissive resin layer and the analysis light emission side of the second light-transmissive resin layer to narrow down the analysis light received by the ultraviolet light detection element.
- the slit is provided outside the first light-transmissive resin layer and the second light-transmissive resin layer, in order to prevent the analysis light from hitting a portion other than the hole of the slit, a high positional accuracy is required for installing the slit. Is required. Further, since the number of parts required for analyzing the liquid increases, the load required for installing the liquid chromatograph apparatus equipped with the chip-shaped flow cell for liquid chromatography also increases.
- An aspect of the present invention is to provide a flow channel plate that can suppress stray light and easily measure a component of a subject with high accuracy.
- a flow channel plate is a flow channel plate for irradiating a measurement target liquid flowing inside with measurement light and analyzing components in the measurement target liquid, and is formed in a plate shape.
- a storage unit that has a through hole that constitutes a part of the flow path is stored in the storage unit, and the through hole allows the measurement light to pass therethrough.
- the detection body suppresses the transmission of the measurement light from the inner wall surface of the through hole to the outside.
- the flow channel plate according to one aspect of the present invention can suppress stray light and easily measure the components of the subject with high accuracy.
- FIG. 3 is a perspective view of the flow path plate according to the first embodiment. It is an exploded perspective view of a channel plate. It is a top view of a flow path plate. It is a perspective view which shows an example of a separation column.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the separation column taken along the line II of FIG. 1.
- It is a perspective view of a detection body. It is a front view of a detection body. It is a rear view of a detection body. It is the figure seen from the II-II direction of FIG. It is the figure seen from the III-III direction of FIG. It is a figure which shows typically the analyzer provided with the flow path plate.
- one main surface side in the height direction of the flow path plate may be referred to as an upper side or an upper side, and the other main surface side in the height direction of the flow path plate may be referred to as a lower side or a lower side.
- a tilde “to” indicating a numerical range means that the numerical values described before and after the tilde are included as the lower limit value and the upper limit value, unless otherwise specified.
- FIG. 1 is a perspective view of a flow channel plate according to the first embodiment
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the flow channel plate
- FIG. 3 is a plan view of the flow channel plate.
- the flow channel plate 10A according to the present embodiment is formed in a rectangular shape in a plan view of the flow channel plate 10A, and separates and measures the components of the liquid to be measured. ..
- the liquid to be measured examples include substances derived from living organisms (blood, sweat, saliva, urine, etc.), drugs, pharmaceuticals, food additives, synthesized chemical substances (agricultural materials, etc.), or environmentally hazardous substances (factory etc.) Wastewater, waste liquid, groundwater, etc.).
- the measurement target liquid may be simply referred to as a sample (subject).
- the flow path plate 10A has a plate body 20A formed in a plate shape, a separation element (separation column 30) for separating components in a sample, and a detector 40A.
- the flow channel plate 10A is provided with a flow channel through which the sample passes, and the separation column 30 and the detection body 40A are housed in this flow channel.
- the plate body 20A, the separation column 30, and the detection body 40A, which form the flow path plate 10A will be described.
- the plate body 20A is formed in a plate shape.
- the plate body 20A has a rectangular shape in plan view (see FIG. 3) and has rounded corners.
- the plate body 20A has a light transmissive property.
- having the light transmissive property means having a transmissive property of transmitting the inside of the plate body 20A when the measurement light is irradiated from the outside of the plate body 20A. Examples of the measurement light include visible light (light having a wavelength of 380 nm to 780 nm), ultraviolet light, infrared light, and the like.
- the plate body 20A has two plate-shaped plates (a first plate-shaped plate 201 and a second plate-shaped plate 202), and stacks the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 in the plate thickness direction. Is configured.
- the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are formed by using a material having light transmittance.
- the material include acrylic resin, cycloolefin resin, polyester resin, polycarbonate resin, and glass. Among them, it is preferable to use the cycloolefin resin from the viewpoints of ease of production, wide range of wavelengths through which light can be transmitted, chemical resistance and the like.
- the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are bonded by, for example, thermocompression bonding, or bonded by an adhesive such as an ultraviolet curable resin.
- the plate body 20A has a flow path through which the sample passes.
- This flow path has a liquid flow path 21, a separation element housing portion 22, and a housing portion (flow cell 23A).
- the liquid flow path 21, the separation element housing portion 22 and the flow cell 23A are provided inside the flow path plate 10A, and the separation element housing portion 22 and the flow cell 23A are provided in the middle of the flow path (a part) of the plate body 20A. They are provided in parallel along the outer shape.
- the liquid channel 21, the separation element housing portion 22 and the flow cell 23A As shown in FIG. 2, in the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 that form the liquid channel 21, the separation element housing portion 22 and the flow cell 23A, the liquid channel 21, the separation element housing portion 22 and A groove or hole having a shape corresponding to the flow cell 23A is formed.
- the flow cell 23A is formed by the first groove portion 2011A of the first plate plate 201 and the second groove portion 2021A of the second plate plate 202, as shown in FIG.
- the groove portions of the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are formed symmetrically in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the liquid flow path 21 and the separation element accommodating portion 22 when viewed from the center line of the groove portion. .. That is, the liquid flow path 21 and the separation element accommodating portion 22 are formed symmetrically with respect to the joint surface between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 (mirror image relationship).
- the first groove portion 2011A and the second groove portion 2021A forming the flow cell 23A are formed symmetrically in the left-right direction, but are formed asymmetrically in the vertical direction (see FIG. 6).
- the liquid channel 21, the separation element housing portion 22, and the flow cell 23A are formed.
- the flow channel is provided inside the plate body 20A as shown in FIG. 1 and functions as a passage for the sample to pass through the plate body 20A.
- the diameter of the liquid flow path 21 that constitutes the main part of the flow path is designed to be, for example, several nm to several hundreds of ⁇ mm.
- the size of the diameter (inner diameter) of the liquid flow path 21 is the length of the diameter when the diameter is circular, and the size of the diagonal line when the diameter is quadrangular. Is the length.
- the inflow port 25 and the outflow port 26 of the liquid flow path 21 are provided on the same main surface side of the first plate-shaped plate 201 in the + Z axis direction as shown in FIG.
- the inflow port 25 and the outflow port 26 are provided so as to face the side of the main surface of the first plate-shaped plate 201 in the + Y axis direction in plan view of the flow path plate 10A.
- the inflow port 25 and the outflow port 26 are each formed in a substantially circular shape in a plan view of the flow path plate 10A.
- the liquid channel 21 has a first liquid channel 211, a second liquid channel 212, a third liquid channel 213, a fourth liquid channel 214 and a fifth liquid channel 215.
- the liquid channel 21 has a folded structure from the inflow port 25 to the outflow port 26, with the separation element accommodating portion 22 and the flow cell 23A interposed therebetween in the plan view of the flow channel plate 10A (see FIG. 3). ..
- the first liquid channel 211 is formed substantially perpendicular to the thickness direction ( ⁇ Z axis direction) of the channel plate 10A from the inflow port 25.
- the first liquid channel 211 extends from the inflow port 25 along the ⁇ Z-axis direction to the boundary portion between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202, and is connected to the second liquid channel 212. There is.
- the second liquid flow path 212 connects the first liquid flow path 211 and the separation element housing portion 22.
- the second liquid flow path 212 extends from the first liquid flow path 211 along the boundary between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 in the ⁇ Y-axis direction of the flow path plate 10A. And is connected to the separation element housing portion 22.
- the third liquid flow path 213 connects between the adjacent separation element housing portion 22 and the flow cell 23A.
- the third liquid flow path 213 is provided in the -Y axis direction of the flow path plate 10A along the boundary portion between the separation element housing portion 22 and the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202. After being extended to, it is bent in the + X axis direction and connected to the flow cell 23A.
- the fourth liquid channel 214 connects the flow cell 23A and the fifth liquid channel 215.
- the fourth liquid channel 214 extends from the flow cell 23A along the boundary portion between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 to the middle in the + X axis direction of the channel plate 10A. , + Y axis bends. Then, the fourth liquid flow path 214 extends in the + Y axis direction of the flow path plate 10A along the boundary portion between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202, and is connected to the fifth liquid flow path 215. ing.
- the fifth liquid channel 215 connects the fourth liquid channel 214 and the outlet 26, as shown in FIG.
- the fifth liquid channel 215 is formed substantially vertically from the fourth liquid channel 214 toward the outflow port 26 in the thickness direction (+ Z axis direction) of the channel plate 10A.
- the fifth liquid channel 215 extends from the fourth liquid channel 214 along the + Z-axis direction to the outlet 26 and is connected to the outlet 26.
- the cross sections of the first liquid flow channel 211, the second liquid flow channel 212, the third liquid flow channel 213, the fourth liquid flow channel 214, and the fifth liquid flow channel 215 are perpendicular to the flow of the liquid. Both are formed in a substantially circular shape.
- the cross sections of the first liquid channel 211 and the fifth liquid channel 215 are formed to be larger than the cross sections of the second liquid channel 212, the third liquid channel 213, and the fourth liquid channel 214.
- a supply pipe for supplying the liquid is inserted into the first liquid flow path 211 from the inflow port 25, and a discharge pipe for discharging the liquid is inserted from the outflow port 26 to the fifth liquid flow path 215. Therefore, if the cross sections of the first liquid flow passage 211 and the fifth liquid flow passage 215 are formed to be large, the supply pipe and the discharge pipe are easily inserted into the first liquid flow passage 211 and the fifth liquid flow passage 215. ..
- the inflow port 25 and the outflow port 26 are provided on the side of the flow path plate 10A in the + Y-axis direction in plan view. Further, the inflow port 25 and the outflow port 26 pass through substantially the middle of the sides of the flow path plate 10A in the X-axis direction, and on the sides of the flow path plate 10A in the Y-axis direction (sides orthogonal to the sides in the X-axis direction). It is provided so as to be substantially symmetrical with respect to the parallel center lines.
- the separation element housing portion 22 is a space for housing the separation column 30.
- the separation element accommodating portion 22 is provided in the liquid flow path 21 on the upstream side of the flow cell 23A, and the liquid flow path is provided in a part of the flow path (between the second liquid flow path 212 and the third liquid flow path 213). It is provided along 21. Details of the separation column 30 will be described later.
- the flow cell 23A is a space irradiated with light. As shown in FIG. 1, the flow cell 23A is provided perpendicularly to the liquid channel 21 in a part of the channel through which the sample passes (between the third liquid channel 213 and the fourth liquid channel 214). ing.
- the flow cell 23A is connected to the second liquid flow path 212 on the ⁇ X axis direction side of the ⁇ Y axis direction end surface of the flow cell 23A in a plan view of the flow path plate 10A.
- the flow cell 23A is connected to the third liquid flow path 213 on the + X axis direction side of the end surface of the flow cell 23A in the + Y axis direction in a plan view of the flow path plate 10A.
- the flow cell 23A is provided along the Y-axis direction of the plate body 20A, and extends inside the plate body 20A so as to straddle the bonding surface (joint surface) between the first plate plate 201 and the second plate plate 202. It is provided in.
- the flow cell 23A is formed in a space having a larger cross-sectional area than the second liquid channel 212 and the third liquid channel.
- the flow cell 23A has a hexagonal shape when viewed in the axial direction (see FIG. 6), and has a rectangular shape when viewed in a plan view.
- the first groove portion 2011A of the first plate plate 201 and the second groove portion 2021A of the second plate plate 202 corresponding to the flow cell 23A are formed asymmetrically.
- the flow cell 23A has a through hole 40a (see FIGS. 6 to 8) of the detection body 40A in which the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are provided. It is formed in such a shape that it is located on the second plate-shaped plate 202 side of the above. Details of the detection body 40A will be described later.
- the separation column (separation element) 30 is arranged in the separation element housing portion 22, and is arranged in a state of being sandwiched between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202. ing.
- the separation column 30 separates the components in the liquid to be measured (sample), and for example, a separation column for liquid chromatography is used.
- FIG. 4 is a perspective view showing an example of the separation column 30, and
- FIG. 5 is an enlarged sectional view of the separation column 30 taken along the line II of FIG. Note that in FIG. 4, the covering portion 33 is indicated by a chain double-dashed line for convenience of description. As shown in FIGS.
- the separation column 30 includes a porous stationary phase 31, a pressure adjusting portion 32 provided at both the inflow end 31 a and the outflow end 31 b of the stationary phase 31, the stationary phase 31 and The pressure adjusting portion 32 is covered with a covering portion 33.
- the stationary phase 31 is formed in a columnar shape.
- the stationary phase 31 has a function of separating the components from each other by an interaction (eg, hydrophobic interaction, ion exchange, etc.) with each component of the sample passing through the stationary phase 31.
- the stationary phase 31 is formed of a porous body or an aggregate of fine particles.
- the material of the stationary phase 31 is selected from various ceramics and polymers according to the type of sample and the type of component to be separated.
- the stationary phase 31 includes monolithic sintered ceramics.
- the sintered ceramics include, for example, porous silica. In particular, a silica monolith formed entirely of silica gel is preferable.
- the pressure adjusting part 32 is formed in a columnar shape.
- the outer diameter of the pressure adjusting portion 32 is formed larger than the outer diameter of the stationary phase 31.
- the pressure adjusting unit 32 has a function of adjusting the flow of the sample.
- the pressure adjusting part 32 can be formed of, for example, a porous body.
- As a material for forming the pressure adjusting portion 32 known ceramics, polymers and the like can be used. Since the pressure adjusting units 32 are provided at both ends of the stationary phase 31, the flow of the sample flowing into the stationary phase 31 and the sample flowing out of the separation column 30 is adjusted, and the sample passing through the stationary phase 31 and the separation column 30 are adjusted. Disturbance of the sample flowing out from the device is suppressed.
- the covering portion 33 is formed in a tubular shape.
- the covering portion 33 can be manufactured using, for example, a heat-shrinkable resin that shrinks by heating.
- the type of heat-shrinkable resin is not particularly limited.
- Examples of the heat-shrinkable resin include tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) and polyether ether ketone (PEEK). Above all, it is preferable to use PEEK because it is difficult to form a gap between the stationary phase 31 and the covering portion 33 and the stationary phase 31 is stably covered.
- the columnar separation column 30 is formed by housing and heating the stationary phase 31 and the pressure adjusting unit 32 in the tubular covering portion 33.
- the separation column 30 is housed in the separation element housing portion 22 in a state of being sandwiched between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 that form the separation element housing portion 22.
- the pressure adjusting portion 32 since the outer diameter of the pressure adjusting portion 32 is larger than the outer diameter of the stationary phase 31, the pressure adjusting portion 32 receives a larger pressure than the stationary phase 31 from the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202. ing. Therefore, the adhesion between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 and the pressure adjusting unit 32 can be further enhanced, and thus the pressure resistance when supplying the sample can be improved.
- the separation column 30 includes the pressure adjusting unit 32, but in some cases, the pressure adjusting unit 32 is not provided, and only the stationary phase 31 is housed in the tubular covering unit 33. A separation column formed into a column shape by heating may be used.
- FIG. 6 is a diagram for explaining the detection body 40A, which is a perspective view of the detection body
- FIG. 7 is a front view of the detection body seen from the ⁇ Y axis direction side
- FIG. 8 is a + Y axis direction. It is a rear view of the detection body seen from the side.
- the detection body 40A is housed inside the flow cell 23A, and in the present embodiment, the shape of the flow cell 23A as viewed in the axial direction (Y-axis direction) is hexagonal. Therefore, as shown in FIGS. 6 to 8, the shape of the detector 40A installed in the flow cell 23A in the axial direction is also hexagonal.
- the detection body 40A has a through hole 40a penetrating from one end face (the end face in the ⁇ Y axis direction) to the other end face (the end face in the + Y axis direction).
- the detector 40A can be formed using a material that does not transmit the measurement light used for analysis. This suppresses the transmission of the measurement light from the inner wall surface 401 of the through hole 40a to the outside.
- Ultraviolet light, visible light, or the like can be used as the measurement light used for the analysis.
- the material that does not transmit the measurement light for example, at least one type of engineering plastic and super engineering plastic can be used.
- Detecting body 40A is obtained by molding a resin material containing at least one type of plastics among engineering plastics and super engineering plastics as a main component (base resin).
- Examples of engineering plastics that can be used include 66 nylon (PA66), polyacetal (POM), polypropylene (PP), polybutylene terephthalate (PBT), and Teflon (registered trademark).
- PA66 polyacetal
- PP polypropylene
- PBT polybutylene terephthalate
- Teflon registered trademark
- Examples of usable super engineering plastics include polyether ether ketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherimide (PEI), and polyamideimide (PAI). , And fluororesins.
- PEEK polyether ether ketone
- PSF polysulfone
- PES polyether sulfone
- PPS polyphenylene sulfide
- PEI polyetherimide
- PAI polyamideimide
- fluorine-based resin for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like can be used.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the above engineering plastics or super engineering plastics may be used alone or in combination of two or more.
- the detection body 40A may further include one or more fillers selected from the group consisting of a reinforcing material, a release agent, an antioxidant, etc., as an accessory component.
- the material used to form the detection body 40A is appropriately selected according to the wavelength of the measurement light used.
- the detector 40A may be colored as long as it does not transmit the measurement light.
- the through hole 40a of the detector 40A is formed in a size that allows the sample and the measurement light to pass therethrough.
- FIG. 9 is a view seen from the direction II-II in FIG.
- FIG. 10 is a view seen from the direction III-III in FIG.
- the through hole 40a of the detection body 40A is formed in a circular shape when viewed in the axial direction.
- the size of the inner diameter of the detection body 40A can be appropriately set according to the amount of the sample used for the inspection, the concentration of the components contained in the sample, and the like.
- the size of the inner diameter of the detection body 40A can be set by adjusting the wall thickness of the detection body 40A.
- the through hole 40a may be formed in a size that allows the sample and the measurement light to pass therethrough, and the cross-sectional shape is not limited to a circular shape, and may be, for example, a rectangular shape.
- the through hole 40a is provided in the detection body 40A so as to be located in the second plate-shaped plate 202 in the axial direction, and the through hole 40a is the first hole.
- the plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are formed so as not to straddle the joint surface. Accordingly, it is possible to prevent the joint surface between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 from interfering with the path of the measurement light with which the detection body 40A is irradiated. It can contribute to the improvement of measurement accuracy.
- the detection body 40A has an inflow passage 41A communicating with the third liquid passage 213 at the end face of the through hole 40a on the third liquid passage 213 side ( ⁇ Y axis direction). It has an inflow groove portion 411A to be formed.
- the sample in the third liquid flow path 213 is disposed in a position where the third liquid flow path 213 does not overlap the opening of the through hole 40a. It is supplied into the through hole 40a.
- the through hole 40a is connected to the end face of the through hole 40a on the fourth liquid flow path 214 side (+ Y axis direction) and communicates with the fourth liquid flow path 214. It has an outflow groove portion 421A forming a flow path 42A. As a result, in the axial direction of the through hole 40a, the sample in the through hole 40a flows into the fourth liquid flow path 214 in a state where the fourth liquid flow path 214 does not overlap the opening of the through hole 40a. Supplied.
- the inflow channel 41A communicating with the one end side of the through hole 40a is composed of the inflow groove portion 411A formed on one end surface of the detection body 40A, but the present invention is not limited to this.
- the inflow passage 41A may be configured by a through hole that penetrates the thick portion of the detection body 40A and communicates with the through hole 40a.
- the outflow passage 42A may be formed on the other end surface side of the detection body 40A by a through hole that communicates with the other end side of the through hole 40a.
- the liquid flow path 21, the separation element accommodating portion 22, the flow cell 23A, the inflow port 25, and the outflow port 26 of the flow path plate 10A are formed on the respective joint surface sides of the two rectangular plates. Form a groove or hole.
- the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are obtained.
- the grooves and holes of the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 may be formed by injection molding, press working, or the like, or may be formed by processing with a laser or the like.
- the separation column 30 and the detection body 40A are placed and mounted in the groove of the second plate-shaped plate 202.
- the opening of the second plate-shaped plate 202 on the main surface side has the largest groove shape of the grooves forming the separation element housing portion 22 and the flow cell 23A, the separation column 30 and the main surface side
- the detection body 40A can be attached. This facilitates assembly.
- the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are stacked so that the positions of the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 do not shift.
- the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are joined by, for example, thermocompression bonding.
- the flow path plate 10A according to the first embodiment shown in FIG. 1 is obtained.
- FIG. 11 is a diagram schematically showing an analyzer including the flow channel plate 10A.
- the analyzer 50A includes a flow path plate 10A, a light irradiation section 51, a light receiving section 52, a control section 53, and a display section 54.
- the light irradiation unit 51 irradiates the detection body 40A of the flow path plate 10A with the measurement light, as shown in FIG.
- a known light source such as an LED, a tungsten lamp, a laser can be used.
- the light receiving unit 52 receives and detects the measurement light emitted from the light emitting unit 51 and passing through the through hole 40a of the detector 40A in the flow path plate 10A.
- the light receiving section 52 transmits light through the flow cell 23A so that the optical axis of the measurement light emitted from the light emitting section 51 and the optical axis of the measurement light received by the light receiving section 52 are substantially on the same straight line. It is provided so as to face the irradiation unit 51.
- the light receiving unit 52 may be any one that can detect the measurement light, and a known detector can be used.
- the light receiving unit 52 is connected to the control unit 53 via the wiring 56.
- the control unit 53 analyzes the sample that has passed through the through hole 40a of the detection body 40A of the flow path plate 10A based on the detection result of the measurement light detected by the light receiving unit 52.
- the control unit 53 transmits the analysis result to the display unit 54.
- the display unit 54 displays the analysis result transmitted from the control unit 53, as shown in FIG.
- the position of the flow channel plate 10A is fixed in the analyzer 50A. Thereafter, as shown in FIG. 11, a supply pipe 57 for supplying the sample is automatically inserted into the inflow port 25, and a discharge pipe 58 for discharging the sample is automatically inserted into the outflow port 26. After that, the sample is injected from the supply pipe 57 into the inflow port 25.
- the sample flows from the inflow port 25 through the first liquid flow channel 211 in the thickness direction of the flow channel plate 10A, and then passes through the second liquid flow channel 212 and is supplied to the separation element housing portion 22. While the sample passes through the separation column 30 in the separation element accommodating portion 22, the separation column 30 separates the components in the sample. After that, the sample whose components have been separated in the separation column 30 is supplied from the separation element housing portion 22 through the third liquid channel 213 to the flow cell 23A.
- the sample When the sample is supplied to the flow cell 23A, the sample flows in the through hole 40a through the through hole 40a of the detection body 40A in the flow cell 23A.
- the sample that has passed through the through hole 40 a flows through the fourth liquid channel 214 and the fifth liquid channel 215 to the outlet 26, and is discharged from the outlet 26.
- the measurement light is emitted from the light irradiation section 51 into the through hole 40a so as to pass through the through hole 40a.
- the light emitted from the light emitting unit 51 passes through the through hole 40a, is received by the light receiving unit 52, and is detected.
- the detection result detected by the light receiving unit 52 is sent to the control unit 53 via the wiring 56, and the control unit 53 analyzes the sample passing through the through hole 40a of the detection body 40A provided in the flow cell 23A. Be seen.
- the control unit 53 transmits the analysis result to the display unit 54, and the analysis result is displayed on the display unit 54.
- the detection body 40A is formed of a material that does not transmit the measurement light. Therefore, even when the measurement light strikes the inner wall surface 401 of the through hole 40a, the measurement light does not pass through the detection body 40A and is not emitted outside the detection body 40A as leakage light, and the reflection of the measurement light on the inner wall surface 401 is suppressed, Diffuse reflected light is suppressed from passing through the through hole 40a. Furthermore, light (external light) having a wavelength close to the measurement light does not enter the through hole 40a from the outside of the detection body 40A. Therefore, the light receiving unit 52 receives and detects only the measurement light that has passed through the through hole 40a.
- the detection body 40A is fixed in the flow cell 23A, so that the detection body 40A is easily installed in the flow channel plate 10A with high accuracy. Furthermore, in the flow path plate 10A, the through hole 40a of the detection body 40A is located at the position of the second plate-shaped plate 202, and is not located at the joint surface between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202. When the joint surface between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 is irradiated with light, it may adversely affect the analysis. Therefore, the optical axis connecting the light irradiation section 51 and the light receiving section 52 of the analyzer 50A is prevented from passing through the joint surface.
- the flow channel plate 10A includes the plate body 20A, the liquid flow channel 21, the flow cell 23A, and the detection body 40A, and the detection body 40A is formed on the inner wall surface 401 of the through hole 40a. It is made of a material that suppresses the transmission of measurement light.
- the sample flows through the through hole 40a of the detector 40A housed in the flow cell 23A.
- the measurement light is irradiated from the light irradiation unit 51 (see FIG. 11) into the through hole 40a while the sample is flowing in the through hole 40a, the measurement light passes through the sample flowing in the through hole 40a and flows. The light is received by the light receiving portion 52 (see FIG.
- the measurement light strikes the inner wall surface 401 of the through hole 40a of the detection body 40A, the measurement light is prevented from passing through the inner wall surface 401 of the detection body 40A. Therefore, it is possible to prevent the measurement light from leaking to the outside from the inner wall surface 401 of the detection body 40A as leakage light while passing through the through hole 40a of the detection body 40A. Furthermore, as described above, it is possible to prevent the influence of irregularly reflected light and external light. As a result, it is possible to prevent stray light such as leaked light, diffusely reflected light, and external light from being detected as noise by the light receiving portion 52 outside the flow path plate 10A. Therefore, the flow path plate 10A can suppress stray light and measure the components in the liquid to be measured, which is the subject, with high accuracy.
- the flow path plate 10A can make the detection body 40A function as a slit that takes out the measurement light that has passed through only the through hole 40a without hitting the end surface of the detection body 40A. That is, the flow path plate 10A can take out the light that has passed through only the through hole 40a without hitting the end surface of the detection body 40A. Further, by adjusting the size of the through hole 40a, the light diameter of the light emitted from the detection body 40A can be adjusted to the size of the through hole 40a. Therefore, since the detection body 40A also functions as a slit, the flow path plate 10A does not need to adjust the irradiation position of the measurement light and the like with high accuracy, and the detection body 40A is penetrated by the analyzer 50A (see FIG. 11) and the like. The components in the sample flowing through the hole 40a can be easily and stably measured.
- the flow path plate 10A has the plate body 20A formed of two plate-shaped plates (the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202), the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202. Can be easily aligned. That is, in the flow path plate 10A, when the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 which form the plate body 20A are joined, the detection body 40A is fitted to the flow cell 23A, and the detection body 40A is centered around the detection body 40A. It is only necessary to fit the one plate plate 201 and the second plate plate 202 together. Accordingly, it is possible to reduce the positional deviation of the joint surfaces of the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202.
- the separation column 30 is fitted in the separation element housing portion 22, and the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are fitted around the separation column 30. It will be further improved.
- the flow path plate 10A can adjust the flow rate of the sample flowing in the detection body 40A by adjusting the size of the inner diameter of the through hole 40a of the detection body 40A. For example, if the inner diameter of the through hole 40a of the detection body 40A is large, the sample supply amount can be increased when the amount of the sample for measurement is large or when the concentration of the component in the sample is high. On the other hand, if the inner diameter of the through hole 40a of the detection body 40A is small, the amount of sample supplied can be reduced when the amount of sample is small or when the concentration of components in the sample is low.
- the flow channel plate 10A can adjust the flow rate of the sample flowing in the detection body 40A by designing the inner diameter of the through hole 40a according to the amount of the sample and the concentration of the component in the sample.
- the components in the sample can be analyzed stably.
- the flow channel plate 10A can be suitably used for various types of samples by changing the type of material forming the detection body 40A, the size of the aperture, and the like. It is possible to deal with various samples.
- the detector 40A can prevent the measurement light from passing through the flow path plate 10A, it is necessary to use a material that forms the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 in accordance with the wavelength of the measurement light. It can be used as long as it is a transparent material. Therefore, the material forming the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 is not limited.
- the detection body 40A is provided with an inflow flow channel 41A communicating with one end side of the through hole 40a and an outflow flow channel 42A communicating with the other end side of the through hole 40a.
- the sample flowing through the liquid flow path 21 (third liquid flow path 213) can be made to flow into the through hole 40a from the inner wall surface 401 side via the inflow groove portion 411A of the detection body 40A.
- the sample does not flow from the liquid flow path, which is formed by further extending the third liquid flow path 213 formed on the plate body 20A side, into the opening at one end ( ⁇ Y axis direction side) of the through hole 40a.
- the sample does not flow out of the opening at the other end (+ Y axis direction side) into the fourth liquid channel 214 through the liquid channel further formed on the plate body 20A side. Therefore, when viewed from the irradiation side of the measurement light, the liquid flow path 21 on the plate body 20A side does not exist in the openings (one end side and the other end side) of the through hole 40a. Therefore, the flow path plate 10A can prevent the liquid flow path 21 from interfering with the path of the measurement light with which the detection body 40A is irradiated.
- the flow path plate 10A is formed by using at least one of engineering plastics and super engineering plastics as a material that does not allow the measurement light to pass therethrough. Accordingly, the flow path plate 10A can be used by appropriately selecting a material that does not transmit the measurement light according to the wavelength of the measurement light for the detection body 40A. Further, since engineering plastics and super engineering plastics have good solvent resistance, heat resistance, pressure resistance, etc., they can be stably used for samples used for various inspections.
- the flow path plate 10A has a plate body 20A composed of two plate-shaped plates (a first plate-shaped plate 201 and a second plate-shaped plate 202), and the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are liquid. It has a groove corresponding to the flow path 21. Therefore, by bonding the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 together, it is possible to easily obtain the plate body 20A in which the liquid flow path 21 is formed. Further, when the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are manufactured by injection molding, the mold can be easily manufactured.
- the flow path plate 10A has the flow cell 23A formed so that the axial direction of the through hole 40a is parallel to one main surface of the plate body 20A.
- the detector 40A is arranged in the flow cell 23A so that the axial direction of the through hole 40a is parallel to the one main surface of the plate body 20A.
- the flow direction of the sample in the analyzed portion can be adjusted to be the plane direction (Y-axis direction) of the flow path plate 10A.
- the case where the optical path of the measurement light of the analyzer is in the lateral direction can be dealt with.
- the flow path plate 10A includes a flow cell 23A, a first groove portion 2011A (see FIG. 2) that is a part of the groove portion of the first plate plate 201, and a second groove portion 2021A that is a part of the groove portion of the second plate plate 202. (See FIG. 2).
- the flow cell 23A has a polygonal shape (hexagonal shape in the present embodiment) when viewed in the axial direction (Y-axis direction).
- the detection body 40A is formed in a polygonal shape (hexagonal shape in the present embodiment) in the cross-sectional shape of the through hole 40a as viewed in the axial direction, and is housed in the flow cell 23A.
- the detection body 40A By making the outer shape of the detection body 40A the same polygon as viewed in the axial direction, the detection body 40A can be matched with the shape of the flow cell 23A, so that the displacement of the detection body 40A in the flow cell 23A can be easily prevented. Thereby, when measuring the components in the sample, it is possible to reduce the position of the detection body 40A and the collision of the measurement light with the inner wall surface 401 of the detection body 40A, so that the components in the sample can be stably measured.
- the flow cell 23A is formed by the first groove portion 2011A of the first plate plate 201 (see FIG. 2) and the second groove portion 2021A of the second plate plate 202 (see FIG. 2).
- the cross-sectional shape of the first groove portion 2011A (see FIG. 2) in the axial direction and the cross-sectional shape of the second groove portion 2021A (see FIG. 2) in the axial direction are asymmetric.
- the through hole 40a of the detection body 40A installed in the flow cell 23A is located in the second groove portion 2021A (see FIG. 2).
- the optical axis of the measurement light passing through the inside of the detection body 40A is not located at the joint surface (boundary) between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202. Therefore, it is possible to suppress the measurement light from being scattered at the bonding surface, and thus it is possible to reduce occurrence of a detection error in the detection body 40A.
- the flow path plate 10A includes an inflow flow path 41A that connects the liquid flow path 21 formed on the plate body 20A side and one end side of the through hole 40a to the detection body 40A, and a liquid flow formed on the plate body 20A side. It has an outflow passage 42A connecting the passage 21 and the other end of the through hole 40a.
- the detection body 40A and the first plate-shaped plate 201 or the second plate-shaped plate 202 are formed.
- the flow channels (the inflow channel 41A and the outflow channel 42A) can be separately formed.
- the flow path plate 10A is composed of two plate-shaped plates (the first plate-shaped plate 201 or the second plate-shaped plate 202), and the liquid flow path 21, the through hole 40a, and the inflow flow path 41A are provided in the plate body 20A. And the entire flow path including the outflow flow path 42A can be formed. Thereby, the flow path plate 10A can easily form the plate body 20A with a smaller number of plate-shaped plates.
- the flow channel plate 10A has a separation element housing part 22 in the liquid flow path 21 of the liquid flow path 21 on the upstream side of the liquid flow path 21 through which the measurement light passes, and separates in the separation element housing part 22.
- a column 30 is provided.
- the flow path plate 10A has a trace amount of blood components such as proteins and nucleic acids contained in blood, chemical substances contained in wastewater discharged from factories, components contained in groundwater, and the like. It is possible to analyze various substances easily and accurately. Therefore, the flow path plate 10A can be suitably used in clinical examinations, food examinations, environmental examinations, or medical sites such as medical examinations and nursing sites. In particular, it can be effectively used for POCT.
- blood components such as proteins and nucleic acids contained in blood, chemical substances contained in wastewater discharged from factories, components contained in groundwater, and the like. It is possible to analyze various substances easily and accurately. Therefore, the flow path plate 10A can be suitably used in clinical examinations, food examinations, environmental examinations, or medical sites such as medical examinations and nursing sites. In particular, it can be effectively used for POCT.
- the plate body 20A may be formed in another shape such as a circular shape in addition to the rectangular shape in a plan view.
- the plate body 20A is formed of two plate-shaped plates (the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202), but it may be formed of three or more plate-shaped plates. ..
- the cross sections of the first liquid channel 211, the second liquid channel 212, the third liquid channel 213, the fourth liquid channel 214, and the fifth liquid channel 215 are all substantially circular.
- the cross section of any one of these flow paths may be polygonal or the like.
- FIG. 12 is a plan view showing an example of another configuration of the connection between the liquid flow path 21 and the detection body 40A.
- the liquid channel 21 (the third liquid channel 213 and the fourth liquid channel 214) may be formed to extend to the position of the opening of the through hole 40a of the detection body 40A. ..
- a plurality of separation element accommodating portions 22 in the flow channel plate 10A may be provided in series or in parallel in the flow channel plate 10A within a range that does not affect the shape or size of the flow channel plate 10A.
- the separation column 30 may be provided in each of the separation element housing portions 22.
- the flow cell 23A may be formed such that the flow cell 23A has a cross-sectional shape in the axial direction such that the through hole 40a of the detection body 40A is located in the first plate-shaped plate 201.
- the cross-sectional shape of the flow cell 23A in the axial direction may be, for example, a quadrangle as shown in FIG. 13 or a polygon such as a pentagon as shown in FIG.
- the detection body 40A also has a polygonal shape such as a pentagonal shape in accordance with the shape of the cross section as viewed in the axial direction of the flow cell 23A.
- the cross-sectional shape of the flow cell 23A in the axial direction is a polygon so that an inverse taper is not formed on the joint surface between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202.
- the plate body 20A can be easily produced. You can
- the length of the flow cell 23A is not particularly limited and may be freely designed to have any length.
- the length of the flow cell 23A may be half or more of the length of the flow path plate 10A in the Y-axis direction.
- the flow cell 23A can be provided at an arbitrary position without changing the thickness of the flow channel plate 10A.
- the outer shape of the flow channel plate 10A has the same shape as that of the flow channel plate 10A shown in FIGS. You can leave it alone. Therefore, the flow channel plate 10A can be used in the same state as the flow channel plate 10A shown in FIGS.
- the length of the separation column 30 is not particularly limited and may be any length.
- the separation column 30 is provided with the covering portion 33.
- the covering portion 33 may be omitted. Good.
- the detection body 40A is formed in a hexagonal shape according to the shape of the flow cell 23A when viewed in the axial direction, but it may be formed according to the shape of the flow cell 23A.
- the shape of the flow cell 23A in the sectional view direction is a quadrangle as shown in FIG. 13 or a pentagon as shown in FIG. 14, the shape of the detector 40A in the axial direction is formed as a polygon such as a quadrangle or a pentagon.
- the detection body 40A may be composed of two layers of an inner cylinder and an outer cylinder in the axial direction.
- the inner cylinder or the outer cylinder is formed of a material that does not transmit the measurement light used for analysis.
- the inner wall surface 401 (inner peripheral surface of the inner cylinder) of the detection body 40A is irradiated with the measurement light irradiated into the through hole 40a, the inner cylinder is formed of a material that does not transmit the measurement light used for analysis. With this, it is possible to suppress the measurement light from passing through the inner peripheral surface of the inner cylinder.
- the outer cylinder is made of a material that does not transmit the measurement light used for analysis, even if the measurement light passes through the inner wall surface 401 (the inner peripheral surface of the inner cylinder), the measurement light will not be reflected on the inner peripheral surface of the outer cylinder. It is possible to suppress transmission through.
- the through hole 40a of the detection body 40A may be formed in a polygonal shape such as a quadrangle or a hexagon in addition to the circular shape when viewed in the axial direction.
- the through hole 40a may be formed so as to straddle the joint surface between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202.
- the shape of the detection body 40A as viewed in the axial direction may be a polygon such as a quadrangle or a pentagon, or may be a circle as shown in FIG. Note that the circle includes an ellipse.
- the flow cell 23A and the detection body 40A have a circular shape when viewed in the axial direction.
- the flow cell 23A includes a first groove portion 2011A that is a part of the groove portion of the first plate-shaped plate 201 and a second groove portion 2021A that is a part of the groove portion of the second plate-shaped plate 202, and has a sectional shape as viewed in the axial direction. Is formed to have a circular shape.
- the cross-sectional shape of the through hole 40a as viewed in the axial direction is circular so as to match the shape of the flow cell 23A.
- the shape of the detection body 40A as viewed in the axial direction is formed in a circular shape so as to match the shape of the flow cell 23A, it is possible to prevent the displacement of the detection body 40A within the flow cell 23A. As a result, it is possible to reduce collision of measurement light with the inner wall of the detection body 40A due to displacement of the position of the detection body 40A during measurement of the components in the sample.
- the detection body 40A may be formed to have either the inflow groove portion 411A or the outflow groove portion 421A.
- the detection body 40A has holes that form the inflow passage 41A and the outflow passage 42A instead of the inflow groove 411A that forms the inflow passage 41A and the outflow groove 421A that forms the outflow passage 42A. You may have.
- the plate body 20A may include one or more positioning holes at the corners of the upper end surface or the lower end surface thereof.
- the plate body 20A When the plate body 20A is manufactured by bonding the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 together, it becomes easy to adjust the bonding position of the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202. ..
- the position of the flow path plate 10A can be easily fixed at a predetermined position.
- the positioning hole may penetrate the plate body 20A or may be formed in a concave shape.
- the inflow port 25 and the outflow port 26 of the plate body 20A are provided on the side of the flow path plate 10A in the + Y axis direction, but any of the other three sides of the flow path plate 10A. It may be provided on one side.
- the plate body 20A may be provided with a chamfer on any one of the four sides. This facilitates confirmation of the insertion direction of the flow path plate 10A into the analyzer 50A (see FIG. 11).
- the through hole 40a of the detection body 40A is arranged in the flow cell 23A (accommodation portion) such that the axial direction of the through hole 40a is parallel to one main surface of the plate body 20A, but the present invention is not limited to this. Not done.
- FIG. 16 is a diagram schematically showing another example of the configuration of the flow path plate and the analyzer. Note that, in FIG. 16, the flow path plate of this modification is shown as a side view schematically showing a cross section of a certain portion, for easy understanding of the description. As shown in FIG. 16, the flow cell 23A may be formed so that the flow direction of the sample in the flow cell 23A is perpendicular to one main surface of the plate body 20A.
- the flow cell (accommodation portion) 23A is arranged so that the axial direction of the through hole 40a of the detection body 40A is perpendicular to one main surface of the plate body 20A. ing. Accordingly, in the flow channel plate 10A shown in FIG. 16, the direction in which the sample in the portion to be analyzed flows can be adjusted in the thickness direction (Z-axis direction) of the flow channel plate 10A. The case of the vertical direction can be dealt with.
- the plate body 20A includes three plate-like plates (first plate-like plate 201 ′, second plate-like plate 202 ′, and third plate-like plate 203 ′).
- the first plate-shaped plate 201 ′ and the second plate-shaped plate 202 ′ have grooves and holes corresponding to the liquid channel 21.
- the third plate-shaped plate 203 ′ has a groove corresponding to the liquid channel 21.
- the second plate-shaped plate 202 ′ has a through hole 202a corresponding to the accommodation portion (flow cell 23A), and the detection body 40A is accommodated in this through hole 202a.
- the first plate-shaped plate 201 ′ and the second plate-shaped plate 202 ′ form the separation element housing portion 22, and the separation column 30 is housed in the separation element housing portion 22.
- the second plate-shaped plate 202 ′ may be composed of two second plate-shaped plates (21st plate-shaped plate and 22nd plate-shaped plate).
- the separation element accommodating portion 22 can be formed on the opposing surfaces of the 21st plate-shaped plate and the 22nd plate-shaped plate that face each other, and the separation column 30 can be accommodated in the separation element accommodation portion 22.
- the groove is not formed in the first plate-shaped plate 201 ′ and the third plate-shaped plate 203 ′, and the liquid flow path 21 is formed only by the groove of the 21st plate-shaped plate and the 22nd plate-shaped plate.
- holes can be formed in the third plate-shaped plate 203 '.
- the fifth liquid channel 215 formed by the hole of the first plate-shaped plate 201 ′ and the fifth liquid channel 215 can be formed by the hole of the third plate-shaped plate 203 ′.
- the sample can be injected from one surface side of the channel plate and discharged from the other surface side of the channel plate.
- the detection body 40A may have a circular shape as viewed in the axial direction as shown in FIG. 17 or a polygonal shape such as a quadrangle or a pentagon as shown in FIG. ..
- the shape of the flow cell 23A if the shape of the detection body 40A in the axial direction is a circle or a polygon and the detection body 40A is matched with the shape of the flow cell 23A, the displacement of the detection body 40A in the flow cell 23A can be prevented.
- the detection body 40A is housed in the through hole 202a of the second plate-shaped plate 202 ′, and the separation column 30 is placed on the second plate-shaped plate 202 ′. Then, the second plate-shaped plate 202 ′ is sandwiched between the first plate-shaped plate 201 ′ and the third plate-shaped plate 203 ′. Then, the first plate-shaped plate 201 ′ and the second plate-shaped plate 202 ′, and the second plate-shaped plate 202 ′ and the third plate-shaped plate 203 ′ are bonded. Thereby, the flow path plate 10A is obtained.
- the first plate-shaped plate 201 ′ and the third plate-shaped plate 203 ′ may further have a groove portion at a position corresponding to the flow cell 23A.
- the flow cell 23A is formed by the groove portion of the first plate-shaped plate 201 ′, the through hole 202a of the second plate-shaped plate 202 ′, and the groove portion of the third plate-shaped plate 203 ′.
- the detector corresponding to this groove portion that is, the detector 40A extending in the axial direction is accommodated in the flow cell 23A.
- the second plate-shaped plate 202 ′ is housed in the through hole 202a of the second plate-shaped plate 202 ′.
- the third plate-shaped plate 203 ′ is placed on the second plate-shaped plate 202 ′ so that the detection body 40A is housed in the groove of the third plate-shaped plate 203 ′.
- the flow path plate 10A shown in FIG. 16 is assembled. Therefore, when the flow path plate 10A shown in FIG. 16 is obtained, the respective positions of the first plate-shaped plate 201 ′, the second plate-shaped plate 202 ′, and the third plate-shaped plate 203 ′ can be accurately adjusted. ..
- a through hole that penetrates the thick portion of the detector 40A is provided on one end side of the through hole 40a of the new detector 40A, and a penetrating hole that penetrates the thick portion of the detector 40A is formed on the other end side of the through hole 40a. It is even more preferable to provide a hole for the inflow passage and the outflow passage.
- the measurement using the flow path plate 10A shown in FIG. 16 is performed by irradiating the measurement light from the main surface side of the first plate-shaped plate 201 ′ as shown in FIG. At that time, the measurement light transmitted through the first plate-shaped plate 201 ′ passes through the through hole 40a of the detection body 40A in the second plate-shaped plate 202 ′, and further passes through the third plate-shaped plate 203 ′. Then, the light is received by the light receiving unit 52.
- the light irradiation unit 51 and the light irradiation unit 51 are arranged so that the optical axis of the measurement light emitted from the light irradiation unit 51 and the optical axis of the measurement light received by the light receiving unit 52 are substantially on the same straight line. It is provided facing each other. Then, based on the detection result of the measurement light detected by the light receiving unit 52, the analysis of the sample passing through the through hole 40a of the detection body 40A of the flow path plate 10A is performed.
- the flow path plate 10B according to the second embodiment will be described.
- the flow channel plate 10B according to the present embodiment includes an antireflection portion that suppresses reflection of measurement light on the inner wall surface 401 of the detector 40A of the flow channel plate 10A according to the first embodiment.
- FIG. 19 is a partially enlarged front view showing an example of the configuration of the tubular body when the flow path plate according to the second embodiment is viewed from the front (side surface).
- the flow path plate 10B according to the present embodiment has an antireflection film (AR: Anti Reflection) film (AR film) 60 as an antireflection portion that suppresses reflection of light on the inner wall surface 401 of the detection body 40A.
- AR film Anti Reflection film
- the AR film 60 for example, Si, Na, Al, Ca, Mg, B, C, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, A material containing any one of Zr, Nb, Ru, Pd, Ag, In, Sn, Hf, Ta, W, Ot, Au, and Bi as a main component, or a nitride, oxide, or carbide of the main component.
- a material containing at least one of fluorides can be used. Specifically, for example, MgF, Si 3 N 4 , SiO 2 or the like can be used. Further, the smaller the difference in refractive index between the AR film 60 and the detection body 40A, the better the antireflection characteristic.
- a method of forming the AR film 60 in the through hole 40a of the detection body 40A for example, vapor deposition, sputtering, thermal spraying, coating, or a sol-gel method can be used.
- the thickness of the AR film 60 is designed to have a high transmittance for the measurement light, and the thickness of the AR film 60 is set to the optical film thickness ⁇ for the wavelength ⁇ of the measurement light. It is set to / 4.
- the AR film 60 formed on the wall surface of the through hole 40a has a small variation in thickness.
- the variation in the thickness of the AR film 60 is small, it is possible to further reduce a part of the measurement light incident on the AR film 60 from being reflected, and thus it is possible to prevent the measurement light from scattering and advancing in the through hole 40a. It can be suppressed. Therefore, the amount of scattered measurement light decreases, and the ratio of detecting only the amount of measurement light that travels straight through the through hole 40a increases.
- the flow path plate 10B includes the AR film 60 on the inner wall surface 401 of the through hole 40a of the detection body 40A, so that a part of the measurement light incident on the AR film 60 can be reduced from being reflected by the inner wall surface 401. As a result, it is possible to prevent the measurement light from traveling while scattering in the through hole 40a and passing through the through hole 40a. Therefore, the flow path plate 10B reduces the light amount of the measurement light that has passed through the inside of the through hole 40a while being scattered, so that the light irradiation unit 51 (see FIG. 11) and the light receiving unit 52 (see FIG. 11) are formed in the through hole 40a.
- the flow path plate 10B can further suppress the fluctuation of the intensity of the measurement light, the components in the sample can be measured with higher accuracy.
- the AR film 60 has a single layer in the present embodiment, it may have a multi-layer structure.
- FIG. 20 is a diagram of the detection body 40A including the fine structure portion as viewed from the axial direction.
- the fine structure portion 61A has a fine structure body (fine convex structure body) 61a in which a plurality of convex portions are formed. Note that the fine structure portion 61A is schematically shown in FIGS. 20 to 22 for the sake of easy understanding of the description, and therefore, it differs greatly from the actual size.
- FIG. 21 is a partially enlarged view of the through hole 40a showing the structure of the fine structure portion 61A.
- the fine convex structure 61a is formed on the inner wall surface 401 of the through hole 40a in a pyramidal shape (tapered shape) whose cross-sectional area gradually decreases toward the inner side in the radial direction.
- the change in the refractive index at the interface between the AR film 60 and the through hole 40a can be reduced, so that the reflection of the measurement light at the interface can be suppressed.
- the pitch P between the fine convex structures 61a is the distance between the vertices of two adjacent fine convex structures 61a, but may be the distance between the centers of the bottom surfaces of the two adjacent fine convex structures 61a. ..
- the diameter of the fine convex structures 61a and the pitch P between the fine convex structures 61a are preferably shorter than the wavelength of the measurement light in order to reduce the reflectance of the measurement light.
- the diameter of the fine convex structure 61a is preferably 1/2 or less of the wavelength of the measurement light. If the diameter of the fine convex structure 61a is 1 ⁇ 2 or less of the wavelength of the measurement light, the reflectance of the measurement light can be sufficiently reduced.
- the pitch P of the plurality of fine convex structures 61a is preferably 1/2 or less of the wavelength of the measurement light. If the interval between the plurality of fine convex structures 61a is 1 ⁇ 2 or less of the wavelength of light, the light reflectance can be sufficiently reduced.
- the inner wall surface 401 of the through hole 40a is provided with a flat portion 62 between two adjacent fine convex structures 61a.
- the flat portion 62 may be omitted.
- the fine structure portion 61A can be formed on the inner wall surface 401 by using, for example, electron beam lithography, X-ray lithography, photolithography and the like and etching.
- the detection body 40A has, in the through hole 40a, a fine structure portion 61A including a plurality of fine convex structures 61a at intervals shorter than the wavelength of the measurement light.
- the fine convex structure 61a is formed in a taper shape in which the cross section (transverse cross section) gradually decreases in the radial direction from the inner wall surface 401. Therefore, as shown in FIG. 21, the refractive index can be continuously changed so that the change (n 2 ⁇ n 1 ) of the refractive index n at the interface between the detection body 40A and the through hole 40a becomes gentle. ..
- the reflectance of the measurement light at the interface can be reduced, and thus the reflectance of the measurement light at the interface can be reduced.
- the length of the fine convex structure 61a in the convex direction is longer than the maximum diameter, the change in the refractive index can be made more gradual, and the reflectance can be further lowered.
- the fine structure portion 61A makes it difficult for impurities or the like of the sample flowing in the through hole 40a to enter between the fine convex structure bodies 61a, so that the adhesion force of the impurities or the like to the fine convex structure body 61a is reduced. Weakened. As a result, adhesion of impurities and the like to the fine structure portion 61A can be suggested.
- the fine structure portions 61A be formed such that the center intervals of the plurality of fine convex structures 61a are substantially constant. As a result, the fine structure portion 61A can obtain a substantially uniform reflectance reduction effect in the entire area where the fine convex structure 61a is formed.
- the fine convex structure 61a is not particularly limited in shape, size, and arrangement as long as it has a convex structure arranged at intervals (for example, vertex intervals) shorter than the wavelength of the measurement light.
- the shape of the fine convex structure 61a may be, in addition to the conical shape, a tapered shape such as an elliptic cone shape, a polygonal pyramid shape other than the regular quadrangular pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical truncated cone shape, or a polygonal truncated pyramid shape.
- the shape of the fine convex structure 61a may be, for example, a columnar shape, an elliptic column shape, a polygonal column shape, or the like.
- the fine convex structure 61a may have a curved shape in a cross-sectional view in the axial direction (cross section parallel to the radial direction of the inner wall surface 401).
- the fine convex structure 61a has a shape in which the cross-sectional area gradually decreases in the radial direction of the inner wall surface 401, in addition to the shape in which the cross section gradually decreases in the radial direction of the inner wall surface 401, such as a tapered shape. It may be.
- the plurality of fine convex structures 61a may have the same shape and size, or may have different shapes and sizes.
- the fine structure portion 61A regularly arranges the plurality of fine convex structures 61a. However, if the interval between the plurality of fine convex structures 61a is shorter than the wavelength of light, the plurality of fine convex structures 61a are regularly arranged. Does not have to be arranged physically.
- a fine structure portion 61B having a plurality of recesses may be used as shown in FIG.
- the fine structure portion 61B has a concave fine structure body (fine concave structure body) 61b on the inner peripheral surface of the through hole 40a.
- the fine concave structure 61b can be obtained by etching a plurality of locations on the inner peripheral surface.
- the fine structure portion 61B can also obtain the same effect as that of the fine structure portion 61A.
- the detection body 40A may have both the fine structure portion 61A shown in FIGS. 20 and 21 and the fine structure portion 61B shown in FIG. 22 on the inner wall surface 401 thereof.
- the flow path plate 10B is provided on the inner wall surface 401 of the through hole 40a of the detection body 40A, on the AR film 60 as the antireflection portion, and on the fine structure portion 61A and FIG. 22 shown in FIGS.
- One or both of the fine structure portion 61B shown may be used in combination.
- the flow path plate according to the third embodiment will be described.
- the flow channel plate according to the present embodiment is configured such that the flow direction of the liquid to be measured (sample) in the flow cell 23A formed in the flow channel plate 10A according to the first embodiment is set to the one main surface of the plate body 20A. It is formed so as to be perpendicular to it. Then, the shape of the flow cell 23A is changed to a shape in which the bottom surfaces of the pair of quadrangular pyramids are combined, and correspondingly the shape of the detection body 40A is changed to the same shape. Further, an inflow passage 41B, an outflow passage 42B, a first connecting passage 43, and a second connecting passage 44 are formed in the detection body 40A.
- FIG. 23 is a perspective view showing an example of the configuration of the flow channel plate according to the third embodiment
- FIG. 24 is an exploded perspective view of the flow channel plate
- FIG. 25 is a plan view of the flow channel plate.
- Is. 26 is an upper perspective view of the detection body 40B
- FIG. 27 is a lower perspective view of the detection body 40B.
- the flow channel plate 10C according to the present embodiment has a plate body 20B formed in a plate shape, a separation column (separation element) 30 for separating components in a sample, and a detector 40B.
- the flow path plate 10C has a flow path inside which the sample passes, and the separation column 30 and the detector 40B are housed in the flow path.
- the plate body 20B, the flow cell 23B, and the detection body 40B that are particularly different from the configuration of the flow path plate 10A according to the first embodiment will be mainly described.
- the plate body 20B of the flow path plate 10C is formed in a plate shape as in the first embodiment.
- the plate body 20B has a rectangular shape in plan view (see FIG. 23) and has rounded corners.
- the plate body 20B has two plate-shaped plates (a first plate-shaped plate 201 and a second plate-shaped plate 202), and the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are arranged in the plate thickness direction. It is configured by stacking.
- the plate body 20B is provided with a flow path through which the liquid to be measured passes.
- the flow channel is the liquid flow channel 21 (first liquid flow channel 211, second liquid flow channel 212, third liquid flow channel 213, fourth liquid flow channel 214, and fifth liquid flow channel 215), separation element. It has the accommodation part 22 and the flow cell (accommodation part) 23B. Further, on the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202, grooves or holes having shapes corresponding to the liquid flow path 21, the separation element housing portion 22 and the flow cell 23B are formed.
- the flow path of the flow path plate 10C extends in the + X axis direction from the inflow port 25 through the first liquid flow path 211 formed substantially perpendicular to the thickness direction ( ⁇ Z axis direction) of the flow path plate 10B. It is connected to the extended second liquid channel 212. Then, the second liquid channel 212 is connected to the flow cell 23B via the separation element housing portion 22 extending in the + X axis direction and the third liquid channel 213.
- the flow path direction in the thickness direction (+ Z axis direction) is changed by the detection body 40B provided in the flow cell 23B.
- the flow cell 23B is connected to the outlet 26 through the fourth liquid channel 214 extending in the + X axis direction and the fifth liquid channel 215 formed substantially perpendicular to the thickness direction (+ Z axis direction).
- the second liquid channel 212, the separation element housing portion 22, the third liquid channel 213, and the fourth liquid channel 214 are arranged along the boundary between the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202.
- the channel plate 10C is formed so as to extend in the + X axis direction.
- the flow path plate 10C is provided with four positioning holes 28 at the corners of the upper end surface and the lower end surface of the plate body 20B.
- the plate body 20B is manufactured by bonding the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 together, it becomes easy to adjust the bonding position of the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202.
- the flow channel plate 10C is installed in the analyzer 50B (see FIG. 28), the positioning of the flow channel plate 10C with respect to the analyzer 50B becomes easy and the relative position is accurately fixed.
- the positioning hole 28 may penetrate the plate body 20B or may be formed in a concave shape.
- the flow cell 23B is formed of a first groove portion 2011B of the first plate plate 201 and a second groove portion 2021B of the second plate plate 202.
- the flow cell 23B has a space having a large cross-sectional area with respect to a part of the flow path through which the sample passes (between the third liquid flow path 213 and the fourth liquid flow path 214).
- the first groove portion 2011B and the second groove portion 2021B are formed as concave grooves having the upper surface of the truncated pyramid as the bottom surface and the bottom surface of the truncated pyramid as the opening surface.
- the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are attached to each other, the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202 are symmetrical with respect to the up-down direction and the left-right direction with the joining surface of the second plate-shaped plate 202 interposed therebetween. It is formed in (mirror image relation).
- the detection body 40B is formed in a shape in which the bottom surfaces of a pair of truncated pyramids are combined. That is, the detection body 40B has flat surfaces 402A and 402B, which form the upper surface of the truncated pyramid, on both upper and lower surfaces.
- the detection body 40B has four taper portions 403 formed continuously on the flat surface 402A and four taper portions 403 formed continuously on the flat surface 402B. That is, the detector 40B has flat surfaces 402A and 402B and eight taper portions.
- the flat surface 402A and the flat surface 402B are located at the center thereof from the flat surface 402A (the end surface in the ⁇ Z axis direction) of the detector 40B to the other flat surface 402B (in the + Z axis direction). It has a through hole 40a penetrating the end surface).
- the central portions of the flat surface 402A and the flat surface 402B are the intersections of the diagonal lines in the plan view of the detection body 40B (see FIG. 25).
- an inflow groove portion 411B communicating with one end side of the through hole 40a is formed on the flat surface 402A of the detection body 40B, and the flat surface 402B of the detection body 40B is formed.
- An outflow groove portion 421B communicating with the other end of the through hole 40a is formed.
- the detection body 40B is housed in the flow cell 23B, so that the inflow passage 41B is formed by the bottom wall of the first groove portion 2011B that forms the flow cell 23B and the inflow groove portion 411B of the detection body 40B.
- the outflow passage 42B is formed by the bottom wall of the second groove portion 2021B forming the flow cell 23B and the outflow groove portion 421B of the detection body 40B.
- the sample flowing through the liquid flow path 21 can be made to flow into the through hole 40a from the inner wall surface 401 side via the inflow groove portion 411B of the detection body 40B. Further, it is possible to allow the liquid to flow out from the inner wall surface 401 side of the through hole 40a to the liquid flow path 21 via the outflow groove portion 421B of the detection body 40B. Therefore, when viewed from the irradiation side of the measurement light, the liquid flow passage 21 on the plate body 20B side does not exist in the openings on the one end side and the other end side of the through hole 40a. Therefore, the flow path plate 10B can prevent the liquid flow path 21 from interfering with the path of the measurement light with which the detection body 40B is irradiated.
- the taper portion 403 has a first connection groove portion 431 that is connected to the third liquid channel 213 and a second connection groove portion 441 that is connected to the fourth liquid channel 214.
- the first connecting groove portion 431 is formed in one of the four tapered portions 403 formed continuously with the flat surface 402A.
- the second connecting groove portion 441 is formed in one of the four tapered portions 403 formed continuously with the flat surface 402B. Since the detection body 40B is housed in the flow cell 23B, the one end side of the through hole 40a and the inflow passage 41B are formed by the side wall of the first groove portion 2011B forming the flow cell 23B and the first connection groove portion 431 of the detection body 40B.
- the 1st connection flow path 43 connected via is formed. Further, the side wall of the second groove portion 2021B forming the flow cell 23B and the second connecting groove portion 441 of the detection body 40B form the second connecting flow passage 44 that is connected to the other end side of the through hole 40a via the outflow passage 42B. It is formed.
- the conventional flow path plate requires at least three plate-shaped plates by design.
- the flow path formed by the detection body 40B and the plate-shaped plate are separately formed.
- the detection body 40B is arranged in the flow cell 23B so that the axial direction of the through hole 40a of the detection body 40B is perpendicular to one main surface of the plate body 20B, two plate-shaped plates ( The first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202) form the entire flow path including the flow path formed by the through hole 40a. Therefore, the flow path plate 10C can form the plate body 20B with a smaller number of plate-shaped plates and is easily manufactured.
- the flow cell 23B is formed such that the flow direction of the sample is perpendicular to one main surface of the plate body 20B, and the flow cell 23B and the detection body 40B are formed into a pair of shapes.
- the shape of the bottom of the square pyramid is combined.
- the inflow channel 41B, the outflow channel 42B, the first connection channel 43, and the second connection channel 44 are formed on the flat surfaces 402A and 402B of the detection body 40B and the tapered portion 403. Therefore, the flow path plate 10C can measure the components in the liquid to be measured with high accuracy, and can be composed of two plates, the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202.
- FIG. 28 is a diagram schematically showing an analyzer including the flow channel plate 10C.
- the analyzer 50B has a flow path plate 10C, a light irradiation section 51, a light receiving section 52, a control section 53, and a display section 54.
- the light irradiation unit 51, the light receiving unit 52, the control unit 53, and the display unit 54 of the analyzer 50B shown in FIG. 11 are the same as those of the analyzer 50A applied to the flow channel plate 10A according to the first embodiment. Since they are similar, description of these configurations will be omitted.
- the position of the flow channel plate 10C is fixed in the analyzer 50B. After that, the supply pipe 57 is automatically inserted into the inflow port 25, the discharge pipe 58 is automatically inserted into the outflow port 26, and the sample is injected from the supply pipe 57 into the inflow port 25.
- the sample flows from the inflow port 25 through the first liquid flow channel 211 in the thickness direction of the flow channel plate 10C, and then passes through the second liquid flow channel 212 to be supplied to the separation element housing portion 22. While the sample passes through the separation column 30 in the separation element accommodating portion 22, the separation column 30 separates the components in the sample. After that, the sample whose components have been separated in the separation column 30 is supplied from the separation element housing portion 22 through the third liquid flow path 213 to the flow cell 23B.
- the sample When the sample is supplied to the flow cell 23B, the sample flows to the one end side of the through hole 40a of the detection body 40B through the first connection channel 43 and the inflow channel 41B in the flow cell 23B.
- the sample that has flowed and passed through the through hole 40a flows from the other end side of the through hole 40a through the outflow channel 42B and the second connection channel 44 in the flow cell 23B to the fourth liquid channel 214.
- the sample flows from the fourth liquid channel 214 to the fifth liquid channel 215, flows into the outlet 26, and is discharged from the outlet 26.
- the measurement light is emitted from the light irradiation section 51 into the through hole 40a so as to pass through the through hole 40a.
- the light emitted from the light emitting unit 51 passes through the through hole 40a, is received by the light receiving unit 52, and is detected.
- the detection result detected by the light receiving unit 52 is sent to the control unit 53 via the wiring 56, and the control unit 53 analyzes the sample passing through the through hole 40a of the detection body 40B provided in the flow cell 23B. Be seen.
- the control unit 53 transmits the analysis result to the display unit 54, and the analysis result is displayed on the display unit 54.
- the flow channel plate 10C As described above, in the flow channel plate 10C according to the present embodiment, even if the flow cell 23B is formed so that the flow direction of the sample in the flow cell 23B is perpendicular to the one main surface of the plate body 20B, The same effect as the flow path plate 10A according to the first embodiment can be exhibited.
- the plate body 20B can be easily formed with a smaller number of plate-shaped plates. Can be formed. That is, in the conventional flow channel plate, when the detection body is arranged in the flow cell so that the axial direction of the through hole of the detection body is perpendicular to the main surface of the flow channel plate, at least three plate-shaped plates are used. Will be required.
- the flow path plate 10C has the first connection groove portion 431 and the second connection groove portion 441 in the detection body 40B.
- the detection body 40B is formed by the first plate-shaped plate 201 or the second plate-shaped plate 202.
- the flow paths (the first connection flow path 43 and the second connection flow path 44) can be separately formed.
- the detection body 40B is arranged in the flow cell 23B so that the axial direction of the through hole 40a of the detection body 40B is perpendicular to one main surface of the plate body 20B.
- the flow channel plate 10C includes two plate-shaped plates (the first plate-shaped plate 201 and the second plate-shaped plate 202) and the through-holes, like the flow channel plate 10A according to the first embodiment.
- the entire flow path including the liquid flow path 21 formed by 40a can be formed.
- the plate body 20B can be formed with fewer plate-shaped plates, and the plate body 20B can be easily manufactured.
- the manufacturing cost of the flow path plate can be reduced.
- the flow path plate 10C has the inflow flow path 41B and the outflow flow path 42B in the detection body 40B, the sample flowing through the first connection flow path 43 is passed through the inflow groove portion 411B of the detection body 40B.
- the inner wall surface 401 side can flow into the through hole 40a. Further, it is possible to flow out from the inner wall surface 401 side of the through hole 40a to the second connection flow channel 44 via the outflow groove portion 421B of the detection body 40B. Therefore, when viewed from the irradiation side of the measurement light, the liquid flow path 21 on the plate body 20B side does not exist in the openings on the one end side and the other end side of the through hole 40a. Therefore, when the measurement light passes through the through hole 40a. The generation of noise can be reduced. Thereby, the flow path plate 10C can improve the detection performance of the measurement light in the light receiving unit 52.
- the flow path plate 10C may be formed in another shape such as a circular shape in a plan view, in addition to the rectangular shape.
- the flow cell 23B and the detection body 40B are shaped such that the inflow passage 41B and the outflow passage 42B can be formed in the tapered portion 403 of the detection body 40B, in addition to the shape in which the bottom surfaces of the pair of truncated pyramids are combined. If
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Abstract
本発明に係る流路プレートは、内部を流れる測定対象液体に測定光を照射して、前記測定対象液体中の成分を分析するための流路プレートであって、板状に形成され、光透過性を有するプレート本体と、前記プレート本体の内部に設けられ前記測定対象液体が通る流路と、前記流路の一部に設けられ、前記流路より大きい断面積を有する空間で形成された収容部と、を備え、前記収容部には、前記流路の一部を構成する貫通孔を有する検出体が収容され、前記貫通孔は、前記測定光が通過可能となっており、前記検出体は、前記貫通孔の内壁面から外部への前記測定光の透過を抑える。
Description
本発明は、流路プレート、分析装置及び分析方法に関する。
血液中に含まれるタンパク質や核酸等の血液成分又は工場等から排出される排水中に含まれる化学物質等の微量な物質を分析する際、測定対象である液体(流体)を流路プレート(流路チップともいう)を用いて分析する方法がある。
流路プレートは、複数の板状プレートを積層して構成されており、積層した複数の板状プレートによって内部に流体の流れる流路を形成している。流路プレートを用いる際に、流路プレートの流路に光を照射して、流路内を流れる液体中の成分を分析する場合があり、このような流路プレートは、一般に、分析に必要な試料や試薬等の液体の量が少量で済み、高精度かつ短時間で試料等を分析するのに有効である。
そのため、流路プレートは、臨床検査、食物検査、又は環境検査等様々な用途での使用が期待されている。特に、近年では、診療や看護等の医療現場において、簡易かつ迅速に検査するポイント・オブ・ケア検査(Point-of-Care Testing(POCT))での使用が期待されている。
流路プレートとして、例えば、内部に溶離液が通る通路を備えた液体クロマトグラフィー用チップ状フローセルがある(例えば、特許文献1参照)。液体クロマトグラフィー用チップ状フローセルでは、最外層を構成する第1透光性樹脂層と第2透光性樹脂層との間に挟まれた中間層に、厚み方向に貫通する貫通孔を設けている。紫外光発生素子から出力された分析光を貫通孔内を流れる溶離液を透過させて、紫外光検出素子で受光している。また、第1透光性樹脂層の分析光の入射側と第2透光性樹脂層の分析光の出射側にはスリットを設け、紫外光検出素子で受光される分析光を絞っている。
しかしながら、特許文献1の液体クロマトグラフィー用チップ状フローセルでは、貫通孔から漏れた光(漏れ光)や貫通孔内を乱反射した光(拡散反射光)等の迷光が紫外光検出素子で受光されると、ノイズとなり、紫外光検出素子の測定精度が低下することについては記載されていない。
また、第1透光性樹脂層及び第2透光性樹脂層の外側にスリットを設ける際、分析光がスリットの孔以外の部分に当たらないようにするため、スリットの設置には高い位置精度が要求される。また、液体の分析に要する部品点数が増えるため、液体クロマトグラフィー用チップ状フローセルを備える液体クロマトグラフ装置の設置に要する負担も増大する。
本発明の一態様は、迷光を抑えて被検体の成分を高精度で簡易に測定できる流路プレートを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る流路プレートは、内部を流れる測定対象液体に測定光を照射して、前記測定対象液体中の成分を分析するための流路プレートであって、板状に形成され、光透過性を有するプレート本体と、前記プレート本体の内部に設けられ前記測定対象液体が通る流路と、前記流路の一部に設けられ、前記流路より大きい断面積を有する空間で形成された収容部と、を備え、前記収容部には、前記流路の一部を構成する貫通孔を有する検出体が収容され、前記貫通孔は、前記測定光が通過可能となっており、前記検出体は、前記貫通孔の内壁面から外部への前記測定光の透過を抑える。
本発明の一態様に係る流路プレートは、迷光を抑えて被検体の成分を高精度で簡易に測定できる。
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。また、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。本明細書では、3軸方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向)の3次元直交座標系を用い、流路プレートの幅方向をX軸方向とし、奥行き方向をY軸方向とし、高さ(厚さ)方向をZ軸方向とする。以下の説明において、流路プレートの高さ方向の一方の主面側を上又は上方といい、流路プレートの高さ方向の他方の主面側を下又は下方という場合がある。本明細書において数値範囲を示すチルダ「~」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
[第1の実施形態]
<流路プレート>
第1の実施形態に係る流路プレートについて説明する。図1は、第1の実施形態に係る流路プレートの斜視図であり、図2は、流路プレートの分解斜視図であり、図3は、流路プレートの平面図である。図1~図3に示すように、本実施形態に係る流路プレート10Aは、流路プレート10Aの平面視において、矩形状に形成され、測定対象液体の成分を分離して測定するものである。
<流路プレート>
第1の実施形態に係る流路プレートについて説明する。図1は、第1の実施形態に係る流路プレートの斜視図であり、図2は、流路プレートの分解斜視図であり、図3は、流路プレートの平面図である。図1~図3に示すように、本実施形態に係る流路プレート10Aは、流路プレート10Aの平面視において、矩形状に形成され、測定対象液体の成分を分離して測定するものである。
測定対象液体としては、例えば、生体由来の物質(血液、汗、唾液、又は尿等)、薬、医薬品、食品添加物、合成された化学物質(農料等)、又は環境負荷物質(工場等から排出される排水、廃液又は地下水等)が挙げられる。なお、以下の説明では、測定対象液体を、単に、試料(被検体)という場合がある。
図1~図3に示すように、流路プレート10Aは、板状に形成されたプレート本体20A、試料中の成分を分離する分離素子(分離カラム30)、及び検出体40Aを有する。そして、流路プレート10Aには、試料が通る流路が内部に設けられており、分離カラム30及び検出体40Aがこの流路に収容されている。以下、流路プレート10Aを構成する、プレート本体20Aと、分離カラム30と、検出体40Aとについて説明する。
(プレート本体)
図1に示すように、プレート本体20Aは、板状に形成されている。プレート本体20Aは、平面視において(図3参照)、矩形状に形成されており、角に丸みを有する。また、プレート本体20Aは、光透過性を有する。なお、光透過性を有するとは、測定光がプレート本体20Aの外側から照射された際に、プレート本体20Aの内部を透過する透過性を有していることをいう。測定光として、例えば、可視光(波長380nm~780nmの光)や紫外光や赤外光等が挙げられる。
図1に示すように、プレート本体20Aは、板状に形成されている。プレート本体20Aは、平面視において(図3参照)、矩形状に形成されており、角に丸みを有する。また、プレート本体20Aは、光透過性を有する。なお、光透過性を有するとは、測定光がプレート本体20Aの外側から照射された際に、プレート本体20Aの内部を透過する透過性を有していることをいう。測定光として、例えば、可視光(波長380nm~780nmの光)や紫外光や赤外光等が挙げられる。
プレート本体20Aは、2つの板状プレート(第1板状プレート201及び第2板状プレート202)を有し、第1板状プレート201と第2板状プレート202とを板厚方向に積層して構成されている。
第1板状プレート201及び第2板状プレート202は、光透過性を有する材料を用いて形成される。前記材料としては、例えば、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂又はガラス等が挙げられる。中でも、製造のし易さ、光が透過可能な波長の範囲の広さ、及び耐薬品性等の点から、シクロオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。
第1板状プレート201と第2板状プレート202とは、例えば、熱圧着等による貼り合わせ、又は紫外線硬化樹脂等の接着剤等によって接合される。
プレート本体20Aは、試料が通る流路を有する。この流路は、液体流路21、分離素子収容部22、及び収容部(フローセル23A)を有する。液体流路21、分離素子収容部22及びフローセル23Aは、流路プレート10Aの内部に設けられており、分離素子収容部22及びフローセル23Aは、流路の途中(一部)にプレート本体20Aの外形に沿ってそれぞれ平行に設けられている。
図2に示すように、液体流路21、分離素子収容部22及びフローセル23Aを構成する第1板状プレート201及び第2板状プレート202には、液体流路21、分離素子収容部22及びフローセル23Aに対応した形状の、溝部又は孔が形成されている。本実施形態では、フローセル23Aは、図2に示すように、第1板状プレート201の第1溝部2011Aと第2板状プレート202の第2溝部2021Aとで形成される。
第1板状プレート201及び第2板状プレート202の溝部は、溝部の中心線から見て、液体流路21及び分離素子収容部22については、上下方向及び左右方向に対称に形成されている。すなわち、液体流路21及び分離素子収容部22は、第1板状プレート201と第2板状プレート202との接合面を挟んで対称に形成されている(鏡像関係)。一方、溝部のうち、フローセル23Aを形成する第1溝部2011A及び第2溝部2021Aは、左右方向に対称に形成されているが、上下方向に非対称で形成されている(図6を参照)。第1板状プレート201と第2板状プレート202とを接合することによって、液体流路21、分離素子収容部22及びフローセル23Aが形成される。このように、流路は、図1に示すように、プレート本体20Aの内部に設けられ、プレート本体20A内を試料が通るための通路として機能する。
流路の主要部分を構成する液体流路21は、その口径が、例えば、数nm~数百μmmに設計されている。なお、本実施形態では、液体流路21の口径(内径)の大きさは、口径が円形の場合には、その口径の直径の長さであり、口径が四角形の場合には、その対角線の長さである。
液体流路21の流入口25及び流出口26は、図1に示すように、第1板状プレート201の+Z軸方向の同一の主面側に設けられている。流入口25及び流出口26は、流路プレート10Aの平面視において、第1板状プレート201の主面の+Y軸方向の辺側に対向するように設けられている。流入口25及び流出口26は、図3に示すように、流路プレート10Aの平面視において、それぞれ、略円形に形成されている。
液体流路21は、図1に示すように、第1液体流路211、第2液体流路212、第3液体流路213、第4液体流路214及び第5液体流路215を有する。液体流路21は、流入口25から流出口26にかけて、流路プレート10Aの平面視において(図3参照)、分離素子収容部22とフローセル23Aとを間に介して、折り返し構造となっている。
第1液体流路211は、図1に示すように、流入口25から流路プレート10Aの厚さ方向(-Z軸方向)に略垂直に形成されている。第1液体流路211は、流入口25から-Z軸方向に沿って、第1板状プレート201と第2板状プレート202との境界部分まで伸び、第2液体流路212に連結されている。
第2液体流路212は、図1に示すように、第1液体流路211と分離素子収容部22とを連結している。本実施形態では、第2液体流路212は、第1液体流路211から、第1板状プレート201と第2板状プレート202との境界部分に沿って流路プレート10Aの-Y軸方向に伸び、分離素子収容部22に連結されている。
第3液体流路213は、図1に示すように、隣接する分離素子収容部22とフローセル23Aとの間を連結している。本実施形態では、第3液体流路213は、分離素子収容部22から第1板状プレート201と第2板状プレート202との境界部分に沿って流路プレート10Aの-Y軸方向に途中まで伸びた後、+X軸方向に屈曲して、フローセル23Aに連結されている。
第4液体流路214は、図1に示すように、フローセル23Aと第5液体流路215とを連結している。本実施形態では、第4液体流路214は、フローセル23Aから第1板状プレート201と第2板状プレート202との境界部分に沿って流路プレート10Aの+X軸方向に途中まで延びた後、+Y軸方向に屈曲する。そして、第4液体流路214は、第1板状プレート201と第2板状プレート202との境界部分に沿って流路プレート10Aの+Y軸方向に伸び、第5液体流路215に連結されている。
第5液体流路215は、図1に示すように、第4液体流路214と流出口26とを連結している。第5液体流路215は、第4液体流路214から流出口26に向かって流路プレート10Aの厚さ方向(+Z軸方向)に略垂直に形成されている。第5液体流路215は、第4液体流路214から+Z軸方向に沿って、流出口26まで延び、流出口26に連結されている。
第1液体流路211、第2液体流路212、第3液体流路213、第4液体流路214、及び第5液体流路215の断面は、液体の流れに直交する方向に対して、いずれも、略円形に形成されている。
第1液体流路211及び第5液体流路215の断面は、第2液体流路212、第3液体流路213及び第4液体流路214の断面よりも大きめに形成されている。分析時において、第1液体流路211には液体を供給する供給管が流入口25から挿入され、第5液体流路215には液体を排出する排出管が流出口26から挿入される。そのため、第1液体流路211及び第5液体流路215の断面が大きめに形成されていれば、供給管及び排出管が第1液体流路211及び第5液体流路215に挿入されやすくなる。
流入口25及び流出口26は、図3に示すように、流路プレート10Aの平面視において、流路プレート10Aの+Y軸方向の辺側に設けられている。また、流入口25及び流出口26は、流路プレート10AのX軸方向の辺の略中間を通り、かつ流路プレート10AのY軸方向の辺(X軸方向の辺に直交する辺)に平行な中心線に対して略対称となるように設けられている。
図1に示すように、分離素子収容部22は、分離カラム30を収容する空間である。分離素子収容部22は、フローセル23Aよりも上流側の液体流路21内に設けられ、流路の一部(第2液体流路212と第3液体流路213との間)に液体流路21に沿って設けられている。分離カラム30の詳細は後述する。
フローセル23Aは、光が照射される空間である。図1に示すように、フローセル23Aは、試料が通過する流路の一部(第3液体流路213と第4液体流路214との間)に液体流路21に対して垂直に設けられている。
本実施形態では、図3に示すように、フローセル23Aは、流路プレート10Aの平面視において、フローセル23Aの-Y軸方向の端面の-X軸方向側に、第2液体流路212と連結されている。また、フローセル23Aは、流路プレート10Aの平面視において、フローセル23Aの+Y軸方向の端面の+X軸方向側に第3液体流路213と連結されている。
フローセル23Aは、プレート本体20AのY軸方向に沿って設けられていると共に、第1板状プレート201と第2板状プレート202との貼り合わせ面(接合面)を跨ぐようにプレート本体20A内に設けられている。フローセル23Aは、第2液体流路212及び第3液体流路より大きな断面積を有する空間に形成されている。フローセル23Aは、軸方向視において六角形に形成され(図6参照)、平面視において長方形状に形成されている。
図2に示すように、フローセル23Aに対応した、第1板状プレート201の第1溝部2011Aと第2板状プレート202の第2溝部2021Aとは、非対称に形成されている。そして、後述する検出体40Aがフローセル23Aに設置された際に、フローセル23Aは、検出体40Aの貫通孔40a(図6~図8参照)が第1板状プレート201と第2板状プレート202とのうちの第2板状プレート202側に位置するような形状に形成されている。検出体40Aの詳細については後述する。
(分離カラム)
図1に示すように、分離カラム(分離素子)30は、分離素子収容部22内に配置され、第1板状プレート201と第2板状プレート202との間で挟持された状態で配置されている。分離カラム30は、測定対象液体(試料)中の成分を分離するものであり、例えば、液体クロマトグラフィー用の分離用カラムが用いられる。分離カラム30の構成の一例について説明する。図4は、分離カラム30の一例を示す斜視図であり、図5は、図1のI-I断面の分離カラム30の拡大断面図である。なお、図4では、説明の便宜上、被覆部33を二点鎖線で示している。図4及び図5に示すように、分離カラム30は、多孔質の固定相31と、固定相31の流入端31a及び流出端31bの両方に設けられた圧力調整部32と、固定相31及び圧力調整部32を被覆する被覆部33とを有する。
図1に示すように、分離カラム(分離素子)30は、分離素子収容部22内に配置され、第1板状プレート201と第2板状プレート202との間で挟持された状態で配置されている。分離カラム30は、測定対象液体(試料)中の成分を分離するものであり、例えば、液体クロマトグラフィー用の分離用カラムが用いられる。分離カラム30の構成の一例について説明する。図4は、分離カラム30の一例を示す斜視図であり、図5は、図1のI-I断面の分離カラム30の拡大断面図である。なお、図4では、説明の便宜上、被覆部33を二点鎖線で示している。図4及び図5に示すように、分離カラム30は、多孔質の固定相31と、固定相31の流入端31a及び流出端31bの両方に設けられた圧力調整部32と、固定相31及び圧力調整部32を被覆する被覆部33とを有する。
固定相31は、柱状に形成されている。固定相31は、固定相31を通過する試料の各成分に対する相互作用(例えば、疎水性相互作用、イオン交換等)により、成分同士を分離させる機能を有する。固定相31は、多孔質体や微粒子の集合体で形成される。固定相31の材料は、試料の種類や分離させる成分の種類に応じて、各種セラミックスや高分子等から選択される。本実施形態では、固定相31としては、モノリス構造の焼結セラミックスを含む。焼結セラミックスとしては、例えば、多孔質シリカを含む。特に、全体が一体のシリカゲルで形成されたシリカモノリスが好ましい。
圧力調整部32は、柱状に形成されている。圧力調整部32の外径は、固定相31の外径よりも大きく形成されている。圧力調整部32は、試料の流れを調整する機能を有する。圧力調整部32は、例えば、多孔質体で形成することができる。圧力調整部32を形成する材料としては、公知のセラミックスや高分子等を用いることができる。圧力調整部32は、固定相31の両端に設けられているので、固定相31に流入する試料及び分離カラム30から流出する試料の流れが調整され、固定相31を通過する試料及び分離カラム30から流出する試料の乱れが抑制される。
被覆部33は、チューブ状に形成されている。被覆部33は、例えば、加熱によって収縮する熱収縮性樹脂を用いて製造することができる。熱収縮性樹脂の種類は、特に限定されない。熱収縮性樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。中でも、固定相31と被覆部33との間に隙間が生じ難くして、固定相31を安定して被覆する点から、PEEKを用いることが好ましい。
このように、チューブ状の被覆部33内に固定相31及び圧力調整部32を収納して加熱することで、柱状の分離カラム30が形成される。
分離カラム30は、分離素子収容部22を構成する第1板状プレート201及び第2板状プレート202に挟持された状態で分離素子収容部22内に収容されている。特に、圧力調整部32の外径は固定相31の外径よりも大きいため、圧力調整部32は、固定相31よりも第1板状プレート201及び第2板状プレート202から大きな圧力を受けている。そのため、第1板状プレート201及び第2板状プレート202と圧力調整部32との密着性はより高めることができるので、試料を供給する際の耐圧性を向上させることができる。また、固定相31が、第1板状プレート201及び第2板状プレート202から必要以上に大きな圧力を受けるのを軽減できる。そのため、固定相31の多孔質の孔が潰れるのを抑えることができるので、固定相31を通過する試料の流れが妨げられることを抑制できる。なお、本実施形態では、分離カラム30は、圧力調整部32を備えているが、場合によっては、圧力調整部32を備えず、チューブ状の被覆部33内に固定相31のみを収納して加熱することで、柱状に形成した分離カラムでもよい。
(検出体)
図6は、検出体40Aを説明する図であって、検出体の斜視図であり、図7は、-Y軸方向側から見た検出体の正面図であり、図8は、+Y軸方向側から見た検出体の背面図である。検出体40Aは、図1に示すように、フローセル23Aの内部に収容されており、本実施形態では、フローセル23Aの、軸方向視(Y軸方向)における形状を六角形としている。そのため、図6~図8に示すように、フローセル23A内に設置される検出体40Aの軸方向視における形状も六角形としている。検出体40Aは、一方の端面(-Y軸方向の端面)から他方の端面(+Y軸方向の端面)に貫通した貫通孔40aを有する。
図6は、検出体40Aを説明する図であって、検出体の斜視図であり、図7は、-Y軸方向側から見た検出体の正面図であり、図8は、+Y軸方向側から見た検出体の背面図である。検出体40Aは、図1に示すように、フローセル23Aの内部に収容されており、本実施形態では、フローセル23Aの、軸方向視(Y軸方向)における形状を六角形としている。そのため、図6~図8に示すように、フローセル23A内に設置される検出体40Aの軸方向視における形状も六角形としている。検出体40Aは、一方の端面(-Y軸方向の端面)から他方の端面(+Y軸方向の端面)に貫通した貫通孔40aを有する。
検出体40Aは、分析に使用される測定光が透過しない材料を用いて形成することができる。これにより、貫通孔40aの内壁面401から外部への測定光の透過が抑えられる。分析に使用される測定光として、紫外光や可視光等を用いることができる。測定光が透過しない材料としては、例えば、エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックとのうち少なくとも一方の種類のプラスチックを用いることができる。
検出体40Aは、エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックとのうち少なくとも一方の種類のプラスチックを主成分(ベース樹脂)として含む樹脂材料を成形することで得られる。
使用可能なエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、66ナイロン(PA66)、ポリアセタール(POM)、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、テフロン(登録商標)等を挙げることができる。
使用可能なスーパーエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、及びフッ素系樹脂等を挙げることができる。フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を用いることができる。これらの中でも、特に高い機械的強度及び耐熱性を有するPEEKを使用することが好ましい。
上記のエンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックは、一種単独で使用してもよいし、二種以上併用してもよい。
検出体40Aは、さらに、強化材、離型剤及び酸化防止剤等の群から選択される一種又は二種以上の充填材を副成分として含んでもよい。
検出体40Aの形成に用いる材料は、使用する測定光の波長に応じて適宜選択される。
検出体40Aは、測定光が透過しなければ、有色でもよい。
検出体40Aの貫通孔40aは、試料及び測定光が通過可能な大きさに形成されている。図9は、図1のII-II方向から見た図である。図10は、図1のIII-III方向から見た図である。図6~図10に示すように、検出体40Aの貫通孔40aは、軸方向視において、円形に形成されている。検出体40Aの内径の大きさは、検査に用いる試料の量や試料に含まれる成分の濃度等に応じて適宜設定可能である。検出体40Aの内径の大きさは、検出体40Aの肉厚を調整することで設定できる。これにより、検出体40Aの外形を変えることなく内径を変えることで、測定に関する様々な条件に対応させることができ、様々な製品仕様に対応できる流路プレートを提供できる。なお、貫通孔40aは、試料及び測定光が通過可能な大きさに形成されていればよく、断面形状が円形に限らず、例えば矩形状であってもよい。
貫通孔40aは、図9及び図10に示すように、軸方向視において、第2板状プレート202内に位置するように、検出体40A内に設けられており、貫通孔40aは、第1板状プレート201と第2板状プレート202との接合面を跨がないように形成されている。これにより、第1板状プレート201と第2板状プレート202との接合面が検出体40A内に照射される測定光の進路を邪魔するのを防ぐことができ、この流路プレート10Aは、測定精度の向上に寄与することができる。
検出体40Aは、図6~図9に示すように、貫通孔40aの第3液体流路213側(-Y軸方向)の端面に、第3液体流路213と連通する流入流路41Aを形成する流入溝部411Aを有する。これにより、貫通孔40aの軸方向視(Y軸方向)において、第3液体流路213が貫通孔40aの開口部と重ならない位置に配置した状態で、第3液体流路213内の試料は貫通孔40a内に供給される。また、貫通孔40aは、図6~図8及び図10に示すように、貫通孔40aの第4液体流路214側(+Y軸方向)の端面に、第4液体流路214と連通する流出流路42Aを形成する流出溝部421Aを有する。これにより、貫通孔40aの軸方向視において、第4液体流路214が貫通孔40aの開口部と重ならない位置に配置された状態で、貫通孔40a内の試料は第4液体流路214に供給される。
なお、本実施形態では、貫通孔40aの一端側と連通する流入流路41Aを検出体40Aの一方の端面に形成した流入溝部411Aで構成したが、これに限るものではない。例えば、検出体40Aの肉厚部を貫通して貫通孔40aに連通した貫通穴で流入流路41Aを構成してもよい。同様に、検出体40Aの他方の端面側に、貫通孔40aの他端側に連通する貫通穴で流出流路42Aを構成してもよい。
<流路プレートの製造方法>
次に、本実施形態に係る流路プレート10Aの製造方法の一例について説明する。まず、二つの矩形状に形成されたプレートのそれぞれの接合面側に、流路プレート10Aの液体流路21、分離素子収容部22、フローセル23A、流入口25、及び流出口26を構成する、溝部又は孔を形成する。これにより、第1板状プレート201及び第2板状プレート202が得られる。第1板状プレート201及び第2板状プレート202の溝部及び孔は、射出成形、プレス加工等で形成してもよいし、レーザー等で加工して形成してもよい。
次に、本実施形態に係る流路プレート10Aの製造方法の一例について説明する。まず、二つの矩形状に形成されたプレートのそれぞれの接合面側に、流路プレート10Aの液体流路21、分離素子収容部22、フローセル23A、流入口25、及び流出口26を構成する、溝部又は孔を形成する。これにより、第1板状プレート201及び第2板状プレート202が得られる。第1板状プレート201及び第2板状プレート202の溝部及び孔は、射出成形、プレス加工等で形成してもよいし、レーザー等で加工して形成してもよい。
次に、第2板状プレート202の溝部に、分離カラム30及び検出体40Aを載置して装着する。この際に、分離素子収容部22及びフローセル23Aを構成する溝の形状が第2板状プレート202の主面側の開口が最も大きな溝形状となっているので、分離カラム30及び主面側から検出体40Aを装着することができる。このことにより、組み立てが容易になる。
次に、第1板状プレート201と第2板状プレート202との位置がずれないように、第1板状プレート201と第2板状プレート202とを重ねる。その後、第1板状プレート201と第2板状プレート202とを、例えば、熱圧着等して接合する。これにより、図1に示す、第1の実施形態に係る流路プレート10Aが得られる。
<分析装置>
次に、本実施形態に係る流路プレート10Aを用いて分析装置で測定対象液体(試料)中の成分を分析する分析方法の一例について説明する。図11は、流路プレート10Aを備えた分析装置を模式的に示す図である。図11に示すように、分析装置50Aは、流路プレート10A、光照射部51、受光部52、制御部53、及び表示部54を有する。
次に、本実施形態に係る流路プレート10Aを用いて分析装置で測定対象液体(試料)中の成分を分析する分析方法の一例について説明する。図11は、流路プレート10Aを備えた分析装置を模式的に示す図である。図11に示すように、分析装置50Aは、流路プレート10A、光照射部51、受光部52、制御部53、及び表示部54を有する。
光照射部51は、図11に示すように、流路プレート10Aの検出体40Aに測定光を照射する。光照射部51としては、例えば、LED、タングステンランプ、レーザー等公知の光源を用いることができる。
受光部52は、図11に示すように、光照射部51から照射され、流路プレート10A内の検出体40Aの貫通孔40aを通過した測定光を受光して検出する。受光部52は、光照射部51から照射される測定光の光軸と、受光部52で受光される測定光の光軸とが略同一直線上となるように、フローセル23Aを介して、光照射部51と対向して設けられている。
受光部52は、測定光を検出することができるものであればよく、公知の検出器を用いることができる。受光部52は、配線56を介して制御部53と接続されている。
制御部53は、受光部52で検出された測定光の検出結果に基づいて、流路プレート10Aの検出体40Aの貫通孔40a内を通った試料の分析を行う。制御部53は、表示部54に分析結果を送信する。
表示部54は、図11に示すように、制御部53から送信された分析結果を表示する。
流路プレート10Aが分析装置50A内に挿入されると、分析装置50A内で流路プレート10Aの位置が固定される。その後、図11に示すように、流入口25には試料を供給する供給管57が自動挿入され、流出口26には試料を排出する排出管58が自動挿入される。その後、供給管57から流入口25に試料が注入される。
試料は、流入口25から第1液体流路211を通って流路プレート10Aの厚さ方向に流れた後、第2液体流路212を通って、分離素子収容部22に供給される。試料は、分離素子収容部22内の分離カラム30を通りながら、分離カラム30で試料中の成分が分離される。その後、分離カラム30で成分が分離された試料は、分離素子収容部22から第3液体流路213を通って、フローセル23Aに供給される。
試料がフローセル23Aに供給されると、試料は、フローセル23A内の検出体40Aの貫通孔40aを通って、貫通孔40a内を流れる。貫通孔40a内を通過した試料は、第4液体流路214及び第5液体流路215を通って、流出口26に流れ、流出口26から排出される。
このとき、試料が貫通孔40aを流れる前又は流れている状態で、貫通孔40a内に光照射部51から測定光が貫通孔40aを通過するように照射される。光照射部51から照射された光は貫通孔40aを通過して、受光部52に受光され、検出される。
受光部52で検出された検出結果は、配線56を介して制御部53に送られ、制御部53で、フローセル23A内に設けた検出体40Aの貫通孔40a内を通った試料の分析が行われる。制御部53は分析結果を表示部54に送信し、表示部54に分析結果が表示される。
流路プレート10Aでは、検出体40Aは、測定光が透過しない材料を用いて形成されている。そのため、測定光が貫通孔40aの内壁面401に当たっても、検出体40Aを透過せず測定光が漏れ光として検出体40A外に出射されないと共に、内壁面401での測定光の反射が抑制され、乱反射光が貫通孔40a内を通過するのが抑制される。更に、検出体40Aの外側から測定光に近い波長の光(外光)が貫通孔40a内に入射されることもない。そのため、受光部52には、貫通孔40aを通過した測定光のみが受光されて検出される。また、流路プレート10Aでは、検出体40Aはフローセル23A内に固定されているので、流路プレート10A内に検出体40Aは高い精度で簡単に設置される。さらに、流路プレート10Aでは、検出体40Aの貫通孔40aが第2板状プレート202の位置にあり、第1板状プレート201と第2板状プレート202の接合面に位置していない。第1板状プレート201と第2板状プレート202の接合面に光が照射されると、分析に悪影響を与える可能性がある。そのため、分析装置50Aの光照射部51と受光部52とを結ぶ光軸が前記接合面を通らないようにしている。
このように、本実施形態に係る流路プレート10Aは、プレート本体20Aと、液体流路21と、フローセル23Aと、検出体40Aとを備え、検出体40Aは、貫通孔40aの内壁面401において測定光の透過を抑える材料で形成されている。流路プレート10Aでは、試料は、フローセル23Aに収容した検出体40Aの貫通孔40aを流れる。試料が貫通孔40aを流れている状態で貫通孔40a内に光照射部51(図11参照)から測定光が照射されると、測定光は貫通孔40a内を流れる試料を通過して、流路プレート10Aの外部の受光部52(図11参照)で受光される。測定光が検出体40Aの貫通孔40aの内壁面401に当たっても、検出体40Aの内壁面401から測定光が透過するのが抑えられる。そのため、測定光が検出体40Aの貫通孔40aを通過する間に漏れ光として検出体40Aの内壁面401から外部に漏洩するのを防げる。更には、前述したように、乱反射光や外光の影響も防げる。これにより、漏れ光や乱反射光や外光等の迷光が流路プレート10Aの外部の受光部52でノイズとして検出されるのを防げる。よって、流路プレート10Aは、迷光を抑えて被検体である測定対象液体中の成分を高精度で測定できる。
流路プレート10Aは、検出体40Aを、検出体40Aの端面に当たらず貫通孔40aのみを通過した測定光を取り出すスリットとして機能させることができる。すなわち、流路プレート10Aは、検出体40Aの端面に当たらず貫通孔40aのみを通過した光を取り出せる。また、貫通孔40aの大きさを調整することで、検出体40Aから出射する光の光径を貫通孔40aの大きさに調整できる。そのため、検出体40Aはスリットとしても機能するため、流路プレート10Aは、測定光の照射位置等を高精度に調整する必要がなくなり、分析装置50A(図11参照)等で検出体40Aの貫通孔40a内を流れる試料中の成分を簡易に安定して測定できる。
流路プレート10Aは、プレート本体20Aを2つの板状プレート(第1板状プレート201及び第2板状プレート202)で形成しているため、第1板状プレート201及び第2板状プレート202の位置合わせを容易にできる。すなわち、流路プレート10Aは、プレート本体20Aを構成する第1板状プレート201及び第2板状プレート202を接合する際に、フローセル23Aに検出体40Aを嵌めて、検出体40Aを中心に第1板状プレート201及び第2板状プレート202を嵌め合わせるだけでよい。これにより、第1板状プレート201及び第2板状プレート202の接合面の位置ずれを低減できる。また、この位置ずれにより、接合面の一部がはみ出したり、接合面の形状が崩れて、貫通孔40aの断面視における形状が変形するのを防げる。更に、流路プレート10Aは、分離素子収容部22に分離カラム30を嵌めて、分離カラム30を中心に第1板状プレート201及び第2板状プレート202を嵌め合わせているので、位置ずれがより一層改善される。
流路プレート10Aは、検出体40Aの貫通孔40aの内径の大きさを調整することで、検出体40A内を流れる試料の流量を調整できる。例えば、検出体40Aの貫通孔40aの内径が大きければ、測定用の試料の量が多い場合や試料中の成分の濃度が濃い場合に試料の供給量を多くできる。一方、検出体40Aの貫通孔40aの内径が小さければ、試料の量が少ない場合や試料中の成分の濃度が薄い場合には、試料の供給量を少なくできる。よって、流路プレート10Aは、試料の量や試料中の成分の濃度に応じて、貫通孔40aの内径の大きさを設計することで、検出体40A内を流れる試料の流量を調整できるので、試料中の成分の分析を安定して行うことができる。
流路プレート10Aは、検出体40Aを構成する材質の種類や口径の大きさ等を変更することで、検出体40Aは様々な種類の試料に好適に用いることができるので、流路プレート10Aは、種々の試料に対応することができる。
流路プレート10Aは、検出体40Aが測定光の透過を防ぐことができるため、第1板状プレート201及び第2板状プレート202を形成する材料を測定光の波長に合わせた材料を用いる必要が無く、透明な材質であれば用いることができる。よって、第1板状プレート201及び第2板状プレート202を形成する材料が限定されない。
流路プレート10Aは、検出体40Aに、貫通孔40aの一端側と連通する流入流路41A及び貫通孔40aの他端側と連通する流出流路42Aを設けている。これにより、液体流路21(第3液体流路213)を流れてきた試料を、検出体40Aの流入溝部411Aを介して内壁面401側から貫通孔40a内に流入させることができる。また、貫通孔40aの内壁面401側から検出体40Aの流出溝部421Aを介して液体流路21(第4液体流路214)に流出させることができる。そのため、プレート本体20A側に形成された第3液体流路213を更に延長した液体流路から貫通孔40aの一端(-Y軸方向側)の開口部に試料を流入させることはない。また、試料を他端(+Y軸方向側)の開口部からプレート本体20A側に更に形成された液体流路を介して第4液体流路214に流出させることもない。そのため、測定光の照射側から見て、貫通孔40aの開口(一端側と他端側)にプレート本体20A側の液体流路21が存在しない。よって、流路プレート10Aは、液体流路21が検出体40A内に照射される測定光の進路を邪魔するのを防ぐことができる。
流路プレート10Aは、検出体40Aを、測定光が透過しない材料として、エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックのうち少なくとも一方の種類のプラスチックを用いて形成している。これにより、流路プレート10Aは、検出体40Aを測定光の波長に応じて測定光が透過しない材料を適宜選択して用いることができる。また、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックは、耐溶剤性、耐熱性又は耐圧性等が良いため、種々の検査に用いる試料に対して安定して使用できる。
流路プレート10Aは、プレート本体20Aを2つの板状プレート(第1板状プレート201及び第2板状プレート202)で構成して、第1板状プレート201及び第2板状プレート202は液体流路21に対応した溝部を有する。そのため、第1板状プレート201及び第2板状プレート202を貼り合わせることで、内部に液体流路21を形成したプレート本体20Aを容易に得ることができる。また、第1板状プレート201及び第2板状プレート202を射出成形で作製する場合、金型も簡易に製造できる。
流路プレート10Aは、フローセル23Aを、貫通孔40aの軸方向がプレート本体20Aの一方の主面に対して平行となるように形成している。そして、検出体40Aを貫通孔40aの軸方向がプレート本体20Aの一方の主面に対して平行となるようにフローセル23Aに配設している。これにより、分析する部分の試料の流す方向を流路プレート10Aの平面方向(Y軸方向)となるように調整できる。例えば、分析装置の測定光の光路が横方向の場合に対応することができる。
流路プレート10Aは、フローセル23Aを、第1板状プレート201の溝部の一部である第1溝部2011A(図2参照)と第2板状プレート202の溝部の一部である第2溝部2021A(図2参照)とで形成している。そして、フローセル23Aは、軸方向視(Y軸方向)において多角形(本実施形態では、六角形)となるようにしている。検出体40Aは、貫通孔40aの軸方向視における断面形状を多角形(本実施形態では、六角形)に形成して、フローセル23Aに収容している。検出体40Aの外形を軸方向視において同じ多角形とすることで、検出体40Aをフローセル23Aの形状に合わせられるので、フローセル23A内での検出体40Aの位置ずれを容易に防げる。これにより、試料中の成分の測定時に、検出体40Aの位置がずれて、測定光が検出体40Aの内壁面401に衝突するのを低減できるため、試料中の成分を安定して測定できる。
流路プレート10Aは、フローセル23Aを、第1板状プレート201の第1溝部2011A(図2参照)と第2板状プレート202の第2溝部2021A(図2参照)とで形成している。そして、第1溝部2011A(図2参照)の軸方向視における断面形状と第2溝部2021A(図2参照)の軸方向視における断面形状とを非対称としている。また、フローセル23Aに設置される検出体40Aの貫通孔40aは、第2溝部2021A(図2参照)に位置している。これにより、検出体40A内を通る測定光の光軸が第1板状プレート201と第2板状プレート202との接合面(境界)に位置しない。そのため、測定光が接合面で散乱することを抑制することができるので、検出体40Aにおいて検出誤差が生じるのを低減できる。
流路プレート10Aは、検出体40Aに、プレート本体20A側に形成された液体流路21と貫通孔40aの一端側とを接続する流入流路41Aと、プレート本体20A側に形成された液体流路21と貫通孔40aの他端側とを接続する流出流路42Aとを有する。これにより、第1板状プレート201と第2板状プレート202とで形成される液体流路21の他に、検出体40Aと第1板状プレート201又は第2板状プレート202とで形成される流路(流入流路41A及び流出流路42A)を別途形成できる。そのため、流路プレート10Aは、2枚の板状プレート(第1板状プレート201又は第2板状プレート202)で、プレート本体20A内に、液体流路21、貫通孔40a、流入流路41A及び流出流路42Aを含む全体の流路を形成できる。これにより、流路プレート10Aは、より少ない板状プレートでプレート本体20Aを容易に形成できる。
流路プレート10Aは、液体流路21のうち、測定光が通過する液体流路21よりも上流側の液体流路21内に分離素子収容部22を有し、分離素子収容部22内に分離カラム30を設けている。これにより、分離カラム30において試料に含まれる成分を分離した後、検出体40Aで試料中の成分を分析できる。
このように、本実施形態に係る流路プレート10Aは、血液中に含まれるタンパク質や核酸等の血液成分や工場等から排出される排水中に含まれる化学物質、地下水に含まれる成分等の微量な物質の分析を簡易かつ高精度に行うことができる。そのため、流路プレート10Aは、臨床検査、食物検査、環境検査、又は診療や看護現場等の医療現場において好適に用いることができる。特に、POCT用として有効に用いることができる。
(変形例)
なお、本実施形態では、プレート本体20Aは、平面視において、矩形状の他に、円形等の他の形状に形成されていてもよい。
なお、本実施形態では、プレート本体20Aは、平面視において、矩形状の他に、円形等の他の形状に形成されていてもよい。
本実施形態では、プレート本体20Aは、2つの板状プレート(第1板状プレート201及び第2板状プレート202)で形成されているが、3つ以上の板状プレートで形成することもできる。
本実施形態では、第1液体流路211、第2液体流路212、第3液体流路213、第4液体流路214、及び第5液体流路215の断面は、いずれも略円形としているが、これらの流路の何れかの流路の断面を多角形等としてもよい。
本実施形態では、液体流路21は、検出体40Aの端面に設けた流入流路41A及び流出流路42Aで連結されているが、これに限定されない。図12は、液体流路21と検出体40Aとの連結の他の構成の一例を示す平面図である。図12に示すように、液体流路21(第3液体流路213及び第4液体流路214)は、検出体40Aの貫通孔40aの開口部の位置まで延びるように形成されていてもよい。
本実施形態では流路プレート10A内の分離素子収容部22は、流路プレート10Aの形状や大きさに影響のない範囲で、流路プレート10A内に直列又は並列に複数設けてもよい。このとき、それぞれの分離素子収容部22に分離カラム30を設けてもよい。
本実施形態では、フローセル23Aの軸方向の断面視における形状は、第1板状プレート201に検出体40Aの貫通孔40aが位置するように、フローセル23Aは形成されていてもよい。
本実施形態では、フローセル23Aの軸方向の断面視における形状は、例えば、図13に示すような四角形や図14に示すような五角形等の多角形としてもよい。このとき、検出体40Aも、軸方向視における断面形状をフローセル23Aの形状に合わせて、五角形等の多角形とする。検出体40Aの軸方向視における形状を多角形とし、検出体40Aをフローセル23Aの形状に合わせることで、フローセル23A内での検出体40Aの位置ずれを防げる。これにより、試料中の成分の測定時に、検出体40Aの位置がずれて光が検出体40Aの内壁面に衝突するのを低減できるため、試料中の成分を安定して測定できる。
なお、フローセル23Aの断面軸方向視における形状が円形である場合、貫通孔40aが第1板状プレート201又は第2板状プレート202のどちらかに位置すると、検出体40Aをフローセル23Aに挿脱し難くなる可能性がある。そのため、本実施形態では、フローセル23Aの軸方向における断面視の形状は多角形とし、第1板状プレート201と第2板状プレート202との接合面に対して逆テーパが形成されないようにすることが好ましい。これにより、貫通孔40aが位置するどちらかのプレート本体20A(本実施形態では、第2板状プレート202)を射出成形やプレス加工等で作製する際に、プレート本体20Aを容易に作製することができる。
本実施形態では、フローセル23Aの長さは、特に限定されず、任意の長さに自由に設計してもよい。例えば、フローセル23Aの長さを流路プレート10AのY軸方向の長さの半分以上としてもよい。流路プレート10Aは、流路プレート10Aの厚さを変えずに、フローセル23Aを任意の位置に設けることができる。これにより、フローセル23Aが、図1~図3に示す流路プレート10Aのフローセル23Aより長くしても、流路プレート10Aの外形は、図1~図3に示す流路プレート10Aと同一形状のままとすることができる。そのため、流路プレート10Aは、図1~図3に示す流路プレート10Aと共通の状態で使用することができる。
本実施形態では、分離カラム30の長さは、特に限定されず、任意の長さとしてもよい。
本実施形態では、分離カラム30は被覆部33を備えているが、固定相31のみで分離素子収容部22に挟持した状態で配置することができる場合等には、被覆部33は設けなくてもよい。
本実施形態では、検出体40Aは、軸方向視において、フローセル23Aの形状に合わせて六角形に形成されているが、フローセル23Aの形状に合わせればよい。フローセル23Aの断面視方向における形状が、図13に示すような四角形や図14に示すような五角形である場合、検出体40Aの軸方向における形状を四角形や五角形等の多角形に形成する。
本実施形態では、検出体40Aは、軸方向において、内筒と外筒との二層で構成されていてもよい。この場合、内筒又は外筒は、分析に使用される測定光が透過しない材料を用いて形成する。貫通孔40a内に照射された測定光が検出体40Aの内壁面401(内筒の内周面)に照射された場合、内筒が分析に使用される測定光が透過しない材料で形成されていれば、内筒の内周面で測定光が透過するのを抑えられる。外筒が分析に使用される測定光が透過しない材料で形成されていれば、測定光が内壁面401(内筒の内周面)を通過しても、測定光は外筒の内周面で透過するのが抑えられる。
本実施形態では、検出体40Aの貫通孔40aは、軸方向視において円形以外に、四角形や六角形等の多角形に形成されていてもよい。
本実施形態では、貫通孔40aは、第1板状プレート201と第2板状プレート202との接合面を跨ぐように形成してもよい。この場合、検出体40Aの軸方向視における形状は、四角形や五角形等の多角形に形成されていてもよいし、図15に示すように、円形に形成されていてもよい。なお、円形には、楕円形を含むものとする。
例えば、図15に示すように、フローセル23A及び検出体40Aの軸方向視における形状が円形に形成されているとする。この場合、フローセル23Aは、第1板状プレート201の溝部の一部である第1溝部2011Aと第2板状プレート202の溝部の一部である第2溝部2021Aとで軸方向視における断面形状が円形となるように形成される。そして、検出体40Aは、フローセル23Aの形状に合うように、貫通孔40aの軸方向視における断面形状が円形に形成される。検出体40Aの軸方向視における形状は、フローセル23Aの形状に合うように円形に形成されるため、フローセル23A内での検出体40Aの位置ずれを防げる。これにより、試料中の成分の測定時に、検出体40Aの位置がずれて測定光が検出体40Aの内壁に衝突するのを低減できる。
本実施形態では、検出体40Aは、流入溝部411A又は流出溝部421Aの何れかを有するように形成されてもよい。
本実施形態では、検出体40Aは、流入流路41Aを形成する流入溝部411A及び流出流路42Aを形成する流出溝部421Aに代えて、流入流路41A及び流出流路42Aを形成する孔を有していてもよい。
本実施形態では、プレート本体20Aは、その上側端面又は下側端面の角部に1つ以上の位置決め孔を備えてもよい。第1板状プレート201と第2板状プレート202とを貼り合わせてプレート本体20Aを作製する際、第1板状プレート201と第2板状プレート202との貼り合わせ位置の調整が容易になる。また、分析装置50A(図11参照)に流路プレート10Aを設置する際に流路プレート10Aの位置を所定の位置に容易に固定できる。なお、位置決め孔は、プレート本体20Aを貫通していてもよいし、凹状に形成されていてもよい。
本実施形態では、プレート本体20Aの流入口25及び流出口26は、流路プレート10Aの+Y軸方向の辺側に設けられているが、流路プレート10Aの他の三つの辺のうちのいずれか一つの辺側に設けられていてもよい。
本実施形態では、プレート本体20Aは、その四つの辺のうちの何れか一つの辺に面取り部を備えてもよい。これにより、流路プレート10Aの分析装置50A(図11参照)への挿入方向が確認しやすくなる。
本実施形態では、検出体40Aの貫通孔40aの軸方向がプレート本体20Aの一方の主面に対して平行となるように、フローセル23A(収容部)に配設されているが、これに限定されない。図16は、流路プレートの他の構成の一例と分析装置を模式的に示す図である。なお、図16では、説明を分かり易くするため、この変形例の流路プレートは、ある部分の断面を模式的に示した側面図としている。図16に示すように、フローセル23Aは、フローセル23A内の試料の流れ方向がプレート本体20Aの一方の主面に対して垂直となるように形成されていてもよい。すなわち、図16に示す流路プレート10Aでは、検出体40Aの貫通孔40aの軸方向がプレート本体20Aの一方の主面に対して垂直となるように、フローセル(収容部)23Aを配設している。これにより、図16に示す流路プレート10Aは、分析する部分の試料の流す方向を流路プレート10Aの厚さ方向(Z軸方向)に調整できるため、例えば、分析装置の測定光の光路が縦方向の場合に対応することができる。
この場合、図16に示すように、プレート本体20Aは、3つの板状プレート(第1板状プレート201'、第2板状プレート202'、及び第3板状プレート203')で構成している。そして、第1板状プレート201'及び第2板状プレート202'は液体流路21に対応した溝部及び孔を有する。第3板状プレート203'は、液体流路21に対応した溝部を有する。更に、第2板状プレート202'は、収容部(フローセル23A)に対応した貫通穴202aを有し、検出体40Aをこの貫通穴202aに収容している。また、第1板状プレート201'と第2板状プレート202'とで、分離素子収容部22を形成し、分離カラム30を分離素子収容部22に収容している。
図16に示す流路プレート10Aにおいて、第2板状プレート202'を2枚の第2板状プレート(第21板状プレート及び第22板状プレート)で構成することもできる。その際には、第21板状プレートと第22板状プレートとで、互いに対抗する対向面に分離素子収容部22を形成し、分離カラム30を分離素子収容部22に収容することができる。また、第21板状プレート及び第22板状プレートのそれぞれの対向面とは反対側のそれぞれの背面に、液体流路21に対応した溝部を形成することもできる。その際には、第1板状プレート201'及び第3板状プレート203'に溝部を形成せず、第21板状プレート及び第22板状プレートの溝部のみで、液体流路21を形成することもできる。
また、図16に示す流路プレート10Aでは、第3板状プレート203'に孔を形成することができる。その際には、第1板状プレート201'の孔により形成された第5液体流路215を、第3板状プレート203'の孔で第5液体流路215を形成できる。これにより、流路プレートの一方面側から試料を注入し、流路プレートの他方面側から試料を排出させることができる。
また、図16に示す流路プレート10Aでは、検出体40Aは、軸方向視における形状を、図17に示すような円形でもよいし、図18に示すような四角形や五角形等の多角形でもよい。フローセル23Aの形状に応じて、検出体40Aの軸方向視における形状を円形や多角形とし、検出体40Aをフローセル23Aの形状に合わせれば、フローセル23A内での検出体40Aの位置ずれを防げる。これにより、試料中の成分の測定時に、検出体40Aの位置がずれて測定光が検出体40Aの内壁面401に当たるのを低減できる。そのため、測定光の光軸に沿って貫通孔40aを通過する測定光の光量を増大させ、試料中の成分を安定して測定できる。
図16に示す流路プレート10Aの作製方法は、第2板状プレート202'の貫通穴202aに検出体40Aを収容し、第2板状プレート202'の上に分離カラム30を載置した状態で、第2板状プレート202'を第1板状プレート201'と第3板状プレート203'とで挟み込む。そして、第1板状プレート201'と第2板状プレート202'、 第2板状プレート202'と第3板状プレート203'を接合する。これにより、流路プレート10Aが得られる。
また、図16に示す流路プレート10Aでは、第1板状プレート201'及び第3板状プレート203'に、フローセル23Aに対応した位置に溝部を更に有してもよい。これにより、第1板状プレート201'の溝部と第2板状プレート202'の貫通穴202aと第3板状プレート203'の溝部とで、フローセル23Aが形成される。そして、この溝部の部分に対応した検出体、すなわち軸方向に伸びた検出体40Aをフローセル23Aに収容することとなる。
これにより、第1板状プレート201'の溝部に検出体40Aを載置した後、第2板状プレート202'の貫通穴202aに検出体40Aが収容されるように第2板状プレート202'を第1板状プレート201'に重ねる。そして、第3板状プレート203'の溝部に検出体40Aが収容されるように第3板状プレート203'を第2板状プレート202'に重ねる。これにより、図16に示す流路プレート10Aが組み立てられる。よって、図16に示す流路プレート10Aを得る際に、第1板状プレート201'、第2板状プレート202'及び第3板状プレート203'のそれぞれの位置合わせを精度良く行うことができる。
なお、新たな検出体40Aの貫通孔40aの一端側に検出体40Aの肉厚部を貫通した貫通穴を設けると共に、貫通孔40aの他端側に検出体40Aの肉厚部を貫通した貫通穴を設け、流入流路と流出流路とする構成がより一層好ましい。
この図16に示す流路プレート10Aを用いた測定は、図16に示すように、第1板状プレート201'の主面側から測定光を照射して行われる。その際に、第1板状プレート201'を透過した測定光が、第2板状プレート202'内の検出体40Aの貫通孔40aを通過し、更に、第3板状プレート203'を透過して、受光部52に受光される。この光照射部51から照射される測定光の光軸と、受光部52で受光される測定光の光軸とが略同一直線上となるように、フローセル23Aを介して、光照射部51と対向して設けられている。そして、受光部52で検出された測定光の検出結果に基づいて、流路プレート10Aの検出体40Aの貫通孔40a内を通った試料の分析が行われる。
[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る流路プレート10Bについて説明する。本実施形態に係る流路プレート10Bは、上記の第1の実施形態に係る流路プレート10Aの検出体40Aの内壁面401に測定光の反射を抑制する反射防止部を備えたものである。
第2の実施形態に係る流路プレート10Bについて説明する。本実施形態に係る流路プレート10Bは、上記の第1の実施形態に係る流路プレート10Aの検出体40Aの内壁面401に測定光の反射を抑制する反射防止部を備えたものである。
図19は、第2の実施形態に係る流路プレートを正面(側面)から見たときの筒状体の構成の一例を示す部分拡大正面図である。図19に示すように、本実施形態に係る流路プレート10Bは、検出体40Aの内壁面401に光の反射抑制する反射防止部として反射防止膜(AR:Anti Reflection)膜(AR膜)60を有する。
AR膜60を形成する材料としては、例えば、Si、Na、Al、Ca、Mg、B、C、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Zr、Nb、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Ot、Au、及びBiのいずれかを主成分とする材料、又は前記主成分の窒化物、酸化物、炭化物、及びフッ化物のいずれかを少なくとも一つ含む材料を用いることができる。具体的には、例えば、MgF、Si3N4、SiO2等を用いることができる。また、AR膜60と検出体40Aとの屈折率差が少ないほうが、反射防止特性を向上させることができる。
AR膜60を検出体40Aの貫通孔40aに形成する方法としては、例えば、蒸着、スパッタ、溶射、塗布、又はゾルゲル法等を用いることができる。
本実施形態では、AR膜60の厚さは、測定光に対して高い透過率を有するように設計されており、測定光の波長λに対して、AR膜60の厚さを光学膜厚λ/4となるようにしている。
貫通孔40aの壁面に形成されるAR膜60の厚さのばらつきが小さいことが好ましい。AR膜60の厚さのばらつきが小さいと、AR膜60に入射した測定光の一部が反射されることをより低減できるので、測定光が貫通孔40a内を散乱して進行することをより抑えられる。そのため、散乱した測定光の光量は低下し、貫通孔40a内を直進した測定光の光量のみを検出する割合が増大する。
流路プレート10Bは、検出体40Aの貫通孔40aの内壁面401にAR膜60を備えることにより、AR膜60に入射した測定光の一部が内壁面401で反射することを低減できる。これにより、測定光が貫通孔40a内を散乱しながら進行して貫通孔40aを通過するのを抑えられる。そのため、流路プレート10Bは、貫通孔40a内を散乱しながら通過した測定光の光量を低下させ、貫通孔40a内を光照射部51(図11参照)と受光部52(図11参照)とを結ぶ光軸に沿って直進した測定光の光量の検出割合を増大できる。よって、流路プレート10Bは、測定光の強度が変動するのをより抑制できるので、試料中の成分をさらに高精度で測定できる。
(変形例)
なお、本実施形態では、AR膜60は、一層としているが、多層でもよい。
なお、本実施形態では、AR膜60は、一層としているが、多層でもよい。
本実施形態では、反射防止部として、AR膜60に代えて、複数の凸部が形成された微細構造部を用いてもよい。図20は、微細構造部を備える検出体40Aを軸方向から見た図である。図20に示すように、微細構造部61Aは、複数の凸部が形成された微細構造体(微細凸構造体)61aを有する。なお、説明を分かり易くするため、微細構造部61Aは、図20ないし図22で模式的に示しているので、実際の寸法とは大きく異なる。
図21は、微細構造部61Aの構成を示す貫通孔40aの部分拡大図である。図21に示すように、微細凸構造体61aは、貫通孔40aの内壁面401に径方向の内側に向かって、断面積が徐々に小さくなる錐形状(テーパ形状)に形成されている。これにより、AR膜60と貫通孔40aとの界面での屈折率の変化を小さくできるので、該界面での測定光の反射が抑えられる。
微細凸構造体61aは、測定光の波長よりも短いピッチ(頂点間隔)Pで複数設けらることが好ましい。なお、微細凸構造体61a同士のピッチPは、隣り合う2つの微細凸構造体61aの頂点同士の間隔としているが、隣り合う2つの微細凸構造体61aの底面の中心間の距離としてもよい。
微細凸構造体61aの直径と、微細凸構造体61a同士のピッチPとは、測定光の反射率を低下させるために、測定光の波長よりも短いことが好ましい。微細凸構造体61aの直径は、測定光の波長の1/2以下であることが好ましい。微細凸構造体61aの直径が測定光の波長の1/2以下であれば、測定光の反射率を十分に低下させることができる。同様に、複数の微細凸構造体61aのピッチPは、測定光の波長の1/2以下であることが好ましい。複数の微細凸構造体61aの間隔が光の波長の1/2以下であれば、光の反射率を十分に低下させることができる。
隣接する2つの微細凸構造体61a同士の間は平坦部62を有するように、貫通孔40aの内壁面401に設けられている。なお、平坦部62は無くてもよい。
微細構造部61Aは、例えば、電子ビームリソグラフィー、X線リソグラフィーやフオトリソグラフィー等とエッチングを用いて内壁面401に形成できる。
検出体40Aは、貫通孔40aに、測定光の波長よりも短い間隔で微細凸構造体61aを複数備えた微細構造部61Aを有する。そして、微細凸構造体61aは、内壁面401から径方向に、断面(横断面)が徐々に小さくなるテーパ形状に形成されている。そのため、図21に示すように、検出体40Aと貫通孔40aとの界面での屈折率nの変化(n2→n1)が緩やかになるように屈折率を連続的に変化させることができる。これにより、該界面での測定光の反射率を低下させることができるので、該界面での測定光の反射率を低くできる。また、微細凸構造体61aの凸方向の長さが、最大径よりも長い場合には、屈折率変化をより緩やかにでき、反射率をより低下させられる。
よって、流路プレート10Bは、検出体40Aの貫通孔40aの内壁面401に微細構造部61Aを設けた場合でも、内壁面401に入射した測定光の一部が内壁面401で反射することを低減できる。これにより、測定光が貫通孔40a内を散乱しながら進行して貫通孔40aを通過するのを抑えられる。
流路プレート10Bは、微細構造部61Aにより、貫通孔40a内に流れる試料の不純物等が微細凸構造体61a同士の間に入り込み難くなるので、微細凸構造体61aへの不純物等の付着力が弱められる。これにより、微細構造部61Aへの不純物等の付着が仰えられる。
流路プレート10Bは、微細構造部61Aを、複数の微細凸構造体61aの中心間隔が略一定となるように形成することが好ましい。これにより、微細構造部61Aは、微細凸構造体61aが形成された全域で略均一な反射率低減効果を得られる。
なお、微細凸構造体61aは、測定光の波長よりも短い間隔(例えば、頂点間隔)で並ぶ凸状の構造であれば、形状、大きさ、配列は、特に限定されない。
微細凸構造体61aの形状は、錐形状以外に、例えば、楕円錐形状、正四角錐形状以外の多角錐形状、円錐台形状、楕円錐台形状、多角錐台形状等のテーパ形状でもよい。また、微細凸構造体61aの形状は、例えば、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状等であってもよい。また、微細凸構造体61aは、軸方向における断面視(内壁面401の径方向に平行な断面)における形状が湾曲していてもよい。
微細凸構造体61aは、テーパ形状のように、内壁面401の径方向に断面が徐々に小さくなる形状であること以外に、内壁面401の径方向に断面積が段階的に小さくなる形状であってもよい。
複数の微細凸構造体61aは、それぞれ同じ形状及び大きさとする以外に、異なる形状や大きさが異なっていてもよい。
微細構造部61Aは、複数の微細凸構造体61aを規則的に配列しているが、複数の微細凸構造体61aの間隔が光の波長よりも短ければ、複数の微細凸構造体61aは規則的に配列されていなくてもよい。
図20及び図21に示す微細構造部61Aの他に、図22に示すように、複数の凹部が形成された微細構造部61Bを用いてもよい。微細構造部61Bは、貫通孔40aの内周面に、凹状の微細構造体(微細凹構造体)61bを有する。微細凹構造体61bは、内周面の複数箇所をエッチング等することで得られる。微細構造部61Bでも、上記の微細構造部61Aと同様の効果を得ることができる。
また、検出体40Aは、その内壁面401に、図20及び図21に示す微細構造部61Aと図22に示す微細構造部61Bとの両方を形成してもよい。
本実施形態では、流路プレート10Bは、検出体40Aの貫通孔40aの内壁面401に、反射防止部としてAR膜60の他に、図20及び図21に示す微細構造部61Aと図22に示す微細構造部61Bとの何れか一方又は両方を併用してもよい。
[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る流路プレートについて説明する。本実施形態に係る流路プレートは、上記の第1の実施形態に係る流路プレート10Aに形成されるフローセル23A内の測定対象液体(試料)の流れ方向をプレート本体20Aの一方の主面に対して垂直となるように形成したものである。そして、フローセル23Aの形状を一対の四角錐台の底面を合わせた形状に変更し、それに対応して検出体40Aの形状を同じに変更したものである。更に、検出体40Aに、流入流路41B、流出流路42B、第1連結流路43、及び第2連結流路44を形成したものである。
第3の実施形態に係る流路プレートについて説明する。本実施形態に係る流路プレートは、上記の第1の実施形態に係る流路プレート10Aに形成されるフローセル23A内の測定対象液体(試料)の流れ方向をプレート本体20Aの一方の主面に対して垂直となるように形成したものである。そして、フローセル23Aの形状を一対の四角錐台の底面を合わせた形状に変更し、それに対応して検出体40Aの形状を同じに変更したものである。更に、検出体40Aに、流入流路41B、流出流路42B、第1連結流路43、及び第2連結流路44を形成したものである。
図23は、第3の本実施形態に係る流路プレートの構成の一例を示す斜視図であり、図24は、流路プレートの分解斜視図であり、図25は、流路プレートの平面図である。図26は、検出体40Bの上方斜視図であり、図27は、検出体40Bの下方斜視図である。図23及び図24に示すように、本実施形態に係る流路プレート10Cは、板状に形成されたプレート本体20B、試料中の成分を分離する分離カラム(分離素子)30、及び検出体40Bを有する。そして、流路プレート10Cには、試料が通る流路が内部に設けられており、分離カラム30及び検出体40Bが流路に収容されている。以下、第1の実施形態に係わる流路プレート10Aの構成と特に異なる、プレート本体20B、フローセル23B、及び検出体40Bについて主に説明する。
図23に示すように、流路プレート10Cのプレート本体20Bは、第1の実施形態と同様に、板状に形成されている。プレート本体20Bは、平面視において(図23を参照)、矩形状に形成されており、角に丸みを有する。また、プレート本体20Bは、2つの板状プレート(第1板状プレート201及び第2板状プレート202)を有し、第1板状プレート201と第2板状プレート202とを板厚方向に積層して構成されている。
プレート本体20Bには、測定対象液体が通る流路が設けられている。そして、この流路は、液体流路21(第1液体流路211、第2液体流路212、第3液体流路213、第4液体流路214及び第5液体流路215)、分離素子収容部22、及びフローセル(収容部)23Bを有する。また、第1板状プレート201及び第2板状プレート202には、液体流路21、分離素子収容部22及びフローセル23Bに対応した形状の、溝部又は孔が形成されている。
流路プレート10Cの流路の経路は、流入口25から、流路プレート10Bの厚さ方向(-Z軸方向)に略垂直に形成された第1液体流路211を経て、+X軸方向に伸びた第2液体流路212に連結されている。そして、第2液体流路212から、+X軸方向に伸びた分離素子収容部22、第3液体流路213を経て、フローセル23Bに連結されている。ここで、フローセル23B内に設けられた検出体40Bにより、厚さ方向(+Z軸方向)への流路方向が変えられている。そして、フローセル23Bから、+X軸方向に伸びた第4液体流路214、厚さ方向(+Z軸方向)に略垂直に形成された第5液体流路215を経て、流出口26へとつながっている。なお、第2液体流路212、分離素子収容部22、第3液体流路213及び第4液体流路214は、第1板状プレート201と第2板状プレート202との境界部分に沿って流路プレート10Cの+X軸方向に伸びて形成されている。
また、流路プレート10Cには、図23ないし図25に示すように、プレート本体20Bの上側端面及び下側端面の角部に4つの位置決め孔28を備える。第1板状プレート201と第2板状プレート202を貼り合わせてプレート本体20Bを製造する際、第1板状プレート201と第2板状プレート202との貼り合わせ位置の調整が容易になる。また、分析装置50B(図28参照)に流路プレート10Cを設置した際、流路プレート10Cの分析装置50Bに対する位置決めが容易となると共に、相対位置が精度良く固定される。これにより、光照射部51、検出体40Bの貫通孔40a、受光部52の相対位置精度が向上し、測定精度が向上する。なお、位置決め孔28は、プレート本体20Bを貫通していてもよいし、凹状に形成されていてもよい。
フローセル23Bは、図23に示すように、第1板状プレート201の第1溝部2011Bと第2板状プレート202の第2溝部2021Bとで形成されている。フローセル23Bは、試料が通過する流路の一部(第3液体流路213と第4液体流路214との間)に対して大きな断面積を有する空間を有する。また、図24に示すようにフローセル23Bは、第1溝部2011B及び第2溝部2021Bは、四角錐台の上面を底面とし四角錐台の底面を開口面とした凹溝で形成されている。そして、第1板状プレート201と第2板状プレート202を貼り合わせた際には、第1板状プレート201と第2板状プレート202との接合面を挟んで上下方向及び左右方向に対称に形成されている(鏡像関係)。
検出体40Bは、図26及び図27に示すように、一対の四角錐台の底面を合わせた形状で形成されている。すなわち、検出体40Bは、それぞれ四角錐台の上面を構成する平坦面402A及び402Bを上下両面に有する。そして、検出体40Bは、平坦面402Aに連続して形成されたテーパ部403と、平坦面402Bに連続して形成されたテーパ部403とをそれぞれ4個有する。すなわち、検出体40Bは、平坦面402A及び402Bと、8個のテーパ部とを有する。
平坦面402A及び平坦面402Bは、図23ないし図27に示すように、その中央部分に、検出体40Bの平坦面402A(-Z軸方向の端面)から他方の平坦面402B(+Z軸方向の端面)に貫通した貫通孔40aを有する。なお、平坦面402A及び平坦面402Bの中央部分とは、検出体40Bの平面視における対角線の交点部分である(図25参照)。
また、図26及び図27に示すように、検出体40Bの平坦面402Aには、貫通孔40aの一端側と連通する流入溝部411Bが形成されていると共に、検出体40Bの平坦面402Bには、貫通孔40aの他端側と連通する流出溝部421Bが形成されている。これにより、検出体40Bがフローセル23B内に収容されることで、フローセル23Bを形成する第1溝部2011Bの底壁と検出体40Bの流入溝部411Bとにより流入流路41Bが形成される。また、フローセル23Bを形成する第2溝部2021Bの底壁と検出体40Bの流出溝部421Bとにより流出流路42Bが形成される。
これにより、液体流路21を流れてきた試料を、検出体40Bの流入溝部411Bを介して内壁面401側から貫通孔40a内に流入させることができる。また、貫通孔40aの内壁面401側から検出体40Bの流出溝部421Bを介して液体流路21に流出させることができる。そのため、測定光の照射側から見て、貫通孔40aの一端側と他端側の開口にプレート本体20B側の液体流路21が存在しない。よって、流路プレート10Bは、液体流路21が検出体40B内に照射される測定光の進路を邪魔するのを防ぐことができる。
テーパ部403は、図26及び図27に示すように、第3液体流路213と連結する第1連結溝部431と、第4液体流路214と連結する第2連結溝部441とを有する。本実施形態では、第1連結溝部431は、平坦面402Aに連続して形成された4つのテーパ部403のうちの一つのテーパ部403に形成されている。第2連結溝部441は、平坦面402Bに連続して形成された4つのテーパ部403のうちの一つのテーパ部403に形成されている。検出体40Bがフローセル23B内に収容されることで、フローセル23Bを形成する第1溝部2011Bの側壁と検出体40Bの第1連結溝部431とにより、貫通孔40aの一端側と流入流路41Bを介して接続する第1連結流路43が形成される。また、フローセル23Bを形成する第2溝部2021Bの側壁と検出体40Bの第2連結溝部441とにより、貫通孔40aの他端側と流出流路42Bを介して接続する第2連結流路44が形成される。
一般に、従来の流路プレートは、フローセルの軸方向がプレート本体の一方の主面に対して垂直となるように、フローセルが形成されている場合、設計上、少なくとも3枚の板状プレートが必要となる。これに対し、本実施形態では、第1板状プレート201と第2板状プレート202とで形成される流路の他に、検出体40Bと板状プレートで形成される流路(第1連結流路43、第2連結流路44)を別途形成される。そのため、プレート本体20Bの一方の主面に対して検出体40Bの貫通孔40aの軸方向が垂直となるように、検出体40Bがフローセル23Bに配設されても、2枚の板状プレート(第1板状プレート201と第2板状プレート202)で、貫通孔40aにより形成される流路を含めた全体の流路が形成される。よって、流路プレート10Cは、より少ない板状プレートでプレート本体20Bを形成でき、かつ容易に作製される。
このように、流路プレート10Cは、フローセル23Bを、試料の流れ方向がプレート本体20Bの一方の主面に対して垂直となるように形成し、フローセル23B及び検出体40Bの形状を、一対の四角錐台の底面を合わせた形状としている。そして、検出体40Bの平坦面402A及び402Bとテーパ部403に流入流路41B、流出流路42B、第1連結流路43及び第2連結流路44を形成している。そのため、流路プレート10Cは、測定対象液体中の成分を高精度で測定でき、しかも第1板状プレート201及び第2板状プレート202の2枚で構成できる。
本実施形態に係る流路プレート10Cを用いて分析装置で試料を分析する場合の一例について説明する。図28は、流路プレート10Cを備えた分析装置を模式的に示す図である。図28に示すように、分析装置50Bは、流路プレート10C、光照射部51、受光部52、制御部53、及び表示部54を有する。なお、図11に示す分析装置50Bの光照射部51、受光部52、制御部53、及び表示部54は、上記の第1の実施形態に係る流路プレート10Aに適用される分析装置50Aと同様であるため、これらの構成についての説明は省略する。
流路プレート10Cが分析装置50B内に挿入されると、分析装置50B内で流路プレート10Cの位置が固定される。その後、流入口25には供給管57が自動挿入され、流出口26には排出管58が自動挿入され、供給管57から流入口25に試料が注入される。
試料は、流入口25から第1液体流路211を通って流路プレート10Cの厚さ方向に流れた後、第2液体流路212を通って、分離素子収容部22に供給される。試料は、分離素子収容部22内の分離カラム30を通りながら、分離カラム30で試料中の成分が分離される。その後、分離カラム30で成分が分離された試料は、分離素子収容部22から第3液体流路213を通って、フローセル23Bに供給される。
試料がフローセル23Bに供給されると、試料は、フローセル23B内の第1連結流路43、流入流路41Bを通って、検出体40Bの貫通孔40aの一端部側に流れる。貫通孔40a内を流れて通過した試料は、貫通孔40aの他端部側から、フローセル23B内の流出流路42B、第2連結流路44を通って、第4液体流路214に流れる。そして、試料は、第4液体流路214から第5液体流路215を通って、流出口26に流れ、流出口26から排出される。
このとき、試料が貫通孔40aを流れる前又は流れている状態で、貫通孔40a内に光照射部51から測定光が貫通孔40aを通過するように照射される。光照射部51から照射された光は貫通孔40aを通過して、受光部52に受光され、検出される。
受光部52で検出された検出結果は、配線56を介して制御部53に送られ、制御部53で、フローセル23B内に設けた検出体40Bの貫通孔40a内を通った試料の分析が行われる。制御部53は分析結果を表示部54に送信し、表示部54に分析結果が表示される。
このように、本実施形態に係る流路プレート10Cは、フローセル23B内の試料の流れ方向がプレート本体20Bの一方の主面に対して垂直となるようにフローセル23Bを形成しても、上記の第1の実施形態に係る流路プレート10Aと同様の効果を発揮できる。
また、流路プレート10Cは、フローセル23B内の試料の流れ方向をプレート本体20Bの一方の主面に対して垂直となるように形成しても、より少ない板状プレートでプレート本体20Bを容易に形成できる。すなわち、従来の流路プレートは、流路プレートの主面に対して検出体の貫通孔の軸方向が垂直となるように、検出体をフローセルに配設する場合、少なくとも3枚の板状プレートが必要になる。これに対し、流路プレート10Cは、検出体40Bに、第1連結溝部431及び第2連結溝部441を有する。これにより、第1板状プレート201と第2板状プレート202とで形成される液体流路21の他に、検出体40Bと第1板状プレート201又は第2板状プレート202とで形成される流路(第1連結流路43、第2連結流路44)を別途形成できる。流路プレート10Cは、プレート本体20Bの一方の主面に対して検出体40Bの貫通孔40aの軸方向が垂直となるように、検出体40Bをフローセル23Bに配設している。この場合でも、流路プレート10Cは、上記の第1の実施形態に係る流路プレート10Aと同様、2つの板状プレート(第1板状プレート201及び第2板状プレート202)で、貫通孔40aにより形成される液体流路21を含めた全体の流路を形成できる。これにより、より少ない板状プレートでプレート本体20Bを形成できると共に、プレート本体20Bを容易に製造できる。また、プレート本体20Bを構成する板状プレートの層数が削減されることで、流路プレートの製造費用を低減できる。
さらに、流路プレート10Cは、検出体40Bに、流入流路41B及び流出流路42Bを有しているので、第1連結流路43を流れてきた試料を検出体40Bの流入溝部411Bを介して内壁面401側から貫通孔40a内に流入させることができる。また、貫通孔40aの内壁面401側から検出体40Bの流出溝部421Bを介して第2連結流路44に流出させることができる。このため、測定光の照射側から見て、貫通孔40aの一端側と他端側の開口にプレート本体20B側の液体流路21が存在しないので、測定光が貫通孔40aを通過する際にノイズが発生するのを低減できる。これにより、流路プレート10Cは、受光部52における測定光の検出性能を向上できる。
なお、本実施形態では、流路プレート10Cは、平面視において、矩形状の他に、円形等の他の形状に形成されていてもよい。
本実施形態では、フローセル23B及び検出体40Bの形状は、一対の四角錐台の底面を合わせた形状以外に、検出体40Bのテーパ部403に流入流路41B及び流出流路42Bが形成できる形状であればよい。
以上の通り、実施形態を説明したが、上記の各実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更等を行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本出願は、2018年10月30日に日本国特許庁に出願した特願2018-204436号に基づく優先権を主張するものであり、特願2018-204436号の全内容を本出願に援用する。
10A~10C 流路プレート
20A、20B プレート本体
201、201' 第1板状プレート
2011A、2011B 第1溝部
202、202' 第2板状プレート
2021A、2021B 第2溝部
203 第3板状プレート
21 液体流路(流路)
211 第1液体流路
212 第2液体流路
213 第3液体流路
214 第4液体流路
215 第5液体流路
22 分離素子収容部
23A、23B フローセル(収容部)
25 流入口
26 流出口
30 分離カラム(分離素子)
40A、40B、40C 検出体
40a 貫通孔
401 内壁面
41A、41B 流入流路
42A、42B 流出流路
411A、411B 流入溝部
421A、421B 流出溝部
43 第1連結流路
431 第1連結溝部
44 第2連結流路
441 第2連結溝部
50A、50B 分析装置
51 光照射部
52 受光部
53 制御部
54 表示部
60 反射防止膜(AR膜)
61A、61B 微細構造部
61a 微細凸構造体
61b 微細凹構造体
20A、20B プレート本体
201、201' 第1板状プレート
2011A、2011B 第1溝部
202、202' 第2板状プレート
2021A、2021B 第2溝部
203 第3板状プレート
21 液体流路(流路)
211 第1液体流路
212 第2液体流路
213 第3液体流路
214 第4液体流路
215 第5液体流路
22 分離素子収容部
23A、23B フローセル(収容部)
25 流入口
26 流出口
30 分離カラム(分離素子)
40A、40B、40C 検出体
40a 貫通孔
401 内壁面
41A、41B 流入流路
42A、42B 流出流路
411A、411B 流入溝部
421A、421B 流出溝部
43 第1連結流路
431 第1連結溝部
44 第2連結流路
441 第2連結溝部
50A、50B 分析装置
51 光照射部
52 受光部
53 制御部
54 表示部
60 反射防止膜(AR膜)
61A、61B 微細構造部
61a 微細凸構造体
61b 微細凹構造体
Claims (13)
- 内部を流れる測定対象液体に測定光を照射して、前記測定対象液体中の成分を分析するための流路プレートであって、
板状に形成され、光透過性を有するプレート本体と、
前記プレート本体の内部に設けられ前記測定対象液体が通る流路と、
前記流路の一部に設けられ、前記流路より大きい断面積を有する空間で形成された収容部と、を備え、
前記収容部には、前記流路の一部を構成する貫通孔を有する検出体が収容され、
前記貫通孔は、前記測定光が通過可能となっており、
前記検出体は、前記貫通孔の内壁面から外部への前記測定光の透過を抑えることを特徴とする流路プレート。 - 前記検出体は、前記貫通孔の一端側と連通する流入流路又は前記貫通孔の他端側と連通する流出流路の何れか一方又は両方を有することを特徴とする請求項1に記載の流路プレート。
- 前記検出体は、エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックのうち少なくとも一方の種類のプラスチックを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の流路プレート。
- 前記貫通孔の前記内壁面に、前記測定光の反射を抑制する反射防止部を有することを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の流路プレート。
- 前記反射防止部が、反射防止膜又は複数の凸部又は凹部が形成された微細構造部の何れか一方又は両方を有することを特徴とする請求項4に記載の流路プレート。
- 前記プレート本体が少なくとも2つの板状プレートで構成され、
少なくとも一方の前記板状プレートは溝部を有し、
2つの前記板状プレートを貼り合わせることで、前記溝部により前記流路が形成されることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の流路プレート。 - 前記検出体は、前記貫通孔の軸方向が前記プレート本体の一方の主面に対して平行又は垂直となるように前記収容部に配設されることを特徴とする請求項6に記載の流路プレート。
- 前記収容部は、一方の前記板状プレートの前記溝部の一部である第1溝部と他方の前記板状プレートの前記溝部の一部である第2溝部とで形成され、
前記検出体は、前記貫通孔の軸方向視における断面形状が多角形又は円形に形成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の流路プレート。 - 前記検出体は、前記貫通孔の軸方向視における断面形状が多角形に形成され、
前記第1溝部の断面形状と前記第2溝部の断面形状とは非対称であり、
前記収容部に設置される前記検出体の前記貫通孔が、前記第1溝部と前記第2溝部のうちのいずれか一方側に位置することを特徴とする請求項8に記載の流路プレート。 - 前記検出体は、前記プレート本体に形成された前記流路と前記貫通孔の一端側とを接続する第1連結流路又は前記プレート本体に形成された前記流路と前記貫通孔の他端側とを接続する第2連結流路の何れか一方又は両方を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の流路プレート。
- 前記流路のうち、前記測定光が通過する流路よりも上流側の流路内に分離素子収容部を有し、
前記分離素子収容部内に分離素子が設けられることを特徴とする請求項1~10の何れか一項に記載の流路プレート。 - 請求項1~11の何れか一つの流路プレートと、
前記流路プレートの前記検出体に前記測定光を照射する光照射部と、
前記流路プレート内の前記貫通孔を通過した前記測定光を受光する受光部と、
を有することを特徴とする分析装置。 - 板状に形成され、光透過性を有するプレート本体と、前記プレート本体の内部に設けられ測定対象液体が通る流路と、前記流路が設けられ前記流路より大きい断面積を有する空間で形成された収容部とを備える流路プレートを用いて、前記測定対象液体中の成分を分析する分析方法であって、
前記流路プレートは、前記収容部に収容され前記測定対象液体及び測定光が通過可能な貫通孔を有する検出体を有し、
前記検出体は、貫通孔の内壁面から外部への前記測定光の透過を抑え、
前記検出体に前記測定光を照射して、前記貫通孔内を流れる前記測定対象液体を通過した前記測定光を分析することを特徴とする分析方法。
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