(57)【要約】【課題】微小量の液体を安定して送液することができるとともに、液漏れや液損がなく、使い捨て構造とすることが容易な安価な液送カセットおよび送液装置を提供する。【解決手段】送液装置は、送液カセット１０と、送液カセットに気体を供給する駆動機構とを備えている。送液カセットは、それぞれ液体を収容する密閉された複数の貯液室２０、２１、２２と、貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、それぞれ貯液室を外気に連通した通気孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃと、貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、隣合う貯液室間を連通した連通路２４ａ、２４ｂと、通気性を有し、通液性のない多孔質材料で形成され、各通気孔を閉じた栓体３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、を有している。【選択図】      図２
2010107228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ液体を収容する密閉された複数の貯液室と、
前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、それぞれ貯液室を外気に連通した通気孔と、
前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、隣合う貯液室間を連通した連通路と、
通液性がなく、通気性を有する多孔質材料で形成され、各通気孔を閉じた栓体と、を備え、
１つの貯液室に収容された液体を、この貯液室に連通した前記通気孔を通して貯液室内に供給された気体により押し込み、前記連通路を通して隣の貯液室に送り、他の通気孔から気体を排気する送液カセット。
【請求項２】
底壁を有しているとともに前記複数の貯液室および連通路が形成されたカセット本体と、前記カセット本体に固定され、前記複数の貯液室を閉じた蓋体と、を備え、前記通気孔は前記蓋体に形成されている請求項１に記載の送液カセット。
【請求項３】
前記貯液室の各々は、前記通気孔から前記カセット本体の底壁に向かって延びた第１流路と、前記第１流路から前記底壁に沿って延びた第２流路と、前記第２流路から前記蓋体に向かって延びた第３流路と、によって形成され、前記第３流路と、隣合う収容室の第１流路とは、前記連通路により互いに連通している請求項２に記載の送液カセット。
【請求項４】
前記貯液室の第１流路、第２流路、第３流路の流路径は、第１流路≧第２流路≧第３流路であり、前記連通路の流路径よりも大きい請求項３に記載の送液カセット。
【請求項５】
前記貯液室の各々は、前記蓋体側から前記カセット本体の底壁に向かって延びた第１流路と、前記第１流路から前記底壁に沿って延びた第２流路と、前記第２流路から前記蓋体に向かって延びた第３流路と、によって形成され、前記貯液室の１つは、前記第１流路が前記通気孔に連通し、前記第２流路が前記連通路を通して隣合う他の貯液室の前記第１流路に連通し、前記他の貯液室の前記第３流路が前記通気孔に連通している請求項２に記載の送液カセット。
【請求項６】
前記多孔質材料は、全孔の８０％以上の孔が、孔径０．４ｎｍ以上、１００μｍ以下の範囲にある多孔質材料である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の送液カセット。
【請求項７】
前記貯液室のいずれかに連通しているとともに被検査媒体が装填される検査部を有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の送液カセット。
【請求項８】
それぞれ液体を収容する密閉された複数の貯液室と、前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、それぞれ貯液室を外気に連通した通気孔と、前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、隣合う貯液室間を連通した連通路と、通気性を有し、通液性のない多孔質材料で形成され、各通気孔を閉じた栓体と、を備えた送液カセットと、
前記通気孔を通して、前記貯液室に気体を供給するポンプと、前記ポンプの動作を制御する制御部とを有し、前記送液カセットの１つの貯液室に収容された液体を、この貯液室に連通した前記通気孔を通して貯液室内に気体を供給して前記液体を押し込み、前記連通路を通して隣の貯液室に送るとともに、他の通気孔から気体を排気する駆動機構と、
を備えた送液装置。
【請求項９】
前記多孔質材料は、全孔の８０％以上の孔が、孔径０．４ｎｍ以上、１００μｍ以下の範囲にある多孔質材料である請求項８に記載の送液装置。
【請求項１０】
前記駆動機構は、前記ポンプに接続されているとともに前記送液カセットの複数の通気孔にそれぞれ接続される複数の送気ノズルと、前記送気ノズルとポンプとの間に設けられた開閉弁と、を備えている請求項８又は９に記載の送液装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小量の液体を所望部位へ送液する送液カセットおよび送液装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、医療分野においては、分析用の液体を微小量、例えば、μlオーダの量だけ検査器に送液する送液装置が用いられている。このような送液装置は、予め液体を収容したタンクと、タンクから検出部まで延びた微小流路と、検出部からタンクまで延びたリターン流と、このリターン流路内に設けられたマイクロポンプと、を備えている（例えば、特許文献１、特許文献２）。リターン流路において、マイクロポンプの上流側および下流側には、バッファータンクがそれぞれ設けられている。そして、マイクロポンプにより、タンク内の液体を吸い出して検出部に送るとともに、リターン流路を用いて、送液量相当の体積の空気等を循環させる。これにより、流路内の内容積を一定としている。液体が危険物等の場合には、流路部品が完全な密閉構造であることが必須となる。
【０００３】
上記送液装置では、タンクから液体を送り出すためには、バッファータンクの位置により多少異なるが、マイクロポンプを作動させ、微小流路を介して液体を吸い上げる、もしくはタンク内に空気等を流入させ、タンク内の気圧を上昇させることにより、タンクから微小流路へ液体を押し出す方法が一般的である。
【０００４】
上記のような液送装置では、主に薬液やサンプル等の液体を扱うため、液漏れがないことが求められ、システムは閉空間を保つ必要がある。一方、送液を行うためには閉空間内に圧力差を生じさせることが必要であり、つまり、圧力差を生む機能を持たせた、いわゆるマイクロポンプや、また、任意の場所へ送液するために、圧力差により送り出された液体を遮断開通する機能が必要になり、遮断開通機能を持つ、いわゆるマイクロバルブとで構成される。圧力差を生じさせるマイクロポンプと、圧力差を遮断開閉するマイクロバルブが同時に備わることで、任意の場所へ液体を送ることができる送液システムが構成される。これまでのマイクロポンプには、シリコーンゴムの伸縮によるもの、圧電素子を利用したもの等がある。また、マイクロバルブには、シリコーンゴムの伸縮、電磁弁、磁性体を利用したもので流路を塞開するもの等がある。
【特許文献１】特開２００８−１０７２４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した送液装置においては、送液を行う際、常に空気等の気体を介在せざるを得ないという問題がある。すなわち、気体は圧縮された場合に容易に体積が変化するため、どのような種類のマイクロポンプを用いても送液が不安定となり、定量的な管理が非常に困難となる。
【０００６】
一般に、検出を行う前に、供給液体に対して、加熱等の前処理することが多いが、上記のような送液装置では、加熱されることにより密閉された微小流路内の気体が膨張し、タンク内の液体が微小流路内に溢れ出すような想定外の液の移動が発生する。また、タンク、微小流路の内圧が更に上昇した場合、微小流路の気密性が破られる可能性もあり、液体が危険物の場合には深刻な問題となる。
【０００７】
送液装置の構成部品を検査毎に使い捨てとする場合には、特にマイクロポンプ等の要素部品については、可能な限り安価であることが望まれる。そこで、リターン流路をシリコーン等の軟質なチューブとし、マイクロポンプをチューブポンプ構造とする方法や、同じくシリコーン等の軟質の膜をポンプとして代用し、流路部品外の送液機構を用いて往復運動等を行わせ、送液を行う方法等が考えられている。しかしながら、いずれの方法も前述したような、送液量が不安定となる問題を抱えているため、実用的とは言えない。
【０００８】
一方、液送装置に求められる機能には、液体を任意の場所に送り込めること、内部圧力差による液移動が起こらないこと、機構が簡便であること、液残りいわゆる液損がないこと、安価であること、等があるが、前述のマイクロポンプやマイクロバルブでは上記の課題を全て同時に解決することはできない。
【０００９】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、微小量の液体を安定して送液することができるとともに、流路部品を使い捨て構造とすることが容易な送液カセットおよびこれを備えた送液装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の態様によれば、送液カセットは、それぞれ液体を収容する密閉された複数の貯液室と、前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、それぞれ貯液室を外気に連通した通気孔と、前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、隣合う貯液室間を連通した連通路と、通気性を有し、通液性のない多孔質材料で形成され、各通気孔を閉じた栓体と、を備え、１つの貯液室に収容された液体を、この貯液室に連通した前記通気孔を通して貯液室内に供給された気体により押し込み、前記連通路を通して隣の貯液室に送り、他の通気孔から気体を排気する。
【００１１】
この発明の態様に係る送液装置は、それぞれ液体を収容する密閉された複数の貯液室と、前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、それぞれ貯液室を外気に連通した通気孔と、前記貯液室に収容される液体の液面よりも上方に位置し、隣合う貯液室間を連通した連通路と、通気性を有し、通液性のない多孔質材料で形成され、各通気孔を閉じた栓体と、を備えた送液カセットと、  
前記通気孔を通して、前記貯液室に気体を供給するポンプと、前記ポンプの動作を制御する制御部とを有し、前記送液カセットの１つの貯液室に収容された液体を、この貯液室に連通した前記通気孔を通して貯液室内に気体を供給して前記液体を押し込み、前記連通路を通して隣の貯液室に送るとともに、他の通気孔から気体を排気する駆動機構と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、微小量の液体を安定して送液することができるとともに、液漏れや液損がなく、使い捨て構造とすることが容易な安価な液送カセットおよび送液装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る送液装置について詳細に説明する。  
図１は、第１の実施形態に係る送液装置を概略的に示す側面図、図２は、送液装置における送液カセットを示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、送液装置は、送液カセット１０と、この送液カセットに送液用の気体を供給する駆動機構５０と、送液カセット１０を駆動機構５０に対して所定位置に支持する基台６０とを備えている。基台６０は、昇降自在に構成されている。送液カセット１０は、駆動機構５０に対して脱着自在に接続されている。
【００１５】
図１および図２に示すように、送液カセット１０は、例えば、合成樹脂等により矩形箱状に形成されている。送液カセット１０は、矩形状のカセット本体１２と、カセット本体に固定されカセット本体の上面を覆った矩形板状の蓋体１４とを有している。カセット本体１２の底壁１３には、下面側に開口した矩形状の凹所からなる検査部１６が形成されている。この検査部１６には、被検査媒体１８、例えば、ＤＮＡチップが脱着可能に装着される。なお、カセット本体１２および蓋体１４は、一体に成形してもよい。
【００１６】
カセット本体１２には、それぞれほぼＵ字形状の流路によって構成された３つの第１、第２、第３貯液室２０、２１、２２が形成され、これらの貯液室は底壁１３と平行な方向に並んでいる。第１貯液室２０は、カセット本体１２の上面から底壁１３の近傍まで、底壁に対してほぼ垂直に延びる第１流路２０ａ、第１流路の下端から底壁１３と平行に延びる第２流路２０ｂ、第２流路の下流端からカセット本体１２の上面まで、底壁１３に対してほぼ垂直に延びる第３流路２０ｃを有している。
【００１７】
第２貯液室２１は、カセット本体１２の上面から底壁１３の近傍まで、底壁に対してほぼ垂直に延びる第１流路２１ａ、第１流路の下端から底壁１３と平行に延びる第２流路２１ｂ、第２流路の下流端からカセット本体１２の上面まで、底壁１３に対してほぼ垂直に延びる第３流路２１ｃを有している。
【００１８】
第３貯液室２２は、カセット本体１２の上面から底壁１３の近傍まで、底壁に対してほぼ垂直に延びる第１流路２２ａ、第１流路の下端から底壁１３と平行に延びるとともに検査部１６に連通した第２流路２２ｂ、第２流路の下流端からカセット本体１２の上面まで、底壁１３に対してほぼ垂直に延びる第３流路２２ｃを有している。
【００１９】
第１貯液室２０と第２貯液室２１とは、第１連通路２４ａを通して互いに連通している。すなわち、第１貯液室２０の第３流路２０ｂの上端、ここでは、蓋体１４側の端は、第１連通路２４ａを介して、第２貯液室２１の第１流路２１ａの上端、ここでは、蓋体１４側の端と連通している。
【００２０】
第２貯液室２０と第３貯液室２１とは、第２連通路２４ｂを通して互いに連通している。すなわち、第２貯液室２２の第３流路２２ｂの上端、ここでは、蓋体１４側の端は、第２連通路２４ｂを介して、第３貯液室２２の第１流路２２ａの上端、ここでは、蓋体１４側の端と連通している。
【００２１】
第１、第２、第３貯液室２０、２１、２２は、蓋体１４によって閉塞されている。蓋体１４には、３つの第１、第２、第３通気孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃが貫通形成されている。第１通気孔２６ａは、第１貯液室２０における第１流路２０ａの上端に連通している。第２通気孔２６ｂは、第２貯液室２１における第１流路２１ａの上端に連通している。第３通気孔２６ｃは、第３貯液室２２における第１流路２２ａの上端に連通している。
【００２２】
第１貯液室２０を形成している第１、第２、第３流路２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび第１連通路２４ａの流路径は、  
第１流路２０ａ≧第２流路２０ｂ≧第３流路２０ｃ＞第１連通路２４ａ  
となるように形成されていることが望ましい。
【００２３】
第２貯液室２１を形成している第１、第２、第３流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび第２連通路２４ｂの流路径は、  
第１流路２１ａ≧第２流路２１ｂ≧第３流路２１ｃ＞第２連通路２４ｂ  
となるように形成されていることが望ましい。
【００２４】
第１、第２、第３通気孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃには、栓体３０ａ、３０ｂ、３０ｃがそれぞれ装着され、各通気孔は栓体によって閉じられている。各栓体３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、通気性を有し、通液性を有さない材料、例えば、多孔質材料により形成されている。各栓体３０ａ、３０ｂ、３０ｃを構成する多孔質材料は、全孔に占める割合として、０．４ｎｍ以上、１００μｍ以下の孔径を有する孔が８０％以上であることが望ましい。このような多孔質材料を用いることにより、通気性はあるが、通液性がない機能を有する栓体３０が得られる。
【００２５】
図１に示すように、送液カセット１０に加圧気体を供給する駆動機構５０は、使用する送液カセット１０に対応して３つの送気ポンプ５１、５２、５３と、これら送気ポンプの駆動を制御する制御部５４と、を備えている。送気ポンプ５１、５２、５３には、電磁開閉弁５６ａ、５６ｂ、５６ｃを介して、例えば、円筒形状の送気ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃがそれぞれ接続されている。各送気ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端には、Ｏリング等のシール材６２が固定されている。
【００２６】
基台６０上に送液カセット１０を載置した状態で、基台６０を上昇させることにより、駆動機構５０の送気ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端がシール材６２を介してそれぞれ送液カセット１０の蓋体１４に気密に当接し、３つの送気ノズルがそれぞれ送液カセット１０の第１、第２、第３通気孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃに気密に接続される。この状態で、送気ポンプ５１、５２、５３を作動させることより、各送気ポンプから電磁開閉弁５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、送気ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃを通して、加圧気体が送液カセット１０内に供給あるいは吸引することができる。
【００２７】
上記のように構成された送液装置および送液カセット１０による送液動作について説明する。  
まず、送液カセット１０の検査部１６を覆うように、被検査媒体１８、例えば、ＤＮＡチップを検査部１６に装着し、保持する。また、送液カセット１０の栓体３０ａを取り外して第１通気孔２６ａを開放した後、この第１通気孔２６ａを通して、送液カセット１０の第１貯液室２０内に所定量の検査液体２３を注入する。この際、検査液体２３の量は、検査液体の液面が第２流路２０ｂよりも上に位置し、かつ、第１通気孔２６ａおよび第１連通路２４ａよりも下に位置するように設定されていることが望ましい。
【００２８】
第１通気孔２６ａを栓体３０ａで閉じた後、送液カセット１０を駆動機構５０の基台６０上に載置し、送気ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃに対して所定の位置に位置決めする。この状態で、基台６０を上昇させることにより、駆動機構５０の送気ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端がシール材６２を介してそれぞれ送液カセット１０の蓋体１４に気密に当接し、３つの送気ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃがそれぞれ送液カセット１０の第１、第２、第３通気孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃに気密に接続される。
【００２９】
電磁開閉弁５６ａ、５６ｂ、５６ｃをそれぞれ開、開、閉とし、送気ポンプ５１のみを作動させる。送気ポンプ５１から電磁開閉弁５６ａ、送気ノズル５８ａ、および栓体３０ａ、第１通気孔２６ａを通して、第１貯液室２０の第１流路２０ａに空気、不活性ガス等の加圧気体を送り込む。送り込まれた気体は、第１貯液室２０内の検査液体２３を押し込む。押し込まれた検査液体２３は、第３流路２０ｃから第１連通路２４ａを通過し、第２貯液室２１内に全て移動する。
【００３０】
この際、栓体３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、通液性を有していないため、検査液体２３が栓体を通して外部に流出することはない。第２貯液室２１内の気体は、栓体３０ｂおよび第２通気孔２６ｂを通して送気ノズル５８ｂ側に排気される。また、電磁開閉弁５６ｃが閉じられていることから、第２貯液室２１および第３貯液室２２内の気体が第３通気孔２６ｃを通して外部に排気されず、検査液体２３は、第３貯液室２２まで移動することなく第２貯液室２１内に留まる。
【００３１】
また、第１、第２、第３通気孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃからの気体の送り込み圧力をＰ１、Ｐ２、Ｐ３とすると、Ｐ１＞Ｐ３であり、また、Ｐ２は、電磁開閉弁５６ｂを開としていることからほぼ大気圧としている。これにより、第２貯液室２１の第１流路２１ａ、第２流路２１ｂ、第３流路２１ｃに液体が移動した後、第１通気孔２６ａから加圧気体が送り続けられた場合でも、気体は第２通気孔２６ｂおよび栓体３０ｂを通して排気され、第１、第２、第３貯液室２０、２１、２２の内部圧力が一定に保たれる。従って、第２貯液室２１に一旦移動した検査液体２３は他へ移動することなく第２貯液室２１内に留まることができる。
【００３２】
第１貯液室２０を形成している第１、第２、第３流路２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび第１連通路２４ａの流路径は、  
第１流路２０ａ≧第２流路２０ｂ≧第３流路２０ｃ＞第１連通路２４ａ  
の関係に形成されているため、送液時における検査液体２３への気泡の混入を最小限に抑えることができる。
【００３３】
続いて、第２貯液室２１に貯液された検査液体２３に対して、液体が蒸発しない程度の適当な熱処理、あるいは、他の処理が施される。なお、この処理は省略してもよい。
【００３４】
次に、検査液体２３を第２貯液室２１の第１、第２、第３流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃから第３貯液室２２に送液する。この場合、駆動機構５０の電磁開閉弁５６ａ、５６ｂ、５６ｃをそれぞれ閉、開、開とし、送気ポンプ５２のみを作動させる。送気ポンプ５２から電磁開閉弁５６ｂ、送気ノズル５８ｂ、栓体３０ｂ、および第２通気孔２６ｂを通して、第２貯液室２１の第１流路２１ａに空気、不活性ガス等の加圧気体を送り込む。送り込まれた気体は、第２貯液室２１内の検査液体２３を押し込む。押し込まれた検査液体２３は、第３流路２１ｃから第２連通路２４ｂを通過し、第３貯液室２２内に全て移動する。
【００３５】
この際、栓体３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、通液性を有していないため、検査液体２３が栓体を通して外部に流出することはない。第３貯液室２２内の気体は、栓体３０ｃおよび第３通気孔２６ｃを通して送気ノズル５８ｃ側に排気される。また、電磁開閉弁５６ａが閉じられていることから、第２貯液室２１および第１貯液室２０内の気体が第１通気孔２６ｃを通して外部に排気されず、検査液体２３は、第３貯液室２２内に留まる。
【００３６】
第１、第２、第３通気孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃからの気体の送り込み圧力をＰ１、Ｐ２、Ｐ３とすると、Ｐ１＜Ｐ２であり、また、Ｐ３は、電磁開閉弁５６ｃを開としていることからほぼ大気圧としている。これにより、第３貯液室２２の第１流路２２ａ、第２流路２２ｂ、第３流路２２ｃに液体が移動した後、第２通気孔２６ｂから加圧気体が送り続けられた場合でも、気体は第３通気孔２６ｃおよび栓体３０ｃを通して排気され、第１、第２、第３貯液室２０、２１、２２の内部圧力が一定に保たれる。従って、第３貯液室２２に一旦移動した検査液体２３は他へ移動することなく留まることができる。
【００３７】
第２貯液室２１を形成している第１、第２、第３流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび第１連通路２４ｂの流路径は、  
第１流路２１ａ≧第２流路２１ｂ≧第３流路２１ｃ＞第１連通路２４ｂ  
の関係に形成されているため、送液時における検査液体２３への気泡の混入を最小限に抑えることができる。  
このようにして第３貯液室２２に送液された検査液体２３は、検査部１６に装着された被検査媒体１８に供給される。
【００３８】
なお、第１貯液室２０、第２貯液室２１、第３貯液室をそれぞれ構成している流路の径は、第１、第２連通路２４ａ、２４ｂの径よりも大きく形成されていれば、送液に対して悪影響を及ぼさず、問題とならない。また、仮に流路内に温度変化があった場合でも、多孔質材料で形成された栓体３０ａ、３０ｂ、３０ｃを介して、各貯液室の内部圧力が一定に保たれる。そのため、温度変化による内部圧力の変化がなく、検査液体が不用意に移動することがない。
【００３９】
検査終了後、送液カセット１０を駆動機構５０の基台６０から取り外し、更に、被検査媒体１８を検査部１６から取り外した後、必要であれば、送液カセット１０を破棄する。
【００４０】
上記のように構成された送液装置および送液カセットによれば、外部から多孔質材料で形成された栓体を介して液送カセット内に気体を送り込むだけで、マイクロポンプ、マイクロバルブの機能をはたし、液漏れや液損がなく、更に、流路内の気体の膨張、収縮に影響されることなく、微小量の液体を安定して送液することができる。同時に、検査液体に対して、加熱等の前処理した場合でも、流路内の気体の膨張に影響されることがなく、検査液体の不用意の移動を防止することができる。
【００４１】
流路部品を構成する送液カセットについては、使用目的にもよるが、使い捨てが望まれる場合が多い。そのため、送液カセットの価格は可能な限り安価が望ましい。本実施形態によれば、送気ポンプ等の駆動機構は、流路部品の一部ではなく、送液カセットから容易に切り離すことができる。また、送液カセットにマイクロポンプ、マイクロバルブ等を設ける必要がなく、送液カセットを非常に安価に製造することができる。従って、送液カセットを駆動機構から取り外し、容易に使い捨てとすることが可能となる。  
以上のことから、微小量の液体を安定して送液することができるとともに、液漏れや液損がなく、使い捨て構造とすることが容易な安価な液送カセットおよび送液装置が得られる。
【００４２】
次に、この発明の第２の実施形態に係る送液装置および送液カセットについて説明する。第２の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。  
図３は、第２の実施形態に係る送液装置の送液カセットおよび駆動機構の一部を示す断面図である。図３に示すように、送液装置は、送液カセット１０と、この送液カセットに搬送用の加圧気体を供給する駆動機構と、を備えている。
【００４３】
送液カセット１０は、例えば、合成樹脂等により矩形箱状に形成されている。送液カセット１０は、矩形状のカセット本体１２と、本体の上面を覆った矩形板状の蓋体１４とを有している。カセット本体１２の底壁１３には、下面側に開口した矩形状の凹所からなる検査部１６が形成されている。この検査部１６には、被検査媒体１８、例えば、ＤＮＡチップが脱着可能に装着される。
【００４４】
カセット本体１２には、それぞれほぼＵ字形状の流路によって構成された２つの第１、第２貯液室２０、２１が形成され、これらの貯液室は底壁１３と平行な方向に並んでいる。第１貯液室２０は、カセット本体１２の上面から底壁１３の近傍まで、底壁１３に対してほぼ垂直に延びる第１流路２０ａ、第１流路の下端から底壁１３と平行に延びる第２流路２０ｂ、第２流路の下流端からカセット本体１２の上面まで、底壁１３に対してほぼ垂直に延びる第３流路２０ｃを有している。
【００４５】
第２貯液室２１は、カセット本体１２の上面から底壁１３の近傍まで、底壁１３に対してほぼ垂直に延びる第１流路２１ａ、第１流路の下端から底壁１３と平行に延びるとともに検査部１６に連通した第２流路２１ｂ、第２流路の下流端からカセット本体１２の上面まで、底壁１３に対してほぼ垂直に延びる第３流路２１ｃを有している。
【００４６】
第１貯液室２０と第２貯液室２１とは、連通路２４を通して互いに連通している。すなわち、第１貯液室２０の第３流路２０ｂの上端、ここでは、蓋体１４側の端は、連通路２４を介して、第２貯液室２１の第１流路２１ａの上端、ここでは、蓋体１４側の端と連通している。
【００４７】
第１、第２貯液室２０、２１は、蓋体１４によって閉塞されている。蓋体１４には、２つの第１、第２通気孔２６ａ、２６ｂが貫通形成されている。第１通気孔２６ａは、第１貯液室２０における第１流路２０ａの上端に連通している。第２通気孔２６ａは、第２貯液室２１における第３流路２１ｃの上端に連通している。
【００４８】
第１貯液室２０を形成している第１、第２、第３流路２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび第１連通路２４ａの流路径は、  
第１流路２０ａ≧第２流路２０ｂ≧第３流路２０ｃ＞第１連通路２４ａ  
となるように形成されていることが望ましい。
【００４９】
第１、第２通気孔２６ａ、２６ｂには、栓体３０ａ、３０ｂがそれぞれ装着され、各通気孔は栓体によって閉じられている。各栓体３０ａ、３０ｂは、通気性を有し、通液性を有さない材料、例えば、多孔質材料により形成されている。各栓体３０ａ、３０ｂを構成する多孔質材料は、全孔に占める割合として、０．４ｎｍ以上、１００μｍ以下の孔径を有する孔が８０％以上であることが望ましい。このような多孔質材料を用いることにより、通気性はあるが、通液性がない機能を有する栓体が得られる。  
送液カセット１０に加圧気体を供給する駆動機構は、前述した第１の実施形態における駆動機構と同一の構成を有し、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
上記のように構成された送液装置および送液カセット１０による送液動作について説明する。  
まず、送液カセット１０の検査部１６を覆うように、被検査媒体１８、例えば、ＤＮＡチップを検査部１６に装着し、保持する。また、送液カセット１０の栓体３０ａを取り外して第１通気孔２６ａを開放した後、この第１通気孔２６ａを通して、送液カセット１０の第１貯液室２０内に所定量の検査液体２３を注入する。検査液体２３の量は、検査液体の液面が第２流路２０ｂよりも上に位置し、かつ、第１通気孔２６ａおよび連通路２４よりも下に位置するように設定されていることが望ましい。
【００５１】
第１通気孔２６ａを栓体３０ａで閉じた後、送液カセット１０を駆動機構の基台６０上に載置し、送気ノズル５８ａ、５８ｂに対して所定の位置に位置決めする。この状態で、基台６０を上昇させることにより、駆動機構の送気ノズル５８ａ、５８ｂの先端がそれぞれ送液カセット１０の蓋体１４に気密に当接し、２つの送気ノズル５８ａ、５８ｂがそれぞれ送液カセット１０の第１、第２通気孔２６ａ、２６ｂに気密に接続される。
【００５２】
この状態で、送気ポンプを作動させることより、電磁開閉弁、送気ノズルを通して、加圧気体が送液カセット１０内に供給あるいは吸引することができる。
【００５３】
電磁開閉弁５６ａ、５６ｂをそれぞれ開、閉とし、送気ポンプ５１のみを作動させる。送気ポンプ５１から電磁開閉弁５６ａ、送気ノズル５８ａ、および栓体３０ａ、第１通気孔２６ａを通して、第１貯液室２０の第１流路２０ａに空気、不活性ガス等の加圧気体を送り込む。送り込まれた気体は、第１貯液室２０内の検査液体２３を押し込む。押し込まれた検査液体２３は、第３流路２０ｃから連通路２４を通過し、第２貯液室２１内に全て移動する。
【００５４】
この際、栓体３０ａ、３０ｂは、通液性を有していないため、検査液体２３が栓体を通して外部に流出することはない。第２貯液室２１内の気体は、栓体３０ｂおよび第２通気孔２６ｂを通して送気ノズル５８ｂ側に排気される。
【００５５】
また、第１、第２通気孔２６ａ、２６ｂからの気体の送り込み圧力をＰ１、Ｐ２とすると、Ｐ１＞Ｐ２である。第１貯液室２０を形成している第１、第２、第３流路２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび第１連通路２４ａの流路径は、  
第１流路２０ａ≧第２流路２０ｂ≧第３流路２０ｃ＞第１連通路２４ａ  
の関係に形成されているため、送液時における検査液体２３への気泡の混入を最小限に抑えることができる。  
このようにして第３貯液室２２に送液された検査液体２３は、検査部１６に装着された被検査媒体１８に供給される。
【００５６】
検査液体２３を第１貯液室２０に戻す場合、駆動機構の電磁開閉弁５６ａ、５６ｂをそれぞれ開、開とし、送気ポンプ５２を作動させる。送気ポンプ５２から電磁開閉弁５６ｂ、送気ノズル５８ｂ、栓体３０ｂ、および第２通気孔２６ｂを通して、第２貯液室２１の第３流路２１ｃに空気、不活性ガス等の加圧気体を送り込む。送り込まれた気体は、第２貯液室２１内の検査液体２３を押し込む。押し込まれた検査液体２３は、第１流路２１ａから連通路２４を通過し、第１貯液室２０内に全て移動する。
【００５７】
この際、栓体３０ａ、３０ｂは、通液性を有していないため、検査液体２３が栓体を通して外部に流出することはない。第１貯液室２０内の気体は、栓体３０ａおよび第１通気孔２６ａを通して送気ノズル５８ａ側に排気される。
【００５８】
なお、第１貯液室２０、第２貯液室２１、第３貯液室をそれぞれ構成している流路の径は、連通路２４の径よりも大きく形成されていれば、送液に対して悪影響を及ぼさず、問題とならない。
【００５９】
検査終了後、送液カセット１０を駆動機構の基台６０から取り外し、更に、被検査媒体１８を検査部１６から取り外した後、必要であれば、送液カセット１０を破棄する。
【００６０】
上記のように構成された第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、微小量の液体を安定して送液することができるとともに、液漏れや液損がなく、使い捨て構造とすることが容易な安価な液送カセットおよび送液装置が得られる。
【００６１】
この発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。  
送液カセットの各構成部材の形状、寸法、材質等は、前述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて、変更可能である。前述の第１の実施形態において、送気カセットの貯液室は、３つとしたが、４つ以上の貯液室を連続して設けてもよく、あるいは、複数の貯液室を複数列に並べて設けてもよい。前記送液装置では、送液カセットが載置された基台を昇降させる構成としたが、これに限らず、送液カセットを固定とし、送気ノズルを昇降可能な構成としてもよい。送液する対象は、検査液体に限らず、種々の液体に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る送液装置を示す斜視図。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る送液装置の送液カセットを示す断面図。
【図３】図３は、この発明の第２の実施形態に係る送液装置の送液カセットを示す断面図。
【符号の説明】
【００６３】
１０…送液カセット、１２…本体、１３…底壁、１４…蓋体、１６…検査部、
１８…被検査媒体、２０…第１貯液室、２０ａ…第１流路、２０ｂ…第２流路、
２０ｃ…第３流路、２１…第２貯液室、２１ａ…第１流路、２１ｂ…第２流路、
２１ｃ…第３流路、２２…第３貯液室、２２ａ…第１流路、２２ｂ…第２流路、
２２ｃ…第３流路、２３…検査液体、２６ａ…第１通気孔、２６ｂ…第２通気孔、
２６ｃ…第３通気孔、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…栓体、
５１、５２、５３…送気ポンプ、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ…送気ノズル
【図１】
2010107228.tif 000003
【図２】
2010107228.tif 000004
【図３】
2010107228.tif 000005