(57)【要約】【課題】定量精度を向上する検査装置、検査システム、検査方法、及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】検査装置では、検査を開始すると、自転角度が０度の検査チップを公転し（Ｓ２）、遠心力の作用により検体が検体保持部から検体供給部に移動する。次に、公転中の検査チップの自転角度が８５度に回転される（Ｓ４）。定量面に対して、作用する遠心力は、定量面に対して第二通路側の角度が鋭角になる。遠心力の作用により、検体は検体供給部を介して検体定量部に流入する。次に、公転中の検査チップが前方からみて反時計回りに５度自転され、検査チップの自転角度が９０度に変化する（Ｓ７）。次いで、公転コントローラは主軸モータを高速駆動することにより自転角度が９０度の検査チップを公転する（Ｓ８）。低速駆動時よりも強い遠心力で、血液等の粘性のある検体を正確に定量できる。【選択図】図８
2014081248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体である検体または試薬を定量する定量部を備える検査チップを所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置であって、
前記定量部において、前記検体と前記試薬とが混合される混合部側に向けて連通する第１案内部との接続箇所である第１接続部と、前記定量部において、前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部側に向けて連通する第２案内部との接続箇所である第２接続部とを結ぶ定量面に第１遠心力を作用させる第１作用手段と、
前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から第２遠心力を作用させる第２作用手段と
を備え、
前記第１作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力の方向との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、
前記第２作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値より小さくなる方向に前記第２遠心力を前記定量面に作用させることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記第２作用手段は、前記第１作用手段が前記定量面に作用させる第１遠心力よりも強い第２遠心力を前記定量面に作用させることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記第２作用手段は、前記第一軸を中心に前記検査チップを回転する回転速度を上げることにより前記第２遠心力を前記検査チップに作用させることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記第２作用手段は、前記第１遠心力の方向と前記第２遠心力の方向との角度の差に応じた前記強い遠心力を前記定量面に作用させることを特徴とする請求項２または３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記第１作用手段は、所定時間第１の強さの遠心力を作用させた後に、前記第１の強さの遠心力よりも弱い第２の強さの遠心力を作用させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の検査装置。
【請求項６】
前記検査チップは、前記定量部に向けて検体、または試薬を供給する第３案内部の下流側の端部において、前記第１遠心力の向かう方向側に前記第１案内部が位置し、前記第１遠心力方向と前記第３案内部の延設方向との成す角度の内、前記定量部側の角度が鋭角になることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の検査装置。
【請求項７】
液体である検体または試薬を定量する定量部を少なくとも備える検査チップと、当該検査チップを所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置とから構成される検査システムであって、
前記検査チップは、
前記定量部と、
前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部と、
前記検体と前記試薬とが混合される混合部と、
前記混合部側に向けて連通する第１案内部と、
前記余剰部側に向けて連通する第２案内部と、
前記定量部と前記第１案内部との接続箇所である第１接続部と、
前記定量部と前記第２案内部との接続箇所である第２接続部と
を少なくとも備え、
前記検査装置は、
前記定量部において、前記第１接続部と前記第２接続部とを結ぶ定量面に対して第１遠心力を作用させる第１作用手段と、
前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から第２遠心力を作用させる第２作用手段と
を備え、
前記第１作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、
前記第２作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記第２遠心力を前記定量面に作用させること
を特徴とする検査システム。
【請求項８】
液体である検体または試薬を定量する定量部を備える検査チップを検査装置により、所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させて前記検体を検査する検査方法であって、
前記定量部において、前記検体と前記試薬とが混合される混合部側に向けてに連通する第１案内部との接続箇所である第１接続部と、前記定量部において、前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部側に向けて連通する第２案内部との接続箇所である第２接続部とを結ぶ定量面に前記検査装置が第１遠心力を作用させる第１作用ステップと、
前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から前記検査装置が第２遠心力を作用させる第２作用ステップと
を備え、
前記第１作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記検査装置が前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、
前記第２作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記検査装置が前記第２遠心力を前記定量面に作用させること
を特徴とする検査方法。
【請求項９】
液体である検体または試薬を定量する定量部を備える検査チップを所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置を制御する制御装置であるコンピュータが実行するコンピュータプログラムあって、
前記定量部において、前記検体と前記試薬とが混合される混合部側に向けて連通する第１案内部との接続箇所である第１接続部と、前記定量部において、前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部側に向けて連通する第２案内部との接続箇所である第２接続部とを結ぶ定量面に前記検査装置が第１遠心力を作用させる第１作用ステップと、
前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から前記検査装置が第２遠心力を作用させる第２作用ステップと
を備え、
前記第１作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記検査装置が前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、
前記第２作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記検査装置が前記第２遠心力を前記定量面に作用させること
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の化学的、医学的、または生物学的な検査を行うための検査装置、検査システム、検査方法、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体物質、または化学物質等の検体を検査するための検査チップが知られている。例えば特許文献１に開示の検査チップは、正面から見てＶ字状の定量部を備えている。この検査チップでは、Ｖ字状の定量部の入り口方向に対して遠心力を作用させて、定量部に検体または試薬が注入される。次に遠心力の方向を変えずに定量部において検体または試薬が定量されるようになっている。そして遠心力の方向を変えて定量された検体または試薬が検査に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２１９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の検査チップの定量部には、検体または試薬が当該定量部から溢れ出る仮想的な面である定量面が存在する。定量部では、この定量面までの容積の検体または試薬が定量される。定量部への検体または試薬の注入時に遠心力が定量面に垂直に作用すると、注入時の衝撃により、定量部以外の場所へ検体または試薬が飛び散る。この結果、注入が終了した時点で、定量部へ注入された検体または試薬が定量量に満たない可能性がある。よって、定量精度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、定量精度を向上する検査装置、検査システム、検査方法、及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一態様は、液体である検体または試薬を定量する定量部を備える検査チップを所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置であって、前記定量部において、前記検体と前記試薬とが混合される混合部側に向けて連通する第１案内部との接続箇所である第１接続部と、前記定量部において、前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部側に向けて連通する第２案内部との接続箇所である第２接続部とを結ぶ定量面に第１遠心力を作用させる第１作用手段と、前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から第２遠心力を作用させる第２作用手段とを備え、前記第１作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、前記第２作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記第２遠心力を前記定量面に作用させることを特徴とする。
【０００７】
上記態様に係る検査装置によれば、定量部への検体または試薬の注入時には、定量面に対して直交する方向に遠心力が掛からないので、検体または試薬の注入時に液面が凹むことを防止できる。また、前記第１作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記第１遠心力を前記定量面に作用させるので、定量部の容量より多く検体または試薬を注入することができる。また、前記第２作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記第２遠心力を前記定量面に作用させるので、正確に定量することができる。また、定量時に一旦、液面が凹んでも、先に定量部の容量より多く検体または試薬が注入されているので、定量精度を向上することができる。
【０００８】
前記第２作用手段は、前記第１作用手段が前記定量面に作用させる第１遠心力よりも強い第２遠心力を前記定量面に作用させるようにしてもよい。この場合、注入時に、検体または試薬が余剰に定量部へ注入されているので、定量時に強い遠心力で定量して、一旦、液面が凹んで定量精度が低下することを防止できる。また、短時間に定量ができる。
【０００９】
前記第２作用手段は、前記第一軸を中心に前記検査チップを回転する回転速度を上げることにより前記第２遠心力を前記検査チップに作用させるようにしてもよい。この場合、前記第２作用手段は、回転速度を上げることにより前記第２遠心力を生じることができる。故に、他の付加装置等を新たに設ける必要がない。
【００１０】
前記第２作用手段は、前記第１遠心力の方向と前記第２遠心力の方向との角度の差に応じた前記強い遠心力を前記定量面に作用させるようにしてもよい。この場合、前記第１作用手段が作用させる遠心力の方向と前記第２遠心力の方向との角度の差により定量部へ余剰に注入した検体または試薬の量が変わるので、余剰に注入した量に応じて強い遠心力を作用させることにより定量を短時間に正確に行うことができる。
【００１１】
前記第１作用手段は、所定時間第１の強さの遠心力を作用させた後に、前記第１の強さの遠心力よりも弱い第２の強さの遠心力を作用させるようにしてもよい。この場合、検体または試薬の注入時に強い第１の遠心力により注入時間を短縮することができる。その後、遠心力を弱めることで、注入した検体または試薬が勢い余って混合部に流入することを防止できる。
【００１２】
前記検査チップは、前記定量部に向けて検体、または試薬を供給する第３案内部の下流側の端部において、前記第１遠心力の向かう方向側に前記第１案内部が位置し、前記第１遠心力方向と前記第３案内部の延設方向との成す角度の内、前記定量部側の角度が鋭角になるようにしてもよい。この場合、検体または試薬を第１案内部側に当てて定量部に流し込むことにより、定量部内において対流を生じることができる。故に、定量した検体または試薬が均質になる。
【００１３】
本発明の第二態様は、液体である検体または試薬を定量する定量部を少なくとも備える検査チップと、当該検査チップを所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置とから構成される検査システムであって、前記検査チップは、前記定量部と、前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部と、前記検体と前記試薬とが混合される混合部と、前記混合部側に向けて連通する第１案内部と、前記余剰部側に向けて連通する第２案内部と、前記定量部と前記第１案内部との接続箇所である第１接続部と、前記定量部と前記第２案内部との接続箇所である第２接続部とを少なくとも備え、前記検査装置は、前記定量部において、前記第１接続部と前記第２接続部とを結ぶ定量面に対して第１遠心力を作用させる第１作用手段と、前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から第２遠心力を作用させる第２作用手段とを備え、前記第１作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、前記第２作用手段は、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記第２遠心力を前記定量面に作用させることを特徴とする。この態様に係る検査システムによれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の第三態様は、液体である検体または試薬を定量する定量部を備える検査チップを検査装置により、所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させて前記検体を検査する検査方法であって、前記定量部において、前記検体と前記試薬とが混合される混合部側に向けて連通する第１案内部との接続箇所である第１接続部と、前記定量部において、前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部側に向けて連通する第２案内部との接続箇所である第２接続部とを結ぶ定量面に前記検査装置が第１遠心力を作用させる第１作用ステップと、前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から前記検査装置が第２遠心力を作用させる第２作用ステップとを備え、前記第１作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記検査装置が前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、前記第２作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記検査装置が前記第２遠心力を前記定量面に作用させることを特徴とする。この態様に係る検査方法によれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。
【００１５】
本発明の第四態様は、液体である検体または試薬を定量する定量部を備える検査チップを所定の第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置を制御する制御装置であるコンピュータが実行するコンピュータプログラムあって、前記定量部において、前記検体と前記試薬とが混合される混合部側に向けて連通する第１案内部との接続箇所である第１接続部と、前記定量部において、前記定量部から溢れた検体または試薬を溜める余剰部側に向けて連通する第２案内部との接続箇所である第２接続部とを結ぶ定量面に前記検査装置が第１遠心力を作用させる第１作用ステップと、前記第１遠心力の作用後に前記定量面に前記第１遠心力と異なる方向から前記検査装置が第２遠心力を作用させる第２作用ステップとを備え、前記第１作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、前記第２接続部側が鋭角になる方向に前記検査装置が前記第１遠心力を前記定量面に作用させ、前記第２作用ステップでは、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、前記定量面と前記定量面へ向かう前記第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に前記検査装置が前記第２遠心力を前記定量面に作用させることをコンピュータに実行させることを特徴とする。この態様に係る検査方法によれば、この態様に係るコンピュータプログラムにより検査装置を制御すれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】検査チップ２が定常状態にある検査装置１の背面図である。
【図２】検査チップ２が定常状態から自転した状態にある検査装置１の背面図である。
【図３】図１に示す検査装置１の平面図である。
【図４】制御装置９０の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】検査チップ２の斜視図である。
【図６】遠心処理前の検査チップ２の正面図である。
【図７】検体定量部１１４及びその周囲の拡大正面図である。
【図８】検査装置１のメイン処理のフローチャートである。
【図９】自転角度０度において公転される検査チップ２の正面図である。
【図１０】自転角度８５度において公転される検査チップ２の正面図である。
【図１１】図１０の自転角度８５度において公転される検査チップ２の検体定量部１１４及びその周囲の拡大正面図である。
【図１２】自転角度８５度において公転される検査チップ２の正面図である。
【図１３】自転角度９０度において公転される検査チップ２の正面図である。
【図１４】自転角度９０度において公転される検査チップ２の検体定量部１１４及びその周囲の拡大正面図である。
【図１５】自転角度０度において公転される検査チップ２の正面図である。
【図１６】自転角度９０度において公転される検査チップ２の検体定量部１１４の周囲の拡大正面図である。
【図１７】遠心力の定量面への作用角度により検査チップ２の公転速度を決める基準を示す図である。
【図１８】検査チップ２の公転速度、自転角度、及び検体の移動を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照して説明する。参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、単なる説明例である。
【００１８】
＜１．検査システム３の概略構造＞
本発明の実施形態を説明する。図１及び図２を参照して、検査システム３の概略構造について説明する。本実施形態の検査システム３は、液体である検体、及び試薬を収容可能な検査チップ２と、検査チップ２を用いて検査を行う検査装置１とを含む。検査装置１は、検査チップ２から離間した垂直軸線を中心とした回転により、検査チップ２に遠心力を付与できる。検査装置１は、水平軸線を中心に検査チップ２を回転させることにより、検査チップ２に付与される遠心力の方向である遠心方向を切り替え可能である。
【００１９】
＜２．検査装置１の詳細構造＞
図１〜図４を参照して、検査装置１の詳細構造について説明する。以下の説明では、図１及び図２の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、及び紙面奥側を、それぞれ、検査装置１の上方、下方、右方、左方、後方、及び前方とする。図３の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、及び紙面奥側を、それぞれ、検査装置１の前方、下方、右方、左方、上方、及び下方とする。本実施形態では、垂直軸の方向は上下方向であり、水平軸の方向は検査チップ２が垂直軸を中心とした回転の際の速度の方向である。なお、理解を容易にするために、図１及び図２では上部筐体３０を仮想線により示し、図３では上部筐体３０の天板が取り除かれた状態を示す。
【００２０】
図１〜図３に示すように、検査装置１は、上部筐体３０、下部筐体３１、ターンテーブル３３、角度変更機構３４、及び制御装置９０を備える。ターンテーブル３３は、下部筐体３１の上面側に設けられる円盤状の回転体である。検査チップ２は、ターンテーブル３３の上方に保持される。角度変更機構３４は、ターンテーブル３３に設けられた駆動機構である。この駆動機構は、水平軸線を中心に検査チップ２を回転させる。上部筐体３０は、下部筐体３１の上側に固定されており、検査チップ２に対して光学測定を行う測定部７が内部に設けられている。制御装置９０は、検査装置１の各種処理を制御するコントローラである。
【００２１】
下部筐体３１の詳細構造を説明する。図１及び図２に示すように、下部筐体３１は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有する。下部筐体３１の上面には、長方形の板材である上板３２が設けられている。上板３２の上側には、ターンテーブル３３が回転自在に設けられている。下部筐体３１の内部には、垂直軸線を中心にターンテーブル３３を回転させる駆動機構が、次のように設けられている。
【００２２】
下部筐体３１内の左方寄りに、ターンテーブル３３を回転させるための駆動力を供給する主軸モータ３５が設置されている。主軸モータ３５の軸３６は、上方に突出しており、プーリ３７が固定されている。下部筐体３１の中央部には、下部筐体３１の内部から上方に延びる垂直な主軸５７が設けられている。主軸５７は、上板３２を貫通して、下部筐体３１の上側に突出している。主軸５７の上端部は、ターンテーブル３３の中央部に接続されている。
【００２３】
主軸５７は、上板３２の直下に設けられた支持部材５３により、回転自在に保持されている。支持部材５３の下側では、主軸５７にプーリ３８が固定されている。プーリ３７、３８に亘って、ベルト３９が掛け渡されている。主軸モータ３５が軸３６を回転させると、プーリ３７、ベルト３９、及びプーリ３８を介して駆動力が主軸５７に伝達される。このとき、主軸５７の回転に連動して、ターンテーブル３３が主軸５７を中心に回転する。
【００２４】
下部筐体３１内の右方寄りに、下部筐体３１の内部において上下方向に延びるガイドレール５６が設けられている。Ｔ型プレート４８は、ガイドレール５６に沿って下部筐体３１内において上下方向に移動可能である。Ｔ型プレート４８の前側、すなわち図１及び図２では紙面奥側の面には、左右方向に長い溝部８０が形成されている。
【００２５】
先述の主軸５７は、内部が中空の筒状体である。内軸４０は、主軸５７の内部において上下方向に移動可能な軸である。内軸４０の上端部は、主軸５７内を貫通して後述のラックギア４３に接続されている。Ｔ型プレート４８の左端部には、軸受４１が設けられている。軸受４１の内部では、内軸４０の下端部が回転自在に保持される。
【００２６】
Ｔ型プレート４８の前方には、Ｔ型プレート４８を上下動させるためのステッピングモータ５１が固定されている。ステッピングモータ５１の軸５８は後方、すなわち図１及び図２では紙面手前側に向けて突出している。軸５８の先端には、円盤状のカム板５９が固定されている。カム板５９の後側の面には、円柱状の突起７０が設けられている。突起７０の先端部は、先述の溝部８０に挿入されている。突起７０は、溝部８０内を摺動可能である。ステッピングモータ５１が軸５８を回転させると、カム板５９の回転に連動して突起７０が上下動する。このとき、溝部８０に挿入されている突起７０に連動して、Ｔ型プレート４８がガイドレール５６に沿って上下動する。
【００２７】
角度変更機構３４の詳細構造を説明する。角度変更機構３４は、ターンテーブル３３の上面に固定された一対のＬ型プレート６０を有する。各Ｌ型プレート６０は、ターンテーブル３３の中心近傍に固定された基部から上方に延び、且つ、その上端部がターンテーブル３３の径方向外側に向けて延びている。一対のＬ型プレート６０の間には、内軸４０に固定されたラックギア４３が設けられている。ラックギア４３は、上下方向に長い金属製の板状部材であり、両端面にギアが各々刻まれている。
【００２８】
各Ｌ型プレート６０の延設方向の先端側では、ギア４５を有する水平な支軸４６が回転自在に軸支されている。支軸４６は図示外の装着用ホルダを介して検査チップ２に固定されている。このため、ギア４５の回転に連動して検査チップ２も支軸４６を中心に回転する。ギア４５とラックギア４３との間には、Ｌ型プレート６０により水平軸線を中心に回転自在に支持されたピニオンギア４４が介在している。ピニオンギア４４は、ギア４５及びラックギア４３にそれぞれ噛合している。ラックギア４３の上下動に連動して、ピニオンギア４４、及びギア４５がそれぞれ従動回転し、ひいては検査チップ２が支軸４６を中心に回転する。
【００２９】
本実施形態では、主軸モータ３５がターンテーブル３３を回転駆動するのに伴って、検査チップ２が垂直軸である主軸５７を中心に回転して、検査チップ２に遠心力が付与される。検査チップ２の垂直軸線を中心とした回転を、公転と呼ぶ。一方、ステッピングモータ５１が内軸４０を上下動させるのに伴って、検査チップ２が水平軸である支軸４６を中心に回転して、検査チップ２に作用する遠心力の方向が相対変化する。検査チップ２の水平軸線を中心とした回転を、自転と呼ぶ。
【００３０】
図１に示すように、Ｔ型プレート４８が可動範囲の最下端まで下降した状態では、ラックギア４３も可動範囲の最下端まで下降する。このとき、検査チップ２は、自転角度が０度の定常状態になる。図２に示すように、Ｔ型プレート４８が可動範囲の最上端まで上昇した状態では、ラックギア４３も可動範囲の最上端まで上昇する。このとき、検査チップ２は、定常状態から水平軸線を中心に１８０度回転した状態になる。つまり、本実施形態では検査チップ２が自転可能な角度幅は、自転角度０度〜１８０度である。
【００３１】
上部筐体３０の詳細構造を説明する。図３に示すように、上部筐体３０は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有し、上板３２の左部上側に設置されている。より詳細には、上部筐体３０は、ターンテーブル３３の回転中心にある主軸５７からみて、検査チップ２が回転される範囲の外側に設けられている。
【００３２】
上部筐体３０の内部に設けられた測定部７は、測定光を発光する光源７１と、光源７１から発せられた測定光を検出する光センサ７２とを有する。光源７１及び光センサ７２は、検査チップ２の回転範囲の外側において、ターンテーブル３３の前後両側に配置されている。本実施形態では、検査チップ２の公転可能範囲のうちで主軸５７の左側位置が、検査チップ２に測定光が照射される測定位置である。検査チップ２が測定位置にある場合、光源７１と光センサ７２とを結ぶ測定光が、検査チップ２の前後面に対して略垂直に交差する。
【００３３】
図４を参照して、制御装置９０の電気的構成について説明する。制御装置９０は、検査装置１の主制御を司るＣＰＵ９１と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ９２と、制御プログラムを記憶したＲＯＭ９３とを有する。ＣＰＵ９１には、ユーザが制御装置９０に対する指示を入力するための操作部９４と、各種データ、及びプログラムを記憶するハードディスク装置９５と、各種情報を表示するディスプレイ９６とが接続されている。制御装置９０としては、パーソナルコンピュータを用いてもよいし、専用の制御装置を用いてもよい。
【００３４】
さらに、ＣＰＵ９１には、公転コントローラ９７、自転コントローラ９８、及び測定コントローラ９９が接続されている。公転コントローラ９７は、主軸モータ３５を回転駆動させる制御信号を主軸モータ３５に送信することにより、検査チップ２の公転を制御する。自転コントローラ９８は、ステッピングモータ５１を回転駆動させる制御信号をステッピングモータ５１に送信することにより、検査チップ２の自転を制御する。測定コントローラ９９は、測定部７を駆動することにより、検査チップ２の光学測定を実行する。詳細には、測定コントローラ９９は、光源７１の発光、及び光センサ７２の光検出を実行させる制御信号を、光源７１及び光センサ７２に送信する。尚、ＣＰＵ９１が公転コントローラ９７、自転コントローラ９８及び測定コントローラ９９を制御する。
【００３５】
＜３．検査チップ２の構造＞
図５〜図７を参照して、本実施形態に係る検査チップ２の詳細構造を説明する。以下の説明では、図５の上方、下方、左下方、右上方、右下方、及び左上方を、それぞれ、検査チップ２の上方、下方、前方、後方、右方、及び左方とする。図６及び図７は、シート２９を取り除いた検査チップ２の正面図を示している。後述の図９〜図１６も同様である。
【００３６】
図５に示すように、検査チップ２は一例として前方から見た場合に正方形状であり、所定の厚みを有する透明な合成樹脂の板材２０を主体とする。板材２０の前面は、透明の合成樹脂の薄板から構成されたシート２９により封止されている。板材２０とシート２９との間には、検査チップ２に封入された液体が流動可能な液体流路２５が形成されている。液体流路２５は、板材２０の前面側に所定深さにより形成された凹部であり、板材２０の厚み方向である前後方向と直交する方向に延びる。すなわち、シート２９は、板材２０の流路形成面を封止する。
【００３７】
液体流路２５は、検体保持部１１１、検体定量部１１４、検体余剰部１１６、試薬保持部１３１、試薬定量部１３４、試薬余剰部１３６、試薬保持部１５１、試薬定量部１５４、試薬余剰部１５６及び混合部１７０を含む。図６に示すように、検体保持部１１１は検体１０が注入、及び貯留される部位である。検体保持部１１１は、左辺部２３と左辺部２３から右斜め上方に延設される保持部壁面１１８との間に形成され、且つ上側に開口する凹部である。本実施形態の検体１０は、例えば血液である。試薬保持部１３１は第一試薬１１が注入、及び貯留される部位である。試薬保持部１３１は、後述する隔壁１２５と隔壁１２５から斜め上方に延設される保持部壁面１３８との間に形成され、且つ上側に開口する凹部である。試薬保持部１５１は第二試薬１２が注入、及び貯留される部位である。試薬保持部１５１は、後述する隔壁１４５と隔壁１４５から斜め上方に延設される保持部壁面１５８との間に形成され、且つ上側に開口する凹部である。
【００３８】
図６に示すように、検体保持部１１１、試薬保持部１３１及び試薬保持部１５１は、検査チップ２の上側の壁面である上辺部２１に沿って、板材２０の前面に左右方向に並んで形成されている。検体保持部１１１、試薬保持部１３１及び試薬保持部１５１のうち、検体保持部１１１が検査チップ２の左側の壁面である左辺部２３に最も近い。試薬保持部１５１が検査チップ２の右側の壁面である右辺部２２に最も近い。試薬保持部１３１が検体保持部１１１と試薬保持部１５１との間に位置する。なお、検査チップ２の下側の壁面は、下辺部２４である。
【００３９】
図示しないがシート２９には、検体１０を検体保持部１１１に注入するための検体注入穴が形成されている。例えば、図示しない器具に収容された検体１０が、ユーザの操作により検体注入穴から注入されればよい。すなわち、公知の手法を用いて、試薬注入穴を介して検体１０が検体保持部１１１に注入されればよい。同様にシート２９には、図示しないが、第一試薬１１を試薬保持部１３１に注入するための試薬注入穴、及び第二試薬１２を試薬保持部１５１に注入するための試薬注入穴が形成されている。尚、これらの注入穴は、例えば上辺部２１が開口している形状でもよい。
【００４０】
検体供給部１１２は、検体保持部１１１の右上部分から下方向に延びる検体１０の供給流路である。検体供給部１１２の下端部は、流路が狭く形成された検体案内部１１３に接続する。検体供給部１１２と試薬保持部１３１との間には、上辺部２１から下方に伸びる隔壁１２５が形成されている。隔壁１２５からは左斜め下方向に検体供給部壁面１１９が形成されている。検体案内部１１３の下方には、検体定量部１１４が設けられている。検体定量部１１４は検体１０を定量する部位であり、上側に開口する凹部である。
【００４１】
検体案内部１１３と検体定量部１１４とが連通する部位から、第一通路１１７が右方向に延び、且つ第二通路１１５が左方向に延びている。第二通路１１５は、検体定量部１１４の左下方に設けられた検体余剰部１１６まで延びている。すなわち第二通路１１５は、流路の形成方向が変わるように前方からみて屈曲している。これにより、第二通路１１５において検体１０が検体定量部１１４と検体余剰部１１６との間を移動するためには、検体１０に複数の異なる方向の外力を付与する必要がある。つまり検体余剰部１１６に貯留された検体１０は、第二通路１１５を介して検体定量部１１４に逆流しにくい。
【００４２】
検体定量部１１４は、検体１０の液量が定量される場合に検体１０の液面が形成される二つの定量端部１２１及び定量端部１２３を備える。定量端部１２１は検体定量部１１４と第一通路１１７との接続箇所である。定量端部１２３は検体定量部１１４と第二通路１１５との接続箇所である。定量端部１２１及び定量端部１２３を結ぶ仮想的な面が図７に示す定量面Ｔである。定量面Ｔの詳細は後述する。定量面Ｔに交差する方向に遠心力が付与されることにより、検体定量部１１４を形成する壁と定量面Ｔとで囲まれる体積と同量の検体１０が定量される。すなわち、定量面Ｔは、検体１０の定量量を定める基準面である。定量方法の詳細は後述する。定量端部１２１からは、右斜め上方に向けて第一通路１１７を形成する第一通路壁面１２０が設けられる。定量端部１２３からは左斜め下方向に向けて第二通路１１５を形成する第二通路壁面１２２が設けられる。
【００４３】
検体余剰部１１６は、検体定量部１１４から溢れ出た検体１０が貯留される部位であり、第二通路１１５の下端部から右方向に延びる凹部である。第一通路１１７は、検体定量部１１４の右下側に設けられた後述の混合部１７０まで延びている。すなわち第一通路１１７は、第二通路１１５と同様の理由により、流路の形成方向が変わる。
【００４４】
試薬供給部１３２は、試薬保持部１３１の右上部分から下方向に延びる第一試薬１１の供給流路である。試薬供給部１３２の下端部は、流路が狭く形成された試薬案内部１３３に接続する。試薬供給部１３２と試薬保持部１５１との間には、上辺部２１から下方に伸びる隔壁１４５が形成されている。隔壁１４５からは左斜め下方向に試薬供給部壁面１３９が形成されている。試薬案内部１３３の下方には、試薬定量部１３４が設けられている。試薬定量部１３４は第一試薬１１を定量する部位であり、上側に開口する凹部である。試薬案内部１３３から試薬定量部１３４の凹部内側に向けて遠心力が付与されることにより、試薬定量部１３４の凹部内側の体積と同量の第一試薬１１が定量される。
【００４５】
試薬案内部１３３と試薬定量部１３４とが連通する部位から、第三通路１３７が右方向に延び、且つ第四通路１３５が左方向に延びている。第三通路１３７は、試薬定量部１３４の右下側に設けられた後述の混合部１７０まで延びている。すなわち第三通路１３７は、第一通路１１７と同様の理由により、流路の形成方向が変わる。第四通路１３５は、試薬定量部１３４の左下方に設けられた試薬余剰部１３６まで延びている。すなわち第四通路１３５は、第二通路１１５と同様の理由により、流路の形成方向が変わる。試薬余剰部１３６は、試薬定量部１３４から溢れ出た第一試薬１１が貯留される部位であり、第四通路１３５の下端部から右方向に延びる凹部である。
【００４６】
試薬定量部１３４は、液量が定量される場合に第一試薬１１の液面が形成される二つの定量端部１４１及び定量端部１４３を備える。定量端部１４１は試薬定量部１３４と第三通路１３７との接続箇所である。定量端部１４３は試薬定量部１３４と第四通路１３５との接続箇所である。定量端部１４１及び定量端部１４３を結ぶ面が定量面である。試薬案内部１３３から試薬定量部１３４の凹部内側に向けて遠心力が付与されることにより、試薬定量部１３４の凹部内側の体積と同量の第一試薬１１が定量される。定量端部１４１からは、右斜め上方に向けて第三通路１３７を形成する第三通路壁面１４０が設けられる。定量端部１４３からは左斜め下方向に向けて第四通路１３５を形成する第四通路壁面１４２が設けられる。
【００４７】
試薬供給部１５２は、試薬保持部１５１の右上部分から下方向に延びる第二試薬１２の供給流路である。試薬供給部１５２の下端部は、流路が狭く形成された試薬案内部１５３に接続する。試薬案内部１５３の下方には、試薬定量部１５４が設けられている。右辺部２２からは左斜め下方向に試薬供給部壁面１５９が形成されている。試薬定量部１５４は第二試薬１２を定量する部位であり、上側に開口する凹部である。試薬案内部１５３から試薬定量部１５４の凹部内側に向けて遠心力が付与されることにより、試薬定量部１５４の凹部内側の体積と同量の第二試薬１２が定量される。
【００４８】
試薬案内部１５３と試薬定量部１５４とが連通する部位から、第五通路１５７が右方向に延び、且つ第六通路１５５が左方向に延びている。第六通路１５５は、試薬定量部１５４の左下方に設けられた試薬余剰部１５６まで延びている。すなわち第六通路１５５は、第二通路１１５と同様の理由により、流路の形成方向が変わる。試薬余剰部１５６は、試薬定量部１５４から溢れ出た第二試薬１２が貯留される部位であり、第六通路１５５の下端部から右方向に延びる凹部である。第五通路１５７は、試薬定量部１５４の右下側に設けられた後述の混合部１７０まで延びている。すなわち第五通路１５７は、第二通路１１５と同様の理由により、流路の形成方向が変わる。
【００４９】
試薬定量部１５４は、液量が定量される場合に第二試薬１２の液面が形成される二つの定量端部１６１及び定量端部１６３を備える。定量端部１６１は試薬定量部１５４と第五通路１５７との接続箇所である。定量端部１６３は試薬定量部１５４と第六通路１５５との接続箇所である。定量端部１６１及び定量端部１６３を結ぶ面が定量面である。試薬案内部１５３から試薬定量部１３４の凹部内側に向けて遠心力が付与されることにより、試薬定量部１５４の凹部内側の体積と同量の第二試薬１２が定量される。定量端部１６１からは、右斜め上方に向けて第五通路１５７を形成する第五通路壁面１６０が設けられる。定量端部１６３からは左斜め下方向に向けて第六通路１５５を形成する第六通路壁面１６２が設けられる。
【００５０】
混合部１７０は、検査チップ２の右下部に設けられた、上側に開口する矩形状の凹部である。混合部１７０では、第一通路１１７から流入する検体１０と、第三通路１３７から流入する第一試薬１１と、第五通路１５７から流入する第二試薬１２とが混合され、図１６に示す混合液１３が生成される。生成された混合液１３は、混合部１７０を通る測定光により光学測定される。
【００５１】
図７を参照して、定量端部１２１と定量端部１２３とを結ぶ定量面Ｔと平行な仮想面Ｈ１〜Ｈ４に対する保持部壁面１１８、検体供給部壁面１１９、第一通路壁面１２０及び第二通路壁面１２２の傾斜角度の関係について説明する。定量面Ｔと平行な仮想面Ｈ１と検体供給部壁面１１９との成す角を角度Ａとする。定量面Ｔと平行な仮想面Ｈ２と第一通路壁面１２０との成す角を角度Ｂとする。定量面Ｔと平行な仮想面Ｈ３と第二通路壁面１２２との成す角を角度Ｃとする。定量面Ｔと平行な仮想面Ｈ４と保持部壁面１１８との成す角を角度Ｄとする。検査チップ２では、以下の関係を満たすようになっている。
角度Ａ＜角度Ｂ＜角度Ｃ
角度Ａ＜角度Ｄ
角度Ｄ＜角度Ｂ
【００５２】
＜４．検査チップ２のその他構造＞
図１に示すように、Ｌ型プレート６０から延びる支軸４６は、図示外の装着用ホルダを介して板材２０の後面中央に垂直に連結される。支軸４６の回転に伴って、検査チップ２が支軸４６を中心に自転する。検査チップ２は図５〜図７に示す定常状態である場合、上辺部２１及び下辺部２４が重力Ｇの方向と直交し、右辺部２２及び左辺部２３が重力Ｇの方向と平行、且つ、左辺部２３が右辺部２２よりも主軸５７側に配置される。定常状態の検査チップ２が測定位置に配置されている場合、光源７１と光センサ７２とを結ぶ測定光が混合部１７０を上方からみて垂直に通過する。
【００５３】
＜５．検査方法の一例＞
図４、図６〜図１６、及び図１８を参照して、検査装置１及び検査チップ２を用いた検査方法について説明する。尚、図１８に示す、検査チップ２の自転、公転、回転速度の制御は、それぞれ、時間Ｔ１〜Ｔ５が経過したか否かで制御される。時間Ｔ１〜Ｔ５の情報は制御装置９０のＨＤＤ９５に予め記憶されている。ユーザは検査チップ２を支軸４６に取り付けて、操作部９４から処理開始のコマンドを入力する。これにより、ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３に記憶されている制御プログラムに基づいて、図８に示すメイン処理を実行する。処理開始のコマンドが入力された時間が図１８に示すタイミングチャートの時間Ｔ０である。なお、検査装置１は二つの検査チップ２を同時に検査可能であるが、以下では説明の便宜のため、一つの検査チップ２を検査する手順を説明する。以下の説明では、図６に示す検査チップ２の定常状態を自転角度０度とし、時計に回りに検査チップ２を自転する回転を「正回転」とも言い、反時計に回りに検査チップ２を自転する回転を「逆回転」とも言う。
【００５４】
図８に示すように、ＣＰＵ９１は、ＨＤＤ９５に予め記憶されているモータの駆動情報を読み込み、公転コントローラ９７に主軸モータ３５の駆動情報をセットし、自転コントローラ９８にステッピングモータ５１の駆動情報をセットする（Ｓ１）。このときに、検査チップ２は図６に示すように、定常状態であり自転角度０度である。また、検査チップ２には、既に、検体１０、第一試薬１１及び第二試薬１２が注入されている。次いで、時間Ｔ０から図４に示す公転コントローラ９７が主軸モータ３５の駆動を開始する（Ｓ２）。この結果、自転角度が０度の検査チップ２が公転する。主軸モータ３５は、公転コントローラ９７の指示に基づき、ターンテーブル３３の回転速度を上げる。回転速度が３０００ｒｐｍに達すると、主軸モータ３５はこの回転速度を保持する（Ｓ３）。３０００ｒｐｍの回転速度でターンテーブル３３が回転している状態を、以下高速駆動と記載する。尚、高速駆動時の回転速度は、３０００ｒｐｍに限られず、他の回転速度でもよい。時間Ｔ０〜時間Ｔ１において、図９に示すように、左辺部２３から右辺部２２に向けて、検査チップ２に遠心力Ｘが作用する。遠心力Ｘの作用により検体１０は検体保持部１１１から検体供給部１１２に移動する。同様に、第一試薬１１は試薬保持部１３１から試薬供給部１３２に移動する。第二試薬１２は試薬保持部１５１から試薬供給部１５２に移動する。時間Ｔ１は、検体１０、第一試薬１１、及び第二試薬１２が、上述した移動を行うのに十分な時間として制御装置９０のＨＤＤ９５に予め記憶されている。
【００５５】
時間Ｔ１において、自転コントローラ９８がステッピングモータ５１を制御することにより、図１０に示すように、高速駆動により公転中の検査チップ２が前方からみて反時計回りに８５度自転される。即ち、検査チップ２が８５度逆回転する（Ｓ４）。これにより、検査チップ２の自転角度が８５度に変化する。この結果、上辺部２１と遠心力の方向との成す角度が８５度になるように検査チップ２に遠心力Ｘ１が作用する。ここで、図１１に示すように、定量面Ｔと作用する遠心力Ｘ１の方向との成す角のうち、定量端部１２３側の角度Ｅが鋭角であり、角度Ｅに隣接する角度Ｆが鈍角である。検査チップ２の自転角度が８５度であるので、角度Ｅは８５度になる。図１０に示すように、遠心力Ｘ１の作用により、検体１０は検体案内部１１３を介して検体定量部１１４に流入する。同様に、第一試薬１１は試薬案内部１３３を介して試薬定量部１３４に流入する。第二試薬１２は試薬案内部１５３を介して試薬定量部１５４に流入する。
【００５６】
次に、時間Ｔ１〜Ｔ２の間に、主軸モータ３５が公転コントローラ９７の指示に基づき減速し（Ｓ５）、ターンテーブル３３の回転速度を下げる。回転速度が１０００ｒｐｍに達すると、主軸モータ３５は、この回転速度を保持する（Ｓ６）。１０００ｒｐｍの回転速度でターンテーブル３３が回転している状態を、以下低速駆動と記載する。尚、低速駆動時の回転速度は、高速駆動時の回転速度よりも遅ければ、１０００ｒｐｍに限られず、他の回転速度でもよい。低速駆動時の遠心力Ｘは高速駆動時の遠心力Ｘより弱い。すなわち、時間Ｔ２における遠心力Ｘは、検体定量部１１４、試薬定量部１３４及び試薬定量部１５４への各液の注入開始時の遠心力Ｘより弱い。これにより、検体定量部１１４、試薬定量部１３４及び試薬定量部１５４への注入開始時は、強い遠心力により、効率よく各液が注入され、注入終了時に遠心力を弱めることにより、気泡の混入を防止すると共に、各液の液面の凹みを抑えることができる。時間Ｔ２は、検体１０、第一試薬１１、及び第二試薬１２が、各定量部への移動を行うのに十分な時間として制御装置９０のＨＤＤ９５に予め記憶されている。
【００５７】
また、図１１に示すように、検体案内部１１３は、検体定量部１１４に向けて検体１０を案内し供給する。検体案内部１１３の下流側の先端１１３Ａにおける遠心力Ｘ１の方向に第一通路１１７が位置してもよい。この場合、遠心力Ｘ１の方向と検体案内部１１３の延設方向Ｊとの成す角度の内、検体定量部１１４側の角度Ｋが鋭角である。図１１に示すように、検体定量部１１４において所定量を超えた検体１０が第二通路１１５に溢れ出して検体余剰部１１６に貯留される。ここで、遠心力Ｘ１は、定量端部１２３側の角度Ｅが鋭角になるように作用しているので、検体１０は検体定量部１１４の容積と第一通路壁面１２０側に定量端部１２１を超えて溢れている量との合計量になる。試薬定量部１３４及び試薬定量部１５４においても同様である。すなわち、図１８に示す時間Ｔ１〜Ｔ２において、主軸モータ３５がターンテーブル３３を低速駆動することにより、遠心力を高速駆動時の遠心力より弱めるのは、遠心力が強いと液面が遠心力方向に凹み、前記合計量の検体１０の液量が減るからである。
【００５８】
次に、図１８に示す時間Ｔ２において、制御装置９０の自転コントローラ９８がステッピングモータ５１を制御することにより、低速駆動により公転中の検査チップ２が前方からみて反時計回りに５度自転される。即ち、検査チップ２が５度逆回転する（Ｓ７）。これにより、図１３に示すように検査チップ２の自転角度が９０度に変化する。図１４に示すように、定量面Ｔに対して、作用する遠心力Ｘ２は、定量端部１２３側の角度Ｇが９０度になっており、角度Ｇに隣接する角度Ｈも９０度になっている。故に、図１３に示すように、定量面Ｔを超えて、第一通路壁面１２０側に定量端部１２１を超えて溢れていた検体１０が第二通路１１５に溢れ出す。溢れ出した検体１０は、検体余剰部１１６に貯留される。この結果、所定量の検体１０が正確に定量される。ここで、定量面Ｔと検体定量部１１４を形成する壁とにより囲まれる体積が、所望の定量量である。検体定量部１１４において定量された体積の検体１０が、第一試薬１１と第二試薬１２とに混合されて、混合液となる。この混合液が、光学測定される。検体定量部１１４において定量された体積が、所望の体積からずれると、光学測定に基づく検査精度が低下する。同様に、所定量を超える第一試薬１１が第四通路１３５に溢れ出す。溢れ出した第一試薬１１は、試薬余剰部１３６に貯留される。この結果、所定量の第一試薬１１が正確に定量される。また、試薬定量部１５４では、所定量を超える第二試薬１２が第六通路１５５に溢れ出す。溢れ出した第二試薬１２は、試薬余剰部１５６に貯留される。この結果、所定量の第二試薬１２が正確に定量される。
【００５９】
次いで、図１８に示す時間Ｔ２からＴ３の間に、制御装置９０の公転コントローラ９７の指示に基づき、主軸モータ３５がターンテーブル３３を高速駆動する（Ｓ８）。この結果、自転角度が９０度の検査チップ２が公転する。この高速駆動により、低速駆動時の遠心力よりも強い遠心力により、血液等の粘性のある検体が、より正確に定量される。時間Ｔ３は、検体１０、第一試薬１１、及び第二試薬１２が、各定量部において定量されるのに十分な時間として制御装置９０のＨＤＤ９５に予め記憶されている。
【００６０】
図１４に示すように、定量面Ｔに対して、作用する遠心力Ｘ２は、定量端部１２３側の角度Ｇが９０度になっており、角度Ｇに隣接する角度Ｈも９０度になっている。故に、図１３に示すように、定量面Ｔを超えて、第一通路壁面１２０側に定量端部１２１を超えて溢れていた検体１０が第二通路１１５に溢れ出す。溢れ出した検体１０は、検体余剰部１１６に貯留される。この結果、所定量の検体１０が正確に定量される。定量面Ｔと検体定量部１１４を形成する壁とにより囲まれる体積が、所望の定量量である。検体定量部１１４において定量された体積の検体１０が、試薬１１と試薬１２とに混合されて、混合液となる。この混合液が、光学測定される。検体定量部１１４において定量された体積が、所望の体積からずれると、光学測定に基づく検査精度が低下する。同様に、所定量を超える第一試薬１１が第四通路１３５に溢れ出す。溢れ出した第一試薬１１は、試薬余剰部１３６に貯留される。この結果、所定量の第一試薬１１が正確に定量される。また、試薬定量部１５４では、所定量を超える第二試薬１２が第六通路１５５に溢れ出す。溢れ出した第二試薬１２は、試薬余剰部１５６に貯留される。この結果、所定量の第二試薬１２が正確に定量される。
【００６１】
次に、図１８に示す時間Ｔ３において、制御装置９０の自転コントローラ９８がステッピングモータ５１を制御することにより、図１５に示すように、公転中の検査チップ２が前方からみて時計回りに９０度自転される。即ち、検査チップ２が９０度正回転する（Ｓ１０）。これにより検査チップ２の自転角度が０度に戻り、左辺部２３から右辺部２２に向けて検査チップ２に遠心力Ｘが作用する。遠心力Ｘの作用により、検体定量部１１４において定量された検体１０が第一通路１１７に移動する。一方、検体余剰部１１６は右方向に閉じる凹部であるため、余剰の検体１０は検体余剰部１１６に留まる。
【００６２】
同様に、試薬定量部１３４において定量された第一試薬１１が第三通路１３７に移動する。一方、試薬余剰部１３６は右方向に閉じる凹部であるため、余剰の第一試薬１１は試薬余剰部１３６に留まる。試薬定量部１５４において定量された第二試薬１２が第五通路１５７に移動する。一方、試薬余剰部１５６は右方向に閉じる凹部であるため、余剰の第二試薬１２は試薬余剰部１５６に留まる。
【００６３】
次に、図１８に示す時間Ｔ４において、制御装置９０の自転コントローラ９８がステッピングモータ５１を制御することにより、図１６に示すように、公転中の検査チップ２が前方からみて反時計回りに９０度自転される。即ち、検査チップ２が９０度逆回転する（Ｓ１１）。これにより、検査チップ２の自転角度が９０度に変化し、上辺部２１から下辺部２４に向けて検査チップ２に遠心力Ｘが作用する。遠心力Ｘの作用により、検体１０は第一通路１１７から混合部１７０に流入する。第一試薬１１は第三通路１３７から混合部１７０に流入する。第二試薬１２は第五通路１５７から混合部１７０に流入する。一方、余剰の検体１０、第一試薬１１、及び第二試薬１２は、先述したように検体余剰部１１６、試薬余剰部１３６、及び試薬余剰部１５６に留まる。混合部１７０に流入した検体１０、第一試薬１１、及び第二試薬１２は、遠心力Ｘの作用により混合され、混合液１３が生成される。
【００６４】
次に、図１８に示す時間Ｔ５において、制御装置９０の自転コントローラ９８がステッピングモータ５１を制御することにより、公転中の検査チップ２が前方からみて時計回りに９０度自転される。即ち、検査チップ２が９０度正回転する（Ｓ１２）。これにより、検査チップ２の自転角度が０度に変化する。その後、図４に示す公転コントローラ９７が主軸モータ３５を制御することにより、主軸モータ３５が減速駆動され（Ｓ１３）、主軸モータ３５が停止する（Ｓ１４）。故に、検査チップ２の公転が終了する。
【００６５】
上記遠心処理の実行後、図４に示す公転コントローラ９７が主軸モータ３５を制御することにより、検査チップ２を測定位置の角度まで回転移動させる（Ｓ１５）。図４に示す測定コントローラ９９が光源７１を発光させると、測定光が混合部１７０に貯溜された混合液１３を通る。ＣＰＵ９１は光センサ７２が受光した測定光の変化量に基づいて、混合液１３の光学測定を行い、測定データを取得する（Ｓ１６）。
【００６６】
次いで、ＣＰＵ９１は、Ｓ１６の処理により取得された測定データに基づいて、検体１０の測定結果を算出する（Ｓ１７）。測定結果に基づく検体１０の検査結果が、図４に示すディスプレイ９６に表示される（Ｓ１８）。その後、メイン処理が終了される。
【００６７】
次に、図１７と、表１及び表２を参照して、遠心力の定量面への作用角度による検査チップ２の公転速度の基準を説明する。検体定量部１１４の定量面Ｔを規定する定量端部１２１と定量端部１２３との距離を「距離ｂ」とし、検体定量部１１４への検体の注入時に注入した検体の液面を「液面ａ」とする。定量面Ｔと定量面Ｔへ向かう遠心力Ｘの方向とが成す角の内、定量端部１２３側の角度を遠心方向の角度ｄとし、定量面Ｔと液面ａとの成す角をθとし、定量端部１２１と液面ａとの最短の距離をｃとする。
ここで、
θ＝９０度−ｄ
ｃ＝ｂｓｉｎθ  となる。
ここで、一例として、ｂ＝１．８ｍｍの場合、以下の表１の関係となる。
【表１】
2014081248.tif 000003
【００６８】
ここで、遠心方向の角度＝８５度のとき、ターンテーブル３３の回転速度が１０００ｒｐｍのときに、ｃ＝ｂｓｉｎθ＝０．１５６８８（ｍｍ）以下の液面の凹みであれば許容範囲であるとすると、遠心方向の各角度ｄと回転速度の関係は、以下の表２の関係となる。
【表２】
2014081248.tif 000004
【００６９】
故に、遠心方向の角度ｄが８０度の場合には、ＣＰＵ９１は、ターンテーブル３３の回転速度を１９９２ｒｐｍに制御し、遠心方向の角度ｄが７５度の場合には、ＣＰＵ９１は、ターンテーブル３３の回転速度を２９７０ｒｐｍに制御し、遠心方向の角度ｄが７０度の場合には、ＣＰＵ９１は、ターンテーブル３３の回転速度を３９２４ｒｐｍに制御し、遠心方向の角度ｄが６５度の場合には、ＣＰＵ９１は、ターンテーブル３３の回転速度を４８４９ｒｐｍに制御することにより、正確に定量出来る遠心力を定量面に作用させることができる。従って、本実施の形態では、ＣＰＵ９１が、公転コントローラ９７を介して、主軸モータ３５を制御することにより、上記の第１遠心力の方向と第２遠心力の方向（一例として９０度）との角度の差に応じた強い遠心力を定量面に作用させるように、ターンテーブル３３の回転速度を制御することができる。この回転速度は、制御装置９０のＨＤＤ９５に記憶されている。  
【００７０】
＜６．本実施形態の主たる作用・効果＞
以上説明したように、本実施形態の検査チップ２及び検査装置１によれば、検査装置１は液体である検体１０、第一試薬１１及び第二試薬１２が注入された検査チップ２を使用可能である。検査チップ２では、検体定量部１１４が検査チップ２の内部に導入された検体１０を所定量収容可能である。所定量を超える検体１０は、検体定量部１１４から溢れて第二通路１１５を移動し、検体余剰部１１６に貯留される。検体定量部１１４への検体の注入時には、検査チップ２の自転角度を８５度にして、定量面Ｔに作用する遠心力Ｘは、定量端部１２３側の角度Ｅが鋭角の８５度になるように作用している。故に、定量面Ｔに直交する方向に遠心力が掛からないので、検体または試薬の注入時に液面が凹むことを抑えることができる。また、検体１０は検体定量部１１４の容積と第一通路壁面１２０側に定量端部１２１を超えて溢れている量との合計量になる。故に、検体定量部１１４の容量より多く検体または試薬を注入することができる。試薬定量部１３４及び試薬定量部１５４においても同様である。その後、検査チップ２の自転角度を９０度にして定量するので、定量時には、定量面Ｔに対して直交する方向から遠心力が掛かるが、例え、液面が一旦凹んでも検体定量部１１４の容積よりも多く注入しているので、液量が不足することなく正確に定量することができる。
【００７１】
定量時には、主軸モータ３５が３０００ｒｐｍの回転速度で回転して、検体定量部１１４への検体の注入開始時よりも強い遠心力を定量面Ｔに作用させるので、短時間に定量が出来る。この場合、検体または試薬の注入時に定量部へ余剰に注入しているので、定量時に強い遠心力で定量して、一旦、液面が凹んでも定量精度が低下することがない。
【００７２】
検体定量部１１４への検体の注入時に定量面に作用する遠心力の方向と定量時に定量面に作用する遠心力の方向との角度の差に応じて、定量時に公転コントローラ９７が主軸モータ３５の回転速度を制御する。従って、当該遠心力の角度の差により定量部へ余剰に注入した検体または試薬の量が変わるので、余剰に注入した量に応じて強い遠心力を作用させることにより定量を短時間に行うことができる。
【００７３】
検体定量部１１４への検体の注入時には、公転コントローラ９７が主軸モータ３５を高速駆動した後、回転速度を高速駆動より落とした低速駆動するので、注入時間を短縮することができると共に、注入した検体または試薬が勢い余って混合部または余剰部に流入することを防止できる。
【００７４】
検体定量部１１４に向けて検体、または試薬を供給する検体案内部１１３の下流側の先端１１３Ａにおいて、遠心力Ｘ１が向かう方向側に第一通路１１７が位置し、遠心力Ｘ１の向かう方向と検体案内部１１３の延設方向Ｊとの成す角度の内、検体定量部１１４の角度Ｋが鋭角になる。これにより、検体または試薬を第一通路１１７の第一通路壁面１２０当てて検体定量部１１４に流し込むことにより、検体定量部１１４内において対流を生じることができる。故に、検体定量部１１４に注入した検体または試薬が均質になる。
【００７５】
＜７．その他＞
上記実施形態において、検体定量部１１４、試薬定量部１３４及び試薬定量部１５４が、各々、本発明の「定量部」の一例である。第一通路１１７、第三通路１３７及び第五通路１５７が、各々、本発明の「第１案内部」の一例である。第二通路１１５、第四通路１３５及び第六通路１５５が、各々、本発明の「第２案内部」の一例である。検体余剰部１１６、試薬余剰部１３６及び試薬余剰部１５６が、各々、本発明の「余剰部」の一例である。混合部１７０が本発明の「混合部」の一例である。定量端部１２１、定量端部１４１及び定量端部１６１が、各々、本発明の「第１接続部」の一例である。定量端部１２３、定量端部１４３及び定量端部１６３が、各々、本発明の「第２接続部」の一例である。定量面Ｔが本発明の「定量面」の一例である。
【００７６】
検査チップ２の自転角度８５度の場合に定量面Ｔに作用する遠心力が本発明の「第１遠心力」の一例である。検査チップ２の自転角度９０度の場合に定量面Ｔに作用する遠心力が本発明の「第２遠心力」の一例である。検体１０が、本発明の「検体」の一例である。第一試薬１１及び第二試薬１２が、それぞれ本発明の「試薬」の一例である。ステップＳ４を実行するＣＰＵ９１が、本発明の「第１作用手段」の一例である。ステップＳ７を実行するＣＰＵ９１が、本発明の「第２作用手段」の一例である。ＣＰＵ９１が本発明の「コンピュータ」の一例である。
【００７７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。上記実施形態の検査装置１及び検査チップ２は単なる例示であり、各々の構造、形状、及びや処理などを変更可能である。例えば、第１遠心力を定量面Ｔに作用する生起する検査チップ２の自転角度は、８５度に限られず、８０度、７５度、７０度または６５度等の鋭角の任意の角度であればよい。また、第２遠心力を定量面Ｔに作用する生起する検査チップ２の自転角度９０度に限られない。即ち、定量面Ｔと定量面Ｔへ向かう第２遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対値が、定量面Ｔと定量面Ｔへ向かう第１遠心力との成す角度の内、隣接する２つの角度の差の絶対より小さくなる方向に第２遠心力を前記定量面に作用させる検査チップ２の自転角度であればよい。すなわち、隣接する２つの角度の差の絶対値より小さくなる方向に第２遠心力を定量面Ｔに作用させればよい。また、上記実施の形態では、第１遠心力より第２遠心力が強くなるようにしているが、必ずしも、第１遠心力より第２遠心力を強くする必要は無く、第１遠心力と第２遠心力との強さが同じでもよい。また、第１遠心力より第２遠心力が弱くてもよい。
【００７８】
検査チップ２に作用する遠心力を強めるには、ターンテーブル３３の回転速度をげる以外に、ターンテーブル３３の径を小さくして強い遠心力を作用させるようにしてもよい。また、検体１０は、血液に限られず、血漿でも良い。即ち、検体定量部１１４の向きが、第一通路１１７の方向と左右方向において、同じ場合は、血漿、血球とも移動するので、血液の検査となる。一方、検体定量部１１４の向きが、第一通路１１７の方向と左右方向において、異なる場合は、血球が残り、血漿が移動するので、血漿の検査となる。また、図１１に示すように、遠心力Ｘ１の方向と検体案内部１１３の延設方向Ｊとの成す角度の内、検体定量部１１４の角度Ｋが鋭角でなく、角度が０度でも良い。
【符号の説明】
【００７９】
１   検査装置
２   検査チップ
７   測定部
１０   検体
１１   第一試薬
１２   第二試薬
１３   混合液
９１    ＣＰＵ
９７   公転コントローラ
９８   自転コントローラ
１１４  検体定量部
１１５  第二通路
１１７  第一通路
１１６  検体余剰部
１２１、１４１、１６１  定量端部
１２３、１４３、１６３  定量端部
１３４  試薬定量部
１５４  試薬定量部
１７０  混合部
【図１】
2014081248.tif 000005
【図２】
2014081248.tif 000006
【図３】
2014081248.tif 000007
【図４】
2014081248.tif 000008
【図５】
2014081248.tif 000009
【図６】
2014081248.tif 000010
【図７】
2014081248.tif 000011
【図８】
2014081248.tif 000012
【図９】
2014081248.tif 000013
【図１０】
2014081248.tif 000014
【図１１】
2014081248.tif 000015
【図１２】
2014081248.tif 000016
【図１３】
2014081248.tif 000017
【図１４】
2014081248.tif 000018
【図１５】
2014081248.tif 000019
【図１６】
2014081248.tif 000020
【図１７】
2014081248.tif 000021
【図１８】
2014081248.tif 000022