(57)【要約】  流路構造体が組み込まれた測定装置の小型化に対応しやすい流路構造体として、測定対象液体を内部へ導く供給流路と、前記供給流路により導かれた前記測定対象液体に含まれる複数の成分を分離する分離素子を収納する分離素子収納部と、前記分離素子収納部を通過した前記測定対象液体であって前記成分に関する情報を測定するための測定光が照射される前記測定対象液体を導く検出部と、を有する基材を備え、前記検出部は、前記測定対象液体を導く測定流路部分と、前記測定流路部分の端部に設けられ、前記測定流路部分の内部に前記測定光を導く入射部分と、前記測定流路部分の他の端部に設けられ、前記測定流路部分から前記測定光を導き出す出射部分と、を有することを特徴とする流路構造体が提供される。
2017065163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象液体を内部へ導く供給流路と、
前記供給流路により導かれた前記測定対象液体に含まれる複数の成分を分離する分離素子を収納する分離素子収納部と、
前記分離素子収納部を通過した前記測定対象液体であって前記成分に関する情報を測定するための測定光が照射される前記測定対象液体を導く検出部と、
を有する基材を備え、
前記検出部は、
前記測定対象液体を導く測定流路部分と、
前記測定流路部分の端部に設けられ、前記測定流路部分の内部に前記測定光を導く入射部分と、
前記測定流路部分の他の端部に設けられ、前記測定流路部分から前記測定光を導き出す出射部分と、
を有することを特徴とする流路構造体。
【請求項２】
前記測定光の中心線は、前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向に沿った方向に延びたことを特徴とする請求項１記載の流路構造体。
【請求項３】
前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向は、前記基材の主面に垂直な方向に延びたことを特徴とする請求項２記載の流路構造体。
【請求項４】
前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向は、前記基材の主面に平行な方向に延びたことを特徴とする請求項２記載の流路構造体。
【請求項５】
前記出射部分は、前記入射部分とは反対側に設けられ前記入射部分の側から前記測定対象液体に照射された前記測定光を反射する反射部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項６】
前記反射部は、前記検出部の内部において凹形状を有することを特徴とする請求項５記載の流路構造体。
【請求項７】
前記反射部は、前記検出部の内部に向かって突出した凸形状を有することを特徴とする請求項５記載の流路構造体。
【請求項８】
前記反射部は、放物面を有することを特徴とする請求項５記載の流路構造体。
【請求項９】
前記反射部は、前記基材の表面に設けられた金属を含む層を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１０】
前記反射部は、前記金属を含む層の上に設けられた酸化物を含む層を有することを特徴とする請求項９記載の流路構造体。
【請求項１１】
前記基材は、複数の板状部材の貼合体とされたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１２】
前記複数の板状部材のいずれもが、前記測定光の波長領域について透過性を有することを特徴とする請求項１１記載の流路構造体。
【請求項１３】
前記分離素子は、分離カラムであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１４】
前記分離素子は、電気泳動素子であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１つに記載の流路構造体と、
展開液を前記流路構造体に供給する送液部と、
測定対象液体を前記流路構造体に供給する試料導入部と、
前記測定対象液体に含まれる成分に関する情報を測定するための測定光を放出する発光部、および前記測定対象液体に照射された前記測定光を検知する受光部を有する検出器と、
を備えたことを特徴とする測定対象液体の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＯＣＴに対応しうる測定対象液体の測定装置に使用される流路構造体、および流路構造体が組み込まれた測定対象液体の測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象液体の組成に関する情報を得る測定を行う場合には、例えば、高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ：High Performance Liquid chromatography）装置が用いられる。【０００３】
ＨＰＬＣ装置に関し、特許文献１には、溶離液ボトル、脱気装置、試料調製ユニット、分析ユニット、測光機構および演算回路を備えたＨＰＬＣ装置が開示されている。特許文献１に記載された測光機構は、測光セル、光源、ビームスプリッタ、測定用受光系および参照用受光系を有し、分析カラムを有する分析ユニットとは別に設置されている。【０００４】
ここで、近年、診療・看護現場で医療スタッフが実施する簡易・迅速検査などを意味するポイント・オブ・ケア検査（ＰＯＣＴ：Point-of-Care Testing）の普及が進んでいる。ＰＯＣＴを実現する観点から、ＨＰＬＣ装置は小型であることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１１２８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されたＨＰＬＣ装置では、測光機構が分析ユニットとは別に設置されているため、ＨＰＬＣ装置を小型化することは困難である。また、測定対象液体の組成に関する情報を高感度に測定するためには、測光機構と分析ユニットとを接続する流路の体積を極小化する必要がある。これに対して、特許文献１に記載されたＨＰＬＣ装置では、測光機構が分析ユニットとは別に設置されているため、測光機構と分析ユニットとを接続する流路の体積を極小化することには限界がある。【０００７】
さらに、別部材として設置された各機能部の組み立て状態によっては、ＨＰＬＣ装置の内部おいて液漏れなどのトラブルが発生するおそれがある。液漏れなどのトラブルについては、専門知識がなければ対応することが困難である。そのため、特許文献１に記載されたＨＰＬＣ装置については、専門知識を有していない一般の人の対応が必要なＰＯＣＴ向けの機器として普及していないという問題がある。【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、流路構造体が組み込まれた測定装置の小型化に対応しやすい流路構造体を提供することを目的とする。また、本発明は、流路構造体が組み込まれた測定装置の高感度化あるいはトラブル抑制に対応しやすい流路構造体を提供することを目的とする。本発明は、流路構造体が組み込まれた測定対象液体の測定装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の流路構造体は、一態様において、測定対象液体を内部へ導く供給流路と、前記供給流路により導かれた前記測定対象液体に含まれる複数の成分を分離する分離素子を収納する分離素子収納部と、前記分離素子収納部を通過した前記測定対象液体であって前記成分に関する情報を測定するための測定光が照射される前記測定対象液体を導く検出部と、を有する基材を備え、前記検出部は、前記測定対象液体を導く測定流路部分と、前記測定流路部分の端部に設けられ、前記測定流路部分の内部に前記測定光を導く入射部分と、前記測定流路部分の他の端部に設けられ、前記測定流路部分から前記測定光を導き出す出射部分と、を有することを特徴とする。【００１０】
本発明の一態様に係る流路構造体によれば、検出部は、測定対象液体に含まれる成分に関する情報を測定するための測定光が照射される測定対象液体を導く。つまり、検出部を流れる測定対象液体には、測定光が照射される。この検出部が、流路構造体に組み込まれ、流路構造体と一体的に設けられている。これにより、流路構造体が組み込まれた測定装置を小型化することができ、測定装置の小型化に対応しやすい流路構造体を提供することができる。【００１１】
また、検出部が流路構造体と一体的に設けられているため、分離素子収納部と検出部とを接続する流路の体積を極小化することができる。つまり、デッドボリュームを極小化することができる。これにより、測定対象液体の組成に関する情報を高感度に測定することができる。つまり、クロマトグラムの理論段数をより高くすることができる。【００１２】
さらに、検出部が流路構造体と一体的に設けられているため、流路構造体と検出部とを配管などで接続する必要がない。そのため、流路構造体が組み込まれた測定装置の内部において液漏れなどのトラブルが発生することを抑えることができる。また、検出部が流路構造体に組み込まれているため、検出部に関するトラブルが発生した場合であっても、流路構造体を交換することでトラブルを解決することができる。これにより、ＰＯＣＴを実現することができる。【００１３】
本発明の流路構造体において、前記測定光の中心線は、前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向に沿った方向に延びていてもよい。これによれば、測定光の中心線が測定流路部分を流れる測定対象液体の流れ方向と交差する場合と比較して、測定領域の体積を増やし、測定対象液体に照射される測定光の光路長を長くすることができる。これにより、流路構造体が組み込まれた測定装置は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体の組成に関する情報を高感度に測定することができる。【００１４】
本発明の流路構造体において、前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向は、前記基材の主面に垂直な方向に延びていてもよい。これによれば、測定流路部分を流れる測定対象液体の流れ方向が基材の板厚方向に延びているため、検出部を比較的に容易に形成することができ、測定対象液体の流れ方向と測定光の中心線とを比較的容易に合わせることができる。【００１５】
本発明の流路構造体において、前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向は、前記基材の主面に平行な方向に延びていてもよい。これによれば、測定流路部分を流れる測定対象液体の流れ方向が基材の板厚方向ではなく面内方向に延びている場合であっても、測定光の中心線と測定流路部分を流れる測定対象液体の流れ方向とを平行とすることにより、測定領域の体積を増やし、測定対象液体に照射される測定光の光路長を長くすることができる。これにより、流路構造体が組み込まれた測定装置は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体の組成に関する情報を高感度に測定することができる。【００１６】
本発明の流路構造体において、前記出射部分は、前記入射部分とは反対側に設けられ前記入射部分の側から前記測定対象液体に照射された前記測定光を反射する反射部を有していてもよい。これによれば、基材を透過しない波長領域の光を測定光として用いた場合であっても、反射型の検出が可能となる。つまり、流路構造体が組み込まれた測定装置は、測定光の波長領域に影響されることなく、反射部で反射した光を検知することができる。また、透過型の検出と比較すると、測定対象液体に照射される測定光の光路長を長くすることができる。これにより、流路構造体が組み込まれた測定装置は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。【００１７】
本発明の流路構造体において、前記反射部は、前記検出部の内部において凹形状を有していてもよい。これによれば、基材を成形する金型の形状を適宜設計することにより、反射部の好適な形状を製作することができる。これにより、流路構造体が組み込まれた測定装置は、光の検知を安定的に行うことができる。【００１８】
本発明の流路構造体において、前記反射部は、前記検出部の内部に向かって突出した凸形状を有していてもよい。これによれば、凸形状を有する反射部で反射した測定光が検出部の内部において分散するため、測定対象液体に照射される測定光の光路長をより長くすることができる。これにより、流路構造体が組み込まれた測定装置は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。【００１９】
本発明の流路構造体において、前記反射部は、放物面を有していてもよい。これによれば、反射部の放物面の軸に平行光として平行に放出された測定光は、反射部で反射した後、反射部の放物面の焦点の位置に集まる。そのため、反射部で反射した光を検知する受光部が反射部の放物面の焦点の位置に設けられた場合には、その受光部は、測定対象液体の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。【００２０】
本発明の流路構造体において、前記反射部は、前記基材の表面に設けられた金属を含む層を有していてもよい。これによれば、反射部は、より多くの測定光を反射する。そのため、流路構造体が組み込まれた測定装置は、測定対象液体の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。【００２１】
本発明の流路構造体において、前記反射部は、前記金属を含む層の上に設けられた酸化物を含む層を有していてもよい。これによれば、酸化物を含む層が金属を含む層の保護層として機能し、測定対象液体が血液である場合であっても、血液が金属を含む層に吸着することを抑えることができる。【００２２】
本発明の流路構造体において、前記基材は、複数の板状部材の貼合体とされていてもよい。これによれば、様々な部分構造を有する流路構造体を効率的に得ることができる。【００２３】
本発明の流路構造体において、前記複数の板状部材のいずれもが、前記測定光の波長領域について透過性を有していてもよい。【００２４】
本発明の流路構造体において、前記分離素子は、分離カラムであってもよい。【００２５】
本発明の流路構造体において、前記分離素子は、電気泳動素子であってもよい。【００２６】
本発明の測定対象液体の測定装置は、一態様において、上記のいずれかの流路構造体と、展開液を前記流路構造体に供給する送液部と、測定対象液体を前記流路構造体に供給する試料導入部と、前記測定対象液体に含まれる成分に関する情報を測定するための測定光を放出する発光部、および前記測定対象液体に照射された前記測定光を検知する受光部を有する検出器と、を備えたことを特徴とする。【００２７】
本発明の一態様に係る測定対象液体の測定装置によれば、検出部は、測定対象液体に含まれる成分に関する情報を測定するための測定光が照射される測定対象液体を導く。つまり、検出部を流れる測定対象液体には、測定光が照射される。この検出部が、流路構造体に組み込まれ、流路構造体と一体的に設けられている。これにより、流路構造体が組み込まれた測定装置を小型化することができる。【００２８】
また、検出部が流路構造体と一体的に設けられているため、分離素子収納部と検出部とを接続する流路の体積を極小化することができる。つまり、デッドボリュームを極小化することができる。これにより、測定対象液体の組成に関する情報を高感度に測定することができる。つまり、クロマトグラムの理論段数をより高くすることができる。【００２９】
さらに、検出部が流路構造体と一体的に設けられているため、流路構造体と検出部とを配管などで接続する必要がない。そのため、流路構造体が組み込まれた測定装置の内部において液漏れなどのトラブルが発生することを抑えることができる。また、検出部が流路構造体に組み込まれているため、検出部に関するトラブルが発生した場合であっても、流路構造体を交換することでトラブルを解決することができる。これにより、ＰＯＣＴを実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、流路構造体が組み込まれた測定装置の小型化に対応しやすい流路構造体を提供することが可能になる。また、本発明によれば、流路構造体が組み込まれた測定装置の高感度化あるいはトラブル抑制に対応しやすい流路構造体を提供することが可能になる。本発明によれば、流路構造体が組み込まれた測定対象液体の測定装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る流路構造体を備える測定対象液体の測定装置を表すブロック図である。
【図２】比較例に係る流路構造体を備える測定対象液体の測定装置を表すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る流路構造体を表す模式的斜視図である。
【図４】本実施形態に係る流路構造体を表す模式的分解図である。
【図５】本実施形態に係る流路構造体の流路部分のみを表す模式的斜視図である。
【図６】図３に表した切断面Ｂ１−Ｂ１における模式的断面図である。
【図７】他の実施形態に係る流路構造体を表す模式的斜視図である。
【図８】図７に表した切断面Ｂ２−Ｂ２における模式的断面図である。
【図９】さらに他の実施形態に係る流路構造体を表す模式的断面図である。
【図１０】本実施形態の検出部の近傍を拡大して表した模式的斜視図である。
【図１１】本実施形態の反射部の変形例を表す模式的斜視図である。
【図１２】本実施形態の反射部の他の変形例を表す模式的斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態に係る、流路構造体および測定対象液体の測定装置について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。【００３３】
図１は、本実施形態に係る流路構造体を備える測定対象液体の測定装置を表すブロック図である。
図２は、比較例に係る流路構造体を備える測定対象液体の測定装置を表すブロック図である。【００３４】
図１に表したように、本実施形態に係る測定対象液体の測定装置１０は、送液部１００と、試料導入部２００と、流路構造体３００と、検出器４００と、を備える。【００３５】
送液部１００は、貯液部１１０と、ポンプ１２０と、を有する。貯液部１１０は、移動相としての展開液１１１を貯留する。ポンプ１２０は、貯液部１１０の内部に圧力変動を与え、貯液部１１０に貯留された展開液１１１を流路構造体３００に供給する。【００３６】
試料導入部（インジェクション部）２００は、タンク２１０と、バルブ２２０と、を有する。タンク２１０は、測定対象液体（試料）２１１を貯留する。バルブ２２０が開くと、試料導入部２００は、タンク２１０に貯留された測定対象液体２１１を流路構造体３００に供給し、測定対象液体２１１と、貯液部１１０から供給された展開液１１１と、を混合させることができる。【００３７】
流路構造体３００は、基材３０１を有する。基材３０１は、供給流路３３０と、分離素子収納部３１０と、を有する。供給流路３３０は、供給された測定対象液体２１１を流路構造体３００の内部へ導く。分離素子収納部３１０は、分離素子（分離カラム）３１１を収納する。分離素子３１１は、測定対象液体２１１に含まれる各成分と、分離素子３１１と、の相互作用の違いを利用して、測定対象液体２１１に含まれる各成分を分離する。具体的には、例えば、分離素子３１１は、測定対象液体２１１に含まれる各成分の吸着性や分配係数の差に基づく移動速度の差を利用して、測定対象液体２１１に含まれる各成分を分離する。例えば、測定対象液体２１１が血液である場合には、分離素子３１１は、分子の大きさおよび荷電状態に応じて、血液に含まれる成分を分離する。分離素子３１１としては、例えばシリカモノリスなどが用いられる。【００３８】
なお、貯液部１１０は、流路構造体３００に設けられていてもよい。言い換えれば、流路構造体３００が貯液部１１０を有していてもよい。この場合には、貯液部１１０に貯留された展開液１１１は、ポンプ１２０により貯液部１１０の内部に与えられた圧力変動に基づいて分離素子収納部３１０に供給される。貯液部１１０が流路構造体３００に設けられた場合には、流路構造体３００は、貯液部１１０に貯留された展開液１１１を有する測定ユニットとして測定装置１０に組み込まれる。【００３９】
検出器４００は、発光部４１０と、検出部３２０と、受光部４２０と、を有する。発光部４１０は、例えば流路構造体３００の蓋体（図示せず）などに固定され、検出部３２０へ向かって測定光を放出する。発光部４１０が放出する光の波長は、例えば約２５０ナノメートル（ｎｍ）以上、４５０ｎｍ以下程度である。但し、発光部４１０が放出する光の波長は、これだけには限定されない。【００４０】
検出部３２０は、流路構造体３００に組み込まれ、流路構造体３００と一体的に設けられている。言い換えれば、流路構造体３００は、供給流路３３０と、分離素子収納部３１０と、検出部３２０と、を有する。本実施形態に係る測定装置１０では、検出部３２０は、流路構造体３００の一部であり、検出器４００の一部でもある。検出部３２０は、分離素子３１１を通過した混合液（展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液）を排出する排出用流路として機能するとともに、発光部４１０から放出された測定光が照射される測定対象液体２１１を導く測定用流路として機能する。【００４１】
具体的には、図１に表した矢印Ａ１のように、展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液は、分離素子３１１を通過し、各成分に分離された後、検出部３２０を通って検出部３２０から排出される。このとき、発光部４１０から放出された測定光が、検出部３２０を通る混合液に照射される。図１に表した矢印Ａ２のように、混合液に照射された測定光の少なくとも一部は、混合液を透過し、受光部４２０に入射する。受光部４２０は、混合液を透過した光を検知し、検知した光の強度に基づいて測定対象液体２１１に含まれる各成分の濃度を演算する。受光部４２０は、演算した各成分の濃度を記憶してもよい。【００４２】
ここで、本実施形態に係る測定対象液体の測定方法の一例について説明する。
まず、図１に表した矢印Ａ３のように、ポンプ１２０を駆動し、貯液部１１０の内部の展開液１１１を供給流路１１に供給して、検出部３２０を展開液１１１で満たす。続いて、バルブ２２０を開き、タンク２１０の内部の測定対象液体２１１を流路構造体３００に供給する。その結果、バルブ２２０よりも下流側では、展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液が形成される。【００４３】
続いて、ポンプ１２０をさらに駆動し、貯液部１１０の内部の展開液１１１を供給流路１１に供給して、バルブ２２０よりも下流側で形成された混合液を分離素子３１１に供給し、測定対象液体２１１の分離を行う。続いて、検出部３２０を通る混合液に対して発光部４１０から放出された測定光を照射し、混合液を透過した光を受光部４２０が検知することにより、測定対象液体２１１の組成に関する情報を得る。【００４４】
ここで、図２に表した比較例に係る測定装置１０ａについて説明する。図２に表した比較例に係る測定装置１０ａでは、検出器４００の検出部３２０は、流路構造体３００には組み込まれておらず、流路構造体３００とは別体として設けられている。言い換えれば、流路構造体３００は、検出部３２０を有していない。そのため、比較例に係る測定装置１０ａでは、検出部３２０は、流路構造体３００の一部ではない。検出部３２０は、配管４９０を介して流路構造体３００と接続されている。【００４５】
近年、診療・看護現場で医療スタッフが実施する簡易・迅速検査などを意味するポイント・オブ・ケア検査（ＰＯＣＴ：Point-of-Care Testing）の普及が進んでいる。ＰＯＣＴを実現する観点から、測定対象液体の測定装置は小型であることが好ましい。【００４６】
しかし、図２に表した比較例に係る測定装置１０ａでは、検出部３２０が流路構造体３００とは別体として設けられているため、測定装置１０ａを小型化することは困難である。また、測定対象液体２１１の組成に関する情報を高感度に測定するためには、デッドボリュームを極小化する必要がある。これは、デッドボリュームが大きいと、分離素子３１１で分離した測定対象液体２１１の各成分が、デッドボリュームにおいて再び混合するためである。あるいは、測定対象液体２１１がデッドボリュームで拡散するためである。なお、本願明細書において「デッドボリューム」とは、試料導入部２００と検出器４００との間の流路の体積のうち、測定対象液体２１１の分離に関係のない流路の体積をいう。【００４７】
具体的には、流路構造体３００と検出部３２０とを接続する配管４９０の流路の体積を極小化する必要がある。しかし、図２に表した比較例に係る測定装置１０ａでは、検出部３２０が流路構造体３００とは別体として設けられているため、配管４９０の流路の体積を極小化することには限界がある。【００４８】
これに対して、図１に表した本実施形態に係る測定装置１０では、検出部３２０は、流路構造体３００に組み込まれ、流路構造体３００と一体的に設けられている。これにより、測定装置１０を小型化することができ、測定装置１０の小型化に対応しやすい流路構造体３００を提供することができる。【００４９】
また、検出部３２０が流路構造体３００と一体的に設けられているため、分離素子収納部３１０と検出部３２０とを接続する流路の体積を極小化することができる。つまり、デッドボリュームを極小化することができる。これにより、測定対象液体２１１の組成に関する情報を高感度に測定することができる。つまり、クロマトグラムの理論段数をより高くすることができる。【００５０】
さらに、図２に表した比較例に係る測定装置１０ａのようには、流路構造体３００と検出部３２０とを配管４９０で接続する必要がない。そのため、測定装置１０の内部において液漏れなどのトラブルが発生することを抑えることができる。また、検出部３２０が流路構造体３００に組み込まれているため、検出部３２０に関するトラブルが発生した場合であっても、流路構造体３００を交換することでトラブルを解決することができる。これにより、ＰＯＣＴを実現することができる。【００５１】
次に、本実施形態に係る流路構造体の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図３は、本実施形態に係る流路構造体を表す模式的斜視図である。
図４は、本実施形態に係る流路構造体を表す模式的分解図である。
図５は、本実施形態に係る流路構造体の流路部分のみを表す模式的斜視図である。
図６は、図３に表した切断面Ｂ１−Ｂ１における模式的断面図である。
図６では、検出部３２０の近傍を拡大して表している。【００５２】
流路構造体３００は、基材３０１を有する。図３および図４に示される本実施形態に係る流路構造体３００の基材３０１は、透明材料からなる２枚の板状部材３０２，３０３の貼合体とされている。２枚の板状部材３０２，３０３は、いずれも透明材料からなる。言い換えれば、２枚の板状部材３０２，３０３のいずれもが、測定光の波長領域について透過性を有する。透明材料として、ガラス、アクリル系樹脂材料、シクロオレフィン系樹脂材料、ポリエステル系樹脂材料などが挙げられる。製造しやすさと透明な波長範囲の広さの観点から、２枚の板状部材３０２，３０３の少なくとも一方はシクロオレフィン系材料からなることが好ましく、２枚の板状部材３０２，３０３ともにシクロオレフィン系材料からなることがより好ましい。【００５３】
本実施形態に係る流路構造体３００は、分離素子収納部３１０と、検出部３２０と、を有する。分離素子収納部３１０の両端は、開放端３１２，３１３となっている。分離素子３１１は、２つの開放端３１２，３１３の間の分離素子収納部３１０に収納される。【００５４】
流路構造体３００は、供給流路３３０を有する。供給流路３３０の一方の端部は、開口部３３１として形成され、供給流路３３０の他方の端部は、分離素子収納部３１０の一方の開放端３１２に接続されている。供給流路３３０は、測定装置１０の供給流路１１（図１参照）に接続され、測定装置１０の供給流路１１を通して供給された展開液１１１、測定対象液体２１１、あるいは展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液を分離素子３１１へ導く。【００５５】
流路構造体３００は、排出流路３４０を有する。排出流路３４０の一方の端部は、分離素子収納部３１０の他方の開放端３１３に接続され、排出流路３４０の他方の端部は、開口部３４１として形成されている。排出流路３４０は、分離素子３１１を通過した展開液１１１、測定対象液体２１１、あるいは展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液を開口部３４１を通して流路構造体３００の外部へ排出する。【００５６】
検出部３２０は、測定流路部分３２３と、入射部分３２５と、出射部分３２１と、を有し、排出流路３４０の一部を形成する。検出部３２０は、排出流路３４０のうちで、分離素子収納部３１０を流れる液体の進行方向（分離素子３１１を通過する液体の進行方向：矢印Ａ１１）と交差する軸Ｃ１を有する部分である。すなわち、検出部３２０の軸Ｃ１は、分離素子収納部３１０を流れる液体の進行方向（矢印Ａ１１）と交差する。検出部３２０の軸Ｃ１は、測定流路部分３２３の軸Ｃ１に相当する。【００５７】
測定流路部分３２３は、測定対象液体２１１を導く部分である。入射部分３２５は、測定流路部分３２３の端部に設けられ、測定流路部分３２３の内部に測定光を導く部分である。本実施形態に係る流路構造体３００では、入射部分３２５は、排出流路３４０の開口部３４１に相当する。出射部分３２１は、測定流路部分３２３の他の端部に設けられ、測定流路部分３２３から測定光を導き出す部分である。具体的には、出射部分３２１は、入射部分３２５とは反対側の端部に設けられている。【００５８】
図６に表したように、本実施形態に係る流路構造体３００では、測定流路部分３２３を流れる混合液の進行方向（流れ方向）は、分離素子収納部３１０を流れる液体の進行方向（矢印Ａ１１）と直交し、板状部材３０２，３０３の板厚方向（板状部材３０２，３０３の主面３０２ａ，３０３ａに垂直な方向）に延びている。【００５９】
図３、図５および図６に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２のように、展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液は、分離素子３１１を通過し、各成分に分離された後、検出部３２０の軸Ｃ１に略沿って流れ流路構造体３００の外部に排出される。一方で、図３、図５および図６に表した矢印Ａ１３のように、発光部４１０から放出された測定光の最大指向方向（中心線の方向）は、検出部３２０の軸Ｃ１に略沿っている。つまり、発光部４１０（図１参照）の光軸（測定光の中心線）は、測定流路部分３２３を流れる混合液の進行方向（矢印Ａ１２）に沿った方向に延びているとともに、検出部３２０の軸Ｃ１と略平行である。【００６０】
図６に表した矢印Ａ１３のように、入射部分３２５の側から混合液に照射された測定光の少なくとも一部は、混合液を透過し、出射部分３２１から導き出され、受光部４２０（図１参照）に入射する。受光部４２０は、混合液を透過した光を検知し、検知した光の強度に基づいて測定対象液体２１１に含まれる各成分の濃度を演算する。【００６１】
本実施形態によれば、２枚の板状部材３０２，３０３の貼合体として形成された流路構造体３００に検出部３２０が組み込まれている。これにより、測定装置１０を小型化することができ、測定装置１０の小型化に対応しやすい流路構造体３００を提供することができる。【００６２】
また、検出部３２０が流路構造体３００に組み込まれているため、排出流路３４０の一部を検出部３２０として利用することにより、デッドボリュームを極小化することができる。これにより、測定対象液体２１１の組成に関する情報を高感度に測定することができる。【００６３】
また、検出部３２０が流路構造体３００に組み込まれているため、分離素子収納部３１０と検出部３２０とを接続する流路の体積を極小化することができる。これにより、測定装置１０の内部において液漏れなどのトラブルが発生することを抑えることができる。また、検出部３２０に関するトラブルが発生した場合であっても、流路構造体３００を交換することでトラブルを解決することができる。これにより、ＰＯＣＴを実現することができる。【００６４】
また、発光部４１０の光軸が検出部３２０を流れる混合液の進行方向に沿った方向に延びているため、発光部４１０の光軸が混合液の進行方向と交差する場合と比較して、測定領域の体積を増やし、混合液に照射される測定光の光路長を長くすることができる。これにより、受光部４２０は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体２１１の組成に関する情報を高感度に測定することができる。【００６５】
さらに、検出部３２０の軸Ｃ１が板状部材３０２，３０３の板厚方向に延びているため、検出部３２０を比較的に容易に形成することができ、検出部３２０の軸Ｃ１と発光部４１０の光軸とを比較的容易に合わせることができる。【００６６】
図７は、他の実施形態に係る流路構造体を表す模式的斜視図である。
図８は、図７に表した切断面Ｂ２−Ｂ２における模式的断面図である。
図８では、検出部３２０の近傍を拡大して表し、流路部分のみを表している。【００６７】
図７に表した流路構造体３００ａは、分離素子収納部３１０と、検出部３２０と、を有する。図８に表したように、検出部３２０の軸Ｃ１は、分離素子収納部３１０を流れる液体の進行方向（矢印Ａ１１）と交差する。具体的には、本実施形態に係る流路構造体３００ａでは、測定流路部分３２３を流れる混合液の進行方向は、分離素子収納部３１０を流れる液体の進行方向（矢印Ａ１１）と直交し、板状部材３０２，３０３の面内方向（板状部材３０２，３０３の主面３０２ａ，３０３ａに平行な方向）に延びている。【００６８】
図７および図８に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１４のように、展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液は、分離素子３１１を通過し、各成分に分離された後、検出部３２０の軸Ｃ１に略沿って流れる。一方で、図７および図８に表した矢印Ａ１５のように、発光部４１０から放出された測定光の最大指向方向は、検出部３２０の軸Ｃ１に略沿っている。つまり、発光部４１０の光軸は、測定流路部分３２３を流れる混合液の進行方向（矢印Ａ１４）に沿った方向に延びているとともに、検出部３２０の軸Ｃ１と略平行である。
その他の構造は、図３〜図６に関して前述した流路構造体３００と同様である。【００６９】
本実施形態によれば、検出部３２０の軸Ｃ１が板状部材３０２，３０３の板厚方向ではなく面内方向に延びている場合であっても、発光部４１０の光軸が測定流路部分３２３を流れる混合液の進行方向に沿った方向に延びていることにより、測定領域の体積を増やし、混合液に照射される測定光の光路長を長くすることができる。これにより、受光部４２０は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体２１１の組成に関する情報を高感度に測定することができる。また、その他の効果についても、図３〜図６に関して前述した効果と同様の効果が得られる。【００７０】
図９は、さらに他の実施形態に係る流路構造体を表す模式的断面図である。
図１０は、本実施形態の検出部の近傍を拡大して表した模式的斜視図である。
図９は、図３に表した切断面Ｂ１−Ｂ１における模式的断面図に相当する。
図１０では、検出部については、流路部分のみが表されている。【００７１】
図９に表した流路構造体３００ｂは、分離素子収納部３１０と、検出部３２０と、を有する。展開液１１１と測定対象液体２１１との混合液の進行方向は、図３〜図６に関して前述した流路構造体３００における混合液の進行方向と同じである（矢印Ａ１１および矢印Ａ１２参照）。【００７２】
一方で、発光部４１０から放出された測定光の進行方向は、図３〜図６に関して前述した流路構造体３００ならびに図７および図８に関して前述した流路構造体３００ａにおける測定光の進行方向とは異なる。具体的には、本実施形態に係る流路構造体３００ｂの検出部３２０の出射部分３２１は、反射部３２７を有する。反射部３２７は、入射部分３２５とは反対側の端部に設けられ、検出部３２０の内部において凹形状を有する。反射部３２７は、板状部材３０２に形成されてもよく、板状部材３０３に形成されてもよい。あるいは、反射部３２７は、板状部材３０２と板状部材３０３とにわたって形成されてもよい。【００７３】
図９に表した矢印Ａ１６および矢印Ａ１７のように、発光部４１０から放出された測定光は、拡散光として測定流路部分３２３を通る混合液を透過した後、板状部材３０３を透過せずに出射部分３２１の反射部３２７で反射する。あるいは、図１０に表したように、発光部４１０から放出された測定光は、測定流路部分３２３を通る混合液を透過した後、出射部分３２１の反射部３２７および測定流路部分３２３の側面において複数回にわたって反射してもよい。つまり、反射部３２７は、入射部分３２５の側から混合液に照射された測定光を反射する。このように、本願明細書において「出射部分」とは、測定光を透過させることで測定流路部分３２３から測定光を導き出す部分だけには限定されず、測定光を反射させることで測定流路部分３２３から測定光を導き出す部分を含む。図１０に表したように、出射部分３２１の反射部３２７で反射した測定光は、入射部分３２５を通り受光部４２０に入射する。【００７４】
このように、本実施形態に係る流路構造体３００ｂが組み込まれた測定装置では、受光部４２０は、流路構造体３００ｂからみて発光部４１０とは反対側ではなく、発光部４１０と同じ側に設けられている。受光部４２０は、混合液を透過し反射部３２７で反射した光を検知し、検知した光の強度に基づいて測定対象液体２１１に含まれる各成分の濃度を演算する。
その他の構造は、図３〜図６に関して前述した流路構造体３００と同様である。【００７５】
本実施形態によれば、例えば板状部材３０２，３０３がシクロオレフィンポリマー樹脂からなり、シクロオレフィンポリマー樹脂を透過しない波長領域の光を測定光として用いた場合であっても、反射型の検出が可能となる。つまり、受光部４２０は、測定光の波長領域に影響されることなく、反射部３２７で反射した光を検知することができる。【００７６】
また、透過型の検出（図３〜図８参照）と比較すると、混合液に照射される測定光の光路長を長くすることができる。これにより、受光部４２０は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体２１１の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。また、板状部材３０２，３０３を成形する金型の形状を適宜設計することにより、反射部３２７の好適な形状を製作することができる。これにより、受光部４２０は、光の検知を安定的に行うことができる。【００７７】
反射部３２７は、例えばアルミニウムなどの金属を含む層を表面に有していてもよい。金属を含む層は、例えばスパッタや蒸着等により形成される。この場合には、反射部３２７がより多くの測定光を反射することにより、受光部４２０は、測定対象液体２１１の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。なお、測定対象液体２１１が血液である場合には、反射部３２７は、金属を含む層の上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの酸化物を含む層を有することが好ましい。これによれば、酸化物を含む層が金属を含む層の保護層として機能し、血液が金属を含む層に吸着することを抑えることができる。【００７８】
図１１は、本実施形態の反射部の変形例を表す模式的斜視図である。
図１１では、反射部の近傍を拡大して表し、流路部分のみを表している。【００７９】
図１１に表した検出部３２０の出射部分３２１は、反射部３２７ａを有する。本変形例の反射部３２７ａは、入射部分３２５（例えば、図６参照）とは反対側の端部に設けられ、検出部３２０の内部に向かって突出した凸形状を有する。反射部３２７ａは、板状部材３０２に形成されてもよく、板状部材３０３に形成されてもよい。あるいは、反射部３２７ａは、板状部材３０２と板状部材３０３とにわたって形成されてもよい。【００８０】
図１１に表したように、発光部４１０から放出された測定光は、測定流路部分３２３を通る混合液を透過した後、出射部分３２１の反射部３２７ａおよび測定流路部分３２３の側面で反射する。本変形例では、例えばアルミニウムなどの金属を含む層がスパッタや蒸着等により測定流路部分３２３の側面に形成されていることが好ましい。その他の構造は、図９および図１０に関して前述した流路構造体３００ｂの構造と同様である。【００８１】
本変形例によれば、凸形状を有する反射部３２７ａで反射した測定光が検出部３２０の内部において分散するため、混合液に照射される測定光の光路長をより長くすることができる。これにより、受光部４２０は、僅かな吸光度の変化を検知しやすく、測定対象液体２１１の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。【００８２】
図１２は、本実施形態の反射部の他の変形例を表す模式的斜視図である。
図１２では、検出部については、流路部分のみが表されている。【００８３】
図９および図１０に関して前述した発光部４１０は拡散光として測定光を放出する一方で、本変形例の発光部４１０は平行光として測定光を放出する。
図１２に表した検出部３２０の出射部分３２１は、反射部３２７ｂを有する。本変形例の反射部３２７ｂは、入射部分３２５とは反対側の端部に設けられ、放物面を有する。反射部３２７ｂは、例えばアルミニウムなどの金属を含む層を表面に有していてもよい。金属を含む層は、例えばスパッタや蒸着等により形成される。【００８４】
受光部４２０は、反射部３２７ｂの放物面の焦点の位置に設けられている。これによれば、発光部４１０から平行光として放物面の軸に平行に放出された測定光は、反射部３２７ｂで反射した後、反射部３２７ｂの放物面の焦点の位置に設けられた受光部４２０に集まる。そのため、受光部４２０は、測定対象液体２１１の組成に関する情報をより高感度に測定することができる。【００８５】
上記の測定装置の具体的な構成は、流路構造体の構成、測定対象液体の種類などに応じて適宜設定される。例えば、図１に関して前述したように、送液部１００の貯液部１１０は、流路構造体３００に設けられていてもよい。【００８６】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。【００８７】
分離素子は電気泳動素子であってもよい。この場合には、流路構造体は流路内に電極部を有し、この電極部は測定装置と電気的に接続可能とされる。
【符号の説明】
【００８８】
１０、１０ａ  測定装置
１１  供給流路
１００  送液部
１１０  貯液部
１１１  展開液
１２０  ポンプ
２００  試料導入部
２１０  タンク
２１１  測定対象液体
２２０  バルブ
３００、３００ａ、３００ｂ  流路構造体
３０１  基材
３０２，３０３  板状部材
３０２ａ、３０３ａ  主面
３１０  分離素子収納部
３１１  分離素子
３１２，３１３  開放端
３２０  検出部
３２１  出射部分
３２３  測定流路部分
３２５  入射部分
３２７、３２７ａ、３２７ｂ  反射部
３３０  供給流路
３３１  開口部
３４０  排出流路
３４１  開口部
４００  検出器
４１０  発光部
４２０  受光部
４９０  配管
【図１】
2017065163.tif 000003
【図２】
2017065163.tif 000004
【図３】
2017065163.tif 000005
【図４】
2017065163.tif 000006
【図５】
2017065163.tif 000007
【図６】
2017065163.tif 000008
【図７】
2017065163.tif 000009
【図８】
2017065163.tif 000010
【図９】
2017065163.tif 000011
【図１０】
2017065163.tif 000012
【図１１】
2017065163.tif 000013
【図１２】
2017065163.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月6日(2018.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象液体を内部へ導く供給流路と、
前記供給流路により導かれた前記測定対象液体に含まれる複数の成分を分離する分離素子を収納する分離素子収納部と、
前記分離素子収納部を通過した前記測定対象液体であって前記成分に関する情報を測定するための測定光が照射される前記測定対象液体を導く検出部と、
を有する基材を備え、
前記検出部は、
前記測定対象液体を導く測定流路部分と、
前記測定流路部分の端部に設けられ、前記測定流路部分の内部に前記測定光を導く入射部分と、
前記測定流路部分の他の端部に設けられ、前記測定流路部分から前記測定光を導き出す出射部分と、
を有することを特徴とする流路構造体。
【請求項２】
前記測定光の中心線は、前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向に沿った方向に延びたことを特徴とする請求項１記載の流路構造体。
【請求項３】
前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向は、前記基材の主面に垂直な方向に延びたことを特徴とする請求項２記載の流路構造体。
【請求項４】
前記測定流路部分を流れる前記測定対象液体の流れ方向は、前記基材の主面に平行な方向に延びたことを特徴とする請求項２記載の流路構造体。
【請求項５】
前記出射部分は、前記入射部分とは反対側に設けられ前記入射部分の側から前記測定対象液体に照射された前記測定光を反射する反射部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項６】
前記反射部は、前記検出部の内部において凹形状を有することを特徴とする請求項５記載の流路構造体。
【請求項７】
前記反射部は、前記検出部の内部に向かって突出した凸形状を有することを特徴とする請求項５記載の流路構造体。
【請求項８】
前記反射部は、放物面を有することを特徴とする請求項５記載の流路構造体。
【請求項９】
前記反射部は、前記基材の表面に設けられた金属を含む層を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１０】
前記反射部は、前記金属を含む層の上に設けられた酸化物を含む層を有することを特徴とする請求項９記載の流路構造体。
【請求項１１】
前記基材は、複数の板状部材の貼合体とされたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１２】
前記複数の板状部材のいずれもが、前記測定光の波長領域について透過性を有することを特徴とする請求項１１記載の流路構造体。
【請求項１３】
前記分離素子は、分離カラムであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１４】
前記分離素子は、電気泳動素子であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の流路構造体。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１つに記載の流路構造体と、
展開液を前記流路構造体に供給する送液部と、
前記測定対象液体を前記流路構造体に供給する試料導入部と、
前記測定対象液体に含まれる前記成分に関する情報を測定するための前記測定光を放出する発光部、および前記測定対象液体に照射された前記測定光を検知する受光部を有する検出器と、
を備えたことを特徴とする測定対象液体の測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明の測定対象液体の測定装置は、一態様において、上記のいずれかの流路構造体と、展開液を前記流路構造体に供給する送液部と、前記測定対象液体を前記流路構造体に供給する試料導入部と、前記測定対象液体に含まれる前記成分に関する情報を測定するための前記測定光を放出する発光部、および前記測定対象液体に照射された前記測定光を検知する受光部を有する検出器と、を備えたことを特徴とする。
【国際調査報告】
2017065163.tif 000015
2017065163.tif 000016
2017065163.tif 000017
2017065163.tif 000018