(57)【要約】  高い精度での吸光度の測定を可能にし高い信頼性をもつ吸光度測定装置及びその方法を提供する。  測定対象となる化学物質溶液を収容可能な液収容部と、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と連通するノズルと、下端に液収容部内に挿入可能な口部、上端でノズルに着脱可能に装着される流管と、測定用光を照射可能な照射端と、照射端から照射された光を受光可能な受光端と、制御部とを有し、前記照射端および受光端の一方は、ノズルまたは吸引吐出機構に設けられ、前記照射端および受光端の他方は、流管の口部が上方に位置付け可能に設けられ、制御部は流管内に化学物質溶液の規定量を吸引し、該流管内に測定用光を上下方向に沿って照射して得られた透過光の強度に基づいて吸光度を導くように構成する。
2017104693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象となる化学物質溶液を収容可能な1または2以上の液収容部と、
気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と連通する1または2以上のノズルと、
下端に前記液収容部内に挿入可能な口部、上端で前記ノズルに着脱可能に装着される1または2以上の流管と、
測定用光を照射可能な1または2以上の照射端と、
前記照射端から照射された光を受光可能な1または2以上の受光端と、
少なくとも前記吸引吐出機構を制御して前記化学物質溶液の吸光度を導く制御部とを有し、
前記照射端または受光端の一方は、前記ノズルまたは前記吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は、該流管外であって該流管の口部がその上方に位置付け可能に設けられ、
前記制御部は前記ノズルに装着された流管内に前記化学物質溶液の規定量を吸引し、前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記流管の前記口部を位置付けて、前記照射端から前記測定用光を該流管内を通り上下方向に沿って照射して前記受光端で受光した前記化学物質溶液の透過光の強度に基づいて前記吸光度を導く吸光度測定装置。
【請求項２】
前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、
前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、
前記制御部は、少なくとも前記ノズル移動機構および前記吸引吐出機構を制御することによって前記化学物質溶液の前記吸光度を導く請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項３】
前記1または2以上の照射端と1または2以上の光源との間の光学的な接続を切り換える照射切換部、または、前記1または2以上の受光端と1または2以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える受光切換部を有する請求項２に記載の吸光度測定装置である。
【請求項４】
前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは、前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記測定用光に対し透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器である請求項１または請求項２に記載の吸光度測定装置。
【請求項５】
前記流管は、外光に対して遮光されるように形成され、前記測光用容器は、前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、該測光用容器の前記底部に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が該凹部の細底部に形成され、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように形成された請求項６に記載の吸光度測定装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引するように制御する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項７】
前記2以上の液収容部には２種類以上の化学物質溶液が各々収容され、
前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、
前記複数種類の測定用光の内の１種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、
前記制御部は、前記流管内に前記化学物質溶液の各規定量、及び前記内部標準溶液の規定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する透過光の各強度および前記標準測定用光に対する透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く請求項１の記載の吸光度測定装置。
【請求項８】
前記2以上の液収容部には２種類以上の化学物質溶液が各々収容され、
前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、希釈液であり、
前記制御部は、前記流管内に、前記化学物質溶液の各規定量、および希釈液の所定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する各透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く請求項１の記載の吸光度測定装置。
【請求項９】
測定対象となる化学物質溶液を収容する1または2以上の液収容部から化学物質溶液の規定量を、1または2以上のノズルに着脱可能に上端で装着され下端に前記液収容部内に挿入可能な口部を有する1または2以上の流管内に吸引吐出機構を用いて吸引する吸引工程と、
測定用光を照射可能な1または2以上の照射端、および該照射端から照射された光を受光可能な1または2以上の受光端を有し、該照射端または受光端の一方が前記ノズルまたは吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は前記流管外であって前記流管の口部がその上方に位置付け可能に設けられ、該照射端または受光端の前記他方の上方に前記ノズルに装着された前記流管の前記口部を位置付けて、該照射端から前記測定用光を前記流管内を通り上下方向に沿って照射する測定用光照射工程と、
前記受光端で受光した前記透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く吸光度解析工程とを有する吸光度測定方法。
【請求項１０】
前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、
前記測定用光照射工程は、前記ノズル移動機構によって前記照射端または受光端の前記他方の上方に、前記1または2以上の流管の口部を位置付けて前記流管内を通り上下方向に沿って照射する請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１１】
前記測定用光照射工程において、前記1または2以上の照射端と1または2以上の光源との間、または前記1または2以上の受光端と1または2以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える光学的接続切り換え工程を有する請求項９または請求項１０のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１２】
前記吸引工程は、前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは前記照射端または受光端の前記他方の上方に形成され透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器であって、該測光用容器に収容された化学物質溶液の一部を残して前記流管内に吸引吐出機構を用いて吸引し、
前記測定用光照射工程は、前記流管の口部を前記底部の前記透光領域に当接させることで前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記流管の口部を位置付け、前記測定用光を前記照射端から前記流管内を通り上下方向に沿って照射させる請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１３】
前記流管は、外光に対して遮光するように設けられ、前記測光用容器は前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、前記測光用容器の略中央に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が該凹部の細底部に設けられ、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように形成され、
前記測定用光照射工程は、前記流管を前記測光用容器上に移動させ、前記流管の下端部を、前記凹部に挿入または緩挿させて該細底部に前記口部を当接させた状態で、前記照射端から前記測定用光の前記流管内を通り上下方向に沿った照射を行う請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１４】
前記吸引工程では、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引する請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１５】
前記吸引工程における前記化学物質溶液は複数種類の化学物質溶液であり、その化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および前記内部標準の規定量を混合して流管内に吸引することで行い、
前記測定用光照射工程における前記測定用光は複数種類ありその内の１種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射することで行い、
前記受光工程は、前記各測定用光に対する透過光および前記標準測定用光に対する透過光を受光端で受光することによって行い、
前記解析工程は、前記各測定用光の該各透過光の強度および前記標準測定用光の透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１６】
前記吸引工程における前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は希釈液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および該希釈液の所定量を混合して流管内に吸引することで行う請求項９または請求項１５のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象となる種々の化学物質溶液についてその吸光度を測定するための吸光度測定装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、核酸、タンパク質等の各種生体高分子等の化学物質を含有する化学物質溶液の吸光度を測定するため石英セルに対象となる該溶液を収容し、該石英セルの所定側面に垂直に該石英セルを透過可能であって前記化学物質によって吸光可能な所定の波長λの光を当てて、入射光強度Ｉ0と透過光強度Ｉとの比（透過率）を測定し、Aλ＝−log10(I/I0)より吸光度Aλを求めていた。【０００３】
化学物質として例えば、核酸等の生体高分子物質の吸光度を測定しようとする場合、該核酸によって吸光可能な波長の光として、260nm付近の紫外線が測定用光（吸光度を測定するために照射される光をいう。以下同じ）として用いられる。これは、ＤＮＡ，ＲＮＡやオリゴヌクレオチドの核酸を構成する塩基がこの付近に吸収ピークをもつことに由来するからである。また一般に、核酸の他、たんぱく質等の各種生体高分子物質や、生体組織、コロイド物質、各種物質の凝集または各種固形物等の種々の溶液（懸濁液をも含む）についての吸光度を測定する場合にも、それぞれ適した波長をもつ測定用光がある。【０００４】
ところで、測定用光を測定対象の化学物質溶液を収容した容器等の外部から容器の側壁を通して水平方向に照射・受光する場合には、測定用光は2つの側壁を通過することになり、側壁が透明部材であっても測定用光の吸収が無視できないおそれがある。また、測定用光は、側壁での反射、屈折および吸収の他に、容器内の測定対象の吸光の他に、溶液による吸収、散乱、屈折等を受けるため、測定用光が吸光以外の理由で失われ、正しい吸光度を得ることができないおそれがあった。【０００５】
そのような容器の側壁の測定用光への影響を小さくするために、使用する測定用光に応じて最適な容器の光学部材を使用することがなされていた。例えば、光学部品の素材として良く用いられるガラスは、紫外線の波長領域では吸光係数が著しく増大し、透過率が急激に減少し使用が困難であるため、特殊な材料を使用した専用の光学部品が使用され（例えば、石英ガラス［波長 200nm 以上で使用可］やフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム［150nm 以上で使用可］）、これらの材料で形成されたセル容器内に測定対象となる溶液を収容して該容器を挟むようにして側面に設けた照射端と受光端を用いて該側面に測定用光を照射することで吸光度を測定するようにしていた。しかしながら、これらの素材は高価であって、装置の製造費用の増大を招くおそれがあるというだけでなく、水平方向に測定する場合には容器の向かい合った側壁の間隔に光路長が限定され、上下方向に測定する場合には容器の大きさや液体の量によって光路長が限定されるおそれがあるという問題点を有していた。【０００６】
光路長が限定されると、適切な光路長をとって測定精度を上げることが困難なおそれがある。例えば、測定用光の強度が同一として、測定対象の溶液が透過率の低い場合（濃度が高い場合）には光路長を短くとり、透過率の高い場合（濃度が低い場合）には光路長を長くすることで測定精度を高めることができ、特に、測定対象の溶液の液量が少量の場合には、測定用のセル容器を満たすことができず、定められた光路長を得ることができないおそれがあるという問題点を有していた。【０００７】
そのため、本出願の発明者は、複数種類の光路長を有する複数種類の形状のウェルを設けたカートリッジ容器を発明して、測定対象に応じた複数種類の光路長を利用できるようにした。この場合、光路長の種類を増やそうとすると、容器の形状が複雑化しかつ容器のサイズが拡大するおそれがあった。【０００８】
一方、溶液を収容する容器の外部から測定を行わずに容器内部で測定を行う場合には、該ガラス容器の壁面で遮られないような光路または該ガラス容器壁面を挟まないような光路を定められるので、石英ガラス等の専用光学部品を用いずに測定を行うことができる一方、溶液を収容するガラス容器に対し、測定用光を照射する照射端、および前記化学物質溶液を透過した透過光を受光する受光端を溶液内に浸して吸光度を測定することになる。この場合には、照射端および受光端が測定対象の溶液と接触するためにクロスコンタミネーションのおそれがあったり、照射端や受光端を使い捨てとして用いて費用や手間の増大を招き、測定に必要とする液量が増加し、かつ測定装置の構造が複雑化かつ大規模化するおそれがあるという問題点を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１２／０３６２９６号
【特許文献２】特開２００４−２０５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであって、その第１の目的は、測定用光が通過可能な程度の断面をもつ形状に測定対象の溶液を収容または保持することによって、測定に必要な液量を抑制し、かつ測定用光を遮る容器の壁等の部材を排除しまたは最小化して、該部材の測定用光への光学的影響を除去または削減して、種々の液量の測定対象に対し精度の高い吸光度を得ることのできる吸光度測定装置およびその方法を提供することである。【００１１】
その第２の目的は、各種の分子量や大きさをもつ高分子物質、固形物、泡、気体、または液体等の各種化学物質を含有する各種液量の化学物質溶液（前記化学物質が分散する懸濁液を含む）に対して適切な光路長を定め、適切な波長をもつ測定用光を照射することができて各種化学物質溶液の吸光度について、汎用性の高い測定を可能とする吸光度測定装置およびその方法を提供することである。【００１２】
その第３の目的は、紫外線等の各種の波長をもつ光に透過可能な各種専用光学部品等を用いることなくまたは最小限の部分に用いるだけで、化学物質を含有する各種溶液の吸光度を測定することができるとともに、安価に製造することができ、かつ、装置規模の拡大を防止することができる吸光度測定装置およびその方法を提供することである。【００１３】
その第４の目的は、クロスコンタミネーションを防止し、高い信頼性および精度をもって溶液の吸光度を測定することができる吸光度測定装置およびその方法を提供することである。【００１４】
その第５の目的は、サンプルからの核酸の抽出からその溶液の吸光度の測定、さらには濃度の調整等の処理までを一貫してかつ複数の処理を並行して行うことができる吸光度測定装置およびその方法を提供することである。【００１５】
第１の発明は、測定対象となる化学物質溶液を収容可能な1または2以上の液収容部と、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と連通する1または2以上のノズルと、下端に前記液収容部内に挿入可能な口部、上端で前記ノズルに着脱可能に装着される1または2以上の流管と、測定用光を照射可能な1または2以上の照射端と、前記照射端から照射された光を受光可能な1または2以上の受光端と、少なくとも前記吸引吐出機構を制御して前記化学物質溶液の前記吸光度を導く制御部とを有し、前記照射端または受光端の一方は、前記ノズルまたは前記吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は、前記流管外であって該流管の口部が上方に位置付け可能に設けられ、前記制御部は前記ノズルに装着された流管内に前記化学物質溶液の規定量を吸引し、前記照射端または前記受光端の前記他方の上方に前記流管の前記口部を位置付けて、前記照射端から前記測定用光を該流管内を通り上下方向に沿って照射して前記受光端で受光した前記化学物質溶液の透過光の強度に基づいて前記吸光度を導く吸光度測定装置である。【００１６】
ここで、「化学物質」とは、化学反応に用いられる物質であって、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク質、糖類、ペプチド等の生体化学物質である。「流管」には、液体の吸引および吐出によって、１の液収容部における液体の撹拌、複数の液収容部間での液体の移動、分注を行う分注用流管、および、内部に吸引した溶液に対してその上下方向に沿った透過光の強度が測定される測光用流管を含有する。測光用流管は、例えば、側壁部を遮光部材としての黒色物質で形成しまたは透光性のある素材を黒色塗料で塗布または被覆することにより形成することで外光を遮光することが好ましい。黒色物質で形成する場合としては樹脂に黒色顔料を練り込んで成型することによって形成する。分注用流管と測光用流管は互いに兼用することができる場合もある。ノズルに対して流管が着脱可能に装着されることから、ノズルから流管を脱着する脱着機構が、例えば、後述するノズルヘッドに設けられ、該流管が前記ノズルの下降によって装着可能に収容される流管収容部が前記収容部群に設けられていることが好ましい。【００１７】
「測定用光」は、測定対象の化学物質溶液の吸光度を測定するために照射される光である。測定用光は、測定対象となる化学物質溶液に含有される化学物質による吸光が可能となる光である。測定用光は、所定波長の光、所定波長領域の光、白色光等があり、光としては可視光、赤外線、紫外線等の場合がある。測定用光が所定波長の光または所定波長領域の光である場合に、測定される吸光度は、所定波長の光に対する吸光度または所定波長領域の光に対する吸光度ということになる。なお、測定用光が白色光であっても、測定用光の入射光およびその透過光の所定波長成分または所定波長領域成分の強度を光学的フィルタや分光器を用いて測定することによって、所定波長の光または所定波長領域の光の吸光度を測定することができる。ここで、所定波長または所定波長領域とは、例えば、化学物質によって吸光可能な波長または波長領域である。例えば、ＤＮＡ，ＲＮＡ，オリゴヌクレオチド等の核酸の場合には、260nm付近の紫外光が測定用光として適当である。これは、核酸の塩基がこの付近に吸光ピークをもつからである（A:259nm，T:267nm, G:253nm, C:267nm）。また、吸光の値は核酸の構造（一本鎖、二本鎖）や長さ、塩基組成によって影響を受けることになる。「照射端（または受光端）」とは、光を照射（または受光）することができる導光路の端部であって、レンズ等の光学素子を有する場合がある。【００１８】
「流管」は、下端に前記口部を有し、上端に前記ノズルに着脱可能に装着される装着用開口部を有する管状の部材である。流管は、先端に口部を有し測定対象となる化学物質溶液が収容される細管、該細管と連通し前記装着用開口部を有する太管を有するチップ状容器であることが好ましい。前記流管は、前記測定用光が通過可能な断面の形状および大きさを有し、例えば、流管の内部空間は、断面が円形の円筒状で、例えば、その内径は0.05mm〜10mmであり、好ましくは、0.1mm〜5mm、さらに好ましくは、0.5mm〜１mm程度である。この断面の大きさ形状は、前記照射端および受光端の形状または大きさに基づいて定められる。これによって、液量の小さい（例えば、0.1μリットル〜１0μリットル程度）化学物質溶液に応じた光路長を設定可能な軸方向または上下方向の長さを有する。その他、流管の内部空間は円錐台状や角柱状の場合があり得る。前記「照射端または受光端の一方」は、前記ノズルまたは前記吸引吐出機構、例えば、前記ノズルの下端、前記ノズルの上側に設けられた前記吸引吐出機構が有するシリンダ内を摺動するプランジャの下端、またはノズルに設けた凹部や凸部等であって、照射端面または受光端面を下方向に向けて設けられる。同様にして、前記「照射端または受光端の他方」は、「前記流管外であって該流管の口部が上方に位置付け可能に設けられ」ている。したがって、流管の口部がその上方に位置付け不能な位置、例えば、「前記ノズルおよび前記吸引吐出機構」は少なくとも除かれ、例えば、後述するステージに、前記照射端面または受光端面が上方向に向けて設けられる。ここで、「前記他方の上方」は、前記口部が、前記照射端または受光端の他方の上側で接触または密接する場合も含む。「規定量」とは、予め定められた量であって、前記反応容器や液収容部の容量、流管の容量、形状（管状、太管および細管を有する形状、断面形状等を含む）若しくは大きさ（断面積、内径、軸方向の長さ等を含む）等、指定された光路長、化学物質溶液または化学物質の種類（複数種類の混合も含む）、量、濃度、混合比（複数種類の混合の場合）若しくは性質等、または制御部からの指定等に基づいて定められる。【００１９】
使用時にあっては、前記照射端および受光端の両方が、前記ノズルに装着された前記流管の前記口部と前記装着用開口部を共通に通る垂直共通軸線上に位置することが好ましい。すると、前記受光端または前記照射端のいずれか一方を少なくとも１の前記ノズルまたは前記吸引吐出機構の前記流管の前記垂直共通軸線上に設け、他方をステージ上に設けることによって、後述するノズル移動機構を用いて前記受光端および前記照射端を前記垂直共通軸線上に容易かつ確実に位置付けすることができるので、測定用光の照射を流管の垂直共通軸線方向に沿って容易かつ確実に行うことができることになる。「上下方向」は、流管をノズルに装着した場合の方向であって、前記流管の垂直共通軸線に沿った方向または流管の吸引吐出方向に相当させるのが好ましい。【００２０】
より好ましくは、前記ノズルまたは前記吸引吐出機構に設ける前記「照射端または受光端の一方」は照射端であり、流管外であって流管の口部がその上方に位置付け可能なように設ける「照射端または受光端の他方」は受光端である。これによって、照射端から照射される測定用光は口部から照射する場合に比較してより確実に照射し、光の全量または主要部を前記流管内を通過させることができる。特に、流管がチップ状容器のように先細りに形成されている場合には、その程度が高い。【００２１】
前記照射端は光源と光学的に接続され、前記受光端は、光の強度を電気信号に変換する光電変換部と光学的に接続される。ここで、「光源」としては、例えば、重水素ランプ（例えば、浜松ホトニクス、L10671D）、ハロゲンランプを用いて、紫外線領域から可視領域に至るまでの連続的な波長を試料に照射することができる。「光電変換部」とは、例えば、ＰＭＴ（光電子増倍管）、光電素子等である。これらの光源と照射端は照射部に属し、受光端と光電変換部は受光部に属する。前記光学的フィルタまたは前記分光器は前記受光端と前記光電変換部との間に設けられて前記受光端からの光が該フィルタまたは分光器を介して前記光電変換部に導かれる場合がある。または、前記光学的フィルタまたは前記分光器が前記光源と前記照射端との間に設けられて前記光源からの光が前記光学的フィルタまたは前記分光器を介して前記照射端に導かれる場合がある。さらに、前記受光端と接続して用いられる前記分光器として、前記分光吸収強度を測定する光電変換部までも含み、受光端からの光の複数波長の成分の分光吸収強度を一斉に測定可能とする分光器を用いることも可能である。【００２２】
前記1または2以上の液収容部には、1または2種類以上の化学物質溶液を収容し得る。この場合、1または2種類以上の化学物質溶液の吸光度を測定することが可能である。その場合、1または2種類以上の化学物質溶液を単独で同時並行して測定する場合と、2種類以上の化学物質を混合してまとめて測定する場合がある。混合して吸引する場合には、一旦、液収容部内で混合液を作成収容してから吸引することが好ましい。各化学物質溶液の吸光度を測定する場合、各種類の化学物質溶液に適した各種類の測定用光を照射する場合がある。【００２３】
「制御部」とは、該吸光度測定装置に内蔵したコンピュータ（ＣＰＵ）および該コンピュータを駆動するプログラム等からなり、例えば、メモリ、表示装置、およびキーボード、タッチパネル、マウス等の入力装置を有し、ＤＡ変換器及びＡＤ変換器を通して信号を前記吸引吐出機構や後述するノズル移動機構、ノズルヘッド、または光源光電変換部等との間でやり取りして制御が行われる。【００２４】
該制御部は、測定対象の化学物質溶液の透過光の強度から吸光度を導くことで、該吸光度に基づいて種々の物理量を得て該化学物質溶液を解析することが可能である。例えば、各種化学物質（核酸、脂質、タンパク質、糖質等）の濃度の解析を行うには、該吸光度から、ランベルト・ベールの法則に基づいて以下に示すように該溶液の濃度を導く。【００２５】
前記流管の前記化学物質溶液に入射する前の測定用光（波長λ）の強度をＩ0とし、透過後の光の強度をＩとし、モル吸光係数（前記波長λおよび測定対象となる化学物質に応じて定まり、単位モル濃度で規格化した）をε、最終的に求めるべきモル濃度をｃ、光路長をＬとした場合、I＝I0・10(-εｃＬ) となる。一方、吸光度 Aλ＝−log10(I/I0) の関係から、吸光度 Aλ、したがって、透過率 I/I0を求めることで、次の関係式より、溶液に含有する核酸等のモル濃度ｃを求めることができることになる。
Aλ＝εｃＬ                             （１）【００２６】
また、測定対象となる化学物質（サンプル）が、各種酵素（AST、ALT、リパーゼ、LDH、γ-GTP等）によって反応し、その濃度が変化する場合には、該化学物質溶液の透過光から導いた吸光度に基づいて、前記酵素活性を解析することができる。
酵素活性を求めるには、反応速度、すなわち、前記化学物質の濃度の変化速度ｄｃ/ｄｔ（濃度：mol/リットルの変化速度）で表されるので、前記ランベルト・ベールの法則の式（１）に基づいて、吸光度変化の単位時間当たりの吸光度変化（ｄAλ/ｄｔ）によって表されることになる。すなわち、
ｄｃ/ｄｔ＝（ｄAλ/ｄt）・（1/εＬ）    （２）
となる。εは、例えば、NADH（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）については、6300リットル/(mol・cm)である。
すると、酵素活性は、次のように表される。すなわち、
酵素活性＝（ｄｃ/ｄt）・（Vｔ/Vｓ）      （３）
Vｔ＝前記化学物質溶液の全容量（リットル）
Vｓ＝サンプル容量（リットル）
したがって、（３）式を（２）式に代入することによって、
酵素活性＝（ｄAλ/ｄt）・ Vｔ/（εＬVｓ） （４）
となる。
ただし、酵素の単位は、最適条件下で、試料１リットル中において１分間に1μmolの基質を変換させることができる酵素量を1U(Unit)と定義しているので、酵素活性の単位は、1U/リットルと表されることになり、上記（４）式を変形した以下の式で表される。
酵素活性（U/リットル）＝ΔAλ・(Vｔ・106)/(εＬVｓ)
ΔAλ：  １分間当たりの吸光度変化
Vｔ：  全反応物容量（mリットル）
Vｓ：  サンプル容量（mリットル）
ε：  モル吸光度（リットル/(mol・cm）)
Ｌ：  光路長（cm）
である。【００２７】
さらに、前記制御部は、未知の化学物質溶液（サンプル）の濃度を、濃度既知の物質（標準液）の吸光度を測定し、濃度と吸光度の関係を表す検量線をグラフまたは表で作成しておく。該検量線または表を用いて、未知の化学物質溶液の吸光度からその濃度を求めることができることになる。【００２８】
また、前記制御部は、免疫抗体定量測定（CPR、FDP、Dダイマー等）を行うことができる。検体中のヘモグロビン等の測定を抗原抗体反応を利用して抗体を樹脂製のラテックス粒子に固定し、サンプル中の抗原と抗原抗体反応を起こさせ該ラテックス粒子を凝集させる。この凝集反応を吸光度変化としてとらえると、吸光度の変化量は、サンプル中の抗原量に依存して増加する。この濃度既知の標準液を用いて検量線を作成しておけば、吸光度の変化量から検体中の抗原量を測定することができる。【００２９】
なお、前記制御部は、前記1または2種類以上の透過光の強度に基づいて前記1または2種類以上の化学物質の吸光度を求め、該吸光度に基づいて前記1または2種類以上の化学物質の濃度等を求めることができる。【００３０】
第２の発明は、前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、前記制御部は、少なくとも前記ノズル移動機構および前記吸引吐出機構を制御することによって前記化学物質溶液の吸光度を導く吸光度測定装置である。【００３１】
前記吸引吐出機構および前記ノズルはノズルヘッドに設けられるのが好ましい。
この場合、前記ノズル移動機構は、例えば、ステージに固定されたノズルヘッドに設けられているノズルのみを移動する場合、ノズルヘッドに固定されたノズルをノズルヘッドとともに移動する場合、ノズルヘッドに対してノズルを移動可能に設け、かつノズルヘッドを移動可能とする場合等がある。また、「前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能」であるので、前記ノズルが固定された前記ステージに対して移動可能の場合の他、前記ステージが固定された前記ノズルに対して移動可能の場合、さらに、前記ノズルおよび前記ステージの双方が移動可能な場合がある。【００３２】
前記ステージには、前記流管を、前記ノズル移動機構による前記ノズルの下降により該ノズルに装着可能となるように前記装着用開口部を上側にして収容する流管収容部を設けることが好ましい。また、液収容部の他に温度制御が可能な反応容器を設けることが好ましい。前記制御部は、前記ノズル移動機構を制御して、ノズルの相対的な下降によって該ノズルに前記流管を装着させるように制御することが好ましい。この場合には、前記ノズルヘッドには、前記ノズル移動機構を制御することによって、前記流管をノズルから脱着させる該流管の脱着機構を設けることが好ましい。これによって、人手を介することなく流管の装着脱着を行うことで、クロスコンタミネーションを防止し、かつ測定対象の液量にあった流管を使用することができる。
なお、照射端または受光端の一方は、ノズルまたは吸引吐出機構、すなわちノズルヘッドに設けられ、照射端または受光端の他方は、前記流管外であって流管の口部が上方に位置付け可能な位置、例えば、ステージに設けられているものの、照射部全体または受光部全体も、照射端または受光端と同じノズルヘッドまたはステージに設けられる必要はない。【００３３】
第３の発明は、前記1または2以上の照射端と1または2以上の光源との間の光学的な接続を切り換える照射切換部、または前記1または2以上の受光端と1または2以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える受光切換部を有する吸光度測定装置である。【００３４】
前記照射切換部としては、照射端と複数の光源との間で複数種類の測定用光の切り換えを行う場合や、照射切換部または受光切換部として、複数のノズルまたは流管に対応する複数の受光端および／または照射端と１の光電変換部および／または光源との間の接続の切り換えを行って複数組の照射端および受光端に対して１の光源または１の光電変換部を利用して照射および受光を可能とするものおよびこれらの組合せがある。照射切換部と受光切換部を合わせて切換部という。なお、前記受光端または前記照射端は、前記光電変換部または光源と可撓性のある導光路、例えば、光ファイバを用いて接続されるのが好ましい。【００３５】
第４の発明は、前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは、前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記測定用光に対し透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器である吸光度測定装置である。【００３６】
該測光用容器は、前記液収容部または反応容器としてステージに、例えば、カートリッジ容器に設けられるのが好ましい。前記底部は、前記流管の口部が当接可能な形状に形成されるのが好ましい。前記「透光領域」は底部の全体または該底部の一部である。したがって、「透光領域」は少なくとも前記口部の先端面が当接可能な大きさまたは形状をもつ。また、透光領域は前記受光端の受光端面に空気層を介さずに密着または密接するように設けることが好ましい。これによって、流管に収容された液体の上端面から受光端まで空気層を介さずに光路長を設定することができる。【００３７】
第５の発明は、前記流管は、外光に対して遮光されるように形成され、前記測光用容器は、前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、該測光用容器の前記底部の略中央に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が該凹部の細底部に形成され、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように形成された吸光度測定装置である。【００３８】
ここで、「外光」とは、主として可視光または紫外線であり、「外光に対して遮光されるように形成され」は、例えば、前記流管または凹部の側壁部を遮光部材としての黒色物質で形成しまたは透光性のある素材を黒色塗料で塗布または被覆することにより形成し、または、前記流管または凹部が他の遮光性のある部材で囲まれるように設けられることである。黒色物質で形成する場合としては樹脂に黒色顔料を練り込んで成型することによって形成する。これによって、測定対象となる化学物質溶液を通る光路の全体を遮光することができて、該光路への外光の進入を防止し精度の高い測定を行うことができる。なお、前記凹部は、流管の下端部が挿入または緩挿可能な程度の前記測光用容器の開口部よりも十分に小さい断面積をもつ開口部を有する細筒状に形成される。ここで凹部の細底部は、前記受光端の受光端面と空気層を介さずに密着または密接して光学的に接続されることが好ましい。これによって、流管に収容された液体の上端面から受光端まで、空気層を介さずに光路長を設定することができる。「略中央」は好ましくは「中央」である。【００３９】
第６の発明は、前記制御部は、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引するように制御する吸光度測定装置である。【００４０】
ここで、例えば、全長5cm〜20cmの流管にあっては、前記一定間隔は例えば、0.5mm〜10mm、好ましくは1mm〜5mmであり、化学物質溶液または混合液の部分は例えば、1mm〜15mmである。
これによって、流管の口部からの液漏れを防止して、光路長を安定させて信頼性の高い吸光度を得ることができる。【００４１】
第７の発明は、前記2以上の液収容部には2種類以上の化学物質溶液が各々収容され、前記複数種類の化学物質溶液の内の1種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、前記複数種類の測定用光の内の1種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、前記制御部は、前記流管内に前記化学物質溶液の各規定量、及び前記内部標準溶液の規定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する透過光の各強度および前記標準測定用光に対する透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く吸光度測定装置である。【００４２】
化学物質溶液として、核酸溶液を測定の対象とする場合には、「内部標準」としては、核酸の濃度測定領域260nm付近の吸光が低いものが好ましい。例えば、ブロモフェノールブルー（ＢＰＢ、青色色素）である。内部標準を用いることで、流管内への溶液の導入に伴う溶液の容量の揺らぎによる光路長の変動による透過率への指数関数的な変動による測定精度への影響を除去して、信頼性の高い吸光度の測定を行うことができることになる。【００４３】
ここで、前記制御部は、前記各測定用光の透過光の強度から前記各化学物質溶液の各吸光度を求め、前記標準測定用光の透過光の強度から前記内部標準溶液の吸光度を求め、さらに前記化学物質溶液の吸光係数および内部標準溶液の吸光係数、混合液の量から求めた前記内部標準溶液の濃度を用いて、該化学物質溶液の吸光度を求める吸光度測定装置である。【００４４】
ここで、ある化学物質溶液（Ａ１）について、その測定に適した波長をもつ測定用光に対する該当する吸光度をA1、吸光係数をε1、該化学物質の濃度をｃ1とする。また、内部標準（Ａ０）について、その測定に適した波長をもつ標準測定用光に対する該当する吸光度をA0、吸光係数をε0、該内部標準の規定濃度をｃ0とする。また、流管に混合して吸引された場合の光路長をＬ（混合液として共通）とすると、ランベルト・ベールの法則から、各々次の式が得られる。
A1＝ε1ｃ1Ｌ
A0＝ε0ｃ0Ｌ
これらの式から光路長を消去すると、ｃ1＝（A1ε0ｃ0）/（A0ε1）より濃度ｃ1が求められることになり、変動しやすい光路長の影響を受けずに内部標準との相対比に基づく信頼性の高い濃度を得ることができることになる。【００４５】
第８の発明は、前記2以上の液収容部には2種類以上の化学物質溶液が各々収容され、前記複数種類の化学物質溶液の内の1種類の化学物質溶液は、希釈液であり、前記制御部は、前記流管内に、前記化学物質溶液の各規定量、及び希釈液の所定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する各透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く吸光度測定装置である。【００４６】
第９の発明は、化学物質溶液を収容する1または2以上の液収容部から化学物質溶液の規定量を、1または2以上のノズルに着脱可能に上端で装着され下端に前記液収容部内に挿入可能な口部を有する1または2以上の流管内に吸引吐出機構を用いて吸引する吸引工程と、測定用光を照射可能な1または2以上の照射端、および該照射端から照射された光を受光可能な1または2以上の受光端を有し、該照射端または受光端の一方が前記ノズルまたは吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は前記流管外であって前記流管の口部がその上方に位置付け可能に設けられ、該照射端または受光端の前記他方の上方に前記ノズルに装着された前記流管の前記口部を位置付けて、該照射端から前記測定用光を前記流管内を通り上下方向に沿って照射する測定用光照射工程と、前記受光端で受光した前記透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く吸光度解析工程とを有する吸光度測定方法である。【００４７】
ここで、前記吸引工程は、1または2以上の流管が前記ノズルに装着可能に収容する流管収容部に収容されて、前記ノズル移動機構によって前記1または2以上の流管に対して1または2以上の前記ノズルを相対的に下降することで着脱可能に装着する装着工程を有することが好ましい。前記液収容部および流管収容部はステージに設けるのが好ましい。前記流管は、前記ノズルに着脱可能に装着可能な装着用開口部を上端にもち、下端に前記収容部内に挿入可能な口部を有し、前記流管収容部では、前記装着用開口部を上側に収容する。【００４８】
前記測定用光照射工程は、前記ノズル移動機構によって前記1または2以上の前記流管の前記口部と前記装着用開口部を共通に通る垂直共通軸線上であって、前記ノズル又は前記吸引吐出機構に前記照射端または受光端の一方が設けられ、前記照射端または受光端の他方が前記垂直共通軸線上に位置付けられるのが好ましい。また、前記1または2以上の液収容部に前記1または2種類以上の前記化学物質溶液を収容し、該化学物質溶液について測定を行う場合には、該化学物質溶液の前記化学物質により吸光可能な1または2種類以上の測定用光を照射端から照射することが好ましい場合がある。前記受光工程では、さらに、受光した光を前記光電変換部によって電気信号に変換することになる。前記吸光度解析工程は、吸光度を導出し、さらに導出した前記吸光度に基づいて前記化学物質溶液の濃度や酵素活性、免疫抗原量等を求めることが可能である。【００４９】
第１０の発明は、前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、前記測定用光照射工程は、前記ノズル移動機構によって前記照射端または受光端の前記他方の上方に、前記1または2以上の前記流管の口部を位置付けて前記流管内を通り上下方向に沿って照射する吸光度測定方法である。
前記吸引吐出機構および前記ノズルはノズルヘッドに設けられるのが好ましい。【００５０】
第１１の発明は、前記測定用光照射工程において、前記1または2以上の照射端と1または2以上の光源との間、または前記1または2以上の受光端と1または2以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える光学的接続切り換え工程を有する吸光度測定方法である。【００５１】
第１２の発明は、前記吸引工程は、前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは前記照射端または受光端の前記他方の上方に形成され透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器であって、該測光用容器に収容された化学物質溶液の一部を残して前記流管内に吸引吐出機構を用いて吸引し、前記測定用光照射工程は、前記流管の口部を前記底部の前記透光領域に当接させることで前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記流管の口部を位置付け、前記測定用光を前記照射端から前記流管内を通り上下方向に沿って照射する吸光度測定方法である。【００５２】
これによって、容器内には化学物質溶液の一部を残しているので、流管内への空気層の導入を防止して、前記測定対象の化学物質溶液のみについての前記口部から始まる光路を形成して、精度の高い測定を行うことができることになる。【００５３】
なお、前記測光用容器の底部に凹部が設けられている場合には、該凹部内の細底部に前記流管の下端部を緩挿または嵌挿させて位置決めすることができる。透光領域は前記受光端の受光端面に空気層を介さずに密着または密接するように設けることが好ましい。【００５４】
第１３の発明は、前記流管は、外光に対して遮光するように設けられ、前記測光用容器は前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、前記測光用容器の略中央に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が前記凹部の細底部に設けられ、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように設けられ、前記測定用光照射工程は、前記流管を前記測光用容器上に移動させ、前記流管の下端部を、前記凹部に挿入または緩挿させて該細底部に前記口部を当接させた状態で、前記照射端から前記測定用光の前記流管内を通り上下方向に沿った照射を行う吸光度測定方法である。【００５５】
第１４の発明は、前記吸引工程では、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引する吸光度測定方法である。【００５６】
第１５の発明は、前記吸引工程における前記化学物質溶液は複数種類の化学物質溶液であり、その化学物質溶液の内の1種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および内部標準の規定量を混合して前記流管内に吸引することで行い、前記測定用光照射工程における前記測定用光は複数種類あり、その内の1種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射することで行い、前記受光工程は、前記各測定用光に対する透過光および前記標準測定用光に対する透過光を受光端で受光することによって行い、前記解析工程は、前記各測定用光の該各透過光の強度および前記標準測定用光の透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く吸光度測定方法である。【００５７】
なお、前記吸光度解析工程は、前記各測定用光の透過光の強度から前記各化学物質溶液の各吸光度を求め、前記標準測定用光の透過光の強度から前記内部標準溶液の吸光度を求める。さらに前記各化学物質溶液の吸光係数および内部標準溶液の吸光係数、混合液の量から求めた前記内部標準溶液の濃度を用いて、例えば、該各化学物質溶液の濃度を求める。【００５８】
第１６の発明は、前記吸引工程における前記複数種類の化学物質溶液の内の1種類の化学物質溶液は希釈液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および該希釈液の所定量を混合して流管内に吸引することで行う吸光度測定方法である。
【発明の効果】
【００５９】
第１の発明、または第９の発明によれば、測定用光が通過可能な程度の断面をもつ細柱状に化学物質溶液を流管内に保持または収容させて、測定に必要な液量を抑制し小容量の液体についての吸光度の測定を可能にする。また、化学物質溶液を収容する流管によって測定用光が遮られることがないので、測定用光に対する光学的影響を除去または削減して精度の高い吸光度を得ることができる。また、流管によって測定用光が遮られることがないので、測定用光の種類に応じた専用素材で製造した流管を用いることなく安価に製造することができるとともに、測定用光に不透明な部材（例えば、黒色物質）を流管に使用して外部からの光の進入を防止し精度の高い濃度の測定を行うことができることになる。ここで「細柱状」とは、例えば、ノズルの断面に比較して細く形成されていることをいい、前記流管に液を収容かつ保持することで形成される。【００６０】
前記流管の上下方向の長さの範囲内で前記吸引した液量に応じた適切な光路長を設定することができ、照射端および受光端を溶液と接触させることなく測定用光を照射しかつ受光することができる。したがって、受光端、照射端と溶液との接触によるクロスコンタミネーションを防止して信頼性が高く、かつ容器のサイズによって光路長が固定されることなく、液量に応じた適切な光路長を設定することができて種々の液量に応じた吸光度を測定することができるので汎用性が高い。【００６１】
さらに、定量性の高い吸引吐出機構および制御部を用いることで、光路長を精度良く確定しかつ安定させて、信頼性の高い測定を行うことができることになる。
また、複数のノズルを用いることで、複数の化学物質溶液の吸光度を並行して測定することが可能であり、効率性が高い。
また、ノズルまたは吸引吐出機構に対しその基本的形態および基本的機能を変えることなく照射端または受光端を設けることによって、分注処理とは別個に測光処理に専用のノズルや吸引吐出機構または専用部品を設けることなく、また、吸引吐出機能を妨害することなく通常の分注処理と共通のノズルおよび吸引吐出機構を用いて、前記ノズルに流管を装着させることで通常の分注処理および測光処理を行うことができるので処理が容易で作業効率が高い。  【００６２】
第２の発明または第１０の発明によると、液収容部や照射端または受光端が設けられたステージに対して相対的に移動可能とすることで、流管が測定対象となる化学物質溶液を収容されている容器にまで移動して吸引しかつ照射端または受光端が設けられている測光位置にまで移動して正確な位置に容易かつ確実に位置付けすることができる。また、人手に触れることなく上下方向に沿って測定用光を照射して吸光度を測定することができることになりクロスコンタミネーションを防止して信頼性の高い測定を行うことができる。さらに、流管を収容する流管収容部をステージに設けることで、流管のノズルへの装着をも人手に触れることなく実行することができる。また、サンプルから核酸等を抽出して化学物質溶液としての核酸溶液の作成やＰＣＲ処理までを一貫して行うことも可能である。【００６３】
第３の発明または第１１の発明によれば、1または2以上の照射端と1または2以上の光源との間で光学的な接続を切り換えることによって、前記照射端から種々の測定用光を照射することができるので、汎用性の高い処理を行うことができる。また、１の光源を用いて複数の照射端に測定用光を供給することができるので装置規模の拡大を防止することができる。さらに、受光端と種々の波長に対応する光電変換部との間を切り換えることによって、種々の波長をもつ測定用光を受光することができるので汎用性が高い。また、複数の受光端を１の光電変換部を用いて光電変換することができるので、装置規模の拡大や費用の増加を防止することができる。【００６４】
第４の発明または第１２の発明によると、化学物質溶液を収容している測光用容器の液収容測定対象となる化学物質溶液を一部残して流管内に吸引した状態で流管の口部で測光用容器の底部の透光領域に当接させることによって、該口部からの液垂れや、前記口部を通しての液の移動や口部付近の空気層の混入による液の光路長の下端の変動を防止することができる。したがって、流管の光路長を安定化させて精度の高い吸光度の測定を実現することができる。また、測定の対象となる液体の規定量が小さい場合であっても、規定量の液体を該流管内に吸引することによって適切な光路長を設定して測定を行うことができる。特に、透光領域が受光端面に密接または密着している場合には、液体の上端面から受光端面に至るまで空気層の混入がないので光路長が安定していることになる。【００６５】
第５の発明または第１３の発明によると、流管のみならず凹部の細側壁部をも外光から遮光するように設けることによって、光路長の全体について、外光から遮光状態におくことができる。したがって、受光端は、測定用光のみによる透過光を受光して精度の高い吸光度の測定を行うことができる。【００６６】
第６の発明または第１４の発明によると、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引するようにしているので、流管の下端の口部からの液漏れを防止して、光路長を安定させて精度の高い吸光度を得ることができる。また、照射端と受光端を結ぶ垂直共通軸線上に沿った流管内の光路は、流管の壁部を含み化学物質溶液及び空気以外の物質で遮られることがないので、流管及び容器を含め測定用光に透明な物質で形成する必要がなく、安価で精度の高い吸光度の測定を行うことができる。【００６７】
第７の発明または第１５の発明によると、吸光度の測定対象となる化学物質溶液と内部標準とを混合して内部標準との相対的な吸光度を求めることで、光路長の変動に影響されない、信頼性の高い吸光度を求めることができる。【００６８】
第８の発明または第１６の発明によれば、複数種類の化学物質溶液の内の１種類については、希釈液または溶媒を用いることで、希釈後の化学物質溶液の吸光度を測定することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸光度測定装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る吸光度測定装置の斜視図である。
【図３】図２の主要部を概念的に示す断面図および図２の一部を取り出して拡大して示す一部拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る処理流れ図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る他の処理流れ図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る測定結果を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る図２の主要部を取り出して示す斜視図である。
【図８】図７の裏側を示す斜視図である。
【図９】図８を一部取り出して示す斜視図である。
【図１０】図９の主要部を概念的に示す一部断面説明図である。
【図１１】図９の一部を拡大して示す断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図１に基づいて、本発明の実施の形態に係る吸光度測定装置１０を示す。
該吸光度測定装置１０は、1または2種類以上の化学物質溶液を収容する1または2以上の収容部および反応容器がＹ軸方向（列方向）に沿って延びるように各々配列された収容部群３１〜３ｎがＸ軸方向（行方向）に沿って配列されたステージ３と、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構４１、該吸引吐出機構４１と連通しＸ軸方向に沿って前記収容部群の配列に応じた間隔で配列された複数のノズル４１〜４ｎ、および下端に液体の吸引吐出が可能で前記収容部群の各収容部内または反応容器内に一斉に挿入可能な口部２ａ、上端に前記ノズル４１〜４ｎに着脱可能に装着される装着用開口部２ｂを有する1または2以上の流管２１〜２ｎを有するノズルヘッド５とを有する。
【００７１】
該吸光度測定装置１０は、前記ノズル４１〜４ｎを前記ステージ３に対して相対的に移動可能とするノズル移動機構（５１，４２）と、少なくとも１の流管２１〜２ｎに対して該流管２１〜２ｎ内を通るように前記1または2種類以上の測定用光を照射可能な1または2以上の照射端６１〜６ｎと、該照射端と光学的に接続された光源６２と、前記照射端６１〜６ｎからの光を受光可能な1または2以上の受光端７１〜７ｎと、該受光端７１〜７ｎと光学的に接続され受光した光の強度を電気信号に変換する光電変換部７２とを有する。
【００７２】
前記照射端６１〜６ｎまたは前記受光端７１〜７ｎの一方は、前記ノズルに装着された前記流管２１〜２ｎの前記口部２ａと前記装着用開口部２ｂを共通に通る垂直共通軸線上であって前記ノズルまたはその上方にある前記吸引吐出機構に設けられ、前記照射端６１〜６ｎまたは前記受光端７１〜７ｎの他方は、前記ステージ３であって、前記流管２１〜２ｎの口部２ａが上方に位置付け可能に設けられている。
【００７３】
該吸光度測定装置１０は、前記ノズル移動機構（５１，４２）、前記吸引吐出機構４１および前記光源６２等を制御して1または2種類以上の化学物質濃度を求める制御部としての情報処理を行うＣＰＵ＋メモリ＋プログラム９と、該ＣＰＵ＋メモリ＋プログラム９に対するユーザの指示等の操作を行う操作パネル９４とを有している。
【００７４】
前記ＣＰＵ＋メモリ＋プログラム９は、前記流管２１〜２ｎ内に前記化学物質溶液の各規定量を単独でまたは混合して吸引し前記垂直共通軸線上であって前記口部２ａを前記照射端６１〜６ｎまたは前記受光端７１〜７ｎの前記他方の上方に位置付けて、該流管内に前記測定用光を照射して得られた透過光の強度に基づいて前記吸光度を求めるように制御する。
【００７５】
前述したように、前記測定用光を流管内を通して照射可能な前記照射端６１〜６ｎの列または該照射端からの光を受光可能な前記受光端７１〜７ｎの列の一方は、前記ノズルヘッド５の前記吸引吐出機構４１若しくはノズル４１〜４ｎの前記垂直共通軸線上の部分４４（例えば、ノズル４１〜４ｎの先端やシリンダのプランジャの先端等）に設けられ、その他方はステージ３に設けられ、各々Ｘ軸方向に沿うように配列されている。測光時にあっては、前記ノズル４１〜４ｎに装着された前記流管２１〜２ｎを通して、前記受光端７１〜７ｎと前記照射端６１〜６ｎの対（同一下付き数字同士の対）が前記垂直共通軸線上に位置するように制御する。前記ノズル４１〜４ｎまたは前記吸引吐出機構４１の前記垂直共通軸線上の前記部分４４に設けられた受光端７１〜７ｎまたは照射端６１〜６ｎは、各々可撓性のある導光路７１（６１）によって光電変換部７２または光源６２と光学的に接続されている。ここで、光源６２、照射端６１〜６ｎ、導光路６１は照射部６に相当し、光電変換部７２、受光端７１〜７ｎは受光部７に相当する。
【００７６】
前記ノズルヘッド５には、さらに前記ノズル４１〜４ｎを一斉にＺ軸方向に沿って移動させるノズル移動部４２と、前記ノズル４１〜４ｎに装着された前記流管２１〜２ｎ内に磁力を及ぼすことが可能な磁力機構４３と、前記ノズル４１〜４ｎから前記流管２１〜２ｎを一斉に脱着可能とする脱着機構４５とが設けられている。ここで、前記ノズル４１〜４ｎをＺ軸方向に移動可能な前記ノズル移動部４２と、前記ノズルヘッド５をＹ軸方向およびＸ軸方向に沿って移動可能な前記ノズルヘッド移動機構５１とを合わせたものが前記ノズル移動機構（５１，４２）に相当する。
【００７７】
前記ＣＰＵ＋プログラム＋メモリ９には、前記ノズル移動機構（５１，４２）、前記吸引吐出機構４１、前記磁力機構４３に対して抽出または反応の指示を行う抽出・反応制御部９１と、前記ノズル移動機構（５１，４２）、前記吸引吐出機構４１、前記ノズル移動部４２、前記光源６２及び光電変換部７２に対して吸光測定の制御を行う吸光測定制御部９２と、前記光電変換部７２から得られた透過光の強度に基づいて前記測定対象の化学物質溶液の吸光度を導く吸光度解析部９３とを有する。
【００７８】
前記ステージ３の前記各収容部群３１〜３ｎには、前記1または2種類以上の化学物質溶液が収容されている1または2以上の液収容部３４１〜３４ｎ、分注チップとして用いる分注用流管が前記ノズルに装着可能となるように装着用開口部を上側にして収容されている分注用流管収容部３２１〜３２ｎ、吸光の測定を行う測光用流管が前記ノズルに装着可能となるように装着用開口部を上側にして収容されている測光用流管収容部３３１〜３３ｎ、温度制御が可能な反応容器３１１〜３１ｎを有している。
【００７９】
続いて、図２乃至図４に基づいて、図１で説明した本発明の第１の実施の形態に係る吸光度測定装置１０をより具体的にした吸光度測定装置１１を説明する。
図２に示すように、該吸光度測定装置１１は、必要ならば外部からの光の侵入を遮断可能な暗箱の機能をもつ筐体に組み込まれ、前記操作パネル９４に相当するタッチ式タブレット（図示せず）を筐体外に設ける。
【００８０】
図２に示すように、プレートにより形成されたステージ３０には、複数の8列×12行（列方向がＹ軸方向に沿い、行方向がＸ軸方向に沿う、以下同様）の液収容可能なウェルが設けられたマイクロプレート３１０，３４１，３４２と、4槽の試薬槽３４０と、8列×12行の分注用流管をその口部を下にしてその装着用開口部を上にして収容する流管収容部が設けられた分注用流管収容部群３２０と、前記複数（この例では8）本のノズル４０１〜４０ｎ（この例では、n＝8）に装着された流管２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎが一斉に挿入可能な長さをもち、前記ノズル４０１〜４０ｎから脱着した該流管や流管が吸引した液を後述する廃棄ボックス３７０内に廃棄可能な廃棄口３７１と、2列×4行の測光用流管をその口部を下にし、その装着用開口部を上にして収容する測光用流管収容部群３３０と、受光端７０６（受光部７０）とを有する。前記マイクロプレート３１０の各ウェルは温度制御可能な反応容器であり、前記マイクロプレート３４１は、濃度の測定対象となる化学物質溶液が収容され、前記マイクロプレート３４２は、各種溶液の混合用のウェルである。これらのマイクロプレート３１０，３４１，３４２、測光用流管収容部３３０等は、該吸光度測定装置１１に対して装填しかつ除去することが可能に設けられている。図中、符号３７０は、前記廃棄口３７１に廃棄された液や流管を貯留可能な廃棄ボックスであって、該吸光度測定装置１１に対して装填しかつ除去することが可能となるように設けられている。
【００８１】
さらに、該吸光度測定装置１１は、複数（この例では8）本のノズル４０１〜４０ｎがＸ軸方向に沿って配列して設けられたノズルヘッド５０と、該ノズルヘッド５０を前記ステージ３０に対して相対的にＹ軸方向およびＸ軸方向に移動可能とするノズルヘッド移動機構５１０とを有する。該ノズルヘッド５０は、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構４１０と、該吸引吐出機構４１０と連通する前記8本のノズル４０１〜４０ｎと、下端に液体の吸引吐出が可能で前記収容部内に挿入可能な口部２０ａ，２１ａ、上端に前記ノズル４０１〜４０ｎに着脱可能に装着される装着用開口部２０ｂ，２１ｂを有する16本の流管２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎと、該ノズル４０１〜４０ｎを前記ステージ３０に対して一斉にＺ軸方向に沿って移動可能とするノズル移動部４２０と、前記ノズル４０１〜４０ｎに装着された流管２０１〜２０ｎの内部に一斉に磁力を及ぼしかつ除去することが可能な前記流管２０１〜２０ｎに対して磁石を進退動作可能に設けた磁力機構４３０と、前記ノズル４０１〜４０ｎに装着された流管２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎをノズルから脱着することが可能な脱着機構４５０と、光源６２とを有している。前記ノズルヘッド移動機構５１０と前記ノズル移動部４２０は、併せて前記ノズル移動機構に相当する。
【００８２】
前記ノズルヘッド移動機構５１０は、ステージ３０上に設けられたＹ軸方向に敷設されたレール５１２、Ｙ軸方向に沿ってロータ５１４に架け渡されたタイミングベルト５１３、および前記タイミングベルト５１３によってＹ軸方向に移動可能なノズルヘッド支持Ｙ軸移動体５１５を有するＹ軸移動機構５１ｙと、該ノズルヘッド支持Ｙ軸移動体５１５にＸ軸方向に沿ってノズルヘッド５０を移動可能に設けられたＸ軸移動機構５１ｘとを有する。図中、符号５１１は、前記Ｘ軸移動機構５１ｘとしてのタイミングベルトを駆動するモータである。なお、前記ＣＰＵ＋メモリ＋プログラム９に相当する情報処理装置についても該ステージ３０の下側に組み込まれている。
【００８３】
図３は、前記ノズルヘッド５０をさらに詳細に示すものである。該ノズルヘッド５０には、複数のノズル４０１〜４０n（この例では、n＝8）をＺ軸方向に移動可能とするノズル移動部４２０を有し、該ノズル移動部４２０は、モータ４２１と、該モータ４２１によって回転駆動されるロータ４２２と、該ロータ４２２とロータ４２３との間に架け渡されたタイミングベルト４２４と、前記ロータ４２３によって回転駆動されるＺ軸方向に沿って敷設されたボール螺子４２５とを有する。該ボール螺子４２５の回転によって、該ボール螺子４２５に螺号するナット部と連結した前記ノズルが支持されたノズル支持基板４０を含むＺ軸移動体４２ｚが上下動する。
【００８４】
図３に示すように、該ノズルヘッド５０の、前記Ｚ軸移動体４２ｚは、さらに、吸引吐出機構４１０を有し、該吸引吐出機構４１０は、モータ４１２、該モータ４１２により回転駆動されるボール螺子４１３と、該ボール螺子４１３と螺合するナット部と連結したプランジャ駆動板４１５と、該プランジャ駆動板４１５と連結して、複数（この例では8）本のシリンダ４１６の内部を摺動可能に設けられた複数（この例では8）本のプランジャ４１１とを有する。前記8本のノズルの内の少なくとも1本のノズル、例えば、ノズル４０６と連通する１本のシリンダ４１６内を摺動するプランジャ４１１の内部には可撓性のある導光路としての光ファイバ６１０が貫通して設けられ、該プランジャ４１１の先端部４１４に該光ファイバ６１０の先端が照射端６０６に設けられ、その後端は前記光源６２０にまで達している。ここで、照射端６０６、光ファイバ６１０、光源６２０は照射部６０に相当する。
【００８５】
図３（ａ）に示すように、前記シリンダ４１６の下端部は、ノズル４０６と連通し、該ノズル４０６には測光用の流管２１６が着脱可能に装着されている。該測光用流管２１６または分注用流管２０６は、下端に設けられ液体の吸引吐出が可能な口部２０ａと、前記ノズル４０６に装着可能な装着用開口部２０ｂ，２１ｂと、前記口部を下端に有する細管部２１ｃ（２０ｃ）と、細管部よりも太く形成され上端に装着用開口部２０ｂ，２１ｂを有する太管部２１ｄ（２０ｄ）とを有する。符号２１ｅ（２０ｅ）は突条であって、前記太管部２１ｄ（２０ｄ）よりも外方向に突出して、後述する流管脱着板４５０によって前記ノズルから脱着可能に設けられている。測光用流管２１６の場合には、前記細管部および太管部は、黒色塗料で塗布されまたは黒色物質で形成されることが好ましい。分注用流管２０１〜２０ｎ（この例では、ｎ＝8）の場合には、透明または半透明が好ましい。
【００８６】
図３（ｂ）に示すように、前記ノズル支持基板４０に支持された前記シリンダの下端に突出するように設けられている8本のノズル４０１〜４０ｎが貫通可能な大きさを持つが、該ノズル４０１〜４０ｎに装着される前記流管２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎ（この例ではｎ＝8）が貫通不能な大きさを持つ貫通孔が底板の流管脱着板４５０に形成され、前記プランジャ駆動板４１５に支持されて該プランジャ駆動板４１５の所定距離以上の下降によって、脱着棒を押圧することによって前記流管脱着板４５０を下方向に移動可能に設けられたシリンダ収容箱４１７とを有している。該脱着棒はその下端が前記流管脱着板４５０に取り付けられ、前記流管脱着板４５０は常に上方に弾性的に付勢される状態で支持されている。その脱着棒の上端は、前記プランジャ駆動板４１５と前記所定距離離間した位置にある。
【００８７】
図３（ｂ）に示すように、前記ステージ３０には、受光部７０が設けられ、該受光部７０は、ステージ基板７３に設けられた孔７４と、該孔７４の下側に設けられた受光端７０６のレンズと、該レンズの下方に設けられた受光素子としてのＡＤＰ、ＣＣＤイメージセンサ、ＰＭＴ（光電子増倍管）等を有する光電変換部７２０とを有する。なお、前述したように、前記ノズルヘッド５０には光源６２０が設けられ、該光源６２０は、光ファイバ６１０を介して前記シリンダ４１６内を摺動するプランジャ４１１の先端部４１４の照射端６０６と光学的に接続されている。該光源６２０としては、例えば、重水素ランプが使用されている。
【００８８】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る吸光度測定装置１１の動作について説明する。
ステップＳ１で、前記吸光度測定装置１１のステージ３０上に設けられた前記マイクロプレート３４１の１ウェル（例えば1行6列目）には、予め測定対象となる化学物質溶液Ａ（例えば、dNTP mixture、タカラバイオ株式会社、Code:4030、Lot:BH7301B）が例えば、0.022μM収容され、試薬槽３４０の内の１の試薬槽（例えば、4槽ある内の第１番目の槽）には、吸光が生じないリファレンス測定用のブランク試料としての参考溶液Ｃ（例えば、TE、10mMTris-HCl、1mMEDTA、pH8.0）が収容されている。また、前記分注用流管収容部群３２０の1行6列目の１の流管収容部に分注用流管２０６が収容され、2行6列目の１の流管収容部にも分注用流管２０６が収容されているものとする。なお、分注用流管を用いた処理については説明を省略する。
【００８９】
ステップＳ２で、前記ノズルヘッド５０を前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記測光用流管収容部群３３０の1行2列目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いて前記ノズル４０６を下降させることによって、測光用流管２１６（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系樹脂にカーボンブラック等の顔料を練り込んで成型したもの）をノズル４０６に装着させる。該装着した流管２１６を前記ノズル移動部４２０により上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記4槽の試薬槽３４０の第１番目の試薬槽上に前記測光用流管２１６を位置付けて前記ノズル移動部４２０により下降させて、前記吸引吐出機構４１０によって規定量の前記参考溶液Ｃを測光用流管の先端から10mm相当（約7.6μリットル）吸引し、前記口部から所定距離、例えば5mmだけ上方に前記化学物質溶液Ａの液下端面を位置付けて、再度上昇させて、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙにより、該ノズルヘッド５０の前記測光用流管２１６を前記ステージ３０の前記受光部７０の前記受光端７０６に設けられたレンズの上方であって、前記ノズル４０６と連結するシリンダ４１６内を摺動するプランジャ４１１の下端に設けた照射端６０６と前記受光端７０６に設けられたレンズが、該測光用流管２１６の口部２１ａと装着用開口部２１ｂを結ぶ垂直共通軸線上であって、前記受光端７０６に設けられたレンズが該口部２１ａの所定距離（例えば、10mm）下方にくるように位置付ける。
【００９０】
ステップＳ３で、前記照射端６０６から前記測光用流管２１６内の溶液Ｃに対して、例えば波長200−850nmの範囲の測定用光を照射し、受光端７０６に設けられたレンズを介して受光された前記溶液Ｃの透過光の強度を前記光電変換部７２０によって電気信号としての強度データＩ0に変換し、サンプルの測定値から差し引き、サンプルの吸光度を算出するためのリファレンスデータとする。該測光用流管は、前記脱着部材４５０によって前記廃棄口３７１から前記廃棄ボックス３７０内に廃棄される。
【００９１】
ステップＳ４で、前記ノズルヘッド５０を前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記測光用流管収容部群３３０の2行2列目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いて前記ノズル４０６を下降させることによって、前記黒色物質で形成された新たな測光用流管２１６をノズル４０６に装着させる。該装着した流管２１６を前記ノズル移動部４２０により上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記マイクロプレート３４１の前記1行6列目の前記ウェル上に前記測光用流管２１６を位置付けて前記ノズル移動部４２０により下降させて、前記吸引吐出機構４１０によって規定量の前記化学物質溶液Ａを吸引し、前記口部から所定距離、例えば5mmだけ上方に前記化学物質溶液Ａの液下端面を位置付けて、再度上昇させて前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙにより、該ノズルヘッド５０の前記測光用流管２１６を前記ステージ３０の前記受光部７０の前記受光端７０６に設けられたレンズの上方であって、前記ノズル４０６と連結するシリンダ４１６内を摺動するプランジャ４１１の下端に設けた照射端６０６と前記受光端７０６に設けられたレンズが、該測光用流管２１６の口部２０ａと装着用開口部２０ｂを結ぶ垂直共通軸線上であって、前記受光端７０６に設けられたレンズが該口部２０ａの所定距離（例えば、10mm）下方にくるように位置付ける。順次前記照射端６０６から前記測光用流管２１６内の溶液Ａに対して、200−850nmの範囲の波長の測定用光を照射し、受光端７０６に設けられたレンズを介して受光された前記溶液Ａの透過光の強度を前記光電変換部７２０によって電気信号としての強度データＩに変換する。
【００９２】
ステップＳ５で、前記制御部としてのＣＰＵ＋プログラム＋メモリ９の前記吸光度解析部９３によって、前記強度データＩ0および前記強度データＩに基づいて、前記化学物質溶液Ａの吸光度を得る。その際、200−850nmの範囲の波長と吸光度を算出し、データ１つ１つについて350−700nmの吸光度の平均値を算出し、200−850nmの吸光度から差し引いてベースラインの補正を行い、波長260nmの吸光度A260の平均値（AVG＝0.924）、標準偏差（SD＝0.01）、変動係数（CV＝1.56％）を算出したものを図６に示す。
【００９３】
すると、前述したように、予め求めた入射強度Ｉ0から、化学物質溶液Ａの波長λの吸光度が Aλ＝−log10(I/Io)より得られる。すると、化学物質溶液Ａの濃度をｃとすると、化学物質溶液Ａ(dNTP）の既知の吸光係数ε(モル吸光係数、＝0.002mg/mリットル）を用い、光路長Ｌ＝10mmより、前記関係式 Aλ＝εｃＬから、濃度cを求めることができる。
【００９４】
すると、前記吸光度曲線のピークの波長λ＝260nmにおける吸光度A260＝0.924から、濃度ｃは、45〜46mg/μリットルということになる。また、A260/A230、A260/A280より精製されたＤＮＡの精製度を評価することができる。前者の値が1.4以上、後者の値が1.8以上であれば、精製度は問題がない。
【００９５】
続いて、図４に基づいて本発明の実施の形態に係る吸光度測定装置１１の内部標準を用いて吸光度を測定する場合について説明する。
ステップＳ１１で、前記吸光度測定装置１１のステージ３０上に設けられた前記マイクロプレート３４１の１ウェル（例えば2行6列目）には、予め測定対象となる化学物質溶液Ａ（例えば、dNTP mixture、タカラバイオ株式会社、Code:4030、Lot:BH7301B）が例えば、0.022μM収容され、前記4槽の試薬槽３４０の内の例えば、第２番目の試薬槽には、規定量の内部標準としての溶液Ｂ（例えば、ブロモフェノールブルー（ＢＰＢ、青色色素））が収容されている。また、前記分注用流管収容部群３２０の3行6列目の１の流管収容部に分注用流管２０６が収容され、4行6列目の１の流管収容部にも分注用流管２０６が収容されているものとする。
【００９６】
ステップＳ１２で、前記ノズルヘッド５０を前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記分注用流管収容部群３２０の3行6列目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いてノズル４０１〜４０ｎを下降させることによって、１のノズル４０１に前記流管２０１を装着させる。該装着した流管２０１を前記ノズル移動部４２０により上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記マイクロプレート３４１の2行6列目まで移動させ、前記流管を前記液収容部内に下降させた後、前記吸引吐出機構４１０によって規定量を前記流管２０１内に吸引する。
吸引した前記溶液Ａは、マイクロプレート３４２の1行6列目のウェル内に吐出される。該流管２０１は前記脱着部材４５０によって前記廃棄口３７１から前記廃棄ボックス３７０内に廃棄される。
【００９７】
ステップＳ１３で、前記ノズルヘッド５０を前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて再度前記分注用流管収容部群３２０の4行6列目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いてノズル４０１〜４０ｎを下降させることによって、１のノズル４０１〜４０ｎに新たな流管２０６を装着させる。該装着した流管２０６を前記ノズル移動部４２０により上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記試薬槽３４０の第２番目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いて流管２０６を下降させることによって、前記吸引吐出機構４１０を用いて内部標準溶液としての溶液Ｂを規定量吸引する。吸引された溶液Ｂは、マイクロプレート３４２の前記1行6列目の前記ウェル内に吐出されて、前記溶液Ａと溶液Ｂとが混合され、吸引吐出を繰り返すことで撹拌される。該流管は、前記脱着部材４５０によって前記廃棄口３７１から前記廃棄ボックス内に廃棄される。
【００９８】
ステップＳ１４で、前記ノズルヘッド５０を前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記測光用流管収容部群３３０の3行2列目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いて前記ノズル４０６を下降させることによって、測光用流管２１６（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系樹脂にカーボンブラック等の顔料を練り込んで成型したもの）をノズル４０６に装着させる。該装着した流管２１６を前記ノズル移動部４２０により上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記マイクロプレート３４２の前記1行6列目の前記ウェル上に前記測光用流管２１６を位置付けて前記ノズル移動部４２０により下降させて、前記吸引吐出機構４１０によって規定量の溶液ＡＢを吸引し、前記口部から所定距離、例えば5mmだけ上方に前記化学物質溶液Ａの液下端面を位置付けて、再度上昇させ、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙにより、該ノズルヘッド５０の前記測光用流管２１６を前記ステージ３０の前記受光部７０の前記受光端７０６に設けられたレンズの上方であって、前記ノズル４０６と連結するシリンダ４１６内を摺動するプランジャ４１１の下端に設けた照射端６０６と前記受光端７０６に設けられたレンズが、該測光用流管２１６の口部２０ａと装着用開口部２０ｂを結ぶ垂直共通軸線上であって、前記受光端７０６に設けられたレンズが該口部２０ａの所定距離（例えば、10mm）下方に位置付けられる。
【００９９】
ステップＳ１５で、前記照射端６０６から前記測光用流管２１６内の溶液ＡＢに対して、前記溶液Ａによる吸光が行われる最適な波長をもつ測定用光を照射し、受光端７０６に設けられたレンズを介して受光された前記溶液ＡＢの透過光の強度を前記受光部７０の光電変換部７２０によって電気信号としての強度データＩに変換する。同時にまたは順次に前記照射端６０６から前記測光用流管２１６内の溶液ＡＢに対して、前記内部標準としての溶液Ｂによって吸光が行われる前記波長と異なる最適な波長（例えば、260nm付近の吸光の低い波長）をもつ標準測定用光を照射し、受光端７０６に設けられたレンズを介して受光された前記溶液ＡＢの透過光の強度を前記光電変換部７２０によって電気信号としての強度データＪに変換する。
【０１００】
ステップＳ１６で、前記制御部としてのＣＰＵ＋プログラム＋メモリ９の前記吸光度解析部９３によって、前記強度データＩおよび前記強度データＪに基づいて、前記化学物質溶液Ａの濃度を得る。すなわち、前述したように、予め求めた入射強度Ｉ0から、溶液Ａの吸光度が A1＝−log10(I/I0)より得られ、溶液Ｂの吸光度が、予め求めた入射強度Ｊ0から、A0＝−log10(J/J0)より得られる。すると、溶液Ａの濃度をｃ1とすると、溶液Ａの既知の吸光係数ε1を用い、かつ、溶液Ｂの既知の濃度ｃ0とし、溶液Ｂの既知の吸光係数ε0を用いると、次の関係式が得られる。なお溶液ＡＢとして、光路長Ｌは、前記流路内で共通である。
すなわち、A1＝ε1ｃ1Ｌ
A0＝ε0ｃ0Ｌ
から、ｃ1＝（A1ε0ｃ0）/（A0ε1）が得られることになる。該式は、光路長Ｌに依存しないので、光路長Ｌの微妙な揺らぎによる影響を除去して信頼性の高い結果を得られることになる。
【０１０１】
図５は、前記マイクロプレート３４１または試薬槽３４０に濃度測定対象の複数種類の化学物質溶液（Ａ〜Ｘ）を測定する場合の各ステップ（Ｓ'１１〜Ｓ'１６）の流れ図を示すものである。
【０１０２】
続いて、図７乃至図１１に基づいて、本発明の第２の実施の形態に係るノズルヘッド１５およびステージ１３に設けられた収容部群としてのカートリッジ容器１３１〜１３８について説明する。
【０１０３】
図７および図８は、図２に示す吸光度測定装置１１において、前記ノズルヘッド５０の代わりに設けられたノズルヘッド１５と、前記収容部群として各々複数の液収容部および反応容器を少なくとも有する前記カートリッジ容器１３１〜１３８を示すものである。該カートリッジ容器１３１〜１３８は、図２で示されたステージ３０において、試薬槽３４０、マイクロプレート３４１，３４２の代わりに設けられたものであり、該ステージ１３上には、さらに（分注用、測光用）流管収容部群３２０，３３０の代わりに、流管を収容する流管収容部群としての8本の他のカートリッジ容器（図示せず）が前記カートリッジ容器１３１〜１３８の行間隔でＸ軸方向に沿って配列されているものとする。なお、以下に新たに説明するもの、例えば、ノズルヘッド１５に設けられた吸引吐出機構等、ステージに設けられている受光端等を除き、例えば、ノズル移動機構等については、図２で示されかつそれに関連して説明したものを用いる。
【０１０４】
図７および図８に示すように、本実施の形態に係るノズルヘッド１５は、吸引吐出機構１４１を有し、該吸引吐出機構１４１は、複数（この例では8）本のシリンダを内蔵する吸引吐出部１４１１〜１４１８がＸ軸方向に沿って配列して設けられ、その下端には該シリンダと連通するノズル１４１〜１４８が下方に突出して設けられている。また、該ノズルヘッド１５には、下端に液体の吸引吐出が可能で、前記収容部内に挿入可能な口部２１ａと、上端に前記ノズル１４１〜１４８に着脱可能に装着される装着用開口部２１ｂを有する8本の測光用流管２１１〜２１８とを有する。また、ステージ１３には、前述したように8列の収容部群としてのカートリッジ容器１３１〜１３８を有する。
【０１０５】
前記吸引吐出機構１４１の各吸引吐出部１４１１〜１４１８には、内部にシリンダを有し、その内部を摺動可能に設けられたプランジャを有する（例えば、図３を参照）。前記各シリンダの下端には、複数（この例では8）本のノズル１４１〜１４８が設けられ、各ノズル１４１〜１４８の内部を通って光ファイバ１６１が設けられ各光ファイバ１６１の先端は照射端１６１〜１６８に設けられかつノズル１４１〜１４８の下端の前記流管２１１〜２１８の各垂直共通軸線上に設けられている。該光ファイバ１６１の後端は、第１の接続端１６１ａとして設けられ接続端配列板１８１〜１８８の接続面に等間隔で第１の直線に沿って配列されている。
【０１０６】
前記ステージ１３の各カートリッジ容器１３１〜１３８には、図９に示すように、10本の液収容部１３４、温度制御可能な反応容器１３１，１３３、測光用容器８がＹ軸方向に沿って1列状に配列されている。前記測光用容器８の下方であってステージ１３の下側には、光ファイバ１７１の先端を有する受光端１７１〜１７８が設けられ、該光ファイバ１７１の後端は分光器１７２１〜１７２８と光学的に接続され、さらに該各分光器１７２１〜１７２８と先端で光学的に接続され、その後端が第２の接続端１７１ａとして設けられ前記接続端配列板１８１〜１８８の接続面に等間隔で第２の直線に沿って配列されている。該第２の直線は前記第１の直線と所定間隔を開けて並行に延びている。
【０１０７】
前記接続端配列板１８１〜１８８には、Ｘ軸方向に沿って摺動可能な測定端移動器１８１を有し、前記第１の直線及び第２の直線に沿って移動して前記第１の接続端１６１ａおよび第２の接続端１７１ａと順次接続可能な第１の測定端および第２の測定端が各々前記第１の直線と第２の直線に沿って前記所定間隔を開けて設けられ、第１の測定端は、光源６２０と光学的に光ファイバ等の導光路を介して接続され、第２の測定端は光電変換部７２０と光ファイバ等の導光路を介して光学的に接続されている。前記接続端配列板１８１〜１８８および測定端移動器１８１は、複数（この例では8）個の照射端と１の光源との接続を切り替えるとともに、複数（この例では8）個の受光端と１の光電変換部７２０との接続を切り替える前記照射切換部および前記受光切換部からなる切換部１８に相当する。
【０１０８】
なお、前記分光器１７２１〜１７２８は、前記受光端１７１〜１７８で受光した前記化学物質溶液の透過光の中から、指定した波長の透過光を回折格子やプリズムによる分散を利用して取り出すための器具であって、例えば、指定した測定用光の波長に設定する。これによって、測定用光が白色光であっても、所定波長または所定波長領域の透過光を受光部に導きその強度を測定して、所定波長または所定波長領域の吸光度を測定することができる。
【０１０９】
図１０および図１１は、第２の実施の形態に係る光学系システムの概略および前記測光用容器８の使用状態を示すものである。
測光用容器８は、前記ステージ１３にカートリッジ容器１３１〜１３８の液収容部の１つとして各々設けられ、前記受光端１７１〜１７ｎの上側で密接し前記測定用光に対し透光性のある透光領域が形成された底部８ｃを有し、前記流管として黒色顔料が練り込まれた遮光性の測光用流管２１１〜２１８の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、前記底部８ｃの中央に形成された筒状の凹部８１を有し、前記透光領域は該凹部８１の細底部８ａに形成され、該凹部８１の細側壁部８ｂは黒色顔料が練り込まれて成型されて外光に対して遮光性をもつように形成されている。符号８ｄは側壁部、８ｅはカートリッジ容器１３１〜１３８の基板であり、符号８２は、中央に該凹部８１が形成された該カートリッジ容器１３１〜１３８に形成された筒状の液収容部（ウェル）を示す。
【０１１０】
図１０または図１１に示すように、前記凹部８１がステージ１３のプレートに設けられた孔に緩挿するように設けられている。また、該測光用容器８には、前記流管としての測光用流管２１１の細管部２１ｃの下端部が前記凹部８１に嵌挿されて口部２１ａで前記細底部８ａが当接された状態を示す。該細底部８ａは、前記受光端１７１〜１７８の受光端面と密接または密着し、該測光用流管２１１内に吸引された測定対象となる溶液４が液体の上端面から前記受光端面まで空気層を形成することなく収容されて、光路長Ｌが形成されている状態を示す。
【０１１１】
続いて、図１０または図１１に示す測光用容器８を前記ステージ１３の前記各受光端１７１〜１７８上側に設けて使用する場合について説明する。
ステップＳ'１で、前記吸光度測定装置１１のステージ１３上に設けられた前記カートリッジ容器１３１〜１３８の各１ウェル（例えば1行目）には、予め測定対象となる化学物質溶液Ａ（例えば、dNTP mixture、タカラバイオ株式会社、Code:4030、Lot:BH7301B）が例えば、0.022μM収容され、他のウェル（例えば2行目）には、吸光が生じないリファレンス測定用のブランク試料としての参考溶液Ｃ（例えば、TE、10mMTris-HCl、1mMEDTA、pH8.0）が収容されている。また、流管収容部群（図示せず）の前記他のカートリッジ容器の1, 2行目の流管収容部に分注用流管２０１〜２０８が収容され、3, 4行目の流管収容部には測光用流管２１１〜２１８が収容されているものとする。なお、測光用流管使用前の分注用流管を用いる処理は説明を省略する。
【０１１２】
ステップＳ'２で、前記ノズルヘッド１５を前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記他の各カートリッジ容器（流管収容部）の3行目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いて前記ノズル１４１〜１４８を下降させることによって、黒色物質で形成された測光用流管２１１〜２１８（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系樹脂にカーボンブラック等の顔料を練り込んで成型したもの）をノズル１４１〜１４８に装着させる。該装着した流管２１１〜２１８を前記ノズル移動部４２０により上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記各カートリッジ容器１３１〜１３８の前記2行目の前記ウェル上に前記測光用流管２１１〜２１８を位置付けて前記ノズル移動部４２０により下降させて、前記吸引吐出機構１４１によって規定量の前記参考溶液Ｃを測光用流管の先端から10mm相当(約7.6μリットル)吸引し、再度上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙにより、該ノズルヘッド１５の前記測光用流管２１１〜２１８を前記ステージ１３の前記受光部７０の受光端１７１〜１７８の上側に設けた前記測光用容器８の上方であって、前記各測光用容器８の前記凹部８１が、該測光用流管２１１〜２１８の口部２１ａと装着用開口部２１ｂを結ぶ垂直共通軸線上であって、前記受光端１７１〜１７８が前記口部２１ａの下方にくるように位置付ける。次に、前記ノズル移動部４２０を用いて、前記測光用流管を一斉に下降させることによって、該測光用流管の先端部を前記凹部８１に嵌挿させ、口部２１ａを前記細底部８ａに当接させる。
【０１１３】
ステップＳ'３で、前記照射端１６１〜１６８から前記測光用流管２１１〜２１８の溶液Ｃに対して、例えば波長200−850nmの範囲の測定用光を照射し、受光端に設けられたレンズを介して受光された前記溶液Ｃの透過光の強度を前記光電変換部７２０によって電気信号としての強度データＩ0に変換し、サンプルの測定値から差し引き、サンプルの吸光度を算出するための参考用データとする。該測光用流管は、前記脱着部材４５０によって前記廃棄口３７１から前記廃棄ボックス３７０内に廃棄される。
その際、前記吸引吐出機構１４１を操作して前記測光用流管２１１〜２１８内の口部２１ａの上方に空気層が入らないようにして該口部２１ａで該測光用流管２１１〜２１８を前記細底部８ａに当接させる。
【０１１４】
ステップＳ'４で、前記ノズルヘッド１５を前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記流管収容部の4行目の上方にまで移動させ、前記ノズル移動部４２０を用いて前記ノズル１４１〜１４８を下降させることによって、新たな測光用流管２１１〜２１８（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系樹脂にカーボンブラック等の顔料を練り込んで成型したもの）をノズル１４１〜１４８に装着させる。該装着した流管２１１〜２１８を前記ノズル移動部４２０により上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙを用いて前記カートリッジ容器１３１〜１３８の前記1行目の前記ウェル上に前記測光用流管２１１〜２１８を位置付けて前記ノズル移動部４２０により下降させて、前記吸引吐出機構４１０によって規定量の前記化学物質溶液Ａを吸引し、再度上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１ｘ，５１ｙにより、該ノズルヘッド１５の前記測光用流管２１１〜２１８を前記ステージ１３の前記受光端１７１〜１７８の上側に設けた洗浄した前記測光用容器８の上方であって、前記各測光用容器８の前記凹部８１が、該測光用流管２１１〜２１６の口部２１ａと装着用開口部２１ｂを結ぶ垂直共通軸線上であって、前記受光端１７１〜１７８が該口部２１ａの下方に来るように位置付ける。次に、前記ノズル移動部４２０を用いて、前記測光用流管２１１〜２１８を一斉に下降させることによって、該測光用流管２１１〜２１８の先端部２１ａを前記凹部８１に緩挿させ前記口部２１ａを前記細底部８ａに当接させる。
【０１１５】
その際、前記吸引吐出機構１４１を操作して前記測光用流管２１１〜２１８内の口部２１ａの上方に空気層が入らないように、一部溶液を前記凹部内に収容するようにして該口部２１ａで該測光用流管２１１〜２１８を前記細底部８ａに当接させる。該細底部８ａは受光端１７１〜１７８の受光端面に密接または密着している。したがって、本実施例によれば、該測光用流管２１１〜２１８を前記凹部８１に緩挿または嵌挿させることにより位置決めを確実に行うとともに、液体の上端面から受光端面まで空気層を除去して溶液の口部２１ａを通しての移動を防止し、安定した光路長Ｌを得ることができることになる。
【０１１６】
順次前記照射端１６１〜１６８から前記測光用流管２１６内の溶液Ａに対して、200−850nmの範囲の波長の測定用光を照射し、受光端１７１〜１７８を介して受光された前記溶液Ａの透過光の強度を前記光電変換部７２０によって電気信号としての強度データＩを得る。
【０１１７】
ステップＳ'５で、前記制御部としてのＣＰＵ＋プログラム＋メモリ９の前記吸光度解析部９３によって、前記強度データＩ0および前記強度データＩに基づいて、前記化学物質溶液Ａの吸光度を得る。
【０１１８】
すると、前述したように、予め求めた入射強度Ｉ0から、化学物質溶液Ａの波長λの吸光度が Aλ＝−log10(I/Io) より得られる。すると、化学物質溶液Ａの濃度をｃとすると、化学物質溶液Ａ(dNTP）の既知の吸光係数ε(モル吸光係数、＝0.002mg/mリットル）を用い、光路長Ｌ＝10mmより、前記関係式 Aλ＝εｃＬ から、濃度ｃを求めることができる。
【０１１９】
本実施例にあっては、照射端を前記ノズルの下端またはプランジャの下端に設けているので、照射した測定用光を流管内に確実に導くことができ効率の高い照射を行うことができる。特に流管を測定用光に対して不透明な素材を用いることで、測定用光の外部への漏れを防止して、精度の高い吸光度を求めることができることになる。測定用光を照射することができることになる。また、前記測光用容器を用いた場合には、前記照射端および受光端を確実に前記垂直共通軸線上に位置付けるとともに、口部を通しての液体の移動を防止し、空気層を除去し、光路長を精度良く定め、精度の高い吸光度を得ることができる。また、該測光用容器を用いない場合であっても、流管の細管内に口部からの空隙を設けることで、溶液の口部からの移動を防止し、光路長を定めて、精度良い吸光度を得ることができる。
【０１２０】
以上説明した各実施の形態は、本発明をより良く理解させる為に具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。
【０１２１】
例えば、濃度を測定する対象として1種類の化学物質溶液Ａのみとして濃度を測定する場合のみを説明したが、複数種類の化学物質溶液Ｂ，…，Ｘを混合して各化学物質溶液Ｂ，…，Ｘに最適な複数種類の測定用光を照射することによって、複数種類の化学物質の各濃度を測定することができる。
【０１２２】
また、内部標準の代わりに希釈液にすれば、希釈後の前記化学物質溶液の吸光度を測定することができることになる。
【０１２３】
以上の説明では、前記光源および照射端をノズルヘッドに設け、光電変換部及び受光端をステージに設けた場合を具体的に説明したが、この場合に限られることなく、光源および照射端をステージに設け、光電変換部および受光端をノズルヘッドに設けることも可能である。また、１の流管を用いた場合のみについて説明したが、この場合に限られることなく、複数組の流管を用いて、並行して処理および測定を行うことも可能である。
また、以上の説明では分光器を受光部側に用いて吸光度を測定したが、フィルタを用いて測定することも可能である。分光器として光電変換部をもその内部に含むようなマルチチャネル分光器等を用いる場合には、前記受光切換部は不要となる。また、照射部側についても分光器またはフィルタを用いることも可能である。
【０１２４】
また、以上の説明では、化学物質として核酸を測定対象としたが、該場合に限られることなく、その他の高分子物質、例えば、アミノ酸、たんぱく質、糖鎖、脂肪等や、磁性体等の固形物、泡、気体、または液体等の各種化学物質を含有する各種液量の化学物質溶液であっても良い。
【０１２５】
さらに、以上の説明では、吸光度に基づいて化学物質の濃度を求める場合のみについて説明したが、該場合に限られることなく、例えば、前述した酵素活性、反応速度等を求めることができる。
【０１２６】
さらに、以上説明した各構成要素の形状、構造、機能は、実施の形態で説明した例のみに限られることはない。例えば、以上の説明では、ノズルヘッド移動機構はタイミングベルトを用い、ノズル移動部はボール螺子を用いた場合について説明したが、タイミングベルトとボール螺子は任意に入れ替えることが可能であり、その他の機構を用いても同様に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、吸光度測定装置およびその方法に関する。本発明は、遺伝子、免疫系、アミノ酸、タンパク、糖等の生体高分子、生体低分子の扱いが要求される分野、例えば、工業分野、食品、農産、水産加工等の農業分野、製薬分野、衛生、保健、免疫、疾病、遺伝等の医療分野、化学若しくは生物学等の理学の分野等、あらゆる分野に関係するものである。本発明は、特に、多数の試薬や物質を用いた一連の処理を所定の順序に連続的に実行する場合に有効である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０，１１                                  吸光度測定装置
２１〜２ｎ                                    流管
２０１〜２０ｎ                                分注用流管
２１１〜２１ｎ                                測光用流管
３，１３，３０                              ステージ
３１〜３ｎ，（１３１〜１３ｎ）                  収容部群（カートリッジ容器）
３１１〜３１ｎ，３１０，１３１，１３３        反応容器
３２１〜３２ｎ，３２０                        分注用流管収容部
３３１〜３３ｎ，３３０                        測光用流管収容部
３４１〜３４ｎ，（３４１，３４２）            液収容部群（マイクロプレート）
４１〜４ｎ，４０１〜４０ｎ，１４１〜１４ｎ       ノズル
４１，４１０，１４１                        吸引吐出機構
５，１５，５０                              ノズルヘッド
５１                                        ノズルヘッド移動機構
６，６０                                    照射部
６１〜６ｎ，６０６，１６１〜１６ｎ              照射端
６１，７１，７１０，１６１，１７１，１７３  導光路
６２，６２０                                光源
７，７０                                    受光部                            
７１〜７ｎ，７０６，１７１〜１７ｎ              受光端
７２，７２０                                光電変換部
８                                          測光用容器
９                                          ＣＰＵ＋メモリ＋プログラム
１８                                        切換部
９３                                        吸光度解析部
【図１】
2017104693.tif 000003
【図２】
2017104693.tif 000004
【図３】
2017104693.tif 000005
【図４】
2017104693.tif 000006
【図５】
2017104693.tif 000007
【図６】
2017104693.tif 000008
【図７】
2017104693.tif 000009
【図８】
2017104693.tif 000010
【図９】
2017104693.tif 000011
【図１０】
2017104693.tif 000012
【図１１】
2017104693.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月11日(2017.10.11)
【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】
測定対象となる化学物質溶液を収容可能な１または２以上の液収容部と、
気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と連通する１または２以上のノズルと、
下端に前記液収容部内に挿入可能な口部、上端で前記ノズルに着脱可能に装着される装着用開口部を有する１または２以上の流管と、
光源との間の光学的な接続が可能な導光路の端部であって、測定用光を照射可能な１または２以上の照射端と、
光電変換部との間の光学的な接続が可能な導光路の端部であって、前記照射端から照射された光を受光可能な１または２以上の受光端と、
少なくとも前記吸引吐出機構を制御して前記化学物質溶液の吸光度を導く制御部とを有し、
前記照射端または受光端の一方は、前記ノズルまたは前記吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は該流管外にあり、該流管の口部がその上方にあって、前記照射端および前記受光端の両方が前記ノズルに装着された前記流管の前記開口部と前記装着用開口部を共通に通る垂直共通軸線上に位置するように位置付け可能に設けられ、
前記制御部は前記ノズルに装着された流管内に前記化学物質溶液の規定量を吸引し、前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記流管の前記口部を前記照射端および前記受光端の両方が前記垂直共通軸線上に位置するように位置付けて、前記照射端から前記測定用光を該流管内を通り上下方向に沿って照射して前記受光端で受光した前記化学物質溶液の透過光の強度に基づいて前記吸光度を導く吸光度測定装置。
【請求項２】
前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、
前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、
前記制御部は、少なくとも前記ノズル移動機構および前記吸引吐出機構を制御することによって前記化学物質溶液の前記吸光度を導く請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項３】
前記１または２以上の照射端と１または２以上の光源との間の光学的な接続を切り換える照射切換部、または、前記１または２以上の受光端と１または２以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える受光切換部を有する請求項２に記載の吸光度測定装置である。
【請求項４】
前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは、前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記測定用光に対し透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器である請求項１または請求項２に記載の吸光度測定装置。
【請求項５】
前記流管は、外光に対して遮光されるように形成され、前記測光用容器は、前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、該測光用容器の前記底部に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が該凹部の細底部に形成され、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように形成された請求項４に記載の吸光度測定装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引するように制御する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項７】
前記２以上の液収容部には２種類以上の化学物質溶液が各々収容され、
前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、
前記複数種類の測定用光の内の１種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、
前記制御部は、前記流管内に前記化学物質溶液の各規定量、及び前記内部標準溶液の規定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する透過光の各強度および前記標準測定用光に対する透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項８】
前記２以上の液収容部には２種類以上の化学物質溶液が各々収容され、
前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、希釈液であり、
前記制御部は、前記流管内に、前記化学物質溶液の各規定量、および希釈液の所定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する各透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項９】
測定対象となる化学物質溶液を収容する１または２以上の液収容部から化学物質溶液の規定量を、１または２以上のノズルに着脱可能に上端に前記ノズルに装着可能な装着用開口部を設け、下端に前記液収容部内に挿入可能な口部を有する１または２以上の流管内に吸引吐出機構を用いて該吸引吐出機構と連通する前記ノズルを介して吸引する吸引工程と、
光源との間の光学的な接続が可能な導光路の端部であって、測定用光を照射可能な１または２以上の照射端、および光電変換部との間の光学的な接続が可能な導光路の端部であって、該照射端から照射された光を受光可能な１または２以上の受光端を有し、該照射端または受光端の一方が前記ノズルまたは吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は前記流管外にあり、前記流管の口部がその上方にあって、該照射端および受光端の両方が前記ノズルに装着された前記流管の前記開口部と前記装着用開口部を共通に通る垂直共通軸線上に位置するように位置付け可能に設けられ、
該照射端または受光端の前記他方の上方に前記ノズルに装着された前記流管の前記口部を前記照射端および受光端の両方が前記垂直共通軸線上に位置するように位置付けて、該照射端から前記測定用光を前記流管内を通り上下方向に沿って照射する測定用光照射工程と、
前記受光端で受光した前記透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く吸光度解析工程とを有する吸光度測定方法。
【請求項１０】
前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、
前記測定用光照射工程は、前記ノズル移動機構によって前記照射端または受光端の前記他方の上方に、前記１または２以上の流管の口部を位置付けて前記流管内を通り上下方向に沿って照射する請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１１】
前記測定用光照射工程において、前記１または２以上の照射端と１または２以上の光源との間、または前記１または２以上の受光端と１または２以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える光学的接続切り換え工程を有する請求項９または請求項１０のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１２】
前記吸引工程は、前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは前記照射端または受光端の前記他方の上方に形成され透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器であって、該測光用容器に収容された化学物質溶液の一部を残して前記流管内に吸引吐出機構を用いて吸引し、
前記測定用光照射工程は、前記流管の口部を前記底部の前記透光領域に当接させることで前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記流管の口部を位置付け、前記測定用光を前記照射端から前記流管内を通り上下方向に沿って照射させる請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１３】
前記流管は、外光に対して遮光するように設けられ、前記測光用容器は前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、前記測光用容器の略中央に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が該凹部の細底部に設けられ、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように形成され、
前記測定用光照射工程は、前記流管を前記測光用容器上に移動させ、前記流管の下端部を、前記凹部に挿入または緩挿させて該細底部に前記口部を当接させた状態で、前記照射端から前記測定用光の前記流管内を通り上下方向に沿った照射を行う請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１４】
前記吸引工程では、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引する請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１５】
前記吸引工程における前記化学物質溶液は複数種類の化学物質溶液であり、その化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および前記内部標準の規定量を混合して流管内に吸引することで行い、
前記測定用光照射工程における前記測定用光は複数種類ありその内の１種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射することで行い、
前記受光工程は、前記各測定用光に対する透過光および前記標準測定用光に対する透過光を受光端で受光することによって行い、
前記解析工程は、前記各測定用光の該各透過光の強度および前記標準測定用光の透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１６】
前記吸引工程における前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は希釈液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および該希釈液の所定量を混合して流管内に吸引することで行う請求項９または請求項１５のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月23日(2018.2.23)
【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】
測定対象となる化学物質溶液を収容可能な１または２以上の液収容部と、
気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と連通する１または２以上のノズルと、
下端に前記液収容部内に挿入可能な口部、上端で前記ノズルに着脱可能に装着される装着用開口部を有する１または２以上の流管と、
光源との間の光学的な接続が可能な光ファイバの端部であって、測定用光を照射可能な１または２以上の照射端と、
光電変換部との間の光学的な接続が可能な光ファイバの端部であって、前記照射端から照射された光を受光可能な１または２以上の受光端と、
少なくとも前記吸引吐出機構を制御して前記化学物質溶液の吸光度を導く制御部とを有し、
前記照射端または受光端の一方は、前記ノズルまたは前記吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は該流管外にあり、該流管の口部がその上方にあって、前記照射端および前記受光端の両方が前記ノズルに装着された前記流管の前記口部と前記装着用開口部を共通に通る垂直共通軸線上に位置するように位置付け可能に設けられ、
前記制御部は前記ノズルに装着された流管内に前記化学物質溶液の規定量を吸引し、前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記流管の前記口部を前記照射端および前記受光端の両方が前記垂直共通軸線上に位置するように位置付けて、前記照射端から前記測定用光を該流管内を通り上下方向に沿って照射して前記受光端で受光した前記化学物質溶液の透過光の強度に基づいて前記吸光度を導くとともに、
前記照射端または受光端の前記一方を端部とする前記光ファイバは前記ノズル内または吸引吐出機構内を通るように設けられた吸光度測定装置。
【請求項２】
前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、
前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、
前記制御部は、少なくとも前記ノズル移動機構および前記吸引吐出機構を制御することによって前記化学物質溶液の前記吸光度を導く請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項３】
前記１または２以上の照射端と１または２以上の光源との間の光学的な接続を切り換える照射切換部、または、前記１または２以上の受光端と１または２以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える受光切換部を有する請求項２に記載の吸光度測定装置である。
【請求項４】
前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは、前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記測定用光に対し透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器である請求項１または請求項２に記載の吸光度測定装置。
【請求項５】
前記流管は、外光に対して遮光されるように形成され、前記測光用容器は、前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、該測光用容器の前記底部に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が該凹部の細底部に形成され、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように形成された請求項４に記載の吸光度測定装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引するように制御する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の吸光度測定装置。
【請求項７】
前記２以上の液収容部には２種類以上の化学物質溶液が各々収容され、
前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、
前記複数種類の測定用光の内の１種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、
前記制御部は、前記流管内に前記化学物質溶液の各規定量、及び前記内部標準溶液の規定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する透過光の各強度および前記標準測定用光に対する透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項８】
前記２以上の液収容部には２種類以上の化学物質溶液が各々収容され、
前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、希釈液であり、
前記制御部は、前記流管内に、前記化学物質溶液の各規定量、および希釈液の所定量を混合して吸引し、前記照射端から前記各測定用光を前記流管内に照射し、前記受光端で受光された前記測定用光に対する各透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く請求項１に記載の吸光度測定装置。
【請求項９】
測定対象となる化学物質溶液を収容する１または２以上の液収容部から化学物質溶液の規定量を、１または２以上のノズルに着脱可能に上端に前記ノズルに装着可能な装着用開口部を設け、下端に前記液収容部内に挿入可能な口部を有する１または２以上の流管内に吸引吐出機構を用いて該吸引吐出機構と連通する前記ノズルを介して吸引する吸引工程と、
光源との間の光学的な接続が可能な光ファイバの端部であって、測定用光を照射可能な１または２以上の照射端、および光電変換部との間の光学的な接続が可能な光ファイバの端部であって、該照射端から照射された光を受光可能な１または２以上の受光端を有し、該照射端または受光端の一方が前記ノズルまたは吸引吐出機構に設けられ、前記照射端または受光端の他方は前記流管外にあり、前記流管の口部がその上方にあって、該照射端および受光端の両方が前記ノズルに装着された前記流管の前記口部と前記装着用開口部を共通に通る垂直共通軸線上に位置するように位置付け可能に設けられ、
該照射端または受光端の前記他方の上方に前記ノズルに装着された前記流管の前記口部を前記照射端および受光端の両方が前記垂直共通軸線上に位置するように位置付けて、該照射端から前記測定用光を前記流管内を通り上下方向に沿って照射する測定用光照射工程と、
前記受光端で受光した前記透過光の強度に基づいて前記化学物質溶液の吸光度を導く吸光度解析工程とを有するとともに、
前記照射端または受光端の前記一方を端部とする前記光ファイバは前記ノズル内または吸引吐出機構内を通るように設けられた吸光度測定方法。
【請求項１０】
前記液収容部、および前記照射端または受光端の前記他方はステージに設けられ、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動可能とするノズル移動機構を有し、
前記測定用光照射工程は、前記ノズル移動機構によって前記照射端または受光端の前記他方の上方に、前記１または２以上の流管の口部を位置付けて前記流管内を通り上下方向に沿って照射する請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１１】
前記測定用光照射工程において、前記１または２以上の照射端と１または２以上の光源との間、または前記１または２以上の受光端と１または２以上の光電変換部との間の光学的な接続を切り換える光学的接続切り換え工程を有する請求項９または請求項１０のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１２】
前記吸引工程は、前記液収容部または反応容器の少なくとも１つは前記照射端または受光端の前記他方の上方に形成され透光性のある透光領域が形成された底部を有する測光用容器であって、該測光用容器に収容された化学物質溶液の一部を残して前記流管内に吸引吐出機構を用いて吸引し、
前記測定用光照射工程は、前記流管の口部を前記底部の前記透光領域に当接させることで前記照射端または受光端の前記他方の上方に前記流管の口部を位置付け、前記測定用光を前記照射端から前記流管内を通り上下方向に沿って照射させる請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１３】
前記流管は、外光に対して遮光するように設けられ、前記測光用容器は前記流管の下端部が上方から挿入または緩挿可能であって、前記測光用容器の略中央に形成された筒状の凹部を有し、前記透光領域が該凹部の細底部に設けられ、該凹部の細側壁部は前記外光に対して遮光されるように形成され、
前記測定用光照射工程は、前記流管を前記測光用容器上に移動させ、前記流管の下端部を、前記凹部に挿入または緩挿させて該細底部に前記口部を当接させた状態で、前記照射端から前記測定用光の前記流管内を通り上下方向に沿った照射を行う請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１４】
前記吸引工程では、前記流管の口部から一定間隔上方に空けた位置より上側に前記化学物質溶液を吸引する請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【請求項１５】
前記吸引工程における前記化学物質溶液は複数種類の化学物質溶液であり、その化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は、内部標準の既知の濃度の溶液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および前記内部標準の規定量を混合して流管内に吸引することで行い、
前記測定用光照射工程における前記測定用光は複数種類ありその内の１種類の測定用光は、前記内部標準により吸光可能な標準測定用光であり、前記各測定用光および前記標準測定用光を前記流管内に照射することで行い、
前記受光工程は、前記各測定用光に対する透過光および前記標準測定用光に対する透過光を受光端で受光することによって行い、
前記解析工程は、前記各測定用光の該各透過光の強度および前記標準測定用光の透過光の強度に基づいて前記各化学物質溶液の吸光度を導く請求項９に記載の吸光度測定方法。
【請求項１６】
前記吸引工程における前記複数種類の化学物質溶液の内の１種類の化学物質溶液は希釈液であり、前記化学物質溶液の各規定量、および該希釈液の所定量を混合して流管内に吸引することで行う請求項９または請求項１５のいずれかに記載の吸光度測定方法。
【国際調査報告】
2017104693.tif 000014
2017104693.tif 000015
2017104693.tif 000016
2017104693.tif 000017