(57)【要約】液体試料のデッドボリュームを低減する。一端が試料導入口１３に接続され他端が試料排出口１５に接続された主流路３と、主流路３に接続された複数の枝流路５を備えている。複数の枝流路５は主流路３とは反対側の端部が互いに異なる液溜め容器７に接続されている。主流路３の、枝流路５、枝流路５間、及び枝流路５、試料排出口１５間に、その流路内壁に対する液体試料の接触角が９０°以上であり、かつ枝流路５に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部１７が設けられている。試料導入口１３から主流路３に導入された液体試料は最初の枝流路５と主流路３の分岐部に到達する。最初の分岐部と次の分岐部の間の主流路３には高流入耐圧部１７が設けられているので液体試料は最初の枝流路５及び液溜め容器７に流入する。最初の枝流路５及び液溜め容器７に液体試料が充填されると液体試料は高流入耐圧部１７を介して次の枝流路と主流路の分岐部へ導かれる。
2009078107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、前記ベース基板の一表面にその一表面が貼り合わされたカバー基板と、前記ベース基板の前記一表面もしくは前記カバー基板の前記一表面又はその両方に形成された凹部からなる液溜め容器と、前記ベース基板の前記一表面もしくは前記カバー基板の前記一表面又はその両方に形成された溝からなり、前記液溜め容器に接続された液体試料導入流路と、前記ベース基板の前記一表面もしくは前記カバー基板の前記一表面又はその両方に形成され、前記液体試料導入流路とは異なる位置で前記液溜め容器に接続されたエアー抜き孔と、を備えた分注デバイスであって、
複数の前記液溜め容器を備え、
前記液体試料導入流路は、一端が試料導入口に接続され他端が試料排出口に接続された主流路と、前記主流路の前記試料導入口、前記試料排出口間に接続された複数の枝流路を備え、
複数の前記枝流路は前記主流路とは反対側の端部が互いに異なる前記液溜め容器に接続されており、
前記主流路の、前記枝流路、前記枝流路間、及び前記枝流路、前記試料排出口間に、前記枝流路に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部が設けられていることを特徴とする分注デバイス。
【請求項２】
前記高流入耐圧部の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である請求項１に記載の分注デバイス。
【請求項３】
前記高流入耐圧部は、その断面周囲長が前記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっている請求項１又は２に記載の分注デバイス。
【請求項４】
前記主流路及び前記高流入耐圧部は断面形状が略矩形であり、
前記主流路と前記高流入耐圧部の接続部において、連続した平坦な内壁が２面以下になっている請求項３に記載の分注デバイス。
【請求項５】
前記高流入耐圧部は、その流路内壁に対する液体試料の接触角が前記枝流路の流路内壁に対する前記液体試料の接触角に比べて大きくなっている請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載の分注デバイス。
【請求項６】
前記枝流路は、一端が前記主流路に接続された所定容量の計量流路と、一端が前記計量流路の他端に接続され他端が前記液溜め容器に接続された注入流路を備え、
前記注入流路は、前記高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっており、前記主流路及び前記計量流路に液体試料が導入されるときの液体試料導入圧力状態並びに前記主流路内の液体試料がパージされるときのパージ圧力状態では液体試料を通さず、それよりも加圧状態で液体試料を通すものである請求項１から５のいずれか一項に記載の分注デバイス。
【請求項７】
前記注入流路の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である請求項６に記載の分注デバイス。
【請求項８】
前記主流路の、前記枝流路、前記試料排出口間に設けられた前記高流入耐圧部と前記試料排出口の間に前記高流入耐圧部とは間隔をもって設けられた第２高流入耐圧部を備え、
前記第２高流入耐圧部は、前記高流入耐圧部よりも流入耐圧が同じか又は高くなっている請求項６又は７に記載の分注デバイス。
【請求項９】
前記第２高流入耐圧部は、その断面周囲長が前記高流入耐圧部の断面周囲長に比べて短くなっている請求項８に記載の分注デバイス。
【請求項１０】
前記第２高流入耐圧部は、前記高流入耐圧部よりも断面周囲長が短い複数の細孔によって形成されている請求項８に記載の分注デバイス。
【請求項１１】
前記第２高流入耐圧部は、複数の突起物によって形成されている請求項８に記載の分注デバイス。
【請求項１２】
前記主流路の前記高耐圧流入部、前記第２高流入耐圧部間に廃液容器を備え、
前記第２高流入耐圧部は前記廃液容器に収容された液体試料とは接しない位置に設けられている請求項８から１１のいずれか一項に記載の分注デバイス。
【請求項１３】
ベース基板と、前記ベース基板の一表面にその一表面が貼り合わされたカバー基板と、前記ベース基板の前記一表面もしくは前記カバー基板の前記一表面又はその両方に形成された凹部からなる液溜め容器と、前記ベース基板の前記一表面もしくは前記カバー基板の前記一表面又はその両方に形成された溝からなり、前記液溜め容器に接続された液体試料導入流路と、前記ベース基板の前記一表面もしくは前記カバー基板の前記一表面又はその両方に形成され、前記液体試料導入流路とは異なる位置で前記液溜め容器に接続されたエアー抜き孔と、を備えた分注デバイスであって、
複数の前記液溜め容器を備え、
前記液体試料導入流路は、一端が試料導入口に接続され他端が試料排出口に接続された主流路と、前記主流路の前記試料導入口、前記試料排出口間に接続された複数の枝流路を備え、
複数の前記枝流路は前記主流路とは反対側の端部が互いに異なる前記液溜め容器に接続されており、
前記主流路の少なくとも、前記枝流路、前記試料排出口間に第３高流入耐圧部が設けられており、
前記第３高流入耐圧部は、前記枝流路に比べて流入耐圧が高くなっていることを特徴とする分注デバイス。
【請求項１４】
前記第３高流入耐圧部の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である請求項１３に記載の分注デバイス。
【請求項１５】
前記第３高流入耐圧部は、その断面周囲長が前記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっている請求項１３又は１４に記載の分注デバイス。
【請求項１６】
前記主流路及び前記第３高流入耐圧部は断面形状が略矩形であり、
前記主流路と前記第３高流入耐圧部の接続部において、連続した平坦な内壁が２面以下になっている請求項１５に記載の分注デバイス。
【請求項１７】
前記第３高流入耐圧部は、その流路内壁に対する液体試料の接触角が前記枝流路の流路内壁に対する前記液体試料の接触角に比べて大きくなっている請求項１３から１６のいずれか一項に記載の分注デバイス。
【請求項１８】
複数個所の前記主流路の前記枝流路、前記枝流路間のうち少なくとも１箇所に第４高流入耐圧部が設けられており、
前記第４高流入耐圧部は前記枝流路に比べて流入耐圧が高くなっており、
前記エアー抜き孔は前記第４高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっている請求項１３から１７のいずれか一項に記載の分注デバイス。
【請求項１９】
前記枝流路は、一端が前記主流路に接続された所定容量の計量流路と、一端が前記計量流路の他端に接続され他端が前記液溜め容器に接続された注入流路を備え、
前記主流路と前記計量流路の分岐部において前記試料導入口から前記主流路に導入された液体試料は前記計量流路よりも前記主流路に流入しやすくなっており、
前記注入流路は前記第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっており、前記主流路及び前記計量流路に液体試料が導入されるときの液体試料導入圧力状態並びに前記主流路内の液体試料がパージされるときのパージ圧力状態では液体試料を通さず、それよりも加圧状態で液体試料を通すものである請求項１３から１８のいずれか一項に記載の分注デバイス。
【請求項２０】
前記注入流路の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である請求項１９に記載の分注デバイス。
【請求項２１】
前記主流路の前記第３高流入耐圧部と前記試料排出口の間に前記第３高流入耐圧部とは間隔をもって設けられた第５高流入耐圧部を備え、
前記第５高流入耐圧部は、前記第３高流入耐圧部よりも流入耐圧が高くなっている請求項１９又は２０に記載の分注デバイス。
【請求項２２】
前記第５高流入耐圧部の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である請求項２１に記載の分注デバイス。
【請求項２３】
前記第５高流入耐圧部は、その断面周囲長が前記第３高流入耐圧部の断面周囲長に比べて短くなっている請求項２２に記載の分注デバイス。
【請求項２４】
前記第５高流入耐圧部は、前記第３高流入耐圧部よりも断面周囲長が短い複数の細孔によって形成されている請求項２２に記載の分注デバイス。
【請求項２５】
前記第５高流入耐圧部は、複数の突起物によって形成されている請求項２２に記載の分注デバイス。
【請求項２６】
前記主流路の前記高耐圧流入部、前記第５高流入耐圧部間に廃液容器を備え、
前記第５高流入耐圧部は前記廃液容器に収容された液体試料とは接しない位置に設けられている請求項１９から２５のいずれか一項に記載の分注デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量の試料で有機物を合成する有機化学やＰＣＲ(polymerase chain reaction)法などを行なう生化学などで用いられる分注デバイスに関し、特に、μＴＡＳ（Micro Total Analysis System）のような、微量の液体試料の分析や反応を行なう分注デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体試料を扱うμＴＡＳ分野において、同一デバイス上に分析や反応を行なうための複数の液溜め容器を集積化したデバイスが多く報告されている。
同一デバイス上に集積化した複数の液溜め容器に効率よく液体試料を導入するために、図４４に示すように、試料導入口７０１と試料排出口７０３の間に複数の液溜め容器７０５を並列に接続し、試料導入口７０１から各液溜め容器７０５までの流路抵抗が等しくなるように試料導入流路７０７を配置した構造が報告されている（非特許文献１を参照。）。各液溜め容器７０５は試料排出口７０９を介して試料排出口７０３に接続されている。試料導入口７０１から各液溜め容器７０５までの試料導入流路７０７の流路抵抗を等しくすることにより、試料導入口７０１から試料導入流路７０７に導入した液体試料を各液溜め容器７０５に均等に分注することができる。【０００３】
また、微量の液体試料を定量的に扱うことができる微量液体秤取構造として、第１流路及び第２流路と、上記第１流路の流路壁に開口する第３流路と、第２流路の流路壁に開口して第３流路の一端と第２流路を連結し第３流路よりも相対的に毛管引力が働きにくい性質を第４流路とを有する構造を備えたものがある（例えば特許文献２，３を参照。）。その微量液体秤取構造によれば、第１流路に導入された液体が第３流路内に引き込まれた後、第１流路に残存する上記液体を取り除き、第３流路の容積に応じた体積の液体を第２流路に秤取することができる。【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３１０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４４３０号公報
【非特許文献１】Masaki Kanai, et. al. "A Multi Cellular Diagnostic Device for High-throughput Analysis", The 8th International Conference on Miniaturized Chemistry and Life Sciences, (μTAS2004), Malmo, Sweden, Sep.26-30, pp.126-128, 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載された流路構造において、図４４に示したように、試料導入口７０１から液溜め容器７０５までの試料導入流路７０７に残留した液体試料は、液溜め容器７０５内での分析や反応には寄与せず、いわゆるデッドボリュームとなってしまう。特に、μＴＡＳのような微量な試料を用いる用途では、液溜め容器の体積は小さいため、試料導入流路の体積は液溜め容器の体積に対して大きくなっており、液体試料のデッドボリュームの割合が大きくなるという問題があった。
また、非特許文献１に記載された流路構造において、分注デバイスに搭載する液溜め容器の数を多くすると、試料導入流路を長くする必要があり、結果として液体試料のデッドボリュームが大きくなってしまうという問題があった。【０００６】
そこで本発明は、従来の分注デバイスに比べて液体試料のデッドボリュームを低減することができる分注デバイスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の分注デバイスは、ベース基板と、上記ベース基板の一表面にその一表面が貼り合わされたカバー基板と、上記ベース基板の上記一表面もしくは上記カバー基板の上記一表面又はその両方に形成された凹部からなる液溜め容器と、上記ベース基板の上記一表面もしくは上記カバー基板の上記一表面又はその両方に形成された溝からなり、上記液溜め容器に接続された液体試料導入流路と、上記ベース基板の上記一表面もしくは上記カバー基板の上記一表面又はその両方に形成され、上記液体試料導入流路とは異なる位置で上記液溜め容器に接続されたエアー抜き孔と、を備えている。さらに、本発明の分注デバイスは複数の上記液溜め容器を備えている。本発明の分注デバイスにおいて、上記液体試料導入流路は、一端が試料導入口に接続され他端が試料排出口に接続された主流路と、上記主流路の上記試料導入口、上記試料排出口間に接続された複数の枝流路を備えている。複数の上記枝流路は上記主流路とは反対側の端部が互いに異なる上記液溜め容器に接続されている。さらに、上記主流路の、上記枝流路、上記枝流路間、及び上記枝流路、上記試料排出口間に、上記枝流路に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部が設けられている。ここで、エアー抜き孔は、溝や貫通孔によって形成された流路であってもよいし、例えば疎水性多孔質膜などによって形成された細孔であってもよい。【０００８】
この構成における液溜め容器へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。
試料導入口から試料排出口側に向かって主流路に導入された液体試料は最初の枝流路と主流路の分岐部に到達する。試料導入口側から見て最初の分岐部と次の分岐部の間の主流路には枝流路に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部が設けられているので、液体試料は最初の枝流路及び液溜め容器に流入する。液体試料が枝流路及び液溜め容器に充填される際に、液溜め容器内の気体はエアー抜き孔から排出されるので、液溜め容器への液体試料の充填後に液溜め容器内に気泡が形成されるのを防止することができ、液溜め容器内に所定容量の液体試料を確実に充填することができる。このとき、液体試料は高流入耐圧部よりも下流側には流れないことが好ましいが、枝流路に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が高流入耐圧部よりも下流側に流れてもよい。最初の枝流路及び液溜め容器に液体試料が充填されると、液体試料は高流入耐圧部を介して次の枝流路と主流路の分岐部へ導かれる。そして、主流路の上流側から下流側へ枝流路及び液溜め容器に液体試料が順次充填される。【０００９】
本発明の分注デバイスでは、従来の複雑な流路構造と比較して単純な流路構成により複数の液溜め容器への液体試料の分注を行なうことができ、単純な流路構成にすることによって液体試料のデッドボリュームを低減することができる。
また、主流路に接続された複数の枝流路及び液溜め容器の少なくとも合計容量分だけ主流路に液体試料を導入した後、空気などの気体により液体試料を送るようにすることもできるので、液体試料のデッドボリュームをさらに低減することができる。ここで、すべての枝流路及び液溜め容器に液体試料が確実に充填されるようにするため、液体試料を枝流路及び液溜め容器の合計容量分よりも多めに液体試料を主流路に導入することが好ましい。【００１０】
本発明の分注デバイスにおいて、上記高流入耐圧部の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である例を挙げることができる。
また、上記高流入耐圧部は、その断面周囲長が上記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっている例を挙げることができる。
流路内壁に対する液体試料の接触角が９０°以上の場合、流路に液体試料を導入する際に流路内壁から負の毛細管力を受ける。このときの毛細管力による圧力は下記の式（１）で表すことができる。【００１１】
【数１】
2009078107.tif 000003
【００１２】
ここで、ΔＰは毛細管力による圧力、ｗは流路幅、ｄは流路深さ、γSGは流路内壁と空気の界面張力、γSLは流路内壁と液体試料の界面張力、γLGは液体試料の界面張力、θは液体試料の流路内壁に対する接触角である。
式（１）から、流路深さｄが等しい場合、流路幅ｗが小さいほど、より絶対値の大きい毛細管力を受けることが分かる。また、流路幅ｗが等しい場合、流路深さｄが小さいほど、より絶対値の大きい毛細管力を受ける。すなわち、断面周囲長が小さいほど、より絶対値の大きい毛細管力を受けることが分かる。
したがって、上記高流入耐圧部の断面周囲長が上記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっていることにより、液体試料は、枝流路の流路内壁から受ける負の毛細管力に比べて、高流入耐圧部の流路内壁からより大きな負の毛細管力を受ける。つまり、液体試料は枝流路側に比べて高流入耐圧部側へ導入されにくくなる。【００１３】
高流入耐圧部の断面周囲長が上記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっている構造において、主流路と高流入耐圧部の接続部において連続した平坦な内壁の部分では、表面エネルギーが連続しているので、試料液体は主流路から高流入耐圧部側に流入しやすい。これに対し、主流路と高流入耐圧部の接続部において段差が形成されている部分では、表面エネルギーが連続していないので、試料液体は静止しやすい。そこで、上記主流路及び上記高流入耐圧部の断面形状が略矩形である場合、上記主流路と上記高流入耐圧部の接続部において、連続した平坦な内壁が２面以下になっている例を挙げることができる。主流路と高流入耐圧部の接続部において、連続した平坦な内壁が２面以下になっているようにすれば、連続した平坦な内壁が３面の場合に比べて、試料液体が主流路から高流入耐圧部側へ流入しにくくすることができ、より安定して試料液体を高流入耐圧部で静止させやすくすることができる。【００１４】
また、上記高流入耐圧部は、その流路内壁に対する液体試料の接触角が上記枝流路の流路内壁に対する上記液体試料の接触角に比べて大きくなっているようにしてもよい。上記式（１）から明らかなように、液体試料の流路内壁に対する接触角θを大きくするほど、より絶対値の大きい毛細管力を受ける。
したがって、上記高流入耐圧部の流路内壁に対する液体試料の接触角が枝流路の流路内壁に対する液体試料の接触角に比べて大きくなっているようにすることにより、液体試料は、枝流路の流路内壁から受ける負の毛細管力に比べて、高流入耐圧部の流路内壁からより大きな負の毛細管力を受ける。つまり、液体試料は枝流路側に比べて高流入耐圧部側へ導入されにくくなる。【００１５】
また、上記枝流路は、一端が上記主流路に接続された所定容量の計量流路と、一端が上記計量流路の他端に接続され他端が上記液溜め容器に接続された注入流路を備えているようにしてもよい。さらに、上記注入流路は、上記高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっており、上記主流路及び上記計量流路に液体試料が導入されるときの液体試料導入圧力状態並びに上記主流路内の液体試料がパージされるときのパージ圧力状態では液体試料を通さず、それよりも加圧状態で液体試料を通すものである。ここで、上記注入流路の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である例を挙げることができる。【００１６】
この構成における液溜め容器へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。
液体試料導入圧力で、試料導入口から試料排出口側に向かって主流路に導入された液体試料は、最初の計量流路と主流路の分岐部に到達する。試料導入口側から見て最初の分岐部と次の分岐部の間の主流路には枝流路に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部が設けられているので、液体試料は最初の計量流路に流入する。液体試料が計量流路に充填される際、計量流路内の気体は注入流路から液溜め容器側へ排出され、液溜め容器内の気体はエアー抜き孔側へ排出されるので、計量流路への液体試料の充填後に液溜め容器内に気泡が形成されるのを防止することができ、計量流路内に所定容量の液体試料を確実に充填することができる。このとき、液体試料は高流入耐圧部よりも下流側には流れないことが好ましいが、計量流路に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が高流入耐圧部よりも下流側に流れてもよい。【００１７】
最初の計量流路に液体試料が充填されると、液体試料は高流入耐圧部を介して次の計量流路と主流路の分岐部へ導かれる。このとき、計量流路に接続された注入流路は高流入耐圧部よりも流入耐圧が高くなっているので、液体試料は注入流路及び液溜め容器には流れ込まない。なお、液溜め容器に精度よく液体試料を注入するために、液体試料導入流路に液体試料を導入する際には、液体試料は注入流路及び液溜め容器にはまったく流れ込まないことが好ましい。【００１８】
その後、主流路の上流側から下流側へ計量流路に液体試料が順次充填された後、主流路内の液体試料がパージされる。このパージ処理は、すべての計量流路への液体試料の充填が終わってから行なってもよいし、主流路に接続された複数の計量流路の少なくとも合計容量分だけ主流路に液体試料を導入した後、空気などの気体により、液体試料を送るのと同時に行なってもよい。液体試料のパージ後、主流路内がパージ圧力よりも大きく加圧されて計量流路内の液体試料が注入流路を介して液溜め容器に注入される。【００１９】
この構成によれば、試料導入流路に液体試料を導入する際には液体試料が液溜め容器に流入しないので、液溜め容器内に予め試薬などを収容しておいても、試料導入流路に液体試料を導入する際に液体試料と試薬が混合することはない。また、主流路は密閉可能になっているようにすれば、主流路、エアー抜き孔及び液溜め容器への外部からの異物の侵入を防止することができる。さらに、液体のデバイス外部への漏れを防止することができ、環境汚染等を防ぐこともできる。【００２０】
また、この構成において、主流路は密閉可能なものである例を挙げることができる。主流路が密閉可能なものである例として、主流路の両端が開閉可能になっていることを挙げることができる。ここで、「導入流路又は主流路の両端が開閉可能になっている」とは、導入流路又は主流路の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、導入流路又は主流路とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。【００２１】
また、この構成において、エアー抜き孔は密閉可能なものである例を挙げることができる。エアー抜き孔が密閉可能なものである例として、エアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部が開閉可能になっていることを挙げることができる。ここで、「エアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部が開閉可能になっている」とは、エアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、エアー抜き孔とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。【００２２】
密閉可能な主流路及びエアー抜き孔を備えた構成では、主流路及び計量流路に液体が導入され、次に主流路内の上記液体がパージされ、さらに計量流路内に残存する上記液体が液溜め容器内に注入された後、主流路の両端、及びエアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部が閉じられて主流路及びエアー抜き孔が密閉される。【００２３】
また、計量流路及び注入流路を備えた構成において、上記主流路の、上記枝流路、上記試料排出口間に設けられた上記高流入耐圧部と上記試料排出口の間に上記高流入耐圧部とは間隔をもって設けられた第２高流入耐圧部を備え、上記第２高流入耐圧部は、上記高流入耐圧部よりも流入耐圧が同じか又は高くなっている例を挙げることができる。ここで、上記第２高流入耐圧部の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である例を挙げることができる。
上記第２高流入耐圧部の構造の一例として、第２高流入耐圧部の断面周囲長が上記高流入耐圧部の断面周囲長に比べて短くなっている例を挙げることができる。
上記第２高流入耐圧部の構造の他の例として、上記第２高流入耐圧部は、上記高流入耐圧部よりも断面周囲長が短い複数の細孔によって形成されている例を挙げることができる。
上記第２高流入耐圧部の構造のさらに他の例として、上記第２高流入耐圧部は、複数の突起物によって形成されている例を挙げることができる。【００２４】
この構成における液溜め容器へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。各計量流路へ液体試料を充填し、パージ処理を行なう流れは、上記で説明した流れと同じである。
パージ処理により、主流路内の液体試料の先頭部分が高流入耐圧部を突破し、第２高流入耐圧部に到達する。第２高流入耐圧部は主流路に比べて流入耐圧が高くなっているので、液体試料は試料排出口側へ流れにくくなる。この状態で試料導入口側から主流路に送気すると、主流路内の圧力が上昇し、主流路内がパージ圧力よりも大きく加圧されて計量流路内の液体試料が注入流路を介して液溜め容器に注入される。これにより、切替えバルブ等を用いて主流路の試料排出口側を密閉しなくても、計量流路内の液体試料を液溜め容器に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。【００２５】
さらに、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器への液体試料の注入動作において、シリンジポンプ等の送液・送気機構の駆動を一定出力で行なうことが可能になる。パージ処理動作から注入動作にかけて、送液・送気機構の駆動を一定出力のまま送気し続けると、主流路内の液体試料の先頭部分が第２高流入耐圧部に到達して主流路内の圧力が上昇するからである。これにより、送液・送気機構の制御が簡単になる。ただし、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器への液体試料の注入動作における送液・送気機構の駆動出力を異ならせるようにしてもよい。例えば、液溜め容器への液体試料の注入動作時に、送液・送気機構の駆動出力を液体試料の送液及びパージ処理に比べて高くしてもよい。なお、パージされた液体試料の先頭部分が第２高流入耐圧部に到達したときに、主流路と注入流路の分岐部に液体試料が存在していないようにするために、最も下流側に位置する注入流路と第２高流入耐圧部との間の主流路の容量を考慮して、試料導入口から主流路に導入する液体試料の量を調節する必要がある。【００２６】
また、上記主流路の上記高耐圧流入部、上記第２高流入耐圧部間に廃液容器を備え、上記第２高流入耐圧部は上記廃液容器に収容された液体試料とは接しない位置に設けられているようにしてもよい。この構造では、パージされた液体試料は廃液容器に収容されるので、液体試料を第２高流入耐圧部に接触させて主流路の下流側を閉じることはできない。しかし、高流入耐圧部よりも流入圧力が高い第２高流入耐圧部を備えているので、パージ処理後、パージ処理時に比べて送液・送気機構の駆動出力を高くして主流路内に気体を送り込むことにより、第２高流入耐圧部を備えていない場合に比べて、計量流路に充填された液体試料が注入流路を介して液溜め容器へ注入される程度にまで主流路内の圧力を高くすることが容易になる。この構造においても、切替えバルブ等を用いて主流路の試料排出口側を密閉しなくても、計量流路内の液体試料を液溜め容器に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。さらに、液体試料は、試料排出口からは排出されず、廃液容器に収容されるので、液体試料による環境汚染の懸念を低減することができる。なお、液体試料を液溜め容器内に注入する際に、主流路と注入流路の分岐部に液体試料が存在していないようにするために、廃液容器の容量を考慮して、試料導入口から主流路に導入する液体試料の量を調節する必要がある。【００２７】
本発明の分注デバイスの他の態様は、ベース基板と、上記ベース基板の一表面にその一表面が貼り合わされたカバー基板と、上記ベース基板の上記一表面もしくは上記カバー基板の上記一表面又はその両方に形成された凹部からなる液溜め容器と、上記ベース基板の上記一表面もしくは上記カバー基板の上記一表面又はその両方に形成された溝からなり、上記液溜め容器に接続された液体試料導入流路と、上記ベース基板の上記一表面もしくは上記カバー基板の上記一表面又はその両方に形成され、上記液体試料導入流路とは異なる位置で上記液溜め容器に接続されたエアー抜き孔と、を備えている。さらに、複数の上記液溜め容器を備え、上記液体試料導入流路は、一端が試料導入口に接続され他端が試料排出口に接続された主流路と、上記主流路の上記試料導入口、上記試料排出口間に接続された複数の枝流路を備え、複数の上記枝流路は上記主流路とは反対側の端部が互いに異なる上記液溜め容器に接続されている。上記主流路の上記枝流路、上記試料排出口間に第３高流入耐圧部が設けられている。上記第３高流入耐圧部は上記枝流路に比べて流入耐圧が高くなっている。上記エアー抜き孔は上記第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっている。ここで、エアー抜き孔は、溝や貫通孔によって形成された流路であってもよいし、例えば疎水性多孔質膜などによって形成された細孔であってもよい。また、上記第３高流入耐圧部の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である例を挙げることができる。また、上記エアー抜き孔の流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上である例を挙げることができる。【００２８】
この構成における液溜め容器へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。
試料導入口から試料排出口側に向かって主流路に導入された液体試料は枝流路と主流路の分岐部に到達する。ここで、枝流路には液溜め容器を介してエアー抜き孔が接続されている。また、主流路の下流側には第３高流入耐圧部が設けられている。エアー抜き孔は第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路と枝流路の分岐部に到達した液体試料は枝流路よりも主流路の下流側に流入しやすい。これにより、液体試料は主流路を流れ、主流路の下流側に設けられた第３高流入耐圧部に到達する。第３高流入耐圧部は枝流路に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路に導入された液体試料は、液体試料の先頭部分が第３高流入耐圧部に到達した後、主流路から複数の枝流路に同時に流入し、各液溜め容器に充填される。液体試料は複数の枝流路に同時に流入するので、各枝流路及び液溜め容器における液体試料の流量は、試料導入口から主流路に導入される液体試料の流量に比べて低減する。液体試料が枝流路及び液溜め容器に充填される際に、液溜め容器内の気体はエアー抜き孔から排出されるので、液溜め容器への液体試料の充填後に液溜め容器内に気泡が形成されるのを防止することができ、液溜め容器内に所定容量の液体試料を確実に充填することができる。このとき、液体試料は第３高流入耐圧部よりも下流側には流れないことが好ましいが、枝流路に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が高流入耐圧部よりも下流側に流れてもよい。【００２９】
各液溜め容器に液体試料が充填された後、主流路に存在する液体試料が気体によってパージされる。このとき、液溜め容器に接続されているエアー抜き孔は第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路に存在する液体試料は第３高流入耐圧部を介して試料排出口側へパージされる。【００３０】
この態様の分注デバイスによっても、従来の複雑な流路構造と比較して単純な流路構成により複数の液溜め容器への液体試料の分注を行なうことができ、単純な流路構成にすることによって液体試料のデッドボリュームを低減することができる。【００３１】
ところで、各液溜め容器に接続されているエアー抜き孔は第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっており、液体はもちろん、気体も主流路、枝流路及び第３高流入耐圧部に比べて流れにくくなっている。液溜め容器に液体試料が充填される際、液溜め容器に存在する気体はエアー抜き孔から排出されるが、エアー抜き孔は流入耐圧が高く、液溜め容器内の圧力が上昇する。液溜め容器内の圧力が上昇すると、液溜め容器内での液体試料の流れが不安定になり、液溜め容器内に気泡を取り込んだ状態で液溜め容器に液体試料が充填されてしまうことがある。この不具合は液溜め容器内における液体試料の流量が大きいほど顕著になる。【００３２】
このような不具合に対し、上述のように、この態様の分注デバイスによれば、試料導入口から主流路に導入される液体試料の流量に比べて、枝流路及び液溜め容器における液体試料の流量を低減することができる。したがって、この態様の分注デバイスの構造では、主流路における流量と同じ流量で枝流路に液体試料が導入される構造に比べて、例えば両構造において試料導入口から主流路に液体試料を同じ流量で導入する場合に、枝流路及び液溜め容器における液体試料の流量を低減することができ、液溜め容器内での液体試料の流れを安定させて、液溜め容器内に気泡が取り込まれることなく、液溜め容器に液体試料を充填することができる。特に、多数の液溜め容器を集積化した場合にこの効果は顕著になる。また、この態様の分注デバイスでは、複数の枝流路及び液溜め容器に液体試料が同時に導入されるので、枝流路及び液溜め容器における液体試料の流量が液溜め容器内で気泡が発生しない範囲内で、試料導入口から主流路に導入される液体試料の流量を大きくすることができる。すなわち、複数の液溜め容器に液体試料を充填する時間を、複数の液溜め容器に液体試料を順次充填する場合に比べて短縮することができる。【００３３】
この態様の分注デバイスにおいて、上記第３高流入耐圧部は、その断面周囲長が上記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっている例を挙げることができる。上記高流入耐圧部の断面周囲長が上記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっていることにより、液体試料は、枝流路の流路内壁から受ける負の毛細管力に比べて、第３高流入耐圧部の流路内壁からより大きな負の毛細管力を受ける。つまり、液体試料は枝流路側に比べて第３高流入耐圧部側へ導入されにくくなる。【００３４】
第３高流入耐圧部の断面周囲長が上記枝流路の断面周囲長に比べて短くなっている構造において、上記主流路及び上記第３高流入耐圧部の断面形状が略矩形である場合、上記主流路と上記第３高流入耐圧部の接続部において、連続した平坦な内壁が２面以下になっている例を挙げることができる。主流路と第３高流入耐圧部の接続部において、連続した平坦な内壁が２面以下になっているようにすれば、連続した平坦な内壁が３面の場合に比べて、試料液体が主流路から第３高流入耐圧部側へ流入しにくくすることができ、より安定して試料液体を第３高流入耐圧部で静止させやすくすることができる。【００３５】
また、上記第３高流入耐圧部は、その流路内壁に対する液体試料の接触角が上記枝流路の流路内壁に対する上記液体試料の接触角に比べて大きくなっているようにしてもよい。上記第３高流入耐圧部の流路内壁に対する液体試料の接触角が枝流路の流路内壁に対する液体試料の接触角に比べて大きくなっているようにすることにより、液体試料は、枝流路の流路内壁から受ける負の毛細管力に比べて、第３高流入耐圧部の流路内壁からより大きな負の毛細管力を受ける。つまり、液体試料は枝流路側に比べて第３高流入耐圧部側へ導入されにくくなる。【００３６】
また、複数個所の上記主流路の上記枝流路、上記枝流路間のうち少なくとも１箇所に第４高流入耐圧部が設けられており、上記第４高流入耐圧部は、上記枝流路に比べて流入耐圧が高くなっており、上記エアー抜き孔は上記第４高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっているようにしてもよい。ここで、第３高流入耐圧部の流入耐圧と第４高流入耐圧部の流入耐圧はどちらが大きくてもよい。
この構成によれば、デッドボリュームを、最も下流側の第３高流入耐圧部と、そのひとつ上流側の第４高流入耐圧部の間の主流路分のみにすることができる。特に、第４高流入耐圧部が最も下流側に位置する枝流路、枝流路間に設けられているようにすれば、デッドボリュームを最も少なくすることができる。【００３７】
また、上記枝流路は、一端が上記主流路に接続された所定容量の計量流路と、一端が上記計量流路の他端に接続され他端が上記液溜め容器に接続された注入流路を備えているようにしてもよい。ここで、上記主流路と上記計量流路の分岐部において上記試料導入口から上記主流路に導入された液体試料は上記計量流路よりも上記主流路に流入しやすくなっている。さらに、上記注入流路は、その流路内壁に対する液体試料の接触角が９０°以上であり、かつ上記第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっている。さらに、上記主流路及び上記計量流路に液体試料が導入されるときの液体試料導入圧力状態並びに上記主流路内の液体試料がパージされるときのパージ圧力状態では液体試料を通さず、それよりも加圧状態で液体試料を通すものである。【００３８】
この構成における液溜め容器へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。
液体試料導入圧力で、試料導入口から試料排出口側に向かって主流路に導入された液体試料は計量流路と主流路の分岐部に到達する。主流路と計量流路の分岐部において液体試料は計量流路よりも主流路に流入しやすくなっているので、液体試料は主流路を流れ、主流路の下流側に設けられた第３高流入耐圧部に到達する。第３高流入耐圧部は計量流路に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路に導入された液体試料は、主流路から複数の計量流路に同時に流入し、各計量流路に充填される。液体試料は複数の計量流路に同時に流入するので、各計量流路における液体試料の流量は、試料導入口から主流路に導入される液体試料の流量に比べて低減する。液体試料が計量流路に充填される際、計量流路内の気体は注入流路から液溜め容器側へ排出され、液溜め容器内の気体はエアー抜き孔側へ排出されるので、計量流路への液体試料の充填後に液溜め容器内に気泡が形成されるのを防止することができ、計量流路内に所定容量の液体試料を確実に充填することができる。計量流路に接続された注入流路は第３高流入耐圧部よりも流入耐圧が高くなっているので、液体試料は注入流路及び液溜め容器には流れ込まない。このとき、液溜め容器に精度よく液体試料を注入するために、液体試料導入流路に液体試料を導入する際には、液体試料は注入流路及び液溜め容器にはまったく流れ込まないことが好ましい。また、液体試料は第３高流入耐圧部よりも下流側には流れないことが好ましいが、計量流路に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が第３高流入耐圧部よりも下流側に流れてもよい。【００３９】
各計量流路に液体試料が充填された後、主流路に存在する液体試料が気体によってパージされる。このとき、計量流路に接続されている注入流路は第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路に存在する液体試料は第３高流入耐圧部を介して試料排出口側へパージされる。液体試料のパージ後、主流路内がパージ圧力よりも大きく加圧されて計量流路内の液体試料が注入流路を介して液溜め容器に注入される。【００４０】
この構成によれば、試料導入流路に液体試料を導入する際には液体試料が液溜め容器に流入しないので、液溜め容器内に予め試薬などを収容しておいても、試料導入流路に液体試料を導入する際に液体試料と試薬が混合することはない。また、主流路は密閉可能になっているのでようにすれば、主流路、エアー抜き孔及び液溜め容器への外部からの異物の侵入を防止することができる。さらに、液体のデバイス外部への漏れを防止することができ、環境汚染等を防ぐこともできる。【００４１】
また、この構成において、主流路は密閉可能なものである例を挙げることができる。主流路が密閉可能なものである例として、主流路の両端が開閉可能になっていることを挙げることができる。ここで、「導入流路又は主流路の両端が開閉可能になっている」とは、導入流路又は主流路の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、導入流路又は主流路とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。【００４２】
また、この構成において、エアー抜き孔は密閉可能なものである例を挙げることができる。エアー抜き孔が密閉可能なものである例として、エアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部が開閉可能になっていることを挙げることができる。ここで、「エアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部が開閉可能になっている」とは、エアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、エアー抜き孔とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。【００４３】
密閉可能な主流路及びエアー抜き孔を備えた構成では、主流路及び計量流路に液体が導入され、次に主流路内の上記液体がパージされ、さらに計量流路内に残存する上記液体が液溜め容器内に注入された後、主流路の両端、及びエアー抜き孔の液溜め容器とは反対側の端部が閉じられて主流路及びエアー抜き孔が密閉される。【００４４】
また、計量流路及び注入流路を備えた構成において、上記主流路の上記第３高流入耐圧部と上記試料排出口の間に上記第３高流入耐圧部とは間隔をもって設けられた第５高流入耐圧部を備え、上記第５高流入耐圧部は、上記第３高流入耐圧部よりも流入耐圧が高くなっている例を挙げることができる。
上記第５高流入耐圧部の構造の一例として、第５高流入耐圧部の断面周囲長が上記主流路の断面周囲長に比べて短くなっている例を挙げることができる。
上記第５高流入耐圧部の構造の他の例として、上記第５高流入耐圧部は、上記第３高流入耐圧部よりも断面周囲長が短い複数の細孔によって形成されている例を挙げることができる。
上記第５高流入耐圧部の構造のさらに他の例として、上記第５高流入耐圧部は、複数の突起物によって形成されている例を挙げることができる。【００４５】
この構成における液溜め容器へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。各計量流路へ液体試料を充填し、パージ処理を行なう流れは、上記で説明した流れと同じである。
パージ処理により、主流路内の液体試料の先頭部分が第３高流入耐圧部を突破し、第５高流入耐圧部に到達する。第５高流入耐圧部は主流路に比べて流入耐圧が高くなっているので、液体試料は試料排出口側へ流れにくくなる。この状態で試料導入口側から主流路に送気すると、主流路内の圧力が上昇し、主流路内がパージ圧力よりも大きく加圧されて計量流路内の液体試料が注入流路を介して液溜め容器に注入される。これにより、切替えバルブ等を用いて主流路の試料排出口側を密閉しなくても、計量流路内の液体試料を液溜め容器に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。【００４６】
さらに、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器への液体試料の注入動作において、シリンジポンプ等の送液・送気機構の駆動を一定出力で行なうことが可能になる。パージ処理動作から注入動作にかけて、送液・送気機構の駆動を一定出力のまま送気し続けると、主流路内の液体試料の先頭部分が第５高流入耐圧部に到達して主流路内の圧力が上昇するからである。これにより、送液・送気機構の制御が簡単になる。ただし、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器への液体試料の注入動作における送液・送気機構の駆動出力を異ならせるようにしてもよい。例えば、液溜め容器への液体試料の注入動作時に、送液・送気機構の駆動出力を液体試料の送液及びパージ処理に比べて高くしてもよい。なお、パージされた液体試料の先頭部分が第５高流入耐圧部に到達したときに、主流路と注入流路の分岐部に液体試料が存在していないようにするために、最も下流側に位置する注入流路と第５高流入耐圧部との間の主流路の容量を考慮して、試料導入口から主流路に導入する液体試料の量を調節する必要がある。【００４７】
また、上記主流路の上記第３高耐圧流入部、上記第５高流入耐圧部間に廃液容器を備え、上記第５高流入耐圧部は上記廃液容器に収容された液体試料とは接しない位置に設けられているようにしてもよい。この構造では、パージされた液体試料は廃液容器に収容されるので、液体試料を第２高流入耐圧部に接触させて主流路の下流側を閉じることはできない。しかし、第３高流入耐圧部よりも流入圧力が高い第５高流入耐圧部を備えているので、パージ処理後、パージ処理時に比べて送液・送気機構の駆動出力を高くして主流路内に気体を送り込むことにより、第５高流入耐圧部を備えていない場合に比べて、計量流路に充填された液体試料が注入流路を介して液溜め容器へ注入される程度にまで主流路内の圧力を高くすることが容易になる。この構造においても、切替えバルブ等を用いて主流路の試料排出口側を密閉しなくても、計量流路内の液体試料を液溜め容器に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。さらに、液体試料は、試料排出口からは排出されず、廃液容器に収容されるので、液体試料による環境汚染の懸念を低減することができる。なお、液体試料を液溜め容器内に注入する際に、主流路と注入流路の分岐部に液体試料が存在していないようにするために、廃液容器の容量を考慮して、試料導入口から主流路に導入する液体試料の量を調節する必要がある。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の分注デバイスでは、複数の液溜め容器を備え、液体試料導入流路は、一端が試料導入口に接続され他端が試料排出口に接続された主流路と、主流路の試料導入口、試料排出口間に接続された複数の枝流路を備え、それらの枝流路は主流路とは反対側の端部が互いに異なる液溜め容器に接続されており、主流路の、枝流路、枝流路間、及び枝流路、試料排出口間に、その流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上であり、かつ枝流路に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部が設けられているようにしたので、従来の複雑な流路構造と比較して単純な流路構成により複数の液溜め容器への液体試料の分注を行なうことができ、単純な流路構成にすることによって液体試料のデッドボリュームを低減することができる。【００４９】
また、本発明の分注デバイスの他の態様では、複数の液溜め容器を備え、液体試料導入流路は、一端が試料導入口に接続され他端が試料排出口に接続された主流路と、主流路の試料導入口、試料排出口間に接続された複数の枝流路を備え、複数の枝流路は主流路とは反対側の端部が互いに異なる液溜め容器に接続されており、主流路と枝流路の分岐部において試料導入口から主流路に導入された液体試料は枝流路よりも主流路に流入しやすくなっており、主流路の枝流路、試料排出口間に第３高流入耐圧部が設けられており、第３高流入耐圧部は、その流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上であり、枝流路に比べて流入耐圧が高くなっており、エアー抜き流路は、その流路内壁の少なくとも一部に対する液体試料の接触角が９０°以上であり、第３高流入耐圧部に比べて流入耐圧が高くなっているようにしたので、従来の複雑な流路構造と比較して単純な流路構成により複数の液溜め容器への液体試料の分注を行なうことができ、単純な流路構成にすることによって液体試料のデッドボリュームを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】一実施例の構成を示す平面図である。
【図１Ｂ】同実施例におけるカバー基板を示す平面図である。
【図１Ｃ】同実施例におけるベース基板を示す平面図である。
【図１Ｄ】図１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図２Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの最初の様子を模式的に示す試料導入口近傍の平面図である。
【図２Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示す試料導入口近傍の平面図である。
【図２Ｃ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示す試料導入口近傍の平面図である。
【図２Ｄ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示す試料導入口近傍の平面図である。
【図２Ｅ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示す試料導入口近傍の平面図である。
【図３Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの最初の様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３Ｃ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３Ｄ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３Ｅ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図４Ａ】他の実施例を示す概略的な平面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＡ−Ａ位置での断面にベローズ、ドレイン空間、計量流路、注入流路及びサンプル容器エアー抜き流路の断面を加えた概略的な断面図である。
【図５】同実施例を分解して示す断面図及び切替えバルブの概略的な分解斜視図である。
【図６Ａ】同実施例の１つの液溜め容器近傍を示す概略的な平面図である。
【図６Ｂ】同実施例の１つの液溜め容器近傍を示す概略的な斜視図である。
【図６Ｃ】同実施例の１つの液溜め容器近傍を示す概略的な断面図である。
【図７Ａ】同実施例のサンプル容器を拡大して示した平面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。
【図８Ａ】同実施例の試薬容器を拡大して示した平面図である。
【図８Ｂ】図７ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。
【図９Ａ】同実施例のエアー吸引用容器器を拡大して示した平面図である。
【図９Ｂ】図７ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。
【図１０】同実施例の分注デバイスを使用するための反応処理装置を分注デバイスとともに示した概略的な断面図である。
【図１１】同実施例のサンプル容器からサンプル液を液溜め容器に導入する動作を説明するための平面図である。
【図１２】図１１に続く動作を説明するための平面図である。
【図１３】図１２に続く動作を説明するための平面図である。
【図１４】図１３に続く動作を説明するための平面図である。
【図１５】図１４に続く動作を説明するための平面図である。
【図１６】図１５に続く動作を説明するための平面図である。
【図１７】図１６に続く動作を説明するための平面図である。
【図１８】さらに他の実施例の液溜め容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。
【図１９】さらに他の実施例の液溜め容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。
【図２０】さらに他の実施例の液溜め容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。
【図２１Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図２１Ｂ】同実施例におけるカバー基板を示す平面図である。
【図２１Ｃ】同実施例におけるベース基板を示す平面図である。
【図２１Ｄ】図２１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図２２Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図２２Ｂ】同実施例におけるカバー基板を示す平面図である。
【図２２Ｃ】同実施例におけるベース基板を示す平面図である。
【図２２Ｄ】図２２ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図２３】さらに他の実施例の構成を示す断面図である。
【図２４】さらに他の実施例の構成を示す断面図である。
【図２５Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図２５Ｂ】同実施例におけるカバー基板を示す平面図である。
【図２５Ｃ】同実施例におけるベース基板を示す平面図である。
【図２５Ｄ】図２５ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図２６Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの最初の様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図２６Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図２６Ｃ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図２６Ｄ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図２７Ａ】第２高流入耐圧部の他の構成例を示す平面図である。
【図２７Ｂ】第２高流入耐圧部の同構成例を示す断面図である。
【図２８Ａ】第２高流入耐圧部のさらに他の構成例を示す平面図である。
【図２８Ｂ】第２高流入耐圧部の同構成例を示す断面図である。
【図２９Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図２９Ｂ】図２９ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図３０Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３０Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３１Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図３１Ｂ】同実施例におけるカバー基板を示す平面図である。
【図３１Ｃ】同実施例におけるベース基板を示す平面図である。
【図３１Ｄ】図３１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図３２Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの最初の様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３２Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３２Ｃ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３２Ｄ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３３】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図３４Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの最初の様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３４Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３４Ｃ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３４Ｄ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３５Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図３５Ｂ】同実施例におけるカバー基板を示す平面図である。
【図３５Ｃ】同実施例におけるベース基板を示す平面図である。
【図３５Ｄ】図３５ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図３６Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの最初の様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３６Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３６Ｃ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３６Ｄ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときのさらに続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３７】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図３８Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図３８Ｂ】図３８ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図３９Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図３９Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図４０】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図４１Ａ】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図４１Ｂ】図４１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図４２Ａ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図４２Ｂ】同実施例の液溜め容器へ液体試料が導入されるときの続きを模式的に示すデバイス全体の平面図である。
【図４３】さらに他の実施例の構成を示す平面図である。
【図４４】従来の分注デバイスを概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１０３，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１  ベース基板
１ａ，２０１ａ，３０１ａ，４０１ａ，５０１ａ，６０１ａ  ベース基板の一表面
３，１１３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３  主流路
５，２０５，３０５，５０５  枝流路
７，１０５，２０７，３０７，４０７，５０７，６０７  液溜め容器
９，１１９，１２１，２０９，３０９，４０９，５０９，６０９  エアー抜き流路
１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１  カバー基板
１３，１１３ａ，２１３，３１３，４１３，５１３，６１３  試料導入口
１５，１２３ａ，２１５，３１５，４１５，５１５，６１５  試料排出口
１７，２１７，３１７，４１７  高流入耐圧部
１９，２１９，３１９，４１９，５１９，６１９  エアー排出口
１１５  計量流路
１１７  注入流路
４２３  第２高流入耐圧部
４２５  廃液容器
５１７，６１７  第３高流入耐圧部
５２１ａ，５２１ｂ，６２７ａ，６２７ｂ  第４高流入耐圧部
６２３  第５高流入耐圧部
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄは一実施例の構成を示す図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂはカバー基板の平面図、図１Ｃはベース基板の平面図、図１Ｄは図１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。【００５３】
ベース基板１の一表面１ａに、液体試料導入流路を構成する主流路３及び枝流路５を形成するための溝、液溜め容器７を形成するための凹部、ならびにエアー抜き流路（エアー抜き孔）９を形成するための溝が形成されている。ベース基板１の一表面１ａにカバー基板１１が貼り合わされている。ベース基板１の一表面１ａに形成された溝及び凹部をカバー基板１１で覆うことにより、主流路３、枝流路５、液溜め容器７及びエアー抜き流路９が形成されている。【００５４】
カバー基板１１に、主流路３の一端に対応する位置に、貫通孔からなる試料導入口１３が形成されている。カバー基板１１には、主流路３の他端に対応する位置に、貫通孔からなる試料排出口１５も形成されている。
主流路３の試料導入口１３、試料排出口１５間に複数の枝流路５が接続されている。枝流路５は液溜め容器７と同じ数だけ設けられている。それらの枝流路５の主流路３とは反対側の端部は互いに異なる液溜め容器７に接続されている。
主流路３の、枝流路５、枝流路５間、及び枝流路５、試料排出口１５間に、高流入耐圧部１７が設けられている。高流入耐圧部１７は枝流路５よりも断面周囲長が短く形成されて、枝流路５に比べて流入耐圧が高くなっている。【００５５】
液溜め容器７には、枝流路５とは異なる位置でエアー抜き流路９も接続されている。エアー抜き流路９は高流入耐圧部１７よりも断面周囲長が短く形成されて、高流入耐圧部１７に比べて流入耐圧が高くなっている。カバー基板１１には、エアー抜き流路９の液溜め容器７とは反対側の端部に対応する位置に、貫通孔からなるエアー排出口１９が形成されている。【００５６】
ベース基板１及びカバー基板１１の材質は特に限定されるものではないが、分注デバイスを使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材があることが好ましい。ベース基板１の素材として例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）やシリコーンゴムなどを挙げることができる。また、カバー基板１１の素材として、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材を挙げることができる。【００５７】
主流路３、枝流路５、エアー抜き流路９、高流入耐圧部１７の設計例を挙げる。主流路３、枝流路５、及び高流入耐圧部１７の深さは５００μｍ（マイクロメートル）である。主流路３及び枝流路５の幅は５００μｍである。高流入耐圧部１７の幅は２００μｍである。エアー抜き流路９の深さ及び幅はともに１０μｍである。【００５８】
ベース基板１は、例えばドライエッチング技術を用いて形成したシリコン製の鋳型を用い、ＰＤＭＳをモールド成形することによって作製できる。
ＰＤＭＳモールド（Sylgard184、ダウコーニング社製）でベース基板１を作製した場合、液体試料を脱イオン水とすると、流路内壁に対する液体試料の接触角は約１０８°となる。上記設計例でデバイスを作成した場合、枝流路５における負の毛細管力による圧力は約−１８０Ｐａである。また、高流入耐圧部１７における負の毛細管力による圧力は約−３１５Ｐａである。このように、高流入耐圧部１７の断面周囲長を枝流路５の断面周囲長よりも短く形成することにより、高流入耐圧部１７の流入耐圧を枝流路５に比べて高くすることができる。【００５９】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、図２Ｅ、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅは、液溜め容器７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【００６０】
試料導入口１３から導入された液体試料が主流路３に導入される（図２Ａ参照。）。
主流路３に導入された液体試料は、最初の枝流路５と主流路３の分岐部に到達する。試料導入口１３側から見て最初の分岐部と次の分岐部の間の主流路３には枝流路５に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部１７が設けられているので、液体試料は最初の枝流路５及び液溜め容器７に導入される（図２Ｂ参照。）。このとき、液溜め容器７内の気体はエアー抜き流路９を介してエアー排出口１９から排出される。また、このとき、液体試料は高流入耐圧部１７よりも下流側には流れないことが好ましい。ただし、枝流路５に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が高流入耐圧部１７よりも下流側に流れてもよい。【００６１】
最初の枝流路５及び液溜め容器７に液体試料が充填される（図２Ｃ、図３Ａ参照。）。
枝流路５及び液溜め容器７が液体試料で満たされると、高流入耐圧部１７の流入耐圧はエアー抜き流路９の流入耐圧よりも低いので、液体試料は高流入耐圧部１７を介して次の枝流路５と主流路３の分岐部へ導かれる（図２Ｄ参照。）。【００６２】
次の枝流路５と主流路３の分岐部へ導かれた液体試料は枝流路５及び液溜め容器７に導入される（図２Ｅ参照。）。
その後、主流路３の上流側から下流側へ枝流路５及び液溜め容器７に液体試料が順次充填される（図３Ｂ参照。）。【００６３】
少なくとも、全部の枝流路５及び液溜め容器７の合計容量分だけ主流路３に液体試料を導入した後、例えば、全部の枝流路５及び液溜め容器７の合計容量よりもわずかに多い量だけ主流路３に液体試料を導入した後、液体試料に替えてエアーを試料導入口１３から主流路３に導入する（図３Ｃ参照。）。主流路３内に存在する液体試料はエアーにより主流路３の下流側ならびに枝流路５及び液溜め容器７に送られる（図３Ｄ参照。）。
主流路３の最も下流側に接続された枝流路５及び液溜め容器７に液体試料が充填された後、主流路３内に残存する液体試料（デッドボリューム）は試料排出口１５から排出される（図３Ｅ参照。）。【００６４】
このように、途中から液体試料に替えてエアーを主流路３に導入することにより、デッドボリュームを低減することができる。なお、液体試料に替えてエアーを主流路３に導入しなくても、この分注デバイスでは従来の複雑な流路構成に比べて流路構成が単純なので、従来の分注デバイスに比べてデッドボリュームを低減することができる。【００６５】
この実施例では、主流路３、枝流路５、液溜め容器７及びエアー抜き流路９はベース基板１に形成された溝及び凹部により形成されているが、主流路、枝流路、液溜め容器及びエアー抜き流路を形成するための溝及び凹部はカバー基板に形成されていてもよいし、ベース基板とカバー基板の両方に形成されていてもよい。【００６６】
また、高流入耐圧部１７の内壁の少なくとも一部に、試料溶液の接触角を増大させる表面処理が施されているようにしてもよい。高流入耐圧部１７における内壁処理は、例えばフッ素コーティング剤を、高流入耐圧部１７の少なくとも一部に滴下することで行なう。具体的には、例えばフッ素コーティング剤（NOVEC EGC-1700、３Ｍ社製）を、高流入耐圧部１７に滴下し、自然乾燥を行なう。これにより、高流入耐圧部１７における流入耐圧をさらに高くすることができる。【００６７】
（実施例２）
図４Ａ、図４Ｂは分注デバイスの他の実施例を示す図であり、図４Ａは概略的な平面図、図４Ｂは図４ＡのＡ−Ａ位置での断面に計量流路１１５、注入流路１１７、サンプル容器エアー抜き流路１１９，１２１、液体ドレイン空間１２９、エアードレイン空間１３１及びベローズ１５３ｂの断面を加えた概略的な断面図である。図５はこの実施例を分解して示す断面図及び切替えバルブの概略的な分解斜視図である。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃはこの実施例の１つの液溜め容器近傍を示す概略図であり、図６Ａは平面図、図６Ｂは斜視図、図６Ｃ断面図である。図７Ａ、図７Ｂはサンプル容器を拡大して示した図であり、図７Ａは平面図、図７Ｂは図７ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。図８Ａ、図８Ｂは試薬容器を拡大して示した図であり、図８Ａは平面図、図８Ｂは図８ＡのＣ−Ｃ位置での断面図である。図９Ａ、図９Ｂはエアー吸引用容器を拡大して示した図であり、図９Ａは平面図、図９Ｂは図９ＡのＤ−Ｄ位置での断面図である。
これらの図を参照して分注デバイスの実施例について説明する。【００６８】
分注デバイス１０１は容器ベース（ベース基板）１０３の一表面に開口部をもつ複数の液溜め容器１０５を備えている。この実施例では６×６個の液溜め容器１０５が千鳥状に配列されている。液溜め容器１０５内に試薬１０７及びワックス１０９が収容されている。【００６９】
液溜め容器１０５を含む容器ベース１０３の材質は特に限定されるものではないが、分注デバイス１０１を使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材があることが好ましい。そのような素材として、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材が好ましい。液溜め容器１０５内の物質の検出を吸光度、蛍光、化学発光又は生物発光などにより行なう場合には、底面側から光学的な検出ができるようにするために光透過性の樹脂で形成されていることが好ましい。特に蛍光検出を行なう場合には、容器ベース１０３の材質として低自蛍光性（それ自身からの蛍光発生が少ない性質のこと）で光透過性の樹脂、例えばポリカーボネートなどの素材で形成されていることが好ましい。容器ベース１０３の厚さは０.２〜４.０ｍｍ（ミリメートル）、好ましくは１.０〜２.０ｍｍである。蛍光検出用の低自蛍光性の観点からは容器ベース１０３の厚さは薄い方が好ましい。【００７０】
図４Ａ、図４Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを参照して説明すると、容器ベース１０３上に液溜め容器１０５の配列領域を覆って流路ベース（カバー基板）１１１が配置されている。流路ベース１１１は例えばＰＤＭＳやシリコーンゴムからなる。流路ベース１１１の厚みは例えば１.０〜５.０ｍｍである。流路ベース１１１は容器ベース１０３との接合面に溝を備えている。その溝と容器ベース１０３の表面によって、主流路１１３、計量流路１１５、注入流路１１７、液溜め容器エアー抜き流路（エアー抜き孔）１１９，１２１、ドレイン空間エアー抜き流路１２３，１２５が形成されている。流路ベース１１１の容器ベース１０３との接合面には、液溜め容器１０５上に配置された凹部１２７も形成されている。図４Ａ、図６Ａ及び図６Ｂでは流路ベース１１１について溝及び凹部のみを図示している。主流路１１３、計量流路１１５及び注入流路１１７は液体試料導入流路を構成する。また、計量流路１１５及び注入流路１１７は枝流路を構成する。【００７１】
主流路１１３は１本の流路からなり、すべての液溜め容器１０５の近傍を通るように折れ曲がって形成されている。主流路１１３の一端は容器ベース１０３に設けられた貫通孔からなる流路（試料導入口）１１３ａに接続されている。流路１１３ａは後述する切替えバルブ１６３のポートに接続されている。主流路１１３の他端は容器ベース１０３に形成された液体ドレイン空間１２９に接続されている。主流路１１３を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。また、主流路１１３は、計量流路１１５が接続されている位置の下流側の所定長さ部分（高流入耐圧部）、例えば２５０μｍの部分は幅が他の部分に比べて細く形成されており、例えばその幅は２５０μｍである。【００７２】
計量流路１１５は主流路１１３から分岐して液溜め容器１０５ごとに設けられている。計量流路１１５の主流路１１３とは反対側の端部は液溜め容器１０５の近傍に配置されている。計量流路１１５を構成する溝の深さは例えば４００μｍである。計量流路１１５は内部容量が所定容量、例えば２.５μＬ（マイクロリットル）に形成されている。計量流路１１５の主流路１１３に接続されている部分の幅寸法は、上述の主流路１１３の細くなっている部分よりも太く、例えば５００μｍに形成されている。これにより、主流路１１３の一端から流れてくる液体に対して、計量流路１１５が分岐している部分では主流路１１３の方が計量流路１１５よりも流路抵抗が大きくなっている。主流路１１３の一端から流れてくる液体は、まず計量流路１１５に流れ込み、計量流路１１５が液体で充填された後、主流路１１３の細くなっている部分を介して下流側へ流れるようになっている。【００７３】
注入流路１１７も液溜め容器１０５ごとに設けられている。注入流路１１７の一端は計量流路１１５に接続されている。注入流路１１７の他端は液溜め容器１０５上に配置された凹部１２７に接続されて液溜め容器１０５上に導かれている。注入流路１１７は、液溜め容器１０５内と注入流路１１７内で圧力差がない状態で液溜め容器１０５内の液密を保つ寸法で形成されている。この実施例では、注入流路１１７は複数の溝により構成されており、その溝の寸法は例えば深さが１０μｍ、幅が２０μｍ、ピッチが２０μｍであり、５００μｍの幅領域に１３本の溝が形成されている。ここでは、注入流路１１７を構成する溝と計量流路１１５の境界の面積、すなわち注入流路１１７を構成する溝の断面積は２００μｍ2である。また、凹部１２７は深さが例えば４００μｍであり、平面形状は液溜め容器１０５よりも小さい円形である。【００７４】
液溜め容器エアー抜き流路１１９は液溜め容器１０５ごとに設けられている。液溜め容器エアー抜き流路１１９の一端は液溜め容器１０５上に配置された凹部１２７に注入流路１１７とは異なる位置で接続されて液溜め容器１０５上に配置されている。液溜め容器エアー抜き流路１１９は、液溜め容器１０５内と液溜め容器エアー抜き流路１１９内で圧力差がない状態で液溜め容器１０５内の液密を保つ寸法で形成されている。液溜め容器エアー抜き流路１１９の他端は液溜め容器エアー抜き流路１２１に接続されている。この実施例では、液溜め容器エアー抜き流路１１９は複数の溝により構成されており、その溝の寸法は例えば深さが１０μｍ、幅が２０μｍ、ピッチが２０μｍであり、５００μｍの幅領域に１３本の溝が形成されている。【００７５】
液溜め容器エアー抜き流路１２１はこの実施例では複数本設けられている。それぞれの液溜め容器エアー抜き流路１２１には複数の液溜め容器エアー抜き流路１１９が接続されている。液溜め容器エアー抜き流路１２１は液溜め容器エアー抜き流路１１９を容器ベース１０３に形成されたエアードレイン空間１３１に接続するためのものである。液溜め容器エアー抜き流路１２１を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。【００７６】
ドレイン空間エアー抜き流路１２３は液体ドレイン空間１２９を後述する切替えバルブ１６３のポートに接続するためのものである。ドレイン空間エアー抜き流路１２３の一端は液体ドレイン空間１２９上に配置されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２３の他端は容器ベース１０３に設けられた貫通孔からなる流路（試料排出口）１２３ａに接続されている。流路１２３ａは後述する切替えバルブ１６３のポートに接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２３を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。【００７７】
ドレイン空間エアー抜き流路１２５はエアードレイン空間１３１を後述する切替えバルブ１６３のポートに接続するためのものである。ドレイン空間エアー抜き流路１２５の一端はエアードレイン空間１３１上に配置されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２５の他端は容器ベース１０３に設けられた貫通孔からなる流路１２５ａに接続されている。流路１２５ａは後述する切替えバルブ１６３のポートに接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２５を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。【００７８】
流路ベース１１１上に流路カバー１３３（図４Ａでの図示は省略している。）が配置されている。流路カバー１３３は流路ベース１１１を容器ベース１０３に固定するためのものである。流路カバー１３３には液溜め容器１０５上の位置に貫通孔が形成されている。【００７９】
図４Ａ、図４Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明すると、液溜め容器１０５の配列領域及びドレイン空間１２９，１３１とは異なる位置で容器ベース１０３にサンプル容器１３５、試薬容器１３７及びエアー吸引用容器１３９が形成されている。サンプル容器１３５、試薬容器１３７及びエアー吸引用容器１３９は本発明の分注デバイスの封止容器を構成する。【００８０】
サンプル容器１３５近傍の容器ベース１０３に、サンプル容器１３５の底部から裏面に貫通しているサンプル流路１３５ａと表面から裏面に貫通しているサンプル容器エアー抜き流路１３５ｂが形成されている。サンプル容器１３５の開口部周囲の容器ベース１０３上に突起部１３５ｃが配置されている。サンプル容器エアー抜き流路１３５ｂ上の突起部１３５ｃに貫通孔からなるサンプル容器エアー抜き流路１３５ｄが形成されている。突起部１３５ｃの表面にサンプル容器１３５とサンプル容器エアー抜き流路１３５ｄを連通しているサンプル容器エアー抜き流路１３５ｅが形成されている。【００８１】
サンプル容器エアー抜き流路１３５ｅは例えば幅５〜２００μｍ、深さ５〜２００μｍの寸法の１本又は複数本の細孔によって形成されており、サンプル容器１３５内とサンプル容器エアー抜き流路１３５ｄ内で圧力差がない状態でサンプル容器１３５の液密を保つためのものである。突起部１３５ｃ上にサンプル容器１３５及びエアー抜き流路１３５ｄを覆って弾性部材であるセプタム１４１が形成されている。セプタム１４１は例えばシリコーンゴムやＰＤＭＳなどの弾性材料によって形成されており、尖端が鋭利な分注器具により貫通でき、かつ貫通後に分注器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることができる。セプタム１４１上にセプタム１４１を固定するためのセプタムストッパ１４３が配置されている。セプタムストッパ１４３はサンプル容器１３５上に開口部をもつ。この実施例ではサンプル容器１３５内に予め試薬１４５が収容されている。【００８２】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、試薬容器１３７近傍の容器ベース１０３に、試薬容器１３７の底部から裏面に貫通している試薬流路１３７ａと表面から裏面に貫通している試薬容器エアー抜き流路１３７ｂが形成されている。試薬容器１３７の開口部周囲の容器ベース１０３上に突起部１３７ｃが配置されている。試薬容器エアー抜き流路１３７ｂ上の突起部１３７ｃに貫通孔からなる試薬容器エアー抜き流路１３７ｄが形成されている。突起部１３７ｃの表面に試薬容器１３７と試薬容器エアー抜き流路１３７ｄを連通している試薬容器エアー抜き流路１３７ｅが形成されている。【００８３】
試薬容器エアー抜き流路１３７ｅは例えば幅５〜２００μｍ、深さ５〜２００μｍの寸法の１本又は複数本の細孔によって形成されており、試薬容器１３７内と試薬容器エアー抜き流路１３７ｄ内で圧力差がない状態で試薬容器１３７の液密を保つためのものである。突起部１３７ｃ上に試薬容器１３７及びエアー抜き流路１３７ｄを覆って例えばアルミニウムからなるフィルム１４７が形成されている。試薬容器１３７内に希釈水１４９が収容されている。【００８４】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、エアー吸引用容器１３９は試薬容器１３７と同様の構成をもつ。すなわち、エアー吸引用容器１３９近傍の容器ベース１０３に、エアー吸引用容器１３９の底部から裏面に貫通しているエアー吸引用流路１３９ａと表面から裏面に貫通しているエアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｂが形成されている。エアー吸引用容器１３９の開口部周囲の容器ベース１０３上にエアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｄ，１３９ｅを備えた突起部１３９ｃが配置されている。突起部１３９ｃ上に例えばアルミニウムからなるフィルム１４７が形成されている。エアー吸引用容器１３９内には液体及び固体は収容されておらず、エアーが充満している。【００８５】
図４Ａ、図４Ｂ及び図５を参照して説明を続けると、液溜め容器１０５の配列領域、ドレイン空間１２９，１３１及び容器１３５，１３７，１３９とは異なる位置の容器ベース１０３の表面にシリンジ１５１が設けられている。シリンジ１５１は容器ベース１０３に形成されたシリンダ１５１ａとシリンダ１５１ａ内に配置されたプランジャ１５１ｂにより形成されている。容器ベース１０３にシリンダ１５１ａの底部から裏面に貫通しているシリンジ流路１５１ｃが形成されている。【００８６】
容器ベース１０３には、液溜め容器１０５の配列領域、ドレイン空間１２９，１３１、容器１３５，１３７，１３９及びシリンジ１５１とは異なる位置にベローズ１５３ｂも設けられている。ベローズ１５３ｂは伸縮することにより内部容量が受動的に可変なものであり、例えば容器ベース１０３に設けられた貫通孔１５３ａ内に配置されている。【００８７】
液溜め容器１０５の配列領域とは異なる位置で容器ベース１０３の裏面に容器ボトム１５５が取り付けられている。容器ボトム１５５にはベローズ１５３ｂに連通する位置にエアー抜き流路１５３が設けられている。ベローズ１５３ｂは容器ボトム１５５の表面に密着して接続されている。容器ボトム１５５は流路１１３ａ，１２３ａ，１２５ａ，１３５ａ，１３５ｂ，１３７ａ，１３７ｂ，１３９ａ，１３９ｂ，１５１ｃ，１５３を所定のポート位置に導くためのものである。【００８８】
容器ボトム１５５の容器ベース１０３とは反対側の面に円盤状のシール板１５７、ロータアッパー１５９及びロータベース１６１からなるロータリー式の切替えバルブ１６３が設けられている。切替えバルブ１６３はロック１６５により容器ボトム１５５に取り付けられている。【００８９】
シール板１５７は、その周縁部近傍に設けられ、流路１１３ａ，１３５ａ，１３７ａ，１３９ａのいずれかに接続される貫通孔１５７ａと、それよりも内側の同心円上で流路１２３ａ，１２５ａ，１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂ，１５３のうち少なくとも２つ接続される貫通溝１５７ｂと、中心に設けられ、シリンジ流路１５１ｃに接続される貫通孔１５７ｃを備えている。
ロータアッパー１５９は、シール板１５７の貫通孔１５７ａと同じ位置に設けられた貫通孔１５９ａと、シール板１５７の貫通溝１５７ｂに対応して表面に設けられた溝１５９ｂと、中心に設けられた貫通孔１５９ｃを備えている。
ロータベース１６１はその表面に、ロータアッパー１５９の周縁部と中心に配置された２つの貫通孔１５９ａ，１５９ｃを接続するための溝１６１ａを備えている。【００９０】
切替えバルブ１６３の回転により、シリンジ流路１５１ｃが流路１１３ａ，１３５ａ，１３７ａ，１３９ａのいずれかに接続されるのと同時に、エアー抜き流路１５３が流路１２３ａ，１２５ａ，１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂのうちの少なくともいずれかに接続される。
図４Ａに示した切替えバルブ１６３の位置は、シリンジ流路１５１ｃは流路１１３ａ，１３５ａ，１３７ａ，１３９ａのいずれにも接続されておらず、エアー抜き流路１５３も流路１２３ａ，１２５ａ，１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂのいずれとも接続されていない初期状態の位置を示している。【００９１】
分注デバイス１０１では、注入流路１１７は液溜め容器１０５内と注入流路１１７内で圧力差がない状態で液溜め容器１０５の液密を保つように形成されている。液溜め容器エアー抜き流路１１９も液溜め容器１０５内と液溜め容器エアー抜き流路１１９内で圧力差がない状態で液溜め容器１０５の液密を保つように形成されている。液溜め容器流路の主流路１１３と、主流路１１３が接続された液体ドレイン空間１２９及びドレイン空間エアー抜き流路１２３は切替えバルブ１６３の切替えにより密閉可能になっている。容器１３５，１３７，１３９はセプタム１４１又はフィルム１４７で封止されている。容器１３５，１３７，１３９に接続された流路１３５ａ，１３５ｂ，１３７ａ，１３７ｂ，１３９ａ，１３９ｂは切替えバルブ１６３の切替えにより密閉可能になっている。エアー抜き流路１５３の一端はベローズ１５３ｂに接続されて密閉されている。このように、分注デバイス１０１内部の容器及び流路は密閉系で形成されている。なお、ベローズ１５３ｂを備えていない構成であってエアー抜き流路１５３が分注デバイス１０１外部の雰囲気と接続されている場合であっても、切替えバルブ１６３の切替えによりエアー抜き流路１５３を分注デバイス１０１内部の容器及びエアー抜き流路１５３以外の流路とは遮断できるので、液体が収容される又は液体が流される容器及び流路を密閉系にすることができる。【００９２】
図１０は図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示した分注デバイス１０１を処理するための反応処理装置を分注デバイス１０１とともに示す断面図である。分注デバイス１０１の構造は図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃと同じなのでその説明は省略する。
反応処理装置は液溜め容器１０５の温度調整をするための温調機構１６７と、シリンジ１５１を駆動するためのシリンジ駆動ユニット１６９と、切替えバルブ１６３を切り替えるための切替えバルブ駆動ユニット１７１を備えている。【００９３】
図１１から図１７は、サンプル容器１３５からサンプル液を液溜め容器１０５に導入する動作を説明するための平面図である。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃならびに図１０から図１７を参照してこの動作を説明する。【００９４】
図示しない尖端が鋭利な分注器具を用い、サンプル容器１３５上のセプタム１４１を貫通して例えば５μＬのサンプル液をサンプル容器１３５内に分注する。サンプル液を分注後、分注器具を引き抜く。分注器具を引き抜いたときのセプタム１４１の貫通孔はセプタム１４１の弾性により閉じられる。【００９５】
シリンジ駆動ユニット１６９をシリンジ１５１のプランジャ１５１ｂに接続し、切替えバルブ駆動ユニット１７１を切替えバルブ１６３に接続する。
図１１に示すように、図４Ａに示した切替えバルブ１６３の状態から切替えバルブ１６３を回転させてサンプル流路１３５ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、サンプル容器エアー抜き流路１３５ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。このとき、エアー抜き流路１３７ｂ，１３９ｂもエアー抜き流路１５３に接続される。サンプル容器１３５には例えば４５μＬの試薬１４５が収容されている。【００９６】
シリンジ１５１を摺動させてサンプル容器１３５内のサンプル液及び試薬１４５を混合させる。その後、サンプル容器１３５内の混合液を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に例えば１０μＬだけ吸引する。このとき、サンプル容器１３５はエアー抜き流路１３５ｅ，１３５ｄ，１３５ｂ、切替えバルブ１６３及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、サンプル容器１３５内の気体容量の変化にともなってベローズ１５３ｂが伸縮する。【００９７】
図１２に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて試薬流路１３７ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、試薬容器エアー抜き流路１３７ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。試薬容器１３７には例えば１９０μＬの希釈水１４９が収容されている。切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引した混合液を試薬容器１３７内に注入し、シリンジ１５１を摺動させて混合液と希釈水１４９と混合する。その希釈混合液を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に例えば全部、すなわち２００μＬ吸引する。このとき、試薬容器１３７はエアー抜き流路１３７ｅ，１３７ｄ，１３７ｂ、切替えバルブ１６３及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、試薬容器１３７内の気体容量の変化にともなってベローズ１５３ｂが伸縮する。【００９８】
図１３に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、主流路１１３の一端に接続された流路１１３ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、液体ドレイン空間１２９、エアードレイン空間１３１に接続された流路１２３ａ，１２５ａをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を押出し方向に駆動させて、切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引した希釈混合液を主流路１１３に送る。流路１１３ａ側から主流路１１３に注入された希釈混合液は、シボ及び矢印によって示すように、流路１１３ａ側から順に計量流路１１５を満たし、液体ドレイン空間１２９に到達する。希釈混合液が主流路１１３及び計量流路１１５に導入されるときの導入圧力状態では、注入流路１１７は、気体は通すが希釈混合液を通さない。計量流路１１５への希釈混合液の充填にともなって計量流路１１５の気体は注入流路１１７を介して液溜め容器１０５内へ移動する。この気体の移動にともない、液溜め容器１０５内の気体の一部は液溜め容器エアー抜き流路１１９，１２１へ移動する。さらに液溜め容器エアー抜き流路１１９からベローズ１５３ｂまでの流路内の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。また、液体ドレイン空間１２９に希釈混合液が注入されることにより、液体ドレイン空間１２９からベローズ１５３ｂまでの流路内の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ１５３ｂは膨張する。この実施例では、液体ドレイン空間１２９に到達した希釈混合液（液体試料）は液体ドレイン空間１２９に収容され、試料排出口を構成する流路１２３ａからは排出されない。【００９９】
図１４に示すように、切替えバルブ１６３を回転させてエアー吸引用流路１３９ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、エアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を吸引側に駆動させてエアー吸引用容器１３９内の気体を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引する。このとき、エアー吸引用容器１３９はエアー抜き流路１３９ｅ，１３９ｄ，１３９ｂ、切替えバルブ１６３及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、エアー吸引用容器１３９内の減圧にともなってベローズ１５３ｂが収縮する（白抜き矢印参照）。【０１００】
図１５に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、図１３の接続状態と同じく、流路１１３ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、流路１２３ａ，１２５ａをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を押出し方向に駆動させて、切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内の気体を主流路１１３に送って主流路１１３内の希釈混合液をパージする（白抜き矢印参照）。このときのパージ圧力状態では注入流路１１７は希釈混合液を通さないので、計量流路１１５内には希釈混合液が残存している（シボ参照）。パージされた希釈混合液は液体ドレイン空間１２９内に収容される。また、液体ドレイン空間１２９に希釈混合液が注入されることにより、液体ドレイン空間１２９からベローズ１５３ｂまでの流路内の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ１５３ｂは膨張する。【０１０１】
図１６に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、図１４の接続状態と同じく、エアー吸引用流路１３９ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、エアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を吸引側に駆動させてエアー吸引用容器１３９内の気体を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引する。このとき、図１４を参照して説明したのと同様に、ベローズ１５３ｂが収縮する（白抜き矢印参照）。【０１０２】
図１７に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、流路１１３ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、流路１２５ａをエアー抜き流路１５３に接続する。この接続状態は、主流路１１３の下流側端が接続された液体ドレイン空間１２９が切替えバルブ１６３内の流路に接続されていない点で図１３及び図１５に示した接続状態とは異なる。シリンジ１５１を押出し方向に駆動させる。主流路１１３の下流側端はベローズ１５３ｂには接続されていないので、主流路１１３内が液体導入圧力及びパージ導入圧力よりも大きく加圧される。これにより、計量流路１１５内の希釈混合液が注入流路１１７を通って液溜め容器１０５内に注入される。希釈混合液が液溜め容器１０５内に注入された後は主流路１１３内の気体の一部は計量流路１１５及び注入流路１１７を介して液溜め容器１０５内に流れ込む。このとき、液溜め容器１０５は液溜め容器エアー抜き流路１１９，１２１、エアードレイン空間１３１、ドレイン空間エアー抜き流路１２５ａ及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、液溜め容器１０５、ベローズ１５３ｂ間の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ１５３ｂは膨張する。【０１０３】
切替えバルブ１６３を図４の接続状態にして分注デバイス１０１内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉した後、温調機構１６７により液溜め容器１０５を加熱してワックス１０９を融解させる。これにより、液溜め容器１０５に注入された希釈混合液はワックス１０９の下に入り、希釈混合液と試薬１０７が混ざり反応する。このように、分注デバイス１０１によれば反応処理を密閉系で行なうことができる。
また、希釈混合液を液溜め容器１０５内に注入する前に、温調機構１６７により液溜め容器１０５を加熱してワックス１０９を融解させておき、液溜め容器１０５内への希釈混合液の注入時にワックス１０９が融解しているようにしてもよい。この場合、液溜め容器１０５に注入された希釈混合液は直ちにワックス１０９の下に入り、希釈混合液と試薬１０７が混ざり反応する。切替えバルブ１６３の接続状態が図１７の状態であっても、ベローズ１５３ｂにより密閉系は確保されている。希釈混合液の注入後に切替えバルブ１６３を図４の接続状態にすれば、分注デバイス１０１内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉することができる。ここで切替えバルブ１６３を図４の接続状態に切り替えるタイミングは、希釈混合液の注入直後から希釈混合液と試薬１０７の反応終了までのいずれのタイミングであってもよいし、希釈混合液と試薬１０７の反応終了後であってもよい。
このように、分注デバイス１０１によれば、反応処理を密閉系で行なうことができ、反応処理前及び反応処理後も密閉系にすることができる。【０１０４】
この実施例では流路１１７１１５，１１７，１１９，１２１，１２３を形成するための溝は流路ベース１１１に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの流路の全部又は一部分を形成するための溝を容器ベース１０３表面に形成してもよいし、容器ベース１０３及び流路ベース１１１の両方に形成してもよい。【０１０５】
図１８は分注デバイスのさらに他の実施例の液溜め容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。この実施例は、液溜め容器ベースと流路ベースの間に流路スペーサを配置した以外の構成は図４Ａから図１７を参照して説明した上記実施例と同じである。【０１０６】
容器ベース１０３上に液溜め容器１０５の配列領域を覆って流路スペーサ１７３が配置され、さらにその上に流路ベース１１１、流路カバー１３３がその順に配置されている。流路スペーサ１７３は例えばＰＤＭＳやシリコーンゴムからなる。流路スペーサ１７３の厚みは例えば０.５〜５.０ｍｍである。流路スペーサ１７３は液溜め容器１０５内に突出している凸部１７５を液溜め容器１０５ごとに備えている。凸部１７５は断面が略台形に形成されており、例えば基端部の幅は１.０〜２.８ｍｍ、先端部の幅は０.２〜０.５ｍｍであり、先端部が基端部に比べて細くなっている。また、凸部１７５の表面には超撥水処理が施されている。ただし、凸部１７５の表面に必ずしも撥水処理が施されていなくてもよい。【０１０７】
さらに、流路スペーサ１７３は凸部１７５の先端部から反対側の面に貫通している貫通孔からなる注入流路１７７を凸部１７５の形成位置ごとに備えている。注入流路１７７の内径は例えば５００μｍである。注入流路１７７の流路ベース１１１側の開口は流路ベース１１１の注入流路１１７に接続されている。なお、この実施例では図４から図１７を参照して説明した上記実施例と比較して流路ベース１１１に凹部１２７を備えていない。
さらに、流路スペーサ１７３は流路ベース１１１の液溜め容器エアー抜き流路１１９と液溜め容器１０５を連通させるための貫通孔からなる液溜め容器エアー抜き流路１７９も備えている。【０１０８】
また、図示は省略するが、流路スペーサ１７３は、主流路１１３の両端部、液溜め容器エアー抜き流路１２１のエアードレイン空間１３１側の端部、及びドレイン空間エアー抜き流路１２３，１２５の両端部に貫通孔を備え、それらの流路１１３，１２１，１２３，１２５を容器ベース１０３に設けられた容器１２９，１３１又は流路１２３ａ，１２５ｂに接続している。【０１０９】
この実施例では、注入流路１１７の注入流路１１５とは反対側の端部（注入流路の他端）は液溜め容器１０５の内側上面に突出して形成された凸部１７５の先端に配置されているので、注入流路１１５，１７７を通って液溜め容器１０５に注入される液体が液溜め容器１０５に滴下しやすくなる。【０１１０】
さらに、液体が注入流路１１７を通って凸部１７５の先端から吐出される際に凸部１７５の先端に形成される液滴が液溜め容器１０５の側壁に接触するように凸部１７５の先端を液溜め容器１０５の側壁近傍に配置すれば、液溜め容器１０５の側壁を伝って液体を液溜め容器１０５内に注入することができ、より確実に液溜め容器１０５内に液体を注入することができる。ただし、凸部１７５の形成位置は、凸部１７５の先端に形成される液滴が液溜め容器１０５の側壁には接触しない位置であってもよい。【０１１１】
図１９は分注デバイスのさらに他の実施例の液溜め容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。
この実施例は、図１８を参照して説明した実施例と比べて、液溜め容器１０５の内部に突起部１８１をさらに備えている。突起部１８１の先端は凸部１７５の先端の下方に配置されている。これにより、凸部１７５の先端に形成される液滴を液溜め容器１０５内に導きやすくなる。特に、突起部１８１の少なくとも先端の表面に親水性処理を施しておけば、特に有効である。【０１１２】
図２０は分注デバイスのさらに他の実施例の液溜め容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。
この実施例は、図１９を参照して説明した実施例と比べて、液溜め容器１０５の側壁に形成された段差部１８３と、液溜め容器１０５の上面とは間隔をもって段差部１８３の上面に形成された凸条部１８５をさらに備えている。段差部１８３及び凸条部１８５は上方から見て環状に形成されている。凸条部１８５の先端は液溜め容器１０５の側壁とは間隔をもって配置されている。
凸条部１８５の先端が液溜め容器１０５の上面及び側面とは間隔をもって配置されていることにより、液溜め容器１０５の内部に収容された液体が液溜め容器の側壁を伝って液溜め容器１０５の上面に到達するのを防止することができる。この効果は凸条部１８５の少なくとも先端部分に撥水処理を施しておくと特に有効である。【０１１３】
図２０に示した段差部１８３及び凸条部１８５を備えた構成は図１８に示した実施例にも適用することができる。
また、図１８、図１９又は図２０を参照して説明した各実施例では、流路１１７１１５，１１７，１１９，１２１，１２３を形成するための溝は流路ベース１１１に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの流路の全部又は一部分を形成するための溝は、流路スペーサ１７３の流路ベース１１１側表面、流路スペーサ１７３の容器ベース１１１側表面、容器ベース１０３表面のいずれに形成されていてもよい。【０１１４】
図４Ａから図２０を参照して説明した実施例において、形状、材料、配置、個数などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、エアー抜き流路１５３に接続されたベローズ１５３ｂは内部容量が受動的に可変な容量可変部材であれば他の構造であってもよい。そのような構造として例えば可撓材料からなる袋状のものや、シリンジ状のものなどを挙げることができる。
また、ベローズ１５３ｂ等の容量可変部材は必ずしも備えていなくてもよい。
また、容器１３５，１３７，１３９に試薬等の液体を予め収容しないのであれば、エアー抜き流路の一部分に細孔からなる流路１３５ｅ，１３７ｅ，１３９ｅ等を必ずしも備えている必要はない。【０１１５】
また、上記の実施例では、本発明の分注デバイスを構成する封止容器としての容器１３５，１３７，１３９に連通して設けられたエアー抜き流路１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂは切替えバルブ１６３を介してエアー抜き流路１５３に接続されるが、封止容器に連通して設けられるエアー抜き流路は分注デバイス外部又はベローズ１５３ｂ等の容量可変部に直接接続されていてもよい。
また、容器１３５，１３７，１３９の封止方法として開閉可能なキャップを用いてもよい。【０１１６】
また、上記実施例では容器ベース１０３は１つの部品により形成されているが、容器ベースは複数の部品によって形成されていてもよい。
また、液溜め容器１０５内の試薬は乾燥試薬でもよい。
また、サンプル容器１３５内や液溜め容器１０５内に予め試薬は収容されていなくてもよい。
また、容器ベース１０３に遺伝子増幅反応を行なうための遺伝子増幅容器を備えているようにしてもよい。例えば試薬容器１３７を空の状態にしておけば、遺伝子増幅容器として用いることができる。【０１１７】
また、液溜め容器１０５内に遺伝子増幅反応を行なうための試薬を収容しておけば、液溜め容器１０５内で遺伝子増幅反応を行なうことができる。
また、主流路１１３に導入される液体に遺伝子が含まれている場合、液溜め容器１０５内にその遺伝子と反応するプローブを備えているようにしてもよい。【０１１８】
また、シリンジ１５１を必ずしも備えている必要はなく、液体や気体を吐出又は吸引するためのシリンジは分注デバイス外部のものを用いるようにしてもよい。
また、上記実施例では切替えバルブとしてロータリー式の切替えバルブ１６３を用いているが、切替えバルブはこれに限定されるものではなく、種々の流路切替えバルブを用いることができる。また、切替えバルブを複数備えていてもよい。【０１１９】
また、上記実施例では試薬容器１３７に希釈水１４９が収容されているが、希釈水１４９に替えて試薬を収容するようにしてもよい。
また、上記実施例では、シリンジ１５１は切替えバルブ１６３上に配置されているが、シリンジ１５１を配置する位置は切替えバルブ１６３上に限定されるものではなく、どこでもよい。【０１２０】
また、上記実施例では、計量流路１１５に充填された液体を、注入流路１１７を介して液溜め容器１０５に注入する際に、エアーパージ後の主流路１１３内を加圧して液体を液溜め容器１０５に注入しているが、本発明の反応処理方法はこれに限定されるものではない。例えば、シリンジ１５１を用いて液溜め容器エアー抜き流路１２１内を陰圧にできるように流路構成を変更し、液溜め容器エアー抜き流路１２１内、ひいては液溜め容器１０５内を陰圧にすることによって計量流路１１５に充填された液体を、注入流路１１７を介して液溜め容器１０５に注入するようにしてもよい。また、別途シリンジを用意して、主流路１１３内を陽圧にし、かつ液溜め容器１０５内を陰圧にして、液溜め容器１０５に液体を注入するようにしてもよい。【０１２１】
また、上記実施例では、１本の主流路１１３を備え、すべての計量流路１１５が主流路１１３に接続されているが、流路構成はこれに限定されるものではない。例えば、複数本の主流路を設け、各主流路に１つ又は複数の計量流路を接続するようにしてもよい。【０１２２】
また、主流路１１３は密閉可能なものである。そして、主流路が密閉可能になっている例として、主流路の両端が開閉可能になっていることを挙げることができる。ここで、「導入流路又は主流路の両端が開閉可能になっている」とは、導入流路又は主流路の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、導入流路又は主流路とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。例えば、上記実施例では、流路１１３ａ、液体ドレイン空間１２９、ドレイン空間エアー抜き流路１２３及び流路１２３ａが上記他の空間に相当する。【０１２３】
また、液溜め容器エアー抜き流路１１９，１２１は、その液溜め容器１０５とは反対側の端部が密閉可能なものである。そして、液溜め容器エアー抜き流路が密閉可能になっている例として、液溜め容器エアー抜き流路の液溜め容器とは反対側の端部が開閉可能になっていることを挙げることができる。ここで、「液溜め容器エアー抜き流路の液溜め容器とは反対側の端部が開閉可能になっている」とは、液溜め容器エアー抜き流路の液溜め容器とは反対側の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、液溜め容器エアー抜き流路とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。例えば、上記実施例では、エアードレイン空間１３１、ドレイン空間エアー抜き流路１２５及び流路１２５ａが上記他の空間に相当する。【０１２４】
以上説明した実施例では、枝流路と高流入耐圧部の流路幅を互いに異ならせることにより、負の毛細管力の差を実現し、枝流路に比べて高流入耐圧部の流入耐圧を高くしているが、枝流路と高流入耐圧部で流路深さを互いに異ならせたり、流路幅及び流路深さの両方を互いに異ならせたりすることで流路の断面周囲長を互いに異ならせ、負の毛細管力の差を実現してもよい。【０１２５】
また、分注デバイスの作製方法はＰＤＭＳモールド法に限られるものではない。例えば、ドライエッチング技術により、主流路や枝流路、液溜め容器、エアー抜き流路を形成するための溝や凹部をシリコン基板表面に形成し、その溝や凹部の内壁面にＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によりフルオロカーボン膜をコーティングすることによっても作製可能である。【０１２６】
また、上記式（１）から明らかなように、枝流路と高流入耐圧部で、流路内壁の界面張力を互いに異ならせ、枝流路に比べて高流入耐圧部の流入耐圧を高くしてもよい。また、枝流路と高流入耐圧部で、流路の断面周囲長を互いに異ならせる構成と、流路内壁の界面張力を互いに異ならせる構成を組み合わせてもよい。
図２１を参照して、枝流路と高流入耐圧部で流路内壁の界面張力を互いに異ならせることにより枝流路に比べて高流入耐圧部の流入耐圧を高くした実施例を説明する。【０１２７】
（実施例３）
図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃ、図２１Ｄはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図２１Ａは平面図、図２１Ｂはカバー基板の平面図、図２１Ｃはベース基板の平面図、図２１Ｄは図２１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。【０１２８】
ベース基板２０１の一表面２０１ａに、液体試料導入流路を構成する主流路２０３及び枝流路２０５を形成するための溝、液溜め容器２０７を形成するための凹部、ならびにエアー抜き流路２０９を形成するための溝が形成されている。ベース基板２０１の一表面２０１ａにカバー基板２１１が貼り合わされている。ベース基板２０１の一表面２０１ａに形成された溝及び凹部をカバー基板２１１で覆うことにより、主流路２０３、枝流路２０５、液溜め容器２０７及びエアー抜き流路２０９が形成されている。【０１２９】
カバー基板２１１に、主流路２０３の一端に対応する位置に、貫通孔からなる試料導入口２１３が形成されている。カバー基板２１１には、主流路２０３の他端に対応する位置に、貫通孔からなる試料排出口２１５も形成されている。【０１３０】
主流路２０３の試料導入口２１３、試料排出口２１５間に複数の枝流路２０５が接続されている。枝流路２０５は液溜め容器２０７と同じ数だけ設けられている。それらの枝流路２０５の主流路２０３とは反対側の端部は互いに異なる液溜め容器２０７に接続されている。【０１３１】
主流路２０３の、枝流路２０５、枝流路２０５間、及び枝流路２０５、試料排出口２１５間に、高流入耐圧部２１７が設けられている。高流入耐圧部２１７の内壁の少なくとも一部に、試料溶液の接触角を増大させる表面処理が施されており、それによって枝流路２０５に比べて流入耐圧が高くなっている。【０１３２】
液溜め容器２０７には、枝流路２０５とは異なる位置でエアー抜き流路２０９も接続されている。カバー基板２１１には、エアー抜き流路２０９の液溜め容器２０７とは反対側の端部に対応する位置に、貫通孔からなるエアー排出口２１９が形成されている。【０１３３】
ベース基板１及びカバー基板２１１の材質は特に限定されるものではないが、分注デバイスを使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材があることが好ましい。ベース基板２０１の素材として例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）やシリコーンゴムなどを挙げることができる。また、カバー基板２１１の素材として、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材を挙げることができる。【０１３４】
高流入耐圧部２１７における内壁処理は、例えばフッ素コーティング剤を、高流入耐圧部２１７の少なくとも一部に滴下することで行なう。具体的には、例えばフッ素コーティング剤（NOVEC EGC-1700、３Ｍ社製）を、高流入耐圧部２１７に滴下し、自然乾燥を行なう。【０１３５】
主流路２０３、枝流路２０５、エアー抜き流路２０９、高流入耐圧部２１７の設計例を挙げる。主流路２０３、枝流路２０５、及び高流入耐圧部２１７の深さは２００μｍである。主流路２０３及び枝流路２０５の幅は５００μｍである。高流入耐圧部２１７の幅も主流路と同じく５００μｍである。エアー抜き流路２０９の深さ及び幅はともに１０μｍである。【０１３６】
ＰＤＭＳモールド（Sylgard184、ダウコーニング社製）でベース基板２０１を、カバー基板２１１をポロプロピレンで作製した場合、液体試料を脱イオン水とすると、流路内壁に対する液体試料の接触角はそれぞれ約１０８°、約９５°となる。一方、フッ素コーティング剤（NOVEC, EGC-1700、３Ｍ社製）をコーティングした表面に対する脱イオン水の接触角は約１０５°である。【０１３７】
カバー基板２１１の高流入耐圧部２１７となる部分にフッ素コーティング剤（NOVEC EGC-1700、３Ｍ社製）をコーティングした場合、枝流路２０５の内壁はＰＤＭＳおよびポリプロピレンで構成され、高流入耐圧部２１７の内壁はＰＤＭＳおよびフッ素コーティング剤表面で構成される。【０１３８】
上記例でデバイスを作成した場合、枝流路２０５における負の毛細管力による圧力は約−２３４Ｐａである。また、高流入耐圧部２１７における負の毛細管力による圧力は約−２９７Ｐａである。このように、高流入耐圧部２１７の少なくとも一部に、試料溶液の接触角を増大させるような表面処理を施すことにより、高流入耐圧部２１７の流入耐圧を枝流路２０５に比べて高くすることができる。【０１３９】
上記の高流入耐圧部２１７における内壁処理以外の、流入耐圧を高める方法として、高流入耐圧部２１７の内壁の少なくとも一部の表面粗さを大きく方法がある。
内壁の試薬溶液に対する接触角をθとし、内壁の表面粗さを大きくすることにより内壁の表面積がγ倍になったとすると、見かけの接触角θrはWinzelの式から、
【数２】
2009078107.tif 000004
となる。【０１４０】
上記式（２）から、接触角θが９０°より高い場合、表面粗さを大きくすることにより見かけの接触角が大きくなることが分かる。つまり、高流入耐圧部２１７の内壁の少なくとも一部の表面粗さを大きくすることで、試薬溶液の流入耐圧を高めることができる。【０１４１】
（実施例４）
図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃ、図２２Ｄはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図２２Ａは平面図、図２２Ｂはカバー基板の平面図、図２２Ｃはベース基板の平面図、図２２Ｄは図２２ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。【０１４２】
ベース基板３０１の一表面３０１ａに、液体試料導入流路を構成する主流路３０３及び枝流路３０５を形成するための溝、液溜め容器３０７を形成するための凹部、ならびにエアー抜き流路３０９を形成するための溝が形成されている。ベース基板３０１の一表面３０１ａにカバー基板３１１が貼り合わされている。ベース基板３０１の一表面３０１ａに形成された溝及び凹部をカバー基板３１１で覆うことにより、主流路３０３、枝流路３０５、液溜め容器３０７及びエアー抜き流路３０９が形成されている。【０１４３】
カバー基板３１１に、主流路３０３の一端に対応する位置に、貫通孔からなる試料導入口３１３が形成されている。カバー基板３１１には、主流路３０３の他端に対応する位置に、貫通孔からなる試料排出口３１５も形成されている。【０１４４】
主流路３０３の試料導入口３１３、試料排出口３１５間に複数の枝流路３０５が接続されている。枝流路３０５は液溜め容器３０７と同じ数だけ設けられている。それらの枝流路３０５の主流路３０３とは反対側の端部は互いに異なる液溜め容器３０７に接続されている。【０１４５】
主流路３０３の、枝流路３０５、枝流路３０５間、及び枝流路３０５、試料排出口３１５間に、高流入耐圧部３１７が設けられている。高流入耐圧部３１７は枝流路３０５よりも断面周囲長が短く形成されて、枝流路３０５に比べて流入耐圧が高くなっている。また、主流路３０３及び高流入耐圧部３１７は断面形状が略矩形である。上方から見て、高流入耐圧部３１７の両側壁は、主流路３０３の側壁に比べて流路中央側に突出して設けられている。主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部において、連続した平坦な内壁は上面及び底面の２面である。【０１４６】
液溜め容器３０７には、枝流路３０５とは異なる位置でエアー抜き流路３０９も接続されている。カバー基板３１１には、エアー抜き流路３０９の液溜め容器３０７とは反対側の端部に対応する位置に、貫通孔からなるエアー排出口３１９が形成されている。【０１４７】
ベース基板１及びカバー基板３１１の材質は特に限定されるものではないが、分注デバイスを使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材があることが好ましい。ベース基板３０１の素材として例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）やシリコーンゴムなどを挙げることができる。また、カバー基板３１１の素材として、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材を挙げることができる。【０１４８】
主流路３０３、枝流路３０５、エアー抜き流路３０９、高流入耐圧部３１７の設計例を挙げる。主流路３０３、枝流路３０５、及び高流入耐圧部３１７の深さは５００μｍである。主流路３０３及び枝流路３０５の幅は５００μｍである。高流入耐圧部３１７の幅は２００μｍである。エアー抜き流路３０９の深さ及び幅はともに１０μｍである。【０１４９】
ＰＤＭＳモールド（Sylgard184、ダウコーニング社製）でベース基板３０１を、ポロプロピレンでカバー基板３１１を作製した場合、液体試料を脱イオン水とすると、流路内壁に対する液体試料の接触角はそれぞれ約１０８°、約９５°となる。【０１５０】
上記例でデバイスを作成した場合、枝流路３０５における負の毛細管力による圧力は約−１４８Ｐａである。また、高流入耐圧部３１７における負の毛細管力による圧力は約−２８３Ｐａである。このように、高流入耐圧部３１７の断面周囲長を枝流路３０５の断面周囲長よりも短く形成することにより、高流入耐圧部３１７の流入耐圧を枝流路３０５に比べて高くすることができる。さらに、主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部において、連続した平坦な内壁を上面及び底面の２面にすることにより、連続した平坦な内壁が３面の場合に比べて、試料液体が主流路３０３から高流入耐圧部３１７側へ流入しにくくすることができ、より安定して試料液体を高流入耐圧部３１７で静止させやすくすることができる。【０１５１】
また、図２３に示すように、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃ及び図２２Ｄに示した分注デバイスに対し、高流入耐圧部３１７の流路底面を主流路３０３の流路底面に比べて突出させて、主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部における連続した平坦な内壁を上面のみの１面のみにしてもよい。これにより、試料液体が主流路３０３から高流入耐圧部３１７側へさらに流入しにくくすることができる。【０１５２】
また、図２４に示すように、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃ及び図２２Ｄに示した分注デバイスに対し、高流入耐圧部３１７の流路底面を主流路３０３の流路底面に比べて突出させ、さらに、高流入耐圧部３１７の流路上面を主流路３０３の流路上面に比べて突出させて、主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部において連続した平坦な内壁部分がないようにしてもよい。これにより、試料液体が主流路３０３から高流入耐圧部３１７側へさらに流入しにくくすることができる。【０１５３】
図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃ及び図２２Ｄに示した分注デバイス、図２３に示した分注デバイス、図２４に示した分注デバイスにおいて、高流入耐圧部３１７の内壁の少なくとも一部に、試料溶液の接触角を増大させる表面処理が施されているようにしてもよい。高流入耐圧部３１７における内壁処理は、例えばフッ素コーティング剤を、高流入耐圧部３１７の少なくとも一部に滴下することで行なう。具体的には、例えばフッ素コーティング剤（NOVEC EGC-1700、３Ｍ社製）を、高流入耐圧部３１７に滴下し、自然乾燥を行なう。これにより、高流入耐圧部３１７における流入耐圧をさらに高くすることができる。【０１５４】
（実施例５）
図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、図２５Ｄはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図２５Ａは平面図、図２５Ｂはカバー基板の平面図、図２５Ｃはベース基板の平面図、図２５Ｄは図２５ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。【０１５５】
ベース基板４０１の一表面４０１ａに、液体試料導入流路を構成する主流路４０３、計量流路４０５及び注入流路４２１を形成するための溝、液溜め容器４０７を形成するための凹部、ならびにエアー抜き流路４０９を形成するための溝が形成されている。ベース基板４０１の一表面４０１ａにカバー基板４１１が貼り合わされている。ベース基板４０１の一表面４０１ａに形成された溝及び凹部をカバー基板４１１で覆うことにより、主流路４０３、計量流路４０５、注入流路４２１、液溜め容器４０７及びエアー抜き流路４０９が形成されている。【０１５６】
カバー基板４１１に、主流路４０３の一端に対応する位置に、貫通孔からなる試料導入口４１３が形成されている。カバー基板４１１には、主流路４０３の他端に対応する位置に、貫通孔からなる試料排出口４１５も形成されている。【０１５７】
主流路４０３の試料導入口４１３、試料排出口４１５間に複数の計量流路４０５が接続されている。計量流路４０５は液溜め容器４０７と同じ数だけ設けられている。それらの計量流路４０５の主流路４０３とは反対側の端部は注入流路４２１を介して互いに異なる液溜め容器４０７に接続されている。注入流路４２１は、その流路内壁に対する液体試料の接触角が９０°以上であり、かつ後述する高流入耐圧部４１７に比べて流入耐圧が高くなっている。注入流路４２１は、主流路４０３及び計量流路４０５に液体試料が導入されるときの液体試料導入圧力状態、並びに主流路４０３内の液体試料がパージされるときのパージ圧力状態では液体試料を通さず、それよりも加圧状態で液体試料を通すものである。【０１５８】
主流路４０３の、計量流路４０５、計量流路４０５間、及び計量流路４０５、試料排出口４１５間に、高流入耐圧部４１７が設けられている。高流入耐圧部４１７は計量流路４０５よりも断面周囲長が短く形成されて、計量流路４０５に比べて流入耐圧が高くなっている。【０１５９】
また、主流路４０３の、計量流路４０５、試料排出口４１５間に設けられた高流入耐圧部４１７と試料排出口４１５の間に、高流入耐圧部４１７とは間隔をもって第２高流入耐圧部４２３が設けられている。第２高流入耐圧部４２３は高流入耐圧部４１７よりも断面周囲長が短く形成されて、高流入耐圧部４１７に比べて流入耐圧が高くなっている。【０１６０】
液溜め容器４０７には、計量流路４０５とは異なる位置でエアー抜き流路４０９も接続されている。カバー基板４１１には、エアー抜き流路４０９の液溜め容器４０７とは反対側の端部に対応する位置に、貫通孔からなるエアー排出口４１９が形成されている。【０１６１】
主流路４０３、計量流路４０５、注入流路４２１、エアー抜き流路４０９、高流入耐圧部４１７、第２高流入耐圧部４２３の設計例を挙げる。主流路４０３、計量流路４０５、及び高流入耐圧部４１７の深さは５００μｍである。主流路４０３の幅は５００μｍである。計量流路４０５の長さ及び幅は所定量の液体試料を収容できるように設計されている。注入流路４２１の幅、深さはそれぞれ１００μｍ、５０μｍである。高流入耐圧部４１７の幅は２００μｍである。第２高流入耐圧部４２３の幅、深さはそれぞれ５０μｍ、２０μｍである。エアー抜き流路４０９の深さ及び幅はともに１０μｍである。【０１６２】
ＰＤＭＳモールド（Sylgard184、ダウコーニング社製）でベース基板４０１を、ポロプロピレンでカバー基板４１１を作製した場合、液体試料を脱イオン水とすると、流路内壁に対する液体試料の接触角はそれぞれ約１０８°、約９５°となる。【０１６３】
上記例で、例えば計量流路の最も細い部分の幅を５００μｍとし、デバイスを作成した場合、計量流路４０５における負の毛細管力による圧力は約−１４８Ｐａである。また、高流入耐圧部４１７における負の毛細管力による圧力は約−２８３Ｐａである。また、注入流路４２１の耐圧は約１０２３Ｐａである。したがって、注入流路４２１の耐圧以下の送液圧力で送液すれば、計量流路４０５への液体試料の充填が可能である。さらに、同程度の圧力で送気することにより、主流路４０３のパージ処理も可能である。【０１６４】
図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ、図２６Ｄは、液溜め容器４０７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器４０７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【０１６５】
まず、図２６Ａを参照して説明すると、試料導入口４１３から導入された液体試料が主流路４０３に導入される。主流路４０３に導入された液体試料は、最初の計量流路４０５と主流路４０３の分岐部に到達する。試料導入口４１３側から見て最初の分岐部と次の分岐部の間の主流路４０３には計量流路４０５に比べて流入耐圧が高い高流入耐圧部４１７が設けられているので、液体試料は最初の計量流路４０５に導入される。このとき、計量流路４０５内の気体は注入流路４２１を介して液溜め容器４０７に排出され、液溜め容器４０７内の気体はエアー抜き流路９を介してエアー排出口４１９から排出される。そして、最初の計量流路４０５に液体試料が充填される。このとき、液体試料は高流入耐圧部４１７よりも下流側には流れないことが好ましい。ただし、計量流路４０５に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が高流入耐圧部４１７よりも下流側に流れてもよい。【０１６６】
次に、図２６Ｂを参照して説明する。最初の計量流路４０５が液体試料で満たされると、高流入耐圧部４１７の流入耐圧は注入流路４２１の流入耐圧よりも低いので、液体試料は高流入耐圧部４１７を介して次の計量流路４０５と主流路４０３の分岐部へ導かれる。次の計量流路４０５と主流路４０３の分岐部へ導かれた液体試料は計量流路４０５に導入される。その後、主流路４０３の上流側から下流側へ計量流路４０５に液体試料が順次充填される。【０１６７】
少なくとも、全部の計量流路４０５の合計容量分だけ主流路４０３に液体試料を導入した後、例えば、全部の計量流路４０５の合計容量よりもわずかに多い量だけ主流路４０３に液体試料を導入した後、液体試料に替えてエアーを試料導入口４１３から主流路４０３に導入する。主流路４０３内に存在する液体試料はエアーにより主流路４０３の下流側ならびに計量流路４０５に送られる。そして、主流路４０３の最も下流側に接続された計量流路４０５に液体試料が充填される。このように、途中から液体試料に替えてエアーを主流路４０３に導入することにより、デッドボリュームを低減することができる。なお、液体試料に替えてエアーを主流路４０３に導入しなくても、この分注デバイスでは従来の複雑な流路構成に比べて流路構成が単純なので、従来の分注デバイスに比べてデッドボリュームを低減することができる。【０１６８】
次に、図２６Ｃを参照して説明する。主流路４０３の最も下流側に接続された計量流路４０５に液体試料が充填された後、主流路４０３内に残存する液体試料（デッドボリューム）は第２高流入耐圧部４２３に到達する。第２高流入耐圧部４２３は主流路４０３に比べて流入耐圧が高くなっているので、液体試料は試料排出口４１５側へ流れにくくなる。【０１６９】
次に、図２６Ｄを参照して説明する。図２６Ｃに示した状態で、例えば送液・送気機構の駆動を一定出力のまま送気し続け、試料導入口４１３側から主流路４０３に送気すると、主流路４０３内の圧力が上昇し、主流路４０３内がパージ圧力よりも大きく加圧される。これにより、計量流路４０５内の液体試料が注入流路４２１を介して液溜め容器４０７に注入される。このとき、第２高流入耐圧部４２３に到達した液体試料の一部又は全部が第２高流入耐圧部４２３に流入してもよいが、第２高流入耐圧部４２３に液体試料が流入しないことが好ましい。所定時間経過後、注入流路４２１から液溜め容器４０７への液体試料の注入が完了する。【０１７０】
このように、切替えバルブ等を用いて主流路４０３の試料排出口４１５側を密閉しなくても、計量流路４０５内の液体試料を液溜め容器４０７に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。【０１７１】
さらに、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器４０７への液体試料の注入動作において、シリンジポンプ等の送液・送気機構の駆動を一定出力で行なうことが可能になる。これにより、送液・送気機構の制御が簡単になる。ただし、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器への液体試料の注入動作における送液・送気機構の駆動出力を異ならせるようにしてもよい。【０１７２】
図２５Ａに示した実施例では、第２高流入耐圧部４２３として主流路４０３に比べて幅及び深さが短く形成されて断面周囲長が短くなっているものを用いた。しかし、第２高流入耐圧部４２３の構成はこれに限定されるものではなく、第２高流入耐圧部４２３は高流入耐圧部４１７に比べて高い流入耐圧を備えているものであればどのような構成であってもよい。以下に、第２高流入耐圧部４２３の他の構成例を挙げる。【０１７３】
図２７Ａ、図２７Ｂは第２高流入耐圧部の他の構成例を示す図である。図２７Ａは平面図、図２７Ｂは断面図を示す。
この構成例では、第２高流入耐圧部４２３は、高流入耐圧部４２３よりも断面周囲長が短い複数の細孔によって形成されている。主流路４０３の幅及び深さは５００μｍである。第２高流入耐圧部４２３を構成する細孔の寸法は例えば深さが１０μｍ、幅が２０μｍ、ピッチが２０μｍであり、５００μｍの幅領域に１３本の溝が形成されている。なお、図２７Ａ及び図２７Ｂでは、第２高流入耐圧部４２３を構成する細孔の本数を少なく示している。
このように、第２高流入耐圧部４２３を複数の細孔によって形成することにより、第２高流入耐圧部４２３の流入耐圧を高流入耐圧部４１７に比べて高くすることができる。【０１７４】
図２８Ａ、図２８Ｂは第２高流入耐圧部のさらに他の構成例を示す図である。図２８Ａは平面図、図２８Ｂは断面図を示す。
この構成例では、第２高流入耐圧部４２３は、主流路４０３の底面に設けられた複数の突起物によって形成されている。この突起物の材料はベース基板４０１と同じものであり、主流路４０３等と一体成形されたものである。第２高流入耐圧部４２３を構成する突起物の寸法は例えば高さが４８０μｍ、幅が２０μｍ、ピッチが２０μｍ、長さが５００μｍであり、５００μｍの幅領域に１３本の突起物が形成されている。なお、図２８Ａ及び図２８Ｂでは、第２高流入耐圧部４２３を構成する細孔の本数を少なく示している。
このように、第２高流入耐圧部４２３を複数の突起物によって形成することによっても、第２高流入耐圧部４２３の流入耐圧を高流入耐圧部４１７に比べて高くすることができる。【０１７５】
（実施例６）
図２９Ａ、図２９Ｂはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図２９Ａは平面図、図２９Ｂは図２９ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。この実施例は図２５Ａに示した実施例と同様の構成を備えている。【０１７６】
この実施例が図２５Ａに示した実施例と異なる点は、主流路４０３の、最も下流側の高流入耐圧部４１７と第２高流入耐圧部４２３の間に廃液容器４２５を備えている点である。それ以外の構成は図２５Ａに示した実施例と同じである。廃液容器４２５の設計例は、例えば内径３ｍｍ、深さ１０ｍｍの円柱形状である。第２高流入耐圧部４２３は廃液容器４２５の底面とは間隔をもって廃液容器４２５に接続されている。この実施例では、第２高流入耐圧部４２３は廃液容器４２５の側面上端部に接続されている。これにより、廃液容器４２５に収容された液体試料が第２高流入耐圧部４２３に接触しないようになっている。【０１７７】
図３０Ａ、図３０Ｂは、液溜め容器４０７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器４０７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【０１７８】
図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃを参照して説明した上記流れと同様に、上流側の計量流路４０５から下流側に接続された計量流路４０５に液体試料が充填される。その後、図３０Ａに示すように、主流路４０３内に残存する液体試料（デッドボリューム）は廃液容器４２５に到達する。【０１７９】
次に、図３０Ｂを参照して説明する。デッドボリュームとしての液体試料は廃液容器４２５に収容される。この状態で、液体試料及びパージ用のエアーの送液・送気流量よりも大きな流量で試料導入口４１３から主流路４０３内にエアーを導入して主流路４０３内を加圧する。例えば、液体試料及びパージ用のエアーの送液・送気流量を１００μＬ／分とし、主流路４０３内をより高く加圧する場合の送気流量を２００００μＬ／分とする。第２高流入耐圧部４２３は高流入耐圧部４１７に比べて流入耐圧が高いので、パージ処理時に比べて送液・送気機構の駆動出力を高くして主流路４０３内にエアーを送り込むことにより、主流路４０３内を計量流路４０５内の液体試料が注入流路４２１を介して液溜め容器４０７に注入できる注入圧力にまで高めることができる。これにより、計量流路４０５内の液体試料が注入流路４２１を介して液溜め容器４０７に注入される。【０１８０】
この実施例においても、切替えバルブ等を用いて主流路４０３の試料排出口４１５側を密閉しなくても、計量流路４０５内の液体試料を液溜め容器４０７に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。さらに、液体試料は、試料排出口４１５からは排出されず、廃液容器４２５に収容されるので、液体試料による環境汚染の懸念を低減することができる。
図２９Ａに示した実施例において、第２高流入耐圧部の構造を、図２７Ａ及び図２７Ｂに示したものや、図２８Ａ及び図２８Ｂに示したものにすることも可能である。【０１８１】
（実施例７）
図３１Ａ、図３１Ｂ、図３１Ｃ、図３１Ｄはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図３１Ａは平面図、図３１Ｂはカバー基板の平面図、図３１Ｃはベース基板の平面図、図３１Ｄは図３１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。【０１８２】
ベース基板５０１の一表面５０１ａに、液体試料導入流路を構成する主流路５０３及び枝流路５０５を形成するための溝、液溜め容器５０７を形成するための凹部、ならびにエアー抜き流路５０９を形成するための溝が形成されている。ベース基板５０１の一表面５０１ａにカバー基板５１１が貼り合わされている。ベース基板５０１の一表面５０１ａに形成された溝及び凹部をカバー基板５１１で覆うことにより、主流路５０３、枝流路５０５、液溜め容器５０７及びエアー抜き流路５０９が形成されている。【０１８３】
カバー基板５１１に、主流路５０３の一端に対応する位置に、貫通孔からなる試料導入口５１３が形成されている。カバー基板５１１には、主流路５０３の他端に対応する位置に、貫通孔からなる試料排出口５１５も形成されている。
主流路５０３の試料導入口５１３、試料排出口５１５間に複数の枝流路５０５が接続されている。枝流路５０５は液溜め容器５０７と同じ数だけ設けられている。それらの枝流路５０５の主流路５０３とは反対側の端部は互いに異なる液溜め容器５０７に接続されている。
主流路５０３の、枝流路５０５、試料排出口５１５間に、第３高流入耐圧部５１７が設けられている。第３高流入耐圧部５１７は枝流路５０５よりも断面周囲長が短く形成されて、枝流路５０５に比べて流入耐圧が高くなっている。【０１８４】
液溜め容器５０７には、枝流路５０５とは異なる位置でエアー抜き流路５０９も接続されている。エアー抜き流路５０９は第３高流入耐圧部５１７よりも断面周囲長が短く形成されて、第３高流入耐圧部５１７に比べて流入耐圧が高くなっている。カバー基板５１１には、エアー抜き流路５０９の液溜め容器５０７とは反対側の端部に対応する位置に、貫通孔からなるエアー排出口５１９が形成されている。【０１８５】
ベース基板５０１及びカバー基板５１１の材質は特に限定されるものではないが、分注デバイスを使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材があることが好ましい。ベース基板５０１の素材として例えばポリジメチルシロキサンポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）やシリコーンゴムなどを挙げることができる。また、カバー基板５１１の素材として、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材を挙げることができる。【０１８６】
主流路５０３、枝流路５０５、エアー抜き流路５０９、第３高流入耐圧部５１７の設計例を挙げる。主流路５０３、枝流路５０５、及び第３高流入耐圧部５１７の深さは５００μｍである。主流路５０３及び枝流路５０５の幅は５００μｍである。第３高流入耐圧部５１７の幅は２００μｍである。エアー抜き流路５０９の深さ及び幅はともに１０μｍである。【０１８７】
ベース基板５０１は、例えばドライエッチング技術を用いて形成したシリコン製の鋳型を用い、ＰＤＭＳをモールド成形することによって作製できる。
ＰＤＭＳモールド（Sylgard184、ダウコーニング社製）でベース基板５０１を、ポリプロピレンでカバー基板５１１を作製した場合、液体試料を脱イオン水とすると、流路内壁に対する液体試料の接触角はそれぞれ約１０８°、９５°となる。上記設計例でデバイスを作成した場合、枝流路５０５における負の毛細管力による圧力は約−１４８Ｐａである。また、第３高流入耐圧部５１７における負の毛細管力による圧力は約−２８３Ｐａである。このように、第３高流入耐圧部５１７の断面周囲長を枝流路５０５の断面周囲長よりも短く形成することにより、第３高流入耐圧部５１７の流入耐圧を枝流路５０５に比べて高くすることができる。【０１８８】
図３２Ａ、図３２Ｂ、図３２Ｃ、図３２Ｄは、液溜め容器５０７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【０１８９】
まず、図３２Ａを参照して説明する。試料導入口５１３から導入された液体試料が主流路５０３に導入される。
主流路３に導入された液体試料は、最初の枝流路５０５と主流路５０３の分岐部に到達する。ここで、枝流路５０５には液溜め容器５０７を介してエアー抜き流路５０９が接続されている。また、主流路５０３の下流側には第３高流入耐圧部５１７が設けられている。エアー抜き流路５０９は第３高流入耐圧部５１７に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路５０３と枝流路５０３の分岐部に到達した液体試料は枝流路５０５よりも主流路５０３の下流側に流入しやすい。これにより、液体試料は主流路５０３を流れ、主流路５０３の下流側に設けられた第３高流入耐圧部５１７に到達する。【０１９０】
次に、図３２Ｂを参照して説明する。第３高流入耐圧部５１７は枝流路５０５に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路５０３に導入された液体試料は、液体試料の先頭部分が第３高流入耐圧部５１７に到達した後、主流路５０３から複数の枝流路５０５に同時に流入する。【０１９１】
次に、図３２Ｃを参照して説明する。各液溜め容器５０７に液体試料が充填される。液体試料は複数の枝流路５０５に同時に流入するので、各枝流路５０５及び液溜め容器５０７における液体試料の流量は、試料導入口５１３から主流路５０３に導入される液体試料の流量に比べて低減する。液体試料が枝流路５０５及び液溜め容器５０７に充填される際に、液溜め容器５０７内の気体はエアー抜き流路５０９から排出される。これにより、液溜め容器５０７への液体試料の充填後に液溜め容器５０７内に気泡が形成されるのを防止することができ、液溜め容器５０７内に所定容量の液体試料を確実に充填することができる。また、このとき、液体試料は第３高流入耐圧部５１７よりも下流側には流れないことが好ましい。ただし、枝流路５０５に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が第３高流入耐圧部５１７よりも下流側に流れてもよい。【０１９２】
次に、図３２Ｄを参照して説明する。全部の枝流路５０５及び液溜め容器５０７に液体試料を充填した後、液体試料に替えてエアーを試料導入口５１３から主流路５０３に導入する。エアー抜き流路５０９の流入耐圧は第３高流入耐圧部５１７の流入耐圧よりも高いので、主流路５０３内に存在する液体試料は第３高流入耐圧部５１７を突破して、エアーにより試料排出口５１５から排出される。【０１９３】
この分注デバイスでは従来の複雑な流路構成に比べて流路構成が単純なので、従来の分注デバイスに比べてデッドボリュームを低減することができる。
さらに、この分注デバイスによれば、試料導入口５１３から主流路５０３に導入される液体試料の流量に比べて、枝流路５０５及び液溜め容器５０７における液体試料の流量を低減することができる。したがって、主流路５０３における流量と同じ流量で枝流路５０７に液体試料が導入される構造に比べて、例えば両構造において試料導入口５０３から主流路５０３に液体試料を同じ流量で導入する場合に、枝流路５０５及び液溜め容器５０７における液体試料の流量を低減することができ、液溜め容器５０７内での液体試料の流れを安定させて、液溜め容器５０７内に気泡が取り込まれることなく、液溜め容器５０７に液体試料を充填することができる。特に、多数の液溜め容器を集積化した場合にこの効果は顕著になる。
また、この分注デバイスでは、複数の枝流路５０５及び液溜め容器５０７に液体試料が同時に導入されるので、枝流路５０５及び液溜め容器５０７における液体試料の流量が液溜め容器内で気泡が発生しない範囲内で、試料導入口５１３から主流路５０３に導入される液体試料の流量を大きくすることができる。すなわち、複数の液溜め容器５０７に液体試料を充填する時間を、複数の液溜め容器に液体試料を順次充填する場合に比べて短縮することができる。【０１９４】
（実施例８）
図３３はさらに他の実施例の構成を示す平面図である。この実施例は図３１Ａに示した実施例と同様の構成を備えている。【０１９５】
この実施例が図３１Ａに示した実施例と異なる点は、試料導入口５１３側から見て、４番目の枝流路５０５と５番目の枝流路５０５の間に第４高流入耐圧部５２１ａが設けられている点である。さらに、試料導入口５１３側から見て、７番目の枝流路５０５と８番目の枝流路５０５の間、すなわち最も下流側に位置する枝流路５０５，５０５間に、第４高流入耐圧部５２１ｂが設けられている点でも図３１Ａに示した実施例とは異なる。
第４高流入耐圧部５２１ａ，５２１ｂは、例えば第３高流入耐圧部５１７と同じ寸法で形成されており、主流路５０３に比べて流入耐圧が高くなっている。【０１９６】
図３４Ａ、図３４Ｂ、図３４Ｃ、図３４Ｄは、液溜め容器５０７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【０１９７】
まず、図３４Ａを参照して説明する。試料導入口５１３から導入された液体試料が主流路５０３に導入される。
主流路３に導入された液体試料は、図３２Ａを参照して説明した上記流れと同様にして主流路５０３を流れ、第４高流入耐圧部５２１ａに到達する。その後、図３２Ｂを参照して説明した上記流れと同様にして、液体試料は、液体試料の先頭部分が第４高流入耐圧部５２１ａに到達した後、主流路５０３から複数の枝流路５０５に同時に流入する。【０１９８】
次に、図３４Ｂを参照して説明する。第４高流入耐圧部５２１ａよりも上流側の各液溜め容器５０７に液体試料が充填された後、試料導入口５１３から液体試料の導入を続ける。エアー抜き流路５０９の流入耐圧は第４高流入耐圧部５２１ａの流入耐圧よりも高くなっているので、主流路５０３内に存在する液体試料は第４高流入耐圧部５２１ａを突破して主流路５０３を流れ、第４高流入耐圧部５２１ｂに到達する。液体試料は、液体試料の先頭部分が第４高流入耐圧部５２１ｂに到達した後、主流路５０３から複数の枝流路５０５に同時に流入する。ここで、少なくとも、全部の枝流路５０５及び液溜め容器５０７の合計容量分だけ主流路５０３に液体試料を導入した後、例えば、全部の枝流路５０５及び液溜め容器５０７の合計容量よりもわずかに多い量だけ主流路５０３に液体試料を導入した後、液体試料に替えてエアーを試料導入口５１３から主流路５０３に導入する。【０１９９】
次に、図３４Ｃを参照して説明する。第４高流入耐圧部５２１ｂよりも上流側の各液溜め容器５０７に液体試料が充填された後、試料導入口５１３からエアーの導入を続ける。エアー抜き流路５０９の流入耐圧は第４高流入耐圧部５２１ｂの流入耐圧よりも高くなっているので、主流路５０３内に存在する液体試料は第４高流入耐圧部５２１ｂを突破して主流路５０３を流れ、第３高流入耐圧部５１７に到達する。液体試料は、液体試料の先頭部分が第３高流入耐圧部５１７に到達した後、主流路５０３から、最も下流側の枝流路５０５に流入し、最も下流側の枝流路５０５に液体試料が充填される。【０２００】
次に、図３４Ｄを参照して説明する。全部の枝流路５０５及び液溜め容器５０７に液体試料を充填した後、試料導入口５１３から主流路５０３にエアーの導入を続ける。エアー抜き流路５０９の流入耐圧は第３高流入耐圧部５１７の流入耐圧よりも高いので、主流路５０３内に存在する液体試料は第３高流入耐圧部５１７を突破して、エアーにより試料排出口５１５から排出される。
この分注デバイスでは、図３１Ａに示した実施例に比べてデッドボリュームをさらに低減することができる。【０２０１】
この実施例では、主流路５０３に２つの第４高流入耐圧部５２１ａ，５２１ｂを設けているが、第４高流入耐圧部を設ける枝流路５０５，５０５間の位置及び第４高流入耐圧部の個数は任意である。【０２０２】
例えば、第４高流入耐圧部５２１ａを設けず、最も下流側の枝流路５０５，５０５間のみに第４高流入耐圧部５２１ｂを備えているようにしてもよい。この場合、図３４Ａ〜３４Ｄを参照して説明したのと同様に、デッドボリュームを最小限に抑えることができる。【０２０３】
また、第４高流入耐圧部５２１ｂを設けず、第４高流入耐圧部５２１ａを備えているようにしてもよい。この場合、第４高流入耐圧部５２１ａと第３高流入耐圧部５１７の間に設けられた枝流路５０５及び液溜め容器５０７に液体試料を充填する際に、第４高流入耐圧部５２１ａの下流側で第４高流入耐圧部５２１ａに最も近い枝流路５０５と主流路５０３の分岐部と、第３高流入耐圧部５１７との間の主流路５０３に液体試料が存在していなくてはならないので、デッドボリュームは、少なくとも、第４高流入耐圧部５２１ａの下流側で第４高流入耐圧部５２１ａに最も近い枝流路５０５と主流路５０３の分岐部と、第３高流入耐圧部５１７との間の主流路５０３の容量分になる。この構成でも、図３１Ａに示した実施例に比べてデッドボリュームをさらに低減することができる。【０２０４】
図３１Ａ及び図３３に示した実施例では、主流路５０３、枝流路５０５、液溜め容器５０７及びエアー抜き流路５０９はベース基板５０１に形成された溝及び凹部により形成されているが、主流路、枝流路、液溜め容器及びエアー抜き流路を形成するための溝及び凹部はカバー基板に形成されていてもよいし、ベース基板とカバー基板の両方に形成されていてもよい。【０２０５】
また、図３１Ａ及び図３３に示した実施例において、第３高流入耐圧部５１７、第４高流入耐圧部５２１ａ，５２１ｂは、図２１Ａに示した高流入耐圧部２１７のように、主流路５０３と同じ幅及び深さをもち、第３高流入耐圧部５１７の内壁の少なくとも一部に、試料溶液の接触角を増大させる表面処理が施されており、それによって枝流路５０５に比べて流入耐圧が高くなっているようにしてもよい。【０２０６】
また、主流路５０３と第３高流入耐圧部５１７、第４高流入耐圧部５２１ａ，５２１ｂの接続部は、図２２Ａに示した主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部のように、連続した平坦な内壁は上面及び底面の２面であってもよいし、図２３に示した主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部のように、連続した平坦な内壁は上面のみの１面であってもよいし、図２４に示した主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部のように、連続した平坦な内壁は存在していないようにしてもよい。【０２０７】
（実施例９）
図３５Ａ、図３５Ｂ、図３５Ｃ、図３５Ｄはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図３５Ａは平面図、図３５Ｂはカバー基板の平面図、図３５Ｃはベース基板の平面図、図３５Ｄは図３５ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。【０２０８】
ベース基板６０１の一表面６０１ａに、液体試料導入流路を構成する主流路６０３、計量流路６０５及び注入流路６２１を形成するための溝、液溜め容器６０７を形成するための凹部、ならびにエアー抜き流路６０９を形成するための溝が形成されている。ベース基板６０１の一表面６０１ａにカバー基板６１１が貼り合わされている。ベース基板６０１の一表面６０１ａに形成された溝及び凹部をカバー基板６１１で覆うことにより、主流路６０３、計量流路６０５、注入流路６２１、液溜め容器６０７及びエアー抜き流路６０９が形成されている。【０２０９】
カバー基板６１１に、主流路６０３の一端に対応する位置に、貫通孔からなる試料導入口６１３が形成されている。カバー基板６１１には、主流路６０３の他端に対応する位置に、貫通孔からなる試料排出口６１５も形成されている。【０２１０】
主流路６０３の試料導入口６１３、試料排出口６１５間に複数の計量流路６０５が接続されている。計量流路６０５は液溜め容器６０７と同じ数だけ設けられている。それらの計量流路６０５の主流路６０３とは反対側の端部は注入流路６２１を介して互いに異なる液溜め容器６０７に接続されている。注入流路６２１は、その流路内壁に対する液体試料の接触角が９０°以上であり、かつ後述する第３高流入耐圧部６１７に比べて流入耐圧が高くなっている。注入流路６２１は、主流路６０３及び計量流路６０５に液体試料が導入されるときの液体試料導入圧力状態、並びに主流路６０３内の液体試料がパージされるときのパージ圧力状態では液体試料を通さず、それよりも加圧状態で液体試料を通すものである。【０２１１】
主流路６０３の、計量流路６０５、試料排出口６１５間に、第３高流入耐圧部６１７が設けられている。第３高流入耐圧部６１７は計量流路６０５よりも断面周囲長が短く形成されて、計量流路６０５に比べて流入耐圧が高くなっている。【０２１２】
液溜め容器６０７には、計量流路６０５とは異なる位置でエアー抜き流路６０９も接続されている。カバー基板６１１には、エアー抜き流路６０９の液溜め容器６０７とは反対側の端部に対応する位置に、貫通孔からなるエアー排出口６１９が形成されている。【０２１３】
主流路６０３、計量流路６０５、注入流路６２１、エアー抜き流路６０９、第３高流入耐圧部６１７、第２高流入耐圧部６２３の設計例を挙げる。主流路６０３、計量流路６０５、及び第３高流入耐圧部６１７の深さは５００μｍである。主流路６０３の幅は５００μｍである。計量流路６０５の長さ及び幅は所定量の液体試料を収容できるように設計されている。注入流路６２１の深さ及び幅はともに１０μｍである。第３高流入耐圧部６１７の幅は２００μｍである。エアー抜き流路６０９の深さ及び幅はともに１０μｍである。【０２１４】
ＰＤＭＳモールド（Sylgard184、ダウコーニング社製）でベース基板６０１を、ポロプロピレンでカバー基板６１１を作製した場合、液体試料を脱イオン水とすると、流路内壁に対する液体試料の接触角はそれぞれ約１０８°、約９５°となる。【０２１５】
上記例で、例えば計量流路の最も細い部分の幅を５００μｍとし、デバイスを作成した場合、計量流路６０５における負の毛細管力による圧力は約−１４８Ｐａである。また、第３高流入耐圧部６１７における負の毛細管力による圧力は約−２８３Ｐａである。また、注入流路６２１の耐圧は約７３８３Ｐａである。したがって、注入流路６２１の耐圧以下の送液圧力で送液すれば、計量流路６０５への液体試料の充填が可能である。さらに、同程度の圧力で送気することにより、主流路６０３のパージ処理も可能である。【０２１６】
図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃ、図３６Ｄは、液溜め容器６０７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器６０７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【０２１７】
まず、図３６Ａを参照して説明すると、試料導入口６１３から導入された液体試料が主流路６０３に導入される。主流路６０３に導入された液体試料は、最初の計量流路６０５と主流路６０３の分岐部に到達する。ここで、計量流路６０５には注入流路６２１が接続されている。また、主流路６０３の下流側には第３高流入耐圧部６１７が設けられている。注入流路６２１は第３高流入耐圧部６１７に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路６０３と注入流路６２１の分岐部に到達した液体試料は注入流路６２１よりも主流路６０３の下流側に流入しやすい。これにより、液体試料は主流路６０３を流れ、主流路６０３の下流側に設けられた第３高流入耐圧部６１７に到達する。【０２１８】
次に、図３６Ｂを参照して説明する。第３高流入耐圧部６１７は計量流路６０５に比べて流入耐圧が高くなっているので、主流路６０３に導入された液体試料は、液体試料の先頭部分が第３高流入耐圧部６１７に到達した後、主流路６０３から複数の枝流路６０５に同時に流入し、各計量流路６０５に液体試料が充填される。液体試料は複数の計量流路６０５に同時に流入するので、各計量流路６０５における液体試料の流量は、試料導入口６１３から主流路６０３に導入される液体試料の流量に比べて低減する。液体試料が計量流路６０５に充填される際に、計量流路６０５内の気体は注入流路６２１を介して液溜め容器６０７に排出され、液溜め容器６０７内の気体はエアー抜き流路９を介してエアー排出口６１９から排出される。これにより、計量流路６０５への液体試料の充填後に計量流路６０５内に気泡が形成されるのを防止することができ、計量流路６０５内に所定容量の液体試料を確実に充填することができる。また、このとき、液体試料は第３高流入耐圧部６１７よりも下流側には流れないことが好ましい。ただし、計量流路６０５に流入する液体試料の量に比べて少量の液体試料が第３高流入耐圧部６１７よりも下流側に流れてもよい。【０２１９】
次に、図３６Ｃを参照して説明する。全部の計量流路６０５に液体試料を充填した後、液体試料に替えてエアーを試料導入口６１３から主流路６０３に導入する。注入流路６２２１の流入耐圧は第３高流入耐圧部６１７の流入耐圧よりも高いので、主流路６０３内に存在する液体試料は第３高流入耐圧部６１７を突破して、エアーにより試料排出口６１５から排出される。【０２２０】
次に、図３６Ｄを参照して説明する。試料排出口６１５につながる流路を密閉し、試料導入口６１３側から主流路６０３に送気して、主流路６０３内をパージ圧力よりも大きく加圧する。これにより、計量流路６０５内の液体試料が注入流路６２１を介して液溜め容器６０７に注入される。【０２２１】
この分注デバイスでは従来の複雑な流路構成に比べて流路構成が単純なので、従来の分注デバイスに比べてデッドボリュームを低減することができる。
さらに、この分注デバイスによれば、試料導入口６１３から主流路６０３に導入される液体試料の流量に比べて、計量流路６０５における液体試料の流量を低減することができる。したがって、主流路６０３における流量と同じ流量で計量流路６０５に液体試料が導入される構造に比べて、例えば両構造において試料導入口６０３から主流路６０３に液体試料を同じ流量で導入する場合に、計量流路６０５における液体試料の流量を低減することができ、計量流路６０５内での液体試料の流れを安定させて、計量流路６０５内に気泡が取り込まれることなく、計量流路６０５に液体試料を充填することができる。特に、多数の計量流路を集積化した場合にこの効果は顕著になる。【０２２２】
また、この分注デバイスでは、複数の計量流路６０５に液体試料が同時に導入されるので、計量流路６０５における液体試料の流量が液溜め容器内で気泡が発生しない範囲内で、試料導入口６１３から主流路６０３に導入される液体試料の流量を大きくすることができる。すなわち、複数の計量流路６０５に液体試料を充填する時間を、複数の計量流路６０５に液体試料を順次充填する場合に比べて短縮することができる。【０２２３】
この実施例では、主流路６０３、計量流路６０５、注入流路６２１、液溜め容器６０７及びエアー抜き流路６０９はベース基板６０１に形成された溝及び凹部により形成されているが、主流路、計量流路、注入流路、液溜め容器及びエアー抜き流路を形成するための溝及び凹部はカバー基板に形成されていてもよいし、ベース基板とカバー基板の両方に形成されていてもよい。【０２２４】
図３５Ａに示した実施例において、第３高流入耐圧部６１７は、図２１Ａに示した高流入耐圧部２１７のように、主流路６０３と同じ幅及び深さをもち、第３高流入耐圧部６１７の内壁の少なくとも一部に、試料溶液の接触角を増大させる表面処理が施されており、それによって計量流路６０５に比べて流入耐圧が高くなっているようにしてもよい。【０２２５】
また、主流路６０３と第３高流入耐圧部６１７の接続部は、図２２Ａに示した主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部のように、連続した平坦な内壁は上面及び底面の２面であってもよいし、図２３に示した主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部のように、連続した平坦な内壁は上面のみの１面であってもよいし、図２４に示した主流路３０３と高流入耐圧部３１７の接続部のように、連続した平坦な内壁は存在していないようにしてもよい。【０２２６】
（実施例１０）
図３７はさらに他の実施例の構成を示す平面図である。この実施例は図３５Ａに示した実施例と同様の構成を備えている。【０２２７】
この実施例が図３５Ａに示した実施例と異なる点は、試料導入口６１３側から見て、４番目の枝流路６０５と５番目の枝流路６０５の間に第４高流入耐圧部６２７ａが設けられている点である。さらに、試料導入口５１３側から見て、７番目の枝流路６０５と８番目の枝流路６０５の間、すなわち最も下流側に位置する枝流路６０５，６０５間に、第４高流入耐圧部６２７ｂが設けられている点でも図３５Ａに示した実施例とは異なる。
第４高流入耐圧部６２７ａ，６２７ｂは、例えば第３高流入耐圧部６１７と同じ寸法で形成されており、主流路６０３に比べて流入耐圧が高くなっている。【０２２８】
この実施例では、図３４Ａ〜３４Ｄを参照して説明した図３３に示した実施例における、液体試料が液溜め容器に充填されるときの流れと同様に、まず第４高流入耐圧部６２７ａよりも上流側の計量流路６０５に液体試料が充填され、次に第４高流入耐圧部６２７ａと第４高流入耐圧部６２７ｂの間の計量流路６０５に液体試料が充填され、その後、第４高流入耐圧部６２７ｂと第３高流入耐圧部６１７の間の計量流路６０５に液体試料が充填される。【０２２９】
この実施例でも、図３３に示した実施例と同様に、デッドボリュームを低減することができる。なお、第４高流入耐圧部を設ける計量流路６０５，６０５間の位置及び第４高流入耐圧部の個数は任意である。【０２３０】
（実施例１１）
図３８Ａ、図３８Ｂはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図３８Ａは平面図、図３８Ｂは図３８ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。この実施例は図３５Ａに示した実施例と同様の構成を備えている。【０２３１】
この実施例が図３５Ａに示した実施例と異なる点は、主流路６０３の、第３高流入耐圧部６１７と試料排出口６１５の間に、第３高流入耐圧部６１７とは間隔をもって第５高流入耐圧部６２３が設けられている点である。第５高流入耐圧部６２３は第３高流入耐圧部６１７よりも断面周囲長が短く形成されて、主流路６０３に比べて流入耐圧が高くなっている。【０２３２】
また、第３高流入耐圧部６１７、第５高流入耐圧部６２３間の主流路６０３ａは流路幅が主流路６０３の他の部分に比べて広く形成されている。主流路６０３ａの容量は、パージされる液体試料（デッドボリューム）の容量よりも大きく設計されている。ここでは主流路６０３ａの流路幅を大きくして主流路６０３ａ容量を大きくしているが、第３高流入耐圧部６１７、第５高流入耐圧部６２３間の主流路を蛇行させて、第３高流入耐圧部６１７、第５高流入耐圧部６２３間の主流路の容量を大きくしてもよい。また、第３高流入耐圧部６１７、第５高流入耐圧部６２３間の主流路６０３の深さを深くしてもよい。【０２３３】
図３９Ａ、図３９Ｂは、液溜め容器６０７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器６０７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【０２３４】
図３６Ａ、図３６Ｂを参照して説明した上記流れと同様に、試料導入口６１３から主流路６０３に液体試料が導入され、液体試料が第３高流入耐圧部６１７に到達し、計量流路６０５に液体試料が充填される。
計量流路６０５に液体試料を充填した後、主流路６０３内に残存する液体試料（デッドボリューム）のパージ処理を行なう。図３９Ａに示すように、パージされた液体試料は、は第３高流入耐圧部６１７を突破し、主流路６０３ａに収容される。主流路６０３ａに収容された液体試料の先頭部分は第５高流入耐圧部６２３に到達する。【０２３５】
図３９Ａに示した状態で、例えば送液・送気機構の駆動を一定出力のまま送気し続け、試料導入口６１３側から主流路６０３に送気すると、主流路６０３内の圧力が上昇し、主流路６０３内がパージ圧力よりも大きく加圧される。これにより、計量流路６０５内の液体試料が注入流路６２１を介して液溜め容器６０７に注入される。このとき、第５高流入耐圧部６２３に到達した液体試料の一部又は全部が第５高流入耐圧部６２３に流入してもよいが、第５高流入耐圧部６２３に液体試料が流入しないことが好ましい。所定時間経過後、注入流路６２１から液溜め容器６０７への液体試料の注入が完了する。【０２３６】
このように、切替えバルブ等を用いて主流路６０３の試料排出口６１５側を密閉しなくても、計量流路６０５内の液体試料を液溜め容器６０７に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。【０２３７】
さらに、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器６０７への液体試料の注入動作において、シリンジポンプ等の送液・送気機構の駆動を一定出力で行なうことが可能になる。これにより、送液・送気機構の制御が簡単になる。ただし、液体試料の送液及びパージ処理ならびに液溜め容器への液体試料の注入動作における送液・送気機構の駆動出力を異ならせるようにしてもよい。【０２３８】
図３８Ａに示した実施例では、第５高流入耐圧部６２３として主流路６０３に比べて幅及び深さが短く形成されて断面周囲長が短くなっているものを用いた。しかし、第５高流入耐圧部６２３の構成はこれに限定されるものではなく、第５高流入耐圧部６２３は第３高流入耐圧部６１７に比べて高い流入耐圧を備えているものであればどのような構成であってもよい。【０２３９】
例えば、第５高流入耐圧部６２３は、図２７Ａ、図２７Ｂに示した第２高流入耐圧部４２３と同様に、第３高流入耐圧部６１７よりも断面周囲長が短い複数の細孔によって形成されていてもよい。また、第５高流入耐圧部６２３は、図２８Ａ、図２８Ｂに示した第２高流入耐圧部４２３と同様に、複数の突起物によって形成されていてもよい。【０２４０】
（実施例１２）
図４０はさらに他の実施例の構成を示す平面図である。この実施例は図３８Ａに示した実施例と同様の構成を備えている。【０２４１】
この実施例が図３８Ａに示した実施例と異なる点は、図３７に示した実施例と同様に、第４高流入耐圧部６２７ａ，６２７ｂが設けられている点である。
この実施例でも、図３７に示した実施例での説明と同様に、まず第４高流入耐圧部６２７ａよりも上流側の計量流路６０５に液体試料が充填され、次に第４高流入耐圧部６２７ａと第４高流入耐圧部６２７ｂの間の計量流路６０５に液体試料が充填され、その後、第４高流入耐圧部６２７ｂと第３高流入耐圧部６１７の間の計量流路６０５に液体試料が充填される。したがって、図３３に示した実施例と同様に、デッドボリュームを低減することができる。なお、第４高流入耐圧部を設ける計量流路６０５，６０５間の位置及び第４高流入耐圧部の個数は任意である。【０２４２】
（実施例１３）
図４１Ａ、図４１Ｂはさらに他の実施例の構成を示す図であり、図４１Ａは平面図、図４１Ｂは図４１ＡのＸ−Ｘ位置での断面図である。この実施例は図３８Ａに示した実施例と同様の構成を備えている。【０２４３】
この実施例が図３８Ａに示した実施例と異なる点は、流路幅が他の部分に比べて広く形成された主流路６０３ａに替えて、主流路６０３の、第３高流入耐圧部６１７と第５高流入耐圧部４２３の間に廃液容器６２５を備えている点である。それ以外の構成は図３８Ａに示した実施例と同じである。廃液容器６２５の設計例は、例えば内径３ｍｍ、深さ１０ｍｍの円柱形状である。第５高流入耐圧部６２３は廃液容器６２５の底面とは間隔をもって廃液容器６２５に接続されている。この実施例では、第５高流入耐圧部６２３は廃液容器６２５の側面上端部に接続されている。これにより、廃液容器６２５に収容された液体試料が第５高流入耐圧部６２３に接触しないようになっている。【０２４４】
図４２Ａ、図４２Ｂは、液溜め容器６０７へ液体試料が導入されるときの様子を模式的に示す平面図である。これらの図面において、シボは液体試料、矢印は液体試料の流れ、白抜き矢印はエアー（空気）の流れを示す。これらの図を用いて液溜め容器６０７へ液体試料が導入されるときの流れを説明する。【０２４５】
図３６Ａ、図３６Ｂを参照して説明した上記流れと同様に、試料導入口６１３から主流路６０３に液体試料が導入され、液体試料が第３高流入耐圧部６１７に到達し、計量流路６０５に液体試料が充填される。
計量流路６０５に液体試料を充填した後、主流路６０３内に残存する液体試料（デッドボリューム）のパージ処理を行なう。図４２Ａに示すように、パージされた液体試料は、は第３高流入耐圧部６１７を突破し、廃液容器６２５に収容される。ここで、廃液容器６２５に収容された液体試料は第５高流入耐圧部６２３には接触しない。【０２４６】
次に、図４２Ｂを参照して説明する。デッドボリュームとしての液体試料は廃液容器６２５に収容される。この状態で、液体試料及びパージ用のエアーの送液・送気流量よりも大きな流量で試料導入口６１３から主流路６０３内にエアーを導入して主流路６０３内を加圧する。例えば、液体試料及びパージ用のエアーの送液・送気流量を１００μＬ／分とし、主流路６０３内をより高く加圧する場合の送気流量を２００００μＬ／分とする。第５高流入耐圧部６２３は第３高流入耐圧部６１７に比べて流入耐圧が高いので、パージ処理時に比べて送液・送気機構の駆動出力を高くして主流路４０３内にエアーを送り込むことにより、主流路６０３内を計量流路６０５内の液体試料が注入流路６２１を介して液溜め容器６０７に注入できる注入圧力にまで高めることができる。これにより、計量流路６０５内の液体試料が注入流路６２１を介して液溜め容器６０７に注入される。【０２４７】
この実施例においても、切替えバルブ等を用いて主流路６０３の試料排出口６１５側を密閉しなくても、計量流路６０５内の液体試料を液溜め容器６０７に注入することができ、流路構成を簡単なものにすることができる。さらに、液体試料は、試料排出口６１５からは排出されず、廃液容器６２５に収容されるので、液体試料による環境汚染の懸念を低減することができる。
図４１Ａに示した実施例において、第５高流入耐圧部の構造を、図２７Ａ及び図２７Ｂに示したものや、図２８Ａ及び図２８Ｂに示したものにすることも可能である。【０２４８】
（実施例１４）
図４３はさらに他の実施例の構成を示す平面図である。この実施例は図４１Ａに示した実施例と同様の構成を備えている。【０２４９】
この実施例が図４１Ａに示した実施例と異なる点は、図３７に示した実施例と同様に、第４高流入耐圧部６２７ａ，６２７ｂが設けられている点である。
この実施例でも、図３７に示した実施例での説明と同様に、まず第４高流入耐圧部６２７ａよりも上流側の計量流路６０５に液体試料が充填され、次に第４高流入耐圧部６２７ａと第４高流入耐圧部６２７ｂの間の計量流路６０５に液体試料が充填され、その後、第４高流入耐圧部６２７ｂと第３高流入耐圧部６１７の間の計量流路６０５に液体試料が充填される。したがって、図３３に示した実施例と同様に、デッドボリュームを低減することができる。なお、第４高流入耐圧部を設ける計量流路６０５，６０５間の位置及び第４高流入耐圧部の個数は任意である。【０２５０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、形状、材料、配置、個数、寸法、流路構成などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。【０２５１】
例えば、上記実施例では、液溜め容器に接続されたエアー抜き孔として流路状のエアー抜き流路を備えているが、エアー抜き孔として、エアー抜き流路に替えて疎水性多孔質膜を用いることもできる。例えば、液溜め容器の天井部分に疎水性多孔質膜を配置することにより、液溜め容器に液体試料が注入される際に、疎水性多孔質膜を介して液溜め容器内の気体を外部に排出することができる。
【図１Ａ】
2009078107.tif 000005
【図１Ｂ】
2009078107.tif 000006
【図１Ｃ】
2009078107.tif 000007
【図１Ｄ】
2009078107.tif 000008
【図２Ａ】
2009078107.tif 000009
【図２Ｂ】
2009078107.tif 000010
【図２Ｃ】
2009078107.tif 000011
【図２Ｄ】
2009078107.tif 000012
【図２Ｅ】
2009078107.tif 000013
【図３Ａ】
2009078107.tif 000014
【図３Ｂ】
2009078107.tif 000015
【図３Ｃ】
2009078107.tif 000016
【図３Ｄ】
2009078107.tif 000017
【図３Ｅ】
2009078107.tif 000018
【図４Ａ】
2009078107.tif 000019
【図４Ｂ】
2009078107.tif 000020
【図５】
2009078107.tif 000021
【図６Ａ】
2009078107.tif 000022
【図６Ｂ】
2009078107.tif 000023
【図６Ｃ】
2009078107.tif 000024
【図７Ａ】
2009078107.tif 000025
【図７Ｂ】
2009078107.tif 000026
【図８Ａ】
2009078107.tif 000027
【図８Ｂ】
2009078107.tif 000028
【図９Ａ】
2009078107.tif 000029
【図９Ｂ】
2009078107.tif 000030
【図１０】
2009078107.tif 000031
【図１１】
2009078107.tif 000032
【図１２】
2009078107.tif 000033
【図１３】
2009078107.tif 000034
【図１４】
2009078107.tif 000035
【図１５】
2009078107.tif 000036
【図１６】
2009078107.tif 000037
【図１７】
2009078107.tif 000038
【図１８】
2009078107.tif 000039
【図１９】
2009078107.tif 000040
【図２０】
2009078107.tif 000041
【図２１Ａ】
2009078107.tif 000042
【図２１Ｂ】
2009078107.tif 000043
【図２１Ｃ】
2009078107.tif 000044
【図２１Ｄ】
2009078107.tif 000045
【図２２Ａ】
2009078107.tif 000046
【図２２Ｂ】
2009078107.tif 000047
【図２２Ｃ】
2009078107.tif 000048
【図２２Ｄ】
2009078107.tif 000049
【図２３】
2009078107.tif 000050
【図２４】
2009078107.tif 000051
【図２５Ａ】
2009078107.tif 000052
【図２５Ｂ】
2009078107.tif 000053
【図２５Ｃ】
2009078107.tif 000054
【図２５Ｄ】
2009078107.tif 000055
【図２６Ａ】
2009078107.tif 000056
【図２６Ｂ】
2009078107.tif 000057
【図２６Ｃ】
2009078107.tif 000058
【図２６Ｄ】
2009078107.tif 000059
【図２７Ａ】
2009078107.tif 000060
【図２７Ｂ】
2009078107.tif 000061
【図２８Ａ】
2009078107.tif 000062
【図２８Ｂ】
2009078107.tif 000063
【図２９Ａ】
2009078107.tif 000064
【図２９Ｂ】
2009078107.tif 000065
【図３０Ａ】
2009078107.tif 000066
【図３０Ｂ】
2009078107.tif 000067
【図３１Ａ】
2009078107.tif 000068
【図３１Ｂ】
2009078107.tif 000069
【図３１Ｃ】
2009078107.tif 000070
【図３１Ｄ】
2009078107.tif 000071
【図３２Ａ】
2009078107.tif 000072
【図３２Ｂ】
2009078107.tif 000073
【図３２Ｃ】
2009078107.tif 000074
【図３２Ｄ】
2009078107.tif 000075
【図３３】
2009078107.tif 000076
【図３４Ａ】
2009078107.tif 000077
【図３４Ｂ】
2009078107.tif 000078
【図３４Ｃ】
2009078107.tif 000079
【図３４Ｄ】
2009078107.tif 000080
【図３５Ａ】
2009078107.tif 000081
【図３５Ｂ】
2009078107.tif 000082
【図３５Ｃ】
2009078107.tif 000083
【図３５Ｄ】
2009078107.tif 000084
【図３６Ａ】
2009078107.tif 000085
【図３６Ｂ】
2009078107.tif 000086
【図３６Ｃ】
2009078107.tif 000087
【図３６Ｄ】
2009078107.tif 000088
【図３７】
2009078107.tif 000089
【図３８Ａ】
2009078107.tif 000090
【図３８Ｂ】
2009078107.tif 000091
【図３９Ａ】
2009078107.tif 000092
【図３９Ｂ】
2009078107.tif 000093
【図４０】
2009078107.tif 000094
【図４１Ａ】
2009078107.tif 000095
【図４１Ｂ】
2009078107.tif 000096
【図４２Ａ】
2009078107.tif 000097
【図４２Ｂ】
2009078107.tif 000098
【図４３】
2009078107.tif 000099
【図４４】
2009078107.tif 000100
【国際調査報告】
2009078107.tif 000101
2009078107.tif 000102
2009078107.tif 000103
2009078107.tif 000104