(57)【要約】  反応槽３０は、コップ型の容器本体３０２と、容器本体３０２の底に形成された貫通孔３０４と、貫通孔３０４と容器本体３０２の開口との間の容器本体３０２の内面の少なくとも一部に形成され容器本体３０２の内部に収容した血液による気密性を有する膜が容器本体３０２の内面に張るのを阻害する成膜阻害部３０６と、濡れ部３０８とを備える。反応槽３０に先に収容した血液が濡れ部３０８に接しているときこの血液の膜が一旦張られ、この血液の膜の縁と反応槽３０の内面と接する部分が第１の超撥水部３０６ａや疎水性溝３０６ｃとなるとこの部分から膜が破れる。よって先に収容した血液と新たに収容した血液希釈液との間に空気が入り込み混合しないという状態になりにくい。
2009113503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状物を複数種類自らの内部に順に収容する混合容器であって、
コップ型の容器本体と、
前記容器本体の底に形成された貫通孔と、
前記貫通孔と前記容器本体の開口との間の該容器本体の内面の少なくとも一部に形成され、前記容器本体の内部に収容した前記液状物による気密性を有する膜が該容器本体の内面に張るのを阻害する成膜阻害部と、
を備えた混合容器。
【請求項２】
前記成膜阻害部は、前記容器本体の中心軸の周りに回転対称性を持たないように形成されている、
請求項１に記載の混合容器。
【請求項３】
前記成膜阻害部は、フラクタル構造又は微細凹凸構造を有する表面である、
請求項１又は２に記載の混合容器。
【請求項４】
前記複数種類の液状物は、水を含有する液体である水系液状物を少なくとも１種類含み、
前記成膜阻害部は、水との接触角θが１５０°以上の超撥水性の表面である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の混合容器。
【請求項５】
前記複数種類の液状物は、水を含有する液体である水系液状物を少なくとも１種類含み、
前記成膜阻害部は、水との接触角θが９０°以上の疎水性の溝である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の混合容器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の混合容器であって、
前記容器本体の内面のうち前記貫通孔から所定の高さまでの全領域に形成され、前記容器本体の内部に収容した前記液状物の濡れ性が確保された濡れ部
を備えた混合容器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の混合容器であって、
前記貫通孔と接続され、毛細管現象により所定の試料を定量採取可能な定量採取管
を備えた混合容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数種類の液状物を複数種類混合する混合容器が知られている。例えば、特許文献１に記載のマイクロミキサーは、２つの供給口を有する蓋板と１つの流出口を有する底板との間に、水平流路基板と垂直流路基板とを交互に複数枚挟んだ構造となっている。この水平流路基板は、櫛状に伸びる水平微小流路を有している。また、垂直流路基板は、線状に貫通形成され水平微小流路に接続される垂直微小流路を有している。このマイクロミキサーの２つの供給口から入った、水を含有する２種類の液体（以下、水系液状物ともいう）は、水平微小流路や垂直微小流路を通って１つの流出口から流出される。このとき、水平微小流路から垂直微小流路へと移る際に流れの方向が変化し、２種類の水系液状物の攪拌・混合の効率が向上するとしている。
【特許文献１】特開２００４−１１３９６７号公報
【発明の開示】
【０００３】
ところで、複数種類の水系液状物を混合する混合容器として、コップ型の容器本体の底に貫通孔を形成し該貫通孔を水系液状物の供給口として用いることが考えられる。こうした混合容器では、複数種類の水系液状物を順に吸い込んで混合する。しかしながら、ある種類の水系液状物を混合容器に先に収容した状態で、後から別の種類の水系液状物を貫通孔から吸い込んで混合しようとしたとき、先に収容されていた水系液状物と後から吸い込んだ水系液状物との間に空気が入り込み、その状態で先に収容されていた水系液状物の膜が容器本体の内面に張ったまま容器本体を上昇していく現象が起きることがあった。こうした現象が起きると、両者はほとんど混合しないため好ましくない。また、こうした現象は、特に水系液状物の容量が微小なときに起こりやすい。
【０００４】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、自らに形成された一つの貫通孔を通して順に内部に収容した複数種類の液状物を効率よく混合することができる混合容器を提供することを主目的とする。
【０００５】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の混合容器は、
液状物を複数種類自らの内部に順に収容する混合容器であって、
コップ型の容器本体と、
前記容器本体の底に形成された貫通孔と、
前記貫通孔と前記容器本体の開口との間の該容器本体の内面の少なくとも一部に形成され、前記容器本体の内部に収容した前記液状物による気密性を有する膜が該容器本体の内面に張るのを阻害する成膜阻害部と、
を備えたものである。
【０００７】
この混合容器では、液状物を内部に収容した状態で貫通孔を通して新たな液状物を収容する際に、混合容器に先に収容した液状物のうち混合容器の内面と接する部分が成膜阻害部である場合には、先に収容した液状物による膜が張るのを阻害する。一方、先に収容した液状物の混合容器の内面と接する部分が成膜阻害部でない場合には、先に収容した液状物により一旦膜が張られ、その後、先に収容した液状物の混合容器の内面と接する部分が成膜阻害部となると、張られていた膜が破れやすい。このようにして、先に収容した液状物の膜が張るのを阻害するため、先に収容した液状物と新たに収容した液状物との間に空気が入り込んで混合しないという状態になりにくい。したがって、自らに形成された一つの貫通孔を通して順に内部に収容した複数種類の液状物を効率よく混合することができる。
【０００８】
本発明の混合容器において、前記成膜阻害部は、前記容器本体の中心軸の周りに回転対称性を持たないように形成されていてもよい。こうすれば、先に収容された液状物のバランスを崩しやすいため、膜の生成を阻害しやすい。また、乱流が発生しやすいため、複数種類の液状物をより効率よく混合することができる。なお、容器本体の中心軸の周りに回転対称性を持たないとは、容器本体をその中心軸の周りに仮想的に回転させたとき、複数形成された成膜阻害部が、３６０°回転するまで元の状態と一致しないことを意味する。
【０００９】
本発明の混合容器において、前記成膜阻害部は、フラクタル構造又は微細凹凸構造を有する表面としてもよい。こうした表面は液状物をよくはじき、膜の生成を阻害しやすいため、成膜阻害部として良好に機能する。例えば、フラクタル構造を有する表面としては、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）のフラクタル表面（水との接触角１７０°以上）が知られている（例えば第４７回コロイド及び界面化学討論会要旨集、ｐ４５２（１９９４））。また、微細な凹凸構造を有する表面としては、ナノピンを有するブルーサイト型水酸化コバルト膜（水との接触角１７８°）が知られている（例えば産総研ＴＯＤＡＹ２００６−０１、ｐ２６−２７）。更に、フラクタル構造を有する表面を形成する薬品としては、アデッソＷＲ−１（日華化学株式会社製，水との接触角１５０°以上）が知られている。
【００１０】
本発明の混合容器において、前記複数種類の液状物は、水を含有する液体である水系液状物を少なくとも１種類含み、前記成膜阻害部は、水との接触角θが１５０°以上の超撥水性の表面としてもよい。こうした表面は、水系液状物をよくはじき、膜の生成を阻害しやすいため、成膜阻害部として良好に機能する。あるいは、本発明の混合容器において、前記複数種類の液状物は、水を含有する液体である水系液状物を少なくとも１種類含み、前記成膜阻害部は、水との接触角θが９０°以上の疎水性の溝であってもよい。こうすれば、容器本体の内部の周方向に溝の段差があるため膜が張りにくいことと溝が疎水性であり水をはじきやすいことが相まって、膜の生成を阻害しやすい。このとき、前記成膜阻害部は、水との接触角θが１５０°以上の超撥水性の溝であってもよい。こうすれば、より一層膜の生成を阻害しやすい。なお、本明細書では、水との接触角が９０°未満を親水性、水との接触角θが９０°以上の場合を疎水性といい、疎水性のうち１１０°から１５０°までを高撥水性、１５０°以上を超撥水性という。
【００１１】
本発明の混合容器は、前記容器本体の内面のうち前記貫通孔から所定の高さまでの全領域に形成され、前記容器本体の内部に収容した前記液状物の濡れ性が確保された濡れ部を備えていてもよい。こうすれば、混合液に気泡を混入させずに貫通孔から排出することができる。すなわち、貫通孔の周辺にも成膜阻害部を設けた場合には、混合容器の内部で混合したあとの混合液を貫通孔から排出するときに混合液に微細な気泡が混入することがあるが、ここでは貫通孔の周辺（貫通孔から所定の高さまでの全領域）に濡れ部を設けたため、そのようなおそれがない。濡れ部とは、液状物との接触が得られ、排出時に空気を優先して通さない程度の濡れ性がある部分であればよく、ここでは、液状物との接触角が９０°以上１５０°以下の表面をいうものとする。また、所定の高さは、例えば、濡れ部の高さと排出した混合液に含まれる気泡の有無との関係を実験等により求め、その関係に基づいて、排出した混合液に気泡が含まれない範囲に設定するものとする。
【００１２】
本発明の混合容器は、前記貫通孔と接続され、毛細管現象により所定の試料を定量採取可能な定量採取管を備えたものとしてもよい。こうすれば、収容しようとする所定の試料を一定量採取することができる。
【００１３】
なお、本発明の混合容器は、水を含まないシリコーンオイルや有機溶媒を用いた反応系、エマルジョン（分散系溶液）の懸濁等に用いることも可能であり、本発明及び以下の記述はこれを否定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】反応装置９０の構成の概略を示す構成図。
【図２】カートリッジ支持機構８０の分解斜視図。
【図３】カートリッジ装着後の斜視図。
【図４】カートリッジ装着後のＡ−Ａ’断面図。
【図５】カートリッジ５０の説明図。
【図６】反応槽３０の斜視図。
【図７】反応槽３０のＢ−Ｂ’断面図。
【図８】反応槽３０のＣ方向に見た図。
【図９】反応槽３０内に血液や血液希釈液を吸い出すときの様子を表す説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明を具現化した一実施形態である反応槽３０を利用した反応装置９０の構成の概略を示す構成図である。図２〜図４は、カートリッジ支持機構８０の説明図であり、図２が分解斜視図、図３が斜視図、図４が図３のＡ−Ａ’断面図である。図５は、カートリッジ５０の説明図であり、図５（ａ）が第１層、図５（ｂ）が第２層の説明図である。図６〜図８は、反応槽３０の説明図であり、図６が斜視図、図７が図６のＢ−Ｂ’断面図、図８が図６のＣ方向に見た図である。【００１６】
本実施形態の反応装置９０は、図１に示すように、カートリッジ５０と、このカートリッジ５０を回転ポート８２に対して回転可能に支持するカートリッジ支持機構８０と、回転ポート８２に着脱自在に取り付けられた反応槽３０と、カートリッジ支持機構８０の回転ステージ３８を介してカートリッジ５０を回転させるモータ３７と、反応槽３０内に気圧を作用させるポンプ３４と、反応槽３０を支持部材９２に固定する反応槽固定部３６と、反応装置９０の全体をコントロールするコントローラ４０とを備えている。また、この反応装置９０は、その最下部に配置される矩形状のベース９０ａと、ベース９０ａの手前側に配設された側面Ｌ字状の支持部材９２とを備えている。この支持部材９２には、中段面９２ａとその中段面９２ａの背面側に上方へ立設した立壁部９２ｂが形成されている。また、支持部材９２の背面側に、ポンプ３４やコントローラ４０などが配設されている。【００１７】
カートリッジ５０は、材質がシクロオレフィンコポリマーにより形成された部材であり、図２に示すように、円板形状に形成された第１層５０ａと、同じく円板形状に形成された第２層５０ｂと、第１層５０ａの上面に形成されこのカートリッジ５０を中心軸で回転させるためのガイド部５３とを備えている。この第１層５０ａは、図５（ａ）に示すように、水系液状物を収容可能な液体収容部５１，５２と、カートリッジ５０の中心軸と同心円状に配設された流通ポート５１ａ，５２ａ及び予備ポート５７ａとを備えている。なお、図５では、図の見やすさを考慮してガイド部５３の図示を省略した。液体収容部５１，５２は、第１層５０ａの内部に設けられ、水系液状物を収容可能な大径のチューブである。この液体収容部５１，５２は、小径のチューブを介して流通ポート５１ａ，５２ａとそれぞれ連通している。また、液体収容部５１，５２は、外気流通路２１を介して外気と連通している。この外気流通路２１は、第１層５０ａの液体収容部５１，５２の外周側の一端同士を接続する第１接続通路２１ａと、この第１接続通路２１ａとカートリッジ５０の上面中央に設けられた通気孔２１ｂとを連通させる第２接続通路２１ｃとを備えている。このうち、第１接続通路２１ａには、疎水性多孔質材が充填されている。なお、図５（ａ）では、疎水性多孔質材を網掛けで示している。この疎水性多孔質材は、水系液状物は通過しないが気体は通過するものであり、ここでは、例えばテフロン多孔材（日東電工社製
テミッシュ）を用いるものとした。流通ポート５１ａ，５２ａは、それぞれ液体収容部５１，５２と連通し、液体収容部５１，５２から反応槽３０へ水系液状物を供給したり、反応槽３０から液体収容部５１，５２へ水系液状物を排出したりする際に用いられる孔であり、第１層５０ａの上面の内周側（当接面５４、図２参照）に設けられている。予備ポート５７ａは、本実施形態では未使用のポートである。ガイド部５３は、図２に示すように、カートリッジ５０の中心軸と同心円状の周壁として形成されている。このガイド部５３は、流通ポート５１ａ，５２ａや他の予備ポートの外側に形成されている。【００１８】
カートリッジ支持機構８０は、図２に示すように、カートリッジ５０のガイド部５３に嵌め込まれる回転ポート８２と、この回転ポート８２を上方から下方へ付勢する押さえ８４と、カートリッジ５０を載置する回転ステージ３８（図１参照）とを備えている。回転ポート８２には、撥水性や撥油性を考慮してフッ素系材料（例えばテフロン（登録商標、以下同じ））を用いた。また、押さえ８４には、耐熱性や断熱性、回転ポート８２が滑り込みやすいこと等を考慮して同じくフッ素系材料（例えばテフロン）を用いた。回転ポート８２は、カートリッジ５０のガイド部５３にはめ込まれ、下面がガイド部５３の内周側の当接面５４に各ポートに配設されたＯリング５５ａを介して当接し、各ポートのうちいずれか１つのポートと反応槽３０とを連通させる１つの流通路８２ａを有している。ここで、Ｏリング５５ａは各ポートに対応して配設されている。押さえ８４は、回転ポート８２の上面の２つの段差部分８２ｂを挟むように上方から下方へ付勢することで回転ポート８２の上下移動及び回転移動を禁止することにより、カートリッジ５０が回転ステージ３８と一体になって回転移動しても回転ポート８２の流通路８２ａの位置を同じ位置に維持するものである。これにより、カートリッジ５０を回転させることで、各ポートのうちのいずれか１つのポートのみが反応槽３０と連通する状態となることを可能としている。なお、Ｏリング５５ａを間に挟むことにより、回転ポート８２とカートリッジ５０の当接面５４とには隙間が形成されることから、この隙間を通って通気孔２１ｂを介してカートリッジ５０の内部に外気が取り込まれたり、カートリッジ５０の内部の気体が排出されたりすることが可能となっている。回転ステージ３８は、円板状であり、支持部材９２の中段面９２ａに回転可能に軸支されている。この回転ステージ３８は、材質が銅をニッケル無電解メッキしたもので、図示しない複数の凸部がその上面の不規則な位置に形成されている。カートリッジ５０の底面には、この凸部が入り込む複数の凹部が各凸部の配置に対応する位置に形成されており（図示せず）、この凸部と凹部とを嵌め込んだ状態でカートリッジ５０を回転ステージ３８に載置すると、回転ステージ３８と一体になってカートリッジ５０が回転可能となる。なお、回転ステージ３８の材質としてはアルミをアルマイト処理したものを用いてもよい。【００１９】
反応槽３０は、図７に示すように、容量１ｍｌのコップ型の容器本体３０２と、この容器本体３０２の円筒型の底に形成された貫通孔３０４と、容器本体３０２の内面に形成された成膜阻害部３０６と、容器本体３０２の内面のうち成膜阻害部３０６の下方に形成された濡れ部３０８と、貫通孔３０４と接続された定量採取管３１０とを有している。容器本体３０２は、疎水性の材質、ここではポリプロピレンで形成されており、下部側ほど細くなる形状となっている。貫通孔３０４は、途中に段差を持つ形状に形成されている。成膜阻害部３０６は、容器本体３０２の内面のうち底を基準（つまり高さゼロ）としたときの高さｈ１（ここでは容器本体３０２の全高の１／１０とか１／５）から高さｈ３（ここでは容器本体３０２の全高）までの間に形成されている。具体的には、高さｈ１から高さｈ２（例えば容器本体３０２の全高の１／２とか１／３）までの領域には上下方向に細長く延びる第１の超撥水部３０６ａが形成され、高さｈ２から高さｈ３に至るまでの領域には内面全体に第２の超撥水部３０６ｂが形成され、高さｈ１から高さｈ３に至るまでの領域には一筋の疎水性溝３０６ｃが形成されている。ここで、第１の超撥水部３０６ａ及び疎水性溝３０６ｃは、容器本体３０２の中心軸の周りに回転対称性を持たないように形成されている。つまり、図８から明らかなように、容器本体３０２をその中心軸の周りに仮想的に回転させたとき、３６０°回転するまで元の状態と一致しないように形成されている。ここで、第１の超撥水部３０６ａ及び疎水性溝３０６ｃは、重なる位置に形成されている。第１及び第２の超撥水部３０６ａ，３０６ｂは、フラクタル構造を有する表面であり、ここではアデッソＷＲ−１（日華化学株式会社製）を無塵綿棒で塗布したあと６０℃で１０分の加熱乾燥を行うことにより形成されている。この第１及び第２の超撥水部３０６ａ，３０６ｂの水との接触角θは１５０°以上である。疎水性溝３０６ｃは、容器本体３０２に設けられた上下方向に延びる凹溝である。この疎水性溝３０６ｃの表面は、超撥水処理が施されておらず容器本体３０２の材質（ここではポリプロピレン）のままであり、水との接触角θはおおよそ９０°である。濡れ部３０８は、容器本体３０２の内面のうち高さゼロから高さｈ１までの領域である。この濡れ部３０８の表面は、容器本体３０２の材質（ここではポリプロピレン）のままであり、水との接触角θがおおよそ９０°の疎水性を示すが、第１及び第２の超撥水部３０６ａ，３０６ｂに比べると水との接触角θが小さい。このため、濡れ部３０８は、第１及び第２の超撥水部３０６ａ，３０６ｂに比して、水系液状物に対する濡れ性が確保されているといえる。定量採取管３１０は、内部に所定の容量を持つように内径と長さとが決められたガラス管であり、貫通孔３０４の下から圧入され上端が貫通孔３０４の段差面に当接している。この定量採取管３１０は、ガラス製のため親水性であり、毛細管現象により試料（例えば血液）を定量採取可能である。ここで、このガラス管の材質や内径は、採取する試料の種類と量とに応じて、採取すべき量の試料が毛細管力により吸い上げられ内部に収められるよう適宜設定されているものとする。【００２０��
この反応槽３０は、図４に示すように、円筒型の底が回転ポート８２の流通路８２ａの段差付き開口にＯリング５５ｂを介して差し込まれることにより回転ポート８２と一体化されている。反応槽３０の上端には、図１に示すように送排気チューブ３４ａが接続されている。このため、反応槽３０には、ポンプ３４の作動により発生した圧力が送排気チューブ３４ａを介して作用し、回転ポート８２を介して接続されたカートリッジ５０のいずれかの液体収容部にその圧力が作用する。【００２１】
モータ３７は、図１に示すように、カートリッジ５０と一体化された回転ステージ３８をステップ的に回転移動させるものである。【００２２】
ポンプ３４は、ダイヤフラムの容積変化で空気を輸送し接続された先に圧力を作用させるいわゆるダイヤフラムポンプである。このポンプ３４は、図１に示すように、送排気チューブ３４ａに接続されこの送排気チューブ３４ａや反応槽３０を介してカートリッジ５０の液体収容部に収容された水系液状物に圧力を作用させるものである。このポンプ３４は、このポンプ３４の吸気口と送気口とのどちらを送排気チューブ３４ａに接続するかを切り替え可能な構成となっている。このポンプ３４の吸気口と送排気チューブ３４ａを接続すると、反応槽３０内の気圧を低くして液体収容部５１，５２から反応槽３０へ水系液状物を吸い出すことができる。また、このポンプ３４の送気口と送排気チューブ３４ａを接続すると、反応槽３０内の気圧を高くして反応槽３０から液体収容部５１，５２へ水系液状物を排出することができる。【００２３】
反応槽固定部３６は、材質が銅をニッケル無電解メッキしたもので、支持部材９２の立壁部９２ｂの中央に固定されており、回転ステージ３８に載置されたカートリッジ５０の上方で反応槽３０を着脱可能に固定するものである。なお、反応槽固定部３６の材質としてはアルミをアルマイト処理したものを用いてもよい。【００２４】
コントローラ４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムを記憶したフラッシュＲＯＭ４３と、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするＲＡＭ４４とを備えている。このコントローラ４０からは、ポンプ３４への送排気チューブ３４ａとの接続状態の変更信号を含む制御信号やモータ３７への制御信号などが出力される。【００２５】
次に、このように構成された反応装置９０の動作、特に試料としての血液を採取して希釈したあと再びカートリッジ５０内に収容するまでの動作について説明する。図９は、血液希釈液を反応槽３０内に吸い出すまでの反応槽３０内の血液や血液希釈液の様子を表す説明図である。なお、初期状態として液体収容部５１には血液希釈液（例えば、生理食塩水）が収容され、液体収容部５２には何も収容されていないものとする。【００２６】
ユーザは、まず、試料としての血液が溜まっているところに、反応槽３０の定量採取管３１０の先を接触させる（図９（ａ）参照）。すると、毛細管現象により、定量採取管３１０の内部に、一定量の血液が収容される。そして、反応槽３０を回転ポート８２と接続し、これをカートリッジ５０に嵌め込む。このとき、カートリッジ５０の流通ポート５１ａと回転ポート８２の流通路８２ａとを一致させる。続いて、反応槽固定部３６の側面に設けられた図示しない扉を開いて反応槽３０の上部が送排気チューブ３４ａと連通し回転ポート８２が押さえ８４により下方へ付勢されるよう側面からスライドさせて、この回転ポート８２の嵌め込まれたカートリッジ５０を回転ステージ３８に載置する。このとき、カートリッジ５０の下面と回転ステージ３８の上面とにそれぞれ設けられた凹凸（図示せず）を嵌合させる。この状態で、回転ステージ３８を回転させた場合には、カートリッジ５０もそれに伴って回転するが、回転ポート８２は回転せず停止した状態のままとなる。【００２７】
次に、図示しないスタートボタンを押下する。するとコントローラ４０のＣＰＵ４２は、フラッシュＲＯＭ４３に記憶されている血液希釈処理ルーチンを読み出して実行する。このルーチンを実行すると、ＣＰＵ４２は、ポンプ３４を作動させて反応槽３０内の気圧を低くし、液体収容部５１に収容されている血液希釈液を反応槽３０内に吸い出す。このときの反応槽３０内の血液や血液希釈液の様子について図９（ｂ）〜（ｅ）を用いて説明する。液体収容部５１内の血液希釈液の反応槽３０内への吸い上げが開始されると（図９（ｂ））、液体収容部５１と流通ポート５１ａとの間に入っていた空気が先に反応槽３０内に吸い出される。続いて、液体収容部５１に収容されていた血液希釈液が反応槽３０内に吸い出される。先に吸い出される空気により、定量採取管３１０内に収容された血液は、高さゼロから高さｈ１までの濡れ部３０８に接している間は、反応槽３０の内面に張った膜となって上方へ移動する（図９（ｃ））。そして、この血液の膜の縁が高さｈ１より上方に形成された成膜阻害部３０６に達すると、第１の超撥水部３０６ａや疎水性溝３０６ｃを通して、血液と血液希釈液との間に含まれていた空気が、血液の膜の上方へと抜ける（図９（ｄ））。すると、血液の膜がこの第１の超撥水部３０６ａや疎水性溝３０６ｃの部分から破れ、血液が落ちて血液希釈液に接触する（図９（ｅ））。このように接触すると、拡散効果により血液が血液希釈液と混合し始める。このように、超撥水部３０６ａは血液や血液希釈液をよくはじき、血液の膜の生成を阻害しやすいため、成膜阻害部３０６として良好に機能する。また、疎水性溝３０６ｃは、容器本体の内部の周方向に溝の段差があるため血液の膜が張りにくいことと溝が疎水性であり血液や血液希釈液をはじきやすいことが相まって、血液の膜の生成を阻害しやすい。しかも、第１の超撥水部３０６ａや疎水性溝３０６ｃは容器本体３０２の中心軸の周りに回転対称性を持たないため、先に収容された血液のバランスを崩しやすく、血液の膜の生成を阻害しやすい。また、乱流が発生しやすいため、血液と血液希釈液をより効率よく混合することができる。【００２８】
その後、ポンプ３４の作動を継続し反応槽３０内の気圧を低くし続けることで外気流通路２１、液体収容部５１、流通ポート５１ａ、流通路８２ａを介して反応槽３０内に外気を取り込み続け、反応槽３０内に収容された血液及び希釈液を５秒間攪拌し、反応槽３０内で血液を希釈する。続いて、回転ステージ３８を回転させて流通ポート５２ａと反応槽３０とを連通させ、ポンプ３４の接続状態を切り替えてポンプ３４を作動させて反応槽３０内の気圧を高くし、反応槽３０内の希釈された血液を液体収容部５２へ排出する。このとき、排出の途中で反応槽３０内に残っている希釈された血液が濡れ部３０８に接しているときには、第１及び第２の超撥水部３０６ａ，３０６ｂや疎水性溝３０６ｃの部分に比して大きな濡れ性（つまり、小さな接触角）でもってこの内面と接している。このため、この内面に沿う部分から空気が混入することなく希釈された血液が液体収容部５２に排出される。こうしたあとは、希釈した血液を使いたいときにこのカートリッジ５０を取り付けて、ポート２と反応槽３０とを接続し、希釈した血液を液体収容部５２から吸い出して使用する。なお、濡れ部３０８が形成されている領域の高さｈ１は、ここでは、濡れ部３０８の高さと排出した混合液に含まれる気泡の有無との関係を実験等により求め、その関係に基づいて、排出した混合液に気泡が含まれない最大の値に設定されている。また、容器本体３０２の内面の高さｈ２から高さｈ３までの領域には、全体に第２の超撥水部３０６ｂが形成されているから、例えば吸引時や攪拌時などに何らかの原因により液体が飛散した場合に、反応槽の内壁への付着を防ぎ落下させることができる。特に飛散した量が微量の場合には超撥水性を有していない内壁だと付着しやすいので有効である。【００２９】
以上詳述した本実施形態の反応装置９０によれば、反応槽３０に先に収容した血液が濡れ部３０８に接している場合には、この血液による膜が一旦張られ、その後、この血液の膜の縁と反応槽３０の内面と接する部分が第１の超撥水部３０６ａや疎水性溝３０６ｃとなると、この部分から膜が破れる。このようにして、先に収容した血液と新たに収容した血液希釈液の間に空気が入り込んで混合しないという状態になりにくい。したがって、反応槽３０の自らに形成された一つの貫通孔３０４を通して順に内部に収容した血液と血液希釈液とを効率よく混合することができる。【００３０】
また、反応槽３０は、第１の超撥水部３０６ａ、第２の超撥水部３０６ｂ及び疎水性溝３０６ｃを有しているから、超撥水部と疎水性溝の何れかのみを有するものに比して、容器本体３０２に収容した血液及び血液希釈液をより確実に混合することができる。【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。【００３２】
例えば、上述した実施形態では、反応槽３０は、第１及び第２の超撥水部３０６ａ，３０６ｂ及び疎水性溝３０６ｃを有するものとしたが、これらのうちのいずれか一つのみを有するものとしてもよい。これらの場合でも、反応槽３０の自らに形成された一つの貫通孔３０４を通して順に内部に収容した血液と血液希釈液とを効率よく混合することができる。【００３３】
上述した実施形態では、成膜阻害部３０６は上下方向に細長く延びる第１の超撥水部３０６ａを１つ有するものとしたが、上下方向に細長く延びる超撥水部を２つ以上有するものとしてもよい。このとき、２つ以上の超撥水部を容器本体３０２の中心軸の周りに回転対称性を持たないように形成することが好ましい。こうすれば、上述したとおり、先に収容された血液のバランスを崩しやすく、血液の膜の生成を阻害しやすいからである。また、乱流が発生しやすいため、血液と血液希釈液をより効率よく混合することができるからである。【００３４】
上述した実施形態では、疎水性溝３０６ｃを１筋の凹溝としたが、２筋以上の凹溝としてもよい。このとき、２筋以上の凹溝を容器本体３０２の中心軸の周りに回転対称性を持たないように形成することが好ましい。こうすれば、上述したとおり、先に収容された血液のバランスを崩しやすく、血液の膜の生成を阻害しやすいからである。また、乱流が発生しやすいため、血液と血液希釈液をより効率よく混合することができるからである。【００３５】
上述した実施形態では、容器本体３０２の内面の高さｈ２から高さｈ３の領域の全体に形成された第２の超撥水部３０６ｂを有するものとしたが、その内面の高さｈ２から高さｈ３の領域の一部に形成された超撥水部を有するものとしてもよい。例えば、高さｈ１から高さｈ２までの領域に形成した上下方向に細長く延びる第１の超撥水部３０６ａを高さｈ３まで延長したような超撥水部を有するものとしてもよい。【００３６】
上述した実施形態では、容器本体３０２の内面の高さｈ１から高さｈ２の領域において、一部の領域に第１の超撥水部３０６ａを形成するものとしたが、容器本体３０２の内面の高さｈ１から高さｈ２の領域の全てに超撥水部を形成するものとしてもよい。【００３７】
上述した実施形態では、容器本体３０２の内面の高さゼロから高さｈ１の領域は、濡れ部３０８とし超撥水部や疎水性溝を設けないものとしたが、この領域に、超撥水部を設けるものとしてもよいし、疎水性溝を設けるものとしてもよい。このとき、この領域の全体に超撥水部を設けるものとしてもよい。あるいは、容器本体３０２の内面の高さゼロから高さｈ１に至る疎水性溝を設けるものとしてもよい。【００３８】
上述した実施形態では、フラクタル構造を有する第１及び第２の超撥水部３０６ａ，３０６ｂを採用したが、これらの超撥水部の代わりに、例えば、針状突起が複数配列された表面や円柱状突起が複数配列された表面など、微細凹凸構造を有する超撥水部を採用してもよい。【００３９】
上述した実施形態では、フラクタル構造の表面をアデッソＷＲ−１を用いて形成したしたが、例えば、ＡＫＤ（アルキルケテンダイマー）を融点（６５℃程度）より高温にして一旦融解し、温度を下げてもう一度結晶化させるなど、他の方法によりフラクタル構造の表面を形成してもよい。【００４０】
上述した実施形態では、疎水性溝３０６ｃは、高さｈ１から高さｈ２までの領域では容器本体３０２の材質のままの凹溝としたが、例えば、表面に撥水コートを施した凹溝としてもよい。【００４１】
上述した実施形態では、第１の超撥水部３０６ａ及び疎水性溝３０６ｃは、重なる位置に形成されているものとしたが、第１の超撥水部３０６ａ及び疎水性溝３０６ｃは重ならない位置に形成されているものとしてもよい。これらは、重なる位置に形成されていた方が、重ならない位置に形成されているよりも膜の生成を阻害する効果は高い。【００４２】
上述した実施形態では、容器本体３０２と、貫通孔３０４と、成膜阻害部３０６と、濡れ部３０８と、定量採取管３１０とを有する反応槽３０としたが、これらのうちの定量採取管３１０以外のものを有する反応槽３０としてもよい。【００４３】
上述した実施形態では、反応槽３０は、血液と血液希釈液とを混合するものとしたが、他の化学反応に使用する複数種類の水系液状物など、血液の希釈以外の用途に使用する複数種類の水系液状物を混合するものとしてもよい。こうした場合でも、反応槽３０の自らに形成された一つの貫通孔３０４を通して順に内部に収容した複数種類の水系液状物を効率よく混合することができる。【００４４】
本出願は、２００８年３月１３日に出願された日本国特許出願第２００８−０６４２４６号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、複数種類の液状物を混合する場合に用いられ、例えば、血液と血液希釈液とを混合したり、化学反応に使用する複数種類の水系液状物を混合したりする場合に用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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