(57)【要約】【課題】  流体流路における流体の流れ状態を簡易な構造で制御できる試料分析装置を提供する。【解決手段】  第一溶液が流下し、開閉が同期する一対の第一弁体２１ａ〜２１ｂを備えた第一流体流路１１と、第二溶液が流下し、開閉が同期する一対の第二弁体２２ａ〜２２ｂを備えた第二流体流路１２とを、一対の第一弁体２１ａ〜２１ｂで挟まれた第一流体流路１１の一部と、一対の第二弁体２２ａ〜２２ｂで挟まれた第二流体流路１２の一部とが共通するように構成し、さらに、第二溶液を分析する分析手段１４を第一流体流路１１に備えた流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップＸ、および、第一弁体２１ａ〜２１ｂと第二弁体２２ａ〜２２ｂとを交互に開閉制御できる弁制御部Ｙを設けた試料分析装置Ｚ。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一溶液が流下し、開閉が同期する一対の第一弁体を備えた第一流体流路と、
第二溶液が流下し、開閉が同期する一対の第二弁体を備えた第二流体流路とを、
前記一対の第一弁体で挟まれた前記第一流体流路の一部と、前記一対の第二弁体で挟まれた前記第二流体流路の一部とが共通するように構成し、さらに、
前記第二溶液を分析する分析手段を前記第一流体流路に備えた流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップ、および、
前記第一弁体と前記第二弁体とを交互に開閉制御できる弁制御部を設けた試料分析装置。
【請求項２】
前記弁制御部が前記第一弁体および前記第二弁体を各別に制御可能なカム機構である請求項１に記載の試料分析装置。
【請求項３】
前記第一弁体および前記第二弁体が一直線上に配置してある請求項１又は２に記載の試料分析装置。
【請求項４】
前記流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップが、
前記第一流体流路および前記第二流体流路を形成した流路基板と、
前記流路基板を支持する支持基板と、
前記流路基板と共に流路を形成し、前記流路基板および前記支持基板によって挟持してある弾性部材とを備え、さらに、
前記支持基板を貫通する通孔に前記第一弁体および前記第二弁体が挿通してあると共に、前記第一弁体および前記第二弁体を前記弾性部材と当接可能に配置してある請求項１〜３の何れか一項に記載の試料分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料が流下する流体流路と、液体試料を分析する分析手段とを設けてあるバイオアッセイ用マイクロチップを備えた試料分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液体試料中に含まれる特定の分子である測定物質、例えば抗原を検出するための光学式の試料分析装置が開示してある。当該試料分析装置では、液体試料を取り扱うブロックユニット（特許文献１における部材１５）が設けてあり、このユニットには、液体試料を導入する導入孔・液体試料を排出する排出孔・液体試料が流下する流体流路、および、液体試料中に含まれる測定物質を分析する分析領域が設けてある。
【０００３】
分析領域には、前記ブロックユニットとは別体のセンサユニット（特許文献１における部材１０）が着脱自在に設けてある。当該センサユニットには、液体試料に含まれる特定の測定物質と相互作用する物質（相互作用物質）を含むように構成してある。従って、流体流路を流下した液体試料に含まれる測定物質がセンサユニット上で相互作用物質と反応し、光学的に分析される。
【０００４】
この試料分析装置内において、液体試料は導入口から導入された後、流体流路を流下する。このとき、液体試料の流れ状態は、ブロックユニットに設けてある空気圧作動式弁あるいはソレノイド作動式弁といった弁体（例えば特許文献１における部材８８）によって制御される。この弁体の開閉制御は制御装置（特許文献１における部材８）により行われている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２９４６０５号（第２３、２７欄等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した試料分析装置内における弁体として、空気圧作動式弁あるいはソレノイド作動式弁を適用できるが、それぞれの弁構造を作動させるための駆動機構が必要となる。
例えば、空気圧作動式弁を作動させるには、圧縮空気供給管路・電磁作動式圧縮空気弁・圧縮空気源等を設ける必要があるため、必然的に装置が複雑かつ大掛かりになる。
また、特許文献１の分析装置においては弁体を複数設けているが、このとき、各弁体の開閉動作は制御装置により個別に制御する必要がある。そのため、制御装置においては、各弁体の開閉タイミングを個別に制御するための指令を出すソフトウェア等が必要となるため、構成が複雑になる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、流体流路における流体の流れ状態を簡易な構造で制御できる試料分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る試料分析装置の第一特徴構成は、
第一溶液が流下し、開閉が同期する一対の第一弁体を備えた第一流体流路と、第二溶液が流下し、開閉が同期する一対の第二弁体を備えた第二流体流路とを、前記一対の第一弁体で挟まれた前記第一流体流路の一部と、前記一対の第二弁体で挟まれた前記第二流体流路の一部とが共通するように構成し、さらに、前記第二溶液を分析する分析手段を前記第一流体流路に備えた流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップ、および、前記第一弁体と前記第二弁体とを交互に開閉制御できる弁制御部を設けた点にある。
【０００９】
上記第一特徴構成によれば、流体が流下する流体流路や流体を分析する分析手段を設けてあるバイオアッセイ用マイクロチップにおいて、流体流路中の流体の流れ状態を制御する弁体を設ける構造としてある。
即ち、本構成では、当該マイクロチップに直接弁体を取付ける。そのため、弁体を取付けるために、当該マイクロチップとは異なる支持体（例えば、特許文献１におけるブロックユニット）を設ける必要はなく、流体流路中の流体の流れ状態を制御できる。
【００１０】
そして、弁構造として開閉が同期する一対の第一弁体、および、開閉が同期する一対の第二弁体をそれぞれ設け、第一弁体と第二弁体とを交互に開閉制御できる弁制御部を備える。即ち、一対の第一弁体を開状態としたとき、一対の第二弁体は閉状態となるように制御できる。このとき、第一流体流路は第一溶液で満たされた状態となる。本構成では、第一流体流路の一部と第二流体流路の一部とが共通するように構成してあるため、この共通する部位は第一溶液で満たされる。
【００１１】
続いて、一対の第二弁体を開状態としたとき、一対の第一弁体は閉状態となるように制御できる。このとき、第二流体流路は第二溶液で満たされた状態となる。本構成では、第一流体流路の一部と第二流体流路の一部とが共通するように構成してあるため、この共通する部位は第二溶液で満たされる。このとき、第二溶液中に気泡が存在する場合は、気泡を排出できるまで第二溶液を第二流体流路に流下させることにより、第一流体流路の一部と第二流体流路の一部とが共通する部位から気泡を除去できる。
【００１２】
この状態で、再び、一対の第一弁体を開状態とし、一対の第二弁体を閉状態となるように制御する。このとき、第一流体流路に第一溶液を流下させると、当該共通する部位に存在する第二溶液は第一溶液によって押し流され、第一流体流路を流下して分析手段に導かれる。
【００１３】
このように、一対の第一弁体と一対の第二弁体とを交互に開閉制御することにより、所望量の第二溶液を、当該共通する部位に充填させることができ、その後、当該第二溶液を第一溶液で押し出すことにより所望量の第二溶液を分析手段に導くことができる。即ち、当該共通する部位は、第二溶液を計量できる区間となる。
そして、第二溶液は気泡のない状態で分析手段に導くことができるため、分析手段における分析を気泡の影響を受けない状態で正確に行うことができる。
【００１４】
以上より、本構成であれば、対となる弁体を同期する状態で制御できるため、対となる弁体を個別に制御しなくてもよい。さらに、第一および第二弁体を交互に開閉動作できる構造となることから、これら複数の弁体の開閉タイミングを個別に制御する必要がなく、簡易な構造で弁体の動作制御を行うことができる。
従って、本構成であれば、試料分析装置の構造を簡略化することができる。
【００１５】
本発明に係る試料分析装置の第二特徴構成は、前記弁制御部が前記第一弁体および前記第二弁体を各別に制御可能なカム機構である点にある。
【００１６】
上記第二特徴構成によれば、軸芯周りに回転する軸体に、第一弁体および第二弁体をそれぞれ交互に開閉制御できるカム体を設ける構造となる。
そして、例えば、第一弁体が開状態となっているときには、第二弁体が閉状態となるように、軸体の表面における周方向位置を異ならせてカム体をそれぞれ配設すれば、第一弁体および第二弁体の動作を同時に制御できる弁制御部を、簡易な構造で構成できる。
【００１７】
本発明に係る試料分析装置の第三特徴構成は前記第一弁体および前記第二弁体が一直線上に配置してある点にある。
【００１８】
上記第三特徴構成によれば、各弁体を直線の部材によって制御できるため、各弁体の動作を制御する弁制御部の構造を、より簡易化することができる。
【００１９】
本発明に係る試料分析装置の第四特徴構成は、前記流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップが、前記第一流体流路および前記第二流体流路を形成した流路基板と、前記流路基板を支持する支持基板と、前記流路基板と共に流路を形成し、前記流路基板および前記支持基板によって挟持してある弾性部材とを備え、さらに、前記支持基板を貫通する通孔に前記第一弁体および前記第二弁体が挿通してあると共に、前記第一弁体および前記第二弁体を前記弾性部材と当接可能に配置してある点にある。
【００２０】
上記第四特徴構成によれば、弾性部材を流路基板と支持基板とで挟み込むことができるため、各流路を確実にシールした空間とすることができる。そのため、第一溶液や第二溶液を導入してから排出するまでの間において、流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップの中を流下する流体が、各流路から漏洩するのを確実に防止できる。
【００２１】
さらに、第一弁体および第二弁体を直接弾性部材に当接させ、第一溶液や第二溶液の流れ状態を制御できるため、確実な流体の制御を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明は、液体試料に含まれる測定物質を検出するためのバイオアッセイ用マイクロチップを備えた試料分析装置である。図１〜３に本実施形態の試料分析装置Ｚを示す。
【００２３】
マイクロチップは、所謂バイオチップの一種であり、近年、半導体等の微細加工技術（ＭＥＭＳ）を応用して製造されたマイクロチップが、生化学・医療等の分野において汎用されている。
マイクロチップは、例えば、基板中に、サンプル注入孔やサンプル排出孔、微小な毛細管状の流体流路、或いは、この流路と接続する分析領域としてのチャンバ・電気泳動カラム・膜分離機構等の構造が形成される。このようなマイクロチップは、主にＤＮＡ分析デバイス・微小電気泳動デバイス・微小クロマトグラフィーデバイス・微小センサー等のように、液体試料に含まれる測定物質を測定する用途で使用される。
【００２４】
本実施形態の試料分析装置ＺにおけるマイクロチップＸは、第一溶液が流下し、開閉が同期する一対の第一弁体２１を備えた第一流体流路１１と、第二溶液が流下し、開閉が同期する一対の第二弁体２２を備えた第二流体流路１２とを設けた流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップである。
そして、一対の第一弁体２１で挟まれた第一流体流路１１の一部と、一対の第二弁体２２で挟まれた第二流体流路１２の一部とが共通するように構成してある。このように第一流体流路１１の一部と第二流体流路１２の一部とが共通する部位を共通部１３とする。
さらに、第二溶液を分析する分析手段１４を第一流体流路１１に備えてある。
また、試料分析装置Ｚは、第一弁体２１と第二弁体２２とを交互に開閉制御できる弁制御部Ｙを設けている。
【００２５】
（マイクロチップ）
マイクロチップＸは安価に入手でき、耐薬品性に優れているといった長所があるガラスプレートを構成材料として利用される。
また、ガラスの他に、石英板やシリコン樹脂・アクリル樹脂等がマイクロチップの構成材料として利用されているが、特にシリコン樹脂のうち、成形容易性および光学的特性の観点から、特に、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、以下、ＰＤＭＳと略する。）を主成分とするＰＤＭＳ基板が好適に利用できる。
ＰＤＭＳ基板はそれ自体、ガラス・アクリル樹脂などと密着性がよい性質を有しており、微細加工を施されたＰＤＭＳ基板に平坦なガラス・アクリル樹脂部材を当接させることにより、流体流路や分析領域となるチャンバを形成することが可能である。
【００２６】
流体成分
本実施形態では、マイクロチップＸの流体流路を流下する流体成分は、第一溶液としてバッファー液、第二溶液として液体試料とする場合を例示する。
【００２７】
「液体試料」とは、分析を行なうべき対象となる測定物質を含む、或いは、含む可能性のある液体のサンプルのことを指す。液体試料はどのような起源由来のものであってもよい。例えば、環境試料・細胞・培養物・組織・体液・尿・血清および生検試料等から得ることができる。
環境試料としては、工場跡地等から採取した土壌や、河川から採取した水等が例示される。そして、環境中より採取された試料は、マイクロチップに形成された流路中を流下できる程度の粘性を有する液体試料となるよう調整する。
【００２８】
液体試料に含まれる「測定物質」は、この測定物質と特異的結合体を形成しうる結合性物質（後述）との結合により捕捉される。特異的複合体は、結合対アッセイを行った結果生じるものであり、後述するように、抗原抗体反応の結果生じる免疫化学的複合体や、相補的な核酸同士のハイブリダイゼーションの結果生じる複合体等が好適に例示される。
【００２９】
測定物質は、化学物質・タンパク質等の高分子・ＤＮＡ断片・微生物又はウィルスおよびその断片・ホルモン等、あらゆる物質が対象となりうる。本発明の試料分析装置Ｚに適用できる測定物質としては、例えば、土壌中に含まれる毒性物質（ＰＣＢ，ダイオキシン）や、油性物質（重油）等の環境汚染の要因となりうる物質、或いは、河川の水に含まれる病原性大腸菌の菌体等が好適に例示される。
【００３０】
バッファー液は、適用した液体試料の緩衝液となり得る溶液であれば公知の何れの溶液であってもよい。
【００３１】
マイクロチップの詳細な構成
図３に示したように、第一流体流路１１の上流端には、バッファー液（第一溶液）を導入する第一導入孔３１ａが、第一流体流路１１の下流端には、第一流体流路１１を流下する流体成分を排出する第一排出孔３１ｂが、それぞれ設けてある。
第一流体流路１１の上流領域および下流領域のそれぞれに開閉が同期する一対の第一弁体２１ａ〜２１ｂが設けてある。第一弁体２１ａは、第一導入孔３１ａと第二弁体２２ａとの間に、第一弁体２１ｂは、第二弁体２２ｂと第一排出孔３１ｂとの間に、それぞれ設けてある。
【００３２】
第二流体流路１２は、第一流体流路１１の第一弁体２１ａと第一弁体２１ｂとの間において第一流体流路１１と接続している。しかし、このような態様に限らず、第一流体流路１１が、第二流体流路１２の第二弁体２２ａと第二弁体２２ｂとの間において第二流体流路１２と接続するように構成してもよい。
【００３３】
第二流体流路１２の上流端には、液体試料（第二溶液）を導入する第二導入孔３２ａが、第二流体流路１２の下流端には、第二流体流路１２を流下する流体成分を排出する第二排出孔３２ｂが、それぞれ設けてある。
【００３４】
第二流体流路１２の上流領域および下流領域のそれぞれに開閉が同期する一対の第二弁体２２ａ〜２２ｂが設けてある。第二弁体２２ａは、第二導入孔３２ａと第一流体流路１１（共通部１３）との間に、第二弁体２２ｂは、第一流体流路１１（共通部１３）と第二排出孔３２ｂとの間に、それぞれ設けてある。
【００３５】
本実施形態では共通部１３を曲折して構成してある。これにより、測定物質を含む液体試料が曲折しながら流下するため、所望量の液体試料を省スペースで保持できる。
【００３６】
各流体流路の長さ或いは断面積は適宜決定することが可能である。特に共通部１３は液体試料（第二溶液）の計量に関与するため、これらのパラメータは重要である。即ち、共通部１３は、流下時における液体試料の攪拌の程度と、当該共通部１３に充填される流体容積とを考慮して、流路長・流路の断面積および曲折数などを決定する。
具体的には、共通部１３で計量できる液体試料は、例えば５〜１０μＬ程度とする。
【００３７】
第一弁体２１および第二弁体２２は一直線上に配置することが可能である。これにより、各弁体２１〜２２の動作を制御する弁制御部Ｙの構造を、より簡易化することができる。具体的には、後述するように、直線状の軸体を備えたカム機構を適用して簡易な弁制御部とすることができる。
しかし、第一弁体２１および第二弁体２２の配置は、一直線上とする態様に限られるものではない。
【００３８】
また、マイクロチップＸは、第一流体流路１１および第二流体流路１２を形成した流路基板４１と、流路基板４１を支持する支持基板４２と、流路基板４１と共に流路を形成して流路基板４１および支持基板４２によって挟持してある弾性部材４３とを備えて構成してある（図１〜２参照）。
【００３９】
このようにマイクロチップＸを構成することにより、弾性部材４３を流路基板４１と支持基板４２とで挟み込むことができるため、各流路を確実にシールした空間とすることができる。そのため、バッファー液や液体試料を導入してから排出するまでの間において、マイクロチップＸの中を流下する流体が各流路から漏洩するのを確実に防止できる。
【００４０】
さらに、支持基板４２を貫通する通孔４４〜４５に第一弁体２１および第二弁体２２がそれぞれ挿通してあると共に、第一弁体２１および第二弁体２２を弾性部材４３と当接可能に配置してある。
【００４１】
これにより、第一弁体２１および第二弁体２２を、直接弾性部材４３に当接させてバッファー液や液体試料の流れ状態を制御できるため、確実な流体の制御を行える。
【００４２】
本実施形態では、支持基板４２をガラス基板とし、流路基板４１をアクリル樹脂基板あるいはＰＤＭＳ基板、弾性部材４３をＰＤＭＳにより構成することができるが、これらの組み合わせに限られるものではない。また、弾性部材４３は、ＰＤＭＳの他に公知のゴム樹脂等を適用できる。流路基板４１や支持基板４２の寸法は適宜設定できるが、例えば、長寸法を３〜５ｃｍ程度、短寸法を１〜２ｃｍ程度とする。
【００４３】
分析手段
分析手段１４は、第一流体流路１１における第二弁体２２ｂの下流に設けてある。
本実施形態における分析手段１４は、結合対アッセイとして抗原抗体反応による免疫学的手法を用いた分析手段を例示するが、これに限られるものではなく、公知の核酸等のハイブリダイゼーションによる生化学的手法を用いた分析手段等も適用できる。
免疫学的手法を用いた分析手段１４の場合、液体試料中に含まれる測定物質と結合して特異的複合体を形成する結合性物質を担持した固定化物質が配置してある構成とすることができる。
【００４４】
「結合性物質」は、測定物質を認識し得る物質、つまり、結合性物質と親和性を有する測定物質を選択的に検出し得る分子認識能を有する物質を意味する。  分子識別能を有する事例としては、例えば、抗体（モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体）・抗体フラグメント−抗原間、ＤＮＡ−ＤＮＡ・ＤＮＡ−ＲＮＡ・ＲＮＡ−ＲＮＡの核酸間でのハイブリダイゼーション（相補的結合）能、または、調節因子・受容体−ホルモン・サイトカイン・神経伝達物質・レクチン等間、または、酵素−基質・補酵素等間の生体応答能が好ましく例示される。
従って、「結合性物質」は、結合性物質と親和性を有する測定物質を選択的に検出し得る分子認識能を有する限り何れの物質をも含む概念であり、抗原・抗体・ＤＮＡ断片・オリゴヌクレオチド・ポリヌクレオチド・ペプチド核酸等の核酸・タンパク質・ペプチド・糖・細胞・微生物等が好ましく例示されるが、これらに限定されるものではない。  例えば、測定物質としてのＰＣＢ、ダイオキシンに対する結合性物質は、それぞれ抗ＰＣＢ抗体、抗ダイオキシン抗体である。
【００４５】
そして、結合性物質は、分析手段１４を形成する部材表面に固相化、或いは、当該結合性物質を固定化物質の表面に担持させた状態で分析手段１４中に収容することにより分析手段１４に配置することができる。
【００４６】
「固定化物質」は、その表面に結合性物質を担持できる水不溶性の物質であれば適用できる。例えば、ラテックス・ポリエチレン・ポリスチレン・ポリプロピレン等の高分子からなる担体、ケイ酸無機担体（ガラス・シリカゲル等）、有機担体（プラスチック・ニトロセルロース・デキストラン等）、活性炭等の炭素系材料、金属粒子・マグネタイト等の磁性体等を挙げることができる。
【００４７】
さらに、固定化物質の形状は、粒子（ビーズ）状・シート状・チューブ状など種々の形態をとりうる。好ましい例としては、粒径０．１〜１０００μｍ程度、好ましくは１〜１００μｍ程度、特に好ましくは１〜５０μｍ程度のビーズ状である。
【００４８】
一方、ナイロン・ニトロセルロース・酢酸セルロース・ガラス繊維および多孔性ポリマー等の多孔性物質が固定化物質として利用可能である。
【００４９】
結合性物質を固定化物質に固定する方法は、公知の手法により行うことができるが、例えば、ポリスチレン担体に抗体（結合性物質）を物理吸着する方法、固定化物質の表面に設けた官能基に「結合性物質」のもつアミノ基などを共有結合する方法がある。結合の後、担体の表面及び表面の未反応官能基を適当なタンパク質・界面活性剤などでブロッキング処理し、非特異反応を抑制することが可能である。
【００５０】
「免疫化学的手法」としては、例えば、固相法によるイムノアッセイの手法を適用することにより液体試料中の測定物質の存在を検出、或いは、定量的測定ができる。イムノアッセイとして公知の所謂「サンドイッチ法」では、例えば抗原のような標的となる測定物質を、標識化抗体と固定化物質表面に固定化された抗体（結合性物質）との間に挟むことにより、分析手段１４において特異的複合体を形成させ、測定物質を捕捉することができる。
【００５１】
このように、特異的複合体を形成する抗体等を標識化しておくことで、測定物質の存在を検出、或いは、定量的測定ができる。尚、測定物質或いは結合性物質の何れかを標識化してもよい。
このようにして、液体試料中の測定物質を高感度に検出することができる。
【００５２】
抗原抗体反応により形成された特異的複合体の検出は、以下のように行う。
例えば、抗体を蛍光（発光）物質により標識化し、その蛍光（発光）強度を直接検出する、もしくは、抗体に酵素を結合し、化学発光基質を用いて酵素反応を行なうことにより光学的変化を検出する。
【００５３】
本実施形態に適用できる蛍光物質は特に限定されるものではなく、適用可能な蛍光物質としては、フルオレセイン・ローダミン・フィコシアニン等が挙げられる。また、本実施形態に適用できる化学発光基質は特に限定されるものではなく、適用可能な化学発光基質としては、ルミノール・イソルミノール・イソルミノール誘導体等を挙げることができる。
【００５４】
反応温度・反応を行う溶液の組成およびｐＨ等は、通常の免疫測定で行われる条件で可能である。例えば、温度は５〜６０℃程度、ｐＨは５〜９程度が好ましい。
【００５５】
蛍光標識した抗体を使用した場合における反応の結果、生成する特異的複合体中に、「測定物質」の量に応じて標識物質が存在することになる。洗浄用バッファーなどを第一導入孔３１ａより導入して第一流体流路１１を流下させ、未反応物を除去した後、標識物質の量を測定することで、「測定物質」を定量することができる。標識物質の定量は、標識物質の種類と共に種々の方法をとりうる。例えば、蛍光測定装置により蛍光物質の蛍光強度を測定する。測定された標識強度を、既知量の「測定物質」を測定した場合の標識強度と比較することにより、液体試料中の測定物質量を決定できる。
【００５６】
（弁制御部）
本実施形態では、第一弁体２１と第二弁体２２とを交互に開閉制御できる弁制御部は、例えば、第一弁体２１および第二弁体２２を各別に制御可能なカム機構５０を適用した場合を例示する（図１〜２参照）。
【００５７】
当該カム機構５０は、軸体５１とカム体５２〜５３とを備える。軸体５１は、当該軸体５１を駆動するモータ等の駆動手段と接続する。そして、軸芯まわりに回転する軸体５１に、第一弁体２１および第二弁体２２をそれぞれ交互に開閉制御できるカム体５２〜５３を設ける構造とする。即ち、カム体５２〜５３は、軸体５１の回転軸からの距離が一定でない部位となり、軸体５１の表面における軸芯方向位置が異なるようにそれぞれ配設する。
【００５８】
そして、例えば、第一弁体２１が開状態となっているときには、第二弁体２２が閉状態とするため、軸体５１の表面における周方向位置が異なるようにカム体５２〜５３をそれぞれ配設する。
【００５９】
カム体５２〜５３を突起構造とした場合、カム体５２〜５３は、軸体５１の回転軸からの距離がカム体のない部位と比べて離間した部位となる。そして、軸体５１の回転に伴いカム体５２〜５３がそれぞれ第一弁体２１あるいは第二弁体２２と当接するように構成する。
【００６０】
例えば、軸体５１の回転におけるある時点で、第一弁体２１ａ〜２１ｂがカム体５２ａ〜５２ｂと当接せず、第二弁体２２ａ〜２２ｂがカム体５３ａ〜５３ｂと当接している場合（図１（ａ）、図２（ａ））、第一弁体２１ａ〜２１ｂは開状態となり、第二弁体２２ａ〜２２ｂは閉状態となる。一方、第一弁体２１ａ〜２１ｂがカム体５２ａ〜５２ｂと当接し、第二弁体２２ａ〜２２ｂがカム体５３ａ〜５３ｂと当接していない場合（図１（ｂ）、図２（ｂ））、第一弁体２１ａ〜２１ｂは閉状態となり、第二弁体２２ａ〜２２ｂは開状態となる。
【００６１】
軸体５１は、一方向の回転でもよく、ステップモータ等により回転方向が反転するように構成してもよい。このとき、一定の回転角度内で反転するように構成できる。第一弁体２１および第二弁体２２の開閉状態を所望の状態にするため、軸体５１の回転および停止のタイミングは、適宜設定することが可能である。例えば、第一弁体２１、第二弁体２２の何れかの弁体を開状態としたとき、軸体５１の動作を停止すると当該開状態が維持される。そして、所望のタイミングで軸体の動作を再開させると当該開状態を解除することができる。
【００６２】
また、カム体５２は、半円形状の突起構造でもよく、軸体５１の周方向に沿ったある長さを有する突起構造でもよい。さらに、カム体５２は、突起構造に限らず、軸体５１の回転軸からの距離が一定でない部位とすれば何れの構造であってもよい。例えば、カム体を凹状構造とすることが可能である。
【００６３】
以上により、第一弁体２１および第二弁体２２の動作を同時に制御できる弁制御部Ｙを簡易な構造で構成できる。
【００６４】
尚、流路基板４１、支持基板４２および弾性部材４３を備えたマイクロチップＸは、弁制御部Ｙに対して位置ズレしないように保持する保持手段により確実に固定する態様としてもよい。
【００６５】
（弁制御部による流体制御）
本発明の試料分析装置Ｚは、上述したマイクロチップＸにおいて、流体流路中の流体の流れ状態を制御する弁体および弁制御部を設ける構造としてある。
【００６６】
即ち、一対の第一弁体２１を開状態としたとき、一対の第二弁体２２は閉状態となるように弁制御部により弁体を制御できる。このとき、第一導入孔３１ａよりバッファー液を導入すると、第一流体流路１１はバッファー液で満たされた状態となる（図３（ａ））。本発明のマイクロチップＸでは、第一流体流路１１の一部と第二流体流路１２の一部とが共通するように構成してあるため、この共通する部位である共通部１３はバッファー液で満たされる。
【００６７】
続いて、一対の第二弁体２２を開状態としたとき、一対の第一弁体２１は閉状態となるように制御する。このとき、第二導入孔３２ａより液体試料を導入すると、第二流体流路１２は液体試料で満たされた状態となる。
本発明のマイクロチップＸでは、第一流体流路１１の一部と第二流体流路１２の一部とが共通するように構成してあるため、この共通する部位である共通部１３は液体試料で満たされる（図３（ｂ））。
【００６８】
このとき、共通部１３の上流側では第一弁体２１ａが閉状態となっているため、液体試料は共通部１３の上流側には流れない。同様に、共通部１３の下流側では第一弁体２１ｂが閉状態となっているため、液体試料は共通部１３の下流側には流れない。
【００６９】
さらに、液体試料中に気泡が存在する場合は、気泡を排出できるまで、液体試料を第二流体流路１２に流下させることにより、共通部１３から気泡を除去できる。
【００７０】
この状態で、再び、一対の第一弁体２１を開状態とし、一対の第二弁体２２を閉状態となるように制御する。このとき、第一導入孔３１ａより第一流体流路１１にバッファー液を流下させると、共通部１３に存在する液体試料はバッファー液によって押し流され、第一流体流路１１を流下して分析手段１４に導かれる（図３（ｃ）〜（ｄ））。
このとき、液体試料は分析手段１４を流下して、液体試料中に含まれる測定物質と、分析手段１４に配置してある結合性物質との反応によって特異的複合体を形成させることができる。
【００７１】
このように、一対の第一弁体２１と一対の第二弁体２２とを交互に開閉制御することにより、所望量の液体試料を共通部１３に充填させることができ、その後、当該液体試料を第一溶液で押し出すことにより所望量の液体試料を分析手段１４に導くことができる。即ち、共通部１３は液体試料を計量できる区間となる。
【００７２】
そして、液体試料は気泡のない状態で分析手段１４に導くことができるため、分析手段１４にて形成された特異的複合体の光学的な分析を気泡の影響を受けない状態で正確に行うことができる。
【００７３】
以上より、本発明の試料分析装置Ｚであれば、対となる弁体（例えば第一弁体２１ａ〜２１ｂ）を同期する状態で制御できるため、対となる弁体を個別に制御しなくてもよい。さらに、第一弁体２１および第二弁体２２を交互に開閉動作できる構造となることから、第一弁体２１および第二弁体２２を同時に制御する構造となるため、これら複数の弁体の開閉タイミングを個別に制御する必要がなくなり、簡易な構造で弁体の動作制御を行うことができる。
従って、試料分析装置Ｚの構造を簡略化することができる。
【００７４】
本発明は、流体としての液体試料が流下する流体流路と、液体試料を分析する分析手段とを設けてあるバイオアッセイ用マイクロチップを備えた試料分析装置において、流体流路を流下する流体の制御に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の試料分析装置の概略図
【図２】弁制御部による弁体の動作を示した概略図
【図３】マイクロチップの上面概略図
【符号の説明】
【００７６】
Ｘ          流体制御弁付きバイオアッセイ用マイクロチップ
Ｙ          弁制御部
Ｚ          試料分析装置
１１        第一流体流路
１２        第二流体流路
１３        共通部
１４        分析手段
２１ａ〜２１ｂ        第一弁体
２２ａ〜２２ｂ        第二弁体
４１        流路基板
４２        支持基板
４３        弾性部材
４４〜４５  通孔
５０        カム機構
【図１】
2006329767.tif 000003
【図２】
2006329767.tif 000004
【図３】
2006329767.tif 000005