(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が単純で、操作は簡便で信頼性が高く、液体に悪影響を及ぼすことがなく、低コストで、小サイズの、液体保存、放出用チップ、ならびに液体保存、放出装置を提供する。【解決手段】液体保存および放出用チップは、構造層１と弾性カバーシートを備え、構造層の一端面には液体保存セル１１と、液体計量セル１２が設けられており、この液体保存セルと液体計量セルは共通の隔壁１３で互いに隔てられている。隔壁には、構造層の両側の端面間を貫通する弁開口部１４が設けられており、弾性カバーシートは構造層に取付けられ密封している。スプールを弁開口部に弁開口部を密封した状態で挿入し、スプールで弾性カバーシートの、弁開口部を覆っている部分を押し上げることができる。このチップの液体保存セルには液体が直接保存されており、この液体はスプールで弾性カバーシートを押し上げ、通常の遠心工程を行うだけで、液体計量セルに放出可能。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造層（１）を備え、構造層（１）の一側の端面に、液体保存セル（１１）と液体計量セル（１２）が設けられており、液体保存セル（１１）と液体計量セル（１２）は、共通の隔壁（１３）で隔てられており、隔壁（１３）には構造層（１）の両側の端面間を貫通する弁開口部（１４）が設けられており、
弾性カバーシート（２）が構造層（１）に取付けられ、液体保存セル（１１）と、液体計量セル（１２）と、弁開口部（１４）を密封するように覆っており、弁開口部（１４）は、弁開口部（１４）を密封するように弁開口部（１４）にスプール（３１）を挿入し、そのスプール（３１）で弾性カバーシート（２）の、弁開口部（１４）を覆っている部分を押し上げることができるように構成されている液体保存および放出用チップ。
【請求項２】
構造層（１）は遠心位置決め孔（１５）をさらに備え、液体保存セル（１１）は液体計量セル（１２）と遠心位置決め孔（１５）の間に位置する請求項１に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項３】
隔壁（１３）の、弾性カバーシート（２）に取付けられる面に貫通溝（１７）が設けられており、貫通溝（１７）は、貫通溝（１７）を介して液体保存セル（１１）と、液体計量セル（１２）と、弁開口部（１４）が互いに連通可能なように構成されており、弾性カバーシート（２）は貫通溝（１７）の面に弾性的に取り付けられている請求項１に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項４】
貫通溝（１７）が弧状の断面形状を有する請求項３に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項５】
弁開口部（１４）に挿入され、弁開口部（１４）を密封しているプランジャ（５）をさらに備え、プランジャ（５）は弁開口部（１４）よりも長さが短い請求項１に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項６】
第２の弾性カバーシート（６）をさらに備え、第２の弾性カバーシート（６）は構造層（１）の、弾性カバーシート（２）と反対側の端面に取付けられており、弁開口部（１４）を覆っている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項７】
第２の弾性カバーシート（６）の素材が、シリカゲル、ラテックス、ポリウレタンのいずかである請求項６に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項８】
弁開口部（１４）の、弾性カバーシート（２）側の端部の断面が、弁開口部（１４）の、第２の弾性カバーシート（６）側の端部の断面よりも小さい請求項６に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項９】
構造層（１）の、弾性カバーシート（２）と反対側の端面に、液体保存セル（１１）と連通しているサンプル供給口（１６）が設けられている請求項１乃至５、７、８のいずれか１項に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項１０】
構造層（１）および／または弾性カバーシート（２）が透明な層である請求項１乃至５、７、８のいずれか１項に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項１１】
構造層（１）の素材が、高分子ポリマ材料、ガラス、金属のいずれか一つまたはそれらを任意に組み合わせたものである請求項１乃至５、７、８のいずれか１項に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項１２】
弾性カバーシート（２）が高分子ポリマ材料製の弾性層、または金属膜性の弾性膜構造であり、弾性カバーシート（２）が０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲の厚みを有する請求項１乃至５、７、８のいずれか１項に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項１３】
弾性カバーシート（２）が片面テープである請求項１乃至５、７、８のいずれか１項に記載の液体保存および放出用チップ。
【請求項１４】
トレー（３）と、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の液体保存および放出用チップを備え、トレー（３）がスプール（３１）を備え、スプール（３１）は、液体保存および放出用チップの弁開口部（１４）に、弁開口部（１４）を密封するように挿入され、液体保存および放出用チップの弾性カバーシート（２）を弁開口部（１４）の位置で押し上げ、循環隙間（４）を形成するように構成されている液体保存および放出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析、検出技術の分野に関し、特に液体保存および放出用チップ、ならびに液体保存および放出用チップを備えた液体保存および放出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生化学反応の大半には液体が必要とされ、液体、特に水は生分子の安定的および動的な反応環境を提供する。このため生化学分析、免疫測定、核酸抽出、たんぱく質抽出、核酸増幅などの大半の生化学反応工程において、液体試薬が添加される。
【０００３】
ポイント・オブ・ケア検査（POCT）において、試薬を反応装置に保存し、その試薬を自動的に放出し添加するようにすることは、最も重要な技術の一つであり、検出装置の自動化、ポータブル性、使いやすさを実現するうえで必須の条件である。従来は、この種の液体の保存にアンプルが一般的に用いられていた。アンプルは通常チップまたは反応装置に載置され、使用前に外部の機械によってアンプルを打撃して、中の液体を放出させる。この方法では、液体を安定的に保存することはできるが、アンプルの取り扱いが難しく、さらにアンプルの小型化が難しいため、チップまたは反応装装置の寸法を小さくするのが難しくなる。さらにこの方法では、アンプルを打撃するための特殊な動作をする機械が必要であり、アンプルを打撃した際に生じるガラスの破片がチップの構造層や、パイプラインなどのブロック構造に刺さる可能性もある。また従来は試薬の保存にブラダーも一般的に用いられていた。例えばi-STAT血液ガス分析装置には反応に用いる試薬の保存用にブラダーが用いられる。使用に際しては、外部からの圧力でブラダーを針に接触するまで押圧し、針でブラダーに穴を開け、内部の液体を放出させる。この方法では、アンプルを用いる場合のようにガラスの破片は生じないが、ブラダーもアンプルと同様に小型化が難しく、また外部の特殊な穴開け機構および外部の力を用いてブラダーを押圧する必要がある。液体を放出させるための動作機構の使用を避けるために、ある研究者はレーザー照射により上部と下部のパイプラインを隔てている膜を焼き切って、液体を放出させることを提案した。この方法では固体レーザーを用いて液体を放出させているため、動作機構を用いる必要がない。しかしこの方法では、チップに複数の層を設ける必要があり、さらにレーザー焼灼により発生する高熱が液体に悪影響を及ぼす可能性もある。レーザーのコストや量も大きな問題となる。またドイツのFreiburg大学の研究チームが、アルミホイルで密封したブラダーを用い、高速遠心分離により、中の液体がブラダーの接着部を突き破ることにより、液体を放出させる方法を提案している。しかし他のブラダーと同様に、このアルミホイルのブラダーは比較的扁平な形状を有するため、チップまたは反応装置に占める面積または体積が大きいという問題がある。さらにアルミホイルのブラダーの製造には特殊な素材および方法が必要であり、さらにブラダーに開口を形成するには大きな遠心力が必要であり、そのためには装置のモータを高速で回転させる必要がある。
【０００４】
このため、従来の液体保存および放出技術に用いる装置は、構造が複雑で、高コストで、寸法が大きく、液体保存および放出の信頼性が低いという問題があった。
【発明の概要】
【０００５】
そこで本発明の目的は構造が単純で、操作が簡単で、低コストで、サイズが小さく、液体保存および放出の信頼性が高い液体保存および放出用のチップを提供することである。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、構造が単純で、液体保存および放出の操作が簡単で、液体保存および放出の操作の信頼性が高い、上記の液体保存および放出用チップを備えた液体保存および放出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を達成する下記の手段を提供する。
【０００８】
液体保存および放出用チップは、構造層を備え、構造層の一側の端面に、液体保存セルと液体計量セルが設けられており、液体保存セルと液体計量セルは、共通の隔壁で隔てられており、隔壁には構造層の両側の端面間を貫通する弁開口部が設けられており、弾性カバーシートが構造層に取付けられ、液体保存セルと、液体計量セルと、弁開口部を密封するように覆っており、弁開口部は、弁開口部を密封するように弁開口部にスプールを挿入し、そのスプールで弾性カバーシートの、弁開口部を覆っている部分を押し上げることができるように構成されている。
【０００９】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、構造層は遠心位置決め孔をさらに備え、液体保存セルは液体計量セルと遠心位置決め孔の間に位置するのが好ましい。
【００１０】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、隔壁の、弾性カバーシートに取付けられる面に貫通溝を設け、貫通溝は、貫通溝を介して液体保存セルと、液体計量セルと、弁開口部が互いに連通可能なように構成し、弾性カバーシートは貫通溝の面に弾性的に取り付けるのが好ましい。
【００１１】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、貫通溝が弧状の断面形状を有するのが好ましい。
【００１２】
上記の液体保存および放出用チップが、弁開口部に挿入され、弁開口部を密封しているプランジャをさらに備え、プランジャは弁開口部よりも長さを短くするのが好ましい。
【００１３】
上記の液体保存および放出用チップが、第２の弾性カバーシートをさらに備え、第２の弾性カバーシートは構造層の、弾性カバーシートと反対側の端面に取付け、弁開口部を覆うようにするのが好ましい。
【００１４】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、第２の弾性カバーシートの素材を、シリカゲル、ラテックス、ポリウレタンのいずれかとするのが好ましい。
【００１５】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、弁開口部の、弾性カバーシート側の端部の断面を、弁開口部の、第２の弾性カバーシート側の端部の断面よりも小さくするのが好ましい。
【００１６】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、構造層の、弾性カバーシートと反対側の端面に、液体保存セルと連通しているサンプル供給口を設けるのが好ましい。
【００１７】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、構造層および／または弾性カバーシートを透明な層とするのが好ましい。
【００１８】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、構造層の素材を、高分子ポリマ材料、ガラス、金属のいずれか一つまたはそれらを任意に組み合わせたものとするのが好ましい。
【００１９】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、弾性カバーシートを高分子ポリマ材料製の弾性層、または金属膜性の弾性膜構造とし、弾性カバーシートが０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲の厚みを有するのが好ましい。
【００２０】
上記の液体保存および放出用チップにおいて、弾性カバーシートを片面テープとするのが好ましい。
【００２１】
本発明はさらに、トレーと、上に記載した液体保存および放出用チップのいずれか一つを備え、トレーがスプールを備え、スプールは、液体保存および放出用チップの弁開口部に、弁開口部を密封するように挿入され、液体保存および放出用チップの弾性カバーシートを弁開口部の位置で押し上げ、循環隙間を形成するように構成されている液体保存および放出装置を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
従来の技術と比べると本発明は下記の効果をもたらす。
【００２３】
本発明の液体保存および放出用チップは、構造層と弾性カバーシートを備えている。構造層の一側の端面には液体保存セルと、液体計量セルが設けられており、この液体保存セルと液体計量セルは共通の隔壁で互いに隔てられている。隔壁には、構造層の両側の端面間を貫通する弁開口部が設けられている。弾性カバーシートは構造層に取付けられ、液体保存セルと、液体計量セルと、弁開口部の一端を覆い、密封している。スプールを弁開口部の他端に挿入することができる。スプールは、弾性カバーシートの、弁開口部を覆っている部分を押し上げるように構成されている。液体が液体保存セルに保存されている。液体保存セルと液体計量セルは隔壁で隔てられているため、弾性カバーシートが液体保存セルと、液体計量セルと、弁開口部を覆っている状態では、液体保存セルと液体計量セルの間は連通しておらず、液体を液体保存セル内に密封した状態で保存することができる。この液体を放出する必要がある場合は、スプールを弁開口部に、弁開口部を密封するように挿入し、スプールで、弾性カバーシートの、弁開口部を覆っている部分を押し上げ、循環隙間を弾性カバーシートと弁開口部の間に形成し、液体保存セルを液体計量セルに連通させる。この状態で液体保存および放出チップに対して、液体保存セルから液体計量セルに向かう遠心方向の遠心操作を行うことにより、液体保存セル中の液体は、遠心力によって循環隙間を通って液体計量セルに流入し、液体の放出が行われる。液体はチップの液体保存セルに直接保存されるため、スプールを用いて弾性カバーシートを押し上げた状態で、通常の遠心操作を行うだけで、液体をチップの液体計量セル中に放出させることができる。このためこのチップは構造が単純で、操作は簡便で信頼性が高い。また液体に悪影響を及ぼすことがなく、低コストで、サイズおよび体積が小さく、装置の統合およびポータブル化が容易である。
【００２４】
本発明の液体保存および放出装置は、トレーと、液体保存および放出用のチップを備えている。液体を放出する際は、トレーのスプールを液体保存および放出用のチップの弁開口部に挿入し、弾性カバーシートをスプールで押し上げて、循環隙間を形成する。この状態で遠心操作を行うことで、液体が液体保存セルから液体計量セルに放出される。このため装置の構造は単純で、液体保存および放出の操作が容易で、液体保存および放出の信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例の液体保存および放出用チップの概略分解図
【図２】本発明の一実施例による液体保存および放出用チップの構造層の上面の構造を示す概略図
【図３】本発明の一実施例による液体保存および放出用チップの構造層の下面の構造を示す概略図
【図４】本発明の一実施例による液体保存および放出用チップの構造層の上面図
【図５】図４のA-A線に沿った概略断面図
【図６】組立前の、本発明の一実施例による液体保存および放出用チップとトレーの構造を示す概略図
【図７】組立後の、本発明の一実施例による液体保存および放出用チップとトレーの概略部分断面図
【図８】本発明の一実施例による第２のタイプの液体保存および放出用チップの構造層の構造を示す概略図
【図９】図８の断面構造を示す概略図
【図１０】図８のB-B線に沿った概略断面図
【図１１】組立後の、図８の液体保存および放出用チップとトレーの、図８のB-B線に沿った概略部分断面図
【図１２】組立後の、図８の液体保存および放出用チップとトレーの、図８のB-B線と直角な方向に沿った概略部分断面図
【図１３】組立後の、本発明の一実施例による第３のタイプの液体保存および放出用チップとトレーの概略部分断面図
【図１４】本発明の一実施例による第４のタイプの液体保存および放出用チップの概略分解図
【図１５】組立後の、図１４の液体保存および放出用チップとトレーの概略部分断面図
【図１６】組立後の、本発明の一実施例による第５のタイプの液体保存および放出用チップとトレーの概略部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、構造が単純で、操作が簡単で、低コストで、小サイズで、液体の保存および放出の信頼性が高い液体保存および放出用のチップを提供する。
【００２７】
さらに本発明は、構造が単純で、液体の保存および放出の操作が簡単で、液体の保存および放出の信頼性が高い、上記の液体保存および放出用のチップを備えた液体保存および放出装置を提供する。
【００２８】
以降、本発明の実施例を示す添付の図面に基づいて、本発明の実施例の特徴を明確および完全に悦明する。当然のことながら、ここで説明する実施例は本発明の実施例の一部に過ぎず、本発明のすべての実施例も網羅するものではない。本願で示す実施例に基づいて当業者が創造的努力をせずに考えることができる、本願で示す実施例以外の実施例は、本発明の範囲内である。
本発明の実施例または従来技術をより明確に説明するために、実施例または従来技術を示す図面は、当然ながら、本発明のいくつかの例を示すものに過ぎず、当業者ならこれらの図面に基づき、発明的創造性を発揮しなくても違う図面を作成できるはずである。
【００２９】
図１乃至７は、本発明の一実施例の液体保存および放出用チップ（以降単に「チップ」と呼ぶ）を示す。チップは構造層１と、弾性カバーシート２を有する。構造層１の一側の端面には少なくとも一つの液体保存セル１１と、少なくとも一つの液体計量セル１２が設けられており、この液体保存セル１１と液体計量セル１２は共通の隔壁１３で互いに隔てられている。隔壁１３には、構造層１の両側の端面間を貫通する弁開口部１４が設けられている。弁開口部１４の一端は隔壁１３の上面に開口し、他端が構造層１の下面に開口している。弾性カバーシート２は構造層１の上面に取付けられ、液体保存セル１１と、液体計量セル１２と、弁開口部１４を覆い、密封している。スプール３１を弁開口部１４に挿入し、弁開口部１４を密封することができる。スプール３１は、弾性カバーシート２の、弁開口部１４を覆っている部分を押し上げるように構成されている。スプール３１の外周面と弁開口部１４の内周面で、両者の間を密封している。
【００３０】
次にこの液体保存および放出用チップの作用を説明する。液体が液体保存セル１１に保存されている。液体保存セル１１と液体計量セル１２は隔壁１３で隔てられているため、弾性カバーシート２が液体保存セル１１と、液体計量セル１２と、弁開口部１４を覆っている状態では、液体保存セル１１と液体計量セル１２の間は連通しておらず、液体を液体保存セル１１内に密封した状態で保存することができる。この液体を放出する必要がある場合は、スプール３１を弁開口部１４に、弁開口部１４を密封するように挿入し、スプール３１で、弾性カバーシート２の、弁開口部１４を覆っている部分を押し上げる。このとき、弾性カバーシート２は弾性を有するため、循環隙間４が弾性カバーシート２と弁開口部１４の間にのみ形成される、すなわち弾性カバーシート２と隔壁１３の上面によって、弁開口部１４に対応する位置にのみ循環隙間４が形成される。その結果液体保存セル１１が液体計量セル１２と連通する。この状態で液体保存および放出用チップに対して、液体保存セル１１から液体計量セル１２に向かう遠心方向の遠心操作を行うことにより、液体保存セル１１中の液体は、遠心力によって循環隙間４を通って液体計量セル１２に流入し、液体の放出が行われる。液体保存セル１１と液体計量セル１２は、チップに直接形成された空洞であり、液体はチップの液体保存セル１１に直接保存されるため、スプール３１を用いて弾性カバーシート２を押し上げた状態で、通常の遠心操作を行うだけで、液体をチップの液体計量セル１２中に放出させることができる。このためこのチップは構造が単純で、操作は簡便で信頼性が高い。またアンプルやブラダーを用いる場合のように、体積の増加や、製造が不便であるという問題もなく、チップのサイズおよび体積を減らすことができ、アンプルやブラダーのような壊す操作や追加の操作および動作機構が不要で、液体に悪影響を及ぼすことがなく、低コストで、装置の統合およびポータブル化が容易である。
【００３１】
図１乃至４に示すように、この実施例の構造層１は遠心位置決め孔１５をさらに有し、液体保存セル１１は液体計量セル１２と遠心位置決め孔１５の間に配置されている。遠心位置決め孔１５は、遠心装置によってチップを回転させることができるように、遠心装置の遠心軸に対するチップの周方向の位置を固定している。液体保存セル１１は液体計量セル１２と遠心位置決め孔１５の間に配置されているため、遠心方向は液体保存セル１１から液体計量セル１２に向かう方向になる。遠心位置決め孔１５は構造層１の両側の端面間を貫通する貫通孔、構造層１の底面に形成された止まり孔のいずれであってもよい。遠心位置決め孔１５が貫通孔である場合は、弾性カバーシート２にも、遠心位置決め孔１５に対応する位置に位置決め孔を設ける。遠心位置決め孔１５が止まり孔である場合は、その遠心位置決め孔１５を遠心軸に対して位置決めできさえすれば、弾性カバーシート２に位置決め孔を設ける必要はない。複数の液体保存セル１１と複数の液体計量セル１２を構造層１に設ける場合は、一つの液体保存セルと１１と一つの液体計量セル１２を一グループとして、各グループを遠心位置決め孔１５を中心に円周方向に均等に分布するように配置する。図面には、２グループの液体保存セル１１と液体計量セル１２を対称配置した例を示す。
【００３２】
もちろんチップの遠心操作としては別の方法を採用することも可能である。例えば、遠心位置決め孔１５を設ける代わりに、チップの外周を遠心装置で固定して遠心操作を行うようにしてもよい。
【００３３】
図８〜１２に示す実施例では、隔壁１３の、弾性カバーシート２に取付けられる面に、液体保存セル１１と、液体計量セル１２と、弁開口部１４とを互いに連通させる貫通溝１７が形成されており、弾性カバーシート２が貫通溝１７の表面に弾性的に取り付けられている。すなわち、貫通溝１７は隔壁１３の上面の弁開口部１４が形成されている部分に設けられており、液体を保存する際は、弾性カバーシート２を貫通溝１７を密封するように貫通溝１７に取付け、液体保存セル１１と液体計量セル１２の連通を遮断する。液体を放出する必要がある場合は、スプール３１を弁開口部１４に弁開口部１４を密封するように挿入し、貫通溝１７の面に、貫通溝１７を密封するように取り付けられている弾性カバーシート２の部分をスプール３１で押し上げる。このとき弾性カバーシート２は窪んだ状態から平坦な状態になることによって、循環隙間４が形成され、液体保存セル１１が貫通溝１７を介して液体計量セル１２に連通するようにするのがよい。この状態で、遠心力により液体は液体保存セル１１から貫通溝１７を通り、液体計量セル１２に流入し、液体の放出が行われる。液体は貫通溝１７内で循環することにより効果的にガイドされ、また液体の分布が一定になり、制御しやすくなる。さらに弾性カバーシート２の、貫通溝１７に対応する部分が部分的に窪んでいるため、スプール３１はこの窪んだ部分を押し上げるだけでよく、貫通溝１７が形成されていないチップと比較すると、スプール３１で弾性カバーシート２の窪んだ部分を部分的に押し上げる力は小さいものとなり、より容易に液体を放出させることができる。
【００３４】
貫通溝１７の断面形状を弧状とし、弾性カバーシート２の、貫通溝１７に対応する部分に弧状の凹部を形成し、弾性カバーシート２を貫通溝１７の面に密着させ、密封されていない部分が生じないように、貫通溝１７を密封させるのが好ましい。
【００３５】
図１３の実施例では、上記のすべての実施例のチップにおいて、弁開口部１４より短く、弁開口部１４に挿入され、弁開口部１４を密封しているプランジャ５をさらに備えている。プランジャ５は前もって一部が弁開口部１４に挿入され、スプール３１がチップ内の液体に直接接触し、液体が汚染されるのを防止している。またプランジャ５を用いることで、スプール３１の弁開口部１４中に突出する部分の長さが大幅に短くなり、チップをスプール３１で支持しやすくなる。
【００３６】
好ましくは、スプール３１はポリテトラフルオロエチレン、シリカゲル、ポリジメチルシロキサン、ポリプロピレンなどの弾性材料製とする。プランジャ５は、弁開口部１４に挿入すると、使用中に脱落しないように弁開口部１４に確実に弾性的に密着するとともに、スプール３１で押されると、弁開口部１４内でスライドし、弾性カバーシート２を部分的に押し上げられるような大きさにするのが望ましい。
【００３７】
図１４、１５に示す実施例では、上記すべての実施例のチップにおいて、第２の弾性カバーシート６をさらに備えている。第２の弾性カバーシート６は、構造層１の、弾性カバーシート２と反対側の端面、すなわち構造層１の底面に取付けられている。第２の弾性カバーシート６は弁開口部１４を覆っている。第２の弾性カバーシート６の面積は構造層１の底面の面積と等しいか、第２の弾性カバーシート６が弁開口部１４を覆うことができる範囲で構造層１の底面の面積より小さい。弁開口部１４の、構造層１の底面側の端部は第２の弾性カバーシート６で密封され、これによりチップはさらに効果的に外部環境から隔離されている。第２の弾性カバーシート６も弾性を有するため、スプール３１は第２の弾性カバーシート６の外側から弁開口部１４に直接挿入することができる。このとき第２の弾性カバーシート６は弾性変形し、スプール３１とともに弁開口部１４内に挿入される。スプール３１がさらに弁開口部１４に挿入されると、第２の弾性カバーシート６が弾性カバーシート２の、弁開口部１４に対応する部分を押し上げ、循環隙間４が形成される。液体放出の工程中は、弁開口部１４は第２の弾性カバーシート６によって常に密封状態にあるため、チップの密封性が向上する。またスプール３１はチップ内の液体と接触しないため、液体が汚染される可能性がない。
【００３８】
第２の弾性カバーシート６の好ましい材料としては、シリカゲル、ラテックス、ポリウレタンが挙げられる。また第２の弾性カバーシート６は大きく弾性変形させる必要があるので、それに応じた大きい弾性が要求される。第２の弾性カバーシート６は部分的あるいは全面で構造層１に接着して、両者の間を密封するのがよい。
【００３９】
第２の弾性カバーシート６が部分的に過大に変形することによって破断するのを防止するために、この実施例の弁開口部１４は、図１６に示すように、弾性カバーシート２側の端部の断面が第２の弾性カバーシート６側の端部の断面より小さくなる形状を有する。具体的には、弁開口部１４は円錐孔、多角錐孔などとすることができる。スプール３１を弁開口部１４に挿入すると、第２の弾性カバーシート６が弾性変形しつつ、弁開口部１４の内壁に密着する。このとき弁開口部１４が上記の形状を有するため、弁開口部１４の両端の断面が同じ大きさである場合と比較して、第２の弾性カバーシート６に加わる張力は小さく、第２の弾性カバーシート６に過大な張力が加わり、シート６が破断する可能性は小さい。
【００４０】
図１乃至４の実施例においては、構造層１の、弾性カバーシート２と反対側の端面に、液体保存セル１１と連通するサンプル供給口１６が設けられており、液体を保存する際は、サンプルをサンプル供給口１６から液体保存セル１１に直接供給することができる。サンプルを供給した後、サンプル供給口１６は片面テープなどで密封する。これにより液体の供給、密封、保存が可能になる。サンプル供給口１６を設けることにより、弾性カバーシート２を構造層１に取付け、両者の間を密封した後で、サンプルを供給することができる。第２の弾性カバーシート６を設ける場合は、第２の弾性カバーシート６の、サンプル供給口１６に対応する位置に貫通孔を設け、この貫通孔からサンプルを供給するようにしてもよい。
【００４１】
あるいは、弾性カバーシート２を構造層１に取付ける前に、液体を外部から液体保存セル１１に直接供給し、その後弾性カバーシート２を構造層１に取付けるようにしてもよい。この場合、サンプル供給口１６を設けずに、液体の密封、保管ができる。サンプル供給口１６を設けるかどうかは、サンプルの供給方法に応じて決めればよい。
【００４２】
この実施例では、チップ内の液体の観察が容易にできるように、構造層１および／または弾性カバーシート２を透明な層とする。すなわち構造層１と弾性カバーシート２の少なくとも一方を透明な層とする。
【００４３】
この実施例では、構造層１の素材として、高分子ポリマ材料、ガラス、金属のいずれか一つまたはそれらを任意に組み合わせたものを用いることができる。具体的に言うと、高分子ポリマ材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィン共重合体、シリカゲル等が挙げられる。
【００４４】
この実施例では、弾性カバーシート２は、高分子ポリマ材料から成る弾性層、または金属膜から成る弾性膜構造であり、０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲の厚みを有する。高分子ポリマ材料としては、ポリジメチルシロキサン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィン共重合体、シリカゲル等が挙げられる。また、弾性カバーシート２は片面テープであり、構造層１の上面に接着される。
【００４５】
図１〜１６に示すように、本発明は、トレー３と、上で説明したすべての実施例において説明した液体保存および放出用のチップを備えた液体保存および放出装置を提供する。トレー３はスプール３１を備えている。スプール３１は、液体保存および放出用のチップの弁開口部１４に弁開口部１４を密封するように挿入され、弁開口部１４に対応する位置から、液体保存および放出用のチップの弾性カバーシート２を押し上げ、循環隙間４を形成することができる。トレー３のスプール３１の数は、チップに形成された弁開口部１４の数と等しく、スプール３１はチップの各弁開口部１４と一対一で対応する位置に配置される。スプール３１の高さは、弁開口部１４の軸方向長さ、プランジャ５が設けられているか否か、貫通溝１７が設けられているか否かに応じて決定されるが、この高さはスプール３１が弾性カバーシート２の、弁開口部１４に対応する部分を押し上げて、循環隙間４を形成することができさえすれば、特に限定されない。液体を放出する際は、チップを、弁開口部１４がスプール３１と一直線上になる状態で、トレー３に載置し、トレー３を回転させて、遠心操作を行う。
【００４６】
この液体保存および放出装置は構造が単純で、体積が小さく、液体保存および放出の操作が簡単で、液体保存および放出の信頼性が高く、装置の統合、ポータブル化が容易である。
【００４７】
上記実施例のうち、後のものほど要素の数が増えており、各実施例ではそれより前の実施例と異なる点について主に説明している。各実施例の要素のうち、その実施例の説明の中で言及されていないものについては、他の実施例の同一または同様の要素の説明を参照されたい。
【００４８】
当業者なら上で開示した実施例の説明に基づき、本発明を実施または使用することができるはずである。また当業者なら上記実施例に様々な変更を行うことが可能であることがわかるはずである。上で説明した本発明の一般的な原理は、本発明の精神あるいは範囲から外れることなしに、本願で開示していない他の実施例にも用いることができる。したがって本発明はここで説明した実施例に限定されるものではなく、ここで開示した原理および新規な特徴に対応する最も広い範囲によって定義されるべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１  構造層
２  弾性カバーシート
３  トレー
４  循環隙間
５  プランジャ
６  第２の弾性カバーシート
１１  液体保存セル
１２  液体計量セル
１３  隔壁
１４  弁開口部
１５  遠心位置決め孔
１６  サンプル供給口
１７  貫通溝
３１  スプール
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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