(57)【要約】【課題】使用時に所定量の液体を適正に移送することが可能な液体封入カートリッジ、液体封入カートリッジの製造方法および送液方法を提供する。【解決手段】液体封入カートリッジ１００において、注入口２２３より注入された液体が予め封入され、回転されることにより付与される遠心力によって液体が移送される。液体封入カートリッジ１００は、液体を貯留する液体貯留部２１０と、一端２２１および他端２２２が液体貯留部２１０と接続され、注入口２２３を有するバイパス流路２２０と、遠心力が付与されると、液体貯留部２１０から液体が移送される移送流路２４３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入口より注入された液体が予め封入され、回転されることにより付与される遠心力によって前記液体が移送される液体封入カートリッジであって、
前記液体を貯留する液体貯留部と、
一端および他端が前記液体貯留部と接続され、前記注入口を有するバイパス流路と、
前記遠心力が付与されると、前記液体貯留部から前記液体が移送される移送流路と、を備える、液体封入カートリッジ。
【請求項２】
前記バイパス流路は、前記液体貯留部よりも断面積が小さい、請求項１に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項３】
前記バイパス流路は、前記注入口から前記液体が注入されるときに空気を排出するための空気口を更に含み、
前記注入口は、前記空気口と前記一端との間に配される、請求項１または２に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項４】
前記液体貯留部を封止する封止部を更に備える、請求項１ないし３の何れか一項に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項５】
前記封止部は、前記液体貯留部と前記移送流路との間に設けられた第１封止部を含む、請求項４に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項６】
前記液体貯留部に空気を導入する通気流路を更に備え、
前記封止部は、前記液体貯留部と前記通気流路との間に設けられた第２封止部を含む、請求項４または５に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項７】
前記バイパス流路は、前記空気口と前記注入口との間に、前記空気の通過は可能で、かつ、前記液体の通過を抑止する液止め部を更に備える、請求項３に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項８】
前記液止め部は、前記注入口と前記一端との間の前記バイパス流路よりも断面積が小さくされた狭窄部である、請求項７に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項９】
前記液止め部は、前記注入口と前記他端との間の前記バイパス流路の内表面よりも疎水性が高い内表面を有する疎水性部である、請求項７または８に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項１０】
前記注入口は、前記液体貯留部に前記液体が注入された後に閉塞されている、請求項１ないし９の何れか一項に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項１１】
前記空気口は、前記液体貯留部に前記液体が注入された後に閉塞されている、請求項３に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項１２】
前記液体貯留部は、前記液体封入カートリッジを回転させるための回転軸を中心とした円周方向に互いに対向し、それぞれ、前記回転軸を中心とした円の２つの径方向に沿って延びる一対の内壁を有する、請求項１ないし１１の何れか一項に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項１３】
前記一端は、前記他端よりも、前記移送流路に近接した位置に配される、請求項１ないし１２の何れか一項に記載の液体封入カートリッジ。
【請求項１４】
液体を貯留するための液体貯留部と、一端および他端が前記液体貯留部と接続され、前記液体を注入するための注入口を有するバイパス流路と、を備える液体封入カートリッジを作製する工程と、
前記液体を前記注入口から注入する工程と、を含む、液体封入カートリッジの製造方法。
【請求項１５】
前記液体が前記液体貯留部に貯留された後に、前記注入口を閉塞する工程を含む、請求項１４に記載の液体封入カートリッジの製造方法。
【請求項１６】
液体を貯留するための液体貯留部と、一端および他端が前記液体貯留部と接続され、前記液体を注入するための注入口を有するバイパス流路と、前記液体貯留部から前記液体を移送するための移送流路と、を備える液体封入カートリッジを用いた送液方法であって、
前記液体封入カートリッジを回転させることにより付与される遠心力によって前記液体貯留部から前記液体を前記移送流路に移送する工程を含む、送液方法。
【請求項１７】
前記液体貯留部に空気を導入するための導入口を開放する工程を含み、
前記導入口を開放した後、前記液体貯留部および前記バイパス流路から前記液体を前記移送流路に移送する工程を行う、請求項１６に記載の送液方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体封入カートリッジ、当該液体封入カートリッジの製造方法および送液方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６に示すように、特許文献１には、検査前に試薬を投入口５０１から試薬リザーバ５０２に一定量投入してディスク５００を高速回転させて、遠心力により試薬リザーバ５０２内の試薬を、細管５０３を介して反応槽５０４に移送することが開示されている。
【０００３】
また、特許文献１には、試薬が試薬リザーバ５０２から反応槽５０４に移送された後、ディスク５００を冷蔵庫に入れて反応槽５０４に移送された試薬をゲル化して保管することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０１０４００９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、検査で使用する時には、保管していたディスク５００を冷蔵庫から取り出し、反応槽５０４内のゲル化した試薬を液化させている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、検査で使用するために、ディスク５００を冷蔵庫から取り出して持ち運ぶ際に、反応槽５０４内の試薬が細管５０３を介して試薬リザーバ５０２に逆流してしまう恐れがある。試薬が試薬リザーバ５０２に逆流して試薬リザーバ５０２に残ったままの状態で検査を行うと、反応槽５０４内の試薬の定量性が低下してしまう。そのため、反応槽５０４内の試薬のゲル化の状態を厳密に管理する必要がある。
【０００７】
かかる課題に鑑み、本発明は、使用時に所定量の液体を適正に移送することが可能な液体封入カートリッジ、液体封入カートリッジの製造方法および送液方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、注入口（２２３）より注入された液体（２５０）が予め封入され、回転されることにより付与される遠心力によって液体（２５０）が移送される液体封入カートリッジ（１００、４２０）に関する。本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）は、液体（２５０）を貯留する液体貯留部（２１０）と、一端（２２１）および他端（２２２）が液体貯留部（２１０）と接続され、注入口（２２３）を有するバイパス流路（２２０）と、遠心力が付与されると、液体貯留部（２１０）から液体（２５０）が移送される移送流路（２４３）と、を備える。
【０００９】
本態様に係る液体封入カートリッジによれば、バイパス流路の一端および他端が、液体貯留部に接続されている。これにより、液体封入カートリッジの使用を開始する時点で、液体貯留部内に貯留された液体がバイパス流路内に移動していたとしても、使用時に液体封入カートリッジに遠心力を付与することにより、液体貯留部内の液体とともに、バイパス流路内の液体も移送流路へと移送できる。よって、注入口より注入された液体が、使用時に液体貯留部およびバイパス流路内に残留することを抑制し、所定量の液体を適正に移送流路へと移送できる。
【００１０】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）において、バイパス流路（２２０）は、液体貯留部（２１０）よりも断面積が小さくなるよう構成され得る。こうすると、注入口より注入された液体が、液体貯留部内に入る際に全方向に広がりにくくなる。よって、注入口から液体貯留部内に入った液体が、液体貯留部の端部等に入り込むことが抑制されるため、使用時に液体を移送する際に、液体貯留部内の液体の残留を抑制できる。
【００１１】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）において、バイパス流路（２２０）は、注入口（２２３）から液体（２５０）が注入されるときに空気を排出するための空気口（２２４）を更に含み、注入口（２２３）は、空気口（２２４）と一端（２２１）との間に配されるよう構成され得る。こうすると、注入口から液体を注入する際に、液体貯留部内の空気が空気口から排出されるため、液体の注入を円滑に行うことができる。
【００１２】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）は、液体貯留部（２１０）を封止する封止部（２１１、２１２、２３６、２４５）を更に備えるよう構成され得る。こうすると、注入口から液体を注入する際には液体貯留部内を密閉しつつ、使用時に液体を移送する際には封止部を開放することにより液体を円滑に移送できる。
【００１３】
この場合に、封止部（２１１、２１２、２３６、２４５）は、液体貯留部（２１０）と移送流路（２４３）との間に設けられた第１封止部（２１１、２４５）を含むよう構成され得る。こうすると、使用時に、第１封止部を開放することにより液体貯留部から移送流路に液体を円滑に移送できる。
【００１４】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）は、液体貯留部（２１０）に空気を導入する通気流路（２３１〜２３４）を更に備え、封止部（２１１、２１２、２３６、２４５）は、液体貯留部（２１０）と通気流路（２３１〜２３４）との間に設けられた第２封止部（２１２、２３６）を含むよう構成され得る。こうすると、使用時に液体を移送する際に、第２封止部を開放することにより通気流路から液体貯留部内に空気を導入できるため、使用時に移送流路に液体を円滑に移送できる。
【００１５】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）において、バイパス流路（２２０）は、空気口（２２４）と注入口（２２３）との間に、空気の通過は可能で、かつ、液体（２５０）の通過を抑止する液止め部（２２５、２２６）を更に備えるよう構成され得る。こうすると、注入口から液体を注入する際に、液止め部が障壁となって、液体が流路内において注入口から空気口へと流れることを抑止できる。さらに、液止め部が障壁となることにより、注入口から空気口へと至る経路が長くなるため、注入口から注入された液体が空気口へと到達しにくくなる。よって、注入口から注入された液体が空気口から漏れ出すことを抑止できる。
【００１６】
この場合に、液止め部（２２５、２２６）は、注入口（２２３）と一端（２２１）との間のバイパス流路（２２０）よりも断面積が小さくされた狭窄部（２２５）であるよう構成され得る。こうすると、液止め部を容易に形成できる。
【００１７】
また、液止め部（２２５、２２６）は、注入口（２２３）と他端（２２２）との間のバイパス流路（２２０）の内表面よりも疎水性が高い内表面を有する疎水性部（２２６）であるよう構成され得る。
【００１８】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）において、注入口（２２３）は、液体貯留部（２１０）に液体（２５０）が注入された後に閉塞される。こうすると、注入口から液漏れが生じることを抑止できる。
【００１９】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）において、空気口（２２４）は、液体貯留部（２１０）に液体（２５０）が注入された後に閉塞される。こうすると、たとえば液体封入カートリッジの移送中などに液体が空気口にまで到達すると、空気口から液体が漏れ出てしまうことも想定される。しかしながら、空気口が注入後に閉塞されているため、このような場合でも、空気口から液漏れが生じることを抑止できる。
【００２０】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）において、液体貯留部（２１０）は、液体封入カートリッジ（１００、４２０）を回転させるための回転軸（３１０）を中心とした円周方向に互いに対向し、それぞれ、回転軸（３１０）を中心とした円の２つの径方向に沿って延びる一対の内壁（２１３）を有するよう構成され得る。こうすると、液体貯留部の容量を大きく確保しながら、液体貯留部と流路の組み合わせを円周方向に効率的に並べることができる。
【００２１】
本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）において、一端（２２１）は、他端（２２２）よりも、移送流路（２４３）に近接した位置に配されるよう構成され得る。
【００２２】
本発明の第２の態様は、液体封入カートリッジの製造方法に関する。本態様に係る液体封入カートリッジ（１００、４２０）の製造方法は、液体（２５０）を貯留するための液体貯留部（２１０）と、一端（２２１）および他端（２２２）が液体貯留部（２１０）と接続され、液体（２５０）を注入するための注入口（２２３）を有するバイパス流路（２２０）と、を備える液体封入カートリッジ（１００、４２０）を作製する工程（Ｓ１）と、液体（２５０）を注入口（２２３）から注入する工程（Ｓ２）と、を含む。
【００２３】
本態様に係る液体封入カートリッジの製造方法によれば、遠心力による液体の移送時に、液体の残留を抑制して液体貯留部およびバイパス流路内の液体を確実に移送できる液体封入カートリッジを製造できる。すなわち、所定量の液体を適正に移送できる液体封入カートリッジを製造できる。
【００２４】
本態様に係る液体封入カートリッジの製造方法は、液体（２５０）が液体貯留部（２１０）に貯留された後に、注入口（２２３）を閉塞する工程（Ｓ３）を含むよう構成され得る。
【００２５】
本発明の第３の態様は、液体（２５０）を貯留するための液体貯留部（２１０）と、一端（２２１）および他端（２２２）が液体貯留部（２１０）と接続され、液体（２５０）を注入するための注入口（２２３）を有するバイパス流路（２２０）と、液体貯留部（２１０）から液体（２５０）を移送するための移送流路（２４３）と、を備える液体封入カートリッジ（１００、４２０）を用いた送液方法に関する。本態様に係る送液方法は、液体封入カートリッジ（１００、４２０）を回転させることにより付与される遠心力によって液体貯留部（２１０）から液体（２５０）を移送流路（２４３）に移送する工程（Ｓ１０２）を含む。
【００２６】
本態様に係る送液方法によれば、遠心力による液体の移送時に、液体の残留を抑制して、液体貯留部およびバイパス流路内の液体を確実に移送できる。よって、所定量の液体を適正に移送できる。
【００２７】
本態様に係る送液方法は、液体貯留部（２１０）に空気を導入するための導入口（２１２、２３４）を開放する工程（Ｓ１０１）を含み、本態様に係る送液方法において、導入口（２１２、２３４）を開放した後、液体貯留部（２１０）およびバイパス流路（２２０）から液体（２５０）を移送流路（２４３）に移送する工程（Ｓ１０２）を行う。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、使用時に所定量の液体を適正に移送できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（ａ）は、実施形態１に係る液体封入カートリッジの構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、実施形態１に係る液体供給部の構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態１に係る液体供給部の断面構成を示す斜視図である。図２（ｂ）は、実施形態１に係る液体供給部の構成を示す断面図である。図２（ｃ）は、実施形態１に係るバイパス流路の近傍の構成を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、実施形態１に係る液体の注入の手順を説明するための図である。図３（ｂ）は、実施形態１に係る狭窄部による効果を説明するための図である。図３（ｃ）は、実施形態１の変更例に係る疎水性部による効果を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）は、実施形態１に係る液体の注入の手順を説明するための図である。図４（ｂ）は、実施形態１に係る注入口および空気口が閉塞された状態を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係る液体の送液の手順を説明するための図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る測定装置の構成を示す模式図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る測定装置の本体部を斜め上から見た場合の構成を示す図、および、蓋部を斜め下から見た場合の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る回転軸を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの測定装置の断面を側方から見た場合の模式図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る液体封入カートリッジの製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る測定装置の測定動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施形態１に係る液体の送液方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）は、実施形態２に係る液体供給部の構成を示す模式図である。図１３（ｂ）は、実施形態３に係る液体供給部の構成を示す模式図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施形態４に係る液体供給部の構成を示す模式図である。図１４（ｂ）は、実施形態５に係る液体供給部の構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、実施形態６に係る支持部材および液体封入カートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、関連技術に係る構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜実施形態１＞
図１（ａ）に示すように、液体封入カートリッジ１００は、注入口より注入された液体が予め封入され、回転されることにより付与される遠心力によって封入された液体が移送される液体封入カートリッジである。液体封入カートリッジ１００は、必要な機能をまとめた交換可能な部品である。液体封入カートリッジ１００は、測定装置が備える回転軸３１０を中心に回転可能となるよう測定装置に装着される。測定装置は、回転軸３１０を回転させることにより、装着された液体封入カートリッジ１００を、回転軸３１０を中心に回転させる。これにより、液体封入カートリッジ１００に遠心力が付与される。
【００３１】
図１（ａ）は、測定装置に装着された液体封入カートリッジ１００を、液体封入カートリッジ１００の下側から鉛直上方向に見た場合の模式図である。図１（ａ）において、ＸＹＺ軸は互いに直交している。Ｚ軸正方向は鉛直下方向を示している。以下の図面においても、ＸＹＺ軸は、図１（ａ）のＸＹＺ軸と同様である。また、以下、回転軸３１０を中心とする円の径方向を、単に「径方向」と称する。回転軸３１０を中心とする円の円周方向、すなわち回転軸３１０周りの回転方向を、単に「周方向」と称する。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、液体封入カートリッジ１００は、板状かつ円盤形状の基板１０１と、基板１０１を覆うフィルム１０２〜１０５とにより構成される。図１（ａ）には、便宜上、液体封入カートリッジ１００の一部のみが示されており、フィルム１０２〜１０５の図示が省略されている。フィルム１０２〜１０５については、追って図２（ｂ）、（ｃ）と図４（ｂ）を参照して説明する。
【００３３】
液体封入カートリッジ１００内の各部は、基板１０１に形成された凹部と、後述すフィルム１０２、１０３とが貼り合わされることにより形成される。基板１０１とフィルム１０２、１０３は、透光性を有する部材により構成される。基板１０１の厚みは、たとえば数ミリとされ、具体的には１．２ｍｍとされる。基板１０１には、基板１０１の中心において基板１０１を貫通する孔１０１ａが設けられている。液体封入カートリッジ１００は、孔１０１ａの中心が測定装置の回転軸３１０に一致するように測定装置に設置される。液体封入カートリッジ１００は、板状であることに限らず突起部分等を含んでもよく、円盤形状であることに限らず矩形形状など他の形状であってもよい。
【００３４】
液体封入カートリッジ１００は、投入口１１１と、分離部１１２と、流路１１３と、孔１１４と、流路１１５と、液体供給部１２１〜１２８と、チャンバ１３１〜１３６と、を備える。なお、これらの各構成は、図１（ａ）に示すように、基板１０１の３分の１の領域にのみ形成されている。しかしながら、これに限らず、これら一群の構成が残りの３分の２の領域に形成され、基板１０１に一群の構成が３つ設けられてもよい。
【００３５】
被検者から採取された検体は、投入口１１１から注入され、分離部１１２に移送される。分離部１１２は、検体を固体成分と液体成分に分離する。分離部１１２で分離された液体成分は、流路１１３に移動する。孔１１４は、流路１１３の径方向内側に設けられている。流路１１３内の領域１１３ａに位置付けられた液体成分は、液体封入カートリッジ１００が回転されると遠心力によりチャンバ１３１に移動する。これにより、所定量の液体成分がチャンバ１３１に移送される。
【００３６】
液体供給部１２１〜１２８は、液体封入カートリッジ１００の内周付近において周方向に並んでおり、それぞれ径方向に沿って延びている。液体供給部１２１〜１２８は、液体封入カートリッジ１００を用いて行う処理に必要な試薬等の液体を収容している。チャンバ１３１〜１３６は、液体封入カートリッジ１００の外周付近において周方向に並んでいる。液体供給部１２２〜１２７は、それぞれ、径方向に延びる流路を介して、内部に収容する液体をチャンバ１３１〜１３６に移送する。
【００３７】
液体供給部１２１から外側に向かって延びる流路は、液体供給部１２２とチャンバ１３１とを繋ぐ流路に接続されている。液体供給部１２１は、この流路を介して、内部に収容する液体をチャンバ１３１に移送する。液体供給部１２８から外側に向かって延びる流路は、液体供給部１２７とチャンバ１３６とを繋ぐ流路に接続されている。液体供給部１２８は、この流路を介して、内部に収容する液体をチャンバ１３６に移送する。流路１１５は、周方向に延びており、チャンバ１３１〜１３６から径方向内側に延びる流路を互いに接続している。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、液体供給部１２７は、液体貯留部２１０と、バイパス流路２２０と、凹部２３１と、接続流路２３２と、空気導入路２３３と、孔２３４と、凹部２４１と、接続流路２４２と、移送流路２４３と、を備える。液体貯留部２１０と、空気導入路２３３と、移送流路２４３は、径方向に沿って延びており、回転軸３１０は、空気導入路２３３の孔２３４に向かう方向の延長線上に位置している。図１（ｂ）に示すように、液体供給部１２７の場合、液体貯留部２１０と、空気導入路２３３と、移送流路２４３は、Ｙ軸方向に沿って延びており、回転軸３１０は、孔２３４のＹ軸正方向に位置している。移送流路２４３は、液体供給部１２７とチャンバ１３６とを繋ぐ径方向に延びた流路に相当する。
【００３９】
なお、液体供給部１２１〜１２６、１２８は、液体供給部１２７と同様の構成であり、図１（ｂ）に示す各部を有する。液体供給部１２１〜１２６、１２８の移送流路２４３は、それぞれ、液体供給部１２１〜１２６、１２８から外側に向かって延びる流路に相当する。このように液体供給部１２１〜１２８は同様の構成を有するため、以下、便宜上、液体供給部１２７の構成についてのみ説明する。
【００４０】
液体貯留部２１０は、内部に液体を貯留し、第１封止部２１１と第２封止部２１２を備える。第１封止部２１１と第２封止部２１２は、それぞれ、液体貯留部２１０のＹ軸負側の端部およびＹ軸正側の端部に設けられている。第１封止部２１１は、液体貯留部２１０と移送流路２４３との間に設けられている。凹部２３１と、接続流路２３２と、空気導入路２３３と、孔２３４は、液体貯留部２１０に空気を導入するための通気流路である。第２封止部２１２は、液体貯留部２１０と、この通気流路との間に設けられている。具体的には、第１封止部２１１は、液体貯留部２１０のＺ軸負側に位置する凹部２４１との境界に設けられた、Ｚ軸方向の厚みが小さい基板１０１の部分である。第２封止部２１２は、液体貯留部２１０のＺ軸正側に位置する凹部２３１との境界に設けられた、Ｚ軸方向の厚みが小さい基板１０１の部分である。第１封止部２１１と第２封止部２１２は、液体貯留部２１０の内部を封止するために設けられている。
【００４１】
第１封止部２１１は、液体貯留部２１０内の液体を移送流路２４３へ移送する際に開放され、第１封止部２１１が開放されることにより形成される孔は、液体が通る経路となる。第２封止部２１２は、液体貯留部２１０内の液体を移送流路２４３へ移送する際に開放され、第２封止部２１２が開放されることにより形成される孔は、凹部２３１から液体貯留部２１０に空気を導入する。すなわち、第２封止部２１２は、液体封入カートリッジ１００を用いて測定処理を行う際に、液体貯留部２１０に空気を導入するための導入口である。
【００４２】
第１封止部２１１と第２封止部２１２によれば、注入口２２３から液体を注入する際に液体貯留部２１０内を密閉できる。また、使用時に液体を移送する際に第１封止部２１１を開放することにより、液体貯留部２１０から移送流路２４３に液体を円滑に移送できる。使用時に液体を移送する際に第２封止部２１２を開放することにより、通気流路から液体貯留部２１０内に空気を導入できるため、使用時に移送流路２４３に液体を円滑に移送できる。
【００４３】
図１（ａ）に示したように、液体供給部１２１〜１２８は、周方向に互いに対向するように配置されている。このため、液体供給部１２１〜１２８の液体貯留部２１０も、周方向に互いに対向するように配置される。ここで、図１（ｂ）に示すように、液体貯留部２１０は、回転軸３１０を中心とした円の２つの径方向に沿って延びる一対の内壁２１３を有する。一対の内壁２１３の周方向における間隔は、径方向外側に向かうにつれて大きくなっている。これにより、液体貯留部２１０の容量を大きく確保しながら、液体貯留部２１０とバイパス流路２２０の組み合わせ円周方向に効率的に並べることができる。すなわち、液体供給部１２１〜１２８の各液体貯留部２１０の容量を大きく確保しながら、液体供給部１２１〜１２８を液体封入カートリッジ１００においてコンパクトに配置できる。
【００４４】
バイパス流路２２０は、Ｙ軸負側に位置する一端２２１と、Ｙ軸正側に位置する他端２２２と、を備える。一端２２１は、他端２２２よりも、移送流路２４３に近接した位置に配される。バイパス流路２２０の一端２２１は、液体貯留部２１０のＹ軸負側の端部付近に位置する接続位置２２１ａにおいて、液体貯留部２１０に接続されている。バイパス流路２２０の他端２２２は、接続位置２２１ａと第２封止部２１２との間の流路部に接続されている。具体的には、他端２２２は、液体貯留部２１０のＹ軸正側の端部付近に位置する接続位置２２２ａにおいて、液体貯留部２１０に接続されている。接続位置２２２ａは、径方向において、接続位置２２１ａと第２封止部２１２との間に位置している。
【００４５】
また、バイパス流路２２０は、注入口２２３と、空気口２２４と、狭窄部２２５と、を備えている。注入口２２３は、液体貯留部２１０に液体を注入するために設けられている。空気口２２４は、他端２２２と注入口２２３との間に設けられており、注入口２２３から液体が注入されるときに、液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内の空気を液体封入カートリッジ１００の外部に排出するために用いられる。空気口２２４が他端２２２と注入口２２３との間に設けられると、注入口２２３は、空気口２２４と一端２２１との間に配されることになる。狭窄部２２５は、注入口２２３と空気口２２４との間に設けられている。狭窄部２２５は、注入口２２３と空気口２２４との間で、空気の通過を可能とし、かつ、液体の通過を抑止する液止め部である。
【００４６】
バイパス流路２２０は、空気口２２４から注入口２２３に向けて、径方向に延びている。バイパス流路２２０は、注入口２２３から一端２２１に向けて、回転軸３１０から離れる方向に延びている。バイパス流路２２０は、他端２２２から注入口に向けて、回転軸３１０から離れる方向に延びている。このように、バイパス流路２２０は、他端２２２から一端２２１に向けて、どの部分においても、回転軸３１０から離れる方向に延びている。
【００４７】
また、バイパス流路２２０は、液体貯留部２１０よりも断面積が小さくなるよう構成されている。これにより、注入口２２３より注入された液体が、液体貯留部２１０内に入る際に全方向に広がりにくくなる。したがって、注入口２２３から液体貯留部２１０内に入った液体が、液体貯留部２１０の端部等に入り込むことが抑制されるため、使用時に液体を移送する際に、液体貯留部２１０内の液体の残留を抑制できる。たとえば、液体貯留部２１０が複雑な形状をしているような場合は、特に、液体が液体貯留部２１０の端部に入り込みやすい。しかしながら、バイパス流路２２０の断面積が液体貯留部２１０に比べて小さく構成されると、液体が液体貯留部２１０の端部に入り込むことが抑制されるため、液体貯留部２１０内の液体の残留を抑制できるようになる。
【００４８】
移送流路２４３は、液体貯留部２１０内の液体を外側方向へ移送するために設けられている。移送流路２４３は、一端２２１よりも回転軸３１０から離れた位置において、液体貯留部２１０に接続されている。
【００４９】
図２（ａ）は、液体供給部１２６をＺ軸正側から見た構成を模式的に示す斜視図である。図２（ａ）では、便宜上、フィルム１０２、１０３の図示が省略されている。
【００５０】
図２（ａ）に示すように、液体貯留部２１０と、バイパス流路２２０と、空気導入路２３３と、移送流路２４３は、液体封入カートリッジ１００の基板１０１の裏面、すなわちＺ軸正側の面に設けられている。凹部２３１、２４１は、基板１０１の表面、すなわちＺ軸負側の面に設けられている。接続流路２３２、２４２と孔２３４は、基板１０１をＺ軸方向に貫通している。接続流路２３２は、凹部２３１と空気導入路２３３とを接続している。孔２３４は、空気導入路２３３に接続されている。接続流路２４２は、凹部２４１と移送流路２４３とを接続している。
【００５１】
図２（ｂ）に示すように、基板１０１のＺ軸負側の面には、フィルム１０２が貼り付けられ、基板１０１のＺ軸正側の面には、フィルム１０３が貼り付けられる。フィルム１０２は、後述する押圧部３２４がＺ軸正方向にフィルム１０２を押したときに、撓むような素材により構成される。これにより、押圧部３２４は、フィルム１０２を介して、第１封止部２１１と第２封止部２１２をＺ軸正方向に押すことが可能となる。フィルム１０２は、孔２３４と接続流路２３２との間から、基板１０１の最外周までを覆っている。これにより、孔２３４のＺ軸負側の端部は、Ｚ軸負方向に開放された状態となる。また、フィルム１０２は、図２（ｃ）に示すように、注入口２２３と空気口２２４に対応する位置において切り欠かれている。
【００５２】
フィルム１０３は、液体貯留部２１０に貯留された液体が誤って外部に漏れ出ないように撓みにくい素材により構成される。フィルム１０３は、基板１０１の最内周から最外周までを覆っている。
【００５３】
図２（ｃ）に示すように、狭窄部２２５は、注入口２２３と一端２２１との間のバイパス流路２２０よりも、断面積が小さい。注入口２２３は、バイパス流路２２０の流路２２０ａに設けられており、空気口２２４は、バイパス流路２２０の流路２２０ｂに設けられている。流路２２０ａは、狭窄部２２５の径方向外側において径方向に延びるバイパス流路２２０の部分である。流路２２０ｂは、狭窄部２２５の径方向内側において径方向に延びるバイパス流路２２０の部分である。狭窄部２２５の断面積は、０．０２５２ｍｍ２であり、流路２２０ａの断面積は、０．３０６ｍｍ２であり、流路２２０ｂの断面積は、０．４２ｍｍ２である。注入口２２３と空気口２２４は、それぞれ、流路２２０ａ、２２０ｂの位置において、基板１０１をＺ軸方向に貫通する孔である。注入口２２３のＺ軸負側の端部には、円錐側面と同様の形状を有する傾斜部２２３ａが設けられている。
【００５４】
次に、図３（ａ）〜図４（ｂ）を参照して、注入口２２３から液体を注入して、液体貯留部２１０に液体を導入する手順について説明する。
【００５５】
液体の導入を行う作業者は、基板１０１にフィルム１０２、１０３が貼り付けられ、基板１０１に後述するフィルム１０４、１０５が貼り付けられていない状態の液体封入カートリッジ１００を用意する。この状態において、液体供給部１２１〜１２８の注入口２２３および空気口２２４は、図２（ｃ）に示すように、Ｚ軸負方向に開放されている。続いて、作業者は、液体封入カートリッジ１００の裏面側、すなわちＺ軸正側を作業台の上に置き、注入口２２３と空気口２２４を上方に向ける。
【００５６】
続いて、作業者は、液体貯留部２１０に注入する液体を収容したピペットの先端を、図２（ｃ）に示す注入口２２３に位置付ける。ピペットの先端の径は、Ｚ軸方向に延びる注入口２２３の径よりも大きく、傾斜部２２３ａのＺ軸負側の径よりも小さくなるよう構成される。これにより、ピペットの先端を傾斜部２２３ａに位置付けて、注入口２２３を介して流路２２０ａ内に円滑に液体を注入できる。
【００５７】
図３（ａ）に示すように、注入口２２３から注入された液体２５０は、バイパス流路２２０を通って、注入口２２３の径方向外側および径方向内側に広がる。ここで、図２（ｃ）に示したように、狭窄部２２５は、流路２２０ａよりも断面積が小さいため、液体の通る空間は、狭窄部２２５から流路２２０ｂの径方向外側の端部に進むにつれて急激に広くなる。これにより、図３（ｂ）に示すように、液体２５０が狭窄部２２５の径方向内側の端部まで到達しても、液体２５０の表面張力により、狭窄部２２５内の液体２５０が流路２２０ｂに浸入しにくくなる。よって、狭窄部２２５が障壁となって、流路２２０ａ内の液体２５０が、バイパス流路２２０内において空気口２２４へと流れることを抑止できる。また、空気は狭窄部２２５を通過できるため、液体貯留部２１０内の液体を移送流路２４３に移送する場合に、狭窄部２２５を介して径方向外側に空気が送られることにより、流路２２０ａに留まった液体２５０を、径方向外側に押し出すことができる。
【００５８】
なお、注入口２２３と空気口２２４との間で、空気の通過は可能で、液体２５０の通過を抑止する液止め部は、狭窄部２２５に限らず、他の構成であってもよい。たとえば、図３（ｃ）に示すように、液止め部は、注入口２２３と他端２２２との間のバイパス流路２２０の内表面よりも疎水性が高い内表面を有する疎水性部２２６であってもよい。図３（ｃ）に示す疎水性部２２６の断面積は、狭窄部２２５とは異なり、バイパス流路２２０と同じ断面積である。疎水性部２２６は、たとえば、内表面にフッ素を含む疎水剤が塗布されることにより構成される。この他、疎水性部２２６は、内表面に微細な凹凸を設けることにより構成することもできる。
【００５９】
図３（ｃ）の場合も、疎水性部２２６が障壁となって、流路２２０ａ内の液体２５０が空気口２２４へと流れることを抑止できる。なお、狭窄部２２５の場合は、疎水性部２２６に比べて、形状のみによって液止め部を構成できるため、液止め部を容易に形成できる。
【００６０】
なお、液止め部は、狭窄部と疎水性部の両方を備えていてもよい。また、注入口２２３と空気口２２４との間には液止め部を設けず、注入口２２３の径方向外側に親水性部を設けてもよい。この場合、注入口２２３から径方向外側に液体２５０が広がりやすいため、注入口２２３から径方向内側に液体２５０が広がるのを防ぐことができる。
【００６１】
作業者は、必要な量の液体２５０を注入口２２３から注入するまで、ピペットを用いた注入作業を継続する。これにより、図４（ａ）に示すように、注入口２２３から一端２２１へと移動した液体は、接続位置２２１ａから液体貯留部２１０の内部に入り、液体貯留部２１０内において径方向内側へと移動する。このとき、液体の注入前に液体貯留部２１０内に溜まっていた空気は、図４（ａ）の点線矢印に示すように、接続位置２２２ａを通って他端２２２へと進み、空気口２２４から液体封入カートリッジ１００の外部へと排出される。これにより、注入口２２３からの液体２５０の注入を円滑に行うことができる。
【００６２】
また、注入口２２３から液体２５０を注入する際に、上述したように狭窄部２２５が障壁となって、液体２５０がバイパス流路２２０内において注入口２２３から空気口２２４へと流れることが抑止される。さらに、狭窄部２２５が障壁となることにより、注入口２２３から空気口２２４へと至る経路が長くなるため、注入口２２３から注入された液体２５０が空気口２２４へと到達しにくくなる。これにより、液体２５０の注入作業中に、注入口２２３から注入された液体２５０が空気口２２４から漏れ出すことを抑止できる。
【００６３】
必要な量の液体２５０の注入が終了すると、作業者は、ピペットを注入口２２３から離して、注入口２２３と空気口２２４を閉塞する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、作業者は、フィルム１０４で注入口２２３のＺ軸負側の出口を塞ぎ、フィルム１０５で空気口２２４のＺ軸負側の出口を塞ぐ。フィルム１０４、１０５は、アルミの層を含むポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）により構成される第１層と、リニアポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）により構成される第２層とが重ねられた構造を有する。
【００６４】
図４（ｂ）に示すように、フィルム１０４により注入口２２３を閉塞する際には、フィルム１０４の第２層を熱で溶かすことにより、フィルム１０４の第２層を、傾斜部２２３ａの外側周辺の基板１０１の部分に接着する。同様に、フィルム１０５により空気口２２４を閉塞する際には、フィルム１０５の第２層を熱で溶かすことにより、フィルム１０５の第２層を空気口２２４の外側周辺の基板１０１の部分に接着する。
【００６５】
こうして、注入口２２３を介して液体貯留部２１０に液体２５０が注入された後、注入口２２３がフィルム１０４により閉塞されると、注入口２２３から液漏れが生じることを抑止できる。また、注入口２２３を介して液体貯留部２１０に液体２５０が注入された後、空気口２２４がフィルム１０５により閉塞されると、空気口２２４から液漏れが生じることを抑止できる。上述したように、注入口２２３から空気口２２４への経路は長いため、液体２５０が空気口２２４に到達しにくいものの、たとえば液体封入カートリッジ１００の移送中などに液体２５０が空気口２２４にまで到達すると、空気口２２４から液体２５０が漏れ出てしまうことも想定される。しかしながら、空気口２２４が注入後に閉塞されているため、このような場合でも、空気口２２４から液漏れが生じることを抑止できる。
【００６６】
また、フィルム１０４、１０５により、それぞれ注入口２２３と空気口２２４とが閉塞されると、フィルム１０４、１０５の第１層により、空気の通過が防止される。これにより、液体貯留部２１０内の密封性が高められるため、液体貯留部２１０内の液体の保存性が高められる。
【００６７】
このように、作業者は、液体供給部１２１〜１２８の各液体貯留部２１０に所定の液体を注入し、各液体貯留部２１０の注入口２２３と空気口２２４とを閉塞する。これにより、液体封入カートリッジ１００が完成する。
【００６８】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して、測定動作において、液体貯留部２１０内の液体を移送流路２４３に移送する手順について説明する。
【００６９】
測定装置を用いて測定を行うオペレータは、あらかじめ、完成した液体封入カートリッジ１００を、Ｚ軸正側の面を鉛直下方向に向けて測定装置に設置し、測定動作を開始させる。測定装置は、後述する押圧部３２４を駆動して、フィルム１０２を介して第１封止部２１１と第２封止部２１２をＺ軸正方向に押し下げ、第１封止部２１１と第２封止部２１２を開放する。これにより、液体貯留部２１０の径方向内側と凹部２３１とが繋がり、液体貯留部２１０の径方向外側と凹部２４１とが繋がる。
【００７０】
続いて、測定装置は、液体封入カートリッジ１００を、回転軸３１０を中心として回転させ、液体封入カートリッジ１００に遠心力を付与する。これにより、液体貯留部２１０内の液体２５０が、図５（ａ）に示すように径方向外側に移動する。このとき、孔２３４から取り込まれた空気が、図５（ａ）の点線矢印に示すように、第２封止部２１２が開放されたことにより形成された孔を通して液体貯留部２１０内に入る。
【００７１】
第２封止部２１２から液体貯留部２１０内に取り込まれた空気の一部は、液体貯留部２１０内を進み、遠心力とともに、液体貯留部２１０内の液体２５０を径方向外側に押し出す。これにより、図５（ｂ）に示すように、液体貯留部２１０内の液体２５０は、第１封止部２１１が開放されたことにより形成された孔を介して、凹部２４１と接続流路２４２を通り、移送流路２４３に移送される。
【００７２】
また、第２封止部２１２の位置から液体貯留部２１０内に取り込まれた空気の一部は、バイパス流路２２０内を進む。他端２２２からバイパス流路２２０内に取り込まれた空気は、狭窄部２２５を通り、遠心力とともに、バイパス流路２２０内に貯留していた液体２５０を一端２２１へと押し出す。これにより、図５（ｂ）に示すように、バイパス流路２２０内の液体２５０は、一端２２１を通って液体貯留部２１０の径方向外側へと送り出され、液体貯留部２１０内の液体２５０と同様、移送流路２４３に移送される。
【００７３】
このように、遠心力による液体２５０の移送時に、液体貯留部２１０とともにバイパス流路２２０の他端２２２にも、第２封止部の位置から空気が導入される。このため、バイパス流路２２０に貯留していた液体２５０は、遠心力によって、バイパス流路２２０の一端２２１から液体貯留部２１０へと流れ込み、さらに、液体貯留部２１０に貯留された液体２５０とともに移送される。よって、図５（ｃ）に示すように、液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０に液体２５０が残留することを防ぐことができるため、所定量の液体を適正に移送流路２４３へと移送できる。
【００７４】
また、バイパス流路２２０の一端２２１および他端２２２は液体貯留部２１０に接続されている。これにより、液体封入カートリッジ１００の使用を開始する時点で、液体貯留部２１０内に貯留された液体２５０がバイパス流路２２０に移動していたとしても、使用時に液体封入カートリッジ１００に遠心力を付与することにより、液体貯留部２１０内の液体２５０とともに、バイパス流路２２０内の液体も移送流路２４３へと移送できる。よって、注入口２２３より注入された液体２５０が、使用時に液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内に残留することを抑制し、所定量の液体２５０を適正に移送流路２４３へと移送できる。
【００７５】
また、バイパス流路２２０は、注入口２２３から一端２２１に向けて、回転軸３１０から離れる方向に延びている。これにより、遠心力が付与された場合に、注入口２２３から一端２２１までの間に液体２５０が残りにくいため、バイパス流路２２０に滞留した液体２５０を、遠心力により円滑に、液体貯留部２１０に移送できる。
【００７６】
なお、バイパス流路２２０は、注入口２２３から一端２２１に向けて、回転軸３１０を中心とした円周方向に延びていてもよい。この場合、液体封入カートリッジ１００に強い遠心力を付与することにより、バイパス流路２２０に滞留した液体２５０を、液体貯留部２１０に移送できる。さらに、注入口２２３と一端２２１との間のバイパス流路２２０の一部が、回転軸３１０に向かう方向に延びていてもよい。この場合、液体封入カートリッジ１００の回転速度を所定の時間間隔で切り替えて、回転方向にオイラー力を発生させることにより、バイパス流路２２０に滞留した液体２５０を、液体貯留部２１０に移送できる。
【００７７】
ただし、バイパス流路２２０は、注入口２２３から一端２２１に向けて、回転軸３１０を中心とした円周方向または回転軸３１０から離れる方向に延びている方が、遠心力が付与された場合に、注入口２２３から一端２２１までの間に液体２５０が残りにくい。さらに、バイパス流路２２０は、注入口２２３から一端２２１に向けて、回転軸３１０から離れる方向に延びている方が、バイパス流路２２０内に液体２５０が残りにくい。
【００７８】
また、バイパス流路２２０は、他端２２２から注入口２２３に向けて、回転軸３１０から離れる方向に延びている。これにより、遠心力が付与された場合に、注入口２２３から他端２２２までの間に液体が残りにくいため、バイパス流路２２０に滞留した液体２５０を、遠心力により円滑に、液体貯留部２１０に移送できる。たとえば、液体封入カートリッジ１００の搬送時に、注入口２２３から他端２２２までの間のバイパス流路２２０の部分に液体貯留部２１０内の液体２５０が浸入した場合も、この液体２５０を遠心力により円滑に液体貯留部２１０に移送できる。
【００７９】
なお、上述した注入口２２３と一端２２１との間のバイパス流路２２０の部分と同様、バイパス流路２２０は、他端２２２から注入口２２３に向けて、回転軸３１０を中心とした円周方向に延びていてもよい。さらに、他端２２２と注入口２２３との間のバイパス流路２２０の一部が、回転軸３１０に向かう方向に延びていてもよい。
【００８０】
次に、測定装置３００の構成について説明する。
【００８１】
図６に示すように、測定装置３００は、本体部３０１と蓋部３０２を備える。本体部３０１において、蓋部３０２に対向する部分以外は筐体３０１ａに覆われている。蓋部３０２において、本体部３０１に対向する部分以外は筐体３０２ａに覆われている。本体部３０１は、蓋部３０２を開閉可能に支持している。液体封入カートリッジ１００の着脱の際には、蓋部３０２が図６に示すように開けられる。本体部３０１の上部には、液体封入カートリッジ１００が装着される。また、本体部３０１は、Ｚ軸方向に平行に延びる回転軸３１０を備える。測定装置３００は、装着された液体封入カートリッジ１００を、回転軸３１０を中心に回転させる。
【００８２】
ここで、測定装置３００は、液体封入カートリッジ１００を用いることにより、血液検体から血漿成分を分離し、抗原抗体反応を利用して血漿成分中の被検物質を検出し、検出結果に基づいて被検物質を分析する免疫分析装置である。
【００８３】
図７に示すように、本体部３０１は、設置部材３１１と、板部材３１２と、支持部材３１３と、磁力印加部３１４と、検出部３１５と、収容体３１６と、モータ３１７と、エンコーダ３１８と、を備える。
【００８４】
設置部材３１１は、筐体３０１ａに嵌り込む形状を有している。板部材３１２は、設置部材３１１の上面中央に設置される。板部材３１２は、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材３１２の下面には、後述するヒータ３３１が設置されている。支持部材３１３は、後述する設置部材３１９を介して、設置部材３１１の中心に設置される。支持部材３１３は、たとえば、ターンテーブルにより構成される。
【００８５】
磁力印加部３１４は、設置部材３１１と板部材３１２とに形成された孔を介して、支持部材３１３に設置された液体封入カートリッジ１００の下面に対向できるよう、設置部材３１１の下面に設置される。磁力印加部３１４は、磁石と、磁石をＺ軸方向および径方向に動かすための機構と、を備える。検出部３１５は、設置部材３１１と板部材３１２とに形成された孔を介して、支持部材３１３に設置された液体封入カートリッジ１００の下面に対向できるよう、設置部材３１１の下面に設置される。検出部３１５は、光検出器を備える。検出部３１５の光検出器は、チャンバ１３６に収容された被検物質を光学的に検出する。検出部３１５の光検出器は、たとえば光電子増倍管、光電管、光ダイオードなどにより構成される。
【００８６】
収容体３１６は、設置部材３１１の下面に設置される。収容体３１６は、下面３１６ａと収容部３１６ｂ、３１６ｃとを備える。収容体３１６の上面の中心には、後述する孔３１６ｄが形成されている。孔３１６ｄは、収容体３１６の上面から下面３１６ａまでを上下方向に貫通する。孔３１６ｄには、回転軸３１０が通される。収容部３１６ｂ、３１６ｃは、収容体３１６の上面から下方向に窪んだ凹部により構成される。収容部３１６ｂ、３１６ｃは、それぞれ、磁力印加部３１４と検出部３１５を収容する。モータ３１７は、ステッピングモータにより構成される。モータ３１７は、下面３１６ａに設置され、Ｚ軸を回転の中心として回転軸３１０を回転させる。エンコーダ３１８は、モータ３１７の下面に設置され、後述するモータ３１７の駆動軸３１７ａの回転を検出する。
【００８７】
また、図７には、蓋部３０２を下側から見た状態が示されている。蓋部３０２は、設置部材３２１と、板部材３２２と、クランパ３２３と、２つの押圧部３２４と、を備える。
【００８８】
設置部材３２１は、筐体３０２ａに嵌り込む形状を有している。板部材３２２は、設置部材３２１下面中央に設置される。板部材３２２は、板部材３１２と同様、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材３２２の上面には、後述するヒータ３３２が設置されている。クランパ３２３は、設置部材３２１の中心に設置される。２つの押圧部３２４は、設置部材３２１の上面に設置される。２つの押圧部３２４は、蓋部３０２が閉じられたときに、支持部材３１３に設置された液体封入カートリッジ１００の径方向に並ぶ。２つの押圧部３２４は、設置部材３２１と板部材３２２とに形成された孔を介して、第１封止部２１１と第２封止部２１２を上から押圧し、押圧力によって第１封止部２１１と第２封止部２１２を開放させる。
【００８９】
測定装置３００の組み立ての際には、図７に示すように組み立てられた設置部材３１１と収容体３１６が、筐体３０１ａに設置され、本体部３０１が完成する。そして、図７に示すように組み立てられた蓋部３０２が、本体部３０１の設置部材３１１に対して開閉可能となるように設置されることにより、蓋部３０２が本体部３０１に設置される。こうして、測定装置３００が完成する。
【００９０】
図８は、回転軸３１０を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの、測定装置３００の断面を示す模式図である。図８は、測定装置３００に対して液体封入カートリッジ１００が設置され、蓋部３０２が閉じられた状態を示している。上述したように、設置部材３１１の下面には、磁力印加部３１４と検出部３１５が設置されており、設置部材３２１の上面には、２つの押圧部３２４が設置されている。図８には、これら各部の配置位置に相当する位置が、破線で示されている。
【００９１】
図８に示すように、モータ３１７の駆動軸３１７ａは、孔３１６ｄの内部に延びている。孔３１６ｄの上部には、設置部材３１９が設置されている。設置部材３１９は、上下方向に延びる回転軸３１０を回転可能に支持している。回転軸３１０は、孔３１６ｄの内部において、固定部材３１７ｂによりモータ３１７の駆動軸３１７ａに固定されている。
【００９２】
回転軸３１０の上部には、所定の部材を介して、液体封入カートリッジ１００の下面を支持するための支持部材３１３が固定されている。モータ３１７が駆動され駆動軸３１７ａが回転すると、回転駆動力は、回転軸３１０を介して支持部材３１３に伝達される。これにより、支持部材３１３に設置された液体封入カートリッジ１００が、回転軸３１０を中心として回転する。クランパ３２３は、支持部材３１３に液体封入カートリッジ１００が設置され、蓋部３０２が閉じられると、液体封入カートリッジ１００の上面の内周部分を回転可能な状態で押さえ付ける。
【００９３】
板部材３１２の下面には、ヒータ３３１が設置されており、板部材３２２の上面には、ヒータ３３２が設置されている。ヒータ３３１、３３２は、発熱面が平面であり、発熱面が液体封入カートリッジ１００に対して平行となるように配置されている。これにより、液体封入カートリッジ１００を効率よく加温できる。板部材３１２、３２２には、それぞれ、図９に示す温度センサ３４１、３４２が設置されている。温度センサ３４１、３４２は、それぞれ、板部材３１２、３２２の温度を検出する。後述する制御部３５１は、測定の際に、温度センサ３４１が検出する板部材３１２の温度と、温度センサ３４２が検出する板部材３２２の温度とが、所定の温度になるよう、ヒータ３３１、３３２を駆動する。
【００９４】
磁力印加部３１４は、図８中に上向きの点線矢印で示すように、磁石を用いて液体封入カートリッジ１００に磁力を与える。検出部３１５は、図８中に下向きの点線矢印で示すように、液体封入カートリッジ１００のチャンバ１３６から生じた光を受光する。蓋部３０２が閉じられると、液体封入カートリッジ１００が位置する空間と外部との間で、光の通過が防止される。これにより、チャンバ１３６における反応過程で生じる光が極めて微弱であっても、液体封入カートリッジ１００が位置する空間に外部から光が入らなくなるため、反応で生じる光を検出部３１５の光検出器により、精度よく検出できるようになる。
【００９５】
図９に示すように、測定装置３００は、磁力印加部３１４と、検出部３１５と、モータ３１７と、エンコーダ３１８と、押圧部３２４と、ヒータ３３１、３３２と、温度センサ３４１、３４２と、制御部３５１と、表示部３５２と、入力部３５３と、駆動部３５４と、センサ部３５５と、を備える。
【００９６】
制御部３５１は、たとえば、演算処理部と記憶部を含む。演算処理部は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵなどにより構成される。記憶部は、たとえば、フラッシュメモリ、ハードディスクなどにより構成される。制御部３５１は、測定装置３００の各部から信号を受信し、測定装置３００の各部を制御する。表示部３５２と入力部３５３は、たとえば、本体部３０１の側面部分や、蓋部３０２の上面部分などに設けられる。表示部３５２は、たとえば、液晶パネルなどにより構成される。入力部３５３は、たとえば、ボタンやタッチパネルなどにより構成される。駆動部３５４は、測定装置３００内に配された他の機構を含む。センサ部３５５は、支持部材３１３に設置された液体封入カートリッジ１００の所定の部位を検出するためのセンサと、測定装置３００内に配された他のセンサを含む。
【００９７】
次に、図１０を参照して、液体封入カートリッジ１００の製造方法について説明する。
【００９８】
ステップＳ１において、液体の導入を行う作業者は、液体封入カートリッジ１００を作製する。具体的には、作業者は、射出成形などにより基板１０１を作製し、作製した基板１０１にフィルム１０２、１０３を貼り付ける。これにより、基板１０１にフィルム１０４、１０５が貼り付けられていない状態の液体封入カートリッジ１００が作製される。そして、作業者は、液体封入カートリッジ１００の裏面側、すなわちＺ軸正側を作業台の上に置き、注入口２２３と空気口２２４を上方に向ける。
【００９９】
ステップＳ２において、作業者は、注入口２２３から液体を注入して、液体貯留部２１０に液体を導入する。具体的には、作業者は、液体供給部１２１の注入口２２３からＲ１試薬を注入して、液体供給部１２１の液体貯留部２１０にＲ１試薬を導入する。作業者は、液体供給部１２２の注入口２２３からＲ２試薬を注入して、液体供給部１２２の液体貯留部２１０にＲ２試薬を導入する。作業者は、液体供給部１２３の注入口２２３からＲ３試薬を注入して、液体供給部１２３の液体貯留部２１０にＲ３試薬を導入する。作業者は、液体供給部１２４〜１２６の注入口２２３から洗浄液を注入して、液体供給部１２４〜１２６の液体貯留部２１０に洗浄液を導入する。作業者は、液体供給部１２７の注入口２２３からＲ４試薬を注入して、液体供給部１２７の液体貯留部２１０にＲ４試薬を導入する。作業者は、液体供給部１２８の注入口２２３からＲ５試薬を注入して、液体供給部１２８の液体貯留部２１０にＲ５試薬を導入する。Ｒ１〜Ｒ５試薬と洗浄液については、追って測定装置３００の動作で説明する。
【０１００】
ステップＳ３において、作業者は、注入口２２３を、液体が液体貯留部２１０に貯留された後に閉塞する。具体的には、液体供給部１２１〜１２８の注入口２２３を、それぞれフィルム１０４で閉塞する。これにより、注入口２２３から液漏れが生じることを抑止できる。ステップＳ４において、作業者は、空気口２２４を閉塞する。具体的には、液体供給部１２１〜１２８の空気口２２４を、それぞれフィルム１０５で閉塞する。これにより、空気口２２４から液漏れが生じることを抑止できる。
【０１０１】
こうして、液体封入カートリッジ１００の製造が終了する。なお、図１０の手順は作業者により行われたが、製造装置により自動的に行われてもよい。
【０１０２】
次に、図１１を参照して、測定装置３００の動作について説明する。
【０１０３】
まず、測定装置３００を用いて測定を行うオペレータは、被検者から採取された血液検体を投入口１１１から投入し、液体封入カートリッジ１００を測定装置３００の支持部材３１３に設置する。そして、オペレータは、入力部３５３を操作して、測定装置３００による測定動作を開始させる。
【０１０４】
血液検体中の被検物質は、たとえば、抗原を含む。一例として、抗原は、Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）である。被検物質は、抗原、抗体、または、タンパク質のうち、１または複数であってもよい。
【０１０５】
以下の制御において、制御部３５１は、モータ３１７に接続されたエンコーダ３１８の出力信号に基づいて、モータ３１７の駆動軸３１７ａの回転位置を取得する。制御部３５１は、回転する液体封入カートリッジ１００の所定の部位をセンサにより検出することで、液体封入カートリッジ１００の回転方向の位置を取得する。あるいは、支持部材３１３に対して、液体封入カートリッジ１００が決められた位置に設置されてもよい。これにより、制御部３５１は、液体封入カートリッジ１００の各部を回転方向の所定の位置に位置付けることが可能となる。
【０１０６】
制御部３５１は、入力部３５３を介してオペレータによる開始指示を受け付けると、図１１に示す処理を開始させる。ステップＳ１１において、制御部３５１は、投入口１１１から投入された血液検体に含まれる血漿成分をチャンバ１３１に移送する。具体的には、制御部３５１は、モータ３１７を駆動して液体封入カートリッジ１００を回転させ、分離部１１２内で血液検体を血球成分と血漿成分とに分離する。そして、制御部３５１は、所定時間待機することにより、流路１１３内に血漿成分を満たす。その後、制御部３５１は、モータ３１７を駆動して液体封入カートリッジ１００を回転させ、流路１１３内の領域１１３ａに位置付けられた血漿成分を、チャンバ１３１に移送する。続いて、ステップＳ１２において、制御部３５１は、液体貯留部２１０内の液体をチャンバに移送する。
【０１０７】
図１２は、図１１のステップＳ１２を詳細に示すフローチャートである。
【０１０８】
ステップＳ１０１において、制御部３５１は、第１封止部２１１と第２封止部２１２を開放する。具体的には、制御部３５１は、モータ３１７を駆動して液体封入カートリッジ１００を回転させ、径方向に並ぶ第１封止部２１１と第２封止部２１２を、２つの押圧部３２４の真下に位置付ける。そして、制御部３５１は、２つの押圧部３２４を駆動して、第１封止部２１１と第２封止部２１２を押し下げて開放する。制御部３５１は、このような開放動作を繰り返し行って、液体供給部１２１〜１２７の第１封止部２１１と第２封止部２１２を開放する。第１封止部２１１が開放されることにより、液体貯留部２１０と移送流路２４３とが繋がる。第２封止部２１２が開放されることにより、液体貯留部２１０と、液体貯留部２１０に空気を導入するための通気流路とが繋がる。
【０１０９】
ステップＳ１０２において、制御部３５１は、モータ３１７を駆動して液体封入カートリッジ１００を回転させ、液体封入カートリッジ１００内に貯留された液体に遠心力を付与し、液体を移送する。これにより、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したように、液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内の液体が、残留することなく移送流路２４３へと移送され、対応するチャンバへと移送される。
【０１１０】
ステップＳ１０２により、液体供給部１２１の液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内のＲ１試薬が、チャンバ１３１へと移送される。液体供給部１２２の液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内のＲ２試薬が、チャンバ１３１へと移送される。チャンバ１３１において、血漿成分と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合される。液体供給部１２３の液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内のＲ３試薬が、チャンバ１３２へと移送される。液体供給部１２４〜１２６の液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内の洗浄液が、それぞれチャンバ１３３〜１３５へと移送される。液体供給部１２７の液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内のＲ４試薬が、チャンバ１３６へと移送される。
【０１１１】
図１１に戻り、ステップＳ１２において液体の移送が終わると、制御部３５１は、攪拌処理を行う。具体的には、制御部３５１は、所定の方向に回転させながら、異なる２つの回転速度を所定の時間間隔で切り替えるよう、モータ３１７を駆動する。これにより、回転方向に発生するオイラー力が所定の時間間隔で変化することで、チャンバ１３１〜１３６内の液体が攪拌される。このような攪拌処理は、ステップＳ１２だけでなく、ステップＳ１３〜Ｓ１８においても移送処理後に同様に行われる。
【０１１２】
ここで、Ｒ１試薬は、被検物質と結合する捕捉物質を含む。捕捉物質は、たとえば、被検物質と結合する抗体を含む。抗体は、たとえば、ビオチン結合ＨＢｓモノクローナル抗体である。Ｒ２試薬は、磁性粒子と磁性粒子懸濁液を含む。磁性粒子は、たとえば、表面がアビジンでコーティングされたストレプトアビジン結合磁性粒子である。ステップＳ１２において、血液検体から分離された血漿成分と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、被検物質とＲ１試薬は、抗原抗体反応により結合する。そして、抗原−抗体反応体と磁性粒子との反応により、Ｒ１試薬の捕捉物質と結合した被検物質が、捕捉物質を介して磁性粒子と結合する。こうして、被検物質と磁性粒子とが結合した状態の複合体が生成される。
【０１１３】
次に、ステップＳ１３において、制御部３５１は、チャンバ１３１内の複合体を、チャンバ１３１からチャンバ１３２へ移送する。
【０１１４】
具体的には、制御部３５１は、モータ３１７を駆動して液体封入カートリッジ１００を回転させ、磁力印加部３１４の磁石の真上にチャンバ１３１を位置付ける。制御部３５１は、磁力印加部３１４を駆動して磁石を液体封入カートリッジ１００の下面に近づけ、チャンバ１３１内に広がる複合体を集める。制御部３５１は、磁力印加部３１４を駆動して磁石を径方向内側に移動させ、チャンバ１３１内の複合体を、円弧状の流路１１５まで移送する。制御部３５１は、モータ３１７を駆動して液体封入カートリッジ１００を回転させ、複合体を流路１１５に沿って移送する。制御部３５１は、磁力印加部３１４を駆動して磁石を径方向外側に移動させ、複合体をチャンバ１３２へ移送する。そして、制御部３５１は、磁力印加部３１４を駆動して、磁石を液体封入カートリッジ１００の下面から離す。
【０１１５】
以上のようにして、ステップＳ１３の処理が行われる。なお、ステップＳ１４〜Ｓ１７における複合体の移送も、ステップＳ１３と同様に行われる。
【０１１６】
こうして、チャンバ１３２において、チャンバ１３１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合される。ここで、Ｒ３試薬は、標識物質を含む。標識物質は、被検物質と特異的に結合する捕捉物質と、標識とを含む。たとえば、標識物質は、捕捉物質として抗体が用いられた標識抗体である。ステップＳ１３において、チャンバ１３１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、複合体と、Ｒ３試薬に含まれる標識抗体とが反応する。これにより、被検物質と、捕捉抗体と、磁性粒子と、標識抗体とが結合した複合体が生成される。
【０１１７】
ステップＳ１４において、制御部３５１は、チャンバ１３２内の複合体を、チャンバ１３２からチャンバ１３３へ移送する。これにより、チャンバ１３３において、チャンバ１３２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。ステップＳ１４において、チャンバ１３２で生成された複合体と、洗浄液とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ１３３内で複合体と未反応物質とが分離される。すなわち、チャンバ１３３では、洗浄により未反応物質が除去される。
【０１１８】
ステップＳ１５において、制御部３５１は、チャンバ１３３内の複合体を、チャンバ１３３からチャンバ１３４へ移送する。これにより、チャンバ１３４において、チャンバ１３２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。チャンバ１３４においても、洗浄により未反応物質が除去される。
【０１１９】
ステップＳ１６において、制御部３５１は、チャンバ１３４内の複合体を、チャンバ１３４からチャンバ１３５へ移送する。これにより、チャンバ１３５において、チャンバ１３２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。チャンバ１３５においても、洗浄により未反応物質が除去される。
【０１２０】
ステップＳ１７において、制御部３５１は、チャンバ１３５内の複合体を、チャンバ１３５からチャンバ１３６へ移送する。これにより、チャンバ１３６において、チャンバ１３２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合される。ここで、Ｒ４試薬は、チャンバ１３２で生成された複合体を分散させるための試薬である。Ｒ４試薬は、たとえば緩衝液である。ステップＳ１７において、チャンバ１３２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ１３２で生成された複合体が分散される。
【０１２１】
ステップＳ１８において、制御部３５１は、Ｒ５試薬をチャンバ１３６に移送する。具体的には、ステップＳ１２と同様、制御部３５１は、液体供給部１２８の第１封止部２１１および第２封止部２１２を開放し、液体供給部１２８の液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内のＲ５試薬に遠心力を付与し、Ｒ５試薬を移送流路２４３へ移送する。これにより、Ｒ５試薬がチャンバ１３６に移送され、チャンバ１３６において、ステップＳ１７で生成された混合液に、さらにＲ５試薬が混合される。
【０１２２】
ここで、Ｒ５試薬は、複合体に結合された標識抗体との反応により光を生じる発光基質を含む発光試薬である。ステップＳ１８において、ステップＳ１７で生成された混合液と、Ｒ５試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、試料が調製される。この試料は、複合体に結合された標識物質と、発光基質とが反応することにより、化学発光する。
【０１２３】
ステップＳ１９において、制御部３５１は、モータ３１７を駆動して液体封入カートリッジ１００を回転させ、チャンバ１３６を検出部３１５の光検出器の真上に位置付け、チャンバ１３６から生じる光を、光検出器により検出する。ステップＳ２０において、制御部３５１は、検出部３１５の光検出器により検出した光に基づいて、免疫に関する分析処理を行う。検出部３１５の光検出器が光電子増倍管で構成される場合、光子の受光に応じたパルス波形が光検出器から出力される。検出部３１５は、光検出器の出力信号に基づいて、一定間隔でフォトンを計数し、カウント値を出力する。制御部３５１は、検出部３１５から出力されたカウント値に基づいて、被検物質の有無および量などを分析し、分析結果を表示部３５２に表示させる。
【０１２４】
次に、図１３（ａ）〜図１４（ｂ）を参照して、液体供給部１２１〜１２８内の一部の構成が異なっている実施形態２〜５について説明する。なお、液体供給部１２１〜１２８の構成は同様であるため、以下、便宜上、液体供給部１２７の構成について説明する。
【０１２５】
＜実施形態２＞
図１３（ａ）に示すように、実施形態２の液体供給部１２７では、実施形態１と比較して、第２封止部２１２と、空気口２２４と、凹部２３１と、接続流路２３２が省略されている。また、液体貯留部２１０のＹ軸正側の端部が空気導入路２３３に接続され、バイパス流路２２０の他端２２２が、空気導入路２３３に接続されている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
【０１２６】
実施形態２では、実施形態１と同様、注入口２２３から注入された液体は、一端２２１から液体貯留部２１０内へ進む。このとき、孔２３４が、液体貯留部２１０内と繋がっている。孔２３４は液体が注入される前に開放されており、液体貯留部２１０内の空気は、孔２３４から排出される。液体の注入が終わると、注入口２２３と孔２３４が、それぞれ、フィルム１０４、１０５により閉塞される。測定動作時には、孔２３４を閉塞していたフィルム１０５が剥がされる。そして、液体封入カートリッジ１００に遠心力が付与されることにより、孔２３４から、液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内に空気が導入される。
【０１２７】
実施形態２では、孔２３４が、注入前に液体貯留部２１０に溜まっていた空気の排出口、および、液体の送液時に空気を導入するための導入口として機能している。空気導入路２３３および孔２３４が、導入口である孔２３４と液体貯留部２１０とを連通させる通気流路として機能している。このように、実施形態２では、孔２３４が、空気の排出口および空気の導入口として兼用されているため、液体封入カートリッジ１００の構成が簡素になる。
【０１２８】
実施形態２においても、実施形態１と同様、液体の注入時に液漏れを防ぎながら、円滑に液体の注入を行うことができる。また、液体の送液時に、液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内に空気を導入できるため、液体貯留部２１０およびバイパス流路２２０内の液体が残留することを抑制できる。
【０１２９】
＜実施形態３＞
図１３（ｂ）に示すように、実施形態３の液体供給部１２７では、実施形態１と比較して、液体貯留部２１０から第２封止部２１２が省略されている。そして、液体貯留部２１０のＹ軸正側に流路２３５が接続され、流路２３５のＹ軸正側に第２封止部２３６が設けられている。バイパス流路２２０の他端２２２は、流路２３５に接続されている。凹部２３１は、第２封止部２３６のＺ軸負側に設けられている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
【０１３０】
実施形態３においても、実施形態１と同様にして、液体の注入を行うことができる。また、液体の送液の際には、第１封止部２１１と第２封止部２３６が開放されることにより、実施形態１と同様、液体の送液を行うことができる。
【０１３１】
＜実施形態４＞
図１４（ａ）に示すように、実施形態４の液体供給部１２７では、実施形態１と比較して、液体貯留部２１０から第１封止部２１１が省略されている。そして、液体貯留部２１０のＹ軸負側に流路２４４が接続され、流路２４４のＹ軸負側に第１封止部２４５が設けられている。凹部２４１は、第１封止部２４５のＺ軸負側に設けられている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
【０１３２】
実施形態４においても、実施形態１と同様にして、液体の注入を行うことができる。また、液体の送液の際には、第１封止部２４５と第２封止部２１２が開放されることにより、実施形態１と同様、液体の送液を行うことができる。
【０１３３】
＜実施形態５＞
図１４（ｂ）に示すように、実施形態５の液体供給部１２７では、実施形態４と比較して、バイパス流路２２０の一端２２１が、流路２４４に接続されている。その他の構成は、実施形態４と同様である。
【０１３４】
実施形態５では、液体の注入の際、一端２２１から流路２４４に流入した液体は、流路２４４を通って液体貯留部２１０へと進む。したがって、実施形態５においても、実施形態１と同様にして、液体の注入を行うことができる。また、液体の送液の際には、第１封止部２４５と第２封止部２１２が開放されることにより、実施形態１と同様、液体の送液を行うことができる。
【０１３５】
＜実施形態６＞
実施形態６では、図１５に示すように、実施形態１と比較して、支持部材３１３に代えて、支持部材４１０が配置され、液体封入カートリッジ１００に代えて、液体封入カートリッジ４２０が用いられる。その他の構成については、実施形態１と同様である。
【０１３６】
支持部材４１０は、孔４１１と、３つの設置部４１２と、を備える。孔４１１は、支持部材４１０の中心に設けられている。支持部材４１０は、回転軸３１０に設置される。これにより、支持部材４１０は、回転軸３１０を中心として回転可能となる。設置部４１２は、回転方向に３つ設けられている。設置部４１２は、面４１２ａと孔４１２ｂを備える。面４１２ａは、支持部材４１０の上面よりも一段低い面である。孔４１２ｂは、面４１２ａの中央に形成されており、支持部材４１０を上下方向に貫通する。液体封入カートリッジ４２０は、矩形形状である。液体封入カートリッジ４２０は、外形の形状を除いて、液体封入カートリッジ１００と同様の構成を有する。
【０１３７】
測定を開始する場合、オペレータは、液体封入カートリッジ１００の場合と同様に、血液検体を液体封入カートリッジ４２０の投入口に投入し、液体封入カートリッジ４２０を設置部４１２に設置する。そして、実施形態１と同様、制御部３５１は、モータ３１７と、磁力印加部３１４と、検出部３１５とを駆動する。実施形態６では、３つの設置部４１２に、それぞれ液体封入カートリッジ４２０を設置できるため、３つの液体封入カートリッジ４２０に対して同時に測定を行うことができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１００、４２０  液体封入カートリッジ
２１０  液体貯留部
２１１、２４５  第１封止部
２１２、２３６  第２封止部
２１３  内壁
２２０  バイパス流路
２２１  一端
２２１ａ  接続位置
２２２  他端
２２３  注入口
２２４  空気口
２２５  狭窄部
２２６  疎水性部
２３１  凹部
２３２  接続流路
２３３  空気導入路
２３４  孔
２４３  移送流路
２５０  液体
３１０  回転軸
【図１】
2018072302.tif 000003
【図２】
2018072302.tif 000004
【図３】
2018072302.tif 000005
【図４】
2018072302.tif 000006
【図５】
2018072302.tif 000007
【図６】
2018072302.tif 000008
【図７】
2018072302.tif 000009
【図８】
2018072302.tif 000010
【図９】
2018072302.tif 000011
【図１０】
2018072302.tif 000012
【図１１】
2018072302.tif 000013
【図１２】
2018072302.tif 000014
【図１３】
2018072302.tif 000015
【図１４】
2018072302.tif 000016
【図１５】
2018072302.tif 000017
【図１６】
2018072302.tif 000018