(57)【要約】【課題】  液体を攪拌することで内部の気泡を除去する気泡除去構造及び気泡除去方法及びそれを用いた攪拌方法を提供する。【解決手段】  混合用ウエル１３から上流気泡除去用溝である第一の溝１１４、下流気泡除去用溝である第二の溝１３１を分岐させ、混合用ウエル１３から第一の溝１１４への液体の吸引開始後に、混合用ウエル１３から第二の溝１３１への液体の吸引を開始し、第一の溝１１４から混合用ウエル１３への液体の吐出完了後に、第二の溝１３１から混合用ウエル１３への液体の吐出を完了する動作を繰り返すことにより気泡除去を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性膜と、前記弾性膜の上面側に設置された分析チップと、前記弾性膜の下面側に設置された駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記弾性膜を介して前記分析チップを前記駆動部に装着させることで独立する複数の凹みを有し、
前記分析チップは、上面に設けられた容器と、下面に設けられた気泡除去用溝および複数の送液用溝を有し、
前記送液用溝は、前記弾性膜が前記分析チップに密着することで、それぞれ独立し、
前記気泡除去用溝は、前記気泡除去用溝の途中で前記容器に連通しており、前記気泡除去用溝の端部が、前記凹みで前記弾性膜が変形した際に発生する前記弾性膜と前記分析チップとの間の隙間により前記送液用溝と連通可能である、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項２】
請求項１に記載の気泡除去構造であって、
複数の前記凹みは、前記弾性膜を介して前記気泡除去用溝の前記端部にそれぞれ連結される第一の凹み、第二の凹みを含み、
前記第一の凹みの減圧開始後に前記第二の凹みの減圧を開始し、さらに、前記第一の凹みの減圧を停止あるいは加圧を開始した後、前記第二の凹みの減圧を停止あるいは加圧を開始する、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項３】
請求項２に記載の気泡除去構造であって、
前記駆動部の複数の前記凹みはそれぞれ加圧管、減圧管を有する、
ことを特緒とする気泡除去構造。
【請求項４】
請求項２に記載の気泡除去構造であって、
前記第一の凹みと前記第二の凹みの合計の容積は、前記容器の容積より小さい、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項５】
請求項１に記載の気泡除去構造であって、
複数の前記凹みは、前記弾性膜を介して前記気泡除去用溝の前記端部にそれぞれ連結される第一の凹み、第二の凹みと、前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記第一の凹みに連結される第三の凹みと、前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記第三の凹みに連結される第四の凹みを含み、
前記第一の凹みを加圧しながら前記第三の凹みを減圧後、前記第四の凹みを加圧しながら前記第三の凹みを加圧して液体を前記容器に送り、
その後、前記第一の凹みを減圧開始後に前記第二の凹みの減圧を開始し、前記第一の凹みの減圧を停止あるいは加圧を開始した後、前記第二の凹みの減圧を停止あるいは加圧を開始して、前記液体の気泡を除去する、
ことを特緒とする気泡除去構造。
【請求項６】
請求項５に記載の気泡除去構造であって、
前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記第四の凹みに連結される液体用容器を更に備える、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項７】
請求項６に記載の気泡除去構造であって、
前記液体用容器は複数の容器からなり、試料用容器と試薬用容器を含む、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項８】
請求項６に記載の気泡除去構造であって、
前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記第二の凹みに連結される第五の凹みと、前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記第五の凹みに連結される処理用溝を更に備える、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項９】
請求項６に記載の気泡除去構造であって、
前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記第二の凹みに連結される少なくとも一個の凹みと、前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記少なくとも一個の凹みのいずれかに連結される処理用溝を更に備える、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項１０】
請求項８に記載の気泡除去構造であって、
前記弾性膜を介して前記送液用溝の一つで前記処理用溝に連結される第六の凹みを更に備える、
ことを特徴とする気泡除去構造。
【請求項１１】
気泡除去構造を用いた気泡除去方法であって、
前記気泡除去構造は、弾性膜の上面側に設置された分析チップと、前記弾性膜の下面側に設置された駆動部とを備え、前記分析チップは、上面に設けられた容器と、下面に設けられた、前記容器から分岐する第一の溝と第二の溝を有し、
前記容器から前記第一の溝への液体の吸引開始後に、前記容器から前記第二の溝への液体の吸引を開始し、前記第一の溝から前記容器への液体の吐出完了後に、前記第二の溝から前記容器への液体の吐出を完了する、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の気泡除去方法であって、
前記駆動部は、
上面に設けられた、前記弾性膜を変形可能な複数の凹みを有し、複数の前記凹みは、前記弾性膜を介して前記第一の溝と前記第二の溝にそれぞれ連結される第一の凹みと第二の凹みと、前記第一の凹みに連結される第三の凹みと、前記第三の凹みに連結される第四の凹みを含み、
前記第一の凹みを加圧しながら前記第三の凹みを減圧後、前記第四の凹みを加圧しながら前記第三の凹みを加圧して前記液体を前記容器に送る、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の気泡除去方法であって、
前記第一の溝、前記第二の溝への前記液体の吸引と、前記第一の溝、前記第二の溝からの前記液体の吐出を繰り返す、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の気泡除去方法であって、
前記駆動部は、
上面に設けられた、前記弾性膜を変形可能な複数の凹みを有し、複数の前記凹みは、前記弾性膜を介して前記第一の溝と前記第二の溝にそれぞれ連結される第一の凹みと第二の凹みを含み、
前記第一の凹みを減圧することにより、前記容器から前記第一の溝への液体の吸引開始後に、前記第二の凹みを減圧することにより、前記容器から前記第二の溝への液体の吸引を開始すると共に、
前記第一の凹みを加圧することにより、前記第一の溝から前記容器への液体の吐出完了後に、前記第二の凹みを加圧することにより、前記第二の溝から前記容器への液体の吐出を完了する、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の気泡除去方法であって、
前記第一の凹みと前記第二の凹みの減圧、加圧は、前記第一の凹みと前記第二の凹みそれぞれに対応する加圧用電磁弁と減圧用電磁弁の開閉状態の制御によって行われる、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の気泡除去方法であって、
前記第一の凹みに対応する前記減圧用電磁弁を開状態にすることにより前記第一の凹みを減圧して前記弾性膜と前記分析チップとの間に隙間を発生させ、前記容器からの前記第一の凹みへの前記液体の吸引完了後、前記第二の凹みに対応する前記減圧用電磁弁を開状態にすることにより前記第二の凹みを減圧して前記弾性膜と前記分析チップとの間に隙間を発生させ、前記容器からの前記第二の凹みへの前記液体の吸引完了後、前記第一の凹みに対応する前記減圧用電磁弁を閉状態にする、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の気泡除去方法であって、
前記第一の凹みに対応する前記減圧用電磁弁を閉状態にした後、前記第一の凹みに対応する前記加圧用電磁弁を開状態にして前記第一の凹みを加圧する、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の気泡除去方法であって、
前記第一の凹みに対応する前記減圧用電磁弁を開状態にすることにより前記第一の凹みを減圧して前記弾性膜と前記分析チップとの間に隙間を発生させ、前記容器からの前記第一の凹みへの前記液体の吸引を開始した後、前記第二の凹みに対応する前記減圧用電磁弁を開状態にして前記第二の凹みの減圧を開始して前記弾性膜と前記分析チップとの間に隙間を発生させ、前記容器からの前記第二の凹みへの前記液体の吸引完了前に、前記第一の凹みに対応する前記減圧用電磁弁を閉状態にする、
ことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項１９】
複数の液体を混合するための撹拌方法であって、
混合容器から第一の溝と第二の溝を分岐させ、前記第一の溝を用いて複数の液体を前記混合容器に合流させ、
前記混合容器から前記第一の溝への合流させた前記液体の吸引開始後に、前記混合容器から前記第二の溝への前記液体の吸引を開始し、
前記第一の溝から前記混合容器への前記液体の吐出完了後に、前記第二の溝から前記混合容器への前記液体の吐出を完了する、
ことを特徴とする攪拌方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の撹拌方法であって、
前記第一の溝、前記第二の溝への前記液体の吸引と、前記第一の溝、前記第二の溝からの前記液体の吐出を繰り返す、
ことを特徴とする攪拌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気泡除去構造、気泡除去方法、及びそれを用いた攪拌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流路内で液体を混合するバイオチップが特許文献１に記載されている。特許文献１には、ポリメラーゼ連鎖反応（以下、ＰＣＲ）溶液の往復混合として、「駆動ラインＤＬ７の圧力を１５秒間で１５から０ｐｓｉｇへと直線的に減少させることにより、ＰＣＲの再構成および往復チャンバーから溶出液計量チャンバーへとＰＣＲ溶液を戻す。溶出液とバルブＶ１３との間の空気は圧縮され、ＰＣＲ混合物を計量チャンバーの方向に押し出し空気バネとして働く。駆動ラインＤＬ７の圧力を１５秒間で０から１５ｐｓｉｇまで直線的に増加させ、次いで１５秒間で１５から０ｐｓｉｇへと直線的に減少させることにより、ＰＣＲ混合物は往復混合される。」と記載されている。また、特許文献２には、微量の試薬類を密閉保存し、保存箇所から外気に触れさせず試薬類を滴下できる生化学用試薬類保存デバイス、及びこの生化学用試薬類保存デバイスを用いた生化学用分析装置が記載されている。特許文献３にはマイクロ流体の送液システム、方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５４５８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１５／１８６４５４
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１０／０７３０２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載された往復混合の方法では、液体をＰＣＲの再構成および往復チャンバーから溶出液計量チャンバーの間で往復させているだけで、液体中の気泡は除去されない。特許文献２では、デバイス流路をホルダから突出変位した流路封止ピンで封止する構造としているため、バイオチップ下面側に流路を設けることができず複雑な構造となる。特許文献３では、液を一方向に流すために三ヵ所の連続した溝を設置する構造が開示されているが、気泡除去について言及がされていない。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成で液体の気泡を除去することを可能とする気泡除去構造、気泡除去方法、及びそれを用いた攪拌方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明においては、弾性膜と、弾性膜の上面側に設置された分析チップと、弾性膜の下面側に設置された駆動部と、を備え、駆動部は、弾性膜を介して分析チップを駆動部に装着させることで独立する凹みを有し、分析チップは、上面に設けられた容器と、下面に設けられた気泡除去用溝および複数の送液用溝を有し、送液用溝は、弾性膜が分析チップに密着することで、それぞれ独立し、気泡除去用溝は、気泡除去用溝の途中で容器に連通しており、気泡除去用溝の端部が、凹みで弾性膜が変形した際に発生する弾性膜と分析チップとの間の隙間により送液用溝と連通可能である気泡除去構造を提供する。
【０００７】
また、上記の目的を達成するため、本発明においては、気泡除去構造を用いた気泡除去方法であって、気泡除去構造は、弾性膜の上面側に設置された分析チップと、弾性膜の下面側に設置された駆動部とを備え、分析チップは、上面に設けられた容器と、下面に設けられた、容器から分岐する第一の溝と第二の溝を有し、容器から第一の溝への液体の吸引開始後に、容器から第二の溝への液体の吸引を開始し、第一の溝から容器への液体の吐出完了後に、第二の溝から容器への液体の吐出を完了する気泡除去方法を提供する。
【０００８】
更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、複数の液体を混合するための撹拌方法であって、混合容器から第一の溝と第二の溝を分岐させ、第一の溝を用いて複数の液体を混合容器に合流させ、混合容器から第一の溝への合流させた液体の吸引開始後に、混合容器から第二の溝への液体の吸引を開始し、第一の溝から混合容器への液体の吐出完了後に、第二の溝から混合容器への液体の吐出を完了する攪拌方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な構成で液体内部の気泡を除去することが可能な気泡除去構造及び気泡除去方法及びそれを用いた攪拌方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る気泡除去構造の上面図及び側面断面図。
【図２】実施例１に係る化学分析装置の上面図及び側面図。
【図３】実施例１に係る化学分析装置の駆動部の圧力を制御するための空気配管系統図。
【図４】実施例１に係る化学分析装置の操作フローを示す図。
【図５】実施例１に係る化学分析装置の分析動作フローを示す図。
【図６】実施例１に係る化学分析装置の送液動作フローを示す図。
【図７】実施例１に係る化学分析装置の送液動作の説明図。
【図８】実施例１に係る化学分析装置の除泡動作フローを示す図。
【図９】実施例１に係る化学分析装置の除泡動作の説明図。
【図１０】実施例１に係る化学分析装置の計測動作フローを示す図。
【図１１】実施例１に係る化学分析装置の除泡動作時の電磁弁の制御タイミングチャートの一例を示す図。
【図１２】実施例１に係る化学分析装置の除泡動作時の電磁弁の制御タイミングチャートの変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の種々の実施例を図面に従い説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下、実施例１に係る分析チップを含む気泡除去構造、及び化学分析装置を図１−図３を用いて説明する。本実施例では、化学分析装置内で、血液、尿、スワブ等の液状化したものなどの試料と試薬を流動させて混合し、化学物質の同定および定量などの光学計測を行うための気泡除去構造及び気泡除去方法、及びそれを用いた攪拌方法について説明する。
【００１３】
図２の(A)、(B)は、実施例１に係る化学分析装置の上面図、側面図を示す。同図の化学分析装置では、気泡除去構造の分析チップ１０及びメンブレン２０が、蓋３０により駆動部４０に押し付けられている。蓋３０は回転支持部３１を中心に回転可能に支持されており、図２の（A）では蓋３０は開きかけの状態を示しており、２つの分析チップ１０などからなる気泡除去構造が並置されている。図２の（B）では蓋３０は完全に閉じて、ロック機構５１で筺体５０に対して締め付けられている。蓋３０には、試料や試薬を分析チップ１０に投入するための投入窓３２、分析結果を観測するための観測窓３３が設けられる。
【００１４】
筺体５０の下には、駆動部４０内の空気圧を制御するための制御部６０を設け、空気配管７０が駆動部４０から制御部６０に繋がっている。制御部６０の動作は、装置外部の操作部６１からの信号により制御される。
【００１５】
図１の(A)、(B)は、実施例１に係る分析チップ、メンブレン、及び駆動部からなる気泡除去構造の上面図及び側面断面図である。すなわち、弾性膜と、弾性膜の上面側に設置された分析チップと、弾性膜の下面側に設置された駆動部とを備え、駆動部は、弾性膜を介して分析チップを駆動部に装着させることで独立する凹みを有し、分析チップは、上面に設けられた容器と、下面に設けられた気泡除去用溝および複数の送液用溝を有し、送液用溝は、弾性膜が分析チップに密着することで、それぞれ独立し、気泡除去用溝は、気泡除去用溝の途中で容器に連通しており、気泡除去用溝の端部が、凹みで弾性膜が変形した際に発生する弾性膜と分析チップとの間の隙間により送液用溝と連通可能な気泡除去構造を示している。
【００１６】
本気泡除去構造は、図２の化学分析装置に装着される。図２の（B）は、蓋３０により、気泡除去構造の分析チップ１０、メンブレン２０、駆動部４０が押し付けられている状態を示している。図１の（A）は分析チップ１０の上面側からみた図で、分析チップ上面側の容器としてのウエルは実線で、分析チップ下面側の溝および駆動部４０の凹みは破線で示している。図１の（B）は、図１の（A）のAA断面で、分析チップ１０と駆動部４０がメンブレン２０を介して接触している。
【００１７】
分析チップ１０の上面側には、容器としての試料用ウエル１１、試薬用ウエル１２、混合用ウエル１３、廃液用ウエル１４を設けており、下面側には、複数の溝１１１、１１２、１１３、１１４、１２１、１２２、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６を設けている。本実施例の構成においては、溝１１４、１３１は上流気泡除去用溝、下流気泡除去用溝、溝１３４は処理用溝であり、それ以外は特に言及しない限り送液用溝として機能する。
【００１８】
メンブレン２０は、ゴムや樹脂などの高分子化合物からなる弾性体で、空気圧で変形することにより流体を移動させるとともに、分析チップ１０と駆動部４０それぞれの表面に密着することで、流体を封止している。
【００１９】
駆動部４０は、メンブレン２０に密着する上面側に凹み４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７を設け、各凹みから２種類の管、すなわち加圧管４１１、４２１、４３１、４４１、４５１、４６１、４７１、及び減圧管４１２、４２２、４３２、４４２、４５２、４６２、４７２それぞれが、図２に示した空気配管７０に接続されている。
【００２０】
図３は、本実施例の駆動部４０の圧力を制御するための空気配管系統図であり、制御部６０内に設置されている。加圧用ポンプ７１から7系統に分岐し、加圧用電磁弁７１１、７２１、７３１、７４１、７５１、７６１、７７１を経てさらに２系統に分岐し、駆動部４０の加圧管に接続している。加圧用電磁弁から２系統に分岐しているのは、本実施例の化学分析装置が図２の(A)に示したように２つの気泡除去構造を搭載しているためである。同様に、減圧用ポンプ７２から７系統に分岐し、減圧用電磁弁７１２、７２２、７３２、７４２、７５２、７６２、７７２を経てさらに２系統に分岐し、駆動部４０の減圧管に接続している。
【００２１】
加圧用電磁弁７１１等は、通電時にポンプ７１から駆動部４０までの空気配管が連通し、駆動部４０の凹み４１等が加圧される。一方非通電時には、ポンプ７１側の空気配管が閉じ、駆動部４０側の空気配管から外部、すなわち大気側への流出は可能で、外部から空気配管へは流入しないようになっている。
【００２２】
減圧用電磁弁７１２等は、通電時にポンプ７２から駆動部４０までの空気配管が連通し、駆動部４０の凹み４１等が減圧される。一方非通電時には、ポンプ７２側の空気配管が閉じ、大気側から駆動部４０側の空気配管への流入は可能で、空気配管から外部へは流出しないようになっている。
【００２３】
以下、図４の操作フローを用いて本実施例の気泡除去構造、化学分析装置の操作を説明する。操作を開始する前の状態として、駆動部４０は化学分析装置に設置され、空気配管７０が接続されている。最初の操作である分析チップ装着２０１では、操作者は分析チップ１０およびメンブレン２０を駆動部４０に装着し、蓋３０を閉じる。先に説明した通り、この状態が図２の（B）である。なお、分析チップ１０およびメンブレン２０は通常一体となってパッケージングされおり、このパッケージングされたものを駆動部４０に装着する。
【００２４】
次の装置動作開始２０２において、操作者は、操作部６１から分析内容に応じた制御手順を選択して、装置動作を開始する。化学分析装置は、初期化動作２０３を開始し、電磁弁の開閉動作やポンプによる加圧及び減圧操作、必要に応じて圧力のチェックなどを行う。
【００２５】
その後、加圧用ポンプ７１及び減圧用ポンプ７２を動作させた状態で、減圧用電磁弁７１２等は全て閉じ、少なくとも加圧用電磁弁７１１と７２１は開いた状態で待機状態開始２０４となる。
【００２６】
待機状態になると、投入操作２０５において、操作者は、投入窓３２から試料を試料用ウエル１１に投入し、同様に投入窓３２から試薬を試薬用ウエル１２に投入する。このとき、加圧用電磁弁７１１及び７１２が開いているため、凹み４１及び４２が加圧され、各凹みでメンブレン２０が分析チップ下面に押し付けられているため、溝１１１および１２１が封止され、試料用ウエル１１および試薬用ウエル１２からそれぞれ試料と試薬が流出することはない。
【００２７】
試料及び試薬の投入を完了すると、操作者は操作部６１から分析動作開始２０６の指示を出し、化学分析装置は分析動作２０７を実施する。分析が終了すると、分析結果は化学分析装置内のメモリに格納され、必要に応じて操作部６１のディスプレイなどに表示される。
【００２８】
分析動作２０７が終了すると、分析チップ取外し２０８で、操作者は分析チップ１０及びメンブレン２０を外して保管あるいは廃棄する。次の分析がある場合は、分析チップ装着２０１に戻って、新しい分析チップを搭載し、分析を実施する。分析がない場合は、操作者は操作部６１で終了操作２０９を行い、装置を停止する。
【００２９】
次に、図５を用いて、本実施例の化学分析装置の分析動作２０７の詳細を説明する。図５の試料送液２１１では、試料用ウエル１１に保持されている試料を、混合用ウエル１３まで送液する。具体的な送液方法を図６及び図７を用いて説明する。
【００３０】
図６は本実施例の化学分析装置の加圧用電磁弁及び減圧用電磁弁の開閉制御による送液動作フローを示す図、図７はその送液動作の説明図である。なお、図７に示す実線の矢印は各加圧管及び減圧管に対応する電磁弁が開いていることを示しており、上向き矢印は加圧用電磁弁が開くことで凹みが加圧されることを、下向き矢印は減圧用電磁弁が開くことで凹みが減圧されることを示している。
【００３１】
図６の(A)、図７の（A）は、上述した分析動作開始時点の状態で、試料用ウエル１１に試料８０が保持されている。すなわち、図７の（A）では、試料封止凹み加圧用電磁弁７１１が開いているため、試料封止凹み用加圧管４１１から空気が流入して、第四の凹みである試料封止凹み４１が加圧され、試料封止凹み用減圧管４１２側の試料封止凹み減圧用電磁弁７１２は閉じている。また、図示していないが、試薬用ウエル１２には試薬が保持され、同様に試薬封止凹み加圧用電磁弁７２１が開いているため、同じく第四の凹みである試薬封止凹み４２が加圧されている。
【００３２】
次に図６の(B)、図７の（B）に示すように、試料送液凹み加圧用電磁弁７３１を開くことで、試料送液凹み用加圧管４３１から空気を流入させて、第三の凹みである試料送液凹み４３を加圧し、試料封止凹み加圧用電磁弁７１１を閉じることで、試料封止凹み用加圧管４１１からの空気の流入を止め、試料封止凹み減圧用電磁弁７１２を開くことで、試料封止凹み用減圧管４１２から空気を流出させ、試料封止凹み４１を減圧する。このとき、メンブレン２０は試料封止凹み４１の底面に引き寄せられるため、メンブレン２０と分析チップ１０との間に試料封止部隙間４１３が発生し、試料８０を試料用ウエル１１から試料上流溝である送液用溝１１１を経て試料封止部隙間４１３に引き込む。
【００３３】
次に図６の（C）、図７の（C）に示すように、試料封止凹み減圧用電磁弁７１２は開いたまま、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を開くことで、上流除泡凹み用加圧管４４１から空気を流入させて、第一の凹みである上流除泡凹み４４を加圧し、試料送液凹み加圧用電磁弁７３１を閉じることで、試料送液凹み用加圧管４３１からの空気の流入を止め、試料送液凹み減圧用電磁弁７３２を開くことで、試料送液凹み用減圧管４３２から空気を流出させ、第三の凹みである試料送液凹み４３を減圧する。このとき、メンブレン２０は試料送液凹み４３の底面に引き寄せられるため、メンブレン２０と分析チップ１０との間に試料封止部隙間４３３が発生し、試料８０を試料封止部隙間４１３から試料吸引溝である送液用溝１１２を経て試料封止部隙間４３３に引き込む。
【００３４】
次に図６の(D)、図７の（D）に示すように、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１及び、試料送液凹み減圧用電磁弁７３２は開いたまま、試料封止凹み減圧用電磁弁７１２を閉じることで、試料封止凹み用減圧管４１２からの空気の流出を止め、試料封止凹み加圧用電磁弁７１１を開くことで、試料封止凹み用加圧管４１１から空気を流入させ、試料封止凹み４１を加圧する。このとき、試料封止凹み４１及び上流除泡凹み４４が加圧されることで、試料吸引溝である送液用溝１１２及び試料吐出溝である送液用溝１１３は封止され、試料封止部隙間４３３内に試料８０が保持される。
【００３５】
次に図６の(E)、図７の（E）に示すように、試料封止凹み加圧用電磁弁７１１は開いたまま、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を開くことで、下流除泡凹み用加圧管４５１から空気を流入させ、第二の凹みである下流除泡凹み４５を加圧し、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を閉じることで、上流除泡凹み用加圧管４４１からの空気の流入を止め、試料送液凹み減圧用電磁弁７３２を閉じることで、試料送液凹み用減圧管４３２からの空気の流出を止める。このとき、メンブレン２０は弾性力で元の状態に戻ろうとし、試料８０を試料封止部隙間４３３から押し出そうとする。しかし、試料吸引溝である送液用溝１１２は、第四の凹みである試料封止凹み４１の加圧により封止されているため流出できない。一方、試料吐出溝である送液用溝１１３は、上流除泡凹み４４の加圧を止めたため封止されておらず、試料８０は流出できる。すなわち、試料８０は、試料封止部隙間４３３から試料吐出溝１１３を経て、上流除泡凹み４４のメンブレン２０と分析チップ１０との間の上流除泡部隙間４４３に侵入し、上流気泡除去用溝１１４から混合用ウエル１３に流出する。混合用ウエル１３中の気泡８４については後で説明する。
【００３６】
次に、図６の(F)、図７の（F）に示すように、試料封止凹み加圧用電磁弁７１１及び下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１は開いたまま、試料送液凹み加圧用電磁弁７３１と上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を開くことで、試料送液凹み用加圧管４３１及び上流除泡凹み用加圧管４４１から空気を流入させ、第三の凹みである試料送液凹み４３及び第一の凹みである上流除泡凹み４４を加圧する。このとき、試料封止部隙間４３３および上流除泡部隙間４４３は完全に閉じ、試料８０は全て混合用ウエル１３に流出する。
【００３７】
ここまでが、図５の試料送液２１１、すなわち、試料用ウエル１１に保持された試料８０を、混合用ウエル１３に送液する動作である。
【００３８】
次に、化学分析装置内では試薬送液２１２が実施される。試薬の送液動作は上述した試料の送液動作とほとんど同じで、試料用ウエル１１を試薬用ウエル１２に、試料上流溝である送液用溝１１１を試薬上流溝である送液用溝１２１に、試料封止凹み４１を試薬封止凹み４２に、試料吸引溝である送液用溝１１２を試薬吸引溝である送液用溝１２２に、試料封止凹み用加圧管４１１を試薬封止凹み用加圧管４２１に、試料封止凹み用減圧管４１２を試薬封止凹み用減圧管４２２に、試料封止凹み加圧用電磁弁７１１を試薬封止凹み加圧用電磁弁７２１に、試料封止凹み減圧用電磁弁７１２を試薬封止凹み減圧用電磁弁７２２に、それぞれ置き換えた動作となる。図７の（F）は、試料および試薬の送液動作が完了し、混合用ウエル１３に試料と試薬の混合液８３が保持されている状態も示しているといえる。
【００３９】
図６、図７では、試料及び試薬を混合用ウエル１３に全量移動させているが、試料用ウエル１１あるいは試薬用ウエル１２への投入量より少ない量を混合用ウエル１３に移動させ、試料用ウエル１１あるいは試薬用ウエル１２に液を残すこともできる。送液量は、試料送液凹み４３の容積にほぼ等しいので、その容積以上に液を投入すれば各ウエルに残液が生じる。このように、分析に必要な量以上の試料や試薬を使用できる場合は、ウエル内に液を残す動作も可能である。
【００４０】
しかし、一般には試料や試薬は微量であり、分析に使用しない無駄な液量は排除したい。そのため、図７で説明したように投入された全量を送液することが望ましい。このような全量の送液では、液を空気で押し出すことになり、図７の（E）あるいは（F）に示すように、混合用ウエル１３内には気泡８４が混入する。このような気泡８４が混入した状態のまま、光学的な計測を実施すると、正しい計測値が得られない。
【００４１】
そこで、本実施例の気泡除去構造、及び化学分析装置においては、図５の除泡２１３で次に示す除泡操作を実施する。
【００４２】
図８及び図９を用いて本実施例の構成による除泡操作を説明する。すなわち、上述したように、気泡除去構造は、弾性膜の上面側に設置された分析チップと、弾性膜の下面側に設置された駆動部とを備え、分析チップは、上面に設けられた容器と、下面に設けられた、容器から分岐する上流気泡除去用溝である第一の溝と下流気泡除去溝である第二の溝を有し、容器から第一の溝への液体の吸引開始後に、容器から第二の溝への液体の吸引を開始し、第一の溝から容器への液体の吐出完了後に、第二の溝から容器への液体の吐出を完了する気泡除去方法を説明する。
【００４３】
図８は本実施例の化学分析装置の除泡動作フローを示す図、図９は本実施例の化学分析装置の除泡動作の説明図である。本実施例の除泡操作は、第一の凹みである上流除泡凹み４４、混合用ウエル１３である容器、第二の凹みである下流除泡凹み４５などがメンブレン２０を介して、上流気泡除去用溝１１４、下流気泡除去用溝１３１で連結された気泡除去構造を用い、第一の凹みである上流除泡凹み４４の減圧開始後に第二の凹みである下流除泡凹み４５の減圧を開始し、さらにその後、第一の凹みの減圧を停止あるいは加圧を開始した後、第二の凹みの減圧を停止あるいは加圧を開始して気泡除去を行う。
【００４４】
図９の（A）は、図７の（F）の試料および試薬の送液動作が完了し、混合用ウエル１３に試料と試薬の混合液８３が保持されている状態に続く動作である。図８の(A)、図９の（A）に示すように、試料送液凹み加圧用電磁弁７３１及び下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１は開いたまま、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を閉じることで、上流除泡凹み用加圧管４４１からの空気の流入を止め、次に、上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２を開くことで、上流除泡凹み用減圧管４４２から空気を流出させ、上流除泡凹み４４を減圧する。このとき、メンブレン２０は上流除泡凹み４４の底面に引き寄せられるため、メンブレン２０と分析チップ１０との間に上流除泡部隙間４４３が発生し、混合液８３を混合用ウエル１３から上流気泡除去用溝１１４を経て上流除泡部隙間４４３に引き込む。この混合液８３の移動により、図７の（F）で混合用ウエル１３の底面部にあった気泡８４は、上流除泡部隙間４４３に移動する。なお、図７の（F）で開いた状態の試料封止凹み加圧用電磁弁７１１は、除泡動作には無関係であり、開いた状態でも閉じた状態でもよく、図９では閉じた状態を示している。
【００４５】
次に図８の(B)、図９の（B）に示すように、試料送液凹み加圧用電磁弁７３１及び上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２は開いたまま、第五の凹みである処理送液凹み４６用の加圧用電磁弁７６１を開くことで、処理送液凹み用加圧管４６１から空気を流入させ、処理送液凹み４６を加圧し、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を閉じることで、下流除泡凹み用加圧管４５１からの空気の流入を止め、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を開くことで、下流除泡凹み用減圧管４５２から空気を流出させ、第二の凹みである下流除泡凹み４５を減圧する。このとき、メンブレン２０は下流除泡凹み４５の底面に引き寄せられるため、メンブレン２０と分析チップ１０との間に下流除泡部隙間４５３が発生し、混合液８３を混合用ウエル１３から下流気泡除去用溝１３１を経て下流除泡部隙間４５３に引き込む。
【００４６】
次に図８の(C)、図９の（C）に示すように、試料送液凹み加圧用電磁弁７３１及び下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２及び処理送液凹み加圧用電磁弁７６１は開いたまま、上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２を閉じることで、上流除泡凹み用減圧管４４２からの空気の流出を停止し、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を開くことで、上流除泡凹み用加圧管４４１から空気を流入させて、第一の凹みである上流除泡凹み４４を加圧する。このとき、図９の（A）で上流除泡部隙間４４３に引き込まれた混合液８３は、上流気泡除去用溝１１４を経て混合用ウエル１３に戻り、気泡８４も同じ位置すなわち混合用ウエル１３の底面部に戻る。
【００４７】
次に図８の(D)、図９の(D)に示すように、試料送液凹み加圧用電磁弁７３１及び上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１及び処理送液凹み加圧用電磁弁７６１は開いたまま、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を閉じることで、下流除泡凹み用減圧管４５２からの空気の流出を停止し、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を開くことで、下流除泡凹み用加圧管４５１から空気を流入させて、第二の凹みである下流除泡凹み４５を加圧する。このとき、図９の（B）で下流除泡部隙間４５３に引き込まれた混合液８３は、下流気泡除去用溝１３１を経て混合用ウエル１３に戻り、図９の（C）で混合用ウエル１３の底面部に戻った気泡８４を混合用ウエル１３の上部に押し上げる。
【００４８】
この図９の（A）から（D）までの動作が1回の除泡動作で、これを複数回繰り返す。気泡は、混合用ウエル１３の上部に移動すれば浮力で上昇する可能性が高く、気液界面で消滅する。混合用ウエル１３の底面部に気泡があると、固体壁に気泡が吸着するため浮力では上昇しにくい。そこで、混合用ウエル１３の底面部の気泡を、底面部付近の混合液とともに一端上流気泡除去用溝１１４経由で上流除泡部隙間４４３に移動させ、続いて下流除泡部隙間４５３には混合用ウエル１３の上部に位置する混合液を下流気泡除去用溝１３１経由で移動させ、混合液を混合用ウエル１３に戻すときは、まず上流除泡部隙間４４３の混合液を上流気泡除去用溝１１４経由で戻すと、気泡は混合用ウエル１３の底面部に戻る。次に、下流除泡部隙間４５３の混合液を下流気泡除去用溝１３１経由で戻すことで、気泡を混合用ウエル１３の上部に押し上げる。このような操作を複数回繰り返せば、図９の（E）に示すように、気泡が混合用ウエル１３の上部に移動した際に徐々に気液界面まで浮力で上昇し消滅する。
【００４９】
なお、混合液を各隙間４４３、４５３から混合用ウエル１３に戻す際に、減圧用の電磁弁７４２あるいは７５２を閉じることで、各凹み４４、４５は加圧され、混合液は混合用ウエル１３に流出するが、さらに、加圧用の電磁弁７４１あるいは７５１を開くことで、各凹み４４、４５の加圧が加速され、混合液の混合ウエル１３への流出速度が増すので、気泡は抜けやすくなる。
【００５０】
ここまでが、本実施例の化学分析装置における、図５の除泡２１３の動作である。なお、この除泡動作を行うと、混合液８３が混合用ウエル１３と２つの隙間、すなわち上流除泡部隙間４４３及び下流除泡部隙間４５３との間で、往復流動するため攪拌される。すなわち、本実施例の構成における除泡動作は攪拌動作にもなっている。そのため、試料と試薬が混ざりやすい場合は、気泡が除去できる程度の数回の除泡動作で十分であるが、混ざりにくい混合液の場合には、十分な攪拌に必要な回数の除泡動作を繰り返すことで、混合液を攪拌すればよい。逆にいえば、図９の動作は、試料と試薬の混合液８３の攪拌動作であり、そのうちの最初の数回で気泡が除去されることになる。
【００５１】
図５の計測２１４に示すように、除泡動作の後は計測動作を実施する。計測動作は、除泡動作後に混合用ウエル１３に保持された混合液８３を、図１の処理用溝１３４に送液し、光学的な計測などの処理を行うものである。送液の動作については、図７で説明した動作と同じであることから、図１０の動作フローと図１を用いて、計測動作を説明する。
【００５２】
図１０は、本実施例の化学分析装置の計測動作フローを示す図である。動作２８１は、図９の（E）に続く動作で、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１及び処理送液凹み加圧用電磁弁７６１は開いたまま、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を閉じることで、下流除泡凹み用加圧管４５１からの空気の流入を止め、次に、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を開くことで、下流除泡凹み用減圧管４５２から空気を流出させ、下流除泡凹み４５を減圧する。このとき、メンブレン２０は下流除泡凹み４５の底面に引き寄せられるため、メンブレン２０と分析チップ１０との間に隙間が発生し、混合液８３を混合用ウエル１３から下流気泡除去用溝１３１を経て隙間に引き込む。
【００５３】
動作２８２では、処理封止凹み加圧用電磁弁７７１を開くことで、処理封止凹み用加圧管４７１から空気を流入させ、図１の第六の凹みである処理封止凹み４７を加圧し、処理送液凹み加圧用電磁弁７６１を閉じることで、処理送液凹み用加圧管４６１からの空気の流入を止め、次に、処理送液凹み減圧用電磁弁７６２を開くことで、処理送液凹み用減圧管４６２から空気を流出させ、第五の凹みである処理送液凹み４６を減圧する。このとき、メンブレン２０は処理送液凹み４６の底面に引き寄せられるため、メンブレン２０と分析チップ１０との間に隙間が発生し、混合液８３を混合用ウエル１３から下流除泡凹み４５で発生した隙間及び処理吸引溝１３２を経て処理送液凹み４６の隙間に引き込む。
【００５４】
動作２８３では、処理送液凹み減圧用電磁弁７６２及び処理封止凹み加圧用電磁弁７７１は開いたまま、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を閉じることで、下流除泡凹み用減圧管４５２からの空気の流出を止め、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を開くことで、下流除泡凹み用加圧管４５１から空気を流入させ、下流除泡凹み４５を加圧する。このとき、メンブレン２０は下流除泡凹み４５に発生した隙間を閉じて封止し、混合液８３を混合用ウエル１３に戻す。
【００５５】
動作２８４では、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１は開いたまま、処理封止凹み加圧用電磁弁７７１を閉じることで、処理封止凹み用加圧管４７１からの空気の流入を止め、処理送液凹み減圧用電磁弁７６２を閉じることで、処理送液凹み用減圧管４６２からの空気の流出を止める。
【００５６】
このとき、メンブレン２０は弾性力で元の状態に戻ろうとし、第五の凹みである処理送液凹み４６に発生した隙間を閉じて、混合液８３を処理送液溝である送液用溝１３３、処理用溝１３４、処理吐出溝１３５に満たし、余分な液は第六の凹みである処理封止凹み４７のメンブレン２０と分析チップ１０との間を通り、廃液溝１３６を経て図１に示した廃液用ウエル１４に流出する。この状態で、図２の観測窓３３から観測光を処理用溝１３４に照射し、データを取得する。以上が、図４に示す本実施例の分析動作２０７である。
【００５７】
なお、処理用溝１３４は、液を密閉空間に保持する機能を持ち、以上詳述した実施例１では、観測窓３３から観測光を処理用溝１３４に照射し、データを取得する分析動作を示したが、本実施例の処理用溝における処理は分析・検出に限定されるものではない。例えば、図９の動作で２液を攪拌した後、処理用溝１３４に保持することで反応させ、その後廃液用ウエル１４から回収してもよく、あるいは処理用溝１３４に液を保持して温度を制御するなど光学的な計測以外の処理を行ってもよい。
【００５８】
また、本実施例の構成にあっては、図１に示すように、第二の凹みである下流除泡凹み４５と処理用溝１３４との間には送液用溝を介して第五の凹みである処理送液凹み４６が設置されているが、これに限定されず第五の凹みだけでなく更に複数の凹みを連結する構成とすることも可能である。すなわち、弾性膜であるメンブレン２０を介して送液用溝の一つで第二の凹みである下流除泡凹み４５に連結される少なくとも一個の凹みと、メンブレン２０を介して送液用溝の一つで少なくとも一個の凹みのいずれかに連結される処理用溝１３４を備える構成とすることもできる。
【００５９】
以上詳述した実施例１では、上流気泡除去溝である第一の溝と下流気泡除去溝である第二の溝を用い、混合用ウエル１３と２つの隙間、すなわち上流除泡部隙間４４３及び下流除泡部隙間４５３との間で、液を往復流動、攪拌することで内部の気泡を除去することができる。すなわち、以上説明した実施例は、複数の液体を混合するための撹拌方法であって、混合容器から上流気泡除去溝である第一の溝と下流気泡除去溝である第二の溝を分岐させ、第一の溝を用いて複数の液体を混合容器に合流させ、混合容器から第一の溝への液体の吸引開始後に、混合容器から第二の溝への液体の吸引を開始し、第一の溝から混合容器への液体の吐出完了後に、第二の溝から混合容器への液体の吐出を完了する攪拌方法の実施例でもある。
【００６０】
以上説明した実施例１では、凹みの圧力を加圧と減圧の２種類に切り替えることにより、メンブレンを変形させて、送液及び封止を行っている。各凹みの大きさは同じでも動作は可能であるが、望ましくは以下のように設定する。
【００６１】
本実施例の気泡除去構造においては、液をあるウエルから別のウエルに送る場合、２つのウエルの間には３つ以上の凹みが必要である。図１では、試料用ウエル１１と混合用ウエル１３の間には、第四の凹みである試料封止凹み４１と第三の凹みである試料送液凹み４３と第一の凹みである上流除泡凹み４４が、試薬用ウエル１２と混合用ウエル１３の間には、同じく第四の凹みである試薬封止凹み４２と試料送液凹み４３と上流除泡凹み４４が、混合用ウエル１３と廃液用ウエル１４との間には、第二の凹みである下流除泡凹み４５と第五の凹みである処理送液凹み４６と第六の凹みである処理封止凹み４７がある。
【００６２】
このようなそれぞれ３つの凹みのうち、実質的に送液しているのは中央の凹み、すなわち試料送液凹み４３、及び処理送液凹み４６であり、この凹みの容積は１回の動作で送液する液量となる。一方これらの両側の凹みは、バルブの役目を果たしており、中央の凹みに液を吸引する場合は、下流側の凹みである上流除泡凹み４４、及び処理封止凹み４７を加圧して封止し、中央の凹みが液を吐出する場合は、上流側の凹みである試料封止凹み４１、試薬封止凹み４２、及び下流除泡凹み４５を加圧して封止する。そのため、両側の凹みの容積は送液量とは無関係であり、中央の凹みに比べて小さくすることができる。
【００６３】
ただし、上流除泡凹み４４と下流除泡凹み４５は除泡あるいは攪拌の動作に使用するため、容積に制限がある。すなわち、混合用ウエル１３に保持された混合液８３の液量に対して、上流除泡凹み４４と下流除泡凹み４５の合計の容積は小さくなければならない。これは、図９の(B)に示すように混合液を上流除泡凹み４４と下流除泡凹み４５の両方に吸引した時、厳密に言いかえるなら、上流除泡隙間４４３と下流除泡隙間４４５の両方に吸引した時、混合用ウエル１３には混合液が残っていないと、空気を吸引することになり、新たな気泡が混入するためである。そのため、各凹みの容積は、混合用ウエル１３に保持する合計液量の半分以下にすることが望ましい。
【００６４】
図１１に、本実施例の化学分析装置における除泡動作時の電磁弁の制御タイミングチャートを示す。このタイミングチャートは、第一の凹みに対応する減圧用電磁弁を開状態にすることにより第一の凹みを減圧し、容器からの第一の凹みへの液体の吸引完了後、第二の凹みに対応する減圧用電磁弁を開状態にすることにより第二の凹みを減圧し、容器からの第二の凹みへの液体の吸引完了後、第一の凹みに対応する減圧用電磁弁を閉状態にした後、第一の凹みに対応する加圧用電磁弁を開状態にして第一の凹みを加圧し、第一の凹みから容器への液体の吐出を開始する気泡除去方法のタイミングチャートである。
【００６５】
図１１の(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１、上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２の開閉制御タイミングを示している。これらの制御は、先に述べたように制御部６０内に設置された空気配管系統で実行される。
【００６６】
時刻0において、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を閉じ、上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２を開くことで、混合液及び気泡を上流気泡除去溝１１４経由で上流除泡凹み４４側に吸引する。吸引完了までの時間をＴ１とすると、余裕をみて時刻ｔ１に下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を閉じ、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を開いて、下流気泡除去溝１３１を経て下流除泡凹み４５側に吸引する。
【００６７】
下流除泡凹み４５側へ吸引が完了するまでの時間がＴ２で、時刻ｔ２に吸引が完了するのであれば、余裕をみて時刻ｔ３に上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２を閉じ、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を開始する。すなわち、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出は、下流除泡凹み４５側への吸引が完了してから実施する。
【００６８】
さらに、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を開き、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３へ混合液及び気泡を完全に戻す。完全に戻るまでの時間をＴ３とすると、余裕をみて時刻ｔ４に下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を閉じ、下流除泡凹み４５側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を開始する。すなわち、下流除泡凹み４５側から混合用ウエル１３への混合液の吐出は、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３に気泡が戻ってから実施する。またさらに、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を開き、下流除泡凹み４５側から混合用ウエル１３へ混合液を完全に戻し、気泡を混合用ウエル１３の上部に移動させる。
【００６９】
このように、混合用ウエル１３に混合液が戻り、気泡の移動が完了する時刻ｔ５までを１サイクルとして、同じ除泡動作を繰り返すことにより、除泡、更には撹拌を行うことができる。
【００７０】
すなわち、以上詳述した実施例１の気泡除去構造、気泡除去方法、及び攪拌方法によれば、シンプルに液体を攪拌することで内部の気泡を除去、更には撹拌を行うことが可能となる。
【００７１】
続いて、本実施例の除泡動作時の電磁弁の制御タイミングチャートの変形例について説明する。本実施例の気泡除去構造、化学分析装置において、上流除泡凹み４４と下流除泡凹み４５などの除泡に使用する凹みをあまり小さくできない場合は、図１２に示す除泡動作の制御タイミングを変更してもよい。このタイミングチャートは、第一の凹みに対応する減圧用電磁弁を開状態にすることにより第一の凹みを減圧し、容器からの第一の凹みへの液体の吸引を開始した後、第二の凹みに対応する減圧用電磁弁を開状態にして第二の凹みの減圧を開始し、容器からの第二の凹みへの液体の吸引完了前に、第一の凹みに対応する減圧用電磁弁を閉状態にする気泡除去方法のタイミングチャートである。
【００７２】
図１２の除泡動作では、上流除泡凹み４４と下流除泡凹み４５の合計容積が、混合液の量より大きい場合を想定している。同図の(A)、(B)、(C)、(D)は、図１１と同様、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１、上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２の開閉制御タイミングを示している。
【００７３】
時刻0において、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を閉じ、上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２を開くことで、混合液及び気泡を上流除泡凹み４４側に吸引する。吸引完了までの時間をＴ１とすると、余裕をみて時刻ｔ１に下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を閉じ、下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を開いて、下流除泡凹み４５側に吸引する。ここまでは、図１１の動作と同じである。
【００７４】
下流除泡凹み４５側へ吸引が完了するまでの時間がＴ２で、時刻ｔ２に吸引が完了するのであれば、時刻ｔ２の時点で、上流除泡凹み４４側と下流除泡凹み４５側の両方で吸引を行えば、混合用ウエル１３には混合液がなくなり、下流除泡凹み４５側で空気を吸引することになる。
【００７５】
そこで図１２の変形例においては、時刻ｔ２より手前の時刻ｔ３において、上流除泡凹み減圧用電磁弁７４２を閉じ、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を開始する。すなわち、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出は、下流除泡凹み４５側への吸引が完了する前に実施する。このように上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への吐出動作を早めることで、混合用ウエル１３で混合液がなくならないようにする。
【００７６】
この後は、図１１の動作と同じである。すなわち、上流除泡凹み加圧用電磁弁７４１を開き、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３へ混合液及び気泡を完全に戻す。完全に戻るまでの時間をＴ３とすると、余裕をみて時刻ｔ４に下流除泡凹み減圧用電磁弁７５２を閉じ、下流除泡凹み４５側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を開始する。すなわち、下流除泡凹み４５側から混合用ウエル１３への混合液の吐出は、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３に気泡が戻ってから実施する。
【００７７】
さらに、下流除泡凹み加圧用電磁弁７５１を開き、下流除泡凹み４５側から混合用ウエル１３へ混合液を完全に戻し、気泡を混合用ウエル１３の上部に移動させる。混合用ウエル１３に混合液が戻り、気泡の移動が完了する時刻ｔ５までを、１サイクルとして、同じ除泡動作を繰り返す。
【００７８】
この変形例では、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を開始する時刻ｔ３は、下流除泡凹み４５側へ吸引が完了する時刻ｔ２より早い必要がある。また、下流除泡凹み４５側への吸引開始時刻ｔ１よりも早く上流除泡凹み４４側からの吐出を開始することも可能であるが、上流除泡凹み４４側への吸引が完了していな可能性もあり、気泡の除去動作として効率が低下する。そのため、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を開始する時刻ｔ３は、下流除泡凹み４５側への吸引開始時刻ｔ１から下流除泡凹み４５側へ吸引が完了する時刻ｔ２までの間が望ましい。
【００７９】
特に、下流除泡凹み４５側への吸引開始時刻ｔ１に、上流除泡凹み４４側からの吐出を開始すると、混合液のほとんどは混合用ウエル１３を経由せず、上流除泡凹み４４側から下流除泡凹み４５側へ直接流動することになる。この場合でも、最初に混合用ウエル１３の底面部にあった気泡は、下流除泡凹み４５側へ移動する際に、混合液の最後の方で移動するので、次に下流除泡凹み４５側から混合用ウエル１３に混合液を吐出する際には、混合液の最初の方で移動し、混合用ウエル１３の上部へと運ばれ、消滅しやすくなる。
【００８０】
このように、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を開始する時刻ｔ３を、混合用ウエル１３から下流除泡凹み４５側へ吸引が完了する時刻ｔ２より前にすることで、上流除泡凹み４４と下流除泡凹み４５の合計容積が、混合液の量より大きい場合にも、気泡除去を可能とするが、それだけでなく、除泡時間の短縮にもなる。
【００８１】
すなわち、図１１で、混合用ウエル１３から下流除泡凹み４５側へ吸引が完了する時刻ｔ２後に、上流除泡凹み４４側から混合用ウエル１３への混合液の吐出を時刻ｔ３で開始した実施例１の場合に比べて、図１２で、時刻ｔ３を時刻ｔ２より前にした方が、除泡時間は短く、分析操作全体の高速化につながる。
【００８２】
なお、図３に示した空気配管系統図では、各電磁弁から空気配管を２系統に分岐して、２台の駆動部に接続している。そのため、２台の駆動部では全く同じ動作を同時に実施することになる。これは、２つの試料に対して同じ分析を実施する場合の構成例であるが、異なる分析を実施する場合には、２系統に分岐してから駆動部に接続するまでの途中に電磁弁を配置してそれぞれ別個の駆動を実行すればよい。
【００８３】
以上詳述した本発明によれば、気泡除去構造、気泡除去方法、及び攪拌方法によれば、簡単な構成で液体を攪拌することで内部の気泡を除去、更には撹拌を行うことが可能となる。更に、除泡時間の短縮、分析時間の高速化を図ることが可能となる。
【００８４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  分析チップ
１１  試料用ウエル
１２  試薬用ウエル
１３  混合用ウエル
１４  廃液用ウエル
１１１、１１２、１１３，１１４、１２１、１２２、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６  溝
２０  メンブレン
３０  蓋
３１  回転支持部
３２  投入窓
３３  観測窓
４０  駆動部
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７  凹み
４１１、４２１、４３１、４４１、４５１、４６１、４７１  加圧管
４１２、４２２、４３２、４４２、４５２、４６２、４７２  減圧管
５０  筺体
５１  ロック機構
６０  制御部
６１  操作部
７０  空気配管
７１  加圧用ポンプ
７１１、７２１、７３１、７４１、７５１、７６１、７７１  加圧用電磁弁
７２  減圧用ポンプ
７１２、７２２、７３２、７４２、７５２、７６２、７７２  減圧用電磁弁
【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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