(57)【要約】 【課題】  液体の位置を検出し、流路内でより速やか、かつ安定して液体を移動させる送液装置を提供する。【解決手段】本発明によれば，微細流路の液体を送液する送液装置であって、前記流路の一部分に互いに分離して形成された第１及び第２の電極と、前記流路の他の部分に形成され、その表面が疎液性である疎液性膜と、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する制御部と、前記制御部が第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１及び第２の電極の間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する第１の液体検知部と、を備え、前記制御部は、第１の液体検知部が液体を検知したとき、第１の電極と前記疎液性膜との間への電圧の印加を行い、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液する送液装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細流路の液体を送液する送液装置であって、
前記流路の一部分に互いに分離して形成された第１及び第２の電極と、
前記流路の他の部分に形成され、その表面が疎液性である疎液性膜と、
第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する制御部と、
前記制御部が第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１及び第２の電極の間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する第１の液体検知部と、
を備え、
前記制御部は、第１の液体検知部が液体を検知したとき、第１の電極と前記疎液性膜との間への電圧の印加を行い、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液することを特徴とする送液装置。
【請求項２】
前記疎液性膜が第１の電極と第２の電極の間に配置され、
前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第１の液体検知部が電流を検出して液体を検知する請求項１に記載の送液装置。
【請求項３】
前記疎液性膜が第１の電極から第２の電極よりも離れて配置され、
前記制御部は、第１の液体検知部が液体を検知したときに、第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液する請求項１に記載の送液装置。
【請求項４】
前記流路の他の部分に第１及び第２の電極と分離して形成された第３の電極をさらに備え、
前記疎液性膜が第３の電極上に形成され、
前記制御部が第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液する請求項１〜３の何れか１つに記載の送液装置。
【請求項５】
第１の電極と第３の電極との間に流れる電流を検出して液体を検知する第２の液体検知部をさらに備え、
前記疎液性膜が第３の電極の一部を覆うように第３の電極上に形成され、
前記制御部が第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第２の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知する請求項４に記載の送液装置。
【請求項６】
前記流路の他の部分に第１及び第２の電極と分離して形成され、第１の電極から第２の電極及び疎液性膜よりも離れて配置された第４の電極と、
第１の電極と第４の電極との間に流れる電流を検出して第１及び第４の電極上の流路における液体を検知する第３の液体検知部と、
をさらに備え、
前記制御部は、第１の電極と第４の電極との間にさらに選択的に電圧を印加し、
第１の液体検知部が液体を検知したときに、前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第３の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知する請求項３に記載の送液装置。
【請求項７】
前記疎液性膜が第２の電極上に第２の電極の一部を覆うように形成され、
前記制御部は、第２の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液する請求項１に記載の送液装置。
【請求項８】
前記疎液性膜は、絶縁破壊を起こす絶縁体の膜であり、第２の電極上に第２の電極の全部を覆うように形成され、
前記制御部は、第２の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間に前記絶縁体の破壊電圧以上の電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第１の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知する請求項１に記載の送液装置。
【請求項９】
前記疎液性膜は、多孔質膜であり、第２の電極上に第２の電極を覆うように形成され、
前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ、第１の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知する請求項１に記載の送液装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の疎液性膜に替えて、第３の電極を疎液性処理して形成した電極表面層を備えた送液装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の疎液性膜に替えて、第２の電極を疎液性処理して形成した電極表面層を備えた送液装置。
【請求項１２】
前記制御部が選択的に印加する電圧の大きさを制御する電圧制御部をさらに備え、
前記電圧制御部は、前記制御部により第１の電極と第２の電極との間へ電圧が印加され、かつ第１の液体検知部により液体が検知されないときに、第１の電極と疎液性膜との間に印加する電圧を大きくする請求項１〜９の何れか１つに記載の送液装置。
【請求項１３】
前記電圧制御部は、前記制御部により第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧が印加され、かつ第２の液体検知部により流路における液体が検知されないときに、第１の電極と前記疎液性膜との間に印加する電圧を大きくする請求項１２に記載の送液装置。
【請求項１４】
前記流路を振動させる振動源と、
前記振動源の振動を制御する振動制御部とをさらに備え、
前記振動制御部は、前記制御部により第１の電極と第２の電極との間へ電圧が印加され、かつ第１の液体検知部により液体が検知されないときに、前記振動源を振動させる請求項１〜９の何れか１つに記載の送液装置。
【請求項１５】
前記振動制御部は、前記制御部により第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧が印加され、かつ第２の液体検知部により流路における液体が検知されないときに、前記振動源を振動させる請求項１４に記載の送液装置。
【請求項１６】
微細流路と、
前記流路の一部分に設けられ、流路の液体を前記流路に供給する供給部と、
前記流路の他の部分に設けられ、前記液体を前記流路から排出する排出部と、前記供給部と前記排出部との間の前記流路に設けられ、前記液体の特性を分析するための電極が形成された分析部と、
をさらに備え、
前記供給部と前記分析部との間又は前記分析部と前記排出部との間の前記流路に、第１及び第２の電極並びに疎液性膜が設けられた請求項１に記載の送液装置に用いるための送液チップ。
【請求項１７】
前記流路がメイン流路とサブ流路とで構成され、前記サブ流路が前記メイン流路に合流するように配置され、
前記供給部が前記サブ流路に配置され、
前記排出部及び前記分析部が前記メイン流路に配置され、
請求項１に記載の第１及び第２の電極並びに疎液性膜が前記供給部から前記メイン流路と前記サブ流路との合流部までの間の前記サブ流路に配置された請求項１６に記載の送液チップ。
【請求項１８】
前記サブ流路に設けられ、流路に空気を入れる空気孔をさらに備えた請求項１６に記載の送液チップ。
【請求項１９】
前記空気孔が設けられたサブ流路の大きさはメイン流路の大きさよりも小さい請求項１８に記載の送液チップ。
【請求項２０】
メタボリックシンドローム判定用の請求項１６〜１９の何れか１つに記載の送液チップ。
【請求項２１】
請求項１６に記載の送液チップを用いて検体を分析する検体分析装置であって、
前記供給部と前記分析部との間の、第１及び第２の電極並びに疎液性膜と接続され、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路が、前記供給部と前記分析部との間の、第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１及び第２の電極の間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する送液動作検知回路と、
前記送液動作検知回路が液体を検知したときに、前記分析部の電極に流れる電流を検出して液体の電気化学的特性を検出する電気化学的検出回路と、
を備える検体分析装置。
【請求項２２】
請求項１６に記載の送液チップを用いて検体を分析する検体分析装置であって、
前記供給部と前記分析部との間の、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路が、前記供給部と前記分析部との間の、第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、前記分析部の電極に流れる電流を検出して流路における液体を検知する送液動作検知回路と、
前記送液動作検知回路が液体を検知したときに、前記分析部の電極に流れる電流を検出して液体の電気化学的特性を検出する電気化学的検出回路と、
を備える検体分析装置。
【請求項２３】
請求項１６に記載の送液チップを用いて検体を分析する検体分析装置であって、
前記分析部と前記排出部の間の、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路が、前記分析部と前記排出部の間の、第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１の電極と第２の電極との間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する送液動作検知回路と、
前記分析部の電極に流れる電流を検出して液体の電気化学的特性を検出する電気化学的検出回路と、
を備え、
前記電気化学的検出回路が液体の電気化学的特性を検出したときに、前記駆動回路が、前記分析部と前記排出部の間の、第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加する検体分析装置。
【請求項２４】
前記電気化学的検出回路は、血液に含まれるタンパク質の濃度を検出する請求項２１〜２３のいずれか１つに記載の検体分析装置。
【請求項２５】
メタボリックシンドローム判定用の請求項２１〜２４のいずれか１つに記載の検体分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送液装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
近年、生活習慣により引き起こされるメタボリックシンドロームが社会的な問題となっている。このメタボリックシンドロームの発症には、アディポネクチンが関連するとされ、血液中のアディポネクチンの量を免疫分析法で測定することが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。免疫分析法は、医療分野、生化学分野、アレルゲンなどの分野で用いられ、特にタンパク質の測定方法として、ＥＬＩＳＡ（酵素免疫測定法）、ＣＬＥＩＡ（化学発光酵素免疫測定法）、ＲＩＡ（ラジオイムノアッセイ）、ＬＴＩＡ（ラテックス免疫比濁法）等が広く用いられている。しかしながら、この免疫分析法は、操作が煩雑であり、また、分析に時間を要する。
【０００３】
このような背景から、タンパク質の測定装置として、マイクロオーダーの流路を基板に形成し、この流路に抗体等を固定化するマイクロ分析チップ、つまり、送液装置の開発が期待されている。例えば、親水性の流路面を有する基板を備え、界面張力と毛管現象を利用することにより送液する送液装置（マイクロ分析チップ）技術が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００４】
この送液装置（マイクロ分析チップ）について図面を用いて説明する。図４２は、従来の送液装置の断面を示す図である。図４２に示すように、この送液装置は、疎水性領域５０１が一部に形成された親水性の流路面を有する第１の基板１０００と、流路面と対向する位置は親水性にされ、疎水性領域５０１に対向する位置に作動電極５００が形成された第２の基板４００と、を備えている。また、第２の基板４００には、作動電極５００と分離して参照電極６００が形成されている。図４２は、第１の基板１０００と第２の基板４００との間（流路内）に、送液対象であるサンプル溶液１１００が入っている状態を示している。
【０００５】
図４２の（１）に示すように、サンプル溶液１１００が流路内を毛細管力により移動するときに、参照電極６００と作動電極５００との間に電圧が印加されていない状態では、サンプル溶液１１００は疎水性領域５０１と作動電極５００で挟まれた空間を越えることができない。このため、疎水性領域５０１と作動電極５００で挟まれた空間においてサンプル溶液１１００の移動が停止する。
【０００６】
一方、図４２の（２）に示すように、参照電極６００と作動電極５００との間に電圧が印加されると、作動電極５００の表面が親水化し濡れやすくなるので、サンプル溶液１１００は作動電極５００の表面に広がり、流路に浸透する。このため、サンプル溶液１１００は作動電極５００を超えて移動する。このように、従来のマイクロ分析チップは、電圧が印加されると基板（作動電極）に対する液体の接触角が小さくなる（つまり濡れやすくなる）という現象に着目し、電極と流体との界面を電極の電位により制御すること（エレクトロウェッティング）で、送液機構を実現している。
なお、この送液装置の作動電極は、流路におけるバルブ（液の停止・移動の切り替えを行なうもの）のような役割を果たしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０３８４５７公報
【特許文献２】ＷＯ２００５／０３８４５８公報
【特許文献３】特開２００６−２２０６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の送液装置では、送液対象である液体が流路内のどの位置にあるのか把握できないため、充分に時間が経過したことを前提に、参照電極６００と作動電極５００との間に電圧を印加する必要がある。また、参照電極６００と作動電極５００との間に電圧を印加しても、送液対象である液体が作動電極を通過したのかどうか把握できないため、適切な電圧が印加されたのかどうか把握することが難しい。このため、流路内における液体の位置を検出し、流路内で液体を、より速やかかつ安定して移動させる送液装置が望まれる。
【０００９】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、流路内における液体の位置を検出し、流路内でより速やか、かつ安定して液体を移動させる送液装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によれば、微細流路の液体を送液する送液装置であって、前記流路の一部分に互いに分離して形成された第１及び第２の電極と、前記流路の他の部分に形成され、その表面が疎液性である疎液性膜と、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する制御部と、前記制御部が第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１及び第２の電極の間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する第１の液体検知部と、を備え、前記制御部は、第１の液体検知部が液体を検知したとき、第１の電極と前記疎液性膜との間への電圧の印加を行い、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液することを特徴とする送液装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の送液装置は、微細流路の液体を送液する送液装置であって、前記流路の一部分に互いに分離して形成された第１及び第２の電極と、前記流路の他の部分に形成され、その表面が疎液性である疎液性膜と、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する制御部と、前記制御部が第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１及び第２の電極の間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する第１の液体検知部と、を備え、前記制御部は、第１の液体検知部が液体を検知したとき、第１の電極と前記疎液性膜との間への電圧の印加を行い、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液するので、第１の液体検知部により第１及び第２の電極上における液体の有無を検知でき、また、その検知結果に基づいて第１の電極と前記疎液性膜との間への電圧の印加を行い送液することができる。このため、流路内における液体の位置を検出し、流路内でより速やか、かつ安定して液体を移動させる送液装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る送液装置の概念的な平面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る送液装置の概念的な平面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図７】この発明の第２の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態に係る送液装置を説明するための概念的な断面図である。
【図９】この発明の第３の実施形態に係る送液装置を説明するための概念的な断面図である。
【図１０】この発明の第４の実施形態に係る送液装置の概念的な平面図である。
【図１１】この発明の第４の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図１２】この発明の第４の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図１３】この発明の第５の実施形態に係る送液装置の概念的な平面図である。
【図１４】この発明の第５の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図１５】この発明の第５の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図１６】この発明の第５の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図１７】この発明の第５の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図１８】この発明の第６の実施形態に係る送液装置の概念的な平面図である。
【図１９】この発明の第６の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図２０】この発明の第６の実施形態に係る変形例の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図２１】この発明の第７の実施形態に係る送液装置の概念的な平面図である。
【図２２】この発明の第７の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図２３】この発明の第７の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図２４】この発明の第８の実施形態に係る送液装置の概念的な平面図である。
【図２５】この発明の第８の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図２６】この発明の第８の実施形態に係る送液装置の動作を説明するための概念的な断面図である。
【図２７】この発明の第８の実施形態に係る変形例の概念的な平面図である。
【図２８】この発明の第９の実施形態に係る送液チップの概念的な平面図及び断面図である。
【図２９】この発明の第９の実施形態に係る送液チップに用いている基板の概念的な平面図である。
【図３０】この発明の第９の実施形態に係る送液チップの流路の一部を拡大して表示した平面図である。
【図３１】この発明の第９の実施形態に係る送液チップ及び検体分析装置の斜視図である。
【図３２】この発明の第９の実施形態に係る検体分析装置のブロック図である。
【図３３】この発明の第９の実施形態に係る検体分析装置の動作を説明するためのフロー図である。
【図３４】この発明の第９の実施形態に係る検体分析装置の動作を説明するためのフロー図である。
【図３５】この発明の第９の実施形態における検体分析装置の変形例の動作を説明するためのフロー図である。
【図３６】この発明の第９の実施形態における検体分析装置の変形例の動作を説明するためのフロー図である。
【図３７】この発明の第９の実施形態における検体分析装置の変形例の動作を説明するためのフロー図である。
【図３８】この発明の第９の実施形態における検体分析装置の変形例の動作を説明するためのフロー図である。
【図３９】この発明の第９の実施形態に係る検体分析装置で行った実験条件を説明するためのグラフである。
【図４０】この発明の第９の実施形態に係る検体分析装置で行った実験結果を説明するためのグラフである。
【図４１】この発明の第９の実施形態に係る検体分析装置で行った実験条件及び結果を説明するためのグラフである。
【図４２】従来の送液装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の送液装置は、微細流路の液体を送液する送液装置であって、前記流路の一部分に互いに分離して形成された第１及び第２の電極と、前記流路の他の部分に形成され、その表面が疎液性である疎液性膜と、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する制御部と、前記制御部が第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１及び第２の電極の間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する第１の液体検知部と、を備え、前記制御部は、第１の液体検知部が液体を検知したとき、第１の電極と前記疎液性膜との間への電圧の印加を行い、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液することを特徴とする。
【００１４】
ここで、微細流路には、例えば、互いに対向して配置された基板と基板との間の空間、基板に設けられた溝（凹部）の空間、基板内部に設けられた空洞部（管）の空間が含まれる。送液対象である液体が流路の濡れ性（液体の流路に対する界面張力）と毛細管現象により送液されるので、流路は、その表面が親液性であることが好ましく、また、その大きさは、幅及び高さが約１μｍ〜５ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
また、この発明の送液装置が送液する液体は、例えば、血液、洗浄液、基質を含む液等の電解質溶液であり、水溶液が含まれる。この発明の送液装置は、第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加することにより送液を制御するので、必ずしも水溶液や電解質溶液に限定されない。つまり、この発明の送液装置は、誘電体でもある液体に対して電圧を印加することにより、前記疎液性膜等の送液を制御する膜を帯電させてその表面の液体に対する濡れ性（親和性）を変化させる装置であるから、送液対象である液体には、油性の液体や有機溶媒、いわゆる非水溶液、非水溶媒も含まれる。例えば、アルコール類やケトン類等の有機溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等がこの発明でいう液体に含まれる。
【００１６】
また、疎液性とは、液体と相互作用が小さく親和性が小さい性質をいう。従って、疎液性膜とは、送液装置の送液対象である液体と相互作用が小さく親和性が小さい膜をいう。例えば、疎液性膜には、水溶液や電解質溶液の場合、疎水性膜、油の場合、疎油性膜が該当する。この発明の送液装置は、これらの疎液性膜を帯電させることによりその膜質を変化させて上記液体の送液の制御を行う。なお、親液性とは、送液装置の液体と相互作用が大きく親和性が大きい性質をいう。
また、疎液性膜には、疎液性の物質で形成された膜のほか、これに替えて、例えば、電極である金属膜の表面が表面処理された場合の、その表面層のような、膜の表面が疎液性である膜が含まれる。親液性膜についても同様である。
【００１７】
また、この発明の実施形態において、前記疎液性膜が第１の電極と第２の電極の間に配置され、前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第１の液体検知部が電流を検出して液体を検知してもよい。この実施形態によれば、第１及び第２の電極上における液体の有無を検知することにより、疎液性膜上を液体が通過したことを検出できる。このため、安定して液体を移動させる送液装置を提供できる。
【００１８】
また、この発明の実施形態において、前記疎液性膜が第１の電極から第２の電極よりも離れて配置され、前記制御部は、第１の液体検知部が液体を検知したときに、第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液してもよい。この実施形態によれば、第１及び第２の電極上における液体の有無を検知することにより、疎液性膜に電圧を印加するタイミングを検出できる。これにより、より速やかに液体を移動させる送液装置を提供できる。
【００１９】
また、この発明の実施形態において、前記流路の他の部分に第１及び第２の電極と分離して形成された第３の電極をさらに備え、前記疎液性膜が第３の電極上に形成され、前記制御部が第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液するであってもよい。この実施形態によれば、第３の電極と前記疎液性膜とが層状構造をとるので、前記疎液性膜に対する電圧の印加がより容易となる。
【００２０】
また、第１の電極と第３の電極との間に流れる電流を検出して液体を検知する第２の液体検知部をさらに備え、前記疎液性膜が第３の電極の一部を覆うように第３の電極上に形成され、前記制御部が第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第２の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知してもよい。
この実施形態によれば、第１の液体検知部は、第１の電極と第２の電極との間に流れる電流を検出するとともに、前記制御部が第３の電極を介して、第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、第２の液体検知部が第１の電極と第３の電極との間に流れる電流を検出する。したがって、第１及び第２の電極上における液体の有無を検知できるだけでなく、疎液性膜が第３の電極の一部を覆い、その部分が第１の電極側にあるときは、第１の電極と第３の電極との間に流れる電流を検出することにより、疎液性膜上を液体が通過したことも検出できる。また、疎液性膜が第３の電極の一部を覆い、その部分が第１の電極と反対の側にあるときは、第１の電極と第３の電極との間に流れる電流を検出することにより、疎液性膜に電圧を印加するタイミングも検出できる。
【００２１】
また、この実施形態において、前記流路の他の部分に第１及び第２の電極と分離して形成され、第１の電極から第２の電極及び疎液性膜よりも離れて配置された第４の電極と、第１の電極と第４の電極との間に流れる電流を検出して第１及び第４の電極上の流路における液体を検知する第３の液体検知部と、をさらに備え、前記制御部は、第１の電極と第４の電極との間にさらに選択的に電圧を印加し、第１の液体検知部が液体を検知したときに、前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第３の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知してもよい。
この実施形態によれば、第１の液体検知部が、第１の電極と第２の電極との間に流れる電流が所定の値となったことを検知したときに、前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、第３の液体検知部が第１の電極と第４の電極との間に流れる電流を検出するので、疎液性膜に電圧を印加するタイミングを検出できるとともに、疎液性膜上を液体が通過したことを検出できる。このため、流路内における液体の位置を検出し、流路内で液体を、より速やかかつ安定して移動させる送液装置を提供できる。
【００２２】
また、この発明の送液装置は、前記疎液性膜が第２の電極上に第２の電極の一部を覆うように形成され、前記制御部は、第２の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液してもよい。
これにより、疎液性膜が第２の電極の一部を覆い、その部分が第１の電極側にあるときは、第１の液体検知部が第１の電極と第２の電極との間に流れる電流を検出することにより、疎液性膜上を液体が通過したことを検出できる。また、疎液性膜が第２の電極の一部を覆い、その部分が第１の電極と反対の側にあるときは、第１の液体検知部が第１の電極と第２の電極との間に流れる電流を検出することにより、疎液性膜に電圧を印加するタイミングを検出できる。
【００２３】
また、この発明の送液装置は、前記疎液性膜は、絶縁破壊を起こす絶縁体の膜であり、第２の電極上に第２の電極の全部を覆うように形成され、前記制御部は、第２の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間に前記絶縁体の破壊電圧以上の電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ液体を送液し、第１の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知してもよい。前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に前記絶縁体の破壊電圧以上の電圧を印加するので、疎液性膜上を液体が通過できるとともに前記疎液性膜が絶縁破壊され、第２の電極が液体と電気的に接触する。このため、第１の電極と前記疎液性膜との間に破壊電圧以上の前記電圧を印加し、液体と電気的に接触した第２の電極と第１の電極との間に流れる電流を検出することにより、疎液性膜上の液体を通過させるとともに疎液性膜上を液体が通過したことを検出できる。
【００２４】
また、この発明の送液装置は、前記疎液性膜は、多孔質膜であり、第２の電極上に第２の電極を覆うように形成され、前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、それによって前記疎液性膜の疎液性を変化させ、第１の液体検知部が電流を検出して流路における液体を検知してもよい。前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加することにより液体が前記疎液性膜を通過するとともに液体が多孔質膜である前記疎液性膜に浸透し、第２の電極が液体と電気的に接触する。このため、前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に電圧を印加し、第１の液体検知部が第１の電極と第２の電極との間に流れる電流を検出することにより、前記疎液性膜上の液体を通過させるとともに前記疎液性膜上を液体が通過したことを検出できる。
【００２５】
また、この発明の送液装置は、前記流路の他の部分に第１及び第２の電極と分離して形成された第３の電極をさらに備え、前記疎液性膜が第３の電極上に形成された場合に、その疎液性膜に替えて、第３の電極を疎液性処理して形成した電極表面層を備えてもよいし、また、前記疎液性膜が第２の電極上に第２電極の一部を覆うように形成された場合に、その疎液性膜に替えて、第２の電極を疎液性処理して形成した電極表面層を備えてもよい。なお、疎液性処理には、例えば、電極表面を荒すような薬液処理（酸やアルカリ溶液使用）やアッシング処理が該当する。
【００２６】
また、この発明の送液装置は、前記制御部が選択的に印加する電圧の大きさを制御する電圧制御部をさらに備え、前記電圧制御部は、前記制御部により第１の電極と第２の電極との間へ電圧が印加され、かつ第１の液体検知部により液体が検知されないときに、前記制御部が第１の電極と疎液性膜との間に印加する電圧を大きくする。この構成によれば、前記電圧制御部が第１の電極と疎液性膜との間に十分な電圧が印加されるように前記電圧を大きくするので、この送液装置は送液を安定して行うことができる。
【００２７】
また、この発明の送液装置が第２の液体検知部を備える場合に、前記電圧制御部は、前記制御部により第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧が印加され、かつ第２の液体検知部により流路における液体が検知されないときに、前記制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に印加する電圧を大きくする。この構成によれば、前記電圧制御部が第１の電極と前記疎液性膜との間に十分な電圧が印加されるように前記電圧を大きくするので、この送液装置は送液を安定して行うことができる。
【００２８】
また、この発明の送液装置は、前記流路を振動させる振動源と、前記振動源の振動を制御する振動制御部とをさらに備え、前記振動制御部は、前記制御部により第１の電極と第２の電極との間へ電圧が印加され、かつ第１の液体検知部により液体が検知されないときに、前記振動源を振動させる。この構成によれば、第１の液体検知部により液体が検知されず、第１の電極と前記疎液性膜との間に十分な電圧が印加されない場合であっても、この送液装置は、流路を振動させることにより、送液を安定して行うことができる。
【００２９】
また、この発明の送液装置が第２の液体検知部を備える場合に、前記振動制御部は、前記制御部により第３の電極を介して第１の電極と前記疎液性膜との間へ電圧が印加され、かつ第２の液体検知部により流路における液体が検知されないときに、前記振動源を振動させる。この構成によれば、第２の液体検知部により液体が検知されず、第１の電極と前記疎液性膜との間に十分な電圧が印加されない場合であっても、この送液装置は、流路を振動させることにより、送液を安定して行うことができる。
【００３０】
また、この発明の送液チップは、前記発明の送液装置に用いるための送液チップであり、微細流路と、前記流路の一部分に設けられ、流路の液体を前記流路に供給する供給部と、前記流路の他の部分に設けられ、前記液体を前記流路から排出する排出部と、前記供給部と前記排出部との間の前記流路に設けられ、前記液体の特性を分析するための電極が形成された分析部と、をさらに備え、前記供給部と前記分析部との間又は前記分析部と前記排出部との間の前記流路に、第１及び第２の電極並びに疎液性膜が設けられたことを特徴とする。
この発明によれば、第１及び第２の電極並びに疎液性膜が設けられているので、第１及び第２の電極上における液体の有無を検知できるチップを提供できる。このため、流路内における液体の位置を検出し、流路内でより速やか、かつ安定して液体を移動させる送液装置に適したチップを提供できる。
ここで、分析部の電極は、複数の電極であってもよく、例えば、作用電極、参照電極、対向電極であってもよい。
【００３１】
また、この発明の実施形態において、前記流路がメイン流路とサブ流路とで構成され、前記サブ流路が前記メイン流路に合流するように配置され、前記供給部が前記サブ流路に配置され、前記排出部及び前記分析部が前記メイン流路に配置され、前記送液装置の第１及び第２の電極並びに疎液性膜が前記供給部から前記メイン流路と前記サブ流路との合流部までの間の前記サブ流路に配置されてもよいし、前記サブ流路に設けられ、流路に空気を入れる空気孔をさらに備えてもよい。さらに、前記空気孔が設けられたサブ流路の大きさはメイン流路の大きさよりも小さくてもよい。
これらの送液チップは、例えば、メタボリックシンドローム判定用の送液チップであり、サンプル溶液（例：血液を前処理し希釈した液）、洗浄液、基質を送液し、タンパク質濃度の測定に用いられる。
【００３２】
また、この発明の検体分析装置は、前記発明の送液チップを用いて検体を分析する検体分析装置であって、前記供給部と前記分析部との間の、第１及び第２の電極並びに疎液性膜と接続され、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する駆動回路と、前記駆動回路が、前記供給部と前記分析部との間の、第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１及び第２の電極の間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する送液動作検知回路と、前記送液動作検知回路が液体を検知したときに、前記分析部の電極に流れる電流を検出して液体の電気化学的特性を検出する電気化学的検出回路と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、電気化学的検出回路で液体の電気化学的特性（例えば、タンパク質濃度）を検出するので、流路内における液体の位置を検出し、流路内でより速やか、かつ安定して液体を移動させるとともに、液体の電気化学的特性も検出する検体分析装置が提供される。
また、この発明の検体分析装置は、送液動作検知回路が前記送液チップにおける分析部の電極に接続され、送液動作検知回路が前記分析部の電極に流れる電流を検出して流路における液体を検知してもよい。つまり、前記送液動作検知回路に替えて、送液動作検知回路は、前記駆動回路が第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、前記分析部の電極に流れる電流を検出して流路における液体を検知する回路であってもよい。
【００３３】
また、この発明の検体分析装置は、前記発明の送液チップを用いて検体を分析する検体分析装置であって、前記分析部と前記排出部の間の、第１の電極と第２の電極との間及び第１の電極と疎液性膜との間に選択的に電圧を印加する駆動回路と、前記駆動回路が、前記分析部と前記排出部の間の、第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加したときに、第１の電極と第２の電極との間に流れる電流を検出して流路における液体を検知する送液動作検知回路と、前記分析部の電極に流れる電流を検出して液体の電気化学的特性を検出する電気化学的検出回路と、を備え、前記電気化学的検出回路が液体の電気化学的特性を検出したときに、前記駆動回路が、前記分析部と前記排出部の間の、第１の電極と第２の電極との間へ電圧を印加してもよい。
また、前記電気化学的検出回路は、血液に含まれるタンパク質の濃度を検出してもよい。例えば、前記電気化学的検出回路が分析部の電極（例えば、作用電極、参照電極、対向電極）に接続され、送液チップにサンプル溶液（例：血液を前処理し希釈した液）、洗浄液、基質が送液されて、前記電気化学的検出回路がタンパク質の濃度を検出してもよい。この発明の検体分析装置は、例えば、メタボリックシンドローム判定に用いられる。
【００３４】
なお、この明細書では、送液装置とは、流路内の液体を送る装置をいい、流路内の液体の流量を制御したり液体の流れを遮断したりする装置を意味する。また、送液チップとは、液体を送る流路を備える構造物をいい、単一の基板で構成された構造物や複数の基板で構成された構造物がこれに含まれる。
以下、図面に示す実施形態を用いて、この発明を詳述する。
【００３５】
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態に係る送液装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は、この実施形態に係る送液装置を説明するための平面図である。図２は、この実施形態に係る送液装置の動作を説明するための断面図である。
図１に示すように、この実施形態に係る送液装置は、第１の基板１と、第１の基板１に対向して配置され流路２（溝）が設けられた第２の基板１１とで構成されている。この実施形態に係る送液装置では、第２の基板１１は流路２に送液対象である液体を閉じ込める蓋として機能し、第1の基板１と第２の基板１１とにより流路２が形成されている。この蓋として機能する第２の基板１１には、前記流路２の一方の端部に対応する位置に送液対象である液体を供給するための供給孔１２が形成され、また、前記流路２の他方の端部に対応する位置に送液対象である液体を排出するための排出孔１３が形成されている。
【００３６】
また、この供給孔１２に対応する第１の基板１の一部に第１の電極３が形成され、供給孔１２と排出孔１３との間の流路２上の位置に対応する第1の基板１の一部に、第２の電極４が形成されている。つまり、流路２の一部に、第１の電極３が形成され、第１の電極３と分離した位置に、つまり、流路２の他の一部に、第２の電極４が形成されている。また、流路２の別の一部には、その表面が疎水性の性質を示す疎水性膜７が形成され、この実施形態では、疎水性膜７は、流路２上に形成された第３の電極５上に形成され、第３の電極５全体を覆うように形成されている。第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５は、第1の基板１の端部（外周辺）までそれぞれ配線が延在され（引き出し電極）、配線の末端には端子（電極パッド）が形成され、各端子は送液制御装置８に接続されている。
【００３７】
第１の基板１は、ガラス基板で形成され、第２の基板１１は、ＰＤＭＳ基板で形成されている。（なお、ＰＤＭＳはポリジメチルシロキサンの略称である。）第１の基板１及び第２の基板１１は、特に材質は限定されないが、流路２に送液対象である液体の特性を検出する検出部を設け、この検出部で光学的な測定（例えば、流路２内の液体、つまり、被検液に励起光を照射し励起光により発生する蛍光を検出して目的物質の量を測定する）を行う場合、蛍光の検出を妨げにくい材質の基板を用いるとよい。透明または半透明の材質を用いることが好ましく、例えば、ガラス、石英、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、フィルム等を用いることが好ましい。特に、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂は、透明性、成型性の観点から好ましい。また、流路内で静電気が発生すると、送液対象の液体の電気化学的検出で誤測定等のデメリットが生じる。このため、この実施形態では、できるだけ静電気の発生しにくい基板として、第１の基板１にガラス基板を用い、第２の基板１１にＰＤＭＳ基板を用いている。なお、電気化学的検出を行う場合、透明または半透明という光学的な材質の制約はない。後述する金属膜の形成の観点から基板の材質を適宜選択してもよい。
【００３８】
流路２は、第２の基板１１に溝（凹部）を形成し、この溝を第１の基板１で覆うことにより形成されている。この溝の幅、深さは特に限定されず、微細な流路であればよい。つまり送液対象である液体の濡れと毛細管力により液体が流路に浸透していくことができる大きさで適宜形成すればよい。例えば、その幅、深さを１μｍ〜５ｍｍ程度に設定するとよい。この実施形態では、深さを２０〜６０μｍにするのがより好ましい。この溝は、例えば、基板に直接加工を行う方法、機械加工による方法、レーザー加工による方法、薬品やガスによるエッチングによる方法、金型を用いた射出成型、プレス成型、鋳造による方法等により形成でき、特に、金型を用いる方法、エッチングを用いる方法が形状寸法の再現性の観点から好ましい。
【００３９】
第１の電極３、第２の電極４は、それぞれ、銀／塩化銀、金の金属膜で形成され、第３の電極５は、金の金属膜で形成されている。これらの第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５は、それぞれ参照電極、センサー電極、作動電極として機能する。電極を構成する金属膜に電流を流したときに電位の変化を小さくして電位を安定化させるために、第１の電極３は、銀／塩化銀の材料で形成されている。この銀／塩化銀のほかに、金、カーボン、ビスマスの材料で形成されてもよい。また、電圧を印加した状態において水素等の発生が少なく、電極を構成する金属膜が劣化しにくいことから、第２の電極４は、金の材料で形成されている。この第２の電極４は、金のほか、カーボン、ビスマスの材料で形成されてもよい。さらに、第３の電極５は、第２の電極と同様に、金の金属膜で形成されているが、この電極も金のほか、カーボン、ビスマスの材料からなる膜で形成されてもよい。
【００４０】
また、これらの第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５は、第２の基板１１に設けられた流路２に対応する第１の基板１上の各位置に形成されている。これらの第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５は、第１の基板１、第２の基板１１のいずれに形成されてもよいが、凹凸のある基板に電極を構成する金属膜を形成することは一般的には難しい。このため、この実施形態では平坦である第１の基板に形成している。これらの第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５（金属膜）は、周知の蒸着、あるいはスパッタ等で形成し、周知のフォトリソ工程により、各位置にパターンニングすることにより形成できる。なお、これらの第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５（金属膜）は、金属を含有するペーストを印刷して形成してもよい。例えば、銀等の金属粉末、低融点ガラス粉末、有機バインダー及び有機溶剤を混合させたペーストを印刷、焼成して金属膜を形成してもよい。第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５は電極として機能する程度に金属を含有するものであればよく、特に製造方法に限定されない。
【００４１】
疎水性膜７は、第３の電極５を覆うように、第３の電極５上に形成されている。この疎水性膜７は、誘電性の性質を有し、第３の電極５に電位が印加されることにより、疎水性膜７を介して送液対象である液体に電位を印加する。この実施形態では、疎水性膜７にフッ素系被膜（商品名ＣＹＴＯＰ：旭硝子製）を用いている。通常、フッ素系化合物、チオール系化合物、その他疎水性の官能基のいずれかを有する薄膜が用いられる。
【００４２】
疎水性膜７は、第３の電極５（例えば金の材料で形成された金属膜）よりも液体の接触角が大きい膜であれば特に限定されないが、第３の電極５に電位を印加しない状態で流路にある液体を浸透させないようにするために（つまり、疎水性膜７をバルブとして機能させるようにするために）、純水（比抵抗が２５℃で１８ｋΩ・ｃｍの特性を示す水）に対して接触角が８０度以上である疎水性膜を用いるとよい。例えば、接触角を９０度よりも大きくすることができる物質で疎水性膜を形成するとよい。具体的には、接触フッ素含有物質またはチオール基を含む物質で形成するとよい。また、この疎水性膜７は、第３の電極の表面に生じるカーボン堆積物などからなる薄膜でもよい。一般に金属表面を自然空気に曝すとその金属の表面にカーボン堆積物などからなる薄膜（接触角６０度〜８５度）が形成される。この薄膜（一般的には１ｎｍ以下の極めて薄い膜）は、接触角が上記純水に対して９０度より小さいが、上記純水に対する接触角が６０〜８５度と親水性度合いが低いので、疎水性膜７をバルブとして十分に機能させることができる。このため、第３の電極の表面に生じるカーボン堆積物などからなる薄膜（第３の電極の表面層）を用いるとよい。また、第３の電極に印加する電圧も小さくできるので、カーボン堆積物などからなる薄膜を用いると便宜である。
なお、第３の電極に印加する電圧も小さくするため、疎水性膜７の厚みを１００ｎｍ以下にするとよい。また、非水溶液（例えば、油）の送液に、この実施形態に係る送液装置を用いる場合、疎水性膜の替わりに、第３の電極をアッシング処理して形成した金属表面層を用いるとよい。例えば、接触角が８０度より小さい膜を用いるとよい。
【００４３】
また、図１に示すように、疎水性膜７は、第１の電極３から第２の電極４よりも離れて配置されている。つまり、供給孔１２から流路に送液対象の液体が供給され、疎水性膜７まで液体が浸透したとき、第１の電極３の表面と第２の電極４の表面は液体と接触するように配置されている。このため、第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流を検出することにより、液体が第２の電極を通過したことを検出できる構造となっている。
【００４４】
送液制御装置８は、第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５からそれぞれ配線された端子（電極パッド）に接続されている。また、送液制御装置８は、第１の電極３と第２の電極４とに接続されたスイッチ８２（ＳＷ８２）と、第２の電極４と第３の電極５とに接続されたスイッチ８１（ＳＷ８１）と、スイッチ８２及びスイッチ８１を介して、第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５に接続された電源８７（電圧印加装置）と、スイッチ８２と電源８７（電圧印加装置）との間に接続された電流検出部８６（例えば、電流計）とで構成されている（図２）。また、送液制御装置８は、電流検出部８６に接続され、電流検出部８６から入力を受けるとともにスイッチ８１及びスイッチ８２に接続され、スイッチを制御するＳＷ制御部８５をさらに備えている。
この送液制御装置８は、電流検出部８６が第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流を検出し、その検出された電流値が所定の値以上であれば、ＳＷ制御部８５はスイッチを制御して電源に第１の電極３と疎水性膜７との間に電圧を印加させる。この電圧の印加は、第３の電極５を介して行われる。制御部が印加する電圧は、金属膜や疎水性膜７の構成により異なるが、この実施形態の構成の場合、例えば、３Ｖ以下の電圧であればよい。疎水性膜が上記のカーボン堆積物などからなる薄膜の場合、１V以下の電圧でもよい。
【００４５】
次に、図２を用いて第１の実施形態に係る送液装置の動作を説明する。図２の（１）は、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が第２の電極４付近まで浸透した状態を示している。また、図２の（２）は、液体が第２の電極４付近まで浸透したときに疎水性膜７に電圧を印加した状態を示している。
【００４６】
図２（１）に示すように、ＳＷ制御部８５は、まずスイッチ８２をオンし、スイッチ８１をオフする。供給孔１２から送液対象の液体が供給され、時間が経過すると、液体が第２の電極４付近まで浸透する。ＳＷ制御部８５は、供給孔１２から送液対象の液体が供給された段階で、スイッチ８２をオンし、第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流を測定する。液体が第２の電極４付近まで浸透すると、第１の電極３と第２の電極４は液体に接触する。このため、第１の電極３と第２の電極４との間に電流がある一定の電流値以上の電流が流れる（例えば、電流値の変化がピーク状を示す電流が流れる）。通常、１μＡ〜１０μＡ程度の電流が流れ、電流検出部８６がこの電流を検出する。これにより、送液制御装置８は、液体が疎水性膜７（バルブ）付近に達したことを検知できる。液体は疎水性膜７の濡れ性（疎水性）により、先に浸透することができず、疎水性膜７付近にとどまる。
【００４７】
次いで、図２（２）に示すように、ＳＷ制御部８５は電流検出部８６の上記電流の検出により、スイッチ８２をオフし、スイッチ８１をオンする。スイッチ８１がオンされると、第１の電極３と疎水性膜７との間に電圧（例えば１．５Ｖ程度）が、第３の電極５を介して印加されることになる。つまり、疎水性膜７に表面電荷が誘起される。このため、疎水性膜７の液体に対する濡れ性が変化し液体が疎水性膜７上に浸透することができる。液体は疎水性膜７上を通過する。
なお、この実施形態では、ＳＷ制御部８５は電流検出部８６の上記電流の検出により、スイッチ８２をオフしスイッチ８１をオンすると説明したが、ＳＷ制御部８５はスイッチ８２をオンしスイッチ８１をオンしてもよい。ただし、第２の電極４から第３の電極５への電位の影響や第２の電極４から液体への電流の影響がある場合には、スイッチ８２をオフすることが好ましい。
【００４８】
次に、スイッチ８２と第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流について説明する。この実施形態では、複数の流路からなる送液装置を前提としているため、第１の電極３と第２の電極４との距離が８ｍｍ程度で設けられており、第１の電極３と第３の電極５との距離は１０ｍｍ程度（流路長程度）と長い。このため、第１の電極３と第３の電極５との間（流路）にある液体の電気抵抗は非常に大きくなる（１ＭΩ以上）。したがって、第１の電極３と第２の電極４との距離も同程度になる。このように液体の電気抵抗が大きい場合、液体が電解質溶液であっても液体は電気的に中性になり第１の電極３と第２の電極４との間で電気化学反応が起こりにくくなる。（これは電解質の濃度の高低にかかわらず２電極間の溶液抵抗に大きく依存する。）このため、第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流は短時間にピーク状の変化を示すものの、そのピーク状の電流は小さく、その後減衰して電流が流れなくなる。このため、この実施形態に係る装置でこの電流を検出できる時間はほんの一瞬となる。したがって、スイッチ８２をオンにしている時間は短時間でも充分であり、スイッチ８２をオンしてからオフするまでの時間は長時間である必要はないことになる。
【００４９】
なお、液体が電解質溶液であり、電極間の距離が１０μｍ〜１ｍｍ程度であり、かつ、溶液の電気抵抗が低い（１０ｋΩ以下）場合には、一般的な電気化学反応の原理に従って電流が流れる。例えば、１Ｖよりも低い電圧を２電極間にかけた場合、まず、２電極間に電解質イオンの瞬間移動が起こり、ピーク状の電流が生じる。次いで２電極と溶液との界面に電気二重層を形成し充電状態となる。このときには電流が流れない。電圧を徐々に上げていくと２電極と溶液との界面で電解反応（水溶液の場合、水の電気分解）が始まり、各々の電極表面に電荷が過剰に形成される。この過剰の電荷を打ち消そうとして、溶液中の陽イオンは陰極に、溶液中の陰イオンは陽極に向かって移動する。従って、電流が流れることを前提にして、スイッチ８２をオンしてからオフするまでの時間を定めればよい。  また、流路が帯電する場合や流路と液体の界面に電流の通り道が生じる等場合には、液体が非電解質であっても電流が流れる。この場合、スイッチ８２をオンしてからオフするまでの時間は液体の性質に応じて適宜決定することになる。
【００５０】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態に係る送液装置について図３〜図７を参照して説明する。図３は、この実施形態に係る送液装置を説明するための平面図である。図４〜図７は、この実施形態に係る送液装置の動作を説明するための断面図である。
図３に示すように、この実施形態に係る装置の構成は、第１の実施形態に係る装置とほぼ同様であるが、第１の実施形態に係る装置と、第２の電極４、第３の電極５、疎水性膜７の配置が相違する。つまり、疎水性膜７が第１の電極３と第２の電極４との間に配置され、第３の電極５も第１の電極３と第２の電極４との間に配置されている。疎水性膜７は、第３の電極５上に配置され、第３の電極５全体を覆うように形成されている。
【００５１】
これら膜の配置の相違により送液制御装置８の制御も第１の実施形態と相違している。これについて、図４〜図７を用いて第２の実施形態に係る送液装置の動作を説明する。図４の（１）は、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が第３の電極５付近まで浸透した状態を示している。また、図４の（２）は、液体が第３の電極５付近まで浸透したときに疎水性膜７に電圧を印加した状態を示している。図５の（３）は、液体が第２の電極４付近まで浸透したときに第２の電極４に電圧を印加した状態を示している。図６〜図７は、液体が第３の電極５付近まで浸透したときに液体がそれ以上浸透しない場合の状態を示している。
なお、制御部８の各構成要素の接続関係は、実施形態１と同様であるが、スイッチの果たす作用がやや異なることから、図４では、スイッチ８２をスイッチ８３と表示している。
【００５２】
まず、図４（１）に示すように、ＳＷ制御部８５はスイッチ８１及びスイッチ８３をオフする。供給孔１２から送液対象の液体が供給されると、スイッチ８１がオフされているので、時間が経過しても、第３の電極５の近傍で液体の浸透が停止し、液体は第３の電極５より先に浸透しない。
【００５３】
次いで、図４（２）に示すように、ＳＷ制御部８５はスイッチ８１をオンする。スイッチ１がオンされると、第１の電極３と疎水性膜７との間に電圧（例えば１．５Ｖ程度）が、第３の電極５を介して印加されることになる。疎水性膜７の液体に対する濡れ性が変化し、液体は疎水性膜７上に浸透することができ、液体は疎水性膜７上を通過する。
【００５４】
次いで、ＳＷ制御部８５はスイッチ８３をオンする。液体が第２の電極４に達した際に、第１の電極３と第２の電極４は液体に接触するので、第１の電極３と第２の電極４との間に電流が流れ始める。図５（３）に示すように、液体が流路に浸透し液体が第２の電極４を覆うと、ある一定の電流値以上の電流が流れる。この電流を電流検出部８６が検出する（例えば、電流値の変化がピーク状のときそのピーク付近の電流を検出する）ことにより、送液制御装置８は、液体が疎水性膜７（バルブ）を通過し、第２の電極４に達したことを検知できる。
【００５５】
一方、所定の時間を経過しても、図６及び図７に示すように、液体が疎水性膜７手前で止まったまま浸透しない場合や電流検出部８６が電流を検出できない場合（例えば、電流が弱い場合）がある。このような場合、送液制御装置８は、検出された電流値に基づいて電源８７（電圧印加装置）が印加する電圧を上げてもよい。この構成について、第３の実施形態で説明する。
【００５６】
（第３の実施形態）
この発明の第３の実施形態に係る送液装置について、図６〜図９を参照して説明する。図６及び図７は、送液装置の動作を説明するための断面図である。図８は、この実施形態に係る送液装置を説明するための断面図である。図９は、この実施形態における送液制御装置の変形例を説明するための断面図である。
なお、図８の（Ａ）に第３の実施形態に係る送液装置の構成を示し、図８の（Ｂ）及び（Ｃ）に電圧制御部の例を示している。
【００５７】
上記で説明したように、液体が疎水性膜７手前で止まったまま浸透しない場合や電流検出部８６が電流を検出できない場合（例えば、電流が弱い場合）がある。例えば、図６に示すように、ＳＷ制御部８５がスイッチ８１をオンして、第１の電極３と疎水性膜７との間に電圧（例えば１．５Ｖ程度）が、第３の電極５を介して印加されても、第３の電極５の近傍で液体の浸透が停止したままで、液体は第３の電極５より先に浸透しないことがある。この現象は、第３の電極５上に配置されている疎水性膜７表面の帯電状態が十分でないため、親水化が足りないことにより生じる。つまり、疎水性膜の親水化の性能にばらつきがあるので、所定の電圧が印加されても疎水性膜７表面が十分親水化できないことにより生じる。この場合、図７のように、ＳＷ制御部８５がスイッチ８３をオンしても第１の電極３と第２の電極４との間に電流が流れず、送液制御装置は、電流検出部８６により液体が浸透したことを検知できない。
【００５８】
そこで、図８の（Ａ）に示すように、第２の実施形態の電源（電圧印加装置）に代えて電圧制御部８８を設ける。この実施形態に係る装置は、電源に代えて電圧制御部８８を設けている。つまり、電圧制御部８８は、スイッチと第１の電極との間に配置され、これらに接続されるとともに、ＳＷ制御部８５に接続されている。電圧制御部８８は、ＳＷ制御部８５から、電流検出部８６が検出した電流に基づいた信号を受ける。この信号により、電圧制御部８８は、第３の電極５と第１の電極３との間へ印加する電圧を制御する。つまり、電圧制御部８８は、第１の電極３と疎水性膜７との間に第３の電極５を介して印加する電圧を制御する。
【００５９】
電圧制御部８８は、所定の電圧よりも高い電圧を第１の電極３と第３の電極５との間に印加するように制御する。例えば、ステップ的に電圧を上昇させるよう制御する。  また、電圧制御部８８が第１の電極３と疎水性膜７との間に１．５Ｖから０．１Ｖづつ高い電圧（例えば、１秒おきに１．５Ｖ〜５Ｖまでの範囲内）を印加するように制御する。この電圧の印加により、疎水性膜７の液体に対する濡れ性が変化し、液体は疎水性膜７上に浸透する。これにより、液体が疎水性膜７上を通過する。このとき、上記で説明したようにＳＷ制御部８５は既にスイッチ８３をオンにしているので、送液制御装置８は、疎水性膜７上を通過した液体が第２の電極４に達したことを検知できる。
【００６０】
電圧制御部８８による電圧の制御によっても、液体が疎水膜７上を液体が通過せず電流検出部から所定の電流が検出されない場合、送液制御装置８は、送液制御装置８の動作（電圧の印加、電流の測定・判断、スイッチの開閉）を停止させてもよいし、エラー信号を発してもよい。
【００６１】
なお、この実施形態は、電圧制御部８８を除いて第２の実施形態とその構成は同じである。また、電圧制御部８８は、電源と、その電源からの電圧を変圧する変圧器と、変圧器を制御する制御部とにより構成される。
電圧制御部８８は、例えば、図８の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような構成であってもよい。つまり、図８の（Ｂ）に示すように、電圧制御部８８は、電源と可変抵抗とで構成され、可変抵抗が電源と直列に接続され、ＳＷ制御部８５からの信号に基づいて可変抵抗の抵抗が変更される構成であってもよい。また、図８の（Ｃ）に示すように、第１のスイッチング素子と所定の電圧を出力する電源とからなる回路（以下、第１電源回路という）と、第２のスイッチング素子と前記所定の電圧と異なる電圧を出力する電源とからなる回路（以下、第２電源回路という）とで構成され、ＳＷ制御部８５からの信号に基づいて、第１又は第２のスイッチング素子をオンにする構成であってもよい。所望の電圧となるように、第１及び第２電源回路のほか、スイッチング素子と電源とからなる電源回路をさらに追加してもよいことは言うまでもない。
（送液制御装置の変形例）
【００６２】
送液制御装置８は、図９に示すように、第１の基板に振動を与え、その振動を制御する振動制御部８９がさらに設けられてもよい。例えば、送液装置は、第１の基板１に接触するように（又はその付近に）設置された振動発生器９０（例えば、小型モーターと錘から構成される回転型振動モーターなど）を備え、電流検出部８６で検出された電流に基づいて、この振動発生器９０を制御する振動制御部８９を備えてもよい。図９に示すように、振動制御部８９は、電流検出部８６に接続されたＳＷ制御部８５と振動発生器９０とに接続され、ＳＷ制御部８５からの入力により振動発生器９０を制御するように構成されている。このような構成を採用することにより、疎水性膜が十分帯電していても液体が疎水性膜７上に浸透しない場合に液体を浸透させることができる。振動制御部８９の振動の制御により、送液装置の第３の電極５（作動電極）付近に振動が与えられ、液体が疎水性膜７上を通過することができる。本発明の振動制御部と振動発生器は、例えば、携帯電話に用いられている既製のバイブレータで置き換えることができる。このバイブレータは小型モーターの軸に偏芯回転をさせるための錘がついている。
なお、このとき、ＳＷ制御部８５はスイッチ８３をオンするとよい。これにより、第３の電極５上を通過した液体を第２の電極４で検知することができる。
【００６３】
なお、電圧制御部８８による電圧の制御や振動制御部８９による振動の制御によっても、液体が疎水膜７上を液体が通過せず電流検出部から所定の電流が検出されない場合、送液制御装置８は、送液制御装置８の動作（電圧の印加、電流の測定・判断、スイッチの開閉）を停止させてもよいし、エラー信号を発してもよい。
【００６４】
（第４の実施形態）
この発明の第４の実施形態に係る送液装置について図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、この実施形態に係る送液装置を説明するための平面図である。図１１及び図１２は、この実施形態に係る送液装置の動作を説明するための断面図である。
図１０に示すように、この実施形態に係る装置の構成は、第１の実施形態に係る装置とほぼ同様であるが、第１の実施形態に係る装置と、疎水性膜７の配置が相違している。つまり、疎水性膜７が第３の電極５の一部を覆うように第３の電極５上に配置されている。  疎水性膜７は、第３の電極５と平面的に一部が重なるように配置され、第１の電極３側に配置されている。このため、送液制御装置８の制御も第２の実施形態と同様に第１の実施形態と相違している。これについて、図１１及び図１２を用いて第２の実施形態に係る送液装置の動作を説明する。図１１は、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が第２の電極４付近まで浸透した状態を示している。また、図１２は、液体が第３の電極５付近まで浸透したときの状態を示している。
【００６５】
まず、図１１に示すように、ＳＷ制御部８５はスイッチ８２をオンし、スイッチ８１をオフする。供給孔１２から送液対象の液体が供給されると、スイッチ８２がオンされているので、送液制御装置８は液体の有無を検出できる。つまり、時間が経過すると、第１の電極３及び第２の電極４が液体に接触するため、送液制御装置８の電流検出部８６１は、第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流を検出できる。
【００６６】
次いで、図１２に示すように、送液制御装置８の電流検出部８６１が第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流が一定の値以上であることを検出すると、送液制御装置８のＳＷ制御部８５はスイッチ８２をオフし、スイッチ８１をオンする。第３の電極５に電圧が印加され（例えば、１．５Ｖ程度）、疎水性膜７の濡れ性が変化するために、液体は疎水性膜７上を通過できる。液体が疎水性膜７上を通過すると、第３の電極５に液体が接触するようになるため、第１の電極３と第３の電極５との間に電流が流れ始める。液体が浸透し液体が第３の電極５を覆うと、ある一定の電流値以上の電流が流れる。この電流を電流検出部８６２が検出する（例えば、電流値の変化がピーク状のときそのピーク付近の電流を検出する）ことにより、送液制御装置８は、液体が第３の電極５を通過したことを検知できる。
【００６７】
なお、スイッチ８１は液体が第３の電極５を通過したことを検知したあと、これをオフにしてもよい。また、第３の実施形態と同様に、所定の時間を経過しても、電流が検出できない場合や電流が弱い場合、送液制御装置８は、検出された電流値に基づいて電源８７（電圧印加装置）が印加する電圧をあげてもよい（検出された電流値に比例する電圧を印加するように制御したり、ステップ的に電圧を上昇させたりしてもよい）。また、送液制御装置８が送液制御装置８の動作（電圧の印加、電流の測定・判断、スイッチの開閉）を停止させてもよいし、エラー信号を発してもよい。
【００６８】
（第５の実施形態）
この発明の第５の実施形態に係る送液装置について図１３〜図１７を参照して説明する。図１３は、この実施形態に係る送液装置を説明するための平面図である。図１４〜図１７は、この実施形態に係る送液装置の動作を説明するための断面図である。
図１３に示すように、この実施形態に係る装置の構成は、第１の実施形態に係る装置とほぼ同様の構成を備えるが、第１の実施形態と、さらに第４の電極６を備える点で相違している。第４の電極６は、基板１の流路２（溝）上に対応する部分に、第１及び第２の電極と異なる位置、つまり、第１の電極３、第２の電極４、第３の電極５よりも供給孔１２から離れた位置に配置され、第４の電極６は、スイッチ８３を介してＳＷ制御部８５と電源８７（電圧印加装置）とに接続されている。
【００６９】
次に、図１４〜図１７を用いて第５の実施形態に係る送液装置の動作を説明する。図１４は、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が第２の電極４付近まで浸透した状態を示している。また、図１５は、液体が第３の電極５付近まで浸透したときの状態を示している。さらに、図１６は、液体が第４の電極８付近まで浸透したときの状態を示しており、図１７は、液体が第４の電極８を完全に覆った状態を示している。
【００７０】
まず、図１４に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部８５は、スイッチ８２をオンする。このとき、スイッチ８１及びスイッチ８３はオフされている。スイッチ８２は第２の電極４に接続されているため、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が第２の電極４に接触すると、第１の電極３と第２の電極４との間に電流が流れる。送液制御装置８の電流検出部８６１は、この電流を検出する（例えば、電流値の変化がピーク状のとき一定値以上に電流値となったことを検出する）。
【００７１】
次いで、図１５に示すように、ＳＷ制御部８５は、第１の電極３と第２の電極４との間の電流が一定値を超えたと判断すると、スイッチ８１をオンし、スイッチ８２をオフする。スイッチ８２は第３の電極５に接続されているため、第３の電極５を介して疎水性膜７に電圧（例えば、１．５Ｖ程度の電圧）が印加されると、疎水性膜７の濡れ性が変化する。これにより、液体は疎水性膜７上を通過し始める。時間が経過すると、第４の電極６に液体が達する。
【００７２】
次いで、図１６に示すように、ＳＷ制御部８５は、スイッチ８３をオンする。スイッチ８３は、第４の電極６に配線を介して接続されているため、液体が第４の電極６に接触すると、第１の電極３と第４の電極６との間で電流が流れ始める。液体が浸透し第４の電極６を覆うと、この電流はある一定値以上の値を示すようになる。図１７に示すように、送液制御装置８は、電流検出部８６２でこれを検出し、これにより、液体が第４の電極６を通過したことを検知できる。
【００７３】
なお、スイッチ８３は液体が第４の電極８を通過したことを検知したあとオフにしてもよい。また、第３〜第４の実施形態と同様に、所定の時間を経過しても、電流が検出できない場合や電流が弱い場合、送液制御装置８は、検出された電流値に基づいて電源８７（電圧印加装置）が印加する電圧をあげてもよい（検出された電流値に比例する電圧を印加するように制御したり、ステップ的に電圧を上昇させたりしてもよい）。また、送液制御装置８が送液制御装置８の動作（電圧の印加、電流の測定・判断、スイッチの開閉）を停止させてもよいし、エラー信号を発してもよい。
【００７４】
（第６の実施形態）
この発明の第６の実施形態に係る送液装置について図１８〜図２０を参照して説明する。図１８は、この実施形態に係る送液装置を説明するための平面図である。図１９は、この実施形態に係る送液装置の動作を説明するための断面図である。図２０は、この実施形態の変形例の動作を説明するための断面図である。
図１８に示すように、この実施形態に係る装置の構成は、第１の実施形態と比較して、電極の数、配置が相違している。つまり、第１の電極３と第２の電極４が流路の一部に互いに分離して形成され、疎水性膜７が第２の電極４を覆うように形成されている。疎水性膜７は、第１の電極３側、すなわち、供給孔１２側に配置され、第２の電極４と平面的に一部が重なるように配置されている。さらに、送液制御装置８は、第１の電極３及び第２の電極４に、それらから延在された配線の端子を介して接続され、送液制御装置８の電源８７（電圧印加装置）は、第１の電極３にスイッチ８１を介して接続され、さらに、第２の電極４に電流検出部８６を介して接続されている。
【００７５】
次に、図１９を用いて第６の実施形態に係る送液装置の動作を説明する。図１９の（１）は、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が第２の電極上の疎水性膜７近傍まで浸透した状態を示している。また、図１９の（２）は、液体が第２の電極４を完全に覆った状態を示している。
【００７６】
まず、図１９（１）に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部８５はスイッチ８１をオフする。供給孔１２から液体が供給され時間が経過すると、液体は第１の電極３の上を超えて浸透し、第２の電極上の疎水性膜７近傍まで浸透する。液体は疎水性膜７の濡れ性（疎水性）により、先に浸透することができず、疎水性膜７付近にとどまる。
【００７７】
次いで、図１９（２）に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部８５はスイッチ８１をオンする。スイッチ８１は第２の電極４に配線を介して接続されているので、第２の電極４に電圧が印加され（例えば、１．５Ｖ程度）、第２の電極４上の疎水性膜７は濡れ性が変化する。このため、液体は、疎水性膜７上を通過し、疎水性膜７に覆われていない第２の電極４の上まで達する。液体が第２の電極４に接触すると、第１の電極３と第２の電極４との間に電流が流れ始める。液体が第２の電極４の上を完全に覆うと、この電流はある一定の電流値をこえるような電流となる。送液制御装置８がこの電流を電流検出部８６で検出する（例えば、電流値の変化がピーク状のときそのピーク付近の電流を検出する）ことにより、液体が疎水性膜７及び第２の電極４を通過したことを検知できる。
【００７８】
なお、スイッチ８１は液体が第２の電極４を通過したことを検知したあとオフにしてもよい。また、第３〜第５の実施形態と同様に、所定の時間を経過しても、電流が検出できない場合や電流が弱い場合、送液制御装置８は、検出された電流値に基づいて電源８７（電圧印加装置）が印加する電圧をあげてもよい（検出された電流値に比例する電圧を印加するように制御したり、ステップ的に電圧を上昇させたりしてもよい）。また、送液制御装置８が送液制御装置８の動作（電圧の印加、電流の測定・判断、スイッチの開閉）を停止させてもよいし、エラー信号を発してもよい。
【００７９】
第６の実施形態の場合、第２の電極４の一部を親水性膜４１で覆う形態であってもよい。つまり、第２の電極４における第１の電極３側の一部に疎水性膜をつけて疎水化し、その他の部分を親水化してもよい。例えば、第２の電極４であるＡｕ（金）の一部に疎水性膜をつけて疎水化してもよい。その他の部分はアッシング処理で親水化する。なお、非水溶液（例えば、油）を送液する送液装置の場合、疎水膜７をアッシング処理をしたＡｕ金属膜の表面層に、親水性膜４１をＡｕ金属膜にそれぞれと置き替えればよい。次に、図２０にこの形態の断面図を示し、動作を説明する。
【００８０】
図２０（１）に示すように、まず、送液制御装置８のＳＷ制御部８５はまずスイッチ８１をオフする。この状態の場合、供給孔１２から供給された液体は、第２の電極４の疎水化された部分で浸透が停止する。次いで、図２０（２）に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部８５がスイッチ８１をオンすると、第２の電極４に電圧（例えば１．５Ｖ程度）が印加されるので、第２の電極４の疎水化された部分は、その部分の濡れ性が変化する。このため、液体は、第２の電極４の疎水化された部分を通過し、第２の電極４の親水膜４１まで浸透する。この親水膜４１は液体に接触すると、絶縁破壊を起こし第１の電極３と第２の電極４との間に電流が流れる。
【００８１】
送液制御装置８は、この電流を電流検出部８６で検出することにより、液体が第２の電極４を通過したことを検知できる。例えば、電流の変化がピーク状の場合、電流値がある一定値を超えたことを送液制御装置８が検出することにより、液体が第２の電極４を通過したことを検知できる。
【００８２】
（第７の実施形態）
この発明の第７の実施形態に係る送液装置について図２１〜図２３を参照して説明する。図２１は、この実施形態に係る送液装置を説明するための平面図である。図２２，図２３は、この実施形態に係る送液装置の動作を説明するための断面図である。
図２１に示すように、この実施形態に係る装置の構成は、第６の実施形態と同様の構成であるが、この実施形態の疎水性膜は、絶縁破壊を起こす絶縁膜７１で覆われている点で相違している。また、その位置も相違している。つまり、この実施形態の疎水性膜は、絶縁破壊を起こす絶縁膜７１であり、第２の電極４上にこの金属膜４を覆うように形成されている。
この絶縁破壊を起こす絶縁膜７１には、例えば、薄いフルオロカーボン膜（膜面内に数１０〜数１００ｎｍ径の多数のピンホール有り）を用いる。厚さ５ｎｍの薄膜を形成すると、３Ｖ程度で静電破壊を起こす絶縁膜７１を形成できる。
【００８３】
次に、図２２、図２３を用いて第７の実施形態に係る送液装置の動作を説明する。図２２の（１）は、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が絶縁膜７１近傍まで浸透した状態を示している。また、図２２の（２）は、液体が絶縁膜７１の一部を覆った状態を示している。図２３の（３）は、液体が絶縁膜７１を完全に覆った状態を示し、図２３の（４）は、液体が絶縁膜７１の一部を完全に通過し浸透した状態を示している。
【００８４】
まず、図２２（１）に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部８５はスイッチ８１をオフする。供給孔１２から液体が供給され時間が経過すると、液体は第１の電極３の上を超えて浸透し、第２の電極上の絶縁膜７１近傍まで達する。この絶縁膜７１は疎水性の膜でもあるため、液体は絶縁膜７１の濡れ性（疎水性）により、先に浸透することができず、絶縁膜７１付近にとどまる。
【００８５】
次いで、図２２（２）に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部８５はスイッチ８１をオンする。スイッチ８１は配線を介して第２の電極４に接続されているので、所定の電圧（例えば３Ｖ）が印加されると、絶縁膜７１が絶縁破壊を起こす。このため、絶縁膜７１の表面の電荷状態が変化し、その表面が親水化して液体が絶縁膜７１の上に浸透し絶縁膜７１を通過し始める。このとき、図２３（３）に示すように、親水化した絶縁膜７１のみならず第２の電極４の親水性のある表面一部が液体に露出し、液体がこれに接触することになる。このため、第１の電極３と第２の電極４との間に電流が流れ始める。図２３（４）に示す状態（液体が絶縁膜７１を通過して第２の電極４の上を完全に覆う状態）で、送液制御装置８が電流検出部８６でこの電流を検出することにより、液体が疎水性膜７及び第２の電極４を通過したことを検知できる。例えば、電流の変化がピーク状の場合、電流値がある一定値を超えたことを送液制御装置８が検出することにより、液体が第２の電極４を通過したことを検知できる。
【００８６】
なお、スイッチ８１は液体が第２の電極４を通過したことを検知したあとオフにしてもよい。また、第３〜第６の実施形態と同様に、所定の時間を経過しても、電流が検出できない場合や電流が弱い場合、送液制御装置８は、検出された電流値に基づいて電源８７（電圧印加装置）が印加する電圧をあげてもよい（検出された電流値に比例する電圧を印加するように制御したり、ステップ的に電圧を上昇させたりしてもよい。また、送液制御装置８が送液制御装置８の動作（電圧の印加、電流の測定・判断、スイッチの開閉）を停止させてもよいし、エラー信号を発してもよい。
【００８７】
（第８の実施形態）
この発明の第８の実施形態に係る送液装置について図２４〜図２７を参照して説明する。図２４は、この実施形態に係る送液装置を説明するための平面図である。図２５，図２６は、この実施形態に係る送液装置の動作を説明するための断面図である。図２７は、この実施形態の変形例の平面図である。
【００８８】
図２４に示すように、この実施形態に係る装置の構成は、第６及び第７の実施形態と同様の構成であるが、この実施形態の疎水性膜７３は、多孔質膜である点で相違している。  この実施形態の疎水性膜７３は、多孔質膜であり、第２の電極４上にこの金属膜４を覆うように形成されている。疎水性膜７３は、第２の電極４の上面（流路側の面）のみならず側面も覆い、第２の電極４が流路空間に触れないよう疎水性膜７３は、第２の電極４全体を覆っている。この実施形態では、疎水性膜７３としてＣＹＴＯＰもしくは耐圧のある酸化チタン膜（細孔径数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ）を用いているが、多孔質膜は、疎水性があり多孔質な膜ならば特に限定されない。例えば、エアロゾルから成る自然堆積膜、水素終端などの疎水処理したシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン炭化膜、酸化チタン膜、酸化亜鉛膜などを用いるとよい。また、疎水性の高いシリコーン樹脂やフッ素樹脂による薄膜を用いてもよい。
【００８９】
次に、図２５、図２６を用いて第７の実施形態に係る送液装置の動作を説明する。図２５の（１）は、供給孔１２から送液対象の液体が供給され、液体が絶縁膜７３近傍まで浸透した状態を示している。また、図２５の（２）は、液体が絶縁膜７３の一部を覆った状態を示している。図２６の（３）は、液体が絶縁膜７３を完全に覆った状態を示している。
【００９０】
まず、図２５（１）に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部はスイッチ８１をオフする。供給孔１２から液体が供給され時間が経過すると、液体は第１の電極３の上を超えて浸透し、第２の電極上の疎水性膜７３近傍まで達する。この疎水性膜７３は多孔質膜であるが、その表面が疎水性であるため、液体は疎水性膜７３近傍から先に浸透できない。また、液体は疎水性膜７３が有する微細な孔（多孔）にも浸透できない。
【００９１】
次いで、図２５（２）に示すように、送液制御装置８のＳＷ制御部８５はスイッチ８１をオンする。スイッチ８１は配線を介して第２の電極４に接続されているので、スイッチ８１がオンされると所定の電圧（例えば１．５Ｖ程度）が第２の電極４に印加される。これにより、疎水性膜７３の表面の電荷状態が変化し、その表面が親水化して液体が疎水性膜７３上に浸透し始める。また、疎水性膜７３は多孔質膜でもあるため、疎水性膜７３が有する微細な孔を通して疎水性膜７３内にも液体が浸透し始める。時間が経過すると、疎水性膜７３の上に液体が浸透するとともに、疎水性膜７３内に浸透した液体が疎水性膜７３の下部にある第２の電極４の表面まで浸透する。このため、第１の電極３と第２の電極４との間に電流が流れ始める。
【００９２】
さらに、図２６（３）に示すように、液体が疎水性膜７３上を覆うとともに液体が疎水性膜７３の微細な孔全体に浸透すると、第１の電極３と第２の電極４との間に流れる電流はさらに増加する。送液制御装置８がこの電流を電流検出部８６で検出し、制御部８が一定の量の電流（例えば、電流の変化がピーク状であるときそのピーク付近の一定の電流値を超えたことを検出する）を検出することにより、液体が疎水性膜７及び第２の電極４を通過したことを送液制御装置８が検知できる。
【００９３】
なお、スイッチ８１は液体が第２の電極４を通過したことを検知したあとオフにしてもよい。また、第２〜第７の実施形態と同様に、所定の時間を経過しても、電流が検出できない場合や電流が弱い場合、送液制御装置８は、検出された電流値に基づいて電源８７（電圧印加装置）が印加する電圧をあげてもよい（検出された電流値に比例する電圧を印加するように制御したり、ステップ的に電圧を上昇させたりしてもよい）。また、送液制御装置８が送液制御装置８の動作（電圧の印加、電流の測定・判断、スイッチの開閉）を停止させてもよいし、エラー信号を発してもよい。
【００９４】
この第８の実施形態では、第１の電極３を銀／塩化銀の材料で形成しているが、図２７に示すように、この第１の電極３を銀／塩化銀の材料で形成するだけでなく、多孔質膜である疎水性膜７３で覆ってもよい。図２７に示す変形例は、第２の電極４のみならず、第１の電極３も多孔質膜である疎水性膜７３で覆っている。第１の電極３、第２の電極４、それぞれの位置で、疎水性膜７３が各金属膜全体を覆っている。このような変形例も、疎水性膜７３が有する微細な孔を通して疎水性膜７３内にも液体が浸透するので、第１の電極３と第２の電極４とに電源８７（電圧印加装置）を接続して各金属膜に電圧を印加すると、各金属膜上にある疎水性膜７３表面における電荷状態を変化させることができる。これにより、疎水性膜７３内に液体を浸透させることができる。したがって、液体が第２の電極４上を通過することができる。
【００９５】
（第９の実施形態）
次に、第１〜第８の実施形態の構成を複数の流路を有する送液チップ（マイクロ分析チップ）並びに送液制御装置及び検体分析装置（第９の実施形態）について図２８〜図３４を参照して説明する。図２８は、この実施形態に係る送液チップを説明するための平面図及び断面図である。図２９は、この実施形態に係る送液チップを構成する基板の平面図である。図３０は、送液チップの流路の一部（流路合流点）を拡大して表示した図である。
【００９６】
図２８の（１）に示すように、この実施形態に係る送液チップは、基板１１５に設けられた流路、つまり、メイン流路１１４及びサブ流路１０４，１０５，１０６と、流路１０４，１０５，１０６，１１４の一部に設けられ液体を供給する供給部１０１，１０２，１０３と、流路の他の部分、つまり、メイン流路１１４の端部に設けられ、液体を排出する排出部１０７と、供給部１０１，１０２，１０３と排出部１０７との間、つまり、供給部１０１，１０２，１０３とメイン流路１１４との間の流路１０４，１０５，１０６に設けられた送液部と、送液部よりも排出部１０７側の流路１１４に設けられ液体の特性を分析する分析部１１３と、を備えている。また、この送液チップは、図示しないが制御部（送液制御装置）と接続され、全体として送液装置を構成している。
【００９７】
なお、ここでいう送液部とは、第１〜第８の実施形態で説明した第１及び第２の電極並びに疎水性膜で構成される送液の構造をいい、具体的には、流路の一部に互いに分離して形成された第１及び第２の電極と、流路のその他の部分に形成され、その表面が疎水性である疎水性膜とで構成される。さらに第２の電極又は第４の電極を含んでもよい（以下、これらの構造を送液部という）。
【００９８】
また、図２９の（１）に示すように、メイン流路１１４及びサブ流路１０４，１０５，１０６，１０９，１１２が、サブ流路１０４，１０５，１０６，１０９，１１２がメイン流路１１４に合流するように配置され、全体として流路を構成している。これらの流路は第２の基板１１５に形成された溝を第１の基板１１６が覆うことにより形成されている。つまり、図２８の（２）に示すように、溝が形成された第２の基板１１５に、電極が形成された第１の基板１１６を重ねることにより流路が形成されている。
これらの流路は、幅が０．５ｍｍ、高さが５０μｍの溝で形成されている。これら流路は、幅が１μｍ〜５ｍｍ程度、高さが１μｍ〜５ｍｍ程度の大きさの溝を第２の基板１１５に形成して設けるとよい。溝の大きさは、分析対象の液体（又は分析に用いる液体）の粘度、界面張力等の特性を考慮して決定すればよい。
【００９９】
また、流路に供給される液体の量から、メイン流路１１４の溝の幅は、サブ流路１０４，１０５，１０６の溝の幅よりも大きくなるように形成され、これらの溝は、それぞれ流路内（メイン流路１１４、サブ流路１０４，１０５，１０６，１０９，１１２）において、一定の大きさ（幅及び深さ）の溝に形成されている。この実施形態では、メイン流路１１４の溝の幅がサブ流路１０４の溝の幅よりも大きく、また、サブ流路１０４の溝の幅がサブ流路１０５，１０６の溝の幅よりも大きく形成されている。
なお、メイン流路１１４の溝の幅が１μｍ〜５ｍｍの場合、サブ流路１０４，１０５，１０６の溝の幅は、１μｍ〜１ｍｍにするとよい。流路の溝を形成するにあたり、流路の溝の高さを考慮して基板の厚さを決めればよいが、この基板には、第１の基板が約０．１〜１０ｍｍ、第２の基板が約０．０１〜１０ｍｍの厚みの基板を用いるとよい。
【０１００】
また、図２９の（１）で示されるように、流路が形成された第２の基板１１５には、流路１０４，１０５，１０６，１１４，１０９，１１２が形成されているほか、供給部１０１，１０２，１０３,  排出部１０７，空気孔１１１が形成されている。サブ流路１０４，１０５，１０６，１０９，１１２の一端がメイン流路１１４につながっており、サブ流路１０４，１０５，１０６，１０９，１１２のもう一方の端が供給部１０１，１０２，１０３,  排出部１０７，空気孔１１１につながっている。このため、供給部から分析対象である液体が供給されると、液体は、供給部１０１，１０２，１０３からサブ流路１０４，１０５，１０６を経て、メイン流路１１４，サブ流路１０９の順で排出部１０７へ至ることになる。一方、サブ流路１１２，空気孔１１１は、流路内の通気のための経路であるので、液体はこの経路に至らない。なお、この実施形態では、分析対象である液体の供給経路としてサブ流路が３つ設けられているが分析に必要な液体の数に合わせてサブ流路の数を適宜調整してもよい。
【０１０１】
また、図２９の（１）に示すように、供給部１０１，１０２，１０３が流路１０４，１０５，１０６，１１４の一部に設けられている。この実施形態では、第２の基板１１５に形成された円筒状（断面が円形）の貫通孔が流路１０４，１０５，１０６の端部に配置されて供給部１０１，１０２，１０３を形成している。ここから分析対象の液体が供給される。
【０１０２】
また、排出部１０７がメイン流路１１４の端部にサブ流路１０９を介して設けられている。
図２９の（１）及び（２）に示すように、第２の基板１１５に形成された直方体（断面が長方形）の貫通孔により形成されている。この排出部１０７で分析部１１３を通過した液体を排出する。この実施形態では、排出部１０７には、液体の排出を速やかに行うため、吸収体１３２が形成されている。この吸収体は液体を吸収する材料から構成されている。例えば、高分子吸収体や、多孔性物質、親水性メッシュ、海綿体、綿、濾紙等、その他毛細管力を利用し液体を吸収する材料を用いる。この吸収体が液体を吸収することにより、液体がチップ外部へ流出することを防止できる。
【０１０３】
また、空気孔１１１が流路１１２の一部に設けられている。この空気孔１１１も供給部と同様に円筒状（断面が円形）の貫通孔が流路１１２の端部に配置されて空気孔を形成している。また、流路１１２の溝はメイン流路１１４の溝よりもその幅が狭く、流路１０４，１０５，１０６よりもその幅が大きくなるように形成されている。送液部に液体が浸透すると流路内の通気（気圧）により各送液部の送液が安定して行われないことがあるが、この空気孔１１１を設けると、このような不安定な送液が少なくなる。また、流路１１２の溝はメイン流路１１４の溝よりもその幅が狭いので、液体が空気孔側に送液されにくくなる。このため、空気孔１１１を設けることが好ましく、また、流路１１２の溝はメイン流路１１４の溝よりもその幅が狭いほうがよい。
さらに、流路内の通気のための経路に液体が進入すると、通気できないため、図２８（２）および図２９（２）に示すように、空気孔１１１とメイン流路１１４との間にある流路１１２に疎水領域（疎水性膜）１３１を形成するとよい。
なお、この空気孔１１１の流路は溝の高さが１μｍ〜５ｍｍ程度、幅が１μｍ〜１ｍｍ程度にするとよい。また、この貫通孔の直径は１０μｍ以上であればよい。
【０１０４】
また、送液部が液体の供給経路である３つのサブ流路１０４，１０５，１０６にそれぞれ配置され、この送液部には、この明細書の第６の実施形態に係る送液部が用いられている。
図２９の（２）に示すように、この送液部は、供給部に対応する位置に設けられた第１の電極１２６，１２７，１２８と、メイン流路１１４とサブ流路１０４，１０５，１０６との合流部近傍の各サブ流路に設けられた第２の電極１２０，１２１，１２２と、図３０に示すように第２の電極１２０，１２１，１２２上にその一部を覆うように形成された疎水性膜１３５，１３６，１３７とを備えている。第１の電極１２６，１２７，１２８は供給部１０１，１０２，１０３に対応する基板１１６上の位置に配置され、供給部よりも流路側（流路内部）に配置されている。
また、液体を排出する経路であるサブ流路１０９にも、メイン流路１１４内に一定時間液体をためるため、送液部が形成されている。この送液部は、メイン流路１１４とサブ流路１０９との合流部側のメイン流路１１４に設けられた第１の電極１２９と、サブ流路１０９に設けられた第２の電極１２３と、この第２の電極１２３上にその一部を覆うように形成された疎水性膜（図示せず）とを備え、メイン流路１１４からの液体の排出の弁として機能する。
これら個々の構成は第６の実施形態で説明した構成と同じである。第３の電極や第４の電極をさらに配置してもよく、第６の実施形態に係る送液部のほか、この送液部には第１〜第５及び第７〜第８の実施形態で説明した送液部を用いてもよい。
【０１０５】
また、これら個々の構成のうち、第２の電極１２０，１２１，１２２，１２３の大きさは、図３０に示すように、サブ流路１０４，１０５，１０６，１０９よりも大きく形成され、これらサブ流路は、第２の電極が設けられた位置でその大きさが小さく形成されている。つまり、供給部側での一定の大きさであった流路が第２の電極が形成された位置でその幅が細くなり、くびれが構成されている。このような構成を備えることにより、第２の電極を介して疎水性膜に電圧が印加されていない状態で、より液体が停止しやすくなる。  このため、第２の電極上で流路の大きさ（幅）が小さくなるよう形成するとよい。また、流路は第２の電極が形成された位置で一度その幅が細くなり、メイン流路側（液体が送られる方向）に向かって徐々に太くなっている。流路の合流部で液体が流れやすくするため、液体が送られる方向に向かって流路の大きさが太くなるように流路を形成するとよい。
【０１０６】
なお、サブ流路１０４，１０５，１０６の一部に形成された第２の電極１２０，１２１，１２２は、第６の実施形態に係る送液部の構成の一部に相当する。図３０に示すように、第２の電極１２０，１２１，１２２は、サブ流路側の表面の一部が疎水性膜１３５，１３６，１３７で覆われており、他の部分で電極表面が露出している。この露出している電極表面が第６の実施形態で示した液体を検知する電極の役割を果たしている。
一方、疎水性膜１３５，１３６，１３７で覆われている部分において、第２の電極１２０，１２１，１２２がＥＷバルブの作動電極となり、バルブの開閉を行う役割を果たしている。つまり、第２の電極１２０，１２１，１２２は、バルブの開閉を行うとともに、液体が通過したかどうかを検知する役割も果たす。第２の電極１２０，１２１，１２２及び疎水性膜１３５，１３６，１３７がサブ流路１０４，１０５，１０６に配置されることにより、それぞれのサブ流路にある液体がメイン流路に入っていく、あるいは出て行く制御が可能になるのである。
【０１０７】
また、これら個々の構成、つまり、第１の電極１２６，１２７，１２８，１２９及び第２の電極１２０，１２１，１２２，１２３には、図２９の（２）で示すように、それぞれ配線が設けられ、その端部に端子が形成されている。この端子は制御部に接続され、制御部が送液部を制御するように構成されている。なお、この配線・端子を金の材料で形成すると、送液装置の作成で検出電極などの工程を併用でき、より容易な工程で作成できる。この金材料のほか、白金、アルミニウム、銅などの材料を含んだ導電性材料を用いて形成してもよい。
【０１０８】
この実施形態では、送液装置を分析装置として用いるため、流路に分析部が設けられている。この分析部１１３は、送液部１０４，１０５，１０６よりも排出部１０７側の流路１１４に設けられ液体の特性を分析する（図２８の（１）を参照）。
図２９（２）に示すように、分析部１１３は、金属膜で形成された作用電極１１７，参照電極１１８，対向電極１１９で構成され、これらはメイン流路１１４に形成されている。これらはそれぞれ配線に接続され、基板１１６の端部に形成された端子に接続されている。これらの電極を用いて、３電極測定方法によるタンパク質などの測定をすることができる。
なお、この実施形態では、電極を用いた分析部を例としてあげているが、例えば、光学的な分析に用いるため、分析部に透明電極を設けてもよいし、またフィルター等の電極以外の構造物を設けてもよい。
【０１０９】
次に、図３１、図３２を用いて、この実施形態に係る送液チップ（マイクロ分析チップ）の制御を行う検体分析装置について説明する。
図３１は、この実施形態に係る送液チップ及び検体分析装置の斜視図である。図３２は、検体分析装置のブロック図である。メタボリックシンドロームの発症に関わるアディポネクチン等の特定タンパク質の分析に用いる。
【０１１０】
この実施形態の検体分析装置は、メタボリックシンドロームの発症に関わるアディポネクチン等の特定タンパク質の分析に用いる送液チップ（マイクロ分析チップ）の制御部を備える。この装置で使用する送液チップは、アディポネクチン等の特定タンパク質の分析のための分析部を備えることから、検体分析装置の制御部は、第１〜第８の実施形態の制御部と基本的には同じであるが、第１〜第８の実施形態の制御部と分析部の制御部も備える点で相違している。
【０１１１】
図３１に示すように、検体分析装置５１は、マイクロ分析チップ５０（送液チップ）が挿入されて使用される（図３１（１））。マイクロ分析チップ５０が検体分析装置５１に挿入されることにより、マイクロ分析チップ５０が検体分析装置５１に接続される（図３１（２））。マイクロ分析チップ５０は、端部に入出力用の端子（図２８参照）を備え、この端子により、マイクロ分析チップ５０と検体分析装置５１とが接続される。
【０１１２】
図３２に示すように、検体分析装置５１は、送液制御装置８を含んでいる。つまり、検体分析装置５１は、送液動作検知回路とバルブ駆動回路と装置制御部とを有する送液制御装置を含み、これらが電気化学的検出回路９５に接続されている。また、送液動作検知回路及びバルブ駆動回路並び電気化学的検出回路９５は、マイクロ分析チップ５０に端子を介して接続されている。
【０１１３】
送液動作検知回路８６５は、マイクロ分析チップ５０から送液動作の信号を受け、送液動作の状態を検知する。また、バルブ駆動回路８５５は、マイクロ分析チップ５０にバルブ（送液部）を駆動する信号を出力し、マイクロ分析チップ５０のバルブを開放する。さらに、電気化学的検出回路９５は、マイクロ分析チップ５０に供給された検体（分析対象の液体）に関する信号をマイクロ分析チップ５０から受け、分析電気化学的な信号を検出する。これらの回路は、装置制御部に接続されており、装置制御部とこれらの回路との間で動作フローのデータが入出力され、装置制御部がこれらの回路の動作フローを制御する。
なお、送液動作検知回路８６５は、第１〜第８の実施形態における電流検出部８６に相当する回路であり、バルブ駆動回路８５５は、第１〜第８の実施形態におけるスイッチ（８１２、８２等）及びＳＷ制御部８５に相当する回路である。
【０１１４】
また、装置制御部は、読み出し専用記憶部（例えば、ＲＯＭ）に接続されており、この読み出し専用記憶部から動作フローデータを読み出す。これにより、各回路の動作フローの適否を判断する。この装置制御部は、ＣＰＵ、ＭＰＵあるいはマイクロコントローラー等で構成される。尚、マイクロコントローラーは、データ記憶部と読み出し専用記憶部と表示用回路を包括したものが汎用化されている。
【０１１５】
また、電気化学的検出回路９５は、データ記憶部と読み出し専用記憶部と表示部とも接続されている。データ記憶部は、電気化学的検出回路９５で検出されたデータを記憶し、表示部は、電気化学的検出回路９５で検出されたデータを表示する。この表示部は、ディスプレイとスピーカーとで構成され、視覚的な表示のほか、音声的な表示も行う。
【０１１６】
次に、図３３〜図３８を用い、メタボリックシンドロームの発症に関わるアディポネクチン等の特定タンパク質を分析する例を挙げて、この実施形態に係る検体分析装置の動作を説明する。
図３３は、検体分析装置の動作を説明するためのフロー図（前半のフロー図）であり、図３４は、図３３に示すフローにさらに続くフローを示す図（後半のフロー図）である。また、図３５、３６は、検体分析装置が電圧制御部を備える場合のフロー図であり、図３７、３８は、検体分析装置が振動制御部を備える場合（ただし、電圧制御部は備えない）のフロー図である。図３５〜図３８は、第３の実施形態の送液制御装置を検体分析装置に適用した例に相当する。
この実施形態での検体分析装置の制御フローは、基本的に第１〜第８の実施形態で示した制御部のフローと同様のフローであるが、上記で説明したように、送液チップ（マイクロ分析チップ）に複数の送液部があり、また分析部も備えることから、複数の送液部の制御と分析部の制御を行う点で相違している。メタボリックシンドロームの発症に関わるアディポネクチン等の特定タンパク質を分析する例で、以下説明する。
【０１１７】
まず、供給部１０１，１０２，１０３にそれぞれサンプル溶液、洗浄液、基質が供給されると、検体分析装置は送液部を用いて供給部１０１のサンプル溶液を送液する。つまり、検体分析装置（バルブ駆動回路８５５）はサブ流路１０４にある第２の電極１２０と第１の電極１２６との間に電圧を印加する（ステップ１）。例えば、１．５Ｖの電圧を印加する。このとき、第１の電極１２６が電位的にＨｉｇｈ、第２の電極１２０が電位的にはＬｏｗとする。これにより、流路１０４をサンプル液が通過し始める。このため、サブ流路１０４からメイン流路１１４にサンプル溶液が送液される。なお、この実施形態でいうサンプル溶液とは、例えば、被験者の血液を前処理し希釈した溶液である。
【０１１８】
次いで、検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は、分析部１１３にある作用電極１１７，参照電極１１８，対向電極１１９を用いて電気的にサンプル液を検知する（サンプル検知。ステップ２）。サンプル液が検知されない場合、検体分析装置は、エラー信号を表示部に表示し、その後電源を切る（あるいは送液動作を停止させる）。サンプル液が検知された場合、検体分析装置は、検知後３分間この状態を保持する。尚、サンプル検知を省いて、３分間の保持動作を行ってもよい。この３分間の保持動作により、電極に予め固定化された１次抗体に分析対象となる血中特定タンパク質が反応しくっつく。このとき、サンプル液には血液を前処理した際、酵素標識した２次抗体が入っており、電極に固定化された１次抗体とくっついた血中特定タンパク質に更にくっつくことになる。
なお、この実施形態に係る検体分析装置５１では、作用電極１１７，参照電極１１８，対向電極１１９が送液動作検知回路８６５及び電気化学的検出回路９５に接続され、ステップ２では、送液動作検知回路８６５が作用電極１１７，参照電極１１８，対向電極１１９を用いて電気的にサンプル液を検知している。このステップ２は、送液動作検知回路８６５が第２の電極１２０と第１の電極１２６との間の電流を測定して一定の電流が流れたか否かを確認してもよい。
【０１１９】
次いで、検体分析装置（バルブ駆動回路８５５）は、液体を排出する経路であるサブ流路１０９の第２の電極１２３と第１の電極１２９との間に電圧を印加する（ステップ３）。例えば、１．５Ｖの電圧を印加する。第１の電極がＨｉｇｈ、第２の電極がＬｏｗという条件は上記と同じである。これにより、サブ流路１０９をサンプル液が通過し始める。
【０１２０】
次いで、検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は、サンプル液が排出部に送液されたか否かを検知する（流路１０９排出検知。ステップ４）。つまり、検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は第２の電極１２３と第１の電極１２９との間の電流を測定して一定の電流が流れたか否かを確認する。排出部への送液が検知されない場合、検体分析装置は、エラー信号を表示部に表示し（ステップＥ）、その後電源を切る（あるいは送液動作を停止させる）。排出部への送液が検知された場合、次のステップに進む。
【０１２１】
なお、検体分析装置が電圧制御部を備えるときに、排出部への送液が検知されない場合は、図３５に示すように、第２の電極１２３と第１の電極１２９との間の電圧をさらに高い電圧に変更し、上記ステップ３に戻る（図３５の高電圧印加。以下、高電圧印加フローという。）。このフローは、排出部への送液が検知されるまで、又は第２の電極１２３と第１の電極１２９との間の電圧が所定の電圧になるまで、続けられる。所定の電圧になっても、排出部への送液が検知されない場合、つまり、所定の時間（例えば、電圧印加直後、１分〜３分）以内に検知できなかった場合、エラー信号を表示し（後述するステップＥ）、その後、電源を切る、あるいは送液動作を停止させる。
また、検体分析装置が振動制御部を備えるときに排出部への送液が検知されない場合は、図３７に示すように、振動制御部がマイクロ分析チップ５０に接触するように設けた振動発生器を振動させ（以下、振動ステップという）、所定の時間経過後、検体分析装置は、サンプル液が排出部に送液されたか否かを検知する（つまり、ステップ４に戻る）。排出部への送液が検知されるまで、振動制御部が振動発生器を振動させ、所定の時間（例えば、１分以内）を経過しても排出部への送液が検知されない場合、ステップＥに進む。
【０１２２】
次いで、検体分析装置（バルブ駆動回路８５５）は、送液部を用いて供給部１０２の洗浄易を送液する。つまり、検体分析装置（バルブ駆動回路８５５）は、サブ流路１０５にある第２の電極１２１と第１の電極１２７との間に電圧を印加する（ステップ５）。例えば、１．５Ｖの電圧を印加する。第１の電極がＨｉｇｈ、第２の電極がＬｏｗという条件は上記と同じである。これにより、流路１０５を洗浄液が通過し始める。
【０１２３】
検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は、洗浄液がメイン流路１１４に送液されたか否かを検知する（洗浄液注入検知。ステップ６）。つまり、検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は第２の電極１２１と第１の電極１２７との間の電流を測定して一定の電流が流れたか否かを確認する。メイン流路１１４への送液が検知されない場合、検体分析装置は、エラー信号を表示部に表示し（ステップＥ）、その後電源を切る（あるいは送液動作を停止させる）。メイン流路１１４への送液が検知された場合、次のステップに進む。
【０１２４】
なお、検体分析装置が電圧制御部を備えるときに、メイン流路１１４への送液が検知されない場合は、図３５に示すように、第２の電極１２１と第１の電極１２７との間の電圧をさらに高い電圧に変更し、上記ステップ５に戻る。このフローは、上記高電圧印加フローと同様のフローで進む。
また、検体分析装置が振動制御部を備えるときに排出部への送液が検知されない場合は、図３７に示すように、上記振動ステップと同様のステップに進む。
【０１２５】
次いで、検体分析装置（バルブ駆動回路８５５）は、サブ流路１０９（液体排出経路）の第２の電極１２３と第１の電極１２９との間に電圧を印加する（ステップ７）。このときの電圧等の条件は、上記の第２の電極１２３と第１の電極１２９との電圧印加と同じである。これにより、洗浄液が排出部１０７に送液され始める。
【０１２６】
次いで、検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は、洗浄液が排出部に送液されたか否かを検知する（流路１０９排出検知。ステップ８）。つまり、検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は第２の電極１２３と第１の電極１２９との間の電流を測定して一定の電流が流れたか否かを確認する。排出部への送液が検知されない場合、検体分析装置は、エラー信号を表示部に表示し（ステップＥ）、その後電源を切る（あるいは送液動作を停止させる）。排出部への送液が検知された場合、次のステップに進む。
【０１２７】
なお、検体分析装置が電圧制御部を備えるときに、排出部への送液が検知されない場合は、図３５に示すように、第２の電極１２３と第１の電極１２９との間の電圧をさらに高い電圧に変更し、上記ステップ７に戻る。このフローは、上記高電圧印加フローと同様のフローで進む。
また、検体分析装置が振動制御部を備えるときに排出部への送液が検知されない場合は、図３７に示すように、上記振動ステップと同様のステップに進む。
【０１２８】
次いで、検体分析装置（バルブ駆動回路８５５）は、送液部を用いて供給部１０３の基質を送液する。つまり、サブ流路１０６にある第２の電極１２２と第１の電極１２８との間に電圧を印加する（ステップ９）。例えば、１．５Ｖの電圧を印加する。第１の電極がＨｉｇｈ、第２の電極がＬｏｗという条件は上記と同じである。これにより、流路１０６を基質が通過し始める。メイン流路１１４に基質が送液される。
【０１２９】
検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は、基質がメイン流路１１４に送液されたのか否かを検知する（基質注入検知、ステップ１０）。つまり、検体分析装置（送液動作検知回路８６５）は、第２の電極１２２と第１の電極１２８との間の電流を測定して一定の電流が流れたか否かを確認する。基質が検知されない場合、検体分析装置は、エラー信号を表示部に表示し（ステップＥ）、その後電源を切る（あるいは送液動作を停止させる）。基質が検知された場合、検体分析装置は、検知後、３分間メイン流路１１４に基質を保持する。この間、測定すべき血中特定タンパク質は、酵素標識した２次抗体とくっつくことによって酵素標識されているため、基質はこの酵素と反応し反応生成物を生成する。
【０１３０】
なお、検体分析装置が電圧制御部を備えるときに、基質が検知されない場合は、図３５に示すように、第２の電極１２２と第１の電極１２８との間の電圧をさらに高い電圧に変更し、上記ステップ９に戻る。このフローは、上記高電圧印加フローと同様のフローで進む。
また、検体分析装置が振動制御部を備えるときに基質が検知されない場合は、図３７に示すように、上記振動ステップと同様のステップに進む。
【０１３１】
次いで、検体分析装置（電気化学的検出回路９５）は、分析部１１３にある作用電極１１７，参照電極１１８，対向電極１１９を用いて電気化学的な測定（３電極測定方法）を行う（ステップ１１）。尚、酵素基質反応で生成された反応生成物の濃度が血中特定タンパク質の濃度に対応しており、電気化学的に測定することができる。電気化学的な測定で電流値が検出されない場合、検体分析装置はエラー信号を表示部に表示し（ステップＥ）、その後電源を切る（あるいは送液動作を停止させる）。電流値が検出された場合、検体分析装置は次のステップに進む。
その後、検体分析装置は、表示部に測定した電流値やグラフを表示したり、測定データから特定タンパク質の濃度を算出したりする。また、検体分析装置は、特定タンパク質の濃度を算出するための参照データを読出し専用記憶部あるいはデータ記憶部から読み出したり、測定した特定タンパク質の濃度をデータとしてデータ記憶部に記憶させたりする。
【０１３２】
（実証実験１）
第９の実施形態に係る送液制御装置及び検体分析装置を用いて、メタボリックシンドロームの発症に関わるアディポネクチンの濃度を測定し、血中濃度を定量化する実験を行った。予めメイン流路１１４内の検出電極１１７に抗体（Ｒ＆Ｄ  ＭＡＢ１０６５１）を固定させた。抗体の固定方法は、３７℃で１０分間インキュベーションし物理吸着固定により実施した。そして、血液サンプルを用意し、前処理を経てアディポネクチンを抽出し酵素標識抗体との混合液を作製した。そして、下記の手順で測定を行った。
【０１３３】
（作業手順）
（１）第１の導入流路１０４からアディポネクチン（血漿を前処理して抽出した成分）と酵素（ＡＬＰ）標識抗体（２．５μｇ／ｍＬ）との混合液２μＬを、メイン流路１１４に導入した。５分間停止した後、排出した。
（２）第２の導入流路１０５から、洗浄用のトリス緩衝溶液（ＴＨＡＭ（ｔｒｉｓ  ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ  ａｍｉｎｏｍｅｔｈａｎｅ）：１０ｍＭ、ＮａＣｌ：１３７ｍＭ、ＭｇＣｌ：１ｍＭ、ＰＨ９．０）２μＬを、メイン流路１１４に導入し、その後排出した。
（３）第３の導入流路１０６から基質（ｐＡＰＰ（ｐ-Ａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ  ｐｈｏｓｐｐｈａｔｅ））溶液（１ｍＭ）２μＬを、メイン流路１４に導入して、メイン流路１４に停止させた。
（４）５分後に、酵素と基質とが反応して生成されるｐＡＰ（ｐ-Ａｍｉｎｏｐｈｅｎｏｌ）を、検出部電極で電気化学的（サイクリックボルタンメトリー法）検出を行い、ピーク電流値を測定した。
【０１３４】
また、メタボリックシンドロームの発症に関わるアディポネクチンの濃度の測定には３電極測定方法を用いた。具体的には、この３電極測定方法としてサイクリックボルタンメトリー（以下ＣＶ測定という）を用いた。このＣＶ測定は、サンプル溶液に電圧をかけるための３つの電極、つまり、作用電極、参照電極及び対向電極を用いる測定方法であり、参照電極には一定の範囲の電位変化を与え、一方、電流は流さないようにしておき、作用電極と対向電極との間に電圧の変化を与えて電流値の変化を検出する測定方法である。
【０１３５】
図３９にこの実証実験で用いたＣＶ測定における電圧変化（入力）を示す。また、図４０にこの実証実験で得られた結果を示す。図４０の（Ａ）は、健常者の血漿ＡをサンプルにしたときのＣＶ測定結果であり、図４０の（Ｂ）は、健常者の血漿ＢをサンプルにしたときのＣＶ測定結果である。図３９に示すように、作用電極１１７と対向電極１１９間に径時的に三角波の電位差を与えた。このとき、得られる電流−電圧特性曲線は作用電極１１７にくっついているアディポネクチンの量の影響で、図４０に示すようなヒステリシス曲線を描いた。
【０１３６】
使用したサンプルは２種類の血漿で、健常者（ＢＭＩ=20kg/m2）の血漿Ａと肥満者（ＢＭＩ=40kg/m2）の血漿Ｂである。この２種類の血漿をそれぞれ前処理した後、第９の実施形態に係るマイクロ分析チップに注入し（検体分析装置に装着済み）、図３３及び図３４に示すフローでＣＶ測定を行った。２種類のサンプルのＣＶ測定結果を比べたところ、図４０に示すように、肥満者の方が明らかに小さな曲線を描いていた（図４０ (Ｂ））。
【０１３７】
このＣＶ測定結果をもとに被験者各々の血中アディポネクチン濃度を算出したところ、健常者は１２μg/ml、肥満者は２μg/mlという結果が得られた。通常、メタボリック症候群とされる人はこのアディポネクチンの量が血中で大幅に低下することがわかっており、このことが第９の実施形態に係るマイクロ分析チップおよび検体分析装置で確認することができた。また、この実験により、第９の実施形態に係るマイクロ分析チップおよび検体分析装置を用いて、マイクロ分析チップの流路内におけるアディポネクチン等の混合液の位置を検出することができ、流路内でより速やか、かつ安定してアディポネクチン等の混合液を通過させることができることが確認できた。
【０１３８】
（実証実験２）
さらに、第９の実施形態に係るマイクロ分析チップおよび検体分析装置を用いて、クロノアンペロメトリーにより、サンプル（血漿）中のアディポネクチン濃度を電気化学的に測定し、その血中濃度の定量化を行った。具体的な測定を以下に示す。
上記ＣＶ測定と同様に、電極構成はほぼ同じで、参照電極１１８は通常一定の電位が付与されており、作用電極１１７と対向電極１１９間での電位差によって検出される電流値の変化を測定したものである。
図４１に測定条件（電圧変化）及び測定結果を示す。
【０１３９】
図４１（１）に示すように、作用電極１１７と対向電極１１９間に瞬時に立ち上がるステップ電位を付与し、その電位差をしばらくの間維持させた。このとき、作用電極１７にくっついているアディポネクチンの量の影響で、得られた電流値の変化は、図４１（２）に示すような曲線を描き、ある程度の範囲で一定値に収束した。
【０１４０】
ＣＶ測定と同様に、使用したサンプルは２種類の血漿で健常者（ＢＭＩ=20kg/m2）の血漿Ａと肥満者（ＢＭＩ=40kg/m2）の血漿Ｂである。この２種類の血漿をそれぞれ前処理し、その後、第９の実施形態に係るマイクロ分析チップに注入した（検体分析装置に装着済み）。そして、図３３及び図３４に示すフロー（図３３、図３４参照）にて、クロノアンペロメトリーで測定を行なった。２つの測定結果を比べたところ、肥満者の方が明らかに低い値を示していた（図４１（２））。
【０１４１】
この測定結果をもとに被験者各々の血中アディポネクチン濃度を算出したところ、健常者は１０μg/m l、肥満者は２μg/mlというＣＶ測定とほぼ同様の結果が得られた。（測定精度は±２０％程度であった）
【０１４２】
また、この実験でも、第９の実施形態に係るマイクロ分析チップおよび検体分析装置を用いて、マイクロ分析チップの流路内におけるアディポネクチン等の混合液の位置を検出することができ、流路内でより速やか、かつ安定してアディポネクチン等の混合液を移動させることができることが確認できた。
【０１４３】
第１〜第９の実施形態及び実証実験１及び２では、送液装置で水溶液を送液することを前提に説明したが、この発明は水溶液を送液することに限定されない。例えば、この発明の送液装置を油の送液に用いる場合、疎水性膜を疎油性膜に、流路の表面を親油性の表面に、それぞれ置き換えて構成してもよい。
また、以上の実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１  第１の基板
１１  第２の基板
１２  供給孔
１３  排出孔
２  流路
３  第１の電極
４  第２の電極
５  第３の電極
６  第４の電極
７  疎水性膜
７１ 絶縁破壊を起こす絶縁膜
７３  多孔質膜    
８  送液制御装置
５０  マイクロ分析チップ
５１  検体分析装置
８１，８２，８３  スイッチ
８５    スイッチ制御部（ＳＷ制御部）
８５５  バルブ駆動回路
８６，８６１，８６２  電流検出部
８６５  送液動作検知回路
８７  電源
８８  電圧制御部
８９  振動制御部
９０  振動発生器
９５  電気化学的検出回路
１０１，１０２，１０３  供給部
１０４，１０５，１０６，１０９，１１２  サブ流路（流路）
１１４  メイン流路（流路）
１０７  排出部
１１１  空気孔
１１３  分析部
１１５  第２の基板
１１６  基板
１２０，１２１，１２２，１２３  第２の電極
１２６，１２７，１２８，１２９ 第１の電極
１３１ 疎水領域（疎水性膜）
１３５，１３６，１３７  疎水性膜
１３２ 吸収体
１５  マイクロ分析チップ（送液チップ）
【図１】
2011220808.tif 000003
【図３】
2011220808.tif 000004
【図１０】
2011220808.tif 000005
【図１３】
2011220808.tif 000006
【図１８】
2011220808.tif 000007
【図２１】
2011220808.tif 000008
【図２４】
2011220808.tif 000009
【図２７】
2011220808.tif 000010
【図２８】
2011220808.tif 000011
【図２９】
2011220808.tif 000012
【図３０】
2011220808.tif 000013
【図３１】
2011220808.tif 000014
【図３２】
2011220808.tif 000015
【図３３】
2011220808.tif 000016
【図３４】
2011220808.tif 000017
【図３５】
2011220808.tif 000018
【図３６】
2011220808.tif 000019
【図３７】
2011220808.tif 000020
【図３８】
2011220808.tif 000021
【図３９】
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【図４０】
2011220808.tif 000023
【図４１】
2011220808.tif 000024
【図４２】
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【図２】
2011220808.tif 000026
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011220808.tif 000029
【図７】
2011220808.tif 000030
【図８】
2011220808.tif 000031
【図９】
2011220808.tif 000032
【図１１】
2011220808.tif 000033
【図１２】
2011220808.tif 000034
【図１４】
2011220808.tif 000035
【図１５】
2011220808.tif 000036
【図１６】
2011220808.tif 000037
【図１７】
2011220808.tif 000038
【図１９】
2011220808.tif 000039
【図２０】
2011220808.tif 000040
【図２２】
2011220808.tif 000041
【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
2011220808.tif 000044