(57)【要約】      （修正有）【課題】少量の測定対象の液体を用いて複数項目の分析を同時に迅速かつ正確に行うことができる分析チップ及び試料分析装置を提供すること。【解決手段】分析チップは、略円板状に形成される基板２０と、基板２０の中央に形成され、測定対象である対象液体が注入される注入口２２と、注入口２２から毛細管現象を利用して対象液体を導入させることが可能なマイクロ流路２３と、を備え、マイクロ流路２３には、対象液体の成分に対し、選択的に反応する複数種類の抗原３０が間隔を以て複数固定化される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円板状に形成される基板と、
該基板の中央に形成され、測定対象である対象液体が注入される注入口と、
該注入口から毛細管現象を利用して前記対象液体を導入させることが可能な流路と、
を備え、
前記流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数種類の反応物質が固定化されている分析チップ。
【請求項２】
前記分析チップの前記流路は、前記基板の外縁まで放射状に複数形成され、それぞれの流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数種類の反応物質が所定の間隔で固定化されている請求項１に記載の分析チップ。
【請求項３】
前記分析チップは、前記流路が前記注入口を囲うように形成される請求項１に記載の分析チップ。
【請求項４】
前記反応物質は、スポット状に前記流路に固定化されている請求項１から３までの何れかに記載の分析チップ。
【請求項５】
前記反応物質は、その上面が略平坦な薄膜状に前記流路に固定化されている請求項１から４までの何れかに記載の分析チップ。
【請求項６】
前記基板を内部に配置収納するハウジングを更に備え、
前記ハウジングは、
前記基板の上面の少なくとも一部が露出する開口部と、
前記ハウジングの内部であって、前記基板の外周側に位置する液体捕捉空間と、
を有する請求項１から５までの何れかに記載の分析チップ。
【請求項７】
前記液体捕捉空間に配置され、保湿性を有する部材で構成される吸収体を更に備える請求項６に記載の分析チップ。
【請求項８】
請求項１から７までの何れかに記載の分析チップを設置可能なチップホルダと、
前記チップホルダを回転させるチップホルダ回転機構と、
前記分析チップの注入口に前記対象液体を注入する分注機構と、
前記対象液体と複数種類の前記反応物質のそれぞれの反応を測定可能な測定装置と、
を備え、
前記チップホルダを前記チップホルダ回転機構によって回転させて、前記流路に導入した前記対象液体を排出する試料分析装置。
【請求項９】
前記チップホルダは、前記分析チップを嵌合するための嵌合部を備える請求項８に記載の試料分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象液体を分析するための分析チップ及び試料分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試料分析装置においては、分析対象が液体そのものであるほか、分析対象物を分散、溶解させる等した対象液体に反応する少なくとも１つ以上の反応物質を１つの反応容器の複数の収容部に収容して対象液体の分析を行うものが知られている。この種の容器を開示するものとして特許文献１がある。特許文献１には、基板の上面に開口して試薬を収容可能な複数の収容部を一体的に設けて構成され、少なくとも２つの前記収容部が、個別に形成されると共に相互に連結可能に構成されることを特徴とする反応容器が開示されている。
【０００３】
ところで、試料分析装置では、分析のために一定量の対象液体が必要であるが、対象液体が人体を含む生物から採取する体液、血液等の場合、生体への負荷を考慮すると、対象液体の量はできるだけ少ない方が好ましい。少量の対象液体で分析を行う方法としては、毛細管現象を利用して対象液体を導入させるマイクロ流路を利用して反応物質と対象液体との反応を測定する方法がある。このようなマイクロ流路を利用する方法、装置を開示するものとして、特許文献２及び特許文献３がある。特許文献２には、試薬あるいは検体を貯留した容器として、試薬あるいは検体の貯留部と、吐出ノズルと、前記貯留部に貯留されている前記試薬あるいは検体を当該吐出ノズルに供給する流路とを備えたノズルカートリッジが開示されている。特許文献３には、試料導入口を有する第１基板と、試料流路を有する第２基板と、試料排出口を有する第３基板とから構成され、前記試料導入口が前記第１基板の表裏を貫通する孔として形成され、前記試料流路が前記第２基板の表裏を貫通するスリットとして形成され、前記試料排出口が前記第３基板の表裏を貫通する孔として形成され、前記第１基板と前記３基板との間に、前記第２基板が配置され、前記試料導入口と前記試料排出口とが前記試料流路を介して連通し、前記試料流路の少なくとも一端は、開放口としたことを特徴とするマイクロ化学チップが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８９９７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８５５０４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／００１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
対象液体中の複数の成分を測定するためには、その成分に対応する反応物質を容器に収容する必要がある。この点、特許文献２及び特許文献３に開示された構成においては、対象液体の量を抑制する効果が期待できるものの、例えば数十種類の項目を一度の測定で分析することは依然として困難である。
【０００６】
また、前述のマイクロ流路を有する分析チップを利用する方法において、例えば、ＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ  Ｌｉｎｋｅｄ  Ｉｍｍｕｎｏ  Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ａｓｓａｙ）法等においては、反応結果の測定等において測定過程で不要になった対象液体や、その他の処理のために用いた液体を当該マイクロ流路から複数回にわたって排出する必要がある。しかし、マイクロ流路は強い表面張力による毛細管現象を利用する構成であるため、一度導入させた液体を流路外へ迅速に排出することができなかった。液体の排出を迅速かつ適切に行うことができなければ、反応時間のばらつきや測定時間を要する等測定誤差の原因となるおそれがあり、更に、対象液体に対して複数種類の項目の測定を行う場合は、それだけ測定時間はより長くなることになる。対象液体の量を抑制しつつ、一度の測定で対象液体に対して数十種類の複数項目の分析を行うという点で、従来の分析チップ及び試料分析装置は、依然としてさらなる改善が望まれている。
【０００７】
本発明は、少量の測定対象の液体を用いて複数項目の分析を同時に迅速かつ正確に行うことができる分析チップ及び試料分析装置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】
本発明は、略円板状に形成される基板と、該基板の中央に形成され、測定対象である対象液体が注入される注入口と、該注入口から毛細管現象を利用して前記対象液体を導入させることが可能な流路と、を備え、前記流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数種類の反応物質が固定化されている分析チップに関する。
【０００９】
前記分析チップの前記流路は、前記基板の外縁まで放射状に複数形成され、それぞれの流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数種類の反応物質が所定の間隔で固定化されていることが好ましい。
【００１０】
前記分析チップは、前記流路が前記注入口を囲うように形成されることが好ましい。
【００１１】
前記反応物質は、スポット状に前記流路に固定化されていることが好ましい。
【００１２】
前記反応物質は、その上面が略平坦な薄膜状に前記流路に固定化されていることが好ましい。
【００１３】
前記分析チップは、前記基板を内部に配置収納するハウジングを更に備え、該ハウジングは、前記基板の上面の少なくとも一部が露出する開口部と、前記ハウジングの内部であって、前記基板の外周側に位置する液体捕捉空間と、を有することが好ましい。
【００１４】
前記分析チップは、前記液体捕捉空間に配置され、保湿性を有する部材で構成される吸収体を更に備えることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記分析チップを設置可能なチップホルダと、前記チップホルダを回転させるチップホルダ回転機構と、前記分析チップの注入口に前記対象液体を注入する分注機構と、前記対象液体と複数種類の前記反応物質のそれぞれの反応を測定可能な測定装置と、を備え、前記チップホルダを前記チップホルダ回転機構によって回転させて、前記流路に導入した前記対象液体を排出する試料分析装置に関する。
【００１６】
前記チップホルダは、前記分析チップを嵌合するための嵌合部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の分析チップ及び試料分析装置によれば、測定対象の液体の複数項目の分析を同時に迅速かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る分析チップの斜視図である。
【図２】分析チップの構成斜視図である。
【図３】分析チップの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ部拡大図である。
【図６】マイクロ流路に固定化された反応物質である抗原を模式的に示した基板の平面図である。
【図７】マイクロ流路で隣り合う反応物質である抗原を模式的に示した拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る生化学分析装置の斜視図である。
【図９】生化学分析装置の内部を概略的に示す斜視図である。
【図１０】生化学分析装置の内部を概略的に示す平面図である。
【図１１】分注ユニットによって対象液体が分析チップに注入される状態を示すチップホルダの平面図である。
【図１２】制御ユニットと各構成の関係を模式的に示すブロック図である。
【図１３】測定ユニットによって取得された分析画像情報の一例である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る生化学分析装置による測定分析のフローチャートである。
【図１５】変形例の生化学分析装置が備える分注ユニットによる分析チップへの対象液体の注入時の状態を概略的に示した模式図である。
【図１６】変形例の分析チップを示す平面図である。
【図１７】変形例の分析チップの内部の構成を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の試料分析装置としての生化学分析装置及び分析チップの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態では、ＥＬＩＳＡ法による抗原抗体反応の化学発光を利用して、対象液体としての検体のアレルギー測定を行う生化学分析装置５０及びこの生化学分析装置５０に用いられる分析チップ１０を本発明の試料分析装置及び分析チップの一例として説明する。
【００２０】
本実施形態の分析チップ１０について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る分析チップ１０の斜視図である。図２は、分析チップ１０の構成斜視図である。図３は、分析チップ１０の平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図１のＢ部（鎖線で囲われた範囲）拡大図である。図６はマイクロ流路２３に固定化された反応物質である抗原３０を模式的に示した基板の平面図である。図７は、マイクロ流路２３で隣り合う反応物質である抗原３０を模式的に示した拡大図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の分析チップ１０は、その外形が略円板状に構成される。図２から図４までに示すように、分析チップ１０は、基板２０と、フィルム１４と、下側ハウジング１２と、上側ハウジング１３と、吸収体１５と、液体捕捉空間１６と、エア連通口１７と、を備える。
【００２２】
基板２０は、環状ポリオレフィン等の透光性を有する材料で略円板状に形成される。図６に示すように、基板２０には、測定対象である検体（対象液体）に含まれる対象物質と特異的に反応する抗原３０が固定化される。
【００２３】
本実施形態の基板２０は、注入口２２と、マイクロ流路２３と、を備え、この基板２０に反応物質としての抗原３０が固定化される。
【００２４】
基板２０は、円板状に構成されている。基板２０の構成について説明する。基板２０には、注入口２２となる貫通状の孔が形成されている。また、基板２０の下面には複数のスリットが注入口２２を中心に等角度に放射状に形成されている。このスリットは、一側の端部が注入口２２に接続され、他側の端部が基板２０の外縁端面の開口部に接続されている。抗原３０は、このスリットの底面に固定化される。後述のフィルム１４は、基板２０におけるスリットが形成される面に取り付けられる。このように、本実施形態では、基板２０に形成されるスリットがフィルム１４によって塞がれ、基板２０のスリット及びフィルム１４によってマイクロ流路２３が形成されている。
【００２５】
注入口２２は、検体、試薬溶液等の対象液体をマイクロ流路２３に導入するためのものである。この注入口２２は、略円板状に形成された基板２０の略中心に位置し、基板２０の内部で複数のマイクロ流路２３のそれぞれと連通している。
【００２６】
マイクロ流路２３は、基板２０の内部で一端が注入口２２に連通し、他端が基板２０の径方向外縁まで貫通したキャピラリとなっている。図６に示すように、マイクロ流路２３は、注入口２２から略等角度に放射状に複数形成されている。本実施形態の基板２０では、８つのマイクロ流路２３を有する。
【００２７】
マイクロ流路２３は、毛細管現象によってその内部空間に液体が導入されるように構成される。例えば、本実施形態では、対象液体である血清検体の粘度及び実証結果に基づき、その幅が０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下、その高さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下になるように設定されている。
【００２８】
抗原３０は、前述のように、マイクロ流路２３の内壁に固定化される。抗原３０は、それぞれのマイクロ流路２３の長手方向に直線状に並ぶように複数固定化される。図６に示すように、抗原３０は、マイクロ流路２３の壁面幅よりも小さい径のスポット状に固定化されている。マイクロ流路２３の全壁面を抗原３０により固定化するのではなく、スポット状に固定化することによって抗原３０が固定化される面積を必要最小限にすることができ、固定化される面積が大きいことによって生じるコンタミネーションや反応の不均一性が抑制される。また、後述する発光反応の測定時においても、本実施形態のように小径スポット状に抗原３０が固定化される構成は、マイクロ流路２３全域に抗原が固定化されている構成に比べ、隣り合うマイクロ流路２３内で生じる発光反応の光の干渉が効果的に抑制される。更に後述するように、本実施形態ではカメラユニット８３によって発光反応が生じている抗原３０を、その上方から撮像することで画像情報を取得するので、他の発光している抗原３０と区別し、互いの光干渉を防止するために、個々の小径スポット状の抗原３０の反応発光を充分な状態で面内の均一性をもって確保する必要がある。このために、スポット状の抗原３０の上面はマイクロ流路２３と略直交方向に撮像素子へ向けて発光反応による光の主たる照射方向を設けるために、ほぼ平滑に形成される。このために抗原３０の粘度等が調整され、あるいはスタンプ状のもので平滑に押圧する等して形成される。
【００２９】
抗原３０は、所定の間隔を以て配置される。図７に示すように、隣り合う抗原３０間の距離ｄは、発光反応の測定時に、隣り合う場所に位置する抗原３０の発光が互いに干渉しないように設定される。本実施形態では、距離ｄは、マイクロ流路２３に固定化される抗原３０のうち、最小径の抗原３０の径の６０％以上離間した位置に形成される必要がある。
【００３０】
抗原３０は、検体中の特定成分（対象物質）に特異的に反応する各種のアレルゲンである。本実施形態では、基板２０には、８つのマイクロ流路２３が形成されており、それぞれのマイクロ流路２３には、５つの抗原３０が前述の所定の間隔ｄで略直線状に配列されている。基板２０に固定化される複数の抗原３０は、抗原３０の反応を確実に測定するために、同種の抗原を複数のマイクロ流路、あるいは異なる位置に配置しても良いし、全てを異なる種類のものとして多数の分析情報を一括して得ることもできる。
【００３１】
本実施形態の基板２０は、以上のように構成される。なお、基板２０の構成は、前述の構成に限定されるものではなく、マイクロ流路２３の数を変更し、あるいは不均等な角度で配置する等、その目的によって適宜変更可能である。また、基板２０に固定化される反応物質として抗原３０を例に説明したが、抗体を固定化してもよい。
【００３２】
フィルム１４は、略円形の薄膜状に形成されており、前述のように基板２０の下面に取り付けられる。このフィルム１４を介して基板２０が下側ハウジング１２の上面に配置される。
【００３３】
下側ハウジング１２は、基板２０の下面（一側の面）側に配置され、その外周が基板２０の径よりも大きい径の略円形に形成される。また、下側ハウジング１２には、分析チップ１０の周面の下部を形成する壁部が外周に沿って形成される。
【００３４】
上側ハウジング１３は、基板２０の上面（他側の面）側に配置され、その外周が基板２０の径よりも大きい径の略リング状に形成される。上側ハウジング１３は、その中央に基板２０の径よりも小さい径の円形の開口部１８を有する。また、上側ハウジング１３には、分析チップ１０の周面の上部を形成する壁部が外周に沿って形成される。本実施形態の分析チップ１０のハウジングは、下側ハウジング１２と上側ハウジング１３とから構成される。
【００３５】
吸収体１５は、保湿性のある部材で構成されており、基板２０の径よりも大きく、下側ハウジング１２及び上側ハウジング１３の径よりも小さいリング状に形成され、液体捕捉空間１６内に配置される。マイクロ流路２３から排出された液体は、この吸収体１５に吸収される。生化学分析等の場合、分析の対象液体は分析装置から系外への排出を厳しく避けねばならず、そのために基板２０の外周に吸収体１５が設けられる。
【００３６】
図４に示すように、液体捕捉空間１６は、下側ハウジング１２と上側ハウジング１３とによって形成され、基板２０の外周を取り巻くようにリング状の空間として形成される。基板２０の周面に形成されるマイクロ流路２３の外縁側の開口部は、液体捕捉空間１６に対して開口している。これにより、後述するようにマイクロ流路２３の前記開口部から排出される対象液体は、この液体捕捉空間１６に排出される。この液体捕捉空間１６に排出された対象液体は液体捕捉空間１６に配置される前記吸収体１５により吸収され、かつ液体捕捉空間１６、及び基板２０内のマイクロ流路２３の保湿効果をもたらす。
【００３７】
図５に示すように、エア連通口１７は、上側ハウジング１３の内側開口壁に基板２０の上面と上側ハウジング１３とによって形成され、略等間隔に複数配置される。図３に示すように、エア連通口１７は、基板２０の外縁に設けられたマイクロ流路２３の液体捕捉空間１６側の開口より、基板２０の径方向やや内側に形成される。このエア連通口１７によって、マイクロ流路２３を介して基板２０の注入口２２と外部とが連通される。これにより、後述のエア注入処理でエアノズルユニット１００によって注入口２２から注入されたエアは、マイクロ流路２３を通ってエア連通口１７から外部へと排出される。エア連通口１７がマイクロ流路２３の液体捕捉空間１６側の液体排出口である開口よりも基板２０の径方向内側に配置されているので、マイクロ流路２３から排出される液体がエア連通口１７より分析チップ１０の系外への排出が防止される。
【００３８】
本実施形態の分析チップ１０は、以上のように構成される。次に、本実施形態の分析チップ１０を用いて対象液体の分析を行う生化学分析装置５０について説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る生化学分析装置５０の斜視図である。図９は、生化学分析装置５０の内部を概略的に示す斜視図である。図１０は、生化学分析装置５０の内部を概略的に示す平面図である。図１１は、分注ユニット９０により対象液体が分析チップ１０に注入される状態を示すチップホルダ５３の平面図である。図１２は、制御ユニット１１０と各構成の関係を模式的に示すブロック図である。図１３は、測定ユニット８０によって取得された分析画像情報の一例である。
【００３９】
図８から図１２までに示すように、生化学分析装置５０は、ハウジング５１と、タッチパネル５２と、チップホルダ回転ユニット５４と、測定ユニット８０と、分注ユニット９０と、エアノズルユニット１００と、試薬ホルダユニット５８と、制御ユニット１１０と、を備える。
【００４０】
ハウジング５１は、生化学分析装置５０の各構成を収容するとともに、分析を行う内部機構と外部とを隔てている。ハウジング５１には、ドア５５が設けられている。
【００４１】
タッチパネル５２は、生化学分析装置５０の操作手段と表示手段を兼ねる。タッチパネル５２は、各種の設定や操作及び測定結果、分析結果の表示等を行う。
【００４２】
チップホルダ回転ユニット５４は、分析チップ１０を回転させるためのものである。本実施形態では、分析チップ１０への対象液体を注入する注入処理及びマイクロ流路２３に導入された液体の排液処理は、チップホルダ回転ユニット５４による分析チップ１０を回転させて行われる。以下、チップホルダ回転ユニット５４の構成について説明する。
【００４３】
チップホルダ回転ユニット５４は、本実施形態では、チップホルダ５３と、チップホルダ駆動モータと、調温装置と、温度センサと、を備える。
【００４４】
チップホルダ５３は、チップホルダ回転ユニット５４の上部に設置される。チップホルダ５３は、分析チップ１０を嵌合するための嵌合部５３１を備える。嵌合部５３１は、分析チップ１０の周面の一部に接触する枠部としてチップホルダ５３の上面に形成される。図１１に示すように、分析チップ１０がチップホルダ５３にセットされた状態では、嵌合部５３１が分析チップ１０の外周の一部を保持し、遠心力による分析チップ１０のチップホルダ５３からの脱落を防止される。
【００４５】
嵌合部５３１は、分析チップ１０の注入口２２の中心とチップホルダ５３の回転中心とが略一致するように、分析チップ１０を嵌合するように構成される。また、分析チップ１０は、チップホルダ５３に設置された状態では略水平となるように構成される。
【００４６】
なお、分析チップ１０及び嵌合部５３１を以下のように構成することもできる。分析チップ１０の下面（下側ハウジング１２の下面）に凸部、凹部又はその両方からなる分析チップ嵌合部を形成する。そして、嵌合部５３１における分析チップ１０の下面に接触する面に、分析チップ嵌合部に対応する形状を形成する。これにより、分析チップ１０と嵌合部５３１との嵌合をより確実なものにすることができ、分析チップ１０の回転速度もより適切に調整することができる。また、分析チップ１０と嵌合部５３１との接触面積が大きくなるので、後述のインキュベーション処理において、調温装置によってチップホルダ５３を介して分析チップ１０に熱を調温させ易くなり、効率的な調温を行うことができる。なお、分析チップ嵌合部及び嵌合部５３１に形成される形状は、インキュベーションでチップホルダ５３が熱による膨張圧縮することを考慮し、簡便な取り外しが可能な山谷型や、歯型、錐状、波形状等で構成することもできる。
【００４７】
チップホルダ駆動モータは、チップホルダ回転ユニット５４の内部に配置されており、その駆動軸はチップホルダ５３の回転軸に連結されている（図示省略）。チップホルダ駆動モータは、その回転数を任意の値に調整可能に構成される。チップホルダ回転ユニット５４は、制御ユニット１１０に電気的に接続されており、制御ユニット１１０からの信号に基づきチップホルダ駆動モータの回転数を調節してチップホルダ５３を所定の速度で回転させる。本実施形態では、チップホルダ５３の回転速度を後述する注入回転速度と後述する排液速度との間で切り替え可能に構成されている。
【００４８】
注入回転速度は、分注ユニット９０によって液体を分析チップ１０の注入口２２に注入するときのチップホルダ５３の回転速度である。
【００４９】
排液速度は、分析チップ１０のマイクロ流路２３に導入した液体をマイクロ流路２３から液体捕捉空間１６に排出するときの回転速度である。本実施形態の排液速度は、遠心力を利用して液体をマイクロ流路２３から排出させるために、マイクロ流路内に導入した液体が排出されない注入回転速度よりも速い速度で回転させるように設定される。
【００５０】
調温装置は、チップホルダ回転ユニット５４の内部に配置されており、チップホルダ５３に設置された分析チップ１０を調温可能に構成される（図示省略）。この調温装置により、抗原３０と対象液体を反応させるためのプレインキュベーション及びインキュベーションが適切に行われる。
【００５１】
温度センサは、チップホルダ回転ユニット５４の内部に配置されている（図示省略）。温度センサが取得した温度情報は、制御ユニット１１０に送信され、制御ユニット１１０は、温度情報に基づいて調温装置の加温を調整可能に構成される。
【００５２】
次に、測定ユニット８０について説明する。測定ユニット８０は、発光反応を測定するためのものである。測定ユニット８０は、暗箱８１と、チップホルダ移動機構８２と、カメラユニット８３と、ＬＥＤユニットと、を備える。
【００５３】
暗箱８１は、密閉された直方体の箱として構成され、測定時に系外から遮光する暗室と、プレインキュベーション及びインキュベーションの際の保温のための調温室として機能する。暗箱８１の一側の側面には開口部が形成されている。
【００５４】
チップホルダ移動機構８２は、暗箱８１の開口部に配置され、チップホルダ回転ユニット５４を移動させるための駆動手段（図示省略）を備える。チップホルダ移動機構８２によって、チップホルダ回転ユニット５４は、液体注入位置、エア注入位置及び測定位置に移動可能になっている。
【００５５】
チップホルダ回転ユニット５４の液体注入位置は、分注ユニット９０によって液体が分析チップ１０に注入されるときの位置であり、暗箱８１の外部に位置する（図９及び図１０の状態）。エア注入位置は、エアノズルユニット１００によってエアが分析チップ１０に注入されるときの位置である。
【００５６】
チップホルダ回転ユニット５４の測定位置は、暗箱８１の内部で測定ユニット８０によって分析チップ１０が測定される位置である。測定位置では、暗箱８１の開口部がチップホルダ回転ユニット５４の移動により閉じられ、暗箱８１が密閉される。
【００５７】
カメラユニット８３は、暗箱８１の上部に配置されており、測定位置の分析チップ１０を上方から撮像する測定装置（撮像装置）である。このカメラユニット８３によって撮像された画像情報に基づいて各種判定が行われる。本実施形態のカメラユニット８３は、微弱な発光も検出できるように、その露光時間が実験結果等に基づいて調整される。なお、反射光の影響を抑制するために、暗箱８１内に偏光板等を配置してもよい。
【００５８】
測定ユニット８０は、カメラユニット８３によって発光反応が生じている測定位置の分析チップ１０を撮像することで、測定情報としての画像情報を取得する。図１３に示すように、カメラユニット８３は、発光反応の位置が明確に特定できる精度の画像情報を取得する。また、カメラユニット８３は、ＬＥＤユニットを備える。
【００５９】
ＬＥＤユニットは、カメラユニット８３による撮像時に、暗箱８１の内部を照明するための照明装置である。
【００６０】
測定ユニット８０は、制御ユニット１１０に電気的に接続されている。測定ユニット８０が備えるチップホルダ移動機構８２、カメラユニット８３、ＬＥＤユニット及び温度センサは、制御ユニット１１０と各種の信号を送受信可能に構成される。制御ユニット１１０の信号に基づいて、測定ユニット８０は、チップホルダ回転ユニット５４を液体注入位置、エア注入位置、又は測定位置に移動するようにチップホルダ移動機構８２の駆動手段を駆動する。また、制御ユニット１１０からの信号に基づいて、カメラユニット８３の撮像及びＬＥＤユニットの明度の調整等が行われる。
【００６１】
次に、分注ユニット９０について説明する。分注ユニット９０は、チップホルダ５３にセットされた分析チップ１０の注入口２２に液体（対象液体）を分注するものである。分注ユニット９０によって分析チップ１０に注入される液体としては、ブロック液、検体、洗浄液、発光基質等がある。
【００６２】
分注ユニット９０は、分注ケーシング９１と、分注ノズル９２と、分注ノズル移動機構９３と、分注ユニット移動機構９４と、を備える。
【００６３】
分注ノズル９２には、着脱可能なピペットチップ９５が取り付けられ、このピペットチップ９５を分注ノズル９２の先端部として分析チップ１０への分注を行う。分注ノズル移動機構９３は、分注ノズル９２を上下方向に移動させるためのものである。分注ユニット移動機構９４は、分注ユニット９０を移動させるものであり、この分注ユニット移動機構９４によって分注ユニット９０は、水平方向に移動可能になっている。分注ユニット９０は、図１１に示すチップホルダ５３側へ接近する液体注入位置と、図１０に示すチップホルダ５３から離間する待機位置と、の間の移動が可能である。
【００６４】
分注ユニット９０は、分注ノズル移動機構９３及び分注ユニット移動機構９４によって、ピペットチップ取付位置と、ピペットチップ取り外し位置と、待機位置と、液体注入位置と、の間で分注ノズル９２を移動させる。分注ユニット９０は、制御ユニット１１０の信号に基づいて、分注ノズル９２が液体注入位置、ピペットチップ取付位置、ピペットチップ取り外し位置、又は待機位置へと移動するように分注ノズル移動機構９３及び分注ユニット移動機構９４のそれぞれの駆動手段が駆動される。
【００６５】
分注ユニット９０のピペットチップ取付位置は、後述の試薬ホルダユニット５８にセットされる未使用のピペットチップ９５を取り付けるための位置である。分注ユニット９０のピペットチップ取り外し位置は、試薬ホルダユニット５８が備えるピペットチップ取り外し機構（図示省略）によって使用済みのピペットチップ９５が分注ノズル９２から取り外される位置である。待機位置は、分注ユニット９０の移動時の分注ノズル９２の位置であり、液体注入位置、ピペットチップ取付位置及びピペットチップ取り外し位置のいずれの位置よりも高い位置にある。分注ユニット９０の移動時は、分注ノズル９２が待機位置にあるので、分注ノズル９２の移動の障害となることがない。
【００６６】
分注ユニット９０の液体注入位置は、分析チップ１０に液体を注入する位置である。本実施形態の液体注入位置は、平面視において、分注ノズル９２の先端に設置されたピペットチップ９５の先端がチップホルダ５３の回転中心に略一致するように設定される。
【００６７】
本実施形態の液体注入位置では、ピペットチップ９５の先端が、基板２０の上面よりも下側にあり、注入口２２の底面に接触しないようにその位置が設定されている。
【００６８】
液体注入位置での注入処理は、チップホルダ５３が注入回転速度で回転している状態で行われる。また、分注ユニット９０による分析チップ１０への液体の注入は、一定速度で連続的又は段階的に行われる。ピペットチップ９５の先端が基板２０の上面よりも下側に位置するので、液体が基板２０の上面へ飛散したり対象液体の液滴による注入口２２の閉塞が防止され、注入口２２からマイクロ流路２３への微量な対象液体の迅速かつ適切な導入が可能となる。
【００６９】
チップホルダ５３を回転させながら分注を行うことで、ピペットチップ９５の先端部が回転中心から偏在していたとしても、ピペットチップ９５の先端部からそれぞれのマイクロ流路２３までの距離が略等距離に近似され、複数のマイクロ流路２３へ導入される液体の導入確率も略等しくなる。このことにより、複数のマイクロ流路２３の一部の流路に液体が適切に導入されなくなるといった不具合が防止される。分注ノズル９２の先端部が使い捨てのピペットチップ９５で構成されている場合等、その形状の精度や取付状態が注入処理に与える影響を効果的に抑制することができるので特に有効である。
【００７０】
分注ユニット９０による分析チップ１０への液体の注入は、液体の注入量によって適宜の方法を用いることができる。例えば、注入の時間を短縮するために段階的でなく一度に所定量を注入し、あるいは注入する速度を変化させてもよい。
【００７１】
次に、エアノズルユニット１００について説明する。エアノズルユニット１００は、分析チップ１０のマイクロ流路２３に回転による遠心力だけでは排出されず残留した液体を、エアによって液体捕捉空間１６に補助的に排出するためのものである。エアノズルユニット１００は、チップホルダ回転ユニット５４の上方に配置される。
【００７２】
エアノズルユニット１００は、エアノズル１０１と、エアノズル移動機構１０２と、を備える。本実施形態では、エアノズルユニット１００によるエアの注入は、チップホルダ５３を排液速度で回転させながら行われる。
【００７３】
エアノズル移動機構１０２は、エアノズル１０１をエア注入位置と、待機位置と、の間で移動させるためのものである。エアノズル１０１は、エアノズル移動機構１０２によってエア注入位置と待機位置との間を移動する。
【００７４】
エア注入位置は、分析チップ１０の注入口２２にエアを注入する位置であり、エアノズル１０１の先端部が分析チップ１０の注入口２２に対向する位置である。本実施形態では、待機位置は、エアノズルユニット１００によるエア注入が行われていないときの位置であり、エアノズル１０１の先端部がエア注入位置よりも上方であって、注入口２２に対向していない位置である。
【００７５】
エア注入位置でのエア注入は、チップホルダ５３が排液速度で回転している状態で行われる。分析チップ１０の内部では、注入口２２から注入されたエアによって、マイクロ流路２３の内部に残留していた液体が液体捕捉空間１６に排出される。液体が毛細管現象によりマイクロ流路２３内に残留している場合でも、エアノズルユニット１００から注入されるエアによりこれらの残留液体をマイクロ流路２３から確実に取り除くことができる。液体捕捉空間１６に排出された液体は吸収体１５に吸収され、マイクロ流路２３を出たエアはエア連通口１７を通って分析チップ１０の系外に排出される。前述のように、分析チップ１０は、図３において、エア連通口１７が、マイクロ流路２３の出口よりも径方向内側に形成されていることにより、マイクロ流路２３から排出される液体がエア連通口１７より分析チップ１０の系外への排出を防止するとともにエアを分析チップ１０の系外に排出することが可能となる。
【００７６】
また、本実施形態では、チップホルダ５３の回転開始後にエア注入が行われる。これにより、遠心力により予め大部分の液体がマイクロ流路２３から排出されたのちにエアが注入される。エアの注入のみの場合、特定のマイクロ流路２３の液体の排出が先行して完了してしまうとエアがその排出経路のみに集中してしまい、残りのマイクロ流路の液体を排出できないことがあるが、チップホルダ５３の回転による遠心力によって予め大部分の液体が排出されているので、このような不具合を避けることができる。このように、本実施形態の構成によれば、複数のマイクロ流路２３の全ての排液を効率的に行うことが可能である。
【００７７】
次に、試薬ホルダユニット５８について説明する。試薬ホルダユニット５８は、試薬カートリッジ９６と、ピペットチップ９５と、をセットするためのものである。
【００７８】
試薬カートリッジ９６は、ブロック液、検体、発光基質及び洗浄液等の分析チップ１０に注入する複数種類の対象液体を収容するためのものである。また、試薬カートリッジ９６には、未使用のピペットチップ９５が複数セットされている。本実施形態の試薬ホルダユニット５８には、試薬カートリッジ９６を着脱可能にセットするためのセット部が設けられており（図示省略）、試薬カートリッジ９６は、このセット部に固定される。
【００７９】
ピペットチップ９５は、分注ユニット９０の分注ノズル９２に取り付けられる。ピペットチップ９５は、注入すべき液体ごとに取り換えられる使い捨て式のものである。本実施形態の試薬ホルダユニット５８は、使用済みのピペットチップ９５を収容する廃棄収容部９７と、ピペットチップ取り外し機構（図示省略）と、を備える。ピペットチップ取り外し機構は、使用済みのピペットチップ９５を分注ノズル９２から取り外すためのものである。
【００８０】
次に、制御ユニット１１０について説明する。制御ユニット１１０は、ＣＰＵ、記憶部としてのメモリ等で構成されるコンピュータである。図１２に示すように、制御ユニット１１０には、タッチパネル５２、チップホルダ回転ユニット５４、測定ユニット８０、分注ユニット９０、エアノズルユニット１００等が電気的に接続されている。前述のように各ユニットの諸動作の全部又は一部がこの制御ユニット１１０の信号によってなされる。即ち、チップホルダ５３の回転速度制御、チップホルダ回転ユニット５４の移動、分注ユニット９０の移動及び分注処理、エアノズルユニット１００のエア注入、測定ユニット８０による撮像、及び調温装置による加温等の生化学分析装置５０のシーケンス制御等である。また、制御ユニット１１０は、画像処理、検査条件の設定、保存及び分析データの出力等も行う。また、制御ユニット１１０が測定ユニット８０を制御するといった場合は、カメラユニット８３、チップホルダ移動機構８２及びＬＥＤユニット等の各構成の制御を行うことを含む。更に、チップホルダ回転ユニット５４、分注ユニット９０、エアノズルユニット１００及び試薬ホルダユニット５８について制御する場合、各構成の移動機構の制御等も含む。
【００８１】
本実施形態では、抗原抗体反応の測定は、前述のように、測定位置での発光反応をカメラユニット８３によって撮像し、取得した画像情報に基づき行われる。
【００８２】
この画像情報から、その発光反応を示す抗原３０から特定物質への反応特異性を得られ、その発光強度から反応特異性の強度等の情報が得られる。
【００８３】
本実施形態の生化学分析装置５０は、以上のように構成される。次に、本実施形態の生化学分析装置５０による測定の流れについて説明する。図１４は、本発明の一実施形態に係る生化学分析装置５０による測定分析のフローチャートである。
【００８４】
生化学分析装置５０の使用者は、分析チップ１０をチップホルダ５３にセットするとともに、検体、試薬溶液、洗浄液及びピペットチップ９５等が収容された試薬カートリッジを試薬ホルダユニット５８にセットする。次に、使用者は、タッチパネル５２を操作して生化学分析装置５０の測定を開始する。制御ユニット１１０は、タッチパネルから測定開始の信号を受信すると、ステップＳ１０１のブロック液注入から順次測定の制御を開始する。
【００８５】
まず、マイクロ流路内の抗原３０以外の部分への抗体その他の、非特異吸着を防止するためのブロック液注入（Ｓ１０１）が行われる。ブロック液注入（Ｓ１０１）は、チップホルダ５３を注入回転速度で回転させた状態で分注ユニット９０によって分析チップ１０の注入口２２からブロック液が注入されることで行われる。注入口２２から注入されたブロック液は、注入口２２から放射状に形成された複数のマイクロ流路２３内で前述の毛細管現象によりマイクロ流路２３全体に導入される。ピペットチップ９５が取り外された後、注入されたブロック液がマイクロ流路２３内の抗原３０以外の部分に充分に定着されるためのプレインキュベーションの処理（Ｓ１０２）が行われる。
【００８６】
プレインキュベーション（Ｓ１０２）は、チップホルダ５３を、調温室を兼ねる暗箱８１の内部に移動させて行われる。所定の時間のプレインキュベーション処理（Ｓ１０２）後、チップホルダ５３を暗箱８１の外部に戻し、検体注入（Ｓ１０４）を行うために、ブロック液をマイクロ流路２３外へ排出してマイクロ流路２３内を開放するための排液処理（Ｓ１０３）が行われる。
【００８７】
排液処理（Ｓ１０３）は、チップホルダ回転ユニット５４の駆動によりチップホルダ５３が排液速度で回転されるとともに、エアノズルユニット１００により分析チップ１０の注入口２２からエアを注入することで行われる。
【００８８】
マイクロ流路２３は、回転中心から外縁方向に形成されており、残留ブロック液は遠心力によりマイクロ流路２３の外縁外側の液体捕捉空間１６に移動排出されるとともに、更にエアによりほぼ確実に液体捕捉空間１６へ排出される。以上のように、毛細管現象によって強い表面張力を生じるマイクロ流路２３にあっても、排液処理を迅速かつ効果的に行うことができる。
【００８９】
マイクロ流路２３から排出されたブロック液は、液体捕捉空間１６で吸収体１５に吸収される。本実施形態の分析チップ１０は、マイクロ流路２３から排出された液体を、液体捕捉空間１６に設けられた吸収体１５によって吸収することによって対象液体の分析チップ１０の系外への排出を確実に防止できる。また、液体捕捉空間１６に排出された対象液体は、吸収体１５に吸収されることで、マイクロ流路２３から排出された対象液が再びマイクロ流路２３に逆流することがなく、これ以降の処理が適切に行われる。
【００９０】
検体注入（Ｓ１０４）は、チップホルダ５３が注入回転速度で回転している状態で分析チップ１０に検体が注入されることで行われる。ブロック液注入（Ｓ１０１）と同様に、注入口２２より注入された検体は毛細管現象により複数のマイクロ流路２３内に均等に導入される。検体注入（Ｓ１０４）処理の後、抗原３０と検体との抗原抗体反応を促進するためのインキュベーションの処理（Ｓ１０５）が行われる。
【００９１】
インキュベーション（Ｓ１０５）は、チップホルダ５３をプレインキュベーション処理（Ｓ１０２）と同様に調温室を兼ねる暗箱８１の内部に移動させ、調温装置により所定時間調温されることでインキュベーションが行われる。
【００９２】
分析チップ１０の吸収体１５にはブロック液の排液処理（Ｓ１０３）によりブロック液がすでに吸収されており、分析チップ１０の内部は保湿された状態になっている。これにより、インキュベーション（Ｓ１０５）中のマイクロ流路２３の内部の乾燥が防止される。その後、チップホルダ５３が暗箱８１の外部に取り出され、検体の排液処理（Ｓ１０６）が行われる。
【００９３】
検体の排液処理（Ｓ１０６）は、ブロック液の排液処理（Ｓ１０３）と同様に、チップホルダ５３の排液速度での回転とともに、エアノズルユニット１００によるエア注入を行うことでなされる。この排液処理（Ｓ１０６）によりマイクロ流路２３内の検体が液体捕捉空間１６に排出され、吸収体１５に吸収される。この検体の排液処理によってマイクロ流路２３内が開放されたのち洗浄処理（Ｓ１０７）が行われる。
【００９４】
洗浄処理（Ｓ１０７）は、ブロック液注入（Ｓ１０１）と同じくチップホルダ５３の注入回転速度での回転とともに分析チップ１０の注入口２２から洗浄液が注入され、注入口２２から放射状に形成された複数のマイクロ流路２３に導入されることで行われる。次に、ブロック液の排液処理（Ｓ１０３）と同様に、チップホルダ回転ユニット５４による排液速度でのチップホルダ５３の回転とともに、エアノズルユニット１００によるエアの注入が行われることで、洗浄液の排液処理が行われる。このように洗浄液の注入と排液による洗浄処理によって、基板２０の複数のマイクロ流路に残留している液体が洗浄液とともに排出される。この洗浄液についても液体捕捉空間１６に設けられた吸収体１５に吸収される。この洗浄処理（Ｓ１０７）の後、最終的な発光測定処理のための発光基質を、インキュベーション（Ｓ１０５）によって抗原抗体反応が成された抗原３０へ付加するために、発光基質を酵素反応によって導く標識抗体注入（Ｓ１０８）が行われる。
【００９５】
標識抗体注入（Ｓ１０８）は、ブロック液注入（Ｓ１０１）及び検体注入（Ｓ１０４）、あるいは洗浄液注入（Ｓ１０７）と同様に、チップホルダ５３を注入回転速度で回転させながら標識抗体が注入されることで行われる。標識抗体の注入後、抗原抗体反応を促進するためのインキュベーション（Ｓ１０５）と同様に、抗原抗体反応がなされた抗原３０に標識抗体を確実に付加するためのインキュベーション（Ｓ１０９）が行われる。次に、標識抗体の排液処理（Ｓ１１０）が行われる。
【００９６】
標識抗体の洗浄処理（Ｓ１１１）は、ステップＳ１０７の洗浄処理と同様の処理であり、洗浄液の注入と排液を行うことでなされる。洗浄液の注入と排液からなるこの洗浄処理（Ｓ１１１）は、必要に応じて複数回繰り返されることでより確実な洗浄効果を得る。洗浄処理（Ｓ１１１）の後、発光基質注入（Ｓ１１２）の処理が行われる。
【００９７】
発光基質注入（Ｓ１１２）は、ブロック液注入（Ｓ１０１）及び検体注入（Ｓ１０４）、あるいは洗浄液注入（Ｓ１０７）と同様に、注入回転速度で回転するチップホルダ５３に発光基質が注入されることで行われる。発光基質の注入（Ｓ１１２）後、測定処理（Ｓ１１３）が行われる。
【００９８】
測定処理（Ｓ１１３）は、測定ユニット８０のカメラユニット８３により分析チップ１０を撮像することで行われる。なお、測定結果である各抗原３０の発光の有無、及びその発光強度をタッチパネル５２等に表示、あるいは制御ユニット１１０の記憶部に蓄積し、又は有線や無線通信で接続される外部のコンピュータに送信、もしくは、プリンタ等の出力装置から出力することもできる。
【００９９】
判定処理（Ｓ１１４）は、全ての種類（本実施形態では４０種類）の抗原３０について行われる。この判定処理（Ｓ１１４）では、測定処理（Ｓ１１３）の測定結果から発光反応を生じている抗原３０の種類により、検体の各抗原３０に対する反応特異性を判断し、その発光強度から反応特異性の強度を判断する。以上説明して来た通り、本実施形態の分析チップ１０及び生化学分析装置５０により、４０種類の多数の項目の一括同時測定を短時間で行なうことができる。
【０１００】
以上、説明した本実施形態の分析チップ１０によれば以下の効果がある。
本実施形態の分析チップ１０は、略円板状に形成される基板２０と、基板２０の中央に形成され、測定対象である対象液体が注入される注入口２２と、注入口２２から基板２０の外縁まで放射状に形成され、毛細管現象を利用して対象液体を導入させることが可能な複数のマイクロ流路２３と、を備え、それぞれのマイクロ流路２３には、対象液体の成分に対し、選択的に反応する複数種類の抗原３０が間隔を以て複数固定化される。これにより、１つのマイクロ流路２３に複数種類の抗原３０が固定化されているので、必要な対象液体の量を抑制しつつ、複数項目の測定を一度に行うことができる。また、マイクロ流路２３が放射状に形成されているので、遠心力を利用してマイクロ流路２３に残留する対象液体をマイクロ流路２３から排出することができる。本実施形態のように、測定処理の過程で複数の種類の液体を注入、排液する処理を複数回繰り返すような試料分析において、特に有効である。
【０１０１】
分析チップ１０は、抗原３０は、スポット状にマイクロ流路２３に固定化される。これにより、限られた面積の中で多くの抗原３０を配置することができる。
【０１０２】
分析チップ１０は、抗原３０は、上面が平坦な薄膜状にマイクロ流路２３に固定化される。これにより、カメラユニット８３によって分析チップ１０をその上方から撮像することで画像情報を取得するために、抗原３０の上面がマイクロ流路２３と略直交方向に、発光反応による主たる照射方向(光軸)を設けられるため他の発光している抗原３０との干渉が防止され、発光反応の撮像を良好に行うことができる。
【０１０３】
分析チップ１０は、基板２０を内部に配置収納する下側ハウジング１２及び上側ハウジング１３によって構成されるハウジングを更に備え、ハウジングは、基板２０の上面の少なくとも一部が露出する開口部１８と、ハウジングの内部であって、基板２０の外周側に位置する液体捕捉空間１６と、を有する。これにより、ハウジングの内部の液体捕捉空間１６でマイクロ流路２３から排出される対象液体が分析チップ１０の系外へ排出されるのを防ぎつつ、開口部１８によって基板２０の上方からの液体の注入やカメラユニット８３による撮像を可能にすることができる。また、次のように言うこともできる。本実施形態の分析チップ１０は、基板２０の径よりも大きい径で形成される下側ハウジング１２と、開口部１８を有するとともに、基板２０の径よりも大きい径で形成される上側ハウジング１３と、基板２０の外周側に下側ハウジング１２と上側ハウジング１３とによって、形成される液体捕捉空間１６と、を更に備える。これにより、マイクロ流路２３から排出された対象液体は、液体捕捉空間１６に捕捉されるので、対象液体の分析チップ１０の外部への流出を防止される。特に生化学分析装置５０の場合、生体より採取した検体が生化学分析装置５０の内外部への拡散、漏出は回避しなければならないため、特に有効である。
【０１０４】
分析チップ１０は、液体捕捉空間１６に配置され、吸湿性を有する部材で構成される吸収体１５を更に備える。これにより、液体捕捉空間１６に排出された対象液体が吸収体１５に吸収されるので、液体捕捉空間１６、及び基板２０内のマイクロ流路２３の保湿効果をもたらすとともに、マイクロ流路２３から排出された対象液体のマイクロ流路２３内への逆流も防止される。
【０１０５】
また、分析チップ１０は、開口部１８の周囲であって基板２０における上面（開口部１８側の面）と上側ハウジング１３との間に形成されるエア連通口１７と、を備える。これにより、エアノズルユニット１００により注入口２２からマイクロ流路２３を経てエア連通口１７まで気道が確保され、注入口２２へのエア注入によりマイクロ流路２３内の液体をマイクロ流路２３の外に効果的に排出することができる。
【０１０６】
また、分析チップ１０の注入口２２は、基板２０の略中心に形成される。これにより、注入口２２に接続される複数のマイクロ流路２３に略均等に液体を導入することができる。
【０１０７】
また、分析チップ１０のマイクロ流路２３は、注入口２２から基板２０の外縁まで放射状に形成される。これにより、チップホルダ５３の回転による遠心力を利用して、マイクロ流路２３内の液体を遠心力を利用して効果的に行うことができる。
【０１０８】
また、分析チップ１０のエア連通口１７は、基板２０の外縁に形成されたマイクロ流路２３の液体捕捉空間１６への液体排出開口よりも径方向内側に配置される。即ち、エア連通口１７の位置がマイクロ流路２３の出口（径方向外側の開口部）よりも径方向内側になり、マイクロ流路２３から径方向の外側に排出された液体のエア連通口１７からの分析チップ１０の外部への漏出が防止される。
【０１０９】
以上、説明した本実施形態の生化学分析装置５０によれば以下の効果がある。
生化学分析装置５０は、分析チップ１０を設置可能なチップホルダ５３と、チップホルダ５３を回転させるチップホルダ回転ユニット５４と、分析チップ１０の注入口２２に対象液体を注入する分注ユニット９０と、対象液体と複数種類の抗原３０のそれぞれの反応を一括して測定可能な測定ユニット８０と、を備え、チップホルダ５３をチップホルダ回転ユニット５４によって回転させて、マイクロ流路２３に導入した対象液体を排出する。これにより、強い表面張力を有する対象液体を、マイクロ流路２３を用いて分析する分析装置にあって、迅速かつ確実に対象液体の排出を行うことができる。
【０１１０】
生化学分析装置５０は、チップホルダ５３が、分析チップ１０を嵌合するための嵌合部５３１を備える。これにより、分析チップ１０をチップホルダ５３に確実に固定することができ、回転中に遠心力で分析チップ１０のチップホルダ５３からの脱落を防止する。
【０１１１】
また、チップホルダ５３にセットされた分析チップ１０を所定速度で適切に回転させることができる。また、本実施形態のように一定の温度下でのインキュベーションが必要な分析装置にあっては、調温手段を有するチップホルダ５３への分析チップ１０の設置は、分析チップ１０とチップホルダ５３との接触面積がより大きく得られることで、より確実な温調制御が可能となる。
【０１１２】
また、生化学分析装置５０は、チップホルダ５３をチップホルダ回転ユニット５４により回転させて分注ユニット９０による対象液体の注入を行う。これにより、注入口２２に接続される複数のマイクロ流路２３に均等に液体を導入できるので、一部のマイクロ流路２３に導入される液体が偏ったり、一部のマイクロ流路２３に必要な量の対象液体が導入されなかったりする事態を防止できる。従って、液体注入位置において、分注ノズル９２の先端部（ピペットチップ９５の先端）が回転中心からずれていたとしても、あるいは分析チップ１０が水平に設置されていなかったとしても、注入処理において、マイクロ流路２３の液体の導入口までの距離が回転によって略均一な距離となるので、ピペットチップ９５の形状の精度誤差や取付状態が与える注入処理への影響が低減され、適切な注入処理が得られる。
【０１１３】
また、生化学分析装置５０は、分注ユニット９０は、先細状に形成されるピペットチップ９５を有し、このピペットチップ９５が、注入口２２に挿入された状態で分注ユニット９０による対象液体の注入を行う。これにより、対象液体が基板２０の上面周辺に飛散したり液滴による対象液体の注入口２２の閉塞が防止され、対象液体の注入口２２からマイクロ流路２３への迅速な導入が可能となっている。
【０１１４】
また、生化学分析装置５０は、注入口２２にエアを注入するエアノズルユニット１００を備える。これにより、チップホルダ５３の回転と併せ、エアによって分析チップ１０に形成されたマイクロ流路２３内の対象液体を確実に排出することができる。
【０１１５】
また、生化学分析装置５０は、チップホルダ５３を回転させながらエアノズルユニット１００による分析チップ１０へのエアの注入を行う。これにより、対象液体がマイクロ流路２３内に強い表面張力によってマイクロ流路２３の内に滞留していても、エアノズルユニット１００から注入されるエアによりこれらの対象液体をマイクロ流路２３から確実に排出できる。
【０１１６】
以上、本発明の分析チップ１０及び生化学分析装置５０の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、これら実施形態に示された個々の形態に制限されるものではなく、本発明の思想に基づく様々な変更が可能であることは言うまでもない。
【０１１７】
本実施形態では、液体注入位置をピペットチップ９５の先端がチップホルダ５３の回転中心と略一致する位置に液体注入位置を設定する構成であるが、液体注入位置の設定は適宜変更することができる。次に、液体注入位置を、対象液体を注入するピペットチップ９５の先端がチップホルダ５３の回転中心から外れた位置に設定した変形例について説明する。図１５は、変形例の生化学分析装置が備える分注ユニット９０による分析チップ１０への対象液体の注入時の状態を概略的に示した模式図である。なお、図１５では、分析チップ１０の基板２０を除く構成の図示を省略している。また、生化学分析装置５０が備えるチップホルダ５３等の構成の図示も省略している。
【０１１８】
図１５に示すように、変形例では、分注液を注入するピペットチップ９５の先端側がチップホルダ５３の回転中心から外れた位置に設定する。以下のように言い換えることもできる。前述のように、本実施形態の分析チップ１０が備える基板２０は、注入口２２を中心として放射状に複数のマイクロ流路２３を有する構成である。そして、注入口２２の中心からマイクロ流路２３の入口までは、各マイクロ流路２３で等距離位置になっている。変形例の液体注入位置は、この等距離位置から外れた位置に設定される。なお、この液体注入位置では、ピペットチップ９５の先端から分注された液体が注入口２２の内側面に接触するように、ピペットチップ９５が注入口２２に近接配置されている。また、液体注入位置のピペットチップ９５の先端は、基板２０の上面よりも下側に位置するとともに、注入口２２の底面との間に隙間が形成されるように設定されている。回転中のチップホルダ５３にピペットチップ９５の先端を液体注入位置にした状態で分注を行う。液体注入位置では、ピペットチップ９５の先端側が予め注入口２２の内側面の近傍に位置しているので、注入口２２の内側面に形成される複数のマイクロ流路２３の入口に均等かつ適切に液体を注入することができる。
【０１１９】
次に、上記実施形態の分析チップ１０とは異なる構成の分析チップ２１０を用いた変形例について説明する。図１６は、変形例の分析チップ２１０を示す平面図である。図１７は、変形例の分析チップ２１０の内部の構成を模式的に示す側面断面図である。なお、当該分析チップ２１０が用いられる生化学分析装置５０は、上記実施形態と同様の構成のものを用いる。
【０１２０】
変形例の分析チップ２１０は、第１基板２２０と、第２基板２３０と、吸収体２１５と、液体捕捉空間２１６と、エア連通口２１７と、回転位置基準マーク２５０と、を備える。
【０１２１】
第１基板２２０は、円板状に形成されている。この第１基板２２０の中央には、円柱状の台部２４１が形成されている。また、第１基板２２０の端面には、全周にわたって壁部２４２が形成される。
【０１２２】
第２基板２３０は、透光性の材料により、円板状に形成されており、第１基板２２０の上部に接合される。第２基板２３０の中央には、各種の液体が注入される円形の注入口２２２が形成される。注入口２２２は、台部２４１の径よりも小さい径で形成されている。従って、注入口２２２は、平面視において、台部２４１よりも内側に収まっている。また、第２基板２３０における注入口２２２の下部は、側面視において、第１基板２２０の台部２４１に近づくにつれて径方向に拡がるテーパ状に形成される。
【０１２３】
第１基板２２０の台部２４１の上面と第２基板２３０の下面の間には、注入口２２２から注入された液体が毛細管現象を利用して導入される隙間が形成される。この隙間は、注入口２２２の外周の全域に形成される。この隙間が分析チップ２１０の流路２５５となる。このように、分析チップ２１０の流路２５５は、注入口２２２の外周を囲うリング状に形成されている。従って、本変形例の分析チップ２１０の流路２５５は、単一の流路２５５と表現することもできる。
【０１２４】
本変形例では、複数種類の抗原３０が、流路２５５の台部２４１側に固定化されている。注入口２２２を囲う同心円状に複数種類の抗原３０が所定の間隔をあけて配置される。抗原３０は、径方向において、少なくともその中心が重ならないように配列されている。これにより、抗原３０と抗原３０の間の距離が適切に保たれ、発光反応を精度良く撮像することが可能になっている。
【０１２５】
なお、抗原３０の固定化の仕方は、同心円状に配列する方法に限定されない。例えば、変形例の分析チップ２１０が備える流路２５５に不規則に複数種類の抗原３０を配置する構成としてもよい。また、流路２５５の一部に仕切りを設けて、流路２５５を扇形状に分割する構成としてもよい。更に、抗原３０を流路２５５の第２基板２３０側に固定化してもよい。このように、抗原３０の配置方法は、本変形例においても適宜変更することができる。
【０１２６】
吸収体２１５は、保湿性のある部材で構成されており、台部２４１の径よりも大きいリング状に形成される。液体捕捉空間２１６は、分析チップ２１０の内部空間において、台部２４１の外周面の周囲に形成される空間である。吸収体２１５は、この液体捕捉空間２１６に台部２４１の外周面を囲う形で配置される。分析チップ２１０の回転による遠心力又はエアノズルユニット１００によるエアの注入により、流路２５５から排出された対象液体は、液体捕捉空間２１６に排出され、吸収体２１５に吸収される。
【０１２７】
エア連通口２１７は、平面視において、台部２４１よりも外側に複数形成される。このエア連通口２１７を通じてエアノズルユニット１００によって注入されたエアが分析チップ２１０の内部から外部に排出される。また、複数のエア連通口２１７の一であるエア連通口２１７ａが、分析チップ２１０の中心と回転位置基準マーク２５０を結ぶ仮想直線上に位置しており、エア連通口２１７ａが回転位置基準マーク２５０に隣接する位置関係となっている。
【０１２８】
回転位置基準マーク２５０は、分析チップ２１０の向きを検出するための標識であり、第１基板２２０に設けられる。本変形例の回転位置基準マーク２５０は、台部２４１の縁に１箇所設けられており、その形状は半円形状になっている。なお、回転位置基準マーク２５０の数、配置場所及び形状は、適宜変更することができる。例えば、第２基板２３０に回転位置基準マーク２５０を設けることができる。
【０１２９】
回転位置基準マーク２５０は、回転位置を特定するための分析チップ２１０の形状の情報である配置状態判定情報として制御ユニット１１０の記憶部に予め記憶される。そして、制御ユニット１１０は、測定ユニット８０が取得した画像情報の回転位置基準マーク２５０の位置と、配置状態判定情報と、に基づいて回転後の分析チップ２１０の向きを判定する。
【０１３０】
また、本変形例では、位置決めノッチ２８０が、第１基板２２０及び第２基板２３０のそれぞれに形成される。この位置決めノッチ２８０は、分析チップ２１０の製造工程において、第１基板２２０と第２基板２３０を接着する際の位置決めに用いられる。本変形例の位置決めノッチ２８０は、分析チップ２１０の中心を挟んで対向する位置に形成される。第１基板２２０及び第２基板２３０のそれぞれに形成される位置決めノッチ２８０によって、第１基板２２０と第２基板２３０が適切な位置で接着される。また、第２基板２３０に形成されるエア連通口２１７ａが回転位置基準マーク２５０に隣接しているので、エア連通口２１７ａによっても適切な位置か否かを確認することができる。
【０１３１】
変形例の分析チップ２１０は、以上のように構成される。そして、当該分析チップ２１０を用いて生化学分析装置５０による対象液体の分析が行われる。検体等の対象液体は、注入口２２２を通じて流路２５５に進入し、表面張力を利用して流路２５５の中を内側から外側に導入するのである。
【０１３２】
分析チップ２１０への検体等の対象液体の注入方法及び抗原３０の反応の測定方法については同様である。本変形例では、回転位置基準マーク２５０に基づいて分析チップ２１０の回転後の向きを正確に判定することができる。そして、分析チップ２１０に固定化された複数種類の抗原３０の位置情報に基づいて各反応の種類を測定するのである。この抗原３０の位置情報は、予め設定される情報である。
【０１３３】
以上、説明したように、分析チップ２１０は、流路２５５が注入口２２２の外周を囲うように形成される。これにより、注入口２２２の周囲のスペースを活用し、多くの種類の抗原３０を配置することができる。また、注入口２２２の周囲が流路２５５となるシンプルな構成なので、製造コストの低減を達成することができる。
【０１３４】
また、変形例の分析チップ２１０は、その構成を適宜変更することができる。例えば、分析チップ２１０が、第１基板２２０及び第２基板２３０を保持するハウジングを備える構成としてもよい。この場合、第１基板２２０の壁部２４２を省略し、ハウジングの内部であって、第１基板及び第２基板の外周に液体捕捉空間を配置することもできる。また、変形例の分析チップ２１０が、上記実施形態と同様のハウジング（下側ハウジング１２及び上側ハウジング１３）を備える構成とし、ハウジングと第２基板の隙間にエア連通口を設ける構成としてもよい。
【０１３５】
本実施形態の生化学分析装置５０は、チップホルダ回転ユニット５４は、その内部に調温装置を備える構成であるが、調温装置の配置場所は適宜変更することができる。例えば、暗箱８１の内部に調温装置を備える構成としてもよい。また、チップホルダ回転ユニット５４に調温装置を配置するとともに、暗箱８１にも調温装置を配置し、複数の調温装置によって分析チップ１０を調温する構成とすることもできる。
【０１３６】
本実施形態の生化学分析装置５０は、測定位置の分析チップ１０のマイクロ流路２３に設置された抗原３０の測定方法は、適宜の方法を採用することができる。例えば、チップホルダ５３を回転させるための駆動モータの回転数に基づき分析チップ１０の回転操作後の抗原３０の配置状態を推定、判断して反応を測定することができる。
【０１３７】
本実施形態の生化学分析装置５０は、分注ユニット９０による対象液体の吸引量は、対象液体の種類に応じて設定されているが、この構成は適宜変更することができる。例えば、試薬溶液の濃度を調整し、吸引量（又は分析チップ１０に注入する注入量）を一定とすることができる。
【０１３８】
本実施形態の生化学分析装置５０は、排液処理でエアノズルユニット１００によるエア注入を行う構成であるが、分析対象となる検体等に応じてこのエア注入処理を省略しても良い。
【０１３９】
本実施形態の分析チップ１０の構成は、基板２０に対象液体の反応物質として抗原３０が固定化されているが、抗体を固定化することもできる。このように、分析チップの基板に固定化される反応物質は、対象液体と反応する物質であれば適宜変更できる。
【０１４０】
本実施形態の分析チップ１０の構成は、本実施形態の構成に制限されるわけではなく、適宜変更することができる。例えば、マイクロ流路２３を非対称な位置に配置することもできる。
【０１４１】
本実施形態の分析チップ１０の構成は、液体捕捉空間１６に吸収体１５を配置する構成であるが、この構成は適宜変更することができる。例えば、液体捕捉空間１６に液体をトラップする構造を設け、このトラップ構造によりマイクロ流路２３から排出された液体が再びマイクロ流路２３に戻る事態を防止する構成としてもよい。また、液体捕捉空間１６の底面に無数のスリットを形成し、マイクロ流路２３から排出された液体がこのスリットによって液体捕捉空間１６に留まるように構成してもよい。また、吸収体１５を分析チップ１０の構成から省略することもできる。このように、液体捕捉空間１６に液体を捕捉しておくための構成は適宜変更することができる。
【０１４２】
本実施形態の分析チップ１０が備える基板２０の構成は、本実施形態の構成に制限されるわけではなく、基板は複数の部材で構成することもできる。例えば、本実施形態の基板２０の下面に配置されるフィルム１４に代えて略円板状の基板を固定することで、マイクロ流路２３を形成する構成とすることもできる。このように、基板２０の構成は、適宜の構成を採用することができる。
【０１４３】
本実施形態では、試料分析装置として生化学分析装置５０を一例として説明してきたが、本発明は生化学分析装置５０に制限されるわけではなく、各種の試料分析装置に適用することができる。例えば、微量金属の検出を行う試料分析装置等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１０  分析チップ
１２  下側ハウジング（ハウジング）
１３  上側ハウジング（ハウジング）
１６  液体捕捉空間
１７  エア連通口（連通口）
１８  開口部
２０  基板
２２  注入口
２３  マイクロ流路（流路）
３０  抗原（反応物質）
５０  生化学分析装置（試料分析装置）
５３  チップホルダ
５４  チップホルダ回転ユニット（チップホルダ回転機構）
８０  測定ユニット（測定装置）
９０  分注ユニット（分注機構）
９２  分注ノズル
９５  ピペットチップ（先端部）
１００  エアノズルユニット（エア注入機構）
１１０  制御ユニット（制御部）
２１０  分析チップ
２１６  液体捕捉空間
２２０  第１基板（基板）
２２２  注入口
２３０  第２基板（基板）
２５５  流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月23日(2019.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に形成される台部及び端面の全周にわたって形成される壁部を有する第１基板と、
中央に対象液体が注入される注入口が形成され、前記第１基板の上部に接合される第２基板と、
前記第１基板又は前記第２基板に固定化され、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数種類の反応物質と、
を備え、
前記台部の上面と前記第２基板の下面の間には、前記注入口に連通し、毛細管現象を利用して前記対象液体を前記反応物質に導く隙間が形成され、前記反応物質は前記隙間に位置する分析チップ。
【請求項２】
前記分析チップの内部空間において、前記台部の外周面の周囲に形成される液体捕捉空間と、
前記液体捕捉空間に配置され、前記対象液体を吸収する吸収体と、を更に備える請求項１に記載の分析チップ。
【請求項３】
前記吸収体は、前記台部の外周面を囲うリング状に形成される請求項２に記載の分析チップ。
【請求項４】
請求項１から３までの何れかに記載の分析チップを設置可能なチップホルダと、
前記チップホルダを回転させるチップホルダ回転機構と、
前記分析チップの注入口に前記対象液体を注入する分注機構と、
前記対象液体と複数種類の前記反応物質のそれぞれの反応を測定可能な測定装置と、
を備え、
前記チップホルダを前記チップホルダ回転機構によって回転させて、前記隙間に導入した前記対象液体を排出する試料分析装置。