(57)【要約】【課題】従来の技術では、簡易な構成により、サンプルの定量を行うことができない。【解決手段】サンプルが移動する流路と、前記流路に対し、光を出射する光源と、前記流路を透過した前記光を受光する受光部と、前記流路内において、前記サンプルを速度ｖで移動させる導入部と、時間を計測する時間計測部と、前記サンプルの量であるサンプル量Ｖを計算するサンプル量計算部と、を備え、前記流路は、断面積Ｓを有し、前記受光部は、前記光が前記流路内の前記サンプルを透過していない場合は、第一の出力値を示し、前記時間計測部は、前記導入部で前記流路内の前記サンプルを移動させる間に、前記受光部が前記第一の出力値とは異なる値を示す期間の時間Ｔを計測し、前記サンプル量計算部は、下記の式、サンプル量Ｖ＝ｖ×Ｔ×Ｓ、に基づいて、前記サンプル量Ｖを計算し、前記導入部は、前記時間Ｔの間で、前記速度ｖを一定とする、測定装置。【選択図】図４
2015203663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルが移動する流路と、
前記流路に対し、光を出射する光源と、
前記流路を透過した前記光を受光する受光部と、
前記流路内において、前記サンプルを速度ｖで移動させる導入部と、
時間を計測する時間計測部と、
前記サンプルの量であるサンプル量Ｖを計算するサンプル量計算部と、
を備え、
前記流路は、断面積Ｓを有し、
前記受光部は、前記光が前記流路内の前記サンプルを透過していない場合は、第一の出力値を示し、
前記時間計測部は、前記導入部で前記流路内の前記サンプルを移動させる間に、前記受光部が前記第一の出力値とは異なる値を示す期間の時間Ｔを計測し、
前記サンプル量計算部は、下記の式、
サンプル量Ｖ＝ｖ×Ｔ×Ｓ、
に基づいて、前記サンプル量Ｖを計算し、
前記導入部は、前記時間Ｔの間で、前記速度ｖを一定とする、
測定装置。
【請求項２】
測定装置を用いた測定方法であって、
前記測定装置は、
サンプルが移動する流路と、
前記流路に対し、光を出射する光源と、
前記流路を透過した前記光を受光する受光部と、
を備え、
前記流路は、断面積Ｓを有し、
前記受光部は、前記光が前記流路内の前記サンプルを透過していない場合は、第一の出力値を示し、
測定方法は、
前記流路内において、前記サンプルを速度ｖで移動させる導入工程と、
時間を計測する時間計測工程と、
前記サンプルの量であるサンプル量Ｖを計算するサンプル量計算工程と、
を包含し、
前記時間計測工程は、前記導入工程で前記流路内の前記サンプルを移動させる間に、前記受光部が前記第一の出力値とは異なる値を示す期間の時間Ｔを計測し、
前記サンプル量計算工程は、下記の式、
サンプル量Ｖ＝ｖ×Ｔ×Ｓ、
に基づいて、前記サンプル量Ｖを計算し、
前記導入工程は、前記時間Ｔの間で、前記速度ｖを一定とする、
測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサンプルを定量する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の微少流量測定方法としては、断面積一定の流路の起点と終点のそれぞれにフォトセンサーを設け、被測定液が上記起点を通過する直前に、当該被測定液に気泡を混入し、該気泡が上記起点並びに終点を通過するときにパルスを発生させ、これらパルスより流量を計測することを特徴とする方法があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また特許文献２では、屈折率の変化を基に、流量を算出する方法として、二つのピーク間の時間Ｔと容積値Ｖとを用いて、Ｖ／Ｔとすることにより、液体Ｌの流量を計測する方法であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２５０５２７号公報
【特許文献２】特許第２９２０６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術では、簡易な構成により、サンプルの定量を行うことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
サンプルが移動する流路と、前記流路に対し、光を出射する光源と、前記流路を透過した前記光を受光する受光部と、前記流路内において、前記サンプルを速度ｖで移動させる導入部と、時間を計測する時間計測部と、前記サンプルの量であるサンプル量Ｖを計算するサンプル量計算部と、を備え、前記流路は、断面積Ｓを有し、前記受光部は、前記光が前記流路内の前記サンプルを透過していない場合は、第一の出力値を示し、前記時間計測部は、前記導入部で前記流路内の前記サンプルを移動させる間に、前記受光部が前記第一の出力値とは異なる値を示す期間の時間Ｔを計測し、前記サンプル量計算部は、下記の式、サンプル量Ｖ＝ｖ×Ｔ×Ｓ、に基づいて、前記サンプル量Ｖを計算し、前記導入部は、前記時間Ｔの間で、前記速度ｖを一定とする、測定装置。
【０００７】
測定装置を用いた測定方法であって、前記測定装置は、サンプルが移動する流路と、前記流路に対し、光を出射する光源と、前記流路を透過した前記光を受光する受光部と、を備え、前記流路は、断面積Ｓを有し、前記受光部は、前記光が前記流路内の前記サンプルを透過していない場合は、第一の出力値を示し、測定方法は、前記流路内において、前記サンプルを速度ｖで移動させる導入工程と、時間を計測する時間計測工程と、前記サンプルの量であるサンプル量Ｖを計算するサンプル量計算工程と、を包含し、前記時間計測工程は、前記導入工程で前記流路内の前記サンプルを移動させる間に、前記受光部が前記第一の出力値とは異なる値を示す期間の時間Ｔを計測し、前記サンプル量計算工程は、下記の式、サンプル量Ｖ＝ｖ×Ｔ×Ｓ、に基づいて、前記サンプル量Ｖを計算し、前記導入工程は、前記時間Ｔの間で、前記速度ｖを一定とする、測定方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明であれば、簡易な構成により、サンプルの定量を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態２における微量流量測定デバイスの斜視図
【図２】本発明の実施の形態２における微量流量測定デバイスの図１のＡ−Ａ’面における断面図
【図３】本発明の実施の形態における微量流量測定デバイスによる液体が導入されるときの状態変化を示す図および微量流量測定デバイスにて測定されたグラフの概念図
【図４】実施の形態１の測定装置の概略構成を示すブロック図
【図５】実施の形態１の測定方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
まず、本発明の発明者の着眼点について説明する。
【００１２】
比較例として、発光部およびフォトセンサーを２対用いる測定系を考えると、２対の検出器を必要とするため、構成が複雑化する。また、それに応じた構成部材が必要となりコストを要する。
【００１３】
実施の形態のある一様態は、上記従来技術の課題を解決するもので、１対の光源および受光部を用いて、キャピラリ管内を定速で通過する液滴の屈折率変化を測定することにより、簡易な構造にて液適量を定量する方法を提供する。この液定量測定方法によれば、例えば、キャピラリ管内を定速で通過する液滴の屈折率変化を測定することにより、１対の光源と受光部を利用した簡易な構造にて、液適量を定量することができる。
【００１４】
（実施の形態１）
図４は、実施の形態１の測定装置１０００の概略構成を示すブロック図である。
【００１５】
実施の形態１の測定装置１０００は、流路１２００と、光源１６００と、受光部１７００と、導入部１３００と、時間計測部１４００と、サンプル量計算部１５００と、を備える。
【００１６】
流路１２００は、その内部において、サンプル１１００が移動する。
【００１７】
光源１６００は、流路１２００に対し、光を出射する。
【００１８】
受光部１７００は、流路１２００を透過した光を受光する。
【００１９】
導入部１３００は、流路１２００内において、サンプル１１００を速度ｖで移動させる。
【００２０】
時間計測部１４００は、時間を計測する。
【００２１】
サンプル量計算部１５００は、サンプル１１００の量であるサンプル量Ｖを計算する。
【００２２】
流路１２００は、断面積Ｓを有する。
【００２３】
受光部１７００は、光が流路１２００内のサンプル１１００を透過していない場合は、第一の出力値を示す。
【００２４】
時間計測部１４００は、導入部１３００で流路１２００内のサンプル１１００を移動させる間に、受光部１７００が第一の出力値とは異なる値を示す期間の時間Ｔを計測する。
【００２５】
サンプル量計算部１５００は、下記の式、
サンプル量Ｖ＝ｖ×Ｔ×Ｓ、
に基づいて、サンプル量Ｖを計算する。
【００２６】
導入部１３００は、時間Ｔの間で、速度ｖを一定とする。
【００２７】
以上の構成であれば、光源と受光部の１組を用いた簡易な構成により、サンプルの定量を行うことができる。
【００２８】
図５は、実施の形態１の測定方法を示す図である。
【００２９】
実施の形態１の測定方法は、測定装置を用いた測定方法である。
【００３０】
ここで、当該測定装置は、サンプルが移動する流路と、流路に対し光を出射する光源と、流路を透過した光を受光する受光部と、を備える。
【００３１】
なお、流路は、断面積Ｓを有する。
【００３２】
また、受光部は、光が流路内のサンプルを透過していない場合は、第一の出力値を示す。
【００３３】
実施の形態１の測定方法は、導入工程と、時間計測工程と、サンプル量計算工程と、を包含する。
【００３４】
導入工程は、流路内において、サンプルを速度ｖで移動させる工程である。
【００３５】
時間計測工程は、時間を計測する工程である。
【００３６】
サンプル量計算工程は、サンプルの量であるサンプル量Ｖを計算する工程である。
【００３７】
時間計測工程は、導入工程で流路内のサンプルを移動させる間に、受光部が第一の出力値とは異なる値を示す期間の時間Ｔを計測する。
【００３８】
サンプル量計算工程は、下記の式、
サンプル量Ｖ＝ｖ×Ｔ×Ｓ、
に基づいて、サンプル量Ｖを計算する。
【００３９】
導入工程は、時間Ｔの間で、速度ｖを一定とする。
【００４０】
以上の構成であれば、光源と受光部の１組を用いた簡易な構成により、サンプルの定量を行うことができる。
【００４１】
なお、サンプルは、液滴であっても良い。もしくは、実施の形態の構成により測定できれば、気体であっても良い。
【００４２】
また、流路は、ガラスキャピラリを含んでいても良い。
【００４３】
また、光源は、ＬＥＤやレーザー光源を含んでいても良い。
【００４４】
また、受光部は、フォトセンサーを含んでいても良い。
【００４５】
また、受光部の出力の変化は、流路内のサンプルの有無に起因して光の屈折率が変化することによって、生じても良い。
【００４６】
また、導入部は、ポンプを含んでいても良い。
【００４７】
また、時間計測部やサンプル量計算部は、ＣＰＵなどで構成される制御部の一部であっても良い。
【００４８】
（実施の形態２）
図１は、本発明の実施の形態２における測定装置の一例である微量流量測定デバイス１００の斜視図を示す。
【００４９】
ガラスキャピラリ構造は、測定対象であるサンプル液体１０６が流入するための流入口１０３と液体１０６が一定速度で移動するための移動路１０５とサンプル液体１０６の移動方向に存在する開口部１０４を有する。
【００５０】
移動路１０５は、光源１０２から射出される光１０９が入射する入射窓１０７を有する側壁１１１、光１０９が移動路１０５を横断して受光部１０１に射出するための射出窓１０８を有する側壁１１３、密封蓋１１２および１１０によって形成される。
【００５１】
移動路１０５の断面は四角に限らず、丸、楕円または多角形であってもよい。材質は、ガラスに限らずポリマーなど水との接触角が大きいものであればよい。
【００５２】
図２は、本発明の実施の形態２における微量流量測定デバイスの図１のＡ−Ａ’面における断面図を示す。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５３】
流入口１０３から流入したサンプル液体１０６は、開口部１０４と接続したポンプ２０１により一定速度で移動路１０５を移動する。
【００５４】
図３は、本発明の実施の形態における微量流量測定デバイスによる液体が導入されるときの状態変化を示す図および微量流量測定デバイスにて測定されたグラフの概念図を示す。
【００５５】
グラフは、光源１０２から射出された光１０９が受光部１０１にて感知されたときの光量に依存する電流値Ｉの逆数を縦軸、時間を横軸として示す。縦軸は、光量に依存する物理量であれば、電圧などであってもかまわない。
【００５６】
流入口１０３より流入したサンプル液体１０６がポンプ２０１により一定速度で移動するとき、サンプル液体１０６が光１０９を遮る手前の状態（Ａ）を基底値とすると、サンプル液体１０６が光１０９を遮る状態（Ｂ）では１／Ｉ値が基底値より上昇する。
【００５７】
さらに、サンプル液体１０６が移動し光１０９と接触しない位置まで移動すると、１／Ｉは基底値に戻る。
【００５８】
流入口１０３の断面積Ｓが開口部１０４まで一定であり、サンプル液体１０６がポンプ２０１により一定速度ｖで移動するとき、移動時間Ｔはサンプル量に依存する。
【００５９】
このことから、サンプル量Ｖは、ｖｘＴｘＳの関係式から求めることができる。
【００６０】
かかる構成によれば一対の光源と受光部を用いてポンプを用いて一定速度でサンプル流体を移動させることにより、サンプル流体の体積を測定することができ、簡易な構造にてデバイスを構成することができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態２のある一様態における定量方法は、数マイクロリットル液滴量を定量する方法であって、以下の工程（ａ）〜（ｅ）を具備する。すなわち、定量方法は、（ａ）ガラスキャピラリ、ＬＥＤもしくはレーザー、フォトセンサー、およびポンプを含む測定系を用意する工程、（ｂ）ガラスキャピラリに微量な液滴を接触させる工程、（ｃ）微量な液滴をポンプを用いて定速で移動させる工程、（ｄ）ガラスキャピラリ内の屈折率変化をＬＥＤもしくはレーザーとフォトセンサーで測定する工程、および、（ｅ）下記の式を用いて液滴量を計算する工程、を包含する。
式：サンプル量Ｖ＝ｖｘＴｘＳ
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、例えば、微量な液量を簡易な構成にて測定できる方法等として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１００    微量流量測定デバイス
１０１    受光部
１０２    光源
１０３    流入口
１０４    開口部
１０５    移動路
【図１】
2015203663.tif 000003
【図２】
2015203663.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015203663.tif 000006
【図５】
2015203663.tif 000007