(57)【要約】【課題】液体流路内の液体の液量を一定にすることができる流路部材、ピペットチップ及び液体供給装置を提供する。【解決手段】ピペットチップ７２の開口部８０が挿入可能な２つの開口部５４Ａを有する液体流路５５の開口部５４Ａにピペットチップ７２の開口部８０を密着させるために、液体流路５５の各開口部５４Ａに受部５９を設けており、この受部５９は、ピペットチップ７２を開口部５４Ａに対向する位置に位置決めして開口部５４Ａに案内する第１〜第４内壁部（５９Ａ〜５９Ｄ）を有し、これら内壁部（５９Ａ〜５９Ｄ）の開口部５４Ａに接触しない位置に、第４内壁部５９Ａとピペットチップとの間に外部空気を導入するための空気導入用溝９４を設ける。【選択図】図１７
2008232951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に設けられた開口部から液体及び気体を吸入及び吐出可能な供給管の前記開口部が挿入可能な２つの口部を有し、前記供給管により内部の液体が供給及び排出される液体流路と、
前記供給管を前記液体流路の前記口部に密着させるために前記液体流路の各口部に設けられた受部と、
前記受部に設けられ、前記供給管を前記口部に対向する位置に位置決めしながら前記口部に案内するために前記供給管の先端の形状に応じた形状とされた案内部と、
前記案内部の前記口部に接触しない位置に設けられ、前記案内部に外部空気を導入するための空気導入部と、
を備えた流路部材。
【請求項２】
前記空気導入部は、前記受部の内面に形成された切り欠きであることを特徴とする請求項１記載の流路部材。
【請求項３】
前記空気導入部は、前記受部に形成され、当該受部の内部と外部とを連通する孔であることを特徴とする請求項１記載の流路部材。
【請求項４】
液体を吐出または吸入するための開口部が形成され、液体流路に挿入される筒状の先端部と、
外周が前記先端部よりも大径の筒状とされ、前記先端部との間に外周段差部を構成する本体部と、
前記先端部に設けられ、前記液体流路の内壁と先端部との間に外部空気を導入するための空気導入部と、
を備えたピペットチップ。
【請求項５】
先端に設けられた開口部から液体及び気体を吸入及び吐出可能な供給管と、
前記供給管の前記開口部が挿入可能な２つの口部を有し、前記供給管により内部の液体が供給及び排出される液体流路と、
前記供給管を前記液体流路の前記口部に密着させるために前記液体流路の各口部に設けられた受部と、
前記受部に設けられ、前記供給管を前記口部に対向する位置に位置決めしながら前記口部に案内するために前記供給管の先端の形状に応じた形状とされた案内部と、
前記案内部の前記口部に接触しない位置に設けられ、前記案内部に外部空気を導入するための空気導入部と、
を備えた液体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出、吸入する供給管を用いて流路内の液体の入出を行なう液体流路を構成する流路部材、供給管の先端に装着されるピペットチップ、及び供給管と流路部材とを用いた液体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ピペットチップを用いて、液体を供給したり吸入したりすることが行われている。例えば、特許文献１では、測定装置において被検体の固定された流路にセンシング物質を含んだ試薬を供給する際、２本のピペットチップを用い、流路の入口及び出口にそれぞれのピペットチップの先端を差し込み、入口側のピペットチップから試薬を吐出すると共に、出口側のピペットチップにより流路内のバッファ液を吸入している。
【０００３】
特許文献１のように、流路に２本のピペットチップの先端を差し込んで液体の供給を行う場合、送液圧バランスの乱れや流路部材の寸法誤差等に起因して、液体流路ピペットチップを引き抜いた後の液面高さが不安定になることがある。
【０００４】
液面が高くなる状態のまま送液を何度も繰り返すと、送液する毎に液面が累積的に高くなる場合があり、液体流路から液体があふれ出ることも考えられる。
【０００５】
液体流路からの液体のあふれ出しを防止すべく、ピペットチップの引き抜き後に、液体を吸入することも考えられるが、液体流路内の液体まで吸い込んでしまう場合があり、液面高さを一定にすることは困難である。
【特許文献１】特開２００６−０６４５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、液体流路内の液体の液量を一定にすることができる流路部材、ピペットチップ及び液体供給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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、先端に設けられた開口部から液体及び気体を吸入及び吐出可能な供給管の前記開口部が挿入可能な２つの口部を有し、前記供給管により内部の液体が供給及び排出される液体流路と、前記供給管を前記液体流路の前記口部に密着させるために前記液体流路の各口部に設けられた受部と、前記受部に設けられ、前記供給管を前記口部に対向する位置に位置決めしながら前記口部に案内するために前記供給管の先端の形状に応じた形状とされた案内部と、前記案内部の前記口部に接触しない位置に設けられ、前記案内部に外部空気を導入するための空気導入部と、を備えている。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、案内部の口部に接触しない位置に空気導入部を設けて、外部空気を導入するようにしているので、空気導入部の配設位置まで供給管の開口部を引き抜いた状態で供給管による液体の吸入を実行することにより、開口部近傍に液体が存在する場合は液体が供給管に吸入されると共に、開口部近傍に液体が存在しない場合には空気導入部を介して導入された外部空気が供給管に吸入される。
【０００９】
したがって、外部空気が導入されない場合には液体流路内部の液体まで供給管に吸入される恐れがあったが、本発明によれば、開口部近傍の液体だけを効率よく吸入できるので、液体流路内の液体の液量を一定にすることができる。
【００１０】
なお、前記空気導入部は、請求項２の発明のように、前記受部の内面に形成された切り欠きとしてもよいし、請求項３の発明のように、前記受部に形成され、当該受部の内部と外部とを連通する孔としてもよい。
【００１１】
一方、請求項４の発明は、液体を吐出または吸入するための開口部が形成され、液体流路に挿入される筒状の先端部と、外周が前記先端部よりも大径の筒状とされ、前記先端部との間に外周段差部を構成する本体部と、前記先端部に設けられ、前記液体流路の内壁と先端部との間に外部空気を導入するための空気導入部と、を備えている。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、ピペットチップに空気導入部を設けているので、ピペットチップを液体流路から引き抜いて浮かせた状態でピペットチップ内に液体を吸入することにより、開口部近傍に液体が存在する場合は液体が供給管に吸入されると共に、開口部近傍に液体が存在しない場合には空気導入部を介して導入された外部空気が供給管に吸入される。
【００１３】
したがって、外部空気が導入されない場合には液体流路内部の液体まで供給管に吸入される恐れがあったが、本発明によれば、開口部近傍の液体だけを効率よく吸入できるので、液体流路内の液体の液量を一定にすることができる。
【００１４】
請求項５の発明は、先端に設けられた開口部から液体及び気体を吸入及び吐出可能な供給管と、前記供給管の前記開口部が挿入可能な２つの口部を有し、前記供給管により内部の液体が供給及び排出される液体流路と、前記供給管を前記液体流路の前記口部に密着させるために前記液体流路の各口部に設けられた受部と、前記受部に設けられ、前記供給管を前記口部に対向する位置に位置決めしながら前記口部に案内するために前記供給管の先端の形状に応じた形状とされた案内部と、前記案内部の前記口部に接触しない位置に設けられ、前記案内部に外部空気を導入するための空気導入部と、を備えている。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、案内部の口部に接触しない位置に空気導入部を設けて、外部空気を導入するようにしているので、空気導入部の配設位置まで供給管の開口部を引き抜いた状態で供給管による液体の吸入を実行することにより、開口部近傍に液体が存在する場合は液体が供給管に吸入されると共に、開口部近傍に液体が存在しない場合には空気導入部を介して導入された外部空気が供給管に吸入される。
【００１６】
したがって、外部空気が導入されない場合には液体流路内部の液体まで供給管に吸入される恐れがあったが、本発明によれば、開口部近傍の液体だけを効率よく吸入できるので、液体流路内の液体の液量を一定にすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の流路部材、ピペットチップ及び液体供給装置によれば、液体流路内の液体の液量を一定にすることができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
本発明に係る送液装置としてのバイオセンサー１０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモン共鳴を利用して、タンパクＴａと試料Ａとの相互作用を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。本発明に係る測定スティック上にタンパクＴａを固定し、このタンパクＴａへ試料Ａを供給して信号変化を検出することにより、相互作用を測定する。
【００２０】
図１〜図３に示すように、バイオセンサー１０は、分注ヘッド２０、測定部３０、試料ストック部４０、ピペットチップストック部４２、バッファストック部４４、冷蔵部４６、測定スティックストック部４８及びラジエータ６０を備えている。
【００２１】
ラジエータ６０は、金属製の薄板が積層されて内部に流路が構成されており、流路に温調水を流して、温調水と筐体内の空気との熱交換を行っている。ラジエータ６０には、ラジエータ送風ファン６２が設けられている。ラジエータ送風ファン６２により、ラジエータ６０で熱交換された空気が、筐体内部へ送り込まれる。ラジエータ６０には、循環ホース６６が連結されている。これにより、筐体内部の温度が調整される。
【００２２】
試料ストック部４０は、試料積層部４０Ａ及び試料セット部４０Ｂで構成されている。試料積層部４０Ａには、個々のセルに各々異なるアナライト溶液をストックする試料プレート４０Ｐが、Ｚ方向に積層されて収容されている。試料セット部４０Ｂには、１枚の試料プレート４０Ｐが、図示しない搬送機構により試料積層部４０Ａから搬送されてセットされる。
【００２３】
ピペットチップストック部４２は、ピペットチップ積層部４２Ａ及びピペットチップセット部４２Ｂで構成されている。ピペットチップ積層部４２Ａには、複数のピペットチップ７２（同図では図示省略）を保持するピペットチップストッカー４２Ｐが、Ｚ方向（鉛直方向）に積層されて収容されている。ピペットチップセット部４２Ｂには、１枚のピペットチップストッカー４２Ｐが、図示しない搬送機構によりピペットチップ積層部４２Ａから搬送されてセットされる。
【００２４】
バッファストック部４４は、ボトル収容部４４Ａ及びバッファ供給部４４Ｂで構成されている。ボトル収容部４４Ａには、バッファ液が貯留された複数本のボトル４４Ｃが収容されている。バッファ供給部４４Ｂには、バッファプレート４４Ｐがセットされている。バッファプレート４４Ｐは、複数筋に区画されており、各々の区画には濃度の異なるバッファ液が貯留されている。また、バッファプレート４４Ｐの上部には、分注ヘッド２０のアクセス時にピペットチップ７２が挿入される孔Ｈが構成されている。バッファプレート４４Ｐへは、ホース４４Ｈによりボトル４４Ｃからバッファ液が供給される。
【００２５】
バッファ供給部４４Ｂの隣には、補正用プレート４５が配置され、その隣に冷蔵部４６が配置されている。補正用プレート４５は、バッファ液の濃度調整を行うためのプレートであり、マトリクス状に複数セルが構成されている。冷蔵部４６には、冷蔵の必要な試料が配置される。冷蔵部は低温とされており、この上で試料は低温状態に保たれる。
【００２６】
測定スティックストック部４８には、測定スティック収容プレート４８Ｐがセットされている。測定スティック収容プレート４８Ｐには、測定チップとしての測定スティック５０が複数本収納されている。
【００２７】
測定スティックストック部４８と測定部３０との間には、測定スティック搬送機構４９が備えられている。測定スティック搬送機構４９は、測定スティック５０を両側から挟み込んで保持する保持アーム４９Ａ、回転により保持アーム４９ＡをＹ方向に移動させるボールねじ４９Ｂ、Ｙ方向に配置され、測定スティック５０が載せられる搬送用レール４９Ｃ、を含んで構成されている。測定の際には、１本の測定スティック５０が測定スティック搬送機構４９により測定スティック収容プレート４８Ｐから搬送用レール４９Ｃ上に載せられ、保持アーム４９Ａにより挟持されつつ測定部３０へ移動してセットされる。
【００２８】
測定スティック５０は、図４及び図５に示すように、誘電体ブロック５２、流路部材５４、及び、保持部材５６、で構成されている。
【００２９】
誘電体ブロック５２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部５２Ａ、及び、プリズム部５２Ａの両端部にプリズム部５２Ａと一体的に形成された被保持部５２Ｂを備えている。
【００３０】
プリズム部５２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の測定面には、金属膜５７が形成されている。金属膜５７の表面には、タンパクＴａを金属膜５７上に固定化するための、リンカー層５７Ａが形成されている。このリンカー層５７Ａ上にタンパクＴａが固定される。
【００３１】
この誘電体ブロック５２は、いわゆるプリズムとして機能し、バイオセンサー１０での測定の際には、プリズム部５２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から金属膜５７との界面で全反射された光ビームが出射される。
【００３２】
プリズム部５２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５６と係合される係合凸部５２Ｃが形成されている。また、プリズム部５２Ａの下側には、側端辺に沿って搬送用レール４９Ｃと係合されるフランジ部５２Ｄが形成されている。
【００３３】
流路部材５４は、図５に示すように、６個のベース部材５４Ａを備えている。ベース部材５４Ａの各々には４本の円筒部材５４Ｂが立設されている。ベース部材５４Ａは、３個のベース部材５４Ａ毎に、立設された円筒部材５４Ｂのうちの１本の上部が連結部材５４Ｄによって連結されている。流路部材５４は、軟質で弾性変形可能な材料、例えば非晶質ポリオフィレンエラストマーで構成することができる。弾性変形可能な材料で構成することにより、誘電体ブロック５２との密着性を高め、誘電体ブロック５２との間に構成される液体流路５５の密閉性を確保することができる。
【００３４】
保持部材５６は、長尺とされ、上面部材５６Ａ及び２枚の側面板５６Ｂが蓋状に構成された形状とされている。側面板５６Ｂには、誘電体ブロック５２の係合凸部５２Ｃと係合される係合孔５６Ｃ、及び、上記光ビームの光路に対応する部分に窓５６Ｄが形成されている。保持部材５６は、係合孔５６Ｃと係合凸部５２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック５２に取り付けられる。流路部材５４は、保持部材５６と一体成形されており、保持部材５６と誘電体ブロック５２の間に配置される。上面部材５６Ａには、流路部材５４の円筒部材５４Ｂに対応する位置に、受部５９が形成されている。受部５９は略円筒状とされている。
【００３５】
ベース部材５４Ａには、図６及び図７に示すように、底面側に略Ｓ字状の２本の流路溝５４Ｃが形成されている。ベース部材５４Ａは、底面が誘電体ブロック５２の測定面（上面）と密着されることにより、流路溝５４Ｃと誘電体ブロック５２の測定面との間に構成される空間と前記中空部とで、液体流路５５が構成される。１個のベース部材５４Ａには、２本の液体流路５５が構成される。
【００３６】
なお、流路部材５４は、不図示の測定スティック押さえ部材によって誘電体ブロック５２に押圧されることにより誘電体ブロック５２に密着させられるので、液体流路５５の密閉性が確保される。
【００３７】
また、流路溝５４Ｃの端部の各々は、円筒部材５４Ｂの中空部と１対１に連通されている。これにより、図７に示すように、各液体流路５５の一端には、当該液体流路５５に試料を供給する供給口５３Ａが、他端には、当該液体流路５５から試料を排出させるための排出口５３Ｂが、それぞれ形成される。
【００３８】
上面部材５６Ａには、流路部材５４の円筒部材５４Ｂに対応する位置に、受部５９が形成されている。受部５９は略円筒状とされており、上面側が円筒中心に向けて低くなるテーパー状であることが好ましい。
【００３９】
保持部材５６と流路部材５４とは、同一金型内で異材料同士を組み合わせて成形する、いわゆる二色成形法（ダブルモールド）によって一体成形されている。
【００４０】
ここで、１の流路部材により形成される２本の液体流路５５のうち、１本は測定流路５５Ａとして用いられ、他の１本は参照流路５５Ｒとして用いられる。測定流路５５Ａの金属膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａが固定され、参照流路５５Ｒの金属膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａが固定されない状態で測定が行われる。
【００４１】
測定流路５５Ａ及び参照流路５５Ｒには、図６に示すように、各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射される。
【００４２】
光ビームＬ１、Ｌ２は、図７に示すように、ベース部材５４Ａの中心線Ｍ上に配置されるＳ字の屈曲部分に照射される。以下、測定流路５５Ａにおける光ビームＬ１の照射領域を測定領域Ｅ１、参照流路５５Ｒにおける光ビームＬ２の照射領域を参照領域Ｅ２という。参照領域Ｅ２は、タンパクＴａの固定された測定領域Ｅ１から得られるデータを補正するための測定を行う領域である。
【００４３】
図８には、分注ヘッド２０の構成が示されている。同図に示されるように、分注ヘッド２０には、１２本の分注管２０Ａが備えられている。分注管２０Ａは、Ｘ方向と直交する矢印Ｙ方向に沿って１列に配置されている。分注管２０Ａは、隣り合う２本で一対とされ、液体流路５５の供給口５３Ａ及び排出口５３Ｂにそれぞれ１本ずつ対応させて使用される。また、一対の液体流路５５Ａ、５５Ｒには、共通の分注管２０Ａが用いられる。
【００４４】
なお、各分注管２０Ａの先端は、ピペットチップ７２が着脱可能に構成されている。分注管２０Ａに取り付けられたピペットチップ７２は、必要に応じて交換される。
【００４５】
また、分注ヘッド２０は、図１及び図３に示すように、水平駆動機構２２により矢印Ｘ方向に移動可能とされている。水平駆動機構２２は、ボールねじ２２Ａ、モータ２２Ｂ、ガイドレール２２Ｃにより構成されている。ボールねじ２２Ａ及びガイドレール２２Ｃは、Ｘ方向に配置されている。ガイドレール２２Ｃは平行に２本配置され、そのうちの１本はボールねじ２２Ａの下側に所定間隔離れて配置されている。分注ヘッド２０は、モータ２２Ｂの駆動によるボールねじ２２Ａの回転により、ガイドレール２２Ｃに沿ってＸ方向に移動される。このＸ方向移動により、分注ヘッド２０は、ピペットチップセット部４２Ｂ、試料セット部４０Ｂ、バッファ供給部４４Ｂ、冷蔵部４６及び測定部３０に対向する位置に移動可能に構成されている。
【００４６】
さらに、図８に示されるように、分注ヘッド２０には、分注ヘッド２０を矢印Ｚ方向に移動させる鉛直駆動機構２４が設けられている。同図に示されるように、鉛直駆動機構２４は、モータ２４Ａ及びＺ方向に配置された駆動軸２４Ｂを含んで構成され、分注ヘッド２０をＺ方向に移動させる。このＺ方向移動により、分注ヘッド２０は、ピペットチップセット部４２Ｂにセットされたピペットチップストッカー４２Ｐ、試料セット部４０Ｂにセットされた試料プレート４０Ｐ、バッファ供給部４４Ｂにセットされたバッファプレート４４Ｐ及び測定部３０にセットされた測定スティック５０にアクセス可能となっている。
【００４７】
図９に示されるように、分注ヘッド２０には、吸排駆動部２６が接続されている。吸排駆動部２６は、第１ポンプ２７、第２ポンプ２８を備えている。第１ポンプ２７及び第２ポンプ２８は、前述の一対の分注管２０Ａに各々対応して設けられている。第１ポンプ２７は、シリンジポンプで構成されており、第１シリンダ２７Ａ、第１ピストン２７Ｂ、及び、第１ピストン２７Ｂを駆動させる第１モータ２７Ｃを備えている。第１シリンダ２７Ａは、配管２７Ｈを介して分注ヘッド２０と接続されている。また、第２ポンプ２８も、シリンジポンプで構成されており、第２シリンダ２８Ａ、第２ピストン２８Ｂ、及び、第２ピストン２８Ｂを駆動させる第２モータ２８Ｃを備えている。第２シリンダ２８Ａは、配管２８Ｈを介して分注ヘッド２０と接続されている。
【００４８】
なお、第１モータ２７Ｃ及び第２モータ２８Ｃは、後述する制御部７０と電気的に接続されており、制御部７０により駆動が制御される。
【００４９】
試料やバッファ液などの液体の供給時には、分注ヘッド２０を、冷蔵部４６、試料セット部４０Ａ、バッファ供給部４４Ｂ上へ移動させ、第１モータ２７Ｃをそれぞれ駆動して一対の分注管２０Ａの一方（計６本）に取り付けられたピペットチップ７２内に試料やバッファ液を吸入する。このときの吸入量は、一対の液体流路５５Ａ、５５Ｒに供給するため、液体流路２本分の量である。そして、試料やバッファ液を吸入した６本の分注管２０Ａ側のピペットチップ７２を、測定スティック５０の測定流路５５Ａ側の供給口５３Ａに挿入すると共に、分注管２０Ａの各対の他方の６本の分注管２０Ａに取り付けられたピペットチップ７２を測定流路５５Ａの排出口５３Ｂに挿入する。そして、第１モータ２７Ｃと第２モータ２８Ｃとを同時に駆動して、供給口５３Ａ側の分注管２０Ａから半量の液体を吐出すると共に排出口５３Ｂ側の分注管２０Ａで液体を吸入することにより液体の入換えが行われる。続いて、当該一対の分注管２０Ａを参照流路５５Ｒ側の供給口５３Ａ及び排出口５３Ｂに挿入し、同様にして第１モータ２７Ｃと第２モータ２８Ｃとを駆動して、参照流路５５Ｒ内の液体を吸入しながらピペットチップ７２の残り半量の液体を供給することにより、液体の入換えが行なわれる。
【００５０】
図１０には、測定部３０の構成が示されている。同図に示されるように、測定部３０は、光学定盤３２、光出射部３４、受光部３６を含んで構成されている。なお、同図では、測定スティック５０の誘電体ブロック５２と流路部材５４以外の部材は省略されている。
【００５１】
光学定盤３２には、Ｙ方向から見て、上部中央の水平平面で構成される定盤レール部３２Ａ、定盤レール部３２Ａから離れる方向に向かって低くなる出射傾斜部３２Ｂ、定盤レール部３２Ａを挟んで出射傾斜部３２Ｂと逆側に配置される受光傾斜部３２Ｃが形成されている。定盤レール部３２Ａには、Ｙ方向に沿って測定スティック５０がセットされる。
【００５２】
光学定盤３２の出射傾斜部３２Ｂには、測定スティック５０へ向かって光ビームＬ１、Ｌ２を出射する光出射部３４が設置されている。この光出射部３４には、光源３４Ａ、レンズユニット３４Ｂが備えられている。
【００５３】
光源３４Ａからは、発散状態の光ビームＬが射出される。光源３４Ａから射出された光ビームＬは、レンズユニット３４Ｂを介して２本の光ビームＬ１、Ｌ２となる。この２本の光ビームは、それぞれ光学定盤３２上に配置される誘電体ブロック５２の一対の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に対応する位置に入射される。なお、光源３４Ａとしては、角度広がりを有する光を射出可能な光源が適用され、発散状態の光ビームＬを射出させる構成とされている。
【００５４】
発散状態の光ビームＬ１、Ｌ２は、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において、金属膜５７と誘電体ブロック５２との界面に対して種々の入射角成分を含み、かつ全反射角以上の角度で入射される。
【００５５】
このとき、金属膜５７に照射された照射光Ｌ１及び照射光Ｌ２は、金属膜５７に微弱なエネルギー波（エバネッセント波）を生じさせると共に、誘電体ブロック５２に接触する金属膜５７の表面に粗密波（表面プラズモン）を生じさせる。このエバネッセント波及び表面プラズモンの波長が一致すると共鳴して、金属膜５７に照射された照射光Ｌ１及びＬ２の各々に含まれる特定の入射角度の光において反射光が減衰する（表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ））。
【００５６】
エバネッセント波は、金属膜５７における物質間の相互作用によって変化する。また、光の屈折率の二乗によって示される誘電率は、このエバネッセント波に影響するので、金属膜５７表面で引き起こされる生理活性物質と検体物質との間の相互作用は、誘電率に差異を生じさせ、これが表面プラズモンに影響し、共鳴角度の変化、すなわち屈折率の変化、として捉えることができる。
【００５７】
したがって、金属膜５７表面における生理活性物質と、供給された検体溶液に含まれる検体物質と、との間で相互作用が生じると、金属膜５７表面の誘電率が変わり、屈折率（共鳴の角度）が変化する。このため、金属膜５７上に工程された生理活性物質上に、選択的に異なる検体（検体溶液）を供給することで、屈折率の変化を経時的に測定し、分子間相互作用を解析することができる。
【００５８】
そこで、受光傾斜部３２Ｃには、受光部３６が設置されている。受光部３６には、レンズユニット３６Ａ、ＣＣＤ３６Ｂが備えられている。これにより、誘電体ブロック５２と金属膜５７との界面で全反射された照射光Ｌ１及び照射光Ｌ２の各々は、レンズユニット３６Ａを経てＣＣＤ３６Ｂで受光される。金属膜５７に入射される照射光Ｌ１及び照射光Ｌ２は角度広がりを持っているため、受光部３６に入射される光もまた角度広がりを有している。ＣＣＤ３６Ｂでは、受光した光を光電変換することによって得られた光検出信号を、主制御部７１へ出力する。
【００５９】
主制御部７１は、信号処理部３８と、制御部７０と、メモリ１７と、を含んで構成されている。信号処理部３８、メモリ１７、上記モータ２２Ｂ、モータ２４Ａ、第１モータ２７Ｃ、及び第２モータ２８Ｃは、制御部７０に信号授受可能に接続されている。制御部７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを含むマイクロコンピュータで構成されている。メモリ１７には、各種処理ルーチンや各種処理で用いる制御パラメータ等が予め記憶されると共に、各種処理において発生したデータ等が適時記憶される。
【００６０】
信号処理部３８は、ＣＣＤ３６Ｂから入力された光検出信号に基づいて、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２における屈折率情報を求め、制御部７０へ出力する。
【００６１】
なお、測定時において照射光Ｌは、誘電体ブロック５２の一対の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２と、の各々に入射されることから、信号処理部３８には、誘電体ブロック５２の複数の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２（図４〜図７では６個の測定領域Ｅ１と６個の参照領域Ｅ２）からの光検出信号が入力され、制御部７０には、各々の参照領域Ｅ２及び各々の測定領域Ｅ１における屈折率情報が出力される。
【００６２】
信号処理部３８では、入力された各光検出信号を分析することによって、各測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２における照射光Ｌ１及び照射光Ｌ２各々における前記全反射減衰の生じる入射角（金属膜５７と誘電体ブロック５２との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する入射角）としての全反射減衰角θｓｐを求める。
【００６３】
そして、求めた全反射減衰角θｓｐから、上記金属膜５７と誘電体ブロック５２との界面で生じた表面プラズモンの波数を求めることによって、各測定領域Ｅ１と、各参照領域Ｅ２の誘電率が求められる。誘電率が求められると、誘電率は屈折率の二乗であることから、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２各々における屈折率の屈折率情報が求められ、さらに、測定領域Ｅ１の屈折率情報を、参照領域Ｅ２の屈折率情報によって補正することにより、各測定領域Ｅ１における検定物質の屈折率情報を得る。
【００６４】
この屈折率情報が制御部７０に出力されると、制御部７０では、入力された各屈折率情報に基づいて検体溶液注の検体物質と生理活性物質との相互作用（例えば、結合量）を求める。
【００６５】
ここで、図１１には、ピペットチップ７２の一例が示されている。同図に示されるように、ピペットチップ７２は、略円錐状の筒とされ、保持部７３、本体部７４、及び先端部７８で構成されている。先端部７８は円筒状とされ、挿入方向の最先端に液体を吐出または吸入する開口部８０が構成されている。本体部７４は、先端部７８より外周が大径の円錐筒状とされ、先端部７８との間に外周段差部７６が構成されている。外周段差部７６は、先端部７８側が小径のテーパー状とされている。保持部７３は、本体部７４よりも外周が大径とされ、本体部７４との間に保持段差部７３Ａが構成されている。保持段差部７３Ａは、不図示の保持孔の構成された上面板を有するピペットチップストッカー４２Ｐにピペットチップ５０を保持する際に用いられる部分である。
【００６６】
図１２には、測定部３０にセットされた測定スティック５０の液体流路５５内に液体８５が満たされた状態で液体流路５５内の液体を液体９０に置換する際のピペットチップ７２及び液体流路の断面図が示されている。なお、同図では、ピペットチップ７２は分注ヘッド２０のＺ方向移動により、受部５９に挿入される。
【００６７】
同図に示されるように、受部５９は、流路部材５４の開口部５４Ａから液体流路外部方向に向かって開口面積が広くなっている。受部５９の内壁は、流路部材５４の開口部５４側から第１内壁部５９Ａ、第２内壁部５９Ｂ、第３内壁部５９Ｃ及び第４内壁部５９Ｃに分けることができる。第１内壁部５９Ａは、ピペットチップ７２の挿入方向（Ｚ方向）長さが、ピペットチップ７２の先端部７８よりも僅かに短く、先端部７８の外径よりも僅かに大径とされ、先端部７８に沿った形状とされている。
【００６８】
第２内壁部５９Ｂは、第１内壁部５９Ａと連続しており、ピペットチップ７２の外周段差部７６に沿って流路部材５４の開口部５４Ａから遠くなるほど大径となるテーパー状とされている。第３内壁部５９Ｃは、第２内壁部５９Ｂと連続され、ピペットチップ７２の外形に応じて開口部５４Ａから遠くなるほど大径となるテーパー状とされている。なお、第２内壁部５９Ｂ及び第３内壁部５９Ｃについては、第１内壁部５９Ａと同様、先端部７８の外径よりも僅かに大径とされている。
【００６９】
第４内壁部５９Ｄは、第３内壁部５９Ｃと連続され、開口部５４Ａから遠くなるほどさらに大径となるテーパー状とされている。なお、この第４内壁部５９Ｄについては、ピペットチップ７２の外形に応じた形状ではない。
【００７０】
ピペットチップ７２を受部５９に挿入する際には、受部５９の最上部を構成する第４内壁部５９Ｄ及び第３内壁５９Ｃがテーパー状とされているので、ピペットチップ７２の差し込み位置が多少ずれても、ピペットチップ７２の先端部７８側からスムーズに受部５９の中央へ誘い込むことができる。また、第２内壁５９Ｂもテーパー状とされているので、ピペットチップ７２の先端部７８と第２内壁５９Ｂとの接触による衝撃を小さくすることができ、先端部７８をスムーズに液体流路５５の開口部５４Ａに対向する位置に案内することができる。
【００７１】
図１３には、ピペットチップ７２が受部５９に挿入され、開口部５４Ａ方向に押圧された状態が示されている。同図に示されるように、ピペットチップ７２を受部５９に挿入して開口部５４Ａ方向に押圧すると、軟質材料で構成された流路部材５４Ａの上端部分が変形して、ピペットチップ７２の先端部７８が食い込み、外周段差部７６と第２内壁部５９Ｂとが当接する。また、第１内壁部５９Ａはピペットチップ７２の先端部５１に沿った形状とされているので、受部５９に挿入されたピペットチップ７２の開口部８０は液体流路５５の出入口５３と連通される位置に配置される。このようにして、ピペットチップ７２の開口部８０と液体流路５５の出入口５３との間の上下方向、及び、面方向の位置決めが行われ、ピペットチップ７２の内部と液体流路５５との間で液体を吐出、吸入するための連通路が構成される。この状態で、一方のピペットチップ７２から液体９０を吐出すると共に、他方のピペットチップ７２で液体流路５５内の液体８５を吸入することにより、液体流路５５内の液体を置換することができる。
【００７２】
ここで、液体流路５５内部の液体置換が完了すると、ピペットチップ７２は受部５９から引き抜かれる。このとき、吐出側と吸入側のピペットチップ７２の圧力バランスや、液体流路５５の寸法誤差等によっては、液面が流路部材５４の開口部５４Ａよりも高くなる場合がある。この状態で液体置換を連続して行なうと、液面高さが累積的に高くなり、受部５９から液体があふれ出る場合がある。
【００７３】
図１４には、流路部材５４の開口部５４Ａからあふれ出た液体をピペットチップ７２に吸入する場合のピペットチップ７２と受部５９との関係の一例が示されている。同図に示されるように、ピペットチップ７２によって開口部５４Ａ付近の液体を吸入するためには、ピペットチップ７２の開口部８０が開口部５４Ａ付近にある必要がある。このとき、ピペットチップ７２の先端部７８と受部５９の第１内壁部５９Ａとの間には僅かな隙間があるだけで、空気の入り込む隙間はほとんどなく、ほぼ密閉された状態となっている。このため、ピペットチップ７２には、空気は吸入されず、液体のみが吸入されることになる。しかし、流路部材５４の開口部５４Ａからあふれ出た液体は微量であるため、吸入量の調整は困難であり、開口部５４Ａ内部の液体まで吸入してしまう恐れがある。
【００７４】
そこで、本実施の形態では、受部５９に、図１５乃至図１７に示されるような空気導入溝９４を設けている。
【００７５】
図１５は、１つの受部５９をＺ方向からみた上面図である。同図に示されるように、受部５９の第1内壁部５９Ａの対向する２箇所に、空気導入用溝９４としての切り欠きが設けられている。同図に示されるように、空気導入用溝９４によって、第１内壁部５９Ａの一部が削り取られたような形状となっており、これにより、ピペットチップ７２の先端部７８と第１内壁部５９Ａとの間の一部に空間ができる。
【００７６】
図１６には、図１５のＩ−Ｉ断面図を含むピペットチップ７２、受部５９及び流路部材５４の関係の一例がそれぞれ示されている。各図に示されるように、空気導入用溝９４は、第１内壁部５９ＡのＺ方向全域に亘る溝ではなく、第１内壁部５９Ａの流路部材５４側（下側）は、ピペットチップ７２の外形に応じた円筒状とされている。
【００７７】
これは、同図に示されるように、液体流路５５内部の液体を置換する際に、ピペットチップ７２と第１内壁部５９Ａとの間の密閉性を向上させることを目的としている。
【００７８】
図１７には、流路部材５４の開口部５４Ａ付近の液体をピペットチップ７２により吸入する際のピペットチップ７２、受部５９及び流路部材５４の関係が一例として示されている。同図に示されるように、ピペットチップ７２の開口部８０を空気導入用溝９４の配設位置まで引き上げた状態で、ピペットチップ７２内部への吸入を開始する。これにより、開口部８０近傍の液体が空気導入用溝９４から導入された空気と共にピペットチップ７２内部に吸入されると共に、開口部８０近傍に液体がなくなると、空気導入用溝９４から導入された空気のみがピペットチップ７２内部に吸入される。したがって、吸入する量を調整しなくても、ピペットチップ７２のＺ方向位置の調整だけで開口部５４Ａ内部の液体まで吸入することなく開口部５４Ａの付近の液体だけを効率よく吸入することができる。
【００７９】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００８０】
バイオセンサー１０において、検体物質と生理活性物質との相互作用の測定指示が不図示の操作部等を介して入力されると、１本の測定スティック５０が測定部３０へセットされる。
【００８１】
この測定スティック５０の測定部３０へのセットとは、制御部７０が、１本の測定スティック５０を測定チップ搬送機構４９により測定チップ収容プレート４８Ｐから測定部３０へ移動してセットするように駆動部４９Ｄを制御することによって行われる。このように測定部３０にセットされることにより、測定スティック５０は、測定チップ搬送機構４９により定盤レール部３２Ａに搬送されて、測定対象とする測定流路５５Ａの測定領域Ｅ１及び参照流路５５Ｒの参照領域Ｅ２各々に、光ビームＬ１、光ビームＬ２が入射される位置に配置される。
【００８２】
光出射部３４から１本の誘電体ブロック５２の複数の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２各々に光ビームＬ１及び光ビームＬ２各々が照射されることにより、信号処理部３８には、複数の測定領域Ｅ１と複数の参照領域Ｅ２各々から強度分布情報が入力される。
【００８３】
このとき、制御部７０では、分注ヘッド２０を制御して、測定部３０にセットされた測定スティック５０の液体流路５５内の液を、順次置換する。
【００８４】
図１８には、液置換時の制御部７０による分注ヘッド２０の制御手順がフローチャートとして示されている。
【００８５】
まず、ステップ１４０では、新たに液体流路５５内に送液する液体をピペットチップ７２内に吸入すべく、送液する液体９０の種類に応じて試料プレート４０Ｐ又はバッファプレート４４Ｐの配設位置に分注ヘッド２０を移動させる。すなわち、モータ２２Ｂを駆動して分注ヘッド２０をＸ方向移動させると共に、モータ２４Ａを駆動して分注ヘッド２０をＺ方向移動させ、各プレートＰにセットされた液体９０を吸入可能な位置まで移動させる。
【００８６】
次のステップ１４２では、第１モータ２７Ｃを駆動して試料プレート４０Ｐ又はバッファプレート４４Ｐにセットされている液体９０を送液側のピペットチップ７２に吸入し、その後にステップ１４４に移行する。
【００８７】
ステップ１４４では、測定スティック５０の上方に分注ヘッド２０を移動させ、その後にステップ１４６に移行して、測定スティック５０の受部５９にピペットチップ７２の開口部８０を挿入し、その後にステップ１４８に移行して、第１モータ２７Ｃの駆動による送液及び第２モータ２８Ｃの駆動による吸入を実行して、液体流路５５内の液体８５の置換を行なう。
【００８８】
次のステップ１５０では、開口部５４Ａ付近にあふれ出た受部５９の液体の吸入を行なう。すなわち、モータ２４Ａの駆動によるＺ方向移動によってピペットチップ７２の開口部８０を空気導入用溝９４の配設位置まで引き上げ、その後に第１モータ２７Ｃの駆動による送液及び第２モータ２８Ｃの駆動による吸入を実行する。
【００８９】
なお、開口部５４Ａ付近にあふれ出た液体の吸入処理は、送液側、吸入側の両方のピペットチップ７２により実行してもよいし、送液側のピペットチップ７２だけにより実行するようにしてもよい。
【００９０】
次のステップ１５２では、分注ヘッド２０を所定の待機位置まで移動させ、その後に本液置換処理を終了する。
【００９１】
なお、液置換処理の終了後は、必要に応じて、ピペットチップ７２の交換や、吸入した液体の廃棄等の処理が適宜実行される。
【００９２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、ピペットチップ７２の開口部８０が挿入可能な２つの開口部５４Ａを有する液体流路５５の開口部５４Ａにピペットチップ７２の開口部８０を密着させるために、液体流路５５の各開口部５４Ａに受部５９を設けており、この受部５９は、ピペットチップ７２を開口部５４Ａに対向する位置に位置決めして開口部５４Ａに案内する第１〜第４内壁部（５９Ａ〜５９Ｄ）を有し、これら内壁部（５９Ａ〜５９Ｄ）の開口部５４Ａに接触しない位置に、第４内壁部５９Ａとピペットチップとの間に外部空気を導入するための空気導入用溝９４を設け、外部空気を導入するようにしているので、空気導入用溝９４の配設位置までピペットチップ７２の開口部８０を引き抜いた状態でピペットチップ７２による液体の吸入を実行することにより、開口部８０近傍に液体が存在する場合は液体がピペットチップ７２に吸入されると共に、開口部８０近傍に液体が存在しない場合には空気導入用溝９４を介して導入された外部空気がピペットチップ７２に吸入される。
【００９３】
したがって、外部空気が導入されない場合には液体流路５５内部の液体までピペットチップ７２に吸入される恐れがあったが、本実施の形態では、開口部８０近傍の液体だけを効率よく吸入できるので、液体流路５５内の液体の液量を一定にすることができる。
【００９４】
また、本実施形態では前述のように、ピペットチップ７２を液体流路５５内に差し込まず、第１内壁部５９Ａ内へピペットチップ７２の先端部７８を挿入して、第２内壁部５９Ｂに外周段差部７６を当接させることにより位置決めを行い、液体流路５４の開口部５４Ａにピペットチップ７２の開口部８０を配置して液体の供給を行う。したがって、ピペットチップ７２を液体流路５４に差し込んで液体を供給する場合に生じる、抜き差しによる先端部７８の劣化が抑制される。
【００９５】
また、ピペットチップ７２を液体流路５４へ差し込まないので、液体流路５４が押し広げられることがなく、注入量を安定させることができ、ピペットチップ７２を引き抜いた後の液面高さをほぼ一定にすることができる。
また、流路部材５４が軟質材料で構成され、ピペットチップ７２の先端部７８により押圧されて変形するので、ピペットチップ７２と受部５９とを密着させることができる。
【００９６】
なお、本実施形態では、流路部材５４を軟質材料で構成し、ピペットチップ７２をこれよりも硬質の材料で構成した例について説明したが、流路部材５４を硬質材料で構成し、ピペットチップ７２を軟質材料で構成して、ピペットチップ７２側を変形させてもよい。
【００９７】
また、ピペットチップ７２を液体流路５４へ差し込まないので、ピペットチップ７２が液体流路５４に差し込まれたままになり、分注管２０Ａから外れてしまうということも防止することができる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、１つの受部５９に対して２つの空気導入用溝９４を設ける形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９９】
例えば、図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、空気導入用溝９４の個数は受部５９の寸法や分注ヘッド２０の吸入力等を含む装置の仕様に応じて適宜設定することができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、受部５９の内壁に空気導入用溝９４としての切り欠きを設ける形態について説明したが、受部５９（第１内壁部５９Ａ）の内側に空気を導入できるものであればよい。
【０１０１】
例えば、図２０に示されるように、受部５９の第１内壁部５９Ａと保持部材５６の外部とを連通する空気導入用管９６を設けてもよい。なお、当該空気導入用管９６の数についても、上記空気導入用溝９４と同様、装置の仕様に応じて適宜設定することができる。
【０１０２】
さらに、上記実施の形態では、受部５９の形状を変更することにより受部５９の第１内壁部５９Ａとピペットチップ７２の先端部７８の間に空気を導入する形態について説明したが、ピペットチップ７２側の形状を変更するようにしてもよい。
【０１０３】
例えば、図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、ピペットチップ７２の先端部７８から本体部７４にかけて空気導入用切り欠き９８を設けて、受部５９の第１内壁部５９Ａとピペットチップ７２の先端部７８の間に空気を導入することもできる。
【０１０４】
なお、上記実施の形態に係るバイオセンサー１０の構成や処理の流れ等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る実施形態のバイオセンサーの内部の斜視図である。
【図２】本発明に係る実施形態のバイオセンサーの内部の上面図である。
【図３】本発明に係る実施形態のバイオセンサーの内部の側面図である。
【図４】本発明に係る実施形態の測定スティックの斜視図である。
【図５】本発明に係る実施形態の測定スティックの分解斜視図である。
【図６】本発明に係る実施形態の測定スティックの測定領域及び参照領域へ照射光が入射している状態を示す模式図である。
【図７】本発明に係る実施形態の測定スティックの１の流路部材を下側からみた図である。
【図８】本発明に係る実施形態のバイオセンサーの分注ヘッドの鉛直駆動機構を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る実施の形態のバイオセンサーの液体吸排部の概略構成図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態のバイオセンサーの光学測定部付近の構成とバイオセンサーの電気的構成を示す概略図である。
【図１１】ピペットチップの斜視図である。
【図１２】受部にピペットチップを挿入する際の液体流路及びピペットチップの内部の状態を示す断面図である。
【図１３】受部にピペットチップを挿入した状態を示す断面図である。
【図１４】受部にピペットチップを浮かせて挿入した状態を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態の受部の上面図である。
【図１６】本発明に係る実施の形態の受部にピペットチップを挿入した状態を示す空気導入用溝部分の断面図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態の受部にピペットチップを浮かせて挿入した状態を示す空気導入用溝部分の断面図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態の液置換処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】本発明に係る実施の形態のバリエーションの一例を示す上面図である。
【図２０】本発明に係る他の形態の受部及びピペットチップを示す断面図の一例である。
【図２１】本発明に係る更に他の形態のピペットチップの断面図の一例である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  バイオセンサー
２０  分注ヘッド
２０Ａ  分注管（供給管)
２２Ｂ  モータ
２４Ａ  モータ
２７  第１ポンプ
２７Ｃ  第１モータ
２８  第２ポンプ
２８Ｃ  第２モータ
３０  測定部
５０  測定スティック
５４  流路部材
５４Ａ  開口部（口部）
５５  液体流路
５６  保持部材
５９  受部（案内部）
７２  ピペットチップ（供給管）
７４  本体部
７６  外周段差部
７８  先端部
８０  開口部
９４  空気導入用溝（空気導入部）
９６  空気導入用管（空気導入部）
９８  空気導入用切り欠き（空気導入部）
【図１】
2008232951.tif 000003
【図２】
2008232951.tif 000004
【図３】
2008232951.tif 000005
【図４】
2008232951.tif 000006
【図５】
2008232951.tif 000007
【図６】
2008232951.tif 000008
【図７】
2008232951.tif 000009
【図８】
2008232951.tif 000010
【図９】
2008232951.tif 000011
【図１０】
2008232951.tif 000012
【図１１】
2008232951.tif 000013
【図１２】
2008232951.tif 000014
【図１３】
2008232951.tif 000015
【図１４】
2008232951.tif 000016
【図１５】
2008232951.tif 000017
【図１６】
2008232951.tif 000018
【図１７】
2008232951.tif 000019
【図１８】
2008232951.tif 000020
【図１９】
2008232951.tif 000021
【図２０】
2008232951.tif 000022
【図２１】
2008232951.tif 000023