(57)【要約】【課題】例えば血液などの微量液体の定量採取及びその微量液体と他の液体との混合を簡単且つ確実に行うことである。【解決手段】一端に設けた第１液体導入口２Ａから、毛細管現象により第１液体を内部に導入する細管状の第１液体保持部２と、前記第１液体保持部２の側周面の一部に設けた開口に連通して設けられ、第２液体を保持する第２液体保持部３と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に設けた第１液体導入口から、毛細管現象により第１液体を内部に導入する細管状の第１液体保持部と、
前記第１液体保持部の側周面の一部に設けた開口に連通して設けられ、第２液体を保持する第２液体保持部と、を備えた液体混合装置。
【請求項２】
前記開口部が、前記第１液体保持部の基端部から先端部に亘って設けられている請求項１記載の液体混合装置。
【請求項３】
前記第１液体及び前記第２液体の混合液体を導出させる混合液体導出口を備えている請求項１又は２記載の液体混合装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３記載の液体混合装置を試料導入部として備えた分析装置。
【請求項５】
一端に設けた第１液体導入口から、毛細管現象により第１液体を内部に導入する細管状の第１液体保持部と、前記第１液体保持部の側周面の一部に設けた開口に連通して設けられ、第２液体を保持する第２液体保持部と、を備えた液体混合装置を用いた液体混合方法であって、
前記第１液体保持部に第１液体を導入する第１液体導入工程と、
前記第１液体導入工程後、前記第２液体保持部に第２液体を導入する第２液体導入工程と、を備えている液体混合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を混合するための流体混合装置に関し、特に毛細管現象を利用した微量液体混合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば血液を分析する場合、前処理工程として、真空採血管又はシリンジなどで採血する工程、ガラスキャピラリー管又はピペット等を用いて、真空採血管内の血液を一定量採取する工程、及び一定量採取した血液を一定量の試薬の入った容器に導入して、振動装置などを用いて混合する工程がある。
【０００３】
しかしながら、上述したように作業工程が多く、特にガラスキャピラリー管又はピペット等を用いて血液を一定量採取する作業には熟練が必要である。
【０００４】
一方、特許文献１に示すように、血液を収容する採血管を血液分析装置に導入して、一定量の血液及び試薬を自動で吸い取り、同一の容器内に導入して定量混合を行うものがある。
【０００５】
しかしながら、この定量混合は、当該血液分析装置専用に行うものであり、その混合液体を他の分析装置に用いることができない。また、血液分析装置内に一体に設けられた機構により定量混合を行うものであり、血液を定量混合する為だけに用いる場合でも、血液分析装置を用いる必要があり、作業が大がかりになってしまう。
【特許文献１】特開２００２−５５０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、例えば血液などの微量液体の定量採取及びその微量液体と他の液体との混合を簡単且つ確実に行うことをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る液体混合装置は、一端に設けた第１液体導入口から、毛細管現象により第１液体を内部に導入する細管状の第１液体保持部と、前記第１液体保持部の側周面の一部に設けた開口に連通して設けられ、第２液体を保持する第２液体保持部と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
このようなものであれば、第１液体導入口に液体を付着等するだけで、毛細管現象により自動的に、一定量の第１液体が第１液体導入口から導入されて、第１液体保持部に保持されるので、ガラスキャピラリー管又はピペット等を用いることなく、微量液体の定量採取を簡単且つ確実に行うことができる。また、第１液体保持部に第１液体を保持させた後に、第２液体保持部に第２液体を保持させるだけで、拡散により、第１液体と第２液体とを簡単且つ確実に混合することができる。そして、このように混合した液体を種々の用途に用いることができるようになる。
【０００９】
第１液体と第２液体との混合時間を短縮し、混合を確実に行うためには、前記開口部が、前記第１液体保持部の基端部から先端部に亘って設けられていることが望ましい。
【００１０】
また、前記第１液体導入口及び第２液体導入口とは別に、前記第１液体及び前記第２液体の混合液体を導出させる混合液体導出口を備えていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明に係る分析装置は上記に記載した液体混合装置を試料導入部として備えることを特徴とする。このようなものであれば、定量機構、試薬混合機構等を不要とすることができ、装置構成を極めて簡単にすることができる。
【００１２】
より具体的には、前記第１液体及び第２液体の混合液体を導出させる混合液体導出口から分析装置本体へ、その混合液体を導入するものであることが望ましい。
【００１３】
さらに本発明に係る液体混合方法は、一端に設けた第１液体導入口から、毛細管現象により第１液体を内部に導入する細管状の第１液体保持部と、前記第１液体保持部の側周面の一部に設けた開口に連通して設けられ、第２液体を保持する第２液体保持部と、を備えた液体混合装置を用いた液体混合方法であって、前記第１液体保持部に第１液体を導入する第１液体導入工程と、前記第１液体導入工程後、前記第２液体保持部に第２液体を導入する第２液体導入工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
このようにしなければ、第１液体を毛細管現象により第１液体保持部に導入することができない。つまり、初めに第２液体を第２液体保持部に導入してしまうと、その第２液体が、第１液体保持部及び第２液体保持部を連通する開口を通じて、第１液体保持部内に毛細管現象により導入してしまい、その後、第１液体を導入しようとしても、導入できなくなるからである。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成した本発明によれば、例えば血液などの微量液体の定量採取及びその微量液体と他の液体との混合を簡単且つ確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態に係る流体混合装置について、図面を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態に係る微量液体混合装置１の斜視図である。図２は、微量液体混合装置１の平面図である。図３は、微量液体混合装置１の側面図である。図４は、微量液体混合装置１のＡ−Ａ線端面図である。
【００１７】
＜装置構成＞
本実施形態に係る微量液体混合装置１は、混合される液体（被混合液）である血液等の第１液体と、混合する液体（混合液）である試薬等の第２液体とを混合する装置であり、図１、図２及び図３に示すように、矩形板状をなし、一端に設けた第１液体導入口２Ａから、毛細管現象により第１液体を内部に導入する細管状の第１液体保持部２と、第１液体保持部２の側周面の一部に設けた開口に連通して設けられ、第２液体を保持する第２液体保持部３と、を備え、本体基板１１とカバープレート１２との二層構造により構成されている。
【００１８】
本体基板１１は、矩形板状をなすアクリル製の基板であり、その具体的寸法は、例えば長さ３５ｍｍ×幅５ｍｍ×厚さ３ｍｍである。そして、その上面には、図２及び図４に示すように示すように、カバープレート１２が接着又は接合されることにより、カバープレート１２の下面とともに、細管状の第１液体保持部２を形成する第１液体溝１１１と、第２液体保持部３を形成する第２液体溝１１２と、を備えている。
【００１９】
第１液体溝１１１は、本体基板１１の上面に直線状に形成されている。その具体的寸法は、毛細管現象により第１液体が移送される形状であり、例えば、溝幅が５０μｍ〜３５０μｍ、深さが２００μｍである。最適値としては、溝幅２５０μｍ、深さ２００μｍである。
【００２０】
第２液体溝１１２は、本体基板１１の上面に平面視概略Ｕ字形に形成されている。その具体的寸法は、その断面積が第１液体溝１１１の断面積よりも大きい形状であり、溝幅１０００μｍ、深さ１０００μｍであり、直線部分の長さが約２８ｍｍである。
【００２１】
そして、第１液体溝１１１が、第２液体溝１１２の曲線部下流側において合流し、第２液体溝１１２の下流側直線部分と第１液体溝１１１の基端部から先端部とがその側周面において繋がっている。より具体的には第１液体溝１１１の一方の側面と、第２液体溝１１２の下流側直線部分の一方の側面上部とが繋がっている。
【００２２】
このような構成において、カバープレート１２を接着又は接合することにより、第１液体保持部２が形成されるとともに、その第１液体保持部２の側周面、具体的には一方の側面に長孔状の開口が形成され、その開口に第２液体保持部３が連通する構造となる。このような構造により、毛細管現象により自動的に第１液体導入口２Ａから第１液体保持部２内に導入された第１液体は、開口を介して、第２液体保持部３内に流入することはない。
【００２３】
カバープレート１２は、前記本体基板１１とほぼ同一面積及び所定厚さを有するアクリル製のプレート基板であり、その一端部に第１液体を導入するための第１液体導入口２Ａを備え、他端部に第２液体を導入するための第２液体導入口３Ａと、第１液体及び第２液体の混合液体を導出させる混合液体導出口３Ｂとを備えている。
【００２４】
そして、カバープレート１２は、本体基板１１に取り付けられた状態において、その第１液体導入口２Ａが第１液体溝１１１の端部に連通しており、第２液体導入口３Ａが第２液体溝１１２の一端部に連通し、混合液体導出口３Ｂが第２液体溝１１２の他端部に連通する。そして、そのカバープレート１２の下面及び第１液体溝１１１により、第１液体保持部２を形成し、また、その下面及び第２液体溝１１２により、第２液体保持部３を形成する。
【００２５】
本実施形態のように、第１液体導入口２Ａと、第２液体導入口３Ａ及び混合液体導出口３Ｂとが反対側に位置するようにしているので、それぞれの液体を導入する際の誤操作を防止することができる。
【００２６】
＜製作方法＞
次に、本実施形態に係る微量液体混合装置１の製作方法について説明する。まず、矩形板状の本体基板１１上面に切削加工又は金型加工により第１液体溝１１１及び第２液体溝１１２を形成する。また、カバープレート１２に第１液体導入口２Ａ、第２液体導入口３Ａ及び混合液体導出口３Ｂを形成する。
【００２７】
そして、その本体基板１１とカバープレート１２を接着又は接合させる。このとき、第１液体導入口２Ａが第１液体溝１１１の端部に連通するように、第２液体導入口３Ａが第２液体溝１１２の一端部及び混合液体導出口３Ｂが第２液体溝１１２の他端部に連通するように接着又は接合させる。
【００２８】
このようにして、内部に第１液体保持部２及び第２液体保持部３を有する矩形板状のアクリル製の微量液体混合装置１が製作される。
【００２９】
なお、素材としては、アクリル以外の樹脂又はガラス等の無機材料でも製作可能であるが、素材により表面状態が異なるため、毛細管力にも違いがある。そのため各素材に合わせて細い流路（第１液体溝１１１）の断面形状を変える必要がある。また、表面処理により、細い流路（第１液体溝１１１）を親水性、太い流路（第２液体溝１１２）を疎水性にすることにより、流路断面形状の自由度を上げることもできる。
【００３０】
＜微量液体混合方法＞
次に、このように構成した本実施形態に係る微量液体混合装置１を用いた定量採取及び希釈処理について説明する。
【００３１】
＜第１液体導入工程＞
第１液体導入工程は、第１液体を定量採取する工程である。
【００３２】
第１液体保持部２及び第２液体保持部３が空の状態において、第１液体導入口２Ａに第１液体である血液を滴下する。そうすると、血液は、毛細管現象により自動的に、第１液体導入口２Ａから細管状の第１液体保持部２内に導入される。そして、血液が第１液体保持部２の先端部分まで到達すると、毛細管現象は終了し、所定量の血液が、第１液体保持部２内に保持される。このとき、第１液体保持部２内に導入された血液は、毛細管力の違いにより、開口を介して、第１液体保持部２よりも太い（断面積が大きい）第２液体保持部３には流入しない。
【００３３】
次に、第１液体導入口２Ａに完全に血液が導入されたことを目視により確認した後、第１液体導入口２Ａに図示しない蓋をする。
【００３４】
＜第２液体導入工程＞
第２液体導入工程は、第１液体と第２液体とを定量混合する工程である。
【００３５】
第２液体導入口３Ａにより第２液体である試薬を導入することにより、第２液体保持部３に試薬が保持される。このとき、第１液体保持部２に設けられた開口から、血液が試薬中に拡散して、血液と試薬とが混合される。なお、試薬の導入には、シリンジ等を用いて手動で行うこともできるし、ポンプ等を用いて自動で移送することもできる。
【００３６】
そして、混合液体導出口３Ｂから血液と試薬との混合液体を取り出し、各種センサに導入される。具体的なセンサとしては、赤血球数、白血球数などを計測する血球カウンタ、ｐＨ、Ｎａ、Ｋ等のイオンセンサ、血液ガスセンサ、各種抗体や酵素を用いたバイオセンサ等が考えられる。
【００３７】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る流体混合装置１によれば、第１液体導入口２Ａに液体を付着等するだけで、毛細管現象により自動的に、一定量の第１液体を第１液体導入口２Ａから導入することができ、そして、毛細管現象の終了と同時に、第１液体保持部２に一定量の第１液体を保持することができるので、ガラスキャピラリー管又はピペット等を用いることなく、微量液体の定量採取を簡単且つ確実に行うことができる。また、第１液体保持部２に第１液体を保持させた後に、第２液体保持部３に第２液体を保持させるだけで、拡散により、第１液体と第２液体との定量混合を簡単且つ確実に混合することができる。つまり、第１液体の定量採取と、第１液体及び第２液体の定量混合とを１つの装置において極めて簡単に行うことができる。
【００３８】
ここで、第１液体導入口２Ａに蓋をすることで、図２の斜線部分の第１液体が、第２液体と定量混合されるため、第１液体溝１１１の形状で定量する血液量を決定することができる。
【００３９】
また、本体基板１１に溝を形成し、カバープレート１２に導入口などを形成して、それらを接着又は接合することにより製作しているので、その製作が極めて簡単である。さらに、他の測定系との連結を極めて簡単にすることができる。
【００４０】
その上、定量採血、定量混合を、本装置により行うことができるので、従来の血液分析装置等の内部に設けられた定量機構、試薬混合機構等の一部を省略可能にでき、その結果、血液分析装置の小型化、低コスト化等も実現することができる。
【００４１】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【００４２】
例えば、前記実施形態では、微量液体混合装置１が、本体基板１１と、その本体基板１１に接着又は接合されるカバープレート１２とから構成され、それらにより、第１液体保持部２及び第２液体保持部３が形成されるものであったが、本体基板１１のみから構成するようにしても良い。つまり、例えば本体基板１１に設けた第１液体溝１１１を第１液体保持部２として、その第１液体溝１１１の端部を第１液体導入口２Ａとし、第２液体溝１１２を第２液体保持部３として、その第２液体溝１１２の一端部を第２液体導入口３Ａ、他端部を混合液体導出口３Ｂとしても良い。
【００４３】
また、前記実施形態の第２液体保持部３は、平面視概略Ｕ字形状をなすものであったが、これに限定されない。例えば、図５に示すように、平面視概略直線状をなすものであっても良い。また、平面視概略コの字形状をなすものであっても良い。
【００４４】
さらに、前記実施形態では、第１液体溝１１１及び第２液体溝１１２の繋がっている部分（接触混合部分）は直線状をなすものであったが（図２参照）、その他、図６に示すように、曲線状をなすようにしても良い。
【００４５】
その上、図７に示すように、第１液体保持部２を途中で複数に分岐（図７においては、２分岐）させて、それぞれの第１液体保持部２と接触する複数の第２液体保持部３を設けるようにしても良い。これならば、一度に複数の定量サンプリングを行うことができる。また、複数の第２液体保持部３に導入する第２液体の種類を異ならせることにより、一度に異なる混合液体を得ることができる。
【００４６】
加えて、それぞれの接触混合部分の長さを異ならせるようにしても良い。これならば、一度に、混合比率の異なる定量サンプリングを行うことができる。
【００４７】
さらに加えて、前記実施形態では、第１液体保持部２及び第２液体保持部３がそれぞれ１つであったが、図８に示すように、１つの第２液体保持部３に対して、２つ以上の第１液体保持部２を設けるようにしても良い。
【００４８】
１つの微量液体混合装置１において、複数の第１液体保持部２及び複数の第２液体保持部３を設けるようにしても良い。
【００４９】
また、前記実施形態では、本体基板１１とカバープレート１２とを接着又は接合することによって構成しているが、カバープレート１２が本体基板１１に対してスライドして一体構成されるものであっても良い。さらに、カバープレート１２に第１液体導入口２Ａ、第２液体導入口３Ａ、混合液体導出口３Ｂを開閉するスライド形式の蓋を設けても良い。
【００５０】
さらに、図９に示すように、ブロック体である基板本体１１に第１液体保持部２及び第２液体保持部３を形成した、カバープレート１２を用いないものであって良い。なお、第１液体導入口２Ａ、第２液体導入口３Ａ及び混合液体導出口３Ｂの配置は、図９に限定されない。
【００５１】
前記実施形態では、第１液体溝が第２液体溝の側面上部において繋がっている構造であったが、その他の側周面、例えば側面下部、底面等で繋がるようにしても良い。つまり、前記実施形態では、第１液体保持部の側面に開口を形成し、その開口に第２液体保持部が連通するようにしているが、第１液体保持部の底面又は上面などに開口を形成し、その開口に第２液体保持部を連通するようにしても良い。
【００５２】
また、第１液体保持部２及び第２液体保持部３の接触混合部分の下流側に測定セル又はセンサを配置することにより、高機能化を行うことができる。
【００５３】
また、微量液体混合装置を試料導入部として備えた分析装置としても良い。
【００５４】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る微量液体混合装置の斜視図。
【図２】同実施形態における微量液体混合装置の平面図。
【図３】同実施形態における微量液体混合装置の側面図。
【図４】同実施形態における微量液体混合装置の端面図。
【図５】微量液体混合装置の第１の変形例を示す平面図。
【図６】微量液体混合装置の第２の変形例を示す平面図。
【図７】微量液体混合装置の第３の変形例を示す平面図。
【図８】微量液体混合装置の第４の変形例を示す平面図。
【図９】微量液体混合装置の第５の変形例を示す平面図。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・・微量液体混合装置
２Ａ・・・第１液体導入口
２・・・・第１液体保持部
３・・・・第２液体保持部
３Ａ・・・第２液体導入口
３Ｂ・・・混合液体導出口
【図１】
2008145212.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008145212.tif 000006
【図５】
2008145212.tif 000007
【図６】
2008145212.tif 000008
【図７】
2008145212.tif 000009
【図８】
2008145212.tif 000010
【図９】
2008145212.tif 000011