(57)【要約】【課題】微量成分であっても高い検出感度を容易に得ることのできる分析試料容器、分析装置および分析方法を提供する。【解決手段】検出対象成分を含有すると共に比重差による相分離現象を呈する液体試料１５を収容するウェル１２を備え、このウェル１２が、第１領域１３と、鉛直方向に沿って第１領域１３に隣接し、第１領域１３の水平方向断面よりも小さな水平方向断面を有する第２領域１４とを含むようにした。このため、第２領域１４の水平方向断面が第１領域１３の水平方向断面と同等である場合よりも、鉛直方向における液体試料１５の厚みを大きくすることができ、分光分析の際、測定光束７０によって照射される検出対象成分の鉛直方向の長さ（光路長）を大きくすることができ、高感度な検出が可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象成分を含有する液体試料を収容する収容部分を備えた分析試料容器であって、
前記収容部分は、第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、
前記第２の領域における前記第１および第２の領域の配列方向と直交する断面が、前記第１の領域における前記配列方向と直交する断面よりも小さい
ことを特徴とする分析試料容器。
【請求項２】
前記配列方向が鉛直方向と一致する場合において、
前記液体試料は、前記検出対象成分が相対的に比重の大きな相に抽出されるものであり、
前記第２の領域が前記第１の領域の鉛直方向下側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の分析試料容器。
【請求項３】
前記配列方向が鉛直方向と一致する場合において、
前記液体試料は、前記検出対象成分が相対的に比重の小さな相に抽出されるものであり、
前記第２の領域が前記第１の領域の鉛直方向上側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の分析試料容器。
【請求項４】
前記液体試料は、着脱可能な保持部材によって前記収容部分に保持されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の分析試料容器。
【請求項５】
前記収容部分が複数形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の分析試料容器。
【請求項６】
前記第１の領域は、前記配列方向に沿って前記第２の領域へ向かうに従い、前記配列方向と直交する断面が漸次縮小する領域部分を含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の分析試料容器。
【請求項７】
前記第２の領域は、前記配列方向に沿った軸を回転中心とし、１ｍｍ以上４ｍｍ以下の直径と１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である前記配列方向高さとを有する円柱形状をなしている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の分析試料容器。
【請求項８】
前記第１の領域は、４ｍｍより大きく、かつ、３０ｍｍ以下の直径をなす円柱部分を有する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の分析試料容器。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の分析試料容器と、
少なくとも前記第２の領域の液体試料を前記配列方向から照射する測定光束を発する光源と、
前記測定光束に応じて前記第２の領域の液体試料から射出される光を検出する検出部と
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項１０】
前記第２の領域における前記配列方向と直交する断面は、前記測定光束における前記配列方向と直交する断面に相当する大きさを有する
ことを特徴とする請求項９に記載の分析装置。
【請求項１１】
前記検出部は、前記分析試料容器を挟んで前記光源とは反対側に設けられている
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の分析装置。
【請求項１２】
第１の領域と、使用時において鉛直方向に沿って前記第１の領域に隣接し、前記第１の領域の水平方向断面よりも小さな水平方向断面を有する第２の領域とを含む収容部分を備えた分析試料容器を用意する第１のステップと、
前記収容部分に、検出対象成分を含むと共に相分離現象を呈する液体試料を収容する第２のステップと、
少なくとも前記第２の領域の液体試料に対して、鉛直方向から測定光束を照射し、それに応じて前記第２の領域の液体試料から射出される光を検出する第３のステップと
を含むことを特徴とする分析方法。
【請求項１３】
前記第２のステップは、
前記検出対象成分を含む水溶液に所定の添加物を添加することにより前記液体試料を調製し、前記比重差による相分離現象を利用して前記液体試料の相分離を行うステップを含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の分析方法。
【請求項１４】
前記第２のステップは、
前記第２の領域を前記第１の領域の鉛直方向下側に配置し、前記検出対象成分を沈降させることにより、前記第２の領域の液体試料の中に前記検出対象成分を抽出するステップを含む
ことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の分析方法。
【請求項１５】
前記第２ステップは、
前記第２の領域を前記第１の領域の鉛直方向上側に配置し、前記検出対象成分を浮上させることにより、前記第２の領域の液体試料の中に前記検出対象成分を抽出するステップを含む
ことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の分析方法。
【請求項１６】
前記第３ステップにおいて、
前記分析試料容器を挟んで前記光源とは反対側において前記第２の領域の液体試料から射出される光を検出する
ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分析試料から射出される光の光度変化を利用して成分分析を行う分析方法ならびにそれに用いる分析試料容器および分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水溶液中の微量成分、特に多環式芳香族化合物や金属イオンを分析する方法として、吸光分析法、蛍光分析法あるいは発光分析法などの化学分析が採用されている。このような化学分析の分析対象物質を水溶液中から抽出する方法の一つとして、均一液液抽出法が知られている。これは、均一溶液の状態から、ある種の相分離現象を利用して目的溶質（抽質）を抽出分離する方法である。この方法の特徴は、水に不溶な有機相を用いてあらかじめ機械的な振り混ぜを行う通常の溶媒抽出法と比べ、水相の溶質と有機相との接触頻度が高く、しかも溶質が２相間界面を通過する際の障害がないので抽出速度が著しく大きくなるという点にある。この均一液液抽出法を用いれば、多環式芳香族化合物や金属イオン錯体（金属イオンを配位子と反応させて錯体としたもの）などを濃縮することが可能となり高感度な分析ができる。
【０００３】
均一液液抽出法を用いた例としては、例えば、水−酢酸−クロロホルムの３成分からなる均一溶液系における金属イオン錯体の抽出操作が挙げられる。この場合、上記均一溶液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することにより微小体積のクロロホルム相を分離させる。この際、クロロホルム相には金属イオン錯体が抽出され、金属イオン錯体がクロロホルム相に濃縮されることになる（非特許文献１）。また、均一液液抽出法を用いた他の例として、過フッ化オクタンカルボン酸（ＨＰＦＯＡ）−有機溶媒−水の３成分からなる均一溶液系における多環式芳香族化合物または金属イオン錯体の抽出操作が挙げられる。この場合には、ＨＰＦＯＡの酸解離を利用する。すなわち、ＨＰＦＯＡ相は、溶解している状態ではＨ＋  とＰＦＯＡ−  とに解離して存在しており、酸（Ｈ＋  ）を添加することにより以下の化１における平衡状態が右に偏り、ＨＰＦＯＡという化学種になる。ＨＰＦＯＡは疎水性が強く会合・凝集する。さらに、ＨＰＦＯＡは水よりも密度が大きいので、会合・凝集したＨＰＦＯＡは沈降することとなる。この際、沈降するＨＰＦＯＡに多環式芳香族化合物や金属イオン錯体などが抽出され、ＨＰＦＯＡ相に多環式芳香族化合物や金属イオン錯体などが濃縮されることになる。なお、実際には、初めに存在した有機溶媒および水も、このＨＰＦＯＡ相に共存する。このときの濃縮倍率は、初めの均一溶液系の溶液体積とＨＦＰＯＡ相の体積との比、すなわち、以下の式（１）で表すことができる。
（濃縮倍率）＝（初めの溶液体積）／ＨＰＦＯＡ相の体積  ……（１）
このような式（２）で表される濃縮倍率は、例えば２×１０５  倍にもなることが報告されている（非特許文献２ないし７参照。）。この濃縮倍率は、上記したＨＰＦＯＡ相を用いない方法（クロロホルム相に濃縮する方法）に比べ、遙かに高い倍率である。
【０００４】
【化１】
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【０００５】
一方、生体関連物質などの分析を行う場合には、マイクロプレートという多数のウェル（窪み）を有する、例えばポリスチレン製の容器に液体試料と試薬とを投入して反応させ、これをマイクロプレートリーダーという装置で分光（吸光、蛍光または化学発光）分析する方法が一般的に用いられる。この装置によれば、多検体を同時に、かつ短時間で分析することができる。例えば、９６個のウェルを有するマイクロプレートを使用した場合には、最大９６試料の分析を数秒間で行うことが可能である。ウェルは一つ一つ独立しており、反応容器と比色セルとを兼ね備えている。ウェルの容量は、例えば０．３ｍｌである。マイクロプレートを用いた分析方法の特徴としては、多検体の同時測定が可能であるほか貴重な試料や高価な試薬の使用量を少量化できる点が挙げられる。ウェル底面の形状としては、平坦である平底型（例えば特許文献１ないし３参照）、Ｖ字形状に窪んでいるＶ字型（例えば特許文献４参照）、または曲線状に窪んでいる丸底型などがある。また、マイクロプレートの測定をおこなうマイクロプレートリーダーは、一般的な機器分析装置、例えば、原子吸光分析装置やＩＣＰ発光分析装置などに比べ安価であることや、小型であるため省スペース化が可能であることなどの利点を有している。
【０００６】
【非特許文献１】
五十嵐淑郎著，「ぶんせき」，１９９４年，第４３巻，ｐ．１１８３−１１８８
【非特許文献２】
五十嵐淑郎他，「Ｍｉｋｒｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ」，  １９９２年，第１０６巻，  ｐ．３７−４４
【非特許文献３】
五十嵐淑郎他，「ケミストリー  レターズ（ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ  ＬＥＴＴＥＲＳ  ）」１９９４年
【非特許文献４】
五十嵐淑郎他，「ジェイ・コロイダル  アンド  インターフェイス  サイエンス（Ｊ．ＣＣＬＬＯＩＤＡＬ  ＡＮＤ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ）」，  １９９５年，第１７３巻，ｐ．２５１−２５３
【非特許文献５】
五十嵐淑郎他，「タランタ（Ｔａｌａｎｔａ  ）」，１９９６年，第４３巻，ｐ．２３３−２３７
【非特許文献６】
五十嵐淑郎他，「ぶんせき」，１９９７年，第９巻，ｐ．７０９
【非特許文献７】
五十嵐淑郎他，「アメリカン  ラボラトリ  ニューズ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｎｅｗｓ」，第３４巻，ｐ．１５，ｐ．２９−３０
【特許文献１】
特開平９−６８５３２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１９８９５号公報
【特許文献３】
特表２０００−５１３８１９号公報
【特許文献４】
特開平８−２０１３８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイクロプレートを用いた分光分析では、液体試料に光が当たっている距離（光路長）に依存して検出感度が変化するので、容器内の試料の厚み高さによっては十分な検出感度が得られないなどの問題があった。この問題を解決する方法として、上記した均一液液抽出法を用いて液体試料の濃縮操作を施すことにより検出感度向上を図るという方法が考えられる。
【０００８】
図１１（Ａ），（Ｂ）は、一般的なマイクロプレートを使用し、均一液液抽出法により液体試料中の微量成分の分析を行う方法を説明するものである。具体的には、図１１（Ａ），（Ｂ）はいずれも一般的なマイクロプレートの部分断面図であり、保持体１１１およびそれに形成された１つのウェル１１２を拡大して示したものである。ここでは、まず、図１１（Ａ）に示したように、深さＨ１，内径Φ１を有するウェル１１２を、相分離前の液体試料１５によって高さＬ２まで満たした状態とする。こののち、フッ素系界面活性剤や酸などの添加物を添加して濃縮操作を施すことにより、図１１（Ｂ）に示したように、ほとんど検出対象物を含まない抽剤相１５Ａと比較的高い濃度で検出対象物を含む抽質相１５Ｂとに相分離した状態とする。次いで、光束径ΦＰを有する測定光束７０を鉛直方向から抽質相１５Ｂに照射し、それに応じて抽質相１５Ｂから射出される光を検出することにより分光分析を行う。しかし、このような方法は簡便ではあるものの、当初の液体試料１５の体積が限られるので抽質相１５Ｂの厚みＬ２Ｂが薄くなりがちである。このため、測定光束７０が抽質相１５Ｂを通過する際の光路長が不足し、十分な検出感度が得られない場合が多い。そこで、ウェル１１２の深さＨ１を大きく延伸することで高さＬ２を大きくし、相分離後の抽質相１５Ｂの厚みＬ２Ｂを稼ぐ方法も考えられるが、分析装置の構成上、マイクロプレートの設置スペースは限られており、十分な検出感度を得られる程度まで深さＨ１を大きくすることは困難である。一方、内径Φ１を拡大することでウェル１１２の容量を増大しようとした場合には、内径Φ１が測定光束７０の光束径ΦＰよりも大きくなってしまい、不感領域Ｓが生じてしまう。このため、ごく一部の抽質相１５Ｂのみを測定することとなり、効率的に光路長を稼ぐことが難しく、多くの抽質相１５Ｂが検出感度に寄与せず無駄となる。さらに、極端に内径Φ１を大きくしてしまうと、多検体同時測定というマイクロプレート本来の特徴を失いかねない。このように、単にマイクロプレートのウェル１１２内において均一液液抽出法による濃縮操作を行っただけでは十分な検出感度が得られない。
【０００９】
そこで、一旦、ウェル１１２と比べて十分に大きな容器に試料溶液１１５を入れ、所定の添加物を加え濃縮操作を行ったのち、抽質相１５Ｂのみを取り出してウェル１１２に移し替えて分光分析を行う方法も考えられる。これによれば、ウェル１１２を十分に抽質相１５Ｂで満たした状態で測定光束７０を照射することができ、十分な光路長を稼ぐことができる。しかし、この方法では２段階の操作が必要であり煩雑となるうえ、大きな容器内に得られた抽質相１５Ｂを完全にウェル１１２へ移し替えることは事実上困難であるので、測定精度に欠ける。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、微量成分であっても高い検出感度を容易に得ることのできる分析試料容器、分析装置および分析方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の分析試料容器は、検出対象成分を含有する液体試料を収容する収容部分を備えた分析試料容器であり、収容部分が、第１の領域と、この第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、第２の領域における第１および第２の領域の配列方向と直交する断面が、第１の領域における配列方向と直交する断面よりも小さくなるようにしたものである。
【００１２】
本発明の分析試料容器では、上記構成により、第２の領域における第１および第２の領域の配列方向と直交する断面が第１の領域における配列方向と直交する断面と同等である場合よりも、液体試料における配列方向の厚みが大きくなる。
【００１３】
本発明の分析装置は、分析試料容器と、光源と、検出部とを備えたものであり、分析試料容器が、検出対象成分を含有すると共に相分離現象を呈する液体試料を収容すると共に、第１の領域と、この第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、第２の領域における第１および第２の領域の配列方向と直交する断面が、第１の領域における配列方向と直交する断面よりも小さいものであり、光源が、少なくとも第２の領域の液体試料を配列方向から照射する測定光束を発するものであり、検出部が、測定光束に応じて第２の領域の液体試料から射出される光を検出するものである。
【００１４】
本発明の分析装置では、上記構成により、第２の領域における第１および第２の領域の配列方向と直交する断面が第１の領域における配列方向と直交する断面と同等である場合よりも、配列方向における液体試料の厚みが大きくなるので、より大きな光度が検出される。
【００１５】
本発明の分析方法は、第１の領域と、使用時において鉛直方向に沿って第１の領域に隣接し、第１の領域の水平方向断面よりも小さな水平方向断面を有する第２の領域とを含む収容部分を備えた分析試料容器を用意する第１のステップと、収容部分に、検出対象成分を含むと共に相分離現象を呈する液体試料を収容する第２のステップと、少なくとも第２の領域の液体試料に対して、鉛直方向から測定光束を照射し、それに応じて第２の領域の液体試料から射出される光を検出する第３のステップとを含むようにしたものである。
【００１６】
本発明の分析方法では、上記のステップにより、第２の領域の水平方向断面が第１の領域の水平方向断面と同等である分析試料容器を用いる場合よりも、鉛直方向における液体試料の厚みが大きくなるので、より大きな光度が検出される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る分析試料容器１０の構成を表す部分断面斜視図である。分析試料容器１０は、いわゆるマイクロプレートと呼ばれるものであり、分析試料を保持する保持体１１を有している。保持体１１には、検出対象成分を含有すると共に、例えば比重差により相分離現象を呈する液体試料１５（後出）を収容する収容部分としての複数のウェル１２が設けられており、複数の液体試料１５を同時に分析できるように構成されている。ウェル１２の内面は、第１内壁面Ｎ１、傾斜面Ｎ２、第２内壁面Ｎ３および底面Ｎ４によって構成されている。なお、後述する変形例と区別するため、以下、分析試料容器１０Ａ、保持体１１Ａおよびウェル１２Ａと記す。
【００１９】
図２は、ウェル１２Ａの断面構成を拡大して示したものである。図２に示したように、ウェル１２Ａは、第１領域１３Ａと、これに隣接する第２領域１４Ａとを有し、これら第１領域１３Ａおよび第２領域１４Ａの配列方向に沿って深さＨ１を有している。第１領域１４Ａは、第１内壁面Ｎ１を含む内径Φ１の円柱部分と、傾斜面Ｎ２を含む領域部分とを有している。この領域部分は、第１および第２領域１３Ａ，１４Ａの配列方向に沿って第２領域１４Ａへ向かうに従い、配列方向と直交する断面が漸次縮小するようになっている。一方の第２領域１４Ａは、第２内壁面Ｎ３と底面Ｎ４とを含む領域であり、配列方向に沿った軸を回転中心とする、内径Φ２，深さＨ２の円柱形状の空間で占められている。第２領域１４Ａにおける第１および第２領域１３Ａ，１４Ａの配列方向と直交する断面は、第１領域１３Ａにおける配列方向と直交する断面よりも小さくなっている。すなわち、第２内壁面Ｎ３の内径Φ２は、第１内壁面Ｎ１の内径Φ１よりも小さくなっている。具体的には、内径Φ２は１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが望ましい。内径Φ１は内径Φ２よりも大きく、例えば、４ｍｍより大きく、かつ、以上３０ｍｍ以下であることが望ましい。また、第２領域１４Ａの深さＨ２は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。さらに、傾斜面Ｎ２が配列方向に直交する面に対してなす傾斜角度θは、例えば３０°である。
【００２０】
図３は、図１に示した分析試料容器１０Ａを用いた本発明の一実施の形態に係る分析装置の構成を表すものである。この分析装置は、分析試料容器１０Ａと、少なくとも第２領域１４Ａの液体試料１５を鉛直方向から照射するレーザー光などの測定光束７０を発する光源２１を含む照射部２０と、測定光束７０に応じて第２領域１４Ａの液体試料１５から射出される光を検出する検出部３０とを備えたものである。検出部３０は、分析試料容器１０Ａを挟んで光源２１とは反対側に設けられている。さらに、この分析装置は、検出部３０で検出した結果を処理し、かつ表示する処理部４０と、操作を制御する制御部５０とを備えている。また、照射部２０、分析試料容器１０および検出部３０は、外来光が入らないように遮光板により囲まれた測光室６０の内部に設けられている。
【００２１】
光源２１は、例えば複数の波長のレーザー光などを選択的に照射することができるものである。光源２１は１つでもよいが、分析試料容器１０のウェル１２Ａに合わせて複数設けるようにしてもよい。その場合、光源２１は、全てのウェル１２Ａに対応するように設けるようにしてもよいし、あるいは列毎に対応するように設け、同一の列のウェル１２Ａに対して同時に測定光束７０を照射しつつ、光源２１あるいは分析試料容器１０を移動させるようにして全てのウェル１２Ａに測定光束７０を照射するようにしてもよい。光源２１には例えば制御部５０が接続されており、制御部５０からの指示により波長が選択される。光源２１から射出された測定光束７０は、プリズム２２で適宜調整されたのち、レンズ２３で集光されて分析試料容器１０に照射されるようになっている。なお、例えば、特定の金属イオンの分析のみを目的とする場合には、その測定に用いる特定波長の測定光束７０のみを照射する光源２１を用いるようにしてもよい。
【００２２】
検出部３０は、測定光束７０に応じて第２領域１４Ａの液体試料１５から射出される光の変化として、第２領域１４Ａの液体試料１５の吸収スペクトルを検出するようにしてもよいし、発光スペクトル、蛍光スペクトルあるいはリン光スペクトルを検出するようにしてもよい。検出部３０は、例えば、第２領域１４Ａの液体試料１５を透過した光、あるいは第２領域１４Ａの液体試料１５で発生した光を集光する対物レンズ３１と、この対物レンズ３１で集められた光をフィルタ３２を介して受光する受光器３３とを有している。受光器３３は、例えばフォトダイオードにより構成されており、例えば光源２１が複数設けられている場合には、それに対応して複数設けられている。受光器３３は、複数の波長を検出するものであってもよいし、特定の金属イオンの分析のみを目的とする場合には、その測定に用いる特定波長のみを検出するものでもよい。なお、図３では、検出部３０を分析試料容器１０Ａを挟んで光源２１と対向する位置に配置するようにしたが、蛍光あるいは発光を検出する場合には、それらを測定可能な他の位置に配置するようにしてもよい。また、吸収を検出する場合においても、図示しない反射板などを用い、検出部３０を他の位置に配置するようにしてもよい。
【００２３】
処理部４０は、検出部３０からの出力信号を増幅し、波長整形あるいはパルス信号への変換などを行う変換部４１と、変換部４１から出力された検出結果を表示するディスプレイあるいはプリンタなどの表示部４２とを有している、さらに、所定の波長における標準試料の吸光光度、蛍光光度あるいは発光光度を記憶しておき、その波長における分析試料の光度と比較して、分析試料に含まれる特定の金属イオンの濃度を算出する算出部４３を有していてもよい。
【００２４】
次に、図４および図５を参照して、図３に示した分析装置を用いた本発明の一実施の形態に係る分析方法について説明する。図４は、分析試料容器１０Ａを使用し、均一液液抽出法により水溶液中の微量成分の分析を行う方法を説明するための断面図であり、図２に対応するものである。また、図５は、各ステップを表す流れ図である。
【００２５】
まず、ウェル１２Ａを有する保持体１１Ａを用意する（ステップＳ１０１）。次に、検出対象成分を含む所定の成分からなる試料溶液をウェル１２Ａに投入する（ステップＳ１０２）。さらに、ウェル１２Ａの試料溶液に図示しないフッ素系界面活性剤や酸などの添加物を添加する（ステップＳ１０３）。さらに、保持体１１Ａを軽く揺らして混合することにより、検出対象成分を含むと共に比重差による相分離現象を呈する液体試料１５が調製される。この結果、図４（Ａ）に示したように、第２領域１４Ａの全てと第１領域１３Ａの一部とが液体試料１５によって占められた状態となる。このときの液体試料１５における底面Ｎ４からの液面高さをＬ１とする。
【００２６】
添加物を添加したのち、例えば１時間ほど振動を加えないように放置することにより、図４（Ｂ）に示したように、厚みＬ１Ａを有する抽剤相１５Ａと厚みＬ１Ｂを有する抽質相１５Ｂとに相分離することができる。ここでは、検出対象成分を沈降させることにより、第１領域１３Ａの鉛直方向下側に配置された第２領域１４Ａの抽質相１５Ｂの中に検出対象成分を抽出する。すなわち、液体試料１５に存在した検出対象成分を、抽剤相１５Ａよりも比重の大きな抽質相１５Ｂに濃縮する。この場合、厚みＬ１Ｂは、第２領域１４Ａの深さＨ２と同等であることが望ましい。厚みＬ１Ｂが深さＨ２よりも小さい（Ｌ１Ｂ＜Ｈ２である）場合には十分な検出感度が得られない可能性があり、逆に、厚みＬ１Ｂが深さＨ２よりも大きい（Ｌ１Ｂ＞Ｈ２である）場合には厚みＬ１Ｂを稼ぐために効率よく抽質相１５Ｂを用いることができず、一部が無駄になってしまうからである。また、撥水性の高い材料を傾斜面Ｎ２に被覆しておくことにより、沈降速度を向上させることができる。さらなる沈降速度の向上のためには、傾斜面Ｎ２の傾斜角度θをより大きくすることが効果的である。一方、抽剤相１５Ａは、厚みＬ１Ａをなし、主に第１領域１３Ａを占めることとなる。
【００２７】
液体試料１５の相分離を行ったのち、鉛直方向から光束径ΦＰを有する測定光束７０を抽質相１５Ｂに照射し、さらに抽質相１５Ｂからの光の強度変化を検出することにより分光分析を行う（ステップＳ１０４）。この場合、光束径ΦＰが第２領域１４Ａの内径Φ２に等しいことが望ましい。すなわち、第２領域１４Ａが測定光束７０の通過する領域に対応していれば不感領域Ｓが生じないので、検出感度に寄与しない無駄な抽質相１５Ｂを無くすことができるからである。
【００２８】
ステップＳ１０４において、例えば吸光光度分析を行うのであれば、入射光強度Ｉ０  に対する透過光強度Ｉを測定することにより、吸光度Ｋ
Ｋ＝ｌｏｇ（Ｉ０  ／Ｉ）  ……（２）
を算出することができる。吸光度Ｋは、抽質相１５Ｂに含まれる検出対象成分におけるモル吸光係数εおよび濃度ｃ、ならびに光路長ｄを用いて、
Ｋ＝εｄｃ  ……（３）
と表すこともできるので、モル吸光係数εが既知であれば透過光強度Ｉを測定することにより濃度ｃが求められる。
【００２９】
ステップＳ１０４の測定に要する時間は数秒程度であり、ステップＳ１０２からステップＳ１０４までに要する時間は数分から３０分程度と極めて短時間である。分光分析が終わったのち、分析試料容器１０を、例えば塩酸および蒸留水で洗浄したのち（ステップＳ１０５）、再度、ステップＳ１０１に戻ることにより、新たな液体試料１５の分析が順次可能となる。
【００３０】
ここで、従来例と対比して、本実施の形態における分析方法の作用について以下に説明する。ここでは、図４（Ａ），（Ｂ）と図１１（Ａ），（Ｂ）とを参照し、分光分析で得られる吸光度の比較を行う。図１１（Ａ），（Ｂ）は、既に述べたように、従来の分析試料容器としてのマイクロプレートを使用し、均一液液抽出法を用いた水溶液中の微量成分の分析方法を説明するものである。
【００３１】
ウェル１１２を有する従来の分析試料容器を用いた場合の相分離後における吸光度Ｋ２は、上記の式（３）により、
Ｋ２＝ε・（Ｌ２Ａ）・（ｃ２Ａ）＋ε・（Ｌ２Ｂ）・（ｃ２Ｂ）  ……（４）
となる。但し、
ｃ２Ａ：ウェル１１２内の抽剤相１５Ａにおける検出対象成分の濃度（相分離後）
ｃ２Ｂ：ウェル１１２内の抽質相１５Ｂにおける検出対象成分の濃度（相分離後）
である。この場合、ｃ２Ａ＜＜ｃ２Ｂであるので、式（４）は
Ｋ２≒ε・（Ｌ２Ｂ）・（ｃ２Ｂ）  ……（５）
と表すことができる。一方、本実施の形態の分析試料容器１０Ａを用いた場合の相分離後における吸光度Ｋ１は、同様に、
Ｋ１＝ε・（Ｌ１Ａ）・（ｃ１Ａ）＋ε・（Ｌ１Ｂ）・（ｃ１Ｂ）  ……（６）
となる。但し、
ｃ１Ａ：ウェル１２Ａ内の抽剤相１５Ａにおける検出対象成分の濃度（相分離後）
ｃ１Ｂ：ウェル１２Ａ内の抽質相１５Ｂにおける検出対象成分の濃度（相分離後）
である。この場合、ｃ１Ａ＜＜ｃ１Ｂであるので、式（６）は
Ｋ１≒ε・（Ｌ１Ｂ）・（ｃ１Ｂ）  ……（７）
と表すことができる。ここで式（５）と式（７）とを比較すると、図４（Ｂ）および図１１（Ｂ）から明らかなように厚みＬ１Ｂは厚みＬ２Ｂよりも大きい（Ｌ２Ｂ＜Ｌ１Ｂ）ので、濃度ｃ１Ｂが濃度ｃ２Ｂと同等以上（ｃ２Ｂ≦ｃ１Ｂ）であれば吸光度Ｋ１は吸光度Ｋ２よりも大きくなる（Ｋ２＜Ｋ１）。すなわち、検出対象成分の濃度ｃを同等として比較した場合、ウェル１２Ａを有する分析試料容器１０Ａを用いることにより、より多くの検出対象成分を含む抽質相１５Ｂが第２領域１４Ａを占めることによってその厚みが増すので、より高い感度で光を検出することができるのである。
【００３２】
このように、本実施の形態によれば、検出対象成分を含有すると共に比重差による相分離現象を呈する液体試料１５を収容するウェル１２Ａを備え、このウェル１２Ａが、第１領域１３Ａと、鉛直方向に沿って第１領域１３Ａに隣接し、第１領域１３Ａの水平方向断面よりも小さな水平方向断面を有する第２領域１４Ａとを含むようにした。このため、第２領域１４Ａの水平方向断面が第１領域１３Ａの水平方向断面と同等である場合よりも、液体試料１５における鉛直方向の厚みを大きくすることができる。よって、分光分析を行うにあたり、測定光束７０によって照射される検出対象成分の鉛直方向の長さ（光路長）を大きくすることができ、高感度な検出が可能となる。したがって、分析試料に含まれる検出対象成分が微量であったとしても、高精度かつ高感度な分光分析を容易に行うことができる。
【００３３】
特に、液体試料１５が、相対的に比重の大きな抽質相１５Ｂに抽出される検出対象成分を含むものであり、かつ第２領域１４Ａが第１領域１３Ａの鉛直方向下側に位置するようにしたので、検出対象成分を照射する測定光束７０の光路長、すなわち、厚みＬ２Ｂをより大きくすることができ、より高感度な検出が可能となる。
【００３４】
また、特に、第２領域１４Ａの内径Φ２が、測定光束７０の光束径ΦＰに相当する大きさを有するようにしたので、検出感度に寄与しない無駄な検出対象成分の発生を防ぎ、液体試料１５の少量化を図ることができる。高価な液体試料や大量に入手することが困難な液体試料を分析する場合に特に有益である。
【００３５】
＜変形例＞
保持体およびウェルの形状は、保持体１１Ａおよびウェル１２Ａとして示した形状に限定されるものではなく、以下に示す各変形例のような形状であってもよい。以下、図６〜図１０を参照して、本実施の形態の各変形例について説明する。
【００３６】
図６は、第１の変形例（変形例１）としての保持体１１Ｂおよびウェル１２Ｂの断面構成を表し、液体試料１５が、着脱可能な保持部材１１Ｂ２によってウェル１２Ｂに保持されるようにしたものである。すなわち、保持体１１Ａは一体物であったが、本変形例では貫通部材１１Ｂ１と保持部材１１Ｂ２とによって保持体１１Ｂを構成するようにした。液体試料１５を入れる際には、例えば、貫通部材１１Ｂ１の突起部１１Ｔと保持部材１１Ｂ２の凹部１１Ｕとを嵌合し、互いに固定することによりウェル１２Ｂを形成する。この場合、保持部材１１Ｂ２の一部の面は底面Ｎ４を構成する。こうすることにより、測定後の洗浄作業を容易に行うことができる。なお、貫通部材１１Ｂ１と保持部材１１Ｂ２とを固定する方法は、これに限定されるものではない。
【００３７】
図７は、第２の変形例（変形例２）としての保持体１１Ｃおよびウェル１２Ｃの断面構成を表す。このように、第２領域１４の傾斜面Ｎ２を曲面で構成するようにしてもよい。
【００３８】
上記実施の形態では、第２領域１４Ａを第１領域１３Ａの鉛直方向下側に配置し、検出対象成分を沈降させることにより、第２領域１４Ａを占める抽質相１５Ｂの中に検出対象成分を抽出するようにした。これに対し、図８（Ａ）に示した第３の変形例（変形例３）では、これとは逆に、第２領域１４Ｄを第１領域１３Ｄの鉛直方向上側に配置し、検出対象成分を浮上させることにより、第２領域１４Ｄの液体試料（図示せず）の中に検出対象成分を抽出するようにした。その場合には、保持体１１Ｄは本体部分１１Ｄ１と蓋１１Ｄ２とからなる。相分離を行う際には、まず、本体部分１１Ｄ１の開口部を上向きにして試料溶液および添加物を投入し、蓋１１Ｄ２を本体部分１１Ｄ１に嵌合させることにより試料溶液を密封する。こののち、天地を逆さまにして、第２領域１４Ｄが第１領域１３Ｄよりも上に位置するようにすることで、比重の小さな抽質相を浮上させ、その抽質相の中に検出対象成分を抽出するようにする。
【００３９】
本変形例（変形例３）は、例えば、ビタミンＢ１２の水性２相抽出（岩浪他，「ビタミンＢ１２の水性２相抽出−高速液体クロマトグラフィー」，２ＰＡ−１３４，日本化学会第８３回春季大会講演予稿集，２００３年）に適用可能である。具体的には、臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）水溶液と、ビタミンＢ１２とをウェル１２Ｄに投入し、さらに添加物として硫酸ナトリウム（ＮａＳＯ４  ）を加える。こののち、蓋１１Ｄ２を本体部分１１Ｄ１に嵌合させることにより液体試料を密封して逆さまにし、２相に分離させる。すると、ビタミンＢ１２が抽出される上相が第２領域１４Ｄに浮上するので、第２領域１４Ｄに鉛直方向から測定光束７０を照射することにより高感度な定性および定量分析ができる。
【００４０】
また、試料溶液を２相ではなく、３相以上に分離するようにしてもよい。その際、検出対象成分が抽出される抽質相が最も大きな比重を有する場合には、ウェル１２Ａ〜１２Ｃを備えた保持体１１Ａ〜１１Ｃを使用することができる。逆に、抽質相が最も小さな比重を有する場合には、ウェル１２Ｄを備えた保持体１１Ｄを使用することができる。さらに、抽質相が中間的な比重を有する場合には、例えば、図８（Ｂ）に示したような第４の変形例（変形例４）としてのウェル１２Ｅを備えた保持体１１Ｅを使用することができる。ウェル１２Ｅは、上部領域１３Ｅ１と下部領域１３Ｅ２とによって鉛直方向に沿って挟まれた第２領域１４Ｅを有している。ウェル１２Ｅでは、液体試料１５の成分、混合比または検出対象成分に応じて、この第２領域１４Ｅに抽質相が位置するように液体試料１５の容量、第２領域１４Ｅの鉛直方向長さＨ２、あるいは、下部領域１３Ｅ２の高さＨ３等を調整すればよい。
【００４１】
さらに、図９および図１０に示した第５の変形例（変形例５）としての保持体１１Ｆおよびウェル１２Ｆを用いることも可能である。ウェル１２Ｆは、第２領域１４Ｆの容積は変えずに第１領域１３Ｆの容積をウェル１２Ａの約１２倍としたものである。これにより、当初の液体試料１５の濃度ｃ１が非常に低い場合であっても、十分な検出感度が得られる程度の検出対象成分を含む抽質相によって第２領域１４Ｆを占めることができる。
【００４２】
すなわち、図１１に示す従来の分析試料容器においては、
ｃ２：ウェル１１２内の液体試料１５における検出対象成分の濃度（相分離前）
Ｖ２：ウェル１１２内の液体試料１５の体積（相分離前）
Ｖ２Ｂ：ウェル１１２内の抽質相１５Ｂの体積（相分離後）
とした場合、ｃ２Ｂ＝ｃ２・Ｖ２／（Ｖ２Ｂ）であるので、上記の式（５）は、
Ｋ２≒ε・（Ｌ２Ｂ）・ｃ２・Ｖ２／（Ｖ２Ｂ）  ……（８）
と書き換えることができる。一方、本発明の変形例５においては、
ｃ１：ウェル１２Ｆ内の液体試料１５における検出対象成分の濃度（相分離前）
Ｖ１：ウェル１２Ｆ内の液体試料１５の体積（相分離前）
Ｖ１Ｂ：ウェル１２Ｆ内の抽質相１５Ｂの体積（相分離後）
とした場合、ｃ１Ｂ＝ｃ１・Ｖ１／（Ｖ１Ｂ）であるので、上記の式（７）は、
Ｋ１≒ε・（Ｌ１Ｂ）・ｃ１・Ｖ１／（Ｖ１Ｂ）  ……（９）
と書き換えることができる。ここで、式（８）および式（９）から明らかなように、同等の濃度の液体試料１５を使用（ｃ２＝ｃ１）したうえで、体積Ｖ２よりも体積Ｖ１を十分に大きくする（Ｖ２＜＜Ｖ１）ことにより、吸光度Ｋ１が吸光度Ｋ２よりも十分に大きくなる（Ｋ２＜＜Ｋ１）。
【００４３】
【実施例】
次に、上記実施の形態における具体的な実施例について説明する。
【００４４】
（実施例１）
実施例１は、図２に示した断面構造をなすウェル１２Ａを有する分析試料容器１０Ａを備えた分析装置を用いて、上記実施の形態において説明した分析方法に基づき分析を行ったものである。
【００４５】
まず、図１に示した９６個のウェル１２Ａを有するポリスチレン製の保持体１１Ａを用意した（ステップＳ１０１；図５参照）。ウェル１２Ａのサイズは、第１領域１３Ａの内径Φ１が７．１５ｍｍ、第１内壁面Ｎ１の高さが８．６ｍｍ、傾斜面Ｎ２の傾斜角度θが３０°、第２領域１４Ａの内径Φ２が３．０ｍｍ、さらに第２領域１４Ａの第２内壁面Ｎ３の高さが５．０ｍｍである。このようなサイズの各ウェル１２Ａに、鉄（ＩＩ）−フェナントロリン錯体水溶液３００μｌと、アセトン１０μｌと、０．１ｍｏｌ／ｌのＰＦＯＡ−水溶液５０μｌとからなる均一溶液を投入した（ステップＳ１０２；図５参照）。次いで、各ウェル１２Ａに、添加物として２．０ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶液を１０μｌ添加し、軽く揺らして混合して液体試料を調製した。こののち、そのまま５分間ほど振動を加えないように放置して相分離を行い、Ｆｅ（ＩＩ）を沈降させた（ステップＳ１０３；図５参照）。相分離を行ったのち、ウェル１２Ａに鉛直方向から測定光束７０を照射して、吸光光度分析により液体試料中のＦｅ（ＩＩ）を検出した（ステップＳ１０４；図５参照）。
【００４６】
（実施例２）
次に、実施例２として、図１０に示した断面構造をなすウェル１２Ｆを有する分析試料容器１０Ｆを備えた分析装置を用いて、上記実施の形態において説明した分析方法に基づき分析を行った。
【００４７】
具体的には、まず、図９に示した８個のウェル１２Ｆを有するポリスチレン製の保持体１１Ｆを用意した。ウェル１２Ｆのサイズは、第１領域１３Ｆの内径Φ１Ｆが２５．２ｍｍ、第１内壁面Ｎ１の高さが６．６ｍｍ、傾斜面Ｎ２の傾斜角度θが３０°、第２領域１４Ｆの内径Φ２が３．０ｍｍ、さらに第２領域１４Ｆの第２内壁面Ｎ３の高さが５．０ｍｍである。このような各ウェル１２Ｆに、鉄（ＩＩ）−フェナントロリン錯体水溶液２０００μｌと、アセトン７０μｌと、０．１ｍｏｌ／ｌのＰＦＯＡ−水溶液３３０μｌとからなる均一溶液を投入した。次いで、各ウェル１２Ｆに、添加物として２．０ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶液を７０μｌ添加し、軽く揺らして混合して液体試料を調製した。こののち、そのまま１時間ほど振動を加えないように放置して相分離を行い、Ｆｅ（ＩＩ）を沈降させた相分離を行ったのち、ウェル１２Ｆに鉛直方向から測定光束７０を照射して、吸光光度分析により液体試料中のＦｅ（ＩＩ）を検出した。
【００４８】
これら実施例１および実施例２の結果を、これらの本実施例に対する比較例と併せて表１に示す。なお、比較例は、図１１に示した断面構造をなすウェル１１２を有する従来の分析試料容器を備えた分析装置を用いて吸光光度分析を行ったものである。ウェル１１２は、内径が７ｍｍであり深さが１１ｍｍである円柱形状をなすものである。手順は、実施例１および実施例２と同様である。表１の検出限界の数値は、実施例１および比較例はそれぞれ９６個のデータの平均値であり、実施例２は８個のデータの平均値である。
【００４９】
【表１】
2004340759.tif 000004
【００５０】
表１に示したように、実施例１または実施例２によれば、比較例に比べて低濃度の液体試料中のＦｅ（ＩＩ）を検出できることがわかった。特に、より大きな第１領域１３Ｆを備えたウェル１２Ｆを用いることにより、より低濃度の液体試料中のＦｅ（ＩＩ）を検出できることがわかった。すなわち、本発明の分析試料容器１０を用いるようにすれば、水溶液中の微量成分を高い検出感度で、かつ容易に検出可能となることがわかった。
【００５１】
以上、実施の形態、変形例および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施の形態および変形例に限定されず、種々変形可能である。例えば、本実施の形態では、分析試料容器が収容部分を複数有するようにしたが、単一の収容部分を有するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態、変形例および実施例では、保持体およびウェルの形状および分析装置の構成について、具体的に例を挙げて説明したが、他の形状および構成を有するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態、変形例および実施例では、液体試料として、比重差による相分離現象を呈するものを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、検出対象成分を含有する液体試料であれば、他の外力（磁力等）による相分離現象を示す液体試料を用いるようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明による分析試料容器および分析装置によれば、検出対象成分を含有する液体試料を収容する収容部分を備え、この収容部分が、第１の領域と、この第１の領域に隣接する第２の領域とを有し、第２の領域における第１および第２の領域の配列方向と直交する断面が第１の領域における配列方向と直交する断面よりも小さくなるようにした。このため、第２の領域における第１および第２の領域の配列方向と直交する断面が第１の領域における配列方向と直交する断面と同等である場合よりも、液体試料における配列方向の厚みを大きくすることができる。よって、分光分析を行うにあたり、配列方向に沿って測定光束を照射すれば、測定光束によって照射される検出対象成分の配列方向の長さ（光路長）を長くすることができ、高感度な検出が可能となる。したがって、分析試料に含まれる検出対象成分が微量であったとしても、高精度かつ高感度な分光分析を容易に行うことができる。特に、液体試料が比重差による相分離現象を呈するものであれば、配列方向が鉛直方向と一致する場合において、第２の領域に凝集した検出対象成分が測定光束によって照射される光路長を長くすることができ、高感度な検出が可能となる。
【００５５】
また、本発明による分析方法によれば、第１の領域と、使用時において鉛直方向に沿って第１の領域に隣接し、第１の領域の水平方向断面よりも小さな水平方向断面を有する第２の領域とを含む収容部分を備えた分析試料容器を用意する第１のステップと、収容部分に、検出対象成分を含むと共に比重差による相分離現象を呈する液体試料を収容する第２のステップと、少なくとも第２の領域の液体試料に対して、鉛直方向から測定光束を照射し、それに応じて第２の領域の液体試料から射出される光を検出する第３のステップとを含むようにしたので、第２の領域の水平方向断面が、第１の領域の水平方向断面と同等である場合よりも、液体試料における鉛直方向の厚みを大きくすることができる。よって、分光分析を行うにあたり、測定光束によって照射される検出対象成分の鉛直方向の長さ（光路長）を長くすることができ、高感度な検出が可能となる。したがって、分析試料に含まれる検出対象成分が微量であったとしても、高精度かつ高感度な分光分析を容易に行うことができる。
【００５６】
特に、液体試料が相対的に比重の大きな相に抽出される検出対象成分を含むものであり、かつ第２の領域が第１の領域の鉛直方向下側に位置する場合、あるいは、液体試料が相対的に比重の小さな相に抽出される検出対象成分を含むものであり、かつ第２の領域が第１の領域の鉛直方向上側に位置する場合には、検出対象成分を照射する測定光束の光路長をより長くすることができ、より高感度な検出が可能となる。
【００５７】
また、特に、液体試料を、着脱可能な保持部材によって収容部分によって保持するようにした場合には、洗浄操作が簡便になり、容易に分析を繰り返し行うことができる。
【００５８】
また、特に、収容部分を複数形成するようにした場合には、多数の液体試料の検体を同時に分析可能となる。
【００５９】
また、特に、液体試料が比重差による相分離現象を呈するものであれば、配列方向が垂直方向と一致する場合において、第１の領域が、垂直方向に沿って第２の領域へ向かうに従い、水平方向断面が漸次縮小する領域を含むようにすることにより、相分離現象の進行が促進されてより短時間で相分離を行うことができ、分析時間の短縮が可能となる。
【００６０】
また、特に、第２の領域における配列方向と直交する断面が、測定光束における配列方向と直交する断面に相当する大きさを有するようにした場合には、検出感度に寄与しない無駄な検出対象成分の発生を防ぎ、液体試料の少量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る分析試料容器の構成を表す部分断面斜視図である。
【図２】図１に示した分析試料容器のウェルの構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した分析試料容器を用いた本発明の一実施の形態に係る分析装置を表す構成図である。
【図４】図３に示した分析装置を用いた本発明の一実施の形態に係る分析方法を表す説明図である。
【図５】図４に示した分析方法を表す流れ図である。
【図６】図１に示した分析試料容器における第１の変形例（変形例１）としてのウェルの構成を表す断面図である。
【図７】図１に示した分析試料容器における第２の変形例（変形例２）としてのウェルの構成を表す断面図である。
【図８】図１に示した分析試料容器における第３の変形例（変形例３）としてのウェルの構成を表す断面図である。
【図９】図１に示した分析試料容器における第４の変形例（変形例４）としてのウェルを有する分析試料容器の全体構成を表す部分断面斜視図である。
【図１０】図９に示した第４の変形例（変形例４）としてのウェルの構成を表す断面図である。
【図１１】均一液液抽出法を用いた従来例としての分析方法を表す説明図である。
【符号の説明】
Ｎ１…第１内壁面、Ｎ２…傾斜面、Ｎ３…第２内壁面、Ｎ４…底面、１０…分析試料容器、１１…保持体、１２…ウェル、１３…第１領域、１４…第２領域、１５…試料溶液、１６Ａ…抽剤、１６Ｂ…抽質、２０…照射部、２１…光源、２２…プリズム、２３…レンズ、３０…検出部、３１…対物レンズ、３２…フィルタ、３３…受光器、４０…処理部、４１…変換部、４２…表示部、４３…算出部、５０…制御部、６０…測光室、７０…測定光束。
【図１】
2004340759.tif 000005
【図２】
2004340759.tif 000006
【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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