(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、この装置本体上に配列された複数の流体取扱部とからなり、これらの流体取扱部の各々が、流体を注入するための注入部と、この注入部から導入された流体を連続的に下方に流動させる流動部と、この流動部内の流体が導入される流体収容室と、この流体収容室と前記注入部および前記流動部との間に設けられた壁部と、この壁部に形成されて前記流体収容室内に流体を導入する開口部とを備え、前記流動部内に導入された流体が前記流動部内で接触する表面の面積を増大させる表面積増大部材が前記流動部内に配置され、前記開口部が少なくとも前記流動部の下端付近から前記流動部の上端より高い位置まで延びて前記注入部および前記流動部を前記流体収容室に連通させることを特徴とする、流体取扱装置。
【請求項２】
前記開口部が前記壁部を貫通するスリットであることを特徴とする、請求項１に記載の流体取扱装置。
【請求項３】
前記スリットの上部の幅が下部の幅よりも広くなっていることを特徴とする、請求項２に記載の流体取扱装置。
【請求項４】
前記開口部の下端が前記流体収容室の底面と略等しい高さであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の流体取扱装置。
【請求項５】
前記装置本体が、枠体と、この枠体上に互いに略平行に配置された複数の支持体とからなり、これらの支持体の各々に複数の凹部が所定の間隔で一列に配置して形成され、これらの凹部内に前記複数の流体取扱部がそれぞれ取り付けられていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の流体取扱装置。
【請求項６】
前記流動部が前記流体収容室を取り囲むように配置されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の流体取扱装置。
【請求項７】
前記複数の凹部の各々が、上側凹部と、この上側凹部の底面に形成された下側凹部とからなり、前記流動部が、前記複数の凹部の各々に挿入された仕切り壁部材と前記上側凹部との間に形成され、前記流体収容室が、前記仕切り壁部材に囲まれていることを特徴とする、請求項５に記載の流体取扱装置。
【請求項８】
前記上側凹部を略水平方向に拡張する拡張凹部が前記複数の凹部の各々に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の流体取扱装置。
【請求項９】
前記表面積増大部材が、前記流動部内に充填された多数の微小粒状物であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の流体取扱装置。
【請求項１０】
前記表面積増大部材が多孔質体であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の流体取扱装置。
【請求項１１】
前記注入部に注入された液体が毛管現象により前記流動部内および前記開口部内を流動することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の流体取扱装置。
【請求項１２】
支持体と、この支持体に所定の間隔で一列に配置された複数の流体取扱部とからなり、これらの流体取扱部の各々が、流体を注入するための注入部と、この注入部から導入された流体を連続的に下方に流動させる流動部と、この流動部に取り囲まれるように形成されて前記流動部内の流体が導入される流体収容室と、この流体収容室と前記注入部および前記流動部との間に設けられた壁部と、この壁部に形成されて前記流体収容室に流体を導入する開口部とを備え、前記流動部内に導入された流体が前記流動部内で接触する表面の面積を増大させる表面積増大部材が前記流動部内に配置され、前記開口部が少なくとも前記流動部の下端付近から前記流動部の上端より高い位置まで延びて前記注入部および前記流動部を前記流体収容室に連通させることを特徴とする、流体取扱ユニット。
【請求項１３】
前記開口部が前記壁部を貫通するスリットであることを特徴とする、請求項１２に記載の流体取扱ユニット。
【請求項１４】
前記スリットの上部の幅が下部の幅よりも広くなっていることを特徴とする、請求項１３に記載の流体取扱ユニット。
【請求項１５】
前記開口部の下端が前記流体収容室の底面と略等しい高さであることを特徴とする、請求項１２乃至１４のいずれかに記載の流体取扱ユニット。
【請求項１６】
前記表面積増大部材が、前記流動部内に充填された多数の微小粒状物であることを特徴とする、請求項１２乃至１５のいずれかに記載の流体取扱ユニット。
【請求項１７】
前記表面積増大部材が多孔質体であることを特徴とする、請求項１２乃至１５のいずれかに記載の流体取扱ユニット。
【請求項１８】
前記注入部に注入された液体が毛管現象により前記流動部内および前記開口部内を流動することを特徴とする、請求項１２乃至１７のいずれかに記載の流体取扱ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体取扱装置およびそれに用いる流体取扱ユニットに関し、特に、生体物質に代表される機能性物質などの試料を分析する試料分析装置として使用可能な流体取扱装置およびそれに用いる流体取扱ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンパク質などの生体物質を特異的に検出する方法として、特定の生体物質に対する抗体を用いて抗原抗体反応を起こさせ、その反応物を視覚的に認識または分光学的に測定することによってその生体物質を検出する様々な方法が知られている。
【０００３】
現在、タンパク質などの生体物質の抗原抗体反応による反応物を定量する方法として、ＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ−Ｌｉｎｋｅｄ  ＩｍｍｕｎｏＳｏｒｂｅｎｔ  Ａｓｓａｙ）（酵素結合免疫吸着検定法）などの方法が広く採用されている。これらの方法では、一般にマイクロウェル（以下「ウェル」という）と呼ばれる多数の微小凹部の配列が形成されたマイクロウェルプレートと呼ばれる試料分析装置を使用し、目的物質である特定の生体物質に対する抗体を捕体としてウェルの壁面にコートし、この捕体によって目的物質を捕捉し、目的物質と抗体との間の抗原抗体反応による反応物を蛍光や発光試薬などにより測定することによって目的物質を検出する。
【０００４】
一般に、ＥＬＩＳＡなどのマイクロウェルプレートを用いた方法では、目的物質を含む検体や抗体試薬などの液体を反応液としてウェル内に満たして反応させている。この反応は、ウェル内に満たされた液体中の成分が分子拡散によって移動し、ウェルの底面や内壁に達したときに初めて起こる。そのため、マイクロウェルプレートを静置した場合には、理論的な反応時間は、ウェル内に満たされた液体中の成分の拡散時間に依存している。液体中の分子は、周囲の分子と衝突しながら移動しているため、その拡散の速さは非常に遅く、目的物質が分子量７万程度のタンパク質である場合には、希薄な水溶液の状態（室温）で０．５〜１×１０−６ｃｍ２／秒程度である。そのため、ウェル内の液体中において、ウェルの底面や内壁から離れた位置にある目的物質は、実用的な測定時間内ではほとんど反応することができない。また、マイクロウェルプレートでは、反応効率を向上させるために、反応部であるウェル内の底面や壁面を反応液と万遍なく接触させることが有効であるので、反応に必要な量の液体に比べて、より多くの量の液体が必要になる。
【０００５】
このように、ＥＬＩＳＡなどのマイクロウェルプレートを用いた従来の方法では、抗原抗体反応が捕捉用抗体をコートしたウェルの壁面のみで進行するため、ウェルに加えた液体中に含まれる目的物質、抗体、基質などがウェル内で浮遊、還流、沈下してウェルの壁面に到達した後に反応するまで放置しなければならず、反応効率が悪いという問題がある。また、多数のウェルに細分化されているマイクロウェルプレートでは、各々のウェルに加える液体の量が制限されているので、測定感度が低下するという問題もある。
【０００６】
また、ＥＬＩＳＡなどの方法において測定感度の向上や測定時間の短縮を図るために、反応面（捕捉面）となるウェルの底面に微細な凹凸を設けることによって、反応面の表面積を大きくして測定感度を高めることができるマイクロプレートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、マイクロチップのマイクロチャネル内に反応固相として固体微粒子（ビーズ）を配置させることにより、反応面の表面積を増大して、微小空間における反応効率を高めることができるマイクロチップも提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、各ウェルの底面部の中央に小径の凹部を設けることにより、反応面の表面積を増大し且つ試料を節約することができるマイクロプレートも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１５９６７３号公報（段落番号０００９−００１０）
【特許文献２】特開２００１−４６２８号公報（段落番号０００５−０００６）
【特許文献３】特開平９−１０１３０２号公報（段落番号００１０−００１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に提案されたマイクロプレートは、測定感度を向上させることができるが、反応効率を向上させることができないという問題がある。また、特許文献２に提案されたマイクロチップは、一般にＥＬＩＳＡなどの方法に使用されるマイクロウェルプレートではなく、マイクロチャネル構造のマイクロチップであるため、反応効率を向上させることができるものの、多検体の測定に適していない。さらに、特許文献３に提案されたマイクロプレートは、ある程度反応面の表面積を増大して反応効率や測定感度を向上させることができるものの、反応効率や測定感度の向上は十分ではない。
【０００９】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、多検体の測定を行う試料分析装置として使用した場合に、簡単な構造で反応効率および測定感度を向上させ且つ反応時間および測定時間を短縮することができる、流体取扱装置およびそれに用いる流体取扱ユニットを提供することを目的とする。また、本発明は、上記の流体取扱装置またはそれに用いる流体取扱ユニットにおいて、内部を効率的に洗浄することができるようにして、さらに分析精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明による流体取扱装置は、装置本体と、この装置本体上に配列された複数の流体取扱部とからなり、これらの流体取扱部の各々が、流体を注入するための注入部と、この注入部から導入された流体を連続的に下方に流動させる流動部と、この流動部内の流体が導入される流体収容室と、この流体収容室と注入部および流動部との間に設けられた壁部と、この壁部に形成されて流体収容室内に流体を導入する開口部とを備え、流動部内に導入された流体が流動部内で接触する表面の面積を増大させる表面積増大部材が流動部内に配置され、開口部が少なくとも流動部の下端付近から流動部の上端より高い位置まで延びて注入部および流動部を流体収容室に連通させることを特徴とする。
【００１１】
この流体取扱装置において、開口部が壁部を貫通するスリットであるのが好ましく、このスリットの上部の幅を下部の幅よりも広くしてもよい。また、開口部の下端が流体収容室の底面と略等しい高さであるのが好ましい。また、装置本体が、枠体と、この枠体上に互いに略平行に配置された複数の支持体とからなり、これらの支持体の各々に複数の凹部が所定の間隔で一列に配置して形成され、これらの凹部内に複数の流体取扱部がそれぞれ取り付けられているのが好ましい。
【００１２】
また、上記の流体取扱装置において、流動部が流体収容室を取り囲むように配置されているのが好ましい。また、複数の凹部の各々が、上側凹部と、この上側凹部の底面に形成された下側凹部とからなり、流動部が、複数の凹部の各々に挿入された仕切り壁部材と上側凹部との間に形成され、流体収容室が、仕切り壁部材に囲まれていてもよい。この場合、流体の注入を容易にするように上側凹部を略水平方向に拡張する拡張凹部が複数の凹部の各々に形成されているのが好ましい。また、表面積増大部材は、流動部内に充填された多数の微小粒状物であるのが好ましく、多孔質体でもよい。また、注入部に注入された液体が毛管現象により流動部内および開口部内を流動するのが好ましい。
【００１３】
また、本発明による流体取扱ユニットは、支持体と、この支持体に所定の間隔で一列に配置された複数の流体取扱部とからなり、これらの流体取扱部の各々が、流体を注入するための注入部と、この注入部から導入された流体を連続的に下方に流動させる流動部と、この流動部に取り囲まれるように形成されて流動部内の流体が導入される流体収容室と、この流体収容室と注入部および流動部との間に設けられた壁部と、この壁部に形成されて流体収容室に流体を導入する開口部とを備え、流動部内に導入された流体が流動部内で接触する表面の面積を増大させる表面積増大部材が流動部内に配置され、開口部が少なくとも流動部の下端付近から流動部の上端より高い位置まで延びて注入部および流動部を流体収容室に連通させることを特徴とする。
【００１４】
この流体取扱ユニットにおいて、開口部が壁部を貫通するスリットであるのが好ましく、このスリットの上部の幅を下部の幅よりも広くしてもよい。また、開口部の下端が流体収容室の底面と略等しい高さであるのが好ましい。また、表面積増大部材は、流動部内に充填された多数の微小粒状物であるのが好ましく、多孔質体でもよい。また、注入部に注入された液体が毛管現象により流動部内および開口部内を流動するのが好ましい。
【００１５】
なお、本明細書中、「開口部」とは、一部が壁部を貫通していればよく、壁部を貫通するスリットのような細長い貫通孔の他、細長い溝部（凹部）の一部に貫通孔が形成されている場合も含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多検体の測定を行う試料分析装置として使用した場合に、簡単な構造で反応効率および測定感度を向上させ且つ反応時間および測定時間を短縮することができる、流体取扱装置およびそれに用いる流体取扱ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明による流体取扱装置およびそれに用いる流体取扱ユニットの実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
図１〜図１４は、本発明による流体取扱装置の第１の実施の形態を示している。本実施の形態の流体取扱装置１０は、例えば、タンパク質などの生体物質に代表される機能性物質などを含む試料を分析する装置として使用することができ、一般にマイクロウェルプレートと呼ばれる多検体の測定を目的とした試料分析装置として使用することができる。図１に示すように、この流体取扱装置１０は、装置本体部１２と、この装置本体部１２に取り付けられた複数（本実施の形態では８×１２の配列の９６個）の流体取扱部１６とから構成されている。
【００１９】
図１および図２に示すように、装置本体部１２は、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などの樹脂材料またはガラス材料により形成されており、中央に略矩形の貫通穴１１ａが形成されて厚さが数ｍｍ程度で一辺の長さが数ｃｍ〜十数ｃｍ程度の大きさの略矩形の枠体１１と、この枠体１１に載置された複数（本実施の形態では１２個）の流体取扱部支持体１３とから構成されている。なお、枠体１１の貫通穴１１ａは、底面を備えた凹部でもよい。また、枠体１１として、例えば、ＳＢＳ（Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ）規格のマイクロプレート用の枠体のような標準的な規格の枠体を使用してもよい。流体取扱部支持体１３は、透明材料により形成してもよいが、本実施の形態の流体取扱装置１０を蛍光測定に使用する場合には、蛍光測定時のバックグラウンドの上昇を抑えるために、流体取扱部支持体１３が光を透過し難い部材（例えば、黒色の部材）からなるのが好ましい。
【００２０】
図２に示すように、流体取扱部支持体１３の各々は、枠体１１の貫通穴１１ａの幅と略等しい長さの略直方体の細長い支持体本体部１３ａと、この支持体本体部１３ａの上部の長手方向両端から突出して支持体本体部１３ａの上面に沿って延びる略矩形の一対の突出部１３ｂとから構成されている。図１に示すように、流体取扱部支持体１３の各々の支持体本体部１３ａが枠体１１の貫通穴１１ａに挿入されて、突出部１３ｂが枠体１１の長手方向に延びる一対の上面１１ｂに支持されるように、枠体１１上に流体取扱部支持体１３を互いに略平行に且つ隣接して載置することにより、装置本体部１２が組み立てられる。
【００２１】
図３および図４に示すように、流体取扱部支持体１３の各々の支持体本体部１３ａの上面には、複数（本実施の形態では８個）の凹部１４（以下、「取付用凹部１４」という）が所定の間隔で一列に配置して形成されている。これらの取付用凹部１４内には、図５に示すように、流体取扱部１６が取り付けられるようになっている。これらの取付用凹部１４の各々は、図３および図４に示すように、支持体本体部１３ａの上面に形成された略円柱形の大径凹部１４ａと、この大径凹部１４ａに隣接して大径凹部１４ａの上側部分を略水平方向に拡張するように支持体本体部１３の上面に形成され、大径凹部１４ａの略半分の深さの拡張凹部１４ｃと、大径凹部１４ａの底面の略中央部に形成された略円柱形の小径凹部１４ｂとから構成されている。拡張凹部１４ｃの大径凹部１４ａから延びる対向する２つの面は、流体取扱部支持体１３の支持体本体１３ａの長手方向に延びる側面に沿って互いに略平行に延びている（図６および図８参照）。また、拡張凹部１４ｃの底面は、大径凹部１４ａに向かって湾曲して下方に傾斜しており、大径凹部１４ａの底面は、小径凹部１４ｂに向かって下方に傾斜している（図７および図９参照）。また、小径凹部１４ｂの底面には、後述する円筒部材２０の内径と略等しい直径で微小な深さの微小凹部１４ｄが形成されており、円筒部材２０を小径凹部１４ｂ内に嵌合させたときに円筒部材２０の底面と取付用凹部１４の底面との間に干渉縞が生じるのを防止する隙間を形成するようになっている。
【００２２】
図６〜図１０は、本実施の形態の流体取扱装置１０の各々の取付用凹部１４内に取り付けられた流体取扱部１６を拡大して示している。図６は流体取扱装置１０の各々の取付用凹部１４内に取り付けられた流体取扱部１６の平面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図、図８は、図６の流体取扱部１６から蓋部２５を取り外した状態を示す平面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線断面図、図１０は（ビーズ２２を除いた）流体取扱部１６の分解斜視図である。また、図１１は図７の流体取扱部１６の円筒部材２０の断面図、図１２は図１１の円筒部材２０の側面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図、図１４は図１１の円筒部材２０の変形例を示す断面図である。
【００２３】
図６〜図１０に示すように、各々の流体取扱部１６は、直径および高さが数ｍｍ程度の略円筒形の円筒部材２０と、微細な略球状の多数のビーズ２２と、環状の略円板状の仕切り板２４と、蓋部２５とから構成されている。
【００２４】
円筒部材２０は、図７および図９に示すように、取付用凹部１４の深さ（大径凹部１４ａと小径凹部１４ｂの深さ）と略同一の長さを有するとともに、取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの内径と略同一の外径を有し、底部が取付用凹部１４の小径凹部１４ｂに圧入されて嵌合するようになっている。なお、本実施の形態では、拡張凹部１４ｃを設けているので、小径凹部１４ｂの内径と円筒部材２０の外径を大きくして円筒部材２０と大径凹部１４ａとの間の間隔を狭くしても、後述する注入部２６の入口（注入口）を十分な大きさに確保することができ、円筒部材２０の内径を、例えば４．５ｍｍ程度にすることができる。また、円筒部材２０は底面部２０ａを有し、図１１および図１２に示すように、円筒部材２０の外周面には、流体を通過させることができ且つビーズ２２を通過させない幅の１つまたは複数（本実施の形態では１２個）のスリット２０ｂが底面部２０ａの上面から長手方向に沿って互いに平行に延びるように円筒部材２０を貫通して形成されている。これらのスリット２０ｂは、円筒部材２０の長さの半分以上の長さを有し、流体取扱部１６を取付用凹部１４に取り付けた際にスリット２０ｂの上端が仕切り板２４より上方に配置するようになっている。なお、本実施の形態では、スリット２０ｂは、図１３に示すように、円筒部材２０の外周面に放射状に形成されているが、成形し易さを考慮して、図１４に示すように、円筒部材２０の外周面を四方向に貫通するように形成してもよい。
【００２５】
仕切り板２４の中央には、円筒部材２０が嵌合する略円形の開口が形成されている。また、この仕切り板２４の周縁部には、複数（本実施の形態では３つ）の切欠き部２４ａが所定の間隔で周方向に延びるように形成されている。この仕切り板２４の外径は、取付用凹部１４の大径凹部１４ａの内径と略同一であり、仕切り板２４を取付用凹部１４に挿入した際に取付用凹部１４の大径凹部１４ａに嵌合するようになっている。
【００２６】
蓋部２５は、円筒部材２０の外径と略同一の内径を有して円筒部材２０の上端に嵌合可能な円筒形の嵌合部と、この嵌合部の上端の一部から径方向外側に延びるフランジ部とからなり、このフランジ部は、取付用凹部１４の拡張凹部１４ｃ側の部分を除いて取付用凹部１４の大径凹部１４ａと円筒部材２０の間の空間の上端を塞ぐように延びている。
【００２７】
このような構成の流体取扱部１６を組み立てる際には、まず、円筒部材２０の下側部分を取付用凹部１４の小径凹部１４ｂに嵌合させて、接着などにより固定する。次に、取付用凹部１４の大径凹部１４ａと円筒部材２０の間の円環状の空間に多数のビーズ２２を充填する。次に、仕切り板２４を円筒部材２０に嵌合させてビーズ２２の上に配置し、接着などにより固定した後、蓋部２５を円筒部材２０の上端に嵌合させる。
【００２８】
このようにして流体取扱部１６を取付用凹部１４に取り付けると、仕切り板２４の上には、円筒部材２０と取付用凹部１４の大径凹部１４ａおよび拡張凹部１４ｃとの間に、液体試料などの流体を注入するための注入部２６としての空間が形成され、この注入部２６の上端の蓋部２５で塞がれていない拡張凹部１４ｃ側の部分が注入口になる。また、この注入部２６の下側には、取付用凹部１４の大径凹部１４ａと円筒部材２０の間に、多数のビーズ２２を充填した反応部として使用可能な略円環状の空間である流動部２８が形成される。この流動部２８は、流動部入口としての仕切り板２４の切欠き部２４ａを介して注入部２６に連通している。さらに、円筒部材２０内には、測定部として使用可能な略円筒形の空間である流体収容室３０が形成される。このようにして形成された流体収容室３０は、スリット２０ｂを介して注入部２６および流動部２８に連通している。
【００２９】
このように、本実施の形態の流体取扱部１６では、マイクロウェルプレートの各々のウェルに対応する大きさの取付用凹部１４内を、略鉛直方向に延びる円筒部材２０によって、反応部として使用可能な流動部２８と、測定部として使用可能な流体収容室３０に分離し、注入口から注入された試薬などの液体が、外部動力を必要としないで、少量であっても毛管現象などによって流動部２８内を連続的に流動することができるようになっている。また、円筒部材２０内に形成される流体収容室３０を測定部として使用すれば、ウェルに対応する直径の取付用凹部１４の大径凹部１４ａより小径の流体収容室３０に、流動部２８からの液体を導入して、液面を高くすることができるので、使用する試薬の量を少なくしてコストを削減することができる。
【００３０】
次に、図２１Ａ〜図２１Ｉ、図２２Ａ〜図２２Ｆおよび図２３Ａ〜図２３Ｆを参照して、本実施の形態の流体取扱装置１０の試液の注入時と洗浄時の液体の流れを説明する。
【００３１】
まず、図２１Ａに矢印Ａで示すように、流体取扱部１６の注入部２６の注入口から試液３２を徐々に注入していくと、図２１Ｂに示すように、注入された試液３２は、注入部２６に導入された後に、図２１Ｃに示すように、流動部入口（仕切り板２４の切欠き部２４ａ）を介して流動部２８に導入されるとともに、円筒部材２０のスリット２０ｂ内に直接導入され、その後、図２１Ｄおよび図２１Ｅに示すように、流動部入口から流動部２８に導入された試液３２とスリット２０ｂ内に導入された試液３２が流動部２８全体を満たすように広がるとともに、毛管現象によってスリット２０ｂの全体に広がる。この状態までは、スリット２０ｂ内の試液３２の表面張力によって試液３２が流体収容室３０内に導入されないようになっている。その後、図２１Ｆに矢印Ａで示すように、さらに試液を注入していくと、図２１Ｇ〜図２１Ｉに示すように、試液３２は、注入部２６に導入された後に流体収容室３０の底面に沿って導入されて流体収容室３０内に溜まる。
【００３２】
次に、流体取扱部１６内の試液３２を排出した後でも、図２２Ａに示すように、試液３２の一部が流動部２８内のビーズ２２に付着して流動部２８内に残存している。この状態で、図２２Ｂ〜図２２Ｅに矢印Ｂで示すように、流体収容室３０の開口から洗浄液３４を注入していくと、まず、図２２Ｃに示すように、注入された洗浄液３４は、流体収容室３０の底部から円筒部材２０のスリット２０ｂ内に導入された後、スリット２０ｂ内で広がるとともに、流動部２８内に導入される。その後、さらに洗浄液３４を注入していくと、図２２Ｄ〜図２２Ｆに示すように、流動部２８内に残存していた試液３２が洗浄液３４で希釈されて混合液３６として押し上げられて、試液３２と洗浄液３４の混合液３６が流動部２８の上方の注入部２６に導入される。
【００３３】
次に、流体収容室３０の開口から流体収容室３０の底面付近まで（図示しない）吸引パイプを挿入して、図２３Ａ〜図２３Ｅに矢印Ｃで示すように、洗浄液３４を吸引していくと、まず、図２３Ａ〜図２３Ｃに示すように、洗浄液３４が吸引されるとともに、注入部２６内に導入されていた混合液３６の大部分が、流動部２８を通過しないで円筒部材２０のスリット２０ｂを介して流体収容室３０内に直接導入されて洗浄液３４でさらに希釈される。その後、さらに洗浄液３４を吸引していくと、図２３Ｄ〜図２３Ｆに示すように、洗浄液３４（洗浄液３４で希釈された混合液３６）が流体収容室３０の底部から排出されて、流体取扱部１６の内部が洗浄される。
【００３４】
このように、本実施の形態の流体取扱装置１０の流体取扱部１６の内部に洗浄液３４を注入した際に、残存していた試液３２と洗浄液３４の混合液３６の大部分が、ビーズ２２を充填した流動部２８から注入部２６に押し上げられ、その後、流体取扱部１６の内部から洗浄液３４を吸引する際に混合液３６の大部分が流動部２８を通過しないでスリット２０ｂを介して流体収容室３０に直接導入されて外部に排出されるようになっているので、洗浄液３４の吸引の際に混合液３６が流動部２８のビーズ２２に接触して再付着するのを抑えて、流体取扱部１６の内部を効率的に洗浄することができるとともに、分析精度を向上させることができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
図１５〜図２０は、本発明による流体取扱装置の第２の実施の形態の流体取扱部１６を示している。図１５は流体取扱装置の各々の取付用凹部１４内に取り付けられた本実施の形態の流体取扱部１６の平面図、図１６は図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図、図１７は図１５の流体取扱部１６の円筒部材１２０の断面図、図１８は図１７の円筒部材１２０の側面図、図１９は図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図、図２０は図１７の円筒部材１２０の変形例を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態の流体取扱部１６では、第１の実施の形態の流体取扱部１６の底面部２０ａを有する円筒部材２０の代わりに、底面部を有しない円筒部材１２０を使用している。そのため、円筒部材１２０の底面と取付用凹部１４の底面との間に干渉縞が生じることもないので、小径凹部１４ｂの底面に微小凹部１４ｄを形成していない。また、円筒部材１２０が底面部を有しないので、円筒部材１２０の底部までスリット１２０ｂが延びている。さらに、第１の実施の形態の流体取扱部１６の蓋部２５のような蓋部は設けられていない。本実施の形態の流体取扱部１６のその他の構成は、第１の実施の形態の流体取扱部１６と同一であるので、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態の流体取扱装置１０の試液の注入時と洗浄時の液体の流れは第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００３７】
［第３の実施の形態］
図２４は、本発明による流体取扱装置の第３の実施の形態の流体取扱部１６を示す断面図であり、第１の実施の形態の流体取扱部１６から蓋部２５を取り外した状態を示す図９に対応する図である。本実施の形態の流体取扱部１６では、第１の実施の形態の流体取扱部１６の取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの底面に形成した微小凹部１４ｄの代わりに、取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの底面に円筒部材２０の底面より小さい円形（または矩形などの形状）の貫通孔１４ｅが形成され、また、第１の実施の形態の流体取扱部１６の蓋部２５のような蓋部は設けられていない。本実施の形態の流体取扱部１６のその他の構成は、第１の実施の形態の流体取扱部１６と同一であるので、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態の流体取扱装置１０の試液の注入時と洗浄時の液体の流れは第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００３８】
上述した第１の実施の形態の流体取扱部１６では、取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの底面に微小凹部１４ｄを形成することにより、円筒部材２０を小径凹部１４ｂ内に嵌合させたときに円筒部材２０の底面と取扱用凹部１４の底面との間に干渉縞が生じるのを防止する間隙を形成するようにしている。しかし、第１の実施の形態の流体取扱装置１０を、例えば、ＥＬＩＳＡなどの方法に使用する際に、目的物質の検出を吸光度測定法によって行う場合には、流体取扱部１６の底面が円筒部材２０の底面と取扱用凹部１４の底面の二重構造になっているので、透過率が減少して、吸光度測定の際のバックグラウンド（ブランク値）が高くなってしまう。そのため、本実施の形態の流体取扱部１６では、取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの底面に光透過用開口部としての貫通孔１４ｅを形成して、吸光度測定の際のブランク値（バックグラウンド値）が高くなるのを防止している。この効果を確認するために、第１の実施の形態と本実施の形態の流体取扱部１６を使用して、それぞれ同じＥＬＩＳＡによる目的物質の検出を吸光度測定法によって行った後に、各々の流体取扱部１６を洗浄し、その後、それぞれ同じ試薬と溶媒を加えて、４５０ｎｍの光で吸光度測定におけるブランク値を測定したところ、図２５に示すように、第１の実施の形態の場合には０．５３であったが、本実施の形態の場合には、０．４５に低下させることができるのがわかった。
【００３９】
［第４の実施の形態］
図２６は、本発明による流体取扱装置の第４の実施の形態の流体取扱部１６を示す断面図であり、第１の実施の形態の流体取扱部１６を示す図７に対応する図である。本実施の形態の流体取扱部１６では、第１の実施の形態の流体取扱部１６の取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの底面に形成した微小凹部１４ｄの代わりに、取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの底面に円筒部材２０の底面より小さい円形（または矩形などの形状）の貫通孔１４ｅが形成されているとともに、第１の実施の形態の流体取扱部１６の円筒部材２０のスリット２０ｂの上部（流体取扱部１６を取付用凹部１４に取り付けた際に仕切り板２４より上方の部分）の幅が広くなって拡幅部２０ｃが形成されている。本実施の形態の流体取扱部１６のその他の構成は、第１の実施の形態の流体取扱部１６と同一であるので、同一の符号を付して説明を省略する。なお、本実施の形態の流体取扱装置１０の円筒部材２０のスリット２０ｂの拡幅部２０ｃの幅は、本実施の形態の流体取扱装置１０に試液を注入する際には、第１の実施の形態の流体取扱装置１０と同様に、流動部入口（仕切り板２４の切欠き部）から流動部２８に導入された試液と（拡幅部２０ｃを含む）スリット２０ｂ内に導入された試液が流動部２８全体を満たすように広がるとともに毛管現象によって（拡幅部２０ｃを含む）スリット２０ｂの全体に広がるまでは、（拡幅部２０ｃを含む）スリット２０ｂ内の試液の表面張力によって試液が流体収容室３０内に導入されないが、本実施の形態の流体取扱装置１０を洗浄する際には、第１の実施の形態の流体取扱装置１０と異なり、試液の注入時の試液の量よりも多い洗浄液を一度に導入することによって、注入部２６内の洗浄液がスリット２０ｂの拡幅部２０ｃを介して直接流体収容室３０に導入されるような幅になっている。このようにスリット２０ｂに拡幅部２０ｃを形成することによって、洗浄の際に流動部２８から仕切り板２４の上方に出てきた汚れた洗浄液を円滑に液体収容室３０内に導入して流動部２８に戻るのを防止し、流動部２８内の洗浄残渣を少なくすることができる。
【００４０】
上述した第３の実施の形態の流体取扱部１６と同様に、本実施の形態の流体取扱部１６でも、取付用凹部１４の小径凹部１４ｂの底面に光透過用開口部としての貫通孔１４ｅを形成して、吸光度測定の際のブランク値（バックグラウンド値）が高くなるのを防止している。この効果を確認するために、第１の実施の形態と本実施の形態の流体取扱部１６を使用して、それぞれ同じＥＬＩＳＡによる目的物質の検出を吸光度測定法によって行った後に、各々の流体取扱部１６を洗浄し、その後、それぞれ同じ試薬と溶媒を加えて、４５０ｎｍの光で吸光度測定におけるブランク値を測定したところ、図２７に示すように、第１の実施の形態の場合には０．５３であったが、本実施の形態の場合には、０．３５に低下させることができるのがわかった。このように、本実施の形態では、第３の実施の形態の場合の０．４５よりも低下し、スリット２０ｂに拡幅部２０ｃを形成することによって、ブランク値をさらに低下させることができる。すなわち、本実施の形態では、スリット２０ｂに拡幅部２０ｃを形成することにより、洗浄の際に流動部２８から仕切り板２４の上方に出てきた汚れた洗浄液を円滑に液体収容室３０内に導入して流動部２８に戻るのを防止し、流動部２８内の洗浄残渣を少なくすることができるので、第３の実施の形態と比べて、ブランク値をさらに低下させることができる。
【００４１】
上述した第１〜第４の実施の形態の流体取扱装置１０では、流動部２８内に多数のビーズ２２を充填することにより、流動部２８内の流路の内面の表面積を増大し、流体取扱装置１０を試料分析装置として使用した場合に、ビーズ２２の表面を捕体の支持面（反応面）として利用すれば、捕体の支持面（反応面）の表面積を増大して、流体との接触面積を増大することができる。また、大きな反応面上で連続的に液を流動させることによって、反応効率が高まり、反応時間の短縮と測定感度の向上を図ることができる。なお、ビーズ２２の代わりに、捕体をコートした連続孔が形成された多孔質体を流動部２８内に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、上述した第１〜第４の実施の形態の流体取扱装置１０では、装置本体部１２の流体取扱部支持体１３に流体取扱部１６を取り付けることにより、複数の流体取扱部１６が所定の間隔で一列に配置された流体取扱ユニットとして、装置本体部１２の枠体１１に取り付けることができる。このように、一列毎に流体取扱ユニットを枠体１１に取り付けることができるので、その取り扱いが容易になる。
【００４３】
さらに、上述した第１〜第４の実施の形態の流体取扱装置１０では、流体取扱部１６の内部に洗浄液３４を注入した際に、残存していた試液３２と洗浄液３４の混合液３６の大部分が、ビーズ２２を充填した流動部２８から注入部２６に押し上げられ、その後、流体取扱部１６の内部から洗浄液３４を吸引する際に混合液３６の大部分が流動部２８を通過しないでスリット２０ｂを介して流体収容室３０に直接導入されて外部に排出されるようになっているので、洗浄液３４の吸引の際に混合液３６が流動部２８のビーズ２２に接触して再付着するのを抑えて、流体取扱部１６の内部を効率的に洗浄することができるとともに、分析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による流体取扱装置の第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の流体取扱装置の装置本体の枠体と流体取扱部支持体を示す斜視図である。
【図３】図２の流体取扱部支持体を拡大して示す平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図２の流体取扱部支持体に流体取扱部を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図６】図１の流体取扱装置の流体取扱部を示す平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図６の流体取扱部から蓋部を取り外した状態を示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】図１の流体取扱装置の流体取扱部のビーズを除いた分解斜視図である。
【図１１】図１の流体取扱装置の流体取扱部の円筒部材の断面図である。
【図１２】図１１の円筒部材の側面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【図１４】図１１の円筒部材の変形例を示す断面図である。
【図１５】本発明による流体取扱装置の第２の実施の形態の流体取扱部を示す平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】図１５の流体取扱装置の流体取扱部の円筒部材の断面図である。
【図１８】図１７の円筒部材の側面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。
【図２０】図７の円筒部材の変形例を示す断面図である。
【図２１Ａ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｂ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｃ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｄ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｅ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｆ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｇ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｈ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２１Ｉ】図１の流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入した際の試液の流れを説明する図である。
【図２２Ａ】図２１Ａ〜図２１Ｉに示すように流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入して排出した後に流体取扱部の内部を洗浄するために洗浄液を注入する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２２Ｂ】図２１Ａ〜図２１Ｉに示すように流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入して排出した後に流体取扱部の内部を洗浄するために洗浄液を注入する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２２Ｃ】図２１Ａ〜図２１Ｉに示すように流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入して排出した後に流体取扱部の内部を洗浄するために洗浄液を注入する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２２Ｄ】図２１Ａ〜図２１Ｉに示すように流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入して排出した後に流体取扱部の内部を洗浄するために洗浄液を注入する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２２Ｅ】図２１Ａ〜図２１Ｉに示すように流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入して排出した後に流体取扱部の内部を洗浄するために洗浄液を注入する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２２Ｆ】図２１Ａ〜図２１Ｉに示すように流体取扱装置の流体取扱部に試液を注入して排出した後に流体取扱部の内部を洗浄するために洗浄液を注入する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２３Ａ】図２２Ａ〜図２２Ｅに示すように流体取扱装置の流体取扱部に洗浄液を注入した後に洗浄液を吸引する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２３Ｂ】図２２Ａ〜図２２Ｅに示すように流体取扱装置の流体取扱部に洗浄液を注入した後に洗浄液を吸引する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２３Ｃ】図２２Ａ〜図２２Ｅに示すように流体取扱装置の流体取扱部に洗浄液を注入した後に洗浄液を吸引する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２３Ｄ】図２２Ａ〜図２２Ｅに示すように流体取扱装置の流体取扱部に洗浄液を注入した後に洗浄液を吸引する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２３Ｅ】図２２Ａ〜図２２Ｅに示すように流体取扱装置の流体取扱部に洗浄液を注入した後に洗浄液を吸引する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２３Ｆ】図２２Ａ〜図２２Ｅに示すように流体取扱装置の流体取扱部に洗浄液を注入した後に洗浄液を吸引する際の洗浄液と残存する試液の流れを説明する図である。
【図２４】図２４は、本発明による流体取扱装置の第３の実施の形態の流体取扱部を示す断面図であり、第１の実施の形態の流体取扱部から蓋部を取り外した状態を示す図９に対応する図である。
【図２５】図２５は、第１の実施の形態の流体取扱部と第３の実施の形態の流体取扱部を使用して吸光度測定におけるブランク値を測定した結果を示すグラフである。
【図２６】図２６は、本発明による流体取扱装置の第４の実施の形態の流体取扱部を示す断面図であり、第１の実施の形態の流体取扱部を示す図７に対応する図である。
【図２７】図２７は、第１の実施の形態の流体取扱部と第４の実施の形態の流体取扱部を使用して吸光度測定におけるブランク値を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０…流体取扱装置、１１…枠体、１１ａ…貫通穴、１１ｂ…上面、１２…装置本体部、１３…流体取扱部支持体、１３ａ…支持体本体部、１３ｂ…突出部、１４…取付用凹部、１４ａ…大径凹部、１４ｂ…小径凹部、１４ｃ…拡張凹部、１４ｄ…微小凹部、１６…流体取扱部、２０、１２０…円筒部材、２０ａ…底面部、２０ｂ、１２０ｂ…スリット、２０ｃ…拡幅部、２２…ビーズ、２４…仕切り板、２４ａ…切欠き部（注入口）、２５…蓋部、２６…注入部、２８…流動部（反応部）、３０…流体収容室（測定部）、３２…試液、３４…洗浄液、３６…混合液
【図１】
0004842788.tif 000002
【図２】
0004842788.tif 000003
【図３】
0004842788.tif 000004
【図４】
0004842788.tif 000005
【図５】
0004842788.tif 000006
【図６】
0004842788.tif 000007
【図７】
0004842788.tif 000008
【図８】
0004842788.tif 000009
【図９】
0004842788.tif 000010
【図１０】
0004842788.tif 000011
【図１１】
0004842788.tif 000012
【図１２】
0004842788.tif 000013
【図１３】
0004842788.tif 000014
【図１４】
0004842788.tif 000015
【図１５】
0004842788.tif 000016
【図１６】
0004842788.tif 000017
【図１７】
0004842788.tif 000018
【図１８】
0004842788.tif 000019
【図１９】
0004842788.tif 000020
【図２０】
0004842788.tif 000021
【図２１Ａ】
0004842788.tif 000022
【図２１Ｂ】
0004842788.tif 000023
【図２１Ｃ】
0004842788.tif 000024
【図２１Ｄ】
0004842788.tif 000025
【図２１Ｅ】
0004842788.tif 000026
【図２１Ｆ】
0004842788.tif 000027
【図２１Ｇ】
0004842788.tif 000028
【図２１Ｈ】
0004842788.tif 000029
【図２１Ｉ】
0004842788.tif 000030
【図２２Ａ】
0004842788.tif 000031
【図２２Ｂ】
0004842788.tif 000032
【図２２Ｃ】
0004842788.tif 000033
【図２２Ｄ】
0004842788.tif 000034
【図２２Ｅ】
0004842788.tif 000035
【図２２Ｆ】
0004842788.tif 000036
【図２３Ａ】
0004842788.tif 000037
【図２３Ｂ】
0004842788.tif 000038
【図２３Ｃ】
0004842788.tif 000039
【図２３Ｄ】
0004842788.tif 000040
【図２３Ｅ】
0004842788.tif 000041
【図２３Ｆ】
0004842788.tif 000042
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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