(57)【要約】【課題】  小型化、低コスト化が容易であり、微量の試料液を用いるマイクロ分析に適した液体供給モジュール及び分析装置を提供する。  【解決手段】  流入及び／又は流出のポイントＡ〜Ｅを有する主流路と、ポイントＡ〜Ｃの何れかにおいて、前記主流路と連通する流入路と、ポイントＣ〜Ｅの何れかにおいて、主流路と連通する流出路と、主流路の上流側と流入路の各々に介装された開閉弁Ｖ０〜Ｖ５と、主流路の上流側に介装されたポンプＰ０と、流入路の各々に対応して設けられた圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５と、主流路の下流側と流出路の各々に介装された開閉弁Ｖ６〜Ｖ９とを備える液体供給モジュール、及びこれを用いた分析装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３箇所以上の流入及び／又は流出ポイントを有する主流路と、
前記何れかの流入及び／又は流出ポイントにおいて、前記主流路と連通する２以上の流入路と、
前記何れかの流入及び／又は流出ポイントにおいて、前記主流路と連通する１以上の流出路と、
前記主流路の上流側と流入路の各々に介装された入口側開閉弁及びポンプと、
前記主流路の下流側と流出路の各々に介装された出口側開閉弁と、を備える液体供給モジュール。
【請求項２】
前記主流路と流入路と流出路とは、流入及び／又は流出ポイントを含む部分がシリコン基板上に形成されている請求項１に記載の液体供給モジュール。
【請求項３】
前記流入路の各々に介装されたポンプが、圧電振動子により駆動されるポンプである請求項１又は請求項２に記載の液体供給モジュール。
【請求項４】
前記流入路の何れか２以上が、前記流入及び／又は流出ポイントよりも上流側で互いに合流している請求項１から請求項３の何れかに記載の液体供給モジュール。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかに記載の液体供給モジュールと、該液体供給モジュールから液体を供給される反応部とを備える分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発案は、複数の液体を計量して外部に供給する液体供給モジュールと、この液体供給モジュールを用いた分析装置に関連する。さらに詳しくは、微量の試料液を用いるマイクロ分析に適した液体供給モジュール及び分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分析化学の分野では、マイクロ化技術（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下本明細書では、ＭＥＭＳと記載する。）の研究が急速に進歩しており、分析計のマイクロ化（μ−ＴＡＳ；Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ，あるいはＬａｂ  ｏｎ  ａ  ｃｈｉｐなどと呼ばれている。）の動きがタンパク質、遺伝子、生化学などの分析分野に波及し、研究が進められている。
例えば、免疫反応や酵素反応を利用して分析対象物質を固定層に固定化し、さらに、発色試薬を作用させることによって、ダイオキシン類を分析するバイオＭＥＭＳ分析装置が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
かかるバイオＭＥＭＳ分析装置によれば、微量の分析対象成分を、高感度で簡易、迅速、かつ安価に測定することができる。
【０００３】
このバイオＭＥＭＳ分析装置においては、マイクロチップ化された反応部に対して、数種類以上の試薬を定められた順序で、定められた量を、定められた速度で流す試薬供給システムが必要である。この試薬供給システムに用いるポンプとしては、１μm〜数100μmと微細な径の流路が形成されている反応部に送液をするため、0.1MPa〜数10 Mpa程度の突出圧を備えているものが必要である。
従来、このような要求を満たすために、プランジャー式ポンプを複数台使用することが行われていた。また、高圧に耐えるデッドボリュームの少ない切替えバルブを組み合わせて、プランジャー式ポンプの数量を少なくすることも行われていた。
【非特許文献１】「ＢｉｏＭＥＭＳを利用した煙道中のダイオキシン測定システムの開発、成果報告書(初年度)」、新エネルギー・産業技術総合開発機構、平成１４年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、プランジャー式ポンプや切替えバルブは大型で、反応部がマイクロ化して小型になっても、試薬供給のための前処理部分が大きくなってしまい、分析装置全体の小型化、マイクロ化の障害となっていた。しかも、使用するプランジャー式ポンプや切替えバルブは高価であり、これらの数量が増えると分析装置全体のコスト高につながっていた。
一方、小型で低コストの高圧定流量ポンプの開発も試みられているが、マイクロチップと同等のサイズでこれらの性能を実現した例は報告されていない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型化、低コスト化が容易であり、微量の試料液を用いるマイクロ分析に適した液体供給モジュール及び分析装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の態様を含む。
［１］３箇所以上の流入及び／又は流出ポイントを有する主流路と、前記何れかの流入及び／又は流出ポイントにおいて、前記主流路と連通する２以上の流入路と、前記何れかの流入及び／又は流出ポイントにおいて、前記主流路と連通する１以上の流出路と、前記主流路の上流側と流入路の各々に介装された入口側開閉弁及びポンプと、前記主流路の下流側と流出路の各々に介装された出口側開閉弁とを備える液体供給モジュール。
【０００７】
［２］前記主流路と流入路と流出路とは、流入及び／又は流出ポイントを含む部分がシリコン基板上に形成されている［１］に記載の液体供給モジュール。
［３］前記流入路の各々に介装されたポンプが、圧電振動子により駆動されるポンプである［１］又は［２］に記載の液体供給モジュール。
［４］前記流入路の何れか２以上が、前記流入及び／又は流出ポイントよりも上流側で互いに合流している［１］から［３］の何れかに記載の液体供給モジュール。
［５］［１］から［４］の何れかに記載の液体供給モジュールと、該液体供給モジュールから液体を供給される反応部とを備える分析装置。
【発明の効果】
【０００８】
［１］の態様の発明によれば、特定の流入路から流出路に液体を流した後に、主流路にキャリア液を流すことにより、当該特定の流入路が連通する流入及び／又は流出ポイントと、当該特定の流出路が連通する流入及び／又は流出ポイントとの間に充填された一定量の液体が、キャリア液によって主流路の出口から送出される。
ここで、流入及び／又は流出ポイントは３箇所以上存在するので、いずれの流入及び／又は流出ポイントに連通する流入路と流出路とを選択するかにより、種々の容積を選択して計量することが可能である。
また、流入路から流出路へは、高圧、かつ一定速度で送液する必要がないので、突出圧や定量性に劣るポンプの使用も可能である。その結果、反応部の流路抵抗等を考慮した高圧定流量ポンプは、主流路の送液のためにのみ必要とされることとなり、小型で、かつ低コストの液体供給モジュールとすることができる。
【０００９】
［２］の態様の発明によれば、流入及び／又は流出ポイントを含む流路構成の主要部分をシリコン基板上に形成するので、液体供給モジュール全体の小型化が容易である。
［３］の態様の発明によれば、流入路から流出路への送液に圧電振動子により駆動されるポンプを使用することにより、小型で、かつ低コストの液体供給モジュールとすることができる。
［４］の態様の発明によれば、流入路を、前記流入及び／又は流出ポイントよりも入口側で互いに合流した構成とすることにより、複数の液体を予め混合して供給することができる。
［５］の態様の発明によれば、上記各態様の液体供給モジュールから反応部に液体を供給することにより、小型で、かつ低コストの分析装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体供給モジュール及び分析装置の概略構成図である。本実施形態の液体供給モジュールは、マイクロチップ１０と、開閉弁Ｖ０〜Ｖ９と、ポンプＰ０とから概略構成されている。本実施形態の分析装置は、この液体供給モジュールに反応部２０を加えて、概略構成されている。
マイクロチップ１０は、図２に示すように、互いに接合された基板１と振動板２と、振動板２上に設けられた圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５とを備えている。振動板２には、図２（ｂ）上方左側から順に入口Ｓ１〜Ｓ５が穿設されている。また、図２（ｂ）下方左側から順に主流路入口Ｍ１、主流路出口Ｍ２、逃口Ｔ３、Ｔ２、Ｔ１が穿設されている。また、基板１には、入口Ｓ１〜Ｓ５、主流路入口Ｍ１、主流路出口Ｍ２、逃口Ｔ１〜Ｔ３の各々と連通する流路Ｒが形成されている。
【００１１】
図１及び図２に示すように、主流路入口Ｍ１の上流側は、キャリア液が収納された液体タンクＬ０に接続され、主流路入口Ｍ１と液体タンクＬ０との間には、開閉弁Ｖ０が介装されている。入口Ｓ１〜Ｓ５の上流側は、各々試料液や薬品が収納された液体タンクＬ１〜Ｌ５に接続され、入口Ｓ１〜Ｓ５と液体タンクＬ１〜Ｌ５との間には、各々開閉弁Ｖ１〜Ｖ５が介装されている。また、逃口Ｔ１〜Ｔ３の下流側には、各々開閉弁Ｖ６〜Ｖ８が介装されている。主流路出口Ｍ２の下流側は反応部２０に接続され、主流路出口Ｍ２と反応部２０との間には、開閉弁Ｖ９が介装されている。
【００１２】
流路Ｒは、図２に示すように、主流路入口Ｍ１からポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを経由して主流路出口Ｍ２に至る主流路Ｒ０と、入口Ｓ１からポイントＡに至る流路Ｒ１、入口Ｓ２からポイントＡに至る流路Ｒ２、入口Ｓ３からポイントＢに至る流路Ｒ３、入口Ｓ４からポイントＢに至る流路Ｒ４及び入口Ｓ５からポイントＣに至る流路Ｒ５と、ポイントＣから逃口Ｔ１に至る流路Ｒ６、ポイントＤから逃口Ｔ２に至る流路Ｒ７及びポイントＥから逃口Ｔ３に至る流路Ｒ８とから構成されている。また、流路Ｒ１と流路Ｒ２とは、ポイントＸからポイントＡの間合流している。
【００１３】
主流路Ｒ０は、本発明の主流路の主要な部分を構成している。流路Ｒ１〜Ｒ５は、本発明の流入路の主要な部分を構成している。流路Ｒ６〜Ｒ８は、本発明の流出路の主要な部分を構成している。
また、ポイントＡ〜Ｅは本発明の流入及び／又は流出ポイントであり、ポイントＡ、Ｂは流入ポイント、ポイントＣは流入及び流出ポイント、ポイントＤ、Ｅは流出ポイントとなっている。
なお、本実施形態において、流出ポイントは、流入ポイントよりも下流側、又は同じ位置とされている。しかし、本発明の流出ポイントと流入ポイントとの位置関係に特に限定はなく、流出ポイントが流入ポイントよりも上流側であってもよい。
また、開閉弁Ｖ０と開閉弁Ｖ１〜Ｖ５とが本発明の入口側開閉弁に、開閉弁Ｖ６〜Ｖ９が本発明の出口側開閉弁に各々相当する。
【００１４】
基板１は、流路Ｒを形成できるものであれば、材質に特に限定はないが、例えば、シリコン、石英、ガラス、ポリジメチルシロキサン樹脂等の樹脂、ステンレス等の金属の基板が使用できる。この内、加工が容易であることから、シリコン基板が好ましい。
振動板２は、基板１との接合及びが可能であり、圧電振動子により振動するものであれば、材質に特に限定はないが、例えば、シリコン、石英、ガラス、ポリジメチルシロキサン樹脂等の樹脂、ステンレス等の金属の板が使用できる。この内、接合が容易であること、透明で流路内の観察が可能であることから、ガラス板が好ましい。特に基板１をシリコン基板とし、振動板２をガラス板とすると、陽極接合により接合できるので好ましい。
圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５としては、BaTiO３、ＰＺＴ(55％PbZrO３,45％PbTiO３)などの強誘電体磁器からなる電歪振動子が好ましく、特にＰＺＴか好ましい。
【００１５】
流路Ｒの各ポイントＡ〜Ｅ間の容積は、流路の断面積と各ポイント間の流路長により任意に決定できる。本実施形態では、流路Ｒは幅０．６１ｍｍ、深さ０．２ｍｍの矩形の流路とされ、Ａ−Ｂ間の流路長は８２ｍｍ、Ｂ−Ｃ間の流路長は８２ｍｍ、Ｃ−Ｄ間の流路長は４１ｍｍ、Ｄ−Ｅ間の流路長は４１ｍｍとされている。これにより、Ａ−Ｂ間の容積は１０μＬ、Ｂ−Ｃ間の容積は１０μＬ、Ｃ−Ｄ間の容積は５μＬ、Ｄ−Ｅ間の容積は５μＬとなっている。
【００１６】
表１において、選択する入口と出口を「入口」と「出口」の欄に、この「入口」から「出口」に送液した場合に、通過する主流路Ｒ０のポイントを「区間」の欄に示す。また、その「区間」に対応する長さと容積を、「長さ」と「容積」の欄に、各々示す。
表１に示すように、特定の入口と逃口とを適宜選択することにより、対応する容積の液体を、主流路Ｒ０内にはさみ込めるようになっている。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
流路Ｒ１〜Ｒ５は、各々圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５の前後で、圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５に向けて拡径するテーパ状となっている。また、各々圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５の下流側のテーパ状流路が、上流側のテーパ状流路よりも広い流路となっている。そのため、各々圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５との組み合わせにより、上流側から下流側に送液するポンプを構成している。
すなわち、圧電振動子に駆動回路(図示せず)より電圧を印加すると、振動板が流路側へ変位し、対応する流路の体積が減少し、その体積に相当する液体が、流路の両側へ押し出される。一方、電圧の印加を取除くと、振動板は元の位置に戻り、体積も元に戻り、その体積に相当する液体が、逆に流路Ｒの両側から流入する。
このとき、狭い方から広い方へ流れる流量の方が、広い方から狭い方へ流れる流量より大きくなるので、圧電振動子を往復変位させると、この差分に相当する流量が、流路の狭い方から広い方への一定方向へ流れることになり、この動作を繰り返すことで、上流側から下流側に流すポンプとして機能するようになっている。
ポンプＰ０に特に限定はないが、高い吐出圧と定量性が得られることから、プランジャー式ポンプが好ましい。
【００１９】
開閉弁Ｖ０〜Ｖ９は、製作の便宜上、マイクロチップ１０の周囲に配置することが好ましい。そのため、開閉弁Ｖ１〜Ｖ５は、圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５に対応する位置よりも上流側であって、入口Ｓ１〜Ｓ５の上流側に介装されている。また、開閉弁Ｖ６〜Ｖ９は、主流路出口Ｍ２、逃口Ｔ１〜Ｔ３の下流側に介装されている。また、開閉弁Ｖ０は、ポンプＰ０よりも下流側であって、主流路入口Ｍ１の上流側に介装されている。
しかしながら、開閉弁Ｖ０〜Ｖ９が、各々の流路に介装される位置に特に限定はなく、例えば、開閉弁Ｖ１を圧電振動子Ｐ１に対応する位置と、ポイントＸとの間に介装してもよい。
【００２０】
本実施形態の液体供給モジュールは、下流側の反応部２０と共に本発明の第１実施形態に係る分析装置を構成している。
反応部２０は、液体供給モジュールから流入する試料液や試薬が反応する場所である。反応部２０の具体的構成に特に限定はないが、分析対象成分又は分析対象成分と試薬とが複合化した複合体を固定する固定層を備えたものが好ましい。特に、非特許文献１に記載されているように、流路中に、固定層であるビーズを収納した構成のものが好ましい。
【００２１】
また、本実施形態の分析装置は、反応部２０における反応を検出する検出手段を備えることが好ましい。検出手段としては、蛍光分析、化学発光分析、吸光分析、反射光分析等の光分析による検出手段が好ましく、特に蛍光分析手段が好ましい。
なお、反応部２０における反応の検出は、反応部２０において行ってもよいし、反応部２０の下流側に検出部を設け、反応部２０から流出した反応液について行ってもよい。
【００２２】
以下に、本実施形態の液体供給モジュールで、複数種類の液体を、一定量反応部２０に送出する手順を説明する。
（液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体の混合液の供給）
液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体を混合し、この混合液を反応部２０に供給するためには、まず、準備段階として、主流路Ｒ０内全体に液体タンクＬ０内のキャリア液を充填しておく。
次に第１段階として、開閉弁Ｖ１とＶ２、及び開閉弁Ｖ６〜Ｖ８の何れか一つを開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、圧電振動子Ｐ１、Ｐ２を作動させる。
例えば、開閉弁Ｖ１とＶ２、及び開閉弁Ｖ８のみを開いた状態で、圧電振動子Ｐ１、Ｐ２を作動させた場合、液体タンクＬ１、Ｌ２の液体は、流路Ｒ１、Ｒ２から導入され、ポイントＸで合流した後、主流路Ｒ０のポイントＡからポイントＥ、並びに排出路Ｒ８を介して排出される。これにより、主流路Ｒ０のポイントＡとポイントＥとの間に、液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体の混合液が充填される。
次に第２段階として、開閉弁Ｖ０とＶ９を開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、ポンプＰ０を作動させて、主流路Ｒ０のポイントＡとポイントＥ（第１段階で開閉弁Ｖ８を開いた場合）との間に充填された液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体の混合液を、液体タンクＬ０のキャリア液によって押し流し、主流路出口Ｍ２から排出する。これにより、液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体の混合液が、一定量反応部２０に送出される。また、第２段階におけるキャリア液の送液を充分に行うことによって、主流路Ｒ０内全体にキャリア液が充填される。
【００２３】
ここで、液体タンクＬ１内の液体と液体タンクＬ２内の液体との混合比は、各々の液体の粘性を考慮しつつ、圧電振動子Ｐ１、Ｐ２によって駆動されるポンプのパワーを調整することにより調節できる。例えば、各々の液体の粘度が同じ場合に、流路Ｒ１、Ｒ２の大きさや形状、圧電振動子Ｐ１、Ｐ２の駆動パワーを、各々同じレベルとすると、各々の液体の混合比を１：１とすることができる。
液体タンクＬ１内の液体と液体タンクＬ２内の液体とは、第１段階の間は層流状態で流れるため充分に混合していない。しかし、第１段階から第２段階へ切り替える際に、一時的に流れがとまり、この間に層流状態が解除される。その結果、両者は、充分に混合された状態で、反応部２０に送出される。
【００２４】
（液体タンクＬ３内の液体の供給）
次に、液体タンクＬ３内の液体を反応部２０に供給するためには、まず、第１段階として、開閉弁Ｖ３、及び開閉弁Ｖ６〜Ｖ８の何れか一つを開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、圧電振動子Ｐ３を作動させる。
例えば、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ６のみを開いた状態で、圧電振動子Ｐ３を作動させた場合、液体タンクＬ３内の液体は、流路Ｒ３から導入され、主流路Ｒ０のポイントＢからポイントＣ、並びに排出路Ｒ６を介して排出される。これにより、主流路Ｒ０のポイントＢとポイントＣとの間に、液体タンクＬ３内の液体が充填される。
次に第２段階として、開閉弁Ｖ０とＶ９を開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、ポンプＰ０を作動させて、主流路Ｒ０のポイントＢとポイントＣ（第１段階で開閉弁Ｖ６を開いた場合）との間に充填された液体タンクＬ３内の液体を、液体タンクＬ０のキャリア液によって押し流し、主流路出口Ｍ２から排出する。これにより、液体タンクＬ３内の液体が、一定量反応部２０に送出される。また、第２段階におけるキャリア液の送液を充分に行うことによって、主流路Ｒ０内全体にキャリア液が充填される。
【００２５】
（液体タンクＬ４内の液体の供給）
次に、液体タンクＬ４内の液体を反応部２０に供給するためには、まず、第１段階として、開閉弁Ｖ４、及び開閉弁Ｖ６〜Ｖ８の何れか一つを開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、圧電振動子Ｐ４を作動させる。
例えば、開閉弁Ｖ４及び開閉弁Ｖ６のみを開いた状態で、圧電振動子Ｐ４を作動させた場合、液体タンクＬ４内の液体は、流路Ｒ４から導入され、主流路Ｒ０のポイントＢからポイントＣ、並びに排出路Ｒ６を介して排出される。これにより、主流路Ｒ０のポイントＢとポイントＣとの間に、液体タンクＬ４内の液体が充填される。
次に第２段階として、開閉弁Ｖ０とＶ９を開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、ポンプＰ０を作動させて、主流路Ｒ０のポイントＢとポイントＣ（第１段階で開閉弁Ｖ６を開いた場合）との間に充填された液体タンクＬ４内の液体を、液体タンクＬ０のキャリア液によって押し流し、主流路出口Ｍ２から排出する。これにより、液体タンクＬ４内の液体が、一定量反応部２０に送出される。また、第２段階におけるキャリア液の送液を充分に行うことによって、主流路Ｒ０内全体にキャリア液が充填される。
【００２６】
（液体タンクＬ５内の液体の供給）
次に、液体タンクＬ５内の液体を反応部２０に供給するためには、まず、第１段階として、開閉弁Ｖ５、及び開閉弁Ｖ７又は開閉弁Ｖ８の何れか一つを開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、圧電振動子Ｐ５を作動させる。
例えば、開閉弁Ｖ５及び開閉弁Ｖ７のみを開いた状態で、圧電振動子Ｐ５を作動させた場合、液体タンクＬ５内の液体は、流路Ｒ５から導入され、主流路Ｒ０のポイントＣからポイントＤ、並びに排出路Ｒ７を介して排出される。これにより、主流路Ｒ０のポイントＣとポイントＤとの間に、液体タンクＬ５内の液体が充填される。
次に第２段階として、開閉弁Ｖ０とＶ９を開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、ポンプＰ０を作動させて、主流路Ｒ０のポイントＣとポイントＤ（第１段階で開閉弁Ｖ７を開いた場合）との間に充填された液体タンクＬ５内の液体を、液体タンクＬ０のキャリア液によって押し流し、主流路出口Ｍ２から排出する。これにより、液体タンクＬ５内の液体が、一定量反応部２０に送出される。また、第２段階におけるキャリア液の送液を充分に行うことによって、主流路Ｒ０内全体にキャリア液が充填される。
【００２７】
本実施形態によれば、以上の手順により、複数種類の液体を、一定量反応部２０に順次送出することができる。
上記各第１段階における送液速度、送液時間に特に限定はないが、計量する量以上の量を送液する必要がある。また、上記各第２段階における送液速度、送液時間にも特に限定はないが、反応部２０の容積や、反応部２０に至るまでのデッドボリューム等を考慮して送液量を決める必要がある。
なお、各段階の送液速度は、特に一定でなくともよく、途中で変化しても差し支えない。
【００２８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る液体供給モジュール及び分析装置は、第１実施形態のマイクロチップ１０を、図３に示すものに置き換えたものである。図３のマイクロチップ１０は、主流路Ｒ０のポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの各ポイント間の長さが異なるのみで、その他は図２のマイクロチップ１０と同じである。そのため、図３には、図２と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
本実施形態では、流路Ｒは幅０．６１ｍｍ、深さ０．２ｍｍの矩形の流路とされ、Ａ−Ｂ間の流路長は４１ｍｍ、Ｂ−Ｃ間の流路長は４１ｍｍ、Ｃ−Ｄ間の流路長は２０．５ｍｍ、Ｄ−Ｅ間の流路長は２０．５ｍｍとされている。これにより、Ａ−Ｂ間の容積は５μＬ、Ｂ−Ｃ間の容積は５μＬ、Ｃ−Ｄ間の容積は２．５μＬ、Ｄ−Ｅ間の容積は２．５μＬとなっている。
【００３０】
表２において、選択する入口と出口を「入口」と「出口」の欄に、この「入口」から「出口」に送液した場合に、通過する主流路Ｒ０のポイントを「区間」の欄に示す。また、その「区間」に対応する長さと容積を、「長さ」と「容積」の欄に、各々示す。
表２に示すように、特定の入口と逃口とを適宜選択することにより、対応する容積の液体を、主流路Ｒ０内にはさみ込めるようになっている。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
本実施形態の液体供給モジュールで、複数種類の液体を、一定量反応部２０に送出する手順は、第１実施形態と同じなので、説明を省略する。
【００３３】
＜第３実施形態＞
図４は、本発明の第３実施形態に係る液体供給モジュール及び分析装置の概略構成図である。本実施形態の液体供給モジュールは、マイクロチップ３０と、開閉弁Ｖ０１、Ｖ０２、Ｖ１〜Ｖ７と、ポンプＰ０１、Ｐ０２とから概略構成されている。本実施形態の分析装置は、この液体供給モジュールに反応部２０を加えて、概略構成されている。
マイクロチップ３０は、図５に示すように、互いに接合された基板１と振動板２と、振動板２上に設けられた圧電振動子Ｐ１〜Ｐ４とを備えている。振動板２には、図５（ｂ）上方左側から順に入口Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ３が穿設されている。また、図５（ｂ）下方左側から順に第１主流路入口Ｍ１１、逃口Ｔ１、主流路出口Ｍ２、逃口Ｔ２、第２主流路入口Ｍ１２が穿設されている。また、基板１には、入口Ｓ１〜Ｓ４、第１主流路入口Ｍ１１、第２主流路入口Ｍ１２、主流路出口Ｍ２、逃口Ｔ１、Ｔ２の各々と連通する流路Ｒが形成されている。
【００３４】
図４及び図５に示すように、第１主流路入口Ｍ１１及び第２主流路入口Ｍ１２の上流側は、各々キャリア液が収納された液体タンクＬ０に接続され、主流路入口Ｍ１１と液体タンクＬ０との間には開閉弁Ｖ０１が、主流路入口Ｍ１２と液体タンクＬ０との間には開閉弁Ｖ０２が、各々介装されている。入口Ｓ１及びＳ２の上流側は、各々試料液や薬品が収納された液体タンクＬ１に接続され、入口Ｓ１と液体タンクＬ１との間、入口Ｓ２と液体タンクＬ１との間には、各々開閉弁Ｖ１、Ｖ２が介装されている。また、入口Ｓ３及びＳ４の上流側は、各々試料液や薬品が収納された液体タンクＬ２に接続され、入口Ｓ３と液体タンクＬ２との間、入口Ｓ４と液体タンクＬ２との間には、各々開閉弁Ｖ３、Ｖ４が介装されている。
また、逃口Ｔ１、Ｔ２の下流側には、各々開閉弁Ｖ５、Ｖ６が介装されている。主流路出口Ｍ２の下流側は反応部２０に接続され、主流路出口Ｍ２と反応部２０との間には、開閉弁Ｖ７が介装されている。
【００３５】
流路Ｒは、図５に示すように、第１主流路入口Ｍ１１からポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｙを経由して主流路出口Ｍ２に至る主流路Ｒ０１、第２主流路入口Ｍ１２からポイントＤ、Ｅ、Ｆ、Ｙを経由して主流路出口Ｍ２に至る主流路Ｒ０２と、入口Ｓ１からポイントＡに至る流路Ｒ１、入口Ｓ２からポイントＢに至る流路Ｒ２、入口Ｓ３からポイントＤに至る流路Ｒ３、入口Ｓ４からポイントＥに至る流路Ｒ４と、ポイントＣから逃口Ｔ１に至る流路Ｒ５、ポイントＦから逃口Ｔ２に至る流路Ｒ６とから構成されている。また、主流路Ｒ０１と主流路Ｒ０２とは、ポイントＹから主流路出口Ｍ２の間合流している。
【００３６】
主流路Ｒ０１、Ｒ０２は、本発明の主流路の主要な部分を構成している。流路Ｒ１〜Ｒ４は、本発明の流入路の主要な部分を構成している。流路Ｒ５、Ｒ６は、本発明の流出路の主要な部分を構成している。
また、ポイントＡ〜Ｆは本発明の流入及び／又は流出ポイントであり、ポイントＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅは流入ポイント、ポイントＣ、Ｆは流出ポイントとなっている。
また、開閉弁Ｖ０１、Ｖ０２と開閉弁Ｖ１〜Ｖ４とが本発明の入口側開閉弁に、開閉弁Ｖ５〜Ｖ７が本発明の出口側開閉弁に各々相当する。
【００３７】
基板１、振動板２は、圧電振動子Ｐ１〜Ｐ４の材質等は、第１実施形態に用いているものと同じであるので、説明を省略する。また、ポンプＰ０１、Ｐ０２は、各々第１実施形態のポンプＰ０と同じであるので、説明を省略する。
また、第１実施形態と同様に、流路Ｒ１〜Ｒ４は、各々圧電振動子Ｐ１〜Ｐ４の前後で、圧電振動子Ｐ１〜Ｐ４に向けて拡径するテーパ状となっている。また、各々圧電振動子Ｐ１〜Ｐ４の下流側のテーパ状流路が、上流側のテーパ状流路よりも広い流路となっている。そのため、各々圧電振動子Ｐ１〜Ｐ４との組み合わせにより、上流側から下流側に送液するポンプを構成している。
【００３８】
製作の便宜上、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４は、圧電振動子Ｐ１〜Ｐ４に対応する位置よりも上流側であって、入口Ｓ１〜Ｓ４の上流側に介装されている。また、開閉弁Ｖ５〜Ｖ７は、主流路出口Ｍ２、逃口Ｔ１、Ｔ２の下流側に介装されている。また、開閉弁Ｖ０１、Ｖ０２は、各々ポンプＰ０１よりも下流側であって第１主流路入口Ｍ１１の上流側、ポンプＰ０２よりも下流側であって第２主流路入口Ｍ１２の上流側に介装されている。
しかしながら、開閉弁Ｖ０１、Ｖ０２、Ｖ１〜Ｖ７が、各々の流路に介装される位置に特に限定はなく、例えば、開閉弁Ｖ１を圧電振動子Ｐ１に対応する位置と、ポイントＡとの間に介装してもよい。
【００３９】
本実施形態の液体供給モジュールは、下流側の反応部２０と共に本発明の第３実施形態に係る分析装置を構成している。本実施形態の分析装置は、反応部２０における反応を検出する検出手段を備えることが好ましい。
反応部２０及び検出手段は、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００４０】
以下に、本実施形態の液体供給モジュールで、２種類の液体を、一定量混合して反応部２０に送出する手順を説明する。
まず、準備段階として、主流路Ｒ０１、Ｒ０２内全体に液体タンクＬ０内のキャリア液を充填しておく。
次に第１段階として、開閉弁Ｖ１とＶ３、及び開閉弁Ｖ５、Ｖ６を開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、圧電振動子Ｐ１、Ｐ３を作動させる。これにより、液体タンクＬ１の液体は、流路Ｒ１から導入され、主流路Ｒ０１のポイントＡからポイントＣ、並びに排出路Ｒ５を介して排出される。これにより、主流路Ｒ０１のポイントＡとポイントＣとの間に、液体タンクＬ１内の液体が充填される。また、液体タンクＬ２の液体は、流路Ｒ３から導入され、主流路Ｒ０２のポイントＤからポイントＦ、並びに排出路Ｒ６を介して排出される。これにより、主流路Ｒ０２のポイントＤとポイントＦとの間に、液体タンクＬ２内の液体が充填される。
次に第２段階として、開閉弁Ｖ０１、Ｖ０２とＶ７を開き、その他の弁は閉じておく。そして、その状態で、ポンプＰ０１、Ｐ０２を作動させて、主流路Ｒ０１のポイントＡとポイントＣとの間に充填された液体タンクＬ１の液体、及び主流路Ｒ０２のポイントＤとポイントＦとの間に充填された液体タンクＬ２内の液体を、液体タンクＬ０のキャリア液によって各々押し流し、主流路出口Ｍ２から排出する。これにより、液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体が、ポイントＹで合流して、一定量反応部２０に送出される。
ポイントＡとポイントＣとの間の容積とポイントＤとポイントＦとの間の容積が同じであれば、ポンプＰ０１、Ｐ０２によって送液される速度を同一とすることにより、液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体の混合比を１：１に保って送液できる。
【００４１】
この第１段階において、開閉弁Ｖ１に代えて開閉弁Ｖ２を開き、圧電振動子Ｐ１に代えて、圧電振動子Ｐ２を作動させれば、液体タンクＬ１内の液体の送液量を減らすことができる。同様に、開閉弁Ｖ３に代えて開閉弁Ｖ４を開き、圧電振動子Ｐ３に代えて、圧電振動子Ｐ４を作動させれば、液体タンクＬ２内の液体の送液量を減らすことができる。
液体タンクＬ１内の液体の送液量と、液体タンクＬ２内の液体の送液量とが異なる場合であっても、ポンプＰ０１、Ｐ０２によって送液される速度を調整することにより、液体タンクＬ１、Ｌ２内の液体の混合比を一定に保って送液できる。
【００４２】
本実施形態によれば、２種類の液体を、一定比率で混合しながら反応部２０に送出することができる。
【実施例】
【００４３】
以下本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこの実施例に限定されるものではない。
本実施例では、第１実施形態の分析装置を用いて、ダイオキシン類の測定を行った。測定方法としては、免疫定量法の一種であるＡｈイムノアッセイを採用した。実施例の説明に先立ち、Ａｈイムノアッセイの概略を記載する。
【００４４】
ダイオキシンの毒性発現メカニズムには、Ａｈ受容体とエーエイチ・レセプター・ニュクリアー・トランスロケーター（Ａｈ  Ｒｅｃｅｐｔｏｒ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｏｒ。以下、ＡＲＮＴと記載する。）と呼ばれるタンパク質が関与している。ダイオキシン類は、Ａｈ受容体及びＡＲＮＴと結合、変形し、複合体を形成する。この複合体は、Ａｈ受容体に結合する部位を持つＤＮＡ断片（以下、ＤＲＥと記載する。）と結合する性質を持つ。ＤＲＥは、アビジンでコーティングされた固体粒子上に固定化されるようになっており、注入されたダイオキシン類がＡｈ受容体を介して固定化されることになる。続いて、この複合体に特異的に反応する一次抗体、さらに、発色反応を起こさせる二次抗体を添加し結合させる。さらに、発色試薬を添加すると、Ａｈ受容体に結合したダ
イオキシン類の量に応じた発色が起きるので、その発色を光分析する。
【００４５】
本実施例では、液体タンクＬ０にキャリア液として純水を収納した。また、液体タンクＬ１には、試料液として、１ｐｇのベンツ−ａ−ピレン（Ｂｅｎｚｏ（ａ）ｐｙｒｅｎｅ）を含む水溶液を収納した。ベンツ−ａ−ピレンは、ダイオキシン類測定の代替物質である。
液体タンクＬ２には、Ａｈ受容体と、ＡＲＮＴと、ＤＲＥとの混合試薬（クボタ社製、商品名：ｃｙｔｏｓｏｌ）を収納した。液体タンクＬ３には、１次抗体としてＡＢ１抗体（クボタ社製、商品名：Ａｈイムノアッセイキット）の１０μｇ／ｍｌを収納した。液体タンクＬ４には、二次抗体としてペルオキシダーゼ（以下、ＨＲＰと記載する。）（クボタ社製、商品名：Ａｈイムノアッセイキット）の１０μｇ／ｍｌを収納した。液体タンクＬ５には、発色試薬としてチラミド（Ｔｙｒａｍｉｄ）（モレキュラープローブ社製、商品名：アンプレックスレッド）の１０−７Ｍを収納した。
【００４６】
圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５としては、株式会社メガセラ製Ｄ６０２０Ｘ型を用いた。ポンプＰ０としては、ハーバード社製ＰＨＤ２０００型を用いた。
反応部２０としては、表面にアビジンをコートした固体粒子（昭和電工社製、粒子径：４０μｍ、材質：ポリスチレン）を５０００個導入したものを用いた。
【００４７】
表３に示す順序で反応室２０に各液体タンクの液体を供給した。なお、圧電振動子Ｐ１〜Ｐ５による送液速度は１００μＬ／ｍｉｎ、ポンプＰ０による送液速度は５μＬ／ｍｉｎとした。なお、表中「開」は開閉バルブが開の状態であること、「ＯＮ」はポンプ又は圧電振動子が駆動していることを示す。また、「×」は開閉バルブが閉の状態であること又はポンプ又は圧電振動子が駆動していないことを示す。また、液量は、各液体が計量される量を示す。
【００４８】
【表３】
2005195561.tif 000005
【００４９】
このような分析を５回行った結果、検出に用いたフォトマルの出力として、ゼロ点が２０ｍＶであったのに対して、試料液では８０ｍＶの出力を変動係数（ＣＶ）１０％で、再現性良く得られた。これにより、試料液や薬品の定量供給が安定してなされていることが確認された。
また、表３に示すように、計量のために要する時間は各々数秒から十数秒であり、全体の所要時間を特に長くすることなく計量、送液が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体供給モジュール及び分析装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液体供給モジュールのマイクロチップであり、（ｂ）は平面図、（ａ）は（ｂ）のＳ１、Ｍ１線で切断した断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る液体供給モジュールのマイクロチップであり、（ｂ）は平面図、（ａ）は（ｂ）のＳ１、Ｍ１線で切断した断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液体供給モジュール及び分析装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る液体供給モジュールのマイクロチップであり、（ｂ）は平面図、（ａ）は（ｂ）のＳ１、Ｍ１１線で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・・基板、２・・・・振動板、１０・・・・マイクロチップ、２０・・・・反応部、
Ｖ０〜Ｖ９・・・・開閉弁、Ｐ０・・・・ポンプ、Ｐ１〜Ｐ５・・・・圧電振動子、
Ｓ１〜Ｓ５・・・・入口、Ｔ１〜Ｔ３・・・・逃口、Ｍ１・・・・主流路入口、Ｍ２・・・・主流路出口、
Ｌ０〜Ｌ５・・・・液体タンク、Ｒ０・・・・主流路、Ｒ１〜Ｒ８・・・・流路、
Ａ〜Ｅ、Ｘ・・・・ポイント
【図１】
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【図２】
2005195561.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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