(57)【要約】【課題】より少ない試料量で、迅速で正確な反応を実現し、測定値の正確性を確保することを可能とする液体試料分析用ディスク用チャンバを提供する。【解決手段】上基板と下基板との間にスペーサを介して設けられた空隙からなるチャンバと、前記チャンバに設けられた少なくとも２個の開口部とを有する試料分析用ディスクにおいて、前記チャンバを、前記上基板に設けられた凸状部分と、前記下基板に設けられた凹状部分とで構成し、前記凹状部分に試薬を担持する。【選択図】図１
2007052648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバを構成する壁面と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬とを備えた試料分析用ディスクであって、  
更に、（１）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が、凹形状の曲面である、（２）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、前記試薬付着壁面に対向する前記チャンバ内の前記壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、前記試薬付着壁面に包含されうる大きさである、（３）前記壁面は、前記試薬を保持するべき前記チャンバ内に形成された試薬付着壁面と、前記試薬付着壁面に対向する対向壁面と、試薬付着壁面から延在して前記チャンバを囲む周壁面と、を有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁面は、前記傾斜部のうち前記対向壁面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有する、（４）前記固体状の試薬を保持するべき前記チャンバ内の前記壁面から突出した柱状体が形成されている、という４つの構造的特徴の少なくとも１つを備えて、前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬の厚みを特に試料液との反応の起こりやすい部位において均一にしたことを特徴とする試料液分析用ディスク。
【請求項２】
前記チャンバは、凸状部分を有する上基板と凸状部分を有する下基板との間にスペーサを介して設けられた、少なくとも２つの開口部が形成された空隙により画定され、前記凹状部分に試薬が担持されていることを特徴とする請求項１に記載の試料液分析用ディスク。 
【請求項３】
前記上基板の凹状部分の形状と前記下基板の凸状部分の形状とが互いに相似することを特徴とする請求項２記載の試料液分析用ディスク。 
【請求項４】
前記上基板の凹状部分と前記下基板の凸状部分との間の距離が、前記凹状部分および前記凸状部分の全体にわたって略均一であることを特徴とする請求項３の試料液分析用ディスク。   
【請求項５】
前記凹状部分の形状と前記凸状部分の形状とが曲面状であることを特徴とする請求項２に記載の試料液分析用ディスク。 
【請求項６】
連結用流路を介して相互に連通される、前記チャンバと同一の構成のチャンバを複数個有することを特徴とする請求項２に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項７】
前記試薬付着壁面は、前記試薬非付着部に前記傾斜部以外の部分で接続したことを特徴とする請求項１に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項８】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバを形成した壁と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内に保持された固体状の試薬とを備えた試料液分析用ディスクであって、前記壁は、前記試料分析用ディスクの一方のディスク面側に配置されて前記試薬が付着させられた試薬付着壁と、前記試薬付着壁から延在して前記チャンバを囲む周壁とを有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁は、前記傾斜部のうち前記一方のディスク面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有した請求項１に記載の試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液が前記一方のディスク面側に押し付けられた状態で前記溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内に前記固体状の試薬を生成することを特徴とする試料液分析用ディスクの製造方法。
【請求項９】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えたことを特徴とする請求項１記載の試料液分析用ディスク。  
【請求項１０】
前記柱状体は、複数あり、正三角形格子の交点上にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１１】
前記柱状体は、複数あり、直交格子の交点上にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。  
【請求項１２】
前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に接続されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。          
【請求項１３】
前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に非接触であることを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。  
【請求項１４】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えた試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内の前記一面側に固体状の前記試薬を生成することを特徴とする請求項９に記載の試料分析用ディスクの製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として臨床検査分野において試料と試薬との化学反応を検出するために用いるデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分析・解析・検査技術の進歩により、様々な物質を測定することが可能となってきている。特に、臨床検査分野においては、生化学反応、酵素反応、もしくは、免疫反応等の特異反応に基づく測定原理の開発により、病態に反映する体液中の物質を測定できるようになった。【０００３】
その中で、ポイント・オブ・ケアテスティング（ＰＯＣＴ）と呼ばれる臨床検査分野が注目されている。ＰＯＣＴでは、簡易迅速測定を第一とし、検体を採取してから検査結果が出るまでの時間の短縮を目的とした取組が行われている。したがって、ＰＯＣＴに要求される測定原理及び測定装置は、簡易な測定原理に基づき、小型で携帯性があり、操作性が良い測定装置である。【０００４】
今日、ＰＯＣＴ対応測定機器は、簡易測定原理の構築、それに伴う生体成分の固相化技術、センサデバイス化技術、センサシステム化技術、微細加工技術、及びマイクロ流体制御技術の進歩により、実用性が高くなってきている。【０００５】
このような、ＰＯＣＴ対応測定機器として用いることが可能な分析装置として、従来、ディスク上に展開した液体試料の定性・定量分析を行う装置が、例えば特許文献１において提案されている。【０００６】
上記特許文献１記載の技術を用いた液体試料分析装置は、血液等の試料を分析することで病気の診断などを行うことができる。ここで、図１６は上記従来の液体試料分析装置で使用される分析用ディスクを示す構成図である。図１６に示すように、ディスク１０１には、試料が注入される試料注入孔１０４、流路１０５が設けられ、流路１０５内には試料と反応して、例えば、透過率、色などの光学特性が変化する試薬１０６が塗布されている。【０００７】
分析は、前記試料注入孔１０４を介して試料９００が注入されたディスク１０１を液体試料分析装置に装着して行われる。【０００８】
図１７は上記特許文献１における液体試料分析装置を示す構成図である。液体試料分析装置の構成はいわゆる光ディスク装置に類似しており、ディスク１０１を回転させるためのスピンドルモータ２０１、ディスク１０１内に展開された試料９００または試料９００と反応した試薬１０６に光ビームを照射するための光ピックアップ２１２、光ピックアップ２１２をディスク１０１の半径方向に移動させるための送りモータ２１３等から構成されている。【０００９】
液体試料分析装置に装着されたディスク１０１は、スピンドルモータ２０１により回転し、その遠心力により試料９００はディスク１０１の流路１０５内に展開され、同時に流路１０５内に塗布された試薬１０６と反応する。反応の終了後、ディスク１０１を回転させながら光ピックアップ２１２を用いて流路１０５内の試料９００もしくは試薬１０６に光ビームを照射し、その反射光もしくは透過光を検出することで試薬の反応状態を検出して分析を行う。【００１０】
また、上記のようなディスクの構成に、更に、例えば血液中の血漿成分のみを試薬と反応させるために、血球を遠心分離により除去したり、複数の試薬を順次溶解、反応させたりするために、試薬を塗布した複数のチャンバ部分とチャンバ部分間を結ぶ複数の流路を設けて、試料液を複数のチャンバ部分と複数の流路内を移動、停止させる機能を付加した構造も提案されている（例えば、特許文献２）。  【００１１】
特許文献２記載の発明においては、上記特許文献１記載の構造によりもたらされる試料液の移動と停止は下述する基本的なメカニズムに基づく。図１８は、特許文献２において提案されている技術を説明するための図である。【００１２】
図１８に示すように、流路３０２は、試料液流動の上流側チャンバ３０１の遠心力の方向を基準に見た場合の下側３０１ａから出て、同チャンバ３０１の遠心力方向を基準に見た場合の上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていき、その先に配置された下流側チャンバ３０３に連結している。流路３０４も遠心力の方向を基準に見た場合の下流側チャンバ３０３の下側から出て、流路３０２と同様の形状で透過光測定チャンバ３０５に連結している。【００１３】
ここで留意すべき点は、チャンバの深さが流路の深さより深いことである。これにより、流路を毛細管現象で移動してきた試料液は、流路がチャンバに連結している部分で毛細管現象の発生が妨げられ、結果、チャンバの手前で試料液の毛細管現象による移動を停止させることが出来る。この状態からディスクを回転させるなどして、試料液に遠心力を与えることで、停止していた試料液はチャンバ（下方側チャンバ３０３）に流入するようになっている。【００１４】
ここで更に留意すべき構造として、上述したような、例えば上流側チャンバ３０１において、遠心力方向を基準に見た場合の同チャンバの上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていくという、流路の配置上の特徴である。【００１５】
この特徴のため、遠心力を加えた際に、上流側チャンバ３０１に溜まり、流路３０２の逆Ｕ字形部分の位置３０２ａを越えて下方側チャンバ３０３手前部分まで満たした試料液は、サイフォン効果の働きにより、流路３０２を経由して、上流側チャンバ３０１に溜まった試料液のほぼ全量が下方側チャンバ３０３に流入するようになっている。【００１６】
然るに、遠心力が作用している間は、下方側チャンバ３０３に流入した試料液は、流路３０４にも浸入するが、下方側チャンバ３０３の液面と、遠心力方向を基準に見た場合の同じ水準までしか液面は到達しないため、流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分手前の下方側チャンバ３０３側で停止する。したがって、流路３０４を上述した流路３０２と同様、下方側チャンバ３０３の上側側面より上方まで持ち上げた構造にしておけば、遠心力が作用している間は、次のチャンバチャンバ手前まで試料液が移動することはない。【００１７】
そして、回転を停止するなどして、遠心力の作用を除去したときに、直ちに毛細管現象で試料液は流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分を移動して次のチャンバ、図１８では透過光測定チャンバ３０５の手間まで到達する。この状態から遠心力を作用させることで透過光測定チャンバ３０５に試料液が流入する。なお、試料液が透過光測定チャンバ３０５に流入している状態で遠心力の作用を中止すると、透過光測定チャンバ３０５内の試料液が毛細管現象により前記流路３０４を逆流し、透過光測定チャンバ内の試料液量が不足する場合があること等の理由から、透過光測定時にも遠心力を作用させる必要がある。【００１８】
各チャンバ間の試料液の流入を円滑にするために、各チャンバ上部には試料液が到達し得ない部分に空気穴３０６、３０７、３０８が設けられている。このような構造により、試料液に十分溶解、反応させ、流路を移動させることが可能である。【００１９】
また、例えば上記チャンバ３０１に試料液中の特定成分の測定に必要な反応試薬を乾燥担持する場合、反応に必要な濃度以上の試薬濃度の水溶液をチャンバ３０１の容積量、滴下乾燥するか、チャンバ３０１の容積量の試料液に反応試薬が溶解した際に、反応に必要な試薬濃度足りうる量の試薬をチャンバ３０１内に担持できるような濃度と滴下量の試薬溶液を滴下乾燥することで反応試薬層をえることができる。
【特許文献１】国際公開第００／０２６６７７号パンフレット
【特許文献２】特開２０００−５８０００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、例えばチャンバ３０１に試薬層を形成する構成では、試料液が流入した際に、特に撹拌の効果を得ることができないので、試薬層の溶解が十分ではなくなる場合があった。【００２１】
また、例えばチャンバ３０１の底面と側面の接続部分が直角または鋭角である、従来の試料分析用ディスクにおいては、図１９に示すように、試薬の溶液をチャンバ３０１に滴下し、乾燥させることによってチャンバ３０１内に固体状の試薬９１０を保持するとき、溶液の表面張力等によって固体状の試薬９１０がチャンバ３０１の側面３０１ａに近いほど底面３０１ｂ上に厚く堆積してしまうという問題があった。そのため、液体状の試料がチャンバ３０１内に流入したときに、底面３０１ｂ上に堆積した固体状の試薬９１０がチャンバ３０１の側面３０１ａ付近において液体状の試料に十分に溶解することができない場合があった。【００２２】
いずれの場合も、固体状の試薬９１０が試薬の溶液との反応の起こりやすい部位であるチャンバ３０１内において均一に保持されていないため、試料液中の試薬濃度が十分ではなく、結果的に測定に必要な化学反応が十分に進行しない、あるいは、溶解の進行の再現性が得られにくく、結果として、応答の再現性が損なわれるという問題が生じる懸念があった。【００２３】
本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたもので、チャンバ内に形成された固体状の試薬の層の厚みの偏りを特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において少なくし、液体状の試料と固体状の試薬とを迅速及び均一に溶解させることにより、迅速および均一な反応を惹起せしめ、測定の迅速性及び正確性を確保することができる試料分析用ディスク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】
【００２４】
上記の目的を達成すべく、本発明の試料分析用ディスクは、液体状の試料が流入させられるためのチャンバを構成する壁面と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬とを備えた試料分析用ディスクであって、更に、（１）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が、凹形状の曲面である、（２）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、前記試薬付着壁面に対向する前記チャンバ内の前記壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、前記試薬付着壁面に包含されうる大きさである、（３）前記壁面は、前記試薬を保持するべき前記チャンバ内に形成された試薬付着壁面と、前記試薬付着壁面に対向する対向壁面と、試薬付着壁面から延在して前記チャンバを囲む周壁面と、を有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁面は、前記傾斜部のうち前記対向壁面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有する、（４）前記固体状の試薬を保持するべき前記チャンバ内の前記壁面から突出した柱状体が形成されている、という４つの構造的特徴の少なくとも１つを備えて、前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬の厚みを特に試料液との反応の起こりやすい部位において均一にした構成を有している。
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、試料液がチャンバ内に流入したときに、速やかに前記固体状試薬が溶解し、化学反応を空間的な偏りなく進行させ、更に、チャンバ部分の体積を少なくすることができ、もって、化学反応検出による試料液中の特定成分の検出の正確性の確保をより少ない試料量で実現することが可能となる。【００２５】
また、本発明の試料分析用ディスクは、前記チャンバは、凸状部分を有する上基板と凸状部分を有する下基板との間にスペーサを介して設けられた、少なくとも２つの開口部が形成された空隙により画定され、前記凹状部分に試薬が担持されている構成を有しても良い。また、前記上基板の凹状部分の形状と前記下基板の凸状部分の形状とが互いに相似することが好ましい。  即ち、前記上基板の凹状部分と前記下基板の凸状部分との間の距離が、前記凹状部分および前記凸状部分の全体にわたって略均一であることが好ましい。また、前記凹状部分の形状と前記凸状部分の形状とが曲面状であることが好ましい。さらに、本発明の試料分析用ディスクは、連結用流路を介して相互に連通される、前記チャンバと同一の構成のチャンバを複数個有しても良い。【００２６】
換言すると、本発明の試料分析用ディスク内には、少なくとも２個の開口部を有する空隙であるチャンバを少なくとも１個もち、チャンバ間を前記チャンバの開口部を介し連結する連結用流路を有し、前記チャンバの底面が曲面の凹形状であり、天井面は底面と相似形の曲率の凸形状を有する構造を有し、前記チャンバ底面に、固体状の試薬が担持されている構成を有しても良く、内部または外部に、注入された試料液と前記試薬の混合溶液の化学反応を検出する検出部、および連結用流路とチャンバ内への試料液の搬送部を具備していても良い。【００２７】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、試料液がチャンバ内に流入したときに、速やかに前記固体状試薬が溶解し、化学反応を空間的な偏りなく進行させ、更に、チャンバ部分の体積を少なくすることができ、もって、化学反応検出による試料液中の特定成分の検出の正確性の確保をより少ない試料量で実現することが可能となる。【００２８】
また、本発明の試料液分析用ディスクは、上述の（３）の構成を有しても本発明の目的を果たすことが可能である。【００２９】
即ち、本発明の試料分析用ディスクは、液体状の試料が流入させられるためのチャンバを形成した壁と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内に保持された固体状の試薬とを備えた試料分析用ディスクであって、前記壁は、前記試料分析用ディスクの一方のディスク面側に配置されて前記試薬が付着させられた試薬付着壁と、前記試薬付着壁から延在して前記チャンバを囲む周壁とを有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁は、前記傾斜部のうち前記一方のディスク面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有した構成を有しても良い。【００３０】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、試薬の溶液が一方のディスク面側に押し付けられた状態で試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内に固体状の試薬が生成されるときに、固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。また、本発明の試料分析用ディスクは、試薬付着壁が傾斜部を有しているので、試薬の溶液が一方のディスク面側に押し付けられた状態で試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内に固体状の試薬が生成されるときに、試薬の溶液が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができ、その結果、固体状の試薬が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができる。【００３１】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記試薬付着壁は、前記試薬非付着部に前記傾斜部以外の部分で接続した構成を有しても良い。【００３２】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、試薬付着壁が周壁の試薬非付着部に傾斜部以外の部分で接続しているので、試薬の溶液が一方のディスク面側に押し付けられた状態で試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内に固体状の試薬が生成されるときに、試薬の溶液の濡れ性が大きい場合等であっても、試薬の溶液が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができ、その結果、固体状の試薬が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができる。【００３３】
また、本発明の試料分析用ディスクの製造方法は、液体状の試料が流入させられるためのチャンバを形成した壁と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内に保持された固体状の試薬とを備えた試料液分析用ディスクであって、前記壁は、前記試料分析用ディスクの一方のディスク面側に配置されて前記試薬が付着させられた試薬付着壁と、前記試薬付着壁から延在して前記チャンバを囲む周壁とを有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁は、前記傾斜部のうち前記一方のディスク面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有した上述の試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液が前記一方のディスク面側に押し付けられた状態で前記溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内に前記固体状の試薬を生成する構成を有しても良い。【００３４】
この構成によっても、本発明の製造方法によって製造された試料分析用ディスクは、固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。【００３５】
更に、上述の（４）の構成を有しても本発明の目的を果たすことが可能である。【００３６】
即ち、液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えた構成を有しても良い。【００３７】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、液体状の試料がチャンバ内に流入させられるときに柱状体によって液体状の試料を攪拌することができるので、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。また、本発明の試料分析用ディスクは、試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内の一面側に固体状の試薬が生成される場合、固体状の試薬が柱状体の近傍にも厚く堆積するので、チャンバ内の一面側に生成される固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。【００３８】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、複数あり、正三角形格子の交点上にそれぞれ配置された構成を有しても良い。【００３９】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、柱状体が等間隔に配置されているので、柱状体が等間隔に配置されてない構成と比較して、固体状の試薬の厚みを特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位においてより均一化することができる。【００４０】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、複数あり、直交格子の交点上にそれぞれ配置された構成を有しても良い。【００４１】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、複数の柱状体が正三角形格子の交点上に配置される場合と比較して、固体状の試薬の厚みをより均一化することができる。【００４２】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に接続された構成を有しても良い。【００４３】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、柱状体がチャンバの対向する面の一方のみに接続されて他方に非接触である構成と比較して、液体状の試料がチャンバ内に流入させられるときに柱状体によって液体状の試料を強力に攪拌することができる。【００４４】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に非接触である構成を有している。【００４５】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、チャンバの面のうち柱状体が接続された面に対向する面と、柱状体との隙間を液体状の試料が流れることができるので、柱状体がチャンバの対向する両面に接続された構成と比較して、液体状の試料をチャンバ内に迅速に流入させることができる。【００４６】
また、上述の本発明の試料分析用ディスクの製造方法は、液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えた試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内の前記一面側に固体状の前記試薬を生成する構成を有しても良い。【００４７】
この構成により、本発明の製造方法によって製造された試料分析用ディスクは、固体状の試薬が柱状体の近傍にも厚く堆積するので、チャンバ内の一面側に生成された固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。また、本発明の製造方法によって製造された試料分析用ディスクは、液体状の試料がチャンバ内に流入させられるときに柱状体によって液体状の試料を攪拌することができるので、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の試料分析用ディスクにおいては、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、試料液がチャンバ内に流入したときに、速やかに前記固体状試薬が溶解し、化学反応を空間的な偏りなく進行させ、更に、チャンバ部分の体積を少なくすることができ、もって、化学反応検出による試料液中の特定成分の検出の正確性の確保をより少ない試料量で実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の試料分析用ディスクの一実施の形態の概略上面図
【図２】図１に示す試料分析用ディスクのａ−ａ線断面図
【図３】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の平面図
【図４】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の一部の平面図
【図５】（ａ）本発明に示す試料分析用ディスクの試薬保持チャンバの近傍の平面図  （ｂ）図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図６】（ａ）試薬保持チャンバが図５に示す形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果を示すグラフ  （ｂ）試薬保持チャンバが従来と同様な形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果を示すグラフ  （ｃ）試薬保持チャンバが図２に示す形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果を示すグラフ
【図７】従来と同様な形状である試薬保持チャンバの近傍の側面断面図
【図８】図５に示す試薬保持チャンバであって図５に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図
【図９】（ａ）図５に示す試薬保持チャンバであって図５及び図８に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図  （ｂ）図９（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図
【図１０】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の平面図
【図１１】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の一部の平面図
【図１２】（ａ）図１０に示す試料液分析用ディスクの試薬保持チャンバの近傍の平面図  （ｂ）図１０に示す試料液分析用ディスの試薬保持チャンバの近傍の側面断面図
【図１３】図１２に示す試薬保持チャンバであって図１２に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図
【図１４】図１２に示す試薬保持チャンバであって図１２及び図１３に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図
【図１５】図１２に示す試薬保持チャンバであって図１２、図１３及び図１４に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の側面断面図
【図１６】従来の液体試料分析装置で使用される分析用ディスクの構成を示す図
【図１７】従来の分析装置の構成を示す図
【図１８】従来の試料分析用ディスクおよび本発明の試料分析用ディスクにおける試料移送の機構を説明するための模式図
【図１９】従来の試料分析用ディスクのチャンバの近傍の側面断面図
【符号の説明】
【００５０】
１、２  開口部
３  チャンバ
４  凸状部分
５ａ  凹状部分
５ｂ  試薬層
６  上基板
７  スペーサ
８  下基板
１０１  液体試料分析用ディスク
１０４  試料注入口
１０５  流路
１０６  試薬
２０１  スピンドルモータ
９００  試料
２１２  光ピックアップ
２１３  送りモータ
３０２、３０４  流路
３０１、３０３、３０５  チャンバ
３０６、３０７、３０８  空気口
１０  試料分析用ディスク
１０ａ  ディスク面（一方のディスク面）
１０ｂ  ディスク面
４０  試薬保持チャンバ
４１  ＣｈＥ層（固体状の試薬）
４２  壁（試薬付着壁）
４２ａ  傾斜部
４２ｂ  水平部分（傾斜部以外の部分）
４２ｃ  柱状体
４３  壁（周壁）
４３ａ  試薬付着部
４３ｂ  試薬非付着部
４４  壁
４８  直交格子
４９  正三角形格子
５０  試薬保持チャンバ
５１  ＣｈＤＨ層（固体状の試薬）
５２  柱状体
６０  試薬保持チャンバ
６１  ＷＳＴ−９層（固体状の試薬）
６２  柱状体
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の試料分析用ディスクの一実施の形態を示す概略上面図である。図１において、試料分析用ディスクを一点鎖線で示し、その回転中心をＣで示した。また、図２は、図１に示す試料分析用ディスクのａ−ａ線断面図である。【００５２】
図１および図２に示すように、本発明の試料分析用ディスクは、上基板６と下基板８との間にスペーサ７を介して設けられた空隙からなるチャンバ３と、チャンバ３に設けられた少なくとも２個の開口部１、２とを有し、チャンバ３が、上基板６に設けられた凸状部分４と、下基板８に設けられた凹状部分５ａとで構成され、凹状部分５ａに試薬層５ｂが設けられている。【００５３】
上基板６と下基板８とで構成されているチャンバ３は、別の部材で構成されたディスク上に搭載されていても良く、また、チャンバ３が上基板６と下基板８とで構成されているとともに、ディスクそのものもが上基板６と下基板８と同一の部材で構成されていても良い。また、上基板６と下基板８とで構成されているチャンバ３は、ディスクに内蔵されていても良い。本実施の形態において、図１および図２に示されるように、チャンバ３は上基板６と下基板８とで構成されているものとする。ディスクは図１に一点鎖線１０ａで仮想的に示されている。【００５４】
この試料分析用ディスクでは、チャンバ３は境界３ａ、３ｂで囲まれており、回転中心Ｃに近い開口部１に接続された流路（図示せず）から試料（例えば液状）が流入し、回転中心Ｃから最も遠い位置の開口部２から流出する。【００５５】
図１では、チャンバ３の形状は説明を容易にするため円形としているが、実際には底面（即ち下基板８）に凹状部分５ａが形成され得るような形状であれば円形以外の形状でも構わない。チャンバ３の天井部、即ち上基板６には、チャンバ３の底部、即ち曲面状の凹状部分５ａの形状と相似の上曲面と、この上曲面の平面投影形状を底面とする柱状部分との組み合わせによる突起、即ち凸状部分４が設けられている。さらに、図２に示すように凸状部分４は凹状部分５ａに包含されうる大きさであることが好ましい。【００５６】
凹状部分５ａの形状と凸状部分４、特に上曲面の形状とは互いに相似しており、また、凹状部分５ａと凸状部分４との間の距離Ｈ（中央）が、凹状部分５ａおよび凸状部分４の全体にわたって略均一となっている。【００５７】
チャンバ３の底面、即ち凹状部分５ａには、試薬層５ｂが形成されている。この試薬層５ｂは、固体状であっても良く、また、完全に乾燥されてはいないゲル状などの半固体状であっても良い。【００５８】
図２に示すように、本発明の試料分析用ディスクは、上から上基板６、開口部１、２および流路（図示せず）の高さと同じ厚さのスペーサ７、および下基板８を積層することによって構成されている。【００５９】
スペーサ７はその一部がくりぬかれて開口部１、２につながる流路が形成されている。上基板６のうち開口部１付近の天井面は、流路から連続して平面状であり、下基板８で構成される下面はチャンバ３の部分において傾斜しており、凹状部分５ａが構成されている。【００６０】
毛細管現象により開口部１に移送されてきた試料は、開口部１に接続する流路とチャンバ３の接続部である凹状部分５ａの手前、即ち境界３ａ部分の手前で静止する。引続き、試料分析用ディスクに回転が加えられると、遠心力で試料はチャンバ３内に流入し、開口部２に接続する流路を介して流出する。【００６１】
本発明の試料分析用ディスクには、上記チャンバ３と同様の構成のチャンバが複数個含まれていても良く、この場合には、それぞれのチャンバから流出した試料は、開口部２に接続する流路を介して次のチャンバ（図示せず）に移送されるようになる。【００６２】
試薬層５ｂは、凹状部分５ａ全体に接触する形で担持されている。チャンバ３の中央部付近においては、上述したように、天井部にチャンバ３の凹状部分５ａの形状と相似形の曲面状の凸状部分４がある。【００６３】
この凸状部分４が無いと、チャンバ３の底面が曲面であるため、当該底面から天井面への高さがチャンバ３内の位置によって異なり、不均一となる。一方で、試薬層５ｂは凹状部分５ａに沿ってほぼ均一な厚みをもつ。従って、凸状部分４が無くても、試薬層５ｂの厚みがほぼ均一であることから、試薬の良好な溶解性が期待できる。しかし、以下に述べる理由によって凸状部分４を設けた方がより好ましい。即ち、凸状部分４があることで、試料がチャンバ３内に流入し、試薬層５ｂが溶解したとき、濃度が場所によって不均一にはならず、チャンバ３外周部付近の溶解も遅れることがない。さらに、試薬層５ｂが溶け残りにくい。即ち、上記のような突起状の凸状部分４を設けることで、底面から天井部までの高さが均一になり、試薬の溶解も一様になる。
また、凸状部分４が存在することによってチャンバ３の容積が小さくなり、少ない体積の試料に接触し得る試薬層５ｂの表面積を広くすることができる。このことによっても試薬層５ｂの溶解性向を期待することができる。
つぎに、下基板８に設けられたチャンバ３の凹状部分５ａの深さ（Ｈ（下基板））、流路の天井高さ（Ｈ（流路））、チャンバ３内の天井高さ（Ｈ（中央））、上基板６の凸状部分４の各寸法（Ｈ（上曲面）、Ｈ（上柱））は以下のように規定される。【００６４】
まず、流路の天井高さ（Ｈ（流路））は、毛細管現象で試料が移送され得る高さであれば良い。概ね５０〜３００μｍの範囲であればこの要件に合致する。
下基板８に形成される凹状部分５ａの深さ（Ｈ（下基板））と平面寸法は、特に制限はなく、開口部１の境界３ａの部分に、毛細管現象により移送されてきた試料が静止できる程度の段差を確保できる傾斜面の角度を確保できる程度で、かつ、試薬層５ｂを形成する際に試薬溶液を必要量滴下した際にあふれない程度の容積を確保できる範囲であれば良い。このため、凸状部分４は凹状部分５ａに包含されうる大きさであることが好ましい。
これは概ね２００〜６００μｍであれば良いが、必ずしもこの範囲内で無ければならない必然性はない。
ただし、上基板６を張り合わせたときの凸状部分４の先端と凹状部分５ａとの間の距離（Ｈ（中央））は、少なくとも前記流路の天井高さ（Ｈ（流路））と同程度であるのが好ましい。
また、凸状部分４の高さ（図２におけるＨ（上柱）とＨ（上曲面）との合計）が、天井高さ（Ｈ（流路））より大きく、上基板６の凸状部分４の先端の一部が下基板８の凹状部分５ｂに入り込んでいても良い。
試薬層５ｂは、試薬溶液を下基板８の凹状部分５ａに滴下、乾燥することによって形成されるが、滴下量と濃度は、張り合わせ前の凹状部分５ａの容積と、スペーサ７と上基板８とを張り合わせた際のチャンバ３内の容積との比率によって規定される。
上基板６上の凸状部分４の形状は、少なくとも流入口である開口部１に接しない形状であれば良い。凸状部分４が開口部１に接すると、開口部１付近の天井高さが流路の天井高さより低くなってしまい、試料が開口部１で静止できなくなる。
試薬層５ｂは、反応に必要な試薬群を、水およびｐＨ緩衝液などの少なくとも１種に溶解させた溶液を凹状部分５ａに滴下、乾燥させることにより形成することができる。
本発明の試料分析用ディスクにおいては、上記のようなチャンバ３を複数個有していても良く、例えばコレステロールを検出する試薬系では、すべての試薬を１つの層にすると、試薬同士の相互作用による変性のため、期待する反応が生じにくくなる。そこで、この場合には、３種に分割した試薬層を、３つのチャンバに別個に形成するのが好ましい。【００６５】
以下において、本実施の形態の実施例を用いてさらに詳細に本発明を説明する。なお、本発明をより具体的に説明する為に、具体的な測定対象物、部材の材質等を具体的に記載しているが、本発明がそれらの記載によって制限を受けるものではない。
（第１の実施の形態の実施例）
血漿中の総コレステロール濃度を測定するために、図１および図２に示す構造を有する本発明の液体試料分析用ディスクに搭載されるチャンバ３を作製した。
ポリカーボネート製の上基板６および下基板８と、両面に粘着剤を塗布したポリエチレンテレフタレート製の厚み１００μｍのスペーサ７を用意した。下基板８を成型により作製する際に、一方の面に凹状部分５ｂを設けた。また、上基板６には、凸状部分４を設けた。
凹状部分５ｂは、曲面状であり、直径２ｍｍの円形で中央部の深さ（Ｈ（下基板））は０．４ｍｍとした。凹状部分５ｂの容積はおよそ２．７８μｌであった。また、この直径２ｍｍの円形部分に接続するように、スペーサ７を切り抜いて幅０．５ｍｍの流路を形成した。
上基板６のチャンバ３に相当する部分には、直径１．７ｍｍの円形の上面および下面を有する高さ（Ｈ（上柱））０．１ｍｍの円柱と、凹状部分５ａの曲面と相似形の直径１．７ｍｍの曲面を有する先端部とが組み合わされて構成された突起、即ち凸状部分４を設けた。
この凸状部分４全体の高さを０．４ｍｍとすると、凸状部分４の先端部分では上基板６、スペーサ７、下基板８を張り合わせた後の天井高（Ｈ（中央））が０．１ｍｍとなり、かつ、凸状部分４と凹状部分５ａが対向する部分では、チャンバ３のどの部分であっても、天井高がＨ（中央）と同様にほぼ０.１ｍｍになった。
このときのチャンバの容積は約１．１０μｌであった。【００６６】
上記のような上基板６、下基板８、および両面に粘着剤を有するスペーサ７、流路をチャンバの平面形状どおりに切り抜かれた板材を貼り合わせて、本発明の試料分析用ディスクを形成した。また、貼り合わせる前に凹状部分５ａに試薬層５ｂを形成した。【００６７】
試薬層５ｂは、後述するように、反応必要な試薬群を、水あるいはｐＨ緩衝液に溶解させた溶液をチャンバ３に滴下、乾燥させることにより形成されるが、コレステロールを検出する試薬系では、すべての試薬を１つの層にすると、試薬同士の相互作用による変性のため、期待する反応が生じにくくなる。そこで、３種に分割した試薬層を、３つのチャンバに別個に形成するのが好ましい。
本発明において３つのチャンバを有する試料分析用ディスクは、図１８に示す従来の試料分析用ディスクにおいて、チャンバ３０１、３０３および３０５として上述したチャンバ３を適用することによって実現することができる。
したがって、この場合、流路３０２は、上述したように、試料を流動させる上流側の第１のチャンバ３０１の遠心力の方向を基準に見た場合の、下側３０１ａから出て、第１のチャンバ３０１の遠心力方向を基準に見た場合の上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていき、その先に配置された遠心力の方向を基準に見た場合の下流側の第２のチャンバ３０３に連結している。流路３０４も遠心力の方向を基準に見た場合の下流側チャンバ３０３の下側から出て、流路３０２と同様の形状で透過光測定チャンバ３０５に連結している。【００６８】
ここで更に留意すべき構造として、上述したような、例えば上流側チャンバ３０１において、遠心力方向を基準に見た場合の同チャンバの上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていくという、流路の配置上の特徴である。【００６９】
この特徴のため、遠心力を加えた際に、上流側チャンバ３０１に溜まり、流路３０２の逆Ｕ字形部分の位置３０２ａを越えて下方側チャンバ３０３手前部分まで満たした試料液は、サイフォン効果の働きにより、流路３０２を経由して、上流側チャンバ３０１に溜まった試料液のほぼ全量が下方側チャンバ３０３に流入するようになっている。【００７０】
然るに、遠心力が作用している間は、チャンバ３０３に流入した試料は、流路３０４にも浸入するが、下方側チャンバ３０３の液面と、遠心力方向を基準に見た場合の同じ水準までしか液面は到達しないため、流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分手前の下方側チャンバ３０３側で停止する。したがって、流路３０４を上述した流路３０２と同様、下方側チャンバ３０３の上側側面より上方まで持ち上げた構造にしておけば、遠心力が作用している間は、次のチャンバチャンバ手前まで試料液が移動することはない。【００７１】
そして、回転を停止するなどして、遠心力の作用を除去したときに、直ちに毛細管現象で試料は流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分を移動して次のチャンバ、図１８では透過光測定用のチャンバ３０５の手間まで到達する。この状態から遠心力を作用させることでチャンバ３０５に試料が流入する。なお、試料液が透過光測定チャンバ３０５に流入している状態で遠心力の作用を中止すると、チャンバ３０５内の試料が毛細管現象により前記流路３０４を逆流し、チャンバ３０５内の試料量が不足する場合があること等の理由から、透過光測定時にも遠心力を作用させる必要がある。【００７２】
各チャンバ間の試料の流入を円滑にするために、各チャンバ上部には試料が到達し得ない部分に空気穴３０６、３０７、３０８が設けられている。このような構造により、試料に十分溶解、反応させ、流路を移動させることが可能である。【００７３】
また、例えば上記チャンバ３０１に試料液中の特定成分の測定に必要な反応試薬を乾燥担持する場合、反応に必要な濃度以上の試薬濃度の水溶液をチャンバ３０１の容積量、滴下乾燥するか、チャンバ３０１の容積量の試料に反応試薬が溶解した際に、反応に必要な試薬濃度足りる量の試薬をチャンバ３０１内に担持できるような濃度と滴下量の試薬溶液を滴下乾燥することで試薬層を得ることができる。【００７４】
化学変化の検出は、コレステロールの化学反応に起因する、試薬層５ｂに含まれる色素の特定波長の吸光度変化の検出により実施する。したがって、測定用のチャンバ３０５の底面部および天井部は平面状とし、光学的に前記波長に対して、略透明とした。【００７５】
測定用チャンバの深さは、後述する測定試薬の構成の場合は２００μｍが適切であるが、一般的には、透過光測定時の光路長に相当するので、測定時に透過光量または吸光度が変化することにより測定対象物質の濃度を示す物質の透過光量または吸光度が適切な数値になるように適切に設定する必要がある。【００７６】
試薬層５ｂを担持するチャンバは上述したように、容積が約１．１μｌであり、測定用チャンバは直径２ｍｍで深さが２００μｍの平面形状を有する。この場合、測定用のチャンバの容積は約０．６μｌになるので、流路移送中に流路に残留する試料が生じても、測定に必要な試料量の確保が可能である。【００７７】
血漿中のコレステロール濃度を測定するために、以下の反応機構を用いる。【００７８】
（化１）Ｅ-Ｃｈｏｌ→Ｃｈｏｌ（酵素：ＣｈＥ）
（化２）Ｃｈｏｌ+ＮＡＤ  →  コレステノン＋ＮＡＤＨ（酵素：ＣｈＤＨ）
（化３）ＮＡＤＨ  ＋  ＷＳＴ−９  →  ＮＡＤ＋ホルマザン（酵素：ＤＩ）
上記の式（３）中のホルマザンの生成による波長６５０ｎｍの透過光に対する吸光度が濃度に対応する変化量を測定し、総コレステロール濃度を算出する。なお、上記式（１）〜（３）において、Ｅ-Ｃｈｏｌはコレステロールエステルを示す。血漿中のコレステロールの大半はエステル化している。Ｃｈｏｌはコレステロールを示す。ＣｈＥはＥ-ＣｈｏｌをＣｈｏｌに変化させる反応を触媒する酵素であるコレステロールエステラーゼ（ＥＣ３．１．１．１３）を示す。【００７９】
ＣｈＤＨは、コレステロールデヒドロゲナーゼ（ＥＣは不明、アマノエンザイム（株）より購入）、ＮＡＤはＣｈＤＨの補酵素であるニコチンアデニンジヌクレオチド、ＮＡＤＨはＮＡＤの還元状態を示す。ＷＳＴ−９は「水溶性テトラゾリウム−９」の英語の頭文字をとった略称で、（株）同仁化学研究所より入手できるテトラゾリウム塩の１種である。ＤＩはジアホラーゼ（ＥＣ１．６．９９．２）を示す。ＤＩはＮＡＤＨのＮＡＤへの酸化反応とそれに共役する還元反応を触媒する酵素である。【００８０】
上記の反応を行わせるために、上記のチャンバ３０１、３０３および３０５にそれぞれ下記の試薬層５ｂのうち１種類ずつ計３種類の試薬層５ｂを形成する。一つはＣｈＥを含むＣｈＥ層、もう一つはＣｈＤＨを含むＣｈＤＨ層、もう一つはＷＳＴ−９を含むＷＳＴ−９層である。【００８１】
ＣｈＥ層は、ＣｈＥ、ＣｈＥの触媒活性を活性化するための界面活性剤としてｎ-オクチル−β−Ｄ−チオグルコシド、コール酸ナトリウム、反応時のｐＨを調整するためのｐＨ緩衝剤であるトリス塩酸塩、ＤＩからなる水溶液を下基板８の凹状部分５ａに滴下乾燥することで形成する。下基板８の凹状部分５ａの容積が２．７８μｌで、上基板６、スペーサ７、下基板８を貼り合わせた後のチャンバ３容積が１．１０μｌであるため、反応に必要な濃度の１．１０／２．７８倍の溶液２．７８μｌをチャンバ３に滴下乾燥担持した。【００８２】
ＣｈＤＨ層は、ＣｈＤＨとＤＩからなる水溶液を滴下乾燥することで形成し、ＷＳＴ−９層はＷＳＴ−９水溶液を滴下乾燥することで形成した。【００８３】
ｐＨ緩衝剤は、ＣｈＤＨの至適ｐＨがｐＨ８以上のアルカリ性領域であることから反応系に必須だが、ＣｈＤＨのアルカリ性領域での安定性が良くないのでＣｈＤＨ層ではなくＣｈＥ層に混合されている。なおＣｈＥはアルカリ性領域での安定性が悪くなく、かつ反応性も悪くない酵素を市販品から選ぶことができる。【００８４】
反応性や測定時間の観点からは試薬層５ｂの設置数はなるべく少ない方が好適であるが、本実施例での反応系の場合、上述した理由から、ＣｈＥ層、ＣｈＤＨ層の２種類の試薬層が必要である上に、更にＷＳＴ−９層もこれらとは分離して形成する必要がある。その理由は、ＷＳＴ−９がＣｈＤＨの触媒活性を阻害する傾向が認められることにある。このことから、上記の式（化１）および（化２）の反応を、ＷＳＴ−９が含まれていない条件で行い、しかる後、ＷＳＴ−９を混合し、呈色反応を誘導する必要が生じるため、試薬層は試料液の流れる順に、ＣｈＥ層、ＣｈＤＨ層、ＷＳＴ−９層の順に少なくともこの３種を配置する必要がある。【００８５】
上述した方法で作成された試薬層５ｂを包含する液体試料分析用ディスクに血液を点着し、図１７に示す構造を有する測定装置で吸光度を測定したところ図６（ｃ）に示す血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化を観測することができた。【００８６】
なお、本実施例では、色素たるＷＳＴ−９の吸光度変化を検出することで、血漿中の総コレステロール濃度を測定する例を示したが、ＷＳＴ−９のかわりに、水溶液になった際、フェリシアン化物イオンを生成するフェリシアン化カリウムを試薬層に含有させ、測定用のチャンバ内に少なくとも対極と作用極の役割を果たすことができる電極を設けても良い。【００８７】
この場合、更に、図１７の分析装置に、前記電極にディスク外部から接触することができる端子を設けることにより、血漿中のコレステロールの酸化によってフェリシアン化物イオンが還元されて生じるフェロシアン化物イオンを、前記電極間に電圧を印加することで再度酸化させる際に生じる酸化電流値を計測して測定することもできる。この場合、フェリシアン化カリウムのかわりに、ＮＡＤＨとの間で電子授受が可能なレドックス化合物を任意に用いることができる。【００８８】
また、更に、本実施例中で示した、血漿中のコレステロール以外にも、目的の成分に対する化学反応により生じた変化を光学的あるいは電気化学的に検出可能な反応系の確立が可能な場合には任意の測定対象について本発明を用いることが可能である。【００８９】
また、上述の実施の形態では、チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、試薬付着壁面に対向するチャンバ内の壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、試薬付着壁面に包含されうる大きさである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするのであれば、いかなる構成でも良い。例えば、チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状のみが、凹形状の曲面であっても良い。【００９０】
さらに、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするため、チャンバ内の試薬付着壁面を試料液との反応の起こりにくい部位ではなく、特に試料液との反応の起こりやすい部位に集中する構成も考えられる。チャンバ内の試薬付着壁面を特に試料液との反応の起こりやすい部位、具体的には、ディスクの回転中心に対向する部位に集中するように構成した場合について次の実施の形態で説明する。
（第２の実施の形態）
続いて、以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施の形態について説明する。【００９１】
説明を容易にするため、血漿中の総コレステロール濃度を測定するための試料分析用ディスクを用いた場合について一例を挙げて説明する。【００９２】
図３に示すように、液体状の試料としての血液の血漿中の総コレステロール濃度を測定するための試料分析用ディスクとしてのコレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１７に示す分析装置に装着されるようになっている。【００９３】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、血漿中のコレステロール濃度を測定するために上述した実施例と同様の反応機構を有する。【００９４】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図３及び図４に示すように、血液から血球を遠心分離により除去して血漿のみを取り出すための血球分離チャンバ２０と、血球分離チャンバ２０によって取り出された血漿から一定量を取り出すための定量チャンバ３０と、ＣｈＥを含む固体状の試薬としてのＣｈＥ層４１を堆積させている試薬保持チャンバ４０と、ＣｈＤＨを含む固体状の試薬としてのＣｈＤＨ層５１を堆積させている試薬保持チャンバ５０と、ＷＳＴ−９を含む固体状の試薬としてのＷＳＴ−９層６１を堆積させている試薬保持チャンバ６０と、ホルマザンの波長６５０ｎｍの吸光度を測定するための測定チャンバ７０と、不要となった液体が廃棄されるための廃液チャンバ８０とが形成されている。【００９５】
血球分離チャンバ２０は、同一円周上に等間隔で６つ配置されており、定量チャンバ３０は、１つの血球分離チャンバ２０に対して３つずつ配置されており、試薬保持チャンバ４０は、１つの定量チャンバ３０に対して１つずつ配置されており、試薬保持チャンバ５０は、１つの試薬保持チャンバ４０に対して１つずつ配置されており、試薬保持チャンバ６０は、１つの試薬保持チャンバ５０に対して１つずつ配置されており、測定チャンバ７０は、１つの試薬保持チャンバ６０に対して２つずつ配置されており、廃液チャンバ８０は、１つの血球分離チャンバ２０に対して１つずつ配置されている。【００９６】
また、血球分離チャンバ２０には、血液が供給される血液供給口２０ａが形成されている。また、血球分離チャンバ２０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０には、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の液体の流通を円滑にするために空気を通す空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂがそれぞれ形成されている。血液供給口２０ａ及び空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂは、コレステロール濃度測定用ディスク１０が分析装置（図１７参照。）によって駆動されているときに液体がコレステロール濃度測定用ディスク１０の内部から外部に漏れないような位置に配置されている。【００９７】
試薬保持チャンバ４０、５０、６０は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の厚み方向（以下「ディスク厚方向」という。）と直交する面上の形状が２．０ｍｍ×５．０ｍｍの略長方形であって、５．０ｍｍの辺がコレステロール濃度測定用ディスク１０の径方向（以下「ディスク径方向」という。）と略直交するように配置されており、ディスク厚方向における深さが最も深いところで４００μｍ、最も浅いところで２００μｍである。【００９８】
なお、定量チャンバ３０の容積は、試薬保持チャンバ４０、５０、６０の容積である３μｌの半分の１．５μｌである。【００９９】
また、測定チャンバ７０は、ディスク厚方向と直交する面上の形状が直径２ｍｍの円形であって、容積が約１μｌである。ディスク厚方向における測定チャンバ７０の深さは、本実施の形態の場合は２００μｍが適切であるが、一般的には、透過光測定時の光路長に相当するので、測定時に透過光量又は吸光度が変化することにより測定対象物質の濃度を示す物質の透過光量又は吸光度が適切な数値になるように適切に設定する必要がある。また、上述したように波長６５０ｎｍの透過光に対する吸光度の変化によって血漿中の総コレステロール濃度を測定するので、測定チャンバ７０は、ディスク厚方向と直交する面が平面であり、波長６５０ｎｍに対して光学的に略透明である。【０１００】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図５に示すように、コレステロール濃度測定用ディスク１０のディスク面１０ａ、１０ｂのうちディスク面１０ａ側に配置されてＣｈＥ層４１が付着させられた試薬付着壁としての壁４２と、壁４２から延在して試薬保持チャンバ４０を囲む周壁としての壁４３と、壁４３から延在して壁４２に対向した壁４４とを有し、壁４２、４３、４４によって試薬保持チャンバ４０が形成されている。壁４２は、ディスク面１０ａに対して傾けられて壁４３に接続してＣｈＥ層４１が付着させられた傾斜部４２ａを有している。壁４３は、傾斜部４２ａのうちディスク面１０ａに最も近い部分に接続してＣｈＥ層４１が付着させられた試薬付着部４３ａと、ディスク面１０ａに平行な方向において試薬付着部４３ａと対向して配置されてＣｈＥ層４１が付着させられていない試薬非付着部４３ｂとを有している。試薬保持チャンバ４０について説明したが、試薬保持チャンバ５０、６０も同様な壁によって形成されている。【０１０１】
なお、反応性や測定時間の観点からは固体状の試薬が設置されたチャンバの数はなるべく少ない方が好適であるが、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、以下に説明する理由から、ＣｈＥ層４１と、ＣｈＤＨ層５１と、に必要なＷＳＴ−９層６１とを試薬保持チャンバ４０、５０、６０という別々のチャンバに分けて保持している。【０１０２】
ＣｈＤＨは、至適ｐＨがｐＨ８以上のアルカリ性領域であることからｐＨ緩衝剤が必要であるが、アルカリ性領域での安定性が良くない。したがって、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥ層４１と、ＣｈＤＨ層５１とを試薬保持チャンバ４０、５０という別々のチャンバに分けて保持し、ｐＨ緩衝剤をＣｈＤＨ層５１ではなくＣｈＥ層４１に混合している。なお、ＣｈＥとしては、アルカリ性領域での安定性が悪くなく、反応性も悪くない酵素を市販品から選ぶことができる。【０１０３】
また、ＷＳＴ−９は、ＣｈＤＨの触媒活性を阻害する傾向がある。したがって、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＤＨ層５１と、ＷＳＴ−９層６１とを試薬保持チャンバ５０、６０という別々のチャンバに分けて保持している。【０１０４】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図４に示すように、血球分離チャンバ２０に接続されるとともに定量チャンバ３０のうちコレステロール濃度測定用ディスク１０の回転時の中心（以下「ディスク中心」という。）に近い部分に接続された流路１１０と、定量チャンバ３０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに試薬保持チャンバ４０のうちディスク中心に近い部分に接続された流路１２０と、試薬保持チャンバ４０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに試薬保持チャンバ５０のうちディスク中心に近い部分に接続された流路１３０と、試薬保持チャンバ５０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに試薬保持チャンバ６０のうちディスク中心に近い部分に接続された流路１４０と、試薬保持チャンバ６０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０のうちそれぞれディスク中心に近い部分に接続された流路１５０と、定量チャンバ３０のうちそれぞれディスク中心に近い部分に接続された流路１６０とが形成されている。流路１１０〜１６０は、ディスク厚方向における深さが１００μｍである。【０１０５】
ここで、流路１１０、１２０、１３０、１４０、１５０は、それぞれ血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０よりディスク中心に近い湾曲部１１１、１２１、１３１、１４１、１５１を有している。また、流路１５０は、湾曲部１５１と、測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０との間に配置されて他の部分よりも径が大きい大径部１５２を有している。また、流路１６０には、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の液体の流通を円滑にするために空気を通す空気穴１６０ａが形成されている。空気穴１６０ａは、コレステロール濃度測定用ディスク１０が分析装置８００によって駆動されているときに液体がコレステロール濃度測定用ディスク１０の内部から外部に漏れないような位置に配置されている。【０１０６】
次に、コレステロール濃度測定用ディスク１０の製造方法について説明する。【０１０７】
血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０に対応する穴１１ａ  、血液供給口２０ａ、空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂ、１６０ａに対応する穴等が成型されたポリカーボネート製の板材１１（図５（ｂ）参照。）が製造される。【０１０８】
また、両面に接着剤が付加されて血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０や流路１１０〜１６０に対応する穴１３ａ（図５（ｂ）参照。）等が切り取られたポリエチレンテレフタラート製の板材１３が製造される。【０１０９】
そして、板材１１に板材１３が接着される。【０１１０】
次いで、ＣｈＥ、ＣｈＥの触媒活性を活性化するための界面活性剤としてｎ−オクチル−β−Ｄ−チオグルコシド、コール酸ナトリウム、反応時のｐＨを調整するためのｐＨ緩衝剤であるトリス塩酸塩、ＤＩからなる１．５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ４０に対応する部分に滴下して、水溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態で水溶液を乾燥することによって、試薬保持チャンバ４０のＣｈＥ層４１を形成する。【０１１１】
また、ＣｈＤＨとＤＩからなる１．５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ５０に対応する部分に滴下して、水溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態で水溶液を乾燥することによって、試薬保持チャンバ５０のＣｈＤＨ層５１を形成する。【０１１２】
また、ＷＳＴ−９の１．５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ６０に対応する部分に滴下して、水溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態で水溶液を乾燥することによって、試薬保持チャンバ６０のＷＳＴ−９層６１を形成する。【０１１３】
最後に、ポリカーボネート製の板材１２が板材１３に接着されてコレステロール濃度測定用ディスク１０が製造される。【０１１４】
次に、コレステロール濃度測定用ディスク１０の動作について説明する。【０１１５】
コレステロール濃度測定用ディスク１０の血液供給口２０ａから血球分離チャンバ２０内に血液が供給された後、コレステロール濃度測定用ディスク１０が分析装置８００（図１参照。）に装着されてスピンドルモータ８１０（図１参照。）によって回転させられると、血球分離チャンバ２０内の血液は、遠心力によって血球と、血漿とに分離される。ここで、血球分離チャンバ２０内で分離された血漿は、一部が流路１１０内にも流入するが、流路１１０内の血漿の液面のディスク中心からの距離と、血球分離チャンバ２０内の血漿の液面のディスク中心からの距離とが遠心力によって等しくなるので、血球分離チャンバ２０よりディスク中心に近い湾曲部１１１までは到達しない。【０１１６】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられると、血球分離チャンバ２０及び流路１１０内の血漿は、流路１１０の毛細管力によって定量チャンバ３０に向けて流路１１０内を流れる。そして、流路１１０内の血漿は、液面が流路１１０及び定量チャンバ３０の接続部分まで達すると、流路１１０の毛細管力が働かなくなって停止する。【０１１７】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、流路１１０内の血漿が遠心力によって定量チャンバ３０内に流入するので、血球分離チャンバ２０内の血漿は、遠心力が加わっている間、サイフォン効果によって流路１１０を介して定量チャンバ３０に流入する。ここで、定量チャンバ３０に流入した血漿は、一部が流路１２０内にも流入するが、流路１２０内の血漿の液面のディスク中心からの距離と、定量チャンバ３０内の血漿の液面のディスク中心からの距離とが遠心力によって等しくなるので、定量チャンバ３０よりディスク中心に近い湾曲部１２１までは到達しない。また、定量チャンバ３０内の血漿が定量チャンバ３０及び流路１６０の接続部分に到達すると、定量チャンバ３０及び流路１６０の接続部分に到達した余分な血漿は、流路１６０を介して廃液チャンバ８０に排出される。【０１１８】
そして、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の血漿は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられ、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、血球分離チャンバ２０から定量チャンバ３０に流入した動作と同様に、定量チャンバ３０から試薬保持チャンバ４０に流入する。試薬保持チャンバ４０に流入した血漿は、試薬保持チャンバ４０に保持されたＣｈＥ層４１と接触してＣｈＥ層４１の表面からＣｈＥ層４１を溶解し、「化１」の反応が行われる。【０１１９】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の血漿は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられ、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、定量チャンバ３０から試薬保持チャンバ４０に流入した動作と同様に、試薬保持チャンバ４０から試薬保持チャンバ５０に流入し、試薬保持チャンバ５０に保持されたＣｈＤＨ層５１と接触してＣｈＤＨ層５１の表面からＣｈＤＨ層５１を溶解し、「化２」の反応が行われる。【０１２０】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の血漿は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられ、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、試薬保持チャンバ４０から試薬保持チャンバ５０に流入した動作と同様に、試薬保持チャンバ５０から試薬保持チャンバ６０に流入し、試薬保持チャンバ６０に保持されたＷＳＴ−９層６１と接触してＷＳＴ−９層６１の表面からＷＳＴ−９層６１を溶解し、「化３」の反応が行われる。【０１２１】
そして、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられると、試薬保持チャンバ６０及び流路１５０内の血漿は、流路１５０の毛細管力によって測定チャンバ７０に向けて流路１５０内を流れる。流路１５０内の血漿は、液面が大径部１５２まで達すると、流路１５０の毛細管力が働かなくなって停止する。【０１２２】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、流路１５０内の血漿が遠心力によって大径部１５２内に流入した後、更に測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０に流入するので、試薬保持チャンバ６０内の血漿は、遠心力が加わっている間、サイフォン効果によって流路１５０を介して測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０に流入する。【０１２３】
そして、分析装置は、測定チャンバ７０に血漿が流入しているときに、送りモータ２１３（図１７参照。）によって光ピックアップ２１２（図１７参照。）をディスク径方向に移動させて、測定チャンバ７０内の血漿に光ピックアップ２１２によって光ビームを照射し、その透過光を検出することによって、試薬の反応状態を検出して分析を行う。【０１２４】
以上に説明したように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥの溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態でＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内にＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化される。【０１２５】
血漿へのＣｈＥ層４１の溶解は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入する途中での血漿の流動による攪拌と、血漿が試薬保持チャンバ４０を満たした後の拡散とによってなされる。したがって、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、ＣｈＥ層４１の厚みが厚い部分での溶解性が非常に悪く、溶解時間が長時間必要である。しかしながら、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より迅速に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の迅速性を確保することができる。例えば、試薬保持チャンバ４０が図５に示す形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果は、図６（ａ）に示すようになり、試薬保持チャンバ４０が図７に示すように従来と同様な形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果は、図６（ｂ）に示すようになった。図６によれば、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０が図５に示す形状であるとき、試薬保持チャンバ４０が図７に示すように従来と同様な形状であるときと比較して、コレステロール濃度が高い場合の反応が迅速であることが明らかである。【０１２６】
また、試薬保持チャンバ４０内に血漿が一旦流入した後で血漿の流動による攪拌効果が殆ど期待できないので、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、血漿中に溶解するＣｈＥの濃度分布に偏りが生じるが、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より均一に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の正確性を確保することができる。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、定量チャンバ３０の容積が試薬保持チャンバ４０の容積の半分であるため、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ２０１によって回転させられて「化１」の反応が行われているとき、遠心力によって血漿が試薬保持チャンバ４０内のディスク中心側とは反対側に押し付けられるので、例えば試薬保持チャンバ４０が図７に示すように従来と同様な形状である場合、ＣｈＥ層４１のうちディスク中心側の半分が溶け残ることさえあるが、試薬保持チャンバ４０が図１７に示す形状である場合、ＣｈＥ層４１の全てを血漿に溶解させることができる。【０１２７】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、壁４２が傾斜部４２ａを有しているので、ＣｈＥの溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態でＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内にＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥの溶液が壁４３の試薬非付着部４３ｂに及ぶことを抑制することができ、その結果、ＣｈＥ層４１が壁４３の試薬非付着部４３ｂに及ぶことを抑制することができる。【０１２８】
なお、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥの溶液の粘性が高い場合、試薬付着部４３ａのみにＣｈＥの溶液を接触させて、試薬非付着部４３ｂだけではなく試薬付着部４３ａ及び試薬非付着部４３ｂの間の部分４３ｃにもＣｈＥの溶液を接触させない状態で、ＣｈＥの溶液が乾燥させられることによって、図８に示すようなＣｈＥ層４１が生成されることも可能である。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図８に示すＣｈＥ層４１が生成される場合、図１７に示すＣｈＥ層４１が生成される場合と比較して、部分４３ｃにＣｈＥ層４１が堆積しないので、血漿へのＣｈＥの溶解性が向上する。【０１２９】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図９に示すように傾斜部４２ａが壁４２の一部であって壁４２が試薬非付着部４３ｂに傾斜部４２ａ以外の水平部分４２ｂで接続した構成であっても良い。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図９に示す構成である場合、ＣｈＥの溶液がディスク面１０ａ側に押し付けられた状態でＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内に固体状のＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥの溶液の濡れ性が大きい場合等であっても、ＣｈＥの溶液が壁４２の水平部分４２ｂに及ぶことを抑制することができ、その結果、ＣｈＥ層４１が壁４２の水平部分４２ｂに及ぶことを抑制することができる。【０１３０】
以上においては、試薬保持チャンバ４０について説明したが、試薬保持チャンバ５０や試薬保持チャンバ６０についても同様である。【０１３１】
また、上述の実施の形態では、チャンバ内の試薬付着壁面をディスクの回転中心に対向する部位に集中するように構成した場合に説明したが、本発明はこれに限定されないことは言うまでもない。試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするのであれば、いかなる構成でも良く、例えば、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするため、チャンバ内の試薬付着壁面を、特に試料液との反応が起こりやすい構成にしても良い。チャンバ内の試薬付着壁面において特に試料液との反応が起こりやすくする構成について次の実施の形態で説明する。
（第３の実施の形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施の形態について説明する。【０１３２】
説明を容易にするため、ここでも、血漿中の総コレステロール濃度を測定するための試料分析用ディスクを用いた場合について一例を挙げて説明する。【０１３３】
反応機構は、上述した実施の形態、実施例と同様である。【０１３４】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１０及び図１１に示すように、血液から血球を遠心分離により除去して血漿のみを取り出すための血球分離チャンバ２０と、血球分離チャンバ２０によって取り出された血漿から一定量を取り出すための定量チャンバ３０と、コレステロール濃度測定用ディスク１０の厚み方向（以下「ディスク厚方向」という。）とは直交した面４０ａ（図１２（ｂ）参照。）にＣｈＥを含む固体状の試薬としてのＣｈＥ層４１を堆積させている試薬保持チャンバ４０と、ディスク厚方向とは直交した面にＣｈＤＨを含む固体状の試薬としてのＣｈＤＨ層５１を堆積させている試薬保持チャンバ５０と、ディスク厚方向とは直交した面にＷＳＴ−９を含む固体状の試薬としてのＷＳＴ−９層６１を堆積させている試薬保持チャンバ６０と、ホルマザンの波長６５０ｎｍの吸光度を測定するための測定チャンバ７０と、不要となった液体が廃棄されるための廃液チャンバ８０とが形成されている。各チャンバ、流路の配置は、上述した実施の形態と同様である。【０１３５】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａから突出して面４０ａと対向する面４０ｃ（図１２（ｂ）参照。）に接続された柱状体４２ｃと、試薬保持チャンバ４０内に配置された柱状体４２ｃと同様に試薬保持チャンバ５０、６０内にそれぞれ配置された柱状体５２、６２とを備えている。図１２（ｂ）に示すように、ＣｈＥ層４１は、試薬保持チャンバ４０の側面４０ｄ又は柱状体４２に近いほど面４０ａ上に厚く堆積している。同様に、ＣｈＤＨ層５１は、試薬保持チャンバ５０の側面５０ｄ又は柱状体５２に近いほど面上に厚く堆積しており、ＷＳＴ−９層６１は、試薬保持チャンバ６０の側面６０ｄ又は柱状体６２に近いほど面上に厚く堆積している。【０１３６】
なお、反応性や測定時間の観点からは固体状の試薬が設置されたチャンバの数はなるべく少ない方が好適であるが、上述した実施の形態の説明で述べたと同じ理由により、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥ層４１と、ＣｈＤＨ層５１と、ＷＳＴ  −９層６１とを試薬保持チャンバ４０、５０、６０という別々のチャンバに分けて保持している。【０１３７】
次に、コレステロール濃度測定用ディスク１０の製造方法について説明する。【０１３８】
血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０に対応する穴１１ａ（図１２（ｂ）参照。）や、試薬保持チャンバ４０の柱状体４２ｃ、試薬保持チャンバ５０の柱状体５２、試薬保持チャンバ６０の柱状体６２に対応する突起１１ｂ、血液供給口２０ａ、空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂ、１６０ａに対応する穴等が成型されたポリカーボネート製の板材１１（図１２（ｂ）参照。）が製造される。【０１３９】
また、両面に接着剤が付加されて血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０や流路１１０〜１６０に対応する穴１３ａ（図１２（ｂ）参照。）等が切り取られたポリエチレンテレフタラート製の板材１３が製造される。【０１４０】
そして、板材１１に板材１３が接着される。【０１４１】
次いで、ＣｈＥ、ＣｈＥの触媒活性を活性化するための界面活性剤としてｎ−オクチル−β−Ｄ−チオグルコシド、コール酸ナトリウム、反応時のｐＨを調整するためのｐＨ緩衝剤であるトリス塩酸塩、ＤＩからなる５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ４０に対応する部分に滴下して乾燥することによって、試薬保持チャンバ４０のＣｈＥ層４１を形成する。なお、ＣｈＥ層４１は、水溶液の表面張力等によって試薬保持チャンバ４０の側面４０ｄ又は柱状体４２に近いほど面４０ａ上に厚く堆積する。【０１４２】
また、ＣｈＤＨとＤＩからなる５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ５０に対応する部分に滴下して乾燥することによって、試薬保持チャンバ５０のＣｈＤＨ層５１を形成する。なお、ＣｈＤＨ層５１は、水溶液の表面張力等によって試薬保持チャンバ５０の側面５０ｄ又は柱状体５２に近いほど厚く堆積する。【０１４３】
また、ＷＳＴ−９の５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ６０に対応する部分に滴下して乾燥することによって、試薬保持チャンバ６０のＷＳＴ−９層６１を形成する。なお、ＷＳＴ−９層６１は、水溶液の表面張力等によって試薬保持チャンバ６０の側面６０ｄ又は柱状体６２に近いほど厚く堆積する。【０１４４】
最後に、ポリカーボネート製の板材１２が板材１３に接着されてコレステロール濃度測定用ディスク１０が製造される。【０１４５】
以上に説明したように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側にＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥ層４１が試薬保持チャンバ４０の側面４０ｄの近傍だけではなく柱状体４２の近傍にも厚く堆積するので、試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化される。【０１４６】
血漿へのＣｈＥ層４１の溶解は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入する途中での血漿の流動による攪拌と、血漿が試薬保持チャンバ４０を満たした後の拡散とによってなされる。したがって、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、ＣｈＥ層４１の厚みが厚い部分での溶解性が非常に悪く、溶解時間が長時間必要である。しかしながら、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より迅速に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の迅速性を確保することができる。【０１４７】
また、試薬保持チャンバ４０内に血漿が一旦流入した後で血漿の流動による攪拌効果が殆ど期待できないので、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、血漿中に溶解するＣｈＥの濃度分布に偏りが生じるが、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より均一に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の正確性を確保することができる。【０１４８】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２ｃによって血漿を攪拌するので、血漿とＣｈＥ層４１とを従来より迅速に反応させることができる。また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２によって血漿を攪拌するので、血漿とＣｈＥ層４１とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の迅速性及び正確性を確保することができる。【０１４９】
なお、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａの単位面積当りの柱状体４２の数量が多いほど、ＣｈＥ層４１の厚みを特に血漿との反応の起こりやすい部位においてより均一化することができ、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２ｃによって血漿をより効率的に攪拌することができる。また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、複数の柱状体４２ｃを備える場合、複数の柱状体４２を等間隔に配置すると、柱状体４２ｃが等間隔に配置されてない構成と比較して、ＣｈＥ層４１の厚みを特に血漿との反応の起こりやすい部位においてより均一化することができる。例えば、図１３に示すように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａ（図１２（ｂ）参照。）に仮想的に引いた直交格子４８の交点上に柱状体４２ｃを配置することによって、複数の柱状体４２ｃを等間隔に配置することができる。また、１つの柱状体４２ｃの周りに多くの柱状体４２ｃが隣接している方が効果が大きい。図１４に示すように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａに仮想的に引いた正三角形格子４９の交点上に柱状体４２ｃを配置することによって、複数の柱状体４２ｃを等間隔に配置するだけではなく、１つの柱状体４２ｃの周りに６つの柱状体４２ｃを配置することができる。１つの柱状体４２ｃの周りに６つより多くの柱状体４２ｃを配置することは可能であるが、連続的に等間隔に配置することができないので、１つの柱状体４２ｃの周りに６つの柱状体４２ｃを配置した図１４に示すような配置が好ましい。【０１５０】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１２（ｂ）に示すように試薬保持チャンバ４０の面４０ａから突出して面４０ａと対向する面４０ｃに接続された柱状体４２ｃを備えているので、図１５に示すように柱状体４２ｃが試薬保持チャンバ４０の面４０ａのみに接続されて面４０ｃに接続されていない構成と比較して、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２ｃによって血漿を強力に攪拌することができる。なお、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１５に示すように、柱状体４２ｃが面４０ｃに非接触であっても良い。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、柱状体４２ｃが面４０ｃに非接触である場合、試薬保持チャンバ４０の面４０ｃと、柱状体４２ｃとの隙間４０ｅを血漿が流れることができるので、図１２（ｂ）に示すように柱状体４２ｃが試薬保持チャンバ４０の対向する面４０ａ及び面４０ｃに接続された構成と比較して、血漿を試薬保持チャンバ４０内に迅速に流入させることができる。【０１５１】
以上においては、試薬保持チャンバ４０内の柱状体４２ｃについて説明したが、試薬保持チャンバ５０内の柱状体５２や試薬保持チャンバ６０内の柱状体６２についても同様である。【０１５２】
なお、本実施の形態では、色素たるＷＳＴ−９の吸光度変化を検出することで、血漿中の総コレステロール濃度を測定する例を示したが、他の測定方法であっても良い。例えば、ＷＳＴ−９の代わりに、水溶液になった際、フェリシアン化物イオンを生成するフェリシアン化カリウムを固体状の試薬に含有させ、測定チャンバ７０内に少なくとも対極と作用極の役割を果たすことができる電極を設け、更に、分析装置に、測定チャンバ７０内の電極にコレステロール濃度測定用ディスク１０の外部から接触することができる端子を設けることによって、血漿中のコレステロールの酸化によってフェリシアン化物イオンが還元されて生じるフェロシアン化物イオンを、前記電極間に電圧を印加することで再度酸化させる際に生じる酸化電流値を計測して測定することもできる。この場合、フェリシアン化カリウムの代わりに、ＮＡＤＨとの間で電子授受が可能なレドックス化合物を任意に用いることができる。【０１５３】
また、本実施の形態中で示した血漿中のコレステロール以外にも、目的の成分に対する化学反応により生じた変化を光学的或いは電気化学的に検出可能な反応系の確立が可能な場合には任意の測定対象について本発明を用いることが可能である。【０１５４】
また、本実施の形態においては、遠心力と毛細管力の組み合せで血漿を移送するようになっているが、他の方法によって移送するようになっていても良い。例えば、重力によって血漿を移送するようになっていても良いし、ポンプによって血漿を移送するようになっていても良い。ディスク回転により生じる遠心力を制御することによって、前チャンバと次チャンバの間を接続する流路を、ディスク回転による遠心力の方向に従い、前チャンバの下端部分と、次チャンバの上端部分を直線的に結ぶことが可能である。このような流路配置により、ディスク上での流路部分の占有部分を狭くすることができ、ディスク全体の小型化が可能である。ただし、ディスク回転により生じる遠心力の制御により、前チャンバでの試料液の貯留、流路への試料液の浸入と次チャンバへの移送、次チャンバでの液の貯留、次チャンバから更にその次のチャンバへの移送をなすためには、前記ディスク本体の回転による遠心力と、流路に生じる毛細管力、流路とチャンバとの接続部および流路内壁面と試料液との表面張力、流路とチャンバとの接続部および流路内壁面の断面周囲長、流路とチャンバの接続部から、前記ディスク本体の回転による遠心力付与時のチャンバでの試料液面までの距離、流路とチャンバの接続部から、前記ディスクの回転中心までの距離、前記試料液の粘性のバランスにより決定される前記ディスク本体の回転数制御による遠心力制御により、チャンバ中での試料液の貯留と、流路を通じての次チャンバへの試料液の移送の制御が必要である。多数のチャンバと流路の直列の接続により、チャンバ間を段階的に送付するためには、回転中心に近いチャンバ内での試料液の貯留限界の遠心力の方が、回転中心からより遠いチャンバ内での試料液の貯留限界の遠心力より小さくないといけない。（そうでないと、回転中心に近いチャンバでの試料液の貯留限界を超えた遠心力を付与された瞬間に、引き続き、直列に接続された次チャンバ以降のチャンバを、そこで停止することなく試料液が移送されてしまう。）従って、あまり多くの段数のチャンバを設けることはできない。
従って、上述した実施の形態、実施例での送液方法と組み合わせるのが適切である。【０１５５】
なお、本実施の形態中では、ディスクは円形で、回転中心はディスクの外周内部にある構成を示したが、図１０に示す構成を１枚のディスクにし、スピンドルモータ８１０に直結される回転盤を備え、その回転盤に、前記のディスクを固定できる装置、例えば前記回転盤に、前記ディスクを勘合可能な窪みを設ける、などを実装することで、回転中心がディスクの外周外にあるような構成も可能である。その際、本実施例で述べた測定方法、即ち光学測定を用いる際には、前記の回転盤には、測定チャンバ７０に対応する部分に貫通部を設けるなどの処置が必要である。【０１５６】
また、上述の実施の形態では、（１）チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が、凹形状の曲面である、（２）チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、試薬付着壁面に対向するチャンバ内の壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、試薬付着壁面に包含されうる大きさである、（３）壁面は、試薬を保持するべきチャンバ内に形成された試薬付着壁面と、試薬付着壁面に対向する対向壁面と、試薬付着壁面から延在してチャンバを囲む周壁面と、を有し、試薬付着壁は、一方のディスク面に対して傾けられて周壁に接続した傾斜部を有し、周壁面は、傾斜部のうち対向壁面に最も近い部分に接続して傾斜部と共に試薬が付着させられた試薬付着部と、ディスク面に平行な方向において試薬付着部と対向して配置されて試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有する、（４）固体状の試薬を保持するべきチャンバ内の壁面から突出した柱状体が形成されている、という４つの構造的特徴についてそれぞれ単独に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするのであれば、例えば、上述の構造的特定を１つ以上有しても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
以上のように、本発明に係る試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、液体状の試料と固体状の試薬とを迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができるという効果を有し、血液成分測定装置等として有用である。
【図１】
2007052648.tif 000003
【図２】
2007052648.tif 000004
【図３】
2007052648.tif 000005
【図４】
2007052648.tif 000006
【図５】
2007052648.tif 000007
【図６】
2007052648.tif 000008
【図７】
2007052648.tif 000009
【図８】
2007052648.tif 000010
【図９】
2007052648.tif 000011
【図１０】
2007052648.tif 000012
【図１１】
2007052648.tif 000013
【図１２】
2007052648.tif 000014
【図１３】
2007052648.tif 000015
【図１４】
2007052648.tif 000016
【図１５】
2007052648.tif 000017
【図１６】
2007052648.tif 000018
【図１７】
2007052648.tif 000019
【図１８】
2007052648.tif 000020
【図１９】
2007052648.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月12日(2007.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバを構成する壁面と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬とを備えた試料分析用ディスクであって、
更に、（１）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が、凹形状の曲面である、（２）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、前記試薬付着壁面に対向する前記チャンバ内の前記壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、前記試薬付着壁面に包含されうる大きさである、（３）前記壁面は、前記試薬を保持するべき前記チャンバ内に形成された試薬付着壁面と、前記試薬付着壁面に対向する対向壁面と、試薬付着壁面から延在して前記チャンバを囲む周壁面と、を有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁面は、前記傾斜部のうち前記対向壁面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有する、（４）前記固体状の試薬を保持するべき前記チャンバ内の前記壁面から突出し、前記対向壁面と接続された柱状体が形成されている、という４つの構造的特徴の少なくとも１つを備えて、前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬の厚みを特に試料液との反応の起こりやすい部位において均一にしたことを特徴とする試料液分析用ディスク。
【請求項２】
前記チャンバは、凸状部分を有する上基板と凸状部分を有する下基板との間にスペーサを介して設けられた、少なくとも２つの開口部が形成された空隙により画定され、前記凹状部分に試薬が担持されていることを特徴とする請求項１に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項３】
前記上基板の凹状部分の形状と前記下基板の凸状部分の形状とが互いに相似することを特徴とする請求項２記載の試料液分析用ディスク。
【請求項４】
前記上基板の凹状部分と前記下基板の凸状部分との間の距離が、前記凹状部分および前記凸状部分の全体にわたって略均一であることを特徴とする請求項３の試料液分析用ディスク。
【請求項５】
前記凹状部分の形状と前記凸状部分の形状とが曲面状であることを特徴とする請求項２に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項６】
連結用流路を介して相互に連通される、前記チャンバと同一の構成のチャンバを複数個有することを特徴とする請求項２に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項７】
前記試薬付着壁面は、前記試薬非付着部に前記傾斜部以外の部分で接続したことを特徴とする請求項１に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項８】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバを形成した壁と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内に保持された固体状の試薬とを備えた試料液分析用ディスクであって、前記壁は、前記試料分析用ディスクの一方のディスク面側に配置されて前記試薬が付着させられた試薬付着壁と、前記試薬付着壁から延在して前記チャンバを囲む周壁とを有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁は、前記傾斜部のうち前記一方のディスク面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有した請求項１に記載の試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液が前記一方のディスク面側に押し付けられた状態で前記溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内に前記固体状の試薬を生成することを特徴とする試料液分析用ディスクの製造方法。
【請求項９】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えたことを特徴とする請求項１記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１０】
前記柱状体は、複数あり、正三角形格子の交点上にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１１】
前記柱状体は、複数あり、直交格子の交点上にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１２】
前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に接続されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１３】
前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に非接触であることを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１４】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えた試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内の前記一面側に固体状の前記試薬を生成することを特徴とする請求項９に記載の試料分析用ディスクの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月28日(2008.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバを構成する壁面と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬とを備えた試料分析用ディスクであって、
更に、（１）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が、凹形状の曲面である、（２）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、前記試薬付着壁面に対向する前記チャンバ内の前記壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、前記試薬付着壁面に包含されうる大きさである、（３）前記壁面は、前記試薬を保持するべき前記チャンバ内に形成された試薬付着壁面と、前記試薬付着壁面に対向する対向壁面と、試薬付着壁面から延在して前記チャンバを囲む周壁面と、を有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁面は、前記傾斜部のうち前記対向壁面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有する、（４）前記固体状の試薬を保持するべき前記チャンバ内の前記壁面から突出し、前記対向壁面と接続された柱状体が形成されている、という４つの構造的特徴の少なくとも１つを備えて、前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬の厚みを特に試料液との反応の起こりやすい部位において均一にしたことを特徴とする試料液分析用ディスク。
【請求項２】
前記チャンバは、凸状部分を有する上基板と凸状部分を有する下基板との間にスペーサを介して設けられた、少なくとも２つの開口部が形成された空隙により画定され、前記凹状部分に試薬が担持されていることを特徴とする請求項１に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項３】
前記上基板の凹状部分の形状と前記下基板の凸状部分の形状とが互いに相似することを特徴とする請求項２記載の試料液分析用ディスク。
【請求項４】
前記上基板の凹状部分と前記下基板の凸状部分との間の距離が、前記凹状部分および前記凸状部分の全体にわたって略均一であることを特徴とする請求項３の試料液分析用ディスク。
【請求項５】
前記凹状部分の形状と前記凸状部分の形状とが曲面状であることを特徴とする請求項２に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項６】
連結用流路を介して相互に連通される、前記チャンバと同一の構成のチャンバを複数個有することを特徴とする請求項２に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項７】
前記試薬付着壁面は、前記試薬非付着部に前記傾斜部以外の部分で接続したことを特徴とする請求項１に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項８】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバを形成した壁と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内に保持された固体状の試薬とを備えた試料液分析用ディスクであって、前記壁は、前記試料分析用ディスクの一方のディスク面側に配置されて前記試薬が付着させられた試薬付着壁と、前記試薬付着壁から延在して前記チャンバを囲む周壁とを有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁は、前記傾斜部のうち前記一方のディスク面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有した請求項１に記載の試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液が前記一方のディスク面側に押し付けられた状態で前記溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内に前記固体状の試薬を生成することを特徴とする試料液分析用ディスクの製造方法。
【請求項９】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えたことを特徴とする請求項１記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１０】
前記柱状体は、複数あり、正三角形格子の交点上にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１１】
前記柱状体は、複数あり、直交格子の交点上にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１２】
前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に接続されたことを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。          
【請求項１３】
前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に非接触であることを特徴とする請求項９に記載の試料液分析用ディスク。
【請求項１４】
液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えた試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内の前記一面側に固体状の前記試薬を生成することを特徴とする請求項９に記載の試料分析用ディスクの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として臨床検査分野において試料と試薬との化学反応を検出するために用いるデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分析・解析・検査技術の進歩により、様々な物質を測定することが可能となってきている。特に、臨床検査分野においては、生化学反応、酵素反応、もしくは、免疫反応等の特異反応に基づく測定原理の開発により、病態に反映する体液中の物質を測定できるようになった。
【０００３】
その中で、ポイント・オブ・ケアテスティング（ＰＯＣＴ）と呼ばれる臨床検査分野が注目されている。ＰＯＣＴでは、簡易迅速測定を第一とし、検体を採取してから検査結果が出るまでの時間の短縮を目的とした取組が行われている。したがって、ＰＯＣＴに要求される測定原理及び測定装置は、簡易な測定原理に基づき、小型で携帯性があり、操作性が良い測定装置である。
【０００４】
今日、ＰＯＣＴ対応測定機器は、簡易測定原理の構築、それに伴う生体成分の固相化技術、センサデバイス化技術、センサシステム化技術、微細加工技術、及びマイクロ流体制御技術の進歩により、実用性が高くなってきている。
【０００５】
このような、ＰＯＣＴ対応測定機器として用いることが可能な分析装置として、従来、ディスク上に展開した液体試料の定性・定量分析を行う装置が、例えば特許文献１において提案されている。
【０００６】
上記特許文献１記載の技術を用いた液体試料分析装置は、血液等の試料を分析することで病気の診断などを行うことができる。ここで、図１６は上記従来の液体試料分析装置で使用される分析用ディスクを示す構成図である。図１６に示すように、ディスク１０１には、試料が注入される試料注入孔１０４、流路１０５が設けられ、流路１０５内には試料と反応して、例えば、透過率、色などの光学特性が変化する試薬１０６が塗布されている。
【０００７】
分析は、前記試料注入孔１０４を介して試料９００が注入されたディスク１０１を液体試料分析装置に装着して行われる。
【０００８】
図１７は上記特許文献１における液体試料分析装置を示す構成図である。液体試料分析装置の構成はいわゆる光ディスク装置に類似しており、ディスク１０１を回転させるためのスピンドルモータ２０１、ディスク１０１内に展開された試料９００または試料９００と反応した試薬１０６に光ビームを照射するための光ピックアップ２１２、光ピックアップ２１２をディスク１０１の半径方向に移動させるための送りモータ２１３等から構成されている。
【０００９】
液体試料分析装置に装着されたディスク１０１は、スピンドルモータ２０１により回転し、その遠心力により試料９００はディスク１０１の流路１０５内に展開され、同時に流路１０５内に塗布された試薬１０６と反応する。反応の終了後、ディスク１０１を回転させながら光ピックアップ２１２を用いて流路１０５内の試料９００もしくは試薬１０６に光ビームを照射し、その反射光もしくは透過光を検出することで試薬の反応状態を検出して分析を行う。
【００１０】
また、上記のようなディスクの構成に、更に、例えば血液中の血漿成分のみを試薬と反応させるために、血球を遠心分離により除去したり、複数の試薬を順次溶解、反応させたりするために、試薬を塗布した複数のチャンバ部分とチャンバ部分間を結ぶ複数の流路を設けて、試料液を複数のチャンバ部分と複数の流路内を移動、停止させる機能を付加した構造も提案されている（例えば、特許文献２）。  
【００１１】
特許文献２記載の発明においては、上記特許文献１記載の構造によりもたらされる試料液の移動と停止は下述する基本的なメカニズムに基づく。図１８は、特許文献２において提案されている技術を説明するための図である。
【００１２】
図１８に示すように、流路３０２は、試料液流動の上流側チャンバ３０１の遠心力の方向を基準に見た場合の下側３０１ａから出て、同チャンバ３０１の遠心力方向を基準に見た場合の上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていき、その先に配置された下流側チャンバ３０３に連結している。流路３０４も遠心力の方向を基準に見た場合の下流側チャンバ３０３の下側から出て、流路３０２と同様の形状で透過光測定チャンバ３０５に連結している。
【００１３】
ここで留意すべき点は、チャンバの深さが流路の深さより深いことである。これにより、流路を毛細管現象で移動してきた試料液は、流路がチャンバに連結している部分で毛細管現象の発生が妨げられ、結果、チャンバの手前で試料液の毛細管現象による移動を停止させることが出来る。この状態からディスクを回転させるなどして、試料液に遠心力を与えることで、停止していた試料液はチャンバ（下方側チャンバ３０３）に流入するようになっている。
【００１４】
ここで更に留意すべき構造として、上述したような、例えば上流側チャンバ３０１において、遠心力方向を基準に見た場合の同チャンバの上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていくという、流路の配置上の特徴である。
【００１５】
この特徴のため、遠心力を加えた際に、上流側チャンバ３０１に溜まり、流路３０２の逆Ｕ字形部分の位置３０２ａを越えて下方側チャンバ３０３手前部分まで満たした試料液は、サイフォン効果の働きにより、流路３０２を経由して、上流側チャンバ３０１に溜まった試料液のほぼ全量が下方側チャンバ３０３に流入するようになっている。
【００１６】
然るに、遠心力が作用している間は、下方側チャンバ３０３に流入した試料液は、流路３０４にも浸入するが、下方側チャンバ３０３の液面と、遠心力方向を基準に見た場合の同じ水準までしか液面は到達しないため、流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分手前の下方側チャンバ３０３側で停止する。したがって、流路３０４を上述した流路３０２と同様、下方側チャンバ３０３の上側側面より上方まで持ち上げた構造にしておけば、遠心力が作用している間は、次のチャンバチャンバ手前まで試料液が移動することはない。
【００１７】
そして、回転を停止するなどして、遠心力の作用を除去したときに、直ちに毛細管現象で試料液は流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分を移動して次のチャンバ、図１８では透過光測定チャンバ３０５の手間まで到達する。この状態から遠心力を作用させることで透過光測定チャンバ３０５に試料液が流入する。なお、試料液が透過光測定チャンバ３０５に流入している状態で遠心力の作用を中止すると、透過光測定チャンバ３０５内の試料液が毛細管現象により前記流路３０４を逆流し、透過光測定チャンバ内の試料液量が不足する場合があること等の理由から、透過光測定時にも遠心力を作用させる必要がある。
【００１８】
各チャンバ間の試料液の流入を円滑にするために、各チャンバ上部には試料液が到達し得ない部分に空気穴３０６、３０７、３０８が設けられている。このような構造により、試料液に十分溶解、反応させ、流路を移動させることが可能である。
【００１９】
また、例えば上記チャンバ３０１に試料液中の特定成分の測定に必要な反応試薬を乾燥担持する場合、反応に必要な濃度以上の試薬濃度の水溶液をチャンバ３０１の容積量、滴下乾燥するか、チャンバ３０１の容積量の試料液に反応試薬が溶解した際に、反応に必要な試薬濃度足りうる量の試薬をチャンバ３０１内に担持できるような濃度と滴下量の試薬溶液を滴下乾燥することで反応試薬層をえることができる。
【特許文献１】国際公開第００／０２６６７７号パンフレット
【特許文献２】特開２０００−５８０００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、例えばチャンバ３０１に試薬層を形成する構成では、試料液が流入した際に、特に撹拌の効果を得ることができないので、試薬層の溶解が十分ではなくなる場合があった。
【００２１】
また、例えばチャンバ３０１の底面と側面の接続部分が直角または鋭角である、従来の試料分析用ディスクにおいては、図１９に示すように、試薬の溶液をチャンバ３０１に滴下し、乾燥させることによってチャンバ３０１内に固体状の試薬９１０を保持するとき、溶液の表面張力等によって固体状の試薬９１０がチャンバ３０１の側面３０１ａに近いほど底面３０１ｂ上に厚く堆積してしまうという問題があった。そのため、液体状の試料がチャンバ３０１内に流入したときに、底面３０１ｂ上に堆積した固体状の試薬９１０がチャンバ３０１の側面３０１ａ付近において液体状の試料に十分に溶解することができない場合があった。
【００２２】
いずれの場合も、固体状の試薬９１０が試薬の溶液との反応の起こりやすい部位であるチャンバ３０１内において均一に保持されていないため、試料液中の試薬濃度が十分ではなく、結果的に測定に必要な化学反応が十分に進行しない、あるいは、溶解の進行の再現性が得られにくく、結果として、応答の再現性が損なわれるという問題が生じる懸念があった。
【００２３】
本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたもので、チャンバ内に形成された固体状の試薬の層の厚みの偏りを特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において少なくし、液体状の試料と固体状の試薬とを迅速及び均一に溶解させることにより、迅速および均一な反応を惹起せしめ、測定の迅速性及び正確性を確保することができる試料分析用ディスク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】
【００２４】
上記の目的を達成すべく、本発明の試料分析用ディスクは、液体状の試料が流入させられるためのチャンバを構成する壁面と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬とを備えた試料分析用ディスクであって、更に、（１）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が、凹形状の曲面である、（２）前記チャンバ内の前記壁面に形成された前記試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、前記試薬付着壁面に対向する前記チャンバ内の前記壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、前記試薬付着壁面に包含されうる大きさである、（３）前記壁面は、前記試薬を保持するべき前記チャンバ内に形成された試薬付着壁面と、前記試薬付着壁面に対向する対向壁面と、試薬付着壁面から延在して前記チャンバを囲む周壁面と、を有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁面は、前記傾斜部のうち前記対向壁面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有する、（４）前記固体状の試薬を保持するべき前記チャンバ内の前記壁面から突出した柱状体が形成されている、という４つの構造的特徴の少なくとも１つを備えて、前記チャンバ内の前記壁面に付着して保持された固体状の試薬の厚みを特に試料液との反応の起こりやすい部位において均一にした構成を有している。
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、試料液がチャンバ内に流入したときに、速やかに前記固体状試薬が溶解し、化学反応を空間的な偏りなく進行させ、更に、チャンバ部分の体積を少なくすることができ、もって、化学反応検出による試料液中の特定成分の検出の正確性の確保をより少ない試料量で実現することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の試料分析用ディスクは、前記チャンバは、凸状部分を有する上基板と凸状部分を有する下基板との間にスペーサを介して設けられた、少なくとも２つの開口部が形成された空隙により画定され、前記凹状部分に試薬が担持されている構成を有しても良い。また、前記上基板の凹状部分の形状と前記下基板の凸状部分の形状とが互いに相似することが好ましい。  即ち、前記上基板の凹状部分と前記下基板の凸状部分との間の距離が、前記凹状部分および前記凸状部分の全体にわたって略均一であることが好ましい。また、前記凹状部分の形状と前記凸状部分の形状とが曲面状であることが好ましい。さらに、本発明の試料分析用ディスクは、連結用流路を介して相互に連通される、前記チャンバと同一の構成のチャンバを複数個有しても良い。
【００２６】
換言すると、本発明の試料分析用ディスク内には、少なくとも２個の開口部を有する空隙であるチャンバを少なくとも１個もち、チャンバ間を前記チャンバの開口部を介し連結する連結用流路を有し、前記チャンバの底面が曲面の凹形状であり、天井面は底面と相似形の曲率の凸形状を有する構造を有し、前記チャンバ底面に、固体状の試薬が担持されている構成を有しても良く、内部または外部に、注入された試料液と前記試薬の混合溶液の化学反応を検出する検出部、および連結用流路とチャンバ内への試料液の搬送部を具備していても良い。
【００２７】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、試料液がチャンバ内に流入したときに、速やかに前記固体状試薬が溶解し、化学反応を空間的な偏りなく進行させ、更に、チャンバ部分の体積を少なくすることができ、もって、化学反応検出による試料液中の特定成分の検出の正確性の確保をより少ない試料量で実現することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の試料液分析用ディスクは、上述の（３）の構成を有しても本発明の目的を果たすことが可能である。
【００２９】
即ち、本発明の試料分析用ディスクは、液体状の試料が流入させられるためのチャンバを形成した壁と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内に保持された固体状の試薬とを備えた試料分析用ディスクであって、前記壁は、前記試料分析用ディスクの一方のディスク面側に配置されて前記試薬が付着させられた試薬付着壁と、前記試薬付着壁から延在して前記チャンバを囲む周壁とを有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁は、前記傾斜部のうち前記一方のディスク面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有した構成を有しても良い。
【００３０】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、試薬の溶液が一方のディスク面側に押し付けられた状態で試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内に固体状の試薬が生成されるときに、固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。また、本発明の試料分析用ディスクは、試薬付着壁が傾斜部を有しているので、試薬の溶液が一方のディスク面側に押し付けられた状態で試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内に固体状の試薬が生成されるときに、試薬の溶液が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができ、その結果、固体状の試薬が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができる。
【００３１】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記試薬付着壁は、前記試薬非付着部に前記傾斜部以外の部分で接続した構成を有しても良い。
【００３２】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、試薬付着壁が周壁の試薬非付着部に傾斜部以外の部分で接続しているので、試薬の溶液が一方のディスク面側に押し付けられた状態で試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内に固体状の試薬が生成されるときに、試薬の溶液の濡れ性が大きい場合等であっても、試薬の溶液が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができ、その結果、固体状の試薬が周壁の試薬非付着部に及ぶことを抑制することができる。
【００３３】
また、本発明の試料分析用ディスクの製造方法は、液体状の試料が流入させられるためのチャンバを形成した壁と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内に保持された固体状の試薬とを備えた試料液分析用ディスクであって、前記壁は、前記試料分析用ディスクの一方のディスク面側に配置されて前記試薬が付着させられた試薬付着壁と、前記試薬付着壁から延在して前記チャンバを囲む周壁とを有し、前記試薬付着壁は、前記一方のディスク面に対して傾けられて前記周壁に接続した傾斜部を有し、前記周壁は、前記傾斜部のうち前記一方のディスク面に最も近い部分に接続して前記傾斜部と共に前記試薬が付着させられた試薬付着部と、前記ディスク面に平行な方向において前記試薬付着部と対向して配置されて前記試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有した上述の試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液が前記一方のディスク面側に押し付けられた状態で前記溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内に前記固体状の試薬を生成する構成を有しても良い。
【００３４】
この構成によっても、本発明の製造方法によって製造された試料分析用ディスクは、固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。
【００３５】
更に、上述の（４）の構成を有しても本発明の目的を果たすことが可能である。
【００３６】
即ち、液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えた構成を有しても良い。
【００３７】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、液体状の試料がチャンバ内に流入させられるときに柱状体によって液体状の試料を攪拌することができるので、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。また、本発明の試料分析用ディスクは、試薬の溶液がチャンバ内で乾燥させられることによってチャンバ内の一面側に固体状の試薬が生成される場合、固体状の試薬が柱状体の近傍にも厚く堆積するので、チャンバ内の一面側に生成される固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。
【００３８】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、複数あり、正三角形格子の交点上にそれぞれ配置された構成を有しても良い。
【００３９】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、柱状体が等間隔に配置されているので、柱状体が等間隔に配置されてない構成と比較して、固体状の試薬の厚みを特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位においてより均一化することができる。
【００４０】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、複数あり、直交格子の交点上にそれぞれ配置された構成を有しても良い。
【００４１】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、複数の柱状体が正三角形格子の交点上に配置される場合と比較して、固体状の試薬の厚みをより均一化することができる。
【００４２】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に接続された構成を有しても良い。
【００４３】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、柱状体がチャンバの対向する面の一方のみに接続されて他方に非接触である構成と比較して、液体状の試料がチャンバ内に流入させられるときに柱状体によって液体状の試料を強力に攪拌することができる。
【００４４】
また、本発明の試料分析用ディスクの前記柱状体は、前記チャンバの前記一面と対向する面に非接触である構成を有している。
【００４５】
この構成により、本発明の試料分析用ディスクは、チャンバの面のうち柱状体が接続された面に対向する面と、柱状体との隙間を液体状の試料が流れることができるので、柱状体がチャンバの対向する両面に接続された構成と比較して、液体状の試料をチャンバ内に迅速に流入させることができる。
【００４６】
また、上述の本発明の試料分析用ディスクの製造方法は、液体状の試料が流入させられるためのチャンバが形成され、前記チャンバ内に配置されて前記チャンバの一面から突出した柱状体と、前記試料に溶解させられるために前記チャンバ内の前記一面側に保持された固体状の試料とを備えた試料液分析用ディスクの製造方法であって、前記試薬の溶液を前記チャンバ内で乾燥することによって前記チャンバ内の前記一面側に固体状の前記試薬を生成する構成を有しても良い。
【００４７】
この構成により、本発明の製造方法によって製造された試料分析用ディスクは、固体状の試薬が柱状体の近傍にも厚く堆積するので、チャンバ内の一面側に生成された固体状の試薬の厚みが特に液体状の試料との反応の起こりやすい部位において従来より均一化され、その結果、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。また、本発明の製造方法によって製造された試料分析用ディスクは、液体状の試料がチャンバ内に流入させられるときに柱状体によって液体状の試料を攪拌することができるので、液体状の試料と固体状の試薬とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の試料分析用ディスクにおいては、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、試料液がチャンバ内に流入したときに、速やかに前記固体状試薬が溶解し、化学反応を空間的な偏りなく進行させ、更に、チャンバ部分の体積を少なくすることができ、もって、化学反応検出による試料液中の特定成分の検出の正確性の確保をより少ない試料量で実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の試料分析用ディスクの一実施の形態を示す概略上面図である。図１において、試料分析用ディスクを一点鎖線で示し、その回転中心をＣで示した。また、図２は、図１に示す試料分析用ディスクのａ−ａ線断面図である。
【００５０】
図１および図２に示すように、本発明の試料分析用ディスクは、上基板６と下基板８との間にスペーサ７を介して設けられた空隙からなるチャンバ３と、チャンバ３に設けられた少なくとも２個の開口部１、２とを有し、チャンバ３が、上基板６に設けられた凸状部分４と、下基板８に設けられた凹状部分５ａとで構成され、凹状部分５ａに試薬層５ｂが設けられている。
【００５１】
上基板６と下基板８とで構成されているチャンバ３は、別の部材で構成されたディスク上に搭載されていても良く、また、チャンバ３が上基板６と下基板８とで構成されているとともに、ディスクそのものもが上基板６と下基板８と同一の部材で構成されていても良い。また、上基板６と下基板８とで構成されているチャンバ３は、ディスクに内蔵されていても良い。本実施の形態において、図１および図２に示されるように、チャンバ３は上基板６と下基板８とで構成されているものとする。ディスクは図１に一点鎖線１０ａで仮想的に示されている。
【００５２】
この試料分析用ディスクでは、チャンバ３は境界３ａ、３ｂで囲まれており、回転中心Ｃに近い開口部１に接続された流路（図示せず）から試料（例えば液状）が流入し、回転中心Ｃから最も遠い位置の開口部２から流出する。
【００５３】
図１では、チャンバ３の形状は説明を容易にするため円形としているが、実際には底面（即ち下基板８）に凹状部分５ａが形成され得るような形状であれば円形以外の形状でも構わない。チャンバ３の天井部、即ち上基板６には、チャンバ３の底部、即ち曲面状の凹状部分５ａの形状と相似の上曲面と、この上曲面の平面投影形状を底面とする柱状部分との組み合わせによる突起、即ち凸状部分４が設けられている。さらに、図２に示すように凸状部分４は凹状部分５ａに包含されうる大きさであることが好ましい。
【００５４】
凹状部分５ａの形状と凸状部分４、特に上曲面の形状とは互いに相似しており、また、凹状部分５ａと凸状部分４との間の距離Ｈ（中央）が、凹状部分５ａおよび凸状部分４の全体にわたって略均一となっている。
【００５５】
チャンバ３の底面、即ち凹状部分５ａには、試薬層５ｂが形成されている。この試薬層５ｂは、固体状であっても良く、また、完全に乾燥されてはいないゲル状などの半固体状であっても良い。
【００５６】
図２に示すように、本発明の試料分析用ディスクは、上から上基板６、開口部１、２および流路（図示せず）の高さと同じ厚さのスペーサ７、および下基板８を積層することによって構成されている。
【００５７】
スペーサ７はその一部がくりぬかれて開口部１、２につながる流路が形成されている。上基板６のうち開口部１付近の天井面は、流路から連続して平面状であり、下基板８で構成される下面はチャンバ３の部分において傾斜しており、凹状部分５ａが構成されている。
【００５８】
毛細管現象により開口部１に移送されてきた試料は、開口部１に接続する流路とチャンバ３の接続部である凹状部分５ａの手前、即ち境界３ａ部分の手前で静止する。引続き、試料分析用ディスクに回転が加えられると、遠心力で試料はチャンバ３内に流入し、開口部２に接続する流路を介して流出する。
【００５９】
本発明の試料分析用ディスクには、上記チャンバ３と同様の構成のチャンバが複数個含まれていても良く、この場合には、それぞれのチャンバから流出した試料は、開口部２に接続する流路を介して次のチャンバ（図示せず）に移送されるようになる。
【００６０】
試薬層５ｂは、凹状部分５ａ全体に接触する形で担持されている。チャンバ３の中央部付近においては、上述したように、天井部にチャンバ３の凹状部分５ａの形状と相似形の曲面状の凸状部分４がある。
【００６１】
この凸状部分４が無いと、チャンバ３の底面が曲面であるため、当該底面から天井面への高さがチャンバ３内の位置によって異なり、不均一となる。一方で、試薬層５ｂは凹状部分５ａに沿ってほぼ均一な厚みをもつ。従って、凸状部分４が無くても、試薬層５ｂの厚みがほぼ均一であることから、試薬の良好な溶解性が期待できる。しかし、以下に述べる理由によって凸状部分４を設けた方がより好ましい。即ち、凸状部分４があることで、試料がチャンバ３内に流入し、試薬層５ｂが溶解したとき、濃度が場所によって不均一にはならず、チャンバ３外周部付近の溶解も遅れることがない。さらに、試薬層５ｂが溶け残りにくい。即ち、上記のような突起状の凸状部分４を設けることで、底面から天井部までの高さが均一になり、試薬の溶解も一様になる。
また、凸状部分４が存在することによってチャンバ３の容積が小さくなり、少ない体積の試料に接触し得る試薬層５ｂの表面積を広くすることができる。このことによっても試薬層５ｂの溶解性向を期待することができる。
つぎに、下基板８に設けられたチャンバ３の凹状部分５ａの深さ（Ｈ（下基板））、流路の天井高さ（Ｈ（流路））、チャンバ３内の天井高さ（Ｈ（中央））、上基板６の凸状部分４の各寸法（Ｈ（上曲面）、Ｈ（上柱））は以下のように規定される。
【００６２】
まず、流路の天井高さ（Ｈ（流路））は、毛細管現象で試料が移送され得る高さであれば良い。概ね５０〜３００μｍの範囲であればこの要件に合致する。
下基板８に形成される凹状部分５ａの深さ（Ｈ（下基板））と平面寸法は、特に制限はなく、開口部１の境界３ａの部分に、毛細管現象により移送されてきた試料が静止できる程度の段差を確保できる傾斜面の角度を確保できる程度で、かつ、試薬層５ｂを形成する際に試薬溶液を必要量滴下した際にあふれない程度の容積を確保できる範囲であれば良い。このため、凸状部分４は凹状部分５ａに包含されうる大きさであることが好ましい。
これは概ね２００〜６００μｍであれば良いが、必ずしもこの範囲内で無ければならない必然性はない。
ただし、上基板６を張り合わせたときの凸状部分４の先端と凹状部分５ａとの間の距離（Ｈ（中央））は、少なくとも前記流路の天井高さ（Ｈ（流路））と同程度であるのが好ましい。
また、凸状部分４の高さ（図２におけるＨ（上柱）とＨ（上曲面）との合計）が、天井高さ（Ｈ（流路））より大きく、上基板６の凸状部分４の先端の一部が下基板８の凹状部分５ｂに入り込んでいても良い。
試薬層５ｂは、試薬溶液を下基板８の凹状部分５ａに滴下、乾燥することによって形成されるが、滴下量と濃度は、張り合わせ前の凹状部分５ａの容積と、スペーサ７と上基板８とを張り合わせた際のチャンバ３内の容積との比率によって規定される。
上基板６上の凸状部分４の形状は、少なくとも流入口である開口部１に接しない形状であれば良い。凸状部分４が開口部１に接すると、開口部１付近の天井高さが流路の天井高さより低くなってしまい、試料が開口部１で静止できなくなる。
試薬層５ｂは、反応に必要な試薬群を、水およびｐＨ緩衝液などの少なくとも１種に溶解させた溶液を凹状部分５ａに滴下、乾燥させることにより形成することができる。
本発明の試料分析用ディスクにおいては、上記のようなチャンバ３を複数個有していても良く、例えばコレステロールを検出する試薬系では、すべての試薬を１つの層にすると、試薬同士の相互作用による変性のため、期待する反応が生じにくくなる。そこで、この場合には、３種に分割した試薬層を、３つのチャンバに別個に形成するのが好ましい。
【００６３】
以下において、本実施の形態の実施例を用いてさらに詳細に本発明を説明する。なお、本発明をより具体的に説明する為に、具体的な測定対象物、部材の材質等を具体的に記載しているが、本発明がそれらの記載によって制限を受けるものではない。
（第１の実施の形態の実施例）
血漿中の総コレステロール濃度を測定するために、図１および図２に示す構造を有する本発明の液体試料分析用ディスクに搭載されるチャンバ３を作製した。
ポリカーボネート製の上基板６および下基板８と、両面に粘着剤を塗布したポリエチレンテレフタレート製の厚み１００μｍのスペーサ７を用意した。下基板８を成型により作製する際に、一方の面に凹状部分５ｂを設けた。また、上基板６には、凸状部分４を設けた。
凹状部分５ｂは、曲面状であり、直径２ｍｍの円形で中央部の深さ（Ｈ（下基板））は０．４ｍｍとした。凹状部分５ｂの容積はおよそ２．７８μｌであった。また、この直径２ｍｍの円形部分に接続するように、スペーサ７を切り抜いて幅０．５ｍｍの流路を形成した。
上基板６のチャンバ３に相当する部分には、直径１．７ｍｍの円形の上面および下面を有する高さ（Ｈ（上柱））０．１ｍｍの円柱と、凹状部分５ａの曲面と相似形の直径１．７ｍｍの曲面を有する先端部とが組み合わされて構成された突起、即ち凸状部分４を設けた。
この凸状部分４全体の高さを０．４ｍｍとすると、凸状部分４の先端部分では上基板６、スペーサ７、下基板８を張り合わせた後の天井高（Ｈ（中央））が０．１ｍｍとなり、かつ、凸状部分４と凹状部分５ａが対向する部分では、チャンバ３のどの部分であっても、天井高がＨ（中央）と同様にほぼ０.１ｍｍになった。
このときのチャンバの容積は約１．１０μｌであった。
【００６４】
上記のような上基板６、下基板８、および両面に粘着剤を有するスペーサ７、流路をチャンバの平面形状どおりに切り抜かれた板材を貼り合わせて、本発明の試料分析用ディスクを形成した。また、貼り合わせる前に凹状部分５ａに試薬層５ｂを形成した。
【００６５】
試薬層５ｂは、後述するように、反応必要な試薬群を、水あるいはｐＨ緩衝液に溶解させた溶液をチャンバ３に滴下、乾燥させることにより形成されるが、コレステロールを検出する試薬系では、すべての試薬を１つの層にすると、試薬同士の相互作用による変性のため、期待する反応が生じにくくなる。そこで、３種に分割した試薬層を、３つのチャンバに別個に形成するのが好ましい。
本発明において３つのチャンバを有する試料分析用ディスクは、図１８に示す従来の試料分析用ディスクにおいて、チャンバ３０１、３０３および３０５として上述したチャンバ３を適用することによって実現することができる。
したがって、この場合、流路３０２は、上述したように、試料を流動させる上流側の第１のチャンバ３０１の遠心力の方向を基準に見た場合の、下側３０１ａから出て、第１のチャンバ３０１の遠心力方向を基準に見た場合の上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていき、その先に配置された遠心力の方向を基準に見た場合の下流側の第２のチャンバ３０３に連結している。流路３０４も遠心力の方向を基準に見た場合の下流側チャンバ３０３の下側から出て、流路３０２と同様の形状で透過光測定チャンバ３０５に連結している。
【００６６】
ここで更に留意すべき構造として、上述したような、例えば上流側チャンバ３０１において、遠心力方向を基準に見た場合の同チャンバの上側壁面より上方の位置３０２ａまで持ち上がり、続いて、遠心力方向を基準に見た場合の下方に続いていくという、流路の配置上の特徴である。
【００６７】
この特徴のため、遠心力を加えた際に、上流側チャンバ３０１に溜まり、流路３０２の逆Ｕ字形部分の位置３０２ａを越えて下方側チャンバ３０３手前部分まで満たした試料液は、サイフォン効果の働きにより、流路３０２を経由して、上流側チャンバ３０１に溜まった試料液のほぼ全量が下方側チャンバ３０３に流入するようになっている。
【００６８】
然るに、遠心力が作用している間は、チャンバ３０３に流入した試料は、流路３０４にも浸入するが、下方側チャンバ３０３の液面と、遠心力方向を基準に見た場合の同じ水準までしか液面は到達しないため、流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分手前の下方側チャンバ３０３側で停止する。したがって、流路３０４を上述した流路３０２と同様、下方側チャンバ３０３の上側側面より上方まで持ち上げた構造にしておけば、遠心力が作用している間は、次のチャンバチャンバ手前まで試料液が移動することはない。
【００６９】
そして、回転を停止するなどして、遠心力の作用を除去したときに、直ちに毛細管現象で試料は流路３０４の遠心力方向を基準に見た場合の下方側チャンバ３０３上側壁面より上方の逆Ｕ字形部分を移動して次のチャンバ、図１８では透過光測定用のチャンバ３０５の手間まで到達する。この状態から遠心力を作用させることでチャンバ３０５に試料が流入する。なお、試料液が透過光測定チャンバ３０５に流入している状態で遠心力の作用を中止すると、チャンバ３０５内の試料が毛細管現象により前記流路３０４を逆流し、チャンバ３０５内の試料量が不足する場合があること等の理由から、透過光測定時にも遠心力を作用させる必要がある。
【００７０】
各チャンバ間の試料の流入を円滑にするために、各チャンバ上部には試料が到達し得ない部分に空気穴３０６、３０７、３０８が設けられている。このような構造により、試料に十分溶解、反応させ、流路を移動させることが可能である。
【００７１】
また、例えば上記チャンバ３０１に試料液中の特定成分の測定に必要な反応試薬を乾燥担持する場合、反応に必要な濃度以上の試薬濃度の水溶液をチャンバ３０１の容積量、滴下乾燥するか、チャンバ３０１の容積量の試料に反応試薬が溶解した際に、反応に必要な試薬濃度足りる量の試薬をチャンバ３０１内に担持できるような濃度と滴下量の試薬溶液を滴下乾燥することで試薬層を得ることができる。
【００７２】
化学変化の検出は、コレステロールの化学反応に起因する、試薬層５ｂに含まれる色素の特定波長の吸光度変化の検出により実施する。したがって、測定用のチャンバ３０５の底面部および天井部は平面状とし、光学的に前記波長に対して、略透明とした。
【００７３】
測定用チャンバの深さは、後述する測定試薬の構成の場合は２００μｍが適切であるが、一般的には、透過光測定時の光路長に相当するので、測定時に透過光量または吸光度が変化することにより測定対象物質の濃度を示す物質の透過光量または吸光度が適切な数値になるように適切に設定する必要がある。
【００７４】
試薬層５ｂを担持するチャンバは上述したように、容積が約１．１μｌであり、測定用チャンバは直径２ｍｍで深さが２００μｍの平面形状を有する。この場合、測定用のチャンバの容積は約０．６μｌになるので、流路移送中に流路に残留する試料が生じても、測定に必要な試料量の確保が可能である。
【００７５】
血漿中のコレステロール濃度を測定するために、以下の反応機構を用いる。
【００７６】
（化１）Ｅ-Ｃｈｏｌ→Ｃｈｏｌ（酵素：ＣｈＥ）
（化２）Ｃｈｏｌ+ＮＡＤ  →  コレステノン＋ＮＡＤＨ（酵素：ＣｈＤＨ）
（化３）ＮＡＤＨ  ＋  ＷＳＴ−９  →  ＮＡＤ＋ホルマザン（酵素：ＤＩ）
上記の式（３）中のホルマザンの生成による波長６５０ｎｍの透過光に対する吸光度が濃度に対応する変化量を測定し、総コレステロール濃度を算出する。なお、上記式（１）〜（３）において、Ｅ-Ｃｈｏｌはコレステロールエステルを示す。血漿中のコレステロールの大半はエステル化している。Ｃｈｏｌはコレステロールを示す。ＣｈＥはＥ-ＣｈｏｌをＣｈｏｌに変化させる反応を触媒する酵素であるコレステロールエステラーゼ（ＥＣ３．１．１．１３）を示す。
【００７７】
ＣｈＤＨは、コレステロールデヒドロゲナーゼ（ＥＣは不明、アマノエンザイム（株）より購入）、ＮＡＤはＣｈＤＨの補酵素であるニコチンアデニンジヌクレオチド、ＮＡＤＨはＮＡＤの還元状態を示す。ＷＳＴ−９は「水溶性テトラゾリウム−９」の英語の頭文字をとった略称で、（株）同仁化学研究所より入手できるテトラゾリウム塩の１種である。ＤＩはジアホラーゼ（ＥＣ１．６．９９．２）を示す。ＤＩはＮＡＤＨのＮＡＤへの酸化反応とそれに共役する還元反応を触媒する酵素である。
【００７８】
上記の反応を行わせるために、上記のチャンバ３０１、３０３および３０５にそれぞれ下記の試薬層５ｂのうち１種類ずつ計３種類の試薬層５ｂを形成する。一つはＣｈＥを含むＣｈＥ層、もう一つはＣｈＤＨを含むＣｈＤＨ層、もう一つはＷＳＴ−９を含むＷＳＴ−９層である。
【００７９】
ＣｈＥ層は、ＣｈＥ、ＣｈＥの触媒活性を活性化するための界面活性剤としてｎ-オクチル−β−Ｄ−チオグルコシド、コール酸ナトリウム、反応時のｐＨを調整するためのｐＨ緩衝剤であるトリス塩酸塩、ＤＩからなる水溶液を下基板８の凹状部分５ａに滴下乾燥することで形成する。下基板８の凹状部分５ａの容積が２．７８μｌで、上基板６、スペーサ７、下基板８を貼り合わせた後のチャンバ３容積が１．１０μｌであるため、反応に必要な濃度の１．１０／２．７８倍の溶液２．７８μｌをチャンバ３に滴下乾燥担持した。
【００８０】
ＣｈＤＨ層は、ＣｈＤＨとＤＩからなる水溶液を滴下乾燥することで形成し、ＷＳＴ−９層はＷＳＴ−９水溶液を滴下乾燥することで形成した。
【００８１】
ｐＨ緩衝剤は、ＣｈＤＨの至適ｐＨがｐＨ８以上のアルカリ性領域であることから反応系に必須だが、ＣｈＤＨのアルカリ性領域での安定性が良くないのでＣｈＤＨ層ではなくＣｈＥ層に混合されている。なおＣｈＥはアルカリ性領域での安定性が悪くなく、かつ反応性も悪くない酵素を市販品から選ぶことができる。
【００８２】
反応性や測定時間の観点からは試薬層５ｂの設置数はなるべく少ない方が好適であるが、本実施例での反応系の場合、上述した理由から、ＣｈＥ層、ＣｈＤＨ層の２種類の試薬層が必要である上に、更にＷＳＴ−９層もこれらとは分離して形成する必要がある。その理由は、ＷＳＴ−９がＣｈＤＨの触媒活性を阻害する傾向が認められることにある。このことから、上記の式（化１）および（化２）の反応を、ＷＳＴ−９が含まれていない条件で行い、しかる後、ＷＳＴ−９を混合し、呈色反応を誘導する必要が生じるため、試薬層は試料液の流れる順に、ＣｈＥ層、ＣｈＤＨ層、ＷＳＴ−９層の順に少なくともこの３種を配置する必要がある。
【００８３】
上述した方法で作成された試薬層５ｂを包含する液体試料分析用ディスクに血液を点着し、図１７に示す構造を有する測定装置で吸光度を測定したところ図６（ｃ）に示す血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化を観測することができた。
【００８４】
なお、本実施例では、色素たるＷＳＴ−９の吸光度変化を検出することで、血漿中の総コレステロール濃度を測定する例を示したが、ＷＳＴ−９のかわりに、水溶液になった際、フェリシアン化物イオンを生成するフェリシアン化カリウムを試薬層に含有させ、測定用のチャンバ内に少なくとも対極と作用極の役割を果たすことができる電極を設けても良い。
【００８５】
この場合、更に、図１７の分析装置に、前記電極にディスク外部から接触することができる端子を設けることにより、血漿中のコレステロールの酸化によってフェリシアン化物イオンが還元されて生じるフェロシアン化物イオンを、前記電極間に電圧を印加することで再度酸化させる際に生じる酸化電流値を計測して測定することもできる。この場合、フェリシアン化カリウムのかわりに、ＮＡＤＨとの間で電子授受が可能なレドックス化合物を任意に用いることができる。
【００８６】
また、更に、本実施例中で示した、血漿中のコレステロール以外にも、目的の成分に対する化学反応により生じた変化を光学的あるいは電気化学的に検出可能な反応系の確立が可能な場合には任意の測定対象について本発明を用いることが可能である。
【００８７】
また、上述の実施の形態では、チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、試薬付着壁面に対向するチャンバ内の壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、試薬付着壁面に包含されうる大きさである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするのであれば、いかなる構成でも良い。例えば、チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状のみが、凹形状の曲面であっても良い。
【００８８】
さらに、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするため、チャンバ内の試薬付着壁面を試料液との反応の起こりにくい部位ではなく、特に試料液との反応の起こりやすい部位に集中する構成も考えられる。チャンバ内の試薬付着壁面を特に試料液との反応の起こりやすい部位、具体的には、ディスクの回転中心に対向する部位に集中するように構成した場合について次の実施の形態で説明する。
（第２の実施の形態）
続いて、以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００８９】
説明を容易にするため、血漿中の総コレステロール濃度を測定するための試料分析用ディスクを用いた場合について一例を挙げて説明する。
【００９０】
図３に示すように、液体状の試料としての血液の血漿中の総コレステロール濃度を測定するための試料分析用ディスクとしてのコレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１７に示す分析装置に装着されるようになっている。
【００９１】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、血漿中のコレステロール濃度を測定するために上述した実施例と同様の反応機構を有する。
【００９２】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図３及び図４に示すように、血液から血球を遠心分離により除去して血漿のみを取り出すための血球分離チャンバ２０と、血球分離チャンバ２０によって取り出された血漿から一定量を取り出すための定量チャンバ３０と、ＣｈＥを含む固体状の試薬としてのＣｈＥ層４１を堆積させている試薬保持チャンバ４０と、ＣｈＤＨを含む固体状の試薬としてのＣｈＤＨ層５１を堆積させている試薬保持チャンバ５０と、ＷＳＴ−９を含む固体状の試薬としてのＷＳＴ−９層６１を堆積させている試薬保持チャンバ６０と、ホルマザンの波長６５０ｎｍの吸光度を測定するための測定チャンバ７０と、不要となった液体が廃棄されるための廃液チャンバ８０とが形成されている。
【００９３】
血球分離チャンバ２０は、同一円周上に等間隔で６つ配置されており、定量チャンバ３０は、１つの血球分離チャンバ２０に対して３つずつ配置されており、試薬保持チャンバ４０は、１つの定量チャンバ３０に対して１つずつ配置されており、試薬保持チャンバ５０は、１つの試薬保持チャンバ４０に対して１つずつ配置されており、試薬保持チャンバ６０は、１つの試薬保持チャンバ５０に対して１つずつ配置されており、測定チャンバ７０は、１つの試薬保持チャンバ６０に対して２つずつ配置されており、廃液チャンバ８０は、１つの血球分離チャンバ２０に対して１つずつ配置されている。
【００９４】
また、血球分離チャンバ２０には、血液が供給される血液供給口２０ａが形成されている。また、血球分離チャンバ２０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０には、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の液体の流通を円滑にするために空気を通す空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂがそれぞれ形成されている。血液供給口２０ａ及び空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂは、コレステロール濃度測定用ディスク１０が分析装置（図１７参照。）によって駆動されているときに液体がコレステロール濃度測定用ディスク１０の内部から外部に漏れないような位置に配置されている。
【００９５】
試薬保持チャンバ４０、５０、６０は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の厚み方向（以下「ディスク厚方向」という。）と直交する面上の形状が２．０ｍｍ×５．０ｍｍの略長方形であって、５．０ｍｍの辺がコレステロール濃度測定用ディスク１０の径方向（以下「ディスク径方向」という。）と略直交するように配置されており、ディスク厚方向における深さが最も深いところで４００μｍ、最も浅いところで２００μｍである。
【００９６】
なお、定量チャンバ３０の容積は、試薬保持チャンバ４０、５０、６０の容積である３μｌの半分の１．５μｌである。
【００９７】
また、測定チャンバ７０は、ディスク厚方向と直交する面上の形状が直径２ｍｍの円形であって、容積が約１μｌである。ディスク厚方向における測定チャンバ７０の深さは、本実施の形態の場合は２００μｍが適切であるが、一般的には、透過光測定時の光路長に相当するので、測定時に透過光量又は吸光度が変化することにより測定対象物質の濃度を示す物質の透過光量又は吸光度が適切な数値になるように適切に設定する必要がある。また、上述したように波長６５０ｎｍの透過光に対する吸光度の変化によって血漿中の総コレステロール濃度を測定するので、測定チャンバ７０は、ディスク厚方向と直交する面が平面であり、波長６５０ｎｍに対して光学的に略透明である。
【００９８】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図５に示すように、コレステロール濃度測定用ディスク１０のディスク面１０ａ、１０ｂのうちディスク面１０ａ側に配置されてＣｈＥ層４１が付着させられた試薬付着壁としての壁４２と、壁４２から延在して試薬保持チャンバ４０を囲む周壁としての壁４３と、壁４３から延在して壁４２に対向した壁４４とを有し、壁４２、４３、４４によって試薬保持チャンバ４０が形成されている。壁４２は、ディスク面１０ａに対して傾けられて壁４３に接続してＣｈＥ層４１が付着させられた傾斜部４２ａを有している。壁４３は、傾斜部４２ａのうちディスク面１０ａに最も近い部分に接続してＣｈＥ層４１が付着させられた試薬付着部４３ａと、ディスク面１０ａに平行な方向において試薬付着部４３ａと対向して配置されてＣｈＥ層４１が付着させられていない試薬非付着部４３ｂとを有している。試薬保持チャンバ４０について説明したが、試薬保持チャンバ５０、６０も同様な壁によって形成されている。
【００９９】
なお、反応性や測定時間の観点からは固体状の試薬が設置されたチャンバの数はなるべく少ない方が好適であるが、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、以下に説明する理由から、ＣｈＥ層４１と、ＣｈＤＨ層５１と、に必要なＷＳＴ−９層６１とを試薬保持チャンバ４０、５０、６０という別々のチャンバに分けて保持している。
【０１００】
ＣｈＤＨは、至適ｐＨがｐＨ８以上のアルカリ性領域であることからｐＨ緩衝剤が必要であるが、アルカリ性領域での安定性が良くない。したがって、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥ層４１と、ＣｈＤＨ層５１とを試薬保持チャンバ４０、５０という別々のチャンバに分けて保持し、ｐＨ緩衝剤をＣｈＤＨ層５１ではなくＣｈＥ層４１に混合している。なお、ＣｈＥとしては、アルカリ性領域での安定性が悪くなく、反応性も悪くない酵素を市販品から選ぶことができる。
【０１０１】
また、ＷＳＴ−９は、ＣｈＤＨの触媒活性を阻害する傾向がある。したがって、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＤＨ層５１と、ＷＳＴ−９層６１とを試薬保持チャンバ５０、６０という別々のチャンバに分けて保持している。
【０１０２】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図４に示すように、血球分離チャンバ２０に接続されるとともに定量チャンバ３０のうちコレステロール濃度測定用ディスク１０の回転時の中心（以下「ディスク中心」という。）に近い部分に接続された流路１１０と、定量チャンバ３０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに試薬保持チャンバ４０のうちディスク中心に近い部分に接続された流路１２０と、試薬保持チャンバ４０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに試薬保持チャンバ５０のうちディスク中心に近い部分に接続された流路１３０と、試薬保持チャンバ５０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに試薬保持チャンバ６０のうちディスク中心に近い部分に接続された流路１４０と、試薬保持チャンバ６０のうちディスク中心から遠い部分に接続されるとともに測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０のうちそれぞれディスク中心に近い部分に接続された流路１５０と、定量チャンバ３０のうちそれぞれディスク中心に近い部分に接続された流路１６０とが形成されている。流路１１０〜１６０は、ディスク厚方向における深さが１００μｍである。
【０１０３】
ここで、流路１１０、１２０、１３０、１４０、１５０は、それぞれ血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０よりディスク中心に近い湾曲部１１１、１２１、１３１、１４１、１５１を有している。また、流路１５０は、湾曲部１５１と、測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０との間に配置されて他の部分よりも径が大きい大径部１５２を有している。また、流路１６０には、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の液体の流通を円滑にするために空気を通す空気穴１６０ａが形成されている。空気穴１６０ａは、コレステロール濃度測定用ディスク１０が分析装置８００によって駆動されているときに液体がコレステロール濃度測定用ディスク１０の内部から外部に漏れないような位置に配置されている。
【０１０４】
次に、コレステロール濃度測定用ディスク１０の製造方法について説明する。
【０１０５】
血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０に対応する穴１１ａ  、血液供給口２０ａ、空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂ、１６０ａに対応する穴等が成型されたポリカーボネート製の板材１１（図５（ｂ）参照。）が製造される。
【０１０６】
また、両面に接着剤が付加されて血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０や流路１１０〜１６０に対応する穴１３ａ（図５（ｂ）参照。）等が切り取られたポリエチレンテレフタラート製の板材１３が製造される。
【０１０７】
そして、板材１１に板材１３が接着される。
【０１０８】
次いで、ＣｈＥ、ＣｈＥの触媒活性を活性化するための界面活性剤としてｎ−オクチル−β−Ｄ−チオグルコシド、コール酸ナトリウム、反応時のｐＨを調整するためのｐＨ緩衝剤であるトリス塩酸塩、ＤＩからなる１．５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ４０に対応する部分に滴下して、水溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態で水溶液を乾燥することによって、試薬保持チャンバ４０のＣｈＥ層４１を形成する。
【０１０９】
また、ＣｈＤＨとＤＩからなる１．５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ５０に対応する部分に滴下して、水溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態で水溶液を乾燥することによって、試薬保持チャンバ５０のＣｈＤＨ層５１を形成する。
【０１１０】
また、ＷＳＴ−９の１．５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ６０に対応する部分に滴下して、水溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態で水溶液を乾燥することによって、試薬保持チャンバ６０のＷＳＴ−９層６１を形成する。
【０１１１】
最後に、ポリカーボネート製の板材１２が板材１３に接着されてコレステロール濃度測定用ディスク１０が製造される。
【０１１２】
次に、コレステロール濃度測定用ディスク１０の動作について説明する。
【０１１３】
コレステロール濃度測定用ディスク１０の血液供給口２０ａから血球分離チャンバ２０内に血液が供給された後、コレステロール濃度測定用ディスク１０が分析装置８００（図１参照。）に装着されてスピンドルモータ８１０（図１参照。）によって回転させられると、血球分離チャンバ２０内の血液は、遠心力によって血球と、血漿とに分離される。ここで、血球分離チャンバ２０内で分離された血漿は、一部が流路１１０内にも流入するが、流路１１０内の血漿の液面のディスク中心からの距離と、血球分離チャンバ２０内の血漿の液面のディスク中心からの距離とが遠心力によって等しくなるので、血球分離チャンバ２０よりディスク中心に近い湾曲部１１１までは到達しない。
【０１１４】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられると、血球分離チャンバ２０及び流路１１０内の血漿は、流路１１０の毛細管力によって定量チャンバ３０に向けて流路１１０内を流れる。そして、流路１１０内の血漿は、液面が流路１１０及び定量チャンバ３０の接続部分まで達すると、流路１１０の毛細管力が働かなくなって停止する。
【０１１５】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、流路１１０内の血漿が遠心力によって定量チャンバ３０内に流入するので、血球分離チャンバ２０内の血漿は、遠心力が加わっている間、サイフォン効果によって流路１１０を介して定量チャンバ３０に流入する。ここで、定量チャンバ３０に流入した血漿は、一部が流路１２０内にも流入するが、流路１２０内の血漿の液面のディスク中心からの距離と、定量チャンバ３０内の血漿の液面のディスク中心からの距離とが遠心力によって等しくなるので、定量チャンバ３０よりディスク中心に近い湾曲部１２１までは到達しない。また、定量チャンバ３０内の血漿が定量チャンバ３０及び流路１６０の接続部分に到達すると、定量チャンバ３０及び流路１６０の接続部分に到達した余分な血漿は、流路１６０を介して廃液チャンバ８０に排出される。
【０１１６】
そして、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の血漿は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられ、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、血球分離チャンバ２０から定量チャンバ３０に流入した動作と同様に、定量チャンバ３０から試薬保持チャンバ４０に流入する。試薬保持チャンバ４０に流入した血漿は、試薬保持チャンバ４０に保持されたＣｈＥ層４１と接触してＣｈＥ層４１の表面からＣｈＥ層４１を溶解し、「化１」の反応が行われる。       
【０１１７】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の血漿は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられ、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、定量チャンバ３０から試薬保持チャンバ４０に流入した動作と同様に、試薬保持チャンバ４０から試薬保持チャンバ５０に流入し、試薬保持チャンバ５０に保持されたＣｈＤＨ層５１と接触してＣｈＤＨ層５１の表面からＣｈＤＨ層５１を溶解し、「化２」の反応が行われる。
【０１１８】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０内の血漿は、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられ、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、試薬保持チャンバ４０から試薬保持チャンバ５０に流入した動作と同様に、試薬保持チャンバ５０から試薬保持チャンバ６０に流入し、試薬保持チャンバ６０に保持されたＷＳＴ−９層６１と接触してＷＳＴ−９層６１の表面からＷＳＴ−９層６１を溶解し、「化３」の反応が行われる。
【０１１９】
そして、コレステロール濃度測定用ディスク１０の回転がスピンドルモータ８１０によって停止させられると、試薬保持チャンバ６０及び流路１５０内の血漿は、流路１５０の毛細管力によって測定チャンバ７０に向けて流路１５０内を流れる。流路１５０内の血漿は、液面が大径部１５２まで達すると、流路１５０の毛細管力が働かなくなって停止する。
【０１２０】
次いで、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ８１０によって回転させられると、流路１５０内の血漿が遠心力によって大径部１５２内に流入した後、更に測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０に流入するので、試薬保持チャンバ６０内の血漿は、遠心力が加わっている間、サイフォン効果によって流路１５０を介して測定チャンバ７０及び廃液チャンバ８０に流入する。
【０１２１】
そして、分析装置は、測定チャンバ７０に血漿が流入しているときに、送りモータ２１３（図１７参照。）によって光ピックアップ２１２（図１７参照。）をディスク径方向に移動させて、測定チャンバ７０内の血漿に光ピックアップ２１２によって光ビームを照射し、その透過光を検出することによって、試薬の反応状態を検出して分析を行う。
【０１２２】
以上に説明したように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥの溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態でＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内にＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化される。
【０１２３】
血漿へのＣｈＥ層４１の溶解は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入する途中での血漿の流動による攪拌と、血漿が試薬保持チャンバ４０を満たした後の拡散とによってなされる。したがって、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、ＣｈＥ層４１の厚みが厚い部分での溶解性が非常に悪く、溶解時間が長時間必要である。しかしながら、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より迅速に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の迅速性を確保することができる。例えば、試薬保持チャンバ４０が図５に示す形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果は、図６（ａ）に示すようになり、試薬保持チャンバ４０が図７に示すように従来と同様な形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果は、図６（ｂ）に示すようになった。図６によれば、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０が図５に示す形状であるとき、試薬保持チャンバ４０が図７に示すように従来と同様な形状であるときと比較して、コレステロール濃度が高い場合の反応が迅速であることが明らかである。
【０１２４】
また、試薬保持チャンバ４０内に血漿が一旦流入した後で血漿の流動による攪拌効果が殆ど期待できないので、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、血漿中に溶解するＣｈＥの濃度分布に偏りが生じるが、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より均一に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の正確性を確保することができる。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、定量チャンバ３０の容積が試薬保持チャンバ４０の容積の半分であるため、コレステロール濃度測定用ディスク１０がスピンドルモータ２０１によって回転させられて「化１」の反応が行われているとき、遠心力によって血漿が試薬保持チャンバ４０内のディスク中心側とは反対側に押し付けられるので、例えば試薬保持チャンバ４０が図７に示すように従来と同様な形状である場合、ＣｈＥ層４１のうちディスク中心側の半分が溶け残ることさえあるが、試薬保持チャンバ４０が図１７に示す形状である場合、ＣｈＥ層４１の全てを血漿に溶解させることができる。
【０１２５】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、壁４２が傾斜部４２ａを有しているので、ＣｈＥの溶液が重力によってディスク面１０ａ側に押し付けられた状態でＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内にＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥの溶液が壁４３の試薬非付着部４３ｂに及ぶことを抑制することができ、その結果、ＣｈＥ層４１が壁４３の試薬非付着部４３ｂに及ぶことを抑制することができる。
【０１２６】
なお、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥの溶液の粘性が高い場合、試薬付着部４３ａのみにＣｈＥの溶液を接触させて、試薬非付着部４３ｂだけではなく試薬付着部４３ａ及び試薬非付着部４３ｂの間の部分４３ｃにもＣｈＥの溶液を接触させない状態で、ＣｈＥの溶液が乾燥させられることによって、図８に示すようなＣｈＥ層４１が生成されることも可能である。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図８に示すＣｈＥ層４１が生成される場合、図１７に示すＣｈＥ層４１が生成される場合と比較して、部分４３ｃにＣｈＥ層４１が堆積しないので、血漿へのＣｈＥの溶解性が向上する。
【０１２７】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図９に示すように傾斜部４２ａが壁４２の一部であって壁４２が試薬非付着部４３ｂに傾斜部４２ａ以外の水平部分４２ｂで接続した構成であっても良い。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図９に示す構成である場合、ＣｈＥの溶液がディスク面１０ａ側に押し付けられた状態でＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内に固体状のＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥの溶液の濡れ性が大きい場合等であっても、ＣｈＥの溶液が壁４２の水平部分４２ｂに及ぶことを抑制することができ、その結果、ＣｈＥ層４１が壁４２の水平部分４２ｂに及ぶことを抑制することができる。
【０１２８】
以上においては、試薬保持チャンバ４０について説明したが、試薬保持チャンバ５０や試薬保持チャンバ６０についても同様である。
【０１２９】
また、上述の実施の形態では、チャンバ内の試薬付着壁面をディスクの回転中心に対向する部位に集中するように構成した場合に説明したが、本発明はこれに限定されないことは言うまでもない。試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするのであれば、いかなる構成でも良く、例えば、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするため、チャンバ内の試薬付着壁面を、特に試料液との反応が起こりやすい構成にしても良い。チャンバ内の試薬付着壁面において特に試料液との反応が起こりやすくする構成について次の実施の形態で説明する。
（第３の実施の形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０１３０】
説明を容易にするため、ここでも、血漿中の総コレステロール濃度を測定するための試料分析用ディスクを用いた場合について一例を挙げて説明する。
【０１３１】
反応機構は、上述した実施の形態、実施例と同様である。
【０１３２】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１０及び図１１に示すように、血液から血球を遠心分離により除去して血漿のみを取り出すための血球分離チャンバ２０と、血球分離チャンバ２０によって取り出された血漿から一定量を取り出すための定量チャンバ３０と、コレステロール濃度測定用ディスク１０の厚み方向（以下「ディスク厚方向」という。）とは直交した面４０ａ（図１２（ｂ）参照。）にＣｈＥを含む固体状の試薬としてのＣｈＥ層４１を堆積させている試薬保持チャンバ４０と、ディスク厚方向とは直交した面にＣｈＤＨを含む固体状の試薬としてのＣｈＤＨ層５１を堆積させている試薬保持チャンバ５０と、ディスク厚方向とは直交した面にＷＳＴ−９を含む固体状の試薬としてのＷＳＴ−９層６１を堆積させている試薬保持チャンバ６０と、ホルマザンの波長６５０ｎｍの吸光度を測定するための測定チャンバ７０と、不要となった液体が廃棄されるための廃液チャンバ８０とが形成されている。各チャンバ、流路の配置は、上述した実施の形態と同様である。
【０１３３】
コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａから突出して面４０ａと対向する面４０ｃ（図１２（ｂ）参照。）に接続された柱状体４２ｃと、試薬保持チャンバ４０内に配置された柱状体４２ｃと同様に試薬保持チャンバ５０、６０内にそれぞれ配置された柱状体５２、６２とを備えている。図１２（ｂ）に示すように、ＣｈＥ層４１は、試薬保持チャンバ４０の側面４０ｄ又は柱状体４２に近いほど面４０ａ上に厚く堆積している。同様に、ＣｈＤＨ層５１は、試薬保持チャンバ５０の側面５０ｄ又は柱状体５２に近いほど面上に厚く堆積しており、ＷＳＴ−９層６１は、試薬保持チャンバ６０の側面６０ｄ又は柱状体６２に近いほど面上に厚く堆積している。
【０１３４】
なお、反応性や測定時間の観点からは固体状の試薬が設置されたチャンバの数はなるべく少ない方が好適であるが、上述した実施の形態の説明で述べたと同じ理由により、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥ層４１と、ＣｈＤＨ層５１と、ＷＳＴ  −９層６１とを試薬保持チャンバ４０、５０、６０という別々のチャンバに分けて保持している。
【０１３５】
次に、コレステロール濃度測定用ディスク１０の製造方法について説明する。
【０１３６】
血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０に対応する穴１１ａ（図１２（ｂ）参照。）や、試薬保持チャンバ４０の柱状体４２ｃ、試薬保持チャンバ５０の柱状体５２、試薬保持チャンバ６０の柱状体６２に対応する突起１１ｂ、血液供給口２０ａ、空気穴２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、６０ｂ、１６０ａに対応する穴等が成型されたポリカーボネート製の板材１１（図１２（ｂ）参照。）が製造される。
【０１３７】
また、両面に接着剤が付加されて血球分離チャンバ２０、定量チャンバ３０、試薬保持チャンバ４０、５０、６０、測定チャンバ７０、廃液チャンバ８０や流路１１０〜１６０に対応する穴１３ａ（図１２（ｂ）参照。）等が切り取られたポリエチレンテレフタラート製の板材１３が製造される。
【０１３８】
そして、板材１１に板材１３が接着される。
【０１３９】
次いで、ＣｈＥ、ＣｈＥの触媒活性を活性化するための界面活性剤としてｎ−オクチル−β−Ｄ−チオグルコシド、コール酸ナトリウム、反応時のｐＨを調整するためのｐＨ緩衝剤であるトリス塩酸塩、ＤＩからなる５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ４０に対応する部分に滴下して乾燥することによって、試薬保持チャンバ４０のＣｈＥ層４１を形成する。なお、ＣｈＥ層４１は、水溶液の表面張力等によって試薬保持チャンバ４０の側面４０ｄ又は柱状体４２に近いほど面４０ａ上に厚く堆積する。
【０１４０】
また、ＣｈＤＨとＤＩからなる５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ５０に対応する部分に滴下して乾燥することによって、試薬保持チャンバ５０のＣｈＤＨ層５１を形成する。なお、ＣｈＤＨ層５１は、水溶液の表面張力等によって試薬保持チャンバ５０の側面５０ｄ又は柱状体５２に近いほど厚く堆積する。
【０１４１】
また、ＷＳＴ−９の５μｌの水溶液を板材１１及び板材１３の試薬保持チャンバ６０に対応する部分に滴下して乾燥することによって、試薬保持チャンバ６０のＷＳＴ−９層６１を形成する。なお、ＷＳＴ−９層６１は、水溶液の表面張力等によって試薬保持チャンバ６０の側面６０ｄ又は柱状体６２に近いほど厚く堆積する。
【０１４２】
最後に、ポリカーボネート製の板材１２が板材１３に接着されてコレステロール濃度測定用ディスク１０が製造される。
【０１４３】
以上に説明したように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、ＣｈＥの溶液が試薬保持チャンバ４０内で乾燥させられることによって試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側にＣｈＥ層４１が生成されるときに、ＣｈＥ層４１が試薬保持チャンバ４０の側面４０ｄの近傍だけではなく柱状体４２の近傍にも厚く堆積するので、試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化される。
【０１４４】
血漿へのＣｈＥ層４１の溶解は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入する途中での血漿の流動による攪拌と、血漿が試薬保持チャンバ４０を満たした後の拡散とによってなされる。したがって、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、ＣｈＥ層４１の厚みが厚い部分での溶解性が非常に悪く、溶解時間が長時間必要である。しかしながら、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より迅速に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の迅速性を確保することができる。
【０１４５】
また、試薬保持チャンバ４０内に血漿が一旦流入した後で血漿の流動による攪拌効果が殆ど期待できないので、試薬保持チャンバ４０内でＣｈＥ層４１の厚みが不均一であると、血漿中に溶解するＣｈＥの濃度分布に偏りが生じるが、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０内の面４０ａ側に生成されたＣｈＥ層４１の厚みが特に血漿との反応の起こりやすい部位において従来より均一化されるので、血漿とＣｈＥとを従来より均一に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の正確性を確保することができる。
【０１４６】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２ｃによって血漿を攪拌するので、血漿とＣｈＥ層４１とを従来より迅速に反応させることができる。また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２によって血漿を攪拌するので、血漿とＣｈＥ層４１とを従来より迅速及び均一に反応させることができ、その結果、血漿中の総コレステロール濃度の測定の迅速性及び正確性を確保することができる。
【０１４７】
なお、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａの単位面積当りの柱状体４２の数量が多いほど、ＣｈＥ層４１の厚みを特に血漿との反応の起こりやすい部位においてより均一化することができ、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２ｃによって血漿をより効率的に攪拌することができる。また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、複数の柱状体４２ｃを備える場合、複数の柱状体４２を等間隔に配置すると、柱状体４２ｃが等間隔に配置されてない構成と比較して、ＣｈＥ層４１の厚みを特に血漿との反応の起こりやすい部位においてより均一化することができる。例えば、図１３に示すように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａ（図１２（ｂ）参照。）に仮想的に引いた直交格子４８の交点上に柱状体４２ｃを配置することによって、複数の柱状体４２ｃを等間隔に配置することができる。また、１つの柱状体４２ｃの周りに多くの柱状体４２ｃが隣接している方が効果が大きい。図１４に示すように、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、試薬保持チャンバ４０の面４０ａに仮想的に引いた正三角形格子４９の交点上に柱状体４２ｃを配置することによって、複数の柱状体４２ｃを等間隔に配置するだけではなく、１つの柱状体４２ｃの周りに６つの柱状体４２ｃを配置することができる。１つの柱状体４２ｃの周りに６つより多くの柱状体４２ｃを配置することは可能であるが、連続的に等間隔に配置することができないので、１つの柱状体４２ｃの周りに６つの柱状体４２ｃを配置した図１４に示すような配置が好ましい。
【０１４８】
また、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１２（ｂ）に示すように試薬保持チャンバ４０の面４０ａから突出して面４０ａと対向する面４０ｃに接続された柱状体４２ｃを備えているので、図１５に示すように柱状体４２ｃが試薬保持チャンバ４０の面４０ａのみに接続されて面４０ｃに接続されていない構成と比較して、血漿が試薬保持チャンバ４０内に流入させられるときに柱状体４２ｃによって血漿を強力に攪拌することができる。なお、コレステロール濃度測定用ディスク１０は、図１５に示すように、柱状体４２ｃが面４０ｃに非接触であっても良い。コレステロール濃度測定用ディスク１０は、柱状体４２ｃが面４０ｃに非接触である場合、試薬保持チャンバ４０の面４０ｃと、柱状体４２ｃとの隙間４０ｅを血漿が流れることができるので、図１２（ｂ）に示すように柱状体４２ｃが試薬保持チャンバ４０の対向する面４０ａ及び面４０ｃに接続された構成と比較して、血漿を試薬保持チャンバ４０内に迅速に流入させることができる。
【０１４９】
以上においては、試薬保持チャンバ４０内の柱状体４２ｃについて説明したが、試薬保持チャンバ５０内の柱状体５２や試薬保持チャンバ６０内の柱状体６２についても同様である。
【０１５０】
なお、本実施の形態では、色素たるＷＳＴ−９の吸光度変化を検出することで、血漿中の総コレステロール濃度を測定する例を示したが、他の測定方法であっても良い。例えば、ＷＳＴ−９の代わりに、水溶液になった際、フェリシアン化物イオンを生成するフェリシアン化カリウムを固体状の試薬に含有させ、測定チャンバ７０内に少なくとも対極と作用極の役割を果たすことができる電極を設け、更に、分析装置に、測定チャンバ７０内の電極にコレステロール濃度測定用ディスク１０の外部から接触することができる端子を設けることによって、血漿中のコレステロールの酸化によってフェリシアン化物イオンが還元されて生じるフェロシアン化物イオンを、前記電極間に電圧を印加することで再度酸化させる際に生じる酸化電流値を計測して測定することもできる。この場合、フェリシアン化カリウムの代わりに、ＮＡＤＨとの間で電子授受が可能なレドックス化合物を任意に用いることができる。
【０１５１】
また、本実施の形態中で示した血漿中のコレステロール以外にも、目的の成分に対する化学反応により生じた変化を光学的或いは電気化学的に検出可能な反応系の確立が可能な場合には任意の測定対象について本発明を用いることが可能である。
【０１５２】
また、本実施の形態においては、遠心力と毛細管力の組み合せで血漿を移送するようになっているが、他の方法によって移送するようになっていても良い。例えば、重力によって血漿を移送するようになっていても良いし、ポンプによって血漿を移送するようになっていても良い。ディスク回転により生じる遠心力を制御することによって、前チャンバと次チャンバの間を接続する流路を、ディスク回転による遠心力の方向に従い、前チャンバの下端部分と、次チャンバの上端部分を直線的に結ぶことが可能である。このような流路配置により、ディスク上での流路部分の占有部分を狭くすることができ、ディスク全体の小型化が可能である。ただし、ディスク回転により生じる遠心力の制御により、前チャンバでの試料液の貯留、流路への試料液の浸入と次チャンバへの移送、次チャンバでの液の貯留、次チャンバから更にその次のチャンバへの移送をなすためには、前記ディスク本体の回転による遠心力と、流路に生じる毛細管力、流路とチャンバとの接続部および流路内壁面と試料液との表面張力、流路とチャンバとの接続部および流路内壁面の断面周囲長、流路とチャンバの接続部から、前記ディスク本体の回転による遠心力付与時のチャンバでの試料液面までの距離、流路とチャンバの接続部から、前記ディスクの回転中心までの距離、前記試料液の粘性のバランスにより決定される前記ディスク本体の回転数制御による遠心力制御により、チャンバ中での試料液の貯留と、流路を通じての次チャンバへの試料液の移送の制御が必要である。多数のチャンバと流路の直列の接続により、チャンバ間を段階的に送付するためには、回転中心に近いチャンバ内での試料液の貯留限界の遠心力の方が、回転中心からより遠いチャンバ内での試料液の貯留限界の遠心力より小さくないといけない。（そうでないと、回転中心に近いチャンバでの試料液の貯留限界を超えた遠心力を付与された瞬間に、引き続き、直列に接続された次チャンバ以降のチャンバを、そこで停止することなく試料液が移送されてしまう。）従って、あまり多くの段数のチャンバを設けることはできない。
従って、上述した実施の形態、実施例での送液方法と組み合わせるのが適切である。
【０１５３】
なお、本実施の形態中では、ディスクは円形で、回転中心はディスクの外周内部にある構成を示したが、図１０に示す構成を１枚のディスクにし、スピンドルモータ８１０に直結される回転盤を備え、その回転盤に、前記のディスクを固定できる装置、例えば前記回転盤に、前記ディスクを勘合可能な窪みを設ける、などを実装することで、回転中心がディスクの外周外にあるような構成も可能である。その際、本実施例で述べた測定方法、即ち光学測定を用いる際には、前記の回転盤には、測定チャンバ７０に対応する部分に貫通部を設けるなどの処置が必要である。
【０１５４】
また、上述の実施の形態では、（１）チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が、凹形状の曲面である、（２）チャンバ内の壁面に形成された試薬を保持するべき試薬付着壁面の形状が凹形状であることに加え、試薬付着壁面に対向するチャンバ内の壁面に形成された対向壁面の一部の形状が凸形状で、かつ、試薬付着壁面に包含されうる大きさである、（３）壁面は、試薬を保持するべきチャンバ内に形成された試薬付着壁面と、試薬付着壁面に対向する対向壁面と、試薬付着壁面から延在してチャンバを囲む周壁面と、を有し、試薬付着壁は、一方のディスク面に対して傾けられて周壁に接続した傾斜部を有し、周壁面は、傾斜部のうち対向壁面に最も近い部分に接続して傾斜部と共に試薬が付着させられた試薬付着部と、ディスク面に平行な方向において試薬付着部と対向して配置されて試薬が付着させられていない試薬非付着部とを有する、（４）固体状の試薬を保持するべきチャンバ内の壁面から突出した柱状体が形成されている、という４つの構造的特徴についてそれぞれ単独に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくするのであれば、例えば、上述の構造的特定を１つ以上有しても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
以上のように、本発明に係る試料分析用ディスクは、固体状試薬がチャンバ底面に担持されて形成される層の厚みの偏りを特に試料液との反応の起こりやすい部位において少なくすることができるため、液体状の試料と固体状の試薬とを迅速及び均一に反応させることができ、もって測定の迅速性及び正確性を確保することができるという効果を有し、血液成分測定装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明の試料分析用ディスクの一実施の形態の概略上面図
【図２】図１に示す試料分析用ディスクのａ−ａ線断面図
【図３】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の平面図
【図４】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の一部の平面図
【図５】（ａ）本発明に示す試料分析用ディスクの試薬保持チャンバの近傍の平面図  （ｂ）図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図６】（ａ）試薬保持チャンバが図５に示す形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果を示すグラフ  （ｂ）試薬保持チャンバが従来と同様な形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果を示すグラフ  （ｃ）試薬保持チャンバが図２に示す形状であるときの血漿中の総コレステロール濃度に依存した吸光度変化の観測結果を示すグラフ
【図７】従来と同様な形状である試薬保持チャンバの近傍の側面断面図
【図８】図５に示す試薬保持チャンバであって図５に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図
【図９】（ａ）図５に示す試薬保持チャンバであって図５及び図８に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図  （ｂ）図９（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図
【図１０】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の平面図
【図１１】本発明に示す試料分析用ディスクの一実施の形態の一部の平面図
【図１２】（ａ）図１０に示す試料液分析用ディスクの試薬保持チャンバの近傍の平面図  （ｂ）図１０に示す試料液分析用ディスの試薬保持チャンバの近傍の側面断面図
【図１３】図１２に示す試薬保持チャンバであって図１２に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図
【図１４】図１２に示す試薬保持チャンバであって図１２及び図１３に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の平面図
【図１５】図１２に示す試薬保持チャンバであって図１２、図１３及び図１４に示す例とは異なる例での試薬保持チャンバの近傍の側面断面図
【図１６】従来の液体試料分析装置で使用される分析用ディスクの構成を示す図
【図１７】従来の分析装置の構成を示す図
【図１８】従来の試料分析用ディスクおよび本発明の試料分析用ディスクにおける試料移送の機構を説明するための模式図
【図１９】従来の試料分析用ディスクのチャンバの近傍の側面断面図
【符号の説明】
【０１５７】
１、２  開口部
３  チャンバ
４  凸状部分
５ａ  凹状部分
５ｂ  試薬層
６  上基板
７  スペーサ
８  下基板
１０１  液体試料分析用ディスク
１０４  試料注入口
１０５  流路
１０６  試薬
２０１  スピンドルモータ
９００  試料
２１２  光ピックアップ
２１３  送りモータ
３０２、３０４  流路
３０１、３０３、３０５  チャンバ
３０６、３０７、３０８  空気口
１０  試料分析用ディスク
１０ａ  ディスク面（一方のディスク面）
１０ｂ  ディスク面
４０  試薬保持チャンバ
４１  ＣｈＥ層（固体状の試薬）
４２  壁（試薬付着壁）
４２ａ  傾斜部
４２ｂ  水平部分（傾斜部以外の部分）
４２ｃ  柱状体
４３  壁（周壁）
４３ａ  試薬付着部
４３ｂ  試薬非付着部
４４  壁
４８  直交格子
４９  正三角形格子
５０  試薬保持チャンバ
５１  ＣｈＤＨ層（固体状の試薬）
５２  柱状体
６０  試薬保持チャンバ
６１  ＷＳＴ−９層（固体状の試薬）
６２  柱状体
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007052648.tif 000022
【図２】
2007052648.tif 000023
【図３】
2007052648.tif 000024
【図４】
2007052648.tif 000025
【図５】
2007052648.tif 000026
【図６】
2007052648.tif 000027
【図７】
2007052648.tif 000028
【図８】
2007052648.tif 000029
【図９】
2007052648.tif 000030
【図１０】
2007052648.tif 000031
【図１１】
2007052648.tif 000032
【図１２】
2007052648.tif 000033
【図１３】
2007052648.tif 000034
【図１４】
2007052648.tif 000035
【図１５】
2007052648.tif 000036
【図１６】
2007052648.tif 000037
【図１７】
2007052648.tif 000038
【図１８】
2007052648.tif 000039
【図１９】
2007052648.tif 000040
【国際調査報告】
2007052648.tif 000041
2007052648.tif 000042
2007052648.tif 000043
2007052648.tif 000044