(57)【要約】【課題】ｎＬ〜μＬオーダーの微量液体を精度良く分取することが可能な定量分取具およびその製造方法を提供すること。【解決手段】液体に接触させて所定量の液体を分取する定量分取具１およびその製造方法。定量分取具１は、基材１ａに形成される孔或いは凹部からなる液体保持部１ｂを有し、液体保持部１ｂは液体に対する親和性が基材１ａの他の部分に比べて相対的に高い。液体保持部１ｂは、基材１ａに画成され、他の部分に比べて液体に対する親水性が相対的に高いので、ｎＬ〜μＬオーダーの微量液体を精度良く分取することができるという効果を奏する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に接触させて所定量の液体を分取する定量分取具であって、
基材に形成される孔或いは凹部からなる液体保持部を有し、該液体保持部は前記液体に対する親和性が前記基材の他の部分に比べて相対的に高いことを特徴とする定量分取具。
【請求項２】
前記液体保持部は、１ｎＬ〜１００μＬの液体を分取することを特徴とする請求項１に記載の定量分取具。
【請求項３】
前記液体保持部は、前記孔の直径が０．１ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の定量分取具。
【請求項４】
前記液体保持部は、前記孔或いは凹部が外に向かって拡大していることを特徴とする請求項１に記載の定量分取具。
【請求項５】
さらに、前記基材に振動を付与する振動発生手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定量分取具。
【請求項６】
前記基材は、前記液体保持部から先が先細に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定量分取具。
【請求項７】
液体に対する非親和性を基材に付与する非親和処理を行う工程と、
前記液体を保持する孔或いは凹部からなる液体保持部を前記基材に形成する工程と、
を含むことを特徴とする定量分取具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定量分取具およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｎＬ〜μＬオーダーの微量液体を分取する手段として、上に微小な親水性領域を配置し、この親水性領域に液滴を保持させて液体を分取するハンドリングツールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３０４６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたハンドリングツールは、疎水性の平面に囲まれた、微小な親水性平面領域に液滴を保持することから、液滴の大きさが均一に揃わず、ｎＬ〜μＬオーダーの微量液体を精度良く分取することが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ｎＬ〜μＬオーダーの微量液体を精度良く分取することが可能な定量分取具およびその製造方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る定量分取具は、液体に接触させて所定量の液体を分取する定量分取具であって、基材に形成される孔或いは凹部からなる液体保持部を有し、該液体保持部は前記液体に対する親和性が前記基材の他の部分に比べて相対的に高いことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る定量分取具は、上記の発明において、前記液体保持部は、１ｎＬ〜１００μＬの液体を分取することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る定量分取具は、上記の発明において、前記液体保持部は、前記孔の直径が０．１ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る定量分取具は、上記の発明において、前記液体保持部は、前記孔或いは凹部が外に向かって拡大していることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る定量分取具は、上記の発明において、さらに、前記基材に振動を付与する振動発生手段が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る定量分取具は、上記の発明において、前記基材は、前記液体保持部から先が先細に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項７に係る定量分取具の製造方法は、液体に対する非親和性を基材に付与する非親和処理を行う工程と、前記液体を保持する孔或いは凹部からなる液体保持部を前記基材に形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる定量分取具は、基材に形成される孔或いは凹部からなる液体保持部を有し、該液体保持部は前記液体に対する親和性が前記基材の他の部分に比べて相対的に高く、また、本発明にかかる定量分取具の製造方法は、液体に対する非親和性を付与する非親和処理を行う工程と、前記液体を保持する液体保持部を形成する工程とを含むので、所定量の液体を分取する液体保持部を基材に画成することができ、ｎＬ〜μＬオーダーの微量液体を精度良く分取することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
以下、本発明の定量分取具およびその製造方法にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、実施の形態１に係る定量分取具の斜視図である。図２は、液体保持部を通って長手方向に沿って切断した図１の定量分取具の断面図である。
【００１５】
定量分取具１は、１ｎＬ〜１００μＬの液体を分取する際に使用するもので、図１に示すように、合成樹脂，ガラス，シリコン，金属等からなる基材１ａの一端側に液体保持部１ｂが形成されている。基材１ａは、それ自体で液体、例えば、血液や尿等の生体試料に対する非親和性、特に撥水性を有しているか、或いは撥水処理が可能なものを使用する。基材１ａは、例えば、合成樹脂の場合にはポリカーボネート，ポリプロピレン，アクリル，シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ），シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等を使用することができ、金属の場合にはステンレス（ＳＵＳ３１６）等を使用することができる。液体保持部１ｂは、液体の分取量に応じて直径０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲で形成される円形の孔であり、他の部分に比べて液体対する親和性、特に親水性が相対的に高く、この親和性を利用して液体を保持する。ここで、液体保持部１ｂは、この実施の形態では１つであるが、分取する液体の量によっては複数設けてもよい。
【００１６】
以上のように構成される定量分取具１は、以下のようにして製造される。例えば、上述の合成樹脂を用いて射出成形やホットエンボス等によって成形した液体保持部１ｂのない基材１ａを、図３に示すように、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂），ＰＦＡ（４フッ化エチレン  パーフルオロアルコキシエチレン共重合体樹脂），ＦＥＰ（４フッ化エチレン
６フッ化プロピレン共重合体樹脂）等を溶剤に溶解させたコーティング剤Ａwrに浸漬して引き上げることにより、基材１ａの表面に撥水処理剤をコーティングして非親和（非親水性）処理を行う。そして、基材１ａの表面に撥水処理剤Ａwrをコーティング処理した後、液体保持部１ｂとなる孔を機械加工或いはレーザ加工により高精度に形成し、図４及び図５に示す定量分取具１を製造する。このため、定量分取具１は、所定量の液体を分取する液体保持部１ｂが基材１ａに画成されている。
【００１７】
このようにして製造すると、定量分取具１は、液体保持部１ｂを除き基材１ａの表面に撥水層１ｃ（図５参照）が形成されているため、液体保持部１ｂの部分が他の部分に比べて液体に対する親水性が相対的に高くなる。また、定量分取具１は、合成樹脂を用いると、安価に製造することができるので、使い捨てが可能になるという利点がある。
【００１８】
このとき、定量分取具１は、スピンコーティングやスプレーコーティングによっても撥水処理剤をコーティングすることができるが、エッジ部分であっても良好なコーティングを施すことが可能な点で上述のディップコーティングが好ましい。また、定量分取具１は、基材１ａがガラスや金属等からなる場合には、上記ウエット処理の他に、スパッタリング等のドライ処理によって撥水処理を施すことも、また、エッチングによって基材１ａの表面粗さを制御することによって撥水性を付与してもよい。
【００１９】
ここで、上述のようにして製造した定量分取具１は、さらに液体保持部１ｂに酸素プラズマ処理、親水性のガラスや合成樹脂の積層又はレーザで表面を荒らす等の親水化処理を施し、図６に示すように、液体保持部１ｂの表面に親水層１ｄを形成してもよい。また、液体保持部１ｂは、例えば、ＯＨ基が導入され易い酸素雰囲気や液体中等の一定条件下においてレーザ加工することにより親水化することも可能である。更に、定量分取具１は、図７に示すように、撥水処理を施していない基材１ａに形成した液体保持部１ｂの表面に親水層１ｄを設けてもよい。
【００２０】
このようにして製造される定量分取具１は、図８に示すように、試料容器３に保持された液体試料Ｌs中に液体保持部１ｂが沈むまで浸漬した後、引き上げる。すると、定量分取具１は、基材１ａに画成され、他の部分に比べて液体に対する親水性が相対的に高い液体保持部１ｂによって、図９に示すように、液体試料Ｌsが所定量分取される。このようにして所定量の液体試料Ｌsを分取した後、定量分取具１は、図１０に示すように、試薬容器５内の試薬液Ｒa内に液体保持部１ｂまで浸漬し、試薬液Ｒa中へ液体試料Ｌsを洗い出す。これにより、定量分取具１は、複雑な分注機構を使用しなくとも、１ｎＬ〜１００μＬの液体試料Ｌsを試薬容器５に所定量精度良く分取することができる。
【００２１】
このとき、定量分取具１は、基材１ａに画成された液体保持部１ｂによって液体試料Ｌsを分取するので、液体の粘度の相違による分取量のばらつきが小さい。しかも、定量分取具１は、液体試料Ｌs中に浸漬することによって液体試料Ｌsを分取するので、大量の液体を滴下して微小な親水性領域に液滴を保持し、残りの液体を流下させてしまう特許文献１のハンドリングツールに比べて液体試料Ｌsの無駄がなく、僅かな液体試料Ｌsであっても分取可能である。
【００２２】
但し、液体試料Ｌsは、図１１に示すように、上下に凹状のメニスカスＭが形成されて液体保持部１ｂに保持される。このため、分取される液体試料Ｌsは、上下に形成されるメニスカスＭによって上下の部分が僅かに欠落し、液体保持部１ｂの幾何学形状から決まる体積よりも僅かに少なくなる。ここで、定量分取具１は、液体保持部１ｂに保持する液体の量が同じ場合、基材１ａの厚さは厚い方が好ましい。これは、基材１ａが厚い分、液体保持部１ｂが厚さ方向に長くなり、これに対応して液体保持部１ｂの直径が小さくなる。この結果、定量分取具１は、メニスカスＭによって欠落する体積が液体保持部１ｂに保持される液体の体積に比べて無視し得る程に小さくなるからである。
【００２３】
従って、上述のメニスカスの影響を考慮し、定量分取具１は、図１２に示すように、液体保持部１ｂの壁面１ｅを傾斜させ、孔が一方の面に向かって拡大するように液体保持部１ｂの形状を変形させ、液体試料Ｌsによって形成される上側のメニスカスＭUが基材１ａの表面に対して面一となるように制御する。これにより、定量分取具１は、メニスカスＭによる分取量のばらつきが小さく抑えられる。このとき、定量分取具１は、図１３に示すように、液体保持部１ｂの上部及び下部に傾斜面１ｆを設ける。すると、定量分取具１は、液体試料Ｌsによって形成される上側のメニスカスＭUと下側のメニスカスＭLが共に基材１ａの表面に対して面一となり、分取量のばらつきがさらに抑えられる。
【００２４】
ここで、液体保持部１ｂは、円形の孔に限定されるものではない。定量分取具１は、ｎＬ〜μＬオーダーの微量液体を精度良く分取することができれば、例えば、図１４に示すように、基材１ａに形成する液体保持部１ｇを四角形の孔とするか、或いは、図１５に示すように、液体保持部１ｈを長手方向に沿って形成される長方形の孔とすることも可能である。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、本発明の定量分取具にかかる実施の形態２について説明する。実施の形態１の定量分取具は、基材の幅が全体に亘って同じであったが、実施の形態２の定量分取具は、基材の先端側が細くなるように形成されている。図１６は、実施の形態２に係る定量分取具の斜視図である。図１７は、液体保持部を通って長手方向に沿って切断した図１６の定量分取具の断面図である。図１８は、定量分取具の先端側を細くする利点を説明する図である。
【００２６】
定量分取具６は、図１６に示すように、基材６ａの一端側に液体保持部６ｂが形成され、液体保持部６ｂから先が両側のテーパ面６ｃによって先細に形成されている。このとき、定量分取具６は、定量分取具１と同様に、液体保持部６ｂの親水性が他の部分に比べて相対的に高くなるように加工されている。液体保持部６ｂは、機械加工或いはレーザ加工により高精度に形成されている。
【００２７】
このように液体保持部６ｂから先を先細に形成すると、定量分取具６は、図１８に示すように、基材６ａに付着した液体試料Ｌsを基材６ａが引っ張る力Ｆは、重力方向に対して斜めになるうえ、力Ｆの鉛直成分Ｆzよりも液体試料Ｌsの表面張力Ｔが大きくなる。このため、定量分取具６は、液体保持部６ｂを液体試料Ｌsから引き上げた場合、基材６ａの表面に液体試料Ｌsが付着し難くなり、液切れが良好になる。これに対し、図１９に示すように、液体保持部１ｂから先が平坦な実施の形態１の定量分取具１の場合、基材１ａに付着した液体試料Ｌsの液滴Ｄを基材１ａが引っ張る力Ｆは、重力方向上方を向いており、液滴Ｄに作用する液体試料Ｌsの表面張力Ｔよりも大きい。このため、定量分取具６は、定量分取具１に比べて基材６ａの表面に液体試料Ｌsが付着し難くなり、基材６ａに画成された液体保持部６ｂによって１ｎＬ〜１００μＬの液体試料Ｌsを定量分取具１よりも精度良く分取することができる。
【００２８】
ここで、定量分取具６は、図２０に示すように、基材６ａの厚さ方向にもテーパ面６ｄを設けることにより、基材６ａの幅方向だけでなく、液体保持部６ｂから先を基材６ａの厚さ方向にも先細に形成してもよい。このように構成すると、基材６ａの表面に更に液体試料Ｌsが付着し難くなり、液体試料Ｌsを精度良く分取することができる。このとき、定量分取具６は、図２１に示すように、液体保持部６ｂの壁面を傾斜させ、孔が一方の面に向かって拡大するようにしてもよい。定量分取具６は、このようにすることで液体保持部６ｂに保持される液体試料Ｌのメニスカスの形状を制御し、メニスカスによる分取量のばらつきを小さく抑えることができる。
【００２９】
また、定量分取具６は、図２２に示すように、液体保持部６ｂと長手方向に対向する端部に振動子７を設けてもよい。振動子７は、圧電基板７ａ上に櫛型電極（ＩＤＴ）７ｂを設けたもので、液体試料を分取する場合や分取した液体試料を試薬液中へ洗い出す場合に使用する。振動発生手段は、この他、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やボルト締めランジュバン振動子等を使用してもよい。
【００３０】
振動子７を設けた定量分取具６は、分取の際には、振動子７を駆動し、液体試料を均一に攪拌しながら、試料容器３に保持された液体試料Ｌs中に液体保持部６ｂが沈むまで浸漬した後、図２３に示すように引き上げる。これにより、定量分取具６は、所定量の液体試料Ｌsを分取する。このようにして所定量の液体試料Ｌsを分取した後、定量分取具６は、図２４に示すように、振動子７を駆動しながら試薬容器５内の試薬液Ｒa内に液体保持部６ｂまで浸漬し、保持した液体試料Ｌsを振動によって液体保持部６ｂから試薬液Ｒa中へ洗い出す。これにより、定量分取具６は、１ｎＬ〜１００μＬの液体試料Ｌsを試薬容器５に所定量精度良く分取することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
次に、本発明の定量分取具にかかる実施の形態３について説明する。実施の形態１の定量分取具は、基材に設けた液体保持部が孔であったが、実施の形態３の定量分取具は、基材に設ける液体保持部が凹部である。図２５は、実施の形態３に係る定量分取具の斜視図である。図２６は、液体保持部を通って長手方向に沿って切断した図２５の定量分取具の断面図である。
【００３２】
定量分取具８は、図２５及び図２６に示すように、基材８ａの一端側に形成される液体保持部８ｂが凹部である。このとき、定量分取具８は、定量分取具１と同様に、液体保持部８ｂの親和性が他の部分に比べて相対的に高くなるように加工されている。また、定量分取具８は、機械加工或いはレーザ加工により液体保持部８ｂが高精度に形成されている。
【００３３】
定量分取具８は、定量分取具１，６と同様にして使用することにより、基材８ａに画成された液体保持部８ｂによって１ｎＬ〜１００μＬの液体試料Ｌsを精度良く分取することができる。このとき、液体保持部８ｂは、深さ方向に同一直径の円からなる凹部である。このため、図２７に示すように、液体試料Ｌsは、上面に凹状のメニスカスＭが形成されて液体保持部８ｂに保持される。従って、液体試料Ｌsは、メニスカスＭによって上部が僅かに欠落し、液体保持部８ｂの幾何学形状から決まる体積よりも僅かに少なくなる。
【００３４】
このため、メニスカスの影響を考慮し、定量分取具８は、図２８に示すように、液体保持部８ｂの壁面８ｄを傾斜させて外に向かって半径を大きくする。これにより、定量分取具８は、液体保持部８ｂの形状を変形させ、液体試料Ｌsによって形成されるメニスカスＭが基材８ａの表面に対して面一となるように制御する。従って、定量分取具８は、メニスカスＭによる分取量のばらつきが小さく抑えられる。このとき、定量分取具８は、図２９に示すように、液体保持部８ｂから先の部分をテーパ面８ｅとすることによって先細に形成する。このようにすると、定量分取具８は、基材８ａの表面に液体試料Ｌsが付着し難くなり、液切れが良好になる。
【００３５】
また、定量分取具８は、図２８に示す液体保持部８ｂの変形例として、図３０に示すように、基材８ａに形成する液体保持部８ｆを深さＨが半径よりも小さい半球状の凹部としても良い。このような凹部にすると、定量分取具８は、液体保持部８ｆが分取する液体によって形成されるメニスカスが基材８ａの表面に対して面一となるように制御でき、液体保持部８ｆに液体が入り易くなり、液体保持部８ｆを簡単に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１に係る定量分取具の斜視図である。
【図２】液体保持部を通って長手方向に沿って切断した図１の定量分取具の断面図である。
【図３】定量分取具の製造方法を説明するもので、基材表面に撥水処理剤をコーティングする工程を示す断面図である。
【図４】撥水処理剤をコーティングした基材に液体保持部となる孔を形成して製造した定量分取具の正面図である。
【図５】液体保持部を通って長手方向に沿って切断した図４の定量分取具の断面図である。
【図６】液体保持部の表面に親水層を形成した図５の定量分取具の断面図である。
【図７】撥水処理を施していない基材に形成した液体保持部の表面に親水層を設けた定量分取具の断面図である。
【図８】定量分取具を用いた液体試料の分取を説明する図である。
【図９】液体試料を分取した定量分取具の正面図である。
【図１０】液体保持部から試薬液中へ液体試料を洗い出す様子を示す図である。
【図１１】定量分取具の液体保持部を示す断面図である。
【図１２】液体保持部の第１の変形例を示す断面図である。
【図１３】液体保持部の第２の変形例を示す断面図である。
【図１４】液体保持部の第３の変形例を示す斜視図である。
【図１５】液体保持部の第４の変形例を示す斜視図である。
【図１６】実施の形態２に係る定量分取具の斜視図である。
【図１７】液体保持部を通って長手方向に沿って切断した図１６の定量分取具の断面図である。
【図１８】定量分取具が先細にする利点を説明する図である。
【図１９】定量分取具が先細でない場合を説明する図である。
【図２０】定量分取具の第１の変形例を示す斜視図である。
【図２１】定量分取具の第２の変形例を示す断面図である。
【図２２】定量分取具の第３の変形例を示す正面図である。
【図２３】定量分取具を用いた液体試料の分取を説明する図である。
【図２４】液体保持部から試薬液中へ液体試料を洗い出す様子を示す図である。
【図２５】実施の形態３に係る定量分取具の斜視図である。
【図２６】液体保持部を通って長手方向に沿って切断した図２５の定量分取具の断面図である。
【図２７】定量分取具の液体保持部を示す断面図である。
【図２８】液体保持部の第１の変形例を示す断面図である。
【図２９】定量分取具の変形例を示す断面図である。
【図３０】液体保持部の第２の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１，６，８            定量分取具
１ａ，６ａ，８ａ      基材
１ｂ，６ｂ，８ｂ      液体保持部
１ｃ                  撥水層
１ｄ                  親水層
１ｅ                  壁面
１ｆ                  傾斜面
１ｇ，１ｈ            液体保持部
３                    試料容器
５                    試薬容器
６ｃ，６ｄ            テーパ面
７                    振動子
７ａ                  圧電基板
７ｂ                  櫛型電極（ＩＤＴ）
８ｄ                  壁面
８ｅ                  テーパ面
８ｆ                  液体保持部
Ａwr                  撥水処理剤
Ｌs                   液体試料
Ｍ                    メニスカス
ＭU，ＭL              メニスカス
Ｒa                   試薬液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2007047003.tif 000031
【図３０】
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