(57)【要約】【課題】流路の毛管現象による液体の意図しない流出を防止できる検査対象受体を実現すること。【解決手段】検査対象受体１の板部材２には、所定深さの凹部からなる第一液溜部５、当該第一液溜部５から流出する検査対象の液体を所定量量り取る計量部４、第一液溜部５から計量部４に向けて液体を流す第一流路７が設けられている。また、板部材２には、計量部４で量り取った液体が流入する受け部１７、計量部４から受け部１７へ液体を流す第二流路２０、第一液溜部５から第一流路７を介して流れ出し、計量部４で量り取った残りの液体が流れる第三流路３０、第三流路３０の先に設けられた余剰部１０が設けられている。また、第二流路２０には、断面積拡大部分２４が設けられ、第三流路３０には、断面積拡大部分３４が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
公転により生じる遠心力の方向に対して、自転により複数の所定の回転角度に順次保持されて、検査対象の液体を内部で移動させて検査する用途に用いられる検査対象受体であって、
当該検査対象受体は、所定の厚みの板部材と、当該板部材の表面を覆うカバー部材とから構成され、
前記板部材の表面には、少なくとも、
検査対象の液体を溜める液溜部と、
当該液溜部に接続され、前記液溜部から液体が流出する第一流路と、
当該第一流路の前記液溜部側と反対側の端部に対向して設けられ、前記液体を所定量量り取る計量部と、
前記計量部で量り取られた液体が流れ込む受け部と、
前記計量部で量り取られた液体を前記受け部に流す第二流路と
を備え、
前記第二流路には、前記計量部側から前記受け部に向けて、流路の断面積が連続的に拡大している断面積拡大部分が設けられていることを特徴とする検査対象受体。
【請求項２】
前記第二流路の断面積拡大部分は、当該流路の前記板部材の厚み方向での深さを連続的に深くすることにより、当該流路の断面積が連続的に拡大していることを特徴とする請求項１に記載の検査対象受体。
【請求項３】
前記第二流路の断面積拡大部分は、前記計量部の開口部の前記受け部側の端部から始まっていることを特徴とする請求項１または２に記載の検査対象受体。
【請求項４】
前記液溜部から液体を前記計量部に流すように遠心力を付加する状態で、
前記第二流路の途中には、遠心力の上流方向に対しての変曲点が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の検査対象受体。
【請求項５】
前記検査対象受体は、さらに、
当該計量部から溢れた液体を溜める余剰部と、
前記計量部から溢れた液体を前記余剰部に流す第三流路と
を備え、
前記第三流路には、前記計量部側から前記余剰部に向けて、流路の断面積が連続的に拡大している断面積拡大部分が設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の検査対象受体。
【請求項６】
前記第三流路の断面積拡大部分は、当該流路の前記板部材の厚み方向での深さを連続的に深くすることにより、当該流路の断面積が連続的に拡大していることを特徴とする請求項５に記載の検査対象受体。
【請求項７】
前記第三流路の断面積拡大部分は、前記計量部の開口部の前記余剰部側の端部から始まっていることを特徴とする請求項５または６に記載の検査対象受体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象受体に関し、例えば、化学的、医学的、生物学的な検査を行うための検査対象受体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学的、医学的、生物学的な検査の分野で、ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acid)や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルス、細胞などの生体物質、及び化学物質等を検知、定量する場合に使用するマイクロチップ又は検査チップと呼ばれる検査対象受体が提案されている。この検査対象受体では、内部の液体供給路に検査対象の液体を注入して、当該検査対象受体を水平に保持して公転させて、当該公転により生じる遠心力を利用して、検査対象受体内に形成された流路内の複数の混合槽に液体を移動させ検査を行うようになっている（例えば、特許文献１参照）。この検査対象受体では、試料計量室（本願の「計量部」に相当）で液体を所定量計量して、残りの液体が溢流室（本願の「余剰部」に相当）に流れ込むようになっている。また、試料計量室で計量された液体はキュペット室（本願の「受け部」に相当）に流入して他の液体や試薬と混合されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２３８７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体回路が形成されている検査対象受体は、マイクロタス（μ−ＴＡＳ）と言われるように、微量な液体を用いるので、その流路は大変細いものとなっている。液溜部から計量部に液体を流す場合に、遠心力をかけたままで、検査対象受体の向きを変えると、液体が意図しない流路に流れ出てしまうことがあった。この場合に、流路は大変細いので毛管現象により、液体が流路の先まで流れてしまうという問題点があった。また、液溜部から計量部に液体を流す方向に遠心力をかけて、液体を液溜部から計量部に流す場合にも、液溜部の流路から流れ出た液体が、計量部に流れずに。試薬と混合される受け部への流路に毛管現象により流れてしまうという問題点があった。この場合には、正確な計量が出来なくなるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、流路の毛管現象による液体の意図しない流出を防止できる検査対象受体を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の検査対象受体では、公転により生じる遠心力の方向に対して、自転により複数の所定の回転角度に順次保持されて、検査対象の液体を内部で移動させて検査する用途に用いられる検査対象受体であって、当該検査対象受体は、所定の厚みの板部材と、当該板部材の表面を覆うカバー部材とから構成され、前記板部材の表面には、少なくとも、検査対象の液体を溜める液溜部と、当該液溜部に接続され、前記液溜部から液体が流出する第一流路と、当該第一流路の前記液溜部側と反対側の端部に対向して設けられ、前記液体を所定量量り取る計量部と、前記計量部で量り取られた液体が流れ込む受け部と、前記計量部で量り取られた液体を前記受け部に流す第二流路とを備え、前記第二流路には、前記計量部側から前記受け部に向けて、流路の断面積が連続的に拡大している断面積拡大部分が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この構成の検査対象受体では、液溜部から計量部に液体を流す場合に、受け部への第二流路には、断面積拡大部分が設けられているので、毛管現象による第二流路への意図しない液体の流出を防止できる。
【０００８】
また、前記第二流路の断面積拡大部分は、当該流路の前記板部材の厚み方向での深さを連続的に深くすることにより、当該流路の断面積が連続的に拡大していても良い。この場合には、流路の深さを連続的に深くすることで、検査対象受体の面積を増やすことなく断面積拡大部分を形成することができる。
【０００９】
前記第二流路の断面積拡大部分は、前記計量部の開口部の前記受け部側の端部から始まっているようにしても良い。この場合には、計量部の開口部の端部から第二流路への毛管現象による意図しない液体の流出を防止できる。従って、計量部にスムーズに液体を流すことができる。
【００１０】
また、前記液溜部から液体を前記計量部に流すように遠心力を付加する状態で、前記第二流路の途中には、遠心力の上流方向に対しての変曲点が設けられていても良い。この場合には、第二流路に意図しない液体が流れた場合にも、変曲点から先に流れることを防止できる。
【００１１】
また、前記検査対象受体は、さらに、当該計量部から溢れた液体を溜める余剰部と、前記計量部から溢れた液体を前記余剰部に流す第三流路とを備え、前記第三流路は、前記計量部側から前記余剰部に向けて、流路の断面積が連続的に拡大している断面積拡大部分を有するようにしても良い。この場合には、毛管現象で、第三流路に意図しない液体が流れることを防止できる。
【００１２】
また、前記第三流路の断面積拡大部分は、当該流路の前記板部材の厚み方向での深さを連続的に深くすることにより、当該流路の断面積が連続的に拡大していても良い。流路の深さを連続的に深くすることで、検査対象受体の面積を増やすことなく断面積拡大部分を形成することができる。
【００１３】
また、前記第三流路の断面積拡大部分は、前記計量部の開口部の前記余剰部側の端部から始まっていても良い。この場合には、この場合には、計量部の開口部の端部から第三流路の毛管現象による第三流路への意図しない液体の流出を防止できる。従って、計量部にスムーズに液体を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】検査装置５０の平面図である。
【図２】検査対象受体１の正面図である。
【図３】第一実施形態の検査対象受体１の図２のＸ−Ｘ線に於ける矢視方向の屈曲断面図である。
【図４】第二実施形態の検査対象受体１の図２のＸ−Ｘ線に於ける矢視方向の屈曲断面図である。
【図５】第三実施形態の検査対象受体１の図２のＸ−Ｘ線に於ける矢視方向の屈曲断面図である。
【図６】第四実施形態の検査対象受体１の図２のＸ−Ｘ線に於ける矢視方向の屈曲断面図である。
【図７】第五実施形態の検査対象受体１の正面図である。
【図８】液体を注入した状態の検査対象受体１の正面図である。
【図９】検査対象受体１を９０度反時計回りに自転させた状態の正面図である。
【図１０】検査対象受体１に遠心力を付与して、計量部４に液体を流し込んだ状態の正面図である。
【図１１】検査対象受体１の計量部４から液体を受け部１７に流し込む状態の正面図である。
【図１２】検査対象受体１の公転を止めた状態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第一実施形態について説明する。本実施の形態では、検査対象受体１は、図１に示す検査装置５０に当該検査対象受体１の底面が重力方向（図１の紙面方向）と平行にして装着されて公転されて遠心力が付加される。先ず、図１を参照して、検査装置５０の構造を簡単に説明する。図１に示すように、検査装置５０の上板５２上には、回転する円盤状のターンテーブル５３が設けられている。また、当該ターンテーブル５３上には、ホルダ角度変更機構５４が設けられている。ホルダ角度変更機構５４には、検査対象受体１が挿入され固定されて、所定角度自転するホルダ５７が一対設けられている。また、上板５２の下方には、図示外のモータが設けられ、ターンテーブル５３を回転駆動するようになっている。ターンテーブル５３がその中心部分５５を軸心として回転することにより各ホルダ５７に各々挿入された検査対象受体１には、矢印Ａ方向に遠心力が各々働くようになっている。また、ホルダ角度変更機構５４の動作によりホルダ５７が自転されて、検査対象受体１に働く遠心力の方向を変化させることができるようになっている。
【００１６】
次に、検査対象受体１の構造について図２及び図３を参照して説明する。図２は、検査対象受体１が検査装置５０に装着された場合の正面図であり、検査対象受体１の正面及び背面が重力方向（図２に於ける下方）と平行になっている。図２及び図３に示すように、検査対象受体１は正面視長方形で所定の厚みを有する板部材２から構成されている。板部材２の材質としては、一例として合成樹脂を用いることができる。検査対象受体１には、その表面側（図３では上側）に検査対象受体１の表面を覆うカバー部材３が貼り付けられている。このカバー部材３が後述する第一液溜部５、第二液溜部６、第一流路７、第二流路２０、第三流路３０、第四流路８、計量部４、余剰部１０及び受け部１７を封止する。
【００１７】
図２及び図３に示すように、カバー部材３は、正面視、板部材２と同一形状の長方形の合成樹脂の透明の薄板から構成されている。また、カバー部材３には、第一液溜部５に検査対象の液体を注入する注入口１５及び検査対象の液体と混合する試薬等を第二液溜部６に注入する注入口１６が形成されている。
【００１８】
図２に示すように、検査対象受体１の板部材２には、板の厚み方向に所定深さに掘り下げられた凹部からなる第一液溜部５、当該第一液溜部５から流出する検査対象の液体を所定量量り取る計量部４、第一液溜部５から計量部４に向けて液体を流す第一流路７が設けられている。また、板部材２には、計量部４で量り取った液体が流入する受け部１７、計量部４から受け部１７へ液体を流す第二流路２０、第一液溜部５から第一流路７を介して流れ出し、計量部４で量り取った残りの液体が流れる第三流路３０、第三流路３０の先に設けられ計量部４で量り取った残りの液体が溜まる余剰部１０が設けられている。また、板部材２には、板の厚み方向に所定深さに掘り下げられた凹部からなる第二液溜部６、第二液溜部６から受け部１７へ試薬等の液体を流す第四流路８が設けられている。
【００１９】
第一液溜部５は、注入口１５から注入された検査対象の液体を溜める部分で板部材２に対して、正面視五角形で所定深さ掘り下げられている。また、第二液溜部６は、注入口１６から注入された試薬等を溜める部分で板部材２に対して、正面視五角形で所定深さ掘り下げられている。図２に示すように、第一液溜部５からの第一流路７の液体流出方向の出口の対向面に、計量部４が設けられている。計量部４も板部材２に対して所定深さ掘り下げられ、所定長さ斜め方向に延設されている。また、図２に示すように、第二液溜部６からの第四流路８の液体流出方向の出口の対向面に、受け部１７が設けられている。
【００２０】
また、第三流路３０の下流側の端部には板部材２の厚み方向に対して所定深さ掘り下げられた余剰部１０が形成されている。この余剰部１０には、第一液溜部５から流出して計量部４で所定量量計り取られた残りの液体が流れ込み溜まるようになっている。また、第二流路２０の下流側の端部には受け部１７が形成されている。この受け部１７は、板部材２の厚み方向に所定深さ掘り下げられており、計量部４で所定量量り取られた液体が流入して、第二液溜部６から流入する試薬等と混合される。
【００２１】
次に、第二流路２０の構造について説明する。図２に示すように、第二流路２０は、板部材２の厚み方向に対して所定深さ掘り下げられ、当該第二流路２０の延設方向と直交する断面が矩形の溝である。第二流路２０は、屈曲部２２で受け部１７方向に屈曲された流路となっており、第二流路２０の延設方向と直交方向における第二流路２０の幅は、計量部４の開口部の受け部１７側の端部４１から変曲点２１までは、連続的に拡大している。また、図３に示すように、計量部４の開口部の受け部１７側の端部４１から変曲点２１までは、第二流路２０の深さ（板部材２の厚み方向に於ける）も受け部１７側に向けて連続的に深くなっている。従って、計量部４の開口部の受け部１７側の端部４１から変曲点２１までは、第二流路２０の断面積が連続的に拡大する断面積拡大部分２４となっている。
【００２２】
また、図２に示すように、第二流路２０の変曲点２１と受け部１７との間には、第二流路２０がヘアーピン状に屈曲する屈曲部２２が設けられている。変曲点２１は、図１０に示すように、第一液溜部５から液体を計量部４に流すように遠心力を付加する状態で、第二流路２０の遠心力の上流方向（図１０の矢印Ａと逆方向）への変曲点となっている。この変曲点２１により、第二流路２０が遠心力の上流方向に対して曲がっているので、第一液溜部５から計量部４に液体を流す際に第二流路２０に漏れ出た液体が、受け部１７に流れ込むことを防止できる。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照して、第三流路３０の構造を説明する。図２に示すように、第三流路３０は、板部材２の厚み方向に対して所定深さ掘り下げられ、当該第三流路３０の延設方向（図２に於ける左斜め下方向）と直交する断面が矩形の溝である。第三流路３０の延設方向と直交方向における第三流路３０の幅は、計量部４の開口部の余剰部１０側の端部４２から幅が一旦広くなった拡大部３１では、連続的に拡大している。また、図３に示すように、計量部４の開口部の余剰部１０側の端部４２から第三流路３０が曲がる変曲点３５までは、第三流路３０の深さ（板部材２の厚み方向に於ける）も余剰部１０側に向けて連続的に深くなっている。従って、計量部４の開口部の余剰部１０側の端部４２から変曲点３５までは、第三流路３０の断面積が連続的に拡大する断面積拡大部分３４となっている。
【００２４】
上記第一実施形態の検査対象受体１では、計量部４から受け部１７へ液体を流す第二流路２０に、計量部４の開口部の受け部１７側の端部４１から断面積拡大部分２４が所定長さ形成されているので、細い流路であっても毛管現象による第二流路への意図しない液体の流出を防止できる。また、同様に、計量部４から溢れた液体を余剰部１０に流す第三流路３０にも断面積拡大部分３４が計量部４の開口部の余剰部１０側の端部４２から所定長さ形成されているので、細い流路であっても毛管現象による第三流路への意図しない液体の流出を防止できる。
【００２５】
次に、図２及び図４を参照して、第二実施形態の検査対象受体１について説明する。この第二実施形態の検査対象受体１では、検査対象受体１を正面視した場合には、第二流路２０及び第三流路３０の形状は第一実施形態と同様に見えるが、図４に示すように、第二流路２０及び第三流路３０は、流路の深さは一定である。しかし、第二流路２０は、変曲点２１までは、流路の幅が連続的に広くなっているので、流路の断面積は連続的に拡大している。また、第三流路３０においても、拡大部３１が有るので、流路の幅が連続的に広くなっている部分があるので、流路の断面積は連続的に拡大している。この第二実施形態の検査対象受体１においても、流路の断面積は、連続的に拡大しているので、第二流路２０及び第三流路３０に対する、毛管現象による意図しない液体の流れ込みを防止できる。
【００２６】
次に、図２及び図５を参照して、第三実施形態の検査対象受体１について説明する。この第三実施形態の検査対象受体１では、検査対象受体１を正面視した場合には、第二流路２０及び第三流路３０の形状は第一実施形態と同様に見える。図５に示すように、第三流路３０の深さは一定であるが、第二流路２０は、計量部４の開口部の受け部１７側の端部４１から変曲点２１までは、流路の深さが受け部１７側に向けて連続的に深くなっている。従って、計量部４の開口部の受け部１７側の端部４１から変曲点２１までは、第二流路２０の断面積が連続的に拡大する断面積拡大部分２４となっている。また、第三流路３０においても、拡大部３１が有るので、流路の幅が連続的に広くなっている部分があるので、流路の断面積は連続的に拡大している。この第三実施形態の検査対象受体１においても、流路の断面積は、連続的に拡大しているので、第二流路２０及び第三流路３０に対する毛管現象による意図しない液体の流れ込みを防止できる。
【００２７】
次に、図２及び図６を参照して、第四実施形態の検査対象受体１について説明する。この第四実施形態の検査対象受体１では、検査対象受体１を正面視した場合には、第二流路２０及び第三流路３０の形状は第一実施形態と同様に見える。図６に示すように、第二流路２０の深さは一定であるが、第三流路３０は、計量部４の開口部の余剰部１０側の端部４２から変曲点３５までは、流路の深さが連続的に深くなっている。従って、第三流路３０の断面積が連続的に拡大する断面積拡大部分３４となっている。また、第二流路２０においても、流路の幅が連続的に広くなっている部分があるので、流路の断面積は連続的に拡大している。この第四実施形態の検査対象受体１においても、流路の断面積は、連続的に拡大しているので、第二流路２０及び第三流路３０に対する毛管現象による意図しない液体の流れ込みを防止できる。
【００２８】
次に、図３及び図７を参照して、第五実施形態の検査対象受体１について説明する。図７に示すように、第五実施形態の検査対象受体１では、検査対象受体１を正面視した場合には、第二流路２０及び第三流路３０は、流路の幅は連続的に拡大している部分がない。しかし、図３に示すように、第二流路２０に流路の深さが連続的に深くなる断面積拡大部分２４があり、同様に、第三流路３０に流路の深さが連続的に深くなる断面積拡大部分３４がある。従って、この第五実施形態の検査対象受体１においても、流路の断面積は、連続的に拡大しているので、第二流路２０及び第三流路３０に対する毛管現象による意図しない液体の流れ込みを防止できる。
【００２９】
次に、図８から図１２を参照して、上記第一実施形態の検査対象受体１の使用方法について説明する。図８に示すように、検査対象受体１では、注入口１５から第一液溜部５に検査対象の液体が注入され、注入口１６から第二液溜部６に試薬が注入される。注入された液体は、第一液溜部５及び第二液溜部６に溜まる。次いで、検査対象受体１は、図１に示す検査装置５０のターンテーブル５３のホルダ５７に各々固定される。そして、検査装置５０のホルダ５７が自転して、検査対象受体１を図９に示す状態に自転させる。次いで、図１０に示すように、検査対象受体１は、重力方向（矢印Ｂ方向）と平行な回転軸で公転して、検査対象受体１には遠心力が矢印Ａ方向に付与される。この時、図１０に示すように、第一液溜部５に溜まっている液体が流れ出て、計量部４で所定量計量される。この時に、第二流路２０には、断面積拡大部分２４が設けられ、第三流路３０には、断面積拡大部分３４が設けられているので、第二流路２０及び第三流路３０に対する毛管現象による意図しない液体の流れ込みを防止し、スムーズに計量部４に液体を流すことができる。ここで、計量部４から溢れた余剰な液体は、付与されている遠心力により第三流路３０を流れて余剰部１０に溜まる。また、余剰部１０に流れ込んだ液体は、遠心力（図１０に於ける矢印Ａ方向）により、余剰部１０の奥に引き寄せられる。また、第二液溜部６に溜まっていた試薬は、受け部１７に流れ込む。
【００３０】
次いで、図１１に示すように、検査対象受体１は、時計回りに９０度自転されて公転による遠心力が付与される（図１１に於ける矢印Ａ方向）。図１１に示すように、計量部４に溜まった液体は、付与されている遠心力により第二流路２０を流れて受け部１７に流入して、第二液溜部６から先に、受け部１７に流入している試薬と混合される。その後、検査装置５０のターンテーブル５３の回転が止まると、図１２に示すように、検査対象の液体の余剰液は余剰部１０の奥部１３に溜まり、試薬と混合された液体は、受け部１７に溜まる。この後、受け部１７で混合された液に光をあてて調べる光学等の方法で測定する。
【００３１】
以上説明したように、上記実施形態の検査対象受体１では、第二流路２０に断面積拡大部分２４を設け、第三流路３０に断面積拡大部分３４を設けているので、計量部４での計量時に、第二流路２０及び第三流路３０に対する毛管現象による意図しない液体の流れ込みを防止して第一液溜部５の第一流路７からスムーズに液体を計量部４に流すことが出来る。また、第一液溜部５から液体を計量部４に流すように遠心力を付加する状態で、第二流路２０に遠心力の上流方向に対しての変曲点２１を設けているので、計量部４から溢れた余剰な液体が、第二流路２０に流れ込んでも、受け部１７に流れ込んでしまうことを防止できる。
【００３２】
尚、本発明は、上記実施形態に限られず、各種の変形ができる。例えば、第二流路２０の断面積拡大部分２４は、変曲点２１まででなく、屈曲部２２より先まで形成しても良い。また、第三流路３０の断面積拡大部分３４も変曲点３５より先の余剰部１０まで形成しても良い。
【００３３】
また、例えば、検査対象受体１の材質は特に制限されず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン樹脂（ＰＭＰ）、ポリブタジエン樹脂（ＰＢＤ）、生分解性ポリマー（ＢＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの有機材料を用いることができる。また、シリコン、ガラス、石英等の無機材料を用いても良い。また、検査対象受体１では、液体の注入口は２つ設けているが、１つ、３つ、４つ等適宜設けても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１ 検査対象受体
２ 板部材
３ カバー部材
４ 計量部
５ 第一液溜部
６ 第二液溜部
１０ 余剰部
１１ 流路
１３ 貯溜部
１５ 注入口
１６ 注入口
１７ 受け部
２０  第二流路
２１  変曲点
２２  屈曲部
２４  断面積拡大部分
３０  第三流路
３１  拡大部
３４  断面積拡大部分
３５  変曲点
４１  端部
４２  端部
【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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