(57)【要約】【課題】  機構が不当に複雑化することを回避しつつ、液体をより確実に撹拌することが可能な液体撹拌装置および液体撹拌方法を提供すること。【解決手段】  接続口２３５を有する撹拌槽２３０と、接続口２３５に繋がる測定流路２４０と、接続口２３５を挟んで撹拌層２３０および測定流路２４０との間で検体７００を往復させる往復流発生手段としてのポンプ４００と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続口を有する撹拌槽と、
上記接続口に繋がる流路と、
上記接続口を挟んで上記撹拌槽および上記流路との間で液体を往復させる往復流発生手段と、
を備える、液体撹拌装置。
【請求項２】
上記往復流発生手段は、上記流路のうち上記接続口から離間した位置に対して圧力を付与する圧力付与手段を含む、請求項１に記載の液体撹拌装置。
【請求項３】
上記流路は、液体が毛管力によって内部に充てんされうる断面積および断面形状を有する、請求項２に記載の液体撹拌装置。
【請求項４】
上記往復流発生手段は、液体とこの液体に対して上記接続口とは反対側に隣接する気体とが上記流路に充てんされた状態で、上記圧力付与手段によって上記流路に対して正圧を付与し続けることにより、上記流路から上記撹拌槽への液体の流入、上記流路から上記撹拌槽への気体の流入、および上記撹拌槽から上記流路への液体の逆流、を繰り返し発生させることにより、上記接続口を挟んで液体を往復させる、請求項３に記載の液体撹拌装置。
【請求項５】
上記流路は、上記接続口に接する第１流路内面を有しており、
上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第１流路内面に連続につながる第１撹拌槽内面を有する、請求項４に記載の液体撹拌装置。
【請求項６】
上記流路は、上記第１流路内面とは反対側に位置し、かつ上記接続口に接する第２流路内面を有しており、
上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第２流路内面に不連続につながる第２撹拌槽内面を有する、請求項５に記載の液体撹拌装置。
【請求項７】
上記流路および上記撹拌槽内部側において上記第２流路内面と上記第２撹拌層内面とがなす角は、１８０°より大である、請求項６に記載の液体撹拌装置。
【請求項８】
上記撹拌槽は、上記接続口につながっており、かつ上記接続口から離間するほど互いの距離が大となる１対の第３撹拌槽内面を有する、請求項４に記載の液体撹拌装置。
【請求項９】
上記１対の第３撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対する角度が同一である、請求項８に記載の液体撹拌装置。
【請求項１０】
上記撹拌槽は、上記１対の第３撹拌槽内面に各別につながっており、かつ上記撹拌槽内部側において上記第３撹拌槽内面となす角が１８０°より大である、１対の第４撹拌槽内面を有する、請求項８または９に記載の液体撹拌装置。
【請求項１１】
上記１対の第４撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対していずれも直角であり、かつ上記流れ方向における上記接続口からの距離が同じである、請求項１０に記載の液体撹拌装置。
【請求項１２】
上記撹拌槽および上記流路を構成する凹部が形成された基板、および上記凹部を覆うように上記基板に貼り付けられたカバー、を有するカートリッジを備える、請求項４ないし１１のいずれかに記載の液体撹拌装置。
【請求項１３】
上記カバーは、自己粘着性樹脂シートである、請求項１２に記載の液体撹拌装置。
【請求項１４】
上記液体は、上記カバーに対する接触角が、８５°以下である、請求項１３に記載の液体撹拌装置。
【請求項１５】
上記液体は、上記カバーに対する接触角が、５０°以下である、請求項１４に記載の液体撹拌装置。
【請求項１６】
上記流路は、断面積が０．１６ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が矩形状である、請求項１３ないし１５のいずれかに記載の液体撹拌装置。
【請求項１７】
上記流路は、断面積が０．２５ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が三角形状である、請求項１３ないし１５のいずれかに記載の液体撹拌装置。
【請求項１８】
上記流路のうち上記接続口に繋がる部分の断面形状が、三角形状である、請求項１２ないし１５の何れかに記載の液体撹拌装置。
【請求項１９】
上記流路のすべての断面形状が、三角形状である、請求項１８に記載の液体撹拌装置。
【請求項２０】
上記流路の内面のうち、上記基板によって構成されているものは、凹凸状とされている、請求項１８または１９に記載の液体撹拌装置。
【請求項２１】
上記流路内に存在する液体を対象とした測定を行う測定手段を備える、請求項４ないし２０のいずれかに記載の液体撹拌装置。
【請求項２２】
上記測定手段は、上記流路に対して光を照射する発光部と、上記流路を透過した光を受光する受光部と、を有する、請求項２１に記載の液体撹拌装置。
【請求項２３】
上記測定手段は、複数回の上記往復流の後に測定を行う、請求項２１または２２に記載の液体撹拌装置。
【請求項２４】
上記撹拌槽には、上記液体に溶解する試薬が収容されている、請求項１ないし２３のいずれかに記載の液体撹拌装置。
【請求項２５】
上記液体は血液を含む、請求項１ないし２４のいずれかに記載の液体撹拌装置。
【請求項２６】
接続口を挟んで繋がる撹拌槽と流路との間で液体を往復させることにより、液体を撹拌する、液体撹拌方法。
【請求項２７】
上記流路のうち上記接続口から離間した位置に対して圧力を付与することにより液体を往復させる、請求項２６に記載の液体撹拌方法。
【請求項２８】
上記流路は、液体が毛管力によって内部に充てんされうる断面積および断面形状を有する、請求項２７に記載の液体撹拌方法。
【請求項２９】
液体とこの液体に対して上記接続口とは反対側に隣接する気体とが上記流路に充てんされた状態で、上記流路に対して正圧を付与し続けることにより、上記流路から上記撹拌槽への液体の流入、上記流路から上記撹拌槽への気体の流入、および上記撹拌槽から上記流路への液体の逆流、を繰り返し発生させることにより、上記接続口を挟んで液体を往復させる、請求項２８に記載の液体撹拌方法。
【請求項３０】
上記流路は、上記接続口に接する第１流路内面を有しており、
上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第１流路内面に連続につながる第１撹拌槽内面を有する、請求項２９に記載の液体撹拌方法。
【請求項３１】
上記流路は、上記第１流路内面とは反対側に位置し、かつ上記接続口に接する第２流路内面を有しており、
上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第２流路内面に不連続につながる第２撹拌槽内面を有する、請求項３０に記載の液体撹拌方法。
【請求項３２】
上記流路および上記撹拌槽内部側において上記第２流路内面と上記第２撹拌層内面とがなす角は、１８０°より大である、請求項３１に記載の液体撹拌方法。
【請求項３３】
上記撹拌槽は、上記接続口につながっており、かつ上記接続口から離間するほど互いの距離が大となる１対の第３撹拌槽内面を有する、請求項２９に記載の液体撹拌方法。
【請求項３４】
上記１対の第３撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対する角度が同一である、請求項３３に記載の液体撹拌方法。
【請求項３５】
上記撹拌槽は、上記１対の第３撹拌槽内面に各別につながっており、かつ上記撹拌槽内部側において上記第３撹拌槽内面となす角が１８０°より大である、１対の第４撹拌槽内面を有する、請求項３３または３４に記載の液体撹拌方法。
【請求項３６】
上記１対の第４撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対していずれも直角であり、かつ上記流れ方向における上記接続口からの距離が同じである、請求項３５に記載の液体撹拌方法。
【請求項３７】
上記撹拌槽および上記流路を構成する凹部が形成された基板、および上記凹部を覆うように上記基板に貼り付けられたカバーを有するカートリッジを用いる、請求項２９ないし３６のいずれかに記載の液体撹拌方法。
【請求項３８】
上記カバーは、自己粘着性樹脂シートである、請求項３７に記載の液体撹拌方法。
【請求項３９】
上記液体は、上記カバーに対する接触角が、８５°以下である、請求項３８に記載の液体撹拌方法。
【請求項４０】
上記液体は、上記カバーに対する接触角が、５０°以下である、請求項３９に記載の液体撹拌方法。
【請求項４１】
上記流路は、断面積が０．１６ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が矩形状である、請求項３８ないし４０のいずれかに記載の液体撹拌方法。
【請求項４２】
上記流路は、断面積が０．２５ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が三角形状である、請求項３８ないし４０のいずれかに記載の液体撹拌方法。
【請求項４３】
上記流路のうち上記接続口に繋がる部分の断面形状が、三角形状である、請求項３７ないし４０の何れかに記載の液体撹拌方法。
【請求項４４】
上記流路のすべての断面形状が、三角形状である、請求項４３に記載の液体撹拌方法。
【請求項４５】
上記流路の内面のうち、上記基板によって構成されているものは、凹凸状とされている、請求項４３または４４に記載の液体撹拌方法。
【請求項４６】
上記液体を複数回往復させた後に、上記流路内に存在する液体を対象とした測定を行う、請求項２９ないし４５のいずれかに記載の液体撹拌方法。
【請求項４７】
上記測定には、上記流路に対して光を照射する発光部と、上記流路を透過した光を受光する受光部と、を有する測定手段を用いる、請求項４６に記載の液体撹拌方法。
【請求項４８】
上記撹拌槽には、上記液体に溶解する試薬が収容されている、請求項２６ないし４７のいずれかに記載の液体撹拌方法。
【請求項４９】
上記液体は血液を含む、請求項２６ないし４８のいずれかに記載の液体撹拌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば微量な血液と、希釈液または試薬などとを撹拌するのに適した液体撹拌装置および液体撹拌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
身体の健康状態を把握するために、血液中の特定成分を分析することが広く行われている。近年においては、大掛かりな装置を用いることなく、比較的コンパクトな装置構成とされた分析装置を用いて上記特定成分の分析がなされ始めている。このような分析装置は、血液を希釈液によって希釈したり、希釈された血液と試薬とを混合したりするために、液体を撹拌する液体撹拌装置の機能を含んでいる。
【０００３】
図３９は、従来の液体撹拌装置の一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示された液体撹拌装置９００は、撹拌槽９０１、撹拌子９０２、２つの導入流路９０３，９０４、および排出流路９０５を備えている。撹拌槽９０１は、撹拌子９０２を収容しており、２つの導入流路９０３，９０４および排出流路９０５が接続されている。撹拌子９０２は、図示しない駆動源によって回転自在とされている。導入流路９０３からは、たとえば希釈液が撹拌槽９０１に導入され、導入流路９０４からは、たとえば血液が撹拌槽９０１に導入される。撹拌槽９０１に希釈液と血液とが導入されると、撹拌子９０２が回転させられる。これにより、希釈液と血液とは撹拌され、互いに混合される。この混合によって、検体が生成される。この検体は、排出流路９０５から排出されたのちに、たとえば図示しない測定手段によって特定成分の濃度などが測定される。
【０００４】
しかしながら、この種の分析に供される血液は、その量がμＬオーダーのごく微量であることが一般的である。このため、撹拌子９０２も、血液量に応じて小型化する必要がある。このような。小型の撹拌子９０２を撹拌槽９０１に収容すること、また、撹拌子９０２を適切に回転させる駆動源を構成することは、容易ではない。特に、１回ごとの分析ののちに廃棄する、いわゆるディスポーザブルタイプのカートリッジ内に撹拌槽９０１を設ける構成とする場合、撹拌子９０２を設けることの困難さが実用化の大きな障害となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４３８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、機構が不当に複雑化することを回避しつつ、液体をより確実に撹拌することが可能な液体撹拌装置および液体撹拌方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面によって提供される液体撹拌装置は、接続口を有する撹拌槽と、上記接続口に繋がる流路と、上記接続口を挟んで上記撹拌槽および上記流路との間で液体を往復させる往復流発生手段と、を備える。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記往復流発生手段は、上記流路のうち上記接続口から離間した位置に対して圧力を付与する圧力付与手段を含む。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、液体が毛管力によって内部に充てんされうる断面積および断面形状を有する。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記往復流発生手段は、液体とこの液体に対して上記接続口とは反対側に隣接する気体とが上記流路に充てんされた状態で、上記圧力付与手段によって上記流路に対して正圧を付与し続けることにより、上記流路から上記撹拌槽への液体の流入、上記流路から上記撹拌槽への気体の流入、および上記撹拌槽から上記流路への液体の逆流、を繰り返し発生させることにより、上記接続口を挟んで液体を往復させる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、上記接続口に接する第１流路内面を有しており、上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第１流路内面に連続につながる第１撹拌槽内面を有する。なお、本発明でいう連続とは、上記第１流路内面と上記第１撹拌槽内面との境界に意図的な角部が形成されていない関係をいう。たとえば、実際の製造工程における加工精度を下回る微細な角部が上記境界に不可避的に形成されてしまった構成であっても、毛管力による液体の進行をほとんど妨げないものであれば、連続な関係にあたる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、上記第１流路内面とは反対側に位置し、かつ上記接続口に接する第２流路内面を有しており、上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第２流路内面に不連続につながる第２撹拌槽内面を有する。なお、本発明でいう不連続とは、上記第２流路内面と第２撹拌槽内面との境界に意図的な角部が形成されている関係をいう。たとえば、鋭利な角部を形成しようとしても、実際の製造工程における加工精度には限界があるため、角部のごく先端部分を拡大注視すると、なだらかな曲面となっている場合がある。また、加工精度を見越して、角部の先端をごく半径が小さい円弧曲面にあえて加工する場合もある。しかしながら、毛管力による液体の進行を阻止しうるような意図的な角部が形成されているものであれば、本発明でいう不連続な関係にあたる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路および上記撹拌槽内部側において上記第２流路内面と上記第２撹拌槽内面とがなす角は、１８０°より大である。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽は、上記接続口につながっており、かつ上記接続口から離間するほど互いの距離が大となる１対の第３撹拌槽内面を有する。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の第３撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対する角度が同一である。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽は、上記１対の第３撹拌槽内面に各別につながっており、かつ上記撹拌槽内部側において上記第３撹拌槽内面となす角が１８０°より大である、１対の第４撹拌槽内面を有する。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の第４撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対していずれも直角であり、かつ上記流れ方向における上記接続口からの距離が同じである。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽および上記流路を構成する凹部が形成された基板、および上記凹部を覆うように上記基板に貼り付けられたカバー、を有するカートリッジを備える。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記カバーは、自己粘着性樹脂シートである。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記液体は、上記カバーに対する接触角が、８５°以下である。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記液体は、上記カバーに対する接触角が、５０°以下である。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、断面積が０．１６ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が矩形状である。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、断面積が０．２５ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が三角形状である。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路のうち上記接続口に繋がる部分の断面形状が、三角形状である。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路のすべての断面形状が、三角形状である。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路の内面のうち、上記基板によって構成されているものは、凹凸状とされている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路内に存在する液体を対象とした測定を行う測定手段を備える。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記測定手段は、上記流路に対して光を照射する発光部と、上記流路を透過した光を受光する受光部と、を有する。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記測定手段は、複数回の上記往復流の後に測定を行う。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽には、上記液体に溶解する試薬が収容されている。
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記液体は血液を含む。
【００３２】
本発明の第２の側面によって提供される液体撹拌方法は、接続口を挟んで繋がる撹拌槽と流路との間で液体を往復させることにより、液体を撹拌する。
【００３３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路のうち上記接続口から離間した位置に対して圧力を付与することにより液体を往復させる。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、液体が毛管力によって内部に充てんされうる断面積および断面形状を有する。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては、液体とこの液体に対して上記接続口とは反対側に隣接する気体とが上記流路に充てんされた状態で、上記流路に対して正圧を付与し続けることにより、上記流路から上記撹拌槽への液体の流入、上記流路から上記撹拌槽への気体の流入、および上記撹拌槽から上記流路への液体の逆流、を繰り返し発生させることにより、上記接続口を挟んで液体を往復させる。
【００３６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、上記接続口に接する第１流路内面を有しており、上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第１流路内面に連続につながる第１撹拌槽内面を有する。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、上記第１流路内面とは反対側に位置し、かつ上記接続口に接する第２流路内面を有しており、上記撹拌槽は、上記接続口を挟んで上記第２流路内面に不連続につながる第２撹拌槽内面を有する。
【００３８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路および上記撹拌槽内部側において上記第２流路内面と上記第２撹拌槽内面とがなす角は、１８０°より大である。
【００３９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽は、上記接続口につながっており、かつ上記接続口から離間するほど互いの距離が大となる１対の第３撹拌槽内面を有する。
【００４０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の第３撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対する角度が同一である。
【００４１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽は、上記１対の第３撹拌槽内面に各別につながっており、かつ上記撹拌槽内部側において上記第３撹拌槽内面となす角が１８０°より大である、１対の第４撹拌槽内面を有する。
【００４２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の第４撹拌槽内面は、上記流路のうち上記接続口に繋がっている部分の流れ方向に対していずれも直角であり、かつ上記流れ方向における上記接続口からの距離が同じである。
【００４３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽および上記流路を構成する凹部が形成された基板、および上記凹部を覆うように上記基板に貼り付けられたカバーを有するカートリッジを用いる。
【００４４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記カバーは、自己粘着性樹脂シートである。
【００４５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記液体は、上記カバーに対する接触角が、８５°以下である。
【００４６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記液体は、上記カバーに対する接触角が、５０°以下である。
【００４７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、断面積が０．１６ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が矩形状である。
【００４８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路は、断面積が０．２５ｍｍ2以下であり、かつ断面形状が三角形状である。
【００４９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路のうち上記接続口に繋がる部分の断面形状が、三角形状である。
【００５０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路のすべての断面形状が、三角形状である。
【００５１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記流路の内面のうち、上記基板によって構成されているものは、凹凸状とされている。
【００５２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記液体を複数回往復させた後に、上記流路内に存在する液体を対象とした測定を行う。
【００５３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記測定には、上記流路に対して光を照射する発光部と、上記流路を透過した光を受光する受光部と、を有する測定手段を用いる。
【００５４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記撹拌槽には、上記液体に溶解する試薬が収容されている。
【００５５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記液体は血液を含む。
【００５６】
このような構成によれば、上記接続口を挟んで液体を往復流させることにより、液体を適切に撹拌させることが可能である。この往復流を発生させるために上記撹拌槽や上記流路に専用の流動発生源を設ける必要がない。したがって、上記液体撹拌装置の機構が不当に複雑化することを回避しつつ、液体を適切に撹拌することができる。
【００５７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく液体撹拌装置を示す全体概要図である。
【図２】図１の液体撹拌装置に用いられるカートリッジを示す要部平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図５】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図６】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図７】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図８】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図９】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１０】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１１】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１２】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１３】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１４】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１５】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１６】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１７】図１の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図１８】図１の液体撹拌装置における検体の測定を示す要部平面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に基づく液体撹拌装置を示す全体概要図である。
【図２０】図１９の液体撹拌装置に用いられるカートリッジを示す要部平面図である。
【図２１】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２２】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２３】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２４】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２５】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２６】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２７】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２８】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図２９】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３０】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３１】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３２】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３３】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３４】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３５】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３６】図１９の液体撹拌装置における流動を示す要部平面図である。
【図３７】図１または図１９の液体撹拌装置に用いられるカートリッジの一変形例を示す要部拡大断面図である。
【図３８】図１または図１９の液体撹拌装置に用いられるカートリッジの他の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図３９】従来の液体撹拌装置の一例を示す要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００６０】
図１は、本発明の第１実施形態に基づく液体撹拌装置を示している。本実施形態の液体撹拌装置１０１は、カートリッジ２００、貯蔵槽３００、ポンプ４００、測定手段５００、および制御部６００を備えており、液体である検体７００の撹拌に加えて、検体７００を対象とした測定機能を有する、分析装置として構成されている。検体７００は、たとえば血液あるいはあらかじめ希釈された血液であり、血液中のたんぱく質などの特定成分が上記分析装置の分析対象である。
【００６１】
カートリッジ２００は、検体７００の撹拌、および検体７００を対象とした測定が行われる場であり、図２および図３に示すように、撹拌槽２３０、測定流路２４０、加圧口２５０、および導入口２６０が形成されている。図３に示すように、カートリッジ２００は、基板２１０およびカバー２２０からなる。なお、図２においては、理解の便宜上、カバー２２０を省略している。基板２１０は、たとえば透明なアクリル樹脂からなり、たとえば厚さが２ｍｍ程度、平面視寸法が６８ｍｍＸ３０ｍｍ程度とされている。基板２１０には、撹拌槽２３０や測定流路２４０を構成するための凹部２１１が形成されている。凹部２１１は、撹拌槽２３０を構成する部分の深さが１．５ｍｍ程度、測定流路２４０を構成する部分の深さが０．４ｍｍ程度である。カバー２２０は、たとえば透明なＰＥＴ樹脂からなり、凹部２１１を覆うように基板２１０に貼り付けられている。
【００６２】
撹拌槽２３０は、検体７００を撹拌するのに利用される槽であり、本実施形態においては、互いに反対側を向く大小の三角形がつながった形状とされている。図４に示すように、撹拌槽２３０は、接続口２３５、１対の内面２３３、１対の内面２３４を有している。接続口２３５は、測定流路２４０とつながる部位であり、その開口寸法がたとえば０．４ｍｍ角とされている。なお、内面２３３は、本発明でいう第３撹拌槽内面に相当し、内面２３４は、本発明でいう第４撹拌槽内面に相当する。
【００６３】
１対の内面２３３は、図中左右方向に延びる対称軸を挟んで対称形とされており、接続口２３５から図中右方に向かうほど互いに離間するように傾斜している。本実施形態においては、１対の内面２３３がなす角は、たとえば４４°程度である。なお、１対の内面２３３は、対称形状である必要はなく、図中左右方向に延びる軸に対する傾斜角度が異なっていてもよいし、互いの長さが異なっていてもよい。
【００６４】
１対の内面２３４は、１対の内面２３３に繋がっており、本実施形態においては、図中上下方向に延びている。1対の内面２３４は、互いを延長した面が重なる関係とされており、互いのなす角が１８０°となっている。また、図中左右方向において接続口２３５から各内面２３４までの距離は等しい。なお、１対の内面２３４は、本実施形態の構成に限定されず、各内面２３４と各内面２３３とがなす角が、撹拌槽２３０内部側において１８０°よりも大であればよい。また、接続口２３５から各内面２３４までの距離は異なっていてもよい。
【００６５】
撹拌槽２３０には、試薬２３７が設けられている。試薬２３７は、検体７００に溶解することにより、検体７００の測定に寄与するたとえば呈色反応を生じるものであり、本実施形態においては、乾燥状態とされている。また、撹拌槽２３０には、通気口２３６が形成されている。通気口２３６は、液体撹拌装置１０１に備えられた図示しないバルブなどによって、たとえば閉状態と大気開放状態とをとる。
【００６６】
測定流路２４０は、撹拌槽２３０に対して接続口２３５において接続されており、図２および図４における図中左右方向に延びている。測定流路２４０は、その断面寸法がたとえば０．４ｍｍ角程度とされており、毛管力によって検体７００などの液体が内部に充てん可能なサイズおよび形状とされている。毛管力を適切に生じさせる観点からは、測定流路２４０の断面寸法としては、幅が０．０５〜１．００ｍｍであることが好ましい。さらに望ましくは、幅が０．４０〜０．６０ｍｍであることが好ましい。
【００６７】
図４に示すように、測定流路２４０は、内面２４１，２４２を有している。内面２４１，２４２は、互いに対向しており、かつ平行である。内面２４１，２４２は、接続口２３５を挟んで、撹拌槽２３０の１対の内面２３３と不連続に繋がっている。
【００６８】
図２に示すように、本実施形態においては、加圧口２５０および導入口２６０が互いに共通する構成とされている。図１に示すように加圧口２５０（導入口２６０）には、貯蔵槽３００とポンプ４００とが切り替えバルブ４１０を介して接続されている。切り替えバルブ４１０は、加圧口２５０（導入口２６０）と貯蔵槽３００およびポンプ４００との接続状態を適宜変更するためのものである。なお、加圧口２５０と導入口２６０とが互いに独立した構成であってもよい。
【００６９】
貯蔵槽３００は、検体７００を貯蔵するための槽であり、切り替えバルブ４１０および導入口２６０に検体７００を導入する導入源である。ポンプ４００は、本発明でいう往復流発生手段の圧力付与手段の一例に相当し、切り替えバルブ４１０を介して加圧口２５０に加圧するための加圧源である。本実施形態においては、その吐出量がたとえば０．１ｍＬ／ｍｉｎ程度のものが選定されている。
【００７０】
測定手段５００は、測定流路２４０に滞留した検体７００を対象とした測定を行うためのものであり、本実施形態においては、発光部５１０および受光部５２０を備える。発光部５１０は、たとえば発光ダイオードを内蔵しており、図３に示すように、カートリッジ２００の上方から測定流路２４０の適所にむけて光を照射可能とされている。受光部５２０は、たとえばフォトダイオードを内蔵しており、カートリッジ２００の下方において、測定流路２４０に滞留した検体７００を透過した光を受光可能とされている。なお、本発明でいう測定手段は、本実施形態のような光学的手段を用いたものに限定されず、液体を対象とした測定を行うさまざまな構成のものが適用可能である。
【００７１】
制御部６００は、液体撹拌装置１０１の動作を制御するためのものであり、たとえばＣＰＵ、メモリ、インターフェース（いずれも図示略）を備えている。制御部６００の制御対象は、切り替えバルブ４１０の切り替え動作、ポンプ４００の加圧制御、発光部５１０の発光制御、および受光部５２０からの受光信号の受信、この受信信号に基づいた検体７００の特定成分を対象とした分析処理、をはじめ、液体撹拌装置１０１の動作に必要な制御を行う。
【００７２】
次に、液体撹拌装置１０１による液体撹拌方法について、以下に説明する。
【００７３】
まず、切り替えバルブ４１０を操作することにより、貯蔵槽３００と導入口２６０が通じる状態とする。これにより、検体７００が測定流路２４０へと導入される。適量の検体７００が導入されたのちに、切り替えバルブ４１０を操作することにより、ポンプ４００と加圧口２５０が通じる状態とする。そして、ポンプ４００から加圧することにより、図４に示すように、測定流路２４０内において、検体７００と、この検体７００に対して接続口２３５とは反対側から隣接する気体８００とが存在する状態を生じさせる。なお、この間、通気口２３６は、大気開放状態をとることができる。
【００７４】
この状態から検体７００が接続口２３５を挟んで測定流路２４０と撹拌槽２３０とを行き来する一連の往復流が開始される。この往復流を生じさせる間、ポンプ４００からは加圧を継続する。この加圧は、設定圧力が一定であり、意図的に圧力を変化させたり、動作を休止させることはしない。発明者らの研究の結果、ポンプ４００から一定の加圧がある状態で、以下に説明する往復流が発生するという知見が得られた。
【００７５】
ポンプ４００からの加圧により、図５に示すように検体７００は測定流路２４０を図中右方へと進行し、その一部が撹拌槽２３０に進入する。図６に示すように、さらに検体７００が撹拌槽２３０に進入すると、測定流路２４０内に残存する検体７００の量が次第に少なくなる。本実施形態においては、本図に示す状態においては、検体７００はいまだ試薬２３７とは接触していない。検体７００が図中右方に進行することにより検体７００の左端が接続口２３５を越えると、図７に示すように、気体８００の一部が、気泡８０１となって撹拌槽２３０内に急激に進入する。この進入の勢いによって、検体７００が一気に試薬２３７と接する現象が発明者らの研究において観察された。そして、気泡８０１の進入の直後に、図８に示すように検体７００が測定流路２４０へと逆流する現象が確認された。
【００７６】
この現象を考察すると、まず、気体８００が気泡８０１となると、気泡８０１には円形状になろうとする表面張力が強く作用する。このような表面張力は、断面積が顕著に小である測定流路２４０および接続口２３５から、断面積が顕著に大である撹拌槽２３０へと気泡８０１を移動させる推進力になると考えられる。この推進力が加味された気泡８０１の移動速度は、ポンプ４００からの正圧のみによる移動速度よりも速いはずである。そのため、ポンプ４００からの正圧のみによって移動した場合よりも、気体８００および検体７００が撹拌槽２３０側に過度に移動した状態になるといえる。この過度な移動により、測定流路２４０内は、一時的に圧力が低下した状態になる。測定流路２４０は、毛管力によって検体７００が内部に導入される程度の寸法とされているため、接続口２３５に検体７００が接していると、この検体７００を引き込もうとする機能を果たす。これらの毛管力および圧力低下によって、検体７００の一部が撹拌槽２３０から測定流路２４０に引き戻される格好となり、これが図８における逆流現象を引き起こしたと考えられる。
【００７７】
逆流現象が生じてからある程度の時間が経過すると、測定流路２４０内の圧力は上述した低下前の状態となる。すると、図９に示すように、検体７００および気体８００が撹拌槽２３０へとふたたび進行し始める。すると、図１０に示すように、撹拌槽２３０内に、２つめの気泡８０１が生じる。２つめの気泡８０１が生じることにより、上述した逆流現象が再び発生することとなり、図１１に示すように検体７００が測定流路２４０へと逆流する現象が観察された。さらにポンプ４００からの加圧を継続すると、図１２に示すように、検体７００および気体８００が撹拌槽２３０へと進行し始め、撹拌槽２３０内に３つめの気泡８０１が発生する。そして、図１３に示すように、検体７００の逆流が生じる。
【００７８】
さらに、観察を継続すると、図１４に示すように４つめの気泡８０１が発生し、その後に図１５に示すように検体７００の逆流が生じた。そして、図１６に示すように、５つめの気泡８０１が発生し、その後に図１７に示すように検体７００の逆流が生じた。このように、撹拌槽２３０内における気泡８０１の発生回数に応じて、接続口２３５を挟んだ検体７００の往復流が明瞭に確認された。往復流の頻度は、１往復あたり６秒前後であった。
【００７９】
この往復流の繰り返しにより、試薬２３７が検体７００内にまんべんなく分布する程度に検体７００が撹拌された。十分な撹拌がなされたのちは、たとえばポンプ４００の圧力を大気開放することにより、図１８に示すように検体７００を測定流路２４０へと戻す。そして、撹拌された検体７００が測定流路２４０に充てんされた状態で、測定手段５００によって検体７００を対象とした測定を行う。この測定結果を受光部５２０からの信号として制御部６００が受け取ると、制御部６００は、検体７００に含まれる特定成分の分析処理を行う。以上の工程を経ることにより、検体７００の撹拌と、検体７００を対象とした分析が完了する。
【００８０】
次に、液体撹拌装置１０１およびこれを用いた液体撹拌方法の作用について説明する。
【００８１】
本実施形態によれば、液体である検体７００を接続口２３５を挟んで往復流させることにより、検体７００を適切に撹拌させることが可能である。この往復流を発生させるために撹拌槽２３０や測定流路２４０に専用の撹拌流発生源を設ける必要がない。したがって、液体撹拌装置１０１の機構が不当に複雑化することを回避しつつ、検体７００に試薬２３７を十分に溶解できる程度に撹拌することができる。液体である検体７００の内部に気泡８０１を生じさせ、この気泡８０１の発生時に生じる過渡的な圧力変動を利用することにより、比較的急激な往復流を繰り返し生じさせることができる。
【００８２】
検体７００の往復流は、ポンプ４００からの一定圧の加圧を継続することにより生じさせている。このため、たとえば検体７００を往復させるために、正圧と負圧とを交互に繰り返し発生させる構成と比較して、液体撹拌装置１０１の機構をより簡素化することが可能である。特に、毛管力を十分に発揮可能なサイズおよび形状とされた測定流路２４０と測定流路２４０に比べて顕著に大きい断面積を有する撹拌槽２３０とをつなげることにより、毛管力を利用した往復流の発生を効果的に誘発することができる。
【００８３】
１対の内面２３３によって挟まれた空間を、接続口２３５から徐々に大きくなる構成とすることにより、気泡８０１を急激に撹拌槽２３０内へと進入させることができる。大きく開いた１対の内面２３４と１対の内面２３３との境界は、検体７００の進行を阻止する効果を奏することとなり、撹拌槽２３０内において検体７００が不当に広がってしまうことを抑制することができる。検体７００が不当に広がらなければ、検体７００が結果的に接続口２３５近辺に滞留しやすくなる。これは、検体７００の往復流を確実に発生させるのに適している。
【００８４】
検体７００を十分に撹拌したのちに、検体７００を意図的に逆流させることにより、測定流路２４０において検体７００を対象とした測定を行うことができる。この測定に適した状態を生じさせるためには、検体７００の逆流が必要となるのみであり、測定流路２４０以外の他の流路に検体７００を移動させる必要がない。これは、分析機能を有する液体撹拌装置１０１の機構を簡略化するのに有利である。
【００８５】
図１９〜図３６は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００８６】
図１９は、本発明の第２実施形態に基づく液体撹拌装置を示している。本実施形態の液体撹拌装置１０２は、２種類の液体である希釈液７１０と血液７２０とを混合し、かつこの混合により得られた検体７００と試薬２３７とを撹拌させる構成とされている。液体撹拌装置１０２は、貯蔵槽３０１，３０２を備えている。貯蔵槽３０１には、希釈液７１０が貯蔵されており、貯蔵槽３０２には、血液７２０が貯蔵されている。カートリッジ２００は、２つの導入口２６１，２６２、および２つの加圧口２５１，２５２を有している。導入口２６１，２６２は、制御部６００からの制御によって開閉状態が切り替え自在とされている。加圧口２５１，２５２には、切り替えバルブ４１１を介してポンプ４００が接続されている。制御部６００の制御によって切り替えバルブ４１１の開通状態を変更することにより、ポンプ４００から加圧口２５１，２５２のいずれか一方に対して加圧可能とされている。
【００８７】
図２０に示すように、カートリッジ２００は、撹拌槽２３０および測定流路２４０に加えて、加圧流路２５３，２５４、導入流路２６３，２６４、中間流路２７１，２７２、および中間槽２７０を有する。加圧流路２５３，２５４は、加圧口２５１，２５２と中間流路２７１，２７２とを繋いでいる。導入流路２６３，２６４は、導入口２６１，２６２と中間流路２７１，２７２とを繋いでいる。加圧流路２５３，２５４と導入流路２６３，２６４とは、中間流路２７１，２７２に対して同じ位置で繋がっている。中間流路２７１，２７２は、たがいに平行に延びており、中間槽２７０に繋がっている。中間槽２７０からは、測定流路２４０が撹拌槽２３０へと延びている。加圧流路２５３，２５４、導入流路２６３，２６４、および中間流路２７１，２７２の断面寸法は、測定流路２４０の断面寸法と同程度であり、たとえば０．４ｍｍ角程度である。
【００８８】
図２３に示すように、本実施形態においては、撹拌槽２３０は、平面視円形状とされており、内面２３１，２３２を有している。内面２３１は、本発明でいう第１撹拌槽内面に相当し、内面２３２は、本発明でいう第２撹拌槽内面に相当する。内面２３１は、接続口２３５を挟んで測定流路２４０の内面２４１と連続に繋がっている。内面２３２は、接続口２３５を挟んで測定流路２４０の内面２４２と不連続に繋がっている。内面２３２と内面２４２とがなす角は、撹拌槽２３０内部側において１８０°よりも顕著に大であり、２７０°を越えている。
【００８９】
次に、液体撹拌装置１０２による液体撹拌方法について、以下に説明する。
【００９０】
まず、図２０に示すように、導入口２６１，２６２から導入流路２６３，３６４を介して中間流路２７１に希釈液７１０を、中間流路２７２に血液７２０をそれぞれ充てんする。この充てんは、表面張力によってなされるため、希釈液７１０および血液７２０の進行は、中間流路２７１，２７２の図中右端で停止する。
【００９１】
次いで、切り替えバルブ４１１の切り替えおよびポンプ４００の作動により、加圧口２５１に加圧する。これにより、図２１に示すように、中間流路２７１内に充てんされていた希釈液７１０が、中間槽２７０へと押し出される。中間槽２７０においては、希釈液７１０は、毛管力の作用により中間槽２７０の内面に沿って測定流路２４０へと進行する。
【００９２】
次いで、切り替えバルブ４１１の切り替えおよびポンプ４００の作動により、加圧口２５２に加圧する。これにより、図２２に示すように、中間流路２７２内に充てんされていた血液７２０が、中間槽２７０へと押し出される。中間槽２７０においては、血液７２０は、毛管力の作用により中間槽２７０の内面に沿って測定流路２４０へと進行する。そして、先行する希釈液７１０に対して隣接する状態となる。希釈液７１０と血液７２０とが接することにより、部分的かつ限定的な混合が生じるが、希釈液７１０と血液７２０との全体的な混合はいまだ生じていない。
【００９３】
次いで、ポンプ４００からの一定圧の加圧を継続すると、図２３以降に示す流動が引き起こされ、往復流の現象が生じる。まず、図２３に示すように、測定流路２４０内を希釈液７１０が先行し、血液７２０がこれに続く格好で撹拌槽２３０へと進行する。加圧を継続することにより、図２４に示すように希釈液７１０と血液７２０の大部分が撹拌槽２３０へと進入する。撹拌槽２３０に進入する際に希釈液７１０と血液７２０とがある程度混合され、検体７００となる。そして、測定流路２４０内の希釈液７１０および血液７２０のほとんどが撹拌槽２３０に進入すると、図２５に示すように、気体８００の一部が気泡８０１となって撹拌槽２３０に進入する。この進入において、検体７００が試薬２３７と接し、試薬２３７が検体７００に溶解する。
【００９４】
本実施形態においては、小断面の測定流路２４０に対して顕著に大きい断面を有する円形状の撹拌槽２３０が接続されている。このため、測定流路２４０から撹拌槽２３０へと進入したとたんに、断面積が急激に拡大している。これにより、気泡８０１は勢いよく撹拌槽２３０に進入し、図２６に示すように、その勢いで破裂する挙動が観察された。この破裂の直後には、図２７に示すように検体７００が撹拌槽２３０から測定流路２４０へと逆流する現象が観察された。
【００９５】
この現象を考察すると、気泡８０１が生じるまでは、ポンプ４００の加圧による気体８００の進行に対して検体７００が負荷となる関係になっているといえる。したがって、測定流路２４０内における気体８００の圧力は、ポンプ４００の設計仕様圧力と同程度に高まっているはずである。しかし、気泡８０１が急激に撹拌槽２３０に進入し、かつ破裂すると、気泡８０１を構成していた気体８００が撹拌槽２３０へと一気に開放される。これは、検体７００がポンプ４００に対する負荷ではなくなったことを意味する。すると、ポンプ４００の吐出能力は有限であるため、この急激な開放に追随しきれない状態が瞬間的に生じると推察される。この瞬間には、測定流路２４０内の圧力が一時的に低下することとなる。測定流路２４０の断面寸法によって生じる毛管力によって、接続口２３５に接する検体７００は、測定流路２４０へと引き込まれ始める。これらの表面張力および圧力低下によって検体７００の逆流現象が生じたと考えられる。
【００９６】
さらにポンプ４００からの加圧を継続すると、図２８に示すように検体７００が撹拌槽２３０へと進行し始める。次いで、図２９に示すようにふたたび気泡８０１が生じ、図３０に示すように気泡８０１が破裂する。これに引き続き、図３１に示すように上述した検体７００の逆流現象が観察された。
【００９７】
以上に述べた、気泡の８０１の発生および破裂により、検体７００は、接続口２３５を挟んで往復流している。この往復流によって、希釈液７１０と血液７２０の混合がさらに促進されるとともに、検体７００全体に試薬２３７がまんべんなく溶解する状態に近づけられる。
【００９８】
発明者らは、さらにポンプ４００による加圧を継続すると、図３２以降に示すように、気泡８０１が破裂することなく検体７００の往復流が生じることも観察した。この現象は、上述した第１実施形態における現象と類似している。図３２に示すように、撹拌槽２３０において発生した気泡８０１は、図３３に示すように破裂することなく撹拌槽２３０内に残存する現象が観察された。本実施形態においても、気泡８０１を円形状に保とうとする表面張力の作用により、気泡８０１が勢いよく撹拌槽２３０内に進入する。この挙動により、図３４に示すように、検体７００が逆流する現象が観察された。
【００９９】
次いで、ポンプ４００による加圧を継続すると、図３５に示すように、２つめの気泡８０１が生じ、この気泡が撹拌槽２３０内に残存した。こののちは、気泡８０１が繰り返し生じ、図３６に示すようにたとえば４つ程度の気泡８０１が撹拌槽２３０内に残存する状態が観察された。加圧をさらに継続すると、さらに気泡８０１が生じ、また一部の気泡８０１が破裂することを不規則に繰り返しながら、検体７００の往復流が生じた。こののちは、図１８に示した場合と同様に、検体７００を意図的に逆流させた後に、測定手段５００によって検体７００を対象とした測定を行う。以上の工程を経ることにより、液体撹拌装置１０２による希釈液７１０および血液７２０の混合と、検体７００の撹拌と、検体７００を対象とした分析が完了する。
【０１００】
このような実施形態によっても、液体撹拌装置１０２の機構が不当に複雑化することを回避しつつ、検体７００を十分に撹拌することができる。測定流路２４０の内面２４１と撹拌槽２３０の内面２３１とを連続する関係とすることにより、内面２４１と内面２３１とに跨るように検体７００を位置させやすい。この位置に検体７００が存在すると、検体７００の逆流を誘発しやすいという利点がある。一方、測定流路２４０の内面２４２と撹拌槽２３０の内面２３２とを不連続な関係とすることにより、測定流路２４０に対して撹拌槽２３０の断面積を顕著に大とすることができる。撹拌槽２３０の断面積が大であるほど、気泡８０１が急激に撹拌槽２３０へと進入する推進力を発揮しやすい。これは、検体７００の往復流をより強く生じさせるのに適している。さらに、検体７００の往復流の発生源として、気泡８０１の発生に伴う瞬間的な圧力変動に加えて、気泡８０１の破裂に伴う瞬間的な圧力変動を利用することにより、より確実にかつより強い往復流を生じさせることができる。
【０１０１】
測定流路２４０の上流側に中間槽２７０および２つの中間流路２７１，２７２を備える構成とすることにより、２種類の液体である希釈液７１０と血液７２０とを測定流路２４０へと導き、これらを混合させることができる。加圧流路２５３，２５４と導入流路２６３，２６４とを中間流路２７１，２７２に対して同一箇所において接続することにより、中間流路２７１，２７２の長さに応じた希釈液７１０および血液７２０を計量することができる。
【０１０２】
図３７は、カートリッジ２００の一変形例を示している。本変形例においては、カートリッジ２００の構成要素であるカバー２２０が、基材層２２１および接着層２２２が積層された構造とされている。基材層２２１の材質としては、たとえばＰＥＴ樹脂が挙げられる。接着層２２２の材質としては、たとえばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）が挙げられる。基材層２２１の厚さは、たとえば１００μｍ程度であり、接着層２２２の厚さは、たとえば３０〜５０μｍ程度である。接着層２２２は、たとえばアクリル樹脂からなる基板２１０に対して押し付けられることにより、基材層２２１を接合する役割を果たす。このような構成とされたカバー２２０は、自己粘着性エラストマーシートと称される。
【０１０３】
自己粘着性エラストマーシートとして構成されたカバー２２０を用いることにより、基板２１０とカバー２２０との接合には、接着剤を必要としない。これにより、測定流路２４０が、製造過程において接着剤によって意図せず埋められてしまう、あるいは断面形状が不正となる、といった不具合を解消することができる。したがって、毛管力を十分に発揮する程度に断面積が小である測定流路２４０を確実に形成することができる。
【０１０４】
本変形例においては、測定流路２４０の断面形状が、その全長にわたって三角形状とされており、好ましくはすべての内角が鋭角である。発明者らの研究によれば、測定流路２４０の断面形状が矩形状である場合よりも三角形状である場合の方が、上述した往復流がより迅速に発生することを確認した。より詳しい観察によると、たとえば、図７〜図１７を参照して説明した往復流において、発生する気泡８０１のサイズが小さくなり、また気泡８０１の発生サイクルが短くなったことが確認された。発明者らの考察によると、図３７に示すように測定流路２４０の断面形状が三角形である場合、断面の３つの頂角のうち、少なくとも２つは鋭角となる。たとえば、断面形状が正三角形である場合、３つの頂角がすべて６０°であり、鋭角となる。気体８００が気泡８０１になる瞬間には、接続口２３５において気体８００が分断される。測定流路２４０のうち上述した鋭角となった部分が、気体８００の分断を誘発する顕著な幾何的不連続部となり、これによって分断が促進されていると推測される。このような気体８００の分断促進を実現するには、必ずしも測定流路２４０が全長にわたって断面三角形状とされている必要はなく、たとえば測定流路２４０のうち接続口２３５につながる部分が断面三角形状であればよいといえる。
【０１０５】
また、測定流路２４０内を検体７００が進行する際は、測定流路２４０に上述した鋭角となった部分が形成されていることにより、検体７００に対してより大きな毛管力が作用する。これにより、検体７００が測定流路２４０内をより速い速度で浸透していくという効果が期待できる。この効果を十分に発揮させるには、測定流路２４０が全長にわたって断面三角形状とされていることが好ましい。
【０１０６】
本変形例においては、測定流路２４０を構成する凹部２１１の内面が、凹凸状とされている。この内面の粗さは、たとえばＲａ＝０．７〜１．０μｍ程度であり、たとえば基板２１０を成型するための金型にブラスト加工を施すことによって形成されている。このような構成により、測定流路２４０の内面に対して検体７００がより濡れやすくなる。したがって、検体７００の測定流路２４０内における浸透速度をより高めることができる。
【０１０７】
図３８は、カートリッジ２００の他の変形例を示している。本変形例においては、測定流路２４０の断面形状が矩形状とされている点以外は、図３７に示した変形例と同じ構成とされている。このような変形例によっても、自己粘着性エラストマーシートによって構成されたカバー２２０を用いていることにより、微細な測定流路２４０を適切に形成することができる。また、測定流路２４０を構成する凹部２１１の内面が凹凸状とされていることにより、検体７００の測定流路２４０内における浸透速度をより高めることができる。
【０１０８】
図３７および図３８に示した変形例を対象として、さらに検体７００の往復流を促進する方策について、以下に説明する。まず、これらの変形例においては、カバー２２０のうち測定流路２４０の内面を構成するのは、接着層２２２となる。この方策においては、検体７００に、接着層２２２によって構成された上記内面との接触角を小さくするための調整がなされている。この調整は、たとえば検体７００に界面活性剤を添加することによりなされる。このような界面活性剤としては、例えば、エーテル型非イオン性界面活性剤や有機シリコーン界面活性剤を挙げることができる。具体的には、検体７００に界面活性剤エマルゲン７０９（花王社製：登録商標）を０．１％［ｗ／ｖ］の濃度で添加した場合、接触角が８２°であった（以下、実施例１）。また、検体７００に界面活性剤ＫＦ−６４０（信越シリコーン社製）を０．１％［ｗ／ｖ］の濃度で添加した場合、接触角が５０°であった（実施例２）。一方、検体７００に界面活性剤Pluronic（登録商標）L101（BASF社製）を０．０１％［ｗ／ｖ］の濃度で添加した場合、接触角が９４°であった（比較例）。なお、界面活性剤エマルゲン７０９に代えてエマルゲン７０５やエマルゲン７０７（いずれも花王社製）を使用でき、界面活性剤ＫＦ−６４０に代えてＫＦ−６４２やＫＦ−６４３（いずれも信越シリコーン社製）を使用できる。
【０１０９】
発明者らは、実施例１，２および比較例の検体７００と、図３７および図３８に示されたカートリッジ２００であって、測定流路２４０の断面積が異なる複数種類のカートリッジ２００と、を用いて比較実験を行った。その結果、実施例１の検体７００を用いた場合が、いずれのカートリッジ２００を用いた場合であっても、実施例２や比較例よりも迅速な往復流が確認された。実施例２の検体７００を用いた場合にも、カートリッジ２００の構成に左右されるものの、比較的確実な往復流が確認された。一方、比較例の検体７００を用いた場合、ほとんどのカートリッジ２００において往復流が不安定であるか、あるいは往復流が発生しなかった。この結果は、接触角が小さい方が、検体７００に対する毛管力が発揮されやすいためと考えられる。
【０１１０】
また、図３７に示した断面三角形状の測定流路２４０の場合、断面積が０．００２５ｍｍ2以上０．２５ｍｍ2以下の場合に迅速かつ確実な往復流が再現性良く発生した。また、図３８に示した断面矩形状の測定流路２４０の場合、断面積が０．００２５ｍｍ2以上０．１６ｍｍ2以下の場合に迅速かつ確実な往復流が再現性良く発生した。
【０１１１】
本発明に係る液体撹拌装置および液体撹拌方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る液体撹拌装置および液体撹拌方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０１，１０２  液体撹拌装置
２００  カートリッジ
２１０  基板
２１１  凹部
２２０  カバー
２２１  基材層
２２２  接着層
２３０  撹拌槽
２３５  接続口
２３１  （第１撹拌槽）内面
２３２  （第２撹拌槽）内面
２３３  （第３撹拌槽）内面
２３４  （第４撹拌槽）内面
２３６  通気口
２３７  試薬
２４０  測定流路（流路）
２４１  （第１流路）内面
２４２  （第２流路）内面
２５０，２５１，２５２  加圧口
２５３，２５４  加圧流路
２６０，２６１，２６２  導入口
２６３，２６４  導入流路
２７０  中間槽
２７１，２７２  中間流路
３００，３０１，３０２  貯蔵槽
４００  ポンプ（往復流発生手段）
４１０，４１１，４１２  切り替えバルブ
５００  測定手段
５１０  発光部
５２０  受光部
６００  制御部
７００  検体
７１０  希釈液
７２０  血液
８００  気体
８０１  気泡
【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】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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