(57)【要約】【課題】定量部内に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上する検査チップ及び検査システムを提供すること。【解決手段】  第一保持部１３２の第一仮想面１３２Ｋが連通路１５４の連通方向Ｒと平行な方向に対して成す鋭角が角度αである。また、第一壁面１３２Ａが連通方向Ｒと平行な方向に対して成す鋭角が角度βである。第一保持部１３２において、角度αは角度βより大きい。第二保持部１３３の第一仮想面１３３Ｋが連通方向Ｒと平行な方向に対して成す鋭角が角度αである。また、第一壁面１３３Ａが連通方向Ｒと平行な方向に対して成す鋭角が角度βである。第二保持部１３３において、角度αは角度βより大きい。第二保持部１３３において、角度αが角度βより大きいので試薬注入部１３１への試薬の予め定められた注入量Ｖ０の試薬１８は、第一保持部１３２及び第二保持部１３３で各々保持される。【選択図】図４
2016070849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に開口した凹部から形成され検体又は試薬が注入される注入部と、
凹部から形成され前記検体又は前記試薬が定量される定量部と、
前記注入部と前記定量部の間の流路において、前記検体又は前記試薬を保持する保持部と、
前記保持部において前記定量部の方向に延設された壁面である第一壁面と、
前記定量部の一端部である第一端部に接続され、前記定量部において定量された前記検体又は前記試薬が移動する第一案内部と、
前記定量部の他端部である第二端部に接続され、前記定量部から溢れた前記検体又は前記試薬が移動する第二案内部と、
を備え、
前記注入部への前記試薬の予め定められた注入量、又は検体を分離する分離部にて分離され、前記分離部から流出する分離後の前記検体の流出量が、前記注入部と前記保持部の連通方向と平行な方向に対して、前記第一壁面の先端部から角度α方向に延設された第一仮想面と、前記保持部を形成する壁面とにより形成される体積が等しい場合に、
前記角度αは、前記第一壁面が前記連通方向と平行な方向に対して成す角度βより大きく、かつ、
前記保持部から前記試薬又は前記検体が前記定量部に向けて流出する前記保持部の第一先端部を通り前記第一仮想面に垂直な直線である第一仮想線が、前記第二端部より前記第一端部側を通過することを特徴とする検査チップ。
【請求項２】
前記定量部として、前記試薬を定量する試薬定量部と、前記検体を定量する検体定量部とを備え、
前記試薬定量部の定量量は、前記検体定量部の定量量よりも多く、
前記定量部が前記試薬定量部の場合には、前記第一仮想線が前記試薬定量部内を通過し、
前記定量部が前記検体定量部の場合には、前記第一仮想線が前記第一端部よりも第一案内部側を通過し、且つ、前記第一案内部を形成し前記第一端部と接続する第一案内壁面と前記第一仮想線とが成す角の内、前記第一案内部内の角度が９０度未満であることを特徴とする請求項１に記載の検査チップ。
【請求項３】
前記定量部が前記検体を定量する検体定量部の場合には、前記第一壁面が前記連通方向と平行な方向に対して成す角度β１は、前記定量部が前記試薬を定量する試薬定量部の場合に前記第一壁面が前記連通方向と平行な方向に対して成す角度β２より小さく、
前記分離部から流出する分離後の前記検体の前記流出量に対する前記検体定量部の定量量の比は、前記注入部への前記試薬の予め定められた前記注入量に対する前記試薬定量部の前記定量量の比よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の検査チップ。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の検査チップと、前記検査チップを保持して公転させて遠心力を前記検査チップに印加させ、かつ前記検査チップを自転させて前記遠心力の印加方向を変える検査装置とを備えた検査システムであって、
前記検査チップは、
前記定量部が前記検体を定量する検体定量部の場合には、前記保持部から前記検体を前記検体定量部に案内する検体案内部の開口幅が、前記検体定量部の開口幅よりも細く、
前記定量部が前記試薬を定量する試薬定量部の場合には、前記保持部から前記試薬を前記試薬定量部に案内する試薬案内部の開口幅が、前記検体案内部の開口幅よりも広く形成され、
前記検査装置は、
前記検査チップを保持する検査チップ保持部と、
前記検査チップ保持部を第一軸を中心に公転させ、前記検査チップに遠心力を印加させる第一回転装置と、
前記検査チップ保持部を前記第一軸と交差する第二軸を中心として自転させ、前記検査チップに印加される前記遠心力の方向を変える第二回転装置と、
前記第一回転装置及び前記第二回転装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置の記憶装置には、
前記検体の粘度μ、
前記検体案内部の流路長さＬ、
前記検体案内部の流路の断面積Ｓ、
前記検体定量部へ注入される前記検体の質量ｍ、
重力加速度ｇ、
前記定量部の前記第二端部に接続され、前記第二案内部を構成する傾斜面が前記連通方向と平行な方向に対して成す鋭角の角度θ、
前記定量部の前記第一端部と前記第二端部の開口幅ｄ２、
前記定量部の深さｗ、
前記検体の表面張力Ｔ、
及び、前記検体の液の接触角δが予め記憶され、
前記制御装置は、
前記検体定量部へ前記検体が注入される場合には、前記第二回転装置を制御して、
前記第一仮想面に垂直な方向である第一遠心方向、前記第一壁面に垂直な方向である第二遠心方向、前記定量面に垂直な方向である第三遠心方向の順に、前記遠心力が印加されるように、前記検査チップを第二軸を中心として回転させる角度変更回転を実行し、
前記検体定量部へ前記検体の注入に係る注入時間である前記第一遠心方向から前記第二遠心方向に前記遠心力が印加される方向が変化する時間がｔの場合には、
前記第一遠心方向及び前記第二遠心方向に印加される第一遠心力の大きさは、
３２×μ×Ｌ２ ／（Ｓ×ｔ×ｍ×ｇ）より大きくなるように、前記第一回転装置による前記検査チップの公転速度を制御し、
その後、前記第三遠心方向に印加される第二遠心力の大きさは、
（２×（ｄ２＋ｗ）×Ｔ×ｃｏｓδ×ｃｏｓθ／ｃｏｓ（９０−θ））＋１
より大きくなるように、前記第一回転装置による前記検査チップの公転速度を制御することを特徴とする検査システム。
【請求項５】
前記記憶装置には、
前記定量部の前記第二端部に接続され、前記第二案内部を構成する傾斜面が前記連通方向と平行な方向に対して成す鋭角の角度θ’、
前記定量部の前記第一端部と前記第二端部の開口幅ｄ２’、
前記定量部の深さｗ’、
前記試薬の表面張力Ｔ’、
及び、前記試薬の液の接触角δ’が予め記憶され、
前記試薬定量部へ前記試薬が注入される場合には、前記制御装置は、前記第一遠心力と異なる第三遠心力を前記第一遠心方向及び前記第二遠心方向に作用させ、前記第三遠心方向に前記三遠心力よりも大きい前記二遠心力を前記検査チップに作用させるように、前記第一回転装置及び前記第二回転装置を制御し、
前記第二遠心力は、
（２×（ｄ２’＋ｗ’）×Ｔ’×ｃｏｓδ’×ｃｏｓθ’／ｃｏｓ（９０−θ’））＋１
より大きくなるように、前記第一回転装置による前記検査チップの公転速度を制御することを特徴とする請求項４に記載の検査システム。
【請求項６】
前記第一仮想面と平行な第二仮想面が前記試薬定量部の底部と接する部分から前記第二端部に延びる第二仮想線の長さがＬｍ’であり、
前記第一仮想面と平行な第二仮想面が前記検体定量部の底部と接する部分から第二検体定量部端部に延びる第二仮想線の長さがＬｍであり、
前記第一遠心方向に前記第一遠心力が印加されるときから前記第二遠心方向に前記第一遠心力が印加されるまでの時間がｔ１の間に前記検査チップに印加される遠心力がＦ１の場合には、
前記試薬定量部へ前記試薬が注入される場合には、
時間ｔ１が
【数５】
2016070849.tif 000007
になるようにし、
前記検体定量部へ前記検体が注入される場合には、
時間ｔ１が
【数６】
2016070849.tif 000008
になるように前記制御装置が前記第一回転装置及び前記第二回転装置を制御することを特徴とする請求項５に記載の検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定量部において検体又は試薬が定量される検査チップ及び検査チップに遠心力を印加して検査チップに配置された検体の検査を行う検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検体又は試薬が定量される定量部を備え、注入された検体又は試薬が遠心力により定量部まで移動されて定量される検査チップが知られている。例えば、特許文献１に記載の検査チップは、検体保持部、検体供給部及び検体定量部を備えている。検体保持部に検体が注入される。検体供給部は検体保持部から流入する検体を、検体案内部を介して検体定量部に供給する。検体定量部において検体は定量される。検体定量部は、定量された検体が流入する第一通路に接続する第一端部、及び検体余剰部に余剰な検体を案内する第二通路に接続する第二端部を備える。検体案内部は検体供給部から検体を検体保持部に案内する流路であり、流路の出口は検体定量部の第一端部及び第二端部の間に対向している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８１２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の検査チップでは、検体案内部から注入する検体が検体定量部の第二端部に当たる可能性がある。この場合、検体定量部内の空気が、第二端部に当接して定量部へ流入する検体により定量部外へ抜けず、定量部内に残留する。この結果、定量精度が低下する恐れがあった。
【０００５】
本発明の目的は、定量部内に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上する検査チップ及び検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一態様である検査チップは、一方向に開口した凹部から形成され検体又は試薬が注入される注入部と、凹部から形成され前記検体又は前記試薬が定量される定量部と、前記注入部と前記定量部の間の流路において、前記検体又は前記試薬を保持する保持部と、前記保持部において前記定量部の方向に延設された壁面である第一壁面と、前記定量部の一端部である第一端部に接続され、前記定量部において定量された前記検体又は前記試薬が移動する第一案内部と、前記定量部の他端部である第二端部に接続され、前記定量部から溢れた前記検体又は前記試薬が移動する第二案内部とを備え、前記注入部への前記試薬の予め定められた注入量、又は検体を分離する分離部にて分離され、前記分離部から流出する分離後の前記検体の流出量が、前記注入部と前記保持部の連通方向と平行な方向に対して、前記第一壁面の先端部から角度α方向に延設された第一仮想面と、前記保持部を形成する壁面とにより形成される体積が等しい場合に、前記角度αは、前記第一壁面が前記連通方向と平行な方向に対して成す角度βより大きく、かつ、前記保持部から前記試薬又は前記検体が前記定量部に向けて流出する前記保持部の第一先端部を通り前記第一仮想面に垂直な直線である第一仮想線が、前記第二端部より前記第一端部側を通過することを特徴とする。
【０００７】
角度αが角度βより大きいので注入部へ注入される予め定められた注入量の試薬、分離部から流出する分離後の検体は、保持部で保持される。この予め定められた注入量の試薬、または分離部から流出する分離後の検体が定量部へ流入する時、試薬又は検体は第一仮想線に沿って流れる。第一仮想線が第二端部より第一端部側を通過するので、予め定められた注入量の試薬は、第二端部に当たることなく、定量部へ流入する。よって、予め定められた注入量の試薬が流れる時に、第二端部と定量部へ流入する検体との間に隙間ができる。この隙間を介して定量部内の空気が定量部外へ抜けることが出来る。分離部から流出する分離後の検体においても同様である。よって、定量部の第二端部側に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上することができる。
【０００８】
前記定量部として、前記試薬を定量する試薬定量部と、前記検体を定量する検体定量部とを備え、前記試薬定量部の定量量は、前記検体定量部の定量量よりも多く、前記定量部が前記試薬定量部の場合には、前記第一仮想線が前記試薬定量部内を通過し、前記定量部が前記検体定量部の場合には、前記第一仮想線が前記第一端部よりも第一案内部側を通過し、且つ、前記第一案内部を形成し前記第一端部と接続する第一案内壁面と前記第一仮想線とが成す角の内、前記第一案内部内の角度が９０度未満であってもよい。
【０００９】
この場合には、試薬定量部の定量量は検体定量部の定量量よりも多い。すなわち試薬定量部への注入量が検体定量部への注入量よりも多く、試薬定量部へ注入される試薬が第一案内部の壁面に当たって下流に流れるのを防ぐ必要がある。上記検査チップでは、試薬定量部に試薬が流入する場合には、試薬の流れが第一仮想線に沿う。第一仮想線は試薬定量部内を通過するので、試薬の流れが第二端部及び第一案内部の壁面に当たることなく定量部内に流入する。また、検体定量部は定量量が試薬定量部の定量量より少ないので、検体の跳ね返りで定量部外に流れ、定量不足を招く可能性がある。上記検査チップでは、検体定量部に検体が流入する場合には、検体の流れが第一仮想線に沿う。第一仮想線が検体定量部の第一端部よりも第一案内部側を通過し、第一案内壁面と前記第一仮想線とが成す角度が９０度未満であるので、検体は第二端部に当たること無く、第一端部側から検体定量部内に流入する。従って、定量部内に試薬又は検体が満たされてから、第二端部より試薬又は検体が溢れ出る。よって、定量部の第二端部側に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上することができる。
【００１０】
前記定量部が前記検体を定量する検体定量部の場合には、前記第一壁面が前記連通方向と平行な方向に対して成す角度β１は、前記定量部が前記試薬を定量する試薬定量部の場合に前記第一壁面が前記連通方向と平行な方向に対して成す角度β２より小さく、前記分離部から流出する分離後の前記検体の前記流出量に対する前記検体定量部の定量量の比は、前記注入部への前記試薬の予め定められた前記注入量に対する前記試薬定量部の前記定量量の比よりも大きくてもよい。
【００１１】
検体定量部における検体の定量精度を向上するためには、より確実に検体定量部に検体が注入される必要がある。このためには、検体定量部における検体の定量量よりも余剰な検体も検体定量部に注入後に、検査チップに印加される遠心力の方向が、第一壁面に垂直になる必要がある。即ち、検体定量部の第二端部から余剰な検体が流出するタイミングと、遠心力の方向が第一壁面に垂直になり、検体定量部への検体の注入が終わるタイミングとの間が長くなる必要がある。このためには、保持部に保持された検体が流れ出す角度αと、第一壁面が連通方向と平行な方向に対して成す角度β１との差を大きくする必要がある。角度αを大きくするためには、検体定量部へ注入される量を大きくする必要がある。検体定量部へ注入される量は分離部にて分離された後の検体の量である。従って、検体定量部へ注入される量を大きくすると分離された後の検体の量を多くする必要があり分離前の検体の量を多くする必要があり、検査チップの外形が大きくなる。これに対して、角度αを大きくせずに、第一壁面角度β１を小さくする場合には、上記の問題点が無く、検体定量部の第二端部から余剰な検体が流出するタイミングと、遠心力の方向が第一壁面に垂直になるタイミングとの間を広くできる。また、分離部から流出する分離後の検体の流出量に対する検体定量部の定量量の比が、注入部への試薬の予め定められた注入量に対する試薬定量部の定量量の比よりも大きくなれば、分離後の検体が第二案内部に流入して無駄になる量が減るので、検体が注入される注入部の大きさを大きくする必要が無くなる。従って、検査チップの外形を大きくする必要性を低減できる。
【００１２】
本発明の第二の態様の検査システムは、上記何れかに記載の検査チップと、前記検査チップを保持して公転させて遠心力を前記検査チップに印加させ、かつ前記検査チップを自転させて前記遠心力の印加方向を変える検査装置とを備えた検査システムであって、前記検査チップは、前記定量部が前記検体を定量する検体定量部の場合には、前記保持部から前記検体を前記検体定量部に案内する検体案内部の開口幅が、前記検体定量部の開口幅よりも細く、前記定量部が前記試薬を定量する試薬定量部の場合には、前記保持部から前記試薬を前記試薬定量部に案内する試薬案内部の開口幅が、前記検体案内部の開口幅よりも広く形成され、前記検査装置は、前記検査チップを保持する検査チップ保持部と、前記検査チップ保持部を第一軸を中心に公転させ、前記検査チップに遠心力を印加させる第一回転装置と、前記検査チップ保持部を前記第一軸と交差する第二軸を中心として自転させ、前記検査チップに印加される前記遠心力の方向を変える第二回転装置と、前記第一回転装置及び前記第二回転装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置の記憶装置には、前記検体の粘度μ、前記検体案内部の流路長さＬ、前記検体案内部の流路断面積Ｓ、前記検体定量部へ注入される前記検体の質量ｍ、重力加速度ｇ、前記定量部の前記第二端部に接続され、前記第二案内部を構成する傾斜面が前記連通方向と平行な方向に対して成す鋭角の角度θ、前記定量部の前記第一端部と前記第二端部の開口幅ｄ２、前記定量部の深さｗ、前記検体の表面張力Ｔ、及び、前記検体の液の接触角δが予め記憶され、前記制御装置は、前記検体定量部へ前記検体が注入される場合には、前記第二回転装置を制御して、前記第一仮想面に垂直な方向である第一遠心方向、前記第一壁面に垂直な方向である第二遠心方向、前記定量面に垂直な方向である第三遠心方向の順に、前記遠心力が印加されるように、前記検査チップを第二軸を中心として回転させる角度変更回転を実行し、前記検体定量部へ前記検体の注入に係る注入時間である前記第一遠心方向から前記第二遠心方向に前記遠心力が印加される方向が変化する時間がｔの場合には、前記第一遠心方向及び前記第二遠心方向に印加される第一遠心力の大きさは、３２×μ×Ｌ２ ／（ｓ×ｔ×ｍ×ｇ）より大きくなるように、前記第一回転装置による前記検査チップの公転速度を制御し、その後、前記第三遠心方向に印加される第二遠心力の大きさＦ１は、（２×（ｄ２＋ｗ）×Ｔ×ｃｏｓδ×ｃｏｓθ／ｃｏｓ（９０−θ））＋１より大きくなるように、前記第一回転装置による前記検査チップの公転速度を制御することを特徴とする。
【００１３】
この場合には、検体案内部の開口幅は、検体定量部の開口幅よりも細く、試薬案内部の開口幅よりも細い、従って、検体案内部の流路抵抗は、試薬案内部の流路抵抗よりも大きい。そのため検体案内部の流路抵抗により検体が流れにくく、第三遠心方向に第二遠心力が印加される前に検体定量部に検体が満たされず、第二遠心力が印加される場合には検体定量部の定量面に垂直方向に第二遠心力が印加されるため、定量面に検体が直接当たり液面が凹んで定量量が不足する可能性がある。検体定量部へ検体が注入される時には、第一遠心方向に第一遠心力が印加され、その後、第二遠心方向に第一遠心力が印加され、さらに、第三遠心方向に第二遠心力が印加される。従って、流路抵抗が大きい場合でも、第三遠心方向に作用する第二遠心力が印加される前に、検体定量部に検体を満たして、第二端部から第二案内部側に検体の流出の開始をすることができる。従って、検体定量部への検体の流入量の規制を行うために、第一壁部と案内部流路の抵抗の両方で流入液の液幅を制限することができ、第二端部に液が接触し検体定量部の第二端部側に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上することができる。さらに、検体定量部は定量量が小さいため定量面断面積が小さく、定量面に垂直に遠心力がかかった場合、定量面にて保持される保持力が弱いので、保持時に第二案内部側へ検体が流出し易い。従って、第二案内部側へ検体が流出することなく定量面にて検体を保持するために定量面断面積に関係する第三遠心力を印加することにより定量面にて検体を保持することができる。
【００１４】
前記記憶装置には、前記定量部の前記第二端部に接続され、前記第二案内部を構成する傾斜面が前記連通方向と平行な方向に対して成す鋭角の角度θ’、前記定量部の前記第一端部と前記第二端部の開口幅ｄ２’、前記定量部の深さｗ’、前記試薬の表面張力Ｔ’、及び、前記試薬の液の接触角δ’が予め記憶され、前記試薬定量部へ前記試薬が注入される場合には、前記制御装置は、前記第一遠心力と異なる第三遠心力を前記第一遠心方向及び前記第二遠心方向に作用させ、前記第三遠心方向に前記三遠心力よりも大きい前記二遠心力を前記検査チップに作用させるように、前記第一回転装置及び前記第二回転装置を制御し、前記第二遠心力は、（２×（ｄ２’＋ｗ’）×Ｔ’×ｃｏｓδ’×ｃｏｓθ’／ｃｏｓ（９０−θ’））＋１より大きくなるように、前記第一回転装置による前記検査チップの公転速度を制御するようにしてもよい。
【００１５】
上記の場合には、試薬案内部の開口幅が、検体案内部の開口幅よりも広く形成されている。従って、試薬案内部を試薬が通る場合には、検体案内部を検体が通場合のような狭い流路からの流路抵抗に打ち勝つ遠心力を印加させる必要がない。また、第二遠心力は、（２×（ｄ２’＋ｗ’）×Ｔ’×ｃｏｓδ’×ｃｏｓθ’／ｃｏｓ（９０−θ’））＋１より大きくなるように印加されるため、試薬保持部の第一壁面に試薬を残らさせずに、試薬定量部に試薬を注入できる。
【００１６】
前記第一仮想面と平行な第二仮想面が前記試薬定量部の底部と接する部分から前記第二端部に延びる第二仮想線の長さがＬｍ’であり、前記第一仮想面と平行な第二仮想面が前記検体定量部の底部と接する部分から前記第二検体定量部端部に延びる第二仮想線の長さがＬｍであり、前記第一遠心方向に前記第一遠心力が印加されるときから前記第二遠心方向に前記第一遠心力が印加されるまでの時間がｔ１の間に前記検査チップに印加される遠心力がＦ１の場合には、前記試薬定量部へ前記試薬が注入される場合には、
時間ｔ１が
【数１】
2016070849.tif 000003
（式１）
になるようにし、
前記検体定量部へ前記検体が注入される場合には、
時間ｔ１が
【数２】
2016070849.tif 000004
（式２）
になるように前記制御装置が前記第一回転装置及び前記第二回転装置を制御するようにしてもよい。
【００１７】
この場合には、試薬案内部の開口面積は、検体案内部の開口面積よりも広く形成されているが、時間ｔ１が（式１）の関係になるようにしているので、試薬定量部への試薬の注入はゆっくり行われる。従って、試薬定量部へ注入される試薬が試薬案内部から一気に流れ込むことが無い。よって、注入される試薬の液幅を細く絞ることができる。さらに、試薬定量部の第二端部に注入される試薬が当たる可能性を低減し、第二端部側に空気が残留する可能性を低減して試薬の定量精度を向上することができる。また、検体案内部の開口面積は、検体定量部の開口面積よりも狭く、試薬案内部の開口面積よりも狭く形成されているが、時間ｔ１が（式２）の関係になるようにしているので、検査チップの自転を早く行って、第三遠心方向に第二遠心力が作用する前に、検体定量部に検体を満たして、第二端部から第二案内部側に検体の流出の開始をすることができる。従って、検体定量部の第二端部側に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】検査装置１及び制御装置９０を含む検査システム３の構成を示す図である。
【図２】検査チップ２の正面図である。
【図３】検査チップ２の背面図である。
【図４】検査チップ２の正面の部分拡大図である。
【図５】検査チップ２の正面の部分拡大図である。
【図６】遠心処理のフローチャートである。
【図７】遠心処理における検査チップ２の状態遷移図である。
【図８】図７の続きの検査チップ２の状態遷移図である。
【図９】図８の続きの検査チップ２の状態遷移図である。
【図１０】図９の続きの検査チップ２の状態遷移図である。
【図１１】検査チップ２の正面の部分拡大図である。
【図１２】検査チップ２の正面の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。尚、図１は、検査システム３を構成する検査装置１の平面及び制御装置９０の内部の機能ブロックを示している。
【００２０】
＜１．検査システム３の概略構造＞
図１を参照して、検査システム３の概略構造について説明する。本実施形態の検査システム３は、液体である検体及び試薬を収容可能な検査チップ２と、検査チップ２を用いて検査を行う検査装置１とを含む。検査装置１が検査チップ２から離間した垂直軸線Ａ１を中心として検査チップ２を回転させると、遠心力が検査チップ２に作用する。検査装置１が水平軸線Ａ２を中心に検査チップ２を回転させると、検査チップ２に作用する遠心力の方向である遠心方向が切り替えられる。尚、本実施形態の検査システム３及び検査装置１は、特開２０１２−７８１０７号公報に記載されているように周知の構造であるので、以下の説明では、検査装置１の構造の概略について説明する。
【００２１】
＜２．検査装置１の構造＞
図１を参照して、検査装置１の構造について説明する。以下の説明では、図１の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、及び紙面奥側を、夫々、検査装置１の前方、後方、右方、左方、上方、及び下方とする。本実施形態では、垂直軸線Ａ１の方向は検査装置１の上下方向であり、水平軸線Ａ２の方向は、検査チップ２が垂直軸線Ａ１を中心として回転される際の速度の方向である。なお、図１は検査装置１の上部筐体３０の天板が取り除かれた状態を示す。
【００２２】
図１に示すように、検査装置１は、上部筐体３０、下部筐体３１、上板３２、ターンテーブル３３、角度変更機構３４、及び制御装置９０を備える。ターンテーブル３３は、後述する上板３２の上側に回転可能に設けられた円盤である。検査チップ２は、ターンテーブル３３の上方に保持される。角度変更機構３４は、ターンテーブル３３に設けられた駆動機構である。この角度変更機構３４は、水平軸線Ａ２を中心に検査チップ２を各々回転させる。上部筐体３０は、後述する上板３２に固定されており、検査チップ２に対して光学測定を行う測定部７が内部に設けられている。制御装置９０は、検査装置１の各種処理を制御するコントローラである。
【００２３】
下部筐体３１の概略構造を説明する。下部筐体３１は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有する。下部筐体３１の上面には、長方形の板材である上板３２が設けられている。下部筐体３１の内部には、垂直軸線Ａ１を中心にターンテーブル３３を回転させる駆動機構が、次のように設けられている。
【００２４】
下部筐体３１内の左方寄りに、ターンテーブル３３を回転させるための駆動力を供給する主軸モータ３５が設置されている。主軸モータ３５の軸３６は、上方に突出しており、プーリ３７が固定されている。下部筐体３１の中央部には、下部筐体３１の内部から上方に延びる垂直な主軸５７が設けられている。主軸５７は、上板３２を貫通して、下部筐体３１の上側に突出している。主軸５７の上端部は、ターンテーブル３３の中央部に接続されている。
【００２５】
主軸５７は、上板３２の直下に設けられた図示しない支持部材により、回転自在に保持されている。支持部材の下側では、主軸５７にプーリ３８が固定されている。プーリ３７とプーリ３８とに亘って、ベルト３９が掛け渡されている。主軸モータ３５が軸３６を回転させると、プーリ３７、ベルト３９、及びプーリ３８を介して駆動力が主軸５７に伝達される。このとき、主軸５７の回転に連動して、ターンテーブル３３が主軸５７を中心に回転する。
【００２６】
下部筐体３１内の右方寄りに、下部筐体３１の内部において上下方向に延びる図示しないガイドレールが設けられている。図示しないＴ型プレートは、ガイドレールに沿って下部筐体３１内において上下方向に移動可能である。
【００２７】
先述の主軸５７は、内部が中空の筒状体である。図示しない内軸は、主軸５７の内部において上下方向に移動可能な軸である。内軸の上端部は、主軸５７内を貫通してラックギア４３に接続されている。Ｔ型プレートの左端部には、図示しない軸受が設けられている。軸受の内部では、内軸の下端部が回転自在に保持される。
【００２８】
Ｔ型プレートの前方には、Ｔ型プレートを上下動させるためのステッピングモータ５１が固定されている。ステッピングモータ５１の軸５８は後方、すなわち図１では下方側に向けて突出している。軸５８の先端には、図示しない円盤状のカム板が固定されている。カム板の後側の面には、図示しない円柱状の突起が設けられている。突起の先端部は、図示しない溝部に挿入されている。突起は、溝部内を摺動可能である。ステッピングモータ５１が軸５８を回転させると、カム板の回転に連動して突起が上下動する。このとき、溝部に挿入されている突起に連動して、Ｔ型プレートがガイドレールに沿って上下動する。
【００２９】
角度変更機構３４の詳細構造を説明する。角度変更機構３４は、ターンテーブル３３の上面に固定された一対のＬ型プレート６０を有する。各Ｌ型プレート６０は、ターンテーブル３３の中心近傍に固定された基部から上方に延び、且つ、その上端部がターンテーブル３３の径方向外側に向けて延びている。一対のＬ型プレート６０の間には、内軸に固定された図示しないラックギア４３が設けられている。ラックギア４３は、上下方向に長い金属製の板状部材であり、両端面にギアが各々刻まれている。
【００３０】
各Ｌ型プレート６０の延設方向の先端側では、ギア４５を有する水平な支軸４６が回転自在に軸支されている。支軸４６は装着用ホルダ６１を介して検査チップ２に固定されている。このため、ギア４５の回転に連動して検査チップ２も支軸４６を中心に回転する。ギア４５とラックギア４３との間には、Ｌ型プレート６０により図示略の水平軸線を中心に回転自在に支持されたピニオンギア４４が介在している。ピニオンギア４４は、ギア４５及びラックギア４３に夫々噛合している。ラックギア４３の上下動に連動して、ピニオンギア４４、及びギア４５が夫々従動回転し、ひいては検査チップ２が支軸４６を中心に回転する。
【００３１】
本実施形態では、主軸モータ３５がターンテーブル３３を回転駆動するのに伴って、検査チップ２が垂直軸である主軸５７を中心に回転して、検査チップ２に遠心力が作用される。検査チップ２の垂直軸線Ａ１を中心とした回転を、公転と呼ぶ。一方、ステッピングモータ５１が内軸を上下動させるのに伴って、検査チップ２が水平軸である支軸４６を中心に回転して、検査チップ２に作用する遠心力の方向が相対変化する。検査チップ２の水平軸線Ａ２を中心とした回転を、自転と呼ぶ。
【００３２】
Ｔ型プレートが可動範囲の最下端まで下降した状態では、ラックギア４３も可動範囲の最下端まで下降する。このとき、検査チップ２は、自転角度が０度の定常状態になる。また、Ｔ型プレートが可動範囲の最上端まで上昇した状態では、ラックギア４３も可動範囲の最上端まで上昇する。このとき、検査チップ２は、定常状態から水平軸線Ａ２を中心に１８０度回転した状態になる。つまり、本実施形態では検査チップ２が自転可能な角度幅は、自転角度０度〜１８０度である。
【００３３】
上部筐体３０の詳細構造を説明する。図１に示すように、上部筐体３０は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有し、上板３２の左部上側に設置されている。より詳細には、上部筐体３０は、ターンテーブル３３の回転中心にある主軸５７からみて、検査チップ２が回転される範囲の外側に設けられている。
【００３４】
上部筐体３０の内部に設けられた測定部７は、測定光を発光する光源７１と、光源７１から発せられた測定光を検出する光センサ７２とを有する。光源７１及び光センサ７２は、検査チップ２の回転範囲の外側において、ターンテーブル３３の前後両側に配置されている。本実施形態では、検査チップ２の公転可能範囲のうちで主軸５７の左側位置が、検査チップ２に測定光が照射される測定位置である。検査チップ２が測定位置にある場合、光源７１と光センサ７２とを結ぶ測定光が、検査チップ２の前面及び後面に対して略垂直に交差する。
【００３５】
＜３．制御装置９０の電気的構成＞
図１を参照して、制御装置９０の電気的構成について説明する。制御装置９０は、検査装置１の主制御を司るＣＰＵ９１と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ９２と、制御プログラムを記憶したＲＯＭ９３とを有する。ＣＰＵ９１には、ユーザが制御装置９０に対する指示を入力するための操作部９４と、各種データ、及びプログラムを記憶するハードディスク装置９５と、各種情報を表示するディスプレイ９６とが接続されている。制御装置９０としては、パーソナルコンピュータを用いてもよいし、専用の制御装置を用いてもよい。
【００３６】
さらに、ＣＰＵ９１には、公転コントローラ９７、自転コントローラ９８、及び測定コントローラ９９が接続されている。公転コントローラ９７は、主軸モータ３５を回転駆動させる制御信号を主軸モータ３５に送信することによって、検査チップ２の公転を制御する。自転コントローラ９８は、ステッピングモータ５１を回転駆動させる制御信号をステッピングモータ５１に送信することによって、検査チップ２の自転を制御する。測定コントローラ９９は、測定部７を駆動することによって、検査チップ２の光学測定を実行する。詳細には、測定コントローラ９９は、光源７１の発光、及び光センサ７２の光検出を実行させる制御信号を、光源７１及び光センサ７２に送信する。尚、ＣＰＵ９１が公転コントローラ９７、自転コントローラ９８及び測定コントローラ９９を制御する。ハードディスク装置９５には、後述する検査チップ２の各種のパラメータ等や検体や試薬の物性値等も予め記憶されている。
【００３７】
＜４．検査チップ２の構造＞
図２及び図３を参照して、本実施形態に係る検査チップ２の詳細構造を説明する。以下の説明では、図２の上方、下方、左方、右方、紙面手前側、及び紙面奥側を、それぞれ、検査チップ２の上方、下方、左方、右方、前方、及び後方とする。
【００３８】
図２及び図３に示すように、検査チップ２は一例として前方から見た場合に、上辺部２１、右辺部２２、左辺部２３及び下辺部２４からなる正方形状であり、所定の厚みを有する透明な合成樹脂の板材２０を主体とする。図２に示すように、板材２０の前面２０１は、透明の合成樹脂の薄板から構成されたシート２９１によって封止されている。図３に示すように、前面２０１の反対側の後面２０２は、透明の合成樹脂の薄板から構成されたシート２９２によって封止されている。図２及び図３に示すように、板材２０とシート２９１との間、及び、板材２０とシート２９２との間には、検査チップ２に封入された液体が流動可能な液体流路２５が形成されている。液体流路２５は、板材２０の前面２０１側及び後面２０２側に所定深さに形成された凹部であり、板材２０の厚み方向である前後方向と直交する方向に延びる。シート２９１，２９２は、板材２０の流路形成面を封止する。シート２９１，２９２は、図２及び図３以外では図示を省略している。
【００３９】
液体流路２５は、検体定量流路１１、試薬定量流路１３，１５、第一接続流路３０１、第二接続流路３３１、混合部８０、及び測定部８１等を含む。図２に示すように、試薬定量流路１３は、前面２０１における左上部に設けられている。検体定量流路１１は、前面２０１における試薬定量流路１３の右側に設けられている。図３に示すように、試薬定量流路１５は、後面２０２側における左上部に設けられている。混合部８０は、前面２０１における右下部に設けられている。混合部８０は、後述する分離成分第一案内部１１７に接続されて下方に延びる、後述する流入口３０６より右側の流路を含む領域である。測定部８１は、混合部８０の下部である。
【００４０】
試薬定量流路１３、１５に共通する構成について説明する。図２及び図３に示すように、試薬定量流路１３，１５は、それぞれ、注入口１３０、試薬注入部１３１、連通路１５４、第一保持部１３２、第二保持部１３３、捕捉部１６０、試薬定量部１３４、第一案内部１３８、第二案内部１３７、及び試薬余剰部１３６を含む。試薬注入部１３１は、検査チップ２の左上部に設けられている。試薬注入部１３１は、上方に開口する凹部である。試薬注入部１３１と第一保持部１３２との間には、壁部２７が設けられている。この壁部２７は、左辺部２３から上辺部２１に向けて右斜め上方に延び、試薬注入部１３１を形成する。第二保持部１３３の下方には、試薬定量部１３４が設けられている。試薬定量部１３４は、試薬１６が定量される部位であり、左下方に凹む凹部である。
【００４１】
注入口１３０は、試薬注入部１３１の上部から検査チップ２の上辺部２１に向かって板材２０を貫通する。注入口１３０は、第一試薬１８又は第二試薬１９が試薬注入部１３１に注入される部位である。試薬定量流路１３の試薬注入部１３１は、試薬定量流路１３の注入口１３０から注入された第一試薬１８が貯留される部位である。試薬定量流路１５の試薬注入部１３１は、試薬定量流路１５の注入口１３０から注入された第二試薬１９が貯留される部位である。尚、本実施形態の第二試薬１９は、第一試薬１８と後述する分離成分１７Ａとが混合された後に混合される試薬である。以下の説明では、第一試薬１８、及び第二試薬１９を総称する場合、又はいずれかを特定しない場合、試薬１６という。また、分離成分１７Ａは、「分離後の検体」ともいう。
【００４２】
図２及び図３に示すように、第一保持部１３２は、試薬注入部１３１の開口方向である上向きと交差する方向である左向きに開口する凹部となっている。第一保持部１３２と試薬注入部１３１とは、左右方向に延びる連通路１５４を介して接続されている。第一保持部１３２は、左側において、連通路１５４の右側部分から下方向に延びる流路を備え、この流路を介して、下方の第二保持部１３３に接続される。以下、「試薬注入部１３１の開口方向と交差する方向」とは、「上辺部２１の延設方向に平行に左方向に向かう方向」をいう。また、連通路１５４の左右方向に延びる連通方向を「連通方向Ｒ」という。
【００４３】
第一保持部１３２は、上辺部２１の下壁面２１Ａと、第一壁部１３２Ｃの第一壁面１３２Ａと、縦壁面１３２Ｂとから形成される凹部となっている。第一壁面１３２Ａは、下壁面２１Ａと対向する壁面である。縦壁面１３２Ｂは、第一壁面１３２Ａの一端部と上辺部２１とを接続する壁面である。また、第一壁面１３２Ａの先端部１３２Ｄ側から第一壁面１３２Ａと交差する方向、かつ、第二保持部１３３側に突出部１３２Ｅが突出している。突出部１３２Ｅは、第二保持部１３３側の第一先端部１３２Ｆと、内側壁面１３２Ｇ及び外側壁面１３２Ｈを備える。内側壁面１３２Ｇは、第一先端部１３２Ｆから第一壁部１３２Ｃ方向に延び、かつ、第二保持部１３３の後述する第二壁面１３３Ｂに対向する壁面である。外側壁面１３２Ｈは、第一先端部１３２Ｆから先端部１３２Ｄに延びる壁面である。  
【００４４】
第二保持部１３３は、試薬注入部１３１の開口方向と交差する方向に開口する屈曲壁面となっている。具体的には、第二保持部１３３は、検査チップ２の左下部に設けられる試薬定量部１３４Ａに向けて傾斜した第一壁面１３３Ａと、第一壁面１３３Ａの一端部に接続され、第一保持部１３２に向かう方向に延設された第二壁面１３３Ｂとから形成されている。本実施形態では、第二保持部１３３は、第一壁面１３３Ａが第二壁面１３３Ｂとの屈曲点１３３Ｇから左下方向に向かって延び、第二壁面１３３Ｂが第一壁面１３３Ａとの屈曲点１３３Ｇから右上方向に向かって延びることによって形成された屈曲壁面である。第一保持部１３２の第一壁面１３２Ａは、縦壁面１３２Ｂとの接続部から、左下方向に向かって延びる。よって、第一壁面１３２Ａの左下方向の先端部１３２Ｄは、開口方向において、第一壁面１３２Ａと縦壁面１３２Ｂとの接続部よりも第二保持部１３３側に位置する。
【００４５】
試薬定量部１３４Ａは、第一案内部１３８及び第一接続流路３０１を介して混合部８０と接続されており、第二案内部１３７を介して試薬余剰部１３６と接続されている。試薬定量部１３４Ａの混合部８０側の端部を第一端部１４１という。試薬定量部１３４Ａの混合部８０とは反対側の端部を第二端部１４２という。第一端部１４１と第二端部１４２とを結ぶ面は、試薬定量面１４６である。試薬定量面１４６は、試薬１６が試薬定量部１３４Ａにおいて定量される場合における試薬１６の上面の位置となる仮想的な面である。従って、試薬定量面１４６より下方の液体流路２５の容量が試薬定量部１３４Ａにおける定量量である。
【００４６】
第一保持部１３２の第一壁面１３２Ａは、第二保持部１３３側の端部である先端部１３２Ｄを有する。また、第二保持部１３３の第二壁面１３３Ｂは、第一保持部１３２側の端部である第二先端部１３３Ｃを有する。先端部１３２Ｄは、第二先端部１３３Ｃよりも交差方向において、試薬注入部１３１に近い位置に設けられている。従って、試薬注入部１３１と試薬定量部１３４Ａの間の流路において、第一試薬１８は、第一保持部１３２から第二保持部１３３へと流れる。また、先端部１３２Ｄは、第二先端部１３３Ｃよりも交差方向において試薬注入部１３１に近いので、第一保持部１３２から流れ出た第一試薬１８は、第二保持部１３３に流れ込み、他の部分に流れ込む可能性を低減できる。
【００４７】
検査チップ２の前面２０１においては、第一先端部１３２Ｆと、第二先端部１３３Ｃとの間から交差方向に開口する凹部である捕捉部１６０が設けられている。試薬注入部１３１から第一保持部１３２へ第一試薬１８が注入される場合に、第一保持部１３２から溢れ出た第一試薬１８が捕捉部１６０に流入し保持される。
【００４８】
試薬定量部１３４Ａの上部から、第一案内部１３８が右斜め上方に延びる。すなわち、第一案内部１３８は第一端部１４１から第一接続流路３０１に向けて延びる。第一案内部１３８は、試薬定量部１３４Ａで定量された第一試薬１８を測定部８１に向けて案内する流路である。第一案内部１３８は第一端部１４１に接続され屈曲した第一案内部壁面１４５と、第一案内部壁面１４５に対向し、且つ、第二保持部１３３側の壁面である第二保持部側壁面１４９とから形成される。第一案内部壁面１４５の第一端部１４１と反対側の先端部３１０は、第二保持部側壁面１４９に対向する。
【００４９】
試薬定量部１３４Ａの上部から、第二案内部１３７が左斜め下方に延びる。すなわち、第二案内部１３７は第二端部１４２から試薬余剰部１３６に向けて延びる。第二案内部１３７は、試薬定量部１３４Ａから溢れた試薬１６が移動する流路である。試薬定量部１３４Ａの左下方には、試薬余剰部１３６が設けられている。試薬余剰部１３６は、第二案内部１３７を移動した試薬１６が収容される部位であり、第二案内部１３７の下端部から下方向及び右方向に設けられた凹部である。第二案内部１３７においては、試薬定量部１３４Ａの第二端部１４２から壁面１４４が試薬余剰部１３６方向に延設されている。試薬定量部１３４Ａから溢れた試薬１６は壁面１４４上を流れて試薬余剰部１３６に流入する。
【００５０】
第一接続流路３０１について説明する。以下の説明では、試薬定量流路１３の試薬定量部１３４を試薬定量部１３４Ａといい、試薬定量流路１５の試薬定量部１３４を試薬定量部１３４Ｂという。第一接続流路３０１は、前面２０１に形成され、第一案内部１３８と混合部８０とを接続する流路である。第一接続流路３０１は、第一案内部１３８の第一案内部壁面１４５の先端部３１０から右斜め下方に延び、試薬受け部３０５を備え、流入口３０６に接続する。
【００５１】
試薬受け部３０５は、第一接続流路３０１の下辺部２４側に設けられ、流入口３０６に接続する。流入口３０６は、混合部８０の左側に位置し、混合部８０に試薬１６を流入させる部位である。試薬受け部３０５の左側には、合流孔部３５１が設けられている。合流孔部３５１は、板材２０を前後方向に貫通し、第一接続流路３０１に第二接続流路３３１を合流させる孔部である。
【００５２】
第二接続流路３３１について説明する。図３に示すように、第二接続流路３３１は、後面２０２に形成され、試薬定量部１３４Ｂから合流孔部３５１側に延び、試薬定量部１３４Ｂと合流孔部３５１とを接続する流路である。第二接続流路３３１は、２つの試薬受け部３４１，３４２を備えている。試薬受け部３４１，３４２は、試薬定量部１３４Ｂにおいて定量された第二試薬１９を受ける部位である。第二接続流路３３１は、試薬定量部１３４Ｂから右斜め上方に延びて試薬受け部３４１に繋がり、試薬受け部３４１から左斜め下方に延びて試薬受け部３４２に繋がる。試薬受け部３４２の右端部は、合流孔部３５１に接続されており、前面２０１側の第一接続流路３０１に繋がる。
【００５３】
検体定量流路１１について説明する。図２に示すように、検体定量流路１１は、注入口１１０、検体注入部１１１、第一検体保持部１１２、検体案内部１１３、分離部１２４、通路１２５、通路１２７、検体余剰部１２６、第二検体保持部１２３、検体定量部１１４、分離成分第二案内部１１５、分離成分第一案内部１１７、及び第二余剰部１１６を含む。検体注入部１１１は、試薬定量流路１３の第一保持部１３２の右側に設けられている。検体注入部１１１は、上方に開口する凹部である。注入口１１０は、検体注入部１１１の上部から検査チップ２の上辺部２１に向かって板材２０を貫通する。注入口１１０は、検体１７が検体注入部１１１に注入される部位である。検体注入部１１１は、注入口１１０から注入された検体１７が貯留される部位である。本実施形態の検体１７は、例えば、血液、血漿、血球、骨髄、尿、膣組織、上皮組織、腫瘍、精液、唾液、又は食料品などの成分を含む液体である。第一検体保持部１１２と、検体注入部１１１とは、左右方向に延びる連通路を介して接続されている。第一検体保持部１１２は、検体注入部１１１方向に開口する凹部である。第一検体保持部１１２の下端部は、通路である検体案内部１１３に繋がっている。
【００５４】
検体案内部１１３の下方には、分離部１２４が設けられている。検体案内部１１３は、分離部１２４に検体１７を案内する。分離部１２４は検体１７に含まれる成分が分離される部位である。分離部１２４は、遠心力の作用によって、検体１７を比重の小さい成分と比重の大きい成分とに遠心分離する。以下の説明では、分離部１２４において分離された検体１７の比重の小さい成分を分離成分１７Ａといい、比重の大きい成分を残留成分１７Ｂという。
【００５５】
分離部１２４の右側面における上下方向中央部から連結流路１２０が右斜め上方に延設され、連結流路１２０の上端部は成分保持部１２１の上端部に接続されている。成分保持部１２１は分離部１２４において分離された残留成分１７Ｂの少なくとも一部を保持する貯溜部である。すなわち、成分保持部１２１に分離前の検体１７、または、分離成分１７Ａが流入してもよい。
【００５６】
分離部１２４の上部から、通路１２５が左斜め下方に延び、通路１２７が右斜め上方に延びている。通路１２５は、分離部１２４の左下方に設けられた検体余剰部１２６まで延びている。検体余剰部１２６は、分離部１２４から溢れ出た検体１７が貯留される部位である。
【００５７】
通路１２７は、第二検体保持部１２３に繋がっている。第二検体保持部１２３の下方には、検体定量部１１４が設けられている。検体定量部１１４は、分離成分１７Ａを定量する部位であり、上側に開口する凹部である。第二検体保持部１２３は、壁部１２３Ｃと、縦壁面１２３Ｂとを備える。壁部１２３Ｃは、検体定量部１１４方向に傾斜した第一壁面１２３Ａを備える。縦壁面１２３Ｂは、検体定量部１１４と反対側の第一壁面１２３Ａの端部に接続された、右辺部２２の内壁面である。第一壁面１２３Ａは検体定量部１１４方向の端部である先端部１２３Ｄを備える。壁部１２３Ｃの検体定量部１１４方向の先端が先端部１２３Ｆである。先端部１２３Ｄと先端部１２３Ｆとの間の流路が検体定量部１１４に向けて分離成分１７Ａを案内する検体案内部１２８である。
【００５８】
検体定量部１１４は、分離成分第一案内部１１７を介して混合部８０と接続されており、分離成分第二案内部１１５を介して第二余剰部１１６に接続されている。検体定量部１１４の混合部８０側の端部を第一検体定量部端部１１８という。検体定量部１１４の混合部８０とは反対側の端部を第二検体定量部端部１１９という。第一検体定量部端部１１８と第二検体定量部端部１１９とを結ぶ面は、検体定量面１２９である。検体定量面１２９は、分離成分１７Ａが検体定量部１１４において定量される場合における分離成分１７Ａの上面の位置となる仮想的な面である。従って、検体定量面１２９より下方の液体流路２５の容量が検体定量部１１４における定量量である。検体定量部１１４の検体定量面１２９より下方においては、上側よりも浅く形成されている。第二余剰部１１６は、検体定量部１１４から溢れ出た分離成分１７Ａが貯留される部位である。
【００５９】
混合部８０は、分離成分第一案内部１１７を介して検体定量部１１４と繋がっている。混合部８０は、第一接続流路３０１を介して試薬定量部１３４Ａに繋がっている。混合部８０は、第二接続流路３３１を介して、試薬定量部１３４Ｂに繋がっている。混合部８０においては、検体定量部１１４において定量された分離成分１７Ａ、試薬定量部１３４Ａにおいて定量された第一試薬１８、及び試薬定量部１３４Ｂにおいて定量された第二試薬１９が混合される。後述する光学測定が行われる際には、混合部８０の下部を形成する測定部８１に測定光が透過される。
【００６０】
次に、図２、図４及び図５を参照して、検査チップ２の第一保持部１３２、第二保持部１３３、第二検体保持部１２３、試薬定量部１３４Ａ、及び、検体定量部１１４の構造の詳細について説明する。図１に示すＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始してターンテーブル３３が所定の速度で回転する。また、ＣＰＵ９１が自転コントローラ９８を制御してステッピングモータ５１を駆動制御し、図４及び図５に示す状態に検査チップ２が自転される。この状態が、図４に示すように、第二保持部１３３から試薬の流出が開始する状態である。また、図５に示すように、第二検体保持部１２３から分離成分１７Ａの流出が開始する状態である。
【００６１】
以下の説明では、後述する角度α１、角度α２、角度α３を総称して角度αともいう。また、後述する角度β１、角度β２、角度β３を総称して角度βともいう。図４に示すように、第一保持部１３２を形成する第一壁面１３２Ａ及び縦壁面１３２Ｂと、第一壁面１３２Ａの先端部１３２Ｄを通る第一仮想面１３２Ｋとに囲まれる試薬の体積が体積Ｖ１である。第一仮想面１３２Ｋが連通路１５４の連通方向Ｒ、すなわち右方向に対して成す鋭角が角度α３である。また、第一壁面１３２Ａが連通方向Ｒに対して成す鋭角が角度β３である。第一保持部１３２において、角度α３は角度β３より大きい。
【００６２】
第二保持部１３３は、第一壁面１３３Ａと、第二壁面１３３Ｂとを備える。第一壁面１３３Ａは、試薬定量部１３４Ａに向けて傾斜する。第二壁面１３３Ｂは、先端部１３３Ｄと反対側の第一壁面１３３Ａの端部に接続され、第一保持部１３２方向に延設される。第一壁面１３３Ａの試薬定量部１３４Ａ側の端部が先端部１３３Ｄである。また、先端部１３３Ｄから試薬定量部１３４Ａに向けて突出部１３３Ｅが突出し、突出部１３３Ｅの先端部が先端部１３３Ｆである。第二保持部１３３を形成する第一壁面１３３Ａ及び第二壁面１３３Ｂと、第一壁面１３３Ａの先端部１３３Ｄを通る第一仮想面１３３Ｋとに囲まれる試薬の体積が体積Ｖ２である。第一仮想面１３３Ｋが連通方向Ｒに対して成す鋭角が角度α２である。また、第一壁面１３３Ａが連通方向Ｒに対して成す鋭角が角度β２である。第二保持部１３３において、角度α２は角度β２より大きい。
【００６３】
図４に示す体積Ｖ１と体積Ｖ２との和が、図２に示す試薬注入部１３１に注入された予め定められた試薬の注入量である体積Ｖ０と同量である。尚、予め定められた注入量である体積Ｖ０は、一例として、以下のように決められる。図２及び図４に示すように、試薬注入部１３１に流路から少し盛り上がった稜線１３１Ａが形成されるようにしてもよい。図４に示す稜線１３１Ａと、試薬注入部１３１を形成する壁面２３Ａ、壁面２７Ａ及び壁面２７Ｂとで囲まれる体積が試薬注入部１３１への予め定められた注入量の体積Ｖ０である。また稜線１３１Ａが設けられなくてもよく、周知のホールピペット（Ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ｐｉｐｅｔｔｅ）のように、注入器具に基準線を設け、先端から基準線までの体積が体積Ｖ０であってもよい。先端を検体、又は試薬などの液体に接触させると、液体が、毛管力により注入器具に吸引される。ユーザは基準線を目安に体積Ｖ０の液体を注入部に注入させることが出来る。従って、いずれの場合においても、注入量が予め定められている。尚、体積Ｖ０は、定量量以上である。
【００６４】
第二保持部１３３において、角度α２が角度β２より大きく、角度α３が角度β３より大きいので試薬注入部１３１への試薬の予め定められた注入量Ｖ０の試薬１８は、第一保持部１３２及び第二保持部１３３で各々保持される。第一仮想面１３３Ｋと第一仮想面１３２Ｋとは平行である。すなわち、角度α３と角度α２とは同じである。また、角度β３は角度β２以上であればよい。
【００６５】
図２に示すように、検査チップ２においては、試薬定量部１３４Ａの定量量は検体定量部１１４の定量量よりも多い。すなわち試薬定量部１３４Ａへの注入量が検体定量部１１４への注入量よりも多く、試薬定量部１３４Ａへの注入される試薬が第一案内部１３８の第一案内部壁面１４５に当たって下流に流れるのを防ぐ必要がある。本実施の形態の検査チップ２においては、図４に示すように、第二保持部１３３において、第一仮想面１３３Ｋと直交し、かつ先端部１３３Ｆと接する接線が第一仮想線１３３Ｈである。試薬定量部１３４Ａにおいて、第一仮想線１３３Ｈは、第二端部１４２より第一端部１４１側を通過する。本実施形態においては、第一仮想線１３３Ｈは、第一端部１４１と第二端部１４２との間を通過するが、第一端部１４１よりも右側の第一案内部壁面１４５に交わってもよい。従って、第二保持部１３３に保持された試薬が試薬定量部１３４Ａへ流入する場合に、試薬は第一仮想線１３３Ｈに沿って流れる。第一仮想線１３３Ｈが、第二端部１４２より第一端部１４１側を通過するので、試薬定量部１３４Ａへ流入する試薬は、第二端部１４２に当たる可能性を低減し、試薬定量部１３４Ａへ流入する。よって、試薬が試薬定量部１３４Ａへ流入する時に、試薬定量部１３４Ａの第二端部１４２と、流れる試薬との間に隙間ができる。この隙間を介して試薬定量部１３４Ａ内の空気が試薬定量部１３４Ａ外へ抜けることが出来る。
【００６６】
図５に示すように、分離成分１７Ａを保持する第二検体保持部１２３を形成する第一壁面１２３Ａ及び縦壁面１２３Ｂと、第一壁面１２３Ａの先端部１２３Ｄを通る第一仮想面１２３Ｋとに囲まれる分離成分１７Ａの体積が体積Ｖ０１である。第一仮想面１２３Ｋが図２に示す連通方向Ｒに対して成す鋭角が角度α１である。また、第一壁面１２３Ａが連通方向Ｒに対して成す鋭角が角度β１である。分離成分１７Ａの体積Ｖ０１について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１に示す分離部１２４の通路１２５側の端部１４７から連通方向Ｒ（図２参照）方向に延びる第五仮想面１４８と分離部１２４の壁面とに囲まれる容積が容積Ｖ１１である。連結流路１２０の端部１２０Ａから第五仮想面１４８と平行に延びる仮想線１２０Ｋから分離部１２４側の連結流路１２０の容積が容積Ｖ１２である。連結流路１２０の端部１２０Ａは、円血流を形成する通路１２７側の壁面のうち、最も分離時の遠心方向側に位置する。容積Ｖ１１と容積Ｖ１２との和が容積Ｖ１０である。遠心力Ｆ０は、第五仮想面１４８及び仮想線１２０Ｋに垂直に作用する。図１２に示すように、分離部１２４において、第一端部１４３を通る第二仮想面１５１と分離部１２４を形成する壁面とで囲まれる容積と、連結流路１２０において仮想面１５５と分離部１２４側の連結流路１２０を形成する壁面とで囲まれる容積との和がＶ１３である。第二仮想面１５１と仮想面１５５とは平行であり、仮想面１５５は、連結流路１２０を形成し、対向する壁面の接線を含む。従って、図１２に示すように、分離部１２４からの取出量Ｖ０１は、Ｖ１０からＶ１３を引いた容積である。従って、図１２に示すように取出量Ｖ０１の分離成分１７Ａが第二検体保持部１２３に保持される。図５に示すように、第二検体保持部１２３において、角度α１は角度β１より大きい。第二検体保持部１２３において、角度α１が角度β１より大きいので分離部１２４から分離成分１７Ａは、第二検体保持部１２３で保持される。
【００６７】
また、図２に示すように、検査チップ２においては、検体定量部１１４は定量量が試薬定量部１３４Ａの定量量より少ないので、検体定量部１１４に注入される分離成分が跳ね返ると、検体定量部１１４外に流れやすい。この結果、定量不足を招く可能性がある。本実施形態ではでは、図５に示すように、第二検体保持部１２３において、第一仮想面１２３Ｋと直交し、かつ第二検体保持部１２３の壁部１２３Ｃの先端部１２３Ｆと接する接線が第一仮想線１２３Ｈである。本実施形態においては、第一仮想線１２３Ｈは、検体定量部１１４において、第二検体定量部端部１１９より第一検体定量部端部１１８側を通過するが、第一検体定量部端部１１８よりも右側の分離成分第一案内部１１７を形成し第一検体定量部端部１１８と接続する第一案内壁面１１７Ａに交わってもよい。望ましくは、第一案内壁面１１７Ａと第一仮想線１２３Ｈとが成す角の内、分離成分第一案内部１１７側の角度θ１が９０度未満である。
【００６８】
従って、第二検体保持部１２３に保持された分離成分が検体定量部１１４へ流入する場合に、第一仮想線１２３Ｈに沿って流れる。第一仮想線１２３Ｈが、第二検体定量部端部１１９より第一検体定量部端部１１８側を通過するので、検体定量部１１４へ流入する分離成分は、第二検体定量部端部１１９に当たる可能性を低減しことなく、検体定量部１１４へ流入する。また、第一案内壁面１１７Ａと第一仮想線１２３Ｈとが成す角度の内、分離成分第一案内部１１７側の角度が９０度未満であるので、分離成分１７Ａは、第二検体定量部端部１１９に当たる可能性を低減できる。また、分離成分１７Ａは第一案内壁面１１７Ａに鋭角に当たり、第一検体定量部端部１１８側から検体定量部１１４内に流入する。従って、検体定量部１１４内に分離成分が満たされてから、第二検体定量部端部１１９より分離成分が溢れ出る。よって、分離成分が検体定量部１１４へ流入する時に、検体定量部１１４の第二検体定量部端部１１９と、流れる分離成分との間に隙間ができる。この隙間を介して検体定量部１１４内の空気が検体定量部１１４外へ抜けることが出来る。よって、検体定量部１１４の第二端部側に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上することができる。
【００６９】
図５に示すように、第二検体保持部１２３において、第一壁面１２３Ａが図２に示す連通方向Ｒに対して成す角度β１は、図４に示す第二保持部１３３の第一壁面１３３Ａが連通方向Ｒに対して成す角度β２より小さい。また、図５に示す、分離部１２４から流出する分離成分１７Ａの流出量V０１に対する検体定量部１１４の定量量の比は、図２に示す試薬注入部１３１への試薬１８の予め定められた注入量Ｖ０に対する試薬定量部１３４Ａの定量量の比よりも大きくなるように、分離部１２４、成分保持部１２１、連結流路１２０、検体定量部１１４、試薬注入部１３１及び試薬定量部１３４Ａの位置及び大きさが定められている。
【００７０】
上記のこれら定量量の大小関係が定められているので、検体定量部１１４における分離成分の定量精度を向上するためには、より確実に検体定量部１１４に分離成分が注入される必要がある。上記の大小関係を満たすためには、以下のいずれかの方法がある。第一方法：試薬定量部１３４Ａへの注入量Ｖ０よりも検体定量部１１４への流出量Ｖ０１を小さくする。第二方法：試薬定量部１３４Ａにおける試薬１８の定量量よりも検体定量部１１４における分離成分１７Ａの検体定量量を多くする。本実施形態では、検体定量部１１４の定量量は、試薬定量部１３４Ａの定量量よりも少ないので、第一方法を満たす必要が有る。検体定量部１１４への分離成分１７Ａの流出量Ｖ０１が少ないと、分離成分１７Ａが検体定量部１１４へ正確に流入しなかった場合には、分離成分１７Ａの不足が起きる可能性がある。従って、より確実に検体定量部１１４に分離成分１７Ａが注入される必要がある。
【００７１】
このためには、検体定量部１１４の第二検体定量部端部１１９から余剰な分離成分１７Ａが流出する第一タイミングと、遠心力Ｆの方向が第一壁面１２３Ａに垂直になり、検体定量部１１４への分離成分１７Ａの注入が終わる第二タイミングとの期間を長くする必要が有る。第一タイミングは、（上記で説明しており、ここで記載すると、英訳困難になりそうなので、削除したいと思います。）第二検体保持部１２３の第一仮想面１２３Ｋに対して遠心力Ｆの方向が垂直になり、その後第一壁面１２３Ａ対して遠心力Ｆの方向が垂直になるまでの期間に含まれる。第一タイミングから第二タイミングになっても良いし、第二タイミングから第一タイミングになっても良いが、第一タイミングから第二タイミングになる方が望ましい。このためには、第二検体保持部１２３に保持された分離成分が流れ出す角度α１と、第一壁面１２３Ａが連通方向Ｒに対して成す角度β１との差を大きくする必要がある。
【００７２】
角度α１と角度β１との差を大きくするには、一例として、角度α１を大きくすることが考えられる。この場合、検体定量部１１４へ注入される分離成分１７Ａの量を多く大きくする必要がある。検体定量部１１４へ注入される分離成分１７Ａは分離部１２４にて分離された後の検体である。従って、検体定量部１１４へ注入される分離成分１７Ａの量を多くすると分離前の検体の量を多くする必要があり、検体注入部１１１が大きくなり検査チップ２の外形が大きくなる。角度α１と角度β１との差を大きくするには、一例として、角度β１を小さくすることが考えられる。この場合、検査チップ２の外形を大きくせずに、検体定量部１１４の第二検体定量部端部１１９から余剰な検体が流出するタイミングと、遠心力Ｆの方向が第一壁面１２３Ａに垂直になるタイミングとの期間を長くできる。
【００７３】
また、分離部１２４から流出する分離成分１７Ａの流出量の体積Ｖ０１に対する検体定量部１１４の定量量の比が、試薬注入部１３１への試薬の予め定められた注入量Ｖ０に対する試薬定量部１３４Ａの定量量の比よりも大きいので、分離成分１７Ａが分離成分第二案内部１１５に流入して無駄になる量が減る。従って、検体１７が注入される検体注入部１１１の大きさを大きくする必要が無くなる。従って、検査チップ２の外形を大きくする必要性を低減できる。
【００７４】
以下の説明は、すべてＳＩ単位系に基づく。図５に示すように、第二検体保持部１２３から検体定量部１１４に向けて、分離成分１７Ａが流れる検体案内部１２８が形成されている。検体案内部１２８は対向する壁面から形成され、この対向する壁面が上下方向に延びる。これら壁面の一方の壁面は左下方向に延びる第一壁面１２３Ａと接続する。対向する壁面の間の断面積が「Ｓ」であり、長さは「Ｌ」である。また、検体定量部１１４の第二検体定量部端部１１９に接続され、分離成分第二案内部１１５を構成する傾斜面１１５Ａが連通方向Ｒに対して成す鋭角が「角度θ２」である。検体定量部１１４から溢れ出た分離成分１７Ａは、傾斜面１１５Ａを伝わって第二余剰部１１６に流入する。検体定量部１１４の第二検体定量部端部１１９と、第一検体定量部端部１１８との第二検体定量部端部１１９との開口部の幅が「ｄ２」である。第一検体定量部端部１１８との第二検体定量部端部１１９との開口部の深さが「ｗ」である。検体案内部１２８を通過して検体定量部１１４に流入する分離成分１７Ａの体積Ｖ０１の質量が「ｍ」である。重力加速度が「ｇ」である。分離成分１７Ａの表面張力が「Ｔ」であり、分離成分１７Ａの液の接触角が「δ」である。これらのパラメータは、ＨＤＤ９５に予め記憶されている。
【００７５】
図５及び図９（Ａ）に示すように、第二検体保持部１２３から検体案内部１２８を通過して、検体定量部１１４へ分離成分１７Ａが注入される場合には、第二検体保持部１２３の第一仮想面１２３Ｋに垂直に第一遠心力Ｆ０が印加される。この第一遠心力Ｆ０の印加方向が「第一遠心方向」である。この状態から第二検体保持部１２３から？検体案内部１２８を通過して、検体定量部１１４へ分離成分１７Ａの流入が始まる。次いで、第二検体保持部１２３の第一壁面１２３Ａに垂直に第一遠心力Ｆ０が印加される状態に検査チップ２が自転される。この場合の第一遠心力Ｆ０の印加方向が「第二遠心方向」である。上記の遠心処理は、図１に示す制御装置９０のＣＰＵ９１が公転コントローラ９７及び自転コントローラ９８を制御して行う。具体的には、ＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始してターンテーブル３３が所定の速度で回転しつつ、ＣＰＵ９１が自転コントローラ９８を制御してステッピングモータ５１を所定ステップだけ駆動制御する。
【００７６】
検体定量部１１４へ分離成分１７Ａの注入に係る注入時間が「時間ｔ」である。時間ｔは、第一遠心方向に第一遠心力Ｆ０が印加され始めてから、第二遠心方向に第一遠心力Ｆ０が印加される方向が変化するまでの時間である。第一仮想面１２３Ｋに垂直に第一遠心力Ｆ０が印加されてから、第一壁面１２３Ａに垂直に第一遠心力Ｆ０が印加されるまでの期間、すなわち、分離成分１７Ａが第二検体保持部１２３から検体案内部１２８を通過して検体定量部１１４へ流入する期間に、第一遠心方向及び第二遠心方向に印加される第一遠心力Ｆ０の大きさは、検体案内部１２８を通過する分離成分１７Ａに対する流路抵抗より大きい必要がある。
細い流路を通るときの壁面から受ける流路抵抗Ｐ［Ｐａ］は
Ｐ［Ｐａ］＝λ×（Ｌ／Ｓ）×（ρ×Ｖａ２）／２  （式３）で表される。
ここで
λ＝（６４×ν）／（Ｖａ×Ｓ）  （式４）
Ｖａ＝Ｌ／ｔ  （式５）
ν＝μ／ρ    （式６）
式３に式４、式５、式６を代入して、
Ｐ＝（３２×μ×Ｌ２）／（Ｓ２×ｔ）  （式７）となる。
この流路抵抗Ｐより大きな遠心力を印加することで液体を細い流路から流出させることができる。この流出時の遠心力は圧力がかかる断面積と移動する液の質量および重力加速度を用いて
遠心力＝Ｐ×Ｓ／（ｍ×ｇ）（式８）で表される。
（式８）に（式７）を代入して、
遠心力＝３２×μ×Ｌ２ ／（Ｓ×ｔ×ｍ×ｇ）  （式９）となる。
従って、第一遠心力Ｆ０の大きさは、（式９）より大きくなるように、ＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始してターンテーブル３３が所定の回転速度Ｖ０で回転するように制御する。この回転速度Ｖ０は、予め検査チップ２を使用した実験により求めた１秒当たりの回転数である。
【００７７】
（式９）の値より大きい第一遠心力Ｆ０が印加された後、図９（Ｂ）に示すように、図２に示す検体定量部１１４の検体定量面１２９に垂直な方向である第三遠心方向に、第二遠心力Ｆ１が印加される。第三遠心方向に印加される第二遠心力の大きさＦ１は、
Ｆ１＞（２×（ｄ２＋ｗ）×Ｔ×ｃｏｓδ×ｃｏｓθ２／ｃｏｓ（９０−θ２））＋１（式１０）
となるように、ＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始してターンテーブル３３が所定の回転速度Ｖ１で回転するように制御する。この回転速度Ｖ１は、予め検査チップ２を使用した実験により求めた１秒当たりの回転数である。
【００７８】
検体定量部１１４の第一検体定量部端部１１８と第二検体定量部端部１１９との開口部の周囲長を「Ｌ２」とすると、Ｌ２＝２×（ｄ２＋ｗ）  （式１１）
Ｆｓｔ＝Ｌ２×Ｔｃｏｓα  （式１２）
検体定量部１１４から分離成分１７Ａが流れ出さない保持力を「Ｆ２」とすると、
Ｆ２＝Ｆｓｔ／ｃｏｓ（９０−θ２）  （式１３）
重力をＦ３とすると、Ｆ３＝１  （式１４）
この場合に必要な第二遠心力Ｆ１は、
Ｆ１＞Ｆ２×ｃｏｓθ２＋Ｆ３  （式１５）
式１５に、式１１〜式１４を代入して、式１０を得る。
【００７９】
図５に示す場合には、検体案内部１２８の開口面積Ｓは、検体定量部１１４の開口幅ｄ２よりも狭く、試薬定量部１３４Ａの開口幅ｄ２’よりも細い、従って、検体案内部１２８の流路抵抗は、試薬案内部の流路抵抗よりも大きい。そのため検体案内部１２８の流路抵抗により分離成分１７Ａが流れにくく、第三遠心方向に第二遠心力Ｆ１が印加される前に検体定量部１１４に分離成分１７Ａが満たされず、第二遠心力Ｆ１が印加される場合には検体定量部１１４の検体定量面１２９に垂直方向に第二遠心力Ｆ１が印加されるため、検体定量面１２９に分離成分１７Ａが直接当たり液面が凹んで定量量が不足する可能性がある。検体定量部１１４へ分離成分１７Ａが注入される時には、第一遠心方向に第一遠心力Ｆ０が印加され、その後、第二遠心方向に第一遠心力Ｆ０が印加され、さらに、第三遠心方向に第二遠心力Ｆ１が印加される。従って、流路抵抗が大きい場合でも、第三遠心方向に作用する第二遠心力Ｆ０が印加される前に、検体定量部１１４に分離成分１７Ａを満たして、第二検体定量部端部１１９から分離成分第二案内部１１５側に分離成分１７Ａの流出の開始をすることができる。従って、検体定量部１１４への分離成分１７Ａの流入量の規制を行うために、第一壁面１２３Ａと検体案内部１２８の流路抵抗の両方で分離成分１７Ａの流入液の液幅を制限することができ、第二検体定量部端部１１９に分離成分１７Ａが接触し検体定量部１１４の第二検体定量部端部１１９側に空気が残留する可能性を低減して検体の定量精度を向上することができる。さらに、検体定量部１１４は定量量が小さいため検体定量面１２９の断面積が小さく、検体定量面１２９に垂直に遠心力がかかった場合、検体定量面１２９にて保持される保持力が弱いので、保持時に第二検体定量部端部１１９側へ分離成分１７Ａが流出し易い。従って、第二検体定量部端部１１９側へ分離成分１７Ａが流出することなく検体定量面１２９にて分離成分１７Ａを保持するために定量面断面積に関係する第二遠心力Ｆ１を印加することにより検体定量面１２９にて分離成分１７Ａを保持することができる。
【００８０】
また、図４に示すように、試薬定量部１３４Ａの第二端部１４２に接続され、第二案内部１３７を構成する傾斜面１３７Ａが連通方向Ｒに対して成す鋭角の角度θ’、試薬定量部１３４Ａの第一端部１４１と第二端部１４２の開口幅ｄ２’、第一端部１４１と第二端部１４２のとの間の試薬定量部１３４Ａの深さｗ’、試薬１８の表面張力Ｔ’、及び、試薬１８の液の接触角δ’が制御装置９０のハードディスク装置９５に予め記憶されている。図４及び図７（Ｂ）に示すように、試薬定量部１３４Ａへ試薬１８が注入される場合には、第一遠心力Ｆ０と異なる第三遠心力を第一遠心方向及び第二遠心方向に作用させるように、ＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始してターンテーブル３３が所定の回転速度Ｖ３で回転するように制御する。この回転速度Ｖ３は、予め検査チップ２を使用した実験により求めた１秒当たりの回転数である。回転速度Ｖ３は、検査チップ２の上記各パラメータ及び試薬１８の上記物性値により異なる。
【００８１】
次いで、図７（Ｃ）に示すように、第三遠心方向に三遠心力よりも大きい二遠心力Ｆ１を検査チップ２に印加するように、ＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始してターンテーブル３３が所定の回転速度Ｖ１で回転するように制御する。第二遠心力Ｆ１は、
Ｆ１＞（２×（ｄ２’＋ｗ’）×Ｔ’×ｃｏｓδ’×ｃｏｓθ’／ｃｏｓ（９０−θ’））＋１  （式１６）
より大きい。この回転速度Ｖ１は、予め検査チップ２を使用した実験により求めた１秒当たりの回転数である。回転速度Ｖ１は、検査チップ２の上記各パラメータ及び分離成分１７Ａの上記物性値により異なる。
【００８２】
上記の場合には、試薬案内部１３９の開口面積ｓ’が、検体案内部１２８の開口面積ｓよりも広く形成されている。従って、試薬案内部１３９を試薬１８が通る場合には、検体案内部１２８を分離成分１７Ａが通る場合のような狭い流路からの流路抵抗に打ち勝つ遠心力を印加させる必要がない。また、第二遠心力Ｆ１は、
Ｆ１＞（２×（ｄ２’＋ｗ’）×Ｔ’×ｃｏｓδ’×ｃｏｓθ’／ｃｏｓ（９０−θ’））＋１  （式１７）
より大きくなるように印加されるため、第二保持部１３３の第一壁面１３３Ａに試薬１８を残留させずに、試薬定量部１３４Ａに試薬１８を注入できる。
【００８３】
図４に示すように、第一仮想面１３３Ｋと平行な第二仮想面１３４Ｋが試薬定量部１３４Ａの底部１３４Ｔと接する部分から第二端部１４２に延びる第二仮想線の長さがＬｍ’であり、図５に示すように第一仮想面１２３Ｋと平行な第二仮想面１３４Ｋが前記検体定量部１１４の底部１１４Ｔと接する部分から第二検体定量部端部１１９に延びる第二仮想線の長さがＬｍであり、第一遠心方向に遠心力が印加されるときから第二遠心方向に第一遠心力が印加されるまでの時間がｔ１の間に前記検査チップに印加される遠心力がＦ０の場合には、時間ｔ１の間の検査チップ２に作用する遠心力の大きさは、試薬定量部○図番の記載をお願い致しますへ試薬が注入される場合には、
時間ｔ１が
【数３】
2016070849.tif 000005
（式１８）になるようにし、
検体定量部１１４へ分離成分１７Ａが注入される場合には、
時間ｔ１が
【数４】
2016070849.tif 000006
（式１９）
になるように制御装置９０のＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始してターンテーブル３３が所定の回転速度で回転するように制御する。
式１８は、検体定量部１１４に分離成分１４Ａが注入されるときに、液面が移動する距離Ｌｍは、検体定量部１１４の定量部底から液面が上昇し第二検体定量部端部１１９に液が到達するまでの液面の移動距離である。
この距離Ｌｍを移動する時間つまり検体定量部１１４への注入時の時間ｔは、加えられる遠心力による力（（２×（ｄ２’＋ｗ’）×Ｔ’×ｃｏｓδ’×ｃｏｓθ’／ｃｏｓ（９０−θ’））＋１）×ｇから算出される。式１９に付いても同様である。
【００８４】
この場合には、試薬案内部１３９の開口面積Ｓ’は検体案内部１２８の開口面積Ｓよりも広く形成されているが、時間ｔ１が  式１８の関係になるようにしているので、試薬定量部１３４Ａへの試薬１８の注入はゆっくり行われる。従って、試薬定量部１３４Ａへ注入される試薬１８が試薬案内部１３９から一気に流れ込むことが無い。よって、注入される試薬１８の液幅を細く絞ることができる。さらに、試薬定量部１３４Ａの第二端部１４２に注入される試薬１８が当たらずに、第二端部１４２側に空気が残留する可能性を低減して試薬１８の定量精度を向上することができる。また、検体案内部１２８の開口面積Ｓは、検体定量部１１４の開口幅ｄ２よりも細く、試薬案内部１３９の開口面積Ｓ’よりも細く形成されているが、時間ｔ１が式１９の関係になるようにしているので、検査チップ２の自転を早く行って、第三遠心方向に第二遠心力Ｆ１が作用する前に、検体定量部１１４に分離成分１７Ａを満たして、第二検体定量部端部から分離成分第二案内部１１５側に分離成分１７Ａの流出の開始をすることができる。従って、検体定量部１１４の第二検体定量部端部１１９に空気が残留する可能性を低減して分離成分１７Ａの定量精度を向上することができる。
【００８５】
＜５．検査チップ２のその他構造＞
図１に示すように、Ｌ型プレート６０から延びる支軸４６は、装着用ホルダ６１の後面中央に垂直に連結される。支軸４６の回転に伴って、検査チップ２が支軸４６を中心に自転する。検査チップ２は図２及び図３に示す定常状態である場合、上辺部２１及び下辺部２４が重力Ｇの方向と直交し、右辺部２２及び左辺部２３が重力Ｇの方向と平行、且つ、左辺部２３が右辺部２２よりも主軸５７側に配置される。定常状態の検査チップ２が測定位置に配置されている状態において、光源７１と光センサ７２とを結ぶ測定光を測定部８１に通過させることで、検査装置１は光学測定による検査を行う。
【００８６】
＜６．検査方法の一例＞
検査装置１及び検査チップ２を用いた検査方法について説明する。図２に示すように、注入口１１０から検体１７が注入され、検体注入部１１１に配置される。試薬定量流路１３の注入口１３０から第一試薬１８が注入され、試薬定量流路１３の試薬注入部１３１に配置される。図３に示すように、試薬定量流路１５の注入口１３０から第二試薬１９が注入され、試薬定量流路１５の試薬注入部１３１に配置される。第一試薬１８、第二試薬１９、及び検体１７の配置方法は限定されない。例えば、シート２９１，２９２における検体注入部１１１及び試薬注入部１３１に対応する位置に穴が開いており、ユーザが穴から、検体１７、第一試薬１８、及び第二試薬１９を注入し、さらにシールをして封止してもよい。また、予め、第一試薬１８と第二試薬１９とが、試薬定量流路１３，１５のそれぞれの試薬注入部１３１に配置されて、シート２９１，２９２によって封止されていてもよい。この場合、シート２９１における検体定量流路１１の検体注入部１１１に対応する位置に穴が開いており、ユーザが穴から検体１７を注入し、さらにシールをして封止してもよい。また、第一試薬１８の予め定められた注入量である体積Ｖ０は、一例として、使用者がピペットを用いて予め定められた体積Ｖ０を試薬注入部１３１に注入することで決まる。第二試薬１９及び検体１７の注入量についても、一例として、使用者がピペットを用いて予め定められた体積を試薬注入部１３１及び検体注入部１１１に注入することで決まる。
【００８７】
ユーザは検査チップ２を装着用ホルダ６１に取り付けて、操作部９４から処理開始のコマンドを入力する。これによって、ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３に記憶されている制御プログラムに基づいて、図６に示す遠心処理を実行する。尚、検査装置１は二つの検査チップ２を同時に検査可能であるが、以下では説明の便宜のため、一つの検査チップ２を検査する手順を説明する。以下の説明では、図２及び図３に示す検査チップ２の定常状態を自転角度０度といい、定常状態から９０度反時計回りに回転した状態を自転角度９０度という。尚、以下の説明においてＣＰＵ９１が検査チップ２を自転角度０度から９０度に回転させる場合、検査チップ２は、前方から見て反時計回りに回転する。また、ＣＰＵ９１が検査チップ２を自転角度９０度から０度に回転させる場合、検査チップ２は、前方から見て時計回りに回転する。
【００８８】
図６に示すように、ＣＰＵ９１は、ＨＤＤ９５に予め記憶されているモータの駆動情報を読み込み、公転コントローラ９７に主軸モータ３５の駆動情報をセットし、自転コントローラ９８にステッピングモータ５１の駆動情報をセットする（Ｓ１）。このとき、検査チップ２は図２及び図３に示すように、定常状態であり自転角度０度である。次いで、図１に示すＣＰＵ９１が公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の駆動を開始する（Ｓ２）。この結果、自転角度が０度の検査チップ２が公転する。主軸モータ３５は、公転コントローラ９７の指示に基づき、ターンテーブル３３の回転速度を速度Ｖに上げる。速度Ｖは、例えば３０００ｒｐｍである。この速度Ｖでターンテーブル３３が回転されると、検査チップ２に、数百Ｇほどの遠心力Ｆが作用する。ＣＰＵ９１は主軸モータ３５の回転速度を速度Ｖに保持する（Ｓ３）。図７（Ａ）に示すように、左辺部２３から右辺部２２に向けて、検査チップ２に遠心力Ｆが作用する。遠心力Ｆの作用によって試薬１６は、試薬注入部１３１から第一保持部１３２に移動する。また、検体１７は、検体注入部１１１から第一検体保持部１１２に移動する。尚、以下の説明では、ターンテーブル３３の回転速度は速度Ｖで一定であるとするが、速度Ｖの値が遠心処理の途中で変更されてもよい。
【００８９】
次いで、ＣＰＵ９１は自転コントローラ９８を制御してステッピングモータ５１を駆動制御し、図７（Ｃ）に示すように、自転角度９０度まで検査チップ２を回転させる（Ｓ４）。図７（Ｃ）は、自転角度９０度まで検査チップ２が自転された状態を示し、図７（Ｂ）は、自転角度０度から自転９０度まで検査チップ２が自転される間の中間の状態を示し、図６と同様の状態である。図７（Ｃ）に示す状態では、自転９０度まで検査チップ２が自転され、上辺部２１から下辺部２４に向けて、検査チップ２に遠心力Ｆが作用する。遠心力Ｆの作用によって、試薬１６は、第一保持部１３２から、屈曲壁面である第二保持部１３３を介して試薬定量部１３４に流れる。試薬定量部１３４において余った試薬１６は、第二案内部１３７を介して試薬余剰部１３６に流れる。遠心力Ｆは試薬定量面１４６に垂直な方向に作用する。これによって、試薬定量部１３４の容量分の試薬１６が定量される。また、検体１７は、第一検体保持部１１２から、検体案内部１１３を介して分離部１２４に流れる。分離部１２４において余った検体１７は、通路１２５を介して検体余剰部１２６に流れる。このため、分離部１２４の容量分の検体１７が分離部１２４に残る。分離部１２４の容量は、図２に示す分離部１２４における通路１２５側の端部１４７から、右方向に延びる第五仮想面１４８より下方の液体流路２５の容量である。
【００９０】
次に、図７（Ｂ）を参照して、図７（Ａ）に示す自転角度０度から図７（Ｃ）に示す自転角度９０度迄の検査チップ２の自転時の第一試薬１８の流れを説明する。図７（Ｂ）に示すように、自転角度０度から自転角度９０度に向けて検査チップ２が自転される間に、第一保持部１３２から、第二保持部１３３に第一試薬１８が流れ込む。第二保持部１３３は屈曲壁面であるので、第一試薬１８が貯留されずに、第二保持部１３３から試薬定量部１３４に第一試薬１８が流れ込む。
【００９１】
ＣＰＵ９１は、所定時間の間、主軸モータ３５の回転速度を速度Ｖに保持する（Ｓ５）。これによって、図７（Ｃ）に示す自転角度９０度迄の検査チップ２に、所定時間の間、上辺部２１から下辺部２４に向けて、遠心力Ｆが作用する。これによって、図８（Ａ）に示すように、分離部１２４においては、検体１７の成分が分離成分１７Ａと残留成分１７Ｂとに分離される。例えば、検体１７が血液の場合、比重の大きい血球が遠心力Ｆの作用方向側に溜まり、比重の小さい血漿が遠心力Ｆの作用方向の反対側に溜まる。すなわち、血液中の血球である残留成分１７Ｂと血漿である分離成分１７Ａとが分離される。
【００９２】
次いで、ＣＰＵ９１は、自転コントローラ９８を制御してステッピングモータ５１を駆動制御し、図８（Ｂ）に示すように、自転角度０度まで検査チップ２を回転させる（Ｓ６）。この結果、左辺部２３から右辺部２２に向けて検査チップ２に遠心力Ｆが作用する。
【００９３】
図８（Ｂ）に示す状態に検査チップ２の姿勢が変化すると、試薬定量部１３４において定量された第一試薬１８が混合部８０に移動し貯留される。また、試薬定量部１３４Ｂにおいて定量された第二試薬１９は、試薬受け部３４１に移動する。また、分離成分１７Ａは通路１２７を通って第二検体保持部１２３に移動する。尚、図８（Ｃ）に示すように、分離部１２４に残った分離成分１７Ａと、残留成分１７Ｂの一部とは、連結流路１２０を介して成分保持部１２１に移動する。
【００９４】
次いで、ＣＰＵ９１は、自転コントローラ９８を制御してステッピングモータ５１を駆動制御し、図９（Ａ）に示すように、自転角度９０度まで検査チップ２を回転させる（Ｓ７）。この結果、図９（Ｂ）に示すように、上辺部２１から下辺部２４に向けて遠心力Ｆ１が作用する。遠心力Ｆ１の作用によって、分離成分１７Ａは、第二検体保持部１２３から検体定量部１１４に流れる。また、第二試薬１９は、試薬受け部３４１から試薬受け部３４２に移動する。図９（Ｂ）に示すように、検体定量部１１４において余った分離成分１７Ａは、分離成分第二案内部１１５を介して第二余剰部１１６に流れる。遠心力Ｆは検体定量面１２９に垂直な方向に作用する。これによって、検体定量部１１４の容量分の分離成分１７Ａが定量される。また、試薬受け部３４２に移動した第二試薬１９は、合流孔部３５１を介して前面２０１に形成された第一接続流路３０１に合流する。
【００９５】
次いで、ＣＰＵ９１は、自転コントローラ９８を制御してステッピングモータ５１を駆動制御し、図９（Ｃ）、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すように、自転角度０度まで検査チップ２を回転させる（Ｓ８）。この結果、左辺部２３から右辺部２２に向けて検査チップ２に遠心力Ｆが作用する。
【００９６】
図９（Ｂ）に示す状態から図１０（Ｂ）に示す状態に検査チップ２の姿勢が変化する過程で遠心力Ｆが作用することで、図９（Ｃ）に示すように、混合部８０に貯留されている第一試薬１８に、 検体定量部１１４で定量された分離成分１７Ａが流入して混同され混合液２６１が生成される。次いで、合流孔部３５１から合流した第二試薬１９が混合部８０に流入して図１０（Ｂ）に示すように第二混合液２６２が生成される。
【００９７】
次いで、ＣＰＵ９１は、自転コントローラ９８を制御してステッピングモータ５１を駆動制御し、図１０（Ｃ）に示すように、自転角度９０度まで検査チップ２を回転させる（Ｓ９）。この結果、上辺部２１から下辺部２４に向けて検査チップ２に遠心力Ｆが作用する。遠心力Ｆの作用によって、第二混合液２６２は、測定部８１に移動する。
【００９８】
図１０には図示しないが、Ｓ９が実行された後、ＣＰＵ９１は自転コントローラ９８を制御し、ステッピングモータ５１を駆動する。ＣＰＵ９１は、自転角度０度まで検査チップ２を回転させる（Ｓ１０）。また、ＣＰＵ９１は公転コントローラ９７を制御し、主軸モータ３５の回転を停止する（Ｓ１０）。故に、検査チップ２の公転が終了する。遠心処理は終了される。
【００９９】
遠心処理の実行後、ＣＰＵ９１は公転コントローラ９７を制御し、検査チップ２を測定位置の角度まで回転移動させる。図１に示す測定コントローラ９９が光源７１を発光させると、測定光が測定部８１に貯溜された第二混合液２６２を通る。ＣＰＵ９１は光センサ７２が受光した測定光の変化量に基づいて、第二混合液２６２の光学測定を行い、測定データを取得する。ＣＰＵ９１は、取得された測定データに基づいて、第二混合液２６２の測定結果を算出する。測定結果に基づく第二混合液２６２の検査結果が、図１に示すディスプレイ９６に表示される。尚、第二混合液２６２の測定方法は、光学測定に限られず、他の方法でもよい。
【０１００】
上記実施形態において、試薬注入部１３１が本発明の「注入部」の一例である。第一試薬１８及び第二試薬１９は本発明の「試薬」の一例である。試薬定量部１３４は本発明の「定量部」の一例である。試薬定量部１３４Ｂは本発明の「定量部」の一例である。分離成分１７Ａは、本発明の「検体」の一例である。
【０１０１】
以上説明したように、上記実施の形態の検査チップ２及び検査システム３では、定量部内に空気が残留する可能性を低減して検体又は試薬の定量精度を向上することができる。
【０１０２】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、第一試薬１８は、検体に変えてもよい。また、測定部８１は、混合部８０の下部であったが、混合部８０とは別に設けられていてもよい。
【０１０３】
また、試薬定量流路１５と第二接続流路３３１とは後面２０２側に形成され、試薬定量流路１３と第一接続流路３０１とは前面２０１に形成されていたが、これに限定されない。例えば、試薬定量流路１５、第二接続流路３３１、試薬定量流路１３、及び第一接続流路３０１が前面２０１に形成されてもよい。この場合、第一接続流路３０１と第二接続流路３３１とが合流孔部３５１において合流するのではなく、前面２０１の流路において合流してもよい。また、試薬定量流路１５及び第二接続流路３３１が検査チップ２に設けられなくてもよい。また、本実施例では、試薬定量部１３４は、試薬を定量する定量部であるが検体の定量部に用いてもよい。また、第二保持部１３３が屈曲壁面でなく、凹部から形成されてもよい。
【０１０４】
また、検査チップ２では、試薬注入部１３１に流路から少し盛り上がった稜線が形成されるようにしてもよい。稜線と、試薬注入部１３１を形成する壁面で囲まれる体積が試薬注入部１３１への予め定められた注入量の体積Ｖ０となるようにしてもよい。この場合には、試薬注入部１３１にどこまで第一試薬１８（１６）が注入されれば、体積Ｖ０になるかがはっきり分かる。
【符号の説明】
【０１０５】
１      検査装置
２      検査チップ
３         検査システム
１７      検体
１７Ａ      分離成分
１８      第一試薬
１９      第二試薬
１１４     検体定量部
１２３     第二検体保持部
１２３Ａ    第一壁面
１２３Ｂ    縦壁面
１２３Ｃ    壁部
１２３Ｄ    先端部
１２３Ｋ    第一仮想面
１２８      検体案内部
１３１      試薬注入部
１３２      第一保持部
１３２Ａ    第一壁面
１３２Ｂ    縦壁面
１３２Ｃ    第一壁部
１３２Ｄ    先端部
１３２Ｋ    第一仮想面
１３３      第二保持部
１３３Ａ    第一壁面
１３３Ｂ    第二壁面
１３３Ｋ    第一仮想面
１３４     試薬定量部
１３９    試薬案内部
【図１】
2016070849.tif 000009
【図２】
2016070849.tif 000010
【図３】
2016070849.tif 000011
【図４】
2016070849.tif 000012
【図５】
2016070849.tif 000013
【図６】
2016070849.tif 000014
【図７】
2016070849.tif 000015
【図８】
2016070849.tif 000016
【図９】
2016070849.tif 000017
【図１０】
2016070849.tif 000018
【図１１】
2016070849.tif 000019
【図１２】
2016070849.tif 000020