(57)【要約】      （修正有）【課題】分析に用いられる液体に混入した気泡が分析に及ぼす影響を低減することが可能な分析用具および分析システムを提供する。【解決手段】分析用具Ａ１は、液体が流入する分析部流入口１７１、および分析部流入口１７１よりも鉛直方向上方に位置する分析部流出口１７２、を有し、鉛直方向に対して直角である水平面に対して傾斜する流路からなる分析部１７を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流入する分析部流入口、および該分析部流入口よりも鉛直方向上方に位置する分析部流出口、を有し、鉛直方向に対して直角である水平面に対して傾斜する流路からなる分析部を備える、分析用具。
【請求項２】
前記分析部は、毛細管現象を発生させない形状である、請求項１に記載の分析用具。
【請求項３】
前記液体が流入する中間槽流入口、該中間槽流入口よりも鉛直方向下方に位置する中間槽流出口、および前記中間槽流入口よりも鉛直方向上方に位置する気体貯留部、を有する中間槽を備えており、
前記中間槽流出口から流出した前記液体が前記分析部流入口に流入する、請求項１または２に記載の分析用具。
【請求項４】
前記中間槽流入口に流入する前記液体が貯蔵された貯蔵槽を備える、請求項３に記載の分析用具。
【請求項５】
複数の前記中間槽と、
前記分析部の前記分析部流出口から流出した前記液体が、前記分析部と前記複数の中間槽のいずれかを経由して流入する退避槽と、を備える、請求項３または４に記載の分析用具。
【請求項６】
押圧手段によって前記中間槽内方に向けて延伸されることにより、前記中間槽を通じた前記液体の流動を阻止しうるように変形可能な変形膜を備える、請求項３ないし５のいずれかに記載の分析用具。
【請求項７】
前記中間槽は、前記中間槽流入口に接近するほど断面形状寸法が小となる部位を有する、請求項３ないし６のいずれかに記載の分析用具。
【請求項８】
請求項１ないし７に記載の分析用具と、
前記分析用具が装填される分析装置と、
を備える、分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析用具および分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野や環境測定分野においては、分析の前処理である試料調製および分析処理を行う様々な分析システムが知られている。特許文献１には、微細な流路が形成された分析用具と、この分析用具が装填される分析装置からなる分析システムが開示されている。当該分析システムにおいては、試料調整を行う際に、分析装置から分析用具へと試薬が導入される。この試薬に気泡が混入していると、分析に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、アスピレータ等を用いて、気泡の混入を防止する方策がとられている。
【０００３】
しかしながら、アスピレータ等を用いる場合、分析装置の装置構成がより複雑となることが避けられない。また、試薬中の気泡を完全に排除し尽くせない場合、この気泡が分析用具の分析部に導入される。特許文献１の分析用具においては、水平方向に延びる微細流路からなる分析部が想定されている。このような分析部に気泡が混入すると、分析部に気泡が残存してしまい、分析処理が阻害されるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６６５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、分析に用いられる液体に混入した気泡が分析に及ぼす影響を低減することが可能な分析用具および分析システム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】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供される分析用具は、液体が流入する分析部流入口、および該分析部流入口よりも鉛直方向上方に位置する分析部流出口、を有し、鉛直方向に対して直角である水平面に対して傾斜する流路からなる分析部を備える。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記分析部は、毛細管現象を発生させない形状である。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記液体が流入する中間槽流入口、該中間槽流入口よりも鉛直方向下方に位置する中間槽流出口、および前記中間槽流入口よりも鉛直方向上方に位置する気体貯留部、を有する中間槽を備えており、前記中間槽流出口から流出した前記液体が前記分析部流入口に流入する。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記中間槽流入口に流入する前記液体が貯蔵された貯蔵槽を備える。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、複数の前記中間槽と、前記分析部の前記分析部流出口から流出した前記液体が、前記分析部と前記複数の中間槽のいずれかを経由して流入する退避槽と、を備える。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、押圧手段によって前記中間槽内方に向けて延伸されることにより、前記中間槽を通じた前記液体の流動を阻止しうるように変形可能な変形膜を備える。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記中間槽は、前記中間槽流入口に接近するほど断面形状寸法が小となる部位を有する。
【００１３】
本発明の第２の側面によって提供される分析システムは、本発明の第１の側面によって提供される分析用具と、前記分析用具が装填される分析装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、前記分析部においては、鉛直方向下方に位置する前記分析部流入口から鉛直方向上方に位置する前記分析部流出口に向けて液体が流動する。このため、仮に液体に気泡が残存していても、この気泡は鉛直方向上方に位置する前記分析部流出口から流出する。また、前記分析部は、水平方向に対して傾斜している。このため、液体内の気泡が、前記分析部内にとどまることを防止することができる。したがって、分析に用いられる液体に混入した気泡が分析に及ぼす影響を低減することができる。
【００１５】
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】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に基づく分析用具を示す正面図である。
【図３】図２の分析用具の基材を示す正面図である。
【図４】図２の分析用具の破砕膜を示す正面図である。
【図５】図２の分析用具の接合層を示す正面図である。
【図６】図２の分析用具の変形膜を示す正面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。
【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを用いた分析方法を示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを用いた分析方法を示す要部拡大断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを用いた分析方法を示す正面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを用いた分析方法を示す要部拡大断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを用いた分析方法を示す要部拡大断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを用いた分析方法を示す正面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを用いた分析方法を示す要部拡大断面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に基づく分析用具および分析システムを示す要部拡大断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に基づく分析用具および分析システムを示す要部拡大断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に基づく分析用具および分析システムを示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１、図２および図７〜図９は、本発明の第１実施形態に基づく分析用具および分析システムを示している。本実施形態の分析システムＢ１は、分析用具Ａ１および分析装置７を備えている。
【００１９】
図１は、分析システムＢ１を示す斜視図である。図２は、分析用具Ａ１を示す正面図である。図７は、図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図８は、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図９は、図２のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部拡大断面図である。なお、これらの図においては、図中上下方向が鉛直方向に相当しており、以降の図においても同様である。
【００２０】
分析システムＢ１は、医療分野や環境測定分野などにおける分析を行うためのシステムである。分析システムＢ１の分析における分析対象や分析手法は特に限定されない。一例として、医療分野における分析の場合、分析対象としては、血液、尿および汗などが挙げられ、分析手法としては、化学的分原理、電気的原理、光学的原理などを単独で用いた、あるいは組み合わせた手法を採用できる。
【００２１】
分析装置７は、分析用具Ａ１が装填されることにより、上述した分析を実行するための装置である。分析用具Ａ１における分析を行うために、分析装置７は、たとえば集中制御部、記憶部、表示部、インターフェース部などを備える（いずれも図示略）。集中制御部は、たとえばＩＣチップであり、記憶部は、たとえばメモリチップであり、表示部は、たとえば液晶ディスプレイである。また、分析用具Ａ１における液体の流動を発生させる動力源として、分析装置７は、たとえばポンプ（図示略）を備える。このポンプは、吐出および吸引のいずれのタイプであってもよい。また、分析装置７には、ポンプからの吐出力あるいは吸引力を分析用具Ａ１の適所に作用させるためのノズルおよびチューブなど（いずれも図示略）が適宜実装される。ポンプは、上述した集中制御部によってその動作が制御される。
【００２２】
分析装置７は、押圧ロッド７１を備えている。押圧ロッド７１は、分析用具Ａ１の適所を押圧する押圧手段の一例である。押圧ロッド７１は、たとえば略円柱形のロッドが長手方向において進退自在とされたものである。押圧ロッド７１を進退させる機構は特に限定されず、モーター、エアシリンダ、バネなどを用いた各種の機構を採用すればよい。また、後述する分析用具Ａ１における流動制御においては、分析用具Ａ１の複数箇所を押圧することが好ましい。これを実現すべく、押圧ロッド７１の分析用具Ａ１に対する位置を変更自在の構成としてもよいし、複数の押圧ロッド７１を備える構成としてもよい。図示された構成は、複数の押圧ロッド７１を備える例である。なお、分析装置７に備えられた押圧ロッド７１は、破砕膜２および変形膜４を押圧する手段の具体的構成の一例であり、かかる手段の具体的構成はこれに限定されない。押圧するための手段の一部または全部が、分析用具Ａ１に具備されていてもよい。具体的には、破砕膜２および変形膜４を押圧する部分を分析用具Ａ１に具備し、この押圧する部分を駆動する駆動源を分析装置７に備えてもよいし、押圧する部分および駆動源の双方を分析用具Ａ１に具備してもよい。
【００２３】
分析用具Ａ１は、基材１、破砕膜２、接合層３、変形膜４および裏面封止膜５を備えている。本実施形態においては、分析用具Ａ１は、一回の分析を行った後に廃棄されるディスポーザブルタイプの分析用具として構成されている。
【００２４】
基材１は、分析用具Ａ１の土台となるものであり、板状の部材である。基材１の材質は特に限定されないが、液体の浸透を妨げる材質が好ましく、一例としてたとえばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などの樹脂が挙げられる。基材１は、表面１ａおよび裏面１ｂを有する。表面１ａおよび裏面１ｂは、基材１の厚さ方向において互いに反対側を向く。なお、図３は、基材１を示す正面図である。
【００２５】
基材１には、検体供給槽１１１、貯蔵槽１１２、連絡流路１２１、中間槽１３、供給流路１２２、集合流路１２３、分析部１７、退避槽１１３、連絡流路１２４、退避流路１２６および排出槽１８が形成されている。また、本実施形態においては、１つの基材１（分析用具Ａ１）に複数の貯蔵槽１１２と、これらに対応する複数の連絡流路１２１、複数の中間槽１３および複数の供給流路１２２が設けられている。複数の貯蔵槽１１２に貯蔵される分析用液体８２は特に限定されない。本実施形態においては、検体供給槽１１１に希釈された検体である希釈検体８１が供給される場合を例に説明する。また、複数の貯蔵槽１１２には、分析用液体８２として試薬、希釈液および洗浄液等が適宜選択され、貯蔵された場合を例に説明する。
【００２６】
検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２は、分析用具Ａ１内において分析に用いられる液体が供給され、あるいは貯蔵する槽である。本実施形態においては、検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２は、分析用具Ａ１が分析装置７に装填された状態において鉛直方向上方に位置する箇所に設けられている。検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２は、基材１の裏面１ｂから凹む凹部によって構成されている。貯蔵槽１１２に貯蔵される液体の量は、１回の分析に必要となる量である。分析用具Ａ１の製造が完了した状態においては、貯蔵槽１１２には、このような１回分の液体が貯蔵されている。一方、分析用具Ａ１の完成時において、検体供給槽１１１は、空の状態とされている。
【００２７】
連絡流路１２１は、検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２と中間槽１３とをそれぞれ繋ぐ流路である。図示された例においては、連絡流路１２１は、基材１の裏面１ｂから凹む溝によって構成されている。なお、連絡流路１２１の構成は特に限定されず、たとえば接合層３またはこれと類似の要素に設けられた切欠きまたは溝と、破砕膜２またはこれと類似の要素とによって構成されてもよい。
【００２８】
中間槽１３は、分析に用いられる液体を一時的に貯蔵するための槽である。また、本実施形態においては、中間槽１３は、後述する変形膜４の基材１内方への延伸を受容する空間である。また、本実施形態においては、さらに、中間槽１３の内壁と延伸された接合層３とが当接することにより、弁機能を果たす部位となっている。中間槽１３の形状は、係る機能を果たす形状であれば特に限定されないが、本実施形態においては、中間槽１３は、円柱部１３１、円錐部１３２、中間槽流入口１３３、中間槽流出口１３４および気体貯留部１３５を有している。
【００２９】
円柱部１３１は、基材１の表面１ａから凹む凹部であり、基材１の厚さ方向視において円形状である。円錐部１３２は、円柱部１３１に対して内方から繋がっており、基材１の厚さ方向において円柱部１３１から離間するほど断面形状が小となる円錐形状である。すなわち、円錐部１３２は、破砕膜２から厚さ方向において内側に離間するほど断面形状寸法が小となる部位の一例に相当する。
【００３０】
中間槽流入口１３３は、中間槽１３と連絡流路１２１とが繋がる部位である。本実施形態においては、中間槽流入口１３３は、円錐部１３２の底部に設けられている。中間槽流出口１３４は、中間槽１３から液体が流出する部位であり、中間槽流入口１３３に対して鉛直方向下方に位置している。
【００３１】
気体貯留部１３５は、中間槽１３のうち中間槽流入口１３３よりも鉛直方向上方に位置する部位である。本実施形態においては、中間槽流入口１３３は、基材１の厚さ方向視において中間槽１３の略中央に位置している。このような構成の中間槽１３は、基材１の厚さ方向（後述する破砕膜２の厚さ方向）と直角である方向である図中上下方向（鉛直方向）において中間槽流入口１３３よりも上側に位置する気体貯留部１３５を有する構成となっている。
【００３２】
供給流路１２２は、検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２からの液体を分析部１７に供給するための流路である。本実施形態においては、供給流路１２２は、基材１の表面１ａから凹む溝によって構成されている。さらに、本実施形態においては、供給流路１２２は、中間槽１３から検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２とは反対側の鉛直方向下方に向けて延びている。集合流路１２３は、複数の供給流路１２２が合流する流路である。本実施形態においては、集合流路１２３は、基材１の表面１ａから凹む溝によって構成されている。
【００３３】
分析部１７は、分析対象の分析を行うための場となるものであり、分析部流入口１７１および分析部流出口１７２を有する。分析部流入口１７１は、供給流路１２２からの液体が分析部１７へと流入する部位である。分析部流出口１７２は、分析部１７から液体が流出する部位であり、分析部流入口１７１よりも鉛直方向上方に位置している。
【００３４】
分析部１７の構成は、分析手法が依拠する原理に応じて、種々の構成とされる。たとえば、抗原抗体反応を利用した手法を採用した場合、分析部１７には、図示しない抗体が固定されている。また、本実施形態の分析部１７は、毛細管現象を生じさせない形状および大きさとされている。または、分析部１７は、毛細管現象を生じさせるとしても、水平面に対して傾斜させることによって生じた重力の影響によって、毛細管力が打ち消される構成とされている。すなわち、分析部流入口１７１へと到達した液体は、分析装置７から付与される圧力などの外部からの推進力によってはじめて分析部１７内を流動するものであり、毛細管現象によって分析部１７内を自然に流動する構成とはなっていない。
【００３５】
また、本実施形態においては、分析部１７は、全体が鉛直方向に対して平行な流路からなる。なお、分析部１７の具体的構成はこれに限定されず、水平方向に対して傾斜した流路によって構成されていることが好ましい。また、分析部１７は、部分的に水平方向に平行である部分を有さない構成が好ましい。
【００３６】
連絡流路１２５は、分析部１７の分析部流出口１７２と排出槽１８とを繋ぐ流路である。本実施形態においては、連絡流路１２５は、鉛直方向に対して平行である。
【００３７】
排出槽１８は、分析部１７に対して鉛直方向上側に配置されており、分析を実行するために使用された検体、試薬、希釈液、洗浄液などが排出される槽である。
【００３８】
退避槽１１３は、分析部１７の分析部流出口１７２から流出した液体が、分析部１７と中間槽１３とを経由して流入する槽である。本実施形態においては、退避槽１１３は、検体供給槽１１１、貯蔵槽１１２および排出槽１８よりも鉛直方向下方に配置されている。また退避槽１１３は、連絡流路１２４を介して中間槽１３と繋がっている。この中間槽１３は、検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２に繋がる中間槽１３と同様の構成である。また、連絡流路１２４は、上述した連絡流路１２１と同様の構成である。
【００３９】
退避流路１２６は、退避槽１１３に繋がる中間槽１３と集合流路１２３とを繋ぐ流路である。
【００４０】
破砕膜２は、中間槽１３を塞ぎ、且つ液体の通過を阻止するとともに、破砕可能な膜である。なお、本発明において破砕可能であるとは、中間槽１３を塞ぎ、且つ液体の通過を阻止する破砕前の状態から、液体の通過を許容する状態に変態可能であることをいう。このような破砕を実現する手法としては、たとえば押圧などの外力、熱応力などの内力、加熱による溶解および焼失、化学反応による溶解などを用いたものが挙げられる。以降の実施形態においては、外力を利用した場合について説明する。具体的には、図７〜図９に示すように、破砕膜２は、基材１の表面１ａに接合されている。破砕膜２の接合は、たとえば接着剤によってなされる。この接着剤は、極薄い層となり、図中においては省略されている。破砕膜２は、少なくとも中間槽１３を塞ぐように設けられていればよく、基材１の表面１ａの一部が破砕膜２から露出していてもよい。破砕膜２の材質としては、液体の通過を阻止するとともに、破砕可能なものであればよく、本実施形態においてはアルミなどの金属からなる薄膜が用いられる。
【００４１】
図４は、破砕膜２を示す正面図である。図４、図７および図８に示すように、破砕膜２には、開口２１が形成されている。開口２１は、破砕膜２を貫通しておいる。開口２１は、基材１の厚さ方向視において、中間槽１３から退避した位置に設けられており、供給流路１２２および退避流路１２６のいずれか端部に重なっている。本実施形態においては、検体供給槽１１１および複数の貯蔵槽１１２に対応して複数の供給流路１２２が設けられている。破砕膜２には、複数の供給流路１２２および退避流路１２６に対応した複数の開口２１が設けられている。
【００４２】
接合層３は、変形膜４を基材１および破砕膜２の少なくとも一方に接合する層である。本実施形態においては、接合層３は、変形膜４の大部分を破砕膜２に接合している。なお、本実施形態とは異なり、破砕膜２が基材１の表面１ａの一部を露出させている場合、接合層３は、変形膜４を基材１の表面１ａに接合してもよい。また、接合層３は、上述した破砕膜２を基材１に接合する接着剤と比べて肉厚の層であり、たとえば１００μｍ程度である。
【００４３】
図５は、接合層３を示す正面図である。図１、図５、図７および図８に示すように、接合層３は、複数の開口３１を有している。開口３１は、接合層３を貫通しており、基材１の厚さ方向視において基材１の中間槽１３および破砕膜２の開口２１に重なっている。開口３１の形状は特に限定されないが、相対的に大サイズの中間槽１３と相対的に小サイズの開口２１とに重なる形状として、涙型とされている。
【００４４】
変形膜４は、破砕膜２に対して基材１の中間槽１３とは反対側の外側に位置し、且つ破砕前の破砕膜２が存在する位置を超えて中間槽１３内に進入するように変形可能である。このような変形を実現しうる変形膜４として、本実施形態においては、弾性変形可能な変形膜４を例に説明するが、変形膜４の具体的構成はこれに限定されない。たとえば、破砕膜２よりも顕著に破砕し難く、且つ屈曲変形が可能な材質からなる変形膜４を採用してもよい。この場合、変形膜４は、中間槽１３内に進入することが可能な大きさとされており、中間槽１３に進入しない通常時は、たとえば弛んだ状態で中間槽１３の外方に退避可能であればよい。図６は、変形膜４を示す正面図である。図１、図４、図７および図８に示すように、本実施形態においては、変形膜４は、少なくとも中間槽１３や開口３１に重なる位置においてなんら開口などが設けられていない。また、変形膜４は、全面にわたって厚さが一定とされている。なお、変形膜４の形状や厚さ分布は、特に限定されない。また、後述する分析用具Ａ１を用いた分析システムＢ１の分析を達成可能であれば、変形膜４は、基材１の一部に相当する領域のみに設けられていてもよい。
【００４５】
本実施形態の変形膜４は、押圧ロッド７１によって押圧されることにより、破砕膜２を破砕する程度に中間槽１３に進入すべく弾性変形可能な材質が選定され、さらに本実施形態においては、中間槽１３の内面に密着する程度に弾性変形可能な材質が選定される。このような材質としては、シリコーン樹脂またはゴム、エラストマなどが挙げられる。
【００４６】
また、分析用具Ａ１は、流路用空間１４を有する。流路用空間１４は、破砕膜２および変形膜４の間に位置し、且つ中間槽１３とは破砕膜２によって区画されている。さらに、本実施形態においては、流路用空間１４は、破砕膜２、変形膜４および開口３１によって規定された空間によって構成されている。図７および図８に示した状態において、流路用空間１４は、破砕膜２によって中間槽１３と区画されている一方、破砕膜２の開口２１を通じて供給流路１２２と繋がっている。
【００４７】
裏面封止膜５は、基材１の裏面１ｂに接合されており、基材１に形成された検体供給槽１１１、貯蔵槽１１２、連絡流路１２１、連絡流路１２４などを塞ぐ機能を果たす。裏面封止膜５の材質は、分析用液体８２などの液体を長期間にわたって通過させない材質であればよく、樹脂、金属などが適宜用いられる。
【００４８】
次いで、図７〜図１６を参照しつつ、分析用具Ａ１および分析システムＢ１による分析方法の一例について説明する。
【００４９】
図７〜図９は、保管されていた分析用具Ａ１が分析を行うために分析装置７に装填された状態を示している。同図に示すように、分析用具Ａ１は、中間槽１３に対して検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２が鉛直方向上方に位置するように装填されている。上述した通り、分析用具Ａ１が完成した際には、検体供給槽１１１は、空である。本実施形態においては、分析用具Ａ１を分析装置７に装填するに先立ち希釈液によって希釈された血液ななどの希釈検体８１が、検体供給槽１１１に供給されている。一方、貯蔵槽１１２には、試薬、希釈液、洗浄液などの分析用液体８２が貯蔵されている。
【００５０】
図８に示すように、分析用具Ａ１が分析装置７に装填された際には、退避槽１１３には、いずれの液体も充填されておらず、空の状態である。また、図９に示すように、分析部１７には、いずれの液体も充填されておらず、上述した抗体（図示略）が分析部１７の適所に固定されている。
【００５１】
本実施形態においては、分析装置７に装填された分析用具Ａ１の複数の中間槽１３それぞれの正面に、押圧ロッド７１が位置する構成である場合を例に説明する。
【００５２】
図１０は、検体供給槽１１１に供給された希釈検体８１を分析に用いる際の工程を示している。図示された押圧ロッド７１を図中左方に移動させることにより、変形膜４のうち基材１の厚さ方向において中間槽１３と重なる部位を押圧する。この押圧によって変形膜４は、中間槽１３に進入するように延伸される。この延伸された変形膜４によって、破砕膜２が破砕される。この結果、押圧ロッド７１を図中右方に退避させると、破砕膜２による中間槽１３の封止が解かれる。
【００５３】
次いで、図１１、図１２および図１３に示すように、希釈検体８１を検体供給槽１１１から分析部１７へと送る。この送液には、分析装置７の上述したポンプの吐出力または吸引力を利用する。ポンプの吸引力を利用する場合、たとえば、検体供給槽１１１と排出槽１８または排出槽１８の下流側部分とに、開口（図示略）を設ける。検体供給槽１１１側の開口は、大気開放とする。排出槽１８側の開口には、ポンプに繋がるノズル等を固定する。そして、ポンプを駆動させると、それによって生じる圧力差によって、希釈検体８１が検体供給槽１１１から連絡流路１２１、中間槽１３、流路用空間１４、供給流路１２２、集合流路１２３を通じて分析部１７へと送られる。
【００５４】
図１１に示すように、検体供給槽１１１には、分析用具Ａ１の完成後に希釈検体８１が供給される。このため、分析用具Ａ１が分析装置７に装填された際には、検体供給槽１１１は、希釈検体８１と空気とを収容する状態となりやすい。したがって、気泡が混入した状態で希釈検体８１が送液されることが想定される。検体供給槽１１１から連絡流路１２１を経由した希釈検体８１は、中間槽流入口１３３から中間槽１３へと流入する。分析装置７のポンプによって生じた圧力差による推進力によって、希釈検体８１は、中間槽流入口１３３から中間槽流出口１３４へと向かい、中間槽流出口１３４から流出する。ただし、希釈検体８１が中間槽１３内を滞留する間に、希釈検体８１に混入した気泡は、鉛直方向上方へと移動する。この気泡は、中間槽流入口１３３よりも鉛直方向上方に位置する気体貯留部１３５に貯留される。この結果、中間槽流出口１３４から流出する希釈検体８１は、中間槽流入口１３３から流入した時点よりも含有する気泡の量が減少している。気体貯留部１３５の形状および大きさや中間槽１３に希釈検体８１が滞留する時間によっては、ほとんどの気泡が希釈検体８１から除去されることが期待できる。
【００５５】
分析部１７においては、集合流路１２３を流れてきた希釈検体８１が、分析部流入口１７１から分析部１７へと導入される。分析部１７は、毛細管現象を生じさせないものである。このため、鉛直方向下方に位置する分析部流入口１７１から鉛直方向上方に位置する分析部流出口１７２へと希釈検体８１を流動させる推進力は、上述した分析装置７のポンプによって生じた圧力差である。希釈検体８１が押圧ロッド７１を通過する際に、希釈検体８１に含まれる血液成分と分析部１７に固定された抗体とによって抗体抗原反応がなされる。
【００５６】
図１２に示すように、分析部１７においては、鉛直方向下方に位置する分析部流入口１７１から鉛直方向上方に位置する分析部流出口１７２に向けて希釈検体８１が流動する。このため、仮に希釈検体８１に気泡が残存していても、この気泡は鉛直方向上方に位置する分析部流出口１７２から流出し、排出槽１８に収容される。また、分析部１７は、水平方向に対して傾斜しており、本実施形態においては、鉛直方向に対して平行である。このため、希釈検体８１内の気泡が、分析部１７内にとどまることを好適に防止することができる。
【００５７】
所定量の希釈検体８１が分析部１７へと送液されると、その後の工程においては、検体供給槽１１１からの希釈検体８１のさらなる送液が阻止される。具体的には、図１４に示すように、押圧ロッド７１によって、変形膜４を再び押圧する。図１０に示した押圧は、破砕膜２を破砕可能であれば十分であるが、本工程における押圧は、変形膜４を延伸させ、中間槽１３の内面に確実に密着する程度とする。これにより、中間槽１３が延伸された変形膜４によって塞がれることとなる。したがって、ポンプからの吸引力が図中の供給流路１２２や流路用空間１４に及んでいても、図示された検体供給槽１１１の希釈検体８１は、送液されない。
【００５８】
図１５および図１６は、排出槽１８に送られた希釈検体８１を、退避槽１１３へと退避させる工程を示している。本工程においては、分析装置７のポンプを用いて退避槽１１３と排出槽１８との間に圧力差を生じさせることにより、希釈検体８１を送液する。希釈検体８１は、排出槽１８、連絡流路１２５、分析部１７、連絡流路１２４、退避流路１２６、中間槽１３および連絡流路１２４を経由して退避槽１１３へと退避する。
【００５９】
図１６に示すように、退避槽１１３に繋がる中間槽１３においては、中間槽流出口１３４から流入した希釈検体８１が中間槽流入口１３３から流出する。すなわち、中間槽１３内を希釈検体８１が逆流する。この際、仮に希釈検体８１内に気泡が残存していると希釈検体８１が中間槽１３内に滞留する間に、気泡が気体貯留部１３５に貯留されることが期待できる。
【００６０】
続いて、本実施形態においては、退避槽１１３に退避させた希釈検体８１を、再び分析部１７へと送液する。この送液は、たとえば、分析装置７のポンプによる圧力差の正負を逆転させることによってなされる。この送液の際にも、中間槽１３において希釈検体８１に含まれた気泡が、気体貯留部１３５に貯留することが期待できる。分析部１７に送られた希釈検体８１中の血液成分と、分析部１７の抗体とによって、抗体抗原反応が再びなされる。
【００６１】
分析部１７への送液と、退避槽１１３への退避とを繰り返すことにより、希釈検体８１の血液成分と分析部１７の抗体との抗体抗原反応を複数回繰り返して行うことができる。なお、分析部１７における反応を繰り返し行う必要がない場合には、退避槽１１３を備えない構成としてもよい。
【００６２】
希釈検体８１の血液成分と分析部１７の抗体との抗体抗原反応が完了した後は、複数の貯蔵槽１１２に貯蔵された分析用液体８２を分析部１７へと適宜送液する。このような送液の一例を挙げると、ある貯蔵槽１１２に貯蔵された分析用液体８２としての洗浄液を分析部１７へと送液することにより、分析部１７に残存した余分な希釈検体８１を洗い流す。次いで、別の貯蔵槽１１２に貯蔵された分析用液体８２としての試薬を分析部１７へと送液する。これにより、分析部１７の抗体と反応した抗原としての血液成分と前記試薬とに所定の反応を行わせる。続いて、分析用液体８２としての洗浄液を再び分析部１７へと送液する。これにより、分析部１７に存在する前記試薬を洗浄するとともに、分析部１７内に洗浄液を充填する。そして、たとえば光学的手法を用いた分析手法によって、抗原抗体反応がなされた状態を分析する。以上の工程により、分析用具Ａ１を用いた分析システムＢ１による分析が完了する。
【００６３】
次に、分析用具Ａ１および分析システムＢ１の作用について説明する。
【００６４】
本実施形態によれば、図１１に示すように、検体供給槽１１１から連絡流路１２１を経由した希釈検体８１、または貯蔵槽１１２から連絡流路１２１を経由した分析用液体８２は、中間槽流入口１３３から中間槽１３へと流入する。希釈検体８１または分析用液体８２が中間槽１３内を滞留する間に、希釈検体８１または分析用液体８２に混入した気泡は、鉛直方向上方へと移動する。この気泡は、中間槽流入口１３３よりも鉛直方向上方に位置する気体貯留部１３５に貯留される。この結果、中間槽流出口１３４から流出する希釈検体８１または分析用液体８２は、中間槽流入口１３３から流入した時点よりも含有する気泡の量が減少している。また、図１２に示すように、分析部１７においては、鉛直方向下方に位置する分析部流入口１７１から鉛直方向上方に位置する分析部流出口１７２に向けて希釈検体８１が流動する。このため、仮に希釈検体８１に気泡が残存していても、この気泡は鉛直方向上方に位置する分析部流出口１７２から流出し、排出槽１８に収容される。また、分析部１７は、水平方向に対して傾斜しており、本実施形態においては、鉛直方向に対して平行である。このため、希釈検体８１内の気泡が、分析部１７内にとどまることを好適に防止することができる。したがって、分析に用いられる液体に混入した気泡が分析に及ぼす影響を低減することができる。
【００６５】
また、検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２に繋がる中間槽１３と分析部１７とは、鉛直方向下方を迂回するようにして供給流路１２２および集合流路１２３によって繋がっている。このため、液体に含まれた気泡が比較的多い場合に、気体貯留部１３５から気泡があふれることが生じても、この気泡が分析部１７へと到達することを抑制することができる。
【００６６】
また、いまだ使用前である保管状態などにおいては、破砕膜２によって中間槽１３が塞がれている。このため、貯蔵槽１１２に貯蔵された分析用液体８２などの液体が蒸発したり浸透したりすることが、破砕膜２によって阻止される。一方、押圧ロッド７１などの押圧手段によって変形膜４が中間槽１３に進入するように延伸されると、破砕膜２が破砕される。この結果、破砕膜２が破砕された後は、貯蔵槽１１２の分析用液体８２などの液体は、中間槽１３を通じて流動可能となる。したがって、内蔵された分析用液体８２などの液体の適切な保存と流動制御とを両立可能である。
【００６７】
また、破砕膜２と変形膜４との間には、流路用空間１４が設けられている。流路用空間１４は、破砕膜２がいまだ破砕されていない状態においては、中間槽１３とは区画されている。このため、貯蔵槽１１２に貯蔵された分析用液体８２などの液体は、流路用空間１４に流れない。一方、破砕膜２が延伸した変形膜４によって破砕されると、中間槽１３と流路用空間１４とは、ただちに繋がる。これにより、貯蔵槽１１２に貯蔵された分析用液体８２などの液体を、中間槽１３から流路用空間１４を通じて供給流路１２２へと速やかに送液する事ができる。
【００６８】
中間槽１３に進入するように変形膜４を延伸することにより、図１０に示す破砕膜２の破砕だけでなく、図１４に示す送液の阻止を行うことができる。すなわち、本実施形態においては、中間槽１３は、気泡の除去に必要な空間を確保するだけでなく、送液を制御する弁機能を実現する一部として利用される。これにより、より多様な送液制御をよりコンパクトな構成で達成することができる。
【００６９】
円錐部１３２を有する中間槽１３は、中間槽１３を塞ぐために押圧ロッド７１を中間槽１３に進入させた際に、基材１の厚さ方向視における中間槽１３の中心に押圧ロッド７１を位置させるセンタリング機能が期待できる。
【００７０】
複数の貯蔵槽１１２、連絡流路１２１、中間槽１３、流路用空間１４および供給流路１２２を有する構成とすることにより、異なる種類の分析用液体８２を分析用具Ａ１に貯蔵しておくことができる。そして、これらの液体のそれぞれを独立して所望のタイミングで分析部１７へと送液することができる。これは、より複雑な分析を行うのに適している。
【００７１】
また、本実施形態においては、図１５および図１６に示すように、退避槽１１３を備えている。分析部１７と退避槽１１３とを往復させるように希釈検体８１を送液することにより、分析部１７における抗体抗原反応が複数回行われる。また、中間槽１３を希釈検体８１が通過するたびに、希釈検体８１に含まれる気泡を、気体貯留部１３５に貯留することが可能である。したがって、希釈検体８１からより確実に気泡を除去した状態で、分析部１７における分析を繰り返し行うことができる。
【００７２】
図１７〜および図１９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。
【００７３】
図１２は、本発明の第２実施形態に基づく分析用具および分析システムを示している。本実施形態の分析システムＢ２に用いられる分析用具Ａ２は、中間槽１３の具体的構成が上述した分析用具Ａ１と異なっている。
【００７４】
分析用具Ａ２においては、中間槽１３が円柱部１３１のみによって構成されており、円錐部１３２が設けられていない。ただし、中間槽流入口１３３および中間槽流出口１３４の構成は、上述した分析用具Ａ１と同様であり、気体貯留部１３５が設けられている。
【００７５】
このような実施形態によっても、分析に用いられる液体に混入した気泡が分析に及ぼす影響を低減することができる。
【００７６】
図１８は、本発明の第３実施形態に基づく分析システムに用いられる分析用具を示している。本実施形態の分析システムＢ３に用いられる分析用具Ａ３は、退避槽１１３に繋がる中間槽１３について、流路用空間１４が設けられていない点が上述した実施形態と異なっている。
【００７７】
退避槽１１３は、上述した通り、希釈検体８１が分析部１７に一旦送液された後に、希釈検体８１を退避させるための槽である。このため、分析用具Ａ３が完成した際には、退避槽１１３は、空の状態である。このため、退避槽１１３に繋がる希釈検体８１は、たおえば分析用液体８２が充填された貯蔵槽１１２に繋がる中間槽１３と比べて、液体の漏洩を防止する要請が弱い。このため、本実施形態においては、図示された中間槽１３に退避流路１２６が直接繋げられている。すなわち、退避槽１１３に退避する希釈検体８１は、破砕膜２の内側を流れる。また、接合層３には、破砕膜２を破砕し、あるいは変形膜４を変形させるための押圧ロッド７１を通過させる開口１５が形成されている。
【００７８】
このような実施形態によっても、分析に用いられる液体に混入した気泡が分析に及ぼす影響を低減することができる。図１９は、本発明の第４実施形態に基づく分析システムに用いられる分析用具を示している。本実施形態の分析システムＢ４に用いられる分析用具Ａ４においては、検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２のいずれかに繋がる中間槽１３が、検体供給槽１１１および貯蔵槽１１２よりも鉛直方向下方に配置されている。ただし、中間槽１３においては、中間槽流入口１３３が中間槽流出口１３４に対して鉛直方向上方に配置されている。また、中間槽１３のうち中間槽流入口１３３よりも鉛直方向上方に位置する部位が気体貯留部１３５を構成している。これらの点については、上述した実施形態と同様である。
【００７９】
このような実施形態によっても、分析に用いられる液体に混入した気泡が分析に及ぼす影響を低減することができる。
【００８０】
本発明に係る分析用具および分析システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る分析用具および分析システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ１〜Ａ４      分析用具
Ｂ１〜Ｂ４      分析システム
１      基材
１ａ      表面
１ｂ      裏面
１１１      検体供給槽
１１２      貯蔵槽
１１３      退避槽
１２１      連絡流路
１２２      供給流路
１２３      集合流路
１２４      連絡流路
１２５      連絡流路
１２６      退避流路
１３      中間槽
１３１      円柱部
１３２      円錐部
１３３      中間槽流入口
１３４      中間槽流出口
１３５      気体貯留部
１４      流路用空間
１５      開口
１７      分析部
１７１      分析部流入口
１７２      分析部流出口
１８      排出槽
２      破砕膜
２１      開口
３      接合層
３１      開口
４      変形膜
５      裏面封止膜
７      分析装置
７１      押圧ロッド
８１      希釈検体
８２      分析用液体
【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】
2017133913.tif 000015
【図１４】
2017133913.tif 000016
【図１５】
2017133913.tif 000017
【図１６】
2017133913.tif 000018
【図１７】
2017133913.tif 000019
【図１８】
2017133913.tif 000020
【図１９】
2017133913.tif 000021