(57)【要約】【課題】検査チップ及び検査装置の大型化や、定量精度の低下を抑制しつつ、定量部に液体を確実に供給可能な検査チップ及び検査システムを提供する。【解決手段】第一流路１１３は、案内面１１３Ａを有する流路である。定量分離部１２４は、検体定量面１４８と定量壁４０４とに囲まれた領域である。案内面１１３Ａの左端部である流出端部１１３Ｃを通る仮想直線であって、下方向に平行な直線である第一直線Ｌ１と、案内面１１３Ａの流出端部１１３Ｃにおける移動面に平行な接線である第二直線Ｌ２とは、何れも検体定量面１４８よりも下方向の下流側で定量壁４０４と交差する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の第一方向及び前記第一方向と直交する第二方向に平行な移動面内で液体が移動可能な検査チップであって、
前記液体が保持される領域である保持部と、
前記第一方向及び前記第二方向と交わる壁面であって前記保持部から前記第一方向下流側で且つ前記第二方向上流側に向かう案内面を有する流路であって、前記案内面の対向面を除く、少なくとも前記案内面に沿って前記液体を導く第一流路と、
前記第一流路の前記第一方向下流側に前記案内面とは離間して設けられた領域であって、前記第一方向下流側に凹む壁部である定量壁と、前記第一方向と直交し前記第二方向と平行な仮想面であって、前記第二方向上流側で前記定量壁の前記第一方向上流側の端部と接平面をなし、且つ前記第二方向下流側で前記定量壁と交わる定量面とに囲まれた領域である定量部と、
前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向上流側に延びる流路である第二流路と、
前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向下流側に延びる流路である第三流路と、
を備え、
前記案内面の前記第二方向上流側の端部である流出端部を通る仮想直線であって、前記第一方向に平行な直線である第一直線と、前記案内面の前記流出端部における前記移動面に平行な接線である第二直線とは、何れも前記定量面よりも前記第一方向下流側で前記定量壁と交差する
ことを特徴とする検査チップ。
【請求項２】
前記案内面は、
前記案内面上における任意の異なる二つの接点を、第一接点及び前記第一接点よりも前記保持部に近い第二接点とした場合に、
前記案内面上の前記第一接点において前記移動面に平行な接線が前記第一方向となす角度を第一角度とし、
前記案内面上の前記第二接点において前記移動面に平行な接線が前記第一方向となす角度を第二角度とするとき、
前記第一角度は前記第二角度以下であるように、前記保持部から前記流出端部に向けて連続して湾曲する形状である
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】
前記案内面の少なくとも一部は、前記移動面上で放物線形状であることを特徴とする請求項２に記載の検査チップ。
【請求項４】
前記案内面の少なくとも一部は、前記移動面上で円弧形状であることを特徴とする請求項２に記載の検査チップ。
【請求項５】
前記定量壁を構成する壁面のうち、前記定量部の占める領域に対して前記第二方向上流側から接する部分を第一面とするとき、
前記第一直線及び前記第二直線は、前記第一面を通る
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チップ。
【請求項６】
所定の第一方向及び前記第一方向と直交する第二方向に平行な移動面内で液体が移動可能な検査チップと、前記検査チップを前記移動面に平行な第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸の延びる方向と交わる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置とを含む検査システムであって、
前記検査チップは、
前記液体が保持される領域である保持部と、
前記第一方向及び前記第二方向と交わる壁面であって前記保持部から前記第一方向下流側で且つ前記第二方向上流側に向かう案内面を有する流路であって、前記案内面の対向面を除く、少なくとも前記案内面に沿って前記液体を導く第一流路と、
前記第一流路の前記第一方向下流側に前記案内面とは離間して設けられた領域であって、前記第一方向下流側に凹む壁部である定量壁と、前記第一方向と直交し前記第二方向と平行な仮想面であって、前記第二方向上流側で前記定量壁の前記第一方向上流側の端部と接平面をなし、且つ前記第二方向下流側で前記定量壁と交わる定量面とに囲まれた領域である定量部と、
前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向上流側に延びる流路である第二流路と、
前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向下流側に延びる流路である第三流路と、
を備え、
前記案内面の前記第二方向上流側の端部である流出端部を通る仮想直線であって、前記第一方向に平行な直線である第一直線と、前記案内面の前記流出端部における前記移動面に平行な接線である第二直線とは、何れも前記定量面よりも前記第一方向下流側で前記定量壁と交差し、
前記検査装置は、
前記第一方向下流側に作用する前記遠心力を前記検査チップに付与することによって、前記保持部にある前記液体を前記案内面に沿って前記定量部に移動させ、その際に前記定量部から溢れた前記液体を前記第二流路に流出させる第一動作を実行可能な第一作用手段と、
前記第一動作が実行された後、前記第二方向下流側に作用する前記遠心力を前記検査チップに付与することによって、前記定量部にある前記液体を前記第三流路に流出させる第二動作を実行可能な第二作用手段と
を備えることを特徴とする検査システム。
【請求項７】
前記第一動作において、前記第一方向下流側に作用する前記遠心力の方向は、前記第一流路から前記定量部へ向かう方向であり、
前記第二動作において、前記第二方向下流側に作用する前記遠心力の方向は、前記定量部から前記第三流路へ向かう方向である
ことを特徴とする請求項６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、液体を定量可能な検査チップ及び検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を定量可能な検査チップが知られている。例えば、特許文献１に記載の試料プロセッサカードでは、血液保持室３６にある血液試料は、二つの壁面の間の狭小流路を通って遠心方向の下流側に移動することで、血液試料の定量が行われる室５０に供給される（図３参照）。特許文献２に記載のマイクロチップ１００では、検体導入部３１に導入された血液は、一つの壁面に沿って遠心方向の下流側に移動することで、血液の分離及び定量が行われる遠心分離部３５に供給される（図２、図３参照）。これらの定量部では、定量部の容積より多い液体を定量部に導きいれて所定の部位から溢れさせる、いわゆる擦り切りによって定量が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２３８７６０号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１８６９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に例示するように、保持部に保持された液体が、二つの壁面の間の狭小流路を通って定量部に移動する場合、液体は流路に沿って移動するため液体の移動方向をコントロールしやすい。とくに特許文献１の例のように狭小流路が遠心力方向と平行な方向に配置されている場合、液体はその速度によらず直線的な経路を経て定量部に達するため、確実に液体を定量部に導くことができる。また狭小流路で作用する表面張力を利用して、所定の遠心力より大きな遠心力が作用したときのみ液体を移動させ、所定より小さな遠心力のときには液体を保持部に留まらせるような弁作用を利用することも可能である。その反面、近接した二つの壁面と接触する液体の表面張力に抗して液体を定量部に移動させるには大きな遠心力が必要であり、強力な駆動源により装置の大型化や消費電力の増大、騒音の増大を招く。
【０００５】
そこで特許文献２に例示するように、液体が一つの壁面に沿って定量部に移動する形態も用いられている。この場合、液体は比較的小さな遠心力で壁面を離れて定量部に移動できる。しかし、前述の特許文献１の例のように弁作用で液体を保持できないため、保持部と定量部が遠心力方向に沿って並ぶように配置することはできず、保持部から定量部までは遠心力方向に対して傾いた壁面に沿って液体が移動する。この場合、壁面を離れてから定量部に達するまでに液体が通過する経路は、液体が壁面を離れたときの速度の向きと大きさ、更に遠心力に依存して異なる。液体の速度は、液体の粘性や表面張力に強く依存するため、液体の性質によって液体が異なる経路を通ることになる。この誤差が大きくなってくると、液体が定量部の中に到達せず、定量部の外に向かって移動してしまうおそれがある。このおそれはとくに定量部が小さい、微量検査システムの場合に顕著である。特許文献２では、これを避けるため、定量部を構成する壁面のうち、定量部で正確に定量された液体の液面よりも遠心方向上流側にある部分に液体を一度到達させてから、壁面に沿って液体を定量部に導いている。このようにすれば確実に液体を定量部に導くことができるが、一度液体に接触した面は濡れやすくなるため、液体と壁面との接触角が小さくなるような表面張力が強くはたらく。表面張力により液面が平らでなくなると、その分定量液量が変化してしまい、定量精度の低下を招く。この表面張力に抗して液面を平らに擦り切って正確に定量を行おうとすれば、より大きな遠心力を必要とする。従って、この場合にも装置の大型化や消費電力の増大、騒音の増大を招く。
【０００６】
本発明の目的は、検査チップ及び検査装置の大型化や、定量精度の低下を抑制しつつ、定量部に液体を確実に供給可能な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】
【０００７】
本発明の第一態様は、所定の第一方向及び前記第一方向と直交する第二方向に平行な移動面内で液体が移動可能な検査チップであって、前記液体が保持される領域である保持部と、前記第一方向及び前記第二方向と交わる壁面であって前記保持部から前記第一方向下流側で且つ前記第二方向上流側に向かう案内面を有する流路であって、前記案内面の対向面を除く、少なくとも前記案内面に沿って前記液体を導く第一流路と、前記第一流路の前記第一方向下流側に前記案内面とは離間して設けられた領域であって、前記第一方向下流側に凹む壁部である定量壁と、前記第一方向と直交し前記第二方向と平行な仮想面であって、前記第二方向上流側で前記定量壁の前記第一方向上流側の端部と接平面をなし、且つ前記第二方向下流側で前記定量壁と交わる定量面とに囲まれた領域である定量部と、前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向上流側に延びる流路である第二流路と、前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向下流側に延びる流路である第三流路と、を備え、前記案内面の前記第二方向上流側の端部である流出端部を通る仮想直線であって、前記第一方向に平行な直線である第一直線と、前記案内面の前記流出端部における前記移動面に平行な接線である第二直線とは、何れも前記定量面よりも前記第一方向下流側で前記定量壁と交差することを特徴とする。
【０００８】
これによれば、保持部に保持される液体は、検査チップに付与される加速度による外力に応じて、第一流路の案内面に沿って移動可能である。第一流路では、少なくとも案内面に沿って液体が導かれる。案内面に沿って導かれた液体は、案内面の流出端部から定量部に向けて移動可能である。このとき液体は、第二直線に沿った初速を有する斜方投射となるため、液体の粘性や表面張力によらず、第一直線と第二直線の間の経路をとる。第一直線と第二直線はいずれも定量部の内側の壁と交わっているので、液体は確実に定量部に到達する。定量部に供給された液体のうち定量面から溢れた液体は、第二流路を介して取出し可能である。定量部で定量された液体は、第三流路を介して取出し可能である。従って、本態様の検査チップは、検査チップ及び検査装置の大型化や定量精度の低下を抑制しつつ、液体を定量部の内部に確実に供給できる。
【０００９】
前記案内面は、前記案内面上における任意の異なる二つの接点を、第一接点及び前記第一接点よりも前記保持部に近い第二接点とした場合に、前記案内面上の前記第一接点において前記移動面に平行な接線が前記第一方向となす角度を第一角度とし、前記案内面上の前記第二接点において前記移動面に平行な接線が前記第一方向となす角度を第二角度とするとき、前記第一角度は前記第二角度以下であるように、前記保持部から前記流出端部に向けて連続して湾曲する形状でもよい。この場合、案内面に沿って流れる液体の速度の第一方向成分が第一方向の加速度によって徐々に増大するのに従って、案内面の方向も徐々に第一方向に向いていくことになる。従って、液体が流出端部に到達する前に、その移動に伴う慣性によって案内面から離れて飛び出してしまうことを抑制できる。
【００１０】
前記案内面の少なくとも一部は、前記移動面上で放物線形状でもよい。加速度のもとで移動する物体の軌跡は、摩擦や表面張力による抵抗が十分に小さい場合、概ね放物線運動となる。案内面が放物線形状の断面を有していれば、液体が案内面から離れる方向に作用する慣性の大きさを均等化できる。従って、液体がその移動に伴う慣性によって案内面から飛散することを抑制できる。
【００１１】
前記案内面の少なくとも一部は、前記移動面上で円弧形状でもよい。例えば、保持部から流出端部に向けて案内面上を移動する液体が、その慣性によって案内面から一旦離隔する場合がある。この場合、離隔した液体が流出端部を超える前に案内面上に復帰すれば、復帰した液体を流出端部から定量部に供給できる。離隔した液体は放物線軌跡で移動するのであるから、定量面が放物線よりも曲率の変化が緩やかな曲線であれば放物線は再び定量面と交わり、液体は案内面に復帰する。このような形状のうちで、案内面をより簡易に作成できる形状は、円弧形状である。
【００１２】
前記定量壁を構成する壁面のうち、前記定量部の占める領域に対して前記第二方向上流側から接する部分を第一面とするとき、前記第一直線及び前記第二直線は、前記第一面を通ってもよい。この場合、流出端部から移動する液体は、第一面に到達するように定量部に供給される。定量壁は第三流路側において定量面をまたいで存在しているため、この壁面に濡れた履歴があると、擦り切り定量された液体がこの壁面を表面張力によって登っていき、精密な定量ができなくなってしまう。定量面から溢れた液体は第二流路から排出されるため、液体が第一面に到達すれば、第三流路側の壁面の定量面より上の部分は擦り切り定量より前に濡れることがない。従って、正確な定量を行うことができる。
【００１３】
本発明の第二態様は、所定の第一方向及び前記第一方向と直交する第二方向に平行な移動面内で液体が移動可能な検査チップと、前記検査チップを前記移動面に平行な第一軸を中心に回転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸の延びる方向と交わる第二軸を中心に前記検査チップを回転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置とを含む検査システムであって、前記検査チップは、前記液体が保持される領域である保持部と、前記第一方向及び前記第二方向と交わる壁面であって前記保持部から前記第一方向下流側で且つ前記第二方向上流側に向かう案内面を有する流路であって、前記案内面の対向面を除く、少なくとも前記案内面に沿って前記液体を導く第一流路と、前記第一流路の前記第一方向下流側に前記案内面とは離間して設けられた領域であって、前記第一方向下流側に凹む壁部である定量壁と、前記第一方向と直交し前記第二方向と平行な仮想面であって、前記第二方向上流側で前記定量壁の前記第一方向上流側の端部と接平面をなし、且つ前記第二方向下流側で前記定量壁と交わる定量面とに囲まれた領域である定量部と、前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向上流側に延びる流路である第二流路と、前記第一流路と前記定量部との間から前記第二方向下流側に延びる流路である第三流路と、を備え、前記案内面の前記第二方向上流側の端部である流出端部を通る仮想直線であって、前記第一方向に平行な直線である第一直線と、前記案内面の前記流出端部における前記移動面に平行な接線である第二直線とは、何れも前記定量面よりも前記第一方向下流側で前記定量壁と交差し、前記検査装置は、前記第一方向下流側に作用する前記遠心力を前記検査チップに付与することによって、前記保持部にある前記液体を前記案内面に沿って前記定量部に移動させ、その際に前記定量部から溢れた前記液体を前記第二流路に流出させる第一動作を実行可能な第一作用手段と、前記第一動作が実行された後、前記第二方向下流側に作用する前記遠心力を前記検査チップに付与することによって、前記定量部にある前記液体を前記第三流路に流出させる第二動作を実行可能な第二作用手段とを備える。
【００１４】
これによれば、第一動作によって、保持部に保持される液体は、第一流路の案内面に沿って移動される。第一流路では、少なくとも案内面に沿って液体が導かれる。案内面に沿って導かれた液体は、案内面の流出端部から定量部に向けて供給される。このとき液体は、第二直線に沿った初速を有する斜方投射となるため、液体の粘性や表面張力によらず、第一直線と第二直線の間の経路をとる。第一直線と第二直線はいずれも定量部の内側の壁と交わっているので、液体は確実に定量部に到達する。定量部に供給された液体のうち定量面から溢れた液体は、第二流路を介して移動する。第一動作後に実行される第二動作によって、定量部で定量された液体は、第三流路を介して移動する。従って、本態様の検査システムは、検査チップ及び検査装置の大型化や定量精度の低下を抑制しつつ、液体を定量部の内部に確実に供給できる。
【００１５】
前記第一動作において、前記第一方向下流側に作用する前記遠心力の方向は、前記第一流路から前記定量部へ向かう方向であり、前記第二動作において、前記第二方向下流側に作用する前記遠心力の方向は、前記定量部から前記第三流路へ向かう方向でもよい。この場合、検査チップに作用する遠心力の方向を変更することで、保持部にある液体を第一流路を介して定量部に供給でき、且つ定量部で定量された液体を第二流路を介して排出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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の斜視図である。
【図５】定量分離部１２４周辺を拡大した正面図である。
【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から続く状態遷移図である。
【図９】図８から続く状態遷移図である。
【図１０】図９から続く状態遷移図である。
【図１１】Ｓ４における定量分離部１２４周辺を拡大した正面図である。
【図１２】図１１から続く、Ｓ４における定量分離部１２４周辺を拡大した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。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す。
【００１８】
＜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の概略構造を説明する。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からみた検査チップ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の概略構造を説明する。
【００１９】
＜２．検査装置１の構造＞
図１を参照して、検査装置１の構造を説明する。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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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は図示外の装着用ホルダ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
＜３．制御装置９０の電気的構成＞
図１を参照して、制御装置９０の電気的構成を説明する。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。
【００３４】
更に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。
【００３５】
＜４．検査チップ２の構造＞
図２〜図４を参照して、本発明の一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、夫々、検査チップ２の上方、下方、左方、右方、前方、及び後方とする。一例として検査チップ２は、正面視で上辺部２１、右辺部２２、左辺部２３及び下辺部２４を有する正方形状であり、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。
【００３６】
図２及び図４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及び図４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〜図４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。
【００３７】
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。即ち、前面２０１及び後面２０２は、互いに直交する上下方向及び左右方向に平行をなす。これらの面と平行な断面を本発明では移動面と呼んでいる。液体が移動面内で移動する、とは、液体の速度ベクトルが移動面と平行な成分を有することを意味する。シート２９１，２９２は、図２〜図４以外では図示を省略している。上辺部２１には、突出部４０が板材２０の外形から上方に所定長さ突出するように形成されている。 
【００３８】
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及び図４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、後述する流路１１７に接続されて下方に延び、且つ後述する流入口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。 
【００３９】
試薬定量流路１３、１５に共通する構成を説明する。図２及び図３に示すように、試薬定量流路１３，１５は、夫々、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、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。注入口１３０（図４参照）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。
【００４０】
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と後述する第一分離成分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、又は何れかを特定しない場合、試薬１６という。 
【００４１】
図２及び図３に示すように、第一保持部１３２は、左向きに開口する凹部である。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、連通路１５４の右側部分から下方向に延びる流路を介して、第二保持部１３３と接続される。第二保持部１３３は、左上方に開口する屈曲壁面によって形成されている。第二保持部１３３の下端部は、試薬１６の流路である供給流路１３９に繋がっている。供給流路１３９は、後述の試薬定量部１３４に向けて左下方に延びる壁面である案内面１３９Ａを有する。
【００４２】
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。試薬定量部１３４の容量は、定量端部１４２から右方向に延びる試薬定量面１４６より下方の液体流路２５の容量である。定量端部１４２は、試薬定量部１３４における試薬余剰部１３６側の壁面の、最も上方側の端部である。試薬定量面１４６は、試薬１６が試薬定量部１３４において定量される場合における試薬１６の液面の位置となる仮想的な面である。
【００４３】
試薬定量部１３４の上部から、第二案内部１３７が左斜め下方に延びる。第二案内部１３７は、試薬定量部１３４から溢れた試薬１６が移動する流路である。試薬定量部１３４は、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が収容される凹部である。試薬定量部１３４の上部から、第一案内部１３８が右斜め上方に延びる。第一案内部１３８は、試薬定量部１３４で定量された試薬１６が移動する流路である。試薬定量部１３４は、第一案内部１３８及び第一接続流路３０１を介して混合部８０と接続されている。 
【００４４】
第一接続流路３０１を説明する。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という。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、試薬受け部３０５を備え、流入口３０６に接続する。 
【００４５】
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。 
【００４６】
第二接続流路３３１を説明する。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。 
【００４７】
検体定量流路１１を説明する。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、検体保持部１１２、第一流路１１３、定量分離部１２４、第二流路１２５、第三流路１２７、第一余剰部１２６、分離成分保持部１２３、検体定量部１１４、流路１１５、流路１１７、及び第二余剰部１１６を含む。検体注入部１１１は、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。
【００４８】
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。検体保持部１１２は、検体注入部１１１に向かう方向に開口する凹部である。検体保持部１１２の下端部は、検体１７の流路である第一流路１１３に繋がっている。検体保持部１１２は定量分離部１２４に注入される検体１７を保持する。第一流路１１３は、後述の定量分離部１２４に向けて左下方に延びる壁面である案内面１１３Ａを有する。
【００４９】
第一流路１１３の下方には、定量分離部１２４が設けられている。第一流路１１３は、定量分離部１２４に検体１７を案内する。定量分離部１２４は、右斜め下方に凹む凹状の形状を有し、検体１７を定量すると共に検体１７に含まれる成分が分離される部位である。定量分離部１２４の容量は、定量端部１４７から右方向に延びる検体定量面１４８より下方の液体流路２５の容量である。定量端部１４７は、定量分離部１２４における第一余剰部１２６側の壁面の、最も上方側の端部である。検体定量面１４８は、検体１７が定量分離部１２４において定量される場合における検体１７の液面の位置となる仮想的な面である。
【００５０】
定量分離部１２４では、遠心力の作用によって、検体１７が比重の小さい成分と比重の大きい成分とに遠心分離される。以下の説明においては、定量分離部１２４において分離された検体１７の比重の小さい成分を第一分離成分１７Ａといい、比重の大きい成分を第二分離成分１７Ｂという。残留液保持部１２１は、定量分離部１２４に対して右方向側に設けられている。残留液保持部１２１は、後述の検体残留液の少なくとも一部を保持する貯溜部である。
【００５１】
接続流路１２０は、定量分離部１２４と残留液保持部１２１とを接続する流路である。接続流路１２０における定量分離部１２４と接続される部位を流路入口１２０Ａ（図５参照）という。接続流路１２０は、流路入口１２０Ａから右斜め上方に延びる。接続流路１２０の上端部は、右側に湾曲して延び、残留液保持部１２１の上端部に接続されている。接続流路１２０における残留液保持部１２１と接続される部位を流路出口１２０Ｂ（図５参照）という。
【００５２】
定量分離部１２４の上部から、第二流路１２５が左斜め下方に延びる。定量分離部１２４の上部から、第三流路１２７が右斜め上方に延びている。定量分離部１２４に接続された第二流路１２５は、定量分離部１２４の左下方に設けられた第一余剰部１２６まで延びている。第一余剰部１２６は、定量分離部１２４から溢れ出た検体１７が貯留される部位である。定量分離部１２４に接続された第三流路１２７は、分離成分保持部１２３に繋がっている。第三流路１２７は、定量分離部１２４において分離された第一分離成分１７Ａが取り出される流路である。
【００５３】
分離成分保持部１２３の下方には、検体定量部１１４が設けられている。分離成分保持部１２３は、分離成分案内部１２８を介して検体定量部１１４の上方に繋がる。検体定量部１１４は、第一分離成分１７Ａを定量する部位であり、上側に開口する凹部である。検体定量部１１４は、右上方に延びる流路１１７を介して混合部８０と接続されている。検体定量部１１４は、流路１１５を介して第二余剰部１１６に接続されている。
【００５４】
検体定量部１１４の容量は、定量端部１１９から右方向に延びる検体定量面１２９より下方の液体流路２５の容量である。定量端部１１９は、検体定量部１１４における第二余剰部１１６側の壁面の、最も上方側の端部である。検体定量面１２９は、第一分離成分１７Ａが検体定量部１１４において定量される場合における第一分離成分１７Ａの液面の位置となる仮想的な面である。第二余剰部１１６は、検体定量部１１４から溢れ出た第一分離成分１７Ａが貯留される部位である。流路１１７は、流入口３０６の上方に位置する。
【００５５】
混合部８０は、流路１１７に接続されて下方に延びる、流入口３０６より右側の流路を含む領域である。混合部８０においては、検体定量部１１４において定量された第一分離成分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。
【００５６】
＜５．定量分離部１２４周辺の詳細構造＞
図５を参照して、定量分離部１２４周辺の詳細構造を説明する。第一流路１１３は、先述の案内面１１３Ａを有する流路である。案内面１１３Ａは、前後方向に延びる壁面であって、検体保持部１１２から下側で左側に向かう。案内面１１３Ａの左端部は、流出端部１１３Ｃである。第一流路１１３は、検体１７を検体保持部１１２（図２参照）から流出端部１１３Ｃに導く。案内面１１３Ａと、案内面１１３Ａに対向する対向面１５０との距離が十分に離れているため、検体１７は案内面１１３Ａに沿って移動し、対向面１５０には接触しない。
【００５７】
案内面１１３Ａ上における任意の異なる二つの接点を、点α，βとする。点βは、点αよりも検体保持部１１２に近い位置にあるものとする。本実施形態の案内面１１３Ａは、検体保持部１１２から直線状に延びる平面部１１３１と、平面部１１３１から流出端部１１３Ｃに向けて曲線状に延びる曲面部１１３２とを含む。図５に例示する点αは、曲面部１１３２における流出端部１１３Ｃの右上側にある。図５に例示する点βは、平面部１１３１と曲面部１１３２とを結ぶ位置の近傍にある。本実施形態の曲面部１１３２は、全体として滑らかに湾曲する曲面部である。流出端部１１３Ｃは、曲面部１１３２のうちで右下方に折れ曲がるように曲率が大きい部位である。
【００５８】
案内面１１３Ａ上の点αにおいて、移動面（即ち、前面２０１及び後面２０２に平行な面）に平行な接線を、接線Ｌαとする。接線Ｌαと下方向（図５では第一直線Ｌ１）となす角度を、角度θαとする。案内面１１３Ａ上の点βにおいて、移動面に平行な接線を、接線Ｌβとする。接線Ｌβと下方向（図５では第一直線Ｌ１）となす角度を、角度θβとする。本実施形態の案内面１１３Ａは、角度θαは角度θβ以下である関係が成り立つように、検体保持部１１２から流出端部１１３Ｃに向けて連続して滑らかに湾曲する形状である。
【００５９】
上記の関係は、以下のように換言できる。案内面１１３Ａ上の検体保持部１１２からの距離ｘにある点において、移動面に平行な接線を、接線Ｌｘとする。接線Ｌｘと下方向となす角度を、交差角度θｘとする。この場合、角度θαが角度θβ以下であることは、θｘがｘについて単調減少関数であることを意味する。また、連続して滑らかに湾曲することは、交差角度θｘの導関数ｄθｘ／ｄｘが連続関数であることを意味する。
【００６０】
また、案内面１１３Ａの少なくとも一部は、移動面上で放物線形状又は円弧形状であることが好適である。本実施形態では、案内面１１３Ａの曲面部１１３２が、左方向への移動距離に対して下方向への移動距離が漸増する放射状の曲面である。即ち、曲面部１１３２は、流出端部１１３Ｃに向かって交差角度θｘが漸減する放射状の曲面である。
【００６１】
定量分離部１２４は、第一流路１１３の下側に、案内面１１３Ａとは離間して設けられる。定量分離部１２４は、検体定量面１４８と、右下方に凹む壁面である定量壁４０４に囲まれた領域である。定量壁４０４は、第一面４０１、第二面４０２、及び第三面４０３を含む。第二面４０２は、定量分離部１２４の底部において右上方に延びる面である。第一面４０１は、第二面４０２の左端部から左上方に延びる面であって、定量分離部１２４に対して左側から接する。第三面４０３は、第二面４０２の右端部から左上方に延びる面であって、定量分離部１２４に対して右側から接する。
【００６２】
定量端部１４７は、第一面４０１の上端部に設けられる。先述したように検体定量面１４８は、定量端部１４７で第一面４０１に接し、下方向と直交し且つ右方向と平行な仮想面である。第三面４０３は、検体定量面１４８よりも上方に延びる。第三面４０３の上端部である供給端部１４９は、検体定量面１４８よりも上方にある。検体定量面１４８は、第三面４０３と交差する。従って定量壁４０４は、検体定量面１４８を接平面に持ち、且つ右側で検体定量面１４８と交わる。
【００６３】
第三面４０３は、定量面４０３Ａ及び非定量面４０３Ｂを含む。非定量面４０３Ｂは、第三面４０３のうちで検体定量面１４８よりも上方にある部位である。定量面４０３Ａは、第三面４０３のうちで非定量面４０３Ｂとは異なる部位であり、検体定量面１４８から下側にある。定量面４０３Ａには、先述の流路入口１２０Ａが設けられている。
【００６４】
流出端部１１３Ｃは、定量分離部１２４における検体定量面１４８の上方にあり、詳細には第一面４０１の上方にある。先述の第二流路１２５は、第一流路１１３と定量分離部１２４との間から左側に延びる。先述の第三流路１２７は、第一流路１１３と定量分離部１２４との間から右側に延びる
【００６５】
流出端部１１３Ｃを通る仮想直線のうち、上下方向に平行な直線を、第一直線Ｌ１とする。流出端部１１３Ｃを通る仮想直線のうち、案内面１１３Ａの流出端部１１３Ｃにおける移動面に平行な接線を、第二直線Ｌ２とする。第二直線Ｌ２は、流出端部１１３Ｃを通って左下方に延びる。第一直線Ｌ１及び第二直線Ｌ２は、何れも検体定量面１４８よりも下側で定量壁４０４と交差する。詳細には、第一直線Ｌ１及び第二直線Ｌ２は、第一面４０１、第二面４０２、及び定量面４０３Ａの何れかと交差する。本実施形態では、第一直線Ｌ１及び第二直線Ｌ２は、何れも第一面４０１に交差する。
【００６６】
＜６．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、図示外の装着用ホルダを介して板材２０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。
【００６７】
＜７．検査方法の一例＞ 
検査装置１及び検査チップ２を用いた検査方法を説明する。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、他の手法でもよい。
【００６８】
ユーザは検査チップ２を図示外の装着用ホルダに取り付けて、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５に示す遠心処理を実行する。ＣＰＵ９１は遠心処理において、公転コントローラ９７を介して主軸モータ３５を駆動制御することで、検査チップ２の公転開始、公転速度制御、及び公転停止を行う各動作を実行する。本実施形態では、ＣＰＵ９１は垂直軸線Ａ１を中心として、検査チップ２を平面視で時計回り方向に公転させる（図１参照）。
【００６９】
ＣＰＵ９１は遠心処理において、自転コントローラ９８を介してステッピングモータ５１を駆動制御することで、検査チップ２の自転角度を変更する各動作を実行する。以下の説明では、図２及び図３に示す定常状態の検査チップ２の自転角度を、０度とする。正面視で水平軸線Ａ２を中心として、定常状態からｍ度反時計回りに回転した検査チップ２の自転角度を、ｍ度とする。例えば、定常状態から９０度反時計回りに回転した検査チップ２の自転角度は、９０度である。本実施形態では、ＣＰＵ９１は自転角度を増加するように変更する場合、検査チップ２を正面視で水平軸線Ａ２を中心として反時計回りに回転させる。ＣＰＵ９１は自転角度を減少させるように変更する場合、検査チップ２を正面視で水平軸線Ａ２を中心として時計回りに回転させる。
【００７０】
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、図２及び図３に示すように、検査チップ２は定常状態であるため、自転角度０度である。次いで、ＣＰＵ９１は、自転角度０度の検査チップ２の公転を開始する（Ｓ２）。ＣＰＵ９１は、公転する検査チップ２の移動速度である公転速度を、速度Ｖまで上げる。速度Ｖは、例えば３０００ｒｐｍである。数百Ｇほどの遠心力Ｘが、検査チップ２に作用する。
【００７１】
ＣＰＵ９１は速度Ｖで公転を実行する（Ｓ３）。図７の状態Ｆ１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Ｘが作用する。この遠心力Ｘによって、試薬１６は試薬注入部１３１から第一保持部１３２に移動し、且つ、検体１７は検体注入部１１１から検体保持部１１２に移動する。以下の説明では、公転速度は速度Ｖで一定であるが、遠心処理の途中で速度Ｖの大きさが変更されてもよい。
【００７２】
次いで、ＣＰＵ９１は自転角度を０度から９０度に変更する（Ｓ４）。図７の状態Ｆ２に示すように、Ｓ４において検査チップ２が自転される過程で、試薬１６は第一保持部１３２から第二保持部１３３に移動する。図７の状態Ｆ３に示すように、検査チップ２の自転角度が９０度に変更されると、上辺部２１から下辺部２４に向けて、検査チップ２に遠心力Ｘが作用する。即ちＳ４では、第一流路１１３から定量分離部１２４に向かう方向の遠心力Ｘが、検査チップ２に作用する。この遠心力Ｘによって、案内面１１３Ａ上を移動する検体１７は、流出端部１１３Ｃに向けて加速する。図１１及び図１２に示すように、検体１７は、その加速に基づく慣性及び遠心力Ｘの作用によって、流出端部１１３Ｃ近傍から斜方投射されて、放物線を描くように定量分離部１２４に移動する。その結果、検体１７は、第二直線Ｌ２よりも右側で第一面４０１に接触して、第一面４０１に沿って第二面４０２側に移動する。
【００７３】
このとき、斜方投射された検体１７の軌跡は、遠心力Ｘの大きさによって異なる。図１１に示すように、遠心力Ｘが小さいほど、検体１７の動きは等速直線運動に近くなり、遠心力Ｘが０に近い極限においてその軌跡は第二直線Ｌ２に一致する。また図１２に示すように、遠心力Ｘが大きいほど、検体１７の動きは遠心力Ｘの方向に平行な動きに近くなり、遠心力Ｘが無限大の極限においてその軌跡は第一直線Ｌ１に一致する。即ち、遠心力Ｘの大きさがどのような大きさであっても、検体１７の軌跡は第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２の間のどこかを通ることになる。
【００７４】
また、上辺部２１から下辺部２４に作用する遠心力Ｘによって、試薬１６は試薬定量部１３４に移動すると共に、余剰の試薬１６が定量端部１４２（図２、図３参照）から溢れる。溢れた試薬１６は、第二案内部１３７を介して試薬余剰部１３６に移動して貯留される。遠心力Ｘ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。
【００７５】
以上のように、Ｓ４において検体１７は、第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２との間を通る軌跡で斜方投射される。検体１７は、第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２とが通る第一面４０１に接触するため、定量分離部１２４内に確実に供給される。更に、定量分離部１２４に供給される検体１７の液量が増加するのに伴って、定量分離部１２４内における検体１７の液面は、第一面４０１及び定量面４０３Ａに沿って上方向に移動する。検体１７の液面が検体定量面１４８に達すると、余剰の検体１７は定量端部１４７から溢れる。溢れた検体１７は、第二流路１２５を介して第一余剰部１２６に移動して貯留される。遠心力Ｘは、検体定量面１４８に垂直な方向に作用する。これによって、定量分離部１２４の容量分の検体１７が定量される。
【００７６】
仮にＳ４において検体１７が非定量面４０３Ｂに接触した場合、非定量面４０３Ｂは濡れた状態となる。一般に一度濡れた履歴を持つ面は、一度も濡れていない面に比べて濡れやすく、換言すると接触角が小さくなる。接触角の小さい面では大きな毛管力が働く。この場合、定量分離部１２４で定量された検体１７は、非定量面４０３Ｂをつたって検体定量面１４８とは異なる位置（例えば、検体定量面１４８よりも上側）に移動しやすい。即ち、定量分離部１２４で定量された検体１７の液面は、遠心力Ｘの方向と直交する平らな面になりにくい。定量分離部１２４で定量された検体１７の液面が検体定量面１４８と一致しないため、検体１７が定量分離部１２４で正確に定量されないおそれがある。
【００７７】
本実施形態の検査チップ２によれば、検体１７が定量分離部１２４に供給される際に、検体１７は非定量面４０３Ｂに接触し難い。更に定量分離部１２４に貯留された検体１７の液面も、非定量面４０３Ｂに接触し難い。非定量面４０３Ｂは、液体で濡れていない状態が維持される。従って、定量分離部１２４で定量された検体１７の液面は、検体定量面１４８と一致するため、定量分離部１２４で検体１７を正確に定量できる。
【００７８】
次いで、ＣＰＵ９１は、検査チップ２を速度Ｖで所定時間公転する（Ｓ５）。図８の状態Ｆ４に示すように、自転角度９０度の検査チップ２に、上辺部２１から下辺部２４に向けた遠心力Ｘが所定時間作用する。この遠心力によって、定量分離部１２４では、検体１７の成分が第一分離成分１７Ａと第二分離成分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Ｘの作用方向側に溜まり、比重の小さい血漿が遠心力Ｘの作用方向の反対側に溜まる。すなわち検体１７は、血液中の血球である第二分離成分１７Ｂと、血漿である第一分離成分１７Ａとに分離される。 
【００７９】
次いで、ＣＰＵ９１は自転角度を９０度から０度に変更する（Ｓ６）。図８の状態Ｆ５，Ｆ６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Ｘが作用する。即ちＳ６では、定量分離部１２４から第三流路１２７に向かう方向の遠心力Ｘが、検査チップ２に作用する。この遠心力Ｘによって、各液体が以下のように移動する。試薬定量部１３４Ａで定量された第一試薬１８は、第一案内部１３８及び第一接続流路３０１を通って、流入口３０６（図２参照）から混合部８０に移動して貯留される。試薬定量部１３４Ｂにおいて定量された第二試薬１９は、第一案内部１３８を通って、第二接続流路３３１の試薬受け部３４１に移動する。
【００８０】
また、定量分離部１２４で定量及び分離された検体１７のうち、第一分離成分１７Ａの一部が、供給端部１４９（図４参照）から溢れて第三流路１２７を通り、分離成分保持部１２３に移動する。このとき、定量分離部１２４から流出することなく残留する液体を、検体残留液という。定量分離部１２４にある検体残留液の一部は、遠心力Ｘによって、接続流路１２０を介して残留液保持部１２１に移動して貯留される。
【００８１】
本実施形態では、定量分離部１２４に残留する第一分離成分１７Ａ及び第二分離成分１７Ｂが、検体残留液である。定量分離部１２４に残留する第一分離成分１７Ａの一部と、第二分離成分１７Ｂの一部とが、接続流路１２０を介して残留液保持部１２１に移動して貯留される。尚、残留液保持部１２１に貯留される検体残留液は、第一分離成分１７Ａと第二分離成分１７Ｂを含む液に限定されず、第二分離成分１７Ｂのみであってもよいし、分離されていない検体１７を含んでいてもよい。
【００８２】
次いで、ＣＰＵ９１は自転角度を０度から９０度に変更する（Ｓ７）。図９の状態Ｆ７に示すように、上辺部２１から下辺部２４に向けて、検査チップ２に遠心力Ｘが作用する。この遠心力Ｘによって、各液体が以下のように移動する。第一分離成分１７Ａは、分離成分案内部１２８を介して検体定量部１１４に移動する。第二試薬１９は、第二接続流路３３１において試薬受け部３４１から試薬受け部３４２に移動する。
【００８３】
更に図９の状態Ｆ８に示すように、第一分離成分１７Ａは更に検体定量部１１４に移動すると共に、余剰の第一分離成分１７Ａが定量端部１１９（図２参照）から溢れる。溢れた第一分離成分１７Ａは、流路１１５を介して第二余剰部１１６に移動して貯留される。遠心力Ｘ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の容量分の第一分離成分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。
【００８４】
次いで、ＣＰＵ９１は自転角度を９０度から０度に変更する（Ｓ８）。図９の状態Ｆ９に示すように、Ｓ８において検査チップ２が自転される過程で、検体定量部１１４で定量された第一分離成分１７Ａが遠心力Ｘによって混合部８０に流入する。図１０の状態Ｆ１０に示すように、検査チップ２の自転角度が９０度に変更されると、左辺部２３から右辺部２２に向けた遠心力Ｘによって、混合部８０に流入した第一分離成分１７Ａが第一試薬１８と混合して、混合液２６１が生成される。
【００８５】
また、図１０の状態Ｆ１０に示すように、Ｓ８において検査チップ２が自転される過程で、第一接続流路３０１に合流した第二試薬１９は、遠心力Ｘによって流入口３０６から混合部８０に流入する。図１０の状態Ｆ１１に示すように、左辺部２３から右辺部２２に向けた遠心力Ｘによって、混合部８０に流入した第二試薬１９が混合液２６１と混合して、混合液２６２が生成される。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ９１は自転角度を０度から９０度に変更する（Ｓ９）。図１０の状態Ｆ１２に示すように、上辺部２１から下辺部２４に向けて、検査チップ２に遠心力Ｘが作用する。この遠心力Ｘによって、混合液２６２は測定部８１に移動する。所望の程度まで撹拌されるまで、Ｓ８とＳ９の動作を所定の回数繰り返してもよい。次いで、ＣＰＵ９１は自転角度を９０度から０度に変更すると共に、検査チップ２の公転を終了する（Ｓ１０）。以上により、遠心処理は終了する。
【００８７】
遠心処理の実行後、ＣＰＵ９１は、検査チップ２を測定位置まで公転させる。図１に示すように、測定コントローラ９９は、光源７１を発光させることで、測定光を測定部８１に貯溜された混合液２６２に透過させる。ＣＰＵ９１は、光センサ７２が受光した測定光の変化量に基づいて、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混合液２６２の測定結果を算出し、その算出結果をディスプレイ９６に表示させる。尚、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。
【００８８】
＜８．本実施形態の作用の例示＞
（８−１）検査チップ２は、互いに直交する二方向（例えば、下方向及び右方向）に平行な移動面内で検体１７が移動可能である。検査チップ２は、検体保持部１１２、第一流路１１３、定量分離部１２４、第二流路１２５、及び第三流路１２７を備える。検体保持部１１２は、検体１７が保持される領域である。第一流路１１３は、案内面１１３Ａを有する流路であって、対向面１５０を除く少なくとも案内面１１３Ａに沿って検体１７を導く。案内面１１３Ａは、右方向及び下方向と交わる壁面であって、検体保持部１１２から下方向の下流側で且つ右方向の上流側に向かう。定量分離部１２４は、第一流路１１３の下方向の下流側に案内面１１３Ａとは離間して設けられた領域であって、検体定量面１４８と定量壁４０４とに囲まれた領域である。検体定量面１４８は、下方向と直交し右方向と平行な仮想面である。検体定量面１４８は、右方向の上流側で前記定量壁４０４の下方向の上流側端部と接平面をなし、且つ右方向の下流側で定量壁４０４と交わる。
【００８９】
第二流路１２５は、第一流路１１３と定量分離部１２４との間から右方向の上流側に延びる流路である。第三流路１２７は、第一流路１１３と定量分離部１２４との間から右方向の下流側に延びる流路である。案内面１１３Ａの右方向の上流側の端部である流出端部１１３Ｃを通る仮想直線であって、下方向に平行な直線である第一直線Ｌ１と、案内面１１３Ａの流出端部１１３Ｃにおける移動面に平行な接線である第二直線Ｌ２とは、何れも検体定量面１４８よりも下方向の下流側で定量壁４０４と交差する。
【００９０】
これによれば、検体保持部１１２に保持される検体１７は、検査チップ２に付与される加速度による外力（本実施形態では遠心力Ｘ）に応じて、第一流路１１３の案内面１１３Ａに沿って移動可能である。第一流路１１３では、少なくとも案内面１１３Ａに沿って検体１７が導かれる。案内面１１３Ａに沿って導かれた検体１７は、案内面１１３Ａの流出端部１１３Ｃから定量分離部１２４に向けて移動可能である。このとき検体１７は、第二直線Ｌ２に沿った初速を有する斜方投射となるため、検体１７の粘性や表面張力によらず、第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２の間の経路をとる。第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２はいずれも定量分離部１２４の内側の壁（本実施形態では第一面４０１）と交わっているので、検体１７は確実に定量分離部１２４に到達する。定量分離部１２４に供給された検体１７のうち検体定量面１４８から溢れた検体１７は、第二流路１２５を介して取出し可能である。定量分離部１２４で定量された検体１７は、第三流路１２７を介して取出し可能である。従って、検査チップ２は、検査チップ２及び検査装置１の大型化や定量精度の低下を抑制しつつ、検体１７を定量分離部１２４の内部に確実に供給できる。
【００９１】
（８−２）案内面１１３Ａ上における任意の異なる二つの接点を、接点α及び接点αよりも検体保持部１１２に近い接点βとした場合、案内面１１３Ａ上の接点αにおいて移動面に平行な接線が下方向となす角度を角度θαとし、案内面１１３Ａ上の接点βにおいて移動面に平行な接線が下方向となす角度を角度θβとする。このとき、案内面１１３Ａは、角度θαが角度θβ以下であるように、検体保持部１１２から流出端部１１３Ｃに向けて連続して湾曲する形状である。この場合、案内面１１３Ａに沿って流れる検体１７の速度の下方向成分が下方向の加速度によって徐々に増大するのに従って、案内面１１３Ａの方向も徐々に下方向に向いていくことになる。従って、検体１７が流出端部１１３Ｃに到達する前に、その移動に伴う慣性によって案内面１１３Ａから離れて飛び出してしまうことを抑制できる。
【００９２】
（８−３）案内面１１３Ａの少なくとも一部は、移動面上で放物線形状である。加速度のもとで移動する物体の軌跡は、摩擦や表面張力による抵抗が十分に小さい場合、概ね放物線運動となる。案内面１１３Ａが放物線形状の断面を有していれば、検体１７が案内面１１３Ａから離れる方向に作用する慣性の大きさを均等化できる。従って、検体１７がその移動に伴う慣性によって案内面１１３Ａから飛散することを抑制できる。
【００９３】
（８−４）案内面１１３Ａの少なくとも一部は、移動面上で円弧形状である。例えば、検体保持部１１２から流出端部１１３Ｃに向けて案内面１１３Ａ上を移動する検体１７が、その慣性によって案内面１１３Ａから一旦離隔する場合がある。この場合、離隔した検体１７が流出端部１１３Ｃを超える前に案内面１１３Ａ上に復帰すれば、復帰した検体１７を流出端部１１３Ｃから定量分離部１２４に供給できる。離隔した検体１７は放物線軌跡で移動するのであるから、検体定量面１４８が放物線よりも曲率の変化が緩やかな曲線であれば放物線は再び検体定量面１４８と交わり、検体１７は案内面１１３Ａに復帰する。このような形状のうちで、案内面１１３Ａをより簡易に作成できる形状は、円弧形状である。
【００９４】
（８−５）定量壁４０４を構成する壁面のうち、定量分離部１２４の占める領域に対して右方向の上流側から接する部分を第一面４０１とする。このとき、第一直線Ｌ１及び第二直線Ｌ２は、第一面４０１を通る。この場合、流出端部１１３Ｃから移動する検体１７は、第一面４０１に到達するように定量分離部１２４に供給される。定量壁４０４は第三流路１２７側において検体定量面１４８をまたいで存在しているため、この壁面（本実施形態では非定量面４０３Ｂ）に濡れた履歴があると、擦り切り定量された検体１７がこの壁面を表面張力によって登っていき、精密な定量ができなくなってしまう。検体定量面１４８から溢れた検体１７は第二流路１２５から排出されるため、検体１７が第一面４０１に到達すれば、第三流路１２７側の壁面の検体定量面１４８より上の部分（本実施形態では非定量面４０３Ｂ）は擦り切り定量より前に濡れることがない。従って、正確な定量を行うことができる。
【００９５】
（８−６）検査システム３は、検査装置１と検査チップ２とを含む。検査装置１は、検査チップ２を移動面に平行な垂直軸線Ａ１を中心に回転させることにより検査チップ２に遠心力Ｘを作用させ、且つ、垂直軸線Ａ１の延びる方向と交わる水平軸線Ａ２を中心に検査チップ２を回転させることにより遠心力Ｘの方向を変化させる。検査装置１のＣＰ９１は、以下のステップを含む遠心処理を実行可能である。
【００９６】
ＣＰＵ９１は、下方向の下流側に作用する遠心力Ｘを検査チップ２に付与することによって、検体保持部１１２にある検体１７を案内面１１３Ａに沿って定量分離部１２４に移動させ、その際に定量分離部１２４から溢れた検体１７を第二流路１２５に流出させる第一動作を実行可能である（Ｓ４）。ＣＰＵ９１は、第一動作が実行された後、右方向の下流側に作用する遠心力Ｘを検査チップ２に付与することによって、定量分離部１２４にある検体１７を第三流路１２７に流出させる第二動作を実行可能である（Ｓ６）。
【００９７】
これによれば、第一動作によって、検体保持部１１２に保持される検体１７は、第一流路１１３の案内面１１３Ａに沿って移動される。第一流路１１３では、少なくとも案内面１１３Ａに沿って検体１７が導かれる。案内面１１３Ａに沿って導かれた検体１７は、案内面１１３Ａの流出端部１１３Ｃから定量分離部１２４に向けて移動可能である。このとき検体１７は、第二直線Ｌ２に沿った初速を有する斜方投射となるため、検体１７の粘性や表面張力によらず、第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２の間の経路をとる。第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２はいずれも定量分離部１２４の内側の壁（本実施形態では第一面４０１）と交わっているので、検体１７は確実に定量分離部１２４に到達する。定量分離部１２４に供給された検体１７のうち検体定量面１４８から溢れた検体１７は、第二流路１２５を介して移動する。第一動作後に実行される第二動作によって、定量分離部１２４で定量された検体１７は、第三流路１２７を介して移動する。従って、検査システム３は、検査チップ２及び検査装置１の大型化や定量精度の低下を抑制しつつ、検体１７を定量分離部１２４の内部に確実に供給できる。
【００９８】
（８−７）第一動作において、下方向の下流側に作用する遠心力Ｘの方向は、第一流路１１３から定量分離部１２４へ向かう方向である。第二動作において、右方向の下流側に作用する遠心力Ｘの方向は、定量分離部１２４から第三流路１２７へ向かう方向である。この場合、検査チップ２に作用する遠心力Ｘの方向を変更することで、検体保持部１１２にある検体１７を第一流路１１３を介して定量分離部１２４に供給でき、且つ定量分離部１２４で定量された検体１７を第二流路１２５を介して排出できる。
【００９９】
＜９．備考＞
上記実施形態において、下方向は本発明の「第一方向」の一例である。右方向は本発明の「第二方向」の一例である。検体１７は本発明の「液体」の一例である。前面２０１及び後面２０２は、本発明の「移動面」の一例である。検体保持部１１２は本発明の「保持部」の一例である。対向面１５０は本発明の「対向面」の一例である。案内面１１３Ａは本発明の「案内面」の一例である。第一流路１１３は本発明の「第一流路」の一例である。検体定量面１４８は本発明の「定量面」の一例である。定量壁４０４は本発明の「定量壁」の一例である。定量分離部１２４は本発明の「定量部」の一例である。第二流路１２５は本発明の「第二流路」の一例である。第三流路１２７は本発明の「第三流路」の一例である。流出端部１１３Ｃは本発明の「流出端部」の一例である。第一直線Ｌ１は本発明の「第一直線」の一例である。第二直線Ｌ２は本発明の「第二直線」の一例である。
【０１００】
点αは本発明の「第一接点」の一例である。点βは本発明の「第二接点」の一例である。角度θαは本発明の「第一角度」の一例である。角度θβは本発明の「第二角度」の一例である。第一面４０１は本発明の「第一面」の一例である。垂直軸線Ａ１は本発明の「第一軸」の一例である。水平軸線Ａ２は本発明の「第二軸」の一例である。Ｓ４を実行するＣＰＵ９１は、本発明の「第一作用手段」の一例である。Ｓ６を実行するＣＰＵ９１は、本発明の「第二作用手段」の一例である。
【０１０１】
本発明は上記実施形態に限定されず、各種変形が可能である。案内面１１３Ａの形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、案内面１１３Ａの少なくとも一部は、移動面上で円弧形状であってもよいし、移動面上で放物線形状及び円弧形状の両方を含んでもよい。第一直線Ｌ１及び第二直線Ｌ２は、定量壁４０４のうちで非定量面４０３Ｂ以外の部位を通ればよい。検査チップ２内の液体（例えば、検体１７）を移動させるための外力は、検査装置１によって付与される遠心力Ｘに限定されず、例えば重力等でもよい。
【０１０２】
本発明は、検体１７とは異なる液体が、検体保持部１１２とは異なる定量部で定量される場合にも適用できる。検査チップ２の例では、案内面１３９Ａの形状を変更することによって、試薬１６を試薬定量部１３４の内部に確実に供給できる。分離成分案内部１２８に案内面１１３Ａと同様の案内面を設けることで、第一分離成分１７Ａを検体定量部１１４の内部に確実に供給できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１    検査装置
２    検査チップ
３    検査システム
１７    検体
９１    ＣＰＵ
１１２    検体保持部
１１３    第一流路
１１３Ａ    案内面
１１３Ｃ    流出端部
１２４    定量分離部
１２５    第二流路
１２７    第三流路
１５０    対向面
２０１    前面
２０２    後面
４０１    第一面
４０４    定量壁
【図１】
2017053785.tif 000003
【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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