(57)【要約】【課題】複数個のセルが円弧状に配置された分析用具に対して、簡単に位置決めを行い得る位置決め装置、及びそれを用いた分析装置を提供する。【解決手段】複数個の光透過性のセル２４が円弧状に配列されている分析用具２０の位置決めを行う場合において、分析用具２０を支持するテーブル２と光学部品５とを備える位置決め装置１を用いる。テーブル２には、分析用具２０における円弧の中心２９に対向する位置で分析用具２０に接合される接合部３と、接合部３の周囲で分析用具２０に接触して、分析用具２０を支持する支持部４とを備えさせる。光学部品５は、分析用具２０が接合部３に接合されたときに、分析用具２０の法線方向において、いずれかのセル２４に対向するようにテーブル２に固定する。【選択図】図１
2009109199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の光透過性のセルが円弧状に配列されている分析用具の位置決めを行う位置決め装置であって、
前記分析用具を支持するテーブルと、光学部品とを備え、
前記テーブルは、前記分析用具における前記円弧の中心に対向する位置で前記分析用具に接合される接合部と、前記接合部の周囲で前記分析用具に接触して、前記分析用具を支持する支持部とを備え、
前記光学部品は、前記分析用具が前記接合部に接合されたときに、前記分析用具の法線方向において前記セルに対向するように、前記テーブルに固定されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記光学部品が、前記セルに向けて光を出射する光源の光学系として、又は前記セルを通過した光を受光する受光装置の光学系として機能する請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記光学部品が、前記セルに向けて光を出射する光源、又は前記セルを通過した光を受光する受光装置を含んでいる請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記分析用具が、その前記円弧の中心に対向する位置に、前記法線方向に突き出す凸部又は凹部を備えている場合に、
前記接合部が、前記凸部又は前記凹部に嵌合するように形成されている請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項５】
複数個の光透過性のセルが円弧状に配列されている分析用具の前記セルに配置された試料に対して、光学測定を実施する分析装置であって、
前記分析用具を支持するテーブルと、光学部品とを備え、
前記テーブルは、前記分析用具における前記円弧の中心に対向する位置で前記分析用具に接合される接合部と、前記接合部の周囲で前記分析用具に接触して、前記分析用具を支持する支持部とを備え、
前記光学部品は、前記分析用具が前記接合部に接合されたときに、前記分析用具の法線方向において前記セルに対向するように前記テーブルに固定されていることを特徴とする分析装置。
【請求項６】
当該分析装置が、光学測定用の光を出射する光源と、前記光源から出射された光を受光する受光装置とを更に備え、
前記光学部品が、前記光源の光学系として、又は前記受光装置の光学系として機能する請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
当該分析装置が、光学測定用の光を出射する光源と、前記光源から出射された光を受光する受光装置とを更に備え、
前記光源及び前記受光装置のいずれかが、前記光学部品の一部又は全部を構成し、前記テーブルに固定されている請求項５に記載の分析装置。
【請求項８】
前記分析用具が、その前記円弧の中心に対向する位置に、前記法線方向に突き出す凸部又は凹部を備えている場合に、
前記接合部が、前記凸部又は前記凹部に嵌合するように形成されている請求項５に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の成分分析に用いられる分析装置、及び分析装置に配置される分析用具の位置決めを行うための位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、血液、間質液、尿、髄液、唾液等の試料の成分分析は、バイオチップ（またはマイクロチップ）と呼ばれる分析用具を用いた、吸光度測定等によって行われている。バイオチップは、直径が１ｍｍ程度又はそれ以下の微細な分析用のセルを備え、通常、光透過性の板状の部材を貼り合せて構成されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
具体的には、バイオチップは、セルとなる微細な凹部や、試料供給用の微細な流路となる溝が形成された光透過性の基板（透明基板）と、透明基板を覆う光透過性のカバーとで構成されている。また、バイオチップのセルそれぞれには、種々の試薬が配置されている。そして、これらセルに、流路から試料が供給されると、試料は、試料中の特定の成分に反応して発色する。
【０００４】
また、このようなバイオチップに対して、分析装置（例えば、特許文献１及び２参照）による吸光度測定が実施される。具体的には、分析装置は、その内部に、光を出射する光源と、光源から出射された光を受光する受光装置とを備えている。バイオチップは、分析装置の挿入口から内部に挿入され、セルが光源と受光装置との間に位置するように配置される。
【０００５】
そして、光源から出射された光は、セルに入射する。入射した光のうち、一部はセルで吸収され、残りは透過して受光装置によって受光される。分析装置は、受光した透過光から吸光度を算出し、更に、吸光度から試料中の特定成分の濃度を算出する。算出された濃度は、分析装置に接続された表示装置に表示される。
【０００６】
また、バイオチップとしては、円板状のものが知られている（例えば、特許文献３参照）。このバイオチップでは、複数個のセルが円弧状に配列されている。よって、バイオチップを回転させることで、光学測定の対象となるセルを切り替えることができ、測定効率の向上を図ることができる。
【特許文献１】特開２００７−１６３３４４号公報
【特許文献２】特開２００７−１７０９４３号公報
【特許文献３】特開２００４−１５０８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、分析装置において吸光度の算出精度を高めるためには、バイオチップ、光源、及び受光装置の位置決めを正確に行う必要がある。例えば、特許文献１及び２に記載された、矩形状のバイオチップを光学測定の対象とする分析装置は、その内部に、バイオチップに接触してその位置合わせを行う部材（位置決め部材）を備えている。また、光源及び受光装置は、分析装置の内部において、予め定められた位置に固定されている。よって、利用者が、バイオチップの一部が位置決め部材に接触するまで、バイオチップを挿入するだけで、正確な位置決めが行われる。
【０００８】
しかしながら、円板状のバイオチップが用いられる場合、分析装置は、測定対象となるセルの切り替えのためにバイオチップを回転させる必要がある。この場合、分析装置において、上述した接触による位置決めを採用することは困難であり、別の手法によってバイオチップの位置決めを行うことが求められている。
【０００９】
また、近年、分析項目の増加に対応するため、セル数の増加が求められている。円板状のバイオチップはセル数の増加に対応し易いため、今後、その需要は増加するものと考えられる。但し、セル数の増加に伴い、各セルは微小化する。この場合、位置決めはより難しいものとなってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解消し、複数個のセルが円弧状に配置された分析用具に対して、簡単に位置決めを行い得る位置決め装置、及びそれを用いた分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明における位置決め装置は、複数個の光透過性のセルが円弧状に配列されている分析用具の位置決めを行う位置決め装置であって、前記分析用具を支持するテーブルと、光学部品とを備え、前記テーブルは、前記分析用具における前記円弧の中心に対向する位置で前記分析用具に接合される接合部と、前記接合部の周囲で前記分析用具に接触して、前記分析用具を支持する支持部とを備え、前記光学部品は、前記分析用具が前記接合部に接合されたときに、前記分析用具の法線方向において前記セルに対向するように、前記テーブルに固定されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の位置決め装置では、光学部品は、分析用具のセルに対向する位置でテーブルに固定されている。よって、分析用具をテーブルにセットするだけで、分析用具のセルと光学部品との位置関係は一義的に決定される。また、光学部品としては、後述するように、光学測定のための光源や、受光装置、更にはこれらを構成する光学系を用いることができる。このため、本発明の位置決め装置によれば、分析用具が円弧状に配置された複数個のセルを有している場合において、分析用具と、光源又は受光装置との位置決めを簡単に行うことができる。
【００１３】
上記本発明における位置決め装置では、前記光学部品が、前記セルに向けて光を出射する光源の光学系として、又は前記セルを通過した光を受光する受光装置の光学系として機能することができる。また、上記本発明における位置決め装置では、前記光学部品が、前記セルに向けて光を出射する光源、又は前記セルを通過した光を受光する受光装置を含んでいても良い。この場合は、光源又は受光装置そのものが、テーブルに組み込まれる。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明における分析装置は、複数個の光透過性のセルが円弧状に配列されている分析用具の前記セルに配置された試料に対して、光学測定を実施する分析装置であって、前記分析用具を支持するテーブルと、光学部品とを備え、前記テーブルは、前記分析用具における前記円弧の中心に対向する位置で前記分析用具に接合される接合部と、前記接合部の周囲で前記分析用具に接触して、前記分析用具を支持する支持部とを備え、前記光学部品は、前記分析用具が前記接合部に接合されたときに、前記分析用具の法線方向において前記セルに対向するように前記テーブルに固定されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の分析装置は、テーブルと、それに固定された光学部品とを備えており、上述した本発明の位置決め装置を有している。本発明の分析装置によれば、上記の位置決め装置と同様に、分析用具が円弧状に配置された複数個のセルを有している場合において、分析用具の位置決めを簡単に行うことができる。
【００１６】
上記本発明における分析装置は、光学測定用の光を出射する光源と、前記光源から出射された光を受光する受光装置とを更に備えることができる。この場合、前記光学部品は、前記光源の光学系として、又は前記受光装置の光学系として機能することができる。また、この場合は、前記光源及び前記受光装置のいずれかは、前記光学部品の一部又は全部を構成し、前記テーブルに固定されていても良い。
【００１７】
また、上記本発明における位置決め装置及び分析装置において、前記分析用具が、その前記円弧の中心に対向する位置に、前記法線方向に突き出す凸部又は凹部を備えている場合は、前記接合部は、前記凸部又は前記凹部に嵌合するように形成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明における位置決め装置及びそれを用いた分析装置によれば、複数個のセルが円弧状に配置された分析用具が用いられる場合において、この分析用具の位置決めを簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における位置決め装置及び分析装置について、図１〜図６を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態における位置決め装置、及び本実施の形態で用いられる分析用具について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における位置決め装置の構成を概略的に示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態において用いられる分析用具の一例を示す斜視図であり、図２（ａ）は、各部を分解した状態を示し、図２（ｂ）は下方から見た状態を示している。図１においても、図２に示す分析用具は図示されている。
【００２０】
図１に示す本実施の形態における位置決め装置１は、分析用具２０の位置決めを行うための装置である。分析用具２０は、一般にバイオチップと呼ばれるものであり、光透過性のセル２４を複数個備えている。各セル２４には、図示されていないが、血液、間質液、尿、髄液、唾液等の試料が配置される。また、位置決め装置１は、図３を用いて後述するように、本実施の形態における分析装置において利用される。
【００２１】
図１に示すように、位置決め装置１は、分析用具２０を支持するテーブル２と、光学部品５とを備えている。テーブル２は、分析用具２０に接合される接合部３と、接合部３の周囲で分析用具２０に接触して、分析用具２０を支持する支持部４とを備えている。
【００２２】
本実施の形態では、テーブル２は、直径の異なる二つの円板を同心円状に重ね合わせて得られる形状を有している。直径の小さい円板部分の上面が、分析用具２０の底面に接触し、支持部４として機能する。また、支持部４を構成している円板部分の直径は、分析用具２が載置されたときに、セル２４が支持部４に接触しないように設定されている。
【００２３】
また、本実施の形態では、接合部３は、直径の小さい円板部分の上面の中心から突き出した凸部である。この凸部は、分析用具２０の底面に設けられた凹部２６（図２（ｂ）参照）に嵌合するように形成されている。具体的には、後述の図３に示すように、一本の軸が、その中心軸を円板部分の中心軸に一致させた状態で、テーブル２に埋め込まれている。この軸のテーブル２の外に突き出た部分が接合部３となっている。
【００２４】
図１に示すように、光学部品５は、分析用具２０が接合部３に接合されたときに、分析用具２０の法線方向において、いずれかのセル２４に対向するようにテーブル２に固定されている。本実施の形態では、光学部品５は、光源１０の光学系として、例えば、集光や特定波長の光の除去を行う光学系として機能している。光学部品５は、光ファイバー９を介して、光源１０に接続されている。光源１０としては、発光ダイオードや半導体レーザを用いることができる。光源１０から出射された光は、光ファイバー９を通って、光学部品５に達し、そこから分析用具２０のセル２４へと出射される。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、本実施の形態では、分析用具２０は、光透過性の基板（透明基板）２１と、その上面を覆う光透過性のカバー（透明カバー）２２とを備えている。透明基板２１には、試料が一旦貯留される貯留部２３と、光学測定の対象となる複数個のセル２４と、これらを結ぶ複数本の流路２５とが設けられている。貯留部２３、セル２４及び流路２５の形成は、透明基板２１の一方側の主面に凹部や溝を形成することによって行われている。各セル２４には、図示されていないが、種々の試薬が予め配置されている。
【００２６】
更に、複数個のセル２４は、円弧状に配列されている。本実施の形態では、複数個のセル２４は円を描くように配置されている。図１及び図２において、２９は、この円弧の中心を示している。また、透明基板２１及び透明カバー２２は、法線方向から見たときの形状が、この中心２９を中心とする円形となるように形成されている。分析用具２０は、円板状を呈している。なお、透明基板２１及び透明カバー２２の形状は、上述した円形に限定されるものではない。例えば、矩形の両端に半円を接合して得られる形状や、円の一部に切り欠きを設けて得られる形状であっても良い。
【００２７】
貯留部２３は、中心２９を含む領域に形成されており、透明基板２１の中心部分に一つ配置されている。透明カバー２２の中心部分には、貯留部２３に対応して、試料を貯留部２３に導くための供給口２７が設けられている。そして、複数本の流路２５は、放射状に配置され、各流路２５は、対応するセル２４と貯留部２３とを結んでいる。
【００２８】
貯留部２３に供給された試料は、各流路２５を介して、各セル２４に送られる。各セル２４においては、試料中の特定の成分と、予め配置されている試薬とが反応し、発色が生じる。なお、透明カバー２２の供給口２７の周辺には、後述するコネクタ１３と分析用具２０との接続に用いられる接続孔２８が形成されている。
【００２９】
また、図２（ｂ）に示すように、分析用具２０の底面、即ち、透明基板２１のセル２４や流路２５が形成されていない側の主面には、テーブル２の接合部３を構成する凸部に嵌合するように凹部２６が形成されている。また、上述したテーブル２の接合部３（図１参照）が、この中心２９に対向する位置で分析用具２０と接合するようにするため、凹部２６は、中心２９に対向する位置に（即ち、中心２９を通る軸線上に）形成されている。
【００３０】
なお、本実施の形態は、凹部２６の代わりに、中心２９を通る法線（中心軸）に沿って下向きに突き出した凸部が設けられた態様であっても良い。この場合は、テーブル２には、接合部３として、この凸部に嵌合する凹部が形成される。また、図２には、図示していないが、分析用具２０の内部には、その温度調整用のヒーターとして機能する金属薄膜が形成されていても良い。
【００３１】
このような構成により、分析用具２０をテーブル２にセットすると、分析用具２０の中心（円弧の中心）２９と光学部品５との半径方向における距離Ｌは一定となり、半径方向におけるセル２４と光学部品５との位置合わせは完了する。よって、光学測定の際に、分析装置によって分析用具２０の回転角を制御すれば、光源１０からの出射光は確実にセル２４に入射することとなる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態における分析装置について図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態における分析装置の概略構成を示す断面図である。図３に示す分析装置は、図１に示した位置決め装置を備えている。図３において、分析用具２０及びテーブル２の断面には、ハッチングが施されている。
【００３３】
図３に示すように、本実施の形態における分析装置１１は、図１に示した位置決め装置１（テーブル２及び光学部品５）と光源１０とに加えて、コネクタ１３、受光装置１５、及び本体フレーム１２を備えている。テーブル２は、本体フレーム１２に固定されている。また、図３においては図示していないが、分析装置１１は、コネクタ１３、受光装置１５、光源１０等の動作を制御するための制御装置も備えている。
【００３４】
また、図３に示すように、光学部品５は、筒体６と、レンズ素子７と、フィルター８とを備えている。レンズ素子７及びフィルター８は、筒体６の内部に配置されている。更に、筒体６の内部には、一端が光源１０に接続された光ファイバー９の他端が挿入されている。光源１０から出射され、そして、光ファイバー９によって筒体６に導かれた光は、レンズ素子７及びフィルター８を通り、その後、セル２４に入射する。
【００３５】
コネクタ１３は、分析用具２０の法線方向における移動と、テーブル２の中心を通る法線を中心とした回転とが可能となるように構成されている。制御装置は、分析用具２０がテーブル２に接合されると、コネクタ１３を下方に移動し、その先端に設けられたピン１４と、透明カバー２２に形成された接続孔２８とを接続させる。
【００３６】
受光装置１５は、フォトダイオードやフォトトランジスタといった受光素子を備えている。受光装置１５は、光学部品５から出射された光（出射光）の光軸がその受光面を通るように配置されている。図示されていないが、受光装置１５は、部材を介して本体フレーム１２に取り付けられている。受光装置１５は、テーブル２と同様に固定されている。
【００３７】
また、制御装置は、コネクタ１３を回転させて、分析用具２０の円周方向における位置決めを行い、分析対象となるセル２４と光学部品５及び受光装置１５とを対向させる。具体的な位置決め方法としては、分析用具２０に基準位置を特定するための凹凸を設け、これによって位置決めを行う方法が挙げられる（国際公開第２００６／００６５９１号パンフレット参照）。この場合、分析装置１１は、光源１０及び受光装置１５とは別に、凹凸に向けてレーザ光を照射する光源と、レーザ光を受光する受光装置とを備えている。制御装置は、光源から出射されたレーザ光を受光装置によって受光することによって基準位置を特定する。その後、制御装置は、コネクタ１３を駆動するモータ（図示せず）の回転角をポテンショメータやロータリーエンコーダを利用して制御し、分析対象となるセル２４と光学部品５及び受光装置１５とを対向させる。
【００３８】
また、分析用具の２０の外周に、それ全体に渡って、基準位置を特定するための凹凸を設けることによって位置決めを行う方法も挙げられる（国際公開第２００６／００６５９１号パンフレット参照）。凹凸はセル毎に形成されている。この場合も位置決め用に、分析装置１１は、光源１０とは別の光源と、受光装置１５とは別の受光装置とを備えている。但し、上述の方法と異なり、制御装置は、光源から各凹凸に向けて光を出射させ、その反射光を受光装置によって受光することによって、分析対象となるセル２４の位置を直接特定し、特定したセル２４と光学部品５及び受光装置１５とを対向させる。
【００３９】
以上のように本実施の形態では、分析用具２０の中心（中心２９）と光学部品５との半径方向における距離Ｌは一定に保たれている。よって、分析用具２０、光源１０、及び受光装置１５の半径方向における位置決めは、分析用具２０をテーブル２に配置するだけで行うことができる。また、円周方向における、これらの位置決めは、簡単なフィードバック制御によって行うことができる。よって、本実施の形態によれば、分析用具２０、光源１０及び受光装置１５の位置決めを簡単に行うことができる。また、位置決め精度を高くでき、セルの更なる微小化に対応することもできる。
【００４０】
また、本発明において位置決め装置及び分析装置は、図１及び図３に示した例に限定されるものではない。本発明における位置決め装置及び分析装置は、例えば、図４〜図６に示した例であっても良い。図４〜図６は、本発明の実施の形態の形態における位置決め装置及び分析装置の他の例を示す断面図である。図４〜図６は、それぞれ異なる例を示している。また、図４〜図６においては、分析用具の図示は省略している。
【００４１】
図４の例では、光学部品５と受光装置１５とが光ファイバー９によって接続されており、光学部品５は受光装置１５の光学系として機能している。また、図４の例では、光源１０は、出射方向を下に向けた状態で、テーブル２の上方に配置されている。図４の態様であっても、図１及び図３に示した例と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、図５の例に示すように、本発明における位置決め装置及び分析装置は、光学部品５が光源１０を含んでいる態様であっても良い。この場合は、光源１０自体がテーブル２に固定されている。更に、図６の例に示すように、本発明における位置決め装置及び分析装置は、光学部品５が受光装置１５を含んでいる態様であっても良い。この場合は、受光装置１５自体がテーブル２に固定されている。図５及び図６の態様の場合も、図１及び図３に示した例と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明によれば、円弧状に複数個のセルが配置された分析用具を用いて光学測定を行う場合において、分析用具、光源、及び受光装置の位置決めを簡単に行うことができる。本発明の位置決め装置及び分析装置は、産業上の利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における位置決め装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態において用いられる分析用具の一例を示す斜視図であり、図２（ａ）は、各部を分解した状態を示し、図２（ｂ）は下方から見た状態を示している。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における分析装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の形態における位置決め装置及び分析装置の他の例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態の形態における位置決め装置及び分析装置の他の例を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態の形態における位置決め装置及び分析装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  位置決め装置
２  テーブル
３  接合部（凸部）
４  支持部４
５  光学部品
６  ハウジング
７  レンズ素子
８  フィルター
９  光ファイバー
１０  光源
１１  分析装置
１２  本体フレーム
１３  コネクタ
１４  接続ピン
１５  受光装置
２０  分析用具
２１  透明基板
２２  透明カバー
２３  貯留部
２４  セル
２５  流路
２６  凹部
２７  供給口
２８  接続孔
【図１】
2009109199.tif 000003
【図２】
2009109199.tif 000004
【図３】
2009109199.tif 000005
【図４】
2009109199.tif 000006
【図５】
2009109199.tif 000007
【図６】
2009109199.tif 000008