(57)【要約】  本開示の検体導入方法においては、切換え部材を介して、第１供給器を第１の出入口に、第２の出入口を排出用容器に、第３の出入口を第１流入口に接続するとともに第２供給器を第２流入口に接続する準備工程と、第２供給器から第２流入口、検体処理デバイス、第１流入口および切換え部材までの経路を第２液体で満たす第１工程と、第１供給器から切換え部材までの経路を第１液体で満たす第２工程と、その後、第１供給器から切換え部材を介して第１液体を第１流入口に導入するとともに、第２供給器から第２液体を第２流入口に導入する第３工程とを含む。
2020067024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の検体である第１液体および比較対象である第２液体を、内部で流通可能な第１流入口および第２流入口を有する検体処理デバイスの前記第１流入口および前記第２流入口にそれぞれ導入する方法であって、
第１〜第３の出入口のうちの２つの出入口の間で液体の流通が切換え可能な切換え部材を介して、前記第１液体を供給する第１供給器を前記第１の出入口に接続し、前記第２の出入口を排出用容器に接続し、前記第３の出入口を前記第１流入口に接続するとともに、前記第２液体を供給する第２供給器を前記第２流入口に接続する準備工程と、
前記切換え部材の前記第２の出入口と前記第３の出入口とを流通可能にし、前記第２供給器から前記第２流入口、前記検体処理デバイス、前記第１流入口および前記切換え部材を介して前記第２液体を前記排出用容器に送り出して、前記第２供給器から前記切換え部材までの経路を前記第２液体で満たす第１工程と、
前記切換え部材の前記第１の出入口と前記第２の出入口とを流通可能にし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を前記排出用容器に送り出して、前記第１供給器から前記切換え部材までの経路を前記第１液体で満たす第２工程と、
その後、前記切換え部材の前記第１の出入口と前記第３の出入口とを流通可能にし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を送り出して前記第１流入口に導入するとともに、前記第２供給器から前記第２液体を送り出して前記第２流入口に導入する第３工程と
を含む、検体処理デバイスへの検体導入方法。
【請求項２】
前記第１工程において前記第２供給器から前記第２液体を送り出す流量を第１流量とし、前記第２工程において前記第１供給器から前記第１液体を送り出す流量を第２流量とし、前記第３工程において前記第１供給器から前記第１液体を送り出す流量を第３流量および前記第２供給器から前記第２液体を送り出す流量を第４流量としたとき、
前記第１流量を前記第４流量よりも多くし、前記第２流量および前記第３流量を前記第４流量よりも少なくする、
請求項１に記載の検体処理デバイスへの検体導入方法。
【請求項３】
前記検体処理デバイスに、血液中の粒子を分離するための主流路および分岐流路を内部に有する粒子分離デバイスを用い、前記第１流入口に検体として導入する前記第１液体に前記血液を用い、前記第２流入口に粒子の分離用に導入する前記第２液体に生理食塩水を用いる、
請求項１または２に記載の検体処理デバイスへの検体導入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、検査対象あるいは検査前処理対象の液体試料である検体をその検査あるいは前処理のための検体処理デバイスへ導入する検体導入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば血液などの検査対象である液体と、検査のための試薬であったり、較正または希釈もしくは搬送などのための例えば生理食塩水であったりといった比較対象である液体とを、いわゆるマイクロ流路を有する反応装置またはマイクロチップなどの検体処理デバイスに供給して、検査対象の液体について種々の検査または計測を行なうことが知られている（例えば、特開2001−74724号公報および特開2011−128042号公報を参照）。【０００３】
このような検体処理デバイスに検査対象の液体と比較対象の液体とを供給する際には、それぞれの液体を導入するためのチューブなどを検体処理デバイスの流入口に接続して、液体を導入して流入させ、供給することが行なわれている。しかしながら、検体処理デバイスに接続するチューブなどは、導入する液体を予め満たしておくことが困難であるため、検体処理デバイスにチューブを接続してからチューブ内の空気を追い出して液体を満たし、安定した状態で各液体を導入する必要がある。【０００４】
そこで、検査対象の液体と比較対象の液体とを検体処理デバイスに導入するに際して、チューブを接続してから効率よくかつ安定して各液体を導入することが求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の検体処理デバイスへの検体導入方法は、検査対象の検体である第１液体および比較対象である第２液体を、内部で流通可能な第１流入口および第２流入口を有する検体処理デバイスの前記第１流入口および前記第２流入口にそれぞれ導入する方法である。この検体導入方法は、以下の準備工程と第１〜第３工程とを含む。
第１〜第３の出入口のうちの２つの出入口の間で液体の流通が切換え可能な切換え部材を介して、前記第１液体を供給する第１供給器を前記第１の出入口に接続し、前記第２の出入口を排出用容器に接続し、前記第３の出入口を前記第１流入口に接続するとともに、前記第２液体を供給する第２供給器を前記第２流入口に接続する準備工程。
前記切換え部材の前記第２の出入口と前記第３の出入口とを流通可能にし、前記第２供給器から前記第２流入口、前記検体処理デバイス、前記第１流入口および前記切換え部材を介して前記第２液体を前記排出用容器に送り出して、前記第２供給器から前記切換え部材までの経路を前記第２液体で満たす第１工程。
前記切換え部材の前記第１の出入口と前記第２の出入口とを流通可能にし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を前記排出用容器に送り出して、前記第１供給器から前記切換え部材までの経路を前記第１液体で満たす第２工程。
その後、前記切換え部材の前記第１の出入口と前記第３の出入口とを流通可能にし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を送り出して前記第１流入口に導入するとともに、前記第２供給器から前記第２液体を送り出して前記第２流入口に導入する第３工程。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の検体処理デバイスへの検体導入方法における実施形態の例の概略構成を示す正面図である。
【図２】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の例を示す上面図である。
【図３】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の例の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の例を示す断面図である。
【図５】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の例を示す上面図である。
【図６】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の例の一部を示す上面図である。
【図７】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置における光学センサの例を示す断面図である。
【図８】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の例を示す、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は計測の仕組みを説明する図である。
【図９】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の他の例を示す上面図である。
【図１０】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の他の例を示す断面図である。
【図１１】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の他の例の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１２】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の他の例の一部を示す上面図である。
【図１３】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の他の例の一部を示す上面図である。
【図１４】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の他の例の一部を示す上面図である。
【図１５】本開示の検体導入方法における検体処理デバイスとしての計測装置の他の例の一部を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本開示の検体処理デバイスへの検体導入方法の実施形態の例について、またこの検体導入方法が適用される検体処理デバイスとしての計測装置の例について、図面を参照しつつ説明する。本開示では、便宜的に直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義してＺ軸方向の正側を上方とするが、いずれの方向が上方または下方とされてもよい。以下の内容は本開示の実施形態を例示するものであって、本開示はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【０００８】
（検体処理デバイスへの検体導入方法における概略構成）
図１は、本開示の検体処理デバイスへの検体導入方法における実施形態の例の概略構成を示す正面図である。本開示の検体導入方法は、検査対象の検体である第１液体Ｌ１および比較対象である第２液体Ｌ２を、内部で流通可能な第１流入口111および第２流入口112を有する検体処理デバイス110の第１流入口111および第２流入口112にそれぞれ導入する方法である。まず準備工程においで、第１〜第３の出入口104〜106のうちの２つの出入口の間で液体の流通が切換え可能な切換え部材103を介して、第１液体Ｌ１を供給する第１供給器101を第１の出入口104に接続し、第２の出入口105を排出用容器107に接続し、第３の出入口106を第１流入口111に接続するとともに、第２液体Ｌ２を供給する第２供給器102を第２流入口112に接続する。
【０００９】
次に、第１工程において、図１（ａ）に示すように、切換え部材103の第２の出入口105と第３の出入口106とを流通可能にし、第２供給器102から第２流入口112、検体処理デバイス110、第１流入口111および切換え部材103を介して第２液体Ｌ２を排出用容器107に送り出して、第２供給器102から切換え部材103までの経路を第２液体Ｌ２で満たす。
【００１０】
なお、図１においては、第１液体Ｌ１の存在を細かい点状のパターンを配して示し、第２液体Ｌ２の存在を粗い点状のパターンを配して示している。また、図１において、図中の細かい点状のパターンを配した矢印は第１液体Ｌ１の流れを示し、粗い点状のパターンを配した矢印は第２液体Ｌ２の流れを示す。
【００１１】
このとき、検体処理デバイス110においては、第２流入口112と第１流入口111との間の内部の流路の所望の部分にも第２液体Ｌ２が満たされており、その流路内に空気などが気泡となって混入していない状態とすることが好ましい。これにより、検体を導入した後の検体処理デバイス110での処理を正常に安定して行なうことができる。
【００１２】
次に、第２工程において、図１（ｂ）に示すように、切換え部材103の第１の出入口104と第２の出入口105とを流通可能にし、第１供給器101から切換え部材103を介して第１液体Ｌ１を排出用容器107に送り出して、第１供給器101から切換え部材103までの経路を第１液体Ｌ１で満たす。
【００１３】
その後、第３工程において、図１（ｃ）に示すように、切換え部材103の第１の出入口104と第３の出入口106とを流通可能にし、第１供給器101から切換え部材103を介して第１液体Ｌ１を送り出して第１流入口111に導入するとともに、第２供給器102から第２液体Ｌ２を送り出して第２流入口112に導入する。これにより、第１供給器101から切換え部材103を介して検体処理デバイス110の第１流入口111までの経路を第１液体Ｌ１で満たし、第２供給器102から検体処理デバイス110の第２流入口112までの経路を第２液体Ｌ２で満たした後、第１供給器101から第１液体Ｌ１を、および第２供給器102から第２液体Ｌ２を、効率よくかつ安定して検体処理デバイス110に導入することができる。
【００１４】
検査対象の検体である第１液体Ｌ１は、所望の処理を行なったり濃度を計測したりする所定の粒子を含む種々の液体が対象となる。例えば、血液検査をする場合の血液であり、あるいは検出したい特定の成分または粒子を含む液体である。また、所定の細胞を含む細胞浮遊液であったり、所定の粒子と水とを混合した２相混合液であったりしてもよい。
【００１５】
一方、比較対象である第２液体Ｌ２は、血液検査をする場合であれば、例えばリン酸緩衝生理食塩水（Phosphate Buffered Saline：ＰＢＳ）であり、あるいは種々の試薬である。また、第１液体Ｌ１が検出したい特定の成分または粒子を含む液体の場合であれば、それらを含まない例えば純水であり、あるいは種々の試薬である。すなわち、比較対象の液体とは、第１液体Ｌ１と単純に比較するという意味合いのものだけでなく、液体の導入経路から空気を追い出して、気泡を含まない状態で検査対象の第１液体Ｌ１を検体処理デバイス110に導入するための導入処理用の液体、あるいは第１液体Ｌ１と反応して検査に資する物質を含む液体も含むものである。
【００１６】
なお、図１において、文字Ｐを配した圧力計108は、第２供給器102から第２流入口112までの経路における第２液体Ｌ２の圧力をモニターするものである。第２供給器102から第２液体Ｌ２を送り出す場合に、第２流入口112までの経路内あるいは検体処理デバイス110内の流路で詰まりが発生すると第２液体Ｌ２の圧力が上がる。これに対して、それを検知して液体の供給を止めるなどの制御をすることによって、第２供給器102と第２流入口112とを接続するチューブまたはパイプなどに許容値を超える圧力がかかって、これらが破れたり外れたりして第２液体Ｌ２が飛散するなどの事故の発生を低減することができる。このような圧力計108は、第１供給器101と第１流入口111との間の経路に設けて同様に利用してもよい。
【００１７】
第１供給器101は、第１液体Ｌ１を必要に応じて所定量貯留して供給可能なものであり、第２供給器102は、同様に第２液体Ｌ２を必要に応じて所定量貯留して供給可能なものである。これら第１供給器101および第２供給器102としては、例えばシリンジ（注射器の注射筒）あるいはシリンジポンプ、輸液ポンプなど、液体を所定の圧力および所定の流量で安定して供給することができるものであれば種々のものが使用できる。また、検査対象の検体である第１液体Ｌ１は通常は限られた量のサンプルとして採取されるものであることから、第１供給器101はそれら少量のサンプルごとに個別に使用される。一方、第２液体Ｌ２には通常は共通して同じものを用いることから、第２供給器102には、まとまった量の第２液体Ｌ２を貯留した容器から連続的に供給できるようなものを使用してもよい。
【００１８】
また、第１供給器101および第２供給器102の材質としては、それぞれ第１液体Ｌ１および第２液体Ｌ２と反応しない安定したものであれば、種々のものが使用でき、特に限定されない。
【００１９】
第１液体Ｌ１を供給する第１供給器101の容積としては、例えば血球などの粒子を検体処理デバイスにおいて分離するのに必要最低限の液体量を貯留できる大きさが必要である。例えば１〜1.5ｍＬ程度の量の検体は必要になるので、第１供給器101に予め第１液体Ｌ１を貯留しておく場合には、その第１液体Ｌ１の所定量として好ましくは1.5ｍＬ以上、より好ましくは２ｍＬ以上を確保できる大きさとすればよい。また、第１液体Ｌ１として血液を用いて白血球を検査する場合には、血液の希釈量にもよるが、白血球濃度が５×105個／ｍＬ以上ないと良好な光学検査による濃度測定が難しいため、例えば10倍希釈で１ｍＬは確保できるように、１〜1.5ｍＬを所定量として確保できるものが好ましい。
【００２０】
なお、第１供給器101と第１流入口111との間には切換え部材103およびチューブまたはパイプなどが介在し、第２供給器102と第２流入口112との間にもチューブまたはパイプなどが介在しているため、それらの内部を満たす分の液体も必要になることから、それらも考慮して上記の所定量を確保する必要がある。そのため、接続経路となるチューブまたはパイプなどは、できるだけ短くしておくことが好ましい。また、第１供給器101と切換え部材103と第１流入口111とが、また第２供給器102と第２流入口112とが、それぞれチューブまたはパイプなどを介さず直接に接続されるような構成とすることが好ましい。
【００２１】
なお、図１に示す例においては、第１供給器101および第２供給器102をそれぞれ横向き（水平方向）に配置して各液体を供給する例を示しているが、第１供給器101および第２供給器102は、例えばそれぞれ供給口が鉛直下向きになるように配置して、各液体を重力も利用して供給するようにすると、第１液体Ｌ１による検体の供給および第２液体Ｌ２の供給が効率よく行なえるので好ましい。このように、第１供給器101および第２供給器102の配置については種々の形態を採用し得る。
【００２２】
切換え部材103には、例えば三方弁あるいは三方バルブなどを使用すればよい。特に、Ｔポート型といわれるような、第１〜第３の出入口104〜106のうちの２つの出入口に対して、第１の出入口104と第３の出入口106との間および第２の出入口105と第３の出入口106との間でＬ字型に、ならびに第１の出入口104と第３の出入口106との間でストレートに、流路を接続するよう切り換えられるものが好ましい。また、各出入口間での流路の切換えについては、手動で切り換えるもの、電磁弁のように電気を使用して切り換えるもの、ピエゾ素子のように圧電部材による開閉を利用して切り換えるもの、あるいは空気の圧力で弁を開閉して切り換えるものなど、種々の構成を必要に応じて採用すればよい。
【００２３】
排出用容器107については、上記第１工程および第２工程において、それぞれ切換え部材103を介して送り出されてくる第１液体Ｌ１および第２液体Ｌ２を受け入れ可能であれば、種々の容器を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００２４】
例えば、排出用容器107としては、複数の切換え部材103からチューブなどを介して容量の大きいタンクのようなものにまとめるようにしてもよい。これによれば、多数の検体を並列に処理するような場合に、排出用容器107をそれぞれに複数個用意するのではなく、１か所の排出用容器107にまとめて効率よく処理することができ、メンテナンスの観点からも有利なものとなるので好ましい。
【００２５】
検体処理デバイス110としては、例えば後述するような液体中の特定の粒子を計測する計測装置を始めとして、第１液体Ｌ１について分離、計測あるいは検査などの処理を行なう種々のデバイスが含まれる。
【００２６】
本開示の検体導入方法においては、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１工程において第２供給器102から第２液体Ｌ２を送り出す流量を第１流量Ｆ１とし、第２工程において第１供給器101から第１液体Ｌ１を送り出す流量を第２流量Ｆ２とし、第３工程において第１供給器101から第１液体Ｌ１を送り出す流量を第３流量Ｆ３および第２供給器102から第２液体Ｌ２を送り出す流量を第４流量Ｆ４としたとき、第１流量Ｆ１を第４流量Ｆ４よりも多くし（Ｆ４＜Ｆ１）、第２流量Ｆ２および第３流量Ｆ３を第４流量Ｆ４よりも少なくする（Ｆ２，Ｆ３＜Ｆ４）ことが好ましい。
【００２７】
検体処理デバイス110が、例えば後述するように第１液体Ｌ１として血液を用い、第２液体Ｌ２として生理食塩水を用いて押付流れに使用して、血液中から特定の粒子である白血球を分離するデバイスであれば、デバイス内の流路の設定条件にもよるが、例えば第１流量Ｆ１を100μＬ／分とし、第２流量Ｆ２および第３流量Ｆ３を30μＬ／分とし、第４流量Ｆ４を45μＬ／分とすることが好ましい。また、分離処理のために導入する第１液体Ｌ１の第３流量Ｆ３と第２液体Ｌ２の第４流量Ｆ４との流量比は、Ｆ３：Ｆ４を１：１よりも大きく、１：２以下の範囲に設定するとよい。Ｆ３：Ｆ４が１：１以下になると、押付流れによる作用が不十分となって分離性能が低下するおそれがあり、１：２を超えるようになると、押付流れが強くなり過ぎて血球が検体処理デバイス110中の分離流路内で跳ね上がるようになって分離性能が低下するおそれがある。
【００２８】
なお、効率よく分離処理を行なうためには、押付流れである第２液体Ｌ２がない状態で検体である第１液体Ｌ１が流れると、分離処理を良好に行なうことが困難になる傾向があるため、第２液体Ｌ２の第４流量Ｆ４が流れている状態を確保した上で第１液体Ｌ１を第３流量Ｆ３で流すようにすることが望ましい。
【００２９】
そして、本開示の検体導入方法においては、後述するように、検体処理デバイス110に、血液中の粒子を分離するための主流路および分岐流路を内部に有する粒子分離デバイスを用い、第１流入口111に検体として導入する第１液体Ｌ１に血液を用い、第２流入口112に粒子の分離用に導入する第２液体Ｌ２に生理食塩水を用いることが好ましい。これによれば、第１液体Ｌ１中の粒子が、例えば白血球または赤血球であり、第１液体Ｌ１がそれらを含む血液であり、第２液体Ｌ２が生理食塩水である場合に、検体処理デバイス110によって第１液体Ｌ１中の粒子の分離を好適に行なえるものとなって、その分離に続いて種々の計測などの検査を行なうに当たって、安定して効率よく粒子の分離および検査を実施することができるものとなる。
【００３０】
なお、第１液体Ｌ１に用いる血液は、必ずしも原液でなくともよく、例えば100〜200μＬの血液を生理食塩水で５〜10倍程度に希釈したものであってもよい。また、生理食塩水で希釈するだけでなく、検体処理デバイス110内の流路において血液中の血漿成分などが付着したり凝固したりしないように、付着を防止する吸着防止剤（ＢＳＡ：ウシ血清アルブミン）または抗凝固剤（ＥＤＴＡ：エチレンジアミン四酢酸）などを添加してもよい。
【００３１】
（計測装置：検体処理デバイス）
図２〜４に、本開示の検体導入方法を適用する検体処理デバイス110の一例である計測装置１の例を示す。図２は、計測装置１（110）を上面視した図である。図３は、計測装置１の例の構成を模式的に示すブロック図である。図４は、計測装置１の断面図であり、図２に示したＡ−Ａ線に沿って計測装置１を切断した場合の断面図である。
【００３２】
計測装置１は、液体を主とする流体中の特定の粒子を計測することができる。計測装置１は、流路デバイス２と、光学センサ３と、制御部４とを有している。流路デバイス２中には、特定の粒子（第１粒子、例えば白血球）を含んだ液体（流体）（第１液体Ｌ１、例えば血液）が流れる。光学センサ３は、流路デバイス２の所定の流路に対向して配置され、第１液体Ｌ１に光を照射し、第１液体Ｌ１を通過した光（通過後に反射して再び通過して戻ってきた光）を受光することができる。制御部４は、光学センサ３の出力に基づいて、第１粒子の数などを推定することができる。なお、第１液体Ｌ１は、検査対象の粒子を含む液体であり、通常は検体である。
【００３３】
光学センサ３から第１液体Ｌ１に光を照射したときに、第１液体Ｌ１を通過する光は、第１粒子によって反射、散乱または吸収され、光の強度が低下する。そして、粒子の数が既知である検体と光の減衰量との関係を示した検量線を予め準備しておき、制御部４によって光の強度と検量線とを比較することによって、第１粒子を計測することができる。
【００３４】
図５に、流路デバイス２を模式的に示す。図５は、流路デバイス２を上面透視した場合の平面図である。なお、図５中のＡ−Ａ線は、図２中のＡ−Ａ線に対応している。
【００３５】
流路デバイス２は、第１液体Ｌ１中の第１粒子を計測するための計測用の流路である。流路デバイス２は、透光性の第１流路５および第２流路６を有している。第１流路５には、第１粒子を含む検査対象である第１液体Ｌ１が流れる。第２流路６には、第１粒子を含まない、比較対象である第２液体Ｌ２が流れる。第１流路５は、計測用の流路であり、第２流路６は、例えば較正用の流路である。なお、第１液体Ｌ１は、検体であり、例えば血液などが想定される。第２液体Ｌ２は、較正用液体であり、例えば生理食塩水などを利用することができる。
【００３６】
光学センサ３は、第１粒子をセンシングすることができる。光学センサ３は、計測時に、第１流路５および第２流路６のそれぞれに光を照射するとともに、第１流路５および第２流路６を通過したそれぞれの光を受光する。光学センサ３は、発光素子７と受光素子８とを有している。発光素子７は、例えばＬＥＤ（Light emitting Diode）またはＬＤ（Laser Diode）であればよく、本例の発光素子７は、ＬＥＤである。受光素子８は、例えばＰＤ（Photo Diode）であればよい。
【００３７】
制御部４は、計測装置１を制御するものである。制御部４は、光学センサ３によって得られる第１流路５を通過した光（第１光）の強度および第２流路６を通過した光（第２光）の強度を比較することによって、第１粒子を計測することができる。すなわち、制御部４は、第１光と第２光との強度差を算出し、第１光と第２光との強度差を検量線と比較することによって、第１粒子を計測することができる。
【００３８】
ここで、従来の計測装置を繰り返し使用していると、光学センサの発光素子が劣化し、光の強度が低下してくる。すなわち、光学センサを用いて、第１粒子の光の分散、吸収などを利用して光の強度から第１粒子を計測する場合に、例えば、光学素子の劣化によって光の強度が低下すると、第１粒子の数が本来の数よりも多いという計測結果になってしまう。これに対して、本開示の計測装置１では、上記の通り、第１光と第２光との強度差から第１粒子を計測しているので、光学素子の劣化に左右されず、計測の精度を維持あるいは向上させることができる。
【００３９】
（流路デバイス）
流路デバイス２は、上記の通り、計測用の流路として機能するものである。流路デバイス２は、光学センサ３で第１粒子を計測するために透光性を有している。なお、流路デバイス２は、少なくとも第１流路５および第２流路６の計測に必要な部分が透光性であればよく、流路デバイス２の全てが透光性である必要はない。
【００４０】
流路デバイス２は、例えば、板状である。流路デバイス２は、主に第１基板９および第２基板10を接合することによって形成されている。具体的には、流路デバイス２は、溝を有した第１基板９と、第１基板９の表面に配された第２基板10とを有している。第２基板10は、第１基板９の溝の開口を塞いでいる。すなわち、第１基板９の溝および第２基板10の表面によって、第１流路５および第２流路６が構成される。なお、流路デバイス２は、第１基板９および第２基板10以外の部材を有していても構わない。
【００４１】
第１基板９は、例えば、平板状の部材である。第１基板９の材料は、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂またはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂等であればよい。本例の第１基板９の材料は、ＰＤＭＳである。第１基板９の屈折率は、例えば1.4〜1.6に設定される。
【００４２】
第１基板９の溝の幅は、例えば500〜4000μｍ（0.5〜４ｍｍ）であればよい。溝の深さは、例えば100〜1000μｍ（0.1〜１ｍｍ）であればよい。なお、第１基板９および第１基板９の溝は、従来周知の方法によって形成することができる。第１基板９の溝の底面からの厚みは、例えば0.5〜１ｍｍに設定されている。なお、本例の流路デバイス２では、第１基板９の溝の幅および深さは、第１流路５および第２流路６の幅および高さと同じである。
【００４３】
第２基板10は、例えば平板状の部材である。第２基板10の材料は、例えばガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂等であればよい。第２基板10の屈折率は、例えば1.4〜1.6に設定される。本例の第２基板10の材料は、ガラスである。第２基板10は、従来周知の方法によって形成することができる。第２基板10の厚みは、例えば0.5〜１ｍｍに設定されている。なお、第２基板10の厚みは、第１基板９の厚みよりも小さく設定されている。
【００４４】
なお、第１基板９および第２基板10は、いずれが上側に位置していてもよいが、本例の流路デバイス２では、第２基板10の上面に第１基板９が配されている。
【００４５】
図６に、流路デバイス２の一部を模式的に示す。図６は、図５中の破線部を拡大した平面図である。
【００４６】
第１流路５は、少なくとも第１液体Ｌ１が流れ込む流路である。第１流路５は、流路デバイス２の両面に位置した複数の第１開口11を有している。複数の第１開口11は、少なくとも液体が流入したり流出したりするための開口であればよい。複数の第１開口11は、流路デバイス２の上面（第２基板10の上面）に配置された第１流入口12と、流路デバイス２の下面（第１基板９の下面）に配置された第１流出口13とを有している。第１流入口12は、液体が第１流路５に流入するための開口である。第１流出口13は、第１流路５から液体が流出するための開口である。
【００４７】
第１流路５は、第１流入口12に接続しているとともに厚み方向に延びている鉛直部14と、鉛直部14に接続しているとともに平面の一方向に沿って延びている平面部15とをさらに有している。鉛直部14は、第１基板９に形成された貫通孔である。平面部15は、第１基板９に形成された溝である。平面部15の横断面（液体の移動方向に直交する断面）の形状は、例えば矩形状であればよい。
【００４８】
平面部15は、鉛直部14に接続している第１平面部16と、第１平面部16に接続しているとともに第１平面部16よりも幅が大きい第２平面部17とをさらに有していてもよい。第１平面部16および第２平面部17の接続部は、徐々に幅が広くなっている。なお、光学センサ３の発光素子７の照射領域は、第２平面部17である。
【００４９】
また、第２平面部17は、第１平面部16よりも高さが高くてもよい。それにより、第１粒子を拡散させやすくすることができる。第１平面部16の高さは、例えば0.2〜１ｍｍであればよい。第２平面部17の高さは、例えば１〜５ｍｍであればよい。
【００５０】
第２流路６は、少なくとも第２液体Ｌ２が流れ込む流路である。第２流路６は、流路デバイス２の両面のいずれかに位置した複数の第２開口18を有している。複数の第２開口18は、少なくとも液体が流入したり流出したりするための開口であればよい。複数の第２開口18は、流路デバイス２の上面（第１基板９の上面）に配置された第２流入口19と、流路デバイス２の下面（第２基板10の下面）に配置された第２流出口20とを有している。
【００５１】
第２流路６は、第２流入口19に接続しているとともに厚み方向に延びている鉛直部（図示せず）と、鉛直部に接続しているとともに平面の一方向に沿って延びている第３平面部21とをさらに有している。第２流路６の第３平面部21の一部は、例えば、少なくとも第１流路５の第２平面部17と同一形状を有していればよい。また、第２平面部17と同一形状を有する第３平面部21の一部の厚み方向の位置は、例えば第１流路５と同一位置であればよい。なお、第２流路６は、較正用流路として機能することができれば、第１流路５と同一形状および同一位置でなくてもよい。
【００５２】
流路デバイス２は、第１流路５の他に、第１流路５に接続した第３流路22をさらに有していてもよい。そして、第３流路22は、第１流路５の平面部15に接続されていてもよい。第３流路22は、例えばガスなどを流すことによって、平面部15に到達した検体を押し流す機能を有する。その結果、第１流路５（15）内での検体の滞留を低減することができる。
【００５３】
本例の流路デバイス２では、第３流路22は、第１流路５の鉛直部14と平面部15との接続部に接続されるように配されている。また、第３流路22は、流路デバイス２の表面（本例では、第１基板９の上面）に位置した第３開口23を有している。第３開口23は、検体を押し流すための押出用液体を流入させるための開口である。
【００５４】
本例の流路デバイス２は、第２基板10の上面の第１流路５および第２流路６に重なる領域に配置された反射部材であるミラー部材24をさらに有していてもよい。ミラー部材24は、光学センサ３の発光素子７が出射した光のうち、第１流路５および第２流路６のそれぞれを通過した光を、光学センサ３の受光素子８へ反射することができる。
【００５５】
流路デバイス２において、第１流路５および第２流路６に対して、光学センサ３と反対側の第１流路５および第２流路６に重なる領域に、光学センサ３が照射する光を光学センサ３に向けて反射する反射部材としてミラー部材24を配置することによって、光学センサ３が照射する光を第１流路５および第２流路６を通して効率よく光学センサ３で受光することができる。また、第１流路５および第２流路６に対して光学センサ３と反対側から入射する外乱光をミラー部材24によって遮光することができるので、光学センサ３による計測の精度を良好に確保することができる。
【００５６】
ミラー部材24は、例えば薄膜状の部材であればよい。ミラー部材24の材料は、屈折率が第１基板９の屈折率と異なる材料であればよい。ミラー部材24の材料は、例えばアルミニウムまたは金などの金属材料、あるいは例えば誘電体多層膜フィルタなどの誘電体材料の積層体で形成することができる。ミラー部材24の屈折率は、例えば1.4〜1.6に設定される。ミラー部材24は、例えば、蒸着法またはスパッタリング法などの方法によって第１基板９の上面に形成することができる。
【００５７】
また、本例においては、ミラー部材24は、後述するように第１流路５および第２流路６に重なるように配置されるものであるが、第１流路５および第２流路６の両方をカバーする一体のものに限られるものではなく、第１流路５および第２流路６のそれぞれに重なるように別々に配置されていても構わない。ミラー部材24を別々に配置する場合には、外乱光を遮光するために、それらミラー部材24の間に遮光部材を配置してもよい。また、ミラー部材24によって外乱光を遮光する効果を高めるために、ミラー部材24の上に非反射部材または遮光部材を配置して、ミラー部材24からの光の透過およびミラー部材24への外乱光の入射を防ぐようにしてもよい。
【００５８】
本例の流路デバイス２は、ミラー部材24に代えて、第１流路５および第２流路６に対して、光学センサ３と反対側の第１流路５および第２流路６に重なる領域に、光学センサ３が照射する光を反射しない非反射部材を配置してもよい。非反射部材を配置することによって、光学センサ３が照射する光のうち第１流路５に含まれる第１粒子で反射した光あるいは第１流路５および第２流路６の界面（光学センサ３側から見た天井面）で反射した光を光学センサ３で受光することができる。これにより、界面からの反射を計測してＤＣオフセットを光学的に行なうことができるとともに、第１粒子で反射した光を良好に受光することができる。また、第１流路５および第２流路６に対して光学センサ３と反対側から入射する外乱光を非反射部材によって遮光することができるので、光学ノイズを除去して、光学センサ３による計測の精度を良好にすることができる。この非反射部材としては、例えば無反射布などを用いることができる。また、黒色などの艶消し塗料を塗布して非反射部材としてもよい。
【００５９】
ミラー部材24に代えて非反射部材を配置する場合には、光学センサ３が計測する領域の全体に渡って第１流路５および第２流路６の両方をカバーする一体のものとすることが好ましい。
【００６０】
本例の流路デバイス２は、図８（ａ）に断面図で示すように、非反射領域を有していてもよい。非反射領域とは、流路デバイス２のうち第１流路５および第２流路６が無い部分であり、かつ上面視したときにミラー部材24が配置されていない領域をいう。そして、この非反射領域に、光学センサ３が照射する光を反射しない基準用の非反射部材25を配置するとよい。非反射部材25は、光学センサ３の受光素子８についての較正に使用することができ、光学センサ３による計測のときに基準となるものである。非反射部材25における反射光の強度を基準にすることによって、光学センサ３の使用時に発生するノイズの影響を低減することができる。非反射部材25としては、例えば、無反射布などを設置すればよく、黒色の艶消し塗料などを塗布して形成しても構わない。
【００６１】
また、非反射部材25は、第１流路５および第２流路６に重ならない領域で、非反射領域に対応する第２基板10の下面に配置してもよい。この場合にも、非反射部材25における反射光の強度を基準にすることによって、光学センサ３の使用時に発生するノイズの影響を低減することができる。
【００６２】
本例の計測装置１は、図３にブロック図で模式的に示すように、第１流路５に第１液体Ｌ１を供給する第１ポンプ26、第２流路６に第２液体Ｌ２を供給する第２ポンプ27、第３流路22に気体（以下、ガスともいう。）を供給する第３ポンプ28をさらに有している。第１ポンプ26、第２ポンプ27および第３ポンプ28は、チューブなどの複数の他の流路（図示せず）を介して、それぞれ第１開口11、第２開口18、第３開口23に通じている。
【００６３】
（光学センサ）
図７に、光学センサ３の例を模式的に示す。図７は、図４に示した光学センサ３を拡大した断面図である。
【００６４】
光学センサ３は、第１粒子を計測するためのセンサである。光学センサ３は、上記の通り、発光素子７と受光素子８とを有している。本例の受光素子８は、上面に一導電型の領域29ａおよび他導電型の領域29ｂを有した半導体基板29と、一対の第１電極30とを有している。本例の発光素子７は、半導体基板29の受光素子８として機能する部分から離れて配された複数の半導体層31と、一対の第２電極32とを有している。
【００６５】
光学センサ３は、流路デバイス２の表面に対して、平面方向に移動可能に設置されている。それにより、計測装置１は、光学センサ３を移動させながら第１流路５および第２流路６に対して順番に光を照射することができ、それぞれに対する個々の光の強度を測定することができる。本例の光学センサ３は、流路デバイス２の下側に位置している。
【００６６】
（制御部）
制御部４は、計測装置１を制御することができる。具体的には、制御部４は、光学センサ３、第１ポンプ26、第２ポンプ27および第３ポンプ28などの駆動も制御することができる。制御部４は、第１ポンプ26を駆動して、第１液体Ｌ１を第１流路５に流入させることができる。また、制御部４は、第２ポンプ27を駆動して、第２液体Ｌ２を第２流路６に流入させることができる。また、制御部４は、第３ポンプ28を駆動して、ガスを第３流路22に流入させることができる。制御部４は、種々の回路を組み合わせて構成されている。
【００６７】
図８に、計測装置１の例を模式的に示す。図８（ａ）は、計測装置１を図２および図５に示すＢ−Ｂ線で切断したときの断面図である。図８（ｂ）は、計測の仕組みを説明する図である。
【００６８】
制御部４は、光学センサ３の出力結果に基づいて、計測結果を算出することができる。制御部４は、上記の通り、第１流路５を通過した光の強度および第２流路６を通過した光の強度を比較することによって、第１流路５における第１粒子を計測することができる。
【００６９】
まず、光学センサ３は、非反射領域の非反射部材25に対応した光の強度を測定し、基準信号Ｓ１を出力する。次に、光学センサ３は、第２流路６の通過光（本例ではミラー部材24からの反射光または非反射部材25からの反射光（実質的に微弱）である。以下、ミラー部材24または非反射部材25からの反射光という。）の強度を測定し、較正された信号としての基準信号Ｓ１を出力する（同図中の丸付き数字１）。次に、光学センサ３は、第２流路６に到る前の部分で第１基板９および第２基板10の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定するが、これは計測には特に必要ではない（丸付き数字２）。次に、光学センサ３は、第２流路６の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定し、計測信号Ｓ２を出力する（丸付き数字３）。この計測信号Ｓ２は、基準信号Ｓ１を使用しない場合には、較正信号Ｓ２として使用できる信号である。次に、光学センサ３は、第２流路６と第１流路５との間の部分で第１基板９および第２基板10の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定するが、これも計測には特に必要ではない（丸付き数字４）。次に、光学センサ３は、第１流路５の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光であるが、非反射部材25を配置した場合は、実質的には非反射部材25で反射されなかった以外の例えば第１粒子および第１流路５の界面（天井面）による反射光）の強度を測定し、計測信号Ｓ３を出力する（丸付き数字５）。その後、光学センサ３は、第１流路５を過ぎた部分で第１基板９および第２基板10の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定するが、これも計測には特に必要ではない（丸付き数字６）。
【００７０】
次に、第２流路６における計測信号Ｓ２と基準信号Ｓ１との差（Ｓ２−Ｓ１）と、第１流路５における計測信号Ｓ３と基準信号Ｓ１との差（Ｓ３―Ｓ１）とを引き算した計測値Ｒ（＝（Ｓ２−Ｓ１）−（Ｓ３−Ｓ１）＝Ｓ２−Ｓ３）を算出する。そして、計測値Ｒと、予め制御部４に記憶されている検量線の値とを比較することによって、第１流路５における第１液体Ｌ１中の第１粒子の数を推定することができる。
【００７１】
なお、以上の計測の仕組みは、非反射部材25を流路デバイス２の光学センサ３側（第２基板10の下面）に配置した場合も同様である。
【００７２】
ここで、基準信号Ｓ１と計測対象による光損失に対応する計測信号Ｓ２，Ｓ３との差が十分に大きいときは、反射部材であるミラー部材24を配置すればよいが、その差が小さい場合には、精度よく計測することが難しくなる場合がある。この対策としては、光学センサ３の発光素子７の光出力を増加させるか、受光素子８で受光した後に信号の増幅率を高めるかといったことが考えられる。しかしながら、発光素子７の光出力を増加させるのは容易ではない場合が多く、信号の増幅率を高めるにも増幅回路の制約などがあって増幅範囲にも限界がある。また、信号処理の回路上で一定の出力を差し引いてから増幅する方法も考えられるが、一定の出力を差し引く際には、信号がその分小さくなるもののノイズ成分はそのまま残るため、増幅後にはノイズ成分がより大きく増幅されてしまうという結果になることがある。
【００７３】
これに対して、上記の本例の計測装置１および計測方法によれば、光出力の計測に際して光学的に光信号を差し引くために、流路デバイス２から透過して外部に出た光が反射して戻って来たり、外部の光が外乱光として入射したりすることを低減することができる。これにより、計測に当たってＤＣオフセットの設定を光学的に行なうことができ、外部からの余分な光を遮光することができ、流路デバイス２に対して安定した計測ができる。その結果、精度の良好な計測を安定して行なうことができる。
【００７４】
また、本例の計測装置１および計測方法によれば、非反射部材25と第１流路５と第２流路６とを一体的に配置し、それらを走査するように光学センサ３を移動させながら計測を行なうことで、短時間に１度の計測で所望の信号およびデータを得ることができるので、例えば発光素子７の出力変動などに起因する測定誤差の低減が可能となる。
【００７５】
また、制御部４における信号に対する演算を、例えば−10×log（計測信号／基準信号）として光損失（ｄＢ）で行なう場合には、発光素子７の発光強度を相当程度変化させても計算結果はほとんど影響を受けず変わらないので、長期使用における発光素子７の劣化にも影響を受けにくく、安定した計測が可能となる。
【００７６】
また、上記の計測の仕組みにおいて説明した丸付き数字２，４，６の信号を、それら同士あるいは基準信号Ｓ１および計測信号Ｓ２，Ｓ３と比較することで、流路デバイス２と光学センサ３とが相対的に正しい位置および角度に設置されているかどうかの確認を行なうことも可能となる。
【００７７】
なお、検量線のデータ（標準データ）は、必ずしも制御部４に記憶されている必要はない。例えば、制御部とネットワークで接続された他の記憶媒体に記録されており、測定毎にその記憶媒体にアクセスして引き出すようにしてもよい。
【００７８】
制御部４は、較正信号Ｓ２を取得したときに、標準データにおける第２液体Ｌ２の較正信号と比較してもよい。その結果、両者の信号に大きな差がある場合には、測定に異常が生じたと判断することができる。その結果、正確な測定データのみを収集することに役立つ。
【００７９】
光学センサ３は、１回の測定毎に、第１流路５および第２流路６のそれぞれに光を照射し、第１流路５および第２流路６を通過したそれぞれの光を受光してもよい。また、制御部４は、１回の測定毎に、第１流路５を通過した光の強度および第２流路６を通過した光の強度を比較してもよい。その結果、例えば、血液中の白血球などの粒子を計測する場合には、わずかな光の出力の変動が計測結果に大きな影響があるため、上記の構成を有することによって、粒子の計測精度を向上させることができる。
【００８０】
制御部４は、較正信号Ｓ２を取得したときに、較正信号Ｓ２が任意の基準値よりも下回っていた場合には、エラー信号を出力してもよい。その結果、例えば、光学センサ３の発光素子７の寿命を知らせることができる。なお、基準値は、標準データにおける第２液体Ｌ２の較正信号Ｓ２′から一定値を差し引いた値などでよい。
【００８１】
制御部４は、光学センサ３が各信号Ｓ１，Ｓ２およびＳ３を出力した後に、光学センサ３を元の位置に戻してもよい。また、制御部４は、光学センサ３が各信号Ｓ１，Ｓ２およびＳ３を出力した後に、光学センサ３を元の位置に戻さなくてもよい。なお、光学センサ３を元の位置に戻さない場合には、次の測定時には、反対方向から計測してもよい。
【００８２】
制御部４は、光学センサ３を点灯して、各信号Ｓ１，Ｓ２およびＳ３を出力した後、光学センサ３の移動中に、光学センサ３を消灯してもよい。また、制御部４は、計測中に光学センサ３をパルス駆動して、点滅させてもよい。その結果、連続点灯させる場合に比べて、光学センサ３の発光素子７の劣化を低減することができる。
【００８３】
制御部４は、計測終了後に、第３ポンプ28を駆動して、第１液体Ｌ１を押し出してもよい。なお、計測終了の判断は、光学センサ３が、各信号Ｓ１，Ｓ２およびＳ３を出力した時でもよい。また、計測終了の判断は、光学センサ３が、流路デバイス２に対して、移動を開始して、元の位置に戻って来てからでもよい。また、計測終了の判断は、光学センサ３に、非反射部材25、第１流路５、第２流路６を計測させた後、再度、非反射部材25を計測させることによって行なってもよい。また、計測終了の判断は、光学センサ３を駆動してから一定時間経過後であってもよい。
【００８４】
制御部４は、第１ポンプ26を駆動した後、一定時間経過後に第３ポンプ28を駆動してもよい。その結果、第１ポンプ26の駆動によって第１流路５に流入した第１液体Ｌ１を、第３ポンプ28の駆動によってガスを第３流路22を介して第１流路５に流入させることによって、第１流路５内で移動させて運ぶことができる。その結果、第１流路５中の第１液体Ｌ１の移動が速くなり、計測効率を向上させることができる。
【００８５】
制御部４は、第１流路５に第１液体Ｌ１が流入した後、第３ポンプ28によって、第３流路22内のガスの圧力を変動させてもよい。その結果、第１流路５内に流入した第１液体Ｌ１を撹拌し、第１液体Ｌ１中の第１粒子を攪拌することができる。このように第１粒子を攪拌することによって、計測精度を向上させることができる。
【００８６】
制御部４は、光学センサ３によって第１流路５に第１液体Ｌ１が流入したことを確認した後、第３ポンプ28によって第１液体Ｌ１を撹拌し、第１粒子の攪拌を開始してもよい。それにより、第３ポンプ28によって第１流路５内の圧力を減圧し過ぎて、第１流路５内の第１液体Ｌ１が第３流路22から漏れてしまうことを低減することができる。なお、具体的には、第１流路５に第１粒子が流入すると、光学センサ３の計測信号Ｓ３が、第１粒子がない場合と比較して小さくなるため、計測信号Ｓ３が小さくなったときに、第１流路５に第１液体Ｌ１が流入したと判定すればよい。
【００８７】
制御部４は、第１ポンプを駆動した後、一定時間経過後に第１液体Ｌ１を撹拌し、第１粒子の攪拌を開始してもよい。これにより、発光素子７の劣化を低減することができる。この場合、第１粒子の攪拌の開始位置は、発光素子７の照射領域の手前であっても構わない。また、この場合は、第１粒子の攪拌の終了後、第３ポンプ28によって第３流路22を介してガスを第１流路５に流入させ、第１液体Ｌ１を発光素子７の照射領域まで押し出してもよい。
【００８８】
制御部４は、第３ポンプ28によって第１流路５内の圧力を変動させつつ、光学センサ３を駆動してもよい。すなわち、第１流路５および第３流路22につながるポンプを停止し、第３ポンプ28を駆動してもよい。その結果、第１粒子が攪拌されたかどうかを確認することができる。すなわち、第１粒子が凝集しているとき、計測信号Ｓ３が小さくなり、第１粒子を攪拌して第１粒子の凝集がなくなると、計測信号Ｓ３が大きくなる場合がある。したがって、計測信号Ｓ３の変動が一定の範囲に収まったことを確認すれば、第１粒子が攪拌されたかどうか確認することができる。なお、具体的には、例えば、最新の計測信号Ｓ３（または計測値Ｒ）と、直前の５回分の同じ指標との差が±５％以下であれば、第１粒子の攪拌が完了したと判断すればよい。
【００８９】
制御部４は、第１粒子の攪拌中において、光学センサ３を、第１流路５を測定する位置に待機させていてもよい。それにより、計測効率を向上させることができる。
【００９０】
また、制御部４は、第１粒子の攪拌中において、光学センサ３を待機させている場合に、光学センサ３を点滅させてもよい。それにより、発光素子７の劣化を低減することができる。
【００９１】
また、制御部４は、第１粒子の攪拌中において、光学センサ３を待機させた場合は、第１粒子の攪拌の完了後に、第２流路６を測定した方がよい。それにより、計測精度を向上させることができる。
【００９２】
制御部４は、第３ポンプ28によって、第１液体Ｌ１を攪拌するとともに、第２ポンプ27によって、第２流路６に第２液体Ｌ２を流入させてもよい。すなわち、第１粒子の攪拌完了前に、第２ポンプ27を駆動して第２流路６に第２液体Ｌ２を流入させてもよい。その結果、計測効率を向上させることができる。なお、第２ポンプ27の駆動は、第１ポンプ26または第３ポンプ28と同時であってもよいし。第１ポンプ26および第３ポンプ28よりも先に駆動していてもよい。
【００９３】
（計測装置１Ａ：検体処理デバイス）
以下に、本開示の液体供給デバイスが使用される計測装置の他の例について説明する。
【００９４】
図９〜11に、計測装置１Ａ全体を模式的に示す。図９は、計測装置１Ａを上面視した図である。図10は、計測装置１Ａの断面図であり、図９に示したＡ−Ａ線に沿って計測装置１Ａを切断した場合の断面図である。図11は、計測装置１Ａの概念図であり、ブロック図によって各構成要件の関係を示す。
【００９５】
計測装置１Ａは、流路デバイス２Ａの上面に配された分離用流路デバイス33をさらに備えている。分離用流路デバイス33は、検体から特定の粒子を分離して取り出し、選別するための流路である。計測装置１Ａが、流路デバイス２Ａおよび分離用流路デバイス33を備えていることで、計測対象である第１粒子を検体から分離して選別することが連続したプロセスで可能になり、作業効率を向上させることができる。なお、本例の以下の説明では、流路デバイス２Ａを「測定用流路デバイス２Ａ」とする。
【００９６】
図12および図13に分離用流路デバイス33を模式的に示す。図12は、分離用流路デバイス33を上面透視したときの図である。図13は、図12中の破線部を拡大した図である。
【００９７】
（分離用流路デバイス）
分離用流路デバイス33は、液体に含まれる粒子を分離し、検体中から取り出すように選別して回収することができる。分離用流路デバイス33は、第４流路34を有している。これにより、粒子を分離し、回収することができる。
【００９８】
分離用流路デバイス33は、例えば、板状の部材である。また、分離用流路デバイス33の平面形状は例えば矩形状であり、表面は平坦面である。分離用流路デバイス33の厚みは、例えば１〜５ｍｍであればよい。分離用流路デバイス33の平面形状は、例えば短辺が10〜30ｍｍ、長辺が10〜50ｍｍであればよい。分離用流路デバイス33は、例えば射出成形によって成形することができる。
【００９９】
分離用流路デバイス33は、主に、第３基板35および第４基板36によって形成されている。具体的には、分離用流路デバイス33は、溝を有した第３基板35と、第３基板35の表面に配された第４基板36とを有している。第４基板36は、第３基板35の溝の開口を塞いでいる。すなわち、第３基板35の溝および第４基板36の表面によって、第４流路34が構成される。なお、分離用流路デバイス33は、第３基板35および第４基板36以外の部材を有していても構わない。
【０１００】
第３基板35および第４基板36は、例えば平板状の部材である。第３基板35および第４基板36の材料は、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂等であればよい。本例の第３基板35および第４基板36の材料は、ＰＤＭＳである。
【０１０１】
なお、第３基板35および第４基板36は、いずれが上側に位置していてもよいが、本例の分離用流路デバイス33では、第４基板36の上面に第３基板35が配されている。
【０１０２】
第４流路34は、第４主流路37と、第４主流路37から分岐した第４分岐流路38とを有している。本例の分離用流路デバイス33においては、分離用流路デバイス33内を流れる液体は、第４主流路37に流入し、特定の粒子（第１粒子Ｐ１）とは異なる粒子（第２粒子Ｐ２）のみが第４主流路37から第４分岐流路38に流れこむことによって、特定の粒子を分離して回収し、分離した特定の粒子を検体に含ませて回収することができる。なお、特定の粒子のみが第４分岐流路38に流れ込むことによって、特定の粒子を第４分岐流路38側に分離して回収することもできる。
【０１０３】
なお、第４分岐流路38は、第２粒子Ｐ２のみが分岐するように設計するが、必ずしも第２粒子Ｐ２のみが分岐するとは限らない。すなわち、第４分岐流路38には、第２粒子Ｐ２と異なる粒子が流入することもある。
【０１０４】
図13に、第１粒子Ｐ１と第２粒子Ｐ２との分離の様子を模式的に示す。なお、図中の大きい円が第１粒子Ｐ１を示し、小さい円が第２粒子Ｐ２を示す。また、Ｘ軸方向に沿った太い矢印が主流であり、Ｙ軸方向に沿った太い矢印が、後述する「押付流れ」を示す。さらに、図中のハッチングの領域は、後述する「引込み流れ」を示す。
【０１０５】
本例の第４流路34は、１つの第４主流路37と、１つの第４主流路37の片側に接続された複数の第４分岐流路38とを有している。分離用流路デバイス33では、第４主流路37および第４分岐流路38のそれぞれの断面積および長さ、ならびに検体の流速などを調整することによって、第４主流路37内に、第４主流路37から第４分岐流路38へ流れ込む「引込み流れ」を発生させることができる。そして、分離用流路デバイス33では、第４流路34に、第４主流路37内を流れる検体を第４分岐流路38側に押し付け可能な押付流れを発生させている。その結果、図13に示したように、引込み流れの幅を、検体中を流れる所定の粒子の重心位置よりも大きく、また他の粒子の重心位置よりも小さくすることによって、第４分岐流路38に所定の粒子（ここでは第２粒子Ｐ２）を引き込むことができる。
【０１０６】
本例の分離用流路デバイス33は、特に、血液中の赤血球と白血球とを分離することを意図している。なお、血液中の赤血球の重心位置は、例えば縁から２〜2.5μｍの位置であり、白血球の重心位置は、例えば縁から５〜10μｍの位置である。この場合、第４主流路37は、例えば、断面積が300〜1000μｍ2、長さが0.5〜20ｍｍであればよい。また、第４分岐流路38は、例えば断面積が100〜500μｍ2、長さが３〜25ｍｍであればよい。また、第４流路34内の流速は、例えば0.2〜５ｍ／秒にすればよい。その結果、引込み流れの幅を、例えば２〜15μｍに設定することができ、血液から赤血球と白血球とを分離することができる。
【０１０７】
第４流路34は、第４主流路37に接続した第４回収流路39をさらに有しており、第１粒子Ｐ１を回収することができる。本開示では、第４流路34では、押付流れを利用して、第４回収流路39に第１粒子Ｐ１を回収することができる。
【０１０８】
また、第４流路34は、複数の第４分岐流路38に接続した第４廃棄流路40を有していてもよい。第４廃棄流路40によって、分離された第２粒子Ｐ２を回収してもよいし、廃棄してもよい。なお、複数の第４分岐流路38によって第１粒子Ｐ１を回収する場合には、複数の第４分岐流路38が接続した１つの第４廃棄流路40は、第１粒子Ｐ１を回収する流路として機能する。また、この場合に第４主流路37を最後まで流れた液体は、廃棄してもよい。
【０１０９】
第４流路34は、分離用流路デバイス33の表面に位置した複数の第４開口41を有している。複数の第４開口41は、少なくとも第４主流路37に検体が流入する第４検体流入口42と、第４回収流路39から第１粒子を回収する第４検体流出口43と、検体から第１粒子を除いた成分を回収する少なくとも１つの第４廃棄流出口44とを有している。また、本例では、検体を第４分岐流路38側に押し付けるための第３液体が流入する第４押付流入口45も有している。なお、本例では、第４廃棄流出口44は、第４主流路37および第４廃棄流路40に接続されている。または、第４廃棄流出口44から流出する液体は、後述する第２流路デバイス２Ａに形成された貫通孔44′を介して回収される。なお、第４検体流出口43は、測定用流路デバイス２Ａの第１流路５の第１流入口12に接続されている。
【０１１０】
（測定用流路デバイス）
図14に、測定用流路デバイス２Ａを模式的に示す。図14は、測定用流路デバイス２Ａを上面透視したときの平面図である。
【０１１１】
本例の測定用流路デバイス２Ａの上面は、図10に示した例と同様に、分離用流路デバイス33が配置された第１領域46およびそれと重ならない第２領域47を有している。平面視したときに、測定用流路デバイス２Ａの第１流路５は第１領域46から第２領域47にわたって配されており、分離用流路デバイス33は、測定用流路デバイス２Ａの第１領域46のみに配されている。それにより、第２領域47に第１流路５が露出していることから、第２領域47を測定領域として使用することができる。本例では、第２領域47にはミラー部材24が配される。
【０１１２】
測定用流路デバイス２Ａは、第１流路５、第２流路６および第３流路22とは異なる、第５流路48をさらに有していてもよい。また、第５流路48は、測定用流路デバイス２Ａの表面に位置した複数の第５開口49を有していてもよい。第５流路48は、粒子分離前の検体が流れる流路として機能することができる。
【０１１３】
複数の第５開口49は、第５流入口50および第５流出口51を有している。第５流入口50は、検体が第５流路48に流入するための開口である。第５流出口51は、検体が第５流路48から流出するための開口である。第５流入口50は露出しており、第５流出口51は、分離用流路デバイス33の第４検体流入口42に接続されている。
【０１１４】
第５流入口50および第５流出口51は、測定用流路デバイス２Ａの上面（第１基板９の上面）に位置している。本例では、第５流入口50は、第１流入口12と同じ面に位置している。また、本例では、第５流出口51は、第１流入口12と同じ面に位置しており、複数の第５開口49の第５流入口50、および第３開口23と同じ面に位置している。
【０１１５】
測定用流路デバイス２Ａは、第１流路５、第２流路６、第３流路22および第５流路48とは異なる、第６流路52をさらに有していてもよい。第６流路52は、測定用流路デバイス２Ａの表面に位置した複数の第６開口53を有している。複数の第６開口53は、第６流入口54および第６流出口55を有している。第６流入口54は、分離用流路デバイス33における押付流れのための第３液体が第６流路52に流入するための開口である。第６流出口55は、第３液体が第６流路52から流出するための開口である。第６流入口54は露出しており、第６流出口55は、分離用流路デバイス33の第４押付流入口45に接続されている。
【０１１６】
本例の計測装置１Ａは、図11に示すように、第５流路48に第１液体Ｌ１を供給する第１ポンプ26Ａ、第６流路52に第３液体を供給する第４ポンプ58をさらに有している。なお、第１ポンプ26Ａは、上述の例における第１ポンプ26に相当するものである。すなわち、第１ポンプ26Ａは、第５流路48、第４流路34の順に通じて、第１流路５に第１液体Ｌ１を供給するものである。第１ポンプ26Ａ、第２ポンプ27、第３ポンプ28および第４ポンプ58は、チューブなどの複数の他の流路（図示せず）を介して、それぞれ第５開口49、第２開口18、第３開口23および第６開口53に通じている。
【０１１７】
制御部４Ａは、計測装置１Ａを制御することができる。具体的には、制御部４Ａは、光学センサ３、第１ポンプ26Ａ、第２ポンプ27、第３ポンプ28および第４ポンプ58などの駆動も制御することができる。制御部４Ａは、第１ポンプ26Ａを駆動させて、特定の粒子を含む液体を第１液体Ｌ１として第１流路５に流入させることができる。また、制御部４Ａは、第２ポンプ27を駆動させて、特定の粒子を含まない液体を第２液体Ｌ２として第２流路６に流入させることができる。また、制御部４Ａは、第３ポンプ28を駆動させて、気体（ガス）を第３流路22に流入させることができる。制御部４Ａは、種々の回路を組み合わせて構成されている。
【０１１８】
制御部４Ａは、第３液体を第４流路34の第４主流路37に流入させた後に、検体を第４流路34の第４主流路37に流入させるとよい。制御部４Ａは、第４ポンプ58を駆動して第４主流路37に第３液体を流入させた後に、第１ポンプ26を駆動して第４主流路37に検体を流入させればよい。
【０１１９】
本開示は、上述した実施形態の例に限定されるものではない。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
【０１２０】
上述した例では、第２流路６の一端は第２流出口20を有している例を説明したが、図15に示したように、第２流路６の一端は、第１流路５に接続されていてもよい。第２流路６が第１流路５に接続している場合は、第１流路５に第２流路６を介して第２液体Ｌ２を流入させることができる。その結果、第１流路５に流入する第１液体Ｌ１の量が少ない場合に、第２流路６から第１流路５に第２液体Ｌ２を補充することができる。なお、この場合、第２液体Ｌ２は、第３液体と同じ液体であってもよい。
【０１２１】
また、第２流路６が第１流路５に接続している場合は、制御部４は、第１液体Ｌ１が第１流路５に到達する前に、第１流路５に一定量の第２液体Ｌ２を流入させてもよい。その結果、一定量の溶媒中にどの程度の第１粒子が含まれているかを定量的に測定することができる。
【０１２２】
制御部４は、第１流路５に第２液体Ｌ２を流入させる場合に、光学センサ３によって液体の有無を確認してもよい。この場合には、制御部４は、第２ポンプ27を駆動して第２流路６に第２液体Ｌ２を流入させた後、光学センサ３を駆動し、それとともに第１ポンプ26（または第１ポンプ26Ａおよび第４ポンプ58）を駆動して、第１流路５に第１液体Ｌ１を（および第６流路52に液体を）流入させてもよい。また、制御部４は、第１ポンプ26（または第１ポンプ26Ａおよび第４ポンプ58）を駆動した後、一定時間内に第２ポンプ27を駆動してもよい。
【０１２３】
また、第１流路５と第２流路６が接続している場合は、第１流路５と第２流路６との接続部に第３流路22を接続してもよい。この場合には、制御部４は、まず、第１流路５に第２液体Ｌ２を流入させた後、第１流路５に第１液体Ｌ１を流入させ、次に第１流路５にガスを流入させるとよい。それにより、第２流路６に第１液体Ｌ１が流入することを低減することができる。
【０１２４】
また、第１流路５にガスを流入させて、第２流路６から第１流路５にわたって存在している第２液体Ｌ２を分断した後、第１液体Ｌ１を流入させてもよい。この場合は、制御部４は、第２ポンプ27を駆動した後、第３ポンプ28を駆動し、第１ポンプ26を駆動すればよい。
【０１２５】
上述した例では、第４流路34に第６流路52から第３液体を供給する例を説明したが、第６流路52の代わりに、第２流路６から第３液体を供給してもよい。この場合には、第２液体Ｌ２と第３液体とは同一の液体になる。すなわち、第６流路52は存在せず、第２流路６の一端が第４流路34の第４押付流入口45に接続される。
【０１２６】
上述した例では、分離用流路デバイス33が第３基板35および第４基板36を有している例を説明したが、第４基板36の代わりにシート部材を第４基板36として機能させてもよい。
【０１２７】
以上のような検体処理デバイスおよび計測装置に対して、本開示の液体供給デバイスを介して第１液体および第２液体を供給することによって、検査対象である第１液体が多数の場合でも簡便に対応することができ、検査のための機材のコストを低減することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１，１Ａ  計測装置
２  流路デバイス
２Ａ  測定用流路デバイス
３  光学センサ
４，４Ａ  制御部
５  第１流路
６  第２流路
７  発光素子
８  受光素子
12  第１流入口
19  第２流入口
33  分離用流路デバイス
101  第１供給器
102  第２供給器
103  切換え部材
104  第１の出入口
105  第２の出入口
106  第３の出入口
107  排出用容器
110  検体処理デバイス
111  第１流入口
112  第２流入口
Ｌ１  第１液体
Ｌ２  第２液体
【図１】
2020067024.tif 000003
【図２】
2020067024.tif 000004
【図３】
2020067024.tif 000005
【図４】
2020067024.tif 000006
【図５】
2020067024.tif 000007
【図６】
2020067024.tif 000008
【図７】
2020067024.tif 000009
【図８】
2020067024.tif 000010
【図９】
2020067024.tif 000011
【図１０】
2020067024.tif 000012
【図１１】
2020067024.tif 000013
【図１２】
2020067024.tif 000014
【図１３】
2020067024.tif 000015
【図１４】
2020067024.tif 000016
【図１５】
2020067024.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月15日(2021.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の検体である第１液体および比較対象である第２液体を、内部で第１流入口と第２流入口との間において液体が流通可能な検体処理デバイスの前記第１流入口および前記第２流入口にそれぞれ導入する方法であって、
第１〜第３の出入口のうちの２つの出入口の間における液体の流路が切換え可能な切換え部材を用いて、第１液体を供給する第１供給器を前記第１の出入口に接続し、前記第２の出入口を排出用容器に接続し、前記第３の出入口を検体処理デバイスの第１流入口に接続するとともに、第２液体を供給する第２供給器を前記検体処理デバイスの第２流入口に接続する準備工程と、
前記切換え部材を前記第２の出入口と前記第３の出入口との間において液体が流通可能となるようにし、前記第２供給器から前記第２流入口、前記検体処理デバイス、前記第１流入口および前記切換え部材を介して前記第２液体を前記排出用容器に送り出して、前記第２供給器から前記切換え部材までの経路を前記第２液体で満たす第１工程と、
前記切換え部材を前記第１の出入口と前記第２の出入口との間において液体が流通可能となるようにし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を前記排出用容器に送り出して、前記第１供給器から前記切換え部材までの経路を前記第１液体で満たす第２工程と、
その後、前記切換え部材を前記第１の出入口と前記第３の出入口との間において液体が流通可能となるようにし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を送り出して前記第１流入口に導入するとともに、前記第２供給器から前記第２液体を送り出して前記第２流入口に導入する第３工程と
を含む、検体処理デバイスへの検体導入方法。
【請求項２】
前記第１工程において前記第２供給器から前記第２液体を送り出す流量を第１流量とし、前記第２工程において前記第１供給器から前記第１液体を送り出す流量を第２流量とし、前記第３工程において前記第１供給器から前記第１液体を送り出す流量を第３流量および前記第２供給器から前記第２液体を送り出す流量を第４流量としたとき、
前記第１流量を前記第４流量よりも多くし、前記第２流量および前記第３流量を前記第４流量よりも少なくする、
請求項１に記載の検体処理デバイスへの検体導入方法。
【請求項３】
前記検体処理デバイスに、血液中の粒子を分離するための主流路および分岐流路を内部に有する粒子分離デバイスを用い、前記第１流入口に前記検体として導入する前記第１液体に前記血液を用い、前記第２流入口に粒子の分離用に導入する前記第２液体に生理食塩水を用いる、
請求項１または２に記載の検体処理デバイスへの検体導入方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本開示の検体処理デバイスへの検体導入方法は、検査対象の検体である第１液体および比較対象である第２液体を、内部で第１流入口と第２流入口との間において液体が流通可能な検体処理デバイスの前記第１流入口および前記第２流入口にそれぞれ導入する方法である。この検体導入方法は、以下の準備工程と第１〜第３工程とを含む。
第１〜第３の出入口のうちの２つの出入口の間における液体の流路が切換え可能な切換え部材を用いて、第１液体を供給する第１供給器を前記第１の出入口に接続し、前記第２の出入口を排出用容器に接続し、前記第３の出入口を検体処理デバイスの第１流入口に接続するとともに、第２液体を供給する第２供給器を前記検体処理デバイスの第２流入口に接続する準備工程。
前記切換え部材を前記第２の出入口と前記第３の出入口との間において液体が流通可能となるようにし、前記第２供給器から前記第２流入口、前記検体処理デバイス、前記第１流入口および前記切換え部材を介して前記第２液体を前記排出用容器に送り出して、前記第２供給器から前記切換え部材までの経路を前記第２液体で満たす第１工程。
前記切換え部材を前記第１の出入口と前記第２の出入口との間において液体が流通可能となるようにし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を前記排出用容器に送り出して、前記第１供給器から前記切換え部材までの経路を前記第１液体で満たす第２工程。
その後、前記切換え部材を前記第１の出入口と前記第３の出入口との間において液体が流通可能となるようにし、前記第１供給器から前記切換え部材を介して前記第１液体を送り出して前記第１流入口に導入するとともに、前記第２供給器から前記第２液体を送り出して前記第２流入口に導入する第３工程。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
切換え部材103には、例えば三方弁あるいは三方バルブなどを使用すればよい。特に、Ｔポート型といわれるような、第１〜第３の出入口104〜106のうちの２つの出入口に対して、第１の出入口104と第２の出入口105との間または第２の出入口105と第３の出入口106との間でＬ字型に、あるいは第１の出入口104と第３の出入口106との間でストレートに、流路を接続するよう切り換えられるものが好ましい。また、各出入口間での流路の切換えについては、手動で切り換えるもの、電磁弁のように電気を使用して切り換えるもの、ピエゾ素子のように圧電部材による開閉を利用して切り換えるもの、あるいは空気の圧力で弁を開閉して切り換えるものなど、種々の構成を必要に応じて採用すればよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
第１流路５は、少なくとも第１液体Ｌ１が流れ込む流路である。第１流路５は、流路デバイス２の両面に位置した複数の第１開口11を有している。複数の第１開口11は、少なくとも液体が流入したり流出したりするための開口であればよい。複数の第１開口11は、流路デバイス２の上面（第１基板９の上面）に配置された第１流入口12と、流路デバイス２の下面（第２基板10の下面）に配置された第１流出口13とを有している。第１流入口12は、液体が第１流路５に流入するための開口である。第１流出口13は、第１流路５から液体が流出するための開口である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
流路デバイス２は、第１流路５の他に、第１流路５に接続した第３流路22をさらに有していてもよい。そして、第３流路22は、第１流路５の平面部15に接続されていてもよい。第３流路22は、例えばガスなどを流すことによって、平面部15に到達した検体を押し流す機能を有する。その結果、第１流路５（例えば、平面部15）内での検体の滞留を低減することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
本例の流路デバイス２は、第１基板９の上面の第１流路５および第２流路６に重なる領域に配置された反射部材であるミラー部材24をさらに有していてもよい。ミラー部材24は、光学センサ３の発光素子７が出射した光のうち、第１流路５および第２流路６のそれぞれを通過した光を、光学センサ３の受光素子８へ反射することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
まず、光学センサ３は、非反射領域の非反射部材25に対応した光の強度を測定し、基準信号Ｓ１を出力する（図８中の丸付き数字１）。次に、光学センサ３は、第２流路６に到る前の部分で第１基板９および第２基板10の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定するが、これは計測には特に必要ではない（丸付き数字２）。次に、光学センサ３は、第２流路６の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定し、計測信号Ｓ２を出力する（丸付き数字３）。この計測信号Ｓ２は、基準信号Ｓ１を使用しない場合には、較正信号Ｓ２として使用できる信号である。次に、光学センサ３は、第２流路６と第１流路５との間の部分で第１基板９および第２基板10の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定するが、これも計測には特に必要ではない（丸付き数字４）。次に、光学センサ３は、第１流路５の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光であるが、非反射部材25を配置した場合は、実質的には非反射部材25で反射されなかった以外の例えば第１粒子および第１流路５の界面（天井面）による反射光）の強度を測定し、計測信号Ｓ３を出力する（丸付き数字５）。その後、光学センサ３は、第１流路５を過ぎた部分で第１基板９および第２基板10の通過光（ミラー部材24または非反射部材25からの反射光）の強度を測定するが、これも計測には特に必要ではない（丸付き数字６）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
なお、検量線のデータ（標準データ）は、必ずしも制御部４に記憶されている必要はない。例えば、制御部４とネットワークで接続された他の記憶媒体に記録されており、測定毎にその記憶媒体にアクセスして引き出すようにしてもよい。
【国際調査報告】
2020067024.tif 000018
2020067024.tif 000019
2020067024.tif 000020
2020067024.tif 000021