(57)【要約】  分析装置（１）は、流路（１２ｃ）と、流路（１２ｃ）の一端を介して繋げられ、流路（１２ｃ）の他端より流路（１２ｃ）内部へ微量の液体試料（Ｌ）を導入し、流路（１２ｃ）の一部に液体試料（Ｌ）を保持する吸引機構と、流路（１２ｃ）の一部に保持された液体試料（Ｌ）に対して光を照射する光照射部（４１）と、液体試料（Ｌ）からの光を受光する光受光部とが液体試料の周囲に位置するように構成された測定ユニット（４０）とを備え、測定ユニット（４０）には、流路（１２ｃ）に保持された液体試料（Ｌ）の流路（１２ｃ）における液長（Ｌ１）よりも短い開口幅（Ｌ２）を有し、光照射部（４１）から液体試料（Ｌ）に向かう光を絞る絞り部（４６）が設けられている。
2020045080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路と、
前記流路の一端を介して繋げられ、前記流路の他端より前記流路内部へ微量の液体試料を導入し、前記流路の一部に前記液体試料を保持する吸引機構と、
前記流路の一部に保持された前記液体試料に対して光を照射する光照射部と、前記液体試料からの光を受光する光受光部とが前記液体試料の周囲に位置するように構成された測定ユニットとを備え、
前記測定ユニットには、前記流路に保持された前記液体試料の前記流路における液長よりも短い開口幅を有し、前記光照射部から前記液体試料に向かう光を絞る絞り部が設けられている分析装置。
【請求項２】
微量の液体を採取可能に構成された液体採取具と、
前記液体採取具を挿入可能に構成された装置本体部と、を備え、
前記液体採取具は、前記流路が形成された流路部材と、前記吸引機構とを含み、
前記装置本体部は、前記測定ユニットを内部に含み、
前記測定ユニットは、前記装置本体部の内部に挿入された前記流路部材に保持された前記液体試料を測定する、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記吸引機構は、前記流路の両端側に形成された気層あるいは液層の間に前記液体試料が保持されるように前記液体試料を吸引する、請求項１から２のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４】
前記液体試料は、核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、代謝物、細胞、細胞の一部を構成する構造体、染色体、ウイルス粒子、バクテリアを含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬、蛍光標識された特異的結合能を有する抗体などの分子試薬、あるいは発光標識する発光試薬が混合された混合液である、請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
前記吸引機構は、核酸・アミノ酸・ペプチド・タンパク質・脂質・代謝物・細胞を含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬、あるいは発光標識する発光試薬の２種類の液体を順に吸引し、吸引された前記２種類の液体を前記流路内で混合し、
前記測定ユニットは、前記２種類の液体が混合された混合液を測定する、請求項３に記載の分析装置。
【請求項６】
前記吸引機構によって、前記試料および前記蛍光試薬をあるいは前記発光試薬を前記流路内に保持しつつ前記流路内を繰り返して加圧および減圧することにより、前記試料および前記蛍光試薬を混合する、請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定する液長測定手段を備え、前記液体試料の体積を算出する請求項１に記載の分析装置。
【請求項８】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、前記吸引機構による前記液体試料の吸引量を補正する請求項７に記載の分析装置。
【請求項９】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、測定の結果を補正する請求項７に記載の分析装置。
【請求項１０】
前記装置本体部には、前記流路部材の挿入方向に延出して前記流路部材の挿入を案内するガイドが設けられており、
前記絞り部は、前記ガイドによって構成されている、請求項２に記載の分析装置。
【請求項１１】
前記液体試料の吸引量が１ｎＬ〜１００ｎＬである請求項１に記載の分析装置。
【請求項１２】
前記流路の内空の断面が円形である請求項１に記載の分析装置。
【請求項１３】
前記流路の内空の内径が２．０ｍｍ以下である請求項１に記載の分析装置。
【請求項１４】
流路の一端を介して繋げられ、前記流路の他端より前記流路内部へ微量の液体試料を導入し、前記流路の一部に前記液体試料を保持し、
前記流路の一部に保持された前記液体試料に対して前記液体試料の周囲に位置するように配置された光照射部より光を照射し、
前記液体試料に対して前記液体試料の周囲に位置するように配置された光受光部より前記液体試料からの光を受光し、
前記流路に保持された前記液体試料の前記流路における液長よりも短い開口幅を有する絞り部により前記光照射部から前記液体試料に向かう光を絞り、前記液体試料からの光を計測する分析方法。
【請求項１５】
前記流路の両端側に形成された気層あるいは液層の間に前記液体試料が保持されるように前記液体試料を吸引する、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１６】
前記液体試料の吸引量が１ｎＬ〜１００ｎＬである請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１７】
前記液体試料は、核酸・アミノ酸・ペプチド・タンパク質・脂質・代謝物・細胞を含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬あるいは発光標識する発光試薬が混合された混合液である、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１８】
吸引機構により核酸・アミノ酸・ペプチド・タンパク質・脂質・代謝物・細胞を含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬、あるいは発光標識する発光試薬の２種類の液体を順に吸引し、吸引された前記２種類の液体を前記流路内で混合し、前記２種類の液体が混合された混合液を測定する、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１９】
前記試料および前記蛍光試薬あるいは前記発光試薬を前記流路内に保持しつつ前記流路内を繰り返して加圧および減圧することにより、前記試料および前記蛍光試薬あるいは前記発光試薬を混合する、請求項１８に記載の分析方法。
【請求項２０】
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定し、前記液体試料の体積を算出する請求項１４に記載の分析方法。
【請求項２１】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、前記液体試料の吸引量を補正する請求項２０に記載の分析方法。
【請求項２２】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、測定の結果を補正する請求項２０に記載の分析方法。
【請求項２３】
流路と、
前記流路の一端を介して繋げられ、前記流路の他端より前記流路内部へ微量の液体試料を導入し、前記流路の一部に前記液体試料を保持する吸引機構と、
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定する液長測定手段を備え、
前記液体試料の体積を算出し、算出された体積を前記吸引機構にフィードバックする吸引制御機構を含む微量液体採取装置。
【請求項２４】
流路の一端を介して繋げられ、前記流路の他端より前記流路内部へ微量の液体試料を導入し、
前記流路の一部に前記液体試料を保持し、
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定し、
前記液体試料の体積を算出し、
算出された体積を吸引機構にフィードバックする微量液体採取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、分析装置、分析方法、微量液体採取装置、および微量液体採取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の分析装置として、数μＬ程度の微量の液体試料を測定可能な分析装置が特許第４６４５７３９号公報（特許文献１）および特許第４８５３５１８号公報（特許文献２）に開示されている。【０００３】
特許文献１および特許文献２に開示の分析装置にあっては、液体（液体試料）を分析するにあたり、滴下装置の下方に位置する滴下位置に試料台を配置し、液体試料を当該試料台に滴下する。続いて、滴下された液体試料を押さえ部と試料台との間に挟み込み、測定光の光路上に液体試料が位置するように試料台を移動させる。その後、液体試料を通過した測定光を受光し、液体試料を分析する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６４５７３９号公報
【特許文献２】特許第４８５３５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および特許文献２にあっては、液体試料を試料台に滴下する構成であるため、分析したい微量の液体試料が１ｎＬ〜１００ｎＬ程度と極めて微量である場合には、滴下の制御が困難となる。一方で、滴下に適した量を確保するために液体試料を希釈した場合には、液体試料の濃度が低くなりすぎてしまう。このように、１μＬを下回る微量の液体試料を分析することが困難であった。【０００６】
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、微量の液体試料を分析可能にする分析装置、分析方法、微量液体採取装置、および微量液体採取方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に基づく分析装置は、流路と、上記流路の一端を介して繋げられ、上記流路の他端より上記流路内部へ微量の液体試料を導入し、上記流路の一部に上記液体試料を保持する吸引機構と、上記流路の一部に保持された上記液体試料に対して光を照射する光照射部と、上記液体試料からの光を受光する光受光部とが上記液体試料の周囲に位置するように構成された測定ユニットとを備える。上記測定ユニットには、上記流路に保持された液体試料の上記流路における液長よりも短い開口幅を有し、上記光照射部から上記液体試料に向かう光を絞る絞り部が設けられている。【０００８】
上記構成を有することにより、吸引機構によって流路内に吸引された液体試料を流路内に保持しつつ、測定ユニットを用いて微量の液体試料の光学特性を測定することができる。さらに、測定ユニットに、流路内に保持された液体試料の液長よりも短い開口幅を有する絞り部を設けることにより、吸引する液体試料の量が変動した場合であっても液体試料が存在する部分に光を照射することが可能となる。これにより、微量の液体試料を分析することができる。【０００９】
本開示に基づく分析装置は、微量の液体を採取可能に構成された液体採取具と、上記液体採取具を挿入可能に構成された装置本体部と、を備えていてもよい。上記液体採取具は、上記流路が形成された流路部材と、上記吸引機構を含むことが好ましく、上記装置本体部は、上記測定ユニットを内部に含むことが好ましい。さらに、上記測定ユニットは、上記装置本体部の内部に挿入された上記流路部材に保持された上記液体試料を測定することが好ましい。【００１０】
上記構成を有することにより、流路部材内に液体を保持した状態で、液体採取具を装置本体部に挿入することにより、液体試料を測定することができる。【００１１】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、上記吸引機構は、上記流路の両端側に形成された空気層の間に上記液体が保持されるように上記液体を吸引することが好ましい。【００１２】
上記のように構成することにより、外側の外気に接する流路部材の他端側の開口面から離れた位置に液体試料を保持することができる。これにより、当該開口面から液体試料が外気へ揮発していくことを抑制することができる。また、流路部材の一端に液体試料が配置されることが防止されるため、装置本体部内に挿入する流路部材の長さを短くすることができる。【００１３】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、上記液体試料は、核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、代謝物、細胞、細胞の一部を構成する構造体、染色体、ウイルス粒子、バクテリアを含む試料および上記試料を蛍光標識する蛍光試薬、蛍光標識された特異的結合能を有する抗体などの分子試薬、あるいは発光標識する発光試薬が混合された混合液であってもよい。【００１４】
上記のように予め混合された混合液を採取して測定することにより、分析装置側で試料と試薬とを調整する作業を省略することができる。【００１５】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、上記吸引機構は、核酸・アミノ酸・ペプチド・タンパク質・脂質・代謝物・細胞を含む試料および上記試料を蛍光標識する蛍光試薬あるいは発光標識する発光試薬の２種類の液体を順に吸引し、吸引された上記２種類の液体を上記流路内で混合してもよい。この場合には、上記測定ユニットは、上記２種類の液体が混合された混合液を測定することが好ましい。【００１６】
上記のように構成される場合には、吸引機構によって試料および蛍光試薬あるいは発光試薬との混合が可能となるため、液体採取具による採取前に予め試料と蛍光試薬とを混合した混合液を調整する作業を省略することができる。【００１７】
上記本開示に基づく分析装置は、上記流路に保持された上記液体試料の液長を測定する液長測定手段を備えていてもよく、上記液体試料の体積を算出してもよい。【００１８】
上記のように構成される場合には、流路に保持された液体試料を測長するため、より正確な分析が可能となる。【００１９】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、算出された上記液体試料の体積に基づいて、上記吸引機構による上記液体の吸引量を補正してもよい。【００２０】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、算出された上記液体試料の体積に基づいて、測定の結果を補正してもよい。【００２１】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、上記吸引機構によって、上記試料および上記蛍光試薬を上記流路内に保持しつつ上記流路内を繰り返して加圧および減圧することにより、上記試料および上記蛍光試薬を混合してもよい。【００２２】
上記のように構成される場合には、吸引機構の制御を行なうことで混合液を調製することができる。【００２３】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、上記装置本体部には、上記流路部材の挿入方向に延出して上記流路部材の挿入を案内するガイドが設けられていてもよい。この場合には、上記絞り部は、上記ガイドによって構成されていることが好ましい。【００２４】
上記のように構成し、流路部材の挿入を案内するガイドに絞り機能を持たせることにより、部品の点数を削減することができる。【００２５】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、液体試料の吸引量が１ｎＬ〜１００ｎＬであってもよい。上記構成によれば、極めて微量な液体試料を好適に分析することができる。【００２６】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、上記流路部の内空の断面が円形であってもよい。上記構成によれば、安定して流路内に液体試料を保持することができる。【００２７】
上記本開示に基づく分析装置にあっては、上記流路の内空の内径が２．０ｍｍ以下であってもよい。【００２８】
上記構成によれば、適度な液長を有するように流路内に液体試料を保持することができる。【００２９】
本開示に基づく分析方法は、流路の一端を介して繋げられ、上記流路の他端より上記流路内部へ微量の液体試料を導入し、上記流路の一部に上記液体試料を保持し、上記流路の一部に保持された上記液体試料に対して上記液体試料の周囲に位置するように配置された光照射部より光を照射し、上記液体試料に対して上記液体試料の周囲に位置するように配置された光受光部より上記液体試料からの光を受光し、上記流路に保持された上記液体試料の上記流路における液長よりも短い開口幅を有する絞り部により上記光照射部から上記液体試料に向かう光を絞り、上記液体試料からの光を計測する。【００３０】
上記分析方法によれば、吸引機構によって流路内に吸引された液体試料を流路内に保持しつつ、測定ユニットを用いて微量の液体試料の光学特性を測定することができる。さらに、流路内に保持された液体試料の液長よりも短い開口幅を有する絞り部によって光照射部から液体試料に向かう光を絞ることにより、吸引する液体試料の量が変動した場合であっても液体試料が存在する部分に光を照射することが可能となる。これにより、微量の液体試料を分析することができる。【００３１】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、上記流路の両端側に形成された気層あるいは液層の間に上記液体試料が保持されるように上記液体試料を吸引することが好ましい。【００３２】
上記分析方法によれば、流路内に保持された液体試料が蒸発することを抑制することができる。【００３３】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、上記液体試料の吸引量が１ｎL〜１００ｎLであってもよい。上記分析方法によれば、極めて微量な液体試料を好適に分析することができる。【００３４】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、上記液体試料は、核酸・アミノ酸・ペプチド・タンパク質・脂質・代謝物・細胞を含む試料および上記試料を蛍光標識する蛍光試薬あるいは発光標識する発光試薬が混合された混合液であってもよい。上記分析方法によれば、予め混合された混合液を採取して測定することができる。【００３５】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、上記吸引機構により核酸・アミノ酸・ペプチド・タンパク質・脂質・代謝物・細胞を含む試料および上記試料を蛍光標識する蛍光試薬、あるいは発光標識する発光試薬の２種類の液体を順に吸引し、吸引された上記２種類の液体を上記流路内で混合してもよい。この場合には、上記２種類の液体が混合された混合液を測定することが好ましい。【００３６】
上記分析方法によれば、吸引機構によって試料と蛍光試薬との混合が可能となるため、液体採取具による採取前に予め試料と蛍光試薬とを混合した混合液を調整する作業を省略することができる。【００３７】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、上記流路に保持された上記液体試料の液長を測定し、上記液体試料の体積を算出してもよい。【００３８】
上記分析方法によれば、流路に保持された液体試料を測長するため、より正確な分析が可能となる。【００３９】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、算出された上記液体試料の体積に基づいて、上記液体の吸引量を補正してもよい。【００４０】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、算出された上記液体試料の体積に基づいて、測定の結果を補正してもよい。【００４１】
上記本開示に基づく分析方法にあっては、上記試料および上記蛍光試薬あるいは発光試薬を上記流路内に保持しつつ上記流路内を繰り返して加圧および減圧することにより、上記試料および上記蛍光試薬あるいは発光試薬を混合してもよい。【００４２】
上記分析方法によれば、吸引機構の制御を行なうことで混合液を調製することができる。【００４３】
本開示に基づく微量液体採取装置は、流路の一端を介して繋げられ、流路の他端より流路内部へ微量の液体試料を導入し、流路の一部に液体試料を保持する吸引機構と、流路に保持された上記液体試料の液長を測定する液長測定手段を備える。上記微量液体採取装置は、上記液体試料の体積を算出し、算出された体積を吸引機構にフィードバックする吸引制御機構を含む。【００４４】
上記微量液体採取装置よれば、算出された体積を吸引機構にフィードバックする吸引制御機構を含むことにより、正確な校正が可能となる。【００４５】
上記本開示に基づく微量液体採取方法は、流路の一端を介して繋げられ、上記流路の他端より上記流路内部へ微量の液体試料を導入し、上記流路の一部に上記液体試料を保持し、上記流路に保持された上記液体試料の液長を測定し、上記液体試料の体積を算出し、算出された体積を吸引機構にフィードバックする。【００４６】
上記微量液体採取方法によれば、算出された体積を吸引機構にフィードバックすることにより、正確な校正が可能となる。
【発明の効果】
【００４７】
本開示によれば、微量の液体試料を分析可能にする分析装置、分析方法、微量液体採取装置、および微量液体採取方法を提供することができる。貴重/微量な試料を確実に採取・分析を行うことで、試料を過度に消費せず、効率の良い分析作業に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１に係る分析装置の外観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る分析装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】実施の形態１に係る測定ユニットを示す概略平面図である。
【図４】図３に示す矢印ＩＶ方向から見た測定ユニットの概略側面図である。
【図５】実施の形態２に係る分析装置において測定ユニットの周辺構成を示す概略断面図である。
【図６】実施の形態２に係る分析装置に具備されるガイドを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００５０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る分析装置の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る分析装置の構成を示す概略構成図である。図１および図２を参照して、実施の形態１に係る分析装置１について説明する。
【００５１】
分析装置１は、たとえば、タンパク質合成に関与するＲＮＡおよびＤＮＡ等の核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、代謝物、細胞、細胞の一部を構成する構造体、染色体、ウイルス粒子、バクテリアの定量および／または濃度等を分析する装置である。
【００５２】
図１および図２に示すように、実施の形態１に係る分析装置１は、液体採取具１０と、装置本体部２０と、データ処理装置３０とを備える。
【００５３】
液体採取具１０は、１ｎＬ〜１００ｎＬ程度の微量の液体Ｌを採取可能に構成されている。液体採取具１０によって採取される液体Ｌは、たとえば、核酸を含む試料および核酸を蛍光標識する蛍光試薬が混合された混合液である。予め混合された混合液を採取して測定することにより、分析装置１側で試料と試薬とを混合する操作を省略することができる。
【００５４】
蛍光試薬は、分析する試料に応じて適宜選択される。蛍光試薬としては、PicoGreen（登録商標）およびSYBR  Green（登録商標）等の蛍光色素を含むものを用いることができる。
【００５５】
液体採取具１０は、本体部１１、流路部材１２、および吸引機構１４を含む。本体部１１は、内部に吸引機構１４、および流路部材１２の一部を収容する。
【００５６】
流路部材１２は、一端１２ａおよび他端１２ｂを有する。流路部材１２には、液体Ｌが流動可能な流路１２ｃが形成されている。流路１２ｃは、流路部材１２の一端１２ａから他端１２ｂに亘って形成されている。
【００５７】
流路部材１２は、たとえば直線状に設けられている。流路部材１２は、透光性を有する筒状部材によって構成されている。筒状部材の内径（流路径）は、２．０ｍｍ以下、たとえば、０．２ｍｍ程度である。流路部材１２としては、たとえばガラスキャピラリを採用することができる。取り扱う量がｎＬレベルであるため、流路に保持した液体が流路に沿って、測定のために適度な液長を有するように、筒状部材の内径は細い方が好ましい。
【００５８】
流路部材１２の一端１２ａは、本体部１１に取り付けられている。本体部１１には、流路部材１２の流路１２ｃと吸引機構１４とを繋げる貫通孔１３が設けられている。
【００５９】
吸引機構１４は、流路部材１２の一端１２ａ側から流路１２ｃに繋がるように設けられている。吸引機構１４は、流路部材１２の他端１２ｂ側から流路１２ｃ内に液体試料Ｌを吸引するための機構である。吸引機構１４は、流路１２ｃ内で液体試料Ｌが保持されるように液体試料Ｌを吸引する。
【００６０】
吸引機構１４は、圧電素子と当該圧電素子によって駆動される振動板とが設けられたアクチュエータを有する。当該アクチュエータによって、流路１２ｃ内を加圧および減圧することにより、吸引機構１４は、流路１２ｃ内で液体Ｌが保持されるように液体試料Ｌを吸引することが可能となる。なお、圧電素子としては、たとえばピエゾ素子を用いることができる。
【００６１】
吸引機構１４は、流路１２ｃの両端側に形成された空気層の間に液体試料Ｌが保持されるように液体試料Ｌを吸引する。これにより、外部空間に開放された流路部材１２の他端１２ｂよりも内側に液体試料Ｌが配置される。これにより、液体試料Ｌの液面が空間的に開放された外気に触れることを防止することができる。この結果、液体試料Ｌの蒸発を低減することができる。空気層以外にも、液体試料Ｌと混合しない液体であればよい。吸引機構１４の加圧・減圧の動作による体積変化を抑制することができ、液体試料Ｌを適確な量にて採取することができる。
【００６２】
また、流路部材１２の一端１２ａに液体試料Ｌが配置されることが防止される。このため、後述するように、測定時に、挿入孔２２から装置本体２０内部に流路部材１２を挿入する際に、挿入する流路部材１２の長さを短くすることができる。
【００６３】
上述の例では、吸引機構１４が、予め試料と蛍光試薬とが混合された混合液を採取する場合を例示して説明したが、これに限定されない。吸引機構１４は、試料および蛍光試薬の２種類の液体を順に吸引し、採取された２種類の液体を流路内で混合してもよい。この場合には、吸引機構１４によって、上記試料および上記蛍光試薬を上記流路１２ｃ内に保持しつつ上記流路１２ｃ内を繰り返して加圧および減圧することにより、上記試料および上記蛍光試薬を混合することが好ましい。
【００６４】
このような場合には、吸引機構１４による吸引前に予め試料と蛍光試薬とを混合した混合液を調製する作業を省略することができる。また、吸引機構１４の動作を制御することで混合液を調製することができる。
【００６５】
吸引機構１４の動作は、たとえば、装置本体部２０の内部に設けられた吸引機構制御部２３によって制御される。吸引機構１４は、配線２４によって吸引機構制御部２３と接続されている。なお、吸引機構制御部２３は、液体採取具１０の本体部１１内に設けられていてもよく、この場合には、配線２４および給電部も本体部１１内に設けられていてもよい。
【００６６】
装置本体部２０は、内部に測定ユニット４０を含む。測定ユニット４０は、吸引機構１４によって吸引された液体試料Ｌを測定するためユニットである。なお、測定ユニット４０の詳細な構成については、図３および図４を用いて後述する。
【００６７】
装置本体部２０には、液体採取具１０を着脱可能に設置するための設置部２１が設けられている。液体採取具１０は、図１中破線で示すように、液体試料Ｌを採取する際には装置本体部２０から取り外される。液体採取具１０は、採取した液体試料Ｌを測定する際には装置本体部２０に設置される。
【００６８】
装置本体部２０は、液体採取具１０を挿入可能に構成されている。具体的には、装置本体部２０には、液体採取具１０の流路部材１２を装置本体部２０の内部に挿入するための挿入孔２２が設けられている。液体採取具１０を設置部２１に設置する際には、流路部材１２の他端１２ｂ側を挿入孔２２に挿入し、本体部１１を設置部２１に固定する。これにより、液体採取具１０が設置部２１に設置された設置状態においては、流路部材１２の他端１２ｂ側は、装置本体部２０の内部に挿入された状態となり、流路部材１２に保持された液体Ｌが、測定ユニット４０における測定位置に配置される。
【００６９】
データ処理装置３０には、各種の制御・処理を実行するための所定の制御プログラムが搭載され、データ処理装置３０は、装置本体部２０に接続される。
【００７０】
データ処理装置３０は、表示部３１、操作部３２、制御部３３、および記憶部３６を備える。表示部３１は、操作のための情報および測定結果等を表示するものである。操作部３２は、測定に関連する各種パラメータの設定、各種処理の指示を行なうためのものである。
【００７１】
制御部３３は、測定制御部３４、およびデータ処理部３５を含む。測定制御部３４は、測定ユニット４０の動作を制御する。データ処理部３５は、測定ユニット４０から受信した信号に基づいて、液体試料Ｌを分析するための各種の演算処理を実行する。記憶部３６は、測定ユニット４０から受信した信号、およびデータ処理部３５の実行結果等を記憶する。記憶部３６に記憶した実行結果等は、外部のコンピュータでの処理やデータの管理を行うために、データ処理装置３０から取り出せるように構成しても良い。
【００７２】
図３は、実施の形態１に係る測定ユニットを概略平面図である。図４は、図３に示す矢印ＩＶ方向から見た測定ユニットの概略側面図である。図３および図４を参照して、実施の形態１に係る測定ユニット４０について説明する。
【００７３】
図３および図４に示すように、測定ユニット４０は、照射部４１、受光部４２、光学系４３、第１波長選択素子４４、第２波長選択素子４５、および絞り部４６を有する。この測定ユニット４０にあっては、以下のように受光部４２によって液体試料Ｌの光学特性を検出する。なお、光学特性とは、たとえば蛍光強度である。
【００７４】
照射部４１は、流路部材１２に保持された液体試料Ｌに向けて測定光を照射する。照射部４１は、分析する液体試料Ｌ（混合液）に含まれる蛍光色素を励起させる波長帯域を含む光を出射する。照射部４１は、たとえば、主波長を４７０ｎｍ付近とする青色可視光を出射する。照射部４１としては、たとえばＬＥＤを利用することができる。照射部４１から照射された測定光は、第１波長選択素子４４に向かう。
【００７５】
第１波長選択素子４４は、照射部４１から流路部材１２に向かう測定光の光路上に配置されている。第１波長選択素子４４は、第１波長帯域の光を選択的に通過させる。第１波長選択素子４４は、たとえばバンドパスフィルタである。第１波長帯域は、分析する液体試料Ｌ（混合液）に含まれる蛍光色素を励起させる波長帯域である。第１波長選択素子４４を通過した測定光は、光学系４３によって導光される。
【００７６】
光学系４３は、少なくとも測定光の通過経路を形成し、照射部４１から照射された測定光を流路部材１２に保持された液体試料Ｌに導く。光学系４３は、たとえばボールレンズ等の集光レンズを含み、第１波長選択素子４４を通過した測定光を集光しつつ、上記液体試料Ｌに導く。
【００７７】
光学系４３によって集光された測定光は、流路部材１２に保持された液体試料Ｌに到達する前に絞り部４６により光域を制限される。絞り部４６は、たとえば板状形状を有し、装置本体部２０の内部に挿入された流路部材１２の近傍に配置されている。
【００７８】
絞り部４６は、上記液体試料Ｌに照射される測定光の照射領域を規定する開口部４６ａを有する。当該開口部４６ａを通過した測定光が液体試料Ｌに照射される。
【００７９】
流路部材１２（流路１２ｃ）に保持された液体試料Ｌは流路１２ｃに沿って延在しており、流路１２ｃに沿った開口部４６ａの開口幅Ｌ２は、流路部材１２に保持された液体試料Ｌの流路１２ｃに沿った長さ（液長）Ｌ１よりも短くなっている。なお、微量の液体試料Ｌを流路１２ｃに保持した際の流路１２ｃに沿った液体試料Ｌの長さは、略２ｍｍ〜３ｍｍ程度である。
【００８０】
このように開口幅を規定する場合には、目標値から採取する液体試料Ｌの量が変動した場合であっても液体試料Ｌが存在する部分のみに測定光を照射することが可能となる。
【００８１】
上述のように液体試料Ｌに照射される測定光は、当該液体試料Ｌに含まれる蛍光色素を励起させる第１波長帯域を有する。このため、測定光によって励起された蛍光色素から蛍光が発光される。液体試料Ｌおよび流路部材１２によって光路を変更された測定光の一部、ならびに発光された蛍光は、受光部４２に向かう。
【００８２】
受光部４２は、流路部材１２の中心軸まわりに照射部４１を略９０度回転させた位置に配置されている。受光部４２は、測定光が照射された液体試料Ｌ（混合液）からの光を受光する。具体的には、受光部４２は、上記蛍光色素から発光され、上記第２波長選択素子４５を通過した光を受光する。
【００８３】
第２波長選択素子４５は、測定光が照射された液体試料Ｌから受光部４２に向かう光の光路上に配置されている。第２波長選択素子４５は、第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の光を選択的に通過させる。第２波長帯域とは、上記蛍光色素から発せられる蛍光が有する波長域である。液体試料Ｌから受光部４２に向かう光を第２波長選択素子４５に通過させることにより、蛍光のみを受光部４２に導入することができる。
【００８４】
これにより、受光部４２は、受光した蛍光に基づいて検出された信号をデータ処理部３５に送信する。データ処理部３５は、受信した信号に基づいて演算処理を実行し、試料に含まれる核酸の量等を特定する。このようにして、液体試料Ｌの分析が行なわれる。
【００８５】
以上のように、実施の形態に係る分析装置１にあっては、上記のように流路１２ｃが形成された流路部材１２と吸引機構１４とを含む液体採取具１０を用いることにより、吸引機構１４を駆動させて、流路部材１２内に微量の液体Ｌを吸引しつつ、採取された液体Ｌを流路部材１２内に保持することができる。また、流路部材１２内に液体Ｌを保持した状態で、挿入孔２２に流路部材１２の他端１２ｂ側を挿入し、液体採取具１０を装置本体部２０の設置部に設置することにより、当該液体Ｌを測定位置に配置することができる。この結果、測定ユニットによって微量の液体Ｌを測定することで、当該微量の液体Ｌを分析することが可能となる。
【００８６】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る装置本体部において測定ユニットの周辺構成を示す概略断面図である。なお、図５は、照射部４１を正面側から見た場合の測定ユニット４０Ａを図示しており、便宜上のため測定ユニット４０Ａに含まれる第１波長選択素子および光学系を省略している。
【００８７】
図５に示すように、実施の形態２に係る分析装置は、実施の形態１に係る分析装置と比較して、ガイド２５および測定ユニット保持部５１を備えている点、ならびに測定ユニット４０Ａの構成が相違し、その他の構成については、ほぼ同様である。
【００８８】
ガイド２５は、装置本体部２０に設けられている。具体的には、ガイド２５は、装置本体部２０に設けられた挿入孔２２の下方に設けられている。なお、ガイド２５の位置は、挿入孔２２の下方に限定されない。ガイド２５は、その上部が挿入孔２２から外部に突出するように設けられていてもよい。
【００８９】
ガイド２５は、流路部材１２の挿入方向に延在して、流路部材１２の挿入を案内する。なお、流路部材１２の挿入方向とは、挿入孔２２の開口面に垂直な方向である。ガイド２５は、測定ユニット保持部５１に保持されている。ガイド２５は、第１筒状部２６および第２筒状部２７を有する。
【００９０】
測定ユニット保持部５１は、測定ユニット４０Ａを保持する。測定ユニット保持部５１は、流路部材１２の挿入方向に互いに離して配置された第１プレート部５１１および第２プレート部５１２を含む。第１プレート部５１１および第２プレート部５１２は、測定ユニット４０Ａによる測定に影響を与えないように一体に固定されている。
【００９１】
第１プレート部５１１および第２プレート部５１２には、貫通孔５１１ａおよび貫通孔５１２ａが設けられている。当該貫通孔５１１ａおよび貫通孔５１２ａによってガイド２５が保持されている。具体的には、第１筒状部２６が貫通孔５１１ａに挿入保持されており、第２筒状部２７が貫通孔５１２ａに挿入保持されている。
【００９２】
図６は、実施の形態２に係る装置本体部に具備されるガイドを示す概略断面図である。図６を参照して、ガイド２５に含まれる第１筒状部２６および第２筒状部２７の詳細について説明する。
【００９３】
第１筒状部２６および第２筒状部２７は、筒軸が流路部材１２の挿入方向に平行となるように挿入方向に並んで配置されている。第１筒状部２６は、第２筒状部２７よりも先に流路部材１２が挿入されるように配置されている。
【００９４】
第１筒状部２６は、流路部材１２の他端１２ｂを案内路２６ｂに誘い込むための誘い込み部２６ａを有する。誘い込み部２６ａは、案内路２６ｂに向かうにつれて内径が小さくなるように形成されている。案内路２６ｂは、挿入方向に沿って直線状に形成されている。
【００９５】
第２筒状部２７は、案内路２６ｂに対向して配置される案内路２７ｂを有する。案内路２７ｂの径は、案内路２６ｂの径よりも大きくなっている。
【００９６】
誘い込み部２６ａに誘い込まれた流路部材１２の他端１２ｂは、さらに挿入されることで、案内路２６ｂを通って案内路２７ｂ内に進入する。
【００９７】
挿入方向における第１筒状部２６と第２筒状部２７との間には、隙間ＧＰが形成されている。挿入方向における隙間ＧＰの大きさは、流路部材１２に保持された液体試料Ｌの流路１２ｃに沿った長さよりも短くなっている。隙間ＧＰは、実施の形態１の開口部４６ａに相当するものであり、隙間ＧＰによって液体試料Ｌに照射される照射領域が規定される。また、当該液体試料Ｌからの光は、隙間ＧＰから受光部４２に向かう。このように、ガイド２５によって、液体試料Ｌに照射される測定光の照射領域を制限する絞り部が構成されている。
【００９８】
以上のように構成される場合であっても、実施の形態２に係る分析装置は、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。加えて、ガイド２５が設けられることにより、測定光の光路上の測定位置に液体試料Ｌを配置しやすくなる。さらに、ガイド２５によって絞りを構成することにより、部品点数を削減することができる。
【００９９】
なお、上述した実施の形態２においては、ガイド２５が互いに離れた２つの筒状部によって構成される場合を例示して説明したが、これに限定されず、ガイド２５が１つの筒状部によって構成されていてもよい。この場合には、筒状部の周壁部に、測定光の照射領域を規定する開口部、および、液体試料Ｌからの光を通過させる窓部を設けることが好ましい。
【０１００】
上述した実施の形態１および２においては、蛍光試薬を用いて蛍光色素からの蛍光を受光することで液体試料を分析する場合を例示して説明したが、これに限定されず、液体試料を通過した測定光を受光部によって受光するように構成されていてもよい。この場合においても、受光部は液体試料Ｌからの光（液体試料Ｌを透過した測定光）を受光することができる。この場合には、測定光の透過率、ひいては核酸の吸光度を測定することにより、試料を分析してもよい。
【０１０１】
再び、図２に示すように、測定対象となる液体試料の採取量について、分析装置１は液長測定機構５０を備え、誤差を補正する手段とすることができる。液長測定機構５０は、流路に保持された微量の液体の液長を測定するカメラやセンサであり、得られた画像から液長を測定するのが好ましい。
【０１０２】
従来の液体採取装置の校正に使われている重量法では、ｎLオーダーの液体が乾燥するため校正が困難になる。本発明の微量液体採取装置を構成する吸引機構は、流路に保持された液体試料を測長するため、乾燥による影響が小さくなり、正確な校正が可能となる。これにより、高精度な吸引量を得られるという効果を奏する。微量液体採取装置は、液体採取前の点検作業として、吸引機構を既定の設定条件にて作動させた時に、流路に保持された液体試料の液長から計算機構において計算された液量が、既定の液量に対して差異が生じた場合、吸引制御機構によって所望の液量になる条件を補正計算する。次の測定から補正計算された条件にて液体採取を実施する。
【０１０３】
流路内径は既知であるため、液体試料の液長を測定することにより、保持された液体試料の体積を算出することができる。算出した液体試料の体積に基づいて、誤差を補正することができる。誤差の補正として、吸引機構の吸引動作量の補正や試料・蛍光試薬の混合比による終濃度の補正を行うことができる。
【０１０４】
微量液体採取装置を構成する吸引制御機構は、吸引した液量が予め設定された液量よりも少ない場合に、前記吸引機構に追加吸引を指示することができる。これにより、所望な液量を得られることから、失敗による再試験の手間を省け、最低限の液体試料量で試験が可能となるという効果を奏する。
【０１０５】
一方で、吸引した液量が予め設定された液量よりも多い場合には、これ以上の吸引をしないように警告を表示することができる。これにより、微量液体採取装置の故障を防ぐ効果を奏する。
【０１０６】
微量液体採取装置は、流路に２種類の液体試料を吸引する２液混合型の液体採取装置であってもよく、この場合の吸引制御機構は、２種類の液体試料の混合比率が所望の比率になるように、１液目の吸引した液量に対して２液目の吸引量を前記吸引機構に指示することができてもよい。これにより、所望な混合比を得られることから、失敗による再試験の手間を省け、最低限の液体試料量で試験が可能となるという効果を奏する。
【０１０７】
この測定においては、測定する環境条件（温度、湿度、気圧）をモニターし、吸引機構の設定条件をモニターした環境条件に合わせて設定する。液体試料が著しく少ない場合、吸引機構の故障もしくは流路部材の接続不良を通知する。
【０１０８】
流路に吸引する液体試料と蛍光試薬との混合の精度は、測定対象の混合液に含まれるか核酸の濃度（終濃度）に影響する。所定量の吸引動作を行う際に、流路に吸引される液体の物性（特に粘性）によって実際に吸引される量に誤差が生じると、その混合液における核酸の終濃度に誤差が生じ、その混合液から測定される光の強度が異なることになる。測定対象とする液体試料に含まれる核酸を高精度に定量する場合には、誤差を補正する必要がある。
【０１０９】
終濃度での補正について、液体試料と蛍光試薬とを等倍混合する場合を例に説明する。混合液体試料を吸引した状態で、試料液体の液長を測定する。続いて吸引される蛍光試薬との混合液の液長を測定する。等倍混合では同一の体積分が吸引されて混合されるため、蛍光試薬の液長は液体試料の液長と同じとなる。
【０１１０】
既知濃度の標準液で作成した検量線を用い、測定された光強度から終濃度を算出し、終濃度に対して測定された液長に基づく混合比率を適用することにより、核酸濃度を算出することができる。
【０１１１】
たとえば、核酸濃度２０ｎｇ／μＬの液体試料と、蛍光試薬とを等倍混合（５：５）したときの終濃度は１０ｎｇ／μＬとなるところ、実際に吸引混合された割合が液長測定機構により算出した液長の比率で４：６であった場合には、その濃度が薄くなり、測定される光強度も弱くなる。そのため、検量線から得られる濃度が１６ｎｇ／μＬとなる。これに対して、測定された液長に基づく混合比率（４：６）を適用して換算すれば、正確な濃度を算出することができる。
【０１１２】
以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１１３】
１  分析装置、１０  液体採取具、１１  本体部、１２  流路部材、１２ａ  一端、１２ｂ  他端、１２ｃ  流路、１３  貫通孔、１４  吸引機構、２０，２０Ａ  装置本体部、２１  設置部、２２  挿入孔、２３  吸引機構制御部、２４  配線、２５  ガイド、２６  第１筒状部、２６ａ  誘い込み部、２６ｂ  案内路、２７  第２筒状部、２７ｂ  案内路、３０  データ処理装置、３１  表示部、３２  操作部、３３  制御部、３４  測定制御部、３５  データ処理部、３６  記憶部、４０  測定ユニット、４１  照射部、４２  受光部、４３  光学系、４４  第１波長選択素子、４５  第２波長選択素子、４６  絞り部、４６ａ  開口部、５０  液長測定機構。
【図１】
2020045080.tif 000003
【図２】
2020045080.tif 000004
【図３】
2020045080.tif 000005
【図４】
2020045080.tif 000006
【図５】
2020045080.tif 000007
【図６】
2020045080.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月24日(2021.2.24)
【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】
流路と、
前記流路の一端を介して繋げられ、前記流路の他端より前記流路内部へ微量の液体試料を導入し、前記流路の一部に前記液体試料を保持する吸引機構と、
前記流路の一部に保持された前記液体試料に対して光を照射する光照射部と、前記液体試料からの光を受光する光受光部とが前記液体試料の周囲に位置するように構成された測定ユニットとを備え、
前記測定ユニットには、前記流路に保持された前記液体試料の前記流路における液長よりも短い開口幅を有し、前記光照射部から前記液体試料に向かう光を絞る絞り部が設けられており、
前記吸引機構は、前記流路の両端側に形成された気層あるいは液層の間に前記液体試料が保持されるように前記液体試料を吸引する、分析装置。
【請求項２】
微量の液体を採取可能に構成された液体採取具と、
前記液体採取具を挿入可能に構成された装置本体部と、を備え、
前記液体採取具は、前記流路が形成された流路部材と、前記吸引機構とを含み、
前記装置本体部は、前記測定ユニットを内部に含み、
前記測定ユニットは、前記装置本体部の内部に挿入された前記流路部材に保持された前記液体試料を測定する、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記開口幅は、２〜３ｍｍ以下である、請求項１に記載の分析装置。
【請求項４】
前記液体試料は、核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、代謝物、細胞、細胞の一部を構成する構造体、染色体、ウイルス粒子、またはバクテリアを含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬、蛍光標識された特異的結合能を有する抗体などの分子試薬、あるいは発光標識する発光試薬が混合された混合液である、請求項１に記載の分析装置。
【請求項５】
前記吸引機構は、核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、代謝物、または細胞を含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬あるいは発光標識する発光試薬の２種類の液体を順に吸引し、吸引された前記２種類の液体を前記流路内で混合し、
前記測定ユニットは、前記２種類の液体が混合された混合液を測定する、請求項１に記載の分析装置。
【請求項６】
前記吸引機構によって、前記試料および前記蛍光試薬あるいは前記発光試薬を前記流路内に保持しつつ前記流路内を繰り返して加圧および減圧することにより、前記試料および前記蛍光試薬あるいは前記発光試薬を混合する、請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定する液長測定手段を備え、前記液体試料の体積を算出する、請求項１に記載の分析装置。
【請求項８】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、前記吸引機構による前記液体試料の吸引量を補正する、請求項７に記載の分析装置。
【請求項９】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、測定の結果を補正する、請求項７に記載の分析装置。
【請求項１０】
前記装置本体部には、前記流路部材の挿入方向に延出して前記流路部材の挿入を案内するガイドが設けられており、
前記絞り部は、前記ガイドによって構成されている、請求項２に記載の分析装置。
【請求項１１】
前記液体試料の吸引量が１ｎＬ〜１００ｎＬである、請求項１に記載の分析装置。
【請求項１２】
前記流路の内空の断面が円形である、請求項１に記載の分析装置。
【請求項１３】
前記流路の内空の内径が２．０ｍｍ以下である、請求項１に記載の分析装置。
【請求項１４】
流路の両端側に形成された気層あるいは液層の間に微量の液体試料が保持されるように前記流路内部へ微量の前記液体試料を導入し、
前記流路の一部に保持された前記液体試料に対して前記液体試料の周囲に位置するように配置された光照射部より光を照射し、
前記液体試料に対して前記液体試料の周囲に位置するように配置された光受光部より前記液体試料からの光を受光し、
前記流路に保持された前記液体試料の前記流路における液長よりも短い開口幅を有する絞り部により前記光照射部から前記液体試料に向かう光を絞り、前記液体試料からの光を計測する分析方法。
【請求項１５】
前記開口幅は、２〜３ｍｍ以下である、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１６】
前記液体試料の吸引量が１ｎＬ〜１００ｎＬである、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１７】
前記液体試料は、核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、代謝物、または細胞を含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬あるいは発光標識する発光試薬が混合された混合液である、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１８】
吸引機構により核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、脂質、代謝物、または細胞を含む試料および前記試料を蛍光標識する蛍光試薬あるいは発光標識する発光試薬の２種類の液体を順に吸引し、吸引された前記２種類の液体を前記流路内で混合し、前記２種類の液体が混合された混合液を測定する、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項１９】
前記試料および前記蛍光試薬あるいは前記発光試薬を前記流路内に保持しつつ前記流路内を繰り返して加圧および減圧することにより、
前記試料および前記蛍光試薬あるいは前記発光試薬を混合する、請求項１８に記載の分析方法。
【請求項２０】
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定し、前記液体試料の体積を算出する、請求項１４に記載の分析方法。
【請求項２１】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、前記液体試料の吸引量を補正する、請求項２０に記載の分析方法。
【請求項２２】
算出された前記液体試料の体積に基づいて、測定の結果を補正する、請求項２０に記載の分析方法。
【請求項２３】
流路と、
前記流路の一端を介して繋げられ、前記流路の他端より前記流路内部へ微量の液体試料を導入し、前記流路の一部に前記液体試料を保持する吸引機構と、
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定する液長測定手段とを備え、
前記液体試料の体積を算出し、算出された体積を前記吸引機構にフィードバックする吸引制御機構を含む微量液体採取装置。
【請求項２４】
流路の一端を介して繋げられた吸引機構によって、前記流路の他端より前記流路内部へ微量の液体試料を導入し、
前記流路の一部に前記液体試料を保持し、
前記流路に保持された前記液体試料の液長を測定し、
前記液体試料の体積を算出し、
算出された体積を前記吸引機構にフィードバックする微量液体採取方法。
【国際調査報告】
2020045080.tif 000009
2020045080.tif 000010
2020045080.tif 000011
2020045080.tif 000012