分析用器件的製作方法

2024-03-08 23:15:15

分析用器件的製作方法
【專利摘要】本發明的目的在於提供一種分析元器件。本發明的特徵在於，將在分離腔(23)中分離的溶液成分(18a)通過連接流路(37)和計量流路(38)與測定腔連接，以與連接流路(37)連通的方式在分離腔(23)的側面設有第一毛細血管腔(33)，所述第一毛細管腔(33)以在外周方向上伸長至在所述分離腔(23)內分離得到的試樣液的分離界面(18c)的外側的方式形成。
【專利說明】分析用器件
[0001]本發明申請是國際申請號為PCT/JP2008/003222，國際申請日為2008年11月07日，進行中國國家階段的申請號為200880107759.2，名稱為「分析用器件及使用該器件的分析方法」的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及用於從生物等採集的液體的分析的分析用器件及使用該器件的分析方法，更詳細涉及在分析用器件內分離得到的試樣液的溶液成分的採集方法，具體涉及採集血液中的血漿成分的技術。
【背景技術】
[0003]目前，作為對從生物等採集的液體進行分析的方法，已知使用形成有液體流路的分析用器件來進行分析的方法。分析用器件可以採用旋轉裝置來進行流體的控制，能夠利用離心力來進行試樣液的稀釋、溶液的計量、固體成分的分離、分離得到的流體的輸送分配、溶液和試劑的混合等，因此可進行各種生物化學分析。
[0004]利用離心力輸送溶液的專利文獻I中記載的分析用器件中，如圖59A所示，通過毛細管作用從注入口 55採集試樣液至充滿第一腔56，再通過分析用器件54繞軸心57的旋轉將第一腔56內的試樣液輸送至分離腔58，如圖59B所示離心分離成血漿成分59a和血細胞成分59b。分離腔58內的血漿成分59a通過與毛細管流路60的一端連接的毛細管腔61吸入腔62中，與承載於腔62內的試劑混合，通過光度計對所得的混合物進行分析。
[0005]作為利用離心力計量試樣的分析方法，可以例舉專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4。
[0006]圖60表示專利文獻2的技術。
[0007]該器件從分析用器件的中心向周緣依次具備收納要在分析前進行稀釋的液體的中央收納部143、計量室144及溢流室145、混合室146、測定小室147，計量室144與溢流室145基本上並排地配置，且除供給口 148和溢流口 149以外，還在與供給口 148相向的計量室壁面設有開口 150，該開口 150始終開放，同時具有遠小於供給口 148和溢流口 149的截面。
[0008]如果採用該構成，則可高速地實施向計量室144的填充，且其溢流被立即除去。計量室144開始被液體充滿後，液體立即開始從該室流出。因此，可以減小作為「流入口截面積」與「流出口截面積」的比的函數的「供給時間」與自「流出口 」的流出時間的比，所以可使測定準確。
[0009]圖61表示專利文獻3的技術。
[0010]該分析用器件具有流體室151、與流體室151連接且相對於流體室151配置在半徑方向的外側的計量室152、與計量室152連接的溢流室153、相對於計量室152配置在半徑方向的外側的接受室154、用於從計量室152向接受室154供給液體的毛細管連接單元155。毛細管連接單元155具有毛細管結構的虹吸管156，虹吸管156的肘狀彎曲部分設置於自分析用器件的中心的距離與計量室152的半徑方向的最內側的點大致相同的位置，因而分析用器件的旋轉中毛細管力比離心力小，因此液體/空氣的界面具有與分析用器件的軸線相同的軸線，且計量室152被與具有同自分析用器件的中心至計量室152的半徑方向的最內側的點的距離相等長度的半徑的旋轉圓筒體的形狀一致地填充，多餘的液體流入溢流室153。分析用器件停下後，填充於計量室152內的液體通過毛細管力流入毛細管連接單元155，再次通過旋轉啟動虹吸管，存在於計量室152內的液體被排出至接受室152。
[0011]圖62表示專利文獻4的技術。
[0012]該分析用器件從內周向外周方向依次具備外周側形成為扇狀的貯留部157和血細胞收納部158，連接血細胞收納部158和貯留部157的部分159呈凸形狀，通過離心分離流入的血細胞成分不會流回貯留部157。另外，在貯留部157的側面連接有虹吸管形狀的輸出流路160，自輸出流路160起的下遊為可將操作後的試樣液供給至下一操作區域的構成。通過輸出流路161將原血液供給至貯留部157，所供給的血液中比重較大的血細胞成分因離心力而被收納於血細胞收納部158。通過在分離基本完成的狀態下降低分析用器件的轉速，與貯留部157連接的輸出流路160內的溶液所承受的毛細管力和離心力的平衡反轉，殘留於貯留部157的血漿.血清成分通過離心分離經輸出流路160排出至下一操作區域。
[0013]近年來，也有試樣液的少量化、裝置的小型化、短時間測定、多項目同時測定等許多來自市場的需求，需要可以使血液等試樣液與各種分析試劑反應並檢測該混合物而在短時間內檢查各種疾病的發展程度的高精度的分析裝置。
[0014]通常，這樣的分析用器件中很少使試樣液直接與試劑反應，大多需要根據分析的目的通過緩衝液等稀釋試樣液或除去試樣液中的微粒等預處理。而且，例如進行試樣液的稀釋的情況下，實際的測定值計算過程中必須準確地導出其稀釋倍數。
[0015]作為以光學方式在分析用器件上進行這樣的預處理和稀釋倍數的導出的例子，有專利文獻5的分析用器件。
[0016]圖63表示專利文獻5的分析用器件。
[0017]轉子主體202實質上呈固體狀的盤形，其底部層204示於圖44。經密封的試劑容器206位於底部層204的室208內，其從出口通道210朝向半徑方向內側，試劑通過出口通道210被移至混合室212中。
[0018]試劑容器206收納要與生物學樣品混合的稀釋劑。例如，樣品為血液的情況下，可以使用如通常的食鹽水溶液(0.5%食鹽水)或磷酸緩衝液、林格乳酸鹽溶液及其類似物等標準稀釋劑。將轉子主體202裝入分析裝置中後，經密封的試劑容器206相應地被開放。開放後，試劑容器206內的試劑通過出口通道210流至混合室212。
[0019]混合室212具有用於規定要進行試驗的生物學樣品的稀釋程度的可通過測光來檢出的標記物混合物。
[0020]混合後，稀釋劑流出混合室212，通過虹吸管214進入計量室216中。計量室216與溢流室218連接。計量室216的體積比試劑容器206的體積小。在計量室216中殘留規定體積的稀釋劑，剩餘體積的稀釋劑流入溢流室218中。溢流室218中的剩餘體積的稀釋劑通過通路220進入收集室222中。
[0021]接著，為了用作生物學樣品的光學分析中的參考值，稀釋劑流向半徑方向外側而流入系統比色池224中。計量室216內的規定體積的稀釋劑通過虹吸管226進入分離室228內，與要進行分析的生物學樣品混合，稀釋樣品。樣品通過頂部層(未圖示)的注入口被加入轉子主體202。
[0022]樣品計量室230通過連接通路234與樣品溢流室232連接。樣品計量室230和溢流室232的深度按照毛細管狀的尺寸選擇。經計量的樣品接著進入分離室228中。分離室228用於從如全血等生物學樣品除去細胞狀的材料。分離室228由在其半徑方向外側的圓周部形成的細胞捕集器236和沿半徑方向內側的圓周形成的接受孔區域238構成。作為離心分離的結果，細胞狀的成分進入細胞捕集器236中後，為了防止其倒流，在接受孔區域238和細胞捕集器236之間形成有毛細管區域(未圖示)。接受孔區域238具有可接受經稀釋的無細胞成分的血漿的體積。經稀釋的血漿通過虹吸管242從分離室228進入第二分離室244，在其中進一步進行細胞狀成分的分離。
[0023]接著，經稀釋的樣品通過通路246流出並進入收集室248中，被送至比色池250以在其中進行光學分析。比色池250收納樣品的光學分析所需的試劑。根據通過上述方法得到的僅稀釋劑的光學測定值和稀釋後的樣品的光學測定值，可以導出樣品的稀釋倍數。
[0024]目前，有使用形成有微流路的微晶片以電化學或光學的方式對生物學流體進行分析的方法。作為以電化學方式進行分析的方法，作為對試樣液中的特定成分進行分析的生物傳感器，例如有通過測定由血液中的葡萄糖和承載於傳感器中的葡糖氧化酶等試劑的反應得到的電流值來求血糖值的傳感器。
[0025]此外，使用微晶片進行分析的方法中，可以採用具有水平軸的旋轉裝置來控制流體，能夠利用離心力來進行試樣液的計量、細胞質材料的分離、分離得到的流體的輸送分配、液體的混合/攪拌等，因此可進行各種生物化學分析。
[0026]圖64表不見於專利文獻6等的離心輸送式生物傳感器400,可以一次對導入微晶片的樣品液進行多項定量來分析。其中，將樣品液通過毛細管力從入口 409輸送至出口410，以樣品液充滿各毛細管流路404a?404f後，通過由生物傳感器400的旋轉產生的離心力，將各毛細管流路內的試樣液在配置於同一圓周上的分液點406a?406g進行分配，通過各連接微小導管407a?407f被輸送至下一處理室(圖示省略)。
[0027]專利文獻1:日本專利特表平4 一 504758號公報
[0028]專利文獻2:日本專利特開昭61-167469號公報
[0029]專利文獻3:日本專利特表平5 - 508709號公報
[0030]專利文獻4:日本專利特開2005-345160號公報
[0031]專利文獻5:日本專利特表平7 - 503794號公報
[0032]專利文獻6:日本專利特表2005-502031號公報
[0033]發明的揭示
[0034]專利文獻I中，為了不混入血細胞成分，使毛細管腔61與分離腔58的底部隔開安全距離來吸入血漿成分59a。然而，由於分析用器件54的成形的偏差，在第一腔56採集的試樣液的量或分離腔58中所保持的液面高度、毛細管腔61的吸出位置等出現偏差，或者由於血液中的血漿成分的比例因人而異，因此試樣液中的血漿量出現偏差，所以血漿成分59a和血細胞成分59b的分離界面63的位置大幅度變化。如果考慮到這些偏差來設定毛細管腔61的吸出位置，則殘留於分離腔58的血漿成分59a產生送液損失64。因此，需要採集所需量以上的試樣液，所以存在對患者的負擔增大的問題。[0035]本發明是解決現有問題的發明，其目的在於提供可以從最低需要量的試樣液採集分析所需量的血漿成分的分析用器件及使用該器件的分析裝置和分析方法。
[0036]此外，圖60和圖61所示的以往的構成中，分析用器件旋轉時，由於離心力比作用於液體和計量室壁面之間的表面張力大，因此液面在溢流口的開口位置達到平衡而可計量規定的量，但為了進入下一工序而使旋轉減速或停止的情況下，液體失去離心力的同時在液體和溢流口壁面的界面出現表面張力，液體由於該表面張力而沿溢流口的壁面流出至溢流室，無法精密地計量。此外，由於流出的量因液體的物性值的不同而不同，因此必須根據每種要分析的液體來改變計量室的大小。
[0037]另外，圖62所示的以往的構成中，可以利用比重的差異進行離心分離，但由於採用毛細管直接與導入血液的貯留部連接的結構，因此分離前已進入毛細血管內的血細胞就這樣殘留於毛細管內，要採集的血清、血漿中可能混入血細胞。
[0038]本發明是解決所述現有的問題的發明，其目的在於提供可以在不混入血細胞的情況下從少量的血液中僅準確地採集所需量的血漿成分的分析用器件及使用該器件的血液分離方法。
[0039]在專利文獻5中所示的光學分析中，具體在上述的以往例和本發明的分析裝置中所採用的基於可見光或紫外線的吸光度測定中，由下述所示的朗伯-比爾定律也可知，光路長度直接影響到測定結果。
[0040]A= α.L.C
[0041]α:消光係數，L:物質的厚度(光路長度)，C:樣品濃度。
[0042]S卩，光路長度的誤差(製造偏差)直接作為測定值的誤差顯現。特別是器件本身為了標本量的微量化而小型化、集成化的過程中，光路長度也當然微小化，但光路長度越小，則其誤差的影響越大。然而，實際上無法以完全沒有該光路長度的誤差的條件製造系統比色池224和比色池250。因此，存在確實受到各光路長度的誤差的影響而無法算出準確的稀釋倍數的問題。
[0043]本發明是解決所述現有的問題的發明，其目的在於提供可以在不受到光路長度的誤差的影響的情況下算出準確的稀釋倍數的分析方法和搭載有可實現該分析方法的流路構成的分析用器件。
[0044]此外，專利文獻6中，存在多個的分液點不在同一圓周上的情況下，如果通過離心力輸送樣品液，則存在輸送從自旋轉軸心至毛細管流路的分液點的距離短的流路開始而在下遊的室內無法定量的問題。
[0045]本發明是解決所述現有的問題的發明，其目的在於提供即使毛細管流路的分液點不在同一圓周上也可以定量輸送至測定室的分析用器件。
[0046]本發明的分析用器件是具有將試樣液通過離心力向測定點輸送的微通道結構且用於讀取所述測定點的反應液的信息的分析用器件，其特徵在於，包括:利用所述離心力將所述試樣液分離成溶液成分和固體成分的分離腔、輸送在所述分離腔中分離得到的所述溶液成分的一部分並保持的計量流路、設於所述計量流路和分離腔之間且輸送所述分離腔的試樣液的連接流路、以與所述連接流路連通的方式設於所述分離腔的側面的第一毛細血管腔；所形成的所述第一毛細管腔在外周方向上伸長至在所述分離腔內被分離的試樣液的分離界面的外側。[0047]此外，本發明的特徵還在於，包括:連接流路，所述連接流路與所述分離腔的最外周位置連通，具有在比保持於所述分離腔的試樣液的液面更靠近內周的位置彎曲的虹吸管結構；溢流腔，所述溢流腔位於所述分離腔的最外周位置的外側，介以所述連接流路與分離腔連通。
[0048]此外，本發明的特徵還在於，包括與所述分離腔的外周位置連通地形成的第二毛細管腔，所述第二毛細管腔保持分離得到的固體成分的一部分。
[0049]此外，本發明的特徵還在於，如下構成:通過血液分離壁將所述分離腔的內部分割為血漿貯留部和血細胞貯留部，所述試樣液中通過離心力的作用而離心分離得到的成分通過所述血液分離壁的間隙流入所述血細胞貯留部。
[0050]此外，本發明的特徵還在於，所述血液分離壁以與所述血細胞貯留部接觸的壁面和旋轉中心的距離恆定的圓弧面形成。
[0051]本發明的分析方法是採用如下的分析用器件的分析方法:包括利用所述離心力將試樣液分離成溶液成分和固體成分的分離腔、輸送在所述分離腔中分離得到的所述溶液成分的一部分並保持的計量流路、設於所述計量流路和分離腔之間且輸送所述分離腔的試樣液的連接流路、以與所述連接流路連通的方式設於所述分離腔的側面的第一毛細血管腔，所形成的所述第一毛細管腔在外周方向上伸長至在所述分離腔內分離得到的試樣液的分離界面的外側；其特徵在於，包括:使所述分析用器件旋轉而將點樣於所述分析用器件的試樣液輸送至所述分離腔進行離心分離，停止所述旋轉並將離心分離後的試樣液的溶液成分通過所述第一毛細管腔優先吸出，經由所述連接流路將溶液成分輸送至計量流路的步驟；使所述分析用器件旋轉，輸送所述計量流路內的溶液成分，將所述溶液成分與試劑混合的步驟；當所述測定點位於讀取位置時讀取所述測定點的反應產物的信息的步驟。
[0052]本發明的分析方法的特徵在於，將稀釋液和液體試樣接受入分析用器件的混合室進行混合，將在所述混合室中攪拌混合了的稀釋液體試樣輸送至所述分析用器件的測定室，讀取所述測定室中的所述稀釋液體試樣的反應產物的信息來進行成分分析時，包括:在所述混合室中僅保持有稀釋液的狀態下使檢測光透過所述混合室，測定僅所述稀釋液的吸光度的第一步驟；在所述混合室中保持有稀釋液體試樣的狀態下使檢測光透過所述混合室，測定所述稀釋液體試樣的吸光度的第二步驟；將讀取所述測定室中的所述稀釋液體試樣的反應產物的信息而得的結果通過基於所述第一、第二步驟中求得的吸光度求出的稀釋倍數進行修正，計算成分分析的結果的第三步驟。
[0053]此外，本發明的特徵還在於，所述第一步驟中，在將稀釋液向所述混合室輸送的過程中測定僅接受入所述混合室的所述稀釋液的吸光度。
[0054]此外，本發明的特徵還在於，所述第一步驟具有在分析用器件的旋轉中計量稀釋液的計量操作，所述計量操作結束後使分析用器件減速，將所述稀釋液輸送至所述混合室。
[0055]本發明的分析用器件的特徵在於，設有:貯留稀釋液的稀釋液容器收納部、以可保持恆定量的液體試樣的方式構成的毛細管腔、與所述毛細管腔連接且暫時保持所述液體試樣的液體試樣保持室、與所述稀釋液容器收納部連接且用於將稀釋液定量為所需量的稀釋液定量室、與所述稀釋液定量室連接且使輸送至所述稀釋液定量室的稀釋液的多餘部分溢流的溢流流路、與所述液體試樣保持室介以第一連接流路連接且與所述稀釋液定量室介以第二連接流路連接的混合室、與所述混合室介以毛細管流路連接且接受將稀釋液和液體試樣在所述混合室中攪拌混合而得的稀釋液體試樣的測定室。
[0056]此外，本發明的特徵還在於，所述溢流流路與所述混合室連接。
[0057]此外，本發明的特徵還在於，以可使超過規定量的所述液體試樣溢流至分離腔來進行計量的方式設置溢流流路。
[0058]此外，本發明的特徵還在於，具備如下構成:所述稀釋液容器收納部和所述混合室之間不介有所述稀釋液定量室，通過分配流路連接所述稀釋液容器收納部和所述混合室，可以將稀釋液分配至所述稀釋液定量室和所述混合室。
[0059]此外，本發明的特徵還在於，所述第一連接流路和所述第二連接流路具有虹吸管結構。
[0060]此外，本發明的特徵還在於，包括與所述混合室介以具有虹吸管結構的第三連接流路連通的溢流室。
[0061]本發明的分析用器件是為了將填充用室的樣品液分配至多個測定室而使其繞旋轉軸心旋轉來使用的分析用器件，其特徵在於，相對於所述旋轉軸心沿外周側配置所述多個測定室，設有基端與所述填充用室連接的定量毛細管流路，所述定量毛細管流路曲折且在所述旋轉軸心和所述多個測定室之間沿圓周方向延長，具有以內周側的拐點為分液點將樣品液分配至所述多個測定室的連接部；在所述旋轉軸心和分液點的距離不同的部分，與從所述旋轉軸心和分液點的距離較短的分液點接受樣品液的分配的測定室的連接部的流路的截面積比與所述旋轉軸心和分液點的距離較長的分液點連接的流路同與所述旋轉軸心和分液點的距離較短的分液點連接的流路的連接部的截面積大。
[0062]此外，本發明的特徵還在於，所述定量部和所述室的連接部的面積表示為將以
[0063]X= Y / (m.r.ω 2/S)
[0064]表示的長度與所述定量部和定量部的連接部的流路寬度或厚度相加而得的長度；X:擴張所需的長度，m:分子的質量，r:旋轉半徑，ω:轉速，S:截面積，Y:表面張力。
[0065]此外，本發明的特徵還在於，流路和測定室的壁面實施過親水處理。
[0066]如果採用本發明的分析用器件及使用該器件的分析方法，則可以從最低需要量的試樣液採集分析所需量的血漿成分，因此可以減輕患者的負擔，而且可以通過最低限度的液量形成分析所需的腔，所以可以實現分析用器件的小型化。
[0067]如果採用本發明的分析用器件及使用該器件的離心分離方法，則可以在不混入血細胞成分的情況下採集少量血液中所含的最大量的血漿成分。
[0068]如果採用本發明的分析方法，則可以在不受測定室的光路長度偏差影響的情況下準確地算出稀釋倍數，能夠進行精度良好的分析。
[0069]如果採用本發明的分析方法，則即使毛細管流路的分液點的位置與旋轉軸心的距離不同，也可以將在定量毛細管流路內定量而得的樣品液輸送至室內。
[0070]附圖的簡單說明
[0071]圖1A是本發明的實施方式的分析用器件的保護蓋關閉的狀態和保護蓋打開的狀態的外觀立體圖。
[0072]圖1B是本發明的實施方式的分析用器件的保護蓋關閉的狀態和保護蓋打開的狀態的外觀立體圖。
[0073]圖2是上述實施方式的分析用器件的分解立體圖。[0074]圖3是從背面觀察保護蓋關閉的狀態的分析用器件時的立體圖。
[0075]圖4是上述實施方式的稀釋液容器的說明圖。
[0076]圖5是上述實施方式的保護蓋的說明圖。
[0077]圖6是上述實施方式的分析用器件的使用前和點樣試樣液時及點樣後保護蓋關閉的狀態的剖視圖。
[0078]圖7是即將把分析用器件設置於分析裝置之前的立體圖。
[0079]圖8是分析用器件設置於分析裝置的狀態的剖視圖。
[0080]圖9是上述實施方式的分析裝置的構成圖。
[0081]圖1OA是從分析用器件I的外側觀察上述實施方式的分析器件的注入口 13時的放大圖。
[0082]圖1OB是從轉子101側透過覆蓋基板4觀察上述實施方式的分析器件的主要部分時的立體圖。
[0083]圖1OC是上述實施方式的分析器件的主要部分的D-D剖視圖。
[0084]圖11是分析用器件設置於分析裝置開始旋轉前的剖視圖。
[0085]圖12是分析用器件設置於分析裝置並旋轉後及其後的離心分離後的剖視圖。
[0086]圖13是表示分析用器件的旋轉軸心與稀釋液從稀釋液容器釋放時的稀釋液容器的位置的剖視圖。
[0087]圖14是定量採集離心分離後的試樣液的固體成分並稀釋時的剖視圖。
[0088]圖15A是主要部分的放大圖。
[0089]圖15B是主要部分的放大圖。
[0090]圖15C是主要部分的立體圖。
[0091]圖16是設置成出貨狀態的工序的剖視圖。
[0092]圖17是實施方式2的毛細管腔33及其周邊的放大立體圖。
[0093]圖18是實施方式3的毛細管腔33及其周邊的放大立體圖。
[0094]圖19是圖15C的E-E剖視圖。
[0095]圖20是本發明的實施方式4的分析用器件的部分省略的放大立體圖。
[0096]圖21是上述實施方式的血液注入過程的簡圖。
[0097]圖22是上述實施方式的圖21的A-AA剖視圖。
[0098]圖23是上述實施方式的離心輸送過程的第一幅簡圖。
[0099]圖24是上述實施方式的離心輸送過程的第二幅簡圖。
[0100]圖25是上述實施方式的血液的分離率與血液分離時間的關係圖。
[0101]圖26是上述實施方式的毛細管輸送過程的簡圖。
[0102]圖27A是上述實施方式的圖26的B-BB剖視圖。
[0103]圖27B是上述實施方式的圖26的C-CC剖視圖。
[0104]圖28是上述實施方式的反應過程的第一幅簡圖。
[0105]圖29是上述實施方式的反應過程的第二幅簡圖。
[0106]圖30A是本發明的實施方式5的分析用器件的保護蓋關閉的狀態的外觀立體圖。
[0107]圖30B是上述實施方式的分析用器件的保護蓋打開的狀態的外觀立體圖。
[0108]圖31是上述實施方式的分析用器件的分解立體圖。[0109]圖32是上述實施方式的分析裝置的構成圖。
[0110]圖33是分析用器件設置於分析裝置開始旋轉前的剖視圖。
[0111]圖34是分析用器件的基底基板的立體圖。
[0112]圖35是分析用器件設置於分析裝置並旋轉後及其後的離心分離後的剖視圖。
[0113]圖36是定量採集離心分離後的試樣液的固體成分並稀釋時的剖視圖。
[0114]圖37是工序4和工序5的剖視圖。
[0115]圖38A是毛細管腔33a及其周邊的放大立體圖。
[0116]圖38B是圖38A的E-E剖視圖。
[0117]圖39是工序6和工序7的剖視圖。
[0118]圖40是圖33中的測定室40a?40f的放大俯視圖。
[0119]圖41是圖39的F-F剖視圖。
[0120]圖42是圖39的G-G剖視圖。
[0121]圖43是測定室40a?40f的另一例的放大俯視圖。
[0122]圖44是測定室40a?40f的又另一例的放大俯視圖。
[0123]圖45是圖34的混合室162的周邊的簡圖。
[0124]圖46是混合室162的周邊的另一實施方式的簡圖。
[0125]圖47是混合室162的周邊的又另一實施方式的簡圖。
[0126]圖48是混合室162的周邊的又另一實施方式的簡圖。
[0127]圖49是本發明的實施方式的分析用器件的基底基板的俯視圖。
[0128]圖50是上述實施方式的分析用器件的側視圖。
[0129]圖51是上述實施方式的定量毛細管流路的定量部的說明圖。
[0130]圖52是定量部180和測定室175的連接部的截面的放大立體圖。
[0131]圖53是定量部180和測定室175的A-A剖視圖。
[0132]圖54是定量部180和測定室175的B-B連接部的剖視圖。
[0133]圖55是上述實施方式的誘導毛細管流路的放大立體圖。
[0134]圖56是上述實施方式的流動模式圖。
[0135]圖57是比較例的分析用器件的基底基板的俯視圖。
[0136]圖58是上述比較例的流動模式圖。
[0137]圖59A是專利文獻I的分析用器件的俯視圖。
[0138]圖59B是專利文獻I的分析用器件的分離界面附近的放大圖。
[0139]圖60是專利文獻2的分析用器件的俯視圖。
[0140]圖61是專利文獻3的分析用器件的俯視圖。
[0141]圖62是專利文獻4的分析用器件的俯視圖。
[0142]圖63是專利文獻5的分析用器件的主要部分的俯視圖。
[0143]圖64是專利文獻5的離心輸送式生物傳感器的試樣液分配的說明圖。
[0144]實施發明的最佳方式
[0145]以下，基於圖1A、圖1B?圖19對本發明的分析用器件的各實施方式進行說明。
[0146](實施方式I)
[0147]圖1A、圖1B?圖6示出分析用器件。[0148]圖1A、圖1B示出分析用器件I的保護蓋2關閉的狀態和保護蓋打開的狀態。圖2示出在使圖1A中的下側朝上的狀態下進行了分解的狀態，圖3示出其組裝圖。
[0149]如圖1A、圖1B和圖2所示，該分析用器件I由相互組合的以下4個部件構成:在一面形成有表面具有微細的凹凸形狀的微通道結構的基底基板3、覆蓋基底基板3的表面的覆蓋基板4、保持稀釋液的稀釋液容器5、用於防止試樣液飛散的保護蓋2。
[0150]基底基板3和覆蓋基板4以內部設置有稀釋液容器5等的狀態下接合，保護蓋2安裝於該接合而得的結構。
[0151]通過以覆蓋基板4覆蓋形成於基底基板3的上表面的數個凹部的開口，形成後述的多個收納區域(與後述的測定點相同)和在這些收納區域之間進行連接的微通道結構的流路等。收納區域中有需要的部分預先承載有各種分析所需的試劑。保護蓋2的一側與形成於基底基板3和覆蓋基板4的軸6a，6b卡合，以可開閉的方式樞軸支承。要檢查的試樣液為血液的情況下，有毛細管力作用的所述微通道結構的各流路的間隙設定為50μπι?300 μ m0
[0152]採用該分析用器件I的分析工序的概要為，將試樣液點樣於預先設置有稀釋液的分析用器件1，將該試樣液的至少一部分用所述稀釋液稀釋後進行測定。
[0153]圖4示出了稀釋液容器5的形狀。
[0154]0 4(a)為俯視圖，圖4(b)為圖4(a)的A-A剖視圖，圖4(C)為側視圖，圖4(d)為後視圖，圖4(e)為從開口部7觀察時的正視圖。該開口部7在向稀釋液容器5的內部5a中如圖6(a)所示填充稀釋液8後通過作為密封構件的密封鋁箔9密封。在稀釋液容器5的與開口部7的相反側形成有插銷部10。該稀釋液容器5設置於在基底基板3和覆蓋基板4之間形成的稀釋液容器收納部11，以可自由地移動至圖6(a)所示的液體保持位置和圖6(c)所示的液體釋放位置的方式收納。
[0155]圖5示出了保護蓋2的形狀。
[0156]0 5(a)為俯視圖，圖5(b)為圖5(a)的B-B剖視圖，圖5 (C)為側視圖，圖5(d)為後視圖，圖5(e)為從開口 2a觀察時的正視圖。在保護蓋2的內側形成有可在圖1A所示的閉塞狀態下如圖6(a)所示卡合稀釋液容器5的插銷部10的卡定用溝12。
[0157]該圖6(a)表示使用前的分析用器件I。該狀態下保護蓋2閉塞，稀釋液容器5的插銷部10卡合於保護蓋2的卡定用溝12而卡定在液體保持位置，從而使稀釋液容器5不會沿箭頭J方向移動。分析用器件在該狀態下供予使用者。
[0158]試樣液點樣時，克服圖6 (a)中的與插銷部10的卡合將保護蓋2如圖1B所示打開後，保護蓋2的形成有卡定用溝12的底部2b發生彈性變形，如圖6(b)所示，保護蓋2的卡定用溝12與稀釋液容器5的插銷部10的卡合被解除。
[0159]在該狀態下，將試樣液點樣於分析用器件I的露出的注入口 13，關閉保護蓋2。這時，通過關閉保護蓋2，形成有卡定用溝12的壁面14與稀釋液容器5的插銷部10的保護蓋2側的面5b抵接，將稀釋液容器5沿所示箭頭J方向(接近液體釋放位置的方向)推入。稀釋液容器收納部11中自基底基板3側形成有作為突出部的開封肋11a，若稀釋液容器5通過保護蓋2被壓入，蒙在稀釋液容器5的傾斜的開口部7的密封面的密封鋁箔9如圖6(c)所示撞上開封肋Ila而破裂。
[0160]通過將該分析用器件I如圖7和圖8所示以覆蓋基板4位於下側的方式設置於分析裝置100的轉頭101，從而可以進行試樣液的成分分析。
[0161]在轉頭101的上表面形成有溝102，在將分析用器件I設置於轉頭101的狀態下，分析用器件I的形成於覆蓋基板4的旋轉支承部15和形成於保護蓋2的旋轉支承部16與溝102卡合而將其收納。
[0162]將分析用器件I設置於轉頭101之後，在使轉頭101旋轉前關閉分析裝置的門103，則所設置的分析用器件I在轉頭101的旋轉軸心上的位置藉由設於門103側的可動片104通過彈簧105的作用力被壓向轉頭101側，分析用器件I與通過旋轉驅動單元106旋轉驅動的轉頭101 —體地旋轉。107表示轉頭101的旋轉中的軸心。安裝保護蓋2的目的是為了防止附著於注入口 13附近的試樣液在分析中因離心力而飛散至外部。
[0163]作為構成分析用器件I的部件的材料，理想的是材料成本低廉且量產性良好的樹脂材料。所述分析裝置100通過測定透過分析用器件I的光的光學測定方法來進行試樣液的分析，因此作為基底基板3和覆蓋基板4的材料，理想的是PC、PMMA, AS、MS等透明性好的合成樹脂。
[0164]此外，作為稀釋液容器5的材料，由於需要預先將稀釋液8長時間封入稀釋液容器5內部，因此理想的是PP、PE等水分透過率低的結晶性的合成樹脂。作為保護蓋2的材料，只要是成形性好的材料即可，一般不會有問題，理想的是PP、PE等廉價的樹脂。
[0165]基底基板3和覆蓋基板4的接合理想的是不易對承載於所述收納區域的試劑的反應活性造成影響的方法，較好是接合時不易產生反應性的氣體或溶劑的超聲波熔接或雷射熔接等。
[0166]此外，對於通過基底基板3和覆蓋基板4的接合而使溶液藉由兩基板3、4之間的微小的間隙所產生的毛細管力輸送的部分實施了用於提高毛細管力的親水處理。具體來說，進行採用親水性聚合物或表面活性劑等的親水處理。在這裡，親水性是指與水的接觸角低於90°，較好是接觸角低於40°。
[0167]圖9表示分析裝置100的構成。
[0168]該分析裝置100由以下的部分構成:用於使轉子101旋轉的旋轉驅動單元106、用於以光學方式測定分析用器件I內的溶液的光學測定單元108、控制轉子101的旋轉速度和旋轉方向以及光學測定單元的測定時間的控制單元109、用於處理通過光學測定單元108得到的信號並演算測定結果的演算部110、用於顯示通過演算部110得到的結果的顯示部111。
[0169]旋轉驅動單元106以如下的條件構成:不僅可以介以轉子101使分析用器件I圍繞旋轉軸心107朝任意的方向以規定的旋轉速度旋轉，而且可以使分析用器件I在規定的停止位置以旋轉軸心107為中心以規定的振幅範圍、周期左右往復運動來實現搖動。
[0170]光學測定單元108包括用於對分析用器件I的測定部照射光的光源112和檢測自光源105照射的光中透過分析用器件I的透射光的光量的光檢測器113。
[0171]下面，結合分析工序對分析用器件I的微通道結構進行詳細說明，該結構呈如下的構成:通過轉子101旋轉驅動分析用器件1，對於從注入口 13進入內部的試樣液，使用以位於注入口 13的內周側的所述旋轉軸心107為中心使分析用器件I旋轉而產生的離心力和設於分析用器件I內的毛細管流路的毛細管力，在分析用器件I的內部輸送溶液。
[0172]圖10A、圖10B、圖1OC示出分析用器件I的注入口 13附近。[0173]圖1OA是從分析用器件I的外側觀察注入口 13時的放大圖，圖1OB是從轉子101側透過覆蓋基板4觀察所述微通道結構時的圖。
[0174]注入口 13介以形成於基底基板3和覆蓋基板4之間的微小間隙δ的有毛細管力作用的誘導部17，同與該誘導部17同樣為有毛細管力作用的間隙且具有可保持必需量的試樣液18的容積的毛細管腔19連接。誘導部17的與流動方向正交的截面形狀(圖1OB的D-D截面)在內側不是垂直的矩形，如圖1OC所示，以隨著向內部的靠近朝向覆蓋基板4逐漸變窄的傾斜面20形成。在誘導部17與毛細管腔19的連接部形成有在基底基板3形成凹部21而改變通路的走向的彎曲部22。
[0175]從誘導部17觀察，隔著毛細管腔19在其前方形成有分離腔23，該分離腔23是無毛細管力作用的間隙。在毛細管腔19和彎曲部22以及誘導部17的一部分的側方形成有一端與分離腔23連接而另一端向大氣開放的腔24。
[0176]由於這樣構成，因此如果點樣於注入口 13，則試樣液18介以誘導部17進入至毛細管腔19。圖11示出將這樣點樣後的分析用器件I設置於轉子101而使其旋轉前的狀態。這時，如圖6(c)所說明的那樣，稀釋液容器5的密封鋁箔9撞上開封肋Ila而破裂。25a、25b、25c、25d是形成於基底基板3的空氣孔。
[0177]—工序I —
[0178]分析用器件I如圖12(a)所示將試樣液保持於毛細管腔19內，在稀釋液容器5的密封鋁箔9破裂的狀態下設置於轉子101。
[0179]—工序 2 —
[0180]關閉門103後，將轉頭101朝順時針方向(C2方向)旋轉驅動後，所保持的試樣液在彎曲部22的位置斷開，誘導部17內的試樣液被排出至保護蓋2內，毛細管腔19內的試樣液18如圖12(b)和圖15A所示流入分離腔23並同時在分離腔23中被離心分離為血漿成分18a和血細胞成分18b。從稀釋液容器5流出的稀釋液8通過排出流路26a，26b流入保持腔27。如果流入保持腔27的稀釋液8超過規定量，則過量的稀釋液8通過溢流流路28流入溢流腔29，再通過逆流防止用肋30流入參照測定室31。
[0181]還有，稀釋液容器5中，與被密封鋁箔9密封的開口部7相反的一側的底部形狀如圖4(a)、(b)所示以圓弧面32形成，且在圖12(b)所示的狀態的稀釋液容器5的液體釋放位置，如圖13所示，以圓弧面32的中心m相對於旋轉軸心107在更靠近排出流路26b側的方向上偏置恰好距離d的方式形成，因此向該圓弧面32流動的稀釋液8被變為沿圓弧面32從外側向開口部7流動(箭頭η方向)，被從稀釋液容器5的開口部7高效地釋放至稀釋液容器收納部11。
[0182]—工序3 —
[0183]接著，使轉頭101的旋轉停止後，血漿成分18a被吸至形成於分離腔23的壁面的毛細管腔33，如圖14(a)和圖15B所示通過與毛細管腔33連通的毛細管流路37流至計量流路38，從而保持恆定量。圖15C中示出了毛細管腔33及其周邊的立體圖。圖15C中的E-E截面示於圖19。
[0184]—工序 4 —
[0185]將轉頭101朝逆時針方向(Cl方向)旋轉驅動後,如圖14(b)所示,保持於計量流路38的血漿成分18a通過逆流防止用肋39流入測定室40，而保持腔27的稀釋液8通過虹吸管形狀的連接流路41和逆流防止用肋39流入測定室40。此外，分離腔23內的試樣液通過虹吸管形狀的連接流路34和逆流防止用肋35流入溢流腔36。接著，根據需要使轉頭101朝逆時針方向(Cl方向)和順時針方向(C2方向)往復轉動而搖動,對承載於測定室內的由試劑、稀釋液8和血漿成分18a形成的作為測定對象的溶液進行攪拌。
[0186]—工序5 —
[0187]使轉頭101朝逆時針方向(Cl方向)或順時針方向(C2方向)轉動，在參照測定室31的測定點通過光源112與光檢測器113之間時，演算部110讀取光檢測器113的檢出值來確定參照值。然後，在測定室40的測定點通過光源112與光檢測器113之間時，演算部110讀取光檢測器113的檢出值，基於所述參照值對特定成分進行計算。
[0188]如上所述，由於使用者可以通過採集試樣液時的保護蓋2的開閉操作來將稀釋液容器5開封而將稀釋液送入分析用器件I內，因此可以實現分析裝置的簡化和成本削減，還可以使使用者的操作性提高。
[0189]另外，因為使用以作為密封構件的密封鋁箔9密封的稀釋液容器5，通過作為突出部的開封肋Ila捅破密封鋁箔9而將稀釋液容器5開封，所以稀釋液不會因長期保存而蒸發減少，可以實現分析精度的提聞。
[0190]此外，圖6(a)所示的分析用器件I的出貨狀態下，稀釋液容器5的插銷部10與閉塞的保護蓋2的卡定用溝12卡合，稀釋液容器5被以不會朝箭頭J方向移動的方式卡定於液體保持位置，因此儘管以可通過保護蓋2的開閉操作使稀釋液容器5在稀釋液容器收納部11中自由移動的方式構成，但是在使用者打開保護蓋2使用之前的時間內，稀釋液容器收納部11中的稀釋液容器5的位置被卡定於液體保持位置，所以不會發生使用者使用前的運輸中稀釋液容器5被錯誤地開封而稀釋液漏出的情況。
[0191]圖16示出了將分析用器件I設置成圖6(a)所示的出貨狀態的製造工序。首先，在關閉保護蓋2之前，將設於稀釋液容器5的下表面的溝42(參照圖2(b)和圖4(d))與設於覆蓋基板4的孔43對準，在該液體保持位置穿過孔43使除基底基板3或覆蓋基板4外另設的卡定工具44的突起44a與稀釋液容器5的溝42卡合，設置為將稀釋液容器5卡定於液體保持位置的狀態。接著，從形成於保護蓋2的上表面的切口 45 (參照圖1)插入按壓工具46按壓保護蓋2的底面而使其發生彈性變形，在該狀態下關閉保護蓋2後解除按壓工具46，從而可以設置成圖6 (a)的狀態。
[0192]還有，該實施方式中以將溝42設於稀釋液容器5的下表面的情況為例進行了說明，但也可以如下構成:將溝42設於稀釋液容器5的上表面，對應於該溝42在基底基板3上設置孔43，使卡定工具44的突起44a與溝42卡合。
[0193]上述的實施方式中，保護蓋2的卡定用溝12與稀釋液容器5的插銷部10直接卡合來將稀釋液容器5卡定於液體保護位置，但也可以使保護蓋2的卡定用溝12與稀釋液容器5的插銷部10間接地卡合來將稀釋液容器5卡定於液體保護位置。
[0194]下面，對圖15C所示的毛細管腔33及其周邊進行詳細說明。
[0195]作為第一毛細管腔的毛細管腔33從分離腔23的底部23b向內周側形成。換言之，毛細管腔33的最外周的位置伸長至比圖15A所示的血漿成分18a和血細胞成分18b的分離界面18c更靠外周方向的位置而形成。
[0196]如果如上所述設定毛細管腔33的外周側的位置，則毛細管腔33的外周端浸潰於在分離腔23中被分離的血漿成分18a和血細胞成分18b，由於血漿成分18a的粘度比血細胞成分18b低，因此血漿成分18a優先被毛細管腔33吸出，可以通過毛細管流路37和計量流路38向測定室40輸送血漿成分18a。此外，血漿成分18a被吸出後，血細胞成分18b也緊接著血漿成分18a被吸出，因此可以將毛細管腔33和毛細管流路37的到中途為止的通路用血細胞成分18b置換，計量流路38被血漿成分18a充滿後，毛細管腔33和毛細管流路37內的液體的輸送也停止，因此血細胞成分18b不會混入計量流路38。因此，與現有的構成相比，可以將送液損失抑制到最低限度，因此能夠降低測定所需的試樣液量。
[0197](實施方式2)
[0198]圖17示出了實施方式2的分析用器件的毛細管腔33及其周邊。圖15A、圖15B、圖15C所示的實施方式I中，用於將血細胞成分18b輸送至溢流腔36的連接流路34的基端34a在分離腔23的底部23b僅開口於與形成有毛細管腔33的壁面相反的一側的壁面的角落部分。與之相對，圖17中，連接流路34的基端34a通過作為第二毛細管腔的毛細管腔34b與分離腔23的底部23b連接，所述毛細管腔34b的間隙與基端34a的情況相同且於分離腔23的底部23b的開口寬度和進深比基端34a大。在這裡，連接流路34連接於毛細管腔34b的最外周位置。
[0199]由於這樣構成，因此即使是圖15A、圖15B、圖15C的構成中終止離心分離而結束分析用器件I的旋轉驅動時至此位置位於分離腔23的底部23b的血細胞成分18b的一部分離開底部23b的粘度，圖17的構成中，位於分離腔23的底部23b的血細胞成分18b的一部分也流入毛細管腔34b而通過毛細管力得到保持，所以結束分析用器件I的旋轉驅動時，底部23b附近的血細胞成分18b也因該毛細管腔34b的毛細管力而不會離開底部23b，保持於分離腔23內的血細胞成分18b的量減少，因而可以防止血細胞成分18b混入計量流路38。
[0200]此外，連接流路34與毛細管腔34b的最外周位置連通，形成在比保持於分離腔23的試樣液的液面更靠內周的位置彎曲的虹吸管結構，因此可以將分離腔23、毛細管流路37、毛細管腔33和毛細管腔34b內的液體排出至溢流腔36。
[0201](實施方式3)
[0202]圖18示出了實施方式3的分析用器件的毛細管腔33及其周邊。圖17中，毛細管腔33和毛細管腔34b分別設置，而圖18中，毛細管腔33和毛細管腔34b通過設於底部23b的開口部連接而構成。此外，連結流路34與毛細管腔34b的最外周位置連通，形成在比保持於分離腔23的試樣液的液面更靠內周的位置彎曲的虹吸管結構。
[0203]由於這樣構成，因此可以將毛細管腔34b和分離腔23連接的交界位置形成於與試樣液的分離界面18c接近的位置，所以血細胞成分18b更不易被吸入毛細管腔33，可以更可靠地防止血細胞成分18b混入計量流路38。
[0204]上述的各實施方式中，以使分析用器件I繞旋轉軸心107旋轉而將從試樣液離心分離的成分和從稀釋液容器5釋放的稀釋液8輸送至測定室40進行稀釋並讀取從試樣液分離的溶液成分或從試樣液分離的溶液成分與試劑的反應產物的信息來進行分析的情況為例進行了說明，但在可以不從試樣液分離溶液成分的情況下，不需要離心分離的工序，這時使分析用器件I繞旋轉軸心107旋轉，將所點樣的試樣液中的定量的所有試樣液和從稀釋液容器5釋放的稀釋液8輸送至測定室40進行稀釋，讀取通過稀釋液稀釋後的溶液成分或通過稀釋液稀釋後的溶液成分與試劑的反應產物的信息來進行分析。[0205]此外，也可以使分析用器件I繞旋轉軸心107旋轉而將從試樣液離心分離的固體成分和從稀釋液容器5釋放的稀釋液輸送至測定室進行稀釋，讀取從試樣液分離的固體成分或從試樣液分離的固體成分與試劑的反應產物的信息來進行分析。
[0206]上述的實施方式中，將在內部形成有表面具有微細的凹凸形狀的微通道結構的分析器件主體以基底基板3和覆蓋基板4這2層構成，但也可以將3層以上的基板粘合而構成。具體來說，可以例舉如下的3層結構等:使根據微通道結構形成有缺口的基板位於中央，在其上表面和下表面粘合其他基板而閉塞所述缺口，從而形成微通道結構。
[0207](實施方式4)
[0208]上述的各實施方式中採用如下的構成:通過將從分離腔23吸取血漿成分的毛細管腔33的一端延長至比分離腔23中的分離界面18c更靠下側(外周側)的位置，從而從少量的血液中取出必需量的結晶；本實施方式4中，通過在分離腔23中形成血液分離壁129，可以更可靠地防止由毛細管腔33吸取的血漿成分中混入少量的血細胞成分的情況。
[0209]還有，實施方式4的血漿貯留部130相當於所述分離腔23，實施方式4的血漿採集毛細管125相當於毛細管腔33。
[0210]圖20表示本發明的實施方式4的分析用器件。
[0211]該分析用器件I由基底基板3和覆蓋基板4構成；所述基底基板3通過微通道121形成，微通道121由在圓形的基板表面以深度不同的多個凹部形成的毛細管流路、貯留部和分離部等形成；所述覆蓋基板4以覆蓋形成於基底基板3的微通道121的方式接合。
[0212]形成於基底基板3的微通道121通過以注射成形或切削製成的合成樹脂材料形成。
[0213]通過將作為用於分析的試樣液的血液從形成於覆蓋基板4的供給流路131導入，將該血液輸送至形成於基底基板3的血液分離部122，離心分離後使離心力停止作用，從而毛細管力對血漿計量部127發揮作用，藉此僅採集血漿成分。另外，通過再次產生離心力而輸送至試劑反應部126，血漿與試劑反應，可以進行反應液的檢查。
[0214]本發明中，使要檢查的血漿與試劑反應後，從外部對試劑反應部126照射透射光而對該反應狀態以光學方式進行分析。測定時，填充於試劑反應部126的反應液的吸光度根據反應的比例而變化，因此通過從光源部對試劑反應部126照射透射光，在受光部測定該透射光的光量，從而可以測定透射反應液的光量的變化，因此可以對試樣液的特性進行分析。
[0215]下面，對基底基板3的構成進行具體說明。
[0216]本發明中的基底基板3由注塑成形或切削而得的基板構成。基底基板3的厚度形成為Imm?5_，但沒有特別限定，只要是可形成微通道121的厚度即可。對於基底基板3的形狀，在使分析用器件I單獨旋轉時較好是圓形的形狀，而採用將分析用器件I安裝於外部的附件的構成來使其旋轉時不需要特別限定，可以是與用途目的適應的形狀，例如四邊形、三角形、扇形及其他複雜的形狀的成形物等形狀。
[0217]作為基底基板3和覆蓋基板4的材料，從易成形性、高生產性、低價格的角度考慮，使用合成樹脂，但只要是可接合玻璃、矽晶片、金屬、陶瓷等的材料即可，沒有特別限定。
[0218]對於基底基板3，減少微通道121內的粘性阻抗來促進流體移動，對壁面的一部分或全部的壁面進行親水性處理，也可以使用玻璃等親水性材料，或者成形時添加如表面活性劑、親水性聚合物、矽膠等親水性粉末等親水化劑來賦予材料表面以親水性。作為親水性處理方法，可以例舉採用等離子體、電暈、臭氧、氟等活性氣體的表面處理方法或者採用表面活性劑的表面處理。在這裡，親水性是指與水的接觸角不足90°，較好是接觸角不足
40。。
[0219]本實施方式中，使用超聲波熔接來接合基底基板3和覆蓋基板4，但也可以根據所用材料而通過粘接性接合片、陽極鍵合或雷射鍵合等接合方法來接合。
[0220]下面，對分析用器件I的微通道121的構成以及血液的注入及輸送過程進行說明。
[0221]如圖20所示，微通道121自基底基板3的旋轉軸心107附近向基底基板3的外周方向形成。具體來說，由以下部分構成:配置於最接近旋轉軸心107的位置的用於注入血液的血液貯留部120、配置於血液貯留部120的外周側的血液分離部122、連接血液貯留部120和血液分離部122且由毛細管形成的血液流路132、與血液分離部122鄰接且通過U字形的虹吸管流路127a與血液分離部122的側壁連接的血漿計量部127、與血漿計量部127連接且配置於比血漿計量部127更靠近旋轉軸心107方向的位置的空氣孔128、與血漿計量部127連接且配置於比血漿計量部127更靠近外周側的位置的試劑反應部126。
[0222]另外，血液分離部122的內部如下形成；通過沿圓周方向形成的血液分離壁129分割成旋轉軸心107側和外周側，旋轉軸心107側成為血漿貯留部130，外周側成為血細胞貯留部124。
[0223]此外，血液分離壁129以連接血漿貯留部130和血細胞貯留部124的方式形成有血漿採集毛細管125和通氣流路123。另外，血漿採集毛細管125的端部突出於血漿貯留部130和血細胞貯留部124，且血漿採集毛細管125通過虹吸管流路127a與血漿計量部127連通。突出於血細胞貯留部124的血漿採集毛細管125的端部到達血細胞貯留部124的底部。
[0224]此外,血液分離壁129以血細胞貯留部124的容量達到注入血液貯留部120的血液量的65%?70%的方式形成。另外，該血液分離壁129的與血細胞貯留部124接觸的壁面129a由與旋轉軸心107的距離恆定的圓弧面形成。血液分離壁129的與血漿貯留部130接觸的壁面12%以與旋轉軸心107的距離越靠近血漿採集毛細管125越長的方式形成。
[0225]覆蓋基底基板3的覆蓋基板4具有與基底基板3同樣的外形，可以從形成於旋轉軸心107附近的供給流路131向基底基板3的血液貯留部120注入血液。
[0226]將從血液注入到試劑反應部126為止的輸送過程與構成一起進行說明。
[0227]首先，如圖21所示，血液133通過移液管134等計量後注入供給流路131。本實施例中，通過移液管134計量10 μ I的血液注入。
[0228]從移液管134注入的血液133被注入血液貯留部120並充滿。這時，被注入血液貯留部120的血液133也進入到連接血液貯留部120和血液分離部122的血液流路132。然而，血液133停止於血液流路132和血液分離部122的連接部135。
[0229]圖21中所示的A-AA截面示於圖22。
[0230]血液流路132的深度以毛細管力可發揮作用的淺的間隙形成，血液分離部122的深度形成為比血液流路132大且毛細管力不發揮作用的深度。
[0231]這是基於下述原因:血液133被注入血液分離部122時，所注入的血液133被注入血液貯留部120的同時，通過毛細管力進入血液流路132，但通過使血液分離部122的深度大於血液流路132，毛細管力在血液流路132與血液分離部122的連接部135被阻斷，血液133的界面通過表面張力得到保持，從而可防止血液進入血液分離部122。
[0232]對於血液貯留部120的深度，只要滿足可保持所需量的血液133的體積即可，可以是任意深度。
[0233]在這裡，毛細管力是指如下的力:一般被認為在細管的內徑尺寸在2.5mm以下時影響力變大，毛細管內部的液體因保持壁面和液體所成的接觸角與作用於氣液界面的表面張力之間的平衡的力而移動。
[0234]下面，對血液133的離心分離進行說明。
[0235]如圖23所示，通過以旋轉軸心107為軸使分析用器件I朝箭頭方向以第一旋轉速度旋轉而產生離心力。這時，通過產生比在保持於血液流路132和血液分離122的連接部135位置的血液的界面發揮作用的表面張力更強的離心力，所注入的血液133被輸送至血液分離部122。
[0236]被輸送至血液分離部122的血液133通過血漿貯留部130並通過形成於血液分離壁129的兩端的通氣流路123或血漿採集毛細管125被輸送至血細胞貯留部124。
[0237]更具體來說，這時的分析用器件I的旋轉速度、即第一旋轉速度以被輸送至血液分離部122的血液所承受的重力達到1000G以上的條件設定，在血漿採集毛細管125中毛細管力比對血漿成分139發揮作用的離心力弱。本實施例中，第一旋轉速度設為5000rpm。
[0238]被輸送至血細胞貯留部124的血液133最初充滿血細胞貯留部124，充滿血漿採集毛細管125和通氣流路123的同時使血液133的界面移動至血漿貯留部130。所輸送的血液133也進入與血液分離部122連接的血漿計量部127，但形成於血漿計量部127的虹吸管頂點137與旋轉軸心107的距離rl以比旋轉中的血液133的界面與旋轉軸心107的距離r2高的方式形成，因而旋轉中的血液133不會進入血漿計量部127或試劑反應部126。
[0239]另外，通過設定為保持第一旋轉速度的狀態，如圖24所示，血液133中的血細胞成分138朝離心方向、即血液分離部122的外周方向移動，血漿成分139被趕向接近旋轉軸心107的方向。更具體來說，血液133的成分主要分為包含蛋白質、膽固醇的血漿成分139與包含白細胞、紅細胞、血細胞的血細胞成分138，血細胞成分138的比重高於血漿成分139，具有與血漿成分139相比為1.2?1.3倍的比重。因此，比重大的血細胞成分138因離心力而向分析用器件I的外周方向移動。
[0240]另外，通過保持第一旋轉速度，如圖24所示，血漿成分139被分離至血漿貯留部130，血細胞成分138被分離至血細胞貯留部124。
[0241]這時的血細胞成分138與血漿成分139的界面必須以即使血細胞比容值達到最大時也不會進入血漿計量部127的條件設計；在這裡，作為一般的人血的血細胞比容值的最大值，設為Hct=60%。這是由於下述原因:血細胞成分138進入血漿計量部127的情況下，通過毛細管力進行血漿計量時，流動性在血漿計量部127與血液分離部122的連接部升高，血細胞成分138混入需計量的血漿成分139的可能性升高。
[0242]圖25表示對於血細胞比容值(Hct)不同的血液(Hct=38%、51 %、60% )的血漿成分139的分離率與分離時間的關係。轉速設為對血液133作用1500G的離心力的轉速。
[0243]由該結果可知，血細胞比容值低時血漿成分139的分離率高，血細胞比容值高時，為了使分離率達到80%以上，需要60秒以上的離心分離時間。如果認為人血的血細胞比容值為30?60%，則為了對所有的血液都可靠地進行離心分離，必須以總血分離時間達到60秒以上時分離率為80%的條件進行血漿採集毛細管112和血液分離部122的設計。
[0244]本實施方式中，以將血細胞比容值為60%的血液離心分離時的血漿成分139和血細胞成分138的界面與旋轉軸心107的距離r4與同血漿計量部127連通的虹吸管流路127a和血液分離部122的連接部140與旋轉軸心107的距離r3的關係為r3 < r4的條件形成。
[0245]下面，對血漿成分139的計量採集進行說明。
[0246]如圖26所示，通過減速至第二旋轉速度或停止旋轉而減弱離心力或使離心力消失，至此一直被離心力抑制的血漿計量部127的毛細管力得到釋放，藉此僅通過離心分離而分離的血漿成分139被輸送至血漿計量部127。這是由於下述原因:流動性高的血漿成分139更容易流入血漿計量部127，相反地，通過離心分離而分離的血細胞成分138因血細胞聚集而粘度升高，流動性變得非常差。這時的第二旋轉速度是毛細管力比在血漿採集毛細管125中發揮作用的離心力更具支配性的旋轉速度。本實施例中，第二旋轉速度設為600rpm。圖27A、圖27B表示圖26的截面B-BB和截面C-CC的簡圖。如圖27B所示，血漿採集毛細管125的深度以比血漿計量部127的深度大的方式形成。
[0247]此外，血漿貯留部109的深度以比血漿採集毛細管125的深度大的方式形成。
[0248]另外，血漿採集毛細管125和血漿計量部127的深度都因為需要使毛細管力發揮作用而以2.5mm以下的深度形成。這是利用毛細管力在深度越小時越強的特點，最初在血漿貯留部130分離的血漿成分139被輸送至血漿計量部127，然後血漿採集毛細管125的血漿成分139被輸送至血漿計量部127，因而可以防止血細胞成分138混入血漿計量部127，並且減少殘留於血液分離部122的血漿成分139的損失。
[0249]通過血漿計量部127採集的血漿成分139在血漿計量部127與空氣孔128的連接部和血漿計量部127與試劑反應部126的連接部停止並被計量。這是由於下述原因:如圖27A所示，空氣孔128和試劑反應部126的深度形成得比血漿計量部127的深度大，所以所計量的血漿成分139在空氣孔128的連接部和試劑反應部126的連接部因毛細管力被阻斷
而停止。
[0250]下面，對試劑反應進行說明。
[0251]如圖28所示，通過使分析用器件I旋轉而產生離心力，在血漿計量部127被計量的血漿成分139被輸送至試劑反應部126。這時，配置於試劑反應部126的試劑136與血漿成分139相互接觸而開始反應。試劑136與血漿成分139的反應性差的情況下，可以通過如圖29所示使分析用器件I搖動來促進試劑136的反應性。搖動通過反覆改變分析用器件I的旋轉方向來進行。具體來說，如圖29所示，通過在微通道121處於6點方向的狀態下使其朝順時針141和逆時針142的方向交替移動各20°來實現。然後，可以通過以光學的方法測定反應液來進行分析。
[0252]如上所述，實施方式的分析用器件I中，通過構成這樣的微通道121，可以在不使血細胞混入的情況下從少量的血液中採集必需量的血漿成分139。此外，通過將作為標本的血液的量設為10 μ I (米粒大的量)，可以減輕需要檢查的患者的負擔，並且使分析用器件小型化。
[0253]上述的實施方式中，將血液分離壁129的與血漿貯留部130接觸的壁面129b以與旋轉軸心107的距離越靠近血漿採集毛細管125越長的方式形成，但也可以由與旋轉軸心107的距離恆定的圓弧面形成。
[0254](實施方式5)
[0255]實施方式I?實施方式4中以從稀釋前的血液計量血漿成分的情況為例進行了說明，但如實施方式5所示，這在血液中混合稀釋液進行稀釋並從該稀釋後的血液吸取血漿成分進行計量的情況下也同樣可以實施。
[0256]另外，實施方式I?實施方式4中，於測定點以光學方式讀取試劑與試樣的反應產物的信息並根據衰減量測定成分，但在於測定點以電學方式讀取試劑與試樣的反應產物的信息來測定成分的情況下也同樣。
[0257]於測定點以光學方式讀取信息並根據衰減量測定成分的情況下，如本實施方式5所示，通過預先僅對稀釋液進行測量，可以消除光路長度的誤差而期待準確的分析結果。
[0258]圖30A、圖30B?圖48表示實施方式5的分析用器件。
[0259]圖30A、圖30B示出分析用器件I的保護蓋2關閉的狀態和保護蓋打開的狀態。圖31示出以圖30A中的下側朝上的狀態的分解的狀態。
[0260]如圖30A、圖30B和圖31所示，分析用器件I由相互組合的以下4個部件構成:在一面形成有表面具有微細的凹凸形狀的微通道結構的基底基板3、覆蓋基底基板3的表面的覆蓋基板4、保持稀釋液的稀釋液容器5、用於防止試樣液飛散的保護蓋2。
[0261]基底基板3和覆蓋基板4以內部設置有稀釋液容器5等的狀態下接合，保護蓋2安裝於該接合而得的結構。
[0262]通過以覆蓋基板4覆蓋形成於基底基板3的上表面的數個凹部的開口，形成後述的多個收納區域(與後述的測定室相同)和在這些收納區域之間進行連接的微通道結構的流路等。收容區域中有需要的部分預先承載有各種分析所需要的試劑。保護蓋2的一側與形成於基底基板3和覆蓋基板4的軸6a，6b卡合，以可開閉的方式樞軸支承。要檢查的試樣液為血液的情況下，毛細管力發揮作用的所述微通道結構的各流路的間隙設定為50 μ m?300 μ m0
[0263]採用該分析用器件I的分析工序的概要為，將試樣液點樣於預先設置有稀釋液的分析用器件1，將該試樣液的至少一部分用所述稀釋液稀釋後進行測定。
[0264]稀釋液容器5的形狀以及填充稀釋液8後通過密封鋁箔9密封、在稀釋液容器5的與開口部7的相反側形成有插銷部10、稀釋液容器5設置於在基底基板3和覆蓋基板4之間形成的稀釋液容器收納部11且以可自由地移動至液體保持位置和液體釋放位置的方式收納方面與實施方式I相同。
[0265]保護蓋2的形狀以及在保護蓋2的內側形成有可卡合稀釋液容器5的插銷部10的卡定用溝12方面與實施方式I相同。
[0266]將分析用器件I設置於轉頭101之後，在使轉頭101旋轉前關閉分析裝置的門103，則所設置的分析用器件I在轉頭101的旋轉軸心上的位置藉由設於門103側的可動片104通過彈簧105的作用力被壓向轉頭101側，分析用器件I與通過旋轉驅動單元106旋轉驅動的轉頭101 —體地旋轉。符號107表示轉子101旋轉中的軸心。安裝保護蓋2的目的是為了防止附著於注入口 13附近的試樣液在分析中因離心力而飛散至外部。
[0267]作為構成分析用器件I的部件的材料，理想的是材料成本低廉且量產性良好的樹脂材料。所述分析裝置100通過測定透過分析用器件I的光的光學測定方法來進行試樣液的分析，因此作為基底基板3和覆蓋基板4的材料，理想的是PC、PMMA, AS、MS等透明性好的合成樹脂。
[0268]此外，作為稀釋液容器5的材料，由於需要預先將稀釋液8長時間封入稀釋液容器5內部，因此理想的是PP、PE等水分透過率低的結晶性的合成樹脂。作為保護蓋2的材料，只要是成形性好的材料即可，一般不會有問題，理想的是PP、PE等廉價的樹脂。
[0269]基底基板3和覆蓋基板4的接合理想的是不易對承載於所述收納區域的試劑的反應活性造成影響的方法，較好是接合時不易產生反應性的氣體或溶劑的超聲波熔接或雷射熔接等。
[0270]此外，對於通過基底基板3和覆蓋基板4的接合而使溶液藉由兩基板3、4之間的微小的間隙所產生的毛細管力輸送的部分實施了用於提高毛細管力的親水處理。具體來說，進行採用親水性聚合物或表面活性劑等的親水處理。在這裡，親水性是指與水的接觸角不足90°，較好是接觸角不足40°。
[0271]圖32表示分析裝置100的構成。
[0272]該分析裝置100由以下的部分構成:用於使轉子101旋轉的旋轉驅動單元106、作為讀取分析用器件I內的反應物的信息來進行分析的分析單元的光學測定部108、控制轉子101的旋轉速度和旋轉方向以及光學測定部108的測定時間等的控制單元109、用於處理通過光學測定單元108得到的信號並演算測定結果的演算部110、用於顯示通過演算部110得到的結果的顯示部111。
[0273]旋轉驅動單元106以如下的條件構成:不僅可以介以轉子101使分析用器件I圍繞旋轉軸心107朝任意的方向以規定的旋轉速度旋轉，而且可以使分析用器件I在規定的停止位置以旋轉軸心107為中心以規定的振幅範圍、規定的周期左右往復運動來實現搖動。
[0274]光學測定單元108包括對分析用器件I的測定室照射光的光源112a、檢測自光源112a照射的光中透過分析用器件I的透射光的光量的光檢測器113a、對分析用器件I的獨立於測定室的另一測定部照射雷射的光源112b、檢測自光源112b照射的光中透過分析用器件I的透射光的光量的光檢測器113b。
[0275]下面，結合分析工序對分析用器件I的微通道結構進行詳細說明，該結構呈如下的構成:通過轉子101旋轉驅動分析用器件1，對於從注入口 13進入內部的試樣液，使用以位於注入口 13的內周側的所述旋轉軸心107為中心使分析用器件I旋轉而產生的離心力和設於分析用器件I內的毛細管流路的毛細管力，在分析用器件I的內部輸送溶液。
[0276]分析用器件I的注入口 13及其附近的構成和誘導部17、毛細管腔19、凹部21、彎曲部22、分離腔23、腔24等的構成與實施方式I相同。
[0277]由於這樣構成，因此如果將作為試樣液18的血液點樣於注入口 13,則試樣液18介以誘導部17進入至毛細管腔19。圖33示出將這樣點樣後的分析用器件I設置於轉子101而使其旋轉前的狀態。這時，稀釋液容器5的密封鋁箔9撞上開封肋Ila而破裂。25a?25g、25h、25il、25i2、25j?25η是形成於基底基板3的空氣孔。
[0278]從稀釋液容器5流出的稀釋液通過的流路與對稀釋液或接收的稀釋液和液體試樣進行攪拌混合的混合室162的周邊示於圖34。
[0279]分配流路以可將從稀釋液容器收納部11流出的稀釋液分配至稀釋液定量室27a和混合室162的方式如下構成。
[0280]配置於混合室162的內周側的稀釋液定量室27a通過排出流路26與稀釋液容器收納部11連接，將流出的稀釋液定量為恰好必需量，使稀釋液的剩餘部分溢流。從稀釋液定量室27a溢流的剩餘部分的稀釋液通過溢流流路28a分配至混合室162。此外，稀釋液定量室27a的外周側通過具有虹吸管結構的連接流路41與混合室162連接。混合室162的外周側底部通過具有虹吸管結構的連接流路34aa與在混合室162的外周側設有流入口的溢流腔36b連通。溢流腔36b通過形成為有毛細管力作用的間隙的逆流防止流路165a與溢流腔36a，36c連接。此外，在連接流路34aa的虹吸管的比最內周位置更靠近內周側的位置設有使混合室162中的過量的稀釋液溢流至溢流腔36a的連接流路34bb。
[0281]將分析工序與控制旋轉驅動單元106的運轉的控制單元109的構成一起進行說明。
[0282]—工序 I —
[0283]在注入口 13點樣了接受檢查的試樣液的分析用器件I如圖35(a)所示將試樣液保持於毛細管腔19內，在稀釋液容器5的密封鋁箔9破裂的狀態下設置於轉子101。
[0284]—工序 2 —
[0285]關閉門103後，將轉頭101朝順時針方向(C2方向)旋轉驅動後，所保持的試樣液在彎曲部22的位置斷開，誘導部17內的試樣液被排出至保護蓋2內，毛細管腔19內的試樣液18如圖35(b)所示流入分離腔23並暫時保持一定量。
[0286]從稀釋液容器5流出的稀釋液8通過排出流路26流入稀釋液定量室27a。
[0287]如果流入稀釋液定量室27a的稀釋液8超過規定量，則過量的稀釋液8通過溢流流路28a如圖35(b)所示流入混合室162，進而如果流入混合室162的稀釋液8超過規定量，則過量的稀釋液8通過連接流路34aa，34bb和溢流流路38a流入溢流腔36a，36b, 36c, 36d。流入溢流腔36a，36b, 36c的稀釋液8通過逆流防止流路165a，165b的毛細管力得到保持而不會從溢流腔36a, 36b, 36c流出。
[0288]本實施方式5中，採用在分離腔23中保持一定量的試樣液的構成，但也可以如下設計溢流流路(未圖示):將未計量的試樣液供給至毛細管腔19，輸送至分離腔23時，可以使超出規定量的試樣液從分離腔溢流來進行計量。
[0289]在這裡，稀釋液是在特定的波長區域內具有規定的吸光度的溶液，流入混合室162的稀釋液8滯留於混合室162期間，測定稀釋液8的吸光度(第一次測光)。具體來說，將分析用器件I沿順時針方向(C2方向)旋轉驅動，僅流入有稀釋液8的混合室162通過光源112b和光檢測器113b之間時，演算部110讀取光檢測器113b的檢出值。圖35 (b)的Pl表示第一次測光的光的透射位置。
[0290]連接流路34aa具有自混合室162的最外周部向內周方向具彎曲部的虹吸管結構，如果流入超過連接流路34aa的彎曲部的稀釋液8，則混合室162內的稀釋液8通過虹吸效應被排出至溢流腔36a，36b, 36c。此外，通過在比連接流路34aa更靠近內周的位置設置用於排出超過規定量的稀釋液的連接流路34bb，防止流入過量的稀釋液時從混合室162流入分離腔23。
[0291]滯留於混合室162的稀釋液8隨時間經過而被全部排出至溢流腔36a，36b, 36c,如圖36 (a)所示，形成分離腔23和稀釋液定量室27a中分別保持有規定量的試樣液18和稀釋液8的狀態。
[0292]—工序3 —
[0293]接著，使轉頭101的旋轉停止後，如圖36(b)所示，試樣液18被吸至連接分離腔23和混合室162的具有虹吸管形狀的第一連接流路163，同樣稀釋液8也被吸至連接稀釋液定量室27a和混合室162的具有虹吸管形狀的連接流路41。
[0294]—工序 4 —
[0295]將轉頭101沿逆時針方向(Cl方向)形狀驅動後，分離腔23的試樣液18和稀釋液定量室27a的稀釋液8如圖37(a)所示流入混合室162的同時，在混合室162中被離心分離為稀釋血漿成分18aa和血細胞成分18b。18c表示稀釋血漿成分18aa和血細胞成分18b的分離界面。在這裡，使試樣液18和稀釋液8在一度撞擊肋164後流入混合室162，所以可以將試樣液18中的血漿成分和稀釋液8攪拌均勻。
[0296]接著，測定在混合室162中離心分離得到的稀釋血漿成分18aa的吸光度(第二次測光)。具體來說，將分析用器件I沿逆時針方向(C2方向)旋轉驅動，流入有稀釋血漿成分18aa的混合室162通過光源112b和光檢測器113b之間時，演算部110讀取光檢測器113b的檢出值。圖37 (a)的P2表示第二次測光的光的透射位置，混合室162中的第二次測光的位置P2為與圖35(b)所示的第一次測光的位置Pl相同的位置。
[0297]第一次測光的位置Pl和第二次測光的位置P2即使不同，也由於兩次測定是對單一的混合室162進行測定，因而與以往相比也可以期待測定精度的提高，但更理想的是同一位置的測定。
[0298]在這裡，實施方式5中，採用將作為試樣液18的血液與稀釋液8直接混合後提取稀釋血漿成分18aa並使其與試劑反應來分析血漿成分中的特定成分的構成，但由於血液中的血漿成分的比例存在個體差異，因此直接混合時血漿成分的稀釋倍數相差較大。因此，使稀釋血漿成分18aa與試劑反應時反應濃度不一，對測定精度造成影響。因此，為了校正混合試樣液18和稀釋液8時的稀釋倍數的偏差，使用在特定的波長區域具有規定的吸光度的稀釋液，在混合室162的同一位置測定與試樣液混合前後的吸光度來算出稀釋倍數，因此可以在消除測定部的光路長度偏差的同時，消除測定部的表面狀態(起伏、表面粗糙度)的偏差導致的受光量變化，因而不僅可以高精度地測定稀釋倍數，而且對於測定室中的測定結果，可以校正稀釋倍數的偏差，測定精度得到大幅改善。此外，該校正方法對於試樣液18和稀釋液8的液量偏差導致的稀釋倍數的偏差校正也有用。
[0299]—工序5 —
[0300]接著，使轉頭101的旋轉停止後，稀釋血漿成分18aa被吸至形成於混合室162的壁面的毛細管腔33a，通過與毛細管腔33a連通的毛細管流路37a，如圖37 (b)所示，流入溢流流路38a和計量流路166a, 166b, 166c, 166d, 166e, 166f，在計量流路166a?166f保持定量。
[0301]還有，圖38A中表示毛細管腔33a及其周邊的立體圖。圖38A中的E-E截面示於圖38B。下面，對該毛細管腔33a及其周邊進行詳細說明。
[0302]毛細管腔33a自混合室162的底部162b向內周側形成。換言之，毛細管腔33a的最外周的位置伸長至比圖37(a)所示的稀釋血漿成分18aa和血細胞成分18b的分離界面18c更靠外周方向的位置而形成。這樣通過如上所述設定毛細管腔33a的外周側的位置，毛細管腔33a的外周端浸潰於在混合室162中被分離的稀釋血漿成分18aa和血細胞成分18b，由於稀釋血漿成分18aa的粘度比血細胞成分18b低，因此稀釋血漿成分18aa優先被毛細管腔33a吸出，可以通過毛細管流路37a和溢流流路38a、計量流路166a, 166b, 166c, 166d, 166e, 166f 向測定室 40a ?40f, 40g 輸送稀釋血眾成分 18aa。
[0303]此外，稀釋血漿成分18aa被吸出後，血細胞成分18b也緊接著稀釋血漿成分18aa被吸出，因此可以將毛細管腔33a和毛細管流路37a的到中途為止的通路用血細胞成分18b置換，溢流流路38a和計量流路166a?166f被稀釋血漿成分18aa充滿後，毛細管流路37a和毛細管腔33a內的液體的輸送也停止，因此血細胞成分18b不會混入溢流流路38a和計量流路166a?166f。
[0304]因此，與現有的構成相比，可以將送液損失抑制到最低限度，因此能夠降低測定所需的試樣液量。
[0305]—工序 6 —
[0306]然後，將轉頭101沿逆時針方向(Cl方向)旋轉驅動，如圖39(a)所示，保持於計量流路166a?166f的稀釋血漿成分18aa在同與大氣連通的大氣開放腔48的連接部、即彎曲部49a, 49b, 49c, 49d, 49e, 49f, 49g的位置斷開，流入測定室40a?40f, 40g。在這裡，測定室40a?40f中分別流入同樣量的稀釋血漿成分18aa。
[0307]此外，這時溢流流路38a的稀釋血漿成分18aa通過溢流腔36a和逆流防止通路165b流入溢流腔36c，36a。此外，這時混合室162內的試樣液通過虹吸管形狀的連接流路34aa和溢流腔36b流入溢流腔36a，36c。
[0308]測定室40a?40f，40g的形狀為沿離心力作用的方向伸長的形狀，具體來說，以分析用器件I的圓周方向的寬度自分析用器件I的旋轉中心向最外周變窄的方式形成。多個測定室40a?40f，40g的外周側的底部配置在分析用器件I的同一半徑上，因此測定多個測定室40a?40f，40g時不需要為不同的半徑距離配置多個同一波長的光源112a及與之對應的光檢測器113a，不僅可以削減裝置的成本，而且可以在同一測定室內使用多種不同的波長進行測定，因此可以通過根據混合溶液的濃度選擇最適的波長來使測定靈敏度提聞。
[0309]另外，在位於各測定室40a，40b，40d?40f的圓周方向的側壁的一側壁以自所述測定室的外周位置向內周方向伸長的方式形成有毛細管區47a，47b, 47d, 47e, 47f。圖39(a)中的F-F截面示於圖41。
[0310]此外，在位於測定室40c的側壁的兩側壁以自所述測定室的外周位置向內周方向伸長的方式形成有毛細管區47cl，47c2。圖39 (a)中的G-G截面示於圖42。
[0311]還有，測定室40g中未形成像測定室40a?40f中所見的那樣的毛細管區。
[0312]毛細管區47a的可吸取容量形成為比可將保持於測定室40a的試樣液全部收納的容量少的容量。毛細管區47b，47d?47f也同樣，形成為比可將保持於各測定室40b，40d?40f的試樣液全部收納的容量少的容量。對於測定室40c的毛細管區47cl，47c2,毛細管區47cl的可吸取容量和47c2的可吸取容量的相加值形成為可將保持於測定室40c的試樣液全部收納的容量。測定室40b?40f，40g的光路長度形成為相同的長度。
[0313]此外，如圖40所示，毛細管區47a，47b, 47cl, 47c2, 47d, 47e, 47f中承載有與試樣液反應的試劑Tl。測定室40g中未設試劑。[0314]還有，上述的實施方式5中，承載於毛細管區47a，47b, 47cl, 47c2, 47d?47f的試劑Tl根據要分析的特定成分而不同，使易溶解的試劑承載於毛細管區47a，47b，47d?47f，使不易溶解的試劑承載於毛細管區47c。
[0315]—工序7 —
[0316]接著，通過使分析用器件I的旋轉減速或停止或者使其在規定的停止位置以旋轉軸心107為中心以規定的振幅範圍、周期左右往復運動來使分析用器件I搖動，輸送至該測定室40a?40f的試樣液或試劑與試樣液的混合溶液通過毛細管力如圖39 (b)所示被吸至毛細管區47a?47f，這時試劑Tl開始溶解，稀釋血漿成分18aa內所含的特定成分與試劑的反應開始。
[0317]—工序8 —
[0318]如圖39(b)所示，自試樣液或試劑與試樣液的混合溶液被吸至毛細管區47a?47f的狀態，將分析用器件I沿逆時針方向(Cl方向)或順時針方向(C2方向)旋轉驅動後，如圖39(a)所示，保持於毛細管區47a?47f的液體通過離心力被輸送至測定室40a?40f的外周側，從而進行試劑Tl與稀釋血漿成分18aa的攪拌。
[0319]在這裡，通過反覆進行工序7和工序8的動作，可促進試劑與稀釋血漿成分ISaa的攪拌，因此與僅基於擴散的攪拌相比，可以可靠地在短時間內進行攪拌。
[0320]—工序 9 —
[0321]將分析用器件I沿逆時針方向(Cl方向)或順時針方向(C2方向)旋轉驅動後，各測定室40a?40f，40g通過光源112a與光檢測器113a之間時，演算部110讀取光檢測器113a的檢出值，將其根據所述第一次測光和第二次測光的結果進行校正，從而算出特定成分的濃度。
[0322]還有，測定室40g中的測定結果在演算部110的計算處理中被用作測定室40a?40f的參照數據。
[0323]本實施方式5中，如圖45所示呈下述構成:將從稀釋液定量室27a溢流的稀釋液通過溢流流路28a輸送至混合室162，所輸送的稀釋液通過連接流路34aa，34bb從混合室162被排出至溢流腔36 (溢流腔36a，36b, 36c, 36d，逆流防止通路165a，165b)期間測定稀釋液的吸光度；但通過如圖46所示除去圖45中所見的連接流路34bb的構成也可以獲得同樣的效果。
[0324]此外，也可以如圖47所示為如下構成:將稀釋液容器收納部11和混合室162不介以稀釋液定量室27a而以連接流路167連接，分配從稀釋液容器5輸送的稀釋液，分別輸送至稀釋液定量室27a和混合室162。168為收納通過溢流流路28a的稀釋液的溢流室。
[0325]另外，如圖48所示，通過採用第一連接流路163的虹吸管彎曲部的位置位於比連接流路41的虹吸管彎曲部的位置更靠近內周的位置的構成，稀釋液定量後，使分析用器件I的旋轉減速並控制轉速，使得僅稀釋液可以超過虹吸管的彎曲部輸送至混合室162，從而可以先僅使稀釋液保持於混合室162來進行測定。此外，圖48中，採用第一連接流路163的虹吸管彎曲部的位置位於比連接流路41的虹吸管彎曲部的位置更靠近內周的位置的構成，但通過任意地設定對保持於第一連接流路163和連接流路41內的各液體發揮作用的毛細管力和離心力的關係，能夠以連接流路41內的液體先超過虹吸管彎曲部的方式構成，因此並不局限於第一連接流路163和連接流路41內的虹吸管彎曲部的位置關係。作為用於設定毛細管力和離心力的關係的參數，有流路寬度、流路深度、液體的密度、保持於分離腔23和稀釋液定量室27a的液面高度(液量、各室的寬度和深度)、液面的半徑位置、轉速等。
[0326]如上所述，使用者可以通過採集試樣液時的保護蓋2的開閉操作來將稀釋液容器5開封而將稀釋液送入分析用器件I內，因此可以實現分析裝置的簡化和成本削減，還可以使使用者的操作性提高。
[0327]另外，因為使用以作為密封構件的密封鋁箔9密封的稀釋液容器5，通過作為突出部的開封肋Ila捅破密封鋁箔9而將稀釋液容器5開封，所以稀釋液不會因長期保存而蒸發減少，可以實現分析精度的提聞。
[0328]此外，通過將以沿分析用器件I的離心方向(半徑方向)伸長的方式形成的各測定室40a?40f, 40g的寬度(圓周方向的尺寸)規定為可通過光學測定部108檢測的最低限度的尺寸，將旋轉中保持於測定室40a?40f，40g的液體的液面高度規定為可通過光學測定部108檢測的半徑位置、即充滿雷射照射區域的液面高度，從而能夠以最低限度的必需液量進行測定。
[0329]如上所述，測定室40a?40f以沿離心力作用的方向伸長的方式形成，在位於旋轉方向的側壁的至少一側壁以自測定室40a?40f的外周位置向內周方向伸長的方式形成毛細管區47a?47f，實施工序7?9，所以即使不設置像專利文獻I中所見的那樣的用於攪拌試樣液和試劑的由流入通路114、測定室115、流路117構成的U字形狀的攪拌機構，也可以獲得足夠的攪拌效果，能夠實現分析用器件的小型化。
[0330]此外，由於測定室40a?40f，40g以沿離心力作用的方向伸長的方式形成，因此用於充滿測定室的試樣液可以比專利文獻I的情況少，能夠以微量的試樣液進行測定。
[0331]上述的實施方式5中，使試劑Tl承載於毛細管區47a?47f，但也可以如圖43所示，使試劑Tl和與該試劑Tl不同的試劑T2承載於毛細管區47a?47f。此外，還可以如圖44所示，將試劑Tl設於測定室40a?40f的外周側的底部附近，根據需要使試劑T2如假想線所示承載於毛細管區47a，47b, 47cl, 47c2, 47d?47f。對於單一的測定室，在測定室的底部設置試劑Tl的同時在毛細管區也設置試劑T2的情況下，試劑Tl和試劑T2可以是相同的成分，也可以相互不同。作為設於毛細管區的試劑T2，也可以採用成分不同的多種試劑。
[0332](實施方式6)
[0333]實施方式5中分流點在同一圓周上，但實施方式6中即使分流點不在同一圓周上也可以消除液量的偏差。
[0334]基於圖49?圖58對本發明的實施方式6進行說明。
[0335]圖49?圖56表不本發明的實施方式，圖57和圖58表不比較例。
[0336]如圖49和圖50所示，本發明的實施方式的分析用器件通過將形成有表面具有微細的凹凸形狀的基底基板3和覆蓋基底基板3的上表面的覆蓋基板4貼合而構成，為了便於說明，圖49中以除去覆蓋基板4的狀態圖示。
[0337]基底基板3上形成有填充用室171、測定室173，174，175，176、廢棄用室177、空氣孔室194，195和定量毛細管流路172。圖49中示於各凹部的位置的孔196a，196b, 196c, 196d, 196e, 196f, 196g, 196h如圖50所示形成於基底基板3且與大氣連通。
[0338]相對於旋轉軸心107，測定室173?176沿外周側配置。定量毛細管流路172中，基端與填充用室171連接，同時曲折地在旋轉軸心107與測定室173?176之間沿圓周方向延伸，將內周側的拐點作為分液點184，185，186，187，188，具有將在各分液點分流的樣品液分配至測定室173?176的連接部189，190，191，192，且定量毛細管流路172從連接部193向廢棄用室177分配多餘的樣品液。
[0339]在填充用室171中填充樣品液後，樣品液通過毛細管力充滿定量毛細管流路172。這時，作為空氣孔設置的是空氣孔用室194，195。該定量毛細管流路172呈如下構成:多條相同形狀的流路相連，重複在旋轉軸心107側為分液點、朝外周方向為用於向測定用室173，174，175，176導入樣品液的連接部189?193。
[0340]在樣品液充滿定量毛細管流路172的狀態下，若使該分析用器件以旋轉軸心107為中心旋轉而施加離心力，則定量毛細管流路172內的樣品液從定量毛細管流路172的分液點向左右分離，輸送至測定用室173，174，175，176內及填充室171、廢棄用室177。
[0341]如圖51中的假想線所示，定量毛細管流路172中形成有定量部178，179，180，181。在各定量部178，179，180, 181的外周方向上分別配置有測定室173，174，175，176。這時，各測定室173，174，175，176所需的樣品液的量為定量毛細管流路172內的從各分液點184至分液點188所劃分的定量部178，179，180，181的容量。設計為定量部178，179導入3微升，定量部180，181導入7微升。
[0342]本實施方式中，在定量部180與測定室175的連接部191設有圖52?圖55所示的特徵性的單元197。
[0343]在說明該特徵性的單元197之前，對比較例進行說明。
[0344]圖57所示的比較例中，僅是連接部191未設特徵性的單元197，其他構成與圖49?圖51相同。
[0345]如圖58(a)所示，在填充於填充用室171的樣品液通過毛細管力充滿定量毛細管流路172的狀態下，若以旋轉軸心107為中心以例如4000rpm旋轉而施加離心力，則如圖58(b)所示，保持於定量毛細管流路172內的樣品液如圖58(c)所示在分液點被分離，輸送至各測定用室173，174，175，176。如果保持於該定量毛細管流路172的量增加，則需要改變毛細管流路的寬度和長度，但如果為了保持毛細管力均勻而改變定量毛細管流路172的長度，則從旋轉軸心107至分液點187，188的距離變得比分液點184，185，186短。利用離心力的液體輸送自旋轉軸心107向外周方向擴展，因此樣品液開始輸送始於與旋轉軸心107的距離短的分液點187，188。因此，與旋轉軸心107的距離長的分液點184，185，186的情況下，相比於與旋轉軸心107的距離短的分液點187，188，輸送變慢。在這裡，定量部179和定量部180連接的部分中，先開始輸送的分液點187的樣品液不被導入測定室175而流入定量部179。
[0346]因此，如圖58(c)所示，在定量毛細管流路2的樣品液的輸送結束的狀態下，測定室173，174，175，176的樣品液的量存在偏差。這是由於旋轉剛開始後因轉速低而離心力弱，且因為定量毛細管流路172被樣品液充滿，所以定量部相互連接的部分的表面張力比在各定量部178，179，180，181與各測定室173，174，175，176的連接部發揮作用的表面張力弱，因而低速旋轉時的離心力無法使樣品液導入測定室內，流入被樣品液充滿的相鄰的流路內。其結果是，如果看從旋轉軸心107至所示分液點的距離相同的位置接受樣品液的測定室173，174，應該供給至測定室175的樣品液的一部分如圖58 (b)中的箭頭所示流入測定室174，因此測定室174的樣品液的量變得比測定室173的樣品液的量多，測定室173與測定室174之間樣品液的量出現偏差。此外，如果看從旋轉軸心107至所示分液點的距離相同的位置接受樣品液的測定室175，176，應該供給至測定室175的樣品液的一部分如圖58(b)中的箭頭所示流入測定室174而失去，因此測定室175的樣品液的量變得比測定室176的樣品液的量少，測定室175與測定室176之間樣品液的量出現偏差。
[0347]以降低測定室173與測定室174的樣品液的液量偏差以及測定室175與測定室176的樣品液的液量偏差為目的，本實施方式中設有圖52?圖55所示的特徵性的單元197。該特徵性的單元197中，在旋轉軸心和分液點的距離不同的部分，使與從所述旋轉軸心和分液點的距離較短的分液點接受樣品液的分配的測定室的連接部的流路的截面積比與所述旋轉軸心和分液點的距離較長的分液點連接的流路同與所述旋轉軸心和分液點的距離較短的分液點連接的流路的連接部的截面積大，從而使樣品液容易流向測定室175內。藉此，利用離心力輸送液體時樣品液容易流入測定室175內，在侵入相鄰的定量部179之前導入測定室175，從而使導入各測定室的樣品液的量也定量。
[0348]具體來說，如圖52?圖55所示，與形成於基底基板3的所述連接部191連通的溝形狀的誘導毛細管流路182a，182b作為特徵性的單元197形成於覆蓋基板4。還有，比較例中，由於未設該誘導毛細管流路182a，182b等，因此測定室175中的連接部191的開口的截面積與定量部179與定量部180的連接處E的開口的截面積相同。
[0349]圖52為擴大截面積設置的定量部180與測定室175的連接部分的放大立體圖，圖53、圖54是定量部180與測定室175的A-A、B-B連接部分的剖視圖，測定室175的厚度Wl為3_，定量毛細管流路172的厚度W2為0.3_。測定室175的寬度W3為5_，定量毛細管流路172的寬度W4為2mm。此外，用於增大定量部180與測定室175的連接部分的截面積的誘導毛細管流路182a，182b的寬度W5為1mm，厚度W6為0.5mm。還有，圖52是圖53的C-C剖視圖。
[0350]此外，對設定為定量毛細管流路172的寬度的面實施了親水處理，使樣品液通過毛細管力流動。對於誘導毛細管流路182a，182b，也對整面實施了親水處理。在這裡，各定量部連接的部分的截面積在沒有誘導毛細管流路182a，182b時與定量毛細管流路172和各測定室連接的部分的截面積相同，設置誘導毛細管流路182a，182b時，設有誘導毛細管流路182a，182b的部分的截面積更大。因此，樣品液的表面張力變小，容易排出液體。在這裡，能夠使各定量部的樣品液在不進入其他流路的情況下導入測定室175內的截面積只要可以使施加於定量部180與測定室175的連接部的壓力比施加於其他連接部的壓力低即可。算出使施加於定量部180與測定室175的截面的壓力降低的最小流路寬度和厚度。擴張所需的長度X可以用
[0351]X= Y / (m.r.ω 2/S)
[0352]定義；在這裡，X:擴張所需的長度，m:分子的質量，r:旋轉半徑，ω:轉速，S:截面積，Y:表面張力。
[0353]施加於各連接部的壓力可通過(m*r.co2/S)的部分求出。本實施方式中使用的表面張力為0.07N/m,旋轉半徑r=15mm,轉速ω =4000rpm,流路寬度w=2mm,流路厚度t=0.3mm。在這裡，如果求沒有誘導毛細管流路182a，182b時的各定量部與各測定室的連接部的壓力，則為約4383N/m2。因此，如果可以使施加於定量部180與測定室175的連接部的壓力低於該值，則可以將樣品液導入測定室175。誘導毛細管流路182a，182b的最小流路寬度和厚度是流路寬度和厚度加上可以在通過離心力旋轉時的壓力下使液體排出的0.017mm以上而得的長度、即流路寬度2.017mm和寬度0.317_。此外，最大的流路寬度設為作為定量毛細管流路172設定的2_。這些形狀中顯示其效果。
[0354]圖56中示出設有誘導毛細管流路182a，182b的流動模式。
[0355]圖56(a)中示出將定量毛細管流路內的樣品液通過離心力輸送時的圖。圖56 (b)中，如果開始施加離心力，則定量部180，181的樣品液開始向外周側輸送。但是，由於設有誘導毛細管流路182a，182b，因此作用於定量部180與測定室175的連接部的表面張力變弱，在低轉速時也可以使樣品液導入測定室175內。由圖56(c)可以確認，被輸送至測定室175的樣品液的量確保為與測定室176相同的量。由此確認，通過在測定室175與定量毛細管流路172的連接部設置誘導毛細管流路182a，182b來增加截面積，若離心力大於表面張力，則樣品液容易被導入測定室內，測定室173與測定室174的樣品液的液量偏差以及測定室175與測定室176的樣品液的液量偏差得到降低。
[0356]基於以上的說明，如果通過將定量部180與測定室175的連接部的截面積設定得比定量部相互連接的部分的截面積大，降低壓力而使樣品液容易流入測定室175，則可以使在各定量部中定量的樣品液輸送至測定室。
[0357]還有，上述的實施方式中對在定量部與定量部的連接部的流路厚度上加上擴張所需的長度X的情況進行了說明，但也可以在定量部與定量部的連接部的流路寬度上加上擴張所需的長度X來實施。
[0358]工業上的可利用性
[0359]本發明可用作為用於從生物等採集的液體的成分分析的分析用器件的輸送控制單元。
【權利要求】
1.一種分析用器件，該分析用器件為了將填充用室的樣品液分配至多個測定室而使其繞旋轉軸心旋轉來進行使用，其特徵在於， 相對於所述旋轉軸心沿外周側配置所述多個測定室； 設有基端與所述填充用室連接的定量毛細管流路，所述定量毛細管流路曲折且在所述旋轉軸心和所述多個測定室之間沿圓周方向延長，具有以內周側的拐點為分液點將樣品液分配至所述多個測定室的連接部； 在所述旋轉軸心和分液點的距離不同的部分，與從所述旋轉軸心和分液點的距離較短的分液點接受樣品液的分配的測定室的連接部的流路的截面積、相比於與所述旋轉軸心和分液點的距離較長的分液點連接的流路同與所述旋轉軸心和分液點的距離較短的分液點連接的流路的連接部的截面積，前者較大。
2.如權利要求1所述的分析用器件，其特徵在於，所述定量部和所述室的連接部的面積表示為將以
X= Y / (m.r.ω 2/S) 表示的長度與所述定量部和定量部的連接部的流路寬度或厚度相加而得的長度；其中，X表示擴張所需的長度，m表示分子的質量，r表示旋轉半徑，ω表示轉速，S表示截面積，Y表示表面張力。
3.如權利要求1所述的分析 用器件，其特徵在於，對流路和測定室的壁面實施過親水處理。
【文檔編號】G01N35/08GK103499702SQ201310443482
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2008年11月7日 優先權日:2007年11月8日
【發明者】佐伯博司, 田頭幸造, 來島知裕, 杉本博文, 渡部賢治, 高橋長, 木藤正明 申請人:松下電器產業株式會社