分析用具及分析装置转让专利
申请号 : CN200380101941.4
文献号 : CN1705884B
文献日 : 2010-04-28
发明人 : 田口尊之 , 北村茂 , 野田雄一 , 原田敏彦
申请人 : 爱科来株式会社
摘要 :
本发明提供一种分析用具以及分析装置，其涉及分析试料液中的特定成分的技术。分析用具(Y)包括：设置在中央部的液体导入口(61)；以及多条流路(51)，其与液体导入口(61)连通并利用毛细管现象使从液体导入口(61)导入的试料液从中央部向周缘部前进。各流路(51)例如以直线形状从中央部向周缘部延伸，此外，多条流路(51)以放射状被配置。
权利要求 :
1.一种分析用具，其特征在于，包括：设置在中央部的液体导入口，以及与所述液体导入口连通、并利用毛细管现象使从所述液体导入口导入的试料液从中央部向周缘部前进的多条流路，所述流路具有反应部和设置于该反应部上游侧的分支部，从所述分支部伸出与所述流路连通的分支流路。
2.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：所述各流路从中央部向周缘部延伸成直线形状。
3.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：所述多条流路被配置成放射状。
4.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：所述多条流路被组化为具有共通部分以及个别部分的一条或者多条集合流路；
所述集合流路从中央部向周缘部分支并延伸。
5.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：具有多个测定部位，并在所述各流路上设置所述多个测定部位中的至少一个测定部位；
所述多个测定部位被配置成位于同一圆周上。
6.如权利要求5所述的分析用具，其特征在于：具有圆盘状的形态。
7.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：在所述多条流路中的两条以上的流路上设置有用于与试料液发生反应的试药部，并且，设置在所述两条以上流路上的试药部含有互不相同的试药。
8.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：具有基板以及与该基板接合的盖体；其中，所述液体导入口由设置在所述基板或者所述盖体上的贯通孔构成；
所述多条流路由设置在所述基板或者所述盖体上的凹部构成。
9.如权利要求8所述的分析用具，其特征在于：所述凹部的主截面是宽度尺寸为10～500μm、深度尺寸为5～500μm、并且深度尺寸/宽度尺寸≥0.5的矩形截面。
10.一种分析装置，其特征在于：是一种利用分析用具进行试料液分析而构成的分析装置；
所述分析用具包括：设置在中央部的液体导入口、与所述液体导入口连通并利用毛细管现象使从所述液体导入口导入的试料液从中央部向周缘部前进的多条流路、以及在同一圆周上配置的多个测定部位，并且当在所述各流路上设置有所述多个测定部位中的至少一个测定部位时，还包括用于使所述分析用具旋转的旋转机构、以及向所述测定部位给予刺激并检测在所述测定部位的应答的检测机构，所述流路具有反应部和设置于该反应部上游侧的分支部，从所述分支部伸出与所述流路连通的分支流路。
11.如权利要求10所述的分析装置，其特征在于：所述检测机构具有被固定的光源部以及受光部，且作为光来给予所述刺激并作为反射光、透过光或者散射光来检测所述应答。
12.如权利要求10所述的分析装置，其特征在于：当所述多个测定部位以等间隔配置时，所述旋转机构根据每个对应邻接测定部位的相互间隔的角度来使所述分析用具间歇旋转。
说明书 :
技术领域
本发明涉及用于分析试料液而使用的分析用具及分析装置。
背景技术
作为试料液的分析方法，例如有通过光学方法来分析使试料液和试药发生反应时的反应液的方法。在通过这种方法进行试料液的分析时，使用提供反应场的分析用具。对于分析用具来说，其具有多条流路，以便能够使用一种试料液分析多个项目，或者能够对多种试料液分析同一项目。
对于具有多条流路的分析用具来说，例如，如图13A以及图13B所示，其形成为矩形的形状，多条流路90A、90B的主要部分互相平行配置。另一方面，还具有将多条流路配置成放射状的分析用具(例如，参照日本国特开平10-2875号公报以及日本国特表平10-501340号公报)。
对于记载在日本国特开平10-2875号公报中的分析用具来说，其经由毛细管而从分析用具的周缘部导入试料液，在毛细管的内部产生酶反应。
另一方面，对于记载在日本国特表平10-501340号公报中的分析用具来说，通过使分析用具旋转来向试料液施加离心力，以便向多条流路供给试料液。
然而，对于图13A所示的分析用具9A来说，因为需要经由液体导入口91A分别对各流路90A供给试料液，所以使供给试料液的作业变得烦琐。
另一方面，对于图13B所示的分析用具9B来说，因为多条流路90B连接在一个液体导入口91B上，所以可以一起对多条流路90B进行试料液的供给。相反，随着流路90B数量的增加而使得统一各流路90B的长度变得困难。流路90B的长度的不同表现在试料液从液体导入口91B到达反应部92B的时间的不同。其结果，使各个流路90B向反应部92B供给试料液的时刻变得不同，从而产生了各个反应部92B可用于反应的时间的不统一。由于该不统一会反映在测定结果上，所以流路90B长度的不同最后会对测定精度产生影响。
而且，对于图13A所示的分析用具9A以及图13B所示的分析用具9B来说，为了通过光学方法来分析供给到各流路90A、90B的试料液，有必要设置一个测光系统并使该测光系统进行扫描，或者设置对应流路90A、90B数目的测光系统。因此，使测光系统复杂化且分析装置大型化，此外还会增加制造成本，增加运转成本。
对于日本国特开平10-2875号公报中记载的分析用具来说，与图13A所示的分析用具9A一样，因为需要分别对各毛细管供给试料液，所以需要按照对应毛细管数量的次数来供给试料液，使得试料液的供给作业变得繁琐。
与其相对，对于在日本国特表平10-501340号公报中记载的分析用具来说，尽管其不需要按照对应流路数量的次数来供给试料液，但是，为了向流路供给试料液而需要使分析用具高速旋转，目的在于向试料液施加离心力。因此，使用于利用分析用具来分析试料液的装置复杂化，制造成本增高，并且，因为需要高速旋转分析用具而使得运转成本增高。
对于具有多条流路的分析用具来说，例如，如图13A以及图13B所示，其形成为矩形的形状，多条流路90A、90B的主要部分互相平行配置。另一方面，还具有将多条流路配置成放射状的分析用具(例如，参照日本国特开平10-2875号公报以及日本国特表平10-501340号公报)。
对于记载在日本国特开平10-2875号公报中的分析用具来说，其经由毛细管而从分析用具的周缘部导入试料液，在毛细管的内部产生酶反应。
另一方面，对于记载在日本国特表平10-501340号公报中的分析用具来说，通过使分析用具旋转来向试料液施加离心力，以便向多条流路供给试料液。
然而，对于图13A所示的分析用具9A来说，因为需要经由液体导入口91A分别对各流路90A供给试料液，所以使供给试料液的作业变得烦琐。
另一方面，对于图13B所示的分析用具9B来说，因为多条流路90B连接在一个液体导入口91B上，所以可以一起对多条流路90B进行试料液的供给。相反，随着流路90B数量的增加而使得统一各流路90B的长度变得困难。流路90B的长度的不同表现在试料液从液体导入口91B到达反应部92B的时间的不同。其结果，使各个流路90B向反应部92B供给试料液的时刻变得不同，从而产生了各个反应部92B可用于反应的时间的不统一。由于该不统一会反映在测定结果上，所以流路90B长度的不同最后会对测定精度产生影响。
而且，对于图13A所示的分析用具9A以及图13B所示的分析用具9B来说，为了通过光学方法来分析供给到各流路90A、90B的试料液，有必要设置一个测光系统并使该测光系统进行扫描，或者设置对应流路90A、90B数目的测光系统。因此，使测光系统复杂化且分析装置大型化，此外还会增加制造成本，增加运转成本。
对于日本国特开平10-2875号公报中记载的分析用具来说，与图13A所示的分析用具9A一样，因为需要分别对各毛细管供给试料液，所以需要按照对应毛细管数量的次数来供给试料液，使得试料液的供给作业变得繁琐。
与其相对，对于在日本国特表平10-501340号公报中记载的分析用具来说，尽管其不需要按照对应流路数量的次数来供给试料液，但是，为了向流路供给试料液而需要使分析用具高速旋转，目的在于向试料液施加离心力。因此，使用于利用分析用具来分析试料液的装置复杂化，制造成本增高，并且，因为需要高速旋转分析用具而使得运转成本增高。
发明内容
本发明的目的在于：抑制分析装置的大型化、制造成本以及运转成本的上升，同时，减轻向分析用具供给试料液时的负担，能够通过简易结构高精度地进行试料液的分析。
由本发明的第一方面提供的分析用具包括：设置在中央部的液体导入口，以及与所述液体导入口连通、并利用毛细管现象使从所述液体导入口导入的试料液从中央部向周缘部前进的多条流路。
各流路例如从中央部向周缘部延伸成直线形状。在此情况下，多条流路优选配置成放射状。多条流路例如也可以被组化为具有共通部分以及个别部分的一个或者多个集合流路。在此情况下，集合流路优选从中央部向周缘部分支并延伸。
本发明的分析用具例如具备多个测定部位。在此情况下，优选在各流路上设置多个测定部位中的至少一个测定部位，多个测定部位被配置成位于同一圆周上。该构造中，优选将分析用具做成圆盘状的形态。
优选在多条流路中的两条以上的流路上设置有用于与试料液发生反应的试药部，并且，设置在所述两条以上流路上的试药部含有互不相同的试药。在该构造中，可从通过经由液体导入口导入的一种试料液来测定多个项目。
本发明的分析用具例如具有基板以及与该基板接合的盖体。在此情况下，例如，液体导入口由设置在基板或者盖体上的贯通孔构成，多条流路由设置在基板或者盖体上的凹部构成。
本发明的分析用具优选基于微量的试料液进行分析。在此情况下，凹部的主截面例如是宽度尺寸为10～500μm，深度尺寸b为5～500μm，且高度尺寸/宽度尺寸≥0.5的矩形截面。这里，本发明所谓的“主截面”指与试料液的前进方向垂直相交的纵截面，在截面形状不一样的情况下，是指以使试料液前进为主要目的部分的纵截面。
在本发明的第二方面中的一种分析装置是利用分析用具进行试料液分析而构造的分析装置，所述分析用具包括：设置在中央部的液体导入口、与所述液体导入口连通并利用毛细管现象使从所述液体导入口导入的试料液从中央部向周缘部前进的多条流路、以及配置在同一圆周上的多个测定部位，并且当在所述各流路上设置有所述多个测定部位中的至少一个测定部位时，还包括用于使所述分析用具旋转的旋转机构以及向所述测定部位给予刺激并检测在所述测定部位的应答的检测机构。该分析装置中，刺激例如作为光被给予，应答例如作为反射光、透过光或者散射光被检测。
在优选实施方式中，当所述多个测定部位以等间隔配置时，所述旋转机构根据每个对应邻接的测定部位相互间隔的角度来使所述分析用具间歇旋转。
由本发明的第一方面提供的分析用具包括：设置在中央部的液体导入口，以及与所述液体导入口连通、并利用毛细管现象使从所述液体导入口导入的试料液从中央部向周缘部前进的多条流路。
各流路例如从中央部向周缘部延伸成直线形状。在此情况下，多条流路优选配置成放射状。多条流路例如也可以被组化为具有共通部分以及个别部分的一个或者多个集合流路。在此情况下，集合流路优选从中央部向周缘部分支并延伸。
本发明的分析用具例如具备多个测定部位。在此情况下，优选在各流路上设置多个测定部位中的至少一个测定部位，多个测定部位被配置成位于同一圆周上。该构造中，优选将分析用具做成圆盘状的形态。
优选在多条流路中的两条以上的流路上设置有用于与试料液发生反应的试药部，并且，设置在所述两条以上流路上的试药部含有互不相同的试药。在该构造中，可从通过经由液体导入口导入的一种试料液来测定多个项目。
本发明的分析用具例如具有基板以及与该基板接合的盖体。在此情况下，例如，液体导入口由设置在基板或者盖体上的贯通孔构成，多条流路由设置在基板或者盖体上的凹部构成。
本发明的分析用具优选基于微量的试料液进行分析。在此情况下，凹部的主截面例如是宽度尺寸为10～500μm，深度尺寸b为5～500μm，且高度尺寸/宽度尺寸≥0.5的矩形截面。这里，本发明所谓的“主截面”指与试料液的前进方向垂直相交的纵截面，在截面形状不一样的情况下，是指以使试料液前进为主要目的部分的纵截面。
在本发明的第二方面中的一种分析装置是利用分析用具进行试料液分析而构造的分析装置，所述分析用具包括：设置在中央部的液体导入口、与所述液体导入口连通并利用毛细管现象使从所述液体导入口导入的试料液从中央部向周缘部前进的多条流路、以及配置在同一圆周上的多个测定部位，并且当在所述各流路上设置有所述多个测定部位中的至少一个测定部位时，还包括用于使所述分析用具旋转的旋转机构以及向所述测定部位给予刺激并检测在所述测定部位的应答的检测机构。该分析装置中，刺激例如作为光被给予，应答例如作为反射光、透过光或者散射光被检测。
在优选实施方式中，当所述多个测定部位以等间隔配置时，所述旋转机构根据每个对应邻接的测定部位相互间隔的角度来使所述分析用具间歇旋转。
附图说明
图1表示的是本发明第一实施方式的分析装置以及分析用具的简要立体图。
图2是沿着图1的II-II线的截面图。
图3是图1所示的微器件的整体立体图。
图4是图3所示的微器件的分解立体图。
图5A是沿着图3的Va-Va线的截面图，图5B是沿着图3的Vb-Vb线的截面图。
图6是图3所示的微器件的基板的平面图。
图7是图3所示的微器件的盖体的底面图。
图8是用于说明使图3所示的微器件的第一气体排出口开放的动作的截面图。
图9是用于说明使图3所示的微器件的第二气体排出口开放的动作的截面图。
图10A～图10C是用于说明图3所示微器件的流路中的试料液的移动状态的模式图。
图11是用于说明本发明第二实施方式的微器件的模式平面图。
图12是用于说明本发明第三实施方式的微器件的模式平面图。
图13A以及图13B是用于说明以往的分析用具的模式平面图。
图2是沿着图1的II-II线的截面图。
图3是图1所示的微器件的整体立体图。
图4是图3所示的微器件的分解立体图。
图5A是沿着图3的Va-Va线的截面图，图5B是沿着图3的Vb-Vb线的截面图。
图6是图3所示的微器件的基板的平面图。
图7是图3所示的微器件的盖体的底面图。
图8是用于说明使图3所示的微器件的第一气体排出口开放的动作的截面图。
图9是用于说明使图3所示的微器件的第二气体排出口开放的动作的截面图。
图10A～图10C是用于说明图3所示微器件的流路中的试料液的移动状态的模式图。
图11是用于说明本发明第二实施方式的微器件的模式平面图。
图12是用于说明本发明第三实施方式的微器件的模式平面图。
图13A以及图13B是用于说明以往的分析用具的模式平面图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的第一实施方式～第三实施方式进行说明。
首先，参照图1～图10对本发明的第一实施方式进行说明。
图1以及图2所示的分析装置X是安装有作为分析用具的微器件Y以用于进行试料液分析的装置，其包括用于安装微器件Y的安装部1、光源部2、受光部3以及开放机构4。
图3～图5所示的微器件Y是提供反应场的装置，其具有基板5、盖体6、接合层7以及分离膜8。
基板5形成为透明的圆盘状，周缘部具有台阶的形态。如图5A以及图6所示，基板5具有设置在中央部的受液部50、连通该受液部50的多条流路51、多个凹部52以及多条分支流路53。
受液部50是用于将供给到微器件Y的试料液导入到各流路51内而用来保持的部分。受液部50在基板5的上面5A上作为圆形的凹部而形成。
各流路51用于使试料液流动，以与受液部50连通的方式形成于基板5的上面5A上。如图5A所示，各流路51经由受液部50与后述盖体6的液体导入口61连接，基本上形成从中央部向周缘部延伸的直线形状。其结果，使多条流路51的流路长度相同，并被配置成放射状。各流路51具有分支部51A以及反应部51B。除了各流路51中的反应部51B的部分，其余均大致为相同的矩形截面。对于各流路51来说，该矩形截面如下述那样构成：即，宽度尺寸以及高度尺寸例如为10～500μm以及5～500μm，宽度尺寸/高度尺寸在0.5以上。
如图4以及图6所示，从分支部51A伸出连通流路51的分支流路53。分支部51A被设置在尽可能接近反应部51B的部位，使分支部51A和反应部51B之间的距离尽可能地缩小。分支流路53具有大致相同的矩形截面，该矩形截面的尺寸与流路的矩形截面的尺寸相同。
反应部51B具有比流路51的主截面更大的截面面积。各反应部51B被设置在同一圆周上。如图5A所示，在各反应部51B上设置有试药部54。但是，没有必要在所有流路51上设置试药部54，例如，对于为了补正因试料液色味的影响而利用的流路就可以省略试药部。
试药部54是在供给试料液时才溶解的固体状，其与试料液的特定成分反应而产生颜色。在本实施方式中，为了能够在微器件Y中测定多个项目，例如准备了成分或者组成不同的多个种类的试药部54。
多个凹部52是用于当从基板5的上面5A一侧向后述反应部51B照射光源时，使透过光从基板5的下面5B一侧射出的部位(参照图1及图2)。各凹部52被设置在对应于基板5的下面5B的反应部51B的部位上。其结果，如图6所示，多个凹部52被配置在基板5的周缘部的同一圆周上。
基板5是通过树脂成形而形成的，该树脂成形使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类树脂或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)这种透明的树脂类材料。受液部50、多条流路51、多个凹部52以及多条分支流路53通过设计金属模具而能够同时在进行上述树脂成形时被制成。
最好对受液部50、多条流路51、多个凹部52及多条分支流路53的内面实施亲水处理。虽然可以采用公知的各种方法作为亲水处理方法，但是最好是例如当含有氟气以及氧气的混合气体与各内面接触之后，通过使水或者水蒸气接触各内面来进行。在这方法中，由于使用气体或者水等进行亲水处理，所以即使对于在公知亲水处理方法的紫外线照射中难以处理的立起面(流路等的侧面)，也能够可靠地进行亲水处理。各内面的亲水处理例如以相对纯水的接触角为0～80度那样来进行。
盖体6形成为周缘部向下方突出的圆盘状。盖体6的突出部分60是与基板5的台阶部位接触的部分。盖体6如图5以及图7所示，具有液体导入口61、多个第一气体排出口62、多个凹部63、共通流路64以及第二气体排出口65。
液体导入口61在导入试料液时被利用，作为贯通孔而形成。液体导入口61如图5所明确表示那样，在盖体6的中央部上，被设置成位于基板5的受液部50的正上方。
各第一气体排出口62用于排出流路51内的气体，作为贯通孔而形成。各第一气体排出口62如图5B所明确表示那样，形成于基板5的分支流路53的正上方。其结果，如图4以及图7所示，多个第一气体排出口62被设置成位于同一圆周上。如图5B所示，各第一气体排出口62通过密封部62a将上部开口封闭。密封部62a可以通过铝等金属、或者通过树脂而形成。密封部62a例如使用接合材料或者通过焊接而被固定在基板5上。
多个凹部63是用于从盖体6的上面6A一侧向后述反应部51B照射光线的部位(参照图1及图2)。如图5A所示，各凹部63被设置成位于盖体6的上面6A的反应部51B的正上方。其结果，如图4及图7所示，多个凹部63被配置在盖体6的周缘部的同一圆周上。
共通流路64是当向外部排出流路51内的气体时，用于向第二气体排出口65导入气体的流路。如图5及图7所示，共通流路64在盖体6的下面6B的周缘部作为环状的凹部而形成。如图5A及图6所示，共通流路64与基板5的多条流路51连通。
如图5及图7所示，第二气体排出口65作为与共通流路64连通的贯通孔而形成。第二气体排出口65的上部开口由密封部65a所封闭。可以使用与用来封闭第一气体排出口62的密封部62a的结构相同的部件作为密封部65a。
盖体6与基板5一样，可以通过使用透明树脂材料的树脂成形来形成。液体导入部61、多个第一气体排出口62、多个凹部63、共通流路64以及第二气体排出口65可以同时在进行上述树脂成形时被制成。对于盖体6来说，最好对临近基板5的流路51的部分实施亲水处理。对于亲水处理的方法来说，可以采用与对基板5的亲水处理方法相同的方法。
如图5所示，接合层7起到相对基板5来接合盖体6的作用。如图4及图5所示，接合层7通过使在中央部具有贯通孔70的接合片介于基板5和盖体6之间而形成。接合层7的贯通孔70的直径比基板5的受液部50的直径或者盖体6的液体导入口61的直径大。例如可以使用在基材两面上具有粘接性的材料作为接合片。
分离膜8用于分离试料液中的固体成分、例如血液中的血球成分。如图5所示，分离膜8具有与接合层7的贯通孔70的直径相对应的直径，以嵌入接合层7的贯通孔70内的方式而介于基板5的受液部50和盖体6的液体导入口61之间。因为受液部50是作为凹部而形成的，所以分离膜8被配置成相对受液部50的底面隔开一定间隔。因为分离膜8的直径与比受液部50的直径更大的贯通孔70的直径相对应，所以，接近各流路51的受液部50的部位由分离膜8所覆盖。通过这样来配置分离膜8，使得从液体导入口61导入的试料液在沿分离膜8的厚度方向透过之后，到达受液部50。
例如可以使用多孔质体作为分离膜8。对于能够作为分离膜8来使用的多孔质体，例如可以举出纸状物、泡沫状物(发泡体)、织布状物、非织布状物、编织状物、膜滤器、玻璃过滤器或者凝胶状物质。当使用血液作为试料液来在分离膜8中分离血液中的血球成分时，作为分离膜8，最好使用其细孔径(细孔尺寸)为0.1～10μm的物质。
图1以及图2所示的分析装置X的安装部1具有用于保持微器件Y的凹部10。在安装部1上设定有光透过区域11。该光透过区域11被设置于当在凹部10内安装有微器件Y时与反应部51B相对应的部位上。对于该光透过区域11来说，通过由透明树脂等透明材料构成安装部1的目标部位而形成。当然，也可以由透明材料形成整个安装部1。对于安装部1来说，其由旋转轴12所支持，通过使该旋转轴12旋转来旋转安装部1。旋转轴12与图外的驱动机构连接，对其进行控制使其旋转与微器件Y的反应部51B的配置间距相对应的每个角度。
光源部2用于对微器件Y的反应部51B照射光线，其被固定在相对盖体6的凹部63的部位上。光源部2例如由水银灯或者白色LED构成。在使用这些光源的情况下，虽然省略了图示，但是先使从光源部2发出的光射入过滤器，然后，再向反应部51B照射光。这是为了在过滤器中选择依据反应液中的分析对象的光吸收特性的波长的光。
受光部3用于接受透过反应部51B的光，其被固定在与光源部2同轴的、并相对基板5的凹部52的部位上。该受光部3的受光量是分析试料液(例如浓度运算)时的基础。受光部3例如由光电二极管构成。
开放机构4具有用于在密封部62a上形成开孔的第一开孔形成元件41、以及用于在密封部65a上形成开孔的第二开孔形成元件42。这些开孔形成元件41、42可通过图外的驱动器而沿着上下方向往复移动。
对于第一开孔形成元件41来说，多个针状部41b从圆盘状的基板41a的下面向下方突出。如图8所示，各针状部41b的直径比盖体6的第一气体排出口62的直径小。各针状部41b对应第一气体排出口62的配置而被配置在同一圆周上。因此，如果在第一开孔形成元件41的各针状部41b和盖体6的第一气体排出口62位置对齐的状态下使第一开孔形成元件41向下移动，则可以相对多个密封部62a一起形成开孔。从而，各第一气体排出口62开放，各流路51的内部经由分支流路53以及第一气体排出口62而处于与外部连通的状态。
如图1以及图9所示，第二开孔形成元件42具有针状部42a。针状部42a的直径比盖体6的第二气体排出口65的直径小。因此，如果在第二开孔形成元件42的针状部42a和盖体6的第二气体排出口65的位置对齐的状态下使第二开孔形成元件42向下移动，则可以相对密封部65a形成开孔。从而，第二气体排出口65开放，各流路51的内部经由共通流路64以及第二气体排出口65而处于与外部连通的状态。
当然，使第一以及第二气体排出口62、65开放的方法并不局限于上述方式。例如，也可以对密封部62a、65a施加能量而使密封部62a、65a熔融或者变形来开放第一以及第二气体排出口62、65。能量的施加可以使用激光等光源、超声波发信器或者发热体等。当然，也可以通过取下密封部62a、65a来开放气体排出口62、65。
如图5所示，当进行试料液的分析时，有必要经由试料导入口61来向微器件Y供给试料液S。试料液S的供给例如通过向液体导入口61点滴试料液S来进行。虽然这种试料液S的供给可以在将微器件Y安装在分析装置X上的状态下进行，但是，最好在预先向微器件Y供给完试料液S之后，再将微器件Y安装于分析装置X上。
当向微器件Y供给有试料液S的情况下，如图5所预想的那样，试料液S透过分离膜8的厚度方向而到达受液部50。此时，试料液S中的固体成分被去除。例如，当使用血液作为试料液时，血液中的血球成分被去除。在供给试料液S时，因为第一以及第二气体排出口62、65封闭，因此，如图10A模式所示那样，试料液S被保持在受液部50内，而并不导入流路51内。
在本实施方式中，是使试料液沿着分离膜8的厚度方向移动来除去固体成分的结构。因此，与使试料液在分离膜8的平面方向上移动来除去固体成分的情况相比，试料液在分离膜8的的滞留时间变短。因此，缩短了除去固体成分的所需时间。
当将试料液S导入流路51内时，只需同时在多个密封部62a上形成开孔即可。如下述那样对多个密封部62a进行开孔：如图8所示，使第一开孔形成元件41向下移动，将针状部41b插入各密封部62a，然后，使第一开孔形成元件41向上移动来从各密封部62a拔出针状部41b。因此，同时对多个密封部62a形成开孔。第一开孔形成元件41的下移或者上移例如可以通过使用者操作操作开关来在分析装置X上自动进行。
当在密封部62a上形成开孔时，流路51的内部经由第一气体排出口62以及分支流路53连通。因此，保持在受液部50内的试料液S通过毛细管现象而在流路51的内部移动。如图10A的箭头所示，到达分支部51A的试料液S未能超越分支部51A并到达反应部51B，而是被导入到分支流路53内。因此，如图10B模式所示那样，形成了在反应部51B的附近有试料液S存在的状态，结束了用于使试料液S和试药在反应部51B发生反应的准备。
另一方面，当向反应部51B供给试料液S时，只需在密封部65a上形成开孔即可。对密封部65a形成开孔是这样进行的：如图9所示，使第二开孔形成元件42向下移动，将针状部42a插入密封部65a，然后，使第二开孔形成元件42向上移动来从密封部65a拔出针状部42a。第二开孔形成元件42的下移或者上移例如可以通过使用者操作操作开关来在分析装置X上自动进行。
当在密封部65a上形成开孔时，流路51的内部经由第二气体排出口65以及共通流路64连通。因此，在反应部51B的附近停止移动的试料液S再次通过毛细管现象而在流路51内移动。因此，在各流路51中，如图10C所示，试料液S超越分支部51A而移动，从而对多个反应部51B一并供给试料液S。
在反应部51B处，通过试料液使试药部54溶解，从而构筑成液相反应系统。因此，试料液S和试药发生反应，例如，液相反应系统呈现出与试料中的被检测成分的量相关的颜色，或者产生与被检测成分的量相对应的反应物。其结果，反应部51B的液相反应系统显示了与被检测成分的量相应的透光性(光吸收性)。当向反应部51B供给试料经过一定时间后，如图1以及图2所示，由光源部2向反应部51B照射光线，在受光部3处测定此时的透过光量。光源部2的光照射以及在受光部3的透过光的接受是使安装部1每次旋转一定角度而相对设置在各流路51上的所有反应部51B来进行的。分析装置X根据受光部3的受光量来进行试料的分析，例如进行被检测成分的浓度运算。
在上述说明的分析方法中，当将试料液S导入至反应部51B的附近(分支部51A)之后，通过在密封部65a上形成开孔而将从分支部51A流出的试料液S供给到反应部51B。即，仅通过开放一个气体排出口，就能够在多条流路51中向反应部51B供给试料液S。因此，使从开始操作供给试料液S(密封部65a的开孔)到试料液S被供给到反应部51B内的时间缩短，从而使得每条流路51、以至每次测定(每个分析用具)的从开始供给操作到结束试料供给所需时间的偏差缩小。即，通过密封部65a的开孔动作能够合适地控制在反应部51B的反应开始时刻。
在微器件Y中，因为液体导入口61与多条流路51连接，所以通过一次点滴作业就能够同时向多条流路51供给试料液。因此，在微器件Y中，与分别向每条流路51供给试料液的情况相比，减少了供给试料液的繁琐。
在分析装置X中，通过每次旋转微器件Y一定间距来进行对反应部51B的光照射以及透过光的接受。因此，因为只需设置一组被固定的光源部2以及受光部3便可以作为测定系统，所以，能够使分析装置X的结构得到简化，从而抑制分析装置X的大型化、制造成本以及测光所需的运转成本。在分析装置X中，因为在每次旋转微器件Y一定间距，所以，不需要在施加离心力时的那种高速旋转。因此，使微器件Y旋转的所需动力即使比较小也可以，从而可以使用输出较小的设备作为旋转安装部1(微器件Y)的动力源。因此，能够简化分析装置X的装置结构，还能够抑制分析装置X的大型化、制造成本以及测光所需的运转成本。
接着，对本发明第二以及第三实施方式的微器件进行说明。其中，在以下说明的参照附图中，模式显示流路等气体或者液体移动的部分，此外，对于与第一实施方式的微器件Y相同的部件标注同一符号并省略重复说明。
图11表示的是本发明第二实施方式的微器件Ya。
对于该微器件Ya来说，多条流路51被配置成从设置于中央部的液体导入口61向周缘以直线状延伸的放射状，同时，反应部51B被配置在同一圆周上。这些部分与以上说明的微器件Y(参照图6)相同。另一方面，对于微器件Ya来说，与以上说明的微器件Y(参照图6)不同的是各流路51分别与排气口65A连通，省略了分支流路53和共通流路64(参照图6)。
在该结构中，从液体导入口61导入至各流路51的试料液不会在反应部51B的前面停止，而是通过毛细管现象向排气口65A前进。在微器件Ya中，因为液体导入口61被配置在中央部、且反应部51B被配置在同一圆周上，所以，从液体导入口61到各反应部51B的距离大致相等。因此，试料液到达各反应部51B的时刻基本统一。因此，在微器件Ya中，因为能够统一各个反应部51B的反应开始时刻和反应时间，所以能够高精度进行分析。
图12表示的是本发明第三实施方式的微器件Yb。
对于该微器件Yb来说，对于多个反应部51B被配置在微器件Yb的周缘部的同一圆周上这一点与上面说明的微器件Ya(参照图11)相同。在微器件Yb中，对于多条流路51作为多条集合流路51D而被组化这一点与上面说明的微器件Ya(参照图11)不同。各集合流路51D具有共通部分51E、51F以及设置在反应部51B上的个别部分51G。在各集合流路51D中，构成该集合流路51D的流路51相互之间共用共通部分51E、51F。
在该结构中，能够同时对多条流路51供给试料液，而且，若减少最终分支的个别部分51G(设置有反应部51B的部分)的数量，则能够大致统一各流路51的长度、乃至从液体导入口61到各反应部51B的长度。
在各实施方式中，虽然对以微器件形成为圆盘状的情况为例进行了说明，但是也可以将微器件形成为平面矩形的形状等其他形式。另外，本发明的技术思想并不局限于通过光学方法分析微量试料液而构成的微器件，其也适用于使用比微器件更多量的试料液进行分析的分析用具、或者通过电气化学方法等其他方法进行分析而构造的分析用具。
首先，参照图1～图10对本发明的第一实施方式进行说明。
图1以及图2所示的分析装置X是安装有作为分析用具的微器件Y以用于进行试料液分析的装置，其包括用于安装微器件Y的安装部1、光源部2、受光部3以及开放机构4。
图3～图5所示的微器件Y是提供反应场的装置，其具有基板5、盖体6、接合层7以及分离膜8。
基板5形成为透明的圆盘状，周缘部具有台阶的形态。如图5A以及图6所示，基板5具有设置在中央部的受液部50、连通该受液部50的多条流路51、多个凹部52以及多条分支流路53。
受液部50是用于将供给到微器件Y的试料液导入到各流路51内而用来保持的部分。受液部50在基板5的上面5A上作为圆形的凹部而形成。
各流路51用于使试料液流动，以与受液部50连通的方式形成于基板5的上面5A上。如图5A所示，各流路51经由受液部50与后述盖体6的液体导入口61连接，基本上形成从中央部向周缘部延伸的直线形状。其结果，使多条流路51的流路长度相同，并被配置成放射状。各流路51具有分支部51A以及反应部51B。除了各流路51中的反应部51B的部分，其余均大致为相同的矩形截面。对于各流路51来说，该矩形截面如下述那样构成：即，宽度尺寸以及高度尺寸例如为10～500μm以及5～500μm，宽度尺寸/高度尺寸在0.5以上。
如图4以及图6所示，从分支部51A伸出连通流路51的分支流路53。分支部51A被设置在尽可能接近反应部51B的部位，使分支部51A和反应部51B之间的距离尽可能地缩小。分支流路53具有大致相同的矩形截面，该矩形截面的尺寸与流路的矩形截面的尺寸相同。
反应部51B具有比流路51的主截面更大的截面面积。各反应部51B被设置在同一圆周上。如图5A所示，在各反应部51B上设置有试药部54。但是，没有必要在所有流路51上设置试药部54，例如，对于为了补正因试料液色味的影响而利用的流路就可以省略试药部。
试药部54是在供给试料液时才溶解的固体状，其与试料液的特定成分反应而产生颜色。在本实施方式中，为了能够在微器件Y中测定多个项目，例如准备了成分或者组成不同的多个种类的试药部54。
多个凹部52是用于当从基板5的上面5A一侧向后述反应部51B照射光源时，使透过光从基板5的下面5B一侧射出的部位(参照图1及图2)。各凹部52被设置在对应于基板5的下面5B的反应部51B的部位上。其结果，如图6所示，多个凹部52被配置在基板5的周缘部的同一圆周上。
基板5是通过树脂成形而形成的，该树脂成形使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类树脂或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)这种透明的树脂类材料。受液部50、多条流路51、多个凹部52以及多条分支流路53通过设计金属模具而能够同时在进行上述树脂成形时被制成。
最好对受液部50、多条流路51、多个凹部52及多条分支流路53的内面实施亲水处理。虽然可以采用公知的各种方法作为亲水处理方法，但是最好是例如当含有氟气以及氧气的混合气体与各内面接触之后，通过使水或者水蒸气接触各内面来进行。在这方法中，由于使用气体或者水等进行亲水处理，所以即使对于在公知亲水处理方法的紫外线照射中难以处理的立起面(流路等的侧面)，也能够可靠地进行亲水处理。各内面的亲水处理例如以相对纯水的接触角为0～80度那样来进行。
盖体6形成为周缘部向下方突出的圆盘状。盖体6的突出部分60是与基板5的台阶部位接触的部分。盖体6如图5以及图7所示，具有液体导入口61、多个第一气体排出口62、多个凹部63、共通流路64以及第二气体排出口65。
液体导入口61在导入试料液时被利用，作为贯通孔而形成。液体导入口61如图5所明确表示那样，在盖体6的中央部上，被设置成位于基板5的受液部50的正上方。
各第一气体排出口62用于排出流路51内的气体，作为贯通孔而形成。各第一气体排出口62如图5B所明确表示那样，形成于基板5的分支流路53的正上方。其结果，如图4以及图7所示，多个第一气体排出口62被设置成位于同一圆周上。如图5B所示，各第一气体排出口62通过密封部62a将上部开口封闭。密封部62a可以通过铝等金属、或者通过树脂而形成。密封部62a例如使用接合材料或者通过焊接而被固定在基板5上。
多个凹部63是用于从盖体6的上面6A一侧向后述反应部51B照射光线的部位(参照图1及图2)。如图5A所示，各凹部63被设置成位于盖体6的上面6A的反应部51B的正上方。其结果，如图4及图7所示，多个凹部63被配置在盖体6的周缘部的同一圆周上。
共通流路64是当向外部排出流路51内的气体时，用于向第二气体排出口65导入气体的流路。如图5及图7所示，共通流路64在盖体6的下面6B的周缘部作为环状的凹部而形成。如图5A及图6所示，共通流路64与基板5的多条流路51连通。
如图5及图7所示，第二气体排出口65作为与共通流路64连通的贯通孔而形成。第二气体排出口65的上部开口由密封部65a所封闭。可以使用与用来封闭第一气体排出口62的密封部62a的结构相同的部件作为密封部65a。
盖体6与基板5一样，可以通过使用透明树脂材料的树脂成形来形成。液体导入部61、多个第一气体排出口62、多个凹部63、共通流路64以及第二气体排出口65可以同时在进行上述树脂成形时被制成。对于盖体6来说，最好对临近基板5的流路51的部分实施亲水处理。对于亲水处理的方法来说，可以采用与对基板5的亲水处理方法相同的方法。
如图5所示，接合层7起到相对基板5来接合盖体6的作用。如图4及图5所示，接合层7通过使在中央部具有贯通孔70的接合片介于基板5和盖体6之间而形成。接合层7的贯通孔70的直径比基板5的受液部50的直径或者盖体6的液体导入口61的直径大。例如可以使用在基材两面上具有粘接性的材料作为接合片。
分离膜8用于分离试料液中的固体成分、例如血液中的血球成分。如图5所示，分离膜8具有与接合层7的贯通孔70的直径相对应的直径，以嵌入接合层7的贯通孔70内的方式而介于基板5的受液部50和盖体6的液体导入口61之间。因为受液部50是作为凹部而形成的，所以分离膜8被配置成相对受液部50的底面隔开一定间隔。因为分离膜8的直径与比受液部50的直径更大的贯通孔70的直径相对应，所以，接近各流路51的受液部50的部位由分离膜8所覆盖。通过这样来配置分离膜8，使得从液体导入口61导入的试料液在沿分离膜8的厚度方向透过之后，到达受液部50。
例如可以使用多孔质体作为分离膜8。对于能够作为分离膜8来使用的多孔质体，例如可以举出纸状物、泡沫状物(发泡体)、织布状物、非织布状物、编织状物、膜滤器、玻璃过滤器或者凝胶状物质。当使用血液作为试料液来在分离膜8中分离血液中的血球成分时，作为分离膜8，最好使用其细孔径(细孔尺寸)为0.1～10μm的物质。
图1以及图2所示的分析装置X的安装部1具有用于保持微器件Y的凹部10。在安装部1上设定有光透过区域11。该光透过区域11被设置于当在凹部10内安装有微器件Y时与反应部51B相对应的部位上。对于该光透过区域11来说，通过由透明树脂等透明材料构成安装部1的目标部位而形成。当然，也可以由透明材料形成整个安装部1。对于安装部1来说，其由旋转轴12所支持，通过使该旋转轴12旋转来旋转安装部1。旋转轴12与图外的驱动机构连接，对其进行控制使其旋转与微器件Y的反应部51B的配置间距相对应的每个角度。
光源部2用于对微器件Y的反应部51B照射光线，其被固定在相对盖体6的凹部63的部位上。光源部2例如由水银灯或者白色LED构成。在使用这些光源的情况下，虽然省略了图示，但是先使从光源部2发出的光射入过滤器，然后，再向反应部51B照射光。这是为了在过滤器中选择依据反应液中的分析对象的光吸收特性的波长的光。
受光部3用于接受透过反应部51B的光，其被固定在与光源部2同轴的、并相对基板5的凹部52的部位上。该受光部3的受光量是分析试料液(例如浓度运算)时的基础。受光部3例如由光电二极管构成。
开放机构4具有用于在密封部62a上形成开孔的第一开孔形成元件41、以及用于在密封部65a上形成开孔的第二开孔形成元件42。这些开孔形成元件41、42可通过图外的驱动器而沿着上下方向往复移动。
对于第一开孔形成元件41来说，多个针状部41b从圆盘状的基板41a的下面向下方突出。如图8所示，各针状部41b的直径比盖体6的第一气体排出口62的直径小。各针状部41b对应第一气体排出口62的配置而被配置在同一圆周上。因此，如果在第一开孔形成元件41的各针状部41b和盖体6的第一气体排出口62位置对齐的状态下使第一开孔形成元件41向下移动，则可以相对多个密封部62a一起形成开孔。从而，各第一气体排出口62开放，各流路51的内部经由分支流路53以及第一气体排出口62而处于与外部连通的状态。
如图1以及图9所示，第二开孔形成元件42具有针状部42a。针状部42a的直径比盖体6的第二气体排出口65的直径小。因此，如果在第二开孔形成元件42的针状部42a和盖体6的第二气体排出口65的位置对齐的状态下使第二开孔形成元件42向下移动，则可以相对密封部65a形成开孔。从而，第二气体排出口65开放，各流路51的内部经由共通流路64以及第二气体排出口65而处于与外部连通的状态。
当然，使第一以及第二气体排出口62、65开放的方法并不局限于上述方式。例如，也可以对密封部62a、65a施加能量而使密封部62a、65a熔融或者变形来开放第一以及第二气体排出口62、65。能量的施加可以使用激光等光源、超声波发信器或者发热体等。当然，也可以通过取下密封部62a、65a来开放气体排出口62、65。
如图5所示，当进行试料液的分析时，有必要经由试料导入口61来向微器件Y供给试料液S。试料液S的供给例如通过向液体导入口61点滴试料液S来进行。虽然这种试料液S的供给可以在将微器件Y安装在分析装置X上的状态下进行，但是，最好在预先向微器件Y供给完试料液S之后，再将微器件Y安装于分析装置X上。
当向微器件Y供给有试料液S的情况下，如图5所预想的那样，试料液S透过分离膜8的厚度方向而到达受液部50。此时，试料液S中的固体成分被去除。例如，当使用血液作为试料液时，血液中的血球成分被去除。在供给试料液S时，因为第一以及第二气体排出口62、65封闭，因此，如图10A模式所示那样，试料液S被保持在受液部50内，而并不导入流路51内。
在本实施方式中，是使试料液沿着分离膜8的厚度方向移动来除去固体成分的结构。因此，与使试料液在分离膜8的平面方向上移动来除去固体成分的情况相比，试料液在分离膜8的的滞留时间变短。因此，缩短了除去固体成分的所需时间。
当将试料液S导入流路51内时，只需同时在多个密封部62a上形成开孔即可。如下述那样对多个密封部62a进行开孔：如图8所示，使第一开孔形成元件41向下移动，将针状部41b插入各密封部62a，然后，使第一开孔形成元件41向上移动来从各密封部62a拔出针状部41b。因此，同时对多个密封部62a形成开孔。第一开孔形成元件41的下移或者上移例如可以通过使用者操作操作开关来在分析装置X上自动进行。
当在密封部62a上形成开孔时，流路51的内部经由第一气体排出口62以及分支流路53连通。因此，保持在受液部50内的试料液S通过毛细管现象而在流路51的内部移动。如图10A的箭头所示，到达分支部51A的试料液S未能超越分支部51A并到达反应部51B，而是被导入到分支流路53内。因此，如图10B模式所示那样，形成了在反应部51B的附近有试料液S存在的状态，结束了用于使试料液S和试药在反应部51B发生反应的准备。
另一方面，当向反应部51B供给试料液S时，只需在密封部65a上形成开孔即可。对密封部65a形成开孔是这样进行的：如图9所示，使第二开孔形成元件42向下移动，将针状部42a插入密封部65a，然后，使第二开孔形成元件42向上移动来从密封部65a拔出针状部42a。第二开孔形成元件42的下移或者上移例如可以通过使用者操作操作开关来在分析装置X上自动进行。
当在密封部65a上形成开孔时，流路51的内部经由第二气体排出口65以及共通流路64连通。因此，在反应部51B的附近停止移动的试料液S再次通过毛细管现象而在流路51内移动。因此，在各流路51中，如图10C所示，试料液S超越分支部51A而移动，从而对多个反应部51B一并供给试料液S。
在反应部51B处，通过试料液使试药部54溶解，从而构筑成液相反应系统。因此，试料液S和试药发生反应，例如，液相反应系统呈现出与试料中的被检测成分的量相关的颜色，或者产生与被检测成分的量相对应的反应物。其结果，反应部51B的液相反应系统显示了与被检测成分的量相应的透光性(光吸收性)。当向反应部51B供给试料经过一定时间后，如图1以及图2所示，由光源部2向反应部51B照射光线，在受光部3处测定此时的透过光量。光源部2的光照射以及在受光部3的透过光的接受是使安装部1每次旋转一定角度而相对设置在各流路51上的所有反应部51B来进行的。分析装置X根据受光部3的受光量来进行试料的分析，例如进行被检测成分的浓度运算。
在上述说明的分析方法中，当将试料液S导入至反应部51B的附近(分支部51A)之后，通过在密封部65a上形成开孔而将从分支部51A流出的试料液S供给到反应部51B。即，仅通过开放一个气体排出口，就能够在多条流路51中向反应部51B供给试料液S。因此，使从开始操作供给试料液S(密封部65a的开孔)到试料液S被供给到反应部51B内的时间缩短，从而使得每条流路51、以至每次测定(每个分析用具)的从开始供给操作到结束试料供给所需时间的偏差缩小。即，通过密封部65a的开孔动作能够合适地控制在反应部51B的反应开始时刻。
在微器件Y中，因为液体导入口61与多条流路51连接，所以通过一次点滴作业就能够同时向多条流路51供给试料液。因此，在微器件Y中，与分别向每条流路51供给试料液的情况相比，减少了供给试料液的繁琐。
在分析装置X中，通过每次旋转微器件Y一定间距来进行对反应部51B的光照射以及透过光的接受。因此，因为只需设置一组被固定的光源部2以及受光部3便可以作为测定系统，所以，能够使分析装置X的结构得到简化，从而抑制分析装置X的大型化、制造成本以及测光所需的运转成本。在分析装置X中，因为在每次旋转微器件Y一定间距，所以，不需要在施加离心力时的那种高速旋转。因此，使微器件Y旋转的所需动力即使比较小也可以，从而可以使用输出较小的设备作为旋转安装部1(微器件Y)的动力源。因此，能够简化分析装置X的装置结构，还能够抑制分析装置X的大型化、制造成本以及测光所需的运转成本。
接着，对本发明第二以及第三实施方式的微器件进行说明。其中，在以下说明的参照附图中，模式显示流路等气体或者液体移动的部分，此外，对于与第一实施方式的微器件Y相同的部件标注同一符号并省略重复说明。
图11表示的是本发明第二实施方式的微器件Ya。
对于该微器件Ya来说，多条流路51被配置成从设置于中央部的液体导入口61向周缘以直线状延伸的放射状，同时，反应部51B被配置在同一圆周上。这些部分与以上说明的微器件Y(参照图6)相同。另一方面，对于微器件Ya来说，与以上说明的微器件Y(参照图6)不同的是各流路51分别与排气口65A连通，省略了分支流路53和共通流路64(参照图6)。
在该结构中，从液体导入口61导入至各流路51的试料液不会在反应部51B的前面停止，而是通过毛细管现象向排气口65A前进。在微器件Ya中，因为液体导入口61被配置在中央部、且反应部51B被配置在同一圆周上，所以，从液体导入口61到各反应部51B的距离大致相等。因此，试料液到达各反应部51B的时刻基本统一。因此，在微器件Ya中，因为能够统一各个反应部51B的反应开始时刻和反应时间，所以能够高精度进行分析。
图12表示的是本发明第三实施方式的微器件Yb。
对于该微器件Yb来说，对于多个反应部51B被配置在微器件Yb的周缘部的同一圆周上这一点与上面说明的微器件Ya(参照图11)相同。在微器件Yb中，对于多条流路51作为多条集合流路51D而被组化这一点与上面说明的微器件Ya(参照图11)不同。各集合流路51D具有共通部分51E、51F以及设置在反应部51B上的个别部分51G。在各集合流路51D中，构成该集合流路51D的流路51相互之间共用共通部分51E、51F。
在该结构中，能够同时对多条流路51供给试料液，而且，若减少最终分支的个别部分51G(设置有反应部51B的部分)的数量，则能够大致统一各流路51的长度、乃至从液体导入口61到各反应部51B的长度。
在各实施方式中，虽然对以微器件形成为圆盘状的情况为例进行了说明，但是也可以将微器件形成为平面矩形的形状等其他形式。另外，本发明的技术思想并不局限于通过光学方法分析微量试料液而构成的微器件，其也适用于使用比微器件更多量的试料液进行分析的分析用具、或者通过电气化学方法等其他方法进行分析而构造的分析用具。