JP4444094B2 - 流路と、この流路を用いた液体計量装置と、この液体計量装置を用いた液体分析装置と、その液体計量方法 - Google Patents

Description

本発明は、流路と、この流路を用いた液体計量装置と、この液体計量装置を用いた液体分析装置と、その液体計量方法に関するものである。

以下、従来の液体の分析等に用いる流路と、この流路を用いた液体計量装置と、その液体計量方法について説明する。従来の液体計量装置は、第１のチャンバーと第２のチャンバーとを毛細管力（毛細管現象により液体が流路内を進行する力）を有する流路で連結し、第１のチャンバー内の一定量の液体を第２のチャンバーに遠心力を用いて移送するものであった。以下、その手順を図面を用いて説明する。

従来の液体計量装置は図１７に示すように、上流側に設けられた第１のチャンバー１と下流側に設けられた第２のチャンバー２とを毛細管力を有する流路３で連結したものであった。なお矢印４は、遠心力の加わる方向である。この矢印４の根元方向に遠心力源がある。

以上のように構成された液体計量装置において、先ず、図１７に示すように、第１のチャンバー１に液体５を充填する。そうすると、図１８（ａ）に示すように、液体５が毛細管現象により流路３を充填する。このとき図１８（ｂ）の断面図に示すように、流路３と第２のチャンバー２との接合面６においては、液体５の表面張力により、第２のチャンバー２へ液体５は流入しない。

次に、矢印４に示す方向に遠心力を加えると、図１９に示すように第１のチャンバー１に充填された液体５は、流路３の流入口７まで押し出され、この押し出された液体５は、第２のチャンバー２内に移送される。即ち、第１のチャンバー１の充填位置から流入口７までの（定められた）量の液体５が計量されて第２のチャンバー２に流入するわけである。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特表２０００−５１５６３２号公報

しかしながらこのような従来の液体計量装置では、図１９に示す第２のチャンバー２に一定量の液体５が計量された後の状態において、遠心力等の外力が加わって液面が揺れたとすると以下の問題が発生する。

即ち、図２０に示すように、液面が揺れて液体５が流路３の流入口７に達すると、毛細管現象により第１のチャンバー１内に残った液体５が流路３を充填することになる。この状態で、接合面６において再度遠心力が加わったり或いは表面張力が弱まったりすると、この流路３内の液体５は第２のチャンバー２に流入することになる。そうすると、第２のチャンバー２内の液体５の量は最初に計量された予定の量より多くなってしまう。即ち、第２のチャンバー２内における液体５の量が一定にならないという問題があった。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、一定量の液体が計量できるバルブ機能を有した流路を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明の液体計量装置は、遠心力を発生させる遠心力発生手段と、上流側に設けられた第１のチャンバーと、下流側に設けられた第２のチャンバーと、前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとを連結する流路とを備え、前記流路は、毛細管力を有するとともに前記流路の途中に在って、前記遠心力の方向に向かって突出した折り曲げ部を有しており、この折り曲げ部の終端は、この折り曲げ部の頂部の内側より遠心力源側に位置するとともに、前記頂部の内側の幅は、前記折り曲げ部から頂部への入口側と出口側の幅の和より広くし、前記遠心力の制御により前記液体が前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーに移送後に前記液体の一部を前記折り曲げ部に残留させ、その残留させた液体の表面張力により前記折り曲げ部の入口と出口を塞ぐ構成としたものである。これにより、初期の目的を達成することができる。

従って、遠心力により液体を第１のチャンバーから第２のチャンバーへ移送させた後、遠心力を停止させると、折り曲げ部の頂部内の液体が表面張力で折り曲げ部の頂部の入口側と出口側を塞ぐので、結論として流路が塞がれることになる。このように、遠心力の停止後、第１のチャンバー内の液体が流路に進入することが防止される。即ち、この折り曲げ部はバルブ機能を有するわけである。

従って、このバルブ機能を有した流路を液体計量装置に用いれば、このバルブ機能により液体の正確な計量をすることができる。また、この液体計量装置を液体分析装置に用いれば正確な液体の分析をすることができる。

（実施の形態１）
以下、図面を用いて本発明の実施の形態１を説明する。図１は、本実施の形態におけるバルブ機能を有した流路を用いた液体計量装置の側面図である。図１（ａ）において、１１は第１のチャンバー（容器）であり、１２はこの第１のチャンバー１１の上面に設けられた液体の注入口である。また、１３は第１のチャンバー１１の上面に設けられた空気抜き口である。

１４は、第２のチャンバーであり、この第２のチャンバー１４は矢印１５で示した遠心力の方向に対して下流側に位置している。１６は、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１４とを連結する流路であり、第１のチャンバー１１の側面に設けられた流入口１７から第２のチャンバー１４の上端に接続されている。１８は、第２のチャンバー１４の上端に設けられた空気抜き口である。また、下流側に設けられた第２のチャンバー１４は、上流側に設けられた第１のチャンバー１１の容積より大きくしている。

ここで、図１（ｂ）に示すように、流路１６はその厚み１９を１００μｍにしている。これは、この流路１６に毛細管力（毛細管現象により液体が流路を進行する力）を発生させるための寸法である。また、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１４は共にその厚み寸法２０を４００μｍとしている。この寸法２０は、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１４に毛細管力を発生させない（非発生）ための寸法である。また、流路１６の壁面は親水性材料で形成されている。これに対して、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１４の壁面は疎水性（撥水性）材料で形成されている。これは、毛細管力を向上させる上で好ましいことである。

また、流路１６には、この流路１６の途中において、矢印１５で示した遠心力の方向に向かって突出した折り曲げ部２１が形成されている。そしてこの折り曲げ部２１の終端２１ａは、この折り曲げ部２１の頂部２２の内側２２ａより遠心力源側（矢印１５の根元側）に位置している。即ち、内側２２ａと終端２１ａとの間には折り曲げ部２１の内側の寸法２３を有している。更に、頂部２２の内側２２ａの幅２２ｄは、頂部２２の入口側の幅２２ｂと出口側の幅２２ｃの和より広くしている。

以上のように構成された流路１６を用いた液体計量装置について、以下にその動作を説明する。先ず、液体２５を図２に示すように、第１のチャンバー１１に充填する。そうすると、図３（ａ）に示すように第１のチャンバー１１の液体２５は毛細管力で流路１６を充填する。このとき、図３（ｂ）に示すように流路１６と第２のチャンバー１４との接合面２６では、液体２５の表面張力により、液体２５は第２のチャンバー１４へ移送されない。

次に、図４に示すように、第１のチャンバー１１に遠心力を矢印１５に示す方向に加える（第２のチャンバー１４、流路１６にも遠心力は加わっている）と、第１のチャンバー１１内の液体２５は、流路１６を通過して第２のチャンバー１４に移送される。この移送は、液体２５が第１のチャンバー１１の流入口１７の位置で停止する。即ち、液体２５が第１のチャンバー１１の流入口１７まで流出すると、この流入口１７の取り付け位置の作用により、それ以上の液体２５は流路２５へ流入できなくなり、液体２５の移送は停止される。

このとき、流路１６の途中に設けられた折り曲げ部２１では、図５に示すように、液体２５が頂部２２を略満たし、その内側２２ａに隙間２７を生ずる。そうすると、この隙間２７を空気が通過し、この頂部２２より下流側の液体２５は第２のチャンバー１４に移送されて液体２５の移動は停止する。このようにして、第１のチャンバー１１の充填位置から流入口１７までの容積の液体２５が計量されて第２のチャンバー１４に移動する。

次に、遠心力を停止すると図６に示すように、頂部２２の内側の幅２２ｄは、折り曲げ部２１から頂部２２への入口側の幅２２ｂと出口側の幅２２ｃの和より広くしているので、気液間表面積を最小にしようとする液体２５の表面張力により、液体２５は気液間表面積が小さくなるように流路の内側２２ａと接触するように変形し、折り曲げ部２１の入口側２１ｂと出口側２１ｃを塞ぐことになる。

従って、図７に示すように、この後、第１のチャンバー１１内の液面が揺れて液体２５が流入口１７に達したとしても、折り曲げ部２１の液体２５によって第１のチャンバー１１から折り曲げ部２１までの流路１６の空気の移動が妨げられているため、第１のチャンバー１１内の液体２５は流路１６へ浸入することはなく、第２のチャンバー１４内の液体２５の量は一定量に保たれる。即ち、流路１６に形成された折り曲げ部２１がバルブ機能を有するものである。

従って、このバルブ機能を有した流路１６を液体計量装置に用いているので、このバルブ機能により液体２５の第２のチャンバー１４への流出を停止させることができる。即ち、正確な計量をすることができる。また、この液体計量装置を液体分析装置に用いれば正確な液体２５の分析ができる。

なお、本実施の形態における遠心力は、液体計量装置をディスク内に形成し、このディスクを回転させることにより得ている。この詳細については実施の形態４で説明する。

（実施の形態２）
実施の形態２では、折り曲げ部２１の種々の形状を説明する。本実施の形態で示した折り曲げ部は何れも実施の形態１の流路１６に用いることが可能であり、その厚みや材質は流路１６と同様のものである。

図８は「コ字」形状をした折り曲げ部３０である。この折り曲げ部３０の終端３０ａは、この折り曲げ部３０の頂部３１の内側３１ａより遠心力源側に位置している。即ち、内側３１ａと終端３０ａとの間には折り曲げ部３０の内側寸法３２を有している。更に、頂部３１の内側の幅３１ｄは、頂部３１の入口側の幅３１ｂと出口側の幅３１ｃの和より広くしている。

この折り曲げ部３０は、「コ字」形状をしているので、比較的占有面積を小さくすることができとともに、液体２５の表面張力も比較的大きくなる。また、直角に折れ曲がっているで、この折り曲げ部３０を通過することにより液体２５の攪拌作用も促進される。

図９は「Ｕ字」形状をした折り曲げ部３３である。この折り曲げ部３３の終端３３ａは、この折り曲げ部３３の頂部３４の内側３４ａより遠心力源側に位置している。即ち、内側３４ａと終端３３ａとの間には折り曲げ部３３の内側寸法３５を有している。更に、頂部３４の内側の幅３４ｄは、頂部３４の入口側の幅３４ｂと出口側の幅３４ｃの和より広くしている。

この折り曲げ部３３は、「Ｕ字」形状をしているので、比較的占有面積を小さくすることができる。また、曲線形状に曲がっているで、この折曲がり部３３を通過することによる液体２５の攪拌作用を少なくすることができる。

図１０は「Ｖ字」形状をした折り曲げ部３６である。この折り曲げ部３６の終端３６ａは、この折り曲げ部３６の頂部３７の内側３７ａより遠心力源側に位置している。即ち、内側３７ａと終端３６ａとの間には折り曲げ部３６の内側寸法３８を有している。更に、頂部３７の内側の幅３７ｄは、頂部３７の入口側の幅３７ｂと出口側の幅３７ｃの和より広くしている。

この折り曲げ部３６は、「Ｖ字」形状をしているので、比較的占有面積を小さくすることができる。また、Ｖ字形状に折れ曲がっているで、この折り曲げ部３６を通過することにより液体２５に乱流が生じ攪拌作用が促進される。

図１１は底面の広い「コ字」形状をした折り曲げ部３９であり、折り曲げ部３０と略同様の性質を有する。但し、折り曲げ部３０と比較して、頂部４０の内側４０ａの幅４０ｄは、折り曲げ部３９の頂部４０の入口側の幅４０ｂと出口側の幅４０ｃの和を折り曲げ部３０より更に広くしている。従って、液体２５の表面張力が大きくすることができる。

なお、この本実施の形態で述べた折り曲げ部３０，３３，３６，３９を、たとえば図２１に示す例の様に複数個連結すれば、更なるバルブとしての機能の確実性と、液体２５の攪拌作用が得られる。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１と比べて以下の点で相違する。即ち図１２に示すように、第１のチャンバー４５の側面に液体２５の排出口４６が設けられ、この排出口４６から排出路４７が下流（矢印１５に示す遠心力の方向）に向かって設けられている。また、第１のチャンバー４５の底面に流路１６の流入口４８を設けている。なお、実施の形態１と同じものについては同一番号を付して説明を簡略化している。

以上のように構成されているので、注入口１２から流入される液体２５は、第１のチャンバー４５の底面から排出口４６まで貯えられ、それ以上流入する液体２５は、排出口４６を介して排出路４７から外部へ排出される。また、第１のチャンバー４５から第２のチャンバー１４への液体２５の移送では、第１のチャンバー４５に液体２５が残ることなく全て流出される。

即ち、第１のチャンバー４５の底面から排出口４６までの液体２５の量が計量される。従って、排出口４６の底面からの位置を変更することにより、移送する液体２５の量を調節することができる。

（実施の形態４）
図１３は、実施の形態１又は３に記載の液体計量装置を用いた液体分析装置の側面図である。なお、図１３において、１４２は、ディスク１４１の軸心１５３に連結して設けられた駆動手段としてのディスクモータであり、このディスクモータ１４２によってディスク１４１が回転させられる。また、このディスクモータ１４２は制御手段としての制御回路１４３により、回転数の制御や停止が行われる。

１４４は、レーザ光出力駆動回路であり、このレーザ光出力駆動回路１４４の出力で発光部１２５を形成するレーザダイオードが発光し、このとき出力されるレーザ光がディスク１４１の測定チャンバー１７３（後述の測定チャンバー１７４も含む）に向けて発射される。このレーザ光は２つ出力されるが図１３では１つのみ表している。

このレーザ光のうちディスク１４１の回転制御に使われるレーザ光はディスク１４１で反射してディスク１４１上の情報をフォトディテクタ１４６で検出する。そして、その出力は制御回路１４３に入力されて、ディスク１４１の回転が制御される。即ち、回転速度の制御や停止等が制御される。

また、レーザ光のうちディスク１４１の測定チャンバー１７３を通過するレーザ光は、受光部１２６を形成するフォトディテクタで検出されて、その出力は映像信号処理回路１４８で処理される。このようにして、測定チャンバー１７３内の検液（成分検査などをするための液体）１２４の吸光度の測定が行われる。

なお、このディスク１４１は円盤形状をしており、その直径は１２ｃｍであり、厚さ１４９は２ｍｍである。そして、遠心力を発生させるディスク１４１の回転数は毎分１０００回転から６０００回転である。またこのディスク１４１には、測定チャンバー１７３の厚み情報も格納されており、この情報に基づいて映像信号処理回路１４８で検液１２４の吸光度の測定が行われる。

図１４は、測定チャンバー１７３近傍の要部断面図である。図１４において、１１１はベース基板であり、このベース基板１１１はポリカーボネート（ＰＣ）、ガラス、アクリル、プラスチック等で形成されており、透明性を有する材料で形成されている。

このベース基板１１１の上面には、接着剤（２液混合接着剤、熱硬化性接着剤、のり等）１１２を介して上カバー１１３が接着されている。なお、この上カバー１１３もポリカーボネート（ＰＣ）、ガラス、アクリル、プラスチック等で形成されており、透明性を有する材料で形成されている。このようにして、上カバー１１３は接着剤１１２でベース基板１１１に確りと固着されている。

１１４は、上カバー１１３に設けられた凹部であり、この凹部１１４はベース基板１１１に向かって開口している。即ち、この凹部１１４とベース基板１１１とで測定チャンバー１７３を形成している。そしてこのように形成された測定チャンバー１７３には検液１２４が流入されて充填されるものである。

１２５は、測定チャンバー１７３の下方に設けられた発光部であり、レーザダイオードで形成されている。１２６は、測定チャンバー１７３の上方に設けられた受光部であり、フォトディテクタで形成されている。そして、発光部１２５から発射されるレーザ光が測定チャンバー１７３内の検液１２４を通過して、受光部１２６で受光されるものである。このレーザ光が検液１２４を通過することによるレーザ光の減衰（吸光度）等から検液１２４の性質等を測定するものである。

図１５は、液体分析装置を構成するディスク１４１の部分破砕平面図である。このディスク１４１は複数個（本実施の形態では６個）の夫々独立した検液分析部１５１から構成されている。図１５において、１５２は軸心１５３の近傍に設けられた検液１２４の注入口である。この検液１２４の注入口１５２は検液分析部１５１に連結している。また、この検液分析部１５１は、ディスク１４１が１５４方向に回転することにより、検液分析部１５１に遠心力を外周方向に向けて発生させる。本実施の形態では、夫々６個の独立した検液分析部１５１を有しているので、夫々の検液分析部１５１では夫々独立して異種の検液１２４の分析を一度に行うことができる。

図１６は、この検液分析部１５１の要部拡大図である。図１６において、検液１２４の注入口１５２は注入チャンバー１５５に連結している。１５６は、この注入チャンバー１５５の縦側面から導出された流路であり、この流路１５６の流入口１５６ｃ近傍には流路１５６よりも厚み寸法の大きいチャンバー１５６ｂが設けられている。この流路１５６は逆「Ｕ字」状に折れ曲がっている。そして逆「Ｕ字」の頂部１５６ａは注入チャンバー１５５の上端より軸心１５３側に位置している。また、流路１５６は途中で分岐されており、その一方は試薬チャンバー１５７の上端に連結されている。また、分岐された他方は流路１５８に連結しており、この流路１５８はディスク１４１の外周近傍に設けられた外周室１５９に連結している。

試薬チャンバー１５７の下端からは流路１６０を介して定量チャンバー１６１の上端に連結している。この流路１６０にはその途中に「Ｕ字」形状が互いに逆方向に連結したバルブ機能を有する攪拌部１６２を形成している。このバルブ機能を有する攪拌部１６２は軸心１５３側（矢印１６３と逆方向）に向かって開口した複数個の「Ｕ字」で形成されており、本実施の形態１に記載の折り曲げ部２１と同様な働きにより、注入チャンバー１５５から流路１５６への過剰な検液１２４の進入を防止すると同時に、検液１２４の攪拌を促進する機能を有している。

定量チャンバー１６１の下端からは流路１６４で第１の反応チャンバー１６５の上端に連結している。この連結する流路１６４は逆「Ｕ字」状に折れ曲がっている。そして逆「Ｕ字」の頂部１６４ａは定量チャンバー１６１の上端より軸心１５３側に位置している。１６６は、定量チャンバー１６１の上端と注入チャンバー１５５の上端を連結するとともにその途中から分岐して外周室１５９に連結し、各部の空気を移動させるための流路である。この流路１６６の上端１６６ａには空気抜き口が設けられている。１６７は定量チャンバー１６１の上端と外周室１５９を連結する流路である。

なお、定量チャンバー１６１は、本実施の形態１に記載の第１のチャンバー１１に該当し、第１の反応チャンバー１６５は本実施の形態１に記載の第２のチャンバー１４に該当する。また、流路１６４は、本実施の形態１に記載の流路１６に該当する。この流路１６４の途中には、図示していないが本実施の形態１に記載の折り曲げ部２１が形成されている。従って、本実施の形態１に記載の折り曲げ部２１と同様な働きにより定量チャンバー１６１で計量された一定量の検液１２４が、第１の反応チャンバー１６５に流入することになる。

第１の反応チャンバー１６５の下端からは流路１６８で第２の反応チャンバー１６９の上端に連結されている。この連結された流路１６８は逆「Ｕ字」状に折れ曲がっている。そして逆「Ｕ字」の頂部１６８ａは第１の反応チャンバー１６５の上端より軸心１５３側に位置している。１６５ａは第１の反応チャンバー１６５の上端に設けられた空気抜き口である。

第２の反応チャンバー１６９の下端からは２つの流路１７１と１７２で夫々測定チャンバー１７３と１７４の下端に連結している。この連結する流路１７１と１７２は逆「Ｕ字」状に折れ曲がっている。そして逆「Ｕ字」の頂部１７１ａ，１７２ａは第２の反応チャンバー１６９の上端より軸心１５３側に位置している。１６９ａは第２の反応チャンバー１６９の上端に設けられた空気抜き口である。そして、この測定チャンバー１７３と１７４の上端と外周室１５９とは流路１７５で連結されている。

なお、流路１５８を分岐して別の判定系を構成することもできる。即ち、本実施の形態の試薬チャンバー１５７又は定量チャンバー１６１から測定チャンバー１７３、１７４までの構成を並列に複数個設けることもできる。そうすれば、注入チャンバー１５５に注入された検液１２４を別の独立した判定に用いることができる。

ここで、注入チャンバー１５５、試薬チャンバー１５７、定量チャンバー１６１、第１の反応チャンバー１６５、第２の反応チャンバー１６９、測定チャンバー１７３と１７４の厚みは４００μｍであり、流路１５６，１６０，１６４，１６８，１７１，１７２の厚みは１００μｍである。従って、これらの流路１５６，１６０，１６４，１６８，１７１，１７２では毛細管力が発生するようになっている。

以上のように構成された液体分析装置において、以下にその動作を説明する。この液体分析装置は、遠心力と毛細管力を交互に発生させ、その度に、各チャンバー内の検液１２４を順次遠心力の方向（矢印１６３の方向）に移送させるものであり、この移送の度に、液体分析の各工程が行われるものである。

先ず、ディスク１４１の回転を停止する。そして、注入口１５２から検液１２４を注入する。この検液１２４はこの注入チャンバー１５５に設けられた流路１５６の流入口１５６ｃまでに一旦蓄えられる。検液１２４がこの流入口１５６ｃに達すると毛細管力で流路１５６に設けられたチャンバー１５６ｂまで進む。そして、このチャンバー１５６ｂの接合面に発生する表面張力によりそれ以上の浸入が停止する。この停止した状態で更に検液１２４は注入される。

そして、次にディスク１４１の回転により遠心力が加わる。すると、注入チャンバー１５５内の検液１２４は遠心力の方向（矢印１６３）に押し下げられる。その結果、流路１５６内の検液１２４はこの遠心力でチャンバー１５６ｂの位置を通過して、注入チャンバー１５５の液位と同じ位置になって停止する。このとき検液１２４は頂部１５６ａまでは達していない。

次に、ディスク１４１を停止させる（又は、毛細管力より弱い遠心力になるまで減速させる。以下同様）。このことにより、注入チャンバー１５５内の検液１２４は毛細管力で流路１５６の頂部１５６ａを通過し、試薬チャンバー１５７への流入口まで進んで、この流入口で表面張力により停止する。

次に、ディスク１４１の回転により遠心力を加えると、検液１２４は表面張力に打ち勝って試薬チャンバー１５７に導かれる。ここで、検液１２４は、注入チャンバー１５５の注入口１５６ｃまで押し下げられ、試薬チャンバー１５７に流入する。また、一部の押し下げられた検液１２４は、流路１５８を通って外周室１５９へ排出される。また、この試薬チャンバー１５７には試薬が装着されており、この試薬は検液１２４に融解される。そして、この融解された検液１２４は流路１６０の攪拌部１６２を通過することにより、検液１２４と試薬の攪拌は促進される。そして、攪拌された検液１２４は定量チャンバー１６１に導かれる。

この定量チャンバー１６１に流入した検液１２４の内、溢れた検液１２４は流路１６７を介して外周室１５９へ排出される。従って、定量チャンバー１６１内の検液１２４はこの流路１６７の取り出し口の液位で一定になる。また、流路１６４内に流入した検液１２４は、流路１６４の頂部１６４ａ以下であって、流路１６７の取り出し口の液位になっている。このことにより、この定量チャンバー１６１には一定量の検液１２４が計量されることになる。

次に、ディスク１４１の回転を停止させる。このことにより、定量チャンバー１６１内の検液１２４は毛細管力で流路１６４の頂部１６４ａを通過し、第１の反応チャンバー１６５への流入口で表面張力により停止する。

次に、ディスク１４１の回転により遠心力を加えると、検液１２４は表面張力に打ち勝って第１の反応チャンバー１６５に流入する。検液１２４は、第１の反応チャンバー１６５で第１の試薬と融解されて反応する。また、遠心力の加わっている間は、検液１２４は流路１６８の頂部１６８ａ以下で停止している。

ここで、ディスク１４１を停止することにより、毛細管力で第１の反応チャンバー１６５内の検液１２４は流路１６８の頂部１６８ａを通過し、第２の反応チャンバー１６９への流入口で表面張力により停止する。

次に、ディスク１４１の回転により遠心力を加えると、検液１２４は表面張力に打ち勝って第２の反応チャンバー１６９に流入する。そして遠心力により、検液１２４は第２の反応チャンバー１６９で第２の試薬と融解されて反応する。また、遠心力の加わっている間は、検液１２４は流路１７１と１７２の高位点１７１ａと１７２ａ以下で停止している。

そして、次にディスク１４１を停止することにより、毛細管力で第２の反応チャンバー１６９内の検液１２４は流路１７１と１７２の頂部１７１ａ、と１７２ａを通過し、測定チャンバー１７３と１７４への流入口で表面張力により停止する。

次に、ディスク１４１の回転により遠心力を加えると、検液１２４は表面張力に打ち勝って測定チャンバー１７３と１７４に流入する。従って、第２の反応チャンバー１６９内の検液１２４は２分の１ずつ分けられて測定チャンバー１７３と１７４に流入する。

そしてこの測定チャンバー１７３と１７４で検液１２４の性質が測定される。即ち、この測定チャンバー１７３と１７４の垂直方向の一方から図１３で説明した発光部１２５のレーザダイオードでレーザ光を発射し、他方に設けられた受光部１２６のフォトディテクタでレーザ光を受けて、この受光の強弱（透過率）により、検液１２４の吸光度を測定する訳である。

なお、この測定チャンバー１７３と１７４において、以下の方法により検液１２４を更に攪拌して濃度を均一にさせることができる。このことにより、誤差の少ない吸光度の測定ができる。

即ち、ディスク１４１の回転と停止を交互に繰り返すことにより、遠心力と毛細管力が交互に発生する。そうするとこの作用により、検液１２４が測定チャンバー１７３、１７４と、流路１７１、１７２の間を往復することになる。このことにより、検液１２４の更なる攪拌を促進することができる。この場合、流路１７１，１７２の容積を大きくしておくことが望ましく、測定チャンバー１７３と１７４の容積の２５％〜１００％にしておくと良い。

また、この遠心力と毛細管力を交互に発生させて攪拌作用を得るには、２つの流路１７１と１７２を夫々測定チャンバー１７３と１７４の下端に連結しておくことが重要である。これは、常に流路１７１（１７２）と測定チャンバー１７３（１７４）を検液１２４でつながらせておくためである。

本発明にかかる流路と、この流路を用いた液体計量装置と、この液体計量装置を用いた液体分析装置と、その液体計量方法は、チャンバー間を連結する流路そのものがバルブ機能を有しており、計量された液体を正確に移送することができる。従って、液体計量装置や液体分析装置等に適用できる。

（ａ）は、本発明の実施の形態１における本発明の流路を用いた液体計量装置の側面図 （ｂ）は同、要部断面図 同、第１の状態を示す側面図 （ａ）は同、第２の状態を示す側面図 （ｂ）は同、要部断面図 同、第３の状態を示す側面図 同、要部の第１の状態を示す要部拡大平面図 同、要部の第２の状態を示す要部拡大平面図 同、第４の状態を示す側面図 同、実施の形態２における第１の例による折り曲げ部の側面図 同、第２の例による折り曲げ部の側面図 同、第３の例による折り曲げ部の側面図 同、第４の例による折り曲げ部の側面図 同、実施の形態３における本発明の流路を用いた液体計量装置の側面図 同、実施の形態４における液体分析装置の側面図 同、液体分析装置を構成するディスクの要部断面図 同、ディスクの部分破砕平面図 同、要部拡大平面図 従来の流路を用いた液体計量装置の第１の状態を示す側面図 （ａ）は同、第２の状態を示す側面図 （ｂ）は同、要部断面図 同、第３の状態を示す側面図 同、第４の状態を示す側面図 本発明の実施の形態２における第５の例による折り曲げ部の側面図

符号の説明

１１ 第１のチャンバー
１４ 第２のチャンバー
１５ 遠心力の方向を示す矢印
１６ 流路
２１ 折り曲げ部
２１ａ 終端
２２ 頂部
２２ａ 内側
２２ｂ 入口側の幅
２２ｃ 出口側の幅
２２ｄ 頂部の内側の幅
２５ 液体

Claims (8)

1. 遠心力を発生させる遠心力発生手段と、上流側に設けられた第１のチャンバーと、下流側に設けられた第２のチャンバーと、前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとを連結する流路とを備え、前記流路は、毛細管力を有するとともに前記流路の途中に在って、前記遠心力の方向に向かって突出した折り曲げ部を有しており、この折り曲げ部の終端は、この折り曲げ部の頂部の内側より遠心力源側に位置するとともに、前記頂部の内側の幅は、前記折り曲げ部から頂部への入口側と出口側の幅の和より広くし、前記遠心力の制御により前記液体が前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーに移送後に前記液体の一部を前記折り曲げ部に残留させ、その残留させた液体の表面張力により前記折り曲げ部の入口と出口を塞ぐ構成とした液体計量装置。
2. 折り曲げ部は、「コ字」形状をした請求項１に記載の液体計量装置。
3. 折り曲げ部は、「Ｕ字」形状をした請求項１に記載の液体計量装置。
4. 折り曲げ部は、「Ｖ字」形状をした請求項１に記載の液体計量装置。
5. 折り曲げ部は複数個直列に連結された請求項１に記載の液体計量装置。
6. 流路の流入口は、第１のチャンバーの側面の予め定められた位置に設けられた請求項１に記載の液体計量装置。
7. ディスクと、このディスクを回転させる駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段と、前記ディスクに設けられた検液の注入口と、この注入口に連結された請求項１に記載の液体計量装置と、この液体計量装置に連結された反応チャンバーと、この反応チャンバーに連結された測定チャンバーと、この測定チャンバーの厚み方向を通過するレーザ光を発射させる発光部と、この発光部から発射されたレーザ光を受光する受光部を有した液体分析装置。
8. 遠心力の発生により請求項１に記載の液体計量装置の第１のチャンバー内の液体を第２のチャンバーに移送させる第１の工程と、この第１の工程の後で、前記遠心力を停止するか或いは前記流路の表面張力より前記遠心力を弱く制御することにより、流路内の液体の通過を禁止する第２の工程を有する液体計量方法。

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