JP6590796B2 - 試料分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定対象である対象液体を分析するための試料分析装置に関する。

従来から、試料分析装置においては、分析対象が液体そのものであるほか、分析対象物を分散、溶解させる等した対象液体に反応する少なくとも１つ以上の反応物質を１つの反応容器の複数の収容部に収容して対象液体の分析を行うものが知られている。この種の容器を開示するものとして特許文献１がある。特許文献１には、基板の上面に開口して試薬を収容可能な複数の収容部を一体的に設けて構成され、少なくとも２つの前記収容部が、個別に形成されるとともに相互に連結可能に構成されることを特徴とする反応容器が開示されている。また、特許文献２には、中心を通る回転軸線周りに回転可能な保持ディスクと、該保持ディスクに保持された取り外しが可能な検査カートリッジと、を有し、上記検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析装置が開示されている。

ところで、試料分析装置では、分析のために一定量の対象液体が必要であるが、対象液体が人体を含む生物から採取する体液、血液等の場合、生体への負荷を考慮すると、対象液体の量はできるだけ少ない方が好ましい。少量の対象液体で分析を行う方法としては、毛細管現象を利用して対象液体を導入させるマイクロ流路を利用して反応物質と対象液体との反応を測定する方法がある。このようなマイクロ流路を利用する方法、装置を開示するものとして、特許文献３がある。特許文献３には、試料導入口を有する第１基板と、試料流路を有する第２基板と、試料排出口を有する第３基板とから構成され、前記試料導入口が前記第１基板の表裏を貫通する孔として形成され、前記試料流路が前記第２基板の表裏を貫通するスリットとして形成され、前記試料排出口が前記第３基板の表裏を貫通する孔として形成され、前記第１基板と前記３基板との間に、前記第２基板が配置され、前記試料導入口と前記試料排出口とが前記試料流路を介して連通し、前記試料流路の少なくとも一端は、開放口としたことを特徴とするマイクロ化学チップが開示されている。

特開２００７−１８９９７５号公報 特開２００６−２００９２３号公報 国際公開第２０１２／００１９７２号公報

対象液体中の複数の成分を測定するためには、その成分に対応する反応物質を容器に収容する必要がある。この点、特許文献３に開示された構成においては、対象液体の量を抑制する効果が期待できるものの、例えば数十種類の項目を一度の測定で分析することは依然として困難である。

また、特許文献２に開示される構成のように、遠心力を利用して溶液の移動を行う構成を、複数の反応物質を１つの容器の複数の収容部に収容したものに適用した場合、反応物質の位置が回転によってずれるおそれがある。複数の反応物質を用いて対象液体の分析を行う場合は、測定時の反応物質の位置に基づいて発光反応を測定するため、測定時に反応物質の位置を正確に特定する必要がある。特に、測定する項目が多くなればなるほど、反応物質の位置のずれが測定誤差へつながるおそれも大きくなる。対象液体の量を抑制しつつ、一度の測定で対象液体に対して数十種類の複数項目の分析を正確かつ迅速に行うという観点で、従来の試料分析装置には改善の余地があった。

本発明は、測定対象の液体の複数項目の分析を速やかかつ正確に行うことができる試料分析装置を提供することを目的とする。

本発明は、基板と、該基板に形成され、測定対象である対象液体が注入される注入口と、該注入口に接続される流路と、を有し、前記流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数の反応物質が固定化される分析チップを設置可能なチップホルダと、前記チップホルダを回転させるチップホルダ回転機構と、前記分析チップの注入口に前記対象液体を注入する分注機構と、前記対象液体と複数の前記反応物質のそれぞれの反応を撮像して画像情報を取得する測定装置と、前記流路に固定化される複数の反応物質の反応物質位置情報が記憶される記憶部と、前記反応物質位置情報と前記画像情報とに基づいて前記対象液体の複数項目の判定を行う判定部と、を備え、前記記憶部は、前記分析チップの配置状態を判定するための配置状態判定情報を記憶し、前記判定部は、前記配置状態判定情報と前記画像情報とに基づいて撮像時の前記分析チップの配置状態を判定し、前記反応物質位置情報と前記画像情報とに基づいて前記対象液体の分析を行う試料分析装置に関する。

前記分析チップは、複数の前記流路を有し、それぞれの前記流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数の反応物質が固定化されることが好ましい。

前記分析チップは、前記流路が前記注入口を囲うように形成されることが好ましい。

前記測定装置は、第１明度及び該第１明度よりも明るい第２明度を切り替えて前記分析チップを照明可能な照明装置を有し、前記記憶部は、前記分析チップの形状の情報である前記配置状態判定情報と前記反応物質位置情報とを関連付けて記憶し、前記測定装置は、前記第１明度で前記分析チップを撮像して前記画像情報を取得するとともに、前記第２明度で前記分析チップを撮像して第２明度画像情報を取得し、前記判定部は、前記第２明度画像情報及び前記配置状態判定情報に基づいて撮像時の前記分析チップの配置状態を判定することが好ましい。

前記測定装置は、前記画像情報を取得した後に前記第２明度画像情報を取得することが好ましい。

前記記憶部は、前記分析チップに固定化される位置決め用の反応物質の位置を示す情報である前記配置状態判定情報と前記反応物質位置情報とを関連付けて記憶し、前記測定装置は、前記位置決め用の反応物質と前記対象液体の反応を含む前記画像情報を取得し、前記判定部は、前記画像情報及び前記反応物質位置情報に基づいて撮像時の前記分析チップの配置状態を判定することが好ましい。

本発明の試料分析装置によれば、測定対象の液体の複数項目の分析を速やかかつ正確に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る分析チップの斜視図である。 分析チップの構成斜視図である。 分析チップの平面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ部拡大図である。 マイクロ流路に固定化された反応物質である抗原を模式的に示した基板の平面図である。 マイクロ流路で隣り合う反応物質である抗原を模式的に示した拡大図である。 本発明の一実施形態に係る生化学分析装置の斜視図である。 生化学分析装置の内部を概略的に示す斜視図である。 生化学分析装置の内部を概略的に示す平面図である。 分注ユニットによって対象液体が分析チップに注入される状態を示すチップホルダの平面図である。 制御ユニットと各構成の関係を模式的に示すブロック図である。 測定ユニットによって取得された分析画像情報の一例である。 本発明の一実施形態に係る生化学分析装置による測定分析のフローチャートである。 変形例の分析チップを示す平面図である。 変形例の分析チップの内部の構成を模式的に示す側面断面図である。

以下、本発明の試料分析装置としての生化学分析装置及び分析チップの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態では、ＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ Ｌｉｎｋｅｄ ＩｍｍｕｎｏＳｏｌｖｅｎｔ Ａｓｓａｙ）法による抗原抗体反応の化学発光を利用して、対象液体としての検体のアレルギー測定を行う生化学分析装置５０及びこの生化学分析装置５０に用いられる分析チップ１０を本発明の試料分析装置及び分析チップの一例として説明する。

本実施形態の分析チップ１０について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る分析チップ１０の斜視図である。図２は、分析チップ１０の構成斜視図である。図３は、分析チップ１０の平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図１のＢ部（鎖線で囲われた範囲）拡大図である。図６はマイクロ流路２３に固定化された反応物質である抗原３０を模式的に示した基板の平面図である。図７は、マイクロ流路２３で隣り合う反応物質である抗原３０を模式的に示した拡大図である。

図１に示すように、本実施形態の分析チップ１０は、その外形が略円板状に構成される。図２から図４までに示すように、分析チップ１０は、基板２０と、フィルム１４と、下側ハウジング１２と、上側ハウジング１３と、吸収体１５と、液体捕捉空間１６と、エア連通口１７と、を備える。

基板２０は、環状ポリオレフィン等の透光性を有する材料で略円板状に形成される。図６に示すように、基板２０には、測定対象である検体（対象液体）に含まれる対象物質と特異的に反応する抗原３０が固定化される。

本実施形態の基板２０は、注入口２２と、マイクロ流路２３と、を備え、この基板２０に反応物質としての抗原３０が固定化される。

基板２０は、円板状に構成されている。基板２０の構成について説明する。基板２０には、注入口２２となる貫通状の孔が形成されている。また、基板２０の下面には複数のスリットが注入口２２を中心に等角度に放射状に形成されている。このスリットは、一側の端部が注入口２２に接続され、他側の端部が基板２０の外縁端面の開口部に接続されている。抗原３０は、このスリットの底面に固定化される。後述のフィルム１４は、基板２０におけるスリットが形成される面に取り付けられる。このように、本実施形態では、基板２０に形成されるスリットがフィルム１４によって塞がれ、基板２０のスリット及びフィルム１４によってマイクロ流路２３が形成されている。

注入口２２は、検体、試薬溶液等の対象液体をマイクロ流路２３に導入するためのものである。この注入口２２は、略円板状に形成された基板２０の略中心に位置し、基板２０の内部で複数のマイクロ流路２３のそれぞれと連通している。

マイクロ流路２３は、基板２０の内部で一端が注入口２２に連通し、他端が基板２０の径方向外縁まで貫通したキャピラリとなっている。図６に示すように、マイクロ流路２３は、注入口２２から略等角度に放射状に複数形成されている。本実施形態の基板２０では、８つのマイクロ流路２３を有する。

マイクロ流路２３は、毛細管現象によってその内部空間に液体が導入されるように構成される。例えば、本実施形態では、対象液体である血清検体の粘度及び実証結果に基づき、その幅が０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下、その高さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下になるように設定されている。

抗原３０は、前述のように、マイクロ流路２３の内壁に固定化される。抗原３０は、それぞれのマイクロ流路２３の長手方向に直線状に並ぶように複数固定化される。図６に示すように、抗原３０は、マイクロ流路２３の壁面幅よりも小さい径のスポット状に固定化されている。マイクロ流路２３の全壁面を抗原３０により固定化するのではなく、スポット状に固定化することによって抗原３０が固定化される面積を必要最小限にすることができ、固定化される面積が大きいことによって生じるコンタミネーションや反応の不均一性が抑制される。また、後述する発光反応の測定時においても、本実施形態のように小径スポット状に抗原３０が固定化される構成は、マイクロ流路２３全域に抗原が固定化されている構成に比べ、隣り合うマイクロ流路２３内で生じる発光反応の光の干渉が効果的に抑制される。更に後述するように、本実施形態ではカメラユニット８３によって発光反応が生じている抗原３０を、その上方から撮像することで画像情報を取得するので、他の発光している抗原３０と区別し、互いの光干渉を防止するために、個々の小径スポット状の抗原３０の反応発光を充分な状態で面内の均一性をもって確保する必要がある。このために、スポット状の抗原３０の上面はマイクロ流路２３と略直交方向に撮像素子へ向けて発光反応による光の主たる照射方向を設けるために、ほぼ平滑に形成される。このために抗原３０の粘度等が調整され、あるいはスタンプ状のもので平滑に押圧する等して形成される。

抗原３０は、所定の間隔を以て配置される。図７に示すように、隣り合う抗原３０間の距離ｄは、発光反応の測定時に、隣り合う場所に位置する抗原３０の発光が互いに干渉しないように設定される。本実施形態では、距離ｄは、マイクロ流路２３に固定化される抗原３０のうち、最小径の抗原３０の径の６０％以上離間した位置に形成される必要がある。

抗原３０は、検体中の特定成分（対象物質）に特異的に反応する各種のアレルゲンである。本実施形態では、基板２０には、８つのマイクロ流路２３が形成されており、それぞれのマイクロ流路２３には、５つの抗原３０が前述の所定の間隔ｄで略直線状に配列されている。基板２０に固定化される複数の抗原３０は、抗原３０の反応を確実に測定するために、同種の抗原を複数のマイクロ流路、あるいは異なる位置に配置しても良いし、全てを異なる種類のものとして多数の分析情報を一括して得ることもできる。

本実施形態の基板２０は、以上のように構成される。なお、基板２０の構成は、前述の構成に限定されるものではなく、マイクロ流路２３の数を変更し、あるいは不均等な角度で配置する等、その目的によって適宜変更可能である。また、基板２０に固定化される反応物質として抗原３０を例に説明したが、抗体を固定化してもよい。

フィルム１４は、略円形の薄膜状に形成されており、前述のように基板２０の下面に取り付けられる。このフィルム１４を介して基板２０が下側ハウジング１２の上面に配置される。

下側ハウジング１２は、基板２０の下面（一側の面）側に配置され、その外周が基板２０の径よりも大きい径の略円形に形成される。また、下側ハウジング１２には、分析チップ１０の周面の下部を形成する壁部が外周に沿って形成される。

上側ハウジング１３は、基板２０の上面（他側の面）側に配置され、その外周が基板２０の径よりも大きい径の略リング状に形成される。上側ハウジング１３は、その中央に基板２０の径よりも小さい径の円形の開口部１８を有する。また、上側ハウジング１３には、分析チップ１０の周面の上部を形成する壁部が外周に沿って形成される。本実施形態の分析チップ１０のハウジングは、下側ハウジング１２と上側ハウジング１３とから構成される。

吸収体１５は、保湿性のある部材で構成されており、基板２０の径よりも大きく、下側ハウジング１２及び上側ハウジング１３の径よりも小さいリング状に形成され、液体捕捉空間１６内に配置される。マイクロ流路２３から排出された液体は、この吸収体１５に吸収される。生化学分析等の場合、分析の対象液体は分析装置から系外への排出を厳しく避けねばならず、そのために基板２０の外周に吸収体１５が設けられる。

図４に示すように、液体捕捉空間１６は、下側ハウジング１２と上側ハウジング１３とによって形成され、基板２０の外周を取り巻くようにリング状の空間として形成される。基板２０の周面に形成されるマイクロ流路２３の外縁側の開口部は、液体捕捉空間１６に対して開口している。これにより、後述するようにマイクロ流路２３の前記開口部から排出される対象液体は、この液体捕捉空間１６に排出される。この液体捕捉空間１６に排出された対象液体は液体捕捉空間１６に配置される前記吸収体１５により吸収され、かつ液体捕捉空間１６、及び基板２０内のマイクロ流路２３の保湿効果をもたらす。

図５に示すように、エア連通口１７は、上側ハウジング１３の内側開口壁に基板２０の上面と上側ハウジング１３とによって形成され、略等間隔に複数配置される。図３に示すように、エア連通口１７は、基板２０の外縁に設けられたマイクロ流路２３の液体捕捉空間１６側の開口より、基板２０の径方向やや内側に形成される。このエア連通口１７によって、マイクロ流路２３を介して基板２０の注入口２２と外部とが連通される。これにより、後述のエア注入処理でエアノズルユニット１００によって注入口２２から注入されたエアは、マイクロ流路２３を通ってエア連通口１７から外部へと排出される。エア連通口１７がマイクロ流路２３の液体捕捉空間１６側の液体排出口である開口よりも基板２０の径方向内側に配置されているので、マイクロ流路２３から排出される液体がエア連通口１７より分析チップ１０の系外への排出が防止される。

本実施形態の分析チップ１０は、以上のように構成される。次に、本実施形態の分析チップ１０を用いて対象液体の分析を行う生化学分析装置５０について説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る生化学分析装置５０の斜視図である。図９は、生化学分析装置５０の内部を概略的に示す斜視図である。図１０は、生化学分析装置５０の内部を概略的に示す平面図である。図１１は、分注ユニット９０により対象液体が分析チップ１０に注入される状態を示すチップホルダ５３の平面図である。図１２は、制御ユニット１１０と各構成の関係を模式的に示すブロック図である。図１３は、測定ユニット８０によって取得された分析画像情報の一例である。

図８から図１２までに示すように、生化学分析装置５０は、ハウジング５１と、タッチパネル５２と、チップホルダ回転ユニット５４と、測定ユニット８０と、分注ユニット９０と、エアノズルユニット１００と、試薬ホルダユニット５８と、制御ユニット１１０と、を備える。

図８から図１２までに示すように、生化学分析装置５０は、ハウジング５１と、タッチパネル５２と、チップホルダ回転ユニット５４と、測定ユニット８０と、分注ユニット９０と、エアノズルユニット１００と、試薬ホルダユニット５８と、制御ユニット１１０と、を備える。

ハウジング５１は、生化学分析装置５０の各構成を収容するとともに、分析を行う内部機構と外部とを隔てている。ハウジング５１には、ドア５５が設けられている。

タッチパネル５２は、生化学分析装置５０の操作手段と表示手段を兼ねる。タッチパネル５２は、各種の設定や操作及び測定結果、分析結果の表示等を行う。

チップホルダ回転ユニット５４は、分析チップ１０を回転させるためのものである。本実施形態では、分析チップ１０への対象液体を注入する注入処理及びマイクロ流路２３に導入された液体の排液処理は、チップホルダ回転ユニット５４による分析チップ１０を回転させて行われる。以下、チップホルダ回転ユニット５４の構成について説明する。

チップホルダ回転ユニット５４は、本実施形態では、チップホルダ５３と、チップホルダ駆動モータと、調温装置と、温度センサと、を備える。

チップホルダ５３は、チップホルダ回転ユニット５４の上部に設置される。チップホルダ５３は、分析チップ１０を嵌合するための嵌合部５３１を備える。嵌合部５３１は、分析チップ１０の周面の一部に接触する枠部としてチップホルダ５３の上面に形成される。図１１に示すように、分析チップ１０がチップホルダ５３にセットされた状態では、嵌合部５３１が分析チップ１０の外周の一部を保持し、遠心力による分析チップ１０のチップホルダ５３からの脱落を防止される。

嵌合部５３１は、分析チップ１０の注入口２２の中心とチップホルダ５３の回転中心とが略一致するように、分析チップ１０を嵌合するように構成される。また、分析チップ１０は、チップホルダ５３に設置された状態では略水平となるように構成される。

なお、分析チップ１０及び嵌合部５３１を以下のように構成することもできる。分析チップ１０の下面（下側ハウジング１２の下面）に凸部、凹部又はその両方からなる分析チップ嵌合部を形成する。そして、嵌合部５３１における分析チップ１０の下面に接触する面に、分析チップ嵌合部に対応する形状を形成する。これにより、分析チップ１０と嵌合部５３１との嵌合をより確実なものにすることができ、分析チップ１０の回転速度もより適切に調整することができる。また、分析チップ１０と嵌合部５３１との接触面積が大きくなるので、後述のインキュベーション処理において、調温装置によってチップホルダ５３を介して分析チップ１０に熱を調温させ易くなり、効率的な調温を行うことができる。なお、分析チップ嵌合部及び嵌合部５３１に形成される形状は、インキュベーションでチップホルダ５３が熱による膨張圧縮することを考慮し、簡便な取り外しが可能な山谷型や、歯型、錐状、波形状等で構成することもできる。

チップホルダ駆動モータは、チップホルダ回転ユニット５４の内部に配置されており、その駆動軸はチップホルダ５３の回転軸に連結されている（図示省略）。チップホルダ駆動モータは、その回転数を任意の値に調整可能に構成される。チップホルダ回転ユニット５４は、制御ユニット１１０に電気的に接続されており、制御ユニット１１０からの信号に基づきチップホルダ駆動モータの回転数を調節してチップホルダ５３を所定の速度で回転させる。本実施形態では、チップホルダ５３の回転速度を後述する注入回転速度と後述する排液速度との間で切り替え可能に構成されている。

注入回転速度は、分注ユニット９０によって液体を分析チップ１０の注入口２２に注入するときのチップホルダ５３の回転速度である。

排液速度は、分析チップ１０のマイクロ流路２３に導入した液体をマイクロ流路２３から液体捕捉空間１６に排出するときの回転速度である。本実施形態の排液速度は、遠心力を利用して液体をマイクロ流路２３から排出させるために、マイクロ流路内に導入した液体が排出されない注入回転速度よりも速い速度で回転させるように設定される。

調温装置は、チップホルダ回転ユニット５４の内部に配置されており、チップホルダ５３に設置された分析チップ１０を調温可能に構成される（図示省略）。この調温装置により、抗原３０と対象液体を反応させるためのプレインキュベーション及びインキュベーションが適切に行われる。

温度センサは、チップホルダ回転ユニット５４の内部に配置されている（図示省略）。温度センサが取得した温度情報は、制御ユニット１１０に送信され、制御ユニット１１０は、温度情報に基づいて調温装置の加温を調整可能に構成される。

次に、測定ユニット８０について説明する。測定ユニット８０は、発光反応を測定するためのものである。測定ユニット８０は、暗箱８１と、チップホルダ移動機構８２と、カメラユニット８３と、を備える。

暗箱８１は、密閉された直方体の箱として構成され、測定時に系外から遮光する暗室と、プレインキュベーション及びインキュベーションの際の保温のための調温室として機能する。暗箱８１の一側の側面には開口部が形成されている。

チップホルダ移動機構８２は、暗箱８１の開口部に配置され、チップホルダ回転ユニット５４を移動させるための駆動手段（図示省略）を備える。チップホルダ移動機構８２によって、チップホルダ回転ユニット５４は、液体注入位置、エア注入位置及び測定位置に移動可能になっている。

チップホルダ回転ユニット５４の液体注入位置は、分注ユニット９０によって液体が分析チップ１０に注入されるときの位置であり、暗箱８１の外部に位置する（図９及び図１０の状態）。エア注入位置は、エアノズルユニット１００によってエアが分析チップ１０に注入されるときの位置である。

チップホルダ回転ユニット５４の測定位置は、暗箱８１の内部で測定ユニット８０によって分析チップ１０が測定される位置である。測定位置では、暗箱８１の開口部がチップホルダ回転ユニット５４の移動により閉じられ、暗箱８１が密閉される。

カメラユニット８３は、暗箱８１の上部に配置されており、測定位置の分析チップ１０を上方から撮像する測定装置（撮像装置）である。このカメラユニット８３によって撮像された画像情報に基づいて各種判定が行われる。本実施形態のカメラユニット８３は、微弱な発光も検出できるように、その露光時間が実験結果等に基づいて調整される。なお、反射光の影響を抑制するために、暗箱８１内に偏光板等を配置してもよい。

測定ユニット８０は、カメラユニット８３によって発光反応が生じている測定位置の分析チップ１０を撮像することで、測定情報としての画像情報を取得する。図１３に示すように、カメラユニット８３は、発光反応の位置が明確に特定できる精度の画像情報を取得する。また、カメラユニット８３は、ＬＥＤユニットを備える。

ＬＥＤユニットは、カメラユニット８３による撮像時に、暗箱８１の内部を照明するための照明装置である。ＬＥＤユニットは、撮像時の明度を調節可能に構成されている。本実施形態では、分析チップ１０の基板２０で生じる発光を測定するときの明度である測定明度（第１明度）と、後述の分析チップ１０の配置状態を形状情報に基づいて判定するための画像情報を取得するときの明度である配置状態判定明度（第２明度）と、の間で明度を切替可能に構成される。測定明度は、ＬＥＤユニットが発光しない状態も含むものとする。また、配置状態判定明度は、少なくとも測定明度よりも明るい明度であり、分析チップ１０の形状を正確に把握するための明度である。

測定ユニット８０は、制御ユニット１１０に電気的に接続されている。測定ユニット８０が備えるチップホルダ移動機構８２、カメラユニット８３、ＬＥＤユニット及び温度センサは、制御ユニット１１０と各種の信号を送受信可能に構成される。制御ユニット１１０の信号に基づいて、測定ユニット８０は、チップホルダ回転ユニット５４を液体注入位置、エア注入位置、又は測定位置に移動するようにチップホルダ移動機構８２の駆動手段を駆動する。また、制御ユニット１１０からの信号に基づいて、カメラユニット８３の撮像及びＬＥＤユニットの明度の調整等が行われる。

次に、分注ユニット９０について説明する。分注ユニット９０は、チップホルダ５３にセットされた分析チップ１０の注入口２２に液体（対象液体）を分注するものである。分注ユニット９０によって分析チップ１０に注入される液体としては、ブロック液、検体、洗浄液、発光基質等がある。

分注ユニット９０は、分注ケーシング９１と、分注ノズル９２と、分注ノズル移動機構９３と、分注ユニット移動機構９４と、を備える。

分注ノズル９２には、着脱可能なピペットチップ９５が取り付けられ、このピペットチップ９５を分注ノズル９２の先端部として分析チップ１０への分注を行う。分注ノズル移動機構９３は、分注ノズル９２を上下方向に移動させるためのものである。分注ユニット移動機構９４は、分注ユニット９０を移動させるものであり、この分注ユニット移動機構９４によって分注ユニット９０は、水平方向に移動可能になっている。分注ユニット９０は、図１１に示すチップホルダ５３側へ接近する液体注入位置と、図１０に示すチップホルダ５３から離間する待機位置と、の間の移動が可能である。

分注ユニット９０は、分注ノズル移動機構９３及び分注ユニット移動機構９４によって、ピペットチップ取付位置と、ピペットチップ取り外し位置と、待機位置と、液体注入位置と、の間で分注ノズル９２を移動させる。分注ユニット９０は、制御ユニット１１０の信号に基づいて、分注ノズル９２が液体注入位置、ピペットチップ取付位置、ピペットチップ取り外し位置、又は待機位置へと移動するように分注ノズル移動機構９３及び分注ユニット移動機構９４のそれぞれの駆動手段が駆動される。

分注ユニット９０のピペットチップ取付位置は、後述の試薬ホルダユニット５８にセットされる未使用のピペットチップ９５を取り付けるための位置である。分注ユニット９０のピペットチップ取り外し位置は、試薬ホルダユニット５８が備えるピペットチップ取り外し機構（図示省略）によって使用済みのピペットチップ９５が分注ノズル９２から取り外される位置である。待機位置は、分注ユニット９０の移動時の分注ノズル９２の位置であり、液体注入位置、ピペットチップ取付位置及びピペットチップ取り外し位置のいずれの位置よりも高い位置にある。分注ユニット９０の移動時は、分注ノズル９２が待機位置にあるので、分注ノズル９２の移動の障害となることがない。

分注ユニット９０の液体注入位置は、分析チップ１０に液体を注入する位置である。本実施形態の液体注入位置は、平面視において、分注ノズル９２の先端に設置されたピペットチップ９５の先端がチップホルダ５３の回転中心に略一致するように設定される。

本実施形態の液体注入位置では、ピペットチップ９５の先端が、基板２０の上面よりも下側にあり、注入口２２の底面に接触しないようにその位置が設定されている。

液体注入位置での注入処理は、チップホルダ５３が注入回転速度で回転している状態で行われる。また、分注ユニット９０による分析チップ１０への液体の注入は、一定速度で連続的又は段階的に行われる。ピペットチップ９５の先端が基板２０の上面よりも下側に位置するので、液体が基板２０の上面へ飛散したり対象液体の液滴による注入口２２の閉塞が防止され、注入口２２からマイクロ流路２３への微量な対象液体の迅速かつ適切な導入が可能となる。

チップホルダ５３を回転させながら分注を行うことで、ピペットチップ９５の先端部が回転中心から偏在していたとしても、ピペットチップ９５の先端部からそれぞれのマイクロ流路２３までの距離が略等距離に近似され、複数のマイクロ流路２３へ導入される液体の導入確率も略等しくなる。このことにより、複数のマイクロ流路２３の一部の流路に液体が適切に導入されなくなるといった不具合が防止される。分注ノズル９２の先端部が使い捨てのピペットチップ９５で構成されている場合等、その形状の精度や取付状態が注入処理に与える影響を効果的に抑制することができるので特に有効である。

分注ユニット９０による分析チップ１０への液体の注入は、液体の注入量によって適宜の方法を用いることができる。例えば、注入の時間を短縮するために段階的でなく一度に所定量を注入し、あるいは注入する速度を変化させてもよい。

次に、エアノズルユニット１００について説明する。エアノズルユニット１００は、分析チップ１０のマイクロ流路２３に回転による遠心力だけでは排出されず残留した液体を、エアによって液体捕捉空間１６に補助的に排出するためのものである。エアノズルユニット１００は、チップホルダ回転ユニット５４の上方に配置される。

エアノズルユニット１００は、エアノズル１０１と、エアノズル移動機構１０２と、を備える。本実施形態では、エアノズルユニット１００によるエアの注入は、チップホルダ５３を排液速度で回転させながら行われる。

エアノズル移動機構１０２は、エアノズル１０１をエア注入位置と、待機位置と、の間で移動させるためのものである。エアノズル１０１は、エアノズル移動機構１０２によってエア注入位置と待機位置との間を移動する。

エア注入位置は、分析チップ１０の注入口２２にエアを注入する位置であり、エアノズル１０１の先端部が分析チップ１０の注入口２２に対向する位置である。本実施形態では、待機位置は、エアノズルユニット１００によるエア注入が行われていないときの位置であり、エアノズル１０１の先端部がエア注入位置よりも上方であって、注入口２２に対向していない位置である。

エア注入位置でのエア注入は、チップホルダ５３が排液速度で回転している状態で行われる。分析チップ１０の内部では、注入口２２から注入されたエアによって、マイクロ流路２３の内部に残留していた液体が液体捕捉空間１６に排出される。液体が毛細管現象によりマイクロ流路２３内に残留している場合でも、エアノズルユニット１００から注入されるエアによりこれらの残留液体をマイクロ流路２３から確実に取り除くことができる。液体捕捉空間１６に排出された液体は吸収体１５に吸収され、マイクロ流路２３を出たエアはエア連通口１７を通って分析チップ１０の系外に排出される。前述のように、分析チップ１０は、図３において、エア連通口１７が、マイクロ流路２３の出口よりも径方向内側に形成されていることにより、マイクロ流路２３から排出される液体がエア連通口１７より分析チップ１０の系外への排出を防止するとともにエアを分析チップ１０の系外に排出することが可能となる。

また、本実施形態では、チップホルダ５３の回転開始後にエア注入が行われる。これにより、遠心力により予め大部分の液体がマイクロ流路２３から排出されたのちにエアが注入される。エアの注入のみの場合、特定のマイクロ流路２３の液体の排出が先行して完了してしまうとエアがその排出経路のみに集中してしまい、残りのマイクロ流路の液体を排出できないことがあるが、チップホルダ５３の回転による遠心力によって予め大部分の液体が排出されているので、このような不具合を避けることができる。このように、本実施形態の構成によれば、複数のマイクロ流路２３の全ての排液を効率的に行うことが可能である。

次に、試薬ホルダユニット５８について説明する。試薬ホルダユニット５８は、試薬カートリッジ９６と、ピペットチップ９５と、をセットするためのものである。

試薬カートリッジ９６は、ブロック液、検体、発光基質及び洗浄液等の分析チップ１０に注入する複数種類の対象液体を収容するためのものである。また、試薬カートリッジ９６には、未使用のピペットチップ９５が複数セットされている。本実施形態の試薬ホルダユニット５８には、試薬カートリッジ９６を着脱可能にセットするためのセット部が設けられており（図示省略）、試薬カートリッジ９６は、このセット部に固定される。

ピペットチップ９５は、分注ユニット９０の分注ノズル９２に取り付けられる。ピペットチップ９５は、注入すべき液体ごとに取り換えられる使い捨て式のものである。本実施形態の試薬ホルダユニット５８は、使用済みのピペットチップ９５を収容する廃棄収容部９７と、ピペットチップ取り外し機構（図示省略）と、を備える。ピペットチップ取り外し機構は、使用済みのピペットチップ９５を分注ノズル９２から取り外すためのものである。

次に、制御ユニット１１０について説明する。制御ユニット１１０は、ＣＰＵ、メモリ等で構成されるコンピュータである。図１２に示すように、制御ユニット１１０には、タッチパネル５２、チップホルダ回転ユニット５４、測定ユニット８０、分注ユニット９０、エアノズルユニット１００等が電気的に接続されている。前述のように各ユニットの諸動作の全部又は一部がこの制御ユニット１１０の信号によってなされる。即ち、チップホルダ５３の回転速度制御、チップホルダ回転ユニット５４の移動、分注ユニット９０の移動及び分注処理、エアノズルユニット１００のエア注入、測定ユニット８０による撮像、及び調温装置による加温等の生化学分析装置５０のシーケンス制御等である。また、制御ユニット１１０は、画像処理、検査条件の設定、保存及び分析データの出力等も行う。また、制御ユニット１１０が測定ユニット８０を制御するといった場合は、カメラユニット８３、チップホルダ移動機構８２及びＬＥＤユニット等の各構成の制御を行うことを含む。更に、チップホルダ回転ユニット５４、分注ユニット９０、エアノズルユニット１００及び試薬ホルダユニット５８について制御する場合、各構成の移動機構の制御等も含む。

制御ユニット１１０による検体の判定処理について説明する。制御ユニット１１０は、測定ユニット８０が取得した画像情報に基づいて検体を分析し、アレルギーの有無及び程度を判定するアレルギー判定を行う。この画像情報は、前述のように、測定位置での発光反応をカメラユニット８３によって撮像したものである。

制御ユニット１１０は、判定部１１１と、記憶部１１２と、を含んで構成される。記憶部１１２には、この判定処理を行うための各種のデータが予め記憶されている。本実施形態の記憶部１１２には、配置状態判定情報と、抗原情報と、反応物質位置情報としての抗原位置情報と、が関連付けて記憶されている。また、記憶部１１２には、アレルギーの程度を判定するためのアレルギー判定情報が記憶されている。

配置状態判定情報は、測定時の分析チップ１０の配置状態を特定するための情報である。判定部１１１は、測定時の分析チップ１０の配置状態を測定ユニット８０が取得した画像情報と配置状態判定情報とに基づいて判定する。

本実施形態では、配置状態判定情報として、分析チップ１０の形状情報又はダミー抗原情報を用いることが可能になっている。分析チップ１０の形状情報と、ダミー抗原情報と、は、それぞれ異なる配置状態判定情報であり、何れか１つでも配置状態判定情報として利用可能である。

形状情報を配置状態判定情報として分析チップ１０の配置状態を判定する場合について説明する。形状情報は、分析チップ１０の形状に基づいた情報である。この形状情報は、分析チップ１０がいずれの方向を向いていたとしても、その配置状態が特定可能な情報である。例えば、分析チップ１０において、カメラユニット８３で撮像可能な位置（平面視において見える位置）にマークを付してそのマークの位置を形状情報とすることもできる。また、分析チップの形状を非対称な形状に構成し、この形状を形状情報とすることもできる。

形状情報を配置状態判定情報として用いる場合は、判定部１１１は、測定ユニット８０のＬＥＤユニットの明度を配置状態判定明度に切り替えた状態でカメラユニット８３によって配置状態判定用画像情報を取得する。この場合、判定部１１１は、発光反応を測定するために、ＬＥＤユニットの明度を測定明度に切り替えてカメラユニット８３によって判定処理用の画像情報を取得する。即ち、本実施形態では、形状情報を配置状態判定情報として用いる場合は、２回の撮像が行われることになる。

先に測定明度で判定処理用の画像情報を取得し、その後、配置状態判定明度で配置状態判定用画像情報を取得することもできる。これにより、発光反応の時間が短い場合でも、適切に発光反応を判別できる画像情報を取得することができる。

ダミー抗原情報を配置状態判定情報として分析チップ１０の配置状態を判定する場合について説明する。ダミー抗原情報は、測定時に必ず発光するダミー抗原の位置情報である。ダミー抗原は、アレルギー診断には用いる抗原３０とは異なる領域であって、検体や発光基質等の対象液体と反応する位置に固定化される。例えば、マイクロ流路２３の出口近傍に固定化され、このダミー抗原が固定化された位置をダミー抗原情報として記憶部に記憶する。従って、ダミー抗原は、測定の一連の処理において必ず発光反応を起こすものを用いる必要がある。ダミー抗原情報を配置状態判定情報として用いる場合は、配置状態判定用画像情報を取得する必要はなく判定処理用の画像情報に基づいて、分析チップ１０の配置状態を判定することができる。

以上のように、配置状態判定情報に基づいて分析チップ１０の配置状態を特定することが可能になっている。

抗原情報は、基板２０のマイクロ流路２３に予め固定化されている複数種類の抗原３０の情報である。分析チップ１０に固定化される抗原３０の全ての情報が記憶されている。そして抗原位置情報は、基板２０のマイクロ流路２３に固定化される抗原３０が、分析チップ１０におけるどこの領域に固定化されているかを示す情報であり、その領域（面積）や配列における位置関係等を含む情報である。これらの情報が複数種類の抗原３０ごとに記憶されている。また、アレルギー判定情報は、発光反応の輝度を判定値に変換するための検量線の情報等である。

判定部１１１は、分析チップ１０の配置状態を特定することにより、抗原３０の位置を特定することができる。そして、特定したそれぞれの抗原３０の位置での発光反応の輝度に基づいてアレルギー判定を行う。本実施形態では、画像情報から輝度値を取得し、この輝度値を予め設定される検量線に基づいて判定値（ＩＵ／ｍＬ）に変換することによって、アレルギーの有無及び程度を判定する。判定部１１１は、固定化された抗原３０の全てに前述の判定処理を行うことができるので、本実施形態の生化学分析装置５０により、一度の測定で複数項目のアレルギー診断を短時間に行うことが可能になっている。

本実施形態の生化学分析装置５０は、以上のように構成される。次に、本実施形態の生化学分析装置５０による測定の流れについて説明する。図１４は、生化学分析装置５０による測定の流れを示すフローチャートである。

生化学分析装置５０の使用者は、分析チップ１０をチップホルダ５３にセットするとともに、検体、試薬溶液、洗浄液及びピペットチップ９５等が収容された試薬カートリッジを試薬ホルダユニット５８にセットする。次に、使用者は、タッチパネル５２を操作して生化学分析装置５０の測定を開始する。制御ユニット１１０は、タッチパネルから測定開始の信号を受信すると、ステップＳ１０１のブロック液注入から順次測定の制御を開始する。

まず、マイクロ流路内の抗原３０以外の部分への抗体その他の、非特異吸着を防止するためのブロック液注入（Ｓ１０１）が行われる。ブロック液注入（Ｓ１０１）は、チップホルダ５３を注入回転速度で回転させた状態で分注ユニット９０によって分析チップ１０の注入口２２からブロック液が注入されることで行われる。注入口２２から注入されたブロック液は、注入口２２から放射状に形成された複数のマイクロ流路２３内で前述の毛細管現象によりマイクロ流路２３全体に導入される。ピペットチップ９５が取り外された後、注入されたブロック液がマイクロ流路２３内の抗原３０以外の部分に充分に定着されるためのプレインキュベーションの処理（Ｓ１０２）が行われる。

プレインキュベーション（Ｓ１０２）は、チップホルダ５３を、調温室を兼ねる暗箱８１の内部に移動させて行われる。所定の時間のプレインキュベーション処理（Ｓ１０２）後、チップホルダ５３を暗箱８１の外部に戻し、検体注入（Ｓ１０４）を行うために、ブロック液をマイクロ流路２３外へ排出してマイクロ流路２３内を開放するための排液処理（Ｓ１０３）が行われる。

排液処理（Ｓ１０３）は、チップホルダ回転ユニット５４の駆動によりチップホルダ５３が排液速度で回転されるとともに、エアノズルユニット１００により分析チップ１０の注入口２２からエアを注入することで行われる。

マイクロ流路２３は、回転中心から外縁方向に形成されており、残留ブロック液は遠心力によりマイクロ流路２３の外縁外側の液体捕捉空間１６に移動排出されるとともに、更にエアによりほぼ確実に液体捕捉空間１６へ排出される。以上のように、毛細管現象によって強い表面張力を生じるマイクロ流路２３にあっても、排液処理を迅速かつ効果的に行うことができる。

マイクロ流路２３から排出されたブロック液は、液体捕捉空間１６で吸収体１５に吸収される。本実施形態の分析チップ１０は、マイクロ流路２３から排出された液体を、液体捕捉空間１６に設けられた吸収体１５によって吸収することによって対象液体の分析チップ１０の系外への排出を確実に防止できる。また、液体捕捉空間１６に排出された対象液体は、吸収体１５に吸収されることで、マイクロ流路２３から排出された対象液が再びマイクロ流路２３に逆流することがなく、これ以降の処理が適切に行われる。

検体注入（Ｓ１０４）は、チップホルダ５３が注入回転速度で回転している状態で分析チップ１０に検体が注入されることで行われる。ブロック液注入（Ｓ１０１）と同様に、注入口２２より注入された検体は毛細管現象により複数のマイクロ流路２３内に均等に導入される。検体注入（Ｓ１０４）処理の後、抗原３０と検体との抗原抗体反応を促進するためのインキュベーションの処理（Ｓ１０５）が行われる。

インキュベーション（Ｓ１０５）は、チップホルダ５３をプレインキュベーション処理（Ｓ１０２）と同様に調温室を兼ねる暗箱８１の内部に移動させ、調温装置により所定時間調温されることでインキュベーションが行われる。

分析チップ１０の吸収体１５にはブロック液の排液処理（Ｓ１０３）によりブロック液がすでに吸収されており、分析チップ１０の内部は保湿された状態になっている。これにより、インキュベーション（Ｓ１０５）中のマイクロ流路２３の内部の乾燥が防止される。その後、チップホルダ５３が暗箱８１の外部に取り出され、検体の排液処理（Ｓ１０６）が行われる。

検体の排液処理（Ｓ１０６）は、ブロック液の排液処理（Ｓ１０３）と同様に、チップホルダ５３の排液速度での回転とともに、エアノズルユニット１００によるエア注入を行うことでなされる。この排液処理（Ｓ１０６）によりマイクロ流路２３内の検体が液体捕捉空間１６に排出され、吸収体１５に吸収される。この検体の排液処理によってマイクロ流路２３内が開放されたのち洗浄処理（Ｓ１０７）が行われる。

洗浄処理（Ｓ１０７）は、ブロック液注入（Ｓ１０１）と同じくチップホルダ５３の注入回転速度での回転とともに分析チップ１０の注入口２２から洗浄液が注入され、注入口２２から放射状に形成された複数のマイクロ流路２３に導入されることで行われる。次に、ブロック液の排液処理（Ｓ１０３）と同様に、チップホルダ回転ユニット５４による排液速度でのチップホルダ５３の回転とともに、エアノズルユニット１００によるエアの注入が行われることで、洗浄液の排液処理が行われる。このように洗浄液の注入と排液による洗浄処理によって、基板２０の複数のマイクロ流路に残留している液体が洗浄液とともに排出される。この洗浄液についても液体捕捉空間１６に設けられた吸収体１５に吸収される。この洗浄処理（Ｓ１０７）の後、最終的な発光測定処理のための発光基質を、インキュベーション（Ｓ１０５）によって抗原抗体反応が成された抗原３０へ付加するために、発光基質を酵素反応によって導く標識抗体注入（Ｓ１０８）が行われる。

標識抗体注入（Ｓ１０８）は、ブロック液注入（Ｓ１０１）及び検体注入（Ｓ１０４）、あるいは洗浄液注入（Ｓ１０７）と同様に、チップホルダ５３を注入回転速度で回転させながら標識抗体が注入されることで行われる。標識抗体の注入後、抗原抗体反応を促進するためのインキュベーション（Ｓ１０５）と同様に、抗原抗体反応がなされた抗原３０に標識抗体を確実に付加するためのインキュベーション（Ｓ１０９）が行われる。次に、標識抗体の排液処理（Ｓ１１０）が行われる。

標識抗体の洗浄処理（Ｓ１１１）は、ステップＳ１０７の洗浄処理と同様の処理であり、洗浄液の注入と排液を行うことでなされる。洗浄液の注入と排液からなるこの洗浄処理（Ｓ１１１）は、必要に応じて複数回繰り返されることでより確実な洗浄効果を得る。洗浄処理（Ｓ１１１）の後、発光基質注入（Ｓ１１２）の処理が行われる。

発光基質注入（Ｓ１１２）は、ブロック液注入（Ｓ１０１）及び検体注入（Ｓ１０４）、あるいは洗浄液注入（Ｓ１０７）と同様に、注入回転速度で回転するチップホルダ５３に発光基質が注入されることで行われる。発光基質の注入（Ｓ１１２）後、測定処理（Ｓ１１３）が行われる。

測定処理（Ｓ１１３）は、測定ユニット８０のカメラユニット８３により分析チップ１０を撮像することで行われる。より具体的には、この測定処理（Ｓ１１３）では、制御ユニット１１０は測定ユニット８０のカメラユニット８３を制御して分析チップ１０を撮像し、分析チップ１０の画像情報を取得する。制御ユニット１１０は、測定ユニット８０から受信した画像情報に基づいてステップＳ１１４の判定処理を行う。なお、測定処理（Ｓ１１３）と判定処理（Ｓ１１４）は、分析チップ１０の配置状態の判定を形状情報に基づいて行う場合と、ダミー抗原情報に基づいて行う場合と、でその内容が異なる。以下、分析チップ１０の配置状態の判定を形状情報に基づいて行う場合と、ダミー抗原情報に基づいて行う場合と、に分けて測定処理（Ｓ１１３）及び判定処理（Ｓ１１４）について説明する。

ます、形状情報に基づいて分析チップ１０の配置状態を判定する場合の測定処理（Ｓ１１３）について説明する。形状情報に基づいて分析チップ１０の配置状態を判定することが予め設定されている場合、制御ユニット１１０は、ＬＥＤユニットの明度を変えてカメラユニット８３による２回の撮像を行うように測定ユニット８０を制御する。１回目の撮像は、抗原３０の発光を測定するためのものであり、測定のための測定明度で行う。これによって、反応時間が短い抗原であっても、反応が終了する前の適切な状態を撮像することができる。２回目の撮像は、分析チップ１０の配置状態を判定するためのものであり、分析チップ１０の形状を明確にするために、少なくとも測定明度より明るい明度で撮像を行う。判定部１１１は、明るい明度で撮像された画像情報と、形状情報と、に基づいて撮像時の分析チップ１０の配置状態を判定する。なお、先に配置状態判定明度で配置状態判定用画像情報を取得し、その後、測定明度で判定処理用画像情報を取得してもよい。

次に、ダミー抗原情報に基づいて分析チップ１０の配置状態を判定する場合の測定処理（Ｓ１１３）について説明する。配置状態判定情報がダミー抗原情報の場合は、測定ユニット８０は、１回の撮像で判定を行う。このときのＬＥＤユニットの明度は、測定明度である。測定ユニット８０からの画像情報を受信した判定部１１１は、画像情報中のダミー抗原情報に基づいて分析チップ１０の配置状態を判定する。なお、ダミー抗原は、１つでもよいが、複数固定化し、その情報を記憶部１１２に記憶しておくことで、より正確に分析チップ１０の配置状態を判定することができる。

配置状態を判定した後は、判定部１１１は、以下のように判定処理（Ｓ１１４）を行う。判定部１１１は、分析チップ１０の配置状態を判定するとともに、取得した画像情報と、抗原情報と、抗原位置情報と、に基づいて反応結果を判定する。分析チップ１０の配置状態が特定されているので、抗原情報及び抗原位置情報に基づいて、測定画像情報中の抗原３０の位置を特定する。この特定した抗原の位置における輝度の程度に基づいて判定結果を生成する。前述のように、判定部１１１は、画像情報から輝度値を取得し、この輝度値を予め設定される検量線に基づいて判定値（ＩＵ／ｍＬ）に変換することによって、アレルギーの有無及び程度を診断する。

判定部１１１は、判定処理を全ての種類（本実施形態では４０種類）の抗原３０について行い、その判定結果をタッチパネル５２に表示する。判定結果の出力は、有線通信又は無線通信で接続される外部のコンピュータに送信したり、プリンタ等の出力装置から出力する構成としたりしてもよい。これによって、検体のアレルギー診断が完了する。以上のように、本実施形態の分析チップ１０及び生化学分析装置５０によって、４０種類にも及ぶ複数項目の同時測定が可能になっている。

以上、説明した本実施形態の分析チップ１０によれば以下の効果がある。
本実施形態の分析チップ１０は、略円板状に形成される基板２０と、基板２０の中央に形成され、測定対象である対象液体が注入される注入口２２と、注入口２２から基板２０の外縁まで放射状に形成され、毛細管現象を利用して対象液体を導入させることが可能な複数のマイクロ流路２３と、を備え、それぞれのマイクロ流路２３には、対象液体の成分に対し、選択的に反応する複数種類の抗原３０が間隔を以て複数固定化される。これにより、１つのマイクロ流路２３に複数種類の抗原３０が固定化されているので、必要な対象液体の量を抑制しつつ、複数項目の測定を一度に行うことができる。また、マイクロ流路２３が放射状に形成されているので、遠心力を利用してマイクロ流路２３に残留する対象液体をマイクロ流路２３から排出することができる。本実施形態のように、測定処理の過程で複数の種類の液体を注入、排液する処理を複数回繰り返すような試料分析において、特に有効である。

分析チップ１０は、抗原３０は、スポット状にマイクロ流路２３に固定化される。これにより、限られた面積の中で多くの抗原３０を配置することができる。

分析チップ１０は、抗原３０は、上面が平坦な薄膜状にマイクロ流路２３に固定化される。これにより、カメラユニット８３によって分析チップ１０をその上方から撮像することで画像情報を取得するために、抗原３０の上面がマイクロ流路２３と略直交方向に、発光反応による主たる照射方向(光軸)を設けられるため他の発光している抗原３０との干渉が防止され、発光反応の撮像を良好に行うことができる。

分析チップ１０は、基板２０を内部に配置収納する下側ハウジング１２及び上側ハウジング１３によって構成されるハウジングを更に備え、ハウジングは、基板２０の上面の少なくとも一部が露出する開口部１８と、ハウジングの内部であって、基板２０の外周側に位置する液体捕捉空間１６と、を有する。これにより、ハウジングの内部の液体捕捉空間１６でマイクロ流路２３から排出される対象液体が分析チップ１０の系外へ排出されるのを防ぎつつ、開口部１８によって基板２０の上方からの液体の注入やカメラユニット８３による撮像を可能にすることができる。また、次のように言うこともできる。本実施形態の分析チップ１０は、基板２０の径よりも大きい径で形成される下側ハウジング１２と、開口部１８を有するとともに、基板２０の径よりも大きい径で形成される上側ハウジング１３と、基板２０の外周側に下側ハウジング１２と上側ハウジング１３とによって、形成される液体捕捉空間１６と、を更に備える。これにより、マイクロ流路２３から排出された対象液体は、液体捕捉空間１６に捕捉されるので、対象液体の分析チップ１０の外部への流出を防止される。特に生化学分析装置５０の場合、生体より採取した検体が生化学分析装置５０の内外部への拡散、漏出は回避しなければならないため、特に有効である。

分析チップ１０は、液体捕捉空間１６に配置され、吸湿性を有する部材で構成される吸収体１５を更に備える。これにより、液体捕捉空間１６に排出された対象液体が吸収体１５に吸収されるので、液体捕捉空間１６、及び基板２０内のマイクロ流路２３の保湿効果をもたらすとともに、マイクロ流路２３から排出された対象液体のマイクロ流路２３内への逆流も防止される。

また、分析チップ１０は、開口部１８の周囲であって基板２０における上面（開口部１８側の面）と上側ハウジング１３との間に形成されるエア連通口１７と、を備える。これにより、エアノズルユニット１００により注入口２２からマイクロ流路２３を経てエア連通口１７まで気道が確保され、注入口２２へのエア注入によりマイクロ流路２３内の液体をマイクロ流路２３の外に効果的に排出することができる。

また、分析チップ１０の注入口２２は、基板２０の略中心に形成される。これにより、注入口２２に接続される複数のマイクロ流路２３に略均等に液体を導入することができる。

また、分析チップ１０のマイクロ流路２３は、注入口２２から基板２０の外縁まで放射状に形成される。これにより、チップホルダ５３の回転による遠心力を利用して、マイクロ流路２３内の液体を遠心力を利用して効果的に行うことができる。

また、分析チップ１０のエア連通口１７は、基板２０の外縁に形成されたマイクロ流路２３の液体捕捉空間１６への液体排出開口よりも径方向内側に配置される。即ち、エア連通口１７の位置がマイクロ流路２３の出口（径方向外側の開口部）よりも径方向内側になり、マイクロ流路２３から径方向の外側に排出された液体のエア連通口１７からの分析チップ１０の外部への漏出が防止される。

以上、説明した本実施形態の生化学分析装置５０によれば以下の効果がある。
生化学分析装置５０は、分析チップ１０を設置可能なチップホルダ５３と、チップホルダ５３を回転させるチップホルダ回転ユニット５４と、分析チップ１０の注入口２２に対象液体を注入する分注ユニット９０と、対象液体と複数種類の抗原３０のそれぞれの反応を撮像して画像情報を取得する測定ユニット８０と、マイクロ流路２３に固定化される複数種類の抗原３０の抗原位置情報が記憶される記憶部１１２と、抗原位置情報と画像情報とに基づいて検体の複数項目の判定を行う判定部１１１と、を備え、記憶部１１２は、分析チップ１０の配置状態を判定するための配置状態判定情報を記憶し、制御ユニット１１０は、配置状態判定情報と画像情報とに基づいて撮像時の分析チップ１０の配置状態を判定し、抗原位置情報と画像情報とに基づいて検体の分析を行う。これにより、マイクロ流路２３への液体の導入や排液処理のために分析チップ１０を回転させた状態でも、分析チップ１０の配置状態を特定し、検体に対して複数種類の項目を同時に測定し、分析することができる。本実施形態のように、測定の過程で複数の種類の液体を注入、排液するために、分析チップ１０がセットされたチップホルダ５３を何度も回転させる構成の生化学分析装置５０において、正確かつ迅速に分析チップ１０の配置状態を判定できる本実施形態の構成は特に有効である。例えば、分析チップ１０の配置状態を特定する方法としては、チップホルダ駆動モータの回転数をカウントする方法等もある。しかし、本実施形態によれば、そのような構成を追加しなくても、発光反応を測定するための画像情報を取得する構成を利用して分析チップ１０の配置状態を判定できるので、正確かつ迅速に複数項目の測定ができる生化学分析装置（試料分析装置）５０をシンプルに構成することができるのである。

また、生化学分析装置５０は、測定ユニット８０は、測定明度（第１明度）及び該測定明度よりも明るい配置状態判定明度（第２明度）を切り替えて分析チップ１０を照明可能なＬＥＤユニット（照明装置）を有し、記憶部１１２は、分析チップ１０の形状情報（配置状態判定情報）と抗原位置情報とを関連付けて記憶し、測定ユニット８０は、測定明度で分析チップ１０を撮像して画像情報を取得するとともに、配置状態判定明度で分析チップ１０を撮像して配置状態判定用画像情報（第２明度画像情報）を取得し、判定部１１１は、配置状態判定用画像情報及び形状情報に基づいて撮像時の分析チップ１０の配置状態を判定する。これにより、明るい明度で撮像された画像情報に基づいて分析チップ１０の配置状態をより正確に判定することができる。

また、生化学分析装置５０は、測定ユニット８０は、発光反応を判定するための画像情報を取得した後に配置状態判定用画像情報を取得する。これにより、発光時間が短い場合でも、確実に発光反応の状態を示す画像情報を取得することができる。

また、生化学分析装置５０は、記憶部１１２は、分析チップ１０に固定化されるダミー抗原の位置を示すダミー抗原情報（配置状態判定情報）と抗原位置情報とを関連付けて記憶し、測定ユニット８０はダミー抗原と液体の反応状態を含む画像情報を取得し、判定部１１１は、画像情報及びダミー抗原情報に基づいて撮像時の分析チップ１０の配置状態を判定する。これにより、分析チップ１０の形状が対称な形状で配置状態を特定しにくい場合でも、ダミー抗原が固定化される位置に基づいて分析チップ１０の配置状態を特定することができる。

以上、本発明の分析チップ１０及び生化学分析装置５０の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

次に、上記実施形態の分析チップ１０とは異なる構成の分析チップ２１０を用いた変形例について説明する。図１５は、変形例の分析チップ２１０を示す平面図である。図１６は、変形例の分析チップ２１０の内部の構成を模式的に示す側面断面図である。なお、当該分析チップ２１０が用いられる生化学分析装置５０は、上記実施形態と同様の構成のものを用いる。

変形例の分析チップ２１０は、第１基板２２０と、第２基板２３０と、吸収体２１５と、液体捕捉空間２１６と、エア連通口２１７と、回転位置基準マーク２５０と、を備える。

第１基板２２０は、円板状に形成されている。この第１基板２２０の中央には、円柱状の台部２４１が形成されている。また、第１基板２２０の端面には、全周にわたって壁部２４２が形成される。

第２基板２３０は、透光性の材料により、円板状に形成されており、第１基板２２０の上部に接合される。第２基板２３０の中央には、各種の液体が注入される円形の注入口２２２が形成される。注入口２２２は、台部２４１の径よりも小さい径で形成されている。従って、注入口２２２は、平面視において、台部２４１よりも内側に収まっている。また、第２基板２３０における注入口２２２の下部は、側面視において、第１基板２２０の台部２４１に近づくにつれて径方向に拡がるテーパ状に形成される。

第１基板２２０の台部２４１の上面と第２基板２３０の下面の間には、注入口２２２から注入された液体が毛細管現象を利用して導入される隙間が形成される。この隙間は、注入口２２２の外周の全域に形成される。この隙間が分析チップ２１０の流路２５５となる。このように、分析チップ２１０の流路２５５は、注入口２２２の外周を囲うリング状に形成されている。従って、本変形例の分析チップ２１０の流路２５５は、単一の流路２５５と表現することもできる。

本変形例では、複数種類の抗原３０が、流路２５５の台部２４１側に固定化されている。注入口２２２を囲う同心円状に複数種類の抗原３０が所定の間隔をあけて配置される。抗原３０は、径方向において、少なくともその中心が重ならないように配列されている。これにより、抗原３０と抗原３０の間の距離が適切に保たれ、発光反応を精度良く撮像することが可能になっている。記憶部１１２には、固定化される抗原３０それぞれの情報である抗原情報と、この抗原情報に関連付けられる抗原位置情報（反応物質位置情報）と、が記憶される。抗原位置情報は、上記実施形態と同様に、分析チップ２１０におけるどこの領域に固定化されているかを示す情報であり、その領域（面積）や位置関係等を含む情報である。

なお、抗原３０の固定化の仕方は、同心円状に配列する方法に限定されない。例えば、変形例の分析チップ２１０が備える流路２５５に不規則に複数種類の抗原３０を配置する構成としてもよい。また、流路２５５の一部に仕切りを設けて、流路２５５を扇形状に分割する構成としてもよい。更に、抗原３０を流路２５５の第２基板２３０側に固定化してもよい。このように、抗原３０の配置方法は、本変形例においても適宜変更することができる。

吸収体２１５は、保湿性のある部材で構成されており、台部２４１の径よりも大きいリング状に形成される。液体捕捉空間２１６は、分析チップ２１０の内部空間において、台部２４１の外周面の周囲に形成される空間である。吸収体２１５は、この液体捕捉空間２１６に台部２４１の外周面を囲う形で配置される。分析チップ２１０の回転による遠心力又はエアノズルユニット１００によるエアの注入により、流路２５５から排出された対象液体は、液体捕捉空間２１６に排出され、吸収体２１５に吸収される。

エア連通口２１７は、平面視において、台部２４１よりも外側に複数形成される。このエア連通口２１７を通じてエアノズルユニット１００によって注入されたエアが分析チップ２１０の内部から外部に排出される。また、複数のエア連通口２１７の一であるエア連通口２１７ａが、分析チップ２１０の中心と回転位置基準マーク２５０を結ぶ仮想直線上に位置しており、エア連通口２１７ａが回転位置基準マーク２５０に隣接する位置関係となっている。

回転位置基準マーク２５０は、分析チップ２１０の向きを検出するための標識であり、第１基板２２０に設けられる。本変形例の回転位置基準マーク２５０は、台部２４１の縁に１箇所設けられており、その形状は半円形状になっている。なお、回転位置基準マーク２５０の数、配置場所及び形状は、適宜変更することができる。例えば、第２基板２３０に回転位置基準マーク２５０を設けることができる。

回転位置基準マーク２５０は、回転位置を特定するための分析チップ２１０の形状の情報である配置状態判定情報として制御ユニット１１０の記憶部１１２に予め記憶される。そして、制御ユニット１１０は、その判定部１１１により、測定ユニット８０が取得した画像情報の回転位置基準マーク２５０の位置と、配置状態判定情報と、に基づいて回転後の分析チップ２１０の向きを判定する。

また、本変形例では、位置決めノッチ２８０が、第１基板２２０及び第２基板２３０のそれぞれに形成される。この位置決めノッチ２８０は、分析チップ２１０の製造工程において、第１基板２２０と第２基板２３０を接着する際の位置決めに用いられる。本変形例の位置決めノッチ２８０は、分析チップ２１０の中心を挟んで対向する位置に形成される。第１基板２２０及び第２基板２３０のそれぞれに形成される位置決めノッチ２８０によって、第１基板２２０と第２基板２３０が適切な位置で接着される。また、第２基板２３０に形成されるエア連通口２１７ａが回転位置基準マーク２５０に隣接しているので、エア連通口２１７ａによっても適切な位置か否かを確認することができる。

変形例の分析チップ２１０は、以上のように構成される。そして、当該分析チップ２１０を用いて生化学分析装置５０による対象液体の分析が行われる。検体等の対象液体は、注入口２２２を通じて流路２５５に進入し、表面張力を利用して流路２５５の中を内側から外側に導入するのである。

分析チップ２１０への検体等の対象液体の注入方法及び抗原３０の反応の測定方法については同様である。本変形例では、回転位置基準マーク２５０に基づいて分析チップ２１０の回転後の向きを正確に判定することができる。そして、分析チップ２１０に固定化された複数種類の抗原３０の位置情報に基づいて各反応の種類を測定するのである。この抗原３０の位置情報は、予め設定される情報である。

以上、説明したように、分析チップ２１０は、流路２５５が注入口２２２の外周を囲うように形成される。これにより、注入口２２２の周囲のスペースを活用し、多くの種類の抗原３０を配置することができる。また、注入口２２２の周囲が流路２５５となるシンプルな構成なので、製造コストの低減を達成することができる。

また、変形例の分析チップ２１０は、その構成を適宜変更することができる。例えば、分析チップ２１０が、第１基板２２０及び第２基板２３０を保持するハウジングを備える構成としてもよい。この場合、第１基板２２０の壁部２４２を省略し、ハウジングの内部であって、第１基板及び第２基板の外周に液体捕捉空間を配置することもできる。また、変形例の分析チップ２１０が、上記実施形態と同様のハウジング（下側ハウジング１２及び上側ハウジング１３）を備える構成とし、ハウジングと第２基板の隙間にエア連通口を設ける構成としてもよい。

本実施形態の生化学分析装置５０は、チップホルダ回転ユニット５４は、その内部に加温装置を備える構成であるが、加温装置の配置場所は適宜変更することができる。例えば、暗箱８１の内部に加温装置を備える構成としてもよい。また、チップホルダ回転ユニット５４に加温装置を配置するとともに、暗箱８１にも加温装置を配置し、２つの加温装置によって分析チップ１０を加温する構成とすることもできる。

本実施形態の生化学分析装置５０は、測定位置の分析チップ１０のマイクロ流路２３に設置された抗原３０の、回転操作後の配置状態を測定ユニット８０が取得した画像情報に基づいて行っている構成であるが、分析チップ１０の回転操作後の該配置状態を決定する方法は、適宜変更し得る。例えば、暗視野下でもその形状を特定できる場合は、測定明度で取得した判定処理用画像情報のみで分析チップ１０の回転操作後の抗原３０の配置状態をその形状に基づいて判定することができる。また、分析チップ１０を最初に配置する配置状態を決めておき、チップホルダ５３を回転させるための駆動モータの回転数をカウントして、判定部１１１による判定で、そのカウント値を上記判定の際に利用することもできる。

本実施形態の生化学分析装置５０は、分注ユニット９０による対象液体の吸引量は、対象液体の種類に応じて設定されているが、この構成は適宜変更することができる。例えば、試薬溶液の濃度を調整し、吸引量（又は分析チップ１０に注入する注入量）を一定とすることもできる。

本実施形態の生化学分析装置５０は、排液処理でエアノズルユニット１００によるエア注入を行う構成であるが、分析対象となる検体等に応じてこのエア注入処理を省略することもできる。

本実施形態の分析チップ１０の構成は、基板２０に対象液体の反応物質として抗原３０が固定化されているが、抗体を固定化することもできる。このように、分析チップの基板に固定化される反応物質は、対象液体と反応する物質であれば適宜変更できる。

本実施形態の分析チップ１０の構成は、本実施形態の構成に制限されるわけではなく、適宜変更することができる。例えば、マイクロ流路２３を非対称な位置に配置することもできる。この構成の場合、マイクロ流路２３の位置を形状情報とすることで、分析チップ１０の回転後の抗原３０の配置状態を判定することができる。

本実施形態の分析チップ１０の構成は、液体捕捉空間１６に吸収体１５を配置する構成であるが、この構成は適宜変更することができる。例えば、液体捕捉空間１６に液体をトラップする構造を設け、このトラップ構造によりマイクロ流路２３から排出された液体が再びマイクロ流路２３に戻る事態を防止する構成としてもよい。また、液体捕捉空間１６の底面に無数のスリットを形成し、マイクロ流路２３から排出された液体がこのスリットによって液体捕捉空間１６に留まるように構成してもよい。また、吸収体１５を分析チップ１０の構成から省略することもできる。このように、液体捕捉空間１６に液体を捕捉しておくための構成は適宜変更することができる。

本実施形態では、試料分析装置として生化学分析装置５０を一例として説明してきたが、本発明は生化学分析装置５０に制限されるわけではなく、各種の試料分析装置に適用することができる。例えば、微量金属の検出を行う試料分析装置等にも本発明を適用することができる。

１０ 分析チップ
１２ 下側ハウジング（ハウジング）
１３ 上側ハウジング（ハウジング）
１６ 液体捕捉空間
１７ エア連通口（連通口）
１８ 露出口
２０ 基板
２１ 基板
２２ 注入口
２３ マイクロ流路（流路）
３０ 抗原（反応物質）
５０ 生化学分析装置（試料分析装置）
５３ チップホルダ
５４ チップホルダ回転ユニット（チップホルダ回転機構）
８０ 測定ユニット（測定装置）
９０ 分注ユニット（分注機構）
９２ 分注ノズル
９５ ピペットチップ（先端部）
１００ エアノズルユニット（エア注入機構）
１１０ 制御ユニット
１１１ 判定部
１１２ 記憶部
２１０ 分析チップ
２１６ 液体捕捉空間
２２０ 第１基板（基板）
２２２ 注入口
２３０ 第２基板（基板）
２５５ 流路

Claims (5)

1. 基板と、該基板に形成され、測定対象である対象液体が注入される注入口と、該注入口に接続される流路と、を有し、前記流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数の反応物質が固定化される分析チップと、
   前記分析チップが設置されるチップホルダと、
   前記チップホルダを回転させるチップホルダ回転機構と、
   前記分析チップの注入口に前記対象液体を注入する分注機構と、
   第１明度及び該第１明度よりも明るい第２明度を切り替えて前記分析チップを照明可能な照明装置を有し、前記第１明度で前記対象液体と複数の前記反応物質のそれぞれの反応を撮像して第１明度画像情報を取得した後に前記第２明度で前記分析チップを撮像して第２明度画像情報を取得する測定装置と、
   前記流路に固定化される複数の反応物質の反応物質位置情報が記憶される記憶部と、
   前記反応物質位置情報と前記第１明度画像情報とに基づいて前記対象液体の複数項目の判定を行う判定部と、
   を備え、
   前記記憶部は、前記分析チップの配置状態を判定するための前記分析チップの形状の情報である配置状態判定情報と前記反応物質位置情報とを関連付けて記憶し、
   前記判定部は、前記第２明度画像情報及び前記配置状態判定情報に基づいて撮像時の前記分析チップの配置状態を判定し、前記反応物質位置情報と前記第１明度画像情報とに基づいて前記対象液体の分析を行う試料分析装置。
2. 前記分析チップは、複数の前記流路を有し、それぞれの前記流路には、前記対象液体の成分に対して選択的に反応可能な複数の反応物質が固定化される請求項１に記載の試料分析装置。
3. 前記分析チップは、前記流路が前記注入口を囲うように形成される請求項１に記載の試料分析装置。
4. 前記測定装置が配置される暗箱と、
   前記暗箱の外部であって前記分注機構によって前記対象液体が前記分析チップに注入される液体注入位置と、前記暗箱の内部であって前記測定装置によって前記分析チップが測定される測定位置と、に前記チップホルダを移動させるチップホルダ移動機構と、
   を更に備える請求項１から３までの何れかに記載の試料分析装置。
5. 前記チップホルダ回転機構の内部に配置される調温装置を更に備え、
   前記暗箱の内部で前記調温装置により所定時間加温される請求項４に記載の試料分析装置。