专利名称：液滴移动装置、液滴移动方法和血浆分离装置以及血浆分离方法
技术领域：
本发明涉及使磁场形成部件与移动面形成部件相对移动，在移动面形成部件的表面使液滴移动的技术。另外，另一发明涉及在移动面形成部件的表面从血液分离血浆的技术。
背景技术：
具有在一个基板上进行生化分析的一系列操作的称为microTAS (Micro TotalAnalysis System :微全分析系统)的技术。该方法是在基板上设置反应部和混合部,在一个基板上对血液等进行分析的化学分析系统，已知有使用微流路的方法和在基板上操作液滴的方法。在基板上对上述液滴进行操作的方法称为Dropulet-based microTAS (液滴型微全分析系统)，在检查液、试药为数nl程度的微小量的方面是优异的。作为使上述液滴移动的方法，研究了在应用有EWOD (electro wetting ondialectric :介质上电润湿)的数字微流控电路中生成、切断、合体、运输液滴的技术。但是，这些使液滴电移动的方法中，需要形成微细的电路，因此，存在结构复杂化、制造成本和运输成本变高的问题。另外，在专利文献I中，提出有利用超导磁铁对涂敷剂施加磁�。雇糠笠豪┱沟募际�。但是，超导磁铁是昂贵的，依然对成本不利。另一方面,作为使用抗原抗体反应的特定蛋白质的测定法，已知有ELISA (EnzymeLinked Immunosolvent Assay :酶联免疫测定法)。该方法,在一次抗体和测定对象的特定蛋白质之间发生抗原抗体反应之后，使以与上述一次抗体发生特异反应的酶标记的二次抗体作用。之后，添加酶溶液、酶基质溶液使其显色后，测定吸光度等，由此进行特定蛋白质量的检测。在该方法中，对形成有多个孔的板，由操作者手工地分注一次抗体溶液、测定溶液、洗净液、二次抗体溶液、酶溶液、酶基质溶液而进行，是非常耗费精力和时间的操作。因此，使用该ELISA法操作上述液滴而进行时，削减精力和时间，此时，能够以简易的方法、低成本实行，故而优选。另外，在血液的生化学检查中，也期待能够以微量的血液量完成、以短时间实施数种检查项目，因此，尝试着使用微化学芯片。在此，根据检查项目，使用血液中的血浆，需要从血液分离血浆的操作，但是，在微化学芯片上无法进行上述分离操作，该操作使用离心分离机进行。但是，该利用离心分离机的操作需要一定程度的血液量，不符合使用微化学芯片的条件。并且，完成了使用电泳分离血液中的血浆和血球的研究。利用该方法，在板上设置电极，施加交流电压，产生电泳作用，由此，能够从血液分离血浆。因此，能够在应用微化学芯片时在芯片上分离血浆，但是，在之后的液滴的移动中，即使进行上述的电气地使液滴移动的方法，由于两者都是使用电场的方法，无法将两者组合。另外，在专利文献2中，记载有如下方法，在采血管中插入使血清(血浆)通过、阻止血块通过的过滤部，利用磁力使该过滤部向血清-血块的边界部移动，由此分离血清。但是，即使适用该方法也不能在微芯片上从血液分离血浆，不能实现本发明的课题的解决。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平10-137666号公报专利文献2 :日本特开平5-52841号公报
发明内容
发明想要解决的问题本发明是基于这样的状况而完成的，目的在于提供一种能够以简易的方法使液滴沿着移动面形成部件的表面移动的技术。并且，在于提供一种能够在移动面形成部件的表面从血液分离血浆的技术。用于解决课题的方法因此，本发明的液滴移动装置，特征在于，具备移动面形成部件，其形成液滴的移动面，包含非磁体；液滴供给部，其用于向该移动面形成部件的表面供给液滴；磁场形成部件，其形成磁场随着从上述移动面形成部件的表面上的液滴所处的区域沿上述表面远离而变小的磁场梯度；和移动机构，其用于为了使上述液滴沿着磁场梯度移动，而使上述移动面形成部件与磁场形成部件沿上述表面相对地移动。另外，本发明的血浆分离装置，特征在于，具备移动面形成部件，其形成血液的液滴的移动面，包含非磁体；电极，其设置于该移动面形成部件，为了从上述血液分离血浆而产生电泳作用；磁场形成部件，其形成磁场随着从上述移动面形成部件的表面上的液滴所处的区域沿上述表面远离而减小的磁场梯度；和移动机构，其为了使上述液滴沿着磁场梯度通过上述电极之上而从上述血液分离血浆，使上述移动面形成部件和磁场形成部件沿上述表面相对移动。另外，本发明的液滴移动方法，特征在于，包括向形成液滴的移动面的、包含非磁体的移动面形成部件的表面供给液滴的工序；和利用磁场形成部件，为了使从移动面形成部件的表面上液滴所处的区域在上述表面沿着磁场梯度移动，使上述移动面形成部件和磁场形成部件沿上述表面相对移动的工序。另外，本发明的血浆分离方法，特征在于，包括向移动面形成部件的表面供给血液的液滴的工序，其中，该移动面形成部件形成血浆的液滴的移动面、包含非磁体、具备为了从上述血液分离血浆而产生电泳作用的电极；利用磁场形成部件，形成磁场随着从移动面形成部件的表面上的上述液滴所处的区域沿上述表面远离而减小的磁场梯度的工序；和使上述液滴沿着磁场梯度通过上述电极之上而从上述血液分离血浆，使上述移动面形成部件和磁场形成部件沿上述表面相对移动的工序。发明效果根据本发明，在移动面形成部件的表面使液滴移动，利用磁场形成部件，形成磁场随着从移动面形成部件的表面上液滴所处的区域沿上述表面远离而减小的磁场梯度，使上述移动面形成部件和磁场形成部件沿上述表面相对移动，由此，使上述液滴沿上述磁场梯度移动。这样，伴随着磁场形成部件的移动，使液滴在移动面形成部件的表面移动，由此，能够以简易的方法使液滴移动。另外，根据另外的发明，在移动面形成部件设置产生电泳作用的电极，使血液通过上述电极上地移动，因此，血液中血浆利用上述电泳作用被电极吸引。另一方面，血液中的血浆伴随磁场形成部件的移动而移动，能够在上述移动面形成部件的表面从上述血液分离血浆。
图1是表示本发明的液滴移动装置的概要立体图。图2是表示上述液滴移动装置中所使用的移动面形成部件的立体图。图3是表示上述液滴移动装置的侧面图。图4是表示上述液滴移动装置中所使用的磁场形成部件的立体图。图5是表不上述磁场形成部件的截面图。图6是示意表示由上述磁场形成部件形成的磁场的俯视图。图7是表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的截面图。图8是表示液滴沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的立体图。图9是表利用磁场形成部件试样液从储存试样液的试样液储存部被扯断,液滴向流路供给的样子的截面图。图10是表示利用磁场形成部件试样液从上述试样液储存部被扯断，液滴向流路供给的样子的俯视图。图11是用于说明在移动面形成部件进行的、利用ELISE法的试样液的分析方法的俯视图。图12是表示本发明的液滴移动装置的其它例子的立体图。图13是表示本发明的液滴移动装置的另外的其它例子的侧面图。图14是表示本发明的血浆分离装置的一个实施方式的侧面图。图15是表示上述血浆分离装置的主要部分的概要立体图。图16是表示上述血浆分离装置中所使用的检查板的一个例子的俯视图。图17是表示表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的截面图。图18是表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的截面图。图19是表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的截面图。
图20是表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的俯视图。图21是表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的俯视图。图22是表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的俯视图。图23是表示液滴利用磁场形成部件沿着形成在移动面形成部件的流路移动的样子的俯视图。图24是表示利用磁场形成部件的液滴移动实验中所使用的实验装置的侧面图。图25是表示利用磁场形成部件的液滴移动实验中磁场形成部件彼此的间隙和液滴量的关系的特性图。
具体实施例方式图1是表示本发明的液滴移动装置的一个实施方式的概要立体图。本发明的液滴移动装置具备形成液滴的移动面的移动面形成部件I。该移动面形成部件I,如图1和图2所示，例如构成为板状体，例如含有玻璃或树脂等非磁性材料。该例的移动面形成部件1，构成为能够实施ELISE法，基于图2说明该移动面形成部件I的一个例子。在该移动面形成部件I的表面，形成有构成积液部的多个凹部。这些凹部分割为储存成为分析对象的试样液的凹部和储存用于分析试样液的药液的凹部。将上述移动面形成部件I的长度方向(图2中的X方向)的一端侧作为上游侧进行说明，在上述一端侧，储存成为分析对象的试样液的多个、例如三个凹部作为试样液储存部IlA 11C，相互隔开间隔并列形成。另一方面，在上述移动面形成部件I的长度方向的另一端侧，对应于试样液储存部IlA 11C，分别设置有作为反应部12A 12C的三个凹部。这些反应部12A 12C，相当于用于使上述试样液的液滴与上述药液的液滴反应的反应区域。另外，在这些反应部12A 12C的下游侧，作为共用的排液部13的凹部形成为在移动面形成部件I的宽度方向(图2中的Y方向)上延伸。这些试样液储存部IlA 11C、反应部12A 12C、排液部13分别通过沿上述移动面形成部件I的长度方向设置的流路21A、21B、21C 连接。这样，储存于试样液储存部IlA IlC的试样液，如后所述，分别作为液滴向流路21A 21C供给，经由这些流路21A 21C分别向反应部12A 12C移动，再经由反应部12A 12C向排液部13移动。另一方面，在移动面形成部件I的宽度方向，储存上述药液的多个凹部14 18从上游侧开始设置为作为储存洗净液的洗净液储存部14、储存抗体溶液的抗体溶液储存部15、储存酶溶液的酶溶液储存部16、储存发光剂的发光剂储存部17、储存反应停止液的反应停止液储存部18。这些药液用凹部14 18，分别通过沿上述移动面形成部件I的宽度方向设置的流路22 26与上述流路2IA 2IC连接。这样，储存于各药液用凹部14 18中的药液和洗净液，如后所述，作为液滴分别被供给至流路22 26，经由这些流路22 26，移动至流路21A 21C，接着分别向反应部12A 12C，再向排液部13移动。
上述流路21A 21C的深度构成为小于试样液储存部IlA IlC的深度，因此，从试样液储存部IIA IIC侧看时，流路2IA 2IC的底部，形成于比试样液储存部IIA IIC的底部高一级的位置。另外，在药液用凹部14 18和流路22 26之间，流路22 26的底部也形成于比凹部14 18的底部高一级的位置。在此,叙述移动面形成部件I的大小的一个例子,在上述液滴的大小例如为直径5mm IOmm时，试样储存部IlA IlC的大小例如分别设定为纵15mm、横15mm、深O. 5mm,反应部12A 12C、储存洗净液、药液的凹部14 18的大小也同样地设定。另外，流路21A 21C、22 26的大�。绶直鹕瓒ㄎ�5 10_、深O. 2_。上述移动面形成部件I保持于保持部件3，该保持部件3例如由板状体构成，该板状体例如由非磁性体例如玻璃或树脂等构成。另外，该保持部件3经由支撑部31安装于移动部件32。该移动部件32利用Y轴驱动机构33在Y轴方向(移动面形成部件I的宽度方向)上自由移动，并且,该Y轴驱动部件33利用X轴驱动机构34在X轴方向(移动面形成部件I的长度方向)上自由移动。作为这些Y轴驱动机构33和X轴驱动机构34，例如，使用利用滚珠丝杠的驱动机构，分别利用作为驱动部的电动机M1、M2使滚珠丝杠旋转。这些电动机Ml、M2与无图示的编码器连接，后述的控制部100基于编码器的脉冲数的计数值，经由电动机M1、M2，进行移动面形成部件I的移动、停止控制。这样，移动面形成部件I在其长度方向(X方向)和宽度方向(Y方向)上自由移动。该例中，由保持部件3、支撑部件31、移动部件32、X方向驱动机构34、Y方向驱动机构33构成移动机构。另外，该液滴移动装置具备磁场形成部件4，该磁场形成部件4形成磁场随着从上述移动面形成部件I的表面上的液滴所处的区域沿上述表面远离而减小的磁场梯度。在该例中，磁场形成部件4包括在保持于上述保持部件3的移动面形成部件I的两面侧、隔着该移动面形成部件I对直的一对磁场形成部件4A、4B。作为这些磁场形成部件4A、4B，例如能够使用将永磁铁配列为海尔贝克(Halbach)型的磁铁。具体而言，对于上述磁场形成部件4A、4B的构造，以磁场形成部件4A为例，基于图4进行说明。该磁场形成部件4A，将多个永磁铁41配列为环状，并且，在其中央设置由饱和磁通密度高的部件构成的芯部件42。在该例中，磁场形成部件4A和芯部件42，分别构成为平面形状为正方形的四棱柱状，其底面配置为与移动面形成部件I的表面平行。作为上述饱和磁通密度高的部件例如能够使用铁等的金属，作为永磁铁41A 41D的材质能够使用钕。而且，在上述芯材料42的周围，将平面形状为梯形状的四个永磁铁41A 41D例如配列为外侧为N极。图4中的箭头表示磁力线的方向。另外，该磁场形成部件4A形成磁场局部减小的区域。因此，从沿着移动面形成部件I的表面的方向看时，具备导磁率局部减小的部分。该部分构成为在磁场形成部件4B的厚度方向(Z方向)整体形成的空隙43。上述空隙43的平面形状为长方形，以遍及磁场形成部件4A的芯部件42和永磁铁41D之间的方式，构成为从磁场形成部件4A的中心附近朝向外侧、向移动面形成部件41的长度方向延伸的长方形形状。另一方面，磁场形成部件4B也与磁场形成部件4A同样构成为，在中央设有由饱和磁通密度高的部件构成的芯部件45，并且，在该芯部件45的外侧配列4个永磁铁44A 44D，磁场形成部件4B的上表面配置为与移动面形成部件I平行。另外，磁场形成部件4B的4个永磁铁44A 44D配列为外侧为S极，在与磁场形成部件4A的空隙43对应的位置，同样形状的空隙46在磁场形成部件4B的厚度方向(Z方向)整体形成。这样，在各个磁场形成部件4A、4B中，在其内部设置饱和磁通密度高的芯部件42、45，并且，在该芯部件42、45的外侧，将永磁铁配列为与外界磁场的朝向相同。因此，在芯部件42、45的下方侧，磁场增大，形成磁场随着从芯部件42、45朝向外侧而减小的磁场梯度。另一方面，芯部件42、45的下方侧的、包围空隙43、46的区域，构成为磁场局部减小的区域。另外，将这样的磁场形成部件4A、4B构成为永磁铁41、44的磁极相互不同，并上下组合，因此，在设置有磁场形成部件4A、4B的芯部件42、45的区域之间的空间，形成大于单独配置有磁场形成部件4A、4B时的磁场。另一方面，包围空隙43、46的区域构成为磁场局部小的区域，因此，在包围空隙43、46的区域和空隙43、46的外侧的区域之间形成大的磁场梯度。这样的磁场形成部件4A、4B固定于共用的支撑框47，使得相互隔开规定的间隔地相对。在此，对磁场形成部件4A、4B的大小的一个例子进行说明，例如，将构成正方形的一边设定为50mm,芯部件42、45的构成正方形的一边例如设定为IOmm,空隙43、46例如分别设定为纵5mm、横5mm。另外，移动面形成部件I和保持部件3的叠层体的厚度例如设定为2mm，磁场形成部件4A的底面和移动面形成部件I的表面的距离例如设定为1mm，保持部件3的里面和磁场形成部件4B的上表面的距离例如设定为O. 5mm。另外，该液滴移动装置具备控制部100。该控制部100例如由计算机构成，具备包括程序、内存、CPU的数据处理部，在该程序中，组入有命令(各步骤)，自动地实施从控制部100向液滴移动装置的电动机Ml、M2送出控制信号，使得液滴沿着预先设定的移动轨迹移动的一系列动作。该程序存储于计算机存储介质例如软盘、光盘、硬盘、MO (磁盘)等存储部，安装于控制部100。接着，说明该液滴移动装置的作用。在该液滴移动装置中，在移动面形成部件I的表面，液滴利用摩西效应(Moses Effect),沿着利用磁场形成部件4形成的磁场梯度移动。BP,由于移动面形成部件I的表面存在于两个磁场形成部件4A、4B之间，形成有如上所述的强磁场。另一方面，该实施方式中所使用的液滴为弱的反磁体，因此，该液滴从形成于磁场形成部件4A、4B之间的强磁场远离，向磁场弱的区域移动。这样，使移动面形成部件I相对于磁场形成部件4移动时，液滴在形成于移动面形成部件I的流路2(21A 21C、22 26)内向通过磁场形成部件4形成的磁场梯度小的方向移动。此时，磁场梯度越大，从磁场强的区域向磁场弱的区域的力越大，液滴顺利地移动。在此，在图6中表示磁场的图像。在利用磁场形成部件4A、4B形成的磁场400中，与芯部件42、45对应的区域401最大，从此处向外侧磁场减小。在图6中，磁场的大小以4级表示，磁场的大小为磁场401〉磁场402〉磁场403〉磁场404，但是实际上是无阶梯状地减小。另外，如上所述，在上述磁场形成部件4A、4B，空隙43、46形成为沿移动面形成部件I的长度方向延伸，因此，如图6所示，在与空隙43、46对应的区域形成磁场小的局部区域404。该局部区域404的顶点位于芯部件42、45的中央侧，猜想形成为从这里向移动面形成部件I的长度方向扩展的等腰三角形。因此，液滴从强磁场离开，结果收于两等边之间，形成封入所述局部区域的状态。
这样，如图7和图8所示，使移动面形成部件I移动，使得利用磁场形成部件4A、4B形成的磁场的局部区域位于液滴移动方向的前方侧，由此，液滴L以捕捉于上述磁场的局部区域的状态在流路2 (21A 21C、22 26)内移动。因此，使液滴沿着沿移动面形成部件I的长度方向(X方向)延伸的流路21A 21C向下游侧移动时，使移动面形成部件I向上游侧移动而使磁场形成部件4相对地向下游侧移动，则液滴在流路21A 21C内，与磁场形成部件4A、4B —同向磁场梯度小的上述下游侧移动。另外，使液滴沿着沿移动面形成部件I的宽度方向(Y方向)延伸的流路22 26移动时，使移动面形成部件I向与移动方向相反的方向移动而使磁场形成部件4相对地向移动方向移动，则液滴在流路22 26内，与磁场形成部件4A、4B —同向磁场梯度小的移动方向的前方侧移动。此时，如从后述的实施例可知，如上所述，通过上下组合将永磁体配列为Halbach型的磁场形成部件4A、4B，确认在这些磁场形成部件4A、4B之间，能够形成3. 2特斯拉左右的磁场，能够使直径为5_ 10_左右的液滴移动。接着，参照图9 图11，说明使用上述液滴移动装置，使用ELISE法分析试样液中所含的作为特定蛋白质的过敏物质的量的方法。在此，以对储存于试样液储存部IlB的试样液进行测定的情况为例进行说明。首先，预先对反应部12B供给与成为分析对象的过敏物质结合的一次抗体溶液，在该反应部12的表面使一次抗体固相化。接着，使移动面形成部件I向由磁场形成部件4形成的磁场的局部区域与流路21B的上游侧附近相对的位置移动，接着，使移动面形成部件I移动，使得所述局部区域从试样液储存部IlB向流路21B移动。由此，如图9和图10所示，积存于试样液储存部IlB的试样液，被上述磁场形成部件4的磁场扯断，作为液滴向形成于上述移动面形成部件I的表面的流路21B内供给。该液滴为直径5mm IOmm左右。这样，在该实施方式中，由作为试样液储存部IlA IlC的凹部和磁场形成部件4构成液滴供给部。接着，如图11所示,通过使移动面形成部件I移动,使磁场形成部件4A、4B相对地向流路21B的下游侧移动，这样，使供给到流路21B内的液滴L移动至反应部12B(工序I)。接着，在反应部12B中，使试样液的液滴与一次抗体反应(一次反应)。在该一次反应中，一次抗体仅与成为分析对象的特定的过敏物质结合，形成复合体。接着，通过使移动面形成部件I移动,使磁场形成部件4A、4B相对地移动，同样地将洗净液的液滴从洗净液储存部14向流路22内供给，这样，使洗净液的液滴经由流路22、流路21B移动至反应部12B (工序2)。在反应部12B中，利用洗净液进行不需要成分的洗净除去，作为洗净液，例如使用磷酸缓冲生理盐水。该洗净处理，通过使洗净液向反应部12B移动并通过，向排液部13排液，以洗净液进行流动清洗。之后，同样地，从抗体溶液储存部15向流路23内供给作为二次抗体溶液的例如生物素结合抗体溶液，使该液滴经由流路23、流路21B移动至反应部12B(工序3)。在反应部12B，进行由一次反应形成的复合体与以生物素(biotin)标识的抗体进行结合的二次反应。接着，使洗净液的液滴从洗净液储存部14经由流路22、流路21B移动至反应部12B，进行不需要成分的洗净除去(工序4)。
之后，同样地，从酶溶液储存部16向流路24内供给作为酶溶液的例如酶-链酶亲和素(sti^ptavidin)结合溶液，使该液滴经由流路24、流路21B移动至反应部12B (工序5)。在反应部12B，进行生物素与链酶亲和素结合的酶-基质反应。接着，使洗净液的液滴从洗净液储存部14经由流路22、流路21B移动至反应部12B，进行不需要成分的洗净除去
序 6)。接着，同样地，从发光剂储存部17向流路25内供给作为发光剂溶液的例如邻苯二胺溶液，使该液滴经由流路25、流路21B移动至反应部12B (工序7)。在反应部12B，与结合于链酶亲和素的酶反应，溶液显色。接着，同样地，从反应停止液储存部18向流路26内供给作为反应停止液的例如O.1n稀硫酸溶液，使该液滴经由流路26、流路21B移动至反应部12B (工序8)。接着，利用吸光度测定装置测定吸光度。该测定，例如通过从反应部12B上方侧照射光，从内表面测定吸光度而进行。因此，移动面形成部件由使光透过的材料形成。此时，过敏物质的含量越 多，吸光度越大，因此，通过与预先测定的标准物质的吸光度比较，能够检出过敏物质的抗原量。检出的抗原量，例如在控制部100的输入输出画面(无图示)显示。此时，试样液、洗净液、其它的药液的液滴，以确定的顺序向反应部12B移动，在反应部12B中存在必要时间，之后向排液部13移动。根据上述的实施方式，利用磁场形成部件4形成磁场随着从移动面形成部件I的表面上的液滴所处的区域沿上述表面远离而变小的磁场梯度，使上述移动面形成部件I和磁场形成部件4沿上述表面相对移动，因此，伴随着磁场形成部件4的相对移动，能够使上述液滴在移动面形成部件I的表面沿上述磁场梯度移动。此时，由于磁场形成部件4利用永磁铁，所以不需要为了形成磁场而供给电力。因此，与利用电场使液滴移动的方式那样的复杂的电路图案、使用电磁铁时相比，能够以简易的结构形成恒定稳定的磁场。因此，与利用电场使液滴移动的方式和使用电磁铁的结构相t匕，制造成本变得便宜。另外，不需要用于形成磁场的电力供给，驱动机构也为移动面形成部件I的电动机Ml、M2，因此，维护容易，从而运输费用降低。另外，上述液滴的移动方法中，例如，能够使10 μ I的微小的液滴移动，因此，能够利用于ELISE法等的试样液中的热定成分的分析方法中。由此，不需要以往操作者手工进行的向板表面的孔中分注试样液、药液、洗净液的操作，能够简易地进行上述试样液的成分的分析作业。以上，磁场形成部件4也可以是不形成空隙43、46的结构。即使在该情况下，也利用磁场形成部件4，形成磁场随着从上述移动面形成部件I的表面上的液滴所处的区域沿上述表面远离而变小的磁场梯度，因此，通过使上述移动面形成部件I和磁场形成部件4沿上述表面相对地移动，能够使上述液滴沿磁场梯度移动。另外，通过在移动面形成部件I的两面侧设置磁场形成部件4Α、4Β，在这些磁场形成部件4Α、4Β之间形成强磁�。牵捎诟菀旱斡肷鲜鲆贫嫘纬刹考蘒的亲和性，液滴的移动性不同，因此，磁场形成部件4也可以设置于移动面形成部件I的一侧。并且，只要是使移动面形成部件I和磁场形成部件4相对移动的结构即可，如图12所示，也可以使磁场形成部件4侧移动。图13中，30是移动面形成部件I的保持部件3的支撑台。另外，磁场形成部件4的支撑框47可以经由支撑部件51、移动部件52，利用X方向驱动机构54、Y方向驱动机构53,在移动面形成部件I的长度方向(X方向)和宽度方向(Y方向)自由移动。作为X方向移动机构54、Y方向移动机构53，例如，可以使用利用滚珠丝杠的机构，图中M3、Μ4为滚珠丝杠的电动机。另外，液滴供给部不限于上述的结构，例如，可以在移动面形成部件I的上方侧设置构成为滴液管(SPUit)状的液滴供给部，从此处向移动面形成部件I的表面供给液滴。并且，在本发明中，如图13所示，可以使分别设置于移动面形成部件I的两表面的磁场形成部件4Α、4Β的间隙可变。在该例中，利用升降机构55，使磁场形成部件4Α能够相对于移动面形成部件I相对移动。这样，例如使磁场形成部件4Α、4Β相对于移动面形成部件I相对移动，使药液的液滴向反应部移动之后，使磁场形成部件4Α上升，增加磁场形成部件4Α、4Β的间隙，从而使磁场形成部件4Α、4Β与其 它药液用的凹部对应的位置相对移动。在这样的结构中，在使磁场形成部件4Α、4Β从反应部向接着的药液的凹部相对移动时，增大磁场形成部件4Α、4Β彼此的间隙，减弱形成在它们之间的磁场。因此，在反应部的深度小时或者反应部内的液量多时，也不用担心液滴从反应部中溢出。另外，本发明中，不需要一定要在移动形成部件I的表面形成液滴的流路。这是由于通过使移动面形成部件I和磁场形成部件4相对移动，能够使上述液滴向磁场梯度小的方向移动的缘故。特别是，如上述实施方式所述，当以为了增大将液滴封入局部区域的作用，形成磁场局部减小的区域的方式构成上述磁场形成部件时，液滴能够以被所述局部区域捕捉的状态移动，即使不在移动面形成部件I形成流路，也能够使液滴稳定地移动。另外，本发明的液滴移动方法，除了能够适用于ELISA法，也能够适用于PCR法、免疫色谱法。接着，参照图14 图23，说明本发明的血浆分离装置。图14是表示本发明的血浆分离装置的一个实施方式的侧面图，图15是其主要部分的概要立体图，图16是其主要部分的俯视图。上述血浆分离装置7在处理室70内具备形成移动面形成部件的检查板8、保持该检查板8的保持部件3、使该保持部件3移动的移动机构、和磁场形成部件4Α、4Β。以下，以图14中处理室70的长度方向为X方向、以处理室70的宽度方向为Y方向，进行说明。另夕卜，对于上述实施方式同样构成的部分标注相同的符号。上述检查板8是例如包含硅、玻璃、树脂等非磁体的例如3cmX8cm左右大小的板状体。在该检查板8的表面形成有作为积液部的多个凹部。例如，以上述检查板8的长度方向(图15中的X方向)的一端侧为上游侧进行说明，分别在上述一端侧形成有储存药液的凹部作为药液储存部81A，在其下游侧形成有储存检查对象的血液的凹部作为试样液储存部82，并且在上述检查板8的长度方向的另一端侧形成有作为反应部83的凹部。该反应部83相当于后述的用于使血浆和生化检查用的药液的液滴反应的反应区域。这些药液储存部81A、试样液储存部82和反应部83通过沿上述检查板8的长度方向设置的流路84连接。另一方面，在检查板8的宽度方向(图15中的Y方向)，从上游侧开始设置有储存后述的血液生化检查用药液的多个、该例中为2个的凹部，作为药液储存部81B、81C。这些药液储存部81B、81C分别通过沿着检查板8的宽度方向设置的流路85A、85B与上述流路84连接。另外，在上述检查板8的表面，在上述流路84的上述药液储存部82的下游侧、流路85A的上游侧的区域中，设置有用于产生电泳作用的电极单元9。该电极单元9具备以与上述流路84交叉、相互分离对置的方式设置的一对电极91、92。这些电极91、92经由施加交流电压的电源部93和开关部94连接。在此，电泳是指，在不均匀的电场内，利用电场和由该电场激发的电偶极矩，使受到力的物质移动的现象，物质通过电泳移动的方向由物质和溶液的电介特性决定。因此，上述电极91和电极92构成为不均匀电场的性状。另外，血液中，血球受吸引向电极91侧移动，因此，该电极91形成于流路84的上游侧，并且，血球形成为容易被捕捉的性状。另外，形成电极单元9的位置，可以是上述流路84中上述试样液储存部82的下游侧、流路85A的上游侧，但由于如后所述通过使血液通过电极单元9而分离为血球和血浆，因此，优选更靠近上述试样液储存部82。这样的电极单元9，例如通过在检查板8的规定位置形成凹部81A 81C、82、83等和流路84、85A、85B之后，在该检查板8的表面的规定位置，例如，通过例如蒸镀形成金等的导电性的薄膜，接着通过蚀刻为规定的电极图案性状而构成。此时，在图14 图19中，为了图示的方便，放大描述了电极单元9，实际上，电极单元9例如形成为电极的图案宽度为25μπκ电极91和电极92之间的距离为200 300μπι左右。此外，在图16中，电极91和电极92超过流路84的宽度地放大描述，但实际上形成为与流路几乎同等大小或稍大即可。并且，电极单元9可以形成于检查板8的内面侧。另外，检查板8的表面的流路84，在电极单元9的下游侧具备局部变窄的部位84Α。在该例中，该部位84Α形成于电极单元9的下游侧附近，如后所述，由于血浆液滴的分离通过使血浆通过该部位84Α而进行，因此，形成该部位84Α的位置可以是上述流路84中上述试样液储存部82的下游侧、流路85Α的上游侧。例如，流路84设定为宽度为3mm左右，上述部位84A的宽度设定为2mm左右。上述保持部3，例如以保持检查板8的一部分的方式由上述X方向长的长方形状的板状体构成。该例的保持部3、支撑部31、移动部件32、X轴驱动机构33、Y轴驱动机构34、电动机Μ1、Μ2与上述实施方式相同地构成，因此，省略说明。在此，图14中所示的保持部3的位置，为如后所述对该保持部3进行检查板8的交接的交接位置，检查板8在该位置载置于保持部3之后，向X方向的一端侧(图14中的左侧)移动。因此，以后的说明中，以上述一端侧为移动方向的前方侧、X方向的另一端侧(图14中的右侧)为移动方向的后方侧进行说明。另外，上述磁场形成部件4Α、4Β，在保持于上述保持部3的检查板8的两面侧，隔着该检查板8相对设置。在该例中，上述磁场形成部件4Α、4Β，相对于位于该传递位置的保持部3上的检查板8，在移动方向的前方侧、在上述检查板8的Y方向的大致中央以不干扰该检查板8的方式设置。这些磁场形成部件4Α、4Β与上述实施方式的磁场形成部件4Α、4Β同样地构成，因此，省略说明，但上述空隙43配置为沿X方向延伸。上述磁场形成部件4Α、4Β，以相互隔开规定间隔相对的方式，分别在处理室70的顶部70Α和底部70Β隔着支撑部件71Α、71Β安装。另外，例如上侧的磁场形成部件4Α的支撑部件71Α构成为，在磁场形成部件4Α、4Β彼此最接近的液滴移动位置和比液滴移动位置靠上方侧的待机位置之间，利用升降机构72自由升降，形成为能够改变磁 场形成部件4Α、4Β彼此的间隔。另外，设定磁场形成部件4Α、4Β彼此的间隔，使得当上述磁场形成部件4Α位于液滴移动位置时，保持于保持部3的检查板8能够通过磁场形成部件4Α、4Β之间。
并且，上述血浆分离装置7具备对位于上述交接位置的保持部3上的检查板8的规定位置供给药液的第一 第三供给喷嘴73A 73C。第一供给喷嘴73A设置为对位于上述交接位置的检查板8的药液储存部81A供给抗凝剂例如柠檬酸钠水，第二供给喷嘴73B和第三供给喷嘴73C设置为对位于上述交接位置的检查板8的药液储存部81B、81C分别供给血液的生化检查用的药液A、B。在该例中，这些供给喷嘴73A 73C构成为例如通过安装于处理室70的顶部70A的升降机构74A 74C，在对上述保持部3上的检查板8供给药液的位置和比该供给位置靠上方侧的传递位置之间自由升降。上述交接位置是指对保持部3进行检查板8的交接时不妨碍该作业的位置。这些供给喷嘴73A 73C，通过分别具有泵Pl P3的供给通路75A 75C，分别与柠檬酸钠水储存部76A、药液A储存部76B、药液B储存部76C连接。这样，通过上述泵Pl P3的动作，分别对位于上述交接位置的检查板8的药液储存部81A 81C供给规定量、例如100 μ I的柠檬酸钠水、例如100 μ I的药液Α、例如100 μ I的药液B。此外，也可以利用阀的开闭代替泵Pl Ρ3，对检查板8供给柠檬酸钠水等。在该例中，由供给喷嘴73Α 73C、泵Pl Ρ3、供给通路75Α 75C、药液储存部76Α 76C构成液滴供给部。图14中77是 用于进行与保持部3之间的检查8的交接的开口部，77Α是该开口部77的开闭部件。另外，该血浆分离装置具备控制部110。该控制部100，例如由计算机构成，具备包括程序、内存、CPU的数据处理部，在该程序中，组入有命令(各步骤)，自动地实施从控制部110向血浆分离装置7的电动机Μ1、Μ2、泵Pl Ρ3、开关部94、升降机71Α、73Α 73C的各部分送出控制信号，使得在滴下有血浆的检查板8上供给规定的药液，使上述液滴沿着预先设定的移动轨迹移动，在反应部进行规定的检查的一系列动作。该程序存储于计算机存储介质例如软盘、光盘、硬盘、MO (磁盘)等存储部，安装于控制部110。接着，说明利用该血浆分离装置7实施的血浆分离方法。在检查板8的试样液储存部82例如利用滴液管滴下100 μ I左右的作为检查对象的血液95之后，经由开口部77向血浆分离装置7内部搬入该检查板8，载置于位于交接位置的保持部3上。接着，利用开闭部件77Α关闭上述开口部77之后，使泵Ρ1、Ρ2动作，从喷嘴73Α、73Β分别向检查板8的药液储存部81Α、81Β供给1000 μ I左右的柠檬酸钠水和100 μ I左右的药液Α。接着，打开开关部94，对电极单元9施加例如lMHz、10V的交流电压，使电动机Ml、M2动作，使检查板8以规定的路径移动。即，使检查板8移动，使得检查板8向利用磁场形成部件4形成的磁场的局部区域与药液储存部81A对置的位置移动，上述局部区域从药液储存部81A向流路84移动。由此，积存于药液储存部81A内的柠檬酸钠水被上述磁场形成部件4的磁场扯断,作为液滴向上述流路84内供给。该液滴为直径5mm IOmm左右。这样，在该实施方式中，由形成药液储存部81A 81C的凹部和磁场形成部件4构成液滴供给部。接着，通过使检查板8移动，使磁场形成部件4向流路84的下游侧相对移动，柠檬酸钠水的液滴移动至试样液储存部82，稀释血液95。之后，同样地使磁场形成部件4相对移动，如图17所示，使稀释后的血液95的液滴向流路84的下游侧移动。在此，血液95的液滴在电极单元9上移动，发生电泳作用，血液95中的血球96，如图18和图20所示，以被电极单元9、更具体而言、被电极91侧吸引的方式移动。另一方面，血液95中的血浆97，不被电极单元9吸引，因此，伴随着磁场形成部件4的相对移动而移动。此外，图20、图21中，分别以虚线包围表示电极9的形成区域。因此，使磁场形成部件4从试样液储存部82向下游侧相对移动，则在电极单元9的形成区域的附近，如图18、图20所示，血液95以相下游侧扩展的状态移动。并且，使磁场形成部件4相对移动至流路84的宽度变窄的部位84A的上游侧附近，血液95中的血浆97以从磁场形成部件4的磁场挤出的方式超过上述部位84A向下游侧移动。这样，当使磁场形成部件4比上述部位84A进一步向下游侧相对移动时,上述部位84A中液量变得非常少，因此，伴随磁场形成部件4的相对移动，血浆97从血液95中被扯出，形成血浆97的液滴。(参照图19、图21)。这样，从血液95分离血浆97，进一步使磁场形成部件4相对移动，使该血浆97的液滴移动至反应部83。接着，扩大磁场形成部件4A、4B的间隔，使其移动至药液储存部73B的附近，收窄磁场形成部件4A、4B的间隔之后相对移动，由此，向流路85A内供给药液A的药液A，使药液A的液滴经由流路85A、流路84移动至反应部83。这样，在反应部83使药液·A的液滴与血浆反应，进行规定的生化检查。取得利用药液A得到的生化检查结果之后，经由开口部77从装置7取出该检查板8，丢弃。在上述例子中，以进行利用药液A的生化检查为例进行了说明，利用药液B时也同样地进行检查。根据上述实施方式的形态，在检查板8上产生电泳作用，因此，能够在该检查板8上从血液分离血浆。另外，分离后的血浆利用磁场形成部件4的磁场在检查板8上移动，所以能够不阻碍电泳作用，使血浆移动。因此，能够在检查板8上进行从血液分离血浆以及血浆的移动，因此，能够在检查板8上进行血浆的生化检查，能够以使用微量的血液的小型装置以短时间容易地进行多种生化检查。在此，从血液95的液滴分离血浆97可以如下进行。S卩，如图22所示，使磁场形成部件4A、4B向流路84的下游侧相对移动至流路变窄的部位84A的附近，将血液95挤出至上述部位84A的下游侧。接着，暂时分离磁场形成部件4A、4B彼此的间隔，如图23所示，使磁场形成部件4A、4B向上述部位84A的侧方相对移动。这样，使磁场形成部件4A、4B如图23中的箭头所示，向上述部位84A移动。由此，使上述部位84A内的血浆97逃离磁�。蛏鲜霾课�84A的两侧移动，因此，能够容易地从血液95分离血浆97。另外，用同一个检查板8，使用多种药液进行生化检查时，可以形成有多个药液储存部81和反应部83用的凹部，也可以不在反应部83进行反应，而使血浆97移动至药液储存部81，在这里与药液反应。并且，在反应部83的下游侧设置排液部，在反应部83结束与药液A的反应之后，将该反应液向排液部排液，使接着的血浆97的液滴和药液B移动至反应部83而进行利用药液B的生化检查。进而，也可以在试样液储存部82直接滴下柠檬酸钠水，稀释血液，也可以在反应部83直接滴下药液，与血浆反应。此外，在检查板8不需要一定形成流路，也不需要一定形成试样液储存部82、药液储存部81用的凹部。另外，也可以不使检查板8移动，而使磁场形成部件4侧移动。进而，在检查板8上使血液95通过电极单元9移动，从血液95分离血浆97的液滴之后，也可以使用电方法使该血浆97移动。进而，只要能够根据流路的宽度、利用电极单元9得到的电场的大小、磁场形成部件4的磁场的大小等利用磁场形成部件4的相对移动从血液95分离血浆97即可，不需要一定在流路84设置局部宽度变窄的部位84A。
实施例以下，使用图24中所示的实验装置，进行了确认液滴是否根据磁场形成部件的移动而移动的实验。图24中，61是由硅构成的厚度为O. 75mm的移动面形成部件，4A、4B是分别配置于移动面形成部件的两表面的磁场形成部件。磁场形成部件4A、4B使用上述结构的部件，永磁铁的材质为钕，中间部件的材质为铁。另外，磁场形成部件4的大小如上所述。而且，对于改变磁场形成部件4A、4B之间的间隙G (磁铁间间隙)和液滴量，液滴62是否伴随磁场形成部件4的移动而移动，通过目视进行确认。此外，直径为5mm IOmm的液滴，相当于液滴量为20 μ I 100 μ I。在图25中表示该结果。图中的纵轴为磁铁间间隙，横轴表示液滴量，■表示由于磁场形成部件的移动而移动的液滴，□表示没有移动的液滴。该结果，确认了伴随磁场形成部件的移动，在移动面形成部件的表面，液滴移动。另外，可以理解为，在液滴量少时，为了使液滴移动，需要减小磁场形成部件彼此的间隙，提高磁通密度。
附图标记说明I移动面形成部件IIA IlC 试样液储存部12Α 12C 反应部14洗净液储存部15 18药液用凹部21、22流路33Y方向移动机构34X方向移动机构4 (4Α、4Β)磁场形成部件41、44 永磁铁42、45 芯部件43、46空隙8检查板95血液96血球97血浆
权利要求
1.一种液滴移动装置，其特征在于，具备移动面形成部件，其形成液滴的移动面，包含非磁体；液滴供给部，其用于向该移动面形成部件的表面供给液滴；磁场形成部件，其形成磁场随着从所述移动面形成部件的表面上的液滴所处的区域沿所述表面远离而变小的磁场梯度；和移动机构，其用于为了使所述液滴沿着磁场梯度移动，而使所述移动面形成部件与磁场形成部件沿所述表面相对地移动。
2.如权利要求1所述的液滴移动装置，其特征在于所述移动面形成部件为板状体，所述磁场形成部件，在移动面形成部件的两面侧隔着该移动面形成部件相对。
3.如权利要求1所述的液滴移动装置，其特征在于具备控制部，其控制所述移动机构，使得液滴沿着预先设定的移动轨迹移动。
4.如权利要求1所述的液滴移动装置，其特征在于所述磁场形成部件，为了增大向局部区域封入液滴的作用，沿所述表面形成磁场比包围所述表面的全周的区域局部小的区域。
5.如权利要求4所述的液滴移动装置，其特征在于所述磁场形成部件，为了形成所述磁场局部小的区域，在沿所述表面的方向看时，具备导磁率局部小的部分。
6.如权利要求5所述的液滴移动装置，其特征在于所述导磁率局部比周围小的部分，作为空隙构成。
7.如权利要求1所属的液滴移动装置，其特征在于具备形成于所述移动面形成部件的、形成积液部的凹部，积存于该凹部内的液体，被所述磁场形成部件的磁场扯断，作为液滴被供给至所述移动面形成部件，所述液滴供给部包括所述凹部和所述磁场形成部件。
8.如权利要求1所述的液滴移动装置，其特征在于所述液滴供给部包括供给作为分析对象的试样液的液滴的液滴供给部；供给用于分析所述试样液的药液的液滴的液滴供给部；和供给洗净液的液滴供给部，所述移动面形成部件具备使成为分析对象的试样液的液滴与所述药液反应的反应区域。
9.一种血浆分离装置，其特征在于，具备移动面形成部件，其形成血液的液滴的移动面，包含非磁体；电极，其设置于该移动面形成部件，为了从所述血液分离血浆而产生电泳作用；磁场形成部件，其形成磁场随着从所述移动面形成部件的表面上的液滴所处的区域沿所述表面远离而减小的磁场梯度；和移动机构，其为了使所述液滴沿着磁场梯度通过所述电极之上而从所述血液分离血浆，使所述移动面形成部件和磁场形成部件沿所述表面相对移动。
10.如权利要求9所述的血浆分离装置，其特征在于在所述移动面形成部件的表面，形成有引导所述液滴的流路。
11.如权利要求10所述的血浆分离装置，其特征在于所述流路，在设置于所述移动面形成部件的电极的下游侧具备局部变窄的部位， 所述移动机构使所述液滴在所述流路中从所述电极的上游侧移动至所述变窄的部位的下游侧，使所述液滴通过该部位，由此从所述血液分离血浆。
12.如权利要求9所述的血浆分离装置，其特征在于所述移动面形成部件，具备在所述电极的下游侧使成为分析对象的血浆的液滴与所述药液反应的反应区域，所述移动机构使所述分离后的血浆向所述反应区域移动。
13.一种液滴移动方法，其特征在于，包括向形成液滴的移动面的、包含非磁体的移动面形成部件的表面供给液滴的工序；利用磁场形成部件，形成磁场随着从所述移动面形成部件的表面上的液滴所处的区域沿所述表面远离而减小的磁场梯度的工序；和为了使所述液滴沿着磁场梯度移动，使所述移动面形成部件和磁场形成部件沿所述表面相对移动的工序。
14.如权利要求13所述的液滴移动方法，其特征在于所述移动面形成部件为板状体，所述磁场形成部件，在移动面形成部件的两面侧隔着该移动面形成部件相对。
15.—种血衆分离方法,其特征在于,包括向移动面形成部件的表面供给血液的液滴的工序，其中，该移动面形成部件形成血浆的液滴的移动面、包含非磁体、具备为了从所述血液分离血浆而产生电泳作用的电极；利用磁场形成部件，形成磁场随着从移动面形成部件的表面上的所述液滴所处的区域沿所述表面远离而减小的磁场梯度的工序；和使所述液滴沿着磁场梯度通过所述电极之上而从所述血液分离血浆，使所述移动面形成部件和磁场形成部件沿所述表面相对移动的工序。
16.如权利要求15所述的血浆分离方法，其特征在于使所述液滴沿着所述移动面形成部件的所述表面移动的工序，使在所述移动面形成部件的表面形成的流路内的液滴移动。
17.如权利要求15所述的血浆分离方法，其特征在于所述流路，在设置于所述移动面形成部件的电极的下游侧具备局部变窄的部位，使所述液滴沿着所述移动面形成部件的所述表面移动的工序，使所述液滴在所述流路中从所述电极的上游侧移动至所述变窄的部位的下游侧，使所述液滴通过该部位，由此从所述血液分离血浆。
全文摘要
以简易的方法使液滴沿着移动面形成部件的表面移动。在形成液滴的移动面的、包含非磁体的移动面形成部件(1)的两面分别设置有形成磁场梯度的磁场形成部件(4A、4B)，该磁场梯度为磁场随着从上述移动面形成部件(1)的表面上的液滴所在的区域沿上述表面远离而减小的磁场梯度。而且，通过使上述移动面形成部件(1)与磁场形成部件(4A、4B)相对地沿上述表面移动，使上述液滴沿着磁场梯度移动。
文档编号G01N37/00GK103026240SQ20118003621
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年7月22日
发明者田村明威 申请人:东京毅力科创株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
