JP6419130B2 - 測定用カートリッジおよび送液方法 - Google Patents

Description

本発明は、遠心分離により検体から液体成分を分離して測定に供するための測定用カートリッジおよび送液方法に関する。

特許文献１には、円板形状の生体分析用デバイスを用いて試料を分析する構成が開示されている。

具体的には、図２０（ａ）に示すように、血液貯留部４０１に注入された血液４０２が、生体分析用デバイス４００の回転により生じる遠心力によって、血液流路４０３を介して血液分離部４０４に移送される。血液分離部４０４の内部は、血液分離壁４０５によって、血漿貯留部４０６と血球貯留部４０７に分割されている。また、血液分離壁４０５には、血漿貯留部４０６と血球貯留部４０７を連結するように、血漿採取毛細管４０８と通気流路４０９が形成されている。血液分離部４０４に移送された血液４０２は、図２０（ｂ）に示すように、さらに、遠心力によって血漿成分４１０と血球成分４１１とに分離される。その後、生体分析用デバイス４００の回転を減速または停止させることにより、分離後の血漿成分４１０が、毛細管力によって、サイフォン流路４１２ａを通って血漿計量部４１２に移送される。その後、血漿成分４１０は、遠心力により試薬反応部４１３に移送され、分析に供される。

米国特許出願公開第２０１０／０２４０１４２号明細書

上記特許文献１の構成では、遠心分離の際に、血液分離壁４０５の回転軸側の壁面に血球成分４１１が残留しやすい。この要因により、遠心分離後に血漿貯留部４０６に血球成分４１１が残留すると、残留した血球成分４１１がサイフォン流路４１２ａを介して血漿計量部４１２に混入し、血漿成分４１０の分析精度が低下することが起こり得る。

かかる課題に鑑み、本発明は、遠心分離により分離された血漿成分を移送する際に血球成分が混入することを抑制して、血漿成分の測定精度を高めることが可能な測定用カートリッジおよび送液方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、回転軸（２０、１０３）を中心に回転可能に測定装置（１００）に装着される測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）に関する。本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）は、血液検体（７０、２８０）を投入する検体投入口（６１、２０１）と、第１貯留部（３１、２１１）と、第１貯留部（３１、２１１）に対して回転軸（２０、１０３）から離れる方向に配置されると共に回転軸（２０、１０３）周りの回転方向の幅が第１貯留部（３１、２１１）よりも大きい第２貯留部（３２、２１２）と、を含み、回転軸（２０、１０３）周りの回転による遠心力を利用して、血液検体（７０、２８０）を血球成分（７１、２８１）と血漿成分（７２、２８２）とに分離する分離チャンバ（３０、２１０）と、血漿成分（７２、２８２）を収容する収容チャンバ（４０、２４１）と、第１貯留部（３１、２１１）および第２貯留部（３２、２１２）の少なくとも一方の内壁（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、８１ａ、８１ｂ、２１１ａ、２１２ａ、２７１ａ）と連結された流路（５０、５１、５２、６３、２０３、２２０、２２１、２２２）と、を備え、流路（５０、６３、２０３、２２０）は、検体投入口（６１、２０１）から投入された血液検体（７０、２８０）を分離チャンバ（３０、２１０）に移動させる第１流路（６３、２０３）と、分離チャンバ（３０、２１０）において分離された血漿成分（７２、２８２）を毛細管現象により移動させる第２流路（５０、２２０）と、を含む。

本態様に係る測定用カートリッジでは、分離チャンバにおいて、遠心分離によって血液検体が血球成分と血漿成分に分離される。このとき、回転方向において、第１貯留部の長さが第２貯留部よりも短いため、遠心分離後に第１貯留部に現れる血漿成分と気層との界面が、第２貯留部に対して回転軸側に大きく離れる。このため、この界面と、遠心分離後の血球成分の液層との距離を広げることができ、血球成分の液層から離れた第１貯留部または第２貯留部の内壁に第２流路を接続できる。これにより、分離チャンバから第２流路への血漿成分の流れに遠心分離後の血球成分が巻き込まれることを回避でき、第２流路中の血漿成分に血球成分が混入することを抑制できる。よって、本態様に係る測定用カートリッジによれば、分離チャンバから収容チャンバに向かって第２流路を移動する血漿成分に血球成分が混入することを抑制でき、これにより、血漿成分に対する測定精度を高めることができる。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２流路（５０、２２０）は、第２貯留部（３２、２１２）の回転軸（２０、１０３）側の端に位置する第１内壁（３２ａ、３２ｂ、２１２ａ）に接続されるよう構成され得る。こうすると、第２流路を、第１内壁との接続位置から回転軸を中心とする円の径方向に沿って延ばすことができる。これにより、遠心分離前に第２流路に溜まった血球成分を、遠心分離時の遠心力によって、円滑に第１貯留部へと移動させることができる。よって、遠心分離後に、第２流路に血球成分が残存することをより確実に抑制できる。また、第２貯留部に接続される第２流路を、血球成分の液層から遠ざけることができる。よって、分離チャンバから収容チャンバに向かって第２流路を移動する血漿成分に血球成分が混入することを効果的に抑制できる。

この場合に、回転軸（２０、１０３）側に位置する第１貯留部（３１、２１１）の端部よりも回転軸（２０、１０３）に対して反対側に位置する第１貯留部（３１、２１１）の第２内壁（３１ａ、３１ｂ、２１１ａ）は、第２内壁（３１ａ、３１ｂ、２１１ａ）の端縁から徐々に第１内壁（３２ａ、３２ｂ、２１２ａ）に平行となるように傾斜して第１内壁（３２ａ、３２ｂ、２１２ａ）へと繋がる曲面状の内壁（２１１ｂによって第１内壁（３２ａ、３２ｂ、２１２ａ）に接続されるよう構成され得る。こうすると、第２貯留部から第２流路へと血漿成分が移動する際に、血漿成分の流れが曲面状の内壁に沿って滑らかに変化するため、第１内壁の第１貯留部側の端部付近に、血漿成分の乱流が生じることが抑制される。このため、このような乱流に血球成分が巻き込まれて第２流路に混入することを抑制できる。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２流路（５０、２２０）は、回転軸（２０、１０３）側に位置する第１貯留部（３１、２１１）の端部よりも回転軸（２０、１０３）に対して反対側に位置する第１貯留部（３１、２１１）の内壁（３１ａ、３１ｂ、２１１ａ）に接続されるよう構成され得る。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２流路（５０、２２０）は、分離チャンバ（３０、２１０）から回転軸（２０、１０３）に向かう方向に延びるよう構成され得る。こうすると、第２流路が分離チャンバから回転軸に向かう方向に延びているため、遠心分離前に分離チャンバから第２流路に浸入した血球成分は、遠心分離時の遠心力によって第２流路から分離チャンバへと移動する。このため、遠心分離後に、第２流路に血球成分が残存することを抑制できる。なお、第２流路は、回転軸に向かう方向に延びていればよく、必ずしも正確に回転軸に向かって延びていなくてもよい。また、第２流路は、必ずしも、全長に亘って、回転軸に向かう方向に延びていなくともよく、少なくとも遠心分離前に血液検体が浸入し得る範囲において、回転軸に向かう方向に延びていればよい。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２貯留部（３２、２１２）は、第１領域（８１、２７１）と、第１領域（８１、２７１）に対して回転軸（２０、１０３）側に配置され、回転方向の幅が第１領域（８１、２７１）よりも小さい第２領域（８２、２７２）とを備えるよう構成され得る。こうすると、遠心分離時に、幅広の第１領域に血球成分を効率的に収容できる。また、第２領域の幅が第１領域よりも小さいため、遠心分離後の気層と血漿成分との界面が、より回転軸側に位置付けられる。これにより、血漿成分の流路への流れに血球成分が巻き込まれることを、より確実に抑制できる。

この場合に、第１貯留部（３１、２１１）は、第２領域（８２、２７２）に対して回転方向の一方向に偏った位置に配置され、第１貯留部（３１、２１１）に対してこの方向と反対側の第２領域（８２、２７２）の位置に、第２流路（５０、２００）が接続されるよう構成され得る。こうすると、第２流路に血漿成分が流れ込む間に、気層と血漿成分との界面は、第２流路側の端部が第２流路と反対側の端部よりも回転軸に近い状態で傾きながら、回転軸から遠ざかる方向に進む。これにより、血漿成分が第２流路の入口から離れることを抑制でき、第２流路に血漿成分が流れ込む間に、第２流路に血漿成分を安定的に供給し続けることができる。

この場合に、第１領域（８１、２７１）は、第１領域（８１、２７１）の回転軸（２０、１０３）側の端に位置し、かつ、第２領域（８２、２７２）へと繋がる第３内壁（８１ａ、８１ｂ、２７１ａ）を備えるよう構成され得る。

この場合に、回転方向において、第３内壁（８１ａ、８１ｂ、２７１ａ）は第１内壁（３２ａ、３２ｂ、２１２ａ）よりも長く構成され得る。この構成では、第２領域に対して回転方向に突出する第１領域の部分が長く設定される。以下、第２領域に対して回転方向に突出する第１領域の部分を、「突出部」と称する。遠心分離により第１領域の突出部に溜まった血球成分は、血漿成分の流れの影響を受けにくく、遠心分離後も突出部に留まりやすい。このため、遠心分離により突出部に溜まった血球成分が、血漿成分の第２流路への流れに混入することが殆どない。したがって、第３内壁を長くして第１領域の突出部の長さを広げることにより、突出部に溜まる血球成分の量を高めることができる。よって、遠心分離後の血球成分が第２流路に流れ込むことを、より効果的に防ぐことができる。

この場合に、本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）は、血漿成分（７２、２８２）を廃棄するための廃棄チャンバ（２３４）と、第１領域（８１、２７１）と廃棄チャンバ（２３４）とを連結し、分離チャンバ（３０、２１０）から収容チャンバ（４０、２４１）に血漿成分（７２、２８２）を移動させた後に分離チャンバ（３０、２１０）に残存する血漿成分（７２、２８２）を、サイフォンの原理により第１領域（８１、２７１）から廃棄チャンバ（２３４）に向けて移動させる他の流路（２３３）と、を備えるよう構成され得る。こうすると、分離チャンバから収容チャンバに血漿成分を移動させた後に、分離チャンバに残存する血漿成分が、再度第２流路に流入して収容チャンバへと向かうことを防止できる。よって、収容チャンバに移送される血漿成分の量を安定化させることができ、血漿成分の測定精度を高めることができる。

この場合に、他の流路（２３３）は、第３内壁（８１ａ、８１ｂ、２７１ａ）に接続されるよう構成され得る。こうすると、血漿成分の廃棄時に血球成分が他の流路に混入して他の流路が詰まることを防止できる。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第１貯留部（３１、２１１）は、第２領域（８２、２７２）に対して回転方向に沿った第１の方向（Ｔ２方向）に偏った位置に配置され、第２領域（８２、２７２）は、第１領域（８１、２７１）に対して第１の方向と反対の第２の方向（Ｔ１方向）に偏った位置に配置されるよう構成され得る。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２流路（５０、２００）は、分離チャンバ（３０、２１０）と収容チャンバ（４０、２４１）とを連結し、分離チャンバ（３０、２１０）から回転軸（２０、１０３）に向かう方向に延びる第３流路（５１、２２１）と、第３流路（５１、２２１）の分離チャンバ（３０、２１０）と反対側の端部から、回転軸（２０、１０３）から離れる方向に延びる第４流路（５２、２２２）とを含むよう構成され得る。

この場合に、第３流路と第４流路との接続位置（５０ａ、２２０ａ）に、第２流路（５０、２００）内に空気を導入可能な空気導入路（６５、２０７）が接続されるよう構成され得る。こうすると、第２流路に血漿成分が満たされた状態で測定用カートリッジを回転させると、空気導入路から空気が流路に入り込み、第２流路に満たされた血漿成分が、接続位置で分割される。これにより、第３流路内にある血漿成分は、遠心力で分離チャンバに戻され、第４流路内にある血漿成分は、遠心力で収容チャンバに移動する。収容チャンバに移動する血漿成分は、第４流路に満たされた血漿成分となるので、収容チャンバに移動する血漿成分の定量性が向上する。

また、第４流路（５２、２２２）の収容チャンバ（４０、２４１）側に、毛細管現象による血漿成分（７２、２８２）の移動を留めるためのバルブ（２０８ｃ）が設けられるよう構成され得る。こうすると、第３流路と第４流路との接続位置からバルブまでの第４流路の範囲に血漿成分を溜めることができ、この範囲で規定される量の血漿成分を収容チャンバに移送できる。よって、収容チャンバに移動する血漿成分の定量性がさらに向上する。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２貯留部（３２、２１２）は、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って大きくする第１傾斜部（２７４ａ）を備えるよう構成され得る。第１傾斜部より径方向外側の領域の厚みを大きくして、この領域の容量を増加させることにより、ボイコット効果によって外側の領域に血球成分を滞留させやすくなり、遠心分離の効率を高めることができる。また、第１傾斜部に沿って、第１貯留部の径方向外側から径方向内側に血漿成分を円滑に移動させることができるため、第１傾斜部より径方向外側の領域に血球成分を効率的に集めることができる。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２貯留部（３２、２１２）は、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って小さくする第２傾斜部（２７４ｂ）を備えるよう構成され得る。第２傾斜部より径方向外側の領域の厚みを小さくして、この領域の厚みを絞ることにより、遠心力により第２傾斜部より径方向外側に移動した血球成分が、径方向内側に戻りにくくなる。よって、遠心分離後の血球成分が第２流路に混入することを効果的に抑制できる。また、遠心分離の際に、第２傾斜部に沿って血球成分を第２傾斜部の径方向外側に円滑に移動させることができる。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って大きくする第１傾斜部（２７４ａ）が第１領域（８１、２７１）に設けられるよう構成され得る。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って小さくする第２傾斜部（２７４ｂ）が第２領域（８２、２７２）に設けられるよう構成され得る。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２貯留部（３２、２１２）は、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って大きくする第１傾斜部（２７４ａ）と、第１傾斜部（２７４ａ）に対して回転軸（２０、１０３）に近づく側に設けられ、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って小さくする第２傾斜部（２７４ｂ）とを備えるよう構成され得る。上述した第１傾斜部と第２傾斜部による効果に加えて、血球成分が貯留する領域と、血漿成分が貯留する領域との間に凸状部が配置されるため、血球成分が血漿成分に混入することをより効果的に防止できる。

本態様に係る測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）において、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って大きくする第１傾斜部（２７４ａ）が第１領域（８１、２７１）に設けられ、第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚みを回転軸（２０、１０３）から離れるに従って小さくする第２傾斜部（２７４ｂ）が第２領域（８２、２７２）に設けられるよう構成され得る。

この場合に、第１領域（８１、２７１）における第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚み（Ｈ１）が、第２領域（８２、２７２）における第２貯留部（３２、２１２）内の空間の厚み（Ｈ２）よりも大きくなるように、第１傾斜部（２７４ａ）と第２傾斜部（２７４ｂ）とが設けられるよう構成され得る。こうすると、血球成分をより効率的に第１領域に留めることができる。

また、第１傾斜部（２７４ａ）と第２傾斜部（２７４ｂ）とが平坦部（２７４ｃ）によって連結されるよう構成され得る。こうすると、平坦部（２７４ｃ）が設けられた範囲は血球成分が移動しにくくなるため、遠心分離により第１傾斜部より径方向外側に滞留した血球成分が、平坦部を通って、血漿成分に混入することが抑制される。よって、第２流路に取り込まれる血漿成分に血球成分が混入することを、より効果的に防止できる。

本発明の第３の態様は、回転軸（２０、１０３）を中心に回転可能に測定装置（１００）に装着される測定用カートリッジ（１０、２００、３２０）を用いた送液方法に関する。本態様に係る送液方法は、血液検体（７０、２８０）を、第１貯留部（３１、２１１）と、回転軸（２０、１０３）周りの回転方向の幅が第１貯留部（３１、２１１）よりも大きい第２貯留部（３２、２１２）と、を含む分離チャンバ（３０、２１０）に、第１貯留部（３１、２１１）または第２貯留部（３２、２１２）の内壁（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、８１ａ、８１ｂ、２１１ａ、２１２ａ、２７１ａ）と連結された第１流路（６３、２０３）を用いて移動させ（Ｓ１０１）、回転軸（２０、１０３）周りの回転による遠心力を利用して、分離チャンバ（３０、２１０）内の血液検体（７０、２８０）を血球成分（７１、２８１）と血漿成分（７２、２８２）とに分離し（Ｓ１０２）、分離された血漿成分（７２、２８２）を、第１貯留部（３１、２１１）または第２貯留部（３２、２１２）の内壁（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、８１ａ、８１ｂ、２１１ａ、２１２ａ、２７１ａ）と連結された第２流路（５０、５１、５２、２２０、２２１、２２２）を用いて毛細管現象により移動させる（Ｓ１０３）。

本態様に係る送液方法によれば、第１の態様と同様の効果が奏される。

本態様に係る送液方法において、第２流路（５０、５１、５２、２２０、２２１、２２２）は、第２貯留部（３２、２１２）の回転軸（２０、１０３）側の端に位置する内壁（３２ａ、３２ｂ、２１２ａ）に接続されている。

本発明によれば、遠心分離により分離された血漿成分を移送する際に血球成分が混入することを抑制して、血漿成分の測定精度を高めることができる。

図１は、実施形態１に係る測定用カートリッジの構成を示す模式図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る検体に含まれる固体成分と液体成分とを分離して、液体成分を収容チャンバに収容させる手順を説明するための図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る検体に含まれる固体成分と液体成分とを分離して、液体成分を収容チャンバに収容させる手順を説明するための図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、実施形態１の変更例に係る測定用カートリッジの構成を示す模式図である。 図５（ａ）は、実施形態２に係る測定用カートリッジの構成を示す模式図である。図５（ｂ）、（ｃ）は、実施形態２の変更例に係る測定用カートリッジの構成を示す模式図である。 図６（ａ）は、実施形態３に係る測定用カートリッジの構成を示す模式図である。図６（ｂ）、（ｃ）は、実施形態３の変更例に係る測定用カートリッジの構成を示す模式図である。 図７（ａ）は、実施形態２の具体的構成例に係る測定装置の構成を示す模式図である。図７（ｂ）は、実施形態２の具体的構成例に係る測定用カートリッジの構成を示す模式図である。 図８は、実施形態２の具体的構成例に係る測定用カートリッジの一部の構成を模式的に示す拡大図である。 図９（ａ）は、実施形態２の具体的構成例に係るＣ１−Ｃ２断面を示す模式図である。図９（ｂ）、（ｃ）は、実施形態２の具体的構成例の変更例に係るＣ１−Ｃ２断面を示す模式図である。 図１０（ａ）は、実施形態２の具体的構成例に係るバルブの構成を模式的に示す拡大図である。図１０（ｂ）〜（ｄ）は、実施形態２の具体的構成例に係るバルブにより、毛細管現象により液体成分が収容チャンバに浸入することが抑制されることを説明する図である。 図１１は、実施形態２の具体的構成例に係る本体部を斜め上から見た場合の構成を示す図、および、蓋部を斜め下から見た場合の構成を示す図である。 図１２は、実施形態２の具体的構成例に係る回転軸を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの測定装置の断面を側方から見た場合の模式図である。 図１３は、実施形態２の具体的構成例に係る測定装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、実施形態２の具体的構成例に係る測定装置の動作を示すフローチャートである。 図１５は、実施形態２の具体的構成例に係る検体を分離して液体成分を収容チャンバへ移送する処理を詳細に示すフローチャートである。 図１６（ａ）は、実施形態２の具体的構成例に係る検体収容部に検体が収容されている状態を示す模式図である。図１６（ｂ）は、実施形態２の具体的構成例に係る検体収容部の検体が分離チャンバに移送された状態を示す模式図である。 図１７（ａ）は、実施形態２の具体的構成例に係る分離チャンバ内の検体が遠心力により固体成分と液体成分に分離した状態を示す模式図である。図１７（ｂ）は、実施形態２の具体的構成例に係る分離チャンバ内の液体成分が流路に移送された状態を示す模式図である。 図１８（ａ）は、実施形態２の具体的構成例に係る第２流路内の液体成分が収容チャンバへ移送される途中の状態を示す模式図である。図１８（ｂ）は、実施形態２の具体的構成例に係る液体成分の移送が終了した状態を示す模式図である。 図１９は、実施形態４に係る支持部材および測定用カートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。 図２０は、関連技術に係る構成を説明するための模式図である。

＜実施形態１＞
図１に示すように、測定用カートリッジ１０は、遠心分離により検体から液体成分を分離して、液体成分を測定に供するための測定用カートリッジである。測定用カートリッジ１０は、遠心分離により検体から液体成分を分離するために必要な機能をまとめた交換可能な部品である。測定用カートリッジ１０は、測定装置が備える回転軸２０を中心に回転可能となるよう測定装置に装着され、内部に収容した検体を遠心力により固体成分および液体成分に分離可能に構成される。測定装置は、回転軸２０を回転させることにより、装着された測定用カートリッジ１０を、回転軸２０を中心に回転させる。

実施形態１において、検体は、被検者から採取した全血の血液検体である。液体成分は、全血の血液検体に含まれる血漿成分である。固体成分は、全血の血液検体に含まれる血球成分である。なお、検体は、全血の血液検体に限らず、被検者から採取した検体であればよい。液体成分は、血漿成分に限らず、被検者から採取した検体に含まれる液体成分であればよい。固体成分は、血球成分に限らず、被検者から採取した検体に含まれる固体成分であればよい。

図１は、測定装置に装着された測定用カートリッジ１０を、鉛直下方向に見た場合の模式図である。図１において、ＸＹＺ軸は互いに直交している。Ｘ軸正方向は後方を示し、Ｙ軸正方向は左方向を示し、Ｚ軸正方向は鉛直下方向を示している。以下の図面においても、ＸＹＺ軸は、図１のＸＹＺ軸と同様である。また、以下、回転軸２０を中心とする円の径方向を、単に「径方向」と称する。回転軸２０を中心とする円の周方向、すなわち回転軸２０周りの回転方向を、単に「回転方向」と称する。回転方向のうち、Ｚ軸正方向に見て反時計回りをＴ１方向とし、Ｚ軸正方向に見て時計回りをＴ２方向とする。

図１に示すように、測定用カートリッジ１０は、板状かつ円盤形状の基板１０ａにより構成される。測定用カートリッジ１０内の各部は、基板１０ａに形成された凹部と、基板１０ａを覆う図示しないフィルムとが貼り合わされることにより形成される。測定用カートリッジ１０は、板状であることに限らず突起部分等を含んでもよく、円盤形状であることに限らず矩形形状など他の形状であってもよい。基板１０ａには、基板１０ａの中心において基板１０ａを貫通する孔１０ｂが設けられている。測定用カートリッジ１０は、孔１０ｂの中心が測定装置の回転軸２０に一致するように測定装置に設置される。

測定用カートリッジ１０は、分離チャンバ３０と、収容チャンバ４０と、流路５０と、検体投入口６１と、検体収容部６２と、流路６３と、孔６４と、空気導入路６５と、流路６６と、を備える。

検体投入口６１は、検体収容部６２の径方向内側に設けられており、検体収容部６２の径方向内側を測定用カートリッジ１０の外部に開放する。検体収容部６２は、検体投入口６１から投入された検体を収容する。流路６３は、検体収容部６２の径方向外側に設けられており、検体収容部６２と分離チャンバ３０とを連結する。

分離チャンバ３０は、第１貯留部３１と、第１貯留部３１に対して回転軸２０から離れる方向に配置された第２貯留部３２と、を有する。第２貯留部３２は、第１貯留部３１に接続されている。第１貯留部３１は、回転軸２０に向かう方向に延びており、第２貯留部３２は、回転方向に沿って延びている。第２貯留部３２の回転方向の幅Ｌ２は、第１貯留部３１の回転方向の幅Ｌ１よりも大きい。第１貯留部３１は、回転方向において、第２貯留部３２に対してＴ２方向に偏った位置に配置されている。

第１貯留部３１は、内壁３１ａ、３１ｂを備える。内壁３１ａ、３１ｂは、回転軸２０側に位置する第１貯留部３１の端部よりも回転軸２０に対して反対側に位置する第１貯留部３１の部分である。内壁３１ａは、第１貯留部３１のＴ１方向側に位置し、内壁３１ｂは、第１貯留部３１のＴ２方向側に位置する。平面視において、内壁３１ａ、３１ｂは、径方向に延びている。内壁３１ｂは、第２貯留部３２のＴ２方向側の内壁と同一平面で繋がっている。流路６３は、内壁３１ｂに接続されている。第２貯留部３２は、第１貯留部３１へと繋がる内壁３２ａを備える。内壁３２ａは、第２貯留部３２の回転軸２０側の端に位置し、第１貯留部３１のＴ１方向側に位置している。平面視において、内壁３２ａは、回転方向に延びている。流路５０は、内壁３２ａに接続されている。

流路５０は、分離チャンバ３０と収容チャンバ４０とを連結する。流路５０は、分離チャンバ３０から回転軸２０に向かう方向に延びている。具体的には、後述する分離チャンバ３０に接続された流路５０の流路５１が、回転軸２０に向かう方向に延びている。なお、図１に示す流路５１は、回転軸２０に向かう方向に延びているが、流路５１は、回転軸２０に向かう方向に延びていればよく、必ずしも正確に回転軸２０に向かって延びていなくてもよい。すなわち、流路５１は、必ずしも径方向に延びていなくてもよい。また、流路５０は、必ずしも、全長に亘って、回転軸２０に向かう方向に延びていなくともよく、少なくとも遠心分離前に検体が浸入し得る範囲において、回転軸２０に向かう方向に延びていればよい。

流路５０は、流路５１と流路５２を含む。流路５１は、分離チャンバ３０から回転軸２０に向かう方向に直線状に延びている。流路５２は、流路５１の分離チャンバ３０と反対側の端部から、回転軸２０から離れる方向に直線状に延びている。流路５１のＴ２方向側の端部は、分離チャンバ３０に接続されており、流路５２のＴ１方向側の端部は、収容チャンバ４０に接続されている。流路５１の分離チャンバ３０と反対側の端部と、流路５２の収容チャンバ４０と反対側の端部は、接続位置５０ａにおいて互いに接続されている。また、流路５０は、分離チャンバ３０において分離された液体成分が、毛細管現象により流路５０を通って分離チャンバ３０から収容チャンバ４０に向けて移動するよう構成される。このため、流路５０の内径は、毛細管現象により液体成分が移動可能な程度に小さく設定されている。

孔６４は、空気導入路６５の径方向内側に設けられており、空気導入路６５の径方向内側を測定用カートリッジ１０の外部に開放する。空気導入路６５は、流路５０の接続位置５０ａに接続されており、接続位置５０ａにおいて流路５０内に空気を導入する。詳細には、空気導入路６５は、接続位置５０ａから流路５１内に空気を導入し、接続位置５０ａから流路５２内に空気を導入する。収容チャンバ４０は、分離チャンバ３０により分離された液体成分を収容するためのチャンバである。流路６６は、収容チャンバ４０に接続されている。流路５０を介して収容チャンバ４０に移送された液体成分は、流路６６を介して他の収容チャンバへと移送され、他の収容チャンバにおいて液体成分に関する測定が行われる。

次に、図２（ａ）〜図３（ｂ）を参照して、検体７０に含まれる固体成分７１と液体成分７２とを分離して、液体成分７２を収容チャンバ４０に収容させる手順について説明する。

オペレータは、あらかじめ検体投入口６１に検体７０を投入し、検体収容部６２に検体７０を収容させる。オペレータは、測定用カートリッジ１０を測定装置に装着し、測定装置による動作を開始させる。測定装置は、測定用カートリッジ１０を回転軸２０周りに回転させ、検体収容部６２に収容された検体７０を、遠心力により流路６３を介して分離チャンバ３０へと移送する。このとき、図２（ａ）に示すように、分離チャンバ３０内における検体７０と気層との界面は、流路５１が分離チャンバ３０の内壁３２ａに接続される位置よりも径方向内側に位置付けられる。これにより、流路５１の分離チャンバ３０側の端部付近には、検体７０が浸入する。

続いて、測定装置は、図２（ａ）の状態から、測定用カートリッジ１０を回転軸２０周りに回転させ、分離チャンバ３０に収容された検体７０を、回転軸２０周りの回転による遠心力を利用して、固体成分７１と液体成分７２とに分離する。これにより、図２（ｂ）に示すように、分離チャンバ３０において、径方向外側に固体成分７１が移動し、径方向内側に液体成分７２が移動する。ここで、流路５０が分離チャンバ３０から回転軸２０に向かう方向に延びているため、図２（ａ）に示したように遠心分離前に分離チャンバ３０から流路５０に浸入した固体成分７１は、遠心分離時の遠心力によって流路５０から分離チャンバ３０へと移動する。よって、遠心分離後に、流路５０に固体成分７１が残存することを抑制できる。

また、流路５１が内壁３２ａに接続されているため、流路５１を内壁３２ａから径方向に延ばすことが可能となる。図１に示すように、実施形態１の流路５１は、内壁３２ａから径方向に延びている。これにより、遠心分離前に分離チャンバ３０から流路５１に浸入し流路５１に溜まった固体成分７１を、遠心分離時の遠心力によって、より円滑に、第１貯留部３１へと移動させることができる。よって、遠心分離後に、流路５０に固体成分７１が残存することをより確実に抑制できる。

続いて、測定装置は、図２（ｂ）の状態から、測定用カートリッジ１０を回転させずに、所定時間だけ待機する。これにより、図３（ａ）に示すように、分離チャンバ３０内の液体成分７２が、毛細管現象により流路５０内に浸入し、流路５０内が液体成分７２で満たされる。ここで、上述したように、回転方向において、第１貯留部３１の長さが第２貯留部３２の長さよりも短いため、遠心分離後に第１貯留部３１に現れる液体成分７２と気層との界面が、第２貯留部３２に対して回転軸２０側に大きく離れる。このため、この界面と、遠心分離後の固体成分７１の液層との距離を広げることができ、固体成分７１の液層から離れた位置に流路５０を接続できる。具体的には、実施形態１のように、第２貯留部３２の内壁３２ａに流路５０を接続できる。これにより、毛細管現象によって生じる流れに遠心分離後の固体成分７１が巻き込まれることを回避できる。

上記のように、実施形態１によれば、遠心分離後に流路５０に固体成分７１が残存することを抑制でき、遠心分離後の固体成分７１が流路５０に巻き込まれることを回避できる。これにより、毛細管現象により分離チャンバ３０から収容チャンバ４０に向かって流路５０を移動する液体成分７２に固体成分７１が混入することを抑制できる。よって、収容チャンバ４０の後段で行われる液体成分７２に対する測定精度を高めることができる。

続いて、測定装置は、図３（ａ）の状態から、測定用カートリッジ１０を回転軸２０周りに回転させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、流路５０内の液体成分７２には遠心力がかかり、流路５１内にある液体成分７２は、遠心力で分離チャンバ３０に戻され、流路５２内にある液体成分７２は、遠心力で収容チャンバ４０に移動する。このとき、空気導入路６５から空気が流路５０に入り込み、流路５０内から流路５０に満たされた液体成分７２が接続位置５０ａで分割され、液体成分７２の移動が円滑に行われる。言い換えれば、流路５０は、接続位置５０ａから流路５０内に空気を導入して、接続位置５０ａから分離チャンバ３０までの間に満たされた液体成分７２を分離チャンバ３０に移送し、接続位置５０ａから収容チャンバ４０までの間に満たされた液体成分７２を収容チャンバ４０に移送する。収容チャンバ４０に移動する液体成分７２は、流路５２に満たされた液体成分７２となるので、収容チャンバ４０に移動する液体成分７２の定量性が向上する。すなわち、測定に必要な量の液体成分７２を、過不足なく収容チャンバ４０に移送できる。

なお、図１に示したように、実施形態１の第１貯留部３１は、回転方向において、第２貯留部３２に対してＴ２方向に偏った位置に配置された。しかしながら、これに限らず、第１貯留部３１は、回転方向において、図４（ａ）に示すように第２貯留部３２の中央位置付近に配置されてもよく、図４（ｂ）に示すように第２貯留部３２に対してＴ１方向に偏った位置に配置されてもよい。

図４（ａ）に示すように第１貯留部３１が配置される場合、第２貯留部３２は、内壁３２ａに加えて、第１貯留部３１のＴ２方向側に位置するとともに第１貯留部３１へと繋がる内壁３２ｂを備える。平面視において、内壁３２ｂは、回転方向に延びている。図４（ｂ）に示すように第１貯留部３１が配置される場合、第２貯留部３２は、図４（ａ）と比較して、内壁３２ａ、３２ｂのうち、内壁３２ｂのみを備える。この場合、第１貯留部３１の内壁３１ａは、第２貯留部３２のＴ１方向側の内壁と同一平面で繋がっている。流路５０は、内壁３１ａに繋がっている。

流路５０は、図１と図４（ａ）に示すように内壁３２ａに接続されることに限らず、回転軸２０に対して反対側に位置する第２貯留部３２の端部よりも回転軸２０側に位置する第２貯留部３２の部分に接続されてもよい。具体的には、流路５０は、図４（ａ）、（ｂ）において内壁３２ｂに接続されてもよく、図１と図４（ａ）、（ｂ）において第２貯留部３２のＴ１方向側またはＴ２方向側の内壁に接続されてもよい。

また、流路５０は、図４（ｂ）に示すように内壁３１ａに接続されることに限らず、回転軸２０側に位置する第１貯留部３１の端部よりも回転軸２０に対して反対側に位置する第１貯留部３１の部分に接続されてもよい。具体的には、流路５０は、図１と図４（ａ）において内壁３１ａに接続されてもよく、図１と図４（ａ）、（ｂ）において内壁３１ｂに接続されてもよい。

流路５０は、内壁３１ａと内壁３２ｂとの連結部において分離チャンバ３０に接続されてもよい。流路５０は、内壁３１ｂと内壁３２ｂとの連結部において分離チャンバ３０に接続されてもよい。流路５０は、図１に示す内壁３１ｂを含む平面における第１貯留部３１と第２貯留部３２との連結部で、分離チャンバ３０に接続されてもよい。流路５０は、図４（ｂ）に示す内壁３１ａを含む平面における第１貯留部３１と第２貯留部３２との連結部で、分離チャンバ３０に接続されてもよい。

また、図１と図４（ａ）、（ｂ）のいずれの構成においても、流路６３は、第１貯留部３１の内壁３１ｂにおいて分離チャンバ３０に接続された。しかしながら、これに限らず、流路６３は、第１貯留部３１の内壁３１ａにおいて分離チャンバ３０に接続されてもよく、回転軸２０側に位置する第１貯留部３１の内壁において分離チャンバ３０に接続されてもよい。

＜実施形態２＞
図５（ａ）に示すように、実施形態２では、図１に示す実施形態１の構成と比較して、分離チャンバ３０は、第２貯留部３２のＴ２方向側の内壁のうち、径方向外側の内壁部分がＴ２方向に突出した突出部３０ａをさらに備える。言い換えれば、実施形態２の第２貯留部３２は、第１領域８１と、第１領域８１に対して回転軸２０側に配置された第２領域８２と、を備える。第２領域８２の回転方向の幅Ｌ２は、第１領域８１の回転方向の幅Ｌ３よりも小さい。第２領域８２は、第１領域８１に対してＴ１方向に偏った位置に配置されている。第１領域８１は、平面視において回転方向に沿って延びた内壁８１ａを備える。内壁８１ａは、第１領域８１においてＴ２方向側に位置し、第２領域８２へと繋がっている。内壁８１ａは、第１領域８１の回転軸２０側の端に位置する。

このように第１領域８１と第２領域８２が構成されると、遠心分離時に、幅広の第１領域８１に固体成分７１を効率的に収容できる。また、突出部３０ａが設けられたことにより、実施形態１と比較して、検体７０と気層との界面を、分離チャンバ３０内において径方向外側に位置付けることができる。これにより、短時間で検体７０を遠心分離できる。また、突出部３０ａが設けられたことにより、実施形態１と比較して、固体成分７１の液層が回転軸２０から遠ざけられる。これにより、毛細管現象による流路５０への流れに固体成分７１が巻き込まれることを抑制できる。

また、第２領域８２の幅Ｌ２が第１領域８１の幅Ｌ３よりも小さいため、図１の構成から第２貯留部３２のＴ２方向側の内壁全体がＴ２方向に突出した場合と比較して、遠心分離後の気層と液体成分７２との界面が、より回転軸２０側に位置付けられる。この場合、分離チャンバ３０に対する流路５０の接続位置を回転軸２０に近づけることができるため、流路５０の接続位置が固体成分７１の液層から遠くなる。これにより、毛細管現象による流路５０への流れに固体成分７１が巻き込まれることを、より確実に抑制できる。

また、実施形態２の第１貯留部３１は、第２領域８２に対してＴ２方向側に偏った位置に配置されており、流路５０は、第１貯留部３１に対してＴ１方向側の第２領域８２の位置に接続されている。このように内壁３２ａに流路５０が接続されると、毛細管現象によって流路５０に液体成分７２が流れ込む間に、液体成分７２が、流路５０の内壁３２ａにおける接続位置から離れることを抑制できる。これにより、毛細管現象によって流路５０に液体成分７２が流れ込む間に、流路５０に液体成分７２を安定的に供給し続けることができる。なお、この場合の気層と液体成分７２との界面の進み方については、後述する具体的構成例において詳細に説明する。

なお、図５（ａ）に示したように、実施形態２の分離チャンバ３０は、図１に示す構成において、第２貯留部３２のＴ２方向側の内壁に突出部３０ａが設けられることにより構成された。しかしながら、これに限らず、図５（ｂ）に示すように、分離チャンバ３０は、図４（ａ）に示す構成において、図５（ａ）と同様に突出部３０ａが設けられることにより構成されてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、分離チャンバ３０は、図４（ｂ）に示す構成において、図５（ａ）と同様に突出部３０ａが設けられることにより構成されてもよい。図５（ｃ）に示す構成の場合、流路５１は、たとえば、第１貯留部３１と第２貯留部３２との境界位置に接続される。

＜実施形態３＞
図６（ａ）に示すように、実施形態３では、図５（ａ）に示す実施形態２の構成と比較して、分離チャンバ３０は、第２貯留部３２のＴ１方向側の内壁のうち、径方向外側の内壁部分がＴ１方向に突出した突出部３０ｂをさらに備える。言い換えれば、実施形態３の第１領域８１は、実施形態２と比較して、Ｔ１方向に延びた形状となっている。第１領域８１は、平面視において回転方向に沿って延びた内壁８１ｂをさらに備える。内壁８１ｂは、第１領域８１においてＴ１方向側および径方向内側に位置し、第２領域８２へと繋がっている。

実施形態３では、第１領域８１の幅Ｌ３が、実施形態２の幅Ｌ３よりも長い。これにより、遠心分離時に、第１領域８１に固体成分７１をさらに効率的に収容できる。また、突出部３０ｂが設けられたことにより、実施形態２と比較して、検体７０と気層の界面を、分離チャンバ３０内においてさらに径方向外側に位置付けることができる。これにより、さらに短時間で検体７０を遠心分離できる。また、突出部３０ｂが設けられたことにより、実施形態２と比較して、固体成分７１の液層が回転軸２０からさらに遠ざけられる。これにより、毛細管現象による流路５０への流れに固体成分７１が巻き込まれることをさらに抑制できる。

なお、図６（ａ）に示したように、実施形態３の分離チャンバ３０は、図５（ａ）に示す構成において、第２貯留部３２のＴ１方向側の内壁に突出部３０ｂが設けられることにより構成された。しかしながら、これに限らず、図６（ｂ）に示すように、分離チャンバ３０は、図５（ｂ）に示す構成において、図６（ａ）と同様に突出部３０ｂが設けられることにより構成されてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、分離チャンバ３０は、図５（ｃ）に示す構成において、図６（ａ）と同様に突出部３０ｂが設けられることにより構成されてもよい。

＜具体的構成例＞
以下、測定装置の具体的な構成と、図５（ａ）に示した実施形態２の測定用カートリッジの具体的な構成と、について説明する。なお、以下の説明において、図５（ａ）を参照して説明した実施形態２の測定用カートリッジ１０と同様の構成については、便宜上、説明を省略する。

図７（ａ）に示すように、測定装置１００は、測定用カートリッジ２００を用いることにより、検体から液体成分を分離し、抗原抗体反応を利用して液体成分中の被検物質を検出し、検出結果に基づいて被検物質を分析する免疫分析装置である。具体的構成例においても、検体は、被検者から採取した全血の血液検体である。液体成分は、全血の血液検体に含まれる血漿成分である。固体成分は、全血の血液検体に含まれる血球成分である。

測定装置１００は、本体部１０１と蓋部１０２を備える。本体部１０１において、蓋部１０２に対向する部分以外は筐体１０１ａに覆われている。蓋部１０２において、本体部１０１に対向する部分以外は筐体１０２ａに覆われている。本体部１０１は、蓋部１０２を開閉可能に支持している。測定用カートリッジ２００の着脱の際には、蓋部１０２が図７（ａ）に示すように開けられる。本体部１０１の上部には、測定用カートリッジ２００が装着される。また、本体部１０１は、Ｚ軸方向に平行に延びる回転軸１０３を備える。回転軸１０３は、図１の回転軸２０に対応する。測定装置１００は、装着された測定用カートリッジ２００を、回転軸１０３を中心に回転させる。測定装置１００の内部構成については、追って図１１〜１３を参照して説明する。

図７（ｂ）に示すように、測定用カートリッジ２００は、図５（ａ）に示した実施形態２の測定用カートリッジ１０に対応する。測定用カートリッジ２００は、板状かつ円盤形状の基板２００ａにより構成される。図５（ａ）には、測定用カートリッジ２００の一部が示されている。測定用カートリッジ２００内の各部は、基板２００ａに形成された凹部と、基板２００ａを覆う図示しないフィルムとが貼り合わされることにより形成される。基板２００ａと、基板２００ａに貼り合わされたフィルムとは、透光性を有する部材により構成される。基板２００ａの厚みは、たとえば数ミリとされ、具体的には１．２ｍｍとされる。基板２００ａには、基板２００ａの中心において基板２００ａを貫通する孔２００ｂが設けられている。測定用カートリッジ２００は、孔２００ｂの中心が測定装置１００の回転軸１０３に一致するように測定装置１００に設置される。

測定用カートリッジ２００は、検体投入口２０１と、検体収容部２０２と、流路２０３と、孔２０４、２０６と、空気導入路２０５、２０７と、バルブ２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃと、分離チャンバ２１０と、流路２２０と、流路２３１と、オーバーフローチャンバ２３２と、流路２３３と、廃棄チャンバ２３４と、収容チャンバ２４１〜２４６と、流路２５０と、液体収容部２６１と、孔２６２と、を備える。

図８に示すように、検体投入口２０１と、検体収容部２０２と、流路２０３とは、それぞれ、図１に示す検体投入口６１と、検体収容部６２と、流路６３に対応する。バルブ２０８ａは、検体収容部６２と流路２０３との間に設けられている。バルブ２０８ａは、測定用カートリッジ２００が回転される前に、検体収容部２０２に収容された検体が流路２０３に移動することを抑制する。

分離チャンバ２１０は、第１貯留部２１１と第２貯留部２１２を備え、第２貯留部２１２は、第１領域２７１と第２領域２７２を備える。分離チャンバ２１０は、図５（ａ）に示す分離チャンバ３０に対応し、第１貯留部２１１と第２貯留部２１２は、それぞれ、図５（ａ）に示す第１貯留部３１と第２貯留部３２に対応し、第１領域２７１と第２領域２７２は、それぞれ、図５（ａ）に示す第１領域８１と第２領域８２に対応する。

第１貯留部２１１は、内壁２１１ａを備え、第２貯留部２１２は、内壁２１２ａを備える。内壁２１１ａ、２１２ａは、それぞれ、図５（ａ）に示す内壁３１ａ、３２ａに対応する。また、内壁２１１ａは、内壁２１１ａの内壁２１２ａ側の端縁から徐々に内壁２１２ａに平行となるように傾斜して内壁２１２ａへと繋がる曲面状の内壁２１１ｂによって内壁２１２ａに接続されている。すなわち、平面視において径方向に延びる内壁２１１ａと、平面視において回転方向に延びる内壁２１２ａとは、曲面状の内壁２１１ｂによって滑らかに接続されている。

第１領域２７１は、内壁２７１ａを備える。内壁２７１ａは、図５（ａ）に示す内壁８１ａに対応する。内壁２７１ａの回転方向の幅は、内壁２１２ａの回転方向の幅よりも大きい。突出部２１０ａは、第２領域２７２に対してＴ２方向に突出する第１領域２７１の部分である。突出部２１０ａは、図５（ａ）に示す突出部３０ａに対応する。

径方向内側に位置し平面視において回転方向に延びる分離チャンバ３０の内壁には、空気導入路２０５が接続されている。孔２０４は、空気導入路２０５の径方向内側に設けられており、空気導入路２０５の径方向内側を測定用カートリッジ２００の外部に開放する。

流路２２０の接続位置２２０ａには、空気導入路２０７が接続されている。孔２０６は、空気導入路２０７の径方向内側に設けられており、空気導入路２０７の径方向内側を測定用カートリッジ２００の外部に開放する。空気導入路２０７は、接続位置２２０ａにおいて流路２２０内に空気を導入する。孔２０６、空気導入路２０７、および接続位置２２０ａは、それぞれ、図１に示す孔６４、空気導入路６５、および接続位置５０ａに対応する。バルブ２０８ｂは、空気導入路２０７と接続位置２２０ａとの間に設けられている。バルブ２０８ｂは、毛細管現象により流路２２０内に浸入した液体成分が、空気導入路２０７にまで浸入することを抑制する。

流路２２０は、流路２２１と流路２２２を含む。流路２２０は、図５（ａ）に示す流路５０に対応し、流路２２１と流路２２２は、それぞれ、図５（ａ）に示す流路５１と流路５２に対応する。バルブ２０８ｃは、流路２２２の収容チャンバ２４１側において、流路２２２と収容チャンバ２４１との間に設けられている。バルブ２０８ｃは、毛細管現象による液体成分の移動を留めるために設けられている。すなわち、バルブ２０８ｃは、毛細管現象により分離チャンバ２１０から流路２２０内に浸入した液体成分が、収容チャンバ２４１にまで浸入することを抑制する。

流路２３１は、流路２２１とオーバーフローチャンバ２３２とを連結する。具体的には、流路２３１の流路２２１側の端部は、流路２２１の中央よりも分離チャンバ２１０に近い分岐位置２２１ａに接続されている。流路２３１には、収容部２３１ａが設けられている。オーバーフローチャンバ２３２は、不要な検体および不要な液体成分を収容する。すなわち、オーバーフローチャンバ２３２は、不要な検体および不要な液体成分を廃棄するために設けられている。

流路２３３は、第１領域２７１と廃棄チャンバ２３４とを連結する。具体的には、流路２３３の一方の端部は、第１領域２７１の内壁２７１ａに接続されている。流路２３３は、分離チャンバ２１０から収容チャンバ２４１に液体成分を移動させた後に分離チャンバ２１０に残存する液体成分を、サイフォンの原理により第１領域２７１から廃棄チャンバ２３４に向けて移動させる。廃棄チャンバ２３４は、不要な液体成分を収容する。すなわち、廃棄チャンバ２３４は、不要な液体成分を廃棄するために設けられている。

図７（ｂ）に戻り、収容チャンバ２４１〜２４６は、基板２００ａの外周付近において回転方向に並んでいる。収容チャンバ２４１は、図１に示す収容チャンバ４０に対応する。流路２５０は、回転方向に延びた円弧状の領域と、液体収容部２６１内の試薬を、対応する収容チャンバに向けて移動させるための領域と、を備える。液体収容部２６１は、試薬を収容し、封止体２６１ａ、２６１ｂを備える。封止体２６１ａ、２６１ｂは、後述する押圧部１２４によって上から押圧されることにより開栓可能に構成される。封止体２６１ａ、２６１ｂが開栓されると、液体収容部２６１の径方向内側が孔２６２を介して測定用カートリッジ２００の外部に開放され、液体収容部２６１の径方向外側が流路２５０に繋がる。これにより、液体収容部２６１内の試薬が、遠心力により、流路２５０を介して収容チャンバ２４１〜２４６のうちの対応する収容チャンバに移送可能となる。

なお、図７（ｂ）に示す測定用カートリッジ２００の各構成は、基板２００ａの３分の１の領域にのみ形成されている。しかしながら、これに限らず、これら一群の構成が残りの３分の２の領域に形成され、基板２００ａに一群の構成が３つ設けられてもよい。

図９（ａ）は、図８に示すＣ１−Ｃ２断面をＹ軸負方向に見た場合の分離チャンバ２１０の構成を模式的に示す図である。図９（ａ）において、Ｘ軸正方向は、回転軸１０３に向かう方向を示しており、Ｘ軸負方向は、回転軸１０３から離れる方向を示している。

図９（ａ）に示すように、分離チャンバ２１０は、Ｚ軸正方向側に位置する内壁として下面２７３を備え、Ｚ軸負方向側に位置する内壁として上面２７４を備えている。下面２７３は、ＸＹ平面に平行な平面である。上面２７４は、第１傾斜部２７４ａと、第２傾斜部２７４ｂと、平坦部２７４ｃ、２７４ｄ、２７４ｅと、を備える。

第１傾斜部２７４ａは、第２貯留部２１２内の空間の厚みを回転軸１０３から離れるに従って大きくする。第１傾斜部２７４ａは、分離チャンバ２１０の第１領域２７１に設けられている。第２傾斜部２７４ｂは、第２貯留部２１２内の空間の厚みを回転軸１０３から離れるに従って小さくする。第２傾斜部２７４ｂは、分離チャンバ２１０の第２領域２７２に設けられている。平坦部２７４ｃは、ＸＹ平面に平行な平面であり、第１傾斜部２７４ａと第２傾斜部２７４ｂとを連結している。

平坦部２７４ｄは、ＸＹ平面に平行な平面であり、第１領域２７１における第２貯留部２１２内の空間の厚みをＨ１に規定している。平坦部２７４ｅは、ＸＹ平面に平行な平面であり、第２領域２７２における第２貯留部２１２内の空間の厚み、および、第１貯留部２１１内の空間の厚みをＨ２に規定している。また、平坦部２７４ｃは、第１領域２７１と第２領域２７２との境界における第２貯留部２１２内の空間の厚みをＨ３に規定している。厚みＨ１〜Ｈ３の関係は、Ｈ１＞Ｈ２＞Ｈ３である。

第１傾斜部２７４ａを設けることにより、第１傾斜部２７４ａより径方向外側の領域の厚みを大きくして、第１傾斜部２７４ａより径方向外側の領域の容量を増加させることができる。これにより、遠心分離の際に、ボイコット効果によって第１傾斜部２７４ａより径方向外側の領域に固体成分を滞留させやすくなり、遠心分離の効率を高めることができる。また、第１傾斜部２７４ａに沿って、第２貯留部２１２の径方向外側から径方向内側に液体成分を円滑に移動させることができるため、第１傾斜部２７４ａより径方向外側の領域に固体成分を効率的に集めることができる。

第２傾斜部２７４ｂを設けることにより、第２傾斜部２７４ｂより径方向外側の領域の厚みを小さくして、第２傾斜部２７４ｂより径方向外側の領域の厚みを絞ることができる。これにより、遠心力により第２傾斜部２７４ｂより径方向外側に移動した固体成分が、径方向内側に戻りにくくなる。よって、遠心分離後の固体成分が流路２２０に混入することを効果的に抑制できる。また、遠心分離の際に、第２傾斜部２７４ｂに沿って固体成分を第２傾斜部２７４ｂの径方向外側に円滑に移動させることができる。

第１傾斜部２７４ａと第２傾斜部２７４ｂが設けられることにより、固体成分が貯留する第１領域２７１と、液体成分が貯留する第２領域２７２との間に凸状部が配置されることになる。具体的には、第１領域２７１と第２領域２７２との間に、分離チャンバ３０の厚みを小さくする方向に突出した平坦部２７４ｃが設けられる。これにより、固体成分が液体成分に混入することをより効果的に防止できる。

第１領域２７１における第２貯留部２１２内の空間の厚みはＨ１であり、第２領域２７２における第２貯留部２１２内の空間の厚みは、Ｈ１よりも小さいＨ２である。これにより、固体成分を効率的に第１領域２７１に留めることができる。

第１傾斜部２７４ａと第２傾斜部２７４ｂとが平坦部２７４ｃによって連結されている。これにより、平坦部２７４ｃが設けられた範囲は固体成分が移動しにくくなるため、遠心分離により第１傾斜部２７４ａより径方向外側に滞留した固体成分が、平坦部２７４ｃを通って、液体成分に混入することが抑制される。よって、毛細管現象により流路２２０に取り込まれる液体成分に固体成分が混入することを、より効果的に防止できる。

なお、分離チャンバ２１０は、図９（ａ）に示すように構成されることに限らず、たとえば、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように構成されてもよい。図９（ｂ）に示す構成では、分離チャンバ２１０の上面２７４において、図９（ａ）と比較して、第１傾斜部２７４ａと平坦部２７４ｃが省略されている。この場合も、第２傾斜部２７４ｂによる効果が奏される。図９（ｃ）に示す構成では、分離チャンバ２１０の上面２７４において、図９（ａ）と比較して、第２傾斜部２７４ｂと平坦部２７４ｃが省略されている。この場合も、第１傾斜部２７４ａによる効果が奏される。

この他、図９（ａ）に示す構成において、平坦部２７４ｃが省略され、第１傾斜部２７４ａと第２傾斜部２７４ｂとが隣接してもよい。また、傾斜部や平坦部などの構成は、上面２７４に設けられることに限らず、下面２７３に設けられてもよく、下面２７３と上面２７４の両方に設けられてもよい。また、第１傾斜部２７４ａの傾斜面と第２傾斜部２７４ｂの傾斜面は、必ずしも図９（ａ）に示すように平坦な平面である必要はなく、凹凸を有していてもよい。

また、図９（ａ）に示す構成において、第１傾斜部２７４ａが省略され、平坦部２７４ｃと平坦部２７４ｄとが、ＹＺ平面に平行な平面によって接続されてもよい。図９（ｃ）に示す構成において、第１傾斜部２７４ａが省略され、平坦部２７４ｄと平坦部２７４ｅとが、ＹＺ平面に平行な平面によって接続されてもよい。また、図９（ａ）に示す構成において、第２傾斜部２７４ｂが省略され、平坦部２７４ｃと平坦部２７４ｅとが、ＹＺ平面に平行な平面によって接続されてもよい。図９（ｂ）に示す構成において、第２傾斜部２７４ｂが省略され、平坦部２７４ｄと平坦部２７４ｅとが、ＹＺ平面に平行な平面によって接続されてもよい。

図１０（ａ）は、バルブ２０８ｃの近傍を模式的に示す拡大図である。

図１０（ａ）に示すように、バルブ２０８ｃは、流路２７５ａと、空間２７５ｂと、流路２７５ｃと、を備える。流路２７５ａは流路２２２に繋がっており、流路２７５ｃは収容チャンバ２４１に繋がっている。空間２７５ｂは、流路２７５ａと流路２７５ｃとを連結している。

流路２７５ａは、流路２２２と流路２７５ａとの接続部分２７６ａにおいて、流路２７５ａの広さが、流路２２２の広さに比べて急激に小さくなるよう構成されている。空間２７５ｂは、流路２７５ａと空間２７５ｂとの接続部分２７６ｂにおいて、空間２７５ｂの広さが、流路２７５ａの広さに比べて急激に大きくなるよう構成されている。流路２７５ｃは、流路２７５ｃと収容チャンバ２４１との接続部分２７６ｃにおいて、流路２７５ｃの広さが、収容チャンバ２４１の広さに比べて急激に小さくなるよう構成されている。流路２７５ａ、２７５ｃの断面積は一定である。なお、流路２７５ａ、２７５ｃの断面積は、必ずしも一定でなくてもよい。流路２７５ａ、２７５ｃと空間２７５ｂは、液体に対して濡れ性が低くなるように構成される。

接続部分２７６ａにおいて、流路２７５ａの広さは、流路２２２の広さに比べて急激に小さくなっており、流路２７５ａは、液体に対して濡れ性が低い。これにより、図１０（ｂ）に示すように、毛細管現象により流路２２２内の液体成分２８２が接続部分２７６ａまで到達しても、液体成分２８２が流路２７５ａに浸入しにくくなる。よって、毛細管現象により、流路２２２の液体成分２８２が収容チャンバ２４１に浸入することを抑制できる。

ここで、通常、流路２２２内の液体成分２８２は、上述した理由により流路２７５ａに浸入することはない。しかしながら、流路２２２内の液体成分２８２は、毛細管現象により流路２７５ａに浸入することが起こり得る。そこで、バルブ２０８ｃには、流路２７５ａに加えて、さらに空間２７５ｂと流路２７５ｃが設けられている。

接続部分２７６ｂにおいて、空間２７５ｂの広さは、流路２７５ａの広さに比べて急激に大きくなっており、空間２７５ｂは、液体に対して濡れ性が低い。これにより、図１０（ｃ）に示すように、毛細管現象により液体成分２８２が接続部分２７６ｂまで到達しても、液体成分２８２の表面張力により、流路２７５ａ内の液体成分２８２が空間２７５ｂに浸入しにくくなる。よって、毛細管現象により、流路２２２の液体成分２８２が収容チャンバ２４１に浸入することを確実に抑制できる。

また、接続部分２７６ｃにおいて、収容チャンバ２４１の広さは、流路２７５ｃの広さに比べて急激に大きくなっている。これにより、図１０（ｄ）に示すように、毛細管現象により液体成分２８２が接続部分２７６ｃまで到達しても、液体成分２８２の表面張力により、流路２７５ｃ内の液体成分２８２が収容チャンバ２４１に浸入しにくくなる。よって、毛細管現象により、流路２２２の液体成分２８２が収容チャンバ２４１に浸入することを確実に抑制できる。

なお、バルブ２０８ａも、バルブ２０８ｃと同様、流路２７５ａ、２７５ｃと空間２７５ｂを備える。すなわち、バルブ２０８ａ内の流路の広さは、検体収容部２０２および流路２０３の広さに比べて急激に小さくなっており、バルブ２０８ａ内の空間の広さは、バルブ２０８ａ内の流路の広さに比べて急激に大きくなっている。これにより、バルブ２０８ａは、毛細管現象により検体収容部２０２内の検体が流路２０３に浸入することを抑制できる。また、バルブ２０８ｂも、バルブ２０８ｃと同様、流路２７５ａ、２７５ｃと空間２７５ｂを備える。すなわち、バルブ２０８ｂ内の流路の広さは、空気導入路２０７および流路２２０の広さに比べて急激に小さくなっており、バルブ２０８ｂ内の空間の広さは、バルブ２０８ｂ内の流路の広さに比べて急激に大きくなっている。これにより、バルブ２０８ｂは、毛細管現象により流路２２０内の液体成分が空気導入路２０７に浸入することを抑制できる。

次に、図１１〜１３を参照して、測定装置１００の内部構成について説明する。

本体部１０１は、設置部材１１１と、板部材１１２と、支持部材１１３と、磁力印加部１１４と、検出部１１５と、収容体１１６と、モータ１１７と、エンコーダ１１８と、を備える。

設置部材１１１は、筐体１０１ａに嵌り込む形状を有している。板部材１１２は、設置部材１１１の上面中央に設置される。板部材１１２は、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材１１２の下面には、後述するヒータ１３１が設置されている。支持部材１１３は、後述する設置部材１１９を介して、設置部材１１１の中心に設置される。支持部材１１３は、たとえば、ターンテーブルにより構成される。

磁力印加部１１４は、設置部材１１１と板部材１１２とに形成された孔を介して、支持部材１１３に設置された測定用カートリッジ２００の下面に対向できるよう、設置部材１１１の下面に設置される。磁力印加部１１４は、磁石と、磁石をＺ軸方向および径方向に動かすための機構と、を備える。検出部１１５は、設置部材１１１と板部材１１２とに形成された孔を介して、支持部材１１３に設置された測定用カートリッジ２００の下面に対向できるよう、設置部材１１１の下面に設置される。検出部１１５は、光検出器を備える。検出部１１５の光検出器は、収容チャンバ２４６に収容された被検物質を光学的に検出する。検出部１１５の光検出器は、たとえば光電子増倍管、光電管、光ダイオードなどにより構成される。

収容体１１６は、設置部材１１１の下面に設置される。収容体１１６は、下面１１６ａと収容部１１６ｂ、１１６ｃとを備える。収容体１１６の上面の中心には、後述する孔１１６ｄが形成されている。孔１１６ｄは、収容体１１６の上面から下面１１６ａまでを上下方向に貫通する。孔１１６ｄには、回転軸１０３が通される。収容部１１６ｂ、１１６ｃは、収容体１１６の上面から下方向に窪んだ凹部により構成される。収容部１１６ｂ、１１６ｃは、それぞれ、磁力印加部１１４と検出部１１５を収容する。モータ１１７は、ステッピングモータにより構成される。モータ１１７は、下面１１６ａに設置され、Ｚ軸を回転の中心として回転軸１０３を回転させる。エンコーダ１１８は、モータ１１７の下面に設置され、後述するモータ１１７の駆動軸１１７ａの回転を検出する。

また、図１１には、蓋部１０２を下側から見た状態が示されている。蓋部１０２は、設置部材１２１と、板部材１２２と、クランパ１２３と、２つの押圧部１２４と、を備える。

設置部材１２１は、筐体１０２ａに嵌り込む形状を有している。板部材１２２は、設置部材１２１下面中央に設置される。板部材１２２は、板部材１１２と同様、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材１２２の上面には、後述するヒータ１３２が設置されている。クランパ１２３は、設置部材１２１の中心に設置される。２つの押圧部１２４は、設置部材１２１の上面に設置される。２つの押圧部１２４は、蓋部１０２が閉じられたときに、支持部材１１３に設置された測定用カートリッジ２００の径方向に並ぶ。径方向内側の押圧部１２４は、設置部材１２１と板部材１２２とに形成された孔を介して封止体２６１ａを上から押圧し、押圧力によって封止体２６１ａを開栓させる。径方向外側の押圧部１２４は、設置部材１２１と板部材１２２とに形成された孔を介して封止体２６１ｂを上から押圧し、押圧力によって封止体２６１ｂを開栓させる。

測定装置１００の組み立ての際には、図１１に示すように組み立てられた設置部材１１１と収容体１１６が、筐体１０１ａに設置され、本体部１０１が完成する。そして、図１１に示すように組み立てられた蓋部１０２が、本体部１０１の設置部材１１１に対して開閉可能となるように設置されることにより、蓋部１０２が本体部１０１に設置される。こうして、測定装置１００が完成する。

図１２は、回転軸１０３を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの、測定装置１００の断面を示す模式図である。図１２は、測定装置１００に対して測定用カートリッジ２００が設置され、蓋部１０２が閉じられた状態を示している。上述したように、設置部材１１１の下面には、磁力印加部１１４と検出部１１５が設置されており、設置部材１２１の上面には、２つの押圧部１２４が設置されている。図１２には、これら各部の配置位置に相当する位置が、破線で示されている。

図１２に示すように、モータ１１７の駆動軸１１７ａは、孔１１６ｄの内部に延びている。孔１１６ｄの上部には、設置部材１１９が設置されている。設置部材１１９は、上下方向に延びる回転軸１０３を回転可能に支持している。回転軸１０３は、孔１１６ｄの内部において、固定部材１１７ｂによりモータ１１７の駆動軸１１７ａに固定されている。

回転軸１０３の上部には、所定の部材を介して、測定用カートリッジ２００の下面を支持するための支持部材１１３が固定されている。モータ１１７が駆動され駆動軸１１７ａが回転すると、回転駆動力は、回転軸１０３を介して支持部材１１３に伝達される。これにより、支持部材１１３に設置された測定用カートリッジ２００が、回転軸１０３を中心として回転する。クランパ１２３は、支持部材１１３に測定用カートリッジ２００が設置され、蓋部１０２が閉じられると、測定用カートリッジ２００の上面の内周部分を回転可能な状態で押さえ付ける。

板部材１１２の下面には、ヒータ１３１が設置されており、板部材１２２の上面には、ヒータ１３２が設置されている。ヒータ１３１、１３２は、発熱面が平面であり、発熱面が測定用カートリッジ２００に対して平行となるように配置されている。これにより、測定用カートリッジ２００を効率よく加温できる。板部材１１２、１２２には、それぞれ、図１３に示す温度センサ１４１、１４２が設置されている。温度センサ１４１、１４２は、それぞれ、板部材１１２、１２２の温度を検出する。後述する制御部１５１は、測定の際に、温度センサ１４１が検出する板部材１１２の温度と、温度センサ１４２が検出する板部材１２２の温度とが、所定の温度になるよう、ヒータ１３１、１３２を駆動する。

磁力印加部１１４は、図１２中に上向きの点線矢印で示すように、磁石を用いて測定用カートリッジ２００に磁力を与える。検出部１１５は、図１２中に下向きの点線矢印で示すように、測定用カートリッジ２００の収容チャンバ２４６から生じた光を受光する。蓋部１０２が閉じられると、測定用カートリッジ２００が位置する空間と外部との間で、光の通過が防止される。これにより、収容チャンバ２４６における反応過程で生じる光が極めて微弱であっても、測定用カートリッジ２００が位置する空間に外部から光が入らなくなるため、反応で生じる光を検出部１１５の光検出器により、精度よく検出できるようになる。

図１３に示すように、測定装置１００は、磁力印加部１１４と、検出部１１５と、モータ１１７と、エンコーダ１１８と、押圧部１２４と、ヒータ１３１、１３２と、温度センサ１４１、１４２と、制御部１５１と、表示部１５２と、入力部１５３と、駆動部１５４と、センサ部１５５と、を備える。

制御部１５１は、たとえば、演算処理部と記憶部を含む。演算処理部は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵなどにより構成される。記憶部は、たとえば、フラッシュメモリ、ハードディスクなどにより構成される。制御部１５１は、測定装置１００の各部から信号を受信し、測定装置１００の各部を制御する。表示部１５２と入力部１５３は、たとえば、本体部１０１の側面部分や、蓋部１０２の上面部分などに設けられる。表示部１５２は、たとえば、液晶パネルなどにより構成される。入力部１５３は、たとえば、ボタンやタッチパネルなどにより構成される。駆動部１５４は、測定装置１００内に配された他の機構を含む。センサ部１５５は、支持部材１１３に設置された測定用カートリッジ２００の所定の部位を検出するためのセンサと、測定装置１００内に配された他のセンサを含む。

次に、図１４を参照して、測定装置１００の動作について説明する。

まず、オペレータは、被検者から採取された検体を検体投入口２０１から投入し、測定用カートリッジ２００を支持部材１１３に設置する。検体投入口２０１から投入された検体は、検体収容部２０２内に収容される。検体中の被検物質は、たとえば、抗原を含む。一例として、抗原は、Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）である。被検物質は、抗原、抗体、または、タンパク質のうち、１または複数であってもよい。

測定用カートリッジ２００の７つの液体収容部２６１および収容チャンバ２４１には、あらかじめ所定の試薬が収容されている。具体的には、収容チャンバ２４１の径方向に位置する液体収容部２６１には、Ｒ１試薬が収容されている。収容チャンバ２４１には、Ｒ２試薬が収容されている。収容チャンバ２４２の径方向に位置する液体収容部２６１には、Ｒ３試薬が収容されている。収容チャンバ２４３〜２４５の径方向に位置する液体収容部２６１には、洗浄液が収容されている。収容チャンバ２４６の径方向に位置する液体収容部２６１には、Ｒ４試薬が収容されている。Ｒ４試薬が収容された液体収容部２６１のＴ１方向側に隣接する液体収容部２６１には、Ｒ５試薬が収容されている。

以下の制御において、制御部１５１は、モータ１１７に接続されたエンコーダ１１８の出力信号に基づいて、モータ１１７の駆動軸１１７ａの回転位置を取得する。制御部１５１は、回転する測定用カートリッジ２００の所定の部位をセンサにより検出することで、測定用カートリッジ２００の回転方向の位置を取得する。あるいは、支持部材１１３に対して、測定用カートリッジ２００が決められた位置に設置されてもよい。これにより、制御部１５１は、測定用カートリッジ２００の各部を回転方向の所定の位置に位置付けることが可能となる。

制御部１５１は、入力部１５３を介してオペレータによる開始指示を受け付けると、図１４に示す処理を開始させる。ステップＳ１１において、制御部１５１は、検体を分離して液体成分を収容チャンバ２４１に移送する。

ここで、ステップＳ１１の処理について、図１５を参照して詳細に説明する。図１５のフローチャートは、図１４のステップＳ１１の処理を詳細に示すフローチャートである。以下の説明では、図１５を主として参照し、図１６（ａ）〜図１８（ｂ）の状態遷移図を適宜参照する。

図１４のステップＳ１１の処理および図１５のステップＳ１０１が開始される前において、図１６（ａ）に示すように、検体収容部２０２には、検体２８０が収容されている。ステップＳ１０１において、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、図１６（ｂ）に示すように、検体収容部２０２内の検体２８０を遠心力により分離チャンバ２１０へ移送する。

検体２８０の移送の途中において、分離チャンバ２１０、流路２３３、および流路２２１において、検体２８０と気層との界面が、回転軸１０３へと近づく。しかしながら、流路２２１には、分岐位置２２１ａにおいて流路２３１が接続されているため、検体２８０と気層との界面が、分岐位置２２１ａを径方向内側に越えると、分岐位置２２１ａを越えた検体２８０は、流路２３１を通ってオーバーフローチャンバ２３２へと廃棄される。これにより、検体投入口２０１から投入された検体２８０の量にばらつきがあっても、分離チャンバ２１０には所定量の検体２８０が貯留され、分離チャンバ２１０内における検体２８０と気層との界面は、径方向の所定位置に位置付けられる。

ステップＳ１０２において、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、図１７（ａ）に示すように、分離チャンバ２１０内の検体２８０を遠心力により固体成分２８１と液体成分２８２に分離する。このとき、固体成分２８１と液体成分２８２との界面は、第１領域２７１内に位置付けられる。ここで、流路２２０は分離チャンバ２１０から径方向内側に延びているため、図１６（ｂ）に示したように遠心分離前に流路２２１に浸入した検体２８０は、遠心分離時の遠心力によって、流路２２１から分離チャンバ２１０へと円滑に移動する。よって、遠心分離後に、流路２２０に固体成分２８１が残存することを抑制できる。

続いて、ステップＳ１０３において、制御部１５１は、測定用カートリッジ２００を回転させずに所定時間だけ待機することにより、図１７（ｂ）に示すように、毛細管現象により分離チャンバ２１０内の液体成分２８２を流路２２０へ移送する。ステップＳ１０３において、分離チャンバ２１０内の液体成分２８２が流路２２０へと移動すると、気層と液体成分２８２との界面は、図１７（ｂ）に点線で示すように、徐々に径方向外側に進んでいく。また、同時に、分離チャンバ２１０内の液体成分２８２は、毛細管現象により流路２３３内に満たされる。

ここで、回転方向において、第１貯留部２１１の長さが第２貯留部２１２の長さよりも短いため、遠心分離後に第１貯留部２１１に現れる液体成分２８２と気層との界面が、固体成分２８１の液層から大きく離れる。このように、液体成分２８２と気層との界面が、固体成分２８１の液層から大きく離れると、流路２２０が分離チャンバ２１０に接続する位置を、固体成分２８１の液層から大きく離れた位置に設定できる。これにより、流路５０における毛細管現象によって生じる流れに、遠心分離後の固体成分２８１が巻き込まれることを回避できる。

また、第１貯留部２１１の内壁２１１ａと、第２貯留部２１２の内壁２１２ａとの間には、曲面状の内壁２１１ｂが設けられている。これにより、毛細管現象により第１貯留部２１１から流路５０へと液体成分２８２が移動する際に、液体成分２８２の流れが曲面状の内壁２１１ｂに沿って滑らかに変化するため、内壁２１２ａのＴ２方向側の端部付近に、液体成分２８２の乱流が生じることが抑制される。このため、このような乱流に固体成分２８１が巻き込まれて流路２２０に混入することを抑制できる。

また、第１貯留部２１１は、第２領域２７２に対してＴ２方向に偏った位置に配置され、流路５０は、第１貯留部２１１に対してＴ１方向側の第２領域２７２の位置に接続されている、これにより、毛細管現象によって流路２２０に液体成分２８２が流れ込む間に、気層と液体成分２８２との界面は、図１７（ｂ）に点線で示すように、流路２２０側の端部が流路２２０と反対側の端部よりも回転軸１０３に近い状態で傾きながら、回転軸１０３から遠ざかる方向に進む。すなわち、Ｔ１方向側の界面の端部がＴ２方向側の界面の端部よりも径方向内側に近い状態で、界面が回転軸１０３から遠ざかる方向に進む。これにより、液体成分２８２が、流路２２０の内壁２１２ａにおける接続位置から離れることを抑制できる。よって、毛細管現象によって流路５０に液体成分２８２が流れ込む間に、流路５０に液体成分２８２を安定的に供給し続けることができる。

なお、内壁２１２ａ付近では、気層と液体成分２８２との界面は、Ｔ１方向に進んでいく。したがって、十分な量の液体成分２８２を流路２２０に移送するためには、流路５０は、内壁２１２ａにおいてなるべくＴ１方向側に接続されるのが好ましい。

また、回転方向において、内壁２７１ａは、内壁２１２ａよりも長い。こうすると、第２領域２７２に対してＴ２方向に突出する第１領域２７１の部分、すなわち図１７（ｂ）に示す突出部２１０ａが長く設定されることになる。遠心分離により突出部２１０ａに溜まった固体成分２８１は、毛細管現象による流れの影響を受けにくく、遠心分離後も突出部２１０ａに留まりやすい。このため、遠心分離により突出部２１０ａに溜まった固体成分２８１が、毛細管現象によって生じる流れに混入することが殆どない。したがって、内壁２７１ａを長くして突出部２１０ａの長さを広げることにより、突出部２１０ａに溜まる固体成分２８１の量を高めることができる。よって、遠心分離後の固体成分２８１が毛細管現象によって流路２２０に流れ込むことを、より効果的に防ぐことができる。

また、流路２２２の収容チャンバ２４１側には、バルブ２０８ｃが設けられている。バルブ２０８ｃは、図１７（ｂ）に示すように流路５０に移送された液体成分２８２が収容チャンバ２４１へ移動することを抑制する。これにより、接続位置２２０ａからバルブ２０８ｃまでの流路２２２の範囲に、毛細管現象により液体成分２８２を溜めることができ、次のステップＳ１０４において、流路２２２の範囲に規定される量の液体成分２８２を収容チャンバ２４１に移送できる。よって、収容チャンバ２４１に移動する液体成分２８２の定量性が向上する。

続いて、ステップＳ１０４において、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、流路２２２内の液体成分２８２を遠心力により収容チャンバ２４１へ移送する。図１８（ａ）は、流路２２２内の液体成分２８２を収容チャンバ２４１へ移送する途中の状態を示す図であり、図１８（ｂ）は、液体成分２８２の移送が終了した状態を示す図である。こうして、流路２２２によって定量された液体成分２８２は、収容チャンバ２４１に移送される。

なお、ステップＳ１０４において測定用カートリッジ２００が回転されると、流路２２１内の液体成分２８２は、遠心力により流路２３１を通ってオーバーフローチャンバ２３２へと移送される。また、流路２２１内の液体成分２８２の一部は、遠心力により分離チャンバ２１０へ戻される。

また、ステップＳ１０４において、図１７（ｂ）の状態から測定用カートリッジ２００に遠心力が付与されると、図１８（ａ）に示すように、サイフォンの原理により、分離チャンバ２１０内の液体成分２８２が、流路２３３を通って廃棄チャンバ２３４へと移送される。これにより、図１８（ｂ）に示すように、分離チャンバ２１０内に残った液体成分２８２が廃棄チャンバ２３４に移送され、分離チャンバ２１０内の気層と液体成分２８２との界面が、内壁２１２ａにおける流路２２０の接続位置から径方向外側に遠ざけられる。したがって、分離チャンバ２１０から収容チャンバ２４１に液体成分２８２を移動させた後に、分離チャンバ２１０に残存する液体成分２８２が、毛細管現象により再度流路２２０に流入して収容チャンバ２４１へと向かうことを防止できる。よって、収容チャンバ２４１に移送される液体成分２８２の量を安定化させることができ、液体成分２８２の測定精度を高めることができる。

また、流路２３３は、内壁２７１ａに接続されている。これにより、図１８（ａ）に示すように、分離チャンバ２１０内の液体成分２８２が廃棄チャンバ２３４へ廃棄される際に、固体成分２８１が流路２３３に混入して、流路２３３が固体成分２８１によって詰まることを防止できる。

図１４に戻り、ステップＳ１２において、制御部１５１は、試薬を収容チャンバに移送する。具体的には、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、径方向に並ぶ封止体２６１ａ、２６１ｂを、２つの押圧部１２４の真下に位置付ける。そして、制御部１５１は、２つの押圧部１２４を駆動して、封止体２６１ａ、２６１ｂを押し下げて、封止体２６１ａ、２６１ｂを開栓する。制御部１５１は、このような開栓動作を繰り返し行って、収容チャンバ２４１〜２４６の径方向に位置する６つの封止体２６１ａと６つの封止体２６１ｂを開栓する。そして、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、遠心力により、収容チャンバ２４１〜２４６の径方向に位置する６つの液体収容部２６１に収容された試薬を、流路２５０を介して、それぞれ収容チャンバ２４１〜２４６に移送する。

これにより、収容チャンバ２４１には、Ｒ１試薬が移送され、収容チャンバ２４１において、液体成分と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合される。収容チャンバ２４２には、Ｒ３試薬が移送され、収容チャンバ２４３〜２４５には、洗浄液が移送され、収容チャンバ２４６には、Ｒ４試薬が移送される。

さらに、ステップＳ１２において試薬の移送が終わると、制御部１５１は、攪拌処理を行う。具体的には、制御部１５１は、所定の方向に回転させながら、異なる２つの回転速度を所定の時間間隔で切り替えるよう、モータ１１７を駆動する。これにより、回転方向に発生するオイラー力が所定の時間間隔で変化することで、収容チャンバ２４１〜２４６内の液体が攪拌される。このような攪拌処理は、ステップＳ１２だけでなく、ステップＳ１３〜Ｓ１８においても移送処理後に同様に行われる。

ここで、Ｒ１試薬は、被検物質と結合する捕捉物質を含む。捕捉物質は、たとえば、被検物質と結合する抗体を含む。抗体は、たとえば、ビオチン結合ＨＢｓモノクローナル抗体である。Ｒ２試薬は、磁性粒子と磁性粒子懸濁液を含む。磁性粒子は、たとえば、表面がアビジンでコーティングされたストレプトアビジン結合磁性粒子である。ステップＳ１２において、検体から分離された液体成分と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、被検物質とＲ１試薬は、抗原抗体反応により結合する。そして、抗原−抗体反応体と磁性粒子との反応により、Ｒ１試薬の捕捉物質と結合した被検物質が、捕捉物質を介して磁性粒子と結合する。こうして、被検物質と磁性粒子とが結合した状態の複合体が生成される。

次に、ステップＳ１３において、制御部１５１は、収容チャンバ２４１内の複合体を、収容チャンバ２４１から収容チャンバ２４２へ移送する。

具体的には、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、磁力印加部１１４の磁石の真上に収容チャンバ２４１を位置付ける。制御部１５１は、磁力印加部１１４を駆動して磁石を測定用カートリッジ２００の下面に近づけ、収容チャンバ２４１内に広がる複合体を集める。制御部１５１は、磁力印加部１１４を駆動して磁石を径方向内側に移動させ、収容チャンバ２４１内の複合体を、流路２５０の円弧状の領域まで移送する。制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、複合体を流路２５０の円弧状の領域に沿って移送する。制御部１５１は、磁力印加部１１４を駆動して磁石を径方向外側に移動させ、複合体を収容チャンバ２４２へ移送する。そして、制御部１５１は、磁力印加部１１４を駆動して、磁石を測定用カートリッジ２００の下面から離す。

以上のようにして、ステップＳ１３の処理が行われる。なお、ステップＳ１４〜Ｓ１７における複合体の移送も、ステップＳ１３と同様に行われる。

こうして、収容チャンバ２４２において、収容チャンバ２４１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合される。ここで、Ｒ３試薬は、標識物質を含む。標識物質は、被検物質と特異的に結合する捕捉物質と、標識とを含む。たとえば、標識物質は、捕捉物質として抗体が用いられた標識抗体である。ステップＳ１３において、収容チャンバ２４１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、複合体と、Ｒ３試薬に含まれる標識抗体とが反応する。これにより、被検物質と、捕捉抗体と、磁性粒子と、標識抗体とが結合した複合体が生成される。

ステップＳ１４において、制御部１５１は、収容チャンバ２４２内の複合体を、収容チャンバ２４２から収容チャンバ２４３へ移送する。これにより、収容チャンバ２４３において、収容チャンバ２４２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。ステップＳ１４において、収容チャンバ２４２で生成された複合体と、洗浄液とが混合され、攪拌処理が行われると、収容チャンバ２４３内で複合体と未反応物質とが分離される。すなわち、収容チャンバ２４３では、洗浄により未反応物質が除去される。

ステップＳ１５において、制御部１５１は、収容チャンバ２４３内の複合体を、収容チャンバ２４３から収容チャンバ２４４へ移送する。これにより、収容チャンバ２４４において、収容チャンバ２４２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。収容チャンバ２４４においても、洗浄により未反応物質が除去される。

ステップＳ１６において、制御部１５１は、収容チャンバ２４４内の複合体を、収容チャンバ２４４から収容チャンバ２４５へ移送する。これにより、収容チャンバ２４５において、収容チャンバ２４２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。収容チャンバ２４５においても、洗浄により未反応物質が除去される。

ステップＳ１７において、制御部１５１は、収容チャンバ２４５内の複合体を、収容チャンバ２４５から収容チャンバ２４６へ移送する。これにより、収容チャンバ２４６において、収容チャンバ２４２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合される。ここで、Ｒ４試薬は、収容チャンバ２４２で生成された複合体を分散させるための試薬である。Ｒ４試薬は、たとえば緩衝液である。ステップＳ１７において、収容チャンバ２４２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、収容チャンバ２４２で生成された複合体が分散される。

ステップＳ１８において、制御部１５１は、Ｒ５試薬を収容チャンバ２４６に移送する。具体的には、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、最もＴ１方向側に位置する封止体２６１ａ、２６１ｂを、２つの押圧部１２４の真下に位置付ける。そして、制御部１５１は、２つの押圧部１２４を駆動して、封止体２６１ａ、２６１ｂを押し下げて、封止体２６１ａ、２６１ｂを開栓する。そして、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、遠心力により、最もＴ１方向側に位置する液体収容部２６１に収容されたＲ５試薬を、流路２５０を介して収容チャンバ２４６に移送する。これにより、収容チャンバ２４６において、ステップＳ１７で生成された混合液に、さらにＲ５試薬が混合される。

ここで、Ｒ５試薬は、複合体に結合された標識抗体との反応により光を生じる発光基質を含む発光試薬である。ステップＳ１８において、ステップＳ１７で生成された混合液と、Ｒ５試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、試料が調製される。この試料は、複合体に結合された標識物質と、発光基質とが反応することにより、化学発光する。

ステップＳ１９において、制御部１５１は、モータ１１７を駆動して測定用カートリッジ２００を回転させ、収容チャンバ２４６を検出部１１５の光検出器の真上に位置付け、収容チャンバ２４６から生じる光を、光検出器により検出する。ステップＳ２０において、制御部１５１は、検出部１１５の光検出器により検出した光に基づいて、免疫に関する分析処理を行う。検出部１１５の光検出器が光電子増倍管で構成される場合、光子の受光に応じたパルス波形が光検出器から出力される。検出部１１５は、光検出器の出力信号に基づいて、一定間隔でフォトンを計数し、カウント値を出力する。制御部１５１は、検出部１１５から出力されたカウント値に基づいて、被検物質の有無および量などを分析し、分析結果を表示部１５２に表示させる。

＜実施形態４＞
実施形態４では、図１９に示すように、支持部材１１３に代えて、支持部材３１０が配置され、測定用カートリッジ２００に代えて、測定用カートリッジ３２０が用いられる。その他の構成については、上記の具体的構成例と同様である。

支持部材３１０は、孔３１１と、３つの設置部３１２と、を備える。孔３１１は、支持部材３１０の中心に設けられている。支持部材３１０は、回転軸１０３に設置される。これにより、支持部材３１０は、回転軸１０３を中心として回転可能となる。設置部３１２は、回転方向に３つ設けられている。設置部３１２は、面３１２ａと孔３１２ｂを備える。面３１２ａは、支持部材３１０の上面よりも一段低い面である。孔３１２ｂは、面３１２ａの中央に形成されており、支持部材３１０を上下方向に貫通する。測定用カートリッジ３２０は、矩形形状である。測定用カートリッジ３２０は、外形の形状を除いて、測定用カートリッジ２００と同様の構成を有する。

測定を開始する場合、オペレータは、測定用カートリッジ２００の場合と同様に、検体を測定用カートリッジ３２０の検体投入口に投入し、測定用カートリッジ３２０を設置部３１２に設置する。そして、上記の具体的構成例と同様、制御部１５１は、モータ１１７と、磁力印加部１１４と、検出部１１５とを駆動する。実施形態３では、３つの設置部３１２に、それぞれ測定用カートリッジ３２０を設置できるため、３つの測定用カートリッジ３２０に対して同時に測定を行うことができる。

１０、２００、３２０ 測定用カートリッジ
２０、１０３ 回転軸
３０、２１０ 分離チャンバ
３１、２１１ 第１貯留部
３１ａ、３１ｂ、２１１ａ 内壁
３２、２１２ 第２貯留部
３２ａ、３２ｂ、２１２ａ 内壁
４０、２４１ 収容チャンバ
５０、２２０ 流路
５０ａ、２２０ａ 接続位置
５１、２２１ 流路
５２、２２２ 流路
６１、２０１ 検体投入口
６３、２０３ 流路
６５、２０７ 空気導入路
７０、２８０ 検体
７１、２８１ 固体成分
７２、２８２ 液体成分
８１、２７１ 第１領域
８１ａ、８１ｂ、２７１ａ 内壁
８２、２７２ 第２領域
１００ 測定装置
２０８ｃ バルブ
２１１ｂ 内壁
２３３ 流路
２３４ 廃棄チャンバ
２７４ａ 第１傾斜部
２７４ｂ 第２傾斜部
２７４ｃ 平坦部

Claims (25)

1. 回転軸を中心に回転可能に測定装置に装着される測定用カートリッジであって、
   血液検体を投入する検体投入口と、
   第１貯留部と、前記第１貯留部に対して前記回転軸から離れる方向に配置されると共に前記回転軸周りの回転方向の幅が前記第１貯留部よりも大きい第２貯留部と、を含み、前記回転軸周りの回転による遠心力を利用して、前記血液検体を血球成分と血漿成分とに分離する分離チャンバと、
   前記血漿成分を収容する収容チャンバと、
   前記第１貯留部および前記第２貯留部の少なくとも一方の内壁と連結された流路と、を備え、
   前記流路は、前記検体投入口から投入された前記血液検体を前記分離チャンバに移動させる第１流路と、前記分離チャンバにおいて分離された前記血漿成分を毛細管現象により移動させる第２流路と、を含む、測定用カートリッジ。
2. 前記第２流路は、前記第２貯留部の前記回転軸側の端に位置する第１内壁に接続されている、請求項１に記載の測定用カートリッジ。
3. 前記回転軸側に位置する前記第１貯留部の端部よりも前記回転軸に対して反対側に位置する前記第１貯留部の第２内壁は、前記第２内壁の端縁から徐々に前記第１内壁に平行となるように傾斜して前記第１内壁へと繋がる曲面状の内壁によって前記第１内壁に接続されている、請求項２に記載の測定用カートリッジ。
4. 前記第２流路は、前記回転軸側に位置する前記第１貯留部の端部よりも前記回転軸に対して反対側に位置する前記第１貯留部の内壁に接続されている、請求項１に記載の測定用カートリッジ。
5. 前記第２流路は、前記分離チャンバから前記回転軸に向かう方向に延びている、請求項１ないし４の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
6. 前記第２貯留部は、第１領域と、前記第１領域に対して前記回転軸側に配置され、前記回転方向の幅が前記第１領域よりも小さい第２領域とを備える、請求項１ないし５の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
7. 前記第１貯留部は、前記第２領域に対して前記回転方向の一方向に偏った位置に配置され、
   前記第１貯留部に対して前記方向と反対側の前記第２領域の位置に、前記第２流路が接続されている、請求項６に記載の測定用カートリッジ。
8. 前記第１領域は、前記第１領域の前記回転軸側の端に位置し、かつ、前記第２領域へと繋がる第３内壁を備える、請求項６または７に記載の測定用カートリッジ。
9. 前記回転方向において、前記第３内壁は前記第２貯留部の前記回転軸側の端に位置する第１内壁よりも長い、請求項８に記載の測定用カートリッジ。
10. 前記血漿成分を廃棄するための廃棄チャンバと、
    前記第１領域と前記廃棄チャンバとを連結し、前記分離チャンバから前記収容チャンバに前記血漿成分を移動させた後に前記分離チャンバに残存する前記血漿成分を、サイフォンの原理により前記第１領域から前記廃棄チャンバに向けて移動させる他の流路と、を備える、請求項９に記載の測定用カートリッジ。
11. 前記他の流路は、前記第３内壁に接続されている、請求項１０に記載の測定用カートリッジ。
12. 前記第１貯留部は、前記第２領域に対して前記回転方向に沿った第１の方向に偏った位置に配置され、
    前記第２領域は、前記第１領域に対して前記第１の方向と反対の第２の方向に偏った位置に配置されている、請求項６ないし１１の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
13. 前記第２流路は、前記分離チャンバと前記収容チャンバとを連結し、前記分離チャンバから前記回転軸に向かう方向に延びる第３流路と、前記第３流路の前記分離チャンバと反対側の端部から、前記回転軸から離れる方向に延びる第４流路とを含む、請求項１ないし１２の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
14. 前記第３流路と前記第４流路との接続位置に、前記第２流路内に空気を導入可能な空気導入路が接続されている、請求項１３に記載の測定用カートリッジ。
15. 前記第４流路の前記収容チャンバ側に、毛細管現象による前記血漿成分の移動を留めるためのバルブが設けられている、請求項１３または１４に記載の測定用カートリッジ。
16. 前記第２貯留部は、前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って大きくする第１傾斜部を備える、請求項１ないし１５の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
17. 前記第２貯留部は、前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って小さくする第２傾斜部を備える、請求項１ないし１５の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
18. 前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って大きくする第１傾斜部が前記第１領域に設けられている、請求項６ないし１２の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
19. 前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って小さくする第２傾斜部が前記第２領域に設けられている、請求項６ないし１２の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
20. 前記第２貯留部は、前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って大きくする第１傾斜部と、前記第１傾斜部に対して前記回転軸に近づく側に設けられ、前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って小さくする第２傾斜部とを備える、請求項１ないし１５の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
21. 前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って大きくする第１傾斜部が前記第１領域に設けられ、前記第２貯留部内の空間の厚みを前記回転軸から離れるに従って小さくする第２傾斜部が前記第２領域に設けられている、請求項６ないし１２の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
22. 前記第１領域における前記第２貯留部内の空間の厚みが、前記第２領域における前記第２貯留部内の空間の厚みよりも大きくなるように、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とが設けられている、請求項２１に記載の測定用カートリッジ。
23. 前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とが平坦部によって連結されている、請求項２０ないし２２の何れか一項に記載の測定用カートリッジ。
24. 回転軸を中心に回転可能に測定装置に装着される測定用カートリッジを用いた送液方法であって、
    血液検体を、第１貯留部と、前記回転軸周りの回転方向の幅が前記第１貯留部よりも大きい第２貯留部と、を含む分離チャンバに、前記第１貯留部または前記第２貯留部の内壁と連結された第１流路を用いて移動させ、
    前記回転軸周りの回転による遠心力を利用して、前記分離チャンバ内の前記血液検体を血球成分と血漿成分とに分離し、
    分離された前記血漿成分を、前記第１貯留部または前記第２貯留部の内壁と連結された第２流路を用いて毛細管現象により移動させる、送液方法。
25. 前記第２流路は、前記第２貯留部の前記回転軸側の端に位置する内壁に接続されている、請求項２４に記載の送液方法。

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