样品处理装置的制作方法

本发明涉及样品处理装置。

背景技术：

专利文献1中记载了微流动系统和方法。该专利文献中记载了：“微流动系统包括刚体层、弹性体层、刚体层与弹性体层之间的流体室或流路、用于操作流体室或流路的流体的使弹性体层变形的控制单元”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：wo2010/073020

技术实现要素：

发明要解决的课题

上述专利文献1中，记载了包括用于操作流体室或流路的流体的使弹性体层变形的控制单元的微流动系统。但是，专利文献1中记载的微流动系统虽然通过反复进行弹性体层的变形而实现了规定的体积流量、即单位时间流过的流体的规定体积，但关于对一定量的流体进行定量的操作并没有记载。因此，在对于流体的一部分取出一定量进行处理的操作、例如将2种流体以一定的体积比率混合的操作中，存在不能实现充分的精度的体积比率的问题。

本发明的目的在于提供一种能够通过弹性膜的变形进行流体的定量的样品处理装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，代表性的一种本发明的样品处理装置包括：在下表面侧具有流路的分析芯片；在上表面侧具有多个凹部的驱动部；位于分析芯片与驱动部之间的弹性膜；和切换弹性膜向分析芯片侧紧贴还是向驱动部侧紧贴的气压控制部，该样品处理装置中，

分析芯片包括用于液体的定量的定量流路和从该定量流路分支的至少4条分支流路，

驱动部在4条分支流路中的非定量流路侧的端部各自的下方具有凹部，

各个凹部与所述气压控制部连通。

发明效果

根据本发明，能够提供能够通过弹性膜的变形进行流体的定量的样品处理装置。

上述以外的课题、结构和效果，通过以下实施方式的说明得以明确。

附图说明

图1是实施例1的分析芯片的俯视图和侧截面图。

图2是实施例1的样品处理装置的俯视图和侧面图。

图3是实施例1的样品处理装置的用于控制驱动部的压力的空气配管系统图。

图4是表示实施例1的样品处理装置的操作流程的图。

图5是表示实施例1的样品处理装置的分析动作流程的图。

图6是表示实施例1的样品处理装置的样品导入动作流程的图。

图7a是实施例1的样品处理装置的样品导入动作的说明图。

图7b是实施例1的样品处理装置的样品导入动作的说明图。

图8是表示实施例1的样品处理装置的样品的保持状态的说明图。

图9是表示实施例1的样品处理装置的样品废弃动作流程的图。

图10a是实施例1的样品处理装置的样品废弃动作的说明图。

图10b是实施例1的样品处理装置的样品废弃动作的说明图。

图11是表示实施例1的样品处理装置的样品切出动作流程的图。

图12a是实施例1的样品处理装置的样品切出动作的说明图。

图12b是实施例1的样品处理装置的样品切出动作的说明图。

图13是表示实施例1的样品处理装置的试剂导入动作流程的图。

图14是表示实施例1的样品处理装置的搅拌动作流程的图。

图15a是实施例1的样品处理装置的搅拌动作的说明图。

图15b是实施例1的样品处理装置的搅拌动作的说明图。

图16是表示实施例1的样品处理装置的计量动作流程的图。

图17是实施例2的分析芯片的俯视图和侧截面图。

图18是实施例3的分析芯片的俯视图和侧截面图。

具体实施方式

以下，使用附图说明实施例。

实施例1

以下，使用图1－图3说明实施例1的样品处理装置。本实施例中，说明使血液、尿、拭子等液状化得到的产物等样品和试剂流动而以一定的体积比率混合，进行化学物质的鉴定和定量等光学计量用的样品处理装置。

图2的(a)、(b)表示实施例1的样品处理装置的俯视图、侧面图。该图的样品处理装置中，分析芯片10和膜20被盖30压在驱动部40上。盖30以旋转支持部31为中心可旋转地被支持，图2的(a)中示出了盖30略微打开的状态，2个分析芯片10是并排配置的。图2的(b)中盖30完全关闭，被锁定机构51相对于框体50紧固。在盖30设置有用于对分析芯片10投入样品、试剂的样品投入窗32和试剂投入窗33、用于观测分析结果的观测窗34。

在框体50的下方，设置用于控制驱动部40内的气压的控制部60，空气配管70从驱动部40连接至控制部60。控制部60的动作由来自装置外部的操作部61的信号控制。

图1的(a)、(b)、(c)是实施例1的分析芯片隔着膜与驱动部紧贴的状态的俯视图、侧截面图(aa截面)、侧截面图(bb截面)。图1中，示出了分析芯片10被安装在图2的样品处理装置中，用盖30隔着膜20按压驱动部40的状态。图1的(a)是从分析芯片10的上表面侧观察的图，作为分析芯片上表面侧的容器的孔用实线示出，分析芯片下表面侧的槽和驱动部40的凹部用虚线示出。图1的(b)是图1(a)的aa截面，图1的(c)是图1(a)的bb截面，分析芯片10与驱动部40经由膜20接触。

在分析芯片10的上表面侧，设置有作为容器的样品用孔11、空气导入用孔12、样品废弃用孔13、搅拌用孔14、试剂用孔15、混合液废弃用孔16，在下表面侧设置有多条槽111、112、113、114、115、121、122、123、124、131、132、133、141、142、143、144、145、151、152、153、154、161、162、163、164、165。

膜20是具有橡胶或树脂等高分子化合物的弹性体，因气压而变形从而使流体移动，并且通过与分析芯片10和驱动部40各自的表面紧贴，而将流体密封。

驱动部40在与膜20紧贴的上表面侧设置凹部41、42、43、44、45、46、47、48、49、4a、4b、4c、4d、4e、4f，2种管、即加压管411、421、431、441、451、461、471、481、491、4a1、4b1、4c1、4d1、4e1、4f1和减压管412、422、432、442、452、462、472、482、492、4a2、4b2、4c2、4d2、4e2、4f2分别从各凹部与图2所示的空气配管70连接。

图3是用于控制本实施例的驱动部40的压力的空气配管系统图，设置在控制部60内。从加压用泵71起分支为15个系统，经过加压用电磁阀711、721、731、741、751、761、771、781、791、7a1、7b1、7c1、7d1、7e1、7f1进而分支为2个系统，与驱动部40的加压管连接。从加压用电磁阀分支为2个系统，是因为本实施例的样品处理装置如图2的(a)所示地搭载有2个分析芯片。同样地，从减压用泵72也分支为15个系统，经过减压用电磁阀712、722、732、742、752、762、772、782、792、7a2、7b2、7c2、7d2、7e2、7f2进而分支为2个系统，与驱动部40的减压管连接。

加压用电磁阀711等在通电时，从泵71至驱动部40的空气配管连通，驱动部40的槽41等被加压。另一方面，在不通电时，泵71侧的空气配管关闭，使得能够从驱动部40侧的空气配管向外部、即大气侧流出、不能从外部向空气配管流入。

减压用电磁阀712等在通电时，从泵72至驱动部40的空气配管连通，驱动部40的槽41等被减压。另一方面，在不通电时，泵72侧的空气配管关闭，使得能够从大气侧向驱动部40侧的空气配管流入、不能从空气配管向外部流出。

以下，使用图4的操作流程说明本实施例的样品处理装置的操作。作为开始操作前的状态，驱动部40被设置在样品处理装置中，连接着空气配管70。在最初的操作即分析芯片安装201中，操作者将分析芯片10和膜20安装在驱动部40上，关闭盖30。该状态是图2的(b)。另外，分析芯片10和膜20通常被封装为一体，将该封装后的部件安装于驱动部40。

在接下来的装置动作开始202中，操作者从操作部61选择与分析内容对应的控制流程，使装置动作开始。样品处理装置开始初始化动作203，进行电磁阀的开闭动作和由泵进行的加压和减压操作，且根据需要进行压力的检查等。

之后，在使加压用泵71和减压用泵72工作了的状态下，在减压用电磁阀712等全部关闭、至少加压用电磁阀711和7f1打开的状态下成为待机状态开始204。

成为待机状态时，在投入操作205中，操作者从样品投入窗32将样品投入样品用孔11，同样地从试剂投入窗33将试剂投入试剂用孔15。此时，因为加压用电磁阀711和7f1是打开的，所以凹部41和4f被加压，在两个槽部中膜20被压在分析芯片下表面，因此槽111和151被密封，样品和试剂不会分别从样品用孔11和试剂用孔15流出。

完成样品和试剂的投入时，操作者从操作部61发出分析动作开始206的指示，样品处理装置实施分析动作207。分析结束时，分析结果被保存在样品处理装置内的存储器中，根据需要在操作部61的显示器等显示。

分析动作207结束时，在分析芯片卸下208中，操作者卸下分析芯片10和膜20而将其保管或废弃。存在下一次分析的情况下，返回分析芯片安装201，搭载新的分析芯片，实施分析。不存在分析的情况下，操作者用操作部61进行结束操作209，使装置停止。

接着，使用图5说明本实施例的样品处理装置的分析动作207的详情。

在图5的样品导入212中，通过将样品用孔11中保持的样品输送至样品废弃用孔13，将其导入定量槽115中。在样品废弃213中，从空气导入用孔12导入空气，将多余的样品废弃至样品废弃用孔13。在样品切出(切分运出)214中，从空气导入用孔12导入空气，将定量槽115中保持的样品切出至搅拌用孔14。以上的样品导入212、样品废弃213、样品切出214这一系列动作，是对样品进行定量的样品定量211。

以下说明样品定量211的详情。首先，对于样品导入212，使用图6、图7ab和图8进行说明。

图6是表示本实施例的样品处理装置的通过加压用电磁阀和减压用电磁阀的开闭控制进行的样品导入动作流程的图，图7ab是该样品导入动作的说明图，图8是表示样品的保持状态的说明图。另外，图7ab所示的实线的箭头表示与各加压管和减压管对应的电磁阀是打开的，向上的实线箭头表示加压用电磁阀打开、由此凹部被加压，向下的实线箭头表示减压用电磁阀打开、由此凹部被减压。在没有标出实线箭头的位置，电磁阀是关闭的，但在附图的说明中为了特别说明电磁阀关闭，而使用了虚线箭头。即，向上的虚线箭头表示加压用电磁阀从开切换为闭，向下的虚线箭头表示减压用电磁阀从开切换为闭。

图6的(a)、图7a的(a)(截面aa)是上述分析动作开始时刻的状态，在样品用孔11中保持有样品80。即，在图7a的(a)中，因为样品密封凹部加压用电磁阀711是打开的，所以空气从样品密封凹部用加压管411流入，样品密封凹部41被加压，样品密封凹部用减压管412侧的样品密封凹部减压用电磁阀712是关闭的。另外，虽然未图示，但在试剂用孔15中保持有试剂，同样因为试剂密封凹部加压用电磁阀7f1是打开的，所以试剂密封凹部4f同样被加压。

接着如图6的(b)、图7a的(b)(截面aa)所示，通过打开样品流动凹部加压用电磁阀721，而使空气从样品流动凹部用加压管421流入，对样品流动凹部42加压，通过关闭样品密封凹部加压用电磁阀711，而阻止空气从样品密封凹部用加压管411流入，通过打开样品密封凹部减压用电磁阀712，而使空气从样品密封凹部用减压管412流出，对样品密封凹部41减压。此时，因为膜20被吸向样品密封凹部41的底面，所以在膜20与分析芯片10之间产生样品密封部间隙413，将样品80从样品用孔11经过样品密封上游槽111吸入样品密封部间隙413中。

接着如图6的(c)、图7a的(c)(截面aa)所示，在样品密封凹部减压用电磁阀712保持打开的状态下，通过打开样品导入凹部加压用电磁阀731，而使空气从样品导入凹部用加压管431流入，对样品导入凹部43加压，通过关闭样品流动凹部加压用电磁阀721，而阻止空气从样品流动凹部用加压管421流入，通过打开样品流动凹部减压用电磁阀722，而使空气从样品送液凹部用减压管422流出，对样品流动凹部42减压。此时，因为膜20被吸向样品流动凹部42的底面，所以在膜20与分析芯片10之间产生样品流动部间隙423，将样品80从样品密封部间隙413经过样品流动上游槽112吸入样品流动部间隙423。

接着如图6的(d)、图7(a)的(d)(截面aa)所示，在样品导入凹部加压用电磁阀731和样品导入凹部减压用电磁阀722保持打开的状态下，通过关闭样品密封凹部减压用电磁阀712，而阻止空气从样品密封凹部用减压管412流出，通过打开样品密封凹部加压用电磁阀711，而使空气从样品密封凹部用加压管411流入，对样品密封凹部41加压。此时，样品密封凹部41和样品导入凹部43被加压，由此样品流动上游槽112和样品导入上游槽113被密封，样品80被保持在样品流动部间隙423内。

接着如图6的(e)、图7b的(e)(截面aa和截面bb)所示，在样品密封凹部加压用电磁阀711保持打开的状态下，重新对2处凹部、即搅拌入口凹部45和空气流动凹部4a加压，并对2处凹部、即样品排出凹部4c和样品废弃凹部4d减压。即，通过打开搅拌入口凹部加压用电磁阀751，而使空气从搅拌入口凹部用加压管451流入，对搅拌入口凹部45加压，通过打开空气流动凹部加压用电磁阀7a1，而使空气从空气流动凹部用加压管4a1流入，对空气流动凹部4a加压，通过打开样品排出凹部减压用电磁阀7c2，而使空气从样品排出凹部用减压管4c2流出，对样品排出凹部4c减压，通过打开样品废弃凹部减压用电磁阀7d2，而使空气从样品废弃凹部用减压管4d2流出，对样品废弃凹部4d减压。在该状态下，与定量槽115连接的4个部位的槽、即样品导入下游槽114、样品排出上游槽133、空气分支槽124、样品分支槽143中，关于空气分支槽124，对位于与处于其上游侧的空气导入用孔12之间的空气流动凹部4a加压、使膜20压向分析芯片10下表面侧而将其密封，同样关于样品分支槽143，也对位于与处于其下游侧的搅拌用孔14之间的搅拌入口凹部45加压、使膜20压向分析芯片10下表面侧而将其密封。另一方面，关于样品排出上游槽133，对位于与处于其下游侧的样品废弃用孔13之间的2个凹部、即样品排出凹部4c和样品废弃凹部4d双方都减压、使膜20被吸向各凹部的底面而在分析芯片10下表面与膜20之间产生间隙，样品排出上游槽133与样品废弃用孔13连通。

在这样的状态下，通过关闭样品导入凹部加压用电磁阀731，而阻止空气从样品导入凹部用加压管431流入，通过关闭样品流动凹部减压用电磁阀722，而阻止空气从样品流动凹部用减压管422流出。此时，样品流动凹部42的膜20因弹力而要恢复为原本的状态，要将样品80从样品流动部间隙423推出。但是，样品流动上游槽112因样品密封凹部41的加压而被密封，所以不能流出。另外，关于样品分支槽143和空气分支槽124，虽然没有对切出凹部44和空气导入凹部4b加压，但对其前方的搅拌入口凹部45和空气流动凹部4a加压将其密封，所以样品或空气要向样品分支槽143或空气分支槽124流入时，必须使切出凹部44和空气导入凹部4b的膜抵抗弹力地从分析芯片10的下表面剥离。另一方面，关于样品排出上游133，样品排出凹部4c和样品废弃凹部4d双方都被减压而与样品废弃用孔13连通，所以样品80和空气能够流出。即，样品80从样品流动部间隙423经过样品导入上游槽113，进入样品导入凹部43的膜20与分析芯片10之间的样品导入部间隙433中，从样品导入下游槽114被导入定量槽115中，进而从样品排出上游槽133经过样品排出凹部4c的膜20与分析芯片10之间的样品排出部间隙4c3、样品排出下游槽132、样品废弃凹部4d的膜20与分析芯片10之间的样品废弃部间隙4d3、样品废弃下游槽131向样品废弃用孔13流出。

最后，通过打开样品流动凹部用加压管721，而对样品流动凹部42加压，将膜压向分析芯片10，由此将样品80完全地推出。

接着，如图6的(f)和图7b的(f)(截面bb)所示，在空气导入凹部加压用电磁阀7a1保持打开的状态下，通过关闭样品排出凹部减压用电磁阀7c2和样品废弃凹部减压用电磁阀7d2，而阻止空气从样品排出凹部4c和样品废弃凹部4d流出。另外，此时，虽然未图示，但样品流动凹部加压用电磁阀721和搅拌入口凹部加压用电磁阀751保持打开的状态。通过这样，在样品排出部间隙4c3和样品废弃部间隙4d3中，膜因弹力而返回分析芯片10的下表面侧，将样品80向样品废弃用孔13推出。

在该状态下，如图8的(a)所示，样品80在定量槽115中充满。另外，样品80也在样品密封上游槽111、样品流动上游槽112、样品导入上游槽113、样品导入下游槽114、样品排出上游槽133、样品排出下游槽132、样品废弃下游槽131中充满，但不进入空气分支槽124及其上游的空气导入用孔12侧的槽、样品分支槽143及其下游的搅拌用孔14侧的槽。

以上是图5的样品导入212、即将样品用孔11中保持的样品80导入定量槽115中的动作。

另外，本实施例中，在样品被导入定量槽115以后的图7b的(e)和(f)中，最靠近定量槽115的凹部、即样品导入凹部43、切出凹部44、空气导入凹部4b、样品排出凹部4c不进行加压。这是因为对最靠近定量槽115的凹部加压时，存在定量槽115中膜被顶起、容积减少而对定量性造成影响的可能性。例如，在图7b的(e)中，不对空气流动凹部4a加压、而是对空气导入凹部4b加压时，被加压的空气将空气分支槽124下部的膜20顶起，进而将分支槽115下部的膜20顶起。因此，定量槽115的容积略减少，保持的液量减少。如果在对定量槽115的样品的导入结束后停止空气导入凹部4b的加压，则定量槽115的膜20因弹力而恢复为原本的状态，所以定量槽115的容积恢复为规定容积。此时，如果液体返回定量槽115则定量性不会失去，但如果空气进入，则液量保持为减少后的状态。

因此，本实施例的分析芯片10中，在对定量槽115导入样品的时刻以后，不对最靠近定量槽115的4处凹部加压。

接着，对于图5的样品废弃213，使用图9和图10ab进行说明。

图9是表示本实施例的样品处理装置的通过加压用电磁阀和减压用电磁阀的开闭控制进行的样品废弃动作流程的图，图10ab是该样品废弃动作的说明图。

图9的(a)、图10a的(a)(截面bb)是图6的(f)、图7b的(f)的后续动作，在空气流动凹部加压用电磁阀7a1保持打开的状态下，通过打开空气密封凹部减压用电磁阀792，而使空气从空气密封凹部用减压管492流出，对空气密封凹部49减压。此时，膜20被吸向空气密封凹部49的底面，所以在膜20与分析芯片10之间产生空气密封部间隙493，将空气从空气导入用孔12经过空气密封上游槽121吸入空气密封部间隙493中。

接着如图9的(b)、图10a的(b)(截面bb)所示，在空气密封凹部减压用电磁阀792保持打开的状态下，通过关闭空气流动凹部加压用电磁阀7a1，而阻止空气从空气流动凹部用加压管4a1流入，通过打开空气流动凹部减压用电磁阀7a2，而使空气从空气流动凹部用减压管4a2流出，对空气流动凹部4a减压。此时，膜20被吸向空气流动凹部4a的底面，所以在膜20与分析芯片10之间产生空气流动部间隙4a3，将空气从空气密封部间隙493经过空气流动上游槽122吸入空气流动部间隙4a3中。

接着如图9的(c)、图10a的(c)(截面bb)所示，在空气流动凹部减压用电磁阀7a2保持打开的状态下，通过关闭空气密封凹部减压用电磁阀792，而阻止空气从空气密封凹部用减压管492流出，通过打开空气密封凹部加压用电磁阀791，而使空气从空气密封凹部用加压管491流入，对空气密封凹部49加压。此时，空气密封凹部49被加压，由此空气流动上游槽122被密封，空气被保持在空气流动部间隙4a3内。

接着如图9的(d)、图10b的(d)(截面aa和截面bb)所示，在空气密封凹部加压用电磁阀791保持打开的状态下，通过关闭空气流动凹部减压用电磁阀7a2，而阻止空气从空气流动凹部用减压管4a2流出，通过打开空气流动凹部加压用电磁阀7a1，而使空气从空气流动凹部用加压管4a1流入，对空气流动凹部4a加压。此时，样品流动凹部加压用电磁阀721和搅拌入口凹部加压用电磁阀751是打开的状态，样品流动凹部42和搅拌入口凹部45被加压。通过这样，在空气流动凹部4a中，膜20要将空气流动部间隙4a3内的空气推出。但是，因为空气密封凹部49、样品流动凹部42和搅拌入口凹部45被加压，所以空气流动部间隙4a3内的空气不能向空气密封上游槽122和定量槽115侧移动，而是从样品排出上游槽133向未被加压的样品排出凹部4c的膜20与分析芯片10之间的间隙、样品排出下游槽132、未被加压的样品废弃凹部4d的膜20与分析芯片10之间的间隙、样品废弃下游槽131移动，将样品向样品废弃用孔13推出。

在该状态下，如图8的(b)所示，在图8的(a)时保持的样品排出上游槽133、样品排出下游槽132、样品废弃下游槽131内的样品80向样品废弃用孔13流出。

以上是图5的样品废弃213、即、将位于定量槽115的下游的样品排出上游槽133、样品排出下游槽132、样品废弃下游槽131内的样品向样品废弃用孔13排出的动作。

接着，对于图5的样品切出214，使用图11和图12ab进行说明。

图11是表示本实施例的样品处理装置的通过加压用电磁阀和减压用电磁阀的开闭控制进行的样品切出动作流程的图，图12ab是该样品切出动作的说明图。

图11的(a)、图12a的(a)(截面bb)是图9的(d)、图10b的(d)的后续动作，除了最初关闭空气密封凹部加压用电磁阀791以外，从(a)到(c)的动作是完全相同的。即，在(a)中，在空气流动凹部加压用电磁阀7a1保持打开的状态下，通过关闭空气密封凹部加压用电磁阀791、打开空气密封凹部减压用电磁阀792而对空气密封凹部49减压，将空气吸入空气密封部间隙493中。在(b)中，通过关闭空气流动凹部加压用电磁阀7a1、打开空气流动凹部减压用电磁阀7a2而对空气流动凹部4a减压，将空气吸入至空气流动部间隙4a3。在(c)中，通过关闭空气密封凹部减压用电磁阀792、打开空气密封凹部加压用电磁阀791而对空气密封凹部49加压从而密封，将空气保持在空气流动部间隙4a3中。

接着如图11的(d)、图12b的(d)(截面aa和截面bb)所示，通过打开搅拌出口凹部加压用电磁阀761和样品废弃凹部加压用电磁阀7d1，而对搅拌出口凹部46和样品废弃凹部4d加压从而密封。此时，样品流动凹部加压用电磁阀721也是打开的，也对样品流动凹部42进行了加压密封。在该状态下，关闭空气流动凹部减压用电磁阀7a2、打开空气流动凹部加压用电磁阀7a1时，在空气流动凹部4a中，膜20要将空气流动部间隙4a3内的空气推出，但因为空气流动凹部49和样品废弃凹部4d正在被加压，所以空气流动部间隙4a3内的空气不能向空气导入上游槽122和样品排出上游槽133侧移动，而是向定量槽115移动并将定量槽115内的样品推出。但是，因为样品流动凹部42被密封，所以样品不能向样品导入下游槽114侧移动，而是从样品分支槽143向未被加压的切出凹部44的膜20与分析芯片10之间的间隙、切出下游槽142、未被加压的搅拌入口凹部45的膜20与分析芯片10之间的间隙、搅拌入口下游槽141移动，被推出至搅拌用孔14。

在该状态下，如图8的(c)所示，在图8的(a)和(b)时被保持在定量槽115中的样品流出至搅拌用孔14。

以上是图5的样品切出214、即、将处于定量槽115中的样品切出至搅拌用孔14的动作。

以上的图5的样品导入212、样品废弃213和样品切出214的动作是样品定量211。即，使样品用孔11内的样品先流向样品废弃用孔13，由此在定量槽115中保持样品，通过用空气仅将定量槽115中保持的样品推出至搅拌用孔14中，而在搅拌用孔14内保持一定量、即与定量槽115的容积相同液量的样品。

另外，本实施例中在样品导入212之后实施了样品废弃213，并实施了样品切出214，但也能够省略样品废弃213的动作，可以在样品导入212之后实施样品切出214。

图5的样品定量211结束时，接着实施试剂导入215。该动作是在图1中，将试剂用孔15内的试剂移动至搅拌用孔14，是与样品导入212同样的动作，所以在图13中示出通过电磁阀控制进行的试剂导入的动作流程，参考图1和图3的符号，说明动作。

图13的(a)是初始状态，试剂密封凹部加压用电磁阀7f1是打开的，试剂密封凹部4f正在被加压所以被密封，试剂用孔15内的试剂不会流出。

在图13的(b)中，通过关闭试剂密封凹部加压用电磁阀7f1、打开试剂密封凹部减压用电磁阀7f2而对试剂密封凹部4f减压，从试剂用孔15将试剂吸入在膜20与分析芯片10下表面之间产生的间隙中。

在图13的(c)中，通过打开试剂流动凹部减压用电磁阀7e2而对试剂流动凹部4e减压，进一步将试剂吸入在膜20与分析芯片10下表面之间产生的间隙中。

在图13的(d)中，通过打开检测部导入凹部加压用电磁阀771而对检测部导入凹部47加压而密封，进而关闭试剂密封凹部减压用电磁阀7f2、打开试剂密封凹部加压用电磁阀7f1，由此对空气密封凹部4f加压从而将其密封。

在图13的(e)中，通过关闭试剂流动凹部减压用电磁阀7e2、打开试剂流动凹部加压用电磁阀7e1而对试剂流动凹部4e加压，将试剂推出。此时，因为试剂密封凹部4f被密封，所以试剂不能向试剂流动下游槽152侧移动，而是从试剂流动上游槽153向汇流槽154移动。进而，因为检测部导入凹部47被密封，所以试剂不能向检测部导入上游槽165侧移动，而是从搅拌出口下游槽145向未被加压的搅拌出口凹部46的膜20与分析芯片10之间的间隙、搅拌出口上游槽144移动，被推出至搅拌用孔14。

以上是图5的试剂导入215、即、将试剂用孔15内的试剂移动至搅拌用孔14的动作。

这样，通过样品定量211将样品定量、通过试剂导入215将试剂保持在搅拌用孔14中。另外，只要将样品和试剂保持在搅拌用孔14中即可，所以也可以在试剂导入215之后实施试剂定量211。

样品以定量槽的容积定量，试剂以试剂流动凹部4e的容积、正确而言是减去相当于膜20的厚度的量之后的容积定量。或者，试剂以对试剂用孔15的注入量定量。即，用试剂流动凹部4e定量的情况下，通过对试剂用孔15注入比要定量的液量略多的试剂，实施试剂导入215的动作，能够使规定的液量移动至搅拌用孔14。或者，用对试剂用孔15的注入量定量的情况下，对试剂用孔15注入比试剂流动凹部4e的容积少的量即可。想要对较大的液量定量时，多次实施试剂导入215的动作即可。

另外，因为通过使膜20变形而使液体流动，所以变形量过小时难以获得定量性。因此，对微量液体定量时，在试剂导入215中需要使试剂流动凹部变小而减小膜20的变形量，与此不同，样品定量211中使用的定量槽115的方式中，无需使样品流动凹部42变小，适合微量液体的定量。从而，使用样品定量211和试剂导入215中的哪一方，取决于液量和定量再现性的规格。

本实施例中，样品定量中使用定量槽115，试剂定量中使用试剂流动凹部的容积，但也可以考虑试剂定量中也使用定量槽，即、使用样品用和试剂用的两条定量槽、或者依次使用一条定量槽等方法。

接着，对于图5的搅拌216，使用图14和图15ab进行说明。

图14是表示本实施例的样品处理装置的通过加压用电磁阀和减压用电磁阀的开闭控制进行的搅拌动作流程的图，图15ab是该搅拌动作的说明图。

图14的(a)、图15a的(a)(截面aa)中，通过在搅拌用孔14中保持了样品和试剂的状态下，将切出凹部加压用电磁阀741和检测导入凹部加压用电磁阀771打开，而对切出凹部44和检测导入凹部47加压、密封。

在图14的(b)、图15a的(b)(截面aa)中，通过打开搅拌入口凹部减压用电磁阀752而对搅拌入口凹部45减压，将液体吸入作为在膜20与分析芯片10之间产生的间隙的搅拌入口部间隙453中。

在图14的(c)、图15a的(c)(截面aa)中，通过打开搅拌出口凹部减压用电磁阀762而对搅拌出口凹部46减压，将液体吸入作为在膜20与分析芯片10之间产生的间隙的搅拌出口部间隙463中。

在图14的(d)、图15a的(d)(截面aa)中，通过关闭搅拌入口凹部减压用电磁阀752、打开搅拌入口凹部加压用电磁阀751而对搅拌入口凹部45加压，使搅拌入口部间隙453的液体返回搅拌用孔14，关闭搅拌入口凹部加压用电磁阀751。

在图14的(e)、图15b的(e)(截面aa)中，通过关闭搅拌出口凹部减压用电磁阀762、打开搅拌出口凹部加压用电磁阀761，而使搅拌出口部间隙463的液体返回搅拌用孔14，关闭搅拌出口凹部加压用电磁阀761。

通过反复进行以上的(b)至(e)的操作，搅拌用孔14内的液体向搅拌入口凹部45和搅拌出口凹部46移动、每当再次返回时被搅拌。

以上是图5的搅拌216的动作。

接着，对于图5的计量217，使用图16和图1、图3进行说明。图16是表示本实施例的样品处理装置的通过加压用电磁阀和减压用电磁阀的开闭控制进行的计量动作流程的图。

在图16的(a)中，通过打开搅拌出口凹部减压用电磁阀762，而对搅拌出口凹部46减压，从搅拌出口上游槽144吸引搅拌结束后的在搅拌用孔14中保持的混合液。

接着，在图16的(b)中，通过打开检测导入部凹部减压用电磁阀772，而对检测部导入凹部47减压，从搅拌出口下游槽145和检测部上游槽吸引混合液。

接着，在图16的(c)中，通过打开试剂流动凹部加压用电磁阀7e1，而对试剂流动凹部4e加压、密封，通过关闭搅拌出口凹部减压用电磁阀762、打开搅拌出口凹部加压用电磁阀761，而对搅拌出口凹部46加压。

接着，在图16的(d)中，关闭检测部导入凹部减压用电磁阀772。此时，检测部导入凹部47的膜20因弹力而要返回分析芯片10的下表面侧，将混合液推出。因为搅拌出口凹部46和试剂流动凹部4e被密封，所以混合液在使混合液将检测部下游槽164、检测槽163、混合液废弃上游槽162充满的同时，向未被加压的混合液废弃凹部48的膜20与分析芯片10之间的间隙、混合液废弃下游槽161移动，多余的混合液被推出至混合液废弃用孔16。

在该状态下，从图2的观测窗34对检测槽163照射观测光，取得数据。

以上是图5的计量217的动作，图4的分析动作207在此结束。

另外，检测槽163具有将液体保持在密闭空间中的功能，在以上详细叙述的实施例1中，示出了从观测窗34对检测槽164照射观测光、取得数据的分析动作，但本实施例的处理用槽中的处理并不限定于分析/检测。例如，也可以在图5的搅拌216中将2种液体搅拌后、保持在检测槽163中使其反应，之后从混合液废弃用孔16回收，或者也可以进行在检测槽163中保持液体并控制温度等光学计量以外的处理。

根据本发明，通过使膜20因气压而变形从而使液体和气体流动，先将液体保持在定量槽115中之后，用空气将定量槽115内的液体推出，由此能够对一定量的液体进行定量。特别是，通过改变定量槽的容积，无需变更其他槽和凹部的形状或者电磁阀切换的控制动作，就能够进行规定量的定量操作。

实施例2

如图5的(e)的动作所述，实施例1中以不对最靠近定量槽115的4处凹部加压、而是对与其相邻的凹部加压的方式进行了改进。因此，例如在样品导入(图5的212)的动作中，从样品用孔11对样品废弃用孔13输送样品时，使用了5个凹部。即，样品密封凹部41、样品流动凹部42、样品导入凹部43、样品排出凹部4c、样品废弃凹部4d。

但是，在如本发明这样、控制凹部的压力使膜变形而使流体移动的情况下，如果具有3个凹部则能够使流体移动。即，在试剂的导入中，能够用试剂密封凹部4f、试剂流动凹部4e、搅拌出口凹部46这3个凹部输送液体。

于是，在图17中示出了使用3个凹部实现定量的样品处理装置。与图1的不同点在于不存在图1中示出的最靠近定量槽115的4处凹部即样品密封凹部41、样品流动凹部42、样品导入凹部43、样品排出凹部4c、样品废弃凹部4d，定量槽115并非设置在分析芯片10的下表面侧、即与膜20接触的一侧，而是设置在上表面侧。对于与图1相同的结构标注相同的附图标记，不同的是位于分析芯片上表面侧的定量槽815、从样品导入上游槽113的下游侧末端连通至分析芯片上表面侧的样品导入纵孔816、进一步从样品导入纵孔816连通至定量槽815的样品导入下游槽814、从切出下游槽142的下游侧末端连通至分析芯片上表面侧的样品分支纵孔844、进一步从样品分支纵孔844连通至定量槽815的切出上游槽843、从空气导入上游槽123的下游侧末端连通至分析芯片上表面侧的空气导入纵孔825、进一步从空气导入纵孔825连通至定量槽815的空气分支槽824、从样品排出下游槽132的下游侧末端连通至分析芯片上表面侧的样品排出纵孔834、以及进一步从样品排出纵孔834连通至定量槽815的样品排出上游槽833。另外，在分析芯片10的上表面侧设置的样品导入下游槽814、定量槽815、空气分支槽824、样品排出上游槽833被盖850密封。

图5的样品定量211与实施例1中说明的图6至图12ab相同，但除去了对于最靠近定量槽115的4处凹部的控制动作。此时，在图17的分析芯片10中，最靠近定量槽815的凹部被加压，但因为定量槽815并不与膜20接触，所以不会受到膜的变形引起的容积变化的影响，因此不会丧失定量性。

实施例3

在实施例1中，通过将样品用孔11中保持的样品输送至样品废弃用孔13，而将其导入定量槽115中，通过将导入定量槽115中的样品切出至搅拌用孔14，而对样品进行定量。

在从样品用孔11对定量槽115导入样品之前，从样品用孔11直到定量槽115的各槽、即样品密封上游槽111、样品流动上游槽112、样品导入上游槽113、样品导入下游槽114中存在空气，导入样品时，各空气通过定量槽115，向样品废弃用孔13排出。即，如图7a的(b)所示，将样品80从样品用孔11经过样品密封上游槽111吸入至样品密封部间隙413中时，样品密封上游槽111中存在的空气被吸向样品密封部间隙413的下游端(图中的右侧)，在接下来的图7的(c)中，与样品流动上游槽112的空气一同被吸向样品流动部间隙423的下游端(图中的右侧)，样品与空气的位置关系总是不变，只要样品被保持在上游侧、空气被保持在下游侧，空气就随着样品的流动向样品废弃用孔13排出。

但是，取决于样品密封部间隙413等各间隙的形状和大小，吸入样品时，存在样品与空气的位置反转、或空气分裂的可能性。如果样品与空气的位置反转，则存在样品被排出至样品废弃用孔13之后空气流入定量槽115中、失去定量性的可能性。

于是，本实施例中，对于通过在对定量槽115导入样品之前除去各槽的空气从而防止空气混入定量槽115的结构进行叙述。

图18表示设置了空气除去机构的分析芯片。另外，对于与图1相同的结构标注了相同的附图标记。

图18的(a)是从分析芯片10的上表面侧观察的图，图1的(b)、(c)、(d)分别是图1(a)的aa截面、bb截面、cc截面。另外，各截面图是与定量操作相关的部分的截面图。

在图18中，与图1相比添加或者修正了用于除去空气所需的机构，在以下动作说明中，叙述添加和修正之处。

空气除去操作是即将进行图5的样品定量211之前进行的操作，关于图4的操作流程是相同的。但是，关于图4的投入操作205，在实施例1中，操作者从样品投入窗32对样品用孔11投入样品时，通过打开加压用电磁阀711对凹部41加压，由此将槽111密封，使样品不会从样品用孔11流出，但本实施例中，如图18的(b)所示，为了防止样品从位于样品用孔11的正下方的样品保持纵孔845和纵孔空气导入槽171流出，而对样品密封凹部41和纵孔空气导入凹部4g双方加压。

在空气除去操作中，将样品保持纵孔845的空气、以及在样品密封下游槽181(图18b)和样品流动槽182(图18(a))中存在的空气除去。

首先，对于除去样品保持纵孔845的空气的操作进行说明。首先，通过对纵孔空气导入凹部4g减压而使膜20被吸引，样品保持纵孔845的空气和样品用孔11内的样品被吸入在纵孔空气导入凹部4g上部的膜20与分析芯片10之间产生的间隙中。接着，通过对纵孔空气流动凹部4h减压，而使空气和样品被吸入在纵孔空气流动凹部4h上部的膜20与分析芯片10之间产生的间隙中。接着，通过在对纵孔空气排出凹部4j加压的同时对纵孔空气导入凹部4g加压，使纵孔空气导入凹部4g上部的间隙闭合而使样品返回样品用孔11。接着，通过停止纵孔空气排出凹部4j的加压、使纵孔空气流动凹部4h停止减压或者进行加压，从而使样品向样品废弃用孔13排出。通过该操作，样品保持纵孔845的空气向样品废弃用孔13排出，样品保持纵孔845被样品充满。

接着，对于除去样品密封下游槽181和样品流动槽182的空气的操作进行说明。首先，通过对样品密封凹部41减压，而使样品被吸入在样品密封凹部41上部的膜20与分析芯片10之间产生的间隙中。此时，因为样品保持纵孔845的空气已经被除去，所以空气不会进入上述间隙中。接着，通过对样品流动凹部4k减压，而使样品以样品密封下游槽181和样品流动槽182内的空气为前导地被吸入在样品流动凹部4k上部的膜20与分析芯片10之间产生的间隙中。接着，通过在对槽空气排出凹部4l和样品导入凹部43加压的同时对样品密封凹部41加压，使样品密封凹部41上部的间隙闭合而使样品返回样品用孔11。接着，通过停止槽空气排出凹部4l的加压、在对样品排出凹部4c加压但不对样品废弃凹部4d加压的状态下使样品流动凹部4k停止减压或者进行加压，而使样品向样品废弃用孔13排出。通过该操作，样品密封下游槽181和样品流动槽182的空气向样品废弃用孔13排出，样品密封下游槽181和样品流动槽182被样品充满。

以上是空气除去操作，接着执行图5的样品定量211。此后的操作与实施例1相同，但存在凹部和槽的配置不同之处，以下仅说明不同点。

在图5的样品导入212中，通过将样品用孔11中保持的样品输送至样品废弃用孔13，而将其导入定量槽115中。在图18的实施例中，如下所述地执行该操作。

首先，通过对样品密封凹部41减压，而使样品被吸入在样品密封凹部41上部的膜20与分析芯片10之间产生的间隙中。接着，通过对样品流动凹部4k减压，而使样品被吸入在样品流动凹部4k上部的膜20与分析芯片10之间产生的间隙中。此时，因为样品密封下游槽181和样品流动槽182内的空气已经被除去，所以空气不会进入上述间隙中。接着，通过在对槽空气排出凹部4l和样品导入凹部43加压的同时对样品密封凹部41加压，使样品密封凹部41上部的间隙闭合而使样品返回样品用孔11中。接着，通过停止样品导入凹部43的加压，且在对样品排出凹部4c和样品废弃凹部4d减压的同时使样品流动凹部4k停止减压或者进行加压，而将样品导入定量槽115中，向样品废弃用孔13排出。通过该操作，样品在样品导入下游槽114、定量槽115、样品排出上游槽133等中充满。

在此后的图5的样品废弃213中，从空气导入用孔12吸引空气，向样品废弃用孔13输送，由此使样品排出上游槽133的样品向样品废弃用孔13排出，在图5的样品切出214中，从空气导入用孔12吸引空气，向搅拌用孔14输送，由此使定量槽115的样品向搅拌用孔14排出。与实施例1的不同之处在于，空气导入用孔12、空气密封凹部49、空气流动凹部4a、空气导入凹部4b的流路系统、以及样品废弃用孔13、样品废弃凹部4d、样品排出凹部4c的流路系统变更为相对于定量槽115相反的一侧的位置，这是为了将样品废弃用孔13用于空气除去操作中的空气排出的变更。

图5的样品定量211结束时，执行试剂导入215、搅拌216、计量217各操作，与这些操作相关的流路系统的配置(图18)与实施例1(图1)相同，动作也完全相同。

本实施例中，除去了样品保持纵孔845的空气、以及样品密封下游槽181和样品流动槽182的空气。即，使样品用孔11及其正下方的样品保持纵孔845配置在样品密封凹部41的上部，使纵孔空气导入槽171的一端与样品保持纵孔845连接、另一端配置在纵孔空气导入凹部4g的上部，通过对纵孔空气导入凹部4g减压而除去样品保持纵孔845的空气，用样品将样品保持纵孔845充满。因此，即使在下一个操作中对样品密封凹部41减压，也不会吸入空气。另外，使样品密封下游槽181的一端配置在样品密封凹部41的上部、另一端配置在样品导入凹部43的上部，使样品流动槽182的一端与样品流动凹部4k的上部、另一端与在样品导入凹部43的上部配置的样品密封下游槽181的端部一致，通过对样品流动凹部4k减压而除去样品密封下游槽181和样品流动槽182的空气，用样品将样品密封下游槽181和样品流动槽182充满。因此，即使在下一个操作中向定量槽115导入样品也不会混入空气。

另外，样品导入下游槽114和定量槽115中也存在空气，但因为截面积小、或者截面积变化也较小，所以槽内的空气与样品的位置不会反转，如果样品导入下游槽114的上游侧不存在空气，则样品导入下游槽114和定量槽115的空气被推出，定量槽115中不会残留空气。

本实施例中，能够防止空气混入定量槽115，确保定量性。

附图标记说明

10分析芯片

11样品用孔

12空气导入用孔

13样品废弃用孔

14搅拌用孔

15试剂用孔

16混合液废弃用孔

111、112、113、114、121、122、123、131、132、141、142、144、

145、151、152、153、154、161、162、164、165、171、172、173、

174、181、182、183、184、185、186、814、833槽

115、815定量槽

124、143、824、843分支槽

163检测槽

20膜

30盖

31旋转支持部

32样品投入窗

33试剂投入窗

34观测窗

40驱动部

41、42、43、44、45、46、47、48、49、4a、4b、4c、4d、4e、

4f、4g、4h、4j、4k、4l凹部

411、421、431、441、451、461、471、481、491、4a1、4b1、4c1、

4d1、4e1、4f1、4g1、4h1、4j1、4k1、4l1

加压管

412、422、432、442、452、462、472、482、492、4a2、4b2、

4c2、4d2、4e2、4f2、4g2、4h2、4j2、4k2、4l2

减压管

50框体

51锁定机构

60控制部

61操作部

70空气配管

71加压用泵

711、721、731、741、751、761、771、781、791、7a1、7b1、7c1、7d1、7e1、7f1、7g1、7h1、7j1、7k1、7l1

加压用电磁阀

72减压用泵

712、722、732、742、752、762、772、782、792、7a2、7b2、7c2、7d2、7e2、7f2、7g2、7h2、7j2、7k2、7l2

减压用电磁阀

816、825、834、844、845纵孔。