WO2006077695A1

WO2006077695A1 - 送液装置及び送液方法

Info

Publication number: WO2006077695A1
Application number: PCT/JP2005/022164
Authority: WO
Inventors: Nobuhiko Ozaki; Hiroaki Oka; Tetsuo Yukimasa; Hidenobu Yaku; Maki Yotsuhashi; Yukari Hataoka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2006-07-27
Also published as: US7497996B2; JPWO2006077695A1; US20070003437A1; JP3910208B2

Abstract

　送液装置１は回転基板２を備える。回転基板２には供給槽６Ａと被供給槽７Ａを連通させる流路８Ａが形成されている。流路８Ａが供給槽６Ａと接続する入口端部１３は、回転基板２の回転方向のうち時計方向Ｒ１に延びている。入口端部１３は毛細管力により供給槽６Ａ内の液体９を保持する。回転駆動部４は、毛細管力を上回り、時計方向Ｒ１に向いた慣性力が入口端部１３の液体９に作用するように回転基板２を回転駆動する。自由度の高い微小流体の送液挙動制御を実現できる。

Description

明細書

送液装置及び送液方法

技術分野

[0001] 本発明は、送液装置及び送液方法に関する。特に、本発明は、微小流路内での微量な液体の流れを制御して送液する送液方法及び送液装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、様々な健康診断チップが開発されてヽる。これら健康診断チップの殆どは、マイクロタス -TAS : Micro Total Analysis System)と呼ばれる微小流路構造を持つカード型のデバイスである。流路を微細化すると、生体力抽出するサンプル量は微量でよい点等で非常に有用である。また、流路の微細化により健康診断チップを含む装置全体を小型化できれば、比較的大規模の病院だけでなぐ診療所や家庭での診断を行う POCT (Point of care test :その場診断)用途に用いることが可能となる。

[0003] マクロな系では、送液手段としてポンプが一般的に用いられる。しかしながら、極少量の流体を扱う微小流路では、ポンプに接続したチューブで発生する無効体積 (デッドボリューム）を無視することができな、。

[0004] POCT用途で好適に用いられる送液方法の一つに遠心力を駆動源とした方法がある。この送液方法には、デッドボリュームが発生しない、同時かつ並列に多数の処理を実行できる等の長所がある。例えば、特許文献 1には、毛細管バルブ方式のマイクロ流路送液方法が開示されている。この送液方法は、マイクロ流路に発生する毛細管力によって流れを阻止して、た流体を、回転基板を回転させることで発生する遠心力によって力の釣り合、を崩し、一つのマイクロ槽カも他のマイクロ槽へと送液するものである。

[0005] し力しながら、特許文献 1に開示されたマイクロ流路送液方法では、回転に伴、発生する遠心性の力を駆動源とするため、バルブの配置位置は供給側のマイクロ槽ょりも回転基板の回転軸に対して半径方向外向き (遠心性の方向）に限定され、かつ、送液も基本的には遠心方向の一方向のみに限定される。この駆動原理上の制約のため、特許文献 1に開示されたマイクロ流路送液方法は、回転基板の設計の自由度が少なぐ流路構造の配置及び送液の挙動には限界があり、送液に多くの機能を持たせると!、うことができな!/、。

[0006] 特許文献 1 :特 2001— 503854号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明は、一方向に限定されない自由度の高い送液挙動制御を実現し、設計自由度が高ぐかつ送液に種々の機能を持たせることができる送液装置及び送液方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の第 1の態様は、回転中心線 (S)まわりに少なくとも第 1の回転方向（Rl, R 2)に回転可能な回転基板 (2)と、前記回転基板に形成され、注入口（11)を除いて空間的に閉じられた第 1の槽 (6A)と、前記回転基板に形成され、空気口（12)を除いて空間的に閉じられた第 2の槽 (7A)と、前記回転基板に形成され、前記第 1の槽と接続する第 1の流路端部（13)と、前記第 2の槽と接続する第 2の流路端部（14)とを備え、前記第 1の槽と前記第 2の槽とを連通させ、前記第 1の流路端部は前記第 1 の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向に沿って延び、かつ前記第 1の流路端部は前記第 1の槽内の液体 (9)を毛細管力 (Fc)により保持する第 1の流路 (8A) と、前記毛細管力を上回り、かつ前記第 1の回転方向に向いた慣性力 (Fi)が前記第 1の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能な回転駆動部 (4)とを備えることを特徴とする送液装置を提供する。

[0009] ここで回転方向は、回転中心線に対して直交する仮想の線に対して直交し、かっこの仮想の線と同一の平面上にある方向として定義する。例えば、回転基板が回転軸に固定される場合、この回転軸の半径方向に対して直交する接線方向が回転方向である。第 1の回転方向は、平面視で回転中心線に対して時計方向及び反時計方向のいずれでもよい。

[0010] 注入ロカ注入された第 1の槽内の液体は、毛細管力により第 1の流路の第 1の端部で保持される。回転駆動部により回転基板が回転することにより、第 1の端部で保持されている液体に第 1の回転方向に慣性力が作用する。この慣性力が毛細管力を上回ると、第 1の槽内の液体は第 1の流路に流れ込み、第 2の槽に送液される。第 2 の槽内の空気は空気口を介して外部に排出される。

[0011] 毛細管力により第 1の槽内の液体を保持し、かついつたん慣性力が毛細管力を上回ると第 1の槽力第 2の槽へ確実に液体が送液されるためには、第 1の流路は微細な流路である必要がある。具体的には、第 1の流路の幅は、例えば 20 /z m以上 200 0 μ m以下に設定することが好ま、。

[0012] 注入口は、例えば回転基板に形成された第 1の槽内と回転基板の外部とを連通させる流路である。この場合、注入口の開口部の面積は第 1の槽の面積よりも十分に小さい必要がある。また、第 1の槽の一部を空気は透過するが液体は透過しない材料で形成することにより、注入口として機能させてもよい。同様に、空気口は、例えば回転基板に形成された第 2の槽内と回転基板の外部とを連通させる流路である。また、第 2の槽の一部又は全部を空気は透過するが液体は透過しない材料で形成することにより、空気口として機能させてもよい。

[0013] 遠心性の力ではなぐ慣性力が第 1の端部に液体を保持する毛細管力を上回ることで第 1の流路を介して第 1の槽力第 2の槽に液体が送液される。従って、第 1の槽と第 1の流路の境界である第 1の端部を第 1の槽に対して外側、ないしは回転中心線力遠い位置に配置する必要がない。この点で第 1及び第 2の槽ゃ第 1の流路の配置に関する設計の自由度が高い。

[0014] 遠心性の力を駆動源とする場合、一方向、すなわち液体の供給側の槽から回転中心線に対して遠ざ力る遠心方向のみへの送液が可能である。これに対して、第 1の発明の送液装置では、第 1の回転方向、すなわち第 1の流路端部が延びる方向を時計方向と反時計方向の 2方向のいずれかに設定することで、第 1の槽力これらの 2 方向のいずれにも送液を行うことができる。換言すれば、第 1の発明の送液装置は、一方向に限定されない自由度の高い送液挙動制御を実現できる。

[0015] 慣性力が毛細管力を上回ったことにより、第 1の流路を第 1の槽力第 2の槽に向かつて流れる液体は、その速度を減速させる成分として流路壁面力流路抵抗を受ける。しかし、微細な流路では与えた慣性力に比べ流路抵抗が小さいため、第 1の槽からいずれの方向にも液体を送液することができる。換言すれば、第 2の槽を第 1の槽よりも回転中心線に近、側に配置し、第 1の槽から求心性の方向へ送液することも可能である。これによつて、より複雑な液体の送液を容易に実現することができ、流路の設計の自由度も増すため、送液装置の設計が容易となる。

[0016] 具体的には、前記回転駆動部は、いったん第 1の回転方向、すなわち第 1の流路端部が第 1の槽力延びる方向に回転させた回転基板を急制動することで、第 1の流路端部の液体に慣性力を生じさせる。すなわち、前記回転駆動部は、前記第 1の回転方向に前記回転基板を回転させた後、第 1の加速度 (a2)を有する速度特性 (42) で前記回転基板を停止させ、前記第 1の加速度 (a2)により前記第 1の流路端部の前記液体に前記毛細管力を上回る慣性力を生じさせる。

[0017] 回転基板を第 1の回転方向に回転させると、第 1の流路端部の液体には、遠心性の方向、すなわち回転中心線力遠ざ力る方向に遠心力が作用する。この遠心力の作用する方向は、第 1の槽力第 1の流路端部が延びる向きとは異なるので、液体は第 1の流路に流入することなく毛細管力によって第 1の槽内に保持される。第 1の回転方向に回転している回転基板を急制動すると、第 1の槽に蓄えられて第 1の流路端部に保持されている液体は、慣性の法則により第 1の回転方向に運動し続けようとする。その結果、第 1の流路端部に保持されている液体には第 1の回転方向の慣性力が作用する。具体的には、回転基板の回転を停止させる際の第 1の加速度に比例する第 1の回転方向の慣性力が、第 1の流路端部の液体に作用する。この慣性力が第 1の流路端部に液体を保持する毛細管力を上回ることで、第 1の流路端部に保持されていた液体が第 1の流路に流れ込み、第 1の流路を通って第 2の流路端部から第 2の槽に流入する。

[0018] この急制動で生じる慣性力による送液を実現するには、前記第 1の流路端部が前記第 1の回転方向となす角度が 45° 以上 +45° 以下に設定すればよい。従って、第 1の流路端部の向きについての設計の自由度が高ぐ生産性等の面で好ましい

[0019] 代案としては、回転駆動部は第 2の回転方向、すなわち第 1の流路端部が第 1の槽力延びる方向と逆向きに回転基板を急回転させることで第 1の流路端部の液体に慣性力を生じさせる、すなわち、前記回転駆動部は、前記第 1の回転方向とは逆向きの第 2の回転方向（Rl, R2)に第 2の加速度 (bl)を有する速度特性 (43)で前記回転基板を回転させ、前記第 2の加速度により前記第 1の流路端部の前記液体に前記毛細管力を上回る慣性力を生じさせる。

[0020] 第 1の回転方向が平面視で回転中心線に対して時計方向であれば、第 2の回転方向は回転中心線に対して反時計方向である。逆に、第 1の回転方向が平面視で回転中心線に対して反時計方向であれば、第 2の回転方向は回転中心線に対して時計方向である。

[0021] 第 2の回転方向に回転基板を急回転させると、第 1の槽に蓄えられて第 1の流路端部に保持されている液体は、慣性の法則により静止した状態を維持しょうとする。その結果、第 1の流路端部に保持されている液体には、第 2の回転方向とは逆向き、すなわち第 1の回転方向の慣性力が作用する。具体的には、第 2の回転方向に回転基板を急回転させる際の第 2の加速度に比例する第 1の回転方向の慣性力が、第 1の流路端部の液体に作用する。この慣性力が第 1の流路端部に液体を保持する毛細管力を上回ることで、第 1の流路端部に保持されていた液体が第 1の流路に流れ込み、第 1の流路を通って第 2の流路端部から第 2の槽に流入する。回転基板を急回転させるだけで、第 1の槽カも第 2の槽へ素早い送液を実現できる。従って、回転基板の急回転により送液は、化学反応等の混合後の反応時間が短い場合の送液に適している。

[0022] この急回転で生じる慣性力による送液を実現するには、前記第 1の流路端部が前記第 2の回転方向となす角度が 135° 以上 235° 以下に設定すればよい。従って、第 1の流路端部の向きについての設計の自由度が高ぐ生産性等の面で好ましい。前述のように、前記第 2の槽は前記第 1の槽よりも前記回転中心線に近い位置に配置されてもよい。

[0023] 前記第 1の流路の前記第 2の流路端部は、第 1の回転方向と直交する方向に沿つて延びて前記第 2の槽に接続して、ることが好ま、。 V、つたん第 2の槽に流入した液体が、前述の回転基板の急制動又は急回転の際に生じる慣性力によって第 2の流路端部から第 1の槽に向力つて第 1の流路を逆流するのを防止できる。 [0024] 前記第 1の流路の前記第 1の流路端部が疎水性を有することが好ましい。

[0025] 疎水性を有するとは、第 1の流路の第 1の流路端部が疎水性材料力なり、又は疎水性を付与する処理が施されていることを意味する。第 1の流路端部が疎水性を有することにより、第 1の槽に蓄えられた液体を確実に第 1の流路端部で保持することができる。詳細には、前述のように第 1の流路の流路幅が十分狭ぐかつ第 1の流路端部が疎水性を有していれば、液体は表面張力により第 1の流路内へ濡れず、第 1の流路端部に保持される。

[0026] 前記第 1の流路の全体が疎水性を有して!/、てもよ!/、。この場合、第 1の流路端部で液体をより確実に保持できるだけでなぐ第 1の流路の長さ全体で液体を保持ができる。また、この場合、第 1の流路の長さが長い程、第 1の槽内に液体をより強固に保持される。従って、第 1の流路の全体が疎水性を有する場合、ある量の液体を第 1の槽力も第 2の槽に送液するためには、前述の回転基板の急制動又は急回転を繰り返す必要がある。この急制動又は急回転の繰り返し回数を制御することにより、より正確に定められた量の液体を第 1の槽カも第 2の槽に送液することができる。また、急制動又は急回転の繰り返しを行う時間を調節することで、定められた量の液体を第 1の槽力第 2の槽に送液するのに要する時間を制御できる。この送液に要する時間の制御は、混合後の所定の反応時間を経て別の混合を行う場合等の送液に適して！/ヽる。

[0027] 前記回転基板全体が疎水性を有していてもよい。回転基板全体を疎水性とすれば、例えば第 1の流路端部のような特定の部位のみでなぐ回転基板の全体を疎水性材料とするか、回転基板の全体に疎水性を付与する処理を施せばよいので、回転基板の生産性を向上することができる。

[0028] 前記第 1の流路の前記第 2の流路端部は親水性を有することが好ま U、。

[0029] 親水性を有するとは、第 1の流路の第 2の流路端部が親水性材料からなり、又は親水性を付与する処理が施されてヽることを意味する。第 2の流路端部が親水性を有していれば、前述の回転基板の急制動又は急回転で生じる慣性力により第 1の流路に流入した液体は、湿潤効果と毛細管現象によって確実に第 2の流路端部力第 2の槽に流入する。従って、より確実に所望の送液挙動を実現できる。

[0030] 前記第 1の流路の前記第 1の流路端部を除く全体が親水性を有していてもよい。第 1の流路の前記第 1の流路端部を除く全体が親水性を有していれば、湿潤効果と毛細管現象によってより確実に第 2の槽に液体が流入する。

[0031] 第 1の槽に蓄えられた液体を非湿潤効果により第 1の流路端部で確実に保持し、かつ回転基板の急制動又は急回転により生じる慣性力でいったん第 1の流路端部での保持が解除されると液体が確実に第 1の槽力第 2の槽に送液されるためには、前記第 1の槽及び前記第 2の槽は親水性を有し、前記第 1の流路の前記第 1の流路端部は疎水性を有し、かつ

前記第 1の流路の前記第 1の流路端部を除く全体が親水性を有することが好ましい。

[0032] 前記回路基板に、少なくとも前記第 1の槽、前記第 2の槽、及び前記第 1の流路を備える流路部位 (5)が複数個形成されていることが好ましい。複数の流路部位を一つの回転基板に集積ィ匕して設けることにより、前述の回転基板の急制動又は急回転を 1回実行すれば、各流路部位の第 1の槽内の液体を同時に第 2の槽に送液することができる。よって、同時並列処理数を増加させて、多数の検体を短時間で処理することができる。また、一つの回転基板に多数の流路部位を形成させることは、回転基板の製造コスト面から見ても、一つの検体の処理コストを下げることに貢献する。

[0033] 送液装置は、前記回転基板に形成され、空気口を除いて空間的に閉じられた第 3 の槽 (7B)と、前記回転基板に形成され、前記第 1の槽と接続する第 3の流路端部（1 3)と、前記第 3の槽と接続する第 4の流路端部（14)とを備え、前記第 1の槽と前記第 3の槽とを連通させ、前記第 3の流路端部は前記第 1の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向とは逆向きの第 2の回転方向に延び、かつ前記第 3の流路端部は前記第 1の槽内の液体を毛細管力により保持する第 2の流路 (8B)とをさらに備え、前記回転駆動部は、前記毛細管力を上回り、かつ前記第 2の回転方向に向いた慣性力が前記第 3の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能であってもよい。

[0034] 第 1の流路が第 1の槽と接続する第 1の流路端部は第 1の回転方向に延び、第 2の流路が第 1の槽と接続する第 3の流路端部は第 1の回転方向とは逆方向の第 2の回転方向を向いている。換言すれば、第 1の槽と接続している第 1及び第 3の流路端部は互いに逆方向に延びている。よって、回転駆動部が回転基板を回転させる方向（時計方向又は反時計方向）により、第 1の槽力第 1の流路を経て第 2の槽に液体を送液することも、第 1の槽力第 2の流路を経て第 3の槽に液体を送液することもできる。換言すれば、回転駆動部が回転基板を回転させる方向により、第 2の槽と第 3の槽のいずれか一方を選択して第 1の槽力液体を送液することができる。また、回転駆動部が回転基板を回転させる方向を切り換えることにより、第 1の槽力第 2の槽と第 3の槽に対して連続的に液体を送液することもできる。よって、一つの流路群で、複雑な反応を実現することができる。

[0035] また、送液装置は、前記回転基板に形成され、空気口を除いて空間的に閉じられた第 4の槽 (7C)と、前記回転基板に形成され、前記第 2の槽と接続する第 5の流路端部（13)と、前記第 4の槽と接続する第 6の流路端部（14)とを備え、前記第 2の槽と前記第 4の槽とを連通させ、前記第 5の流路端部は前記第 2の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向又は第 1の回転方向とは逆向きの第 2の回転方向に延び、かつ前記第 5の流路端部は前記第 2の槽内の液体を毛細管力により保持する第 3の流路 (8D)とをさらに備え、前記回転駆動部は、前記毛細管力を上回り、かつ前記第 5 の流路端部が前記第 2の槽力延びる向きの慣性力が前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能であってもよい。

[0036] 多段階での送液を実現することができる。詳細には、第 1の流路を介して第 1の槽力第 2の槽に液体を送液し、続いて第 2の装置に蓄えられた液体を第 3の流路を介して第 4の槽に送液できる。よって、より複雑な反応機能を実現することができる。例えば、一つの流路群で抽出、混合、反応、及び検出を順次実行することができる。

[0037] 前記回転駆動部は、前記回転基板を回転させるモータ（31)と、前記モータに速度特性を与える速度特性印加部（34)とを備える。

[0038] モータとしては、例えば DCモータ、 DCブラシレスモータ、 ACモータ、又はステツピングモータを使用することができる。ステッピングモータを採用した場合、前述した回転と急制動を外部の駆動信号を印加するだけで、容易に実現することができる。

[0039] また、前記回転駆動部は、回転中の前記回転基板の回転速度を検出する回転速度検出器 (35)と、前記回転速度検出器の検出した前記回転速度に基づいて、前記速度特性印加部が前記モータに与える速度特性を補正する回転速度補正部（36)とを備えてもよい。実際の回転速度をフィードバックして速度特性を補正しつつ、回転基板を回転駆動できるため、送液量が安定し、かつ送液量の繰り返し再現性も向上する。

[0040] 本発明の第 2の態様は、前述の送液装置に使用される回転基板を提供する。すなわち、本発明の第 2の態様は、回転中心線 (S)まわりに少なくとも第 1の回転方向 (R 1, R2)に回転可能である、送液装置用の回転基板（2)であって、注入口を除いて空間的に閉じられた第 1の槽 (6A)と、空気口を除いて空間的に閉じられた第 2の槽 (7 A)と、前記第 1の槽と接続する第 1の流路端部と、前記第 2の槽と接続する第 2の流路端部とを備え、前記第 1の槽と前記第 2の槽とを連通させ、前記第 1の流路端部は前記第 1の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向に延びる第 1の流路 (8A)とが形成されていることを特徴とする回転基板を提供する。

[0041] 本発明の第 3の態様は、回転中心線 (S)まわりに少なくとも第 1の回転方向（Rl, R 2)に回転可能であって、空間的に閉じられた第 1の槽 (6A)と、空間的に閉じられた第 2の槽 (7A)と、前記第 1の槽と接続する第 1の流路端部（13)と、前記第 2の槽と接続する第 2の流路端部（14)とを備え、前記第 1の槽と前記第 2の槽とを連通させ、前記第 1の流路端部は前記第 1の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向に延び、かつ前記第 1の流路端部は前記第 1の槽内の液体 (9)を毛細管力により保持する流路 (8A)とを形成した回転基板を準備し、前記毛細管力を上回り、かつ前記第 1の回転方向に向いた慣性力が前記第 1の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転させることを特徴とする、送液方法を提供する。

[0042] 具体的には、前記第 1の回転方向に第 1の加速度を有する速度特性で前記回転基板を回転させ、前記第 1の加速度よりも絶対値の大きい第 2の加速度を有する速度特性で前記回転基板の前記第 1の回転方向の回転を停止させ、それによつて前記毛細管力を上回る前記第 1の回転方向を向いた慣性力を前記第 1の流路端部の前記液体に生じさせる。例えば、第 1の加速度の大きさは 600rpm/secであり、第 2の加速度の大きさは lOOOrpm/sec以上 60000rpm/sec以下である。

[0043] 回転基板を第 1の回転方向に回転させると、第 1の流路端部の液体には、遠心性の方向、すなわち回転中心線力遠ざ力る方向に遠心力が作用する。この遠心力の作用する方向は、第 1の槽力第 1の流路端部が延びる向きとは異なるので、液体は第 1の流路に流入することなく毛細管力によって第 1の槽内に保持される。次に、第 1 の加速度よりも絶対値の大きい第 2の加速度を有する速度特性で回転基板の第 1の回転方向の回転を停止させると、第 1の槽に蓄えられて第 1の流路端部に保持されている液体は、慣性の法則により第 1の回転方向に運動し続けようとする。その結果、第 1の流路端部に保持されて!、る液体には第 2の加速度に比例する第 1の回転方向の慣性力が作用する。この慣性力が第 1の流路端部に液体を保持する毛細管力を上回ることで、第 1の流路端部に保持されていた液体が第 1の流路に流れ込み、最終的には第 2の槽に流入する。

[0044] 代案としては、前記第 1の回転方向と逆向きの第 2の回転方向に、第 3の加速度を有する速度特性で前記回転基板を回転させ、それによつて前記毛細管力を上回る前記第 1の回転方向を向いた慣性力を前記第 1の流路端部の前記液体に生じさせ、前記第 3の加速度よりも絶対値の小さい第 4の加速度を有する加速度特性で前記回転基板の前記第 2の回転方向の回転を停止させる。例えば、第 3の加速度の大きさは 600rpm/secであり、第 4の加速度の大きさは lOOOrpm/sec以上 60000rpm/secである。

[0045] 第 2の回転方向に回転基板を急回転させると、第 1の槽に蓄えられ、第 1の流路端部に保持されている液体は、慣性の法則により静止した状態を維持しょうとする。その結果、第 1の流路端部に保持されている液体には第 2の回転方向に回転基板を急回転させる際の第 3の加速度に比例する第 1の回転方向の慣性力が作用する。この慣性力が第 1の流路端部に液体を保持する毛細管力を上回ることで、第 1の流路端部に保持されていた液体が第 1の流路に流れ込み、最終的には第 2の槽に流入する

[0046] 前述の回転基板の急制動や急回転を実行する前に、第 1の槽と回転基板の外部を連通させる注入ロカ第 1の槽に液体を注入する。

発明の効果

[0047] 本発明の送液装置及び送液方法では、遠心性や求心性の力ではなく回転基板の急制動又は急回転により生じる慣性力が液体を保持する毛細管力を上回ることで、送液を実現している。従って、一方向に限定されない自由度の高い送液挙動制御を実現することができ、設計自由度も高ぐかつ送液に種々の機能を持たせることも可能である。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の第 1実施形態に係る送液装置を示す模式的な構成図。

[図 2]本発明の第 1実施形態に係る回転基板の部分拡大平面図。

[図 3A]図 2の III III線での部分断面図。

[図 3B]図 2の ΠΓ— ΠΓ線での部分断面図。

[図 4]本発明の第 1実施形態に係る回転基板の分解斜視図。

[図 5]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 1の例を説明するためのフ口¹ ~~チヤ¹ ~~卜。

[図 6]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 1の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

[図 7A]回転基板の回転開始前に流路端部の溶液に作用する力を説明するための概略平面図。

[図 7B]回転基板の回転開始中に流路端部の溶液に作用する力を説明するための概略平面図。

[図 7C]回転基板の急停止時に流路端部の溶液に作用する力を説明するための概略平面図。

[図 7D]送液時に流路端部の溶液に作用する力を説明するための概略平面図。

[図 8]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 2の例を説明するためのフ口¹ ~~チヤ¹ ~~卜。

[図 9]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 2の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

[図 10]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 3の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

[図 11]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 4の例を説明するためのフ口¹ ~~チヤ¹ ~~卜。

[図 12]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 4の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

[図 13]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 5の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

圆 14]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 6の例を説明するためのフ口¹ ~~テャ¹ ~~卜。

[図 15]本発明の第 1実施形態に係る送液装置の動作の第 6の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

[図 16]回転基板の第 1の代案を示す分解斜視図。

[図 17]回転基板の第 2の代案を示す分解斜視図。

[図 18]回転基板の第 3の代案を示す分解斜視図。

圆 19]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 1の例を説明するためのフ口¹ ~~テャ¹ ~~卜。

[図 20]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 1の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

圆 21A]回転基板の回転開始前に流路端部の溶液に作用する力を説明するための概略平面図。

圆 21B]回転基板の急回転時に流路端部の溶液に作用する力を説明するための概略平面図。

圆 21C]送液時に流路端部の溶液に作用する力を説明するための概略平面図。圆 22]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 2の例を説明するためのフ口¹ ~~テャ¹ ~~卜。

圆 23]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 2の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

[図 24]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 3の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

圆 25]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 4の例を説明するためのフ口¹ ~~チヤ¹ ~~卜。

[図 26]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 4の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

[図 27]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 5の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

圆 28]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 6の例を説明するためのフ口¹ ~~テャ¹ ~~卜。

[図 29]本発明の第 2実施形態に係る送液装置の動作の第 6の例の速度波形及び回転方向を示す線図。

圆 30]第 1及び第 2実施形態の変形例に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

圆 31]本発明の第 3実施形態に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。圆 32]本発明の第 3実施形態の第 1の変形例に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

圆 33]本発明の第 3実施形態の第 2の変形例に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

圆 34]本発明の第 3実施形態の第 3の変形例に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

圆 35]本発明の第 4実施形態に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。圆 36]本発明の第 4実施形態に係る送液装置の動作を説明するためのフローチヤ一ト。

[図 37]本発明の第 4実施形態に係る送液装置の動作の速度波形及び回転方向を示す線図。

圆 38]本発明の第 4実施形態の変形例に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

圆 39]本発明の第 5実施形態の変形例に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

圆 40]本発明の第 6実施形態に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。 [図 41]本発明の第 7実施形態に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

[図 42]本発明の第 8実施形態の変形例に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

[図 43]本発明の第 9実施形態に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

[図 44]本発明の第 9実施形態に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図。

[図 45]本発明の第 10実施形態に係る送液装置の回転基板を示す部分拡大平面図

[図 46]本発明の第 11実施形態に係る送液装置を示す模式的な構成図。

[図 47]図 46の XLVII— XLVII線での部分拡大断面図。

[図 48]本発明の第 11実施形態に係る回転基板の部分拡大平面図。

符号の説明

1 送液装置

2 回転基板

3 回転軸

4 回転駆動部

5 流路部位

6A, 6B 供給槽

7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G 被供給槽

8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G, 8H 流路

9 液体

11 注入口

12 空気口

13 入口端部

14 出口端部

21 上面基板

22 流路基板

23 槽基板

24 下面基板 26, 27 溝孑し

28 窪み

29 上部基板

30 下部基板

31 モータ

32 駆動回路

33 制御信号出力部

34 速度特性印加部

35 回転速度検出器

36 回転速度制御部

41, 42, 43, 44 速度特性

51 回転基板本体

52 チップ本体

53 収容孔

R1 時計方向

R2 反時計方向

S 軸線

r 半径方向

発明を実施するための最良の形態

[0050] 次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

[0051] (第 1実施形態）

図 1から図 4は、本発明の第 1実施形態に係る送液装置 1を示す。

[0052] この送液装置 1は、回転基板 2、この回転基板 2が固定される回転軸 3、及び回転軸 3を回転駆動する回転駆動部 4を備える。回転軸 3はその軸線（回転中心軸線) S が鉛直方向に延びる姿勢で配置されており、その上端側に回転基板 2が固定されている。回転基板 2は平面視で円形であり、回転基板 2の中心は回転軸 3の軸線 Sと一致している。一方、回転軸 3の下端側は後述するモータ 31に連結されている。回転基板 2の外形は流路部位 5が収まる寸法で任意に設定できる。回転基板 2の直径は、例えば 10mm以上 150mm以下程度に設定される。また、回転基板 2の厚みは 0. 2mm以上 20mm以下に設定される。

[0053] 回転基板 2は回転軸 3と共に回転する。以下の説明では、図 2において矢印 Rl, R 2で示すように、回転軸 3の回転方向を回転軸 3の半径方向 rに対して直交する方向として定義する。換言すれば、回転方向は回転軸 3の軸線 Sに対して直交する仮想の線に対して直交し、かっこの仮想の線と同一の平面上にある方向として定義する。回転基板 2は 2方向、すなわち平面視で時計方向 R1及び反時計方向 R2に回転可能である。

[0054] 図 1に示すように、回転基板 2には複数の流路部位 5が回転軸 3の周囲に放射状に配置されている。図 2、図 3A、及び図 3Bを併せて参照すると、流路部位 5は、供給槽 (第 1の槽) 6A、被供給槽 (第 2の槽) 7A、及び流路 (第 1の流路) 8Aを備える。複数の流路部位 5を一つの回転基板 2に集積ィ匕して設けることにより、後述する回転基板 2の急制動又は急回転を 1回実行すれば、各流路部位 5の供給槽 6A内の液体を同時に被供給槽 7Aに送液することができる。従って、流路部位 5の集積ィ匕により同時並列処理数を増加させて、多数の検体を短時間で処理することができる。また、一つの回転基板 2に多数の流路部位 5を形成することは、回転基板 2の製造コスト面から見ても、一つの検体の処理コストを下げることに貢献する。

[0055] 供給槽 6Aは送液の対象である溶液なヽしは液体 9 (例えば図 7A参照）が蓄えられる槽である。供給槽 6Aは回転基板 2の内部に形成され、空間的に閉じられている。ただし、回転基板 2には、供給槽 6Aの上壁力も回転基板 2の上面に貫通し、供給槽 6Aの内部を回転基板 2の外部と連通させる断面円形の注入口 11が形成されている。この注入口 11は供給槽 6Aへの液体 9の注入に使用される。被供給槽 7Aは、供給槽 6Aカゝら液体 9が送液される槽である。被供給槽 7Aは回転基板 2の内部に形成され、空間的に閉じられている。ただし、回転基板 2には被供給槽 7Aの上壁から回転基板 2の上面に貫通し、被供給槽 7Aの内部を回転基板 2の外部と連通させる断面円形の空気口 12が形成されている。この空気口 12は被供給槽 7Aに液体 9が流入する際に、被供給槽 7A内の空気を回転基板 2の外部に排出する機能を有する。流路 8Aは、供給槽 6Aと被供給槽 7Aを流体的に互いに連通させる流路である。流路 8 Aは回転基板 2の内部に形成され、空間的に閉じられている。また、流路 8Aの両端、すなわち入口端部 (第 1の流路端部） 13と出口端部 (第 2の流路端部） 14は、それぞれ供給槽 6Aと被供給槽 7Aに接続されて、る。

[0056] 供給槽 6Aについて詳述する。図 2を参照すると、供給槽 6Aは平面視で略長方形状であり、左側の側壁に流路 8Aの入口端部 13が開口している。注入口 11は、入口端部 13よりも回転軸 3に近い位置に設けられている。具体的には、注入口 11は図 2 において供給槽 6Aの右上隅に設けられている。また、注入口 11の平面視での面積は、供給槽 6Aの平面視での面積よりも十分小さく設定されている。注入口 11の位置及び面積をこのように設定することで、回転基板 2の回転中に作用する半径方向 rで外向きの遠心力によって液体 9が注入口 11から漏れないしは飛散せず、流路 8Aに流れる。従って、注入口 11の位置及び面積をこのように設定した場合には、液体 9を供給槽 6Aに注入して回転基板 2を回転させる際に、注入口 11を開放したままであつてもよい。逆に、注入口 11が入口端部 13よりも回転軸 3から遠い位置に設けられている場合や、注入口 11の面積が供給槽 6Aの面積に対して比較的大きい場合には、回転基板 2の回転時に供給槽 6A内の液体 9が注入口 11から漏れないしは飛散するのを防止するために、回転基板 2を回転させる前に注入口 11を封止する必要がある。供給槽 6Aの寸法及び体積は、試料 (液体 9)の液量に従って決定する必要がある力好適には、体積が 0. 1 μ L以上 100 μ L以下であることが好ましい。

[0057] 被供給槽 7Αにつヽて詳述する。被供給槽 7Αは平面視で略長方形状である。また、被供給槽 7Αは、供給槽 6Αと半径方向!:に並んで、かつ供給槽 6Αよりも回転軸 3から遠、位置に配置されて、る。平面視で被供給槽 7Αの回転軸 3側の側壁に流路 8 Αの出口端部 14が開口している。回転基板 2の回転中に作用する半径方向 rで外向きの遠心力によって液体 9が空気口 12から漏れな、しは飛散しな、ように、空気口 1 2の平面視での面積は被供給槽 7Aの平面視での面積よりも十分小さく設定されている。被供給槽 7Aの寸法及び体積は、試料 (液体 9)の液量に従って決定する必要があるが、好適には、体積が 0. 1 μ L以上 100 μ L以下であることが好ましい。

[0058] 流路 8Αについて詳述する。流路 8Αを通って供給槽 6Αから被供給槽 7Αに液体 9 が確実に送液されるためには、流路 8Αは微細な流路である必要がある。具体的には、流路 8Aの体積は、供給槽 6A及び被供給槽 7Aと同等又はそれよりも小さいことが好ましい。また、流路 8Aの幅は、供給槽 6A及び被供給槽 7Aの幅よりも狭いことが好ましい。例えば、流路 8Aの幅は、 20 μ m以上 2000 μ m以下程度であることが好ましぐ 10 m以上 100 m以下程度であることがより好ましい。さらに、流路 8Aの深さは、供給槽 6A及び被供給槽 7Aよりも浅いことが好ましい。例えば、流路 8Aの幅が 50 μ m以上 500 μ m以下程度の場合、流路 8Aの深さは 10 μ m以上 100 μ m以下程度であることが好ましい。本実施形態では流路 8Aは蛇行しており、平面視で S字形状を呈している。

[0059] 供給槽 6Aと接続している流路 8Aの入口端部 13は、供給槽 6A内に蓄えられた液体 9を解除可能に保持するバルブとしての機能を有する。入口端部 13は供給槽 6 A 力も回転基板 2の 2つの回転方向のうち時計方向 R1に延びている。入口端部 13をこの向きとすることで、回転基板 2の回転時に液体 9に作用する慣性力で供給槽 6A内の液体 9を流路 8A内に流入させることができる。一方、被供給槽 7Aと接続している流路 8Aの出口端部 14は、被供給槽 7Aに向力つて回転軸 3の半径方向!:、すなわち回転基板 2の回転方向（時計方向 R1及び反時計方向 R2)に対して直交する方向に延びている。出口端部 14をこの向きとすることで、いったん被供給槽 7Aに流入した液体が、出口端部 14から供給槽 6Aに向力つて流路 8Aを逆流するのを防止できる。

[0060] 次に、流路部位 5を構成する壁面の濡れ性にっ、て説明する。まず、流路 8Aの入口端部 13の流路壁は、疎水性材料により構成されているか、疎水性を付与する処理が施されている。入口端部 13が疎水性を有することにより、供給槽 6Aに蓄えられた液体を毛細管力により確実に入口端部 13で保持することができる。一方、流路部位 5の残りの部分、すなわち供給槽 6Aの壁面、被供給槽 7Aの壁面、及び流路 8 Aの入口端部 13を除く全体（出口端部 14を含む)の壁面は親水性材料により構成されているか、親水性を付与する処理が施されている。これらの部分が親水性を有することにより、供給槽 6A力流路 8Aに流入した液体は、湿潤効果と毛細管現象によって確実に被供給槽 7Aへ流れる。

[0061] 疎水性材料の例としては、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化ケィ素、酸ィ匕ケィ素、窒化ケィ素等に代表される半導体材料、アルミナ、サファイア、フォルステライト、炭化ケィ素、酸化ケィ素、窒化ケィ素の群カゝら選ばれる無機絶縁材料、ポリェチレン、エチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート（PET) 、不飽和ポリエステル、含フッ素榭脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩ィ匕ビユリデン、ポリ酢酸ビュル、ポリビュルアルコール、ポリビュルァセタール、アクリル榭脂、ポリアクリロ-トリル、ポリスチレン、ァセタール榭脂、ポリカーボネート（PC)、ポリアミド、フエノール榭脂、ユリア榭脂、エポキシ榭脂、メラミン榭脂、スチレン'アクリロニトリル共重合体、ァクリロ-トリル.ブタジエンスチレン共重合体、シリコン榭脂、ポリフエ-レンオキサイド及びポリスルホン等の群カゝら選ばれる有機材料がある。好適に用いられる材料は、 P ET, PCである。疎水性を付与できる材料としては、フッ素榭脂系の塗布剤、シリコン系の塗布剤等がある。好適には、フッ素榭脂計の塗布剤が用いられる。

[0062] 親水性材料の例としては、ガラス、石英ガラス、アルミ、銅、ステンレスなどの金属材料等がある。ただし、金属材料は事前に表面に付着する有機物を取り除いた清純な表面を持つ。親水性を付与できる材料しては、 TritonXに代表される界面活性剤、水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基等の親水基を持つ高分子化合物等がある。好適には、界面活性剤が用いられる。

[0063] 次に、図 3A、図 3B、及び図 4を参照して、回転基板 2の積層構造について説明する。回転基板 2は、上面基板 21、流路基板 22、槽基板 23、及び下面基板 24を積層状態で接合した 4層構造を有する。上面基板 21には、注入口 11と空気口 12が板厚方向に貫通するように設けられている。流路基板 22には、供給槽 6A、被供給槽 7A 、及び流路 8Aに対応する形状であり、かつ板厚方向に貫通する溝孔 26が設けられている。槽基板 23には、供給槽 6A及び被供給槽 7Aに対応する形状であり、かつ板厚方向に貫通する溝孔 27が設けられてヽる。下面基板 24は供給槽 6A及び被供給槽 7Aの底面を構成し、溝ゃ孔は設けられていない。この多層構造の回転基板 2は各基板を接合することで製作できるので、生産性が優れている。また、流路 8Aの深さは流路基板 22の厚みで決まり、供給槽 6A及び被供給槽 7Aの深さは流路基板 22と槽基板 23を合わせた厚みで決まる。従って、流路 8Aの深さが供給槽 6A及び被供給槽 7Aの深さよりも浅い構造を容易に製作することができ、かつ流路 8Aの深さと供給槽 6A及び被供給槽 7Aの深さを互いに独立に設定することができる。例えば、流路 8 Aの深さが 100 m程度である場合、流路 8A、供給槽 6A、及び被供給槽 7Aの形状を切断したシート状の流路基板 22を使用できるため、生産性の面力も好ましい。さらに、供給槽 6A及び被供給槽 7Aの底部となる下面基板 24は他の基板とは別体であるので、接合前に下面基板 24に反応試薬等を担持させることも容易である。例えば、被供給槽 7Aの底部に、供給槽 6Aから送液された液体と反応させる目的で反応試薬を担持させておくことができる。

[0064] 各層の基板の接合は、当業者に知られた種々の方法を採用できる。例えば、各層の基板の間に接着性材料又は接着性を有するシートを介在させてもよぐ超音波接合、熱圧着接合、ラミネータ加工等の他の接合方法を採用してもよい。流路と槽の形成方法も、当業者に知られた種々の方法を採用できる。例えば、半導体微細加工技術に代表されるフォトリソグラフィー加工、プラスチック成型に代表されるインジエタションモールド、切削加工、マスター基板力複製をつくる転写加工等が挙げられる。好適に用いられるのは、フォトリソグラフィー加工が適用される。

[0065] 図 1を参照して回転駆動部 4について説明する。回転駆動部 4は、回転軸 3に機械的に連結され、回転軸 3及び回転軸 3に固定された回転基板 2を回転させるモータ 3 1と、このモータ 31の駆動回路 32を備える。また、回転駆動部 4は制御信号を出力する制御信号出力部 33と、制御信号出力部 33から入力される制御信号に基づいて、例えば図 6に示すような所望の速度特性をモータ 31の駆動回路 32に与える速度特性印加部 34を備える。制御信号出力部 33は、送液装置 1とは別の外部のコンビユータであってもよい。

[0066] モータ 31には、 DCモータ、 DCブラシレスモータ、 ACモータ、ステッピングモータ等を採用することができる。ステッピングモータは、回転基板 2の急回転と急制動を外部の駆動信号を印加するだけで、容易に実現することができるため好適である。また、 DCモータは駆動回路 32を特に必要としない。モータ 31として DCブラシレスモータを採用する場合、駆動回路 32が逆回転電圧を印加する機能を有していればより素早い急制動を実現できる。

[0067] また、回転駆動部 4は、回転中の回転基板 2の回転速度を検出する回転速度検出器 35と、速度特性印加部 34を補正する回転速度制御部 36を備えている。回転速度検出器 36が検出した回転基板 2の実際の回転速度は回転速度制御部 36に送られる。回転速度制御部 36は検出された実際の回転速度と速度特性印加部 34によりモータ 31に与えるべき速度特性にずれがあれば、速度特性印加部 34が与える速度特性を補正する。このように実際の回転基板 2の回転速度をフィードバックして速度特性を補正しつつ回転基板 2を駆動することにより、安定した送液を実現し、かつ送液の繰り返し再現性を向上することができる。

[0068] 次に、第 1実施形態の送液装置 1を使用した送液方法を説明する。図 5のフローチヤートを参照すると、まず液体 9を回転基板 2の注入口 1 1から注入して供給槽 6A内に充填する（工程 A)。図 7Aを参照すると、前述のように供給槽 6Aと接続する流路 8 Aの入口端部 13は疎水性を有し、かつ流路 8Aは微細な流路であるので、液体 9は表面張力による毛細管力 Fcにより入口端部 13で保持され、流路 8A内は液体 9で濡れない。入口端部 13の流路壁面が疎水性を有するので液体 9で濡れず、液体 9と流路壁面の接触角 Θ cが鈍角となるので液体 9を供給層 6A内に保持する方向の毛細管力 Fcが発生する。詳細には、流路壁面と液体 9の界面には表面張力 Tl〜Tnが生じ、その合力である毛細管力 Fcは反時計方向 R2、すなわち入口端部 13から供給槽 6Aの内部に向力方向に発生する。毛細管力 Fcの大きさは、以下の式（1)で表される。

[0069] [数 1]

F c = 1 X cos Θ c x c 1

[0070] ここで、符号 Tは水の表面張力、 0 cは液体 9の流路壁面に対する接触角、 cは流路の周囲長をそれぞれ表す。

[0071] 供給槽 6A内の液体 9を入口端部 13で保持する非湿潤性の現象である毛細管力 F cは、前述のように入口端部 13が疎水性を有することにより生じる。また、毛細管力 F cにより入口端部 13に液体 9を保持するためには、流路 8Aが微細な流路である必要がある。本実施形態では、前述のように流路 8Aの幅を 20 μ m以上 2000 μ m以下程度に設定し、かつ供給槽 6Aの深さを供給槽 6A及び被供給槽 7Aよりも浅く設定しているので、毛細管力 Fcにより入口端部 13に液体 9を確実に保持することができる。

[0072] 次に、回転基板 2の回転時の液体 9の飛散防止のために必要であれば、注入口 11 を封止する（工程 A' )。前述のように回転軸 3に近、位置に注入口 11を設けるほど、回転に伴う液体の飛散は起こりにくい。また、注入口 11の開口面積が供給槽 6Aに比べ十分に小さいほど飛散が起こりにくいが、反面、工程 Aにおいて供給槽 6A内を液体 9で充たすことが困難となる。よって、工程 A'を行うことで、供給槽 6Aへの液体 9の確実な注入と、回転基板 2の回転時の液体 9の飛散防止を両立することができる

[0073] 次に、回転基板 2を時計方向 R1 (入口端部 13が供給槽 6Aから延びる方向）に一定の加速度 alを有する速度特性 41で回転駆動する（工程 B)。図 6の時刻 0から時刻 tl (実線）に工程 Bにおける回転基板 2の回転速度と回転方向を示す。加速度 al の向きは時計方向 R1である。時刻 0に回転基板 2が回転を開始する。回転基板 2の回転速度は加速度 alで上昇し、時刻 tlには回転速度 RV1に達する。図 7Bに示すように、工程 Bにおいて回転基板 2が時計方向 R1に回転中は、入口端部 13で毛細管力 Fcにより保持されている液体 9に対して半径方向!:で外向きに遠心力 Fgが作用する。しかし、入口端部 13は時計方向 R1に延びており、遠心力 Fgが作用する方向は入口端部 13が延びる方向と直交する。従って、遠心力 Fgが作用しても入口端部 1 3の液体 9は毛細管力 Fcで保持された状態で維持される。

[0074] 次に、速度特性 41で回転中の回転基板 2を一定の加速度 a2を有する速度特性 42 で急制動する（工程 C)。図 6の時刻 tlから時刻 t2 (実線）に工程 Cにおける回転基板 2の回転速度と回転方向を示す。時刻 tlに回転速度 RV1から回転基板 2の回転速度の低下が始まる。回転基板 2の回転速度は加速度（時計方向 R1を正の向きとすると減速度) a2で減速し、時刻 t2に回転基板 2の時計方向 R1の回転が停止する。ェ程 B, Cの速度波形は単発の三角波形状となっている。工程 Aの加速度 alの向きは時計方向 R1であるのに対し、工程 Bの加速度 a2の向きは反時計方向 R2である。換言すれば、工程 Bの加速度 a2は、工程 Aの加速度 alとは逆向きである。また、工程 C の加速度 a2の絶対値は工程 Bの加速度 alの絶対値よりも十分大きい。

[0075] 図 7Cを参照すると、工程 Cにより回転基板 2を急制動することにより入口端部 13の液体 9には慣性力 Fiが作用する。詳細には、工程 Bにおいて時計方向 R1に回転している回転基板 2を工程 Cで急制動すると、供給槽 6Aに蓄えられて入口端部 13に保持されている液体 9は、慣性の法則により時計方向 R1に運動し続けようとする。その結果、入口端部 13に保持されている液体 9には時計方向 R1の慣性力 Fiが作用する。慣性力 Fiの大きさは工程 Cで回転基板 2の回転を急制動する際の加速度 a2の絶対値に比例する。慣性力 Fiと加速度 a2の間には以下の式（2)の関係がある。

[0076] [数 2]

F i =— m x a 2 ( 2 )

[0077] ここで mは入口端部 13に保持されてヽる液体 9の質量を示す。また、右辺のマイナス符号は慣性力 Fiの向きが加速度 a2の向きと逆向きであることを示す。

[0078] 前述のように入口端部 13は供給槽 6Aから時計方向 R1へ延び、毛細管力 Fcは反時計方向 R2に作用する。従って、慣性力 Fiは毛細管力 Fcを相殺して入口端部 13 の液体 9が流路 8Aを濡らす方向に作用する。慣性力 Fiが入口端部 13に液体 9を保持する毛細管力 Fcを上回る、つまり入口端部 13の断面積に力かる圧力を上回ると、入口端部 13に保持されてヽた液体 9は流路 8A内に流入する。前述のように慣性力 Fiの大きさは工程 Cの加速度 a2の絶対値に比例するので、慣性力 Fiが毛細管力 Fc を上回るためには工程 Cの加速度 a2の絶対値が大き、こと、換言すれば工程 Cで回転基板 2の回転速度が急激に低下することが必要である。一方、工程 Bは停止状態にある回転基板 2をある程度の回転速度 RV1で回転させる目的で実行されるので、工程 Bでは回転基板 2を急激に加速する必要は必ずしもない。これらの理由より、本実施形態では工程 Cの加速度 a2を工程 Bの加速度 alよりも十分大きく設定している。例えば、加速度 alは 600rpmZsec以下に設定され、加速度 a2は lOOOrpmZsec 以上 60000rpmZsec以下の範囲で設定される。工程 Aの継続時間（図 6の時刻 0から時刻 tl)は最終的な到達速度である回転速度 RV1と加速度 alで決まる。また、ェ程 Bの継続時間（図 6の時刻 tlから時刻 t2)は減速開始時の回転速度 RV1と加速度 a2で決まる。特に、以下の条件が好適である。工程 Bの加速度 alを lOOrpmZsecに設定し、 30秒間加速させる（時刻 0から時刻 tl)。その後、回転速度が 3000rpmに達したときに、工程 Cの急制動を行う。工程 Cの加速度 a2をほぼ 6000rpmZsecに設定すると、回転基板 2の制動が 0. 5秒間で完了する（時刻 tlから時刻 t2が 30. 5秒)。この速度特性 41、 42であれば、 1 μ Lから 10 Lまでの容積の液体を送液することができる。

[0079] 前述のように入口端部 13を除く流路 8Αの全体、供給槽 6Α、及び被供給槽 7Αは親水性を有するので、いったん慣性力 Fiによって入口端部 13での液体 9の保持が解除されると、湿潤性効果ないしは毛細管現象により供給槽 6A内の液体 9が流路 8 Aを通って被供給槽 7Aへ流れる。流路 8A及び被供給槽 7A内の空気は、空気口 12 を通って回転基板 2の外部に排出される。液体 9は毛細管現象により流路 8A及び被供給槽 7Aの隅々まで行き渡るので、被供給槽 7A内に確実かつ定量的に液体 9を注人することができる。

[0080] 毛細管現象につ!、て詳述する。図 7Dに示すように、親水性を有する流路 8Aの流路壁面が濡れると、液体と流路壁面の接触角 Θ cが鋭角になる。流路壁面と液体 9の界面には表面張力 S l〜Snが図の方向に生じ、その合力である毛細管力 Fc 'は時計方向 Rl、すなわち供給槽 6Aから入口端部 13が延びる方向に生じる。従って、いつたん入口端部 13による保持が解除されて流路 8Aに流入した液体 9に作用する毛細管力 Fc 'は、液体 9が流路 8Aを充たす方向に作用する。毛細管力 Fc 'の大きさは前述の式（1)と同様に表される。

[0081] 入口端部 13の向きについて説明する。本実施形態では入口端部 13の向きは時計方向 R1である。入口端部 13に保持されている液体 9が急制動（工程 C)により発生する慣性力 Fiで確実に流路 8A内に流れ込むようにするためには、入口端部 13が慣性力 Fiの作用する方向である時計方向 R1に沿って延びている必要がある。具体的には、入口端部 13の向きは、時計方向 R1となす角度が— 45° 以上 +45° 以下となるように設定すればよい。このように入口端部 13の向きについての設計の自由度が高ぐ生産性等の面で好ましい。逆に、仮に入口端部 13が時計方向 R1に対して直交する方向に延びて、ると、慣性力 Fiにより入口端部 13に保持された液体 9を流路 8A内に流入させることができな、。 [0082] 供給槽 6Aから被供給槽 7Aに流す液体 9の容量は、供給槽 6Aに対する入口端部 13の位置によって規定することができる。例えば、供給槽 6Aの半径方向 rの最外周の位置に入口端部 13が接続されている場合、供給槽 6A内の液体 9のほぼすべてが、流路 8Aを介して被供給槽 7Aに送液される。これは、工程 Cで回転基板 2を急制動する直前まで、工程 Bで回転基板 2は回転するので供給槽 6A内の液体 9には半径方向 rで外向きに常に遠心力が作用しているためである。逆に、入口端部 13の位置を半径方向 rの内側、すなわち回転軸 3側へ移動させると、供給槽 6A内に満たされた液体 9のうち、入口端部 13よりも外周にある溶液は、回転基板 2が急制動されても被供給槽 7Aに送液されない。かかる構成は、被供給槽 7Aへ送液する液量を規定したい場合に有用である。しかし、入口端部 13より半径方向 rで外側に位置する液体 9 であっても粘性により、わずかに被供給槽 7Aへと送液される場合もある。よって、入口端部 13の位置で被供給槽 7Aへ送液する液量に厳密な定量性を持たせることはできず、ある程度の精度で液量を規定はできる程度である。

[0083] 実施形態の送液装置 1は、以下に列挙するように種々の利点を有する。

[0084] 第 1に、遠心性の力ではなぐ慣性力 Fiが入口端部 13に液体 9を保持する毛細管力 Fcを上回ることで、流路 8Aを介して供給槽 6Aから被供給槽 7Aに液体 9が送液される。従って、供給槽 6Aと流路 8Aの境界である入口端部 13を供給槽 6Aに対して外側、ないしは回転軸 3から最も遠い位置に配置する必要がない。この点で供給槽 6 A、被供給槽 7A、及び流路 8Aの配置に関する設計の自由度が高い。

[0085] 第 2に、遠心性の力を駆動源とする場合、一方向、すなわち液体の供給側の槽から回転中心線に対して遠ざ力る遠心方向のみへの送液が可能である。これに対して、本実施形態の送液装置 1では、慣性力 Fiの向きである時計方向 R1に入口端部 13 が延びる方向を設定している。また、後に図 30を参照して説明するように、回転基板 2を回転駆動するシーケンスを変更するだけで、入口端部 13が延びる方向を反時計方向 R2に設定することもできる。従って、入口端部 13が延びる方向を時計方向 R1と反時計方向 R2の 2方向のいずれかに設定することで、供給槽 6Aからこれらの 2方向のいずれにも送液を行うことができる。換言すれば、本実施形態の送液装置 1は、一方向に限定されない自由度の高い送液挙動制御を実現できる。 [0086] 第 3に、慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ったことにより流路 8Aを供給槽 6A力も被供給槽 7Aに向力つて流れる液体は、その速度を減速させる成分として流路壁面力も流路抵抗を受ける。しかし、微細な流路である流路 8Aでは、与えた慣性力 Fiに比べ流路抵抗が小さヽため、供給槽 6Aから、ずれの方向にも液体 9を送液することができる。換言すれば、後に図 31を参照して詳述するように、被供給槽 7Aを供給槽 6Aよりも回転軸 3に近い側に配置し、供給槽 6Aから求心性の方向へ送液することも可能である。これによつて、より複雑な液体の送液を容易に実現することができ、流路の設計の自由度も増すため、送液装置の設計が容易となる。

[0087] 回転基板 2を回転駆動するシーケンスは、図 5及び図 6に示すものに限定されず、例えば以下の代案がある。

[0088] 図 8及び図 9は回転駆動のシーケンスの第 1の代案を示す。この代案では回転基板 2を時計方向 R1に回転させる工程 B (図 9の時刻 tOから時刻 tl)と回転基板 2を急制動する工程 C (図 9の時刻 t2から時刻 t3)の間に、加速度を 0とする工程、すなわち回転基板 2を一定の回転速度 RV1で一定時間回転させる工程 D (図 9の時刻 tlから時刻 t2)を実行する。工程 Dで定速回転を維持した後に、工程 Cにおいて急制動で発生する慣性力 Fiにより液体 9を送液することができる。血液中のタンパクの量を測定する場合、測定の前段階として被測定物質である血液を、粒状成分である血球と液体成分である血漿に分離し、血漿に含まれるタンパクが溶解した溶液のみを送液する必要がある。図 8及び図 9に示す回転駆動のシーケンスは、この種のより複雑な送液制御に適している。具体的には、工程 Dで一定時間だけ回転基板 2を定速回転させることにより、血液の血球 ·血漿分離が可能であり、分離後に工程 Cで血漿成分だけを送液することができる。なお、工程 Dに代えて、工程 B, Cの加速度 al, a2と異なる加速度で一定時間だけ回転基板 2を回転させてもよい。

[0089] 図 10は回転駆動のシーケンスの第 2の代案の速度波形及び回転方向を示す。この第 2の代案では、図 5において破線《1で概念的に示すように、回転基板 2を時計方向 R 1に回転させる工程 Bと回転基板 2を急制動する工程 Cとを繰り返す。そのため、回転基板 2の速度波形は、連続する三角波形状力なるのこぎり波形状を呈する。供給槽 6A内に蓄えられた液体 9の体積が流路 8Aの総体積に比べ大きい場合、第 2 の代案のシーケンスで回転基板 2を回転駆動すれば、供給槽 6Aから被供給槽 7Aに液体 9を間欠的に連続送液できる。従って、第 2の代案のシーケンスは、比較的大容量の液体 9を供給槽 6Aから被供給槽 7Aに送液する場合に有効である。

[0090] 図 11及び図 12は回転駆動のシーケンスの第 3の代案を示す。この第 3の代案は、回転基板 2を時計方向 R1に回転させる工程 B (図 12の時刻 0から時刻 tl)と回転基板 2を急制動する工程 C (図 12の時刻 tlから時刻 t2)を繰り返し、かつ工程 B及びェ程 Cが終了する毎に、一定の時間だけ回転基板 2を回転が停止した状態で維持するインターバルの工程 E (図 12の時刻 t2から時刻 t3)を実行する。例えば、工程 Bで供給槽 6Aから被供給槽 7Aに液体 9を送液した後、被供給槽 7Aに予め担持させた酵素と送液された液体 9とを工程 Eのインターバル期間中〖こ反応させることができる。ェ程 Eに代えて、工程 B及び工程 Cが終了する毎に回転基板 2を一定時間だけ一定の低速で回転させてもよい。

[0091] 図 13は回転駆動のシーケンスの第 4の代案の速度波形及び回転方向を示す。この第 4の代案では、図 8の破線《2で概念的に示すように、工程 B、工程 D、及びェ程 Cをこの順に繰り返す。

[0092] 図 14及び図 15に示す回転駆動のシーケンスの第 5の代案では、工程 B、工程 D、工程 C、及び工程 Eをこの順に繰り返す。

[0093] 以上の説明では、工程 B及び工程 Cにおける回転基板 2の回転はいずれも等加速度運動である。しかし、毛細管力 Fcを上回る慣性力 Fiが発生する限り、これらの工程にお、て回転基板 2の回転の加速度が変動してもよ、。

[0094] 送液装置 1の構造に関する種々の代案を以下に説明する。これらの代案は第 1実施形態に限定されず、後述する第 2から第 10実施形態についても適用可能である。

[0095] 回転基板 2の外形形状は円盤形に限定されず、立方体、直方体、五角形等の多角形、星形等であってもよい。供給槽 6A、被供給槽 7Aの形状は略長方形状に限定されず、円柱等、任意に設定できる。

[0096] 注入口 11及び空気口 12の断面形状は円形に限定されず、楕円形、多角形等の他の形状であってもよい。注入口 11は、供給槽 6Aの上壁から回転基板 2の上面に貫通するに限定されず任意の場所に配されていてよい。また、空気口 12は被供給槽 7A内を回転基板 2に連通させる流路に限定されず、被供給槽 7A又は流路 8Aを構成する壁面の一部に空気を透過するが液体を透過しない材料を取り付けて構成してもよい。この場合、回転基板 2の回転時の液体 9の漏れを考慮する必要がないので、空気口 12を比較的大きな面積とすることができる。

[0097] 以下は、回転基板 2の積層構造の代案である。

[0098] 図 16に示す第 1の代案の回転基板 2は、上面基板 21、流路基板 22、及び槽基板 23からなる 3層構造を有する。上面基板 21には注入口 11と空気口 12が設けられている。流路基板 22には、供給槽 6A、被供給槽 7A、及び流路 8Aに対応する形状の溝孔 26が設けられている。槽基板 23には供給槽 6A及び被供給槽 7Aに対応する有底の窪み 28が設けられて!/、る。

[0099] 図 17に示す第 2の代案の回転基板 2は、注入口 11と空気口 12を設けた上面基板 21、板厚方向に貫通する溝孔 26を設けた流路基板 22、並びに供給槽 6A及び被供給槽 7Aの底部となる下面基板 24からなる 3層構造を有する。

[0100] 図 18に示す第 3の代案の回転基板 2は、注入口 11と空気口 12を設けた上部基板 29と、供給槽 6A、被供給槽 7A、及び流路 8Aを設けた下部基板 30からなる 2層構造である。

[0101] フォトリソグラフィー加工を用いた第 3の代案の回転基板 2の製作方法の一例を以下に示す。この製作工程は、下部基板 30にフォトレジストを塗布し、リソグラフィー〖こより流路 8Aを形成する工程、供給槽 6A及び被供給槽 7Aを形成する工程、上部基板 29に注入口 11及び空気口 12を形成する工程、並びに下部基板 30の流路部位 5 の上部を上部基板 19で封止する工程力もなる。まず、流路 8Aを形成する工程から順に説明する。清浄に処理されたガラス基板にネガ型厚膜フォトレジストを塗布する。ここで、用いるフォトレジストは流路のサイズに適したレジストを選択する。例えば、 K MPR1030 (ィ匕薬マイクロケム)等が厚膜形成度合、、アスペクト比の面力も優れている。スピンコーターなど回転塗布型のものなどが用いられる。スピンコーターにて K MPR1030を回転塗布する場合には、プレ回転 500rpmで 10秒、本回転 lOOOrpm で 30秒行う。なお、本回転の回転速度を変化させることにより、膜厚を変化させることが可能となる。一例を示すと、本回転 lOOOrpmで 57 μ m、 1070rpmで 48 μ mなどが可能である。その後、 95°Cで 20分プレベータを行い、流路と槽が描かれたマスクを露光する。露光強度と露光時間は膜厚によって適性に補正するものとする。一例を挙げると、露光強度は 1700mjZcm2程度が望ましい。次に 95°Cで 6分 PEB (Post Exposure Bake)し、現像を行い、流路と槽パターンをフォトリソグラフィ一により形成させる。次に、下部基板 30の槽部位を切削加工もしくはサンドブラスト加工により形成させる。最後に、注入口 11と空気口 12を開けた上部基板 29を下部基板 30に貼り付ける。

[0102] 次に、供給槽 6A、被供給槽 7A、及び流路 8Aの壁面の濡れ性の代案を説明する

[0103] 第 1の代案としては、生産性を考慮して入口端部 13のみでなく流路 8Aの全体が疎水性を有していてもよい。この場合、入口端部 13で液体 9をより確実に保持できるだけでなぐ流路 8Aの長さ全体で液体 9を保持ができる。また、流路 8Aの長さが長い程、供給槽 6A内に液体 9をより強固に保持できる。従って、第 1流路の全体が疎水性を有する場合、ある量の液体 9を供給槽 6Aから被供給槽 7Aに送液するためには、図 10、図 12、図 13、図 15に示すように、慣性力を発生させるための工程を繰り返す必要がある。この繰り返し回数を制御することにより、より正確に定められた量の液体 9を供給槽 6Aから被供給槽 7Aに送液することができる。また、慣性力を発生させる工程を繰り返して行う時間を調節することで、定められた量の液体 9を供給槽 6Aから被供給槽 7Aに送液するのに要する時間を制御できる。この送液に要する時間の制御は、混合後の所定の反応時間を経て別の混合を行う場合等の送液に適してヽる。

[0104] 第 2の代案としては、流路部位 5全体が疎水性を有して、てもよ、。流路部位 5全体を疎水性材料により構成するか、流路部位 5全体に疎水性を付与する処理する処理を施せばよいので、生産性を向上することができる。

[0105] さらに、第 3の代案としては、回転基板 2全体が疎水性を有していてもよい。回転基板 2全体を疎水性材料により構成するか、回転基板 2全体に疎水性を付与する処理を施せばよいので、生産性がさらに向上する。

[0106] (第 2実施形態）本発明の第 2実施形態に係る送液装置 1の構造は、図 1から図 4を参照して説明した第 1実施形態と同様である。従って、以下の説明においてこれらの図面を参照する。第 2実施形態の送液装置 1は回転駆動部 4により実行される回転基板 2を回転させる工程ないしはシーケンスが第 1実施形態と異なる。この相違を概説すると、第 1実施形態では、回転駆動部 4は入口端部 13の延びる方向である時計方向 R1に回転基板 2を回転させ（工程 B)、続ヽてこの回転を急制動することで入口端部 13〖こよる液体 9の保持を解除する慣性力 Fiを発生させる。これに対し、第 2実施形態では、回転駆動部 4は入口端部 13の延びる方向と逆向きの反時計方向 R2に回転基板 2を急回転 (急加速)させ、その際に発生する慣性力 Fiで入口端部 13による液体 9の保持を解除する。

[0107] 第 2実施形態の送液装置 1を使用した送液方法を説明する。図 19のフローチャートを参照すると、まず液体 9を回転基板 2の注入口 11から注入して供給槽 6A内に充填し（工程 A)、必要があれば注入口 11を封止する。図 21Aを参照すると、入口端部 13 は疎水性を有するので、入口端部 13が延びる方向（時計方向 R1)と逆向きの反時計方向 R2の毛細管力 Fcが入口端部 13の液体 9に作用する。この毛細管力 Fcにより供給槽 6A内の液体 9は入口端部 13で保持される。

[0108] 次に、停止状態の回転基板 2を反時計方向 R2 (入口端部 13が供給槽 6Aから延びる方向と逆向き）に一定の加速度 blを有する速度特性 43で急激に回転駆動する（ェ程 F)。図 20の時刻 0から時刻 tl (実線）に、工程 Fにおける回転基板 2の回転速度と回転方向を示す。加速度 blの向きは反時計方向 R2である。時刻 0に回転基板 2が回転を開始する。回転基板 2の回転速度は加速度 blで上昇し、時刻 tlには回転速度 RV2に達する。図 21Bに示すように、この反時計方向 R2の回転により入口端部 1 3の液体 9に慣性力 Fiが作用する。詳細には、回転基板 2が反時計方向 R1の回転を開始しても、供給槽 6Aに蓄えられて入口端部 13に保持されている液体 9は、慣性の法則により停止した状態を維持しょうとする。その結果、入口端部 13に保持されている液体 9には時計方向 R1の慣性力 Fiが作用する。慣性力 Fiの大きさは工程 Fで回転基板 2の回転を回転させる際の加速度 blの絶対値に比例する。この慣性力 Fiは毛細管力 Fcを相殺して入口端部 13の液体 9が流路 8Aを濡らす方向に作用し、慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、入口端部 13に保持されていた液体 9は流路 8A内に流入する。流路 8A及び供給槽 6Aは親水性を有するので、いったん入口端部 13での保持が解除されると図 21Cに示すように液体には被供給槽 7Aに向力毛細管力 Fc'が作用する。この毛細管現象により流路 8A及び被供給槽 7Aの隅々まで行き渡るので、被供給槽 7A内に確実かつ定量的に液体 9を注入することができる。

[0109] 次に、回転基板 2を一定の加速度 b2を有する速度特性 44で制動する（工程 G)。

図 20の時刻 tlから時刻 t2 (実線）に、工程 Gにおける回転基板 2の回転速度と回転方向を示す。時刻 tlに回転速度 RV2から回転基板 2の回転速度の低下が始まる。回転基板 2の回転速度は加速度 (反時計方向 R2を正の向きとすると減速度) b2で減速し、時刻 t2に回転基板 2の反時計方向 R2の回転が停止する。工程 Fの加速度 bl の向きは反時計方向 R2であるのに対し、工程 Gの加速度 b2の向きは時計方向 R1である。換言すれば、工程 Gの加速度 b2は、工程 Fの加速度 blとは逆向きである。

[0110] 慣性力 Fiの大きさは工程 Fの加速度 blの絶対値に比例するので、慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回るためには工程 Fの加速度 blの絶対値が大きいこと、換言すれば工程 Fで回転基板 2が急回転されることが必要である。一方、工程 Gは単に回転基板 2の回転を停止させる目的で実行されるので、必ずしも急激な減速は必要ない。これらの理由より、本実施形態では工程 Fの加速度 blを工程 Gの加速度 b2よりも十分大きく設定している。例えば、加速度 blは lOOOrpmZsec以上 60000rpmZsec以下の範囲で設定され、加速度 b2は 600rpmZsec以下に設定され。工程 Fの継続時間（図 20の時刻 0から時刻 tl)は停止状態カゝら到達する回転速度 RV2と加速度 blで決まる。また、工程 Gの継続時間（図 20の時刻 tlから時刻 t2)は減速開始時の回転速度 RV2と加速度 b2で決まる。

[0111] 第 2実施形態の送液装置 1では、工程 Gで回転基板 2を急回転させるだけで、供給槽 6A力第 1被供給槽へ素早い送液を実現できるので、化学反応等の混合後の反応時間が短!ヽ場合の送液に適して！/ヽる。

[0112] 図 22及び図 23は第 2実施形態における回転駆動のシーケンスの第 1の代案を示す。この代案では回転基板 2を反時計方向 R2に急回転させる工程 F (図 23の時刻 t 0から時刻 tl)と回転基板 2を制動する工程 G (図 23の時刻 t2から時刻 t3)の間に、回転基板 2を一定の回転速度 RV2で一定時間回転させる工程 H (図 23の時刻 tlから時刻 t2)を実行する。回転基板 2を定速で回転させる工程 Hを実行することで、より複雑な送液制御を実行することが可能となる。

[0113] 図 24は回転駆動のシーケンスの第 2の代案の速度波形及び回転方向を示す。この第 2の代案では、図 19において破線《3で概念的に示すように、回転基板 2を反時計方向 R2に急回転させる工程 Fと回転基板 2を制動する工程 Gとを繰り返す。間欠的な連続送液が可能となるので、比較的大容量の液体 9を供給槽 6Aから被供給槽 7Aに送液する場合に有効である。

[0114] 図 25及び図 26は回転駆動のシーケンスの第 3の代案を示す。この第 3の代案は、回転基板 2を反時計方向 R2に回転させる工程 F (図 26の時刻 tlから時刻 t2)と回転基板 2を制動する工程 G (図 26の時刻 t2から時刻 t3)を繰り返し、かつ工程 F及び工程 Gが終了する毎に、一定の時間だけ回転基板 2を回転が停止した状態で維持するィンターパルの工程 I (図 12の時刻 t3から時刻 t4)を実行する。インターバルの工程 Iを設けることで、被供給槽 7A内での液体 9の反応を行いつつ、間欠的な連続送液を行うことができる。

[0115] 図 27は回転駆動のシーケンスの第 4の代案の速度波形及び回転方向を示す。この第 4の代案では、図 22の破線《4で概念的に示すように、工程 F、工程 H、及びェ程 Gをこの順に繰り返す。

[0116] 図 28及び図 29に示す回転駆動のシーケンスの第 5の代案では、工程 F、工程 H、工程 G、及び工程 Iをこの順に繰り返す。

[0117] 図 30は第 1及び第 2実施形態の変形例に係る送液装置 1を示す。図 2と図 30を比較すれば明らかなように、第 1及び第 2実施形態では流路 8Aの入口端部 13は供給槽 6Aから時計方向 R1に延びている。これに対し、本変形例では流路 8Aの入口端部 13は供給槽 6Aから反時計方向 R2に延びて、る。本変形例の送液装置 1で第 1 実施形態と同様に急制動（工程 C)により発生する慣性力 Fiで入口端部 13での液体 9の保持を解除するに ίま、図 6、図 9、図 10、図 12、図 13、及び図 15にお!/、て破線 β 1で示すように、工程 Β及び工程 C (実行する場合には工程 D)の回転基板 2の回転方向を反時計方向 R2に設定する必要がある。一方、本変形例の送液装置 1で第 2実施形態と同様に急回転 (工程 F)により発生する慣性力 Fiで入口端部 13での液体 9の保持を解除するに ίま、図 20、図 23、図 24、図 26、図 27、及び図 29にお!/、て破線 j8 2で示すように、工程 F及び工程 G (実行する場合には工程 H)の回転基板 2 の回転方向を時計方向 R1に設定する必要がある。

[0118] 入口端部 13の向きと回転基板 2の回転方向には、概ね以下の関係がある。入口端部 13での保持を解除するためには、入口端部 13が供給槽 6Aから延びる方向の慣性力 Fiが発生する必要がある。従って、急制動（工程 C)により慣性力 Fiを発生させる場合には、急制動の開始時に、入口端部 13が供給槽 6A力も延びる方向と同じ向きに回転基板 2が回転している必要がある。また、急回転（工程 F)により慣性力 Fiを発生させる場合には、入口端部 13が供給槽 6Aから延びる方向と逆向きに回転基板 2 を回転させる必要がある。

[0119] (第 3実施形態）

図 31に示す本発明の第 3実施形態の送液装置 1では、被供給槽 7Aが供給槽 6A よりも、回転基板 2の内側、すなわち回転軸 3に近い位置に配置されている。流路 8A の入口端部 13は供給槽 6 Aから時計方向 R 1に延びて、る。第 1実施形態のように時計方向 R1で回転する回転基板 2を急制動するか（図 6及び図 8の工程 C)、又は第 2 実施形態のように反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると（図 20及び図 22のェ程 F)、時計方向 R1の慣性力 Fiが発生する。この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ることで、入口端部 13での液体 9の保持が解除され、供給槽 6A内の液体 9は流路 8Aを通って被供給槽 7Aに流入する。前述のように被供給槽 7Aは供給槽 6Aよりも回転軸 3に近い位置に配置されているので、液体 9は回転軸 3の半径方向 rに内向きに、すなわち回転中心である回転軸 3に向かう方向に流れる。遠心力を駆動力とする送液では送液の方向は回転中心力も遠ざ力る方向にのみ限定される。しかし、本発明では慣性力 Fiを駆動力として行うので、本実施形態のような求心方向への送液も可能であり、複雑な送液挙動を単純な流路構成で実現できる。

[0120] 第 3実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0121] 図 32は第 3実施形態の第 1の変形例を示す。入口端部 13は供給槽 6Aから反時計方向 R2に延びている。従って、反時計方向 R2で回転する回転基板 2を急制動する力（図 6及び図 8の工程 C)、又は時計方向 Rlに回転基板 2を急回転すると（図 20及び図 22の工程 F)、反時計方向 R2の慣性力 Fiが発生する。この慣性力 Fiにより入口端部 13により液体の保持を解除すると、液体 9は流路 8Aを回転軸 3側へ向力つて流れて被供給槽 7Aに流入する。

[0122] 図 33に示す第 2の変形例では流路 8Aは蛇行するとなぐ半径方向 rに内向きに延びている。また、図 34に示す第 3の変形例では供給槽 6Aと被供給槽 7Aは、半径方向 rと直交する方向に並んで配置されて、る。

[0123] (第 4実施形態）

図 35に示す本発明の第 4実施形態の送液装置 1は、流路部位 5は供給槽 6A、被供給槽 7Aに加え、追加の被供給槽 (第 3の槽) 7Bを備える。被供給槽 7Aと同様に、被供給槽 7Bは回転基板 2に空気口 12を除いて空間的な閉じた状態に形成されている。また、流路部位 5は、供給槽 6Aと被供給槽 7Aを連通させる流路 8Aに加え、供給槽 6Aと被供給槽 7Bを接続する流路 (第 2の流路) 8Bを備える。流路 8Aと同様に、流路 8Bは回転基板 2に空間的に閉じた状態で形成されて!ヽる。

[0124] 被供給槽 7Aと被供給槽 7Bは、ともに供給槽 6Aよりも半径方向!:の外側に配置されている。被供給槽 7Aは供給槽 6Aよりも時計方向 R1側（図 35において左側）に配置されている。従って、流路 8Aの入口端部 13は供給槽 6Aから時計方向 R1に延びている。一方、被供給槽 7Bは供給槽 6Aよりも反時計方向 R2側（図 35において右側）に配置されている。従って、流路 8Bの入口端部（第 4の流路端部） 13は供給槽 6 Aから反時計方向 R2に延びている。流路 8Aの出口端部 14は逆流防止のために半径方向 rに外向きに延びている。同様に、流路 8Bの出口端部（第 5の流路端部） 14も半径方向 rに外向きに延びている。流路 8A及び流路 8Bの入口端部 13は、いずれも疎水性を有している。流路 8A及び流路 8Bの入口端部 13以外の部分と供給槽 6A、被供給槽 7A、及び被供給槽 7Bは親水性を有している。

[0125] 注入口 11から供給槽 6Aに液体を注入した後（工程 A)、時計方向 R1に回転する回転基板 2を急制動する力（図 6及び図 8の工程 C)、又は反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると（図 20及び図 22の工程 F)、時計方向 R1の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、流路 8Aの入口端部 13で保持されていた液体 9は流路 8Aを通って供給槽 6Aから被供給槽 7Aに流れ込む。一方、時計方向 R1 ではなく反時計方向 R2に回転する回転基板 2を急制動する力又は反時計方向 R2 ではなく時計方向 R1に回転基板 2を急回転すると、反時計方向 R2の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、流路 8Bの入口端部 13で保持されて V、た液体 9は流路 8Bを通って供給槽 6A力被供給槽 7Bに流れ込む。このように急制動又は急回転を行う際の回転基板 2の回転方向により、供給槽 6A力左側の被供給槽 7A又は右側の被供給槽 7Bのいずれか一方に選択的に液体 9を送液できる

[0126] また、回転基板 2の回転方向を切り換えることにより、供給槽 6Aから被供給槽 7Aと被供給槽 7Bに対して連続的に液体 9を送液することもできる。図 36及び図 37は、この送液方向の連続的な切り換えの例を示す。図 36を参照すると、供給槽 6Aへ液体 9を注入した後（工程 A)、回転基板 2を時計方向 R1に一定の加速度 alを有する速度特性 41で回転駆動する（工程 B、図 37の時刻 0から時刻 tl)。続いて、速度特性 4 1で回転中の回転基板 2を一定の加速度 a2を有する速度特性 42で急制動する（ェ程 C、図 37の時刻 tlから時刻 t2)。その結果、流路 8Aの入口端部 13の液体 9に時計方向 R1の慣性力 Fiが作用し、供給槽 6A内の液体 9は流路 8Aを通って被供給槽 7Aに流入する。続いて、回転基板 2の回転方向を時計方向 R1から反時計方向 R2 に反転させ、工程 B (図 37の時刻 t2から時刻 t3)と工程 C (図 37の時刻 t3から時刻 t 4)を実行する。反時計方向 R2に回転する回転基板 2を急制動することで、流路 8B の入口端部 13の液体 9に反時計方向 R2の慣性力 Fiが作用し、供給槽 6A内の液体 9は流路 8Bを通って被供給槽 7Bに流入する。

[0127] 第 4実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0128] 図 38に示す第 4実施形態の変形例では、供給槽 6Aとその左右に配置された被供給槽 7A及び被供給槽 7Bは、回転軸 3の半径方向 rと直交する方向に並んで配置されている。

[0129] (第 5実施形態）

図 39に示す本発明の第 5実施形態の送液装置 1は、流路部位 5は供給槽 6A、被供給槽 7Aに加え、追加の被供給槽 (第 3の槽) 7Bを備える。被供給槽 7Aと同様に、被供給槽 7Bは回転基板 2に空気口 12を除いて空間的な閉じた状態に形成されている。また、流路部位 5は、供給槽 6Aと被供給槽 7Aを連通させる流路 8Aに加え、供給槽 6Aと被供給槽 7Bを接続する流路 (第 2の流路) 8Bを備える。流路 8Aと同様に、流路 8Bは回転基板 2に空間的に閉じた状態で形成されて!ヽる。

[0130] 被供給槽 7Aと被供給槽 7Bは、ともに供給槽 6Aよりも半径方向!:の外側に配置されている。被供給槽 7Aと被供給槽 7Bは、ともに供給槽 6Aよりも時計方向 R1側（図 39 において左側）に配置されている。従って、流路 8Aの入口端部 13は供給槽 6Aから時計方向 R1に延びている。同様に、流路 8Bの入口端部（第 4の流路端部） 13も供給槽 6Aから時計方向 R1に延びている。流路 8Aの入口端部 13は、流路 8Bの入口端部 13に比べ回転中心に近い。また、流路 8Aの入口端部 13の断面積は、流路 8B の入口端部 13の断面積に比べ大きい。従って、流路 8Aの入口端部 13にかかる毛細管力 Fcaが起こす単位面積あたりの圧力は、流路 8Bの入口端部 13に力かる毛細管力 Febが起こす単位面積あたりの圧力に比べ必ず小さくなる。流路 8Aの出口端部 14は逆流防止のために半径方向 rに外向きに延びている。同様に、流路 8Bの出口端部（第 5の流路端部） 14も半径方向 rに外向きに延びている。流路 8A及び流路 8B の入口端部 13は、いずれも疎水性を有している。流路 8A及び流路 8Bの入口端部 1 3以外の部分と供給槽 6A、被供給槽 7A、及び被供給槽 7Bは親水性を有している。

[0131] 注入口 11から供給槽 6Aに液体を注入した後（工程 A)、時計方向 R1に回転する回転基板 2を急制動する力（図 6及び図 8の工程 C)、又は反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると（図 20及び図 22の工程 F)、時計方向 R1の慣性力 Fiが発生する。この慣性力 Fiの大きさによって 3つの動作が実現される。第一に、この慣性力 Fiが、流路 8Aの入口端部 13にかかる毛細管力 Fcaを下回ると、この毛細管力 Fcaより常に大きい流路 8Bの入口端部 13にかかる毛細管力 Febも必ず下回るので、液体 9は供給槽 6A力も被供給槽 7Aに流れ込まない。第二に、この慣性力 Fiが、流路 8Aの入口端部 13にかかる毛細管力 Fcaを上回り、かつ、流路 8Bの入口端部 13にかかる毛細管力 Febを下回ると、流路 8 Aの入口端部 13で保持されていた液体 9は流路 8 Aを通って供給槽 6Aから被供給槽 7Aに流れ込む一方、流路 8Bを通る供給槽 6Aから被供給槽 7Bへの流れ込みは起きない。第三に、この慣性力 Fiが、流路 8Bの入口端部 13にかかる毛細管力 Febも上回ると、この毛細管力 Febより常に大きい流路 8Aの入口端部 13に力かる毛細管力 Fcaも必ず上回るので、流路液体 9は流路 8 Aを通つて供給槽 6Aから被供給槽 7Aに流れ込み、同時に、流路 8Bを通って供給槽 6Aから被供給槽 7Bへも流れ込む。しかも、供給槽 6Aにある溶液量の水位が流路 8Aの入口端部 13と流路 8Bの入口端部 13の間にある時には、液体 9は流路 8Aを通って供給槽 6A力ゝら被供給槽 7Aに流れ込めず、流路 8Bを通って供給槽 6Aから被供給槽 7 Bへの流れ込みのみ起こる。このように急制動又は急回転を行う際の加速度の大きさにより、供給槽 6Aから同じ方向に出て、る太ヽ流路を持つ被供給槽 7A又は細ヽ流路を持つ被供給槽 7Bへと選択的に液体 9を送液できる。

[0132] (第 6実施形態）

図 40に示す本発明の第 6実施形態の送液装置 1は、 2つの供給槽、すなわち供給槽 6A, 6Bを備える。供給槽 6A, 6Bは半径方向 rに直交する方向に並んで配置されている。被供給槽 7Aは供給槽 6A, 6Bよりも回転軸 3から離れた位置に被供給槽 7A が配置されている。供給槽 6Aと被供給槽 7Aを連通させる流路 8Aの入口端部 13は時計方向 R1に延びている。一方、供給槽 6Bは回転基板 2に形成された空間的に閉じられた流路 8Cにより被供給槽 7Aに連通している。流路 8Cの入口端部 13は反時計方向 R2に延びて、る。流路 8 A及び流路 8Cの入口端部 13は共に疎水性を有している。また、流路 8A及び流路 8Cの出口端部 14は共に半径方向 rに外向きに延びている。さらに、流路 8A及び流路 8Cの入口端部 13以外の部分と供給槽 6A,6B、及び被供給槽 7Aは親水性を有して、る。

[0133] 時計方向 R1に回転する回転基板 2を急制動する力（図 6及び図 8の工程 C)、又は反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると（図 20及び図 22の工程 F)、時計方向 R 1の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、流路 8Aの入口端部 13で保持されていた液体 9は流路 8Aを通って供給槽 6Aから被供給槽 7Aに流れ込む。一方、反時計方向 R2に回転する回転基板 2を急制動する力、又は時計方向 R1に回転基板 2を急回転すると、反時計方向 R2の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、流路 8Cの入口端部 13で保持されていた液体 9は流路 8Cを通って供給槽 6A力も被供給槽 7Aに流れ込む。このように本発明によれば、 2 つの槽にそれぞれ蓄えられた液体を別の槽で混合させる送液制御を実現することができる。

[0134] 第 6実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0135] (第 7実施形態）

図 41に示す本発明の第 7実施形態の送液装置 1は、流路 8Aで供給槽 6Aに連通された被供給槽 7Aに、さらに被供給槽 (第 4の槽) 7Cが接続されている。供給槽 6A 、被供給槽 7A, 7Cは半径方向 rに並んで配置されている。詳細には、供給槽 6Aよりも外側に被供給槽 7Aが配置され、さらに被供給槽 7Aの外側に被供給槽 7Cが配置されている。供給槽 6Aと被供給槽 7Aを連通する流路 8Aの入口端部 13は時計方向 R1に延びている。また、流路 8Aの出口端部 14は半径方向 rに外向きに延びている。被供給槽 7Aと被供給槽 7Cを接続する流路 (第 3の流路) 8Dの入口端部 (第 5の流路端部） 13も時計方向 R1に延びている。また、流路 8Dの出口端部（第 6の流路端部 ) 14は半径方向 rに外向きに延びている。流路 8A, 8Dの入口端部 13は、共に疎水性を有する。また、流路 8A, 8Dの入口端部 13以外の部分、供給槽 6A、及び被供給槽 7A, 7Cは親水性を有する。

[0136] 時計方向 R1に回転する回転基板 2を急制動する力、又は反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると）、時計方向 R1の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、流路 8Aの入口端部 13で保持されていた液体 9は流路 8Aを通って供給槽 6A力ゝら被供給槽 7Aに流れ込む。被供給槽 7Aに液体 9が蓄えられた後、再び時計方向 R1に回転する回転基板 2を急制動する力又は反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると）、時計方向 R1の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、流路 8Dの入口端部 13で保持されてヽた液体 9は流路 8Dを通って被供給槽 7A力も被供給槽 7Cに流れ込む。従って、図 10、図 12、図 13、図 15、図 24 、図 26、図 27、及び図 29に示すような、加速と減速を繰り返す速度特性で回転基板 2を回転駆動することにより、供給槽 6A内の液体 9を被供給槽 7A, 7Cに順次送液する多段送液を実現できる。このような送液挙動により、それぞれの送液に機能を付カロさせることができる。例えば、一つの流路部位の各槽上で、溶液に対し、抽出、混合、反応、及び検出といった、多段にわたるより複雑な反応機能をもたせることができる。

[0137] 図 42に示すように、被供給槽 7Cの下流側にさらに被供給槽 7Dを設け、多段送液の段数を 4段以上にしてもょ、。

[0138] 第 7実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0139] (第 8実施形態）

図 43に示す本発明の第 8実施形態の送液装置 1は、流路 8Aの入口端部 13は時計方向 R1に延びているのに対し、流路 8Dの入口端部 13が被供給槽 7A力も反時計方向 R2に延びている点を除いて、第 7実施形態（図 41参照）と同様の構造を有する。換言すれば、第 8実施形態では、流路 8Aと流路 8Dの入口端部 13が互いに逆向きに延びている。

[0140] 時計方向 R1に回転する回転基板 2を急制動する力、又は反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると、時計方向 R1の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 F cを上回ると、流路 8Aの入口端部 13で保持されていた液体 9は流路 8Aを通って供給槽 6A力も被供給槽 7Aに流れ込む。一方、被供給槽 7A内の液体 9を被供給槽 7 Cに送液するには、時計方向 R1ではなく反時計方向 R2に回転する回転基板 2を急制動するか、又は反時計方向 R2ではなく時計方向 R1に回転基板 2を急回転する必要がある。従って、供給槽 6A内の液体 9を被供給槽 7A, 7Cに順次送液するには、例えば図 36及び図 37に示すように、時計方向 R1に回転する回転基板 2の急制動をまず実行し、それに続いて反時計方向 R2に回転する回転基板 2の急制動を実行すればよい。このように流路 8Aの入口端部 13と流路 8Cの入口端部 13の向きを逆向きに設定しておけば、被供給槽 7Aから被供給槽 7Cに送液する際に、被供給槽 7Aから供給槽 6Aに液体 9が逆流するのをより確実に防止できる。

[0141] 第 8実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0142] (第 9実施形態）

図 44に示す本発明の第 9実施形態の送液装置 1は、第 4実施形態（図 35参照）の被供給槽 7Bの下流側にさらに 2つの被供給槽 7D, 7Eを設けた構成としている。被供給槽 7Bと被供給槽 7Dは流路 8Eで連通され、被供給槽 7Dと被供給槽 7Eは流路 8Fで連通されている。流路 8E, 8Fの入口端部 13は、共に反時計方向 R2に延びている。

[0143] 時計方向 Rlに回転する回転基板 2を急制動する力（図 6及び図 8の工程 C)、又は反時計方向 R2に回転基板 2を急回転すると（図 20及び図 22の工程 F)、時計方向 R 1の慣性力 Fiが発生し、この慣性力 Fiが毛細管力 Fcを上回ると、流路 8Aの入口端部 13で保持されていた液体 9は流路 8Aを通って供給槽 6Aから被供給槽 7Aに流れ込む。一方、時計方向 R1ではなく反時計方向 R2に回転する回転基板 2を急制動する力、又は反時計方向 R2ではなく時計方向 R1に回転基板 2を急回転すると、反時計方向 R2の慣性力 Fiが発生する。この反時計方向 R2の慣性力 Fiによって、供給槽 6Aから、被供給槽 7B, 7Dを経て被供給槽 7Eまで液体 9を多段送液できる。第 9実施形態の槽の配置により、例えば供給槽 6Aの液体 9を被供給槽 7B, 7D, 7Eにおける種々の処理に供し、残余の液体 9を被供給槽 7Aに破棄する送液制御が可能である。

[0144] 第 9実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0145] (第 10実施形態）

図 45に示す本発明の第 10実施形態の送液装置 1は、第 6実施形態（図 41)の被供給槽 7Aに被供給槽 7Cに加えて、さらに 2つの槽、すなわち被供給槽 7F, 7Gを連通させた構成としている。

[0146] 被供給槽 7Aと被供給槽 7Fを連通させる流路 8Gと、被供給槽 7Aと被供給槽 7Gを連通させる流路 8Hは、共に時計方向 R1に延びる入口端部 13を有している。また、流路 8G, 8Hの出口端部 14は共に半径方向 rに外向きに延びている。本実施形態における被供給 7C, 7F, 7Gのように、 1個の槽に 3個以上の槽が接続されていてもよい。

[0147] 第 10実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0148] (第 11実施形態）

図 46から図 48に示す本発明の第 11実施形態の送液装置 1は、回転基板 2の構造が第 1実施形態と相違する。具体的には、回転基板 2は、回転基板本体 51と、この回転基板本体 51に対して着脱可能なチップ体 52を備える。回転基板本体 51には流路部位 5は形成されておらず、各チップ体 52に流路部位 5が形成されている。回転基板本体 51の上面側にはそれぞれチップ体 52が収容される複数の収容孔 53が形成されている。収容孔 53は回転軸 3に対して放射状に配置されている。収容孔 53の外側の壁面には凹部 53aが形成されている。チップ体 52の一部がこの凹部 53a内に配置されることにより、チップ体 52が収容孔 53内に保持される。特に、回転基板 2の回転時には遠心力によってチップ体 52が凹部 53aに向力つて付勢されるので、チップ体 52は収容孔 53から脱落することなく確実に回転基板本体 51に保持される。

[0149] 第 11実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様である。

[0150] 本発明の送液装置及び送液方法は、生体試料、特に血液等に含まれるタンパク質等の生体構成成分を分析するデバイスの駆動源として有用である。特に、血液試料は、前段階で血球血漿分離を行い、血漿に含まれるタンパク質を被測定試料とする。し力もその分離に好適に用いられるのは遠心力を用いた遠心分離である。このため回転基板を使った送液方式は遠心力を使った血球血漿分離と容易に組み合わせることができる。さらに、各槽に試薬等を担持、または、各槽上で加温などの物理的操作を施すことで、反応、精製、検出などの機能を持たせることができる。このため、血液試料中に含まれるタンパクや健康指標物質を分離、精製、反応、検出する POCT (Point of care testその場診断)診断バイオセンサ等の用途にも応用できる。本発明の送液方法によれば、従来の遠心性の方向によらない送液が可能なので、血球血漿分離との流路'槽の統合が容易であるという特長を持つ。つまり、血球血漿分離は、遠心力による血球と血漿の密度差を利用して分離するため、必ず遠心性の方向に、密度の大きい血球が沈降する。従来の送液方法では、分離した血漿を別の槽へ送液する際には遠心性の方向に沈降した血球成分が行く手を阻んで!/ヽたが、本発明の送液方法の流路端部は遠心性の外側に依らず、回転方向に設定できるため、容易に分離した血漿成分を送液することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 回転中心線 (S)まわりに少なくとも第 1の回転方向 (Rl, R2)に回転可能な回転基板 (2)と、

前記回転基板に形成され、注入口（11)を除いて空間的に閉じられた第 1の槽 (6A )と、

前記回転基板に形成され、空気口（12)を除いて空間的に閉じられた第 2の槽 (7A )と、

前記回転基板に形成され、前記第 1の槽と接続する第 1の流路端部（13)と、前記第 2の槽と接続する第 2の流路端部（14)とを備え、前記第 1の槽と前記第 2の槽とを連通させ、前記第 1の流路端部は前記第 1の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向に沿って延び、かつ前記第 1の流路端部は前記第 1の槽内の液体 (9)を毛細管力 (Fc)により保持する第 1の流路 (8A)と、

前記毛細管力を上回り、かつ前記第 1の回転方向に向いた慣性力 (Fi)が前記第 1 の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能な回転駆動部 (4)と

を備えることを特徴とする送液装置。

[2] 前記回転駆動部は、前記第 1の回転方向に前記回転基板を回転させた後、第 1の加速度 (a2)を有する速度特性 (42)で前記回転基板を停止させ、前記第 1の加速度 (a2)により前記第 1の流路端部の前記液体に前記毛細管力を上回る慣性力を生じさせることを特徴とする、請求項 1に記載の送液装置。

[3] 前記第 1の流路端部が前記第 1の回転方向となす角度が 45° 以上 +45° 以下であることを特徴とする、請求項 2に記載の送液装置。

[4] 前記回転駆動部は、前記第 1の回転方向とは逆向きの第 2の回転方向（Rl, R2) に第 2の加速度 (bl)を有する速度特性 (43)で前記回転基板を回転させ、前記第 2 の加速度により前記第 1の流路端部の前記液体に前記毛細管力を上回る慣性力を生じさせることを特徴とする、請求項 1に記載の送液装置。

[5] 前記第 1の流路端部が前記第 2の回転方向となす角度が 135° 以上 235° 以下であることを特徴とする請求項 4に記載の送液装置。

[6] 前記第 2の槽は前記第 1の槽よりも前記回転中心線に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項 1から請求項 5のいずれか 1項に記載の送液装置。

[7] 前記第 1の流路の前記第 2の流路端部は、第 1の回転方向と直交する方向に沿つて延びて前記第 2の槽に接続して、ることを特徴とする請求項 1から請求項 6の、ずれか 1項に記載の送液装置。

[8] 前記第 1の流路の前記第 1の流路端部が疎水性を有することを特徴とする請求項 1 から請求項 7のいずれか 1項に記載の送液装置。

[9] 前記第 1の流路の全体が疎水性を有することを特徴とする請求項 1から請求項 7のいずれか 1項に記載の送液装置。

[10] 前記回転基板全体が疎水性を有することを特徴とする請求項 1から請求項 7のいずれか 1項に記載の送液装置。

[11] 前記第 1の流路の前記第 2の流路端部が親水性を有することを特徴とする請求項 8 に記載の送液装置。

[12] 前記第 1の流路の前記第 1の流路端部を除く全体が親水性を有することを特徴とする請求項 8に記載の送液装置。

[13] 前記第 1の槽及び前記第 2の槽は親水性を有し、

前記第 1の流路の前記第 1の流路端部は疎水性を有し、かつ

前記第 1の流路の前記第 1の流路端部を除く全体が親水性を有することを特徴とする請求項 1から請求項 7のいずれか 1項に記載の送液装置。

[14] 前記回転基板に、少なくとも前記第 1の槽、前記第 2の槽、及び前記第 1の流路を備える流路部位 (5)が複数個形成されていることを特徴とする、請求項 1から請求項 13のいずれか 1項に記載の送液装置。

[15] 前記回転基板に形成され、空気口を除いて空間的に閉じられた第 3の槽 (7B)と、前記回転基板に形成され、前記第 1の槽と接続する第 3の流路端部（13)と、前記第 3の槽と接続する第 4の流路端部（14)とを備え、前記第 1の槽と前記第 3の槽とを連通させ、前記第 3の流路端部は前記第 1の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向とは逆向きの第 2の回転方向に延び、かつ前記第 3の流路端部は前記第 1の槽内の液体を毛細管力により保持する第 2の流路 (8B)とをさらに備え、前記回転駆動部は、前記毛細管力を上回り、かつ前記第 2の回転方向に向いた慣性力が前記第 3の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能であることを特徴とする、請求項 1に記載の送液装置。

[16] 前記回転基板に形成され、空気口を除いて空間的に閉じられた第 4の槽 (7C)と、前記回転基板に形成され、前記第 2の槽と接続する第 5の流路端部（13)と、前記第 4の槽と接続する第 6の流路端部（14)とを備え、前記第 2の槽と前記第 4の槽とを連通させ、前記第 5の流路端部は前記第 2の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向又は第 1の回転方向とは逆向きの第 2の回転方向に延び、かつ前記第 5の流路端部は前記第 2の槽内の液体を毛細管力により保持する第 3の流路 (8D)とをさらに備え、

前記回転駆動部は、前記毛細管力を上回り、かつ前記第 5の流路端部が前記第 2 の槽力延びる向きの慣性力が前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転駆動可能であることを特徴とする、請求項 1に記載の送液装置。

[17] 前記回転駆動部は、

前記回転基板を回転させるモータ（31)と、

前記モータに速度特性を与える速度特性印加部（34)と

を備えることを特徴とする、請求項 1から請求項 15のいずれ力 1項に記載の送液装置。

[18] 前記回転駆動部は、

回転中の前記回転基板の回転速度を検出する回転速度検出器（35)と、前記回転速度検出器の検出した前記回転速度に基づいて、前記速度特性印加部が前記モータに与える速度特性を補正する回転速度補正部（36)と

を備えることを特徴とする、請求項 16に記載の送液装置。

[19] 回転中心線 (S)まわりに少なくとも第 1の回転方向（Rl, R2)に回転可能である、送液装置用の回転基板（2)であって、

注入口を除いて空間的に閉じられた第 1の槽 (6A)と、空気口を除いて空間的に閉じられた第 2の槽 (7A)と、

前記第 1の槽と接続する第 1の流路端部と、前記第 2の槽と接続する第 2の流路端部とを備え、前記第 1の槽と前記第 2の槽とを連通させ、前記第 1の流路端部は前記第 1の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向に延びる第 1の流路 (8A)とが形成されていることを特徴とする回転基板。

[20] 回転中心線 (S)まわりに少なくとも第 1の回転方向（Rl, R2)に回転可能であって、空間的に閉じられた第 1の槽 (6A)と、空間的に閉じられた第 2の槽 (7A)と、前記第 1の槽と接続する第 1の流路端部（13)と、前記第 2の槽と接続する第 2の流路端部（ 14)とを備え、前記第 1の槽と前記第 2の槽とを連通させ、前記第 1の流路端部は前記第 1の槽から前記回転基板の前記第 1の回転方向に延び、かつ前記第 1の流路端部は前記第 1の槽内の液体 (9)を毛細管力により保持する流路 (8A)とを形成した回転基板を準備し、

前記毛細管力を上回り、かつ前記第 1の回転方向に向いた慣性力が前記第 1の流路端部の前記液体に作用するように、前記回転基板を前記回転中心線まわりに回転させることを特徴とする、送液方法。

[21] 前記第 1の回転方向に第 1の加速度を有する速度特性で前記回転基板を回転させ前記第 1の加速度よりも絶対値の大きい第 2の加速度を有する速度特性で前記回転基板の前記第 1の回転方向の回転を停止させ、それによつて前記毛細管力を上回る前記第 1の回転方向を向いた慣性力を前記第 1の流路端部の前記液体に生じさせることを特徴とする、請求項 20に記載の送液方法。

[22] 前記第 1の回転方向と逆向きの第 2の回転方向に、第 3の加速度を有する速度特性で前記回転基板を回転させ、それによつて前記毛細管力を上回る前記第 1の回転方向を向いた慣性力を前記第 1の流路端部の前記液体に生じさせ、

前記第 3の加速度よりも絶対値の小さい第 4の加速度を有する加速度特性で前記回転基板の前記第 2の回転方向の回転を停止させることを特徴とする、請求項 20に記載の送液方法。

[23] 前記回転基板は前記第 1の槽と前記回転基板の外部を連通させる注入口（11)を備え、

前記回転基板を回転させる前に、前記第 1の槽に前記注入口から前記液体を注入する請求項 20から請求項 22のいずれか 1項に記載の送液方法。