DE69719399T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Analyse einer Probe - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Analysieren von Proben wie etwa Körperflüssigkeiten, auf Verfahren zum Analysieren von Proben unter Verwendung dieser Vorrichtungen und auf Geräte zum Analysieren von Proben unter Verwendung dieser Vorrichtungen.
  • Auf dem Gebiet der analytischen Chemie gibt es verschiedene Arten von Proben, wobei insbesondere auf medizinischem Gebiet Körperfluide wie etwa Blut, Urin, Rückenmarksflüssigkeit, Speichelflüssigkeit und dergleichen wichtige Objekte für die Analyse sind. Es besteht ein Bedarf daran, solche Proben in großer Menge und gemeinsam zu analysieren.
  • Um diesen Bedarf zu befriedigen, ist zuvor eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe mit einem Reagenzfilm, der zuvor mit einem Reagenz getränkt worden ist, welcher an einem Streifen klebt, entwickelt und praktisch verwendet worden. In einer solchen Vorrichtung wird dem Reagenzfilm eine Probe wie etwa Blut zugeführt, wobei eine Komponente in der Probe mit dem Reagenz reagiert, um ein Pigment zu erzeugen, wodurch in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird, die unter Verwendung eines Optikmessgeräts wie etwa eines Schwärzungsmessers analysiert wird. Unter Verwendung einer solchen Vorrichtung können die Operationen für die Vorbereitung eines Reagenz und für die Reaktion des Reagenz mit einer Komponente in der Probe vereinfacht werden, wodurch der gesamte Prozess zum Analysieren einer Probe zu einer Routineanwendung wird.
  • Beispiele von Verfahren zum Zuführen einer Probe zu dem Reagenzfilm in einer solchen Vorrichtung umfassen Verfah ren, die die Kapillareinwirkung, die Tüpfelprobe, das Eintauchen und dergleichen verwenden. Unter diesen Verfahren werden Verfahren, die die Kapillareinwirkung verwenden, am häufigsten verwendet. Da während der optischen Messung das Außenlicht abgefangen werden muss, ist es wichtig, dass ein Probenhaltebereich bzw. -zufuhrbereich und ein Analysebereich voneinander entfernt positioniert sind, wenn die Vorrichtung in ein Optikmessgerät eingesetzt ist. Dementsprechend muss eine Probe in die Vorrichtung überführt werden, weshalb die Kapillareinwirkung als Mittel zum Überführen der Probe verwendet wird. Beispiele von Vorrichtungen, die die Kapillareinwirkung verwenden, sind jene, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 4-188065 oder in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Sho 57-132900 offenbart sind.
  • 22 zeigt eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe unter Verwendung der Kapillareinwirkung. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung eine dreieckig geformte Probenspitze 42, die etwa aus einem Mittelabschnitt der Vorderseite 44 eines durchsichtigen Basiselements 47, das Acrylharz enthält, vorsteht, eine Nut 46, die von der Probenspitze 42 zu dem hinteren Bereich des Basiselements 47 verläuft, und einen Schlitz 45, der als eine Verlängerung der Nut ausgebildet ist. Außerdem ist auf die Oberseite des Basiselements 47 an der Seite der Vorderseite 44 ein Reagenzfilm 48 geklebt, so dass er die Nut 46 bedecken kann. Die Struktur des Reagenzfilms 48 wird je nach dem Typ einer Probe geeignet bestimmt. Wenn beispielsweise die Plasmakomponenten von Blut analysiert werden, wird ein Reagenzfilm mit einer Schichtstruktur verwendet, die eine Filterschicht, eine Reagenzschicht, eine durchsichtige Schutzschicht und eine undurchsichtige Schutzschicht umfasst, die in dieser Reihenfolge von unten geschichtet sind, wobei in dem Reagenzfilm etwa in einem Mittelbereich der undurchsichtigen Schutzschicht ein Beobachtungsfenster 50 für den Eintritt von Licht ausgebildet ist.
  • Unter Verwendung einer solchen Vorrichtung kann eine Probe wie in den folgenden Schritten analysiert werden. Zunächst wird von einer Testperson ein Tropfen Blut erhalten und mit der Probenspitze 42 in Kontakt gebracht. Daraufhin wird das Blut durch die Kapillareinwirkung in die Nut 46 eingeführt und die gesamte Nut mit dem Blut gefüllt. Wenn das Blut in den Reagenzfilm 48 eindringt, der den oberen Bereich der Nut 46 bedeckt, werden zunächst die Erythrozyten durch die Filterschicht entfernt, während die Plasmakomponenten die Reagenzschicht erreichen, wo durch eine Reaktion zwischen einem Reagenz in der Reagenzschicht und einer Komponente in dem Plasma ein Pigment erzeugt wird, wodurch in der Reagenzschicht eine Farbe entwickelt wird. In diesem Zustand wird die Vorrichtung in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser gesetzt, wo die in der Reagenzschicht erzeugte Farbe durch Bestrahlen mit Licht von einem Beobachtungsfenster 50 gemessen werden kann.
  • Allerdings gibt es bei der Verwendung einer Vorrichtung, die die Kapillareinwirkung nutzt, wie unten beschrieben Probleme.
  • Da ein Kapillarkanal ständig mit einer Probe gefüllt sein muss, um eine Kapillareinwirkung hervorzurufen, ist zunächst eine größere Menge der Probe erforderlich, als für die Analyse benötigt wird. Außerdem dauert es eine gewisse Zeit, eine Probe durch die Kapillareinwirkung einzuführen, so dass die Messung nicht schnell ausgeführt werden kann. Außerdem gibt es in Bezug auf Körperfluide wie etwa Blut bei Eigenschaften wie etwa der Viskosität, die die Kapillareinwirkung beeinflussen, Unterschiede zwischen den Personen, so dass die Zeitdauer, die das Einführen einer Probe in den analytischen Teil oder dergleichen dauert, nicht festgesetzt werden kann. Im Ergebnis ist es schwierig, eine Zeitdauer, die die Analyse dauert, wie etwa eine Zeit für die Reaktion mit einem Reagenz, festzusetzen. Dementsprechend gibt es eine Möglichkeit, dass ein Fehler in den Analyseergebnissen hervorgerufen werden könnte. Da die Ansaugkraft durch die Kapillareinwirkung sehr schwach ist, wird sie außerdem leicht durch die Gravitationskraft beeinflusst. Somit sollte bei der Einführung einer Probe das Längsgefälle der Vorrichtung beschränkt werden, während außerdem die Struktur eines Optikmessgeräts begrenzt werden sollte. Außerdem können der Probenzufuhrbereich und der Analysebereich wegen der Schwäche der Ansaugkraft der Kapillareinwirkung nicht voneinander entfernt positioniert werden, so dass Möglichkeiten der Verunreinigung während einer Einführung einer Probe oder des Einflusses von Außenlicht in einem Optikmessgerät nicht vollständig beseitigt werden können.
  • Andererseits besitzt das Tüpfelprobenverfahren einen Nachteil, dass der Probenfleck, wenn Blut als Probe verwendet wird, auf eine Fingerspitze begrenzt ist, während die Probenentnahme von einem Ohr oder vom Bauch schwierig ist.
  • WO 96/00614 (Yassinzadeh u. a.) offenbart ein Gerät zum Sammeln und Manipulieren einer Probe, in dem die Saugwirkung durch Kühlen eines zuvor erwärmten Gases erzeugt wird. Diese Saugwirkung wird verwendet, um eine Probe in das Gerät anzusaugen, wo sie daraufhin analysiert und untersucht werden kann.
  • US 4650662 (Goldfinger) offenbart eine Vorrichtung zur Bluttypisierung, die ein "vorkomprimiertes" Rohr enthält, das verschiedene Reagenzien hält. Das Rohr ist mit der Blutprobe in Kontakt und kann sich ausdehnen. Das Blut wird im Ergebnis dieser Ausdehnung eingesogen und reagiert mit den verschiedenen Reagenzien, wobei die Ergebnisse der Reaktion den Typ des Blutes zeigen.
  • US 4088448 (Lilja u. a.) offenbart eine Anzahl von Probenentnahmeküvetten, die die Kapillareinwirkung verwenden, um ein Fluid in ein Gebiet der Küvette hinaufzuziehen, dem ein Reagenz zugeführt wird.
  • Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe mit einem Saugdruckerzeugungsmittel, einem Ansaugkanal in Kommunikation mit dem Saugdruckerzeugungsmittel, einem Analysebereich, der in dem Ansaugkanal ausgebildet ist, und einer Öffnung, die an einem Ende des Ansaugkanals ausgebildet ist, wobei im Gebrauch eine Probe durch einen von dem Saugdruckerzeugungsmittel erzeugten Saugdruck in die Öffnung gesogen wird und die Probe danach mittels Saugdruck durch den Ansaugkanal in den Analysebereich überführt wird, wobei die Vorrichtung zudem einen Umgehungskanal umfasst, der von einem Abschnitt des Ansaugkanals zwischen dem Analysebereich und der Öffnung abzweigt und der mit dem Saugdruckerzeugungsmittel kommuniziert, wobei das Verhältnis zwischen drei Flüssigkeitsströmungswiderständen, nämlich dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) in einem Abschnitt des Ansaugkanals zwischen dem Analysebereich und dem Saugdruckerzeugungsmittel, dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Y) in dem Umgehungskanal und dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Z) in einem Abschnitt des Ansaugkanals zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals und des Analysebereichs, X > Y > Z ist.
  • Dementsprechend wird eine Probe in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Saugdrucks anstelle der Kapillareinwirkung, wie sie in einer herkömmlichen Vorrichtung verwendet wird, kräftig angesaugt. Das heißt, durch das Saugdruckerzeugnismittel wird ein Saugdruck entwickelt, wobei eine Probe mittels Saugdruck in die Öffnung eingeführt wird, woraufhin die Probe mittels Saugdruck durch die Ansaugkanäle in den Analysebereich angesaugt wird, wo die Probe mit einem optischen Mittel, mit einem elektrochemischen Mittel oder dergleichen analysiert werden kann. Somit wird durch die Verwendung eines Saugdrucks zum kräftigen Ansaugen einer Probe sichergestellt, dass wenigstens eine kleine Menge einer Probe in den Analysebereich eingeführt wird. Außerdem kann die Zeitdauer, die das Einführen der Probe dauert, unabhängig von den Eigenschaften der Probe wie etwa der Viskosität auf eine bestimmte kurze Zeit festgesetzt werden. Dementsprechend kann beispielsweise beim Analysieren einer Probe unter Verwendung eines Reagenz die Zeitdauer für die Reaktion zwischen einer Komponente in einer Probe und einem Reagenz festgesetzt werden. Außerdem kann beispielsweise die Menge einer Probe, die mit einem Reagenz reagiert, dadurch, dass eine Probe kräftig angesaugt wird, konstant festgesetzt werden. Dementsprechend können Fehler, die in Analyseergebnissen verursacht werden könnten, verhindert werden.
  • Da eine Probe in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kräftig bzw. mit Kraft angesaugt wird, braucht der Abstand zwischen dem Probenzufuhrbereich und dem Analysebereich außerdem nicht begrenzt zu werden. Somit kann der Abstand zwischen dem Probenzufuhrbereich und dem Analysebereich in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung länger als in einer Vorrichtung sein, die die Kapillareinwirkung verwendet. Dementsprechend kann der Einfluss von Außenlicht in einem Optikmessgerät beseitigt werden. Somit kann unter Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine kleine Menge einer Probe schnell und genau analysiert werden. Da die Probe kräftig angesaugt wird, kann außerdem der Einfluss der Gravitationskraft nahezu ignoriert werden.
  • Unter "Ansaugdruck" wird in der vorliegenden Erfindung ein Druck zum Ansaugen einer Probe verstanden, der üblicherweise ein Unterdruck ist.
  • Wenn der erzeugte Saugdruck groß ist, kann selbst nachdem eine ausreichende Menge einer Probe in den Analysebereich oder dergleichen eingeführt worden ist, immer noch ein Überschuss an Saugdruck verbleiben. Falls ein Überschuss an Saugdruck verbleibt; bestehen Möglichkeiten, dass eine Probe, die in den Analysebereich oder dergleichen eingeführt worden ist, weiter in das Saugdruckerzeugungsmittel angesaugt werden könnte, dass Luft in den Analysebereich eingefangen wird oder dass ein durch die Reaktion zwischen einer Komponente in der Probe und einem Reagenz erzeugtes Pigment in das Saugdruckerzeugungsmittel strömen könnte. Diese erste bevorzugte Ausführungsform löst diese Probleme dadurch, dass sie einen Umgehungskanal schafft, und außerdem dadurch, dass sie das Verhältnis des Flüssigkeitsströmungswiderstands (Y) in dem Umgehungskanal und der Flüssigkeitsströmungswiderstände (X, Z) in den zwei Abschnitten des Ansaugkanals in der Weise besitzt, dass X > Y > Z ist.
  • Da der Flüssigkeitsströmungswiderstand (Z) in dem Ansaugkanal zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals und des Analysebereichs der kleinste unter den drei Flüssigkeitsströmungswiderständen (X), (Y) und (Z) ist, wird dementsprechend selbst dann, wenn von dem Saugdruckerzeugungsmittel ein größerer Saugdruck als erforderlich entwickelt wird, eine Probe zunächst in ausreichender Menge von der Öffnung eingeführt und in den Analysebereich angesaugt. Selbst wenn durch den übermäßigen Ansaugdruck eine übermäßige Menge einer Probe und/oder eingefangene Luft angesaugt werden, können in diesem Fall der Überschuss einer Probe und/oder die eingefangene Luft in den Umgehungskanal eingeführt werden, während die in den Analysebereich eingeführte Probe, ein erzeugtes Pigment und dergleichen in dem Analysebereich bleiben. Dies liegt daran, dass der Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) in dem Ansaugkanal zwischen dem Analysebereich und dem Saugdruckerzeugungsmittel größer als der Flüssigkeitsströmungswiderstand (Y) in dem Umgehungskanal ist. Daraufhin können der Überschuss einer Probe und die eingefangene Luft in den Umgehungskanal oder über den Umgehungskanal in das Saugdruckerzeugungsmittel entlassen werden. Dementsprechend ist selbst dann, wenn ein großer Saugdruck erzeugt wird, sichergestellt, dass eine Probe in den Analysebereich eingeführt wird, um analysiert zu werden, so dass ferner eine schnelle und genaue Analyse der Probe erzielt werden kann.
  • In der vorliegenden Erfindung wird unter "Flüssigkeitsströmungswiderstand" ein Widerstand gegenüber der Strömung verstanden, dem eine Flüssigkeit ausgesetzt ist, wenn sie sich durch einen Kanal bewegt, wobei er als Kriterium für die Leichtigkeit der Flüssigkeitsströmung dient.
  • Geeignete Verfahren zum Steuern des Flüssigkeitsströmungswiderstands in jedem der Kanäle sind beispielsweise das Ändern des Durchmessers des Kanals und das Behandeln der Innenfläche des Kanals, die mit der Flüssigkeit in Kontakt ist, mit einem Waschmittel, einem wasserabweisenden Mittel oder dergleichen, um die Benetzbarkeit zu ändern. Beispiele der wasserabweisenden Agenzien sind Silicium, Tetrafluorethylen-Harz und dergleichen.
  • Eine in der vorliegenden Erfindung verwendete Probe ist nicht besonders beschränkt, solange sie angesaugt werden kann, wobei Flüssigkeiten, Sole oder dergleichen in den Beispielen enthalten sind. Außerdem umfassen Beispiele einer Probe, die in der vorliegenden Erfindung analysiert werden kann, Vollblut, Urin, Rückenmarksflüssigkeit, Blutplasma, Serum, Speichelflüssigkeit oder dergleichen.
  • Die Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind nicht besonders beschränkt. Beispielsweise können in diesen Verfahren ein optisches Mittel, ein elektrochemisches Mittel oder dergleichen angewendet werden.
  • Wenn ein Optikmessmittel angewendet wird, wird allgemein entweder ein Reagenz, das mit einer Komponente in einer Probe reagiert, um ein Pigment zu erzeugen, oder ein Reagenz, das mit einer Komponente in einer Probe reagiert, um selbst eine Farbe darzustellen, verwendet. Allerdings gibt es einige Fälle, in denen eine Analyse lediglich unter Verwendung der Lichtdurchlassgrads oder des Lichtreflexionsgrads und ohne Verwendung eines Reagenz durchgeführt werden kann. Ein Beispiel eines solchen Falles ist die Analyse eines Hämatokritwerts von Blut. Außerdem können anstelle der Messung des durchgelassenen Lichtes auch andere optische Mittel wie etwa die Messung des reflektierten Lichtes, der Fluoreszenz oder dergleichen angewendet werden.
  • Wenn ein elektrochemisches Mittel angewendet wird, kann üblicherweise eine durch die Redoxreaktion der Probe verursachte Änderung des elektrischen Stroms oder des elektrischen Potenzials gemessen werden, wobei in einer solchen Messung üblicherweise ein Reagenz verwendet wird, das eine Redoxreaktion verursacht, wenn es mit einer Komponente in einer Probe reagiert.
  • Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Reagenz kann entweder ein Trocken- oder ein Nassreagenz sein. Außerdem können in einer Vorrichtung zur gleichzeitigen Analyse einer Anzahl von Substanzen (im Folgenden als "Mehrfachanalyse" bezeichnet), wie sie später beschrieben wird, üblicherweise verschiedene Typen von Reagenzien verwendet werden, die von der Anzahl der zu analysierenden Substanzen abhängen.
  • Um die wie obenbeschriebene Mehrfachanalyse auszuführen, ist die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit einer Anzahl von Ansaugkanälen, einem Analysebereich, der an einer bestimmten Position in jedem der Ansaugkanäle ausgebildet ist, wobei sich die Enden der jeweiligen Ansaugkanäle vereinigen und eine Öffnung bilden, und mit einem Umgehungskanal, der von einem Abschnitt des Ansaugkanals zwischen dem Vereinigungsbereich und der Öffnung abzweigt und mit dem Saugdruckerzeugungsmittel kommuniziert, versehen.
  • Vorzugsweise ist die Öffnung des Ansaugkanals zum Ende vergrößert, d. h, trichterförmig. Durch eine solche Form kann eine Probe wie etwa Blut, nachdem sie eingeführt worden ist, in der Öffnung gehalten werden, so dass eine nachfolgende Ansaugoperation leichter wird. Außerdem kann auch der Lufteinschluss verringert werden. Insbesondere im Fall der Probenentnahme von Blut aus einem kleinen Fleck wie etwa einer Fingerspitze muss sichergestellt werden, dass die Öffnung für den Ansaugkanal in der Vorrichtung mit dem Probenentnahmefleck in Kontakt ist, bis die Einführung der Probe abgeschlossen ist. Somit ist eine wesentliche Aufmerksamkeit für das Steuern der Probenentnahme erforderlich, was zu einem komplexeren Betrieb führt. Da eine Blutmenge, die von einer Fingerspitze oder dergleichen erhalten wird, so klein wie mehrere 10 μl ist, kann in einer herkömmlichen Vorrichtung zum Analysieren einer Probe während des Einführens einer Probe außerdem leicht ein Lufteinschluss auftreten, was die Messergebnisse stark beeinflusst. Um diese Probleme zu lösen, ist die Öffnung für den Ansaugkanal trichterförmig ausgebildet, so dass die Probe dort gehalten werden kann. Durch eine solche Struktur kann die Probe durch den Kanal angesaugt werden, nachdem die Öffnung von dem Probenentnahmefleck gelöst worden ist, so dass eine Probe leicht von einem kleinen Fleck erhalten werden kann, ohne dass dies zu einem Lufteinschluss führt.
  • Außerdem ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einem Flüssigkeitssammelabschnitt, der zwischen der Öffnung und dem Ansaugkanal ausgebildet ist, und mit einem Entlüftungskanal, der von einem Abschnitt des Ansaugkanals zwischen dem Flüssigkeitssammelabschnitt und dem Analysebereich abzweligt, versehen, wobei sich das Ende des Entlüftungskanals ins Äußere der Vorrichtung öffnet. Der Entlüftungskanal zweigt von einem Abschnitt des Ansaugkanals zwischen dem Flüssigkeitssammelabschnitt und dem Analysebereich ab, so dass ein Lufteinschluss während der Einführung der Probe verhindert werden kann.
  • Dadurch, dass ein solcher Flüssigkeitssammelabschnitt und ein Entlüftungskanal vorgesehen ist, kann eine Probe durch die in dem Entlüftungskanal erzeugte Kapillareinwirkung eingeführt und in dem Flüssigkeitssammelabschnitt gehalten werden, so dass eine nachfolgende Saugoperation ausgeführt werden kann, ohne dass nach dem Lösen der Öffnung von dem Probenentnahmefleck ein Lufteinschluss verursacht wird.
  • Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsströmungswiderstand in dem Entlüftungskanal größer als in dem Flüssigkeitssam melabschnitt, so dass ein Lufteinschluss weiter verhindert werden kann.
  • Geeignete Verfahren zum Steuern des Flüssigkeitsströmungswiderstands sind beispielsweise das Ändern der Abmessung eines Querschnitts, das Behandeln der Oberfläche, die mit der Flüssigkeit in Kontakt ist, unter Verwendung eines oberflächenaktiven Agens, eines wasserabweisenden Agens oder dergleichen zum Ändern der Benetzbarkeit. Beispiele des wasserabweisenden Agens umfassen Silicium, Tetrafluorethylen-Harz und dergleichen. Vorzugsweise sollte der Flüssigkeitsströmungswiderstand angesichts der Steuerbarkeit durch Ändern der Abmessungen eines Querschnitts gesteuert werden. Beispielsweise können die Dicke und die Breite des Flüssigkeitssammelabschnitts größer als die des Entlüftungskanals ausgebildet sein.
  • Der in dem Ansaugkanal ausgebildete Analysebereich kann in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sowohl als Reagenzpositionierungsabschnitt als auch als Reagenzreaktionsabschnitt dienen.
  • Alternativ können ein Reagenzpositionierungsabschnitt, ein Reagenzreaktionsabschnitt und ein Analysebereich unabhängig von bestimmten Positionen in dem Ansaugkanal vorgesehen sein. Nochmals alternativ können in bestimmten Positionen in dem Ansaugkanal einer Anzahl von Reagenzreaktionsabschnitten, Reagenzpositionierungsabschnitten und Analysebereichen vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise dient ein Analysebereich in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sowohl als Reagenzpositionierungsabschnitt als auch als Reagenzreaktionsabschnitt. Allerdings können ein Reagenzpositionierungsabschnitt, ein Reagenzreaktionsabschnitt und ein Analysebereich (die im Folgenden als "Messabschnitt" bezeichnet werden), falls sich ein Reagenz durch den Ansaugkanal bewegen kann, unabhängig in bestimmten Positionen in dem Ansaugkanal ausgebildet sein. In einer solchen Vorrichtung können eine Probe und ein Reagenz gemischt und gerührt werden, während sich die Probe zwischen jedem der jeweiligen Bereiche bewegt, während auch im Fall der Verwendung eines Trockenreagenz die Lösung des Reagenz erleichtert werden kann. Das Reagenz kann sich entweder unabhängig oder gemeinsam mit der Probe bewegen.
  • Außerdem kann eine solche Vorrichtung für eine Mehrschrittreaktion angewendet werden, die einen Vorbehandlungsschritt enthält. Beispielsweise kann eine Probe, falls in dem Ansaugkanal eine Anzahl von Reagenzreaktionsbereichen oder dergleichen hintereinander vorgesehen sind, zu den jeweiligen Bereichen überführt werden, während jeweils Reaktionen verursacht werden. Unter Verwendung einer solchen Vorrichtung kann beispielsweise im Fall der Ausführung einer Analyse, die eine Antigen-Antikörper-Reaktion verwendet, in der eine B/F-Trennung erforderlich ist, die B/F-Trennung dadurch ausgeführt werden, dass eine Probe und eine Spüllösung unter den jeweiligen Reagenzreaktionsbereichen oder dergleichen überführt werden.
  • Außerdem sind im Fall der Verwendung eines Reagenz, das zwei oder mehr Komponenten enthält, die vor der Reaktion mit einer Probe nicht gemischt werden können, in dem Ansaugkanal in bestimmten Positionen bevorzugt eine Anzahl von Reagenzpositionierungsabschnitten vorgesehen.
  • Nachfolgend können in der Vorrichtung zum Analysieren einer Probe der vorliegenden Erfindung eine Saugdruckerzeugungskammer, ein Saugdruckerzeugungsrohr oder dergleichen, die das Volumen ändern können, als Saugdruckerzeu gungsmittel verwendet werden. In der Saugdruckerzeugungskammer kann eine Entlüftung ausgebildet sein. In Bezug auf das Saugdruckerzeugungsrohr wird ein Saugdruck dadurch entwickelt, dass das Rohr durch eine Hand angesaugt wird.
  • Wenn eine Probe in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines elektrochemischen Mittels analysiert wird, ist der Analysebereich vorzugsweise mit einem Elektrodenpaar versehen, das eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode umfasst.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Analysieren einer Probe das Vorbereiten der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, das Entwickeln eines Saugdrucks mittels dem Saugdruckerzeugungsmittel, wodurch eine Probe in die Öffnung eingeführt wird, und das Ansaugen der Probe mittels Saugdruck durch den Ansaugkanal in den Analysebereich, wo die Analyse der Probe ausgeführt wird.
  • Es wird ein Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Ein Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte des Vorbereitens bzw. Herstellung der ersten Ausführungsform, des Entwickelns eines Saugdrucks durch das Saugdruckerzeugungsmittel, wodurch eine Probe in die Öffnung eingeführt wird, und des Ansaugens der Probe mittels Saugdruck durch den Ansaugkanal in den Analysebereich, während eine Überschussmenge der Probe und/oder eingefangene Luft in den Umgehungskanal und außerdem durch den Umgehungskanal in das Saugdrucker zeugungsmittel entlassen werden, woraufhin ein Analysieren der Probe ausgeführt wird.
  • Wenn in diesen Verfahren eine Mehrfachanalyse durchgeführt wird, können unter Verwendung einer Vorrichtung für die Mehrfachanalyse eine Anzahl von Substanzen gleichzeitig analysiert werden.
  • Diese Verfahren zum Analysieren einer Probe, in denen entweder eine Vorrichtung mit einer trichterförmigen Öffnung oder eine Vorrichtung, die mit einem Flüssigkeitssammelabschnitt und mit einem Entlüftungskanal versehen ist, verwendet wird, umfassen die Schritte des Vorbereitens der Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, des Zusammenbringens der Öffnung mit einer Probe, wodurch die Probe durch Kapillareinwirkung in die Öffnung oder in den Flüssigkeitssammelabschnitt gesogen wird, damit sie zurückgehalten wird, und daraufhin des Entwickelns eines Saugdrucks durch das Saugdruckerzeugungsmittel und des Ansaugens der in der Öffnung oder in dem Flüssigkeitssammelabschnitt gehaltenen Probe mittels Saugdruck über den Ansaugkanal in den Analysebereich, wo die Analyse der Probe ausgeführt wird.
  • Gemäß dem Verfahren zum Analysieren einer Probe entweder unter Verwendung einer Vorrichtung, die mit einer trichterförmigen Öffnung versehen ist, oder einer Vorrichtung, in der ein Flüssigkeitssammelabschnitt und ein Entlüftungskanal ausgebildet sind, kann die Vorrichtung beispielsweise, nachdem die Öffnung mit einer Probe in dem Probenentnahmefleck zusammengebracht worden ist, um die Probe in die Öffnung oder in den Flüssigkeitssammelabschnitt einzuführen, von dem Probenentnahmefleck gelöst werden, wobei die Probe gehalten wird, was die nachfolgende Saugoperation erleichtert.
  • In diesen Verfahren zum Analysieren einer Probe gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Mittel der Analyse nicht besonders begrenzt bzw. beschränkt, wobei beispielsweise ein optisches Mittel oder ein elektrochemisches Mittel verwendet werden kann.
  • Außerdem kann das Gerät zum Analysieren einer Probe der vorliegenden Erfindung entweder ein Optikmessgerät oder ein elektrisches Messgerät sein.
  • Das Optikmessgerät umfasst ein Optikmesssystem, das mit einem lichtaussendenden Bereich und mit einem lichterfassenden Bereich versehen ist, sowie eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, wobei die Vorrichtung so positioniert ist, dass der Analysebereich der Vorrichtung mit Licht von dem lichtaussendenden Bereich bestrahlt werden kann, so dass der erfassende Bereich durchgelassenes Licht, Fluoreszenz oder reflektiertes Licht in dem Analysebereich erfassen kann.
  • Das elektrische Messgerät umfasst ein Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Signals, ein Mittel zum Erfassen eines elektrischen Signals und eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, wobei die Arbeitselektrode der Vorrichtung und das Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Signals miteinander verbunden sind und wobei die Gegenelektrode der Vorrichtung und das Mittel zum Erfassen des elektrischen Signals miteinander verbunden sind.
  • Die obigen sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung offensichtlich, in der:
  • 1(A) eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Analysie ren einer Probe ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, und 1(B) eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 1(A) längs der Linie I-I ist,
  • 2 eine Draufsicht einer weiteren Vorrichtung ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 3 eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist,
  • 4 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist,
  • 5(A)–5(D)) Draufsichten sind, die einen schrittweisen Prozess zum Ansaugen einer Probe in einer Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigen, in der ein Umgehungskanal vorgesehen ist,
  • 6(A) eine Draufsicht einer nochmals weiteren Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist und 6(B) eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 6(A) längs der Linie II-II ist,
  • 7 eine Draufsicht einer nochmals weiteren Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist,
  • 8 eine Draufsicht einer nochmals weiteren Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist,
  • 9(A) eine Draufsicht einer weiteren Vorrichtung ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, und 9(B) eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 9(A) längs der Linie III-III ist,
  • 10 eine perspektivische Ansicht ist, die die Herstellung der in 9 gezeigten Vorrichtung zeigt,
  • 11(A) eine Draufsicht der in 9 gezeigten Vorrichtung ist, in der eine Probe in den Flüssigkeitssammelabschnitt eingeführt und darin gehalten wird, und 11(B) eine Draufsicht der in 9 gezeigten Vorrichtung ist, in der eine Probe in den Analysebereich angesaugt wird,
  • 12 eine Draufsicht einer weiteren Vorrichtung ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 13 eine Draufsicht einer weiteren Vorrichtung ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 14 eine Draufsicht einer weiteren Vorrichtung ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 15 eine Draufsicht einer weiteren Vorrichtung ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 16 eine Draufsicht einer weiteren Vorrichtung ist, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 17(A)–(D) Querschnittsansichten sind, die einen Prozess zum Ansaugen einer Probe in einer weiteren Vorrichtung zeigen, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 18(A)–(D) Querschnittsansichten sind, die einen Prozess zum Ansaugen einer Probe in einer weiteren Vorrichtung zeigen, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 19(A) eine Draufsicht ist, die eine weitere Vorrichtung zeigt, die kein Teil der vorliegenden Erfindung bildet, und 19(B) eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 19(A) längs der Linie IV-IV ist,
  • 20 eine perspektivische Ansicht ist, die die Herstellung der in 19 gezeigten Vorrichtung zeigt,
  • 21(A)–(H) Draufsichten sind, die eine Analyse unter Verwendung einer weiteren Vorrichtung zeigen, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 22 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung zum Analysieren einer Probe ist, Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wenn nicht etwas anderes besonders gezeigt bzw. hervorgehoben ist, dient der Analysebereich im Folgenden sowohl als Reagenzpositionierungsabschnitt als auch als Reagenzreaktionsabschnitt.
  • Beispiel 1
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe. 1(A) ist eine Draufsicht, die eine solche Vorrichtung zeigt, und 1(B) ist eine Querschnittsansicht, die die Vorrichtung aus 1(A) längs der Linie I-I zeigt. Wie oben erwähnt wurde, bildet diese Vorrichtung keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Dennoch wird sie hier beschrieben, da sie das Verständnis der Erfindung unterstützt.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Endbereich des Körpers 5 von der Form einer rechteckigen Platte (d. h. der linke Endbereich in der Zeichnung) zu einem Vorsprungsbereich 5c ausgebildet, der eine kleinere Breite als der Körper hat. Die Breite des Vorsprungsbereichs 5c nimmt zum Ende ab. Außerdem umfasst der Körper 5 ein Basiselement 5b und eine Abdeckung 5a, die das Basisele ment bedeckt. Das Basiselement 5b und die Abdeckung 5a sind üblicherweise unter Verwendung eines Klebemittels wie etwa eines heißschmelzenden Klebemittels miteinander integriert.
  • An der Oberflächenseite des Basiselements 5b ist in einem Bereich an einer Endseite (an der rechten Seite in der Zeichnung) in Bezug auf den Mittelabschnitt ein erster abgesenkter zylinderförmiger hohler Bereich ausgebildet, der eine Saugdruckerzeugungskammer bildet, ist in Kommunikation mit dem ersten abgesenkten zylinderförmigen hohlen Bereich eine Nut ausgebildet, die einen Ansaugkanal 2 bildet, wobei die Nut bis zum Ende des Vorsprungsbereichs 5c verläuft, ist an einer bestimmten Position in der Nut etwa im Mittelabschnitt des Körpers 5 ein zweiter abgesenkter zylinderförmiger hohler Bereich ausgebildet, der kleiner als der erste abgesenkte zylinderförmige hohle Bereich ist und einen Analysebereich 3 bildet, und ist ferner das Ende der Nut am Ende des Vorsprungsbereichs 5c nach außen geöffnet, wodurch eine Öffnung 4 zum Ansaugen einer Probe gebildet ist. Daraufhin werden durch Bedecken der Oberfläche des Basiselements 5b mit einer Abdeckung 5a und Integrieren beider miteinander der erste abgesenkte zylinderförmige hohle Bereich, die Nut, der Zweite abgesenkte zylinderförmige hohle Bereich und das Ende der Nut jeweils zu der Saugdruckerzeugungskammer 1, zu dem Ansaugkanal 2, zu dem Analysebereich 3 und zu der Öffnung 4.
  • Außerdem sind in nachfolgenden Ausführungsformen durch Ausbilden abgesenkter zylinderförmiger hohler Bereiche und einer Nut wie hier eine Saugdruckerzeugungskammer, ein Ansaugkanal, ein Umgehungskanal und dergleichen ausgebildet.
  • Obgleich in der Zeichnung kein Reagenz gezeigt ist, kann beispielsweise, wenn die Abdeckung 5a durchsichtig ist und (von der Seite der Abdeckung) Licht durch die Abdeckung bestrahlt werden kann, ein mit einem Reagenz getränkter Reagenzfilm an die Innenfläche der Abdeckung 5a geklebt werden, die dem Analysebereich 3 entspricht. Außerdem bezieht sich 2a in der Zeichnung auf den Bereich des Ansaugkanals 2 zwischen der Öffnung 4 und dem Analysebereich 3 bzw. bezieht sich 2b auf den Bereich des Ansaugkanals 2 zwischen dem Analysebereich 3 und der Saugdruckerzeugungskammer 1.
  • Die Abmessungen der Vorrichtung sind üblicherweise 20 bis 50 mm Gesamtlänge, 10 bis 30 mm Breite, 1 bis 5 mm Gesamtdicke, 10 bis 20 mm Länge des Vorsprungsbereichs, 5 bis 10 mm Maximalbreite des Vorsprungsbereichs und 3 bis 5 mm Minimalbreite des Vorsprungsbereichs. Außerdem sind die Abmessungen der Saugdruckerzeugungskammer 1 üblicherweise 10 bis 20 mm Durchmesser und 0,2 bis 1 mm Tiefe, während die Abmessungen des Analysebereichs 3 üblicherweise 2 bis 5 mm Durchmesser und 0,1 bis 0,5 mm Tiefe sind. Außerdem sind die Abmessungen des Ansaugkanals 2 üblicherweise 15 bis 40 mm Gesamtlänge, 1 bis 3 mm Breite und 0,1 bis 0,5 mm Tiefe, wobei der Ansaugkanal 2b zwischen der Saugdruckerzeugungskammer 1 und dem Analysebereich 3 5 bis 20 mm Länge hat und der Ansaugkanal 2a zwischen dem Analysebereich 3 und der Öffnung 4 10 bis 30 mm Länge hat.
  • Beispiele des Materials für das Basiselement 5b umfassen Acrylnitrilbutadienstyrol-Copolymer (ABS-Harz) Polystyrol, Noryl-Harz, Polyethylen, Polyethylenterephthalat (PET) und Acrylharz. Angesichts des Lichtdurchlassgrads und dergleichen wird die Verwendung von Polystyrol oder Acrylharz besonders bevorzugt.
  • Die Abdeckung 5a muss eine elastische Eigenschaft besit zen. Außerdem muss wenigstens der Bereich der Abdeckung, der dem Analysebereich 3 entspricht, durchsichtig sein, wenn Licht durch die Abdeckung bestrahlt wird. Beispiele geeigneter Materialien für die Abdeckung sind PET, Polyethylen und Vinylchlorid. Angesichts der Verarbeitbarkeit und der Abmessungen wird insbesondere die Verwendung von PET bevorzugt.
  • Üblicherweise ist das Reagenz in einem wie zuvor beschriebenen Reagenzfilm enthalten, wobei die Struktur des Reagenzfilms je nach dem Typ des Objekts für die Analyse geeignet bestimmt wird. Wenn beispielsweise Blutplasmakomponenten das Objekt für die Analyse sind, wird ein Reagenzfilm mit einer Struktur verwendet, in der üblicherweise in dieser Reihenfolge eine Filterschicht zum Trennen der Erythrozyten, eine Reagenzschicht, die mit einem Reagenz getränkt ist, und ein Basiselement geschichtet sind. Außerdem ist der Reagenzfilm in der Weise in dem Analysebereich 3 angeordnet, dass die Filterschicht mit dem Blut (der Probe) zusammengebracht wird, so dass von der Seite der durchsichtigen Schutzschicht Bestrahlungslicht eintreten kann. Außerdem können für die jeweiligen Schichten des Reagenzfilms herkömmlich bekannte Materialien verwendet werden.
  • Eine Analyse unter Verwendung dieser Vorrichtung kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden.
  • Zunächst wird derjenige Bereich der Abdeckung 5a, der der Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtung entspricht, durch Beaufschlagen mit einem Druck, beispielsweise durch Drücken mit einem Finger, zusammengedrückt. Daraufhin wird in diesem Zustand die Öffnung 4 am Ende des Vorsprungsbereichs 5c mit der Probe zusammengebracht. Daraufhin wird der Druck, mit dem die Kammer beaufschlagt wird, gelöst, indem die Druckkraft mit einem Finger abgeschwächt wird, so dass der zusammengedrückte Bereich der Abdeckung 5a wegen der Elastizität der Abdeckung in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Saugdruck erzeugt, durch den die Probe in die Öffnung 4 eingeführt wird, woraufhin die Probe weiter durch den Ansaugkanal 2a in den Analysebereich 3 angesaugt wird. Die Zeitdauer, die das Einführen der Probe in den Analysebereich 3 dauert, ist in dieser Vorrichtung im Vergleich zu einem Fall der Verwendung einer Vorrichtung, die die Kapillareinwirkung verwendet, ausgesprochen kurz. Außerdem wird diese Zeit durch die Eigenschaften der Probe wie etwa durch die Viskosität kaum beeinflusst. Daraufhin findet in dem Analysebereich 3 zwischen einer Komponente in der Probe und dem in dem Reagenzfilm enthaltenen Reagenz eine Reaktion statt, die ein Pigment erzeugt, wodurch in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird. Daraufhin wird die Vorrichtung, in der in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird, in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser eingesetzt. Daraufhin wird durch die Abdeckung 5a Licht in die Vorrichtung eingestrahlt, wobei bei Verwendung des Schwärzungsmessers reflektiertes Licht in einem erfassenden Bereich erfasst wird, um die entwickelte Farbe zu messen. Wenn sowohl das Basiselement 5b als auch der Reagenzfilm ebenfalls durchsichtig sind, kann die Probe auch unter Verwendung des durchgelassenen Lichtes analysiert werden.
  • Beispiel 2
  • Nachfolgend ist 2 eine Draufsicht, die eine Vorrichtung für eine Mehrfachanalyse zeigt. Die Vorrichtung für die Mehrfachanalyse kann drei Substanzen gleichzeitig analysieren.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Endbereich des Körpers 5 von der Form einer rechteckigen Platte (das linke Ende in der Zeichnung) zu einem Vorsprungsbereich 5c ausgebildet, der in dieser Vorrichtung eine kleinere Breite als der Körper hat. Die Breite des Vorsprungsbereichs 5c nimmt zum Ende ab. Außerdem umfasst der Körper 5 ein Basiselement und eine Abdeckung, die in dieser Vorrichtung wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung das Basiselement bedeckt.
  • Wie in der Vorrichtung in Beispiel 1 gehen an der Oberseite des Basiselements von einer Saugdruckerzeugungskammer 1, die in Bezug auf die Mitte des Körper in einem Endseitenbereich des Körpers (auf der rechten Seite in der Zeichnung) ausgebildet ist, drei Ansaugkanäle 2b aus. An dem Ende jedes Ansaugkanals 2 ist ein Analysebereich 3 ausgebildet, wobei in den jeweiligen Analysebereichen 3 verschiedene (nicht gezeigte) Typen von Reagenzien angeordnet sind und wobei von den jeweiligen Analysebereichen 3 drei Ansaugkanäle 2a ausgehen, wobei sich die Enden der Ansaugkanäle 2a vereinigen und wobei sie eine Öffnung 4 bilden. Wenn die Abdeckung durchsichtig ist, sind die Reagenzien dadurch angeordnet, dass an diejenigen Bereiche der Innenseite der Abdeckung, die den jeweiligen Analysebereichen 3 entsprechen, Reagenzfilme geklebt sind.
  • Die Gesamtabmessungen werden in einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse je nach Anzahl der zu analysierenden Substanzen geeignet bestimmt. Da hier drei Substanzen analysiert werden, sind die Abmessungen der Vorrichtung üblicherweise eine Gesamtlänge von 30 bis 80 mm, eine Breite von 20 bis 50 mm, eine Gesamtdicke von 1 bis 5 mm, eine Länge des Vorsprungsbereichs von 10 bis 20 mm, eine maximale Breite des Vorsprungsbereichs von 5 bis 10 mm, eine minimale Breite des Vorsprungsbereichs von 3 bis 5 mm.
  • Andere Dinge wie etwa die Materialien, die Abmessungen der Saugdruckerzeugungskammer, der Ansaugkanäle und dergleichen sind die gleichen wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Analysieren einer Probe. Außerdem ist die Anzahl der zu analysierenden Substanzen nicht besonders begrenzt; allerdings liegt sie üblicherweise zwischen 1 und 20, vorzugsweise zwischen 3 und 5. In diesem Fall können je nach der Anzahl der zu analysierenden Substanzen unterschiedliche Anzahlen von Analysebereichen und Ansaugkanälen ausgebildet sein.
  • Eine Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden.
  • Zunächst wird ein Bereich der Abdeckung 5a, der der Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtung entspricht, durch Beaufschlagen mit einem Druck, beispielsweise durch Drücken mit einem Finger, zusammengedrückt. Daraufhin wird die Öffnung 4 an dem Ende des Vorsprungsbereichs in diesem Zustand mit einer Probe zusammengebracht. Daraufhin wird der Druck, mit dem die Kammer beaufschlagt wird, durch Abschwächen der Druckkraft mit einem Finger gelöst, so dass der zusammengedrückte Bereich der Abdeckung wegen der Elastizität der Abdeckung in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Saugdruck erzeugt, wodurch die Probe in die Öffnung 4 und daraufhin weiter durch die drei Ansaugkanäle 2a in die drei Analysebereiche 3 angesaugt wird. Wie in der Ausführungsform in Beispiel 1 ist die Zeitdauer, die das Einführen der Probe in die jeweiligen Analysebereiche 3 in dieser Vorrichtung dauert, ausgesprochen kurz im Vergleich zu der in einer Vorrichtung, die die Kapillareinwirkung verwendet. Außerdem wird die Zeit kaum durch die Eigenschaften der Probe wie etwa durch die Viskosität beein flusst. Daraufhin finden zwischen Komponenten in der Probe und den in den jeweiligen Reagenzfilmen enthaltenen Reagenzien Reaktionen statt, die in den jeweiligen Analysebereichen 3 Pigmente erzeugen, wodurch in den jeweiligen Reagenzfilmen Farben entwickelt werden. Daraufhin wird die Vorrichtung, in der in den jeweiligen Reagenzfilmen Farben entwickelt werden, in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser eingesetzt. Daraufhin wird Licht in die Vorrichtung eingestrahlt, so dass bei Verwendung des Schwärzungsmessers bzw. Densitometers in einem erfassenden Bereich reflektiertes Licht erfasst werden kann, um die entwickelte Farbe zu messen, so dass drei Substanzen gleichzeitig analysiert werden können.
  • Beispiel 3
  • 3 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe der vorliegenden Erfindung, die mit einem Umgehungskanal versehen ist.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Endseitenbereich des Körpers 5 von der Form einer rechteckigen Platte (das linke Ende in der Zeichnung) zu einem Vorsprungsbereich 5c ausgebildet, der eine kleinere Breite als der Körper hat. Die Breite des Vorsprungsbereichs 5c ist zum Ende verringert. Außerdem umfasst der Körper 5 ein Basiselement und eine Abdeckung, die wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung das Basiselement in der Vorrichtung bedeckt.
  • Wie in Beispiel 1 verläuft an der Oberseite des Basiselements 5b von einer Saugdruckerzeugungskammer 1, die an einem Endseitenbereich des Körpers 5 (an der rechten Seite in der Zeichnung) in Bezug auf die Mitte des Körpers ausgebildet ist, ein Ansaugkanal 2b. Am Ende des Ansaugkanals 2b ist ein Analysebereich 3 ausgebildet, wobei in dem Analysebereich 3 ein (nicht gezeigtes) Reagenz angeordnet ist, während ferner ein Ansaugkanal 2a von dem Analysebereich 3 zum Ende des Vorsprungsbereichs 5c verläuft. Am Ende des Ansaugkanals 2a ist eine Öffnung 4 ausgebildet. Dort, wo die Abdeckung durchsichtig ist, ist dadurch, dass an einen Bereich der Innenseite der Abdeckung, der dem Analysebereich 3 entspricht, das Reagenz geklebt ist, ein Reagenzfilm angeordnet. Von einem Bereich des Ansaugkanals 2a zwischen der Öffnung 4 und dem Analysebereich 3 zweigt ein Umgehungskanal 6 ab, der in der Weise verläuft, dass er mit der Saugdruckerzeugungskammer 1 kommuniziert.
  • Außerdem ist das Verhältnis zwischen den drei Flüssigkeitsströmungswiderständen, nämlich dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) in dem Ansaugkanal 2b zwischen der Saugdruckerzeugungskammer 1 und dem Analysebereich 3, dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Y) in dem Umgehungskanal und dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Z) in dem Ansaugkanal 2a zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 und des Analysebereichs 3 so, dass X > Y > Z ist.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, besitzt der gesamte Ansaugkanal 2a einen großen Durchmesser, so dass der Flüssigkeitsströmungswiderstand (Z) der kleinste unter den dreien ist, während der Umgehungskanal 6 ein bestimmtes Teilstück eines Kanals 6a mit einem kleinen Durchmesser enthält, das von dem Verzweigungsabschnitt verläuft, so dass der Flüssigkeitsströmungswiderstand (Y) der zweitkleinste ist, während der gesamte Ansaugkanal 2b einen kleinen Durchmesser besitzt, so dass der Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) der größte ist.
  • Der Ansaugkanal 2a besitzt üblicherweise eine Länge von 10 bis 30 mm, eine Breite von 1 bis 3 mm und eine Tiefe von 0,1 bis 0,5 mm. Der Umgehungskanal 6 besitzt üblicherweise eine Gesamtlänge von 10 bis 30 mm, wobei der Umgehungskanal 6a mit einem kleinen Durchmesser eine Länge von 0,5 bis 5 mm, eine Breite von 0,1 bis 0,5 mm und eine Tiefe von 0,1 bis 0,5 mm hat und außerdem der Bereich des Umgehungskanals mit einem großen Durchmesser eine Breite von 1 bis 3 mm und eine Tiefe von 0,1 bis 0,5 mm besitzt. Der Ansaugkanal 2b hat üblicherweise eine Länge von 0, 5 bis 30 mm, eine Breite von 0, 1 bis 0, 5 mm und eine Tiefe von 0,1 bis 0,5 mm.
  • In einer solchen Vorrichtung mit dem Umgehungskanal 6 sind die Gesamtabmessungen, die Materialien, die Abmessungen der Saugdruckerzeugungskammer und dergleichen usw. die gleichen wie in der Vorrichtung in Beispiel 1.
  • Nachfolgend zeigt 4 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung mit dem Umgehungskanal 6, in der der Kanal 6a mit einem kleinen Durchmesser verhältnismäßig lang ist. In einer solchen Vorrichtung hat der Umgehungskanal 6 üblicherweise eine Gesamtlänge von 10 bis 30 mm, während der Umgehungskanal 6a mit einem kleinen Durchmesser eine Länge von 3 bis 10 mm, eine Breite von 0,1 bis 0,5 mm und eine Tiefe von 0,1 bis 0,5 mm hat und außerdem der Abschnitt des Umgehungskanals mit einem großen Durchmesser eine Breite von 1 bis 3 mm und eine Tiefe von 0,1 bis 0,5 mm hat. Durch einen solchen verhältnismäßig langen Umgehungskanal 6a mit einem kleinen Durchmesser kann ein großer Unterschied zwischen dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Y) in dem Umgehungskanal 6 und dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Z) in dem Ansaugkanal 2a zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 und des Analysebereichs 3 erzeugt werden.
  • In der in 4 gezeigten Vorrichtung ist die Breite der Öffnung 4 zum Ende erhöht, d. h. trichterförmig. Durch eine solche Form kann eine Probe während der Probenentnahme in der trichterförmigen Öffnung 4 gehalten werden, wodurch die nachfolgende Saugoperation problemlos ausgeführt werden kann, während ein Lufteinschluss verhindert werden kann. Die Öffnung 4 besitzt üblicherweise eine maximale Breite von 3 bis 6 mm, eine minimale Breite von 1 bis 3 mm und eine Länge von 1 bis 5 mm.
  • Abgesehen von dem Umgehungskanal 6 und der Öffnung 4 ist die Struktur der in 4 gezeigten Vorrichtung die gleiche wie die der in 3 gezeigten Vorrichtung.
  • Eine Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung mit einem Umgehungskanal (3 oder 4) wird beispielsweise wie folgt durchgeführt.
  • Zunächst wird ein Bereich der Abdeckung, der der Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtungen entspricht, durch Beaufschlagen mit einem Druck, beispielsweise durch Drücken mit einem Finger, zusammengedrückt. Daraufhin wird in diesem Zustand die Öffnung 4 am Ende des Vorsprungsbereichs 5c mit einer Probe zusammengebracht. Daraufhin wird in diesem Zustand der Druck, mit dem die Kammer beaufschlagt wird, durch Abschwächen der Druckkraft mit einem Finger gelöst, so dass der zusammengedrückte Bereich der Abdeckung wegen der Elastizität der Abdeckung in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Zu dieser Zeit wird ein Saugdruck entwickelt, wobei die Probe wie etwa auf eine in 5 gezeigte Art und Weise angesaugt wird, wenn der entwickelte Saugdruck größer als gefordert ist. Das heißt, da der Flüssigkeitsströmungswiderstand (Z) in dem Ansaugkanal 2a zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 und des Analysebereichs 3 wie oben beschrieben der kleinste unter den drei Flüssigkeitsströmungswiderständen ist, wird eine Probe 15, wie in 5(A) gezeigt ist, zunächst in die Öffnung 4 eingeführt und weiter über den Ansaugkanal 2a in den Analysebereich 3 angesaugt. Falls weiter ein Ansaugdrucküberschuss verbleibt, da der Flüssigkeitsströmungswiderstand (Y) in dem Umgehungskanal 6a kleiner als der Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) in dem Ansaugkanal 2b ist, strömen, wie in 5(B) gezeigt ist, eine Überschussmenge der Probe 15 und/oder eingeschlossene Luft in den Umgehungskanal 6, wobei, wie in 5(C) gezeigt ist, ein weiterer Teil von ihnen in die Saugdruckerzeugungskammer 1 strömen können. Da der Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) in dem Ansaugkanal 2b zu dieser Zeit der größte der drei ist, bleibt die in den Analysebereich 3 eingeführte Probe dort, wo eine Reaktion zwischen einer Komponente in der Probe und einem (nicht gezeigten) Reagenz stattfindet, um ein Pigment zu erzeugen, wodurch in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird. Außerdem kann eine Möglichkeit, dass das Pigment in die Saugdruckerzeugungskammer 1 strömen könnte, beseitigt werden. Falls ein Saugdrucküberschuss verbleibt, wird außerdem die Überschussmenge der Probe 15 und/oder die eingeschlossene Luft, die in dem Umgehungskanal 6 vorhanden ist, wie in 5(D) gezeigt ist, weiter in die Saugdruckerzeugungskammer 1 entlassen.
  • Daraufhin wird die Vorrichtung, in der in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird, in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser eingesetzt. Daraufhin wird Licht in die Vorrichtung eingestrahlt, so dass bei Verwendung des Schwärzungsmessers das reflektierte Licht in einem erfassenden Bereich erfasst wird, um die entwickelte Farbe zu messen.
  • Durch das Vorhandensein des Umgehungskanals in der Vorrichtung und außerdem durch das Sichern des Verhältnisses der Flüssigkeitsströmungswiderstände in den drei Bereichen der Kanäle wird außerdem sichergestellt, dass die Probe in den Analysebereich eingeführt wird, wo die Probe der Reaktion mit einem Reagenz unterliegt, selbst wenn ein Saugdrucküberschuss entwickelt wird. Außerdem kann eine Möglichkeit des Überströmens des erzeugten Pigments beseitigt werden. Dementsprechend kann durch die Verwendung einer solchen Vorrichtung mit einem Umgehungskanal eine schnelle Probenentnahme durchgeführt werden, ohne dass die Druckkraft mit einem Finger sorgfältig eingestellt wird.
  • Beispiel 4
  • 6 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe der vorliegenden Erfindung, in der ein Analysebereich an der Unterseite des Körpers ausgebildet ist. In dieser Vorrichtung wird Licht von der Unterseite des Körpers aus eingestrahlt. 6(A) ist eine Draufsicht einer solchen Vorrichtung, während 6(B) eine Querschnittsansicht der Vorrichtung in 6(A) längs der Linie II-II ist.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfasst diese Vorrichtung einen Körper 5 etwa von der Form einer rechteckigen Platte, wobei der Körper 5 ein Basiselement 5b und eine Abdeckung 5a, die die Oberfläche des Basiselements bedeckt, enthält.
  • An der Oberseite des Basiselements 5b ist in einem Bereich an einer Endseite des Körpers 5 (an der linken Seite in der Zeichnung) in Bezug auf die Mitte des Körpers 5 eine Saugdruckerzeugungskammer 1 ausgebildet, von der ein Ansaugkanal 2b zur anderen Endseite des Körpers verläuft. Daraufhin verläuft der Ansaugkanal 2b von der Oberseite zur Unterseite des Basiselements nach unten, wo der Kanal mit einer Endseite des Analysebereichs 3 kommuniziert, der an der Unterseite des Basiselements 5b ausgebildet ist. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist in dem Analysebereich 3 ein Reagenzfilm 7 angeordnet. Daraufhin verläuft ein Ansaugkanal 2a von der anderen Endseite des Analysebereichs 3 und erreicht die Oberseite des Basiselements 5b, woraufhin er weiter zu der anderen Endseite des Körpers (der der Saugdruckerzeugungskammer 1 gegenüberliegenden Seite) an der Oberseite des Basiselements 5b verläuft, wobei das Ende des Kanals eine Öffnung 4 bildet. Die Öffnung 4 ist zu einer Trichterform ausgebildet. Außerdem verläuft ferner ein Umgehungskanal 6 von der Saugdruckerzeugungskammer 1, wobei das Ende des Umgehungskanals zwischen dem Analysebereich 3 und der Öffnung 4 mit dem Ansaugkanal 2a vereinigt ist. Ein Bereich des Umgehungskanals 6 von dem Vereinigungsbereich ist als Umgehungskanal 6a mit einem kleinen Durchmesser ausgebildet, während der gesamte Ansaugkanal 2b einen kleinen Durchmesser besitzt und der gesamte Ansaugkanal 2a einen großen Durchmesser besitzt. Im Ergebnis lautet das Verhältnis des Flüssigkeitsströmungswiderstands (X) in dem Ansaugkanal 2b, des Flüssigkeitsströmungswiderstands (Y) in dem Umgehungskanal 6a und des Flüssigkeitsströmungswiderstands (Z) in einem Bereich des Ansaugkanals 2a zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 und des Analysebereichs 3 X > Y > Z.
  • In dieser Vorrichtung ist die Abdeckung 5a nicht notwendig durchsichtig, wobei sie aber durchsichtig sein kann, so dass der Prozess des Ansaugens einer Probe überwacht werden kann.
  • Außerdem sind die Materialien des Basiselements 5b und der Abdeckung 5a, die Abmessungen der Saugdruckerzeugungskammer, des Ansaugkanals und dergleichen in der Vorrichtung die gleichen wie in der Vorrichtung der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
  • Nachfolgend wird eine Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung beispielsweise wie folgt durchgeführt.
  • Zunächst wird ein Bereich der Abdeckung 5a, der der Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtung entspricht, durch Beaufschlagen mit einem Druck, beispielsweise durch Drücken mit einem Finger, zusammengedrückt. Daraufhin wird die Öffnung 4 in diesem Zustand mit einer Probe zusammengebracht. Daraufhin kann der Druck, mit dem die Kammer beaufschlagt wird, durch Abschwächen der Kraft des Drückens mit einem Finger gelöst werden, so dass der zusammengedrückte Bereich der Abdeckung 5a wegen der Elastizität der Abdeckung in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Zu dieser Zeit wird ein Saugdruck erzeugt, wodurch die Probe in die Öffnung 4 und daraufhin weiter über den Ansaugkanal 2a in den Analysebereich 3 angesaugt wird. Durch das Vorhandensein des Umgehungskanals 6 und durch das Sichern des Verhältnisses X > Y > Z der drei Flüssigkeitsströmungswiderstände (X, Y, Z) in dieser Vorrichtung ist sichergestellt, dass die Probe in den Analysebereich 3 eingeführt wird, wo die Probe einer Reaktion mit einem Reagenz unterliegt, selbst wenn ein Saugdrucküberschuss entwickelt wird. Außerdem kann eine Möglichkeit, dass ein erzeugtes Pigment in die Saugdruckerzeugungskammer 1 strömen könnte, beseitigt werden. Daraufhin wird die Vorrichtung, in der in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird, in einer vorgegebenen Stellung in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser eingesetzt. Daraufhin wird von der Unterseite des Basiselements 5b aus Licht L in die Vorrichtung eingestrahlt, so dass bei Verwendung eines Schwärzungsmessers reflektiertes Licht in einem erfassenden Bereich erfasst wird, um die entwickelte Farbe zu messen.
  • Beispiel 5
  • Nachfolgend zeigt 7 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung für die Mehrfachanalyse der vorliegenden Erfindung. Diese Vorrichtung für die Mehrfachanalyse kann drei Substanzen gleichzeitig analysieren.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Endbereich des Körpers 5 von der Form einer rechteckigen Platte (das linke Ende in der Zeichnung) in dieser Vorrichtung zu einem Vorsprungsbereich 5c ausgebildet, der eine kleinere Breite als der Körper hat. Die Breite des Vorsprungsbereichs 5c nimmt zum Ende ab. Außerdem umfasst der Körper 5 ein Basiselement und eine Abdeckung, die die Oberfläche des Basiselements wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform bedeckt.
  • An der Oberseite des Basiselements gehen von einer Saugdruckerzeugungskammer 1, die an einem Endseitenbereich des Körpers (an der rechten Seite in der Zeichnung) in Bezug auf die Mitte des Körpers angeordnet ist, drei Ansaugkanäle 2b aus. An jedem Ende der jeweiligen Ansaugkanäle 2b ist ein Analysebereich 3 ausgebildet, wobei in den jeweiligen Analysebereichen 3 verschiedene (nicht gezeigte) Typen von Reagenzien angeordnet sind, während von den jeweiligen Analysebereichen 3 drei Ansaugkanäle 2a verlaufen, wobei sich die Enden der jeweiligen Ansaugkanäle 2a zu einer Öffnung 4 vereinigen. Wenn die Abdeckung durchsichtig ist, sind die Reagenzien dadurch angeordnet, dass entsprechen den jeweiligen Analysebereichen 3 Reagenzfilme an die Innenseite der Abdeckung geklebt werden. Von der Saugdruckerzeugungskammer 1 geht ein Umgehungskanal 6 aus, wobei sich das Ende des Umgehungskanals zu der Öffnung 4 vereinigt. Ein bestimmter Bereich des Umgehungskanals 6 von dem Vereinigungsbereich ist als Umgehungskanal 6a mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet, während die gesamten Ansaugkanäle 2b kleine Durchmesser haben und während die gesamten Ansaugkanäle 2a große Durchmesser haben. Im Ergebnis lautet das Verhältnis des Flüssigkeitsströmungswiderstands (X) in den Ansaugkanälen 2b, des Flüssigkeitsströmungswiderstands (Y) in dem Umgehungskanal 6 und des Flüssigkeitsströmungswiderstands (Z) in den Bereichen der Ansaugkanäle 2a zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 und den Analysebereichen 3 X > Y > Z.
  • In einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse werden die Gesamtabmessungen je nach der Anzahl der zu analysierenden Substanzen geeignet bestimmt. Da in dieser Ausführungsform drei Substanzen zu analysieren sind, sind die Abmessungen der Vorrichtung üblicherweise eine Gesamtlänge von 20 bis 50 mm, eine Breite von 20 bis 50 mm und eine Gesamtdicke von 1 bis 5 mm, wobei der Vorsprungsbereich eine Länge von 10 bis 20 mm, eine maximale Breite von 5 bis 20 mm und eine minimale Breite von 3 bis 5 mm hat. Andere Dinge wie etwa die Materialien, die Abmessungen der Saugdruckerzeugungskammer, der Ansaugkanäle und dergleichen usw. sind in dieser Vorrichtung die gleichen wie in der Vorrichtung mit einem Umgehungskanal. Außerdem ist die Anzahl der zu analysierenden Substanzen nicht besonders begrenzt, wobei sie üblicherweise aber zwischen 1 und 20, vorzugsweise zwischen 3 und 5, liegt. Je nach Anzahl der zu analysierenden Substanzen können in diesem Fall eine unterschiedliche Anzahl der Analysebereiche, der Umgehungskanäle und der Ansaugkanäle ausgebildet sein.
  • Eine Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden.
  • Zunächst wird ein Bereich der Abdeckung 5, der der Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtung entspricht, durch Beaufschlagen mit einem Druck, beispielsweise durch Drücken mit einem Finger, zusammengedrückt. Daraufhin wird in diesem Zustand die Öffnung 4 am Ende des Vorsprungsbereichs mit einer Probe zusammengebracht. Daraufhin wird der Druck, mit dem die Kammer beaufschlagt wird, durch Abschwächen der Druckkraft mit einem Finger gelöst, so dass der zusammengedrückte Abschnitt der Abdeckung wegen der Elastizität der Abdeckung in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Zu dieser Zeit wird ein Saugdruck entwickelt, wodurch die Probe in die Öffnung 4 und daraufhin weiter durch die drei Ansaugkanäle 2a in die jeweiligen drei Analysebereiche 3 angesaugt wird. Durch das Vorhandensein des Umgehungskanals 6 und durch das Sichern des Verhältnisses X > Y > Z der drei Flüssigkeitsströmungswiderstände (X, Y, Z) in dieser Vorrichtung wird sichergestellt, dass die Probe in die Analysebereiche 3 eingeführt wird, wo die Probe eine Reaktion mit einem Reagenz unterliegt, selbst wenn ein Saugdrucküberschuss erzeugt wird. Außerdem kann eine Möglichkeit beseitigt werden, dass ein erzeugtes Pigment in die Saugdruckerzeugungskammer 1 strömen könnte. Daraufhin wird die Vorrichtung, in der in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird, in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser eingesetzt. Daraufhin wird Licht in die Vorrichtung eingestrahlt, so dass bei Verwendung eines Schwärzungsmessers reflektiertes Licht in einem erfassenden Bereich erfasst wird, um die entwickelte Farbe zu messen, so dass drei Substanzen gleichzeitig analysiert werden können.
  • Beispiel 6
  • 8 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, in der ein Bereich eines Ansaugkanals zwischen einer Öffnung und einem Verzweigungsabschnitt eines Umgehungskanals geschlängelt ist und außerdem einen kleinen Durchmesser besitzt, so dass der Flüssigkeitsströmungswiderstand in dem Bereich des Ansaugkanals zu dem größten wird. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfasst diese Vorrichtung einen Körper 5 von der Form einer etwa rechteckförmige Platte, dessen Breite eines Endbereichs zum Ende abnimmt, während der Körper 5 ein Basiselement und eine Abdeckung umfasst, die die Oberfläche des Basiselements abdeckt.
  • Daraufhin ist an der Oberseite des Basiselements in einem Bereich auf der anderen Endseite (auf der rechten Seite in der Zeichnung) in Bezug auf die Mitte des Körpers 5 eine Saugdruckerzeugungskammer 1 ausgebildet, von der ein Ansaugkanal 2b zu dem einen Endbereich des Körpers mit der verringerten Breite verläuft. An einer bestimmten Position in dem Ansaugkanal 2b (etwa in dem Mittelbereich des Körpers 5) ist ein Analysebereich 3 ausgebildet. Daraufhin verläuft ein Ansaugkanal 2a von dem Analysebereich 3 zu dem Bereich des Körpers mit der verringerten Breite, wobei der Ansaugkanal 2a von einem bestimmten Punkt an geschlängelt ist. Außerdem zweigt von dem Ansaugkanal 2a ein Umgehungskanal 6 ab, der mit der Saugdruckerzeugungskammer 1 zur Kommunikation gebracht wird. Außerdem ist der Ansaugkanal 2a, wie zuvor beschrieben wurde, von dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 geschlängelt, wobei das Ende des Ansaugkanals 2a zu einer trichterförmigen Öffnung 4 an dem Endbereich des Körpers mit verringerter Breite ausgebildet ist. In dem Analysebereich 3 ist ein Reagenz angeordnet, wobei das Reagenz, wenn die Abdeckung durchsichtig ist, dadurch angeordnet ist, dass ein Reagenzfilm, der das Reagenz enthält, an einen Bereich der Innenseite der Abdeckung geklebt ist, der dem Analysebereich 3 entspricht.
  • Der gesamte Bereich des Ansaugkanals 2a zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 und des Analysebereichs 3 ist mit einem großen Durchmesser hergestellt, während ein Bereich 6a bestimmter Länge von dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 mit einem kleinen Durchmesser hergestellt ist und der gesamte Ansaugkanal 2b mit einem kleinen Durchmesser hergestellt ist. Der geschlängelte Bereich des Ansaugkanals 2a ist mit einem kleinen Durchmesser hergestellt und länger als der Ansaugkanal 2b. Somit ist der Flüssigkeitsströmungswiderstand (W) in dem geschlängelten Bereich des Ansaugkanals 2a größer als der Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) in dem Ansaugkanal 2b. Dementsprechend ist das Verhältnis der vier Flüssigkeitsströmungswiderstände, d. h. des Flüssigkeitsströmungswiderstands (W) in dem geschlängelten Bereich des Ansaugkanals 2a, des Flüssigkeitsströmungswiderstands (X) in dem Ansaugkanal 2b, des Flüssigkeitsströmungswiderstands (Y) in dem Umgehungskanal 6 und des Flüssigkeitsströmungswiderstands (Z) in dem Bereich des Ansaugkanals 2a zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals 6 und des Analysebereichs 3 so, dass W > X > Y > Z gilt.
  • In einer solchen Vorrichtung hat der geschlängelte Bereich des Ansaugkanals 2a üblicherweise eine Gesamtlänge von 5 bis 15 mm, eine Breite von 0,1 bis 0,5 mm und eine Tiefe von 0,1 bis 0,5 mm. Andere Dinge wie etwa die Materialien, die Abmessungen der Saugdruckerzeugungskammer und anderer Bereiche der Ansaugkanäle und dergleichen sind in dieser Vorrichtung die gleichen wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
  • Nachfolgend wird eine Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung beispielsweise wie folgt ausgeführt.
  • Zunächst wird ein Bereich der Abdeckung 5a, der der Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtung entspricht, durch Beaufschlagen mit einem Druck, beispielsweise durch Drücken mit einem Finger, zusammengedrückt. Daraufhin wird in diesem Zustand die Öffnung 4 am Ende des Vorsprungsbereichs mit der Probe zusammengebracht. Daraufhin wird der Druck, mit dem die Kammer beaufschlagt wird, durch Abschwächen der Druckkraft mit einem Finger gelöst, so dass der zusammengedrückte Bereich der Abdeckung 5a wegen der Elastizität der Abdeckung in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Zu dieser Zeit wird ein Saugdruck entwickelt, wodurch eine Probe in die Öffnung 4 angesaugt wird. Da das Verhältnis der vier Flüssigkeitsströmungswiderstände (W, X, Y, Z) W > X > Y > Z ist, ist selbst dann, wenn ein starker Saugdruck entwickelt wird, sichergestellt, dass die Probe weiter in den Analysebereich 3 eingeführt wird, wo die Probe analysiert wird. Da der Flüssigkeitsströmungswiderstand (W) in dem geschlängelten Bereich des Ansaugkanals 2a am größten ist, werden außerdem die Möglichkeiten, dass die in den Analysebereich 3 eingeführte Probe und/oder ein erzeugtes Pigment zur Seite der Öffnung 4 ausströmen könnten, verringert. Daraufhin wird die Vorrichtung, in der in dem Reagenzfilm eine Farbe entwickelt wird, in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser eingesetzt. Daraufhin wird von der Unterseite des Körpers 5 Licht in die Vorrichtung eingestrahlt, so dass bei Verwendung des Schwärzungsmessers in einem erfassenden Bereich reflektiertes Licht erfasst wird, um die entwickelte Farbe zu messen.
  • Beispiel 7
  • 9 zeigt eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe. 9(A) ist eine Draufsicht einer solchen Vorrichtung und 9(B) eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 9(A) längs der Linie III-III. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist diese Vorrichtung durch Schichten bzw. Laminierung einer Anzahl von Filmen ausgebildet, wobei der Körper der Vorrichtung eine etwa rechteckförmige Platte ist. Obgleich diese Vorrichtung und mehrere der im Folgenden beschriebenen Vorrichtungen keinen Teil der Erfindung bilden, können eine Anzahl von Merkmalen, die in Verbindung mit diesen Vorrichtungen beschrieben werden, mit der Erfindung verwendet werden.
  • In dieser Vorrichtung ist eine Saugdruckerzeugungskammer 1 als Vorsprung in einem Bereich einer Endseite (an der rechten Seite in der Zeichnung) in Bezug auf die Mitte des Körpers etwa von der Form einer rechteckigen Platte ausgebildet. Von der Unterseite der Saugdruckerzeugungskammer 1 verläuft ein Ansaugkanal 2 zu dem gegenüberliegenden Ende der Saugdruckerzeugungskammer 1 (zum anderen Ende) des Körpers etwa von der Form einer rechteckigen Platte. An einer bestimmten Position in dem Ansaugkanal 2 ist ein Analysebereich 3 ausgebildet, wobei das Ende des Ansaugkanals 2 über einen Flüssigkeitssammelabschnitt 9 mit der Öffnung 4 kommuniziert, die am anderen Ende des Körpers etwa von der Form einer rechteckigen Platte ausgebildet ist. Falls die Notwendigkeit entsteht, ist unter dem Analysebereich 3 ein Fenster 10 ausgebildet. Falls beispielsweise Glucoseoxidase (GOD) als Reagenz verwendet wird, sollte das Fenster für die Zufuhr von Sauerstoff ausgebildet sein, da das Reagenz für die Färbungsreaktion Sauerstoff benötigt. Allerdings braucht mit Ausnahme des Falls, dass der dem Analysebereich 3 entsprechende Bereich des Films durchsichtig ist, so dass das Licht in den Analysebereich 3 eintreten kann, kein Fenster ausgebildet zu sein. Außerdem ist unter dem Analysebereich 3 ein mit einem Reagenz getränkter Reagenzfilm 7 angeordnet, so dass er das Fenster 10 bedeckt. Außerdem ist an einer bestimmten Position in dem Ansaug kanal 2b zwischen der Saugdruckerzeugungskammer 1 und dem Analysebereich 3 auf der Seite der Saugdruckerzeugungskammer 1 ein Verschluss ausgebildet, der gasdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig 8 ist. Der Verschluss 8 ist dadurch ausgebildet, dass an einer bestimmten Position in dem Ansaugkanal 2b ein wasserabweisender poröser Film angeordnet ist.
  • Außerdem zweigt von einem Bereich des Ansaugkanals 2a zwischen dem Flüssigkeitssammelabschnitt 9 und dem Analysebereich 3 ein Entlüftungskanal 25 ab, wobei das Ende 26 des Kanals ins Äußere des Körpers offen ist. Da eine solche Öffnung vorgesehen ist, kann wegen des Entlüftungskanals 25 eine Kapillareinwirkung entwickelt werden.
  • Außerdem ist die Querschnittsfläche des Entlüftungskanals 25 kleiner hergestellt als die des Flüssigkeitssammelabschnitts 9, so dass der Flüssigkeitsströmungswiderstand in dem Entlüftungskanal 25 größer als der in dem Flüssigkeitssammelabschnitt 9 ist. Genauer ist der Flüssigkeitssammelabschnitt 9 etwa viermal so breit wie der Ansaugkanal 2 oder der Entlüftungskanal 25, während der Flüssigkeitssammelabschnitt 9 etwa doppelt so dick wie der Ansaugkanal 2 oder der Entlüftungskanal 25 ist.
  • Eine solche Vorrichtung von Schichtfilmen kann dadurch hergestellt werden, dass beispielsweise die in den jeweiligen Formentypen geformten Filme 11, 12, 13 und 14, wie in 10 gezeigt ist, mit einem Reagenzfilm 7 und mit einem wasserabstoßenden porösen Film 8, die dazwischen angeordnet werden, geschichtet werden.
  • Der Film 14 soll die Unterseite der Vorrichtung sein, in der das Fenster 10 vorgesehen ist. In dem Film 13 sind Ausschnittbereiche ausgebildet, die den Flüssigkeitssammelabschnitt 9, den Entlüftungskanal 25, den Analysebe reich 3 bzw. den Ansaugkanal 2 bilden. Der Film 12 stellt die Dicke des Flüssigkeitssammelabschnitts 9 (die Größe der Querschnittsfläche des Abschnitts) sicher. In dem Film 12 sind ein Ausschnittbereich zum Ausbilden des Flüssigkeitssammelabschnitts 9, ein kreisförmiger Ausschnittbereich zum Ausbilden einer Öffnung am Ende des Entlüftungskanals 25 und ein kreisförmiger Ausschnittbereich zum Kommunizieren des Ansaugkanals 2b mit der Saugdruckerzeugungskammer 1 ausgebildet. In dem Film 11 sind ein Vorsprung eines etwa zylinderförmigen nach außen gewölbten Bereichs zum Ausbilden der Saugdruckerzeugungskammer 1 und ein kreisförmiger Ausschnittbereich zum Ausbilden einer Öffnung am Ende des Entlüftungskanals 25 ausgebildet.
  • Daraufhin wird in einem Bereich zwischen dem Film 14 und dem Film 13, wo der Analysebereich 3 ausgebildet werden soll, der Reagenzfilm 7 angeordnet, während in einem Bereich, der zu einem Teil des Ansaugkanals 2b wird, zwischen dem Film 13 und dem Film 12 der wasserabweisende bzw. hydrophobe poröse Film 8 angeordnet wird. In diesem Zustand werden die vier Filme 14, 13, 12 und 11 von unten in dieser Reihenfolge geschichtet und daraufhin miteinander integriert, um eine wie in 9 gezeigte Vorrichtung herzustellen.
  • Ein Beispiel des wasserabweisenden porösen Films ist ein wasserabweisender poröser Harzfilm, insbesondere ein poröser Polyethylenfilm, ein poröser Polypropylenfilm, ein poröser Teflonfilm oder dergleichen. Geeignete wasserabweisende poröse Harzfilme sind Celgard (Produktname/Hoechst Celanese Co., Ltd.) und Hipore (Produktname/Asahi Chemical Industry Co., Ltd.). Der durchschnittliche Durchmesser einer Pore in dem wasserabweisenden porösen Harzfilm beträgt üblicherweise von 0,1 bis 1 μm, vorzugsweise von 0,3 bis 0,7 μm. Außerdem beträgt die Dicke des wasserabweisenden porösen Harzfilms üblicherweise von 10 bis 100 μm. Ein solcher wasserabweisender poröser Harzfilm kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass unter Verwendung des wasserabweisenden Harzes ein Film ausgebildet wird, der daraufhin entweder einachsig oder zweiachsig ausgerichtet wird.
  • Der Reagenzfilm 7 ist ein mit einem Reagenz getränkter Film, wobei der Typ des Reagenz je nach dem Typ des Objekts für die Analyse geeignet ausgewählt wird. Die Struktur des Reagenzfilms wird ebenfalls je nach dem Typ des zu analysierenden Objekts geeignet bestimmt. Wenn beispielsweise Blutplasmakomponenten das Objekt für die Analyse sind, besitzt der Reagenzfilm üblicherweise eine Struktur, in der eine Filterschicht zum Trennen der Blutzellen, eine mit einem Reagenz getränkte Reagenzschicht und ein Basiselement in dieser Reihenfolge geschichtet werden. Daraufhin wird der Reagenzfilm 7 in dem Analysebereich 3 angeordnet, so dass die Filterschicht mit dem Blut (einer flüssigen Probe) zusammengebracht werden kann. Außerdem können für die jeweiligen Schichten in dem Reagenzfilm herkömmlich bekannte Materialien angewendet werden.
  • Bei der wie obenbeschriebenen Herstellung einer Vorrichtung können die Filme unter Verwendung eines Klebemittels, das die jeweiligen Filme miteinander verbindet, oder durch Schichten der Filme durch Druck oder Erwärmen miteinander integriert werden.
  • Außerdem sind geeignete Materialien für die in der Vorrichtung enthaltenen Filme beispielsweise Polyethylen, Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol, Polyvinylchlorid und dergleichen, wobei insbesondere PET wegen seiner Verarbeitbarkeit erwünscht ist.
  • Die Abmessungen der in 9 gezeigten Vorrichtung sind üblicherweise eine Länge von 15 bis 60 mm, eine Breite von 5 bis 20 mm und eine Dicke von 1 bis 3 mm. Außerdem sind die Abmessungen der Saugdruckerzeugungskammer 1 üblicherweise ein Durchmesser von 3 bis 15 mm und eine Höhe von 0,5 bis 3 mm. Außerdem sind die Abmessungen des Ansaugkanals 2 üblicherweise eine Gesamtlänge von 10 bis 40 mm, eine Breite von 0,5 bis 2 mm und eine Dicke von 0,1 bis 0,5, wobei der Ansaugkanal 2a eine Länge von 5 bis 30 mm hat und der Ansaugkanal 2b eine Länge von 5 bis 30 mm hat. Außerdem sind die Abmessungen des Analysebereichs 3 üblicherweise ein Durchmesser von 2 bis 10 mm und eine Höhe von 0,1 bis 1 mm. Die Abmessungen des Flüssigkeitssammelabschnitts 9 sind üblicherweise eine Länge von 2 bis 10 mm, eine Breite von 2 bis 10 mm und eine Dicke von 0,2 bis 1 mm. Die Abmessungen des Entlüftungskanals 25 sind üblicherweise eine Gesamtlänge von 2 bis 10 mm, eine Breite von 0,5 bis 2 mm und eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm und ein Durchmesser der Öffnung des Kanals von 0,5 bis 5 mm. Die Abmessungen der Öffnung 4 sind üblicherweise eine Breite von 2 bis 10 mm und eine Dicke von 0,2 bis 1 mm.
  • Nachfolgend wird anhand von 11 ein Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung der in 9 gezeigten Vorrichtung beschrieben. In 11 wird auf die gleichen Teile, wie sie in 9 gezeigt sind, unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen.
  • Zunächst wird durch Beaufschlagen mit einem Druck, beispielsweise durch Drücken mit einem Finger, die vorstehende Saugdruckerzeugungskammer 1 in der Vorrichtung zusammengedrückt. Daraufhin wird die Öffnung 4 in diesem Zustand an einem vorgegebenen Probenentnahmefleck mit einer Probe 15 zusammengebracht. Wie in 11(A) gezeigt ist, wird die Probe 15 daraufhin durch die Kapil lareinwirkung, die wegen des Entlüftungskanals 25 entwickelt wird, in die Öffnung 4 angesaugt und in dem Flüssigkeitssammelabschnitt 9 gehalten. Daraufhin wird die Öffnung 4 von dem Probenentnahmefleck abgetrennt und daraufhin die Druckkraft mit einem Finger abgeschwächt, um den angewendeten Druck zu lösen. Daraufhin kehrt die zusammengedrückte Saugdruckerzeugungskammer 1 durch die Elastizität in die ursprüngliche Form zurück, wodurch ein Saugdruck (ein Unterdruck) entwickelt wird. Wegen des entwickelten Saugdrucks wird die in dem Flüssigkeitssammelabschnitt 9 gehaltene Probe durch den Ansaugkanal 2a, wie in 11(B) gezeigt ist, in den Analysebereich 3 angesaugt. Die Zeitdauer, die das Einführen der Probe in den Analysebereich 3 in einem solchen Verfahren dauert, ist ausgesprochen kurz im Vergleich zu der Zeit, die das Ansaugen einer Probe unter Verwendung der Kapillareinwirkung dauert. Außerdem wird ein solcher Ansaugprozess kaum durch Eigenschaften der Probe wie etwa durch die Viskosität beeinflusst.
  • Da die Flüssigkeitsströmungswiderstände in dem Flüssigkeitssammelabschnitt 9 und in dem Entlüftungskanal 25 wie oben beschrieben eingestellt werden, verbleibt in diesem Ansaugprozess außerdem ein Teil der Probe 15 wie in der Zeichnung gezeigt in dem Entlüftungskanal 25, so dass ein Lufteinschluss verhindert werden kann. Da der Verschluss 8 ausgebildet ist, ist außerdem sichergestellt, dass die Probe 15, selbst wenn ein Saugdrucküberschuss entwickelt wird, in den Analysebereich 3 eingeführt wird, ohne dass ein Strömen der Probe 15 in die Saugdruckerzeugungskammer 1 bewirkt wird. Dementsprechend braucht beim Einstellen der Druckkraft mit einem Finger nicht aufgepasst zu werden. Daraufhin findet in dem Analysebereich 3 eine Reaktion zwischen einer Komponente in der Probe 15 und dem in dem Reagenzfilm 7 enthaltenen Reagenz statt, um ein Pigment zu erzeugen, wodurch in dem Reagenzfilm 7 eine Farbe entwickelt wird. Daraufhin wird die Vorrichtung, in der in dem Reagenzfilm 7 eine Farbe erzeugt wird, in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät wie etwa in einen Schwärzungsmesser eingesetzt. Daraufhin wird durch das in der Unterseite der Vorrichtung ausgebildete Fenster 10 Licht in die Vorrichtung eingestrahlt, so dass unter Verwendung des Schwärzungsmessers reflektiertes Licht in einem erfassenden Bereich erfasst wird, um die in dem Reagenzfilm entwickelte Farbe zu messen. Außerdem kann die Analyse in dieser Messung, wenn sowohl der Analysebereich 3 als auch der Reagenzfilm 7 durchsichtig sind, auch unter Verwendung durchgelassenen Lichtes durchgeführt werden.
  • Beispiel 8
  • 12 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung für die Mehrfachanalyse, die mit einer Anzahl von in einer Reihe angeordneten Analysebereichen versehen ist.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist diese Vorrichtung in bestimmten Positionen in einem Ansaugkanal 2 mit drei Analysebereichen 3 versehen, wobei in jedem der Analysebereiche 3 ein Reagenzfilm 7 angeordnet ist. Die jeweiligen Reagenzfilme 7 sind mit verschiedenen Reagenztypen getränkt. Abgesehen von diesen Aspekten ist die Struktur der Vorrichtung die gleiche wie die der in 9 gezeigten Vorrichtung, wobei auf die gleichen Teile wie in 9 unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird.
  • Diese Vorrichtung kann dadurch hergestellt werden, dass wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung im Beispiel 7 eine Anzahl von Filmen mit vorgegebenen Formen geschichtet und darauf miteinander integriert werden, wobei das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung, die verwende ten Materialien und dergleichen ebenfalls die gleichen wie in der Vorrichtung in Beispiel 7 sind. Außerdem sind die Gesamtabmessungen der Vorrichtung üblicherweise eine Länge von 15 bis 100 mm, eine Breite von 5 bis 20 mm und eine Dicke von 1 bis 3 mm. Außerdem beträgt die Gesamtlänge des Ansaugkanals 2 üblicherweise 20 bis 80 mm und der Abstand zwischen den Analysebereichen üblicherweise 3 bis 10 mm. Die Abmessungen in anderen Teilen der Vorrichtung sind die gleichen wie in der Vorrichtung aus Beispiel 7.
  • Obgleich eine Vorrichtung beschrieben ist, die mit drei Analysebereichen versehen ist, kann je nach der gewünschten Anzahl der Substanzen für die Messung irgendeine Anzahl von Analysebereichen vorgesehen sein.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren für die Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse beispielsweise wie folgt ausgeführt.
  • Zunächst wird eine Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtung durch Drücken wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform zusammengedrückt. Daraufhin wird die Öffnung 4 in diesem Zustand mit einer Probe an einem vorgegebenen Probenentnahmefleck zusammengebracht, wodurch die Probe durch die Kapillareinwirkung in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9 angesaugt wird, wo sie gehalten wird. Daraufhin wird die Öffnung 4 von dem Probenentnahmefleck abgetrennt und anschließend der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, gelöst, so dass ein Saugdruck entwickelt wird. Dementsprechend wird die Probe nacheinander in die jeweiligen drei Analysebereiche 3 eingeführt, wo die jeweiligen Reaktion zwischen den Verbindungen in der Probe und in den in den jeweiligen Reagenzfilmen 7 enthaltenen Reagenzien stattfindet. Daraufhin wird die Vorrichtung in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät eingesetzt, das die Mehrfachanalyse ausführen kann. Daraufhin wird durch das in der Unterseite der Vorrichtung ausgebildete Fenster Licht eingestrahlt, wodurch die in den jeweiligen Reagenzfilmen 7 entwickelten Farben gemessen werden. Ein Beispiel des Optikmessgeräts ist ein Schwärzungsmesser. Somit können unter Verwendung einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse eine Anzahl von Substanzen gleichzeitig gemessen werden.
  • Beispiel 9
  • 13 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe für die Mehrfachanalyse, die mit einer Anzahl von parallel angeordneten Analysebereichen versehen ist.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, besitzt diese Vorrichtung drei Ansaugkanäle 2. In jedem der Ansaugkanäle 2 ist ein Analysebereich 3 ausgebildet, in dem ein Reagenzfilm 7 angeordnet ist. Jeder Reagenzfilm 7 ist mit einem anderen Reagenztyp getränkt. Die Bereiche jedes der drei jeweiligen Ansaugkanäle 2, die von den drei jeweiligen Analysebereichen 3 zu der Öffnung 4 verlaufen, vereinigen sich an einer bestimmten Position, um einen Ansaugkanal 2a zu bilden, bevor sie den Flüssigkeitssammelabschnitt 9 erreichen. Außerdem gehen von einer Saugdruckerzeugungskammer 1 drei Ansaugkanäle 2b aus, die mit den drei Analysebereichen 3 jeweils in Kommunikation stehen. Abgesehen von diesen Eigenschaften besitzen diese Vorrichtung und die in 9 in Beispiel 8 gezeigte Vorrichtung die gleiche Struktur, so dass auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird.
  • Wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung in Beispiel 7 kann diese Vorrichtung dadurch hergestellt werden, dass eine Anzahl von Filmen mit vorgegebenen Formen geschichtet werden und daraufhin miteinander integriert werden, wobei das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung, die verwendeten Materialien und dergleichen ebenfalls die gleichen wie in Beispiel 1 sind. Außerdem sind die Gesamtabmessungen der Vorrichtung üblicherweise eine Länge von 15 bis 60 mm, eine Breite von 10 bis 50 mm und eine Dicke von 1 bis 3 mm. Außerdem beträgt die Gesamtlänge des Ansaugkanals 2 üblicherweise 10 bis 40 mm, während der Abstand der Analysebereiche 3 voneinander üblicherweise 3 bis 10 mm beträgt. Die Abmessungen der anderen Teile der Vorrichtung sind die gleichen wie in der Vorrichtung aus Beispiel 7.
  • Obgleich eine mit drei Analysebereichen versehene Vorrichtung gezeigt ist, können je nach der gewünschten Anzahl der Substanzen für die Messung irgendeine Anzahl von Analysebereichen und Ansaugkanälen vorgesehen sein.
  • Nachfolgend wird eine Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse beispielsweise wie folgt ausgeführt.
  • Zunächst wird eine Saugdruckerzeugungskammer 1 der Vorrichtung durch Drücken wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform zusammengedrückt. In diesem Zustand wird die Öffnung 4 mit einer Probe an einem vorgegebenen Probenentnahmefleck zusammengebracht und die Probe durch die Kapillareinwirkung in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9 eingeführt, wo sie gehalten wird. Daraufhin wird die Öffnung 4 von dem Probenentnahmefleck abgetrennt und anschließend der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, gelöst, so dass ein Saugdruck entwickelt wird. Im Ergebnis wird die Probe in jeden der drei Analysebereiche 3 gleichzeitig eingeführt, wo Reak tionen zwischen Komponenten in der Probe und den in den jeweiligen Reagenzfilmen 7 enthaltenen Reagenzien stattfinden. Daraufhin wird die Vorrichtung in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät eingeführt, das eine Mehrfachanalyse ausführen kann. Daraufhin wird durch das in der Unterseite der Vorrichtung ausgebildete Fenster Licht eingestrahlt, wodurch die in den jeweiligen Reagenzfilmen 7 entwickelte Farbe gemessen wird.
  • Somit können unter Verwendung einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse eine Anzahl von Substanzen gleichzeitig gemessen werden. Ein Beispiel des Optikmessgeräts ist ein Schwärzungsmesser.
  • Nachdem die Vorrichtungen für die Mehrfachanalyse in Beispiel 8 und Beispiel 9 beschrieben wurden, kann durch verschiedene Bedingungen wie etwa durch den Einfluss der Reagenzien aufeinander, die Formen der Vorrichtung oder dergleichen bestimmt werden, ob die Analysebereiche entweder in einer Reihe oder parallel angeordnet sind.
  • Beispiel 10
  • 14 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, in der ein Reagenzpositionierungsabschnitt, ein Reagenzreaktionsabschnitt und ein Messabschnitt in bestimmten Positionen in dem Ansaugkanal unabhängig voneinander vorgesehen sind.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist diese Vorrichtung mit einem Reagenzpositionierungsabschnitt 32, mit einem Reagenzreaktionsabschnitt 30 und mit einem Messabschnitt 31 versehen, die jeweils an einer bestimmten Position in einem Ansaugkanal 2 ausgebildet sind. Die Form des Ansaugkanals ändert sich wegen des Reagenzpositionierungsabschnitts 32 nicht besonders, wobei ein Reagenz einfach in dem Ansaugkanal angeordnet wird. Außerdem kann es ein zusammengedrückter zylindrisch geformter Hohlraum wie der Reagenzreaktionsabschnitt sein. Außerdem kann das Reagenz durch einfaches Positionieren des Reagenz in dem Kanal oder durch Anbringen des Reagenz in dem Reagenzpositionierungsabschnitt unter Verwendung eines wasserbindenden Polymers oder dergleichen angeordnet sein. Beispiele der Reagenzien umfassen Nassreagenzien oder dergleichen, die sich gemeinsam mit einer Probe bewegen können. Insbesondere sind Beispiele solcher Reagenzien GOD, Peroxidase (POD), 4-Aminoantipyrin, N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3-Methylanilin (TOOS) und dergleichen. Außerdem kann sich selbst ein Trockenreagenz gemeinsam mit einer Probe bewegen, wenn es in einer Probe aufgelöst werden kann. Außerdem ist der Reagenzreaktionsabschnitt 30 abgesehen davon, dass darin kein Reagenzfilm angeordnet ist, auf die gleiche Weise wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform ausgebildet. Außerdem ist der Messabschnitt 31 abgesehen davon, dass er durchsichtig gemacht ist, um den Lichteintritt zu ermöglichen, zu einem zusammengedrückten zylindrisch geformten Hohlraum wie dem Reagenzreaktionsabschnitt 30 ausgebildet. Außerdem kann in dem Messabschnitt 31 ein Absorptionselement wie etwa ein Filterpapier angeordnet sein, um das überführte Pigment festzusetzen. Abgesehen von diesen Eigenschaften besitzen diese Vorrichtung und die in 9 in Beispiel 7 gezeigte Vorrichtung die gleiche Struktur, so dass auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird. Außerdem kann der Reagenzreaktionsabschnitt 30 wie in Beispiel 7 auch als Messabschnitt dienen, wobei der Reagenzreaktionsabschnitt 30 in diesem Fall durchsichtig gemacht ist, um den Lichteintritt zu ermöglichen.
  • Diese Vorrichtung zum Analysieren einer Probe kann wie in Beispiel 7 dadurch hergestellt werden, dass eine Anzahl von Filmen mit vorgegebenen Formen geschichtet und daraufhin miteinander integriert werden. Außerdem sind das zur Herstellung einer solchen Vorrichtung verwendete Verfahren, die verwendeten Materialien und dergleichen ebenfalls dieselben wie in Beispiel 7. Außerdem wird während des Schichtungsprozesses der Filme allgemein ein Reagenz unter Verwendung eines wasserbindenden Polymers oder dergleichen bereitgestellt. Außerdem sind die Gesamtabmessungen der Vorrichtung üblicherweise eine Länge von 15 bis 100 mm, eine Breite von 5 bis 20 mm und eine Dicke von 1 bis 3 mm. Außerdem beträgt die Gesamtlänge des Ansaugkanals 2 üblicherweise 20 bis 80 mm, während der Abstand zwischen dem Reagenzpositionierungsabschnitt, dem Reagenzreaktionsabschnitt 30 und dem Messabschnitt 31 zueinander üblicherweise 3 bis 10 mm beträgt. Die Abmessungen der anderen Teile der Vorrichtung sind die gleichen wie in Beispiel 7.
  • Nachfolgend wird eine Analyse unter Verwendung einer solchen Vorrichtung für die Mehrfachanalyse beispielsweise wie folgt ausgeführt.
  • Zunächst wird eine Saugdruckerzeugungskammer 1 wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform durch Drücken zusammengedrückt. In diesem Zustand wird die Öffnung 4 mit einer Probe an einem vorgegebenen Probenentnahmefleck zusammengebracht und die Probe durch die Kapillareinwirkung in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9 angesaugt, wo sie gehalten wird. Daraufhin wird die Öffnung 4 von dem Probenentnahmefleck abgetrennt und anschließend der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, gelöst, so dass ein Saugdruck entwickelt wird. Im Ergebnis wird die Probe in dieser Reihenfolge in den Reagenzpositionierungsabschnitt 32, in den Reagenzreaktionsabschnitt 30 und daraufhin in den Messabschnitt 31 überführt. Daraufhin bewegt sich die Probe zunächst in den Reagenzreaktionsabschnitt 30, wobei das Reagenz in dem Reagenzpositionierungsabschnitt 32 vorhanden ist, wo eine Reaktion zwischen einer Komponente in der Probe und dem Reagenz stattfindet, um ein Pigment zu erzeugen. Das Pigment kann in einem Bereich zwischen dem Reagenzreaktionsabschnitt 30 und dem Messabschnitt 31 erzeugt werden. Daraufhin bewegt sich das Pigment zu dem Messabschnitt 31. Wenn in dem Messabschnitt 31 ein Filterpapier positioniert ist, wird in dem Filterpapier eine Farbe entwickelt. Daraufhin wird die Vorrichtung in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät eingesetzt. Daraufhin wird Licht in den Messabschnitt eingestrahlt, wodurch unter Verwendung eines Optikmessgeräts wie etwa eines Schwärzungsmessers die Farbe des Pigments oder der in dem Filterpapier entwickelten Farbe gemessen wird. Als Bedingung dieser Messung sollte diese Messung, wenn die vorgeschriebenen Reagenzien wie etwa GOD verwendet werden, eine Minute nach der Reaktion mit einer Wellenlänge von 570 nm ausgeführt werden.
  • Beispiel 11
  • 15 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, in der in bestimmten Positionen in dem Ansaugkanal zwei Reagenzpositionierungsabschnitte vorgesehen sind.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist diese Vorrichtung mit einem ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a und mit einem zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b, die in bestimmten Positionen in einem Ansaugkanal 2 ausgebildet sind, wobei die zwei Abschnitte den Reagenzreaktionsabschnitt 30 bilden, und ferner mit einem Messabschnitt 31 versehen. Üblicherweise ist in dem ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a ein erstes Reagenz angeordnet, während in dem zweiten Reagenzpositionie rungsabschnitt 32b ein zweites Reagenz angeordnet ist.
  • Obgleich der erste Reagenzpositionierungsabschnitt 32a und der zweite Reagenzpositionierungsabschnitt 32b zu zusammengedrückten zylindrisch geformten Hohlräumen ausgebildet sind, können die Reagenzien, wie später beschrieben wird, einfach in dem Ansaugkanal 2 angeordnet werden, ohne dass die Form des Kanals geändert wird. Außerdem können die Reagenzien, wenn sie angeordnet werden, unter Verwendung eines wasserbindenden Polymers oder dergleichen an den Reagenzpositionierungsabschnitten angebracht werden, während sie einfach wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung in Beispiel 10 positioniert werden. Wie zuvor beschrieben wurde, sind geeignete Reagenzien jene, die zwei oder mehr Komponenten umfassen, die vor der Reaktion mit einer Probe nicht gemischt werden können. Ein Beispiel eines solchen Reagenz ist ein Enzymsubstrat-Reagenz, genauer ein Trypsinsubstrat-Reagenz. Das Substrat erzeugt üblicherweise durch eine Enzymreaktion ein Pigment. Außerdem kann sich dieses Reagenz, wenn es in einer Probe aufgelöst und gemischt ist, bewegen.
  • Außerdem ist der Messabschnitt 31 so wie der Reagenzpositionierungsabschnitt als zusammengedrückter zylindrisch geformter Hohlraum ausgebildet. Ferner kann in dem Messabschnitt 31 ein absorbierendes Element wie etwa ein Filterpapier angeordnet sein, um das überführte Pigment festzusetzen. Abgesehen von diesen Eigenschaften haben diese Vorrichtung und die in 9 in Beispiel 7 gezeigte die gleiche Struktur, so dass auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird. Außerdem kann ein Reagenzreaktionsabschnitt wie in Beispiel 7 als Messabschnitt dienen. Im Fall dieser Ausführungsform kann der zweite Reagenzpositionierungsabschnitt 32b als der Messabschnitt 31 dienen.
  • Wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung in Beispiel 7 kann diese Vorrichtung dadurch hergestellt werden, dass eine Anzahl von Filmen mit vorgegebenen Formen geschichtet und daraufhin miteinander integriert werden. Außerdem sind das Verfahren für die Herstellung einer solchen Vorrichtung, die verwendeten Materialien und dergleichen in dieser Vorrichtung ebenfalls die gleichen wie in Beispiel 7. Außerdem wird allgemein ein Reagenz unter Verwendung eines wasserbindenden Polymers oder dergleichen während des Schichtungsprozesses der Filme bereitgestellt. Außerdem sind die Gesamtabmessungen der Vorrichtung üblicherweise eine Länge von 15 bis 100 mm, eine Breite von 5 bis 20 mm und eine Dicke von 1 bis 3 mm. Außerdem beträgt die Gesamtlänge des Ansaugkanals 2 üblicherweise 20 bis 80 mm, während der Abstand zwischen den Reagenzpositionierungsabschnitten und dem Messabschnitt üblicherweise 3 bis 10 mm beträgt. Die Abmessungen der anderen Teile der Vorrichtung sind die gleichen wie in Beispiel 7.
  • Nachfolgend wird eine Analyse unter Verwendung dieser Vorrichtung beispielsweise wie folgt ausgeführt.
  • Zunächst wird wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine Saugdruckerzeugungskammer 1 durch Beaufschlagen mit einem Druck zusammengedrückt. In diesem Zustand wird die Öffnung 4 an einem vorgegebenen Probenentnahmefleck mit einer Probe zusammengebracht und die Probe durch die Kapillareinwirkung in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9 angesaugt, wo sie gehalten wird. Daraufhin wird die Öffnung 4 von dem Probenentnahmefleck abgetrennt und daraufhin der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, gelöst, so dass ein Saugdruck entwickelt wird. Im Ergebnis wird die Probe in dieser Reihenfolge in den ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a, in den zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b und in den Messabschnitt 31 überführt. Daraufhin bewegt sich die Probe zunächst in den zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b, während das erste Reagenz in dem ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a vorhanden ist, wo die drei, die Probe, das erste Reagenz und das zweite Reagenz, miteinander reagieren, um ein Pigment zu erzeugen. Das Pigment kann in einem Bereich zwischen dem zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b und dem Messabschnitt 31 erzeugt werden. Daraufhin bewegt sich das Pigment in dem Messabschnitt 31. Wenn in dem Messabschnitt 31 ein Filterpapier positioniert ist, wird in dem Filterpapier eine Farbe entwickelt. Daraufhin wird die Vorrichtung in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät eingesetzt. Daraufhin wird Licht in den Messabschnitt 31 eingestrahlt, wobei unter Verwendung eines Optikmessgeräts wie etwa eines Schwärzungsmessers die Farbe des Pigments oder die in dem Filterpapier entwickelte Farbe gemessen wird.
  • Beispiel 12
  • 16 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, in der in bestimmten Positionen in einem Ansaugkanal drei Reagenzpositionierungsabschnitte und ein Messabschnitt vorgesehen sind. Diese Vorrichtung besitzt eine Struktur, in der die Strukturen in Beispiel 10 und 11 integriert sind.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist diese Vorrichtung mit einem ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a, mit einem zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b und mit einem dritten Reagenzpositionierungsabschnitt 32c, die in bestimmten Positionen in einem Ansaugkanal 2 ausgebildet sind, wobei diese alle zusammen einen Reagenzreaktionsabschnitt 30 bilden, und ferner mit einem Messabschnitt 31, der an einer bestimmten Position in dem Ansaugkanal 2 ausgebildet ist, versehen. Üblicherweise ist in dem Reagenzpositionierungsabschnitt 32a ein erstes Reagenz angeordnet, ist in dem zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b ein zweites Reagenz angeordnet und ist in dem dritten Reagenzpositionierungsabschnitt 32c ein drittes Reagenz angeordnet.
  • Die Reagenzien sind einfach, ohne dass die Form des Ansaugkanals 2 geändert wird, in den jeweiligen drei Reagenzpositionierungsabschnitten 32a, 32b und 32c angeordnet. Außerdem können die Reagenzien, wenn sie angeordnet werden, einfach wie in der zuvor in Beispiel 4 beschriebenen Vorrichtung in dem Ansaugkanal angeordnet werden oder alternativ unter Verwendung eines wasserbindenden Polymers oder dergleichen an den jeweiligen Reagenzpositionierungsabschnitten angebracht werden. Wie zuvor beschrieben wurde, sind geeignete Reagenzien jene, die zwei oder mehr Komponenten umfassen, die vor einer Reaktion mit einer Probe nicht gemischt werden können. Beispiele eines solchen Reagenz umfassen Enzymsubstrat-Reagenzien, beispielsweise ein Reagenz, welches Trypsin, das Substrat des Trypsins und eine Pufferlösung enthält. Unter Verwendung eines solchen Reagenz kann beispielsweise ein Trypsinhemmstoff in Urin gemessen werden. Außerdem wird durch eine Reaktion zwischen dem Substrat und dem Enzym ein Pigment erzeugt. In Bezug auf dieses Reagenz ist das erste Reagenz die Pufferlösung, ist das zweite Reagenz das Trypsin und ist das dritte Reagenz das Substrat. Außerdem kann sich dieses Reagenz, wenn es in einer Probe gelöst und gemischt wird, bewegen.
  • Der Messabschnitt 31 ist als abgesenkter zylinderförmiger Hohlraum ausgebildet. In dem Messabschnitt 31 kann ein absorbierendes Element wie etwa ein Filterpapier angeordnet sein, um das überführte Pigment festzusetzen. Abgesehen von diesen Eigenschaften ist die Struktur dieser Vorrichtung die gleiche wie die der in 9 in Beispiel 7 gezeigten Vorrichtung, so dass auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird.
  • Wie in der in Beispiel 7 beschriebenen Vorrichtung kann diese Vorrichtung dadurch hergestellt werden, dass eine Anzahl von Filmen mit vorgegebenen Formen geschichtet werden und die Filme daraufhin miteinander integriert werden. Außerdem sind das Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung, die verwendeten Materialien und dergleichen ebenfalls die gleichen wie in Beispiel 7. Außerdem werden die Reagenzien während des Prozesses des Schichtens der Filme unter Verwendung wasserbindender Polymere oder dergleichen allgemein im Voraus angeordnet. Außerdem sind die Gesamtabmessungen der Vorrichtung üblicherweise eine Länge von 15 bis 100 mm, eine Breite von 5 bis 20 mm und eine Dicke von 1 bis 3 mm. Außerdem beträgt die Gesamtlänge des Ansaugkanals 2 üblicherweise 20 bis 80 mm, während der Abstand zwischen den Reagenzpositionierungsabschnitten und dem Messabschnitt üblicherweise 3 bis 10 mm beträgt. Die Abmessungen der anderen Teile der Vorrichtung sind die gleichen wie in Beispiel 7.
  • Nachfolgend wird mit Bezug auf einen Fall unter Verwendung des vorbeschriebenen Reagenz, das eine Pufferlösung, Trypsin und ein Substrat enthält, ein Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung dieser Vorrichtung beschrieben.
  • Zunächst wird die Vorrichtung zum Analysieren einer Probe mit einer Pufferlösung in dem ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a, Trypsin in dem zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b und einem Substrat in dem dritten Reagenzpositionierungsabschnitt 32c vorbereitet.
  • Daraufhin wird wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine Saugdruckerzeugungskammer 1 durch Beaufschlagen mit einem Druck zusammengedrückt und in diesem Zustand die Öffnung 4 mit einer Probe (Urin) in einem vorgegebenen Probenentnahmefleck zusammengebracht, so dass die Probe durch die Kapillareinwirkung in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9 angesaugt wird, um gehalten zu werden. Daraufhin wird die Öffnung 4 von dem Abtastfleck abgetrennt und daraufhin der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, gelöst, so dass ein Saugdruck entwickelt wird. Im Ergebnis wird die Probe in dieser Reihenfolge in den ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a, in den zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b, in den dritten Reagenzpositionierungsabschnitt 32c und in den Messabschnitt 31 überführt. Daraufhin bewegt sich die Probe in den zweiten Reagenzpositionierungsabschnitt 32b, während die Pufferlösung in dem ersten Reagenzpositionierungsabschnitt 32a vorhanden ist, wo die Probe, die Pufferlösung und das Trypsin miteinander gemischt werden. Daraufhin wird das Gemisch in den dritten Reagenzpositionierungsabschnitt 32c überführt, wo es mit dem Substrat gemischt wird, wodurch eine Enzymreaktion verursacht wird, die ein Pigment erzeugt. Außerdem kann das Pigment in einer Position zwischen dem dritten Reagenzpositionierungsabschnitt 32c und dem Messabschnitt 31 erzeugt werden. Daraufhin bewegt sich das Pigment zum Messabschnitt 31. Somit wird, wenn in dem Messabschnitt 31 ein Filterpapier angeordnet ist, in dem Filterpapier eine Farbe entwickelt. Daraufhin wird die Vorrichtung in einer vorgegebenen Position in ein Optikmessgerät eingesetzt. Daraufhin wird Licht in den Messabschnitt 31 eingestrahlt, wobei unter Verwendung eines Optikmessgeräts wie etwa eines Schwärzungsmessers die Farbe des Pigments oder die in dem Filterpapier entwickelte Farbe gemessen wird.
  • Beispiel 13
  • Nachfolgend wird eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe beschrieben, in der in einer Saugdruckerzeugungskammer eine Entlüftung ausgebildet ist.
  • 17 zeigt eine Querschnittsansicht dieser Vorrichtung. Wie in 17(A) gezeigt ist, ist die Grundstruktur der Vorrichtung die gleiche wie die der in 9 in Beispiel 7 gezeigten Vorrichtung, wobei auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird. Die Entlüftung 1a besitzt üblicherweise einen Durchmesser von 0,1 bis 5 mm. Eine Analyse einer Probe unter Verwendung dieser Vorrichtung wird beispielsweise wie folgt durchgeführt.
  • Zunächst wird die Öffnung 4 der Vorrichtung mit einer Probe zusammengebracht, so dass die Probe 15 in dem Flüssigkeitssammelabschnitt 9 gehalten wird. Wie in 17(B) gezeigt ist, wird daraufhin die Saugdruckerzeugungskammer 1 mit einem Finger oder dergleichen zusammengedrückt. Da zu dieser Zeit die Luft in der Saugdruckerzeugungskammer 1 über der Entlüftung 1a entlassen wird, wird die Probe durch die Luft, die aus der Saugdruckerzeugungskammer 1 gedrückt wird, nicht durch die Öffnung 4 entlassen. Wie in 17(C) gezeigt ist, wird daraufhin die Entlüftung 1a mit einem Finger oder dergleichen geschlossen, während die Saugdruckerzeugungskammer 1 zusammengedrückt wird. Wenn daraufhin der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, in einem Zustand, in dem die Entlüftung 1a wie in 17(D) gezeigt geschlossen ist, gelöst wird, kehrt die Saugdruckerzeugungskammer 1 in ihre ursprüngliche Form zurück, wodurch ein Saugdruck entwickelt wird. Im Ergebnis wird die Probe 15 durch den Ansaugkanal 2 in den Analysebereich 3 überführt. Die nachfolgende Analyse operation ist die gleiche wie in Beispiel 7.
  • Dementsprechend kann unter Verwendung einer solchen Vorrichtung, in der die Saugdruckerzeugungskammer 1 mit der Entlüftung 1a versehen ist, die Saugdruckerzeugungskammer 1 mit einem Druck beaufschlagt werden, nachdem die Öffnung 4 mit der Probe 15 zusammengebracht worden ist und die Probe in dem Flüssigkeitssammelabschnitt gehalten wird. Im Ergebnis kann die Probenentnahme leicht ausgeführt werden.
  • Beispiel 14
  • Nachfolgend wird eine Vorrichtung beschrieben, in der ein Saugdruckerzeugungsrohr als Saugdruckerzeugungsmittel verwendet wird.
  • 18 zeigt eine Querschnittsansicht einer solchen Vorrichtung zum Analysieren einer Probe. Wie in 18(A) gezeigt ist, besitzt diese Vorrichtung abgesehen davon, dass anstelle einer Saugdruckerzeugungskammer ein Saugdruckerzeugungsrohr 21 vorgesehen ist, die gleiche Struktur wie die in 9 in Beispiel 7 gezeigte Vorrichtung, wobei auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird. Das Saugdruckerzeugungsrohr 21 kann beispielsweise dadurch ausgebildet werden, dass ein Harzbogen, der so gebogen ist, dass die Querschnittsform des Bogens in Längsrichtung etwa U-förmig geworden ist, an dem Körper der Vorrichtung angeordnet wird. In diesem Fall kommuniziert ein Ende des Saugdruckerzeugungsrohrs über einen Verschluss 8, der gasdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig ist, mit dem Ansaugkanal 2, während das andere Ende geschlossen ist. In dem Saugdruckerzeugungsrohr hat der Bogen üblicherweise eine Dicke von 0,01 bis 2 mm, hat das Rohr eine Innenhöhe von 0,5 bis 5 mm und eine Innenbreite von 1 bis 10 mm und eine Länge von 5 bis 30 mm. Es ist erwünscht, dass das Saugdruckerzeugungsrohr 21 in der Weise ausgebildet ist, dass es sich mit dem Ansaugkanal 2, mit einem Analysebereich 3 oder dergleichen nicht überlappt. Dies liegt daran, dass das Rohr durch Beaufschlagen mit einem Druck mit einer Hand zusammengedrückt werden muss, um durch das Saugdruckerzeugungsrohr 21 einen Saugdruck zu entwickeln, wobei die Möglichkeit besteht, dass die Form des Ansaugkanals oder dergleichen durch den Druck geändert werden könnte. Geeignete Materialien für den Harzbogen sind beispielsweise weiches Vinylchloridharz, weiches Siliciumharz, Naturkautschuk und dergleichen. Außerdem ist die Querschnittsform des Saugdruckerzeugungsrohrs in Längsrichtung nicht auf die U-Form begrenzt. Beispielsweise kann sie rechteckig sein oder dergleichen.
  • Eine Probe kann unter Verwendung dieser Vorrichtung beispielsweise wie in den folgenden Schritten analysiert werden. Zunächst wird die Öffnung 4 der Vorrichtung mit einer Probe zusammengebracht, so dass die Probe 15 in einem Flüssigkeitssammelabschnitt 9 gehalten wird. Wie in 18(B) gezeigt ist, wird daraufhin ein Bereich des Saugdruckerzeugungsrohrs 21 an einer Endseite (am rechten Ende in der Zeichnung), der mit dem Ansaugkanal 2 in Kommunikation steht, mit einem Finger oder dergleichen zusammengedrückt, wodurch die entsprechenden Bereiche des Bogens aneinanderkleben. Wie aufeinander folgend in 18(C) und 18(D) gezeigt ist, kann die Probe daraufhin dadurch angesaugt werden, dass der Druckbereich zu dem offenen Ende bewegt wird. Im Ergebnis wird in dem Saugdruckerzeugungsrohr 21 ein Saugdruck entwickelt, wodurch die Probe 15 durch den Ansaugkanal 2 in den Analysebereich 3 bewegt wird. Die nachfolgende Analyseoperation wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt.
  • Dementsprechend kann unter Verwendung einer solchen Vorrichtung mit dem Saugdruckerzeugungsrohr als dem Saugdruckerzeugungsmittel eine Saugoperation ausgeführt werden, nachdem die Öffnung 4 mit der Probe 15 zusammengebracht worden ist, wobei diese daraufhin wie in der Vorrichtung, die mit einer Saugdruckerzeugungskammer mit der Entlüftung 1a versehen ist, in dem Flüssigkeitssammelabschnitt gehalten wird. Im Ergebnis kann die Probenentnahme leichter betätigt werden.
  • Beispiel 15 Nachfolgend wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der eine Probe mit einem elektrochemischen Mittel analysiert wird.
  • 19 zeigt eine Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, die mit Elektroden versehen ist. 19(A) ist eine Draufsicht der Vorrichtung, während 19(B) eine Querschnittsansicht der in 19(A) gezeigten Vorrichtung längs der Linie IV-IV ist. Abgesehen davon, dass die Elektroden ausgebildet sind, während kein Fenster ausgebildet ist, besitzt die in diesen Figuren gezeigte Vorrichtung die gleiche Struktur wie die Vorrichtung in 7, so dass auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfassen die Elektroden eine Arbeitselektrode 33a und eine Gegenelektrode 33b, die unter dem Analysebereich 3 ausgebildet sind. Die beiden Elektroden verlaufen unter der Saugdruckerzeugungskammer 1, wobei ihre Enden zu den Anschlüssen 33c bzw. 33d ausgebildet sind.
  • Diese Vorrichtung kann dadurch hergestellt werden, dass die zu jeweiligen vorgegebenen Formen geformten Filme wie in 7 geschichtet werden. Wie in 20 gezeigt ist, kann die Vorrichtung beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die zu jeweiligen Formtypen ausgebildeten Filme 11, 12, 13 und 14 geschichtet werden, wobei dazwischen ein Reagenzfilm 7 und ein wasserabweisender poröser Film 8 positioniert werden.
  • Der Film 14 bildet den Unterseitenbereich der Vorrichtung, während die Elektroden (33a, 33b, 33c, 33d) auf der Oberseite des Films ausgebildet sind. Die Elektroden können beispielsweise dadurch ausgebildet werden, dass die Anschlüsse (33c und 33d) mittels Siebdruck unter Verwendung einer Silberpaste (Ag-Paste) auf den Film gedruckt werden, während die Arbeitselektrode 33a und die Gegenelektrode 33b mittels Siebdruck unter Verwendung einer leitenden Kohlenstoffpaste gedruckt werden. Die Abmessungen der Elektroden sind beispielsweise im Fall der in der Zeichnung gezeigten Form üblicherweise ein Außendurchmesser der Arbeitselektrode 33a von 1 bis 14 mm, ein Außendurchmesser der Gegenelektrode 33b von 3 bis 15 mm und eine Breite des Abstands zwischen diesen Elektroden von 0,5 bis 2 mm. Außerdem beträgt die Gesamtlänge der Elektrode einschließlich der Anschlüsse 10 bis 50 mm. Außerdem sind die Formen der Elektroden nicht auf die in der Zeichnung gezeigten Formen beschränkt. Solange das Material für den Film eine isolierende Eigenschaft besitzt, ist es nicht besonders beschränkt, solange es wobei beispielsweise PET, Polypropylen, Polyester oder dergleichen verwendet werden können. Außerdem ist in dem Film 14 kein Loch zum Ausbilden eines Fensters ausgebildet. Außerdem ist der Film 14 nicht notwendig durchsichtig, sondern kann gefärbt sein.
  • Bei der Herstellung dieser Vorrichtung kann ein unabhängig hergestellter Reagenzfilm 7 verwendet werden oder kann der Reagenzfilm 7 alternativ direkt an den Elektro den (an der Arbeitselektrode und an der Gegenelektrode) ausgebildet werden. Beispielsweise kann der Reagenzfilm dadurch ausgebildet werden, dass auf den Elektrodenbereich eine wässrige Lösung eines wasserbindenden Hochpolymers aufgetragen wird, worauf das Trocknen folgt und worauf weiter das Auftragen einer Reagenzlösung folgt, worauf das Trocknen folgt. Ein Beispiel der wässrigen Lösung des Hochpolymers ist eine 0,5 Gew.-%-ige wässrige Lösung von Carboximethylcellulose. Falls Milchsäure analysiert wird, ist beispielsweise eine geeignete Reagenzlösung 400 μ/ml Lactatoxidase und eine 2,0 Gew.-%-ige wässrige Lösung von rotem Blutlaugensalz. Außerdem kann, falls Glukose analysiert wird, anstelle der Lactatoxidase Glucoseoxidase verwendet werden, während im Fall der Analyse von Cholesterin anstelle der Lactatoxidase Cholesterinoxidase verwendet werden kann.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung dieser Vorrichtung beschrieben. Wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird zunächst die Saugdruckerzeugungskammer 1 zusammengedrückt und in diesem Zustand die Öffnung 4 an einem vorgegebenen Probenentnahmefleck mit einer Probe zusammengebracht, wodurch die Probe durch die Kapillareinwirkung in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9 angesaugt wird, um gehalten zu werden. Daraufhin wird der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, gelöst, um einen Saugdruck zu entwickeln, wodurch die Probe in den Reagenzfilm 7 bewegt wird, der in dem Analysebereich 3 angeordnet ist, wo eine Reaktion mit dem Reagenz stattfindet. Daraufhin wird die Vorrichtung in einer vorgegebenen Position in ein elektrochemisches Messgerät eingesetzt und nach einer Reaktion während einer vorgegebenen Zeitdauer zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode ein bestimmter Spannungsbetrag angelegt, wobei der fließende elektrische Strom gemessen wird.
  • Beispiel 16
  • Nachfolgend wird eine Vorrichtung beschrieben, die in einer Analyse unter Verwendung eines Immunoassay verwendet wird.
  • 21(A) zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe für den Immunoassay. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist in dieser Vorrichtung ein Flüssigkeitssammelabschnitt 9a als abgesenkter zylinderförmiger Hohlraum ausgebildet, auf dem eine kreisförmige Öffnung 4a ausgebildet ist. Außerdem sind in bestimmten Positionen in dem Ansaugkanal 2 vier Analysebereiche 3a, 3b, 3c und 3d ausgebildet. In dem Analysebereich 3a ist ein Reagenzfilm 7a angeordnet, der einen Antikörper enthält, der durch ein gefärbtes Material wie etwa ein Goldcolloid durch Reaktion mit einem Zielantigen in einer Probe gekennzeichnet wird (ein gekennzeichneter Antikörper). Außerdem ist in dem Analysebereich 3b ein Reagenzfilm 7b angeordnet, wo ein Antikörper, der mit dem gleichen obenerwähnten Antigen reagiert, ruhig gestellt ist. Außerdem ist in dem Analysebereich 3d eine Spüllösung 16 angeordnet. Der Rest der Struktur ist der gleiche wie in der in 9 in Beispiel 7 gezeigten Vorrichtung, so dass auf die gleichen Teile unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wird.
  • Ein Immunoassay unter Verwendung dieser Vorrichtung wird beispielsweise wie in 21(B)–(H) gezeigt ausgeführt. Zunächst wird die Saugdruckerzeugungskammer 1 durch Drücken zusammengedrückt und in diesem Zustand die Öffnung 4a mit einer Probe zusammengebracht, wodurch die Probe durch die Kapillareinwirkung in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9a angesaugt wird, um gehalten zu werden (21(B)). Zu diesem Zeitpunkt wird die Spüllösung 16 gedrückt, so dass sie sich durch die aus der Saugdruckerzeugungskammer entlassenen Luft in den Analysebereich 3b bewegt. Darauf wird die Druckkraft, mit der die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, leicht abgeschwächt, um einen schwachen Saugdruck zu entwickeln, wodurch die Probe in den Analysebereich 3a bewegt wird, wo eine Reaktion zwischen dem Antigen in der Probe und dem gekennzeichneten Antikörper stattfindet (21(C)). Zu dieser Zeit wird die Spüllösung mittels Saugdruck in den Analysebereich 3c bewegt. Wenn daraufhin der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, vollständig gelöst wird, um einen Saugdruck zu entwickeln, wird die Probe in den Analysebereich 3b bewegt, wo das Antigen in der Probe mit dem ruhiggestellten Antikörper reagiert (21(D)). Außerdem wird zu dieser Zeit die Spüllösung 16 in den Analysebereich 3d bewegt. Daraufhin wird die Saugdruckerzeugungskammer 1 wieder leicht zusammengedrückt, wobei die resultierende entlassene Luft die Probe drückt, so dass sie sich in den Analysebereich 3a bewegt (21(E)). Daraufhin bleiben die mit den ruhiggestellten Antikörpern verbundenen Antigene in dem Analysebereich 3b, wobei das Antigen durch die gekennzeichneten Antikörper gekennzeichnet wird. Allerdings bleiben eine Anzahl gekennzeichneter Antikörper, die nicht mit den Antigenen verbunden sind, ebenfalls in dem Analysebereich 3b. Zu dieser Zeit wird die Spüllösung 16 in den Analysebereich 3c überführt. Daraufhin wird die Saugdruckerzeugungskammer 1 weiter stark zusammengedrückt, so dass die Probe, gedrückt durch die entlassene Luft, in den Flüssigkeitssammelabschnitt 9a bewegt wird, während außerdem die Spüllösung 16 in den Analysebereich 3b bewegt wird (21(F)). Daraufhin wird der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, etwas gelöst, um einen schwachen Saugdruck zu entwickeln, wodurch die Spüllösung 16 in den Analysebereich 3c bewegt wird (21(G)). Im Ergebnis wird der Analysebereich 3b gespült, wobei in dem Analysebereich 3b lediglich die sowohl mit den ruhiggestellten Antikörpern als auch mit den gekennzeichneten Antikörpern verbundenen Antigene vorhanden sind. Zu dieser Zeit wird die Probe in den Analysebereich 3a überführt. Daraufhin wird unter Verwendung eines optischen Mittels in diesem Zustand die Menge der in dem Analysebereich 3c vorhandenen gekennzeichneten Antikörper gemessen. Nach der Messung wird der Druck, mit dem die Saugdruckerzeugungskammer 1 beaufschlagt wird, vollständig gelöst (21(H)) und die Vorrichtung abgelegt.
  • Wie zu sehen ist, werden wenigstens in den bevorzugten Ausführungsformen eine Vorrichtung, die eine schnelle und genaue Analyse einer kleinen Probemenge ausführen kann, ein Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung einer solchen Vorrichtung und ein Gerät zum Analysieren einer Probe unter Verwendung einer solchen Vorrichtung geschaffen.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Analysieren einer Probe, mit einem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21), einem Ansaugkanal (2) in Kommunikation mit dem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21), einem Analysebereich (3), der in dem Ansaugkanal (2) ausgebildet ist, und einer Öffnung (4), die an einem Ende des Ansaugkanals (2) ausgebildet ist, wobei im Gebrauch eine Probe durch einen von dem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21) erzeugten Saugdruck in die Öffnung (4) gesogen wird und die Probe dann durch den Saugdruck durch den Ansaugkanal (2) in den Analysebereich (3) überführt wird, wobei die Vorrichtung zudem einen Umgehungskanal (6) umfaßt, der von einem Abschnitt (2a) des Ansaugkanals (2) zwischen dem Analysebereich (3) und der Öffnung (4) abzweigt und der mit dem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21) kommuniziert, wobei das Verhältnis zwischen drei Flüssigkeitsströmungswiderständen, nämlich dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (X) in einem Abschnitt (2b) des Ansaugkanals (2) zwischen dem Analysebereich (3) und dem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21), dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Y) in dem Umgehungskanal (6) und dem Flüssigkeitsströmungswiderstand (Z) in einem Abschnitt (2a) des Ansaugkanals (2) zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Umgehungskanals (6) und des Analysebereichs (3), X > Y > Z ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl von Ansaugkanälen (2) ausgebildet ist, mindestens ein Analysebereich (3) in jedem der Ansaugkanäle (2) ausgebildet ist, sich die Enden der jeweiligen Ansaugkanäle vereinigen und eine Öffnung bilden, und der Umgehungskanal (6) von einem Abschnitt der Ansaugkanäle zwischen dem Vereinigungsbereich und der Öffnung (4) abzweigt und mit dem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21) kommuniziert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Öffnung (4) eine sich zum Ende vergrößernde Form aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei zwischen der Öffnung (4) und dem Ansaugkanal (2) ein Flüssigkeitssammelabschnitt (9) ausgebildet ist und ein Entlüftungskanal (25) von einem Abschnitt (2a) des Ansaugkanals (2) zwischen dem Flüssigkeitssammelabschnitt (9) und dem Analysebereich (3) abzweigt, wobei sich das Ende (26) des Entlüftungskanals (25) nach außen öffnet.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Flüssigkeitsströmungswiderstand in dem Entlüftungskanal (25) größer ist als der Flüssigkeitsströmungswiderstand in dem Flüssigkeitssammelabschnitt (9).
  6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der in dem Ansaugkanal (2) gebildete Analysebereich (3) als Reagenzpositionierungsabschnitt und als Reagenzreaktionsabschnitt dient.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich ein Reagenzpositionierungsabschnitt (32), ein Reagenzreaktionsabschnitt (30) und ein Analysebereich (3) unabhängig in bestimmten Positionen des Ansaugkanals (2) befinden.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei sich eine Anzahl von Reagenzpositionierungsabschnitten (32, 32a, 32b) in bestimmten Positionen im Ansaugkanal (2) befindet.
  9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21) eine Saugdruckerzeugungskammer (1) ist, die ihr Volumen ändern kann.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei in der Saugdruckerzeugungskammer (1) eine Entlüftung (1a) gebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21) ein Saugdruckerzeugungsrohr (21) ist.
  12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei sich in dem Analysebereich (3) ein Elektrodenpaar (33) befindet, das aus einer Arbeitselektrode (33a) und einer Gegenelektrode (33b) besteht.
  13. Verfahren zum Analysieren einer Probe, mit den folgenden Schritten: Vorbereiten einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe nach Anspruch 1 oder 2, Entwickeln eines Saugdrucks mittels dem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21), wodurch eine Probe in die Öffnung (4) gesogen wird, weiteres Ansaugen der Probe mittels Saugdruck durch den Ansaugkanal (2) in den oder die Analysebereich(e) (3), während ein Probenüberschuß und/oder eingefangene Luft in den Umgehungskanal (6) und durch den Umgehungskanal (6) in das Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21) entlassen wird, und Analysieren der Probe in dem oder den Analysebereich(en) (3).
  14. Verfahren zum Analysieren einer Probe, mit den folgenden Schritten: Vorbereiten einer Vorrichtung zum Analysieren einer Probe nach Anspruch 3 oder 4; Zusammenbringen der Öffnung (4) mit einer Probe, wodurch die Probe durch Kapillareinwirkung in die Öffnung (4) oder in den Flüssigkeitssammelbereich (9) gesogen wird, damit sie zurückgehalten wird, Entwickeln eines Saugdrucks mittels dem Saugdruckerzeugungsmittel (1; 21); Ansaugen der in der Öffnung (4) oder in dem Flüssigkeitssammelabschnitt (9) zurückgehaltenen Probe mittels Saugdruck durch den Ansaugkanal (4) in den Analysebereich (3), und Analysieren der Probe in dem Analysebereich (3).
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei die Probe durch ein optisches Mittel analysiert wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei die Probe durch ein elektrochemisches Mittel analysiert wird.
  17. Gerät zum Analysieren einer Probe, mit einem Optikmeßsystem, das einen lichtaussendenden Bereich und einen lichterfassenden Bereich umfaßt, und einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Vorrichtung zum Analysieren einer Probe derart angeordnet ist, daß der Analysebereich der Vorrichtung mit Licht aus dem lichtaussendenden Bereich bestrahlt werden kann, und so daß der erfassende Bereich durchgelassenes Licht, Fluoreszenz oder reflektiertes Licht in dem Analysebereich erfassen kann.
  18. Gerät zum Analysieren einer Probe, mit einem Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Signals und einem Mittel zum Erfassen eines elektrischen Signals, sowie einer Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Arbeitselektrode (33a) der Vorrichtung und das Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Signals miteinander verbunden sind, und die Gegen elektrode (33b) der Vorrichtung und das Mittel zum Erfassen des elektrischen Signals miteinander verbunden sind.
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