JP2003098068A - 平面型セル及びそれを用いた分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１個のセルで複数の測定ができ、繰り返し使用
可能であり、しかも今よりも検体量を減らせる分析用の
セル、それを用いた分析装置を提供すること。 【解決手段】光学的手段で物質の定性，定量を行う分析
装置用測定セルであって、該セルは平板であって、検体
保持部分を有し、該検体保持部分の水との接触角が３０
°以下であり、かつ該平面のそれ以外の部分の水との接
触角が１００°以上である分析装置用測定セル。及び前
記セルの搬送機構，検体塗布機構，支持薬塗布機構，光
学的測定機構を有する分析装置。 【効果】同じ検体であれば１枚のセルで複数の測定がで
き、洗浄・乾燥により繰り返し使用可能であり、しかも
今までよりも検体量を減らせ、セルの構造も単純な平板
なので洗浄も容易なセル、およびこのセルを用いた分析
装置を提供することが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液や尿、或いは
水等の含有物質の定性，定量を行う分析装置用測定セ
ル、又はそれを用いた分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液や尿、或いは飲料水や河川等の水の
含有物質の定性・定量を行う分析装置は通常液体である
検体を直方体のセルに入れ、吸光度，透過率，反射率，
蛍光強度等の光学的手段で定性，定量を行っている。検
体が１種類であっても測定項目が複数あれば、測定試料
数もその項目数必要となる。例えば尿の場合は糖，蛋白
質，ｐＨ，ケトン体，血液，ウロビリノーゲン，ビリル
ビン，アミラーゼ等を測定する。血液の場合はコレステ
ロール，コリンエステラーゼ，ホスファターゼ，ＧＯ
Ｔ，ＧＰＴ等を測定する。水の場合はｐＨ，含有元素
（ナトリウム・カドミウム・鉛等の金属のイオン，塩素
イオン，シアノイオン等）濁度等を測定する。このうち
まれに一つの測定方法で２個以上の物質の定性・定量を
行う方法もあるが、ほとんどの場合、一つの物質の定性
・定量には一つの分析方法を用いる。そのため検体が１
種類であっても測定項目の数だけセルが必要になる。例
えば血液の場合は通常約６０種類の測定項目がある。

【０００３】また血液分析装置の場合は検査を受ける人
間の負担を減らすため分析の際の検体量を極力減らすよ
うにセルの小型化が進められている。しかしセルを小型
化すると検体がセル中に入りにくくなり、また入れたと
してもセル中に気泡が残るため吸光度や透過率等では正
確な測定ができなくなるという問題がある。これは検体
の表面張力が大きい場合に顕著に現れる。さらに、一度
使用したセルは洗浄し、洗浄液をセルから吸引、或いは
乾燥によって除去し、再び測定に使用する。そのためセ
ルには洗浄の工程が必要となるが、セルは直方体のもの
が多いため内部を洗浄するには、内部に洗浄のための水
が確実に入るよう水の吹き出しノズルの位置の正確性も
要求され、また先と同様の理由でセルは小型になるほど
セルの洗浄においても検体液の排出，洗浄液の注入，排
出が難しくなる。即ちこの点においてもセルの小型化に
は限界がある。仮に超音波洗浄器等で振動を与えると気
泡が除去できる場合もあるが、セルの洗浄の際にも洗浄
のための水を充填するため振動を与える必要がある。そ
のため装置が大掛りになるという問題がある。

【０００４】ところで測定に必要な検体量を減らす方法
として水で希釈し、検体の体積を増加させる方法もある
が、水で希釈すると上記の通り試料の表面張力が大きく
なり、小型のセルに入れるのがより困難になる。また希
釈によりブランクに対する吸光度比が小さくなるため測
定精度が低下する。希釈の際に水の代わりにアルコール
系の有機溶媒を用いる場合もあるが、検体によっては水
以外の溶媒には溶解し難い、あるいは指示薬を加えた際
の吸収スペクトルが変化するなどの問題がある。以上の
ように現在の直方体のセルを用いる測定方法では検体量
を減らすことは難しい。

【０００５】従来技術としては「液体試料用試験片及び
その製造方法」（特開平１１−１４６１７号公報）があ
る。これはポリスチレン板表面に水溶性ポリマーと指示
薬からなる検体保持部分を設けた構造のものであり、直
方体のセルに比べて少量の検体で測定が可能となる。し
かし検体保持部分に予め指示薬が保持してあるため通常
の測定セルのように洗浄による再使用ができない。これ
はｐＨ試験紙等と同様の試験片の発明であるためであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上記述してきたよう
に、１種類の検体でも測定項目が増えるとセルの使用個
数が増えるためそれに必要なセルの個数の確保が必要と
なる。また測定後も測定項目に必要な個数のセルの洗浄
が必要となる。

【０００７】また検体量を減らす場合も単に従来の構造
の測定セルを小型化、或いは検体の希釈を行うだけでは
対処できない。

【０００８】１種類の検体で複数の測定ができ、しかも
今よりも検体量を減らせるセル，測定装置が求められて
きた。またセルは洗浄等の操作により繰り返し使えるこ
とも求められている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】我々は上記課題を解決す
るため検討した結果、測定光を透過、或いは反射する部
材で作製され、これに複数の親水性のパターンを有する
撥水性の表面を形成した平板が、上記課題を解決するセ
ル（以下平面セルと記述）として機能することを見出し
本発明に至った。

【００１０】手段の具体的な内容は以下に記述されるも
のである。 （１）光学的手段で物質の定性，定量を行う分析装置用
測定セルにおいて、測定する検体が液体であり、該測定
セルの形状が実質的に平面であり、該平面内に検体保持
部分を有し、且つ検体保持部分の水との接触角が３０°
以下であり、且つ該平面のそれ以外の部分のそれ以外の
部分の水との接触角が１００°以上であり、該測定セル
が洗浄と乾燥により繰り返し使用可能であることを特徴
とする分析装置用測定セル。 （２）（１）において、検体保持部分以外の部分に以下
の構造の化合物によって形成される層が形成されている
ことを特徴とする分析装置用測定セル。

【００１１】

【化３】

【００１２】（３）光学的手段で物質の定性，定量を行
う分析装置において、測定する検体が液体であり且つ測
定の際に用いるセルの形状が実質的に平面であり、該平
面内に検体保持部分を有し、且つ検体保持部分の水との
接触角が３０°以下であり、且つ該平面のそれ以外の部
分の水との接触角が１００°以上であり、且つ該測定セ
ルが洗浄と乾燥により繰り返し使用可能であり、該装置
内に少なくとも該セルの搬送機構，検体塗布機構，指示
薬塗布機構，光学的測定機構を有することを特徴とする
分析装置。 （４）（３）の分析装置において、該セルの検体保持部
分以外の部分に以下の構造の化合物によって形成される
層が形成されていることを特徴とする分析装置。

【化４】 （５）検体を測定するセルであって、水との接触角が３
０°以下である親水性のパターンと、水との接触角が１
００°以上である撥水部分と、を有し、平板であるセ
ル。 （６）（５）において、３４０〜８００ｎｍの波長の光
を６０％以上透過するセル。 （７）（５）において、４００〜８００ｎｍの波長の光
を８０％以上透過するセル。 （８）セル基板が光を反射する金属である（５）のセ
ル。 （９）親水性のパターン表面の粗さがＲａ１００ｎｍ以
下である（５）のセル。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の測定セルは従来の立体的
なセルと異なり、平面なので作製が容易で、しかも作製
コストも低減できる。また検体が少なくて済み、洗浄・
乾燥により再び使用可能であり、その際も平板なので洗
浄・乾燥が容易である。

【００１４】検体は液体、あるいは溶媒に溶解・懸濁さ
せることで液体にすることが可能なものであれば測定可
能である。

【００１５】以下に本発明の実施の形態を説明する。 ［１］本発明の平面セル、及び測定方法の概略説明 本発明の平面セルの構成、及び検体液塗布・指示薬添加
方法を図１により説明する。

【００１６】平面セルは複数の親水性のパターン２を有
する撥水性の表面を形成した平板である。親水性のパタ
ーンが検体保持部分となり、それ以外の部分が撥水部分
である。

【００１７】なお本明細書でいう平面若しくは実質平面
とは後述の光学的測定を行う際、透過或いは反射する光
の散乱が測定の精度に比べて問題にならない程度の粗さ
の面をいい、この平面を有する板を平板という。尚、具
体的な数値を例示すると、粗さは概ね測定光の波長の４
分の１であるＲａ１００ｎｍ以下程度である。また、測
定に用いられる部分以外（例えば測定には用いられない
セルの側部等）に突起等を設けた場合であってもここで
平面を有するということについての妨げとはならないと
解する。

【００１８】親水性のパターン以外の部分は撥水性であ
る。本発明では通常の直方体セル１個が１個の親水性の
パターンに対応する。検体液３を４のピペット等でセル
の親水性のパターンが存在する部分、或いはその近傍に
滴下すると親水性のパターン部分にのみ検体液が付着す
る。

【００１９】次に検体液の付着部分に５のピペットを使
って６の指示薬を塗布する。１個の親水性のパターンに
は１種類の分析試薬を塗布する。図１の例では平面セル
中に親水性のパターンが１０個あるので、１種類の検体
液で１０種類の測定を行える。この状態で数分間放置す
ると親水性のパターン上の液滴は溶媒の揮発により濃縮
され、液滴が平坦化する。

【００２０】続いて図２を用いて測定方法を記述する。

【００２１】平面セルの基材が測定光をある程度透過す
るならば透過率、或いは透過率を基に計算した吸光度に
より測定する。具体的には光源７から発せられた測定光
８は親水性のパターン上の液滴、及び基材を通過し、一
部が吸収される。吸収されない光９が受光部１０に到達
し、測定波長における測定光の減衰率から検体内の特定
の成分の定量を行う。平面セルの基材が測定光をある程
度反射するならば、反射率により測定する。具体的には
光源１１から発せられた測定光１２は親水性のパターン
上の液滴を通過し、セル表面で反射し、再び親水性のパ
ターン上の液滴を通過する。この過程で測定光の一部が
液滴，セル表面に吸収される。吸収されない光即ちセル
表面が反射し、再び親水性のパターン上の液滴を通過し
た光１３が受光部１４に到達し、測定波長における測定
光の減衰率から検体内の特定成分の定量を行う。

【００２２】この場合において、検体保持部分の水との
接触角が３０度以下であって、かつ平面の検体保持部分
以外の水との接触核が１００度以上であることが必要で
ある。１００度以下の場合は親水性パターン以外に検体
が付着し、それにより複数のパターン間に橋かけ状態の
液滴ができる可能性があるためである。特にこれは測定
が複数の異なる項目について行われる場合において、液
を混合して誤った測定結果を出してしまう恐れがあるか
らである。なおこれについては後の実施例において詳述
する。

【００２３】なお吸光度、或いは透過率による測定は濁
りのある検体液、或いは濁度を測定する際に有効であ
る。反射率による測定は液滴間を測定光が１往復するの
で検体液が低濃度の場合に有効である。ただし散乱光の
割合が多くなりやすい濁った検体液の測定では値が不正
確になることがあり、また測定値はセルの表面の細かな
凹凸の影響を受けやすいことに留意する必要がある。 ［２］平面セルの作製方法 平面セルの作製は種々考えられるがここではそのうち
（１），（２）に示す２つの方法を示す。

【００２４】（１）親水性のパターン部分をマスクした
上で撥水処理 下記（ｉ）〜（iv）の工程で作製する。但し（ｉ）の操
作が必要ない場合は省略してもかまわない。 （ｉ）親水処理 セルの基材の水との接触角が大きい場合は、その表面を
親水化する。セル基材の親水性が高い場合は必要ない。

【００２５】親水化する方法はセルの基材によって異な
り具体的には以下のような方法が挙げられる。 基材が金属の場合に適用する方法 セルの基材が金属の場合、水との接触角が７０°以上の
ものが多い。アルミの場合、水との接触角は９０〜９５
°程度である。またステンレスは種類にもよるが水との
接触角はおおむね７０〜９５°程度である。これらを親
水化する場合は塩酸，硝酸，硫酸等に浸漬することで接
触角を低下させることができる。アルミの場合は３０重
量％の硝酸と５重量％の塩酸の混合液に５〜１０分間程
度浸漬すると接触角が１０〜２０°程度に下がる。また
ステンレスの場合も、SUS304，３１６等は３０重量％の
硝酸に５〜１０分間程度浸漬すると接触角が１０〜20°
程度に下がる。その他ＦＥ−４２ＮＩでは１５重量％の
硝酸に１〜２分間程度浸漬すると接触角が１０°以下に
下がる。

【００２６】その他の方法としては酸素プラズマによる
処理方法が挙げられる。酸素分圧１Torr，高周波電源の
出力３００Ｗ，処理時間３分間でアルミ，ステンレスは
水との接触角が２０°以下になる。 基材がガラス・石英の場合に適用する方法 基材がガラスや石英の場合は、酸素プラズマによる処
理、塩基性の溶液による浸漬等の方法で親水性を向上さ
せることが可能である。酸素プラズマの場合、酸素分圧
１Torr，高周波電源の出力３００Ｗ，処理時間３分間の
条件下で水との接触角が１０°以下になる。また塩基性
の溶液による浸漬の場合は１重量％の水酸化ナトリウム
の水溶液を用い、５分間浸漬後、水との接触角が２０°
以下になる。 基材が樹脂の場合に適用する方法 基材が樹脂の場合は酸素プラズマによる処理，酸・塩基
性の溶液に浸漬する方法等により親水性を向上させるこ
とが可能である。

【００２７】酸素プラズマ処理による場合、例えばポリ
スチレン，アクリル樹脂，スチレン／アクリル樹脂，ポ
リエステル樹脂，アセタール樹脂，ポリカーボネート，
ポリエーテルスルホン，ポリサルホン，ポリエーテルサ
ルホン等では、酸素分圧１Torr，高周波電源の出力１０
０Ｗ，処理時間１分間の条件で水との接触角が20°以下
になる。

【００２８】塩基性の溶液への浸漬方法の場合はアクリ
ル樹脂，スチレン／アクリル樹脂，ポリエステル樹脂，
アセタール樹脂，ポリカーボネート等のように分子内に
エステル結合を有する材料の場合に特に有効である。こ
れは表面及びその近傍にあるエステル結合を切断するこ
とで親水性の高いカルボン酸塩残基、及び・或いは水酸
基が生成し、総じて表面の親水性が高まるためである。
またポリイミドやポリアミド等のアミノ基とカルボキシ
ル基の縮合により重合する樹脂であっても、塩酸等の酸
に浸漬することで重合時に反応せず残ったアミノ基を親
水性の高いアンモニウム塩構造にしたり、水酸化ナトリ
ウム水溶液に浸漬することで重合時に反応せず残ったカ
ルボキシル基を親水性の高いカルボン酸塩にすることで
総じて表面の親水性を高めることができる。酸・塩基性
の溶液への浸漬は溶液の温度が高いほど、また濃度が高
い親水化が敏速に進行する傾向があり、有用であるが高
温・高濃度化は基材へのダメージを与えやすい場合もあ
るので注意が必要である。 種々の基材に適用する方法 基材が金属，ガラス、あるいは樹脂いずれであっても浸
水処理可能な方法として親水性を発揮させる塗料を塗布
する方法，紫外線照射，オゾン雰囲気下に放置する方法
等が挙げられる。なお親水性を発揮させる塗料を塗布す
る方法についての詳細は親水材料・塗料・処理方法の項
で記述する。 （ii）マスク形成 後述の撥水処理後においても親水化されたパターン部分
を残す必要があるため、親水性のパターンを形成する部
分をマスク（保護）する。この方法には位置の正確性を
確保しやすい点で印刷法が好適である。印刷法には、セ
ルを用紙の代わりに印刷機やインクジェットプリンタ等
に入れてマスク材を印刷する方法や、予め親水性のパタ
ーン部分に穴の空いているマスクを作成しセル基材の上
に置きその上をインク等のマスク材の付着したローラー
でこする方法、いわゆる孔版印刷方法等が挙げられる。
マスク材料については後述するが、撥水処理の後に除去
する必要があるので、水や有機溶媒で容易に溶解し除去
できるものが好適である。例えば水溶性のマスク材料と
しては水性インクや水溶性高分子の水溶液等が好適であ
る。なお後述するが水溶性高分子は撥水材料を弾きやす
いためこの点においても有用である。また有機溶媒に溶
解するマスク材料としてはオフセット印刷用のインクや
レーザープリンタのトナー等が好適である。また、マス
ク形成のための装置として水溶性のインクを使用するオ
フィス・家庭用のインクジェットプリンタを用いれば、
水に容易に溶けるインクを用いておりかつ吐出の位置精
度が高いため好適である。なおその他の方法としてはテ
ープ・シールによるマスク等も有効である。その際テー
プ・シールの粘着部材には水溶性高分子、具体的にはポ
リビニルアルコールやポリアクリル酸等が好ましい。 （iii）撥水処理 基材表面を撥水処理する。処理剤には単に塗布するだけ
のもの、加熱処理あるいは光照射処理により表面に固定
するもの等ある。尚、表面に固定するものの方がセルを
繰り返し使用された場合に親水性パターンの形状の安定
性を高くできるので好適である。固定しないと繰り返し
使用の際の洗浄操作等によって撥水材料が親水性パター
ン部分に流れ、その表面を覆うようになる場合があるか
らである。表面に塗布後加熱処理を行うことにより表面
に固定するものとしては後述する。 （iv）マスク除去 先に形成したマスクを除去する。マスク除去の方法には
溶媒による洗浄，粘着テープによるマスク材の剥離等の
操作がある。

【００２９】（２）撥水処理後、親水性のパターンを形
成 これは予めセルの基材に上記の撥水処理を行い、その後
親水性のパターンを形成するというものである。親水性
のパターンを形成する方法には撥水処理面にレーザー
光，電子線，紫外線を照射することにより撥水処理材料
を分解・除去する方法，親水パターンを形成する部分に
高温のコテを接触させることで撥水処理材料を分解する
方法等が挙げられる。なおセルの基材として元々撥水性
が高い材料を用いた場合であっても、水との接触角が１
００度以下であれば後述する親水性パターン同士におけ
る検体液の混合が生じる可能性があり、この混合を防ぐ
ため撥水処理が必要となる。 ［３］セルの基材 セルの基材は測定光を透過する材料と反射する材料で異
なる。例えば血液，尿等の医療用分析装置の場合、測定
光の波長は通常３４０〜８００ｎｍであるのでその波長
の光をある程度透過する基材、或いは反射する基材が望
まれる。本明細書におけるある程度とは、基材に光を入
射した場合において３４０〜８００ｎｍの波長の光を６
０％以上透過し、また４００〜８００ｎｍに限っては８
０％以上透過する程度をいうものとする。また基材は平
坦性が高いほど測定の際の定量性が高まる。平坦性が低
いと測定光を乱反射する割合が大きくなるからである。

【００３０】（１）測定光を透過する材料 測定光を透過する材料はガラス、透明性のある樹脂等が
挙げられる。定量性を高めるためには測定光に対する透
過性が高い材料が望まれる。測定光透過性の高い樹脂と
してはポリスチレン，アクリル樹脂，スチレン／アクリ
ル樹脂，ポリエステル樹脂，アセタール樹脂，ポリカー
ボネート，ポリエーテルスルホン，ポリサルホン，ポリ
エーテルサルホン等が挙げられる。これらの厚さ０.１
ｎｍの樹脂板は３４０〜８００ｎｍの波長の光を６０％
以上透過し、また４００〜８００ｎｍに限っては８０％
以上透過するため測定において好適だからである。また
同じ材質であっても基材が薄いほど透過率が高くなるの
で定量性が高まる。しかし薄すぎるとセルを保持した際
や、検体が付着した際に湾曲する等の問題があるので基
材の強度を考慮し扱いやすい程度において厚みは必要で
ある。

【００３１】なお耐熱性は後述する撥水処理のうち、加
熱工程のある材料を用いる際に必要となる。

【００３２】（２）測定光を反射する材料 測定光を反射する材料としては境面研磨した金属板が挙
げられる。材質としてはアルミ，鉄−ニッケル合金，ス
テンレス等が挙げられる。またガラス板にアルミ等を蒸
着したものも挙げられる。鉄−ニッケル合金の場合は鉄
の含有量が少ない方が腐食しにくいのでセルを長期にわ
たり使用できる特徴があり、ステンレスは腐食しにくい
という利点を有する。具体的な材料としては、オーステ
ナイト系のＳＵＳ２０１，ＳＵＳ２０２，ＳＵＳ３０
１，ＳＵＳ３０２，ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０３ＳＥ，
ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３０４Ｎ１，Ｓ
ＵＳ３０４Ｎ２，ＳＵＳ３０４ＬＮ，ＳＵＳ３０５，Ｓ
ＵＳ３０９Ｓ，ＳＵＳ３１０Ｓ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ
３１６Ｌ，ＳＵＳ３１６Ｎ，SUS316LN,ＳＵＳ３１６Ｊ
１，ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ，ＳＵＳ３１７，ＳＵＳ３１７
Ｌ，ＳＵＳ３１７Ｊ１，ＳＵＳ３２１，ＳＵＳ３４７，
ＳＵＳＸＭ７，SUSXM15J1，ＳＵＳ３２９Ｊ１、フェラ
イト系のＳＵＳ４０５,ＳＵＳ４１０Ｌ,ＳＵＳ４３０，
ＳＵＳ４３０Ｆ，ＳＵＳ４３４，ＳＵＳ４４７Ｊ１，Ｓ
ＵＳＸＭ２７，マルテンサイト系のＳＵＳ４０３，ＳＵ
Ｓ４１０，ＳＵＳ４１０Ｊ１，ＳＵＳ４１６，ＳＵＳ４
２０Ｊ１，ＳＵＳ４２０Ｆ，ＳＵＳ４３１，ＳＵＳ４４
０Ａ，SUS440B,ＳＵＳ４４０Ｃ，ＳＵＳ４４０Ｆ、析出
硬化系のＳＵＳ６３０，ＳＵＳ６３１等が挙げられる。 ［４］親水材料・塗料・処理方法 ここでは先述した種々の基材に適用できる親水処理に使
われる親水性塗料（親水性を発揮する塗料）について記
述する。なおここで、塗料を塗布するという工程には加
熱，乾燥等の後処理も含む。

【００３３】これら材料は一般に（１）〜（４）に示す
ものが挙げられるが下記の作用を奏する限りにおいてこ
れ以外も特に限定を受けないことはいうまでもない。

【００３４】（１）水溶性高分子材料の溶液 水溶性の高分子としてはポリエチレングリコール，ポリ
ビニルアルコール，ポリアクリル酸，ポリアクリル酸
塩，ポリアリルアミン，ポリアリルアミンの塩酸塩，デ
ンプン等が挙げられる。化学構造に着目すると、分子内
に水酸基，アミノ基，カルボキシル基，塩構造の残基等
親水性の残基を有しているものが挙げられる。そしてこ
れらを含む水溶液あるいは有機溶媒の溶液を調製して塗
料とし、セルの基材に塗布，乾燥させることで親水塗膜
を形成する。これら水溶性高分子の中では特にポリエチ
レングリコールが塗布した表面の接触角を低下させる傾
向が強い。また用いる高分子は分子量が大きいほど光散
乱の少ない平滑な親水膜が形成できるので好ましい。処
理される表面のもともとの撥水性が高い場合は塗料が弾
かれてしまうため、結果として平坦な膜を形成できない
場合がある。特に高分子溶液の溶媒が水である場合、表
面張力が大きくなるため起こり易くなる。そこでこれら
塗料を塗布する前に予め酸素プラズマ処理をしておく
と、平坦な塗膜を形成しやすいため有用である。なおポ
リエチレングリコールはテトラヒドロフラン等の有機溶
媒にも溶解するため、ポリエチレングリコールの水溶液
に比べて溶液の表面張力が小さく、撥水性の高いアルミ
等の表面にも塗布しやすい。

【００３５】（２）親水性粒子を含んだ塗料 親水性アルミナ粒子や親水性シリカ粒子を含んだ分散液
とアルコキシシランの溶液を混ぜたものも塗料として用
いることができる。この塗料を用いる場合、セルの基材
を塗布後に加熱することで製膜が完了する。この塗料で
主に親水性を発揮するのは親水性アルミナ粒子や親水性
シリカ粒子であり、アルコキシシランは主にこれら粒子
の保持体として機能する。そのため親水性を高めるには
親水性アルミナ粒子や親水性シリカ粒子の割合を大きく
することで対処することができる。またアルコキシシラ
ンの割合を大きくすることで膜の物理的強度は向上す
る。さらに、アルコキシシランはある程度分子間で架橋
していた方が、塗布後の加熱で揮発する割合が減るので
好ましい。なおアルコキシシランには分子間の重合を促
進させるために塩酸等を加えることがあるが、親水性シ
リカの場合は分散を良好にするためその分散液は塩基性
になっている場合がある。そのため両者を混ぜた場合、
親水性シリカが凝集することがあるので混合した場合の
液性と親水性シリカの分散の状況には注意する。なおこ
の点において親水性アルミナの場合は分散液は主に酸性
であるため混合の際のトラブルが少ない。なおアルコキ
シシランとしてはメチルトリメトキシシラン，エチルト
リメトキシシラン，ブチルトリメトキシシラン，メチル
トリエトキシシラン，エチルトリエトキシシラン，ブチ
ルトリエトキシシラン，テトラメトキシシラン，テトラ
エトキシシラン等が挙げられる。なお液性や溶媒が合え
ばアルコキシシランの代わりにアルコキシチタンを用い
ても良い。アルコキシチタンとしてはテトラ−ｉ−プロ
ピルチタネート，テトラ−ｎ−ブチルチタネート，テト
ラステアリルチタネート，トリエタノールアミンチタネ
ート，チタニウムアセチルアセトネート，チタニウムエ
チルアセトアセテート，チタニウムラクテート，テトラ
オクチレングリコールチタネート等が挙げられる。また
これらの化合物が数分子重合したものも用いることが可
能である。

【００３６】（３）水溶性高分子とその架橋剤を含んだ
塗料 （１）に挙げたような水溶性高分子に架橋剤として
（２）で挙げたアルコキシシランやアルコキシチタンを
混ぜて親水表面を形成する塗料とすることも可能であ
る。この場合、溶媒は水であっても良いが、セル基材の
撥水性が高い場合は塗料を弾いてしまうため、メタノー
ルやエタノール等のアルコール系溶媒を用いることはよ
り好適である。

【００３７】（４）アルコキシシラン溶液とアルカリ溶
液の併用 （２）に挙げたアルコキシシランの溶液を基材に塗布後
１２０〜１８０℃程度で数分間加熱すると基材表面に酸
化ケイ素の被膜が形成する。その後アルカリ性の溶液に
浸漬すると表面の親水性が高まる。最後にアルカリ性の
溶液を水洗することで親水処理が終了する。アルカリ性
の溶液は水酸化ナトリウム，水酸化カリウム等の水酸化
物の水溶液、あるいはアルコール溶液，含水アルコール
溶液を用いるとよい。溶液の濃度は高いほど浸漬時間を
短くできるが、用いる水酸化物の種類によっても異な
る。例えば水酸化ナトリウムを用いた場合、溶液濃度１
重量％では浸漬時間は１〜５分間、５重量％では１０〜
３０秒間程度が好適である。またアルコキシシランの溶
液に用いる溶媒としてケトン系のもの（アセトンやメチ
ルエチルケトン等）はアルコキシシランが二酸化ケイ素
に変化しやすいので、アルコール系，エステル系、ある
いはエーテル系の溶媒が好適である。特にアルコール系
は基材が樹脂の場合、樹脂を溶解し難いので特に好適で
ある。 ［５］撥水材料・処理方法 撥水材料は分子内にフッ素やシリコンといった元素を含
む一般的な撥水材料を用いると好適である。そしてこれ
ら材料を溶媒に溶かしセル基材に塗布する。その後セル
基板を乾燥し、溶媒を揮発させ、撥水材料による薄膜を
形成する。撥水材料によっては塗布後加熱することによ
りセル表面と化学結合させる材料もある。セル表面と化
学結合させる材料は繰り返し使用によって撥水材料が次
第に親水性のパターンに移動し、そのパターンを消失さ
せるおそれが少ないためより好適な材料である。このよ
うな材料としては次に示すようなものが挙げられる。こ
れら化合物はセル表面の水酸基等と反応し、表面に化学
結合を形成するのでセル表面を移動する心配が無く、親
水性のパターンを消失させるおそれがない。

【００３８】

【化５】

【００３９】具体的には以下の化合物１〜１２等が挙げ
られる。

【００４０】

【化６】

【００４１】

【化７】

【００４２】

【化８】

【００４３】

【化９】

【００４４】

【化１０】

【００４５】

【化１１】

【００４６】

【化１２】

【００４７】

【化１３】

【００４８】

【化１４】

【００４９】

【化１５】

【００５０】

【化１６】

【００５１】

【化１７】

【００５２】このうち化合物１〜８は以下に示す合成方
法を実行することで得られる。化合物９〜１２はそれぞ
れ１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリ
メトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオ
ロオクチルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２
Ｈ−パーフルオロデシルトリメトキシシラン、１Ｈ，１
Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラ
ンとしてヒドラス化学社より市販されている。またその
他の市販材料としてはダイキン工業社製オプツールＤＳ
Ｘが挙げられる。

【００５３】（化合物１の合成）デュポン社製クライト
ックス１５７ＦＳ−Ｌ（平均分子量２５００）（２５重
量部）を３Ｍ社製ＰＦ−５０８０（１００重量部）に溶
解し、これに塩化チオニル（２０重量部）を加え、撹拌
しながら４８時間還流する。そして塩化チオニルとＰＦ
−５０８０をエバポレーターで揮発させクライトックス
１５７ＦＳ−Ｌの酸クロライド（２５重量部）を得る。
さらにこれにＰＦ−５０８０（１００重量部）、チッソ
（株）製サイラエースＳ３３０（３重量部）、トリエチ
ルアミン（３重量部）を加え、室温で２０時間撹拌す
る。その後、反応液を昭和化学工業製ラジオライト フ
ァインフローＡでろ過し、ろ液中のＰＦ−５０８０をエ
バポレーターで揮発させ、化合物１（２０重量部）を得
る。

【００５４】（化合物２の合成）チッソ（株）製サイラ
エースＳ３３０（３重量部）の代わりにチッソ（株）製
サイラエースＳ３６０（３重量部）を用いる以外は化合
物１の合成と同様にして化合物２（２０重量部）を得
る。

【００５５】（化合物３の合成）デュポン社製クライト
ックス１５７ＦＳ−Ｌ（平均分子量２５００）（２５重
量部）の代わりにダイキン工業社製デムナムＳＨ（平均
分子量３５００）（３５重量部）を用いる以外は化合物
１の合成と同様にして化合物３（３０重量部）を得る。

【００５６】（化合物４の合成）チッソ(株)製サイラエ
ースＳ３３０（３重量部）の代わりにチッソ(株)製サイ
ラエースＳ３６０（３重量部）を用い、デュポン社製ク
ライトックス１５７ＦＳ−Ｌ（平均分子量２５００）
（２５重量部）の代わりにダイキン工業社製デムナムＳ
Ｈ（平均分子量３５００）（３５重量部）を用いる以外
は化合物１の合成と同様にして化合物４（３０重量部）
を得る。

【００５７】（化合物５の合成）デュポン社製クライト
ックス１５７ＦＳ−Ｌ（平均分子量２５００）（２５重
量部）の代わりにダイキン工業社製７Ｈ−ドデカフルオ
ロヘプタン酸（分子量３４６.０６）（３.５重量部）を
用いる以外は化合物１の合成と同様にして化合物５
（３.５重量部）を得る。

【００５８】（化合物６の合成）デュポン社製クライト
ックス１５７ＦＳ−Ｌ（平均分子量２５００）（２５重
量部）の代わりにダイキン工業社製７Ｈ−ドデカフルオ
ロヘプタン酸（分子量３４６.０６）（３.５重量部）を
用い、チッソ（株）製サイラエースＳ３１０（２重量
部）の代わりにチッソ（株）製サイラエースＳ３２０
（２重量部）を用いる以外は化合物１の合成と同様にし
て化合物６（３.５重量部）を得る。

【００５９】（化合物７の合成）デュポン社製クライト
ックス１５７ＦＳ−Ｌ（平均分子量２５００）（２５重
量部）の代わりにダイキン工業社製９Ｈ−ヘキサデカフ
ルオロノナン酸（分子量４４６.０７）（４.５重量部）
を用いる以外は化合物１の合成と同様にして化合物７
（４.５重量部）を得る。

【００６０】（化合物８の合成）デュポン社製クライト
ックス１５７ＦＳ−Ｌ（平均分子量２５００）（２５重
量部）の代わりにダイキン工業社製９Ｈ−ヘキサデカフ
ルオロノナン酸（分子量４４６.０７）（４.５重量部）
を用い、チッソ（株）製サイラエースＳ３１０（２重量
部）の代わりにチッソ（株）製サイラエースＳ３２０
（２重量部）を用いる以外は化合物１の合成と同様にし
て化合物８（４.５重量部）を得る。

【００６１】以上に示した化合物をフッ素系の溶媒に溶
解し、セル基材に塗布する。そしてセル基材を加熱して
セル表面の水酸基やカルボキシル基等と反応させて化学
結合を形成する。こうして撥水処理が終了する。撥水材
料の濃度は平均分子量が大きい材料ほど高濃度に設定す
る。平均分子量が３０００前後では濃度は０.３ 重量％
程度が好ましい。フッ素系の溶媒として具体的には３Ｍ
社製のＦＣ−７２，ＦＣ−７７，ＰＦ−５０６０，ＰＦ
−５０８０，ＨＦＥ−７１００，ＨＦＥ−７２００，デ
ュポン社製バートレルＸＦ等が挙げられる。加熱温度は
１００℃以上が望ましく、１２０℃以上とすればさらに
敏速に製膜の反応を進行させることができる。加熱時間
は１００℃の場合は１時間程度、１２０℃の場合は１５
分間、１４０℃の場合は１０分間程度が望ましい。但し
２５０℃以上の場合は撥水材料が熱分解するおそれがあ
るので注意が必要である。セルの基材に水酸基等が存在
しない場合は酸素プラズマ処理を行うことで表面に水酸
基を持たせることが可能である。この処理を行った後に
撥水処理を行えば上記撥水材料とセル基材との間で化学
結合を形成することが可能になる。なお撥水材料の塗布
はハケ塗り，ディップコート法，スピンコート法等で製
膜する。 ［６］分析装置 （１）測定機構 図３に本発明の分析装置の測定機構を示す。 （Ａ）透過率，反射率を測定する場合 これは平面セルがある程度測定光を透過する場合に用い
られる。ディスペンサー１５から平面セル１６に分析す
るための検体液１７が吐出され、平面セル表面の親水パ
ターンに付着する。次に指示薬吐出用ディスペンサー１
８から平面セル表面の検体液に指示薬が吐出される。そ
して検体が指示薬と反応した後、親水パターン部分の透
過率、或いは吸光度を測定する。測定は露光部１９から
発せられた測定光が平面セルの親水パターンを通過し受
光部２０に入射することにより行われる。結果は平面セ
ルを通過することで起こる測定光の特定波長の減少率を
調べ、解析することにより求められる。なお測定精度を
向上させるため予め検体等を付着させる前の平面セルの
親水パターンの吸光度・透過率を測定しておくことが好
ましい。

【００６２】露光部の光源は１個の親水パターンに対し
て１個ずつでもかまわない。ただ露光部が複数の光源を
持つことによって大きくなりすぎる場合は１個の光源を
分岐して複数の露光部に光を送るほうが露光部を小型化
できるという利点がある。この場合光源から露光部に光
を送るには光ファイバー等が便利である。 （Ｂ）反射率を測定する場合 これは平面セルがある程度測定光を反射する場合に用い
られる。測定の際、光学系２３の露光部２４が平面セル
の親水パターンに向かって発せられ、測定光の一部が平
面セルで反射される。その他の光は親水パターン上の検
体と指示薬の混合物やセル表面等で吸収される。反射さ
れた光は受光部２５に入射する。結果は（Ａ）と同様の
解析調査・解析を行うことで求める。なお測定精度を向
上させるため予め検体等を付着させる前の平面セルの親
水パターンの反射率を測定しておくことが好ましい。

【００６３】露光部の光源は（Ａ）の透過率，反射率を
測定する場合と同様１個の光源を分岐して複数の露光部
に光を送るほうが露光部を小型化できる利点がある。

【００６４】（２）平面セルの洗浄機構 図４に本発明の平面セルの洗浄機構を示す。

【００６５】測定の終わった平面セル２６は洗浄器２７
から吐出される水あるいは界面活性剤を含んだ洗浄水に
よって洗浄される。界面活性剤を用いた場合は最後に水
で洗浄することで界面活性剤が除去され、セル表面の撥
水性を再び向上する。洗浄後の平面セル２８は乾燥器２
９によって乾燥される。乾燥器は乾燥を敏速に行うため
熱風を噴射するものが望ましい。また風力が大きければ
セル表面の水が揮発しやすいのでより好ましい。

【００６６】（３）分析装置の構成 図５に本発明の分析装置の構成を示す。

【００６７】図５に示される分析装置は大きく分けて測
定機構３０，平面セルの洗浄機構３１，洗浄後の平面セ
ルの運搬機構３２，平面セルの格納機構３３，指示薬の
貯蔵・供給機構３４を有して構成される。分析試薬の貯
蔵・供給機構のそばには分析試薬の投入口３５がある。
また検体液投入口３６もある。このほか平面セル洗浄の
ため、給水用の配管３７と排水用の配管３８も有してい
る。分析はコンピューター等のコントロールユニット３
９によって制御される。分析装置とコントロールユニッ
トはケーブル４０で結ばれている。

【００６８】なお装置の小型化を図るため平面セルの洗
浄機構を別のハウジングとすることも可能である。これ
により給排水の設備を設けられない場所への設置も可能
となる。

【００６９】（実施例）以下、実施例により本発明を更
に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例
に限定されるものではない。

【００７０】（実施例１）始めに平面セルの作製方法を
示す。縦５ＣＭ，横１１ＣＭ，厚さ０.５ＭＭ の透明な
ポリカーボネート板（藤本化学社製）に酸素プラズマを
照射した。照射に用いた装置はダイオニクス社製プラズ
マアッシャー型番ＩＰＣ−８００５Ｔであり、チャンバ
ー内の酸素導入前の圧力は０.１Torr 以下、酸素導入後
のチャンバー内の圧力は０.５Torr、装置の高周波電源
の出力は１００Ｗ、ポリカーボネート板へのプラズマ照
射は６０秒間である。以上の処理によりポリカーボネー
ト板表面の水との接触角は１０°以下となった。そして
このポリカーボネート板をＯＨＰフィルム（リコー社製
ＯＨＰフィルム ＴＹＰＥ ＰＰＣ−ＤＸ Ａ４）に貼
付し、ポリカーボネート板表面にインクジェットプリン
タで画像を形成した。用いたインクジェットプリンタは
エプソン社製ＥＭ−９００Ｃである。画像は直径３mmの
ベタ黒の円を、間隔は３mm、縦に６行、横に１０列、即
ち円を６０個形成した。また検体の番号も印刷した。そ
の後、ＯＨＰフィルムからポリカーボネート板をはず
し、５０℃で５分間乾燥した。形成された円、即ちイン
ク付着部分は引き続き行われる撥水処理の際のマスクに
なる。

【００７１】次に化合物１の０.３ 重量％溶液を調製す
る。溶媒は３Ｍ社製のフッ素系溶媒であるフロリナート
ＰＦ−５０８０である。この溶液に上記ポリカーボネー
ト板を６０秒間浸漬し、その後１００℃で３０分間加熱
する。このポリカーボネート板のベタ黒の円の印刷部分
を水洗すると、ベタ黒の円が消え、そこに洗浄水が付着
する。８０℃の恒温槽中で１０分間加熱すると、この水
が蒸発する。こうして目的の平面セルが作製される。作
製された平面セルを図６に示す。

【００７２】撥水部分４１と親水性のパターン４２が形
成される。先ほどインクジェットプリンタで形成された
ベタ黒の円はインクが除去されて親水性のパターンにな
っている。また分析装置が平面セルの向きを認識できる
ように板の隅をカットしてある（図中４３，４４）。こ
れによりこのような分析装置によって機械的に測定を行
っても測定項目を間違えることはなく、測定の効率化を
図ることができる。もちろん隅のカットは一箇所でもよ
く、平面セルの向きを認識できる限りにおいて箇所の数
に特に制限はない。なお撥水部分の水との接触角は１１
５°、親水性のパターンの水との接触角は１０°以下で
あった。１個の親水性のパターンが従来のセル１個に相
当するので、平面セル１枚あたり従来のセル６０個分に
相当することになる。

【００７３】この平面セルを複数枚作製後、図５の分析
装置にセットする。分析装置の測定機構を図３の（１）
に示す。透過率あるいは吸光度を測定することで定量す
る機構を用いた。測定は始めに検体液を平面セルの親水
性のパターンに付着させる。親水性のパターンには検体
液は０.５μｌ ずつ付着させる。この量でも検体液は１
個の親水性のパターン全体に広がり、しかも撥水性の部
分には広がらない。検体液付着直後のパターン内検体の
最大厚さは約０.１mm であるため、常温ですぐに乾燥す
る。これに指示薬を０.５〜１μｌ ずつ付着させる。指
示薬は検体液が乾燥する前に付着させる。付着させる量
は検体が測定に必要な強度まで発色するのに必要な量と
なる。次に測定する。測定は平面セルに入射した光がど
れだけ減衰したか調べることにより行われる。なお測定
時には平面セル自身の測定光の吸収率も求め、定量に反
映させることで値の正確性が高まる。

【００７４】測定後の平面セルは図４の洗浄機構により
洗浄される。親水性のパターン１個あたり６０℃の温水
（３ｍｌ／秒）を１秒間噴射する操作を２度行った。こ
れにより検体や試薬が除去された。その後温風で乾燥す
ることで平面セルは再生される。撥水部分は温水が付着
し難く、仮に付着しても温風を当てることで容易に除去
することが可能であった。

【００７５】従来の直方体のセルを用いる場合は、検体
液の表面張力が小さいほど充填しやすいが、含水の検体
液（表面張力が６０ｍＮ／ｍ以上）ではセルの底面が最
小でも４mm×４mmは必要となる。これ以上小さいと検体
液充填時にセル壁面に気泡が生じた。しかも検体液注入
の際の検体液面の高さは最低でも１０mmはあるので検体
液は最小の場合でも１６０μｌは必要となる。これは本
実施例の約１００〜１６０倍となる。また底面が４mm×
４mmのセルの場合は測定後にセルをひっくり返しても検
体液は出てこなかった。これは検体液の表面張力による
ものであり、吸引するか、振動を与えなければ検体は排
出されなかった。更にセル洗浄も平面に比べて複雑な形
状になるため、平面セルに比べて洗浄に用いる温水の必
要量も多く必要であった。実際このセルに温水を噴射す
る操作（３ｍｌ／秒）を複数回行って洗浄を試みたとこ
ろ、再生に必要な温水噴射回数は２００回であった。ま
た本実施例の平面セルは１枚で６０個分のセルと同様の
測定が可能なので洗浄するセルの個数も６０分の１とな
りますます洗浄に必要な水の量を削減できた。

【００７６】以上より平面セルを用いることで従来のセ
ルに比べてわずかの検体液で測定可能となった。また平
面セルを用いる測定装置は従来の直方体のセルに比べて
セル洗浄に使用する水の量を削減できることが可能にな
った。

【００７７】（比較例１）縦５cm，横１１cm，厚さ０.
５mm のポリスチレン板の上に縦５cm，横１１cmの大き
さで、表面に直径３mmの穴を６０個有する黒色の紙（紫
外線のマスクとして用いる）を貼付する。これに８００
Ｗ低圧水銀ランプを装着した紫外線照射装置（東芝ライ
テックス社製）で紫外光を２分間照射し、照射部分の水
との接触角を１０°以下とした。マスクを剥がし、紫外
光照射部分に１重量％アルギン酸ナトリウム水溶液(粘
度は３００cps）を塗布後、常温で１日乾燥した。これ
を実施例１と同様に検体と指示薬を付着させ、その後こ
の板を実施例１と同様の方法で洗浄した。しかしアルギ
ン酸ナトリウム、及び吸着した検体と指示薬は除去でき
なかった。１重量％アルギン酸ナトリウム水溶液(粘度
は３００cps）の代わりに１重量％ポリビニルピロリド
ン水溶液（平均分子量４００００）を用いても同様の結
果であった。以上より検体保持部分に親水性高分子を保
持した場合は洗浄が困難であることが示された。

【００７８】（実施例２）平面セルに検体液を付着させ
るための方法を図７に示す浸漬法を用いる以外は実施例
１と同様にして平面セルを作製し、測定を行ったが実施
例１と同様の結果が得られた。以上より検体はディスペ
ンサーで付着するだけでなく検体液槽を用いても測定可
能であることが示された。

【００７９】なお図７は吸光度、あるいは透過率測定に
よって分析するものを示してあるが、反射率を測定する
光学系であってもかまわない。図７の測定機構は以下の
通りである。平面セル４５は平面セルのカートリッジ４
６からピンセット４７で引き出され、検体液槽４８中の
検体液に浸漬される。検体液から引き上げることで検体
液が付着した平面セル５０ができる。このセルはベルト
コンベア５１に乗せられる。これに指示薬吐出用ディス
ペンサー５２から指示薬が吐出される。測定は露光部５
３から発せられた光が検体の付着した親水性のパターン
を介して受光部５４に至り、測定が行われる。

【００８０】（実施例３）実施例１で平面セル作製に用
いたポリカーボネート板に酸素プラズマの照射時間を変
えた場合の撥水部分と親水性のパターンの水に対する接
触角を調べた。結果を表１に示す。なおいずれの場合も
高周波電源の出力は１００Ｗである。

【００８１】

【表１】

【００８２】照射時間が長いほど親水性のパターンの接
触角が小さくなる傾向がある。即ち照射時間が長いほど
親水性が高くなる。

【００８３】次に親水性のパターン内の吸光度分布を調
べた。親水性のパターンの透過率分布測定箇所を図８に
示す。この測定では親水性のパターンの中心部分と中心
から１mm離れた部分の透過率の比を求めた。測定ビーム
を絞る場合、即ち親水性のパターンの一部分で測定する
場合には親水性のパターン中の試料の濃度分布が大きく
なるほどセルの定量性が低下する。そのためこの透過率
の比が１に近い必要がある。

【００８４】中心部分の光の吸光度をＡ、中心から１mm
離れた部分の吸光度をＢとするときのＢ／Ａの値を表１
に併記する。Ｂ／Ａの値が１よりかなり小さくなる場
合、その原因は検体液がパターンの中心部分で盛り上が
り、そのまま乾燥するため、結果として中心部分の検体
量が周辺部分より多くなってしまうためである。この現
象が発現すると測定ビームの直径が親水性のパターンの
直径より小さい場合に測定の際の定量性が低下する。

【００８５】検体液を付着させる部分は実施例２で用い
た検体槽に平面セルを浸漬させる機構を用いた。また測
定光は４５０ｎｍ、測定光のスポットは直径１mmの円
形、検体はフェノールフタレイン溶液（濃度は０.００
２重量％、溶媒は水：エタノール＝９：１）、指示薬は
酢酸ナトリウム溶液（溶媒は水：エタノール＝１：１）
である。

【００８６】表１より、親水性のパターンの水との接触
角が３０°未満ではＢ／Ａの値が０.９５ 以上であり定
量性は問題無いレベルであった。しかし接触角が３０°
以上ではＢ／Ａの値が０.９５ よりも小さくなり定量性
が低下することがわかった。

【００８７】以上より平面セルにおいては、分析精度を
向上させるため親水性のパターンの水との接触角は３０
°未満が望ましいことが示された。また分析装置におい
ても、分析精度を向上させるため用いる平面セルの親水
性のパターンの水との接触角は３０°未満が望ましいこ
とが示された。

【００８８】（実施例４）化合物１の溶液の濃度を０.
０３ 重量％とし、浸漬時間を種々変える以外は実施例
１と同様にして平面セルを作製する。このときの浸漬時
間と撥水部分の水との接触角を表２に示す。

【００８９】

【表２】

【００９０】この後実施例２で用いた検体液槽により検
体液を付着させたところ、一部の平面セルは親水性のパ
ターン以外の部分にも検体液が付着した。この結果を表
２に併記する。

【００９１】この結果は、水との接触角が１００度以下
の場合だと親水性パターン以外に検体が付着し、それに
より複数のパターン間に橋かけ状態の液滴ができてしま
うことを示唆する。特にこれは測定が複数の異なる項目
について行われる場合において検体及び試薬の混合によ
る誤測定という問題を発生させてしまうおそれがある。

【００９２】この結果より撥水部分の水との接触角は１
００°以上が有利であることが示された。

【００９３】（実施例５）化合物１の０.３重量％ＰＦ
−５０８０溶液の代わりに、化合物２の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操作
を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製でき
た。なお撥水部分の水との接触角は化合物１を用いた際
と同じ１１５°であった。この平面セルを用いた分析装
置は実施例１と同様に少量の検体・試薬での分析が可能
であり、分析後のセルは洗浄・乾燥による再生が可能で
あった。

【００９４】（実施例６）化合物１の０.３重量％ＰＦ
−５０８０溶液の代わりに、化合物３の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操作
を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製でき
た。なお撥水部分の水との接触角は１１７°であった。
この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に少量
の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセルは洗
浄・乾燥による再生が可能であった。

【００９５】（実施例７）化合物１の０.３重量％ＰＦ
−５０８０溶液の代わりに、化合物４の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操作
を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製でき
た。なお撥水部分の水との接触角は１１７°であった。
この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に少量
の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセルは洗
浄・乾燥による再生が可能であった。

【００９６】（実施例８）化合物１の０.３重量％ＰＦ
−５０８０溶液の代わりに、化合物５の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操作
を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製でき
た。なお撥水部分の水との接触角は１１０°であった。
この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に少量
の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセルは洗
浄・乾燥による再生が可能であった。

【００９７】（実施例９）化合物１の０.３重量％ＰＦ
−５０８０溶液の代わりに、化合物６の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操作
を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製でき
た。なお撥水部分の水との接触角は１１０°であった。
この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に少量
の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセルは洗
浄・乾燥による再生が可能であった。

【００９８】（実施例１０）化合物１の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液の代わりに、化合物７の０.３重量％
ＰＦ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操
作を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製で
きた。なお撥水部分の水との接触角は１１１°であっ
た。この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に
少量の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセル
は洗浄・乾燥による再生が可能であった。

【００９９】（実施例１１）化合物１の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液の代わりに、化合物８の０.３重量％
ＰＦ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操
作を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製で
きた。なお撥水部分の水との接触角は１１０°であっ
た。この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に
少量の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセル
は洗浄・乾燥による再生が可能であった。

【０１００】（実施例１２）化合物１の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液の代わりに、化合物９の０.３重量％
ＰＦ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の操
作を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製で
きた。なお撥水部分の水との接触角は１１２°であっ
た。この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に
少量の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセル
は洗浄・乾燥による再生が可能であった。

【０１０１】（実施例１３）化合物１の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液の代わりに、化合物１０の０.３重量
％ＰＦ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の
操作を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製
できた。なお撥水部分の水との接触角は114°であっ
た。この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に
少量の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセル
は洗浄・乾燥による再生が可能であった。

【０１０２】（実施例１４）化合物１の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液の代わりに、化合物１１の０.３重量
％ＰＦ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の
操作を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製
できた。なお撥水部分の水との接触角は112°であっ
た。この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に
少量の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセル
は洗浄・乾燥による再生が可能であった。

【０１０３】（実施例１５）化合物１の０.３重量％Ｐ
Ｆ−５０８０溶液の代わりに、化合物１２の０.３重量
％ＰＦ−５０８０溶液を用いる以外は実施例１と同様の
操作を行ったところ、実施例１と同様の平面セルが作製
できた。なお撥水部分の水との接触角は114°であっ
た。この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様に
少量の検体・試薬での分析が可能であり、分析後のセル
は洗浄・乾燥による再生が可能であった。

【０１０４】実施例４より平面セルの撥水部分の水との
接触角は高い方が親水性のパターンを小さくでき、結果
として検体量を少なくできることが示されている。実施
例１，５〜１５より本発明は以下に示される化合物を適
切に用いることにより平面セルの撥水部分を１１０°以
上にすることが可能であった。

【０１０５】

【化１８】

【０１０６】（実施例１６）厚さ０.５mmのポリカーボ
ネート板の代わりに厚さ０.５mmの透明なポリエーテル
スルホンを用いる以外は実施例１と同様の操作を行った
ところ、実施例１と同様の性能の平面セルが作製でき
た。この平面セルを用いた分析装置は実施例１と同様の
分析を行うことができた。以上より平面セルの基材がポ
リカーボネートでなくとも透明性があれば平面セルを作
製できることが示された。

【０１０７】（実施例１７）厚さ０.５mmのポリカーボ
ネート板の代わりに厚さ０.０８mmの鏡面加工したＳＵ
Ｓ３０４板を用い、酸素プラズマの照射時間を６０秒間
から１８０秒間にする以外は実施例１と同様の操作を行
い、平面セルを作製した。このセルは実施例１のセルと
異なり透過率あるいは吸光度で測定するのではなく反射
率で測定する。

【０１０８】この平面セルを複数枚作製後、図５の分析
装置にセットする。分析装置の測定機構は図３の（２）
に示す、反射率を測定することで定量する機構を用い
た。それ以外は実施例１と同様である。

【０１０９】その結果、透過率あるいは吸光度の代わり
に反射率を測定することで実施例１と同様にこの平面セ
ルを用いての分析は可能であった。また透過率あるいは
吸光度の代わりに反射率を測定する測定機構を有してい
る分析装置は実施例１と同様に少量の検体・試薬での分
析が可能であり、分析後のセルは洗浄・乾燥による再生
が可能であった。

【０１１０】以上より平面セルの基材が透明でなくとも
測定光を反射する基材であれば透過率あるいは吸光度の
代わりに反射率を測定する方法を用いることで分析可能
であることが示された。

【０１１１】（実施例１８）厚さ０.０８mmのＳＵＳ３
０４板の代わりに厚さ０.０８mmの鏡面加工したＦＥ−
４２ＮＩ板を用いる以外は実施例１７と同様の操作を行
い、実施例１７と同様の性能の平面セルを作製した。こ
のセルは実施例１７と同じ分析装置を用いることで実施
例１７と同様に少量の検体・試薬での分析が可能であ
り、分析後のセルは洗浄・乾燥による再生が可能であっ
た。

【０１１２】以上より基材がＳＵＳ３０４でなくとも測
定光を反射する基材であれば透過率あるいは吸光度の代
わりに反射率を測定する方法を用いることで分析可能で
あることが示された。

【０１１３】

【発明の効果】本発明により、同じ検体であれば１枚の
セルで複数の測定ができ、洗浄・乾燥により再使用可能
であり、またセルの構造も単純な平板なので洗浄も容易
なセルの提供が可能になった。またこのセルを用いる分
析装置の提供も可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面セルの構成、及び検体液塗布・指
示薬添加方法の説明図。

【図２】本発明の平面セルを用いた測定方法の説明図。

【図３】本発明の分析装置の測定機構の説明図。 （１）透過率，吸光度を測定する場合。 （２）反射率を測定する場合。

【図４】本発明の分析装置の平面セル洗浄機構の説明
図。

【図５】本発明の分析装置の構成の説明図。

【図６】実施例１で作製，使用される平面セル。

【図７】実施例２で用いる分析装置の測定機構。

【図８】親水性のパターン内の透過率測定箇所。

【符号の説明】

１，４１…撥水部分、２…親水性のパターン、３，１
７，４９…検体液、４，５…ピペット、６…分析試薬、
７，１１…光源、８，１２…測定光、９…検体及び平面
セルに吸収されない光、１０，１４，２０，２５，５４
…受光部、１３…セル表面で反射し、再び親水性のパタ
ーン上の液滴を通過した光、１５…ディスペンサー、１
６，２６，４５…平面セル、１８…指示薬吐出用ディス
ペンサー、１９，２４，５３…露光部、２１，５１…ベ
ルトコンベア、２２…ベルトコンベア駆動ロール、２３
…光学系、２７…洗浄器、２８…洗浄後の平面セル、２
９…乾燥器、３０…測定機構、３１…平面セルの洗浄機
構、３２…洗浄後の平面セルの運搬機構、３３…平面セ
ルの格納機構、３４…分析試薬の貯蔵・供給機構、３５
…指示薬の投入口、３６…検体液投入口、３７…給水用
の配管、３８…排水用の配管、３９…コントロールユニ
ット、４０…ケーブル、４２…親水性のパターン、４
３，４４…平面セルの位置決め用カット部分、４６…平
面セルのカートリッジ、４７…ピンセット、４８…検体
液槽、５０…検体液が付着した平面セル、５２…指示薬
吐出用ディスペンサー。

フロントページの続き (72)発明者 神原 克宏 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 2G045 AA01 AA15 CA25 CA26 CB03 CB30 FA11 HA02 JA07 2G057 AA01 AA02 AB01 AB02 AB06 AB07 AC01 BA01 BB01 BB04 BB06 BB08 JA00 2G059 AA05 BB04 BB12 CC16 EE01 EE02 GG00 HH01 HH02 HH06 KK01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的手段で物質の定性，定量を行う分析
   装置用測定セルにおいて、測定する検体が液体であり、
   該測定セルの形状が実質的に平面であり、該平面内に検
   体保持部分を有し、且つ検体保持部分の水との接触角が
   ３０°以下であり、且つ該平面のそれ以外の部分のそれ
   以外の部分の水との接触角が１００°以上であり、該測
   定セルが洗浄と乾燥により繰り返し使用可能であること
   を特徴とする分析装置用測定セル。
2. 【請求項２】請求項１において、検体保持部分以外の部
   分に以下の構造の化合物によって形成される層が形成さ
   れていることを特徴とする分析装置用測定セル。 【化１】
3. 【請求項３】工学的手段で物質の定性，定量を行う分析
   装置において、測定する検体が液体であり且つ測定の際
   に用いるセルの形状が実質的に平面であり、該平面内に
   検体保持部分を有し、且つ検体保持部分の水との接触角
   が３０°以下であり、且つ該平面のそれ以外の部分の水
   との接触角が１００°以上であり、且つ該測定セルが洗
   浄と乾燥により繰り返し使用可能であり、該装置内に少
   なくとも該セルの搬送機構，検体塗布機構，指示薬塗布
   機構，光学的測定機構を有することを特徴とする分析装
   置。
4. 【請求項４】請求項３記載の分析装置において、該セル
   の検体保持部分以外の部分に以下の構造の化合物によっ
   て形成される層が形成されていることを特徴とする分析
   装置。 【化２】
5. 【請求項５】前記セルは３４０〜８００ｎｍの波長の光
   を６０％以上透過する請求項１記載のセル。
6. 【請求項６】前記セルは４００〜８００ｎｍの波長の光
   を８０％以上透過する請求項１記載のセル。
7. 【請求項７】前記セル基板は光を反射する金属である請
   求項１記載のセル。
8. 【請求項８】前記セルにおける親水性のパターン表面の
   粗さがＲａ１００ｎｍ以下である請求項１記載のセル。