ホーム > 特許ランキング > 国立大学法人豊橋技術科学大学
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2024-130544遠心型送液装置、遠心型分注装置、マイクロ流路デバイスおよび検査チップ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024130544
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】遠心型送液装置、遠心型分注装置、マイクロ流路デバイスおよび検査チップ
(51)【国際特許分類】
G01N 35/00 20060101AFI20240920BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20240920BHJP
G01N 35/08 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
G01N35/00 D
G01N37/00 101
G01N35/08 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023040339
(22)【出願日】2023-03-15
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 公開者名 清水一希、齋藤亮吾、飯田玲史、夏原大悟、岡本俊哉、永井萌土、柴田隆行 刊行物名 ２０２２年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集、第２８８頁－第２８９頁 発行日 令和４年８月２５日（ウェブサイトの掲載日） ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐ：／／２０２２－０９ａｕｔｕｍｎ．ｊｓｐｅ．ｏｒ．ｊｐ／ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ／ 公開者名 清水一希、齋藤亮吾、飯田玲史、夏原大悟、岡本俊哉、永井萌土、柴田隆行 集会名および集会場所 集会名：２０２２年度精密工学会秋季大会学術講演会 集会場所：オンライン開催 開催日 令和４年９月７日 公開者名 齋藤亮吾、夏原大悟、白井孝興、岡本俊哉、永井萌土、柴田隆行 刊行物名 Ｔｈｅ １９ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＩＣＰＥ ２０２２ ｉｎ Ｎａｒａ）ＣＤＲＯＭ（２ＰＰ）［Ｃ１０２］ 発行日 令和４年１１月２１日（ウェブサイトの掲載日） ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｏｏｐ－ｊａｐａｎ．ｃｏｍ／ｋａｉｇｉ／ｉｃｐｅ２０２２／ｐｒｏｇｒａｍ．ｈｔｍｌ 公開者名 齋藤亮吾、夏原大悟、白井孝興、岡本俊哉、永井萌土、柴田隆行 集会名および集会場所 集会名：Ｔｈｅ １９ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＩＣＰＥ ２０２２ ｉｎ Ｎａｒａ） 集会場所：奈良県コンベンションセンター（奈良県奈良市三条大路一丁目６９１－１） 開催日 令和４年１２月１日
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 公開者名 夏原大悟、齋藤亮吾、飯田玲史、岡本俊哉、永井萌土、柴田隆行 刊行物名 ２０２３年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集、第８１５頁－第８１６頁 発行日 令和５年３月１日（ウェブサイトの掲載日） ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐ：／／２０２３－０３ｓｐｒｉｎｇ．ｊｓｐｅ．ｏｒ．ｊｐ／ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ／ 公開者名 夏原大悟、齋藤亮吾、飯田玲史、岡本俊哉、永井萌土、柴田隆行 集会名および集会場所 集会名：２０２３年度精密工学会春季大会学術講演会 集会場所：東京理科大学 葛飾キャンパス（東京都葛飾区新宿６－３－１） 開催日 令和５年３月１４日 公開者名 齋藤亮吾 刊行物名 豊橋技術科学大学機械工学専攻２０２２年度修士論文概要集、第１５頁－第１６頁 発行日 令和５年２月２０日 公開者名 齋藤亮吾 集会名および集会場所 集会名：豊橋技術科学大学機械工学専攻２０２２年度修士論文審査会 集会場所：国立大学法人豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘１－１） 開催日 令和５年２月２０日 公開者名 齋藤亮吾 刊行物名 豊橋技術科学大学機械工学専攻２０２２年度修士論文「並列分注機能を有する遠心送液型マルチプレックス遺伝子診断デバイスの開発」 発行日 令和５年３月３日
(71)【出願人】
【識別番号】304027349
【氏名又は名称】国立大学法人豊橋技術科学大学
(74)【代理人】
【識別番号】100149320
【弁理士】
【氏名又は名称】井川 浩文
(74)【代理人】
【識別番号】100113664
【弁理士】
【氏名又は名称】森岡 正往
(72)【発明者】
【氏名】柴田 隆行
(72)【発明者】
【氏名】夏原 大悟
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 亮吾
(72)【発明者】
【氏名】岡本 俊哉
(72)【発明者】
【氏名】永井 萌土
【テーマコード（参考）】
2G058
【Ｆターム（参考）】
2G058DA07
2G058EA14
(57)【要約】
【課題】 回転によって発生する遠心力を利用しつつ、簡易な構成により適宜な流路断面積のチャンバに液体を供給し得る送液装置と、当該送液される液体を分岐させて複数のチャンバに供給可能な分注装置と、分注装置を利用したマイクロ流路デバイスおよび検査チップを提供する。
【解決手段】 送液装置は、予め定めた回転中心１１において適宜範囲による回転数で回転可能な基板１と、基板に設置された流路構成部２とを備える。流路構成部は、回転中心から任意の距離を有して構成されるチャンバ２１と、チャンバよりも回転中心に近い位置を起点とし、チャンバよりも回転中心から離れた位置を経由して構成される供給流路２２とを備える。供給流路は、チャンバに対して、基板の外周側から回転中心側に向かって流入させるように接続されている。分注装置は、主流路から分岐する分岐流路を介して複数のチャンバに流入させている。
【選択図】 図１
【解決手段】 送液装置は、予め定めた回転中心１１において適宜範囲による回転数で回転可能な基板１と、基板に設置された流路構成部２とを備える。流路構成部は、回転中心から任意の距離を有して構成されるチャンバ２１と、チャンバよりも回転中心に近い位置を起点とし、チャンバよりも回転中心から離れた位置を経由して構成される供給流路２２とを備える。供給流路は、チャンバに対して、基板の外周側から回転中心側に向かって流入させるように接続されている。分注装置は、主流路から分岐する分岐流路を介して複数のチャンバに流入させている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の流路断面積によって構成された基準流路から、該基準流路の流路断面積よりも拡大させた流路断面積を有するチャンバへ液体を送液するための装置であって、
予め定めた回転中心において適宜範囲による回転数で回転可能な基板と、該基板に設置された流路構成部とを備え、
前記流路構成部は、前記回転中心から任意の距離を有して構成される前記チャンバと、前記チャンバよりも前記回転中心に近い位置を起点とし、該チャンバよりも前記回転中心から離れた位置を経由して構成される供給流路とを備えるものであり、
前記供給流路は、前記チャンバに対して、前記基板の外周側から回転中心側に向かって流入させるように接続されるものであることを特徴とする遠心型送液装置。
予め定めた回転中心において適宜範囲による回転数で回転可能な基板と、該基板に設置された流路構成部とを備え、
前記流路構成部は、前記回転中心から任意の距離を有して構成される前記チャンバと、前記チャンバよりも前記回転中心に近い位置を起点とし、該チャンバよりも前記回転中心から離れた位置を経由して構成される供給流路とを備えるものであり、
前記供給流路は、前記チャンバに対して、前記基板の外周側から回転中心側に向かって流入させるように接続されるものであることを特徴とする遠心型送液装置。
【請求項2】
前記流路構成部は、前記チャンバに対して、前記基板の回転中心側に連続する排出流路を備えており、該排出流路は、流路内空気および余剰液体を排出するものである請求項１に記載の遠心型送液装置。
【請求項3】
前記流路構成部は、前記基板の回転中心から適宜位置において前記供給流路の基端側に連続して設けられ、前記供給流路を介して前記チャンバに供給できる量の液体を貯留する注入リザーバと、前記チャンバよりも前記回転中心に接近する位置において前記排出流路の末端に連続して設けられ、適宜量の余剰液体を貯留する廃液リザーバを備え、
前記注入リザーバは、外方に開口させた吸気口を備えるものであり、
前記廃液リザーバは、外方に開口させた排気口を備えるものである請求項２に記載の遠心型送液装置。
前記注入リザーバは、外方に開口させた吸気口を備えるものであり、
前記廃液リザーバは、外方に開口させた排気口を備えるものである請求項２に記載の遠心型送液装置。
【請求項4】
前記流路構成部は、前記基板の回転中心から適宜位置において前記供給流路の基端側に連続して設けられ、前記供給流路を介して前記チャンバに供給できる量の液体を貯留する注入リザーバと、前記チャンバよりも前記回転中心に接近する位置において前記排出流路の末端に連続して設けられ、適宜量の余剰液体を貯留する廃液リザーバを備え、
前記注入リザーバおよび前記廃液リザーバは、それぞれ前記基板の回転中心側近傍を相互に連通させるものである請求項２に記載の遠心型送液装置。
前記注入リザーバおよび前記廃液リザーバは、それぞれ前記基板の回転中心側近傍を相互に連通させるものである請求項２に記載の遠心型送液装置。
【請求項5】
少なくとも前記供給流路がマイクロ流路である請求項１～４に記載の遠心型送液装置。
【請求項6】
予め定めた回転中心において適宜範囲による回転数で回転可能な基板と、該基板に設けられた流路構成部とを備え、前記流路構成部は、前記回転中心から等距離に設けられ、前記基板の回転中心側を排出部、外周側を流入部として配設された複数のチャンバと、供給すべき液体を貯留する注入リザーバと、前記注入リザーバから前記複数のチャンバのそれぞれに液体を供給する供給流路と、該供給流路および前記複数のチャンバに供給された液体の余剰分を貯留する廃液リザーバと、前記チャンバの排出部と前記廃液リザーバとを接続する排出流路とを備え、前記注入リザーバに貯留される液体を前記複数のチャンバに供給する分注装置であって、
前記注入リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置され、全てのチャンバおよび供給流路に充填される液体の全量を貯留可能な容量を有するものであり、
前記廃液リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置されるものであり、
前記供給流路は、前記複数のチャンバの流入部よりも前記基板の外周側に配置される主流路と、該主流路から分岐し、前記複数のチャンバのそれぞれの流入部に連続される分岐流路とに区分され、
前記分岐流路は、前記複数のチャンバのそれぞれの流入部から前記液体を供給させるものであることを特徴とする遠心型分注装置。
前記注入リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置され、全てのチャンバおよび供給流路に充填される液体の全量を貯留可能な容量を有するものであり、
前記廃液リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置されるものであり、
前記供給流路は、前記複数のチャンバの流入部よりも前記基板の外周側に配置される主流路と、該主流路から分岐し、前記複数のチャンバのそれぞれの流入部に連続される分岐流路とに区分され、
前記分岐流路は、前記複数のチャンバのそれぞれの流入部から前記液体を供給させるものであることを特徴とする遠心型分注装置。
【請求項7】
前記主流路は、複数の前記チャンバよりも前記基板の外周側において連続する１本の流路によって構成されるものであり、
前記分岐流路は、前記供給流路から適宜分岐して前記複数のチャンバに個別に連続するように設けられるものである請求項６に記載の遠心型分注装置。
前記分岐流路は、前記供給流路から適宜分岐して前記複数のチャンバに個別に連続するように設けられるものである請求項６に記載の遠心型分注装置。
【請求項8】
少なくとも前記供給流路がマイクロ流路である請求項６または７に記載の遠心型分注装置。
【請求項9】
前記主流路は、前記分岐流路によって分岐されるよりも上流側において、液体の混合を促進させる混合流路を備えるものである請求項８に記載の遠心型分注装置。
【請求項10】
予め定めた回転中心において適宜範囲による回転数で回転可能な基板と、該基板に設けられた流路構成部とを備え、前記流路構成部は、前記回転中心から等距離に設けられ、前記基板の回転中心側を排出部、外周側を流入部として配設された複数のチャンバと、供給すべき液体を貯留する注入リザーバと、前記注入リザーバから前記複数のチャンバのそれぞれに液体を順次供給する供給流路と、該供給流路および前記複数のチャンバに供給された液体の余剰分を貯留する廃液リザーバとを備え、前記注入リザーバに貯留される液体を前記複数のチャンバに順次供給する分注装置であって、
前記注入リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置され、全てのチャンバおよび供給流路に充填される液体の全量を貯留可能な容量を有するものであり、
前記廃液リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置されるものであり、
前記供給流路は、前記複数のチャンバごとに、前記流入部から該チャンバに対して液体を供給する主流路が構成されており、
前記主流路は、隣接するチャンバのための主流路を形成するために分岐されるものであり、分岐した側の主流路における分岐位置の近傍には、一時的な流下を阻害させる第１流路内抵抗部が設けられており、
前記複数のチャンバの排出部は、廃液リザーバに連続する排出流路に接続する接続部が設けられ、該接続部が該排出流路に合流する位置の近傍における該接続部または該排出流路には、一時的な流下を阻害する第２流路内抵抗部を備えており、
前記第１流路内抵抗部による流下の一時的阻害から開放するための第１の決壊圧力は、液体が第２流路内抵抗に到達するまでに受ける圧力よりも大きく、かつ、第２流路内抵抗部による流下の一時的阻害から開放するための第２の決壊圧力を加えた圧力よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする遠心型分注装置。
前記注入リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置され、全てのチャンバおよび供給流路に充填される液体の全量を貯留可能な容量を有するものであり、
前記廃液リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置されるものであり、
前記供給流路は、前記複数のチャンバごとに、前記流入部から該チャンバに対して液体を供給する主流路が構成されており、
前記主流路は、隣接するチャンバのための主流路を形成するために分岐されるものであり、分岐した側の主流路における分岐位置の近傍には、一時的な流下を阻害させる第１流路内抵抗部が設けられており、
前記複数のチャンバの排出部は、廃液リザーバに連続する排出流路に接続する接続部が設けられ、該接続部が該排出流路に合流する位置の近傍における該接続部または該排出流路には、一時的な流下を阻害する第２流路内抵抗部を備えており、
前記第１流路内抵抗部による流下の一時的阻害から開放するための第１の決壊圧力は、液体が第２流路内抵抗に到達するまでに受ける圧力よりも大きく、かつ、第２流路内抵抗部による流下の一時的阻害から開放するための第２の決壊圧力を加えた圧力よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする遠心型分注装置。
【請求項11】
前記主流路は、前記チャンバよりも前記基板の外周側に配置され、前記チャンバの供給部の近傍において分岐されるものである請求項１０に記載の遠心型分注装置。
【請求項12】
前記主流路は、前記複数のチャンバよりも前記基板の回転中心側において分岐されるものであり、分岐した側の主流路は、分岐後に隣接するチャンバの前記回転中心側を経由させ、前記接続部と接続することにより前記排出流路を兼用するものであり、
前記第１流路内抵抗部は、前記第２流路内抵抗部よりも前記回転中心に近い位置に設けられ、前記第１の決壊圧力は、個々のチャンバを充満するために必要な圧力も大きくなるように構成され、前記第２の決壊圧力は、第１流路内抵抗部と第２流路内抵抗部との位置の相違に基づく遠心力の作用する圧力差を前記第１の決壊圧力に加えた圧力よりも大きくなるように構成されるものである請求項１０に記載の遠心型分注装置。
前記第１流路内抵抗部は、前記第２流路内抵抗部よりも前記回転中心に近い位置に設けられ、前記第１の決壊圧力は、個々のチャンバを充満するために必要な圧力も大きくなるように構成され、前記第２の決壊圧力は、第１流路内抵抗部と第２流路内抵抗部との位置の相違に基づく遠心力の作用する圧力差を前記第１の決壊圧力に加えた圧力よりも大きくなるように構成されるものである請求項１０に記載の遠心型分注装置。
【請求項13】
少なくとも前記供給流路がマイクロ流路であり、前記第１流路抵抗部および第２流路抵抗部は、マイクロ流路の流路断面積を縮小させるように構成されたものである請求項１０～１２のいずれかに記載の遠心型分注装置。
【請求項14】
前記主流路の最も上流側と前記注入リザーバとの間には、液体の混合を促進させる混合流路を備えるものである請求項１３に記載の遠心型分注装置。
【請求項15】
請求項８または１３に記載の遠心型分注装置を利用するマイクロ流路デバイスであって、マイクロ流路チップ内に前記流路構成部を備えることを特徴とするマイクロ流路デバイス。
【請求項16】
前記流路構成部には、液体の混合を促進させる混合流路を備えるものである請求項１５に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項17】
請求項８または１３に記載の遠心型分注装置を利用する検査チップであって、マイクロ流路チップ内に前記流路構成部を備えており、前記チャンバに反応容器が形成され、該反応容器に試薬が固定されていることを特徴とする検査チップ。
【請求項18】
前記流路構成部には、液体の混合を促進させる混合流路を備えるものである請求項１７に記載の検査チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板の回転により発生する遠心力を利用した送液装置および分注装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、複数のウイルス検査（遺伝子増幅反応）を行う場合には、当該検査数に相当する数のマーカーを要し、検査対象の数だけ反応行うため、その都度、サンプルと試薬の調製を必要としていた。そのため、専門知識やスキルが要求されるものとなっていた。遺伝子増幅反応には、ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）法やＬＡＭＰ（Loop-Mediated Isothermal Amplification）法などがあり、ＰＣＲ法は、三段階の温度調整とともに、合成酵素およびプライマーを用いてＤＮＡを増幅させるものであり、ＬＡＭＰ法は、プライマーと鎖置換合成酵素により、ＤＮＡにおける目的の塩基配列を増幅させるものである。これらのいずれの遺伝子増幅反応を用いる場合においても、複数の検査においては複数の反応容器を必要とするものであった。
【0003】
上記のような複数のウイルス検査は、例えば、節足動物媒介性ウイルスによる感染症（例えば、デング熱やジカ熱など）を発見する際に用いられることがあり、当該感染症に起因する遺伝子を増幅するためのプライマーを反応容器に固定し、これに節足動物から採取した遺伝子サンプルと遺伝子増幅試薬を混合して加えることによるものである。また、近年流行する新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ－１９）における検査においても、ＰＣＲ法を利用して、同種のウイルス検査が行われている。
【0004】
他方、生物学的な分析においてはμ－ＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）などのマイクロチップを使用した検査装置が用いられており、これらの装置は、少量の試料によって反応させることができるものである。また、このような検査装置は、マイクロ流路を形成し、反応容器に対して所定の検査用液体を供給するように構成されたものであった。そして、同時に複数の反応容器に同じ検査用液体を供給するため、主流路と分岐流路とが構成され、検査用液体は、主流路を経由して複数の反応容器に供給されるものが開発されている（特許文献１参照）。
【0005】
前掲の特許文献１に開示される技術は、主流路に対し、複数の分岐流路を形成し、その分岐流路に収容部（反応容器）が形成されたものであり、収容部への液体供給を円滑に行うため、収容部に排気部を接続したものであった。この排気部の構成により、収容部への液体供給は円滑となるが、主流路および分岐流路を通過する液体の送液も円滑となり、個々の収容部（反応容器）に供給された液体の貯留状態が不安定となり、また相互のコンタミネーションを生じさせることが懸念されるものであった。
【0006】
そこで、本願の発明者らは、主流路および分岐流路の適宜位置に流路内抵抗部を設け、これをバルブのように挙動させることにより、各分岐流路に設けられる反応容器に適量の液体を供給し、かつ逆流の生じない分注装置を開発した。この技術は、上記分注装置における流路内抵抗部は、流路底面を嵩上げした浅底構造であって、その浅底構造部に流路方向に対して傾斜を設けることにより、抵抗の程度（決壊圧力）を調整し、主流路に供給された液体を上流側から順次分岐流路へ分注するものであった（非特許文献１参照）。
【0007】
ところが、上記技術における流路内抵抗部は、流路底面を嵩上げした浅底構造であるため、ソフトリソグラフィ技術によって製造する際、流路底面の嵩上げには、複数回のパターニング処理を行うことが要求され、浅底構造部の流路断面を精密に構成することが難しかった。また、浅底構造部を流路方向に対して傾斜させる角度によって決壊圧力を調整する場合、確かに角度の大きさにより決壊圧力を調整することができるものであったが、その角度が流路方向に対して４５°よりも小さい場合には、抵抗の程度が小さくなるため、結果的に、９０°から４５°程度の範囲で調整しなければならなかった。そのため、決壊圧力の差が小さくなり、多数の分岐流路を形成させることができないという不具合が生じていた。
【0008】
そこで、さらに本願の発明者らは、ソフトリソグラフィ技術によって容易に製造できる分注装置を開発した（特許文献２参照）。この分注装置は、分岐流路の前後に異なる抵抗圧力（決壊圧力）を発揮する流路内抵抗部を構成し、複数の分岐流路に対する分注を可能にするものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２００９－２８４７６９号公報
【特許文献2】特開２０２２－０８００２６号公報
【特許文献3】国際公開ＷＯ２００８－１３９６９７号公報
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】２０１８年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集、Ｇ０２－１２、７７２頁－７７３頁
【非特許文献2】https://doi.org/10.1039/C6LC00326E
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
前掲の特許文献２に開示される技術は、流路内抵抗部による抵抗圧力（決壊圧力）の差に応じた分岐流路を構成させることができるものであるが、分岐流路が多数構成される場合、流路内抵抗部による圧力差を十分に設けることができず、分岐流路の設置個数（分注可能な分岐数）に限界があった。そのため、検査の種類等によっては多数の分岐流路によって分注させ、多種類の反応結果を得る場合には、分岐流路の数が制限されない分注装置が切望されていた。
【0012】
そこで、本願の発明者らは、異なる決壊圧力を有する二種類の流路内抵抗部のうち、一方を供給側流路（主流路）に設け、他方を排出側流路（排出路）に設ける構成とし、排出路の流路内抵抗部の決壊圧力に達しない圧力で排出路まで液体を到達させることにより、隣接する排出路の間に排気すべき空気を残存させることができ、排出流路に設けられる流路内抵抗部の決壊圧力を増大させ、適度な圧力差により設計上は分岐流路（分注可能な分岐数）を無制限とすることができるように構成されたものであった。
【0013】
上記構成の分注装置は、通常の使用において、全く正常に機能するものであり、極めて優れたものであるが、液体を供給するために所定の圧力で供給流路内に液体を注入することが必要であり、そのためにはシリンジ等により強制注入するなどの方法によるものとなっていた。そのことが、格別問題となるものではないとしても、上記構成の分注装置を使用して検査キットを製作する場合、シリンジ等は区別して構成されることとなり、供給すべき液体を含めた検査キットを提供し得るものではなかった。
【0014】
そこで、検査キットに供給液体を予め貯留しておき、回転によって発生する遠心力により、当該液体を移動させて、所望のチャンバに液体を供給する装置（いわゆる遠心型供給装置）が存在する（特許文献３および非特許文献２参照）。これらは、基本的に遠心力の作用する方向へ液体を移動（また、場合によってコリオリの力を利用して周方向へ移動）させるものであった。
【0015】
ところが、上記のように供給液体を遠心力の作用する方向へ移動しつつ、複数のチャンバに分注させる場合であって、適宜な大きさの流路断面積を有する当該複数のチャンバを回転中心から等距離の位置に整列させ、回転中心側に基準流路（基準となる流路断面積の流路）による供給路を、外周側に基準流路による排出路を接続した流路構成として、液体を供給する場合には、チャンバの流路断面積が基準流路の断面積よりも大きくなるように構成されていることから、基準流路を通過した液体がチャンバ内で乱流となり、当該液体によってチャンバ内部を充填する前に排出路に到達するため、チャンバに適量の液体を供給できない状態となり得るものとなっていた。その原因としては、液体が供給される前の状態におけるチャンバ内には空気が存在しており、このチャンバ内の空気は、本来は排出路から排出されるものであるが、チャンバ内に液体が供給されると、その液体に対して遠心力が作用するため、排出路に液体が想定外に早期に到達するためであると考えられる。このような流路断面積が基準流路よりも大きいチャンバ内に十分な量の液体を、簡易に供給し得る送液装置が切望されていた。また、同時に当該送液装置を基本として、複数のチャンバに分注し得る装置も切望される状況であった。
【0016】
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、回転によって発生する遠心力を利用しつつ、簡易な構成により適宜な流路断面積のチャンバに液体を供給し得る送液装置と、当該送液される液体を分岐させて複数のチャンバに供給可能な分注装置とを提供し、さらに当該分注装置を使用する流路デバイスおよび検査チップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
そこで、遠心型送液装置に係る本発明は、所定の流路断面積によって構成された基準流路から、該基準流路の流路断面積よりも拡大させた流路断面積を有するチャンバへ液体を送液するための装置であって、予め定めた回転中心において適宜範囲による回転数で回転可能な基板と、該基板に設置された流路構成部とを備え、前記流路構成部は、前記回転中心から任意の距離を有して構成される前記チャンバと、前記チャンバよりも前記回転中心に近い位置を起点とし、該チャンバよりも前記回転中心から離れた位置を経由して構成される供給流路とを備えるものであり、前記供給流路は、前記チャンバに対して、前記基板の外周側から回転中心側に向かって流入させるように接続されるものであることを特徴とする。
【0018】
上記構成によれば、基板を所定の回転数で回転させることにより、供給流路の起点において供給される液体は、遠心力により基板の外周方向へ向かう圧力を受けることとなり、供給流路に沿って液体を流下させることができる。供給流路は、チャンバよりも回転中心から離れた位置（外周側）を経由してチャンバに接続されているため、回転中心に近い位置に起点を有する供給流路に供給された液体には、その起点から供給流路の最外周位置（回転中心から離れた位置）までの距離に応じて、流下させ得る圧力が付与される。従って、最も回転中心から離れた位置を経由した供給流路内の液体は、その下流側において、供給流路が横向き（基板が回転する円軌道の周方向）や回転中心方向（遠心力の作用する方向の逆向き）に構成される場合であっても、当該圧力によって連続して流下させることが可能となる。そこで、この供給流路をチャンバの外周側に接続し、基板の外周側から回転中心側に向かって液体を流入させるように配置することにより、チャンバ内に液体を供給することが可能となるのである。このとき、チャンバ内に流入する液体には、注入リザーバ内の液体と同様に、遠心力による圧力が外周側へ向かって（逆流方向に）作用することとなるが、チャンバ内に流入する液体が受ける遠心力に基づく逆流方向の圧力は、チャンバ内に流入する液体の液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）から供給流路の最外周位置までの距離が短いため、供給流路内の液体が受けている圧力よりも小さいこととなり、その圧力差によって、チャンバ内の液体が逆流することなく、液体の供給を受けることができるものである。これは、液体に作用する遠心力が結果的に圧力として作用するため、液体の密度（ρ）および角速度（ω）は同じであるから、その圧力は、結果的に回転中心からの距離に比例することとなる。このときの遠心力は、液面からの差分により異なることとなるため、同じ供給流路（最外周位置またはチャンバの流入部の位置）に対して作用し得る圧力は、当該供給流路（最外周部等の位置）から液面までの距離に比例することとなり、供給流路（最外周部等の位置）までの距離は、起点側の液面がチャンバ側の液面よりも短い状態となるから、そこに生じる圧力差によってチャンバへの流入が可能となるものである。しかも、チャンバ内に作用する遠心力は、液体の供給方向とは逆向きに作用するため、チャンバ内に流入する液体は圧力差のみによって緩やかに流入することとなるため、液体が勢いよく吐出してチャンバの排出部に早期に移動することを回避し得ることとなる。そのため、基本流路を経由した液体を流路断面積が拡大するチャンバに供給する場合であっても、円滑な送液を実現することができるものとなる。
【0019】
なお、供給流路の起点がチャンバよりも回転中心に近い位置にある状態とは、チャンバが形成させる領域の全体よりも回転中心側に起点となる液体の液面が位置する状態を意味するものである。従って、後述のような注入リザーバに供給すべき液体を貯留する場合は、その貯留される液体の液面が起点となり、チャンバに液体を充満させた状態の液面よりも注入リザーバの液体の液面が回転中心に近くなっている状態である。
【0020】
上記構成の発明において、前記流路構成部は、前記チャンバに対して、前記基板の回転中心側に連続する排出流路を備えており、該排出流路は、流路内空気および余剰液体を排出するものとして構成することができる。
【0021】
上記構成によれば、供給流路内に液体を流下させる際、またはチャンバに対して液体を供給する際、供給流路およびチャンバ内に存在する空気を外方へ排出することができ、液体の流下や供給を円滑にすることができる。また、チャンバに供給される液体が過剰である場合に、その余剰分（余剰液体）を排出することができる。このとき、排出流路の位置を供給流路の起点よりも外周側に配置することにより、排出流路に作用する遠心力（液体の圧力）は供給流路を流下するための圧力より小さくすることができ、排出流路まで余剰液体を流入させることができる。
【0022】
上記構成の発明において、前記流路構成部は、前記基板の回転中心から適宜位置において前記供給流路の基端側に連続して設けられ、前記供給流路を介して前記チャンバに供給できる量の液体を貯留する注入リザーバと、前記チャンバよりも前記回転中心に接近する位置において前記排出流路の末端に連続して設けられ、適宜量の余剰液体を貯留する廃液リザーバを備え、前記注入リザーバは、外方に開口させた吸気口を備えるものであり、前記廃液リザーバは、外方に開口させた排気口を備える構成とすることができる。
【0023】
上記構成によれば、注入リザーバから供給流路に液体を供給させる際には、供給リザーバの吸気口から外気を取り入れることにより、注入リザーバに貯留される液体の供給を容易とし、また、供給流路およびチャンバに向かって液体が流下する際に、押し出される内部空気は排出流路を経由して廃液リザーバの排気口から外方へ排出し得ることとなり、内部空気による送液の阻害要因を排除し得ることとなる。なお、廃液リザーバは適度な容量を有して余剰液体を貯留できるものであることから、内部空気の排出後において過剰に供給された液体の余剰分（余剰液体）を適宜貯留させることができる。また、この廃液リザーバは、チャンバよりも回転中心に接近する位置に設けられ、排出流路の末端に連続するものであることから、チャンバに供給される液体に対して作用する圧力よりも高い圧力によって液体排出が可能となり、供給流路が分岐している場合のように、迂回流路が廃液リザーバに接続されていても廃液リザーバに液体が先行して流入することを回避することができる。
【0024】
また、上記構成に代わる構成として、前記流路構成部は、前記基板の回転中心から適宜位置において前記供給流路の基端側に連続して設けられ、前記供給流路を介して前記チャンバに供給できる量の液体を貯留する注入リザーバと、前記チャンバよりも前記回転中心に接近する位置において前記排出流路の末端に連続して設けられ、適宜量の余剰液体を貯留する廃液リザーバを備え、前記注入リザーバおよび前記廃液リザーバは、それぞれ前記基板の回転中心側近傍を相互に連通させるように構成してもよい。
【0025】
上記構成の場合には、注入リザーバの吸気口と廃液リザーバの排気口に代えて、両リザーバの吸気と排気を流路構成部内で処理させるものとなる。すなわち、注入リザーバおよび廃液リザーバの内部容量および流路構成部の内部容量の総量は一定であり、その内部で液体を移動させるものであるから、流路構造部内を液体が流下する際に、内部空気は廃液リザーバに移動した後、当該廃液リザーバから注入リザーバに移動するように構成したものである。従って、注入リザーバが供給流路に液体を供給する際に中空部分への空気の流入は、廃液リザーバから送られ、液体が供給流路を流下する際に移動する内部空気を循環させることにより、液体の流下を円滑にするものである。
【0026】
上記各構成の発明において、少なくとも前記供給流路がマイクロ流路であることが好ましい。この場合には、チャンバを除く流路構成部がマクロ流路で構成されることから、液体に作用する圧力差によって、容易に液体を流動させることができる。また、生物学的な分析においては、μ－ＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）などのマイクロチップを使用した検査装置を使用する場合のように、少量の試料によって反応させることを可能にするものとなる。
【0027】
他方、遠心型分注装置に係る本発明は、予め定めた回転中心において適宜範囲による回転数で回転可能な基板と、該基板に設けられた流路構成部とを備え、前記流路構成部は、前記回転中心から等距離に設けられ、前記基板の回転中心側を排出部、外周側を流入部として配設された複数のチャンバと、供給すべき液体を貯留する注入リザーバと、前記注入リザーバから前記複数のチャンバのそれぞれに液体を供給する供給流路と、該供給流路および前記複数のチャンバに供給された液体の余剰分を貯留する廃液リザーバと、前記チャンバの排出部と前記廃液リザーバとを接続する排出流路とを備え、前記注入リザーバに貯留される液体を前記複数のチャンバに供給する分注装置であって、前記注入リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置され、全てのチャンバおよび供給流路に充填される液体の全量を貯留可能な容量を有するものであり、前記廃液リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置されるものであり、前記供給流路は、前記複数のチャンバの流入部よりも前記基板の外周側に配置される主流路と、該主流路から分岐し、前記複数のチャンバのそれぞれの流入部に連続される分岐流路とに区分され、前記分岐流路は、前記複数のチャンバのそれぞれの流入部から前記液体を供給させるものであることを特徴とする。
【0028】
上記構成の分注装置によれば、基板には、流路構成部として、注入リザーバ、供給流路、複数のチャンバおよび廃液リザーバが連続して設けられることにより、注入リザーバに供給すべき液体を貯留させておき、基板を所定の範囲内による回転数で回転させることにより、貯留される液体に対して遠心力が作用し、供給流路を介して複数の各チャンバに液体を供給することができるものとなる。注入リザーバに貯留される液体に遠心力が作用すると、圧力の低い供給流路へ移動し、順次供給流路を流下する。供給流路の主流路は、チャンバよりも外周側に配置されていることから、この主流路に流入した液体には、注入リザーバ内の液体の液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）から主流路までの距離に応じた大きい圧力が作用する。さらに、主流路の液体は分岐流路を介して個々のチャンバに流入するが、チャンバ内に流入する際には、チャンバ内の液体に作用する遠心力に抗して回転中心側に向かって流入することとなる。このとき、チャンバ内に流入する液体には、上記のような大きい圧力が作用しており、チャンバ内に供給される液体が受ける逆向きの遠心力（圧力）よりも大きいことから、その圧力差によって流入できるものとなる。なお、チャンバ内の液体の液面が、注入リザーバ内の液体の液面と同じ高さ（回転中心から同じ距離）となるまでは、チャンバ内に流入するための圧力と、チャンバ内において逆向きに作用する圧力との間には圧力差が生じるため、チャンバの排出部が注入リザーバ内の貯留液体の液面よりも十分に外周側に位置するものであれば、チャンバ内を充満させることが可能となるものである。
【0029】
上記構成の発明において、前記主流路は、複数の前記チャンバよりも前記基板の外周側において連続する１本の流路によって構成されるものであり、前記分岐流路は、前記供給流路から適宜分岐して前記複数のチャンバに個別に連続するように設けられるものであるものとすることができる。
【0030】
上記構成の場合には、単一の主流路から、複数の分岐流路が適宜位置において分岐するように設けられ、主流路に液体が充満した後に、分岐流路を遠心力に抗しつつチャンバに向かって流下することとなる。そのため、複数のチャンバに対して、ほぼ同時に流入が開始されることとなり、当該チャンバからの逆流を阻止し得ることとなる。
【0031】
上記構成の各発明においては、少なくとも前記供給流路がマイクロ流路であることが好ましい。供給流路をマイクロ流路によって構成することにより、液体に作用する圧力差によって、所望の流路に沿って液体を流下させ、管内空気の混入を防止することができる。また、生物学的な分析におけるμ－ＴＡＳなどのマイクロチップを使用した検査装置に利用可能となる。
【0032】
また、上記構成の発明において、前記主流路は、前記分岐流路によって分岐されるよりも上流側において、液体の混合を促進させる混合流路を備えるものとすることができる。
【0033】
このような構成の場合には、供給液体が複数の液体の混合によるものである場合、流下の進行に伴って液体の混合を促進させることができる。なお、混合流路を設ける場合には、その流下方向を遠心力の作用する径方向に一致させることにより、混合流路内の液体に作用する遠心力を流下方向に対してのみ作用させることができ、流路内部による遠心分離を排除させることができる。
【0034】
また、他の遠心型分注装置に係る本発明は、予め定めた回転中心において適宜範囲による回転数で回転可能な基板と、該基板に設けられた流路構成部とを備え、前記流路構成部は、前記回転中心から等距離に設けられ、前記基板の回転中心側を排出部、外周側を流入部として配設された複数のチャンバと、供給すべき液体を貯留する注入リザーバと、前記注入リザーバから前記複数のチャンバのそれぞれに液体を順次供給する供給流路と、該供給流路および前記複数のチャンバに供給された液体の余剰分を貯留する廃液リザーバと、前記チャンバの排出部と前記廃液リザーバとを接続する排出流路とを備え、前記注入リザーバに貯留される液体を前記複数のチャンバに順次供給する分注装置であって、前記注入リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置され、全てのチャンバおよび供給流路に充填される液体の全量を貯留可能な容量を有するものであり、前記廃液リザーバは、前記複数のチャンバが配置される位置よりも前記基板の回転中心側に配置されるものであり、前記供給流路は、前記複数のチャンバごとに、前記流入部から該チャンバに対して液体を供給する主流路が構成されており、前記主流路は、隣接するチャンバのための主流路を形成するために分岐されるものであり、分岐した側の主流路における分岐位置の近傍には、一時的な流下を阻害させる第１流路内抵抗部が設けられており、前記複数のチャンバの排出部は、廃液リザーバに連続する排出流路に接続する接続部が設けられ、該接続部には、一時的な流下を阻害する第２流路内抵抗部を備えており、前記第１流路内抵抗部による流下の一時的阻害から開放するための第１の決壊圧力は、液体が第２流路内抵抗に到達するまでに受ける圧力よりも大きく、かつ、第２流路内抵抗部による流下の一時的阻害から開放するための第２の決壊圧力を加えた圧力よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする遠心型分注装置。
【0035】
上記のような構成によれば、注入リザーバ内に貯留される液体が遠心力によって受ける圧力により供給流路に流下するものであり、主流路が分岐する位置に設けられる第１流路内抵抗部の決壊圧力（第１の決壊圧力）と、チャンバの排出部に接続される接続部の第２流路抵抗部の決壊圧力（第２の決壊圧力）との差によって、複数のチャンバに対して順番に液体を供給することができるものとなる。この場合においても、チャンバ内に流入する液体には、注入リザーバおよび供給流路に充填されている液体に対する遠心力による圧力が作用しており、この圧力は、チャンバ内において液体が受ける逆向きの遠心力による圧力よりも大きいことから、その圧力差によって流入できるものとなる。このとき、第１流路内抵抗部の決壊圧力（第１の決壊圧力）は、分注すべきチャンバ内に液体を充填するために必要な圧力（流路内抵抗＋遠心力）よりも大きくなるように設計することにより、チャンバに分注された液体は、第２流路抵抗部によって停止され、その決壊圧力（第２の決壊圧力）を超えない圧力が作用する範囲内で留めることができる。なお、第２流路抵抗部によって流下が阻害される液体には、遠心力が作用することとなるところ、その液体の液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）の位置と、注入リザーバに貯留する液体の液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）の位置とが、回転中心から異なるために、その差分に相当する圧力差が生じるため、注入リザーバに貯留されている（残存する）液体の液面が、チャンバ内の液体の液面よりも回転中心から十分に距離があれば、第２流路抵抗部に向かって流下しようとする圧力が維持されるものとなり、逆流を阻止し得ることとなる。
【0036】
上記構成の発明において、前記主流路は、前記チャンバよりも前記基板の外周側に配置され、前記チャンバの供給部の近傍において分岐されるように構成することができる。
【0037】
このような構成の場合には、主流路に設けられる第１流路内抵抗部が、個々のチャンバよりも外周側に形成されることとなり、この第１流路内抵抗部の決壊圧力（第１の決壊圧力）を超える圧力が作用するとき、次順位のチャンバのための主流路に供給すべき液体を流下させることが可能となる。なお、このとき、第１流路内抵抗部の決壊圧力（第１の決壊圧力）は、チャンバ内に充填された液体に対する遠心力による圧力よりも大きくなるように設計されるものである。これは、この第１の決壊圧力がチャンバ内の液体に作用する圧力より小さい場合には、チャンバ内の液体が逆流し、第１の流路内抵抗部から分岐された主流路へ流入することとなるためである。
【0038】
また、上記構成に代わる構成として、前記主流路は、前記複数のチャンバよりも前記基板の回転中心側において分岐されるものであり、分岐した側の主流路は、分岐後に隣接するチャンバの前記回転中心側を経由させ、前記接続部と接続することにより前記排出流路を兼用するものとなるように構成することができる。
【0039】
上記のような構成の場合には、主流路の分岐位置が、チャンバよりも回転中心側となっているため、分岐した側の主流路に設けられる第１流路内抵抗部は、当該分岐位置の近傍（チャンバよりも回転中心側）に設けられることとなる。その結果、チャンバ内の液体に作用する圧力を考慮することなく、チャンバ内の液体の逆流を防止し得ることとなる。これは、チャンバの接続部（第２流路抵抗部）に到達するだけの圧力がチャンバ内の液体に作用させることができれば、既に高い圧力をもって液体が充填されている主流路を経由した状態となるからである。また、分岐した側の主流路には、接続部が接続されることから、分岐した側の主流路に液体が供給され、接続部との接続位置を超えて液体が供給されることによって、接続部に残存する空気（第２流路抵抗部によって流下が阻止される結果として残存する空気）は、当該接続部の内部において封入されることとなる。このような接続部内の空気の封入により、チャンバ内の液体は停滞状態となり逆流を防止し得ることとなる。これは、内部空気の移動場所がないため、流路内を液体が移動できなくなるためである。なお、分岐した側の主流路が排出流路を兼用するとは、当該空気を封入させるまでの間に関して、チャンバ内の空気の排出路を形成することを意味する。また、分岐した側の主流路は、排出流路を兼用するが、空気の封入後は、次順位のチャンバに液体を供給するために、当該チャンバを迂回しつつ当該チャンバの流入部（外周側）に接続され、本来的な液体供給のための主流路として機能するものである。
【0040】
上記各構成の発明においては、少なくとも前記供給流路がマイクロ流路であり、前記第１流路抵抗部および第２流路抵抗部は、マイクロ流路の流路断面積を縮小させるように構成することができる。このように、供給流路をマイクロ流路によって構成することにより、液体に作用する圧力差によって、所望の流路に沿って液体を流下させ、管内空気の混入を防止することができる。また、生物学的な分析におけるμ－ＴＡＳなどのマイクロチップを使用した検査装置に利用可能となる。なお、第１流路抵抗部および第２流路抵抗部は、マイクロ流路の流路断面積を縮小させることにより、比較的簡便に流路内抵抗部を構成することができる。
【0041】
また、上記各構成の分注装置に係る発明においても、前記主流路の最も上流側と前記注入リザーバとの間には、液体の混合を促進させる混合流路を備えるものとすることができる。供給液体が複数の液体の混合によるものである場合、流下の進行に伴って液体の混合を促進させることができるからである。なお、この場合においても、混合流路における流下方向を遠心力の作用する径方向に一致させることが好ましい。
【0042】
上記構成の各発明のうち、少なくとも供給流路をマイクロ流路とする構成を利用して、マイクロ流路デバイスおよび検査チップを構成することができる。マイクロ流路デバイスは、マイクロ流路チップ内に前記流路構成部を備えることを特徴とするものであり、検査チップは、さらに、前記チャンバに反応容器が形成され、該反応容器に試薬が固定されていることを特徴とする。
【0043】
上記構成のマイクロ流路デバイスによれば、マイクロ流路チップ内に注入される流体を複数のチャンバに分注しつつ、各チャンバを反応容器として使用することができる。すなわち、複数のチャンバに個別の検体等を固定し、試薬等を個々のチャンバに分注することができるほか、節足動物媒介性ウイルスによる感染症（例えば、デング熱やジカ熱など）ごとに起因する遺伝子増幅用のプライマーを個別にチャンバに固定し、節足動物から採取した遺伝子サンプルと遺伝子増幅試薬を混合した混合液を、各チャンバに分注することができる。このように複数のチャンバ（反応容器）ごとに異なる反応を生じさせることにより、一度の液体供給により同時に異なる反応結果を得ることができる。特に、流体分注装置における分岐流路の数は制限されないことから、検体等の種類や検査対象項目の数などが多い場合であっても単一のマイクロ流路チップを用いた検査が可能となる。なお、上記のような検査にあっては、ウイルス検査に限らず、加工食品中に微量に含まれる食物アレルギー物質（小麦、そば、落花生など）や違法薬物（大麻草など）の遺伝子検査にも適用が可能となる。
【0044】
他方、検査チップの構成によれば、各チャンバに形成される反応容器に予め試薬が固定されていることから、流体となっている検体を個々のチャンバ（反応容器）に分注することにより、各試薬との反応結果を得ることができる。例えば、病原性ウイルス等に反応する異なる種類の試薬を各反応容器に固定し、検査対象物（人や動物）から採取した体液や血液（原液または希釈流体）を各反応容器に分注することにより、想定された各種の試薬に反応するウイルスを特定することが可能となる。
【発明の効果】
【0045】
遠心型送液装置に係る本発明によれば、基板を回転させることによって発生する遠心力を利用しつつ、供給流路内の液体が起点からの距離に相当する圧力と、チャンバ内において逆向きに作用する圧力との差により、緩やかにチャンバ内に液体を供給することができ、極めて簡易な構成により適宜な流路断面積のチャンバに対する液体を円滑に供給し得ることとなる。
【0046】
また、遠心型分注装置に係る本発明によれば、注入リザーバに貯留される液体は、主流路を経由しつつ複数のチャンバに個別に流入されるものとなる。また、流路内抵抗部を設ける構成の場合には、複数のチャンバに対し順次供給し、１本の主流路から分岐流路を介して供給する構成の場合は、ほぼ同時に個別のチャンバに供給することができる。
【0047】
さらに、上記遠心型分注装置をマイクロ流路デバイスおよび検査チップに利用することが可能となる。マイクロ流路チップ内に上記分注装置を形成させることにより、複数のチャンバを利用して各種の反応試験に使用することができる。また、上記構成のマイクロ流路デバイスにおけるチャンバ（反応容器）に予め試薬を固定すれば検査チップとして使用することができる。この場合の検査チップは、複数のチャンバ（反応容器）に、所望の反応試験に使用する複数種類の試薬を固定しておけば、同時に複数の反応試験を行うことができることとなり、多種同時検査用の検査チップとして使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】遠心型送液装置に係る本発明の実施形態の構成を示す説明図である。
【図2】遠心型送液装置による送液状態を示す説明図である。
【図3】遠心型分注装置に係る本発明の第１の実施形態の構成を示す説明図である。
【図4】遠心型分注装置の複数のチャンバに送液される状態を示す説明図である。
【図5】遠心型分注装置の複数のチャンバに送液される状態を示す説明図である。
【図6】遠心型分注装置に係る本発明の第２の実施形態の構成を示す説明図である。
【図7】遠心型分注装置に係る本発明の第３の実施形態の構成を示す説明図である。
【図8】遠心型分注装置のチャンバに順次送液される状態を示す説明図である。
【図9】遠心型分注装置に係る第１の実施形態の変形例を示す説明図である。
【図10】遠心型分注装置に係る第１の実施形態の他の変形例を示す説明図である。
【図11】遠心型分注装置に係る第２の実施形態の他の変形例を示す説明図である。
【図12】基板の積層構造および流路内抵抗部の構造を例示する説明図である。
【図13】使用態様を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜遠心型送液装置（実施形態）の構成＞
まず、遠心型送液装置の実施形態について説明する。図１は、遠心型送液装置に係る本発明の実施形態を示す図である。なお、説明の都合上、図は、１つの基板に２つの流路構成を示しており、図中の拡大部分は、流路を開放した状態で示している。本実施形態は、この図１に示すように、回転可能な基板１と、この基板１に形成される流路構成部２とを備える構成である。流路構成部２には、標準的な流路断面積によって構成される基準流路２０と、これよりも流路断面積を拡大するチャンバ２１とに大別され、本実施形態は、このようなチャンバ２１に対する液体の送液を目的としている。
＜遠心型送液装置（実施形態）の構成＞
まず、遠心型送液装置の実施形態について説明する。図１は、遠心型送液装置に係る本発明の実施形態を示す図である。なお、説明の都合上、図は、１つの基板に２つの流路構成を示しており、図中の拡大部分は、流路を開放した状態で示している。本実施形態は、この図１に示すように、回転可能な基板１と、この基板１に形成される流路構成部２とを備える構成である。流路構成部２には、標準的な流路断面積によって構成される基準流路２０と、これよりも流路断面積を拡大するチャンバ２１とに大別され、本実施形態は、このようなチャンバ２１に対する液体の送液を目的としている。
【0050】
基板１は、流路構成部２が設けられるものであり、予め定める回転中心１１を中心に回転可能である。基板１の回転には、回転ドラム（図示せず）に設置し、回転ドラムを所定の回転数で回転させることにより、基板１の全体が回転可能となるものである。なお、基板１の形状は、図において円形板状としているが、円形に限定されるものではく、回転中心１１から適宜な距離を有して流路構成部２を形成できる面積を有するものであれば形状は任意に定めることができる。なお、基板１を回転させることにより、基板１には遠心力が作用し、流路構成部２の内部に注入する液体に対しても同様に遠心力が作用することとなる。この遠心力は、基板１の回転中心１１から周縁（外周）１２に向かって径方向へ作用する。
【0051】
流路構成部２としては、前記チャンバのほかに、基準流路２０によって形成される供給流路２２が設けられる。供給流路２２は、起点を形成させるべき注入リザーバ３からチャンバ２１までの間を連続させた構成であり、注入リザーバ３に貯留する液体をチャンバ２１まで移動させるものである。チャンバ２１および供給流路２２の末端は、廃液リザーバ４に接続され、流路内空気および供給された液体の余剰分（余剰液体）をそれぞれ排出させるものとしている。なお、送液される液体の「起点」とは、注入リザーバ等（液体を貯留し得るもの）において液体の液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）を意味するものである。
【0052】
また、チャンバ２１および供給流路２２を設ける位置は、チャンバ２１が回転中心１１から任意の距離に設ける場合、そのチャンバ２１の位置を基準に、供給流路２２が回転中心１１から離れた位置を経由させるものとしている。供給流路２２の起点を形成させるべき注入リザーバ３は、チャンバ２１よりも回転中心１１に近い位置としており、結果的に、供給流路２２は、チャンバ２１よりも回転中心１１に近いところを起点として、チャンバ２１よりも回転中心１１から離れた位置を経由して、チャンバ２１に接続されるものである。
【0053】
さらに、供給流路２２は、チャンバ２１に対して、基板１の外周側から回転中心側に向かって流入させるように接続されるものである。すなわち、チャンバ２１は、一方を流入部２１ａとし、他方を排出部２１ｂとして、両者２１ａ，２１ｂが回転中心１１から周縁（外周）１２に向かって径方向に配置され、外周１２の側に流入部２１ａを、回転中心１１の側に排出部２１ｂを、それぞれ配置させた状態としている。供給流路２２は、このチャンバ２１の流入部２１ａに接続して、遠心力の作用する方向とは逆向きに流入させるようにしているのである。
【0054】
＜送液状態＞
遠心型送液装置に係る本実施形態は上記のような構成であるから、基板１を回転させると流路構成部２の内部に注入されている液体は遠心力によって基板１の外周１２の方向へ移動することとなる。この移動は、液体に対して圧力として作用するためであり、その圧力は、回転中心１１からの距離によって異なるものとなる。
遠心型送液装置に係る本実施形態は上記のような構成であるから、基板１を回転させると流路構成部２の内部に注入されている液体は遠心力によって基板１の外周１２の方向へ移動することとなる。この移動は、液体に対して圧力として作用するためであり、その圧力は、回転中心１１からの距離によって異なるものとなる。
【0055】
そこで、送液時の状態を図２にモデル化して示す。この図は、基本的に回転中心１１から適宜距離を有して配置されるチャンバ２１と供給流路２２の状態を示している。この図に示しておるように、本実施形態は、供給流路２２の起点３（注入リザーバ３などに貯留される液体の液面）が、チャンバ２１よりも回転中心１１に近い位置としている。また、この供給流路２２は、チャンバ２１よりも回転中心１１から離れた位置を経由させている。すなわち、流路構成部２１，２２に存在する液体Ｘに対しては常に遠心力が作用するが、起点３に作用する遠心力は、外周側へ向かって作用するが、供給流路２２の最も外周側の位置に到達した時点で供給流路内の液体にも遠心力が作用する。その結果、両者の位置の差分が内部の液体Ｘを流下させる相対的な圧力として作用することとなる。これはチャンバ２１に流入した液体の場合も同様である。従って、最も離れた供給流路２２から起点３までの距離Ｒ１は、最も離れた供給流路２２からチャンバ２１に流入する液体Ｘの液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）Ｘａまでの距離Ｒ２よりも長い状態となる。この距離の差は、チャンバ２１に液体が充満する状態においても維持される。
【0056】
そこで、起点３により供給流路２２（最も離れた位置）まで流下した液体に作用する圧力（最大圧力）ＰＲ１とチャンバ２１に流入した液面Ｘａによって供給流路２２（最も離れた位置）までの液体に作用する圧力ＰＲ２とは、回転中心１１から供給流路２２（最も離れた位置）までの距離をＲとすると、次式（１）および（２）により算出でき、結果的に次式（３）のように、ＰＲ１＞ＰＲ２となる。
【0057】
【数1】
【0058】
上記のように、起点３から供給流路２２に供給される液体Ｘに対して作用する最大圧力ＰＲ１は、チャンバ２１に流入する際に受ける反対方向の圧力ＰＲ２よりも大きくなるため、供給流路２２の流体Ｘは、最大圧力ＰＲ１を維持しつつチャンバ２１に流入するとき、その圧力差ＰＲ１－ＰＲ２の範囲内で強制的な流入を可能とするものである。ただし、厳密には、流体Ｘが注入リザーバ３の出口位置（流出部３１）から液面Ｘａに到達するまでの流路抵抗による圧力損失を考慮する必要がある。このような流入の方法により、流路断面積が標準流路から拡大させたチャンバ２１に流入させるとき、流入方向への吐出状態が急激かつ増量することがないため、排出部２１ｂに液体Ｘが早期に移動することを防止し、チャンバ２１の内部に内部空気を残存させる可能性を皆無にすることができる。
【0059】
＜遠心型分注装置（第１の実施形態）の構成＞
そこで、上記のような遠心型送液装置を利用して、分注装置を設けることができる。図３は、遠心型分注装置に係る本発明の第１の実施形態を示す。なお、図３は、分注装置に係る流路構成のみを示すものである。これらの流路構成は、前述の回転可能な基板１に形成されるものであるが（図１参照）、個々では、分注装置の構造を中心として示すため、これらの構成を省略して図示している。
そこで、上記のような遠心型送液装置を利用して、分注装置を設けることができる。図３は、遠心型分注装置に係る本発明の第１の実施形態を示す。なお、図３は、分注装置に係る流路構成のみを示すものである。これらの流路構成は、前述の回転可能な基板１に形成されるものであるが（図１参照）、個々では、分注装置の構造を中心として示すため、これらの構成を省略して図示している。
【0060】
この図３に示すように、本実施形態の遠心型分注装置は、同一構造とした複数のチャンバ２１が、回転中心１１から等距離に配置され、相互に適宜間隔を有して設けられるものとしている。複数のチャンバ２１が回転中心から等距離に設けられることにより、これらのチャンバ２１に液体が流入されるときに、当該液体が受ける遠心力による圧力の状態は、いずれのチャンバ２１においても同様となる。
【0061】
また、それぞれのチャンバ２１は、前述のように流入部２１ａと排出部２１ｂを有し、流入部２１ａを外周側、排出部２１ｂを回転中心側に向けて配置される。そのため、チャンバ２１よりも外周側に配置される供給流路２２の一部が流入部２１ａに接続され、排出部２１ｂが、廃液リザーバ４に接続されるものとなる。なお、遠心力が作用する向きに対して逆向きに液体を供給するため、それぞれのチャンバ２１における流入部２１ａと排出部２１ｂとは、ともに回転中心から径方向に直線上に配置されるものとしている。
【0062】
供給流路２２の液体供給の基端は、液体供給の起点となる注入リザーバ３に接続され、遠心力が作用する方向に直線的な流路部分を経由し、末端は、内部空気および余剰液体の移動先となる廃液リザーバ４に接続される。この注入リザーバ３から廃液リザーバ４までの経路において、チャンバ２１よりも外周側を経由する流路が設けられるものである。本実施形態では、回転中心１１を中心点とする円弧状の経路としており、当該円弧状部分を主流路２２ａとし、この主流路２２ａから回転中心側に分岐させた分岐流路２２ｂを設ける構成としている。この分岐流路２２ｂは、個々のチャンバ２１の流入部２１ａに接続されており、主流路２２ａに供給される液体を分岐させたうえ、個々のチャンバ２１に流入させるように構成されている。なお、供給流路の直線的な流路部分は、注入リザーバ３の液体Ｘを主流路２２ａまで送液するためのものであり、原則的には径方向に一致させて構成されるが、径方向に一致しなくてもよく、また、直線的とすることで送液距離を短縮しているが直線状でなくてもよい。要諦は主流路２２ａの位置まで注入リザーバ３の液体を送液させることができればよいものである。
【0063】
また、チャンバ２１の排出部２１ｂは、廃液リザーバ４に接続される排出流路５に接続されるものであるが、個別の排出部２１ｂとの間に個別の接続部６が設けられ、この接続部６を介して接続されるように構成している。排出流路５および接続部６は、チャンバ２１に液体が供給される際、内部空気を排出させるための排気流路として機能し、また、チャンバ２１に流入した液体が過剰な場合の余剰分（余剰液体）を排出するための廃液流路としても機能するものである。
【0064】
なお、本実施形態における流路構成部全体は、閉鎖空間として形成されるものではなく、注入リザーバ３および廃液リザーバ４に外部に開口する吸気口３０および排気口４０を設けて開放空間として形成されたものである。注入側と排出側を開口することにより、注入リザーバ３では、内部に貯留する液体の流下に伴うリザーバ内の真空化を排除し、吸気による流下を円滑にするものであり、他方、廃液リザーバ４では、流路内の専ら内部空気の流入による気圧上昇を排除し、流路内の送液を円滑にするものである。
【0065】
＜分注装置における送液状態＞
遠心型送液装置に係る本実施形態は、上記のような構成としたことから、本実施形態における送液状態は、注入リザーバ３に貯留される液体を主流路２２ａに供給された後、分岐流路２２ｂを介して個々のチャンバ２１に流入させることができる。このとき、注入リザーバ３は、チャンバ２１よりも回転中心１１に接近した位置に配置されることから、注入リザーバ３に貯留される液体の液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）は、チャンバ２１に流入した際の液体の液面よりも回転中心側となり、前述の送液装置と同様に圧力差によりチャンバ２１に液体を供給できるものとなる。
遠心型送液装置に係る本実施形態は、上記のような構成としたことから、本実施形態における送液状態は、注入リザーバ３に貯留される液体を主流路２２ａに供給された後、分岐流路２２ｂを介して個々のチャンバ２１に流入させることができる。このとき、注入リザーバ３は、チャンバ２１よりも回転中心１１に接近した位置に配置されることから、注入リザーバ３に貯留される液体の液面（遠心力が作用している状態における回転中心側表面）は、チャンバ２１に流入した際の液体の液面よりも回転中心側となり、前述の送液装置と同様に圧力差によりチャンバ２１に液体を供給できるものとなる。
【0066】
また、チャンバ２１に液体が供給される場合には、チャンバ２１の内部空気は、排出部２１ｂから接続部６に排出される。同様に、チャンバ２１に流入した液体の量が過剰となるときは、その余剰液体も同様に排出部２１ｂから接続部６に排出される。このとき、図３に示した構成のように、接続部６を長く構成する場合には、当該接続部６に流出する液体の液面は、注入リザーバ３の液体の液面よりも上昇する（回転中心に近付く）ことはなく、実質的には、内部空気のみを接続部６を介して廃液リザーバ４に移動させ、余剰液体は接続部６の内部に留まることとなる。
【0067】
【0068】
まず、図４に示すように、基板１（図１参照）を回転させることにより、注入リザーバ３に貯留する液体に遠心力が作用すると、注入リザーバ３の液体は、注入リザーバ３の流出部３１を底面とした状態で、回転中心１１の側に液面（起点）３Ａを形成する状態となり、注入リザーバ３から供給流路２２に対する液体Ｘの流出を開始する。注入リザーバ３に貯留される液体Ｘは、上記遠心力の作用により、所定の圧力が付与され、供給流路２２を流下することとなり、直線的な流路部分を経由して主流路２２ａに到達する。直線的な流路部分は、前述のとおり、注入リザーバ３の液体Ｘを主流路２２ａに送液するものであるが、注入リザーバ３の液体Ｘの液面（起点）３Ａから主流路２２ａまでの距離（回転中心からの距離の差分）を設けるためのものである。この距離に応じて主流路２２ａの内部を流下させるための圧力（流路内の相対的な圧力差）を得ることができるものであり、その流下圧力（圧力差）によって、液体Ｘが主流路２２ａに沿って流下できることとなる。
【0069】
液体Ｘが流路に沿って流下する場合には、液体が流下する範囲の流路において流路抵抗（Ｐ（Ｌ））を受けることとなる。このときの流路抵抗（Ｐ（Ｌ））は、供給流路２２の全体（注入リザーバ３の流出部３１から主流路２２ａまでの直線部分の長さＬ１、主流路２２ａの長さＬ２）を流下する際に受けることとなる。従って、流下する主流路２２ａの距離が長くなることで流路抵抗は増大することとなる。
【0070】
他方、液体Ｘが、分岐流路２２ｂおよびチャンバ２１に流入する際には、分岐流路２２ｂを流下する際の流路抵抗に加えて逆向きの遠心力が作用するため、これらの抵抗圧力を受けることとなる。また、分岐流路２２ｂが標準流路の流路断面積であるのに対し、チャンバ２１は流路断面積が拡大している流路構成であるため、チャンバ２１に流入する際には、液体の表面張力による抵抗圧力（Ｐｃ）も作用する。
【0071】
そこで、チャンバ２１に流入するためには、これらの抵抗圧力を超える流下圧力が作用する必要があるが、基本的には、前式（３）のとおり、圧力差によりチャンバ２１へ流入は可能である。ところが、流下する液体に流路抵抗が作用するため、主流路２２ａを流下する途上において、上流側のチャンバ２１Ａから流入が進むこととなる。ただし、上流側のチャンバ２１Ａへ流入する流量は、当初こそ大きいが、順次チャンバ２１Ｍへの流入が進むと、流量が減少し、末端（最も下流）のチャンバ２１Ｎに対する流入が開始されると、全てのチャンバへ流入される流量が同じになり、ほぼ同時に充満することとなる。
【0072】
図４に示す状態は、主流路２２ａを液体Ｘが流下する途中段階を示しており、この図に示されているように、液体Ｘは、最も上流側のチャンバＡから流入を開始することとなる。また、その後の状態を図５に示す。この図のように、液体Ｘが主流路２２ａを流下し、順次下流側のチャンバ２１Ｍに到達すると、そのチャンバ２１Ｍに対する流入を開始するが、っこのときの最初のチャンバ２１Ａに対する流量は大きい状態となっている。ところが、順次チャンパ２１Ｍへの流入が開始されると、最初のチャンバ２１Ａに対する流量も低下し、最後の（末端の）チャンバ２１Ｎに対する流入を開始すると、全てのチャンバ２１Ａ～２１Ｎの全体に対する流量が分散されて、最終的にはほぼ同時に充満状態となるものである。
【0073】
このときの流量（Ｑ）は、主流路２２ａの長さの１／２に対する圧力損失として計算すると、次のような論理式を導くことができ、全てのチャンバ２１Ａ～２１Ｎを充満させるための時間（Ｔｔｏｔａｌ）を求めることも可能となる。なお、主流路２２ａにおける圧力損失（流路抵抗）を主流路２２ａの１／２として見積もることについては、実験的に得られたものである。
【0074】
【数2】
【0075】
＜遠心型分注装置（第２の実施形態）の構成＞
次に、遠心型分注装置に係る第２の実施形態について説明する。前述の実施形態は、複数のチャンバ２１に対してほぼ同時に液体を流入させる場合の構成を示したが、第２の実施形態は、複数のチャンバに対して順次液体を注入させる構成としたものである。
次に、遠心型分注装置に係る第２の実施形態について説明する。前述の実施形態は、複数のチャンバ２１に対してほぼ同時に液体を流入させる場合の構成を示したが、第２の実施形態は、複数のチャンバに対して順次液体を注入させる構成としたものである。
【0076】
そのような構成とするために、本実施形態は、図６に示すように、主流路２２ａと分岐流路２２ｂとが分岐する位置Ｄの近傍における分岐後の主流路２２ａに第１流路内抵抗部Ｓ１を設け、また、接続部６が排出流路５に合流する位置Ｅの両側近傍に各１個（２個１組として）第２流路内抵抗部Ｓ２を設ける構成としたものである。このように、第１流路内抵抗部Ｓ１を分岐後の主流路２２ａに設けることにより、主流路２２ａを流下する液体は、決壊圧力（第１の決壊圧力（ＰＳ１））を超えるまでは分岐流路２２ｂを経由してチャンバ２１に流入されることとなる。また、チャンバ２１に流入した液体は、第２流路内抵抗部Ｓ２による決壊圧力（第２の決壊圧力（ＰＳ２））を超えなければ第２の流路内抵抗部Ｓ２を超えて流下することができない。
【0077】
ここで、第１の決壊圧力（ＰＳ１）は、第２流路内抵抗部Ｓ２に到達するまでの圧力に第２の決壊圧力（ＰＳ２）を加えた圧力よりも小さくなるように設定することによって、チャンバ２１に流入した液体が第２流路内抵抗部Ｓ２によって流下が阻害される状態において、第１流路内抵抗部Ｓ１が決壊し、主流路２２ａを次順位のチャンバ２１に向かって流下させることができる。次順位のチャンバ２１においても、主流路２２ａには、分岐流路２２ｂとの分岐位置Ｄの近傍に第１流路内抵抗部Ｓ１が設けられ、接続部６には第２流路内抵抗部Ｓ２が設けられることにより、前順位と同様に、チャンバ２１への液体の流入を先行させることができる。そして、これを最後の順位のチャンバ２１まで継続させることにより、全てのチャンバ２１に対して順次液体の流入を完了し得ることとなる。
【0078】
ここで、第１の決壊圧力（ＰＳ１）は、液体が流下するための圧力から第２流路内抵抗部Ｓ２に流入できる逆向きの遠心力による抵抗圧力を差し引いた圧力よりも大きいことが要求される。そのため第２流路内抵抗部Ｓ２まで流入し得る状態の液体において、遠心力による第１流路内抵抗部Ｓ１に作用する圧力は、上記式（１）と同様に計算することが可能であるから、起点３（注入リザーバの液面３Ａ）とチャンバ２１に流入した第２流路内抵抗部Ｓ２における液面Ｘａとの相違による圧力差は、結果的には、Ｐｈ（Ｓ１）―Ｐｈ（Ｓ２）となる。従って、第１流路内抵抗部Ｓ１における第１の決壊圧力ＰＳ１は、次式を満たせばよいものとなる。
【0079】
【数3】
【0080】
他方、第２流路内抵抗部Ｓ２における第２の決壊圧力（ＰＳ２）は、次式のとおりであればよい。その結果として、両者に差を生じつつ、第２の決壊圧力Ｓ２を経由して内部空気のみが排出される状態となり、余剰液体は排出されない状態となる。。
【0081】
【数4】
【0082】
また、遠心力によって生じる圧力Ｐｈ（Ｓ１）およびＰｈ（Ｓ２）に比して、液体の表面張力による抵抗圧力（Ｐｃ）およびΔＰ（Ｌ）は極めて小さく、上記式（６）は遠心力によって生じる圧力Ｐｈ（Ｓ１）およびＰｈ（Ｓ２）が支配的となる。そのため、同一構造による第１流路内抵抗部Ｓ１を使用しつつ、基板の回転数（回転速度）を大きくする場合には、上式を満たさないこととなってしまうことから、基板の回転速度は適宜な範囲内とすべきこととなる。
【0083】
なお、図示の実施形態は、主流路２２ａを１本とし、適宜分岐流路２２ｂにより分岐させているが、次順位となるチャンバ２１に対する主流路２２ａは、分岐流路２２ｂから分岐させてもよい。さらに、分岐流路２２ｂがチャンバ２１の流入部２１ａに接続されていればよく、主流路２２ａと分岐流路２２ｂとの分岐位置は適宜な場所に設定するものであってもよい。この場合、例えば、主流路２２ａをいわゆるケスケード状に順次分岐させる構成とすることができる。そして、分岐された位置からチャンバ２１までが分岐流路２２ｂとなり、分岐位置において、分岐により次順位のチャンバ２１に向かって流下する主流路（分岐した側の主流路）２２ａに第１流路内抵抗部Ｓ１を設けることとなる。
【0084】
＜遠心型分注装置（第３の実施形態）の構成＞
上述の第２の実施形態では、第１流路内抵抗部Ｓ１による第１の決壊圧力の利用は、基板の回転速度に密接に関連するものであった。そこで、これを解消させる構成として第３の実施形態を説明する。
上述の第２の実施形態では、第１流路内抵抗部Ｓ１による第１の決壊圧力の利用は、基板の回転速度に密接に関連するものであった。そこで、これを解消させる構成として第３の実施形態を説明する。
【0085】
図７は、第３の実施形態を示すものである。本実施形態は、この図に示されるように、個々のチャンバ２１に対して液体を供給する主流路２２ａは、注入リザーバ３に接続される供給流路２２から分岐させた構成とし、個々のチャンバ２１ごとに主流路２２ａを設ける構成としている。個々の主流路２２ａは、末端がチャンバ２１の流入部２１ａに接続される構成としている。
【0086】
この場合、第１流路内抵抗部Ｓ１は、第１順位のチャンバ２１Ａに接続される主流路２２ａＡ（供給流路２２）から分岐した次順位のチャンバ２１Ｂのための主流路（この主流路を「分岐した側の主流路」と称する）２２ａＢに設けられる。設置すべき位置は、分岐点の近傍における分岐した側の主流路２２ａＢである。両流路を分岐するための分岐位置Ｄは、チャンバ２１よりも基板の回転中心１１に近い位置としている。なお、第２流路内抵抗部Ｓ２は、チャンバ２１の排出部２１ｂに連続する接続部６に設けられるものである。この第２流路内抵抗部Ｓ２における決壊圧力（第２の決壊圧力）（ＰＳ２）は、第１流路内抵抗部Ｓ１における決壊圧力（第１の決壊圧力）（ＰＳ１）よりも大きくなるように構成するものであり、第２流路内抵抗部Ｓ２に液体が到達した後に第１流路内抵抗部Ｓ１が決壊して次順位の主流路（分岐した側の主流路）２２ａＢへの流下を開始させるものとしている。
【0087】
ここで、接続部６（第２流路内抵抗部Ｓ２を含む）は、分岐した側の主流路２２ａＢに接続され、この主流部２２ａＢを排出流路５として合流部Ｅで合流させるように構成している。すなわち、次順位の主流路（分岐した側の主流路）２２ａＢは、排出流路５を兼用させるものとしている。本実施形態は、複数のチャンバ２１に対して順次液体を流入させる構成であるから、第１順位のチャンバ２１Ａに液体を充填したうえで、第２順位のチャンバ２１Ｂに液体を供給するものである。そのため、第１順位のチャンバ２１Ａに液体が充満するまでは、次順位の主流路（分岐した側の主流路）２２ａＢには液体を流下させないことから、当該主流路２２ａＢに液体が流下するまでは、内部空気の排出のための排出流路５として機能させることができるのである。なお、ここで、排出される内部空気は、廃液リザーバ４まで連続する排出流路５を経由して（第１流路内抵抗部は関係なく）、当該廃液リザーバ４（この時点では余剰液体の貯留はない）を経由して排気口４０から外方に排出される。
【0088】
また、主流路２２ａの分岐位置Ｄをチャンバ２１よりも回転中心１１に近い位置としたことから、個々の主流路２２ａは、分岐位置Ｄから、チャンバ２１を迂回するように配置し、チャンバ２１よりも基板の外周側を経由してチャンバ２１の流入部２１ａに接続させるようにしている。
【0089】
上記構成の場合には、主流路２２ａを流下する液体の圧力は、上記式（３）と同様に、チャンバ２１における遠心力による圧力よりも大きいため、これを考慮する必要はなく第１流路内抵抗部Ｓ１による第１の決壊圧力（ＰＳ１）を設定することができ、次式のような範囲内であればよいものとなる。
【0090】
【数5】
【0091】
他方、第２流路内抵抗部Ｓ２による第２の決壊圧力（ＰＳ２）は、第１の決壊圧力（ＰＳ１）との相対的な関係が重視される。これは、第１流路内抵抗部Ｓ２は接続部６に設けられ、接続部６は主流路２２ａに接続されることから、第２流路内抵抗部Ｓ２に到達した（接続部６を通過する）液体には供給側（主流路を通過する）液体と同様の遠心力による逆向きの圧力が作用するためである。そこで、主流部２２ａの分岐位置Ｄと、第２流路内抵抗部Ｓ２が設けられる位置との間における圧力差（Ｐｈ（Ｓ２）－Ｐｈ（Ｓ１）を考慮しなければならない。
【0092】
そのため、次式（７）に示すように、第２の決壊圧力（ＰＳ２）は、第１の決壊圧力（ＰＳ１）に加えて両者の位置における遠心力による圧力差を加えた圧力よりも大きくなるように設計する必要がある。そして、結果的には、次式（８）のように、設計されるが、遠心力による圧力差は、両者の位置関係（回転中心からの距離）によって相違するが、十分な程度の圧力差を想定しておけば、回転数（回転速度）が増減した場合においても機能させることができる。
【0093】
【数6】
【0094】
上記のように、第１流路内抵抗部Ｓ１および第２流路内抵抗部Ｓ２が構成されることにより、先順位のチャンバ２１Ａに液体が充満され、第２流路内抵抗部Ｓ２により流下が阻止された状態で、第１流路内抵抗部Ｓ１が決壊し、次順位の（分岐した側の）主流路２２ａＢに液体が供給される。この液体の流下により、先行するチャンバ２１Ａの接続部６との合流部Ｅまで流下するとき、当該接続部６には内部空気が残存されることとなる。この内部空気の存在により、チャンバ２１Ａの液体が合流部Ｅにおいて排出流路５へ流出することを阻止するものとして機能させている。
【0095】
すなわち、接続部６の両端は、チャンバ２１と次順位の主流路２２ａに供給された液体が存在し、これらに挟まれる状態で空気が封入されることとなり、当該空気の移動が制限され、外部からの空気の流入もできないこととなる。その結果、チャンバ２１の液体が第２流路内抵抗部を決壊させて、排出流路５に流入することを確実に阻止することができる。さらに、全てのチャンバ２１への分注が完了した後に、基板１の回転を停止した場合に、各流路およびチャンバ２１の内部の圧力は大気圧となるが、封入された空気の存在により、排出流路５への液体の流入は依然として阻止され、しかも、チャンバ２１の液体の逆流も阻止することができる。これは、チャンバ２１の液体が逆流するためには、封入された空気の気圧の低下を伴うことから、事実上逆流することができないためである。なお、主流部２２ａを流下する液体は、第１流路内抵抗部Ｓ１を決壊した後に供給され、少なくとも第２の決壊圧力（ＰＳ２）よりも小さい圧力であるから、当該主流路２２ａの液体が、接続部６（第２流路内抵抗部Ｓ２）を経由してチャンバ２１に流入することはない。従って、チャンバ２１に流入し、第２流路内抵抗部Ｓ２によって流下が停止した液体は、他の流路を移動する液体と混合することはないものとなる。
【0096】
＜第３の実施形態における液体の流下状態＞
遠心型分注装置に係る第３の実施形態は、上記のような構成としたことから、本実施形態による液体の流下の状態は、基板の回転により注入リザーバ３に貯留される液体が供給流路２２に供給されることによって開始する。注入リザーバ３から流下する液体は、図８に示すように、まず、第１順位の主流路２２ａＡのみに液体を供給する。つまり、第１順位の分岐位置ＤＡから次順位の主流路２２ａＢへの液体供給は、第１順位の第１流路内抵抗部Ｓ１Ａによって停止されている。この状態で、第１順位のチャンバ２１Ａに流入し、当該チャンバ２１Ａに充満させた後、第２流路内抵抗部Ｓ２Ａによって流入が停止される（図８（ａ）参照）。
遠心型分注装置に係る第３の実施形態は、上記のような構成としたことから、本実施形態による液体の流下の状態は、基板の回転により注入リザーバ３に貯留される液体が供給流路２２に供給されることによって開始する。注入リザーバ３から流下する液体は、図８に示すように、まず、第１順位の主流路２２ａＡのみに液体を供給する。つまり、第１順位の分岐位置ＤＡから次順位の主流路２２ａＢへの液体供給は、第１順位の第１流路内抵抗部Ｓ１Ａによって停止されている。この状態で、第１順位のチャンバ２１Ａに流入し、当該チャンバ２１Ａに充満させた後、第２流路内抵抗部Ｓ２Ａによって流入が停止される（図８（ａ）参照）。
【0097】
引き続き、液体が供給され、前記のように第１順位の第１流路内抵抗部Ｓ１Ａが決壊し、第２順位の主流路２２ａＢに液体該供給される（図８（ｂ）参照）。第２順位の主流路２２ａＢにおいても第３順位の主流路２２ａＣに分岐すべき分岐位置ＤＢが設けられており、この分岐した側の主流路２２ａＣには第２順位の第１流路内抵抗部Ｓ１Ｂが設けられ、結果として、第２順位の主流路２２ａＢにのみ液体が供給されることとなる。そして、第２順位のチャンバ２１Ｂに液体が充満されると、第２順位の第２流路内抵抗部Ｓ２Ｂによって流入が停止され、第２順位の第１流路内抵抗部Ｓ１Ｂが決壊すると、さらに次順位（第３順位）の主流路２２ａＣに液体が供給される。上記が繰り返されて、最終順位のチャンバ２１Ｎまで液体供給が完了すると、最終順位の第１流路内抵抗部Ｓ１Ｎが決壊し、最終順位の排出流路５Ｎから廃液リザーバ４に余剰液体が流入することとなり（図７中の符号参照）、分注を完了する。分注完了の状態における供給流路内の液体は逆流されることはなく、基板の回転を停止した場合でも、分注された状態を維持させることができる。
【0098】
＜変形例＞
以上が本発明の実施形態の代表的な例示であるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。従って、上記実施形態の要素を変形し、または他の要素を追加するものであってもよい。
以上が本発明の実施形態の代表的な例示であるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。従って、上記実施形態の要素を変形し、または他の要素を追加するものであってもよい。
【0099】
例えば、図９に示すように、遠心型分注装置に係る第１の実施形態の構成において（図３参照）、排出流路５の他端を注入リザーバ３に接続し、吸気口３０および排気口４０を設けない構成としてもよい。ただし、注入リザーバ３に液体を導入する際には、導入した液体の体積に相当する空気を同時に排出する必要がある。この場合、注入リザーバ３と廃液リザーバ４との内部空間を排出流路５で接続するものであり、本来的に、流路内の内部空気が廃液リザーバ４０から外方に放出させていたものを、注入リザーバ３へ返戻させることにより、外部と遮断させることができる構成となるものである。流路内を移動する液体と空気との絶対量は液体供給の前後において変化がないことから、液体の流下に応じて排除すべき空気を注入リザーバ３に返戻させることにより、液体流下に支障を来すことなく、外部との遮断を実現できるものとなる。
【0100】
また、図１０に示すように、注入リザーバ３から液体を流下させ、主流路２２ａに供給する前の段階において、混合流路２３を設ける構成としてもよい。この混合流路２３は、特願２０２１－１３０７７５において開示される構成を使用することができるが、その他の混合流路を使用してもよい。ただし、混合流路２３は、２種類以上の液体を混合するためのものであるから、液体の流下方向を遠心力の作用する径方向に一致させることが肝要である。遠心力の作用する方向と異なる場合は、内部で遠心分離される可能性があるためである。
【0101】
なお、上記実施形態は、基本的にはマイクロ流路を前提とした構成である。すなわち、一般的には０．００５～２．０ｍｍ２程度の流路断面積を流路構成としており、マイクロ流体（１～５００マイクロリットル程度の微小な液体流体）を送液するためのものである。従って、マイクロ流路による上記構成の遠心型送液装置および遠心型分注装置は、概ね２層の貼り合わせによる積層構造として設けることができる。
【0102】
また、他の変形例としては、図１１に示すように、遠心型分注装置に係る第２の実施形態（図６）における第２流路内抵抗部Ｓ２を、接続部６に設ける構成としてもよい。同時に第１流路内抵抗部を数個の狭幅流路で構成するものとしてよい。これらの構成においても第１流路内抵抗部Ｓ１および第２流路内抵抗部Ｓ２の各決壊圧力は上述のとおりに設計することにより、実質的に同様の効果を得ることができる。
【0103】
当該積層構造による構成を図１２（ａ）に例示する。なお、図１２（ａ）は、図１中のＸＡ－ＸＡ線における断面図である。この図に示しているように、基板１は、底板１０ａに流路構成板１０ｂを接着部材（両面テープなど）１０ｃにより貼り合わせた構成である。底板１０ａは、例えば、ガラス基板やプラスチック板によって構成し、流路構成板１０ｂはシリコーン樹脂（ＰＤＭＳ：ポリジメチルシロキサン）などで構成することができる。流路構成板１０ｂに、予めソフトリソグラフィによって流路構成領域を形成させておき、貼り合わせにより、内部空間を流路等として使用するものである。なお、基板１を円形板状とする場合、半円ごとに１つの流路構成部１００を設けることも可能である。
【0104】
上記構成の場合における流路内抵抗部Ｓ１，Ｓ２は、図１２（ｂ）に示すように構成することができる。図１２（ｂ）は、遠心型分注装置の第２の実施形態における流路内抵抗部Ｓ１，Ｓ２を具体化したものであるが、この種の流路構成部２００は、他の実施形態においても同様に構成することができる。ここで例示する流路内抵抗部Ｓ１，Ｓ２は、基準流路（主流路２２ａなど）の流路に対し側壁を内側に張り出させて構成したものである。基準流路の流路断面は矩形としており、流路断面積は、幅寸法Ｗと深さ（高さ）寸法Ｈとで決定する。そこで、側面を張り出させることにより、同じ深さ（高さ）寸法Ｈを維持しつつ、幅寸法Ｗのみを小さくして流路断面積を縮小させることができる。そして、第１流路内抵抗部Ｓ１の場合の幅寸法Ｗ１と、第２流路内抵抗部Ｓ２における幅寸法Ｗ２を調整することにより、両者の決壊圧力（ＰＳ１，ＰＳ２）の状態を適宜調整することが可能となる。
【0105】
なお、上記貼り合わせによる基板１については、底板１０ａもしくは流路構成板１０ｂのいずれか一方または双方を光透過性のある材料とすることにより、また、チャンバ２１における反応が比色試薬や蛍光試料を用いる場合には、図１３に示すように基板１の中心線上に光源ＬＴを配置し、光線ＲＹを照射することにより、反応状態を即座に確認し得るものとなる。
【実施例0106】
＜実験例１＞
第３の実施形態（図７）に基づく実験用分注装置を作製し、分注の状態を実験した。実験に使用した基板１は、ガラス板（底板１０ａ）と、ＰＤＭＳに流路を形成した流路構成板１０ｂを両面テープ１０ｃで貼り合わせて作製した。基板１の全体は、概ね半径４０ｍｍの円形板状とした。流路の各寸法は、基準流路（供給流路２２、主流路２２ａ、分岐流路２２ｂ、排出流路５）については、幅寸法Ｗを２００μｍ、深さ（高さ）寸法Ｈを１０５μｍとし、第１流路内抵抗部Ｓ２における流路幅Ｗ１を４０μｍ、第２流路内抵抗部Ｓ２における流路幅Ｗ２を２０μｍとした（なお、深さ（高さ）寸法Ｈは基準流路と同じ１０５μｍである）。回転中心１１からのそれぞれの距離は、主流路２２ａの最も外周側までが２７．８５ｍｍ、排出流路５までが２０．１５ｍｍ、チャンバの中心までが２４．０ｍｍであった。なお、チャンバ２１と排出流路５とを接続する接続部６は、基準流路を基本に、第２流路内抵抗部Ｓ２を形成する狭幅部分を断続的に４つ形成した。また、注入リザーバ３の容量は１９０μＬとし、廃液リザーバ４の容量を４０μＬとし、チャンバ２１の容量を３μＬとなるように構成した。チャンバ２１は全部で１０個整列するものとした。
第３の実施形態（図７）に基づく実験用分注装置を作製し、分注の状態を実験した。実験に使用した基板１は、ガラス板（底板１０ａ）と、ＰＤＭＳに流路を形成した流路構成板１０ｂを両面テープ１０ｃで貼り合わせて作製した。基板１の全体は、概ね半径４０ｍｍの円形板状とした。流路の各寸法は、基準流路（供給流路２２、主流路２２ａ、分岐流路２２ｂ、排出流路５）については、幅寸法Ｗを２００μｍ、深さ（高さ）寸法Ｈを１０５μｍとし、第１流路内抵抗部Ｓ２における流路幅Ｗ１を４０μｍ、第２流路内抵抗部Ｓ２における流路幅Ｗ２を２０μｍとした（なお、深さ（高さ）寸法Ｈは基準流路と同じ１０５μｍである）。回転中心１１からのそれぞれの距離は、主流路２２ａの最も外周側までが２７．８５ｍｍ、排出流路５までが２０．１５ｍｍ、チャンバの中心までが２４．０ｍｍであった。なお、チャンバ２１と排出流路５とを接続する接続部６は、基準流路を基本に、第２流路内抵抗部Ｓ２を形成する狭幅部分を断続的に４つ形成した。また、注入リザーバ３の容量は１９０μＬとし、廃液リザーバ４の容量を４０μＬとし、チャンバ２１の容量を３μＬとなるように構成した。チャンバ２１は全部で１０個整列するものとした。
【0107】
上記のような構成による実験用分注装置を使用し、注入リザーバ３に１００μＬの水（分注状態を確認するために緑色に着色させた水を使用）を貯留させ、最大回転速度を１５００ｒｐｍで回転させたところ、１５００ｒｐｍに達した状態から２５秒後に全てのチャンバ２１に水を分注することができた。なお、回転速度は１５００ｒｐｍに達する前１０秒感は、加速時間であったため、分注がどの回転速度に達した時点で分注を開始したかまでは把握できなかったが、上記加速時間を含めても３５秒後には分注が完了していた。
【0108】
上記分注完了後に実験用分注装置の状態を確認したところ、流下させるべき流路には液体が充満しており（着色水が存在し）、他方、各チャンバ２１の排出部から接続部６（第２流路内抵抗部Ｓ２）の内部には内部空気が封入された状態（着色水の存在なし）であった。これにより、チャンバ２１に供給された液体は、第２流路内抵抗部Ｓ２により流下が停止され、逆流した形成もないことが判明した。
【0109】
＜実験例２＞
前記と同様に、混合流路２３を有する変形例（図１０）に基づく実験用の分注装置を作製し、分注状態を確認した。なお、この実験用分注装置では、基準流路の寸法は、幅寸法Ｗを２００μｍ、深さ（高さ）寸法を９９μｍとした。また、回転中心からの距離は、供給流路２２から混合流路２３に連続する位置（回転中心から最も離れた位置）までを３６．８ｍｍとし、主流路２２ａまでを２５．８ｍｍとし、チャンバ２１の中心までを２２．０ｍｍとした。なお、回転中心から注入リザーバ３の流出位置までの距離が２０．０ｍｍであり、注入リザーバの容量を８８μＬとした。ちなみに、注入リザーバ３は、液体供給前における注入リザーバ３の液体の液面までが約１６．０ｍｍとなるような形状とした。他方、廃液リザーバ４は、３９μＬの容量とし、回転中心から１８．１ｍｍの位置で排出流路５を廃液リザーバ４に接続した。なお、チャンバ２１の容量は３μＬとし、全部で７個配置した。
前記と同様に、混合流路２３を有する変形例（図１０）に基づく実験用の分注装置を作製し、分注状態を確認した。なお、この実験用分注装置では、基準流路の寸法は、幅寸法Ｗを２００μｍ、深さ（高さ）寸法を９９μｍとした。また、回転中心からの距離は、供給流路２２から混合流路２３に連続する位置（回転中心から最も離れた位置）までを３６．８ｍｍとし、主流路２２ａまでを２５．８ｍｍとし、チャンバ２１の中心までを２２．０ｍｍとした。なお、回転中心から注入リザーバ３の流出位置までの距離が２０．０ｍｍであり、注入リザーバの容量を８８μＬとした。ちなみに、注入リザーバ３は、液体供給前における注入リザーバ３の液体の液面までが約１６．０ｍｍとなるような形状とした。他方、廃液リザーバ４は、３９μＬの容量とし、回転中心から１８．１ｍｍの位置で排出流路５を廃液リザーバ４に接続した。なお、チャンバ２１の容量は３μＬとし、全部で７個配置した。
【0110】
上記のような構成による実験用分注装置を使用し、注入リザーバ３に４０．６μＬの水（分注状態を確認するために緑色に着色させた水を使用）を貯留させ、最大回転速度を２０００ｒｐｍで回転させた。なお、加速時間を４秒とした。この結果、回転開始後１１７秒後に全てのチャンバ２１に分注できたことを確認した。
【0111】
上記分注完了後に実験用分注装置の状態を確認したところ、チャンバ２１に流入した液体は、接続部６の途中まで流下した状態で停止しており、排出流路５には到達していなかった。これにより、液体はほぼ同時に複数のチャンバ２１に流入し、個々のチャンバ２１に供給された液体は、接続部６の途中まで流下した状態で停止していたことから、隣接するチャンバ２１の間で液体が混合されることがないことを確認した。
【0112】
＜実験例３＞
上記実験例２に使用した実験用分注装置において、排出流路５を廃液リザーバ４と注入リザーバ３とが連続するように構成したもの（図９参照）とし、他の流路構成を実験例２と同様に構成した装置を作製した。なお、当初は、注入リザーバ３および廃液リザーバ４には開口３０，４０を設けておき、液体を注入リザーバ３に貯留させた後の両開口３０．４０を樹脂テープで封止するものとした。この装置を、同様に２０００ｒｐｍの回転速度で回転させた（加速時間を４秒とした）実験を行った。その結果、回転開始後１２７秒後に全てのチャンバ２１に分注できたことを確認した。
上記実験例２に使用した実験用分注装置において、排出流路５を廃液リザーバ４と注入リザーバ３とが連続するように構成したもの（図９参照）とし、他の流路構成を実験例２と同様に構成した装置を作製した。なお、当初は、注入リザーバ３および廃液リザーバ４には開口３０，４０を設けておき、液体を注入リザーバ３に貯留させた後の両開口３０．４０を樹脂テープで封止するものとした。この装置を、同様に２０００ｒｐｍの回転速度で回転させた（加速時間を４秒とした）実験を行った。その結果、回転開始後１２７秒後に全てのチャンバ２１に分注できたことを確認した。
【0113】
＜実験例４＞
また、コリオリの力の影響を確認するため、実験例３におけるものと同様の構成において、注入リザーバ３と廃液リザーバ４の位置が逆となるように全ての流路構造を反転させた実験用装置をさらに作製した。この実験用装置と実験例３に使用した実験用装置の二種類について、同じ回転方向（時計回り）に加速時間０秒にて、２０００ｒｐｍによって回転させた場合の変化を確認する実験を行った。実験例３の装置の場合は、開始後１０２秒で分注を完了し、反転した装置の場合は、１４４秒後に完了した。分注速度に若干の相違はあったが、分注状態に差異は見当たらなかった。このことから、上記構成の場合にはコリオリの力の影響を行けないものと判断された。
また、コリオリの力の影響を確認するため、実験例３におけるものと同様の構成において、注入リザーバ３と廃液リザーバ４の位置が逆となるように全ての流路構造を反転させた実験用装置をさらに作製した。この実験用装置と実験例３に使用した実験用装置の二種類について、同じ回転方向（時計回り）に加速時間０秒にて、２０００ｒｐｍによって回転させた場合の変化を確認する実験を行った。実験例３の装置の場合は、開始後１０２秒で分注を完了し、反転した装置の場合は、１４４秒後に完了した。分注速度に若干の相違はあったが、分注状態に差異は見当たらなかった。このことから、上記構成の場合にはコリオリの力の影響を行けないものと判断された。
【0114】
以上のとおり、遠心型送液装置および遠心型分注装置の実施形態をおよびその変形例を示したが、上述した遠心型分注装置に係る構成をマイクロ流路チップ内に構成することにより、マイクロ流路デバイスを構成し得ることとなり、また、チャンバ２１を反応容器として形成し、これに所望の試薬を予め固定することにより検査チップを構成させることができる。マイクロ流路デバイスは、非常に小型に構成し得るものとなり、検査チップは、所定の回転数で回転させることができる装置があれば、シリンジ等を使用する必要がなく、注入圧力を制御することなく使用可能なものとなる。
【産業上の利用可能性】
【0115】
以上より、チャンバに適宜反応試薬等を固定させることにより、当該チャンバを反応容器として使用することができ、複数のチャンバ（反応容器）に単一液体を分注させることにより、複数のウイルス検査（遺伝子増幅反応）に使用でき、遺伝子増幅反応としてのＰＣＲ法やＬＡＭＰ法など複数の検査における複数の反応容器を必要とする場合に利用できる。また、遠心型送液装置は、送液中に流路内の気体との混合がなければ送液可能となるから、マイクロ流路以外にも使用可能となる。
【符号の説明】
【0116】
１ 基板
２,１００，２００ 流路構成部
３ 注入リザーバ（起点）
４ 廃液リザーバ
５ 排出流路
６ 接続部
１０ａ 底板（基部）
１０ｂ 流路構成基板
１０ｃ 接着用部材
１１ 回転中心
１２ 基板の周縁（外周）
２０ 基準流路
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｎ チャンバ
２１ａ 流入部
２１ｂ 排出部
２２ 供給流路
２２ａ，２２ａＡ，２２ａＢ，２２ａＣ 主流路
２２ｂ 分岐流路
２３ 混合流路
３０ 吸気口（開口）
３１ 注入リザーバの流出部
４０ 排気口（開口）
Ｄ 分岐位置
Ｅ 合流位置
Ｘ 液体
Ｘａ，Ｘｂ 液面
Ｓ１ 第１流路内抵抗部
Ｓ２ 第２流路内抵抗部
２,１００，２００ 流路構成部
３ 注入リザーバ（起点）
４ 廃液リザーバ
５ 排出流路
６ 接続部
１０ａ 底板（基部）
１０ｂ 流路構成基板
１０ｃ 接着用部材
１１ 回転中心
１２ 基板の周縁（外周）
２０ 基準流路
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｎ チャンバ
２１ａ 流入部
２１ｂ 排出部
２２ 供給流路
２２ａ，２２ａＡ，２２ａＢ，２２ａＣ 主流路
２２ｂ 分岐流路
２３ 混合流路
３０ 吸気口（開口）
３１ 注入リザーバの流出部
４０ 排気口（開口）
Ｄ 分岐位置
Ｅ 合流位置
Ｘ 液体
Ｘａ，Ｘｂ 液面
Ｓ１ 第１流路内抵抗部
Ｓ２ 第２流路内抵抗部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】