專利名稱：液體輸送器件及分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基片上操作液體的系統(tǒng)。特別涉及輸送許多液體的分析或反應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為檢測試樣中所包含的成分量的分析裝置，廣泛使用了光譜分析裝置，它是通過將從鹵燈等發(fā)出的白色光照射到作為試樣與試劑的混合液的反應(yīng)液上，用衍射光柵對(duì)透過了反應(yīng)液的光進(jìn)行分光，通過取出必要的波長成分，并算出其吸光度來測定目標(biāo)成分量。或者，也有用衍射光柵對(duì)白色光進(jìn)行分光之后，再照射到反應(yīng)液上的情況。在這些分析裝置中，以前是將)試樣和試劑分注到塑料和玻璃的反應(yīng)容器內(nèi)，將它們混合成為反應(yīng)液并對(duì)其照射光，以測定成分量。
可是，近年來，為了削減試劑成本和降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷，要求分析所用的反應(yīng)液的微量化，存在的問題是，對(duì)于以現(xiàn)有方式實(shí)現(xiàn)反應(yīng)液的微量化來說，反應(yīng)液的操作變得困難，而且，因分注、混合時(shí)產(chǎn)生的氣泡等而不能正確地測定。因此，要求正確操作微量液體的技術(shù)。
作為操作微量液體的一個(gè)方法，有用電控制輸送在平面基片所形成的電極上的液體的方法。這種方法的代表之一是，通過在形成了多個(gè)電極的兩個(gè)相對(duì)的基片間，把輸送的液體做成粒狀液體并夾住，對(duì)沿兩個(gè)相對(duì)的基片間的表面配置的電極施加電壓，由此輸送液體。(例如，非專利文獻(xiàn)1—AppliedPyhysics Letters，Vol，77，No.11，pp.1725-1726，2000，非專利文獻(xiàn)2—IEEE15th，Int.Conf.MEMS Jan 2002，p.97-100.)。將由兩個(gè)相對(duì)的基片構(gòu)成的裝置稱為液體輸送器件。對(duì)于該方法，通常，沿著輸送液體的液體輸送通道，在一個(gè)基片上形成多個(gè)電極，在另一個(gè)基片上還具有與地面連接的一個(gè)電極。當(dāng)對(duì)粒狀的液體下部的一個(gè)電極施加電壓時(shí)，根據(jù)電濕潤現(xiàn)象(例如，非專利文獻(xiàn)3—Polymr 37(1996)2465-2470)，施加了電壓的電極上的潤濕性變得良好，其粒狀液體移動(dòng)使其載置于施加了該電壓的電極上。通過反復(fù)這樣做來輸送液體。
另外，還報(bào)告了用具有多個(gè)分支的電極列把液體分配給分支，或在多個(gè)槽合流的位置使液體匯合(例如，專利文獻(xiàn)1—日本特開平10-267801號(hào)公報(bào))。另外，還報(bào)告了分割一個(gè)粒狀的液體的情況(例如，專利文獻(xiàn)2—美國專利公報(bào)第6565727號(hào)公報(bào))。而且，還報(bào)告了輸送試樣，在液體輸送器件內(nèi)部進(jìn)行檢測那樣的系統(tǒng)(例如，非專利文獻(xiàn)4—Micro Total Analysis Systems2003 p.1287-1290)。
這樣的輸送液體的液體輸送器件的優(yōu)點(diǎn)可以列舉，與周圍被壁包圍的容器比較，由于利用基片，所以難以受到氣泡的影響等。這里，對(duì)充滿液體輸送器件內(nèi)部的介質(zhì)報(bào)告有二種。一種如非專利文獻(xiàn)1記載的那樣，是用油充滿內(nèi)部的情況，另一種如非專利文獻(xiàn)2記載的那樣，是用空氣充滿內(nèi)部的情況。
另一方面，作為自動(dòng)分析裝置的液體輸送方法，具有將水溶液段導(dǎo)入到容納有硅油等液體的導(dǎo)管中并進(jìn)行輸送的報(bào)告(例如，專利文獻(xiàn)3—美國專利公報(bào)第3479141號(hào)公報(bào))。關(guān)于抽吸、分注已分離的液體或在液流中輸送的裝置，有用空氣段和不混合性液體段相互間隔開來輸送多個(gè)試樣段的報(bào)告(例如，專利文獻(xiàn)4—美國專利公報(bào)第4259291號(hào)公報(bào))。
而且，還有用油的液滴包圍液體，利用電濕潤現(xiàn)象進(jìn)行輸送(非專利文獻(xiàn)5—Lab-on-a-ChipPlatforms Devices，and Applications，Conf.5591，SPIEO Ptics East，Philadelphia，Oct.25-28，2004)的報(bào)告。
在用油充滿液體輸送器件內(nèi)的情況下，由于輸送的粒狀液體用油包圍，因而具有液體輸送器件的表面難以帶來污染、液體和液體輸送器件的摩擦因油而降低并使移動(dòng)所需要的電壓下降、可防止液體的蒸發(fā)等優(yōu)點(diǎn)。但是，需要密封液體輸送器件的底面和側(cè)面，以使其不泄漏油，安裝也很費(fèi)工夫。要考慮的問題是，在操作液體時(shí)油產(chǎn)生流動(dòng)，使其它液體受到影響。例如，在將液體導(dǎo)入液體輸送器件內(nèi)時(shí)，要考慮的問題是，分注液體的測管和被導(dǎo)入的粒狀液體在油中產(chǎn)生流動(dòng)，使配置在液體輸送器件內(nèi)的其它液體移動(dòng)等。在液體無控制地移動(dòng)的情況下，有和其它液體接觸并混合或液體脫離液體輸送通道而不能輸送的可能性。特別是在分析系統(tǒng)中，需要對(duì)多數(shù)的試樣和試劑，實(shí)行分注、輸送、混合、檢測、排出等對(duì)多種液體的許多操作。因此，重要的是，對(duì)某種液體的操作不要造成對(duì)其它液體的影響。
另外，在考慮向在液體輸送器件內(nèi)進(jìn)行檢測的分析系統(tǒng)的應(yīng)用的情況下，要考慮的問題是，從導(dǎo)入液體的導(dǎo)入口使氣泡進(jìn)入到油中時(shí)，氣泡在測定部妨礙了測定等。與此相反，在用空氣充滿了液體輸送器件內(nèi)的情況下，由于無需密封液體輸送器件的底面和側(cè)面，安裝是容易的；而且，由于液體周圍是空氣，因而，對(duì)某液體的操作不會(huì)對(duì)其它液體產(chǎn)生影響，具有能對(duì)許多液體獨(dú)立穩(wěn)定地進(jìn)行操作的優(yōu)點(diǎn)。但是，與用油包圍的情況不同，由于液體直接接觸到液體輸送器件的表面，因而，要考慮的問題是，液體內(nèi)部成分易于吸附，或者，因液體和液體輸送器件的摩擦較大而使移動(dòng)所需要的電壓增高，不能防止液體的蒸發(fā)等。在使用了液體輸送器件的分析系統(tǒng)中，為了測定作為輸送的液體的試樣內(nèi)部成分的濃度，重要的是防止液體內(nèi)部成分的吸附和蒸發(fā)。
在利用不與輸送的液體混合的輸送用液體的液滴包圍輸送的液體，并與輸送的液體一起輸送輸送用液體的方式中，有必要適當(dāng)?shù)赜幂斔陀靡后w進(jìn)行包圍。一般的分析系統(tǒng)雖有必要接連不斷地檢測多個(gè)試樣，但在利用該輸送方式多次檢測試樣時(shí)，為了防止試樣的污染和提高檢測的效率，有必要適當(dāng)而簡便地進(jìn)行該包圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種兼具有這些用油充滿的情況和用空氣充滿的情況的優(yōu)點(diǎn)，安裝簡易，能穩(wěn)定地輸送許多液體，液體內(nèi)部的成分難以吸附，能降低移動(dòng)所需要的電壓，而且能防止試樣蒸發(fā)的液體輸送器件，以及接連不斷地與輸送用液體一起輸送許多試樣的分析系統(tǒng)。
本發(fā)明提供的液體輸送器件采用分開的輸送用液體包圍輸送的液體，與輸送的液體一起對(duì)輸送用液體進(jìn)行輸送。因此，其安裝簡易，可以穩(wěn)定地輸送多個(gè)液體，液體內(nèi)部的成分難以吸附，從而可以降低移動(dòng)所需要的電壓，能防止試樣的蒸發(fā)。本發(fā)明提供的分析系統(tǒng)把輸送的液體依次導(dǎo)入到與輸送的液體不混合的被分開的輸送用液體中，以接連不斷地與輸送的液體一起輸送輸送用液體。
作為分析系統(tǒng)的一個(gè)例子，其具有具備供給第一液體的部件和供給第二液體的部件的第一單元；具備從供給上述第一液體的部件導(dǎo)入上述第一液體的第一導(dǎo)入部，用于排出上述第一液體的排出部，具有多個(gè)電極而且連接上述導(dǎo)入部和上述排出部的液體輸送通道，設(shè)置在上述液體輸送通道的至少一部分上的測定部和對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓的電壓施加部件的第二單元；具備檢測上述測定部的檢測系統(tǒng)的第3單元；用于從上述排出部排出液體的第4單元；其特征是，上述第二液體是和上述第一液體不混和的，上述第一單元將上述第二液體分開并供給上述第二單元，從而使其內(nèi)包被分開的第一液體，上述電壓施加部件對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓，從而使被分開的第一液體與內(nèi)包上述被分開的第一液體且被分開的第二液體的復(fù)和體沿上述液體輸送通道移動(dòng)。
作為分析系統(tǒng)的另一個(gè)例子，其具有具備供給第一液體的部件和供給第二液體的部件的第一單元；具備從供給上述第一液體的部件導(dǎo)入上述第一液體的第一導(dǎo)入部，從供給上述第二液體的部件導(dǎo)入上述第二液體的第二導(dǎo)入部，用于排出上述第一液體的排出部，具有多個(gè)電極而且連接上述第一導(dǎo)入部和上述排出部的液體輸送通道，設(shè)置在上述液體輸送通道的至少一部分上的測定部和對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓的電壓施加部件的第二單元；具備與上述測定部相鄰地配置的檢測系統(tǒng)的第3單元；用于從上述排出部排出液體的第4單元；其特征是，上述第二液體是與上述第一液體不混和的，供給上述第一液體的部件分開地送出上述第一液體，供給上述第二液體的部件分開地送出上述第二液體，上述電壓施加部件對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓，從而使由供給上述第一液體的部件分開的第一液體從上述第一導(dǎo)入部沿上述液體輸送通道向上述第二導(dǎo)入部移動(dòng)，而且使由導(dǎo)入到上述第二導(dǎo)入部的第二液體的至少一部分內(nèi)包的第一液體沿上述液體輸送通道移動(dòng)。
若使用本發(fā)明，與以前的用油充滿的液體輸送器件比較，安裝簡易，液體不會(huì)因分注和輸送等的液體操作產(chǎn)生的油流動(dòng)而無控制地移動(dòng)，能對(duì)許多液體進(jìn)行穩(wěn)定而獨(dú)立的操作。另外，能把由已分開的油滴包圍的液體接連不斷地導(dǎo)入到液體輸送器件中，能提高處理許多試樣的分析系統(tǒng)的效率。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的液體輸送器件的液體輸送通道的剖面圖。
圖2是說明本發(fā)明實(shí)施例1的液體輸送順序的略圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例1的其它結(jié)構(gòu)的液體輸送通道的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例1的其它結(jié)構(gòu)的液體輸送通道的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例1的其它結(jié)構(gòu)的液體輸送通道的剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例1的其它結(jié)構(gòu)的液體輸送通道的剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明的液體輸送器件內(nèi)的速度比較圖。
圖8是輸送包含本發(fā)明實(shí)施例1的油中所存在的物質(zhì)的液體的說明圖。
圖9是說明本發(fā)明實(shí)施例2的略圖。
圖10是說明本發(fā)明實(shí)施例2的略圖。
圖11是說明本發(fā)明實(shí)施例2的略圖。
圖12是說明本發(fā)明實(shí)施例2的略圖。
圖13是說明本發(fā)明實(shí)施例3的略圖。
圖14是說明本發(fā)明實(shí)施例4的略圖。
圖15是說明本發(fā)明實(shí)施例4的略圖。
圖16是說明本發(fā)明實(shí)施例5的分析系統(tǒng)的略圖。
圖17是表示使用本發(fā)明的分析系統(tǒng)時(shí)的液體輸送器件內(nèi)的操作順序圖。
圖18是本發(fā)明的液體輸送器件內(nèi)的各部分的配置圖。
圖19是本發(fā)明的液體輸送器件的外觀圖。
圖20是本發(fā)明的控制系統(tǒng)的略圖。
圖21是本發(fā)明的實(shí)施例5的試樣導(dǎo)入口的斷面圖。
圖22是本發(fā)明的實(shí)施例5的試樣導(dǎo)入口的斷面圖。
圖23是本發(fā)明的實(shí)施例5的試劑導(dǎo)入口的斷面圖。
圖24是本發(fā)明的實(shí)施例5的測定部的斷面圖。
圖25是本發(fā)明的實(shí)施例5的測定部的斷面圖。
圖26是本發(fā)明的實(shí)施例5的排出口的斷面圖。
圖27是本發(fā)明的實(shí)施例5的排出口的斷面圖。
圖28是說明本發(fā)明的實(shí)施例6的略圖。
圖29是說明本發(fā)明的實(shí)施例5的略圖。
圖30是說明本發(fā)明的實(shí)施例7的略圖。
圖31是說明本發(fā)明的實(shí)施例7的略圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本實(shí)施例表示在液體輸送器件內(nèi)，用油滴作為輸送用液體的液滴，輸送被油滴包圍的液體的順序。圖1表示本實(shí)施例的液體輸送器件10的液體輸送通道的剖面結(jié)構(gòu)圖。液體輸送器件10由下側(cè)基片8和上側(cè)基片9構(gòu)成。下側(cè)基片8在絕緣基片4的上表面沿液體(油滴)1的輸送方向配置多個(gè)控制電極5，并用絕緣膜7覆蓋其表面。上側(cè)基片9在絕緣基片4’的下表面配置一個(gè)共用電極6，并用絕緣膜7’覆蓋其表面。進(jìn)而，在各自的絕緣膜7、7’的表面上，為了易于輸送液體而使其具有疏水性，在表面涂敷疏水膜100、100’。在這兩個(gè)基片間配置輸送的液體1，用油滴2包圍其周圍。即，輸送的液體1被油滴2包在內(nèi)部，成為液體1的液滴和油滴2的復(fù)合體。這里，所謂包在內(nèi)部是指，一個(gè)油滴處于實(shí)質(zhì)上覆蓋一個(gè)液滴(液體)的外表面的位置。油滴2的周圍存在空氣3。
在本實(shí)施例中，絕緣性基片4、4’用石英，控制電極5及共用電極6用銦-氧化錫(ITO-Indium-TinOxide)，絕緣膜7、7’用由化學(xué)氣相淀積(CVD-Chemi Vapor Deposition)成膜的SiO2，作為疏水膜用旭硝子社制的CYTOP(注冊(cè)商標(biāo))。ITO的厚度設(shè)為70nm，由CVD成膜的絕緣膜7的厚度設(shè)為200 nm。另外，下側(cè)基片8和上側(cè)基片9之間的距離設(shè)為0.5mm。作為液體1用0.9wt％的NaCl溶液，作為油滴2用硅油，液量各自為5μL。通過在下側(cè)基片8和上側(cè)基片9之間設(shè)置用油滴包圍的液體，從而提高防止油蒸發(fā)的效果，還能避免油因重力拉引而與液體分離。
圖2表示從上部看本實(shí)施例使用的液體輸送器件的透視圖。為了簡略化便于理解，本申請(qǐng)中，在圖2及圖8-圖15的透視圖中僅圖示液體1、油滴2、控制電極5，用陰影線表示施加電壓的控制電極。位于控制電極5上部的共用電極6與地連接，電壓施加在共用電極6和一部分控制電極5之間。本申請(qǐng)中，沒有施加電壓的控制電極5成為不與任何地方連接的浮動(dòng)狀態(tài)，在切斷施加電壓的情況下，停止施加電壓后一旦把控制電極5與地連接后，控制電極5變成浮動(dòng)狀態(tài)。因此，在切斷施加電壓時(shí)，就能防止控制電極上的絕緣膜和疏水膜成為局部帶電的狀態(tài)。在共用電極6和控制電極5之間施加電壓的情況下，從上部看，具有與控制電極5一部分重疊的區(qū)域的液體1便移動(dòng)而呈置于施加了電壓的控制電極5上的狀態(tài)，即，液體如置于施加了電壓的控制電極5上的狀態(tài)移動(dòng)。開始，如圖2(a)所示，沿液體輸送通道配置多個(gè)控制電極5，在控制電極5b的附近存在被油滴2包圍的液體1時(shí)，對(duì)控制電極5b一施加電壓，如圖2(b)所示，液體1則移動(dòng)使其置于控制電極5b上。
接著，當(dāng)對(duì)控制電極5c施加電壓，切斷控制電極5b的施加電壓時(shí)，如圖2(c)所示，液體1與油滴2和空氣3的氣液界面接觸后，一邊擠壓油滴2和空氣3的氣液界面，一邊如圖2(d)那樣與油滴2一起移動(dòng)，移動(dòng)到置于控制電極5c上。進(jìn)而，當(dāng)對(duì)控制電極5d施加電壓，切斷控制電極5c的施加電壓時(shí)，液體1如圖2(e)那樣一邊擠壓油滴2和空氣3的氣液界面，一邊如圖2(f)那樣與油滴2一起移動(dòng)，移動(dòng)到置于控制電極5d上。通過這樣的反復(fù)，能使液體1在被油滴2包圍的狀態(tài)下輸送。并且，被油滴2包圍的液體1等于沿控制電極的排列移動(dòng)。如本實(shí)施例所示，通過用輸送用液體包圍液體，能防止輸送的液體的內(nèi)部成分向基片表面的吸附，而且能防止液體的蒸發(fā)。進(jìn)而，由于液體1和液體輸送器件10的摩擦小，與用空氣充滿液體輸送器件內(nèi)的情況比較，即使是低電壓也能輸送液體。對(duì)控制電極施加的電壓過高時(shí)，由于有破壞絕緣膜的危險(xiǎn)，降低電壓是有用的。由于用油滴2作為輸送用液體被分開隔開，因而，不會(huì)將輸送液體1引起的油流動(dòng)傳遞給其它液體，能穩(wěn)定獨(dú)立地對(duì)液體輸送器件內(nèi)的許多液體進(jìn)行操作。
在本實(shí)施例中，作為液體1碎使用NaCl溶液，但也可以是純水、緩沖液等離子性液體。也可以是血液和含有DNA的溶液。也可以在液體中含有膠乳粒子、細(xì)胞、磁性小珠。作為油滴2雖使用硅油，但也可以是植物油、石臘油、杜邦公司制的Krytox(注冊(cè)商標(biāo))等的氟系列油、氟系列溶劑等與輸送的液體不混合的液體、即不混和的液體。作為絕緣性基片4、4’雖使用石英，但也可以是在Si等的導(dǎo)電性基片上形成了氧化膜等絕緣膜的基片或樹脂性基片。絕緣膜7、7’雖使用由CVD法成膜的SiO2，但也可以是聚硅氮烷或SiN，聚對(duì)亞苯基二甲基(Parylene)等絕緣膜。作為疏水膜100、100’雖使用旭硝子社制的CYTOP，但也可以是杜邦公司制的TeflonAF(注冊(cè)商標(biāo))或硅系列疏水膜、CVD法成膜的碳氟化合物膜(CF(Fluorocarbon film)膜)。
在本實(shí)施例中，雖在絕緣膜上形成了疏水膜，但也可以是疏水性絕緣膜或絕緣性疏水膜。這種情況由于工序減少，使器件制作變得簡易。在本實(shí)施例中，共用電極6雖為一個(gè)，但如圖3所示，也可以在上側(cè)基片9上配置多個(gè)共用電極6。在這種情況下，具有在輸送時(shí)提高液體的位置精度的效果。在本實(shí)施例中，雖然分別用絕緣膜7、7’覆蓋控制電極5及共用電極6，但如圖4所示，也可以用絕緣膜7覆蓋控制電極5的表面，在共用電極6的表面沒有絕緣膜7’。這時(shí)能作成簡單的結(jié)構(gòu)。再有，也可以在共用電極6的表面不涂敷疏水膜100、100’。這時(shí)，能作成更簡單的結(jié)構(gòu)。
如圖5所示，預(yù)先在下側(cè)基片8的控制電極5之間配置共用電極6等，在上側(cè)基片9的表面上不配置共用電極6，在下側(cè)基片8設(shè)置多個(gè)電極，則可以將該多個(gè)電極中的任一個(gè)作為控制電極5，而將另外的任一個(gè)作為共用電極6。這時(shí)，由于不需要在上側(cè)基片上形成電極膜，因而其結(jié)構(gòu)更簡單。再有，也可以在上側(cè)基片9的絕緣性基片4’表面不涂敷疏水膜。這時(shí)，可制成更簡單的結(jié)構(gòu)。另外，如圖6所示，也可以不設(shè)置上側(cè)基片9，只采用下側(cè)基片8的結(jié)構(gòu)進(jìn)行輸送。這時(shí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡化。
在本實(shí)施例中，雖然水平配置構(gòu)成液體輸送器件10的下側(cè)基片8、上側(cè)基片9，但也可以使下側(cè)基片8、上側(cè)基片9的一部分面或整個(gè)面與水平方向成一大定角度地配置。在以前的用油充滿的液體輸送器件中，當(dāng)與水平方向形成角度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)漏油的情況，但若使用本發(fā)明，由于油利用二塊水平基片保持，油難于流動(dòng)，可以與水平方向形成角度。若能與水平方向形成角度，則能縮小整個(gè)裝置的設(shè)置面積，是有用的。另外，本實(shí)施例雖使用硅油包圍液體1的周圍，但也可以進(jìn)一步用氟系列油或氟系列溶劑包圍該硅油的周圍。
接著，比較被油滴2包圍的液體1一邊擠壓油滴2的氣液界面，一邊被輸送的油滴輸送，以及液體1的周圍是空氣時(shí)的空氣內(nèi)輸送的速度。圖7表示液體1相對(duì)各種情況的電壓變化的速度變化。在油滴輸送的情況下，從20V就能輸送液體，但在空氣內(nèi)輸送的情況下，20V則不能輸送液體，要從40V才能輸送液體，由此可知能降低輸送所需要的電壓。這可以認(rèn)為是因?yàn)橐后w1和液體輸送器件表面之間加入油，減輕了摩擦之故。對(duì)電極施加的電壓過高時(shí)，由于有破壞絕緣膜的危險(xiǎn)，所以降低用于輸送液體的電壓是有用的。
使用圖8說明與液體同時(shí)輸送包含在油滴中的物質(zhì)的情況。如圖8(a)所示，在液體輸送通道中的一個(gè)油滴2中存在兩個(gè)液體(液滴，以下同樣)1a、1b時(shí)，如圖8(b)所示，當(dāng)對(duì)控制電極5e施加電壓時(shí)，只有具有與控制電極5e重疊區(qū)域的液體1b移動(dòng)到控制電極5e上。這時(shí)，液體1a擠壓油滴2的油和空氣的氣液界面，如圖8(c)所示與液體1b一起輸送。進(jìn)而，如圖8(d)所示，當(dāng)對(duì)控制電極5f施加電壓，切斷控制電極5e的施加電壓時(shí)，液體1b移動(dòng)到控制電極5f上，液體1a也擠壓油和空氣的氣液界面并移動(dòng)。在油滴2中有兩個(gè)以上的液體時(shí)也能同樣地移動(dòng)。像以上那樣做，在在油滴2中有多個(gè)液體(液滴)的情況下，施加電壓的液滴以外的液滴也能通過擠壓油滴的氣液界面而一起移動(dòng)。因此，同時(shí)輸送兩個(gè)以上的液體的情況下，利用同樣的油滴包圍，只要控制一個(gè)液體即可，液體的控制變得容易。
在本實(shí)施例中，作為油滴2中的物質(zhì)，雖以與施加電壓的液體不同的液體為例，但只要是被油滴2包含的物質(zhì)即可，即使是粒子等固體也能同樣地移動(dòng)。通常，油雖不能在液體輸送器件內(nèi)控制輸送，但使用本發(fā)明，通過輸送作為油滴被油包含的液體，能把油移動(dòng)到預(yù)定的位置。因此，通過移動(dòng)、混合許多油也能使被油包含的物質(zhì)反應(yīng)。
實(shí)施例2本實(shí)施例表示混合被油滴包圍的兩個(gè)液體等的順序。以下分為合體(合成一體)和攪拌說明混合的順序。
如圖9(a)那樣，在控制電極5上配置被油滴2a包圍的液體(液滴)1a和被油滴2b包圍的液體1b時(shí)，對(duì)位于兩個(gè)液體(液滴)之間且各個(gè)液滴的一部分分別重疊著的控制電極5a、5b施加控制電壓時(shí)，如圖9(b)那樣，使液體(液滴)1a、1b移動(dòng)到置于各自的一部分重疊的控制電極上。接著，對(duì)如圖9(c)那樣配置在兩個(gè)液體(液滴)之間的控制電極、進(jìn)而是兩個(gè)液體(液滴)移動(dòng)目的地的、配置在控制電極5b、5d之間的控制電極5c施加電壓，切斷向作為與控制電極5c相鄰的控制電極的控制電極5b、5d的施加電壓。因此，兩個(gè)液體的液滴就要移動(dòng)到控制電極5c上；如圖9(d)那樣油2a、油2b合體后，如圖9(e)那樣液體1a、液體1b合體，成為一個(gè)被油包圍的液體1。通過像本實(shí)施例那樣合體的液體被油滴包圍，因合體產(chǎn)生的油的流動(dòng)不會(huì)傳播到合體的液體以外的液體中，能穩(wěn)定而獨(dú)立地操作液體輸送器件內(nèi)的許多液體。
接著，表示攪拌被油滴包圍的液體成分的順序。圖10表示攪拌液體1的控制電極的配置圖。如圖10所示，油滴2中的液體1位于實(shí)質(zhì)上以直線狀配置的多個(gè)電極(圖中用方形表示)上時(shí)，依次對(duì)控制電極5施加電壓，通過使液體1往復(fù)移動(dòng)能攪拌內(nèi)部的成分。而且，如圖11所示，即使將控制電極配置在方向不同的多條實(shí)質(zhì)上的直線上，而且使該實(shí)質(zhì)上的直線交叉，通過在兩個(gè)不同方向反復(fù)使液體1往復(fù)移動(dòng)，也能進(jìn)行攪拌。這時(shí)，通過在不同方向輸送液體，使液體的一部分變形，促進(jìn)了擴(kuò)散。如圖12所示，通過在二維陣列狀配置的控制電極上向沿液體1的移動(dòng)方向的控制電極施加電壓，也能二維地控制液體1的移動(dòng)方向并進(jìn)行攪拌。例如，即使像畫圓那樣移動(dòng)液體1也能進(jìn)行攪拌。這種情況，在液體以畫圓的方式移動(dòng)期間，液體的各部分變形，促進(jìn)了擴(kuò)散。這時(shí)，若油滴2的尺寸較大，則液體1在油和氣體的氣液界面不接觸的狀態(tài)在油滴的內(nèi)部移動(dòng)，能更快地?cái)嚢琛?br> 如本實(shí)施例那樣，通過用油滴包圍攪拌的液體，即使為了攪拌而移動(dòng)液體，由于由此產(chǎn)生的油的流動(dòng)不傳遞給其它液體，所以能穩(wěn)定地控制攪拌著的液體以外的液體。通過在以上的油滴中進(jìn)行使合體和攪拌合并的混合操作，不會(huì)把因混合操作產(chǎn)生的油的流動(dòng)傳遞給其它液體，能穩(wěn)定而獨(dú)立地操作液體輸送器件內(nèi)的許多液體。這樣的混合操作在分析中是重要的，例如，為了測定作為測定血液中所含的總蛋白量的生物化學(xué)分析項(xiàng)目的總蛋白(TP-Total Protein)項(xiàng)目，通過在試樣中混合1μL血液，在試劑中混合10μL第一化學(xué)藥品株式會(huì)社制オ一トセラTP試劑，測定10分鐘后的吸光度就能求出。
實(shí)施例3本實(shí)施例表示把被油滴2包圍的一個(gè)液體1分離成被油滴2包圍的兩個(gè)液體1的順序。
在如圖13(a)那樣以直線狀配置的控制電極5上配置被油滴2包圍的液體1時(shí)，如圖13(b)所示液體1的一部分重疊，而且，對(duì)位于液體1的中心附近的控制電極5c，以及與位于液體中心附近的控制電極相鄰、相對(duì)該控制電極處于對(duì)稱位置的控制電極5b和5d同時(shí)或?qū)嵸|(zhì)上同時(shí)施加電壓。這樣一來，如圖13(c)那樣液體橫向變長地變形。接著，切斷位于液體的中心附近的控制電極5c的施加電壓。這樣，如圖13(d)所示，分離成兩個(gè)液體(液滴)1a、1b。這時(shí)，對(duì)向著控制電極列的一個(gè)端部側(cè)的方向比控制電極5b先配置的控制電極5a及向著控制電極列的另一個(gè)端部側(cè)的方向比控制電極5d先配置的控制電極5e的每個(gè)施加電壓，通過切斷控制電極5b和5d的施加電壓，如圖13(e)所示，就能分離為被油滴2a包圍的液體(液滴)1a和被油滴2b包圍的液體(液滴)1b。如本實(shí)施例所示，通過在油滴中分離兩個(gè)液體，因分離操作產(chǎn)生的油流動(dòng)不會(huì)對(duì)分離液體以外的液體產(chǎn)生影響，能穩(wěn)定而獨(dú)立地操作液體輸送器件內(nèi)的許多液體。
實(shí)施例4本實(shí)施例表示在液體輸送器件內(nèi)生成被油滴2a包圍的液體的順序。
如圖14(a)那樣在以直線狀配置的控制電極5上單獨(dú)配置液體1和油滴2。這里，在多個(gè)控制電極列中，從液體1的中心所處的電極看，對(duì)在向油滴2的中心所處的電極的方向配置的控制電極5b施加電壓時(shí)，如圖14(b)那樣液體1移動(dòng)到控制電極5b上。接著，如圖14(c)所示，對(duì)從作為液體1的移動(dòng)目的地的控制電極看在向著處于油滴2的中心的電極的方向配置的、且從處于油滴2中心的電極看在向著處于液體1的中心的電極的方向所配置的控制電極5c施加電壓，切斷向控制電極5b的施加電壓。這時(shí)，液滴1與油滴2接觸后，油滴2如圖14(d)那樣移動(dòng)，包圍整個(gè)液體1，能生成被油滴包圍的液體1。如本實(shí)施例所示，通過在液體輸送器件內(nèi)輸送液體，并使其與油接觸，可以很容易地生成被油滴包圍的液體。例如，在用液體輸送器件進(jìn)行分析的時(shí)候，通過在液體輸送器件內(nèi)，把試樣分離成多個(gè)像本實(shí)施例那樣的液體，并分別進(jìn)行測定，就能同時(shí)測定許多項(xiàng)目，具有提高效率的效果。
根據(jù)物理的范圍或表面的親水性、疏水性的狀態(tài)，表示從蓄積在液體輸送器件的一部分中的油緩沖器生成被油滴包圍的液體(液滴)的順序。在如圖15(a)那樣實(shí)質(zhì)上以直線狀配置的控制電極5a、5b、5c、5d、5e、5f上單獨(dú)地配置液體1和作為油池形成的油區(qū)域11時(shí)，對(duì)控制電極5b施加電壓時(shí)，液體1就如圖15(b)那樣移動(dòng)到控制電極5b上。這時(shí)，液體1的一部分和油區(qū)域11的所在的區(qū)域重疊。接著如圖15(c)那樣對(duì)控制電極5c施加電壓，切斷向控制電極5b的施加電壓。于是，液體1就移動(dòng)到控制電極5c上，完全包圍在液體區(qū)域11中，隨后如圖15(d)那樣對(duì)控制電極5d施加電壓，于是就移動(dòng)到控制電極5d上。
接著，如圖15(e)那樣對(duì)控制電極5e施加電壓，切斷控制電極5d的電壓。于是就往油區(qū)域11的外側(cè)移動(dòng)液體1。這時(shí)，油的一部分雖還與油區(qū)域11接觸，但通過圖15(f)那樣進(jìn)一步對(duì)控制電極5f施加電壓，切斷控制電極5e的電壓，從而使一定量的油從油區(qū)域11分離，就可以生成被油滴2包圍的液體1。另外，通過油區(qū)域11的范圍及親水性、疏水性的表面狀態(tài)，及電極形狀等的最佳化，可以從油區(qū)域分離油并能更容易地生成。如本實(shí)施例所示，通過往蓄積油的油區(qū)域輸送液體并使其接觸，可以很容易地生成被油包圍的液體。通過接連不斷地往油區(qū)域輸送液體，可以使用一個(gè)油區(qū)域生成多個(gè)被油包圍的液體。
實(shí)施例5本實(shí)施例表示將液體輸送器件應(yīng)用到分析系統(tǒng)中，把試樣和試劑作為粒狀的液體、即作為液滴分別導(dǎo)入到液體輸送器件內(nèi)的一個(gè)區(qū)域，作為由以輸送用液體即油滴包圍的油滴和試樣或者由油滴和試劑等構(gòu)成的復(fù)合液滴進(jìn)行輸送，使復(fù)合液滴合體并作為反應(yīng)液，進(jìn)行攪拌、檢測后，直到與包圍其周圍的油滴一起排出的順序。
圖16表示分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。分析系統(tǒng)具有以下各部分液體輸送器件10，用于將試樣21分注到液體輸送器件10內(nèi)的試樣單元12，用于將容納在試劑槽中的試劑25分注液體輸送器件10內(nèi)的試劑單元13，用于對(duì)容納在試樣槽中的試樣21的檢測、例如測定試樣21的內(nèi)部成分的檢測單元14和用于排出試樣21及試劑25及油滴2的排出單元15。在試樣單元12中配置有試樣21、油22，能分別用試樣測管16、油測管17從一個(gè)區(qū)域即試樣導(dǎo)入口23導(dǎo)入到液體輸送器件10內(nèi)。
在試劑單元13中配置有試劑25、油22，能分別用試劑測管18、油測管17從一個(gè)區(qū)域即試劑導(dǎo)入口24導(dǎo)入到液體輸送器件10內(nèi)。
檢測單元14與在連接試樣等導(dǎo)入部和排出部的液體輸送通道的至少一部上所設(shè)置的測定部鄰接地設(shè)置。
排出單元15設(shè)有輸送裝置19和廢液槽27，由檢測單元檢測的液體用輸送裝置19從排出口26向廢液槽27排出。
開始，在試樣單元12中，從油測管17把容納在油槽中的油22對(duì)試樣導(dǎo)入口23供給一定量后，通過將一定量的試樣21吸入到試樣測管16中，將吸入的試樣21從試樣導(dǎo)入口23往液體輸送器件10內(nèi)送出一定量，由此分注試樣21。這樣，分注的一定量的油和分注的一定量的試樣相對(duì)應(yīng)地設(shè)置在液體輸送器件10內(nèi)。這時(shí)，由于往試樣導(dǎo)入口23供給油后導(dǎo)入試樣，從而可以使試樣不附著在液體輸送器件表面地導(dǎo)入。另一方面，在試劑單元13中也同樣地從油測管17將一定量的油22供給試劑導(dǎo)入口24后，從試劑分配器18送出一定量的試劑25，分注試劑25。這樣，分注的一定量的油和分注的一定量的試劑相對(duì)應(yīng)地設(shè)置在液體輸送器件10內(nèi)。另外，與試樣同樣，由于將油供給試劑導(dǎo)入口24后導(dǎo)入試劑，因而可以使試樣不附著在液體輸送器件表面地導(dǎo)入。分注在液體輸送器件10內(nèi)的試樣21及試劑25，在液體輸送器件10內(nèi)部分別輸送，用檢測單元14進(jìn)行檢測，利用排出單元15的輸送裝置19從排出口26抽吸，并排出到廢液槽27內(nèi)。
圖17表示在液體輸送器件10內(nèi)操作流程的例子。在液體輸送器件10內(nèi)，首先，從試樣導(dǎo)入口23分注試樣21，從試劑導(dǎo)入口24分注試劑25后，混合已分注的試樣21和已分注的試劑25成為反應(yīng)液31后，測定反應(yīng)液31的吸光度，最終從排出口排出反應(yīng)液31。
圖18表示進(jìn)行液體輸送器件10內(nèi)的各操作的各部配置圖。在液體輸送器件10內(nèi)，與圖17的各操作相對(duì)應(yīng)，存在導(dǎo)入試樣21的試樣導(dǎo)入部108，導(dǎo)入試劑25的試劑導(dǎo)入部109，使試樣21和試劑25合體并攪拌成反應(yīng)液31的混合部29，用于測定反應(yīng)液31的測定部30，排出反應(yīng)液31的排出部110等的各部，各部以圖17的操作流程的順序配置在液體輸送器件10內(nèi)，各部之間用液體輸送通道28連接。在液體輸送通道28、試樣導(dǎo)入部108、試劑導(dǎo)入部109、混合部29、測定部30及排出部110的各個(gè)至少一個(gè)部上配置控制電極，通過控制向控制電極的施加電壓，可以控制試樣和試劑等液體的輸送和分析。在液體輸送通道的至少一部分上設(shè)置測定部30。從試樣導(dǎo)入部108已分注的試樣21通過液體輸送通道28輸送，與同樣地從試劑導(dǎo)入部109分注并輸送來的試劑25在混合部29混合，成為反應(yīng)液31，通過液體輸送通道28輸送，在測定部30測定成分后，經(jīng)輸送并由排出部110排出。這樣從液體的導(dǎo)入部到排出部，由于按照液體輸送器件內(nèi)的各操作的順序配置，從而可以容易地對(duì)許多試樣完成多種操作。
圖19表示本實(shí)施例所使用的液體輸送器件的外觀圖。本實(shí)施例把高度0.5mm襯墊32夾在二片上下基片8、9之間，保持一定間隔地固定。在用油充滿內(nèi)部的液體輸送器件的情況下，側(cè)面雖有必要密封，以使其不漏出油，但在本實(shí)施例中，由于用以空氣分開的油滴包圍液體進(jìn)行輸送，沒有必要將側(cè)面做成使其不漏油，液體輸送器件的安裝變得簡易。
圖20表示在液體輸送器件10內(nèi)用于操作液體1的電壓控制裝置101的結(jié)構(gòu)。本控制裝置設(shè)置在圖16所示的分析系統(tǒng)中，并具有控制用的計(jì)算機(jī)102和用于向液體輸送器件10內(nèi)預(yù)定的電極施加由控制用的計(jì)算機(jī)102控制的施加電壓的聯(lián)絡(luò)部103。將CRT、打印機(jī)、電源與控制用的計(jì)算機(jī)102連接?？刂朴玫挠?jì)算機(jī)102具備用于輸入有關(guān)分析對(duì)象和液體輸送方法的適當(dāng)條件的輸入部，存儲(chǔ)與各種液體輸送方法相對(duì)應(yīng)的電壓控制圖案的電壓控制圖案存儲(chǔ)部，根據(jù)從輸入部輸入的信息決定與分析對(duì)象相對(duì)應(yīng)的電壓控制圖案的組合的電壓控制圖案調(diào)整部，對(duì)液體輸送器件10施加與由電壓控制圖案調(diào)整部所決定的電壓控制圖案的組合相對(duì)應(yīng)的電壓的電壓施加控制部。聯(lián)絡(luò)部103與控制電極5連接，在控制液體1時(shí)，根據(jù)從輸入部輸入的信息，通過聯(lián)絡(luò)部103把接受電壓施加控制部控制的電壓施加在預(yù)定的電極上。
圖21表示試樣導(dǎo)入部108的斷面結(jié)構(gòu)圖。在上側(cè)基片9的試樣導(dǎo)入口23上以能上下移動(dòng)的方式分別設(shè)置著用于導(dǎo)入容納在容器中的油22的油測管17和用于分注容納在容器中的試樣21的試樣測管16。對(duì)于試劑導(dǎo)入部109，除了把試樣測管16置換成用于分注容納在容器中的試劑25的試劑測管18以外，也能可以做成與圖21同樣的結(jié)構(gòu)。試樣測管16在與分開地分注到試樣導(dǎo)入部108上的油滴2接觸時(shí)，將試樣分開地分注到油滴2的內(nèi)部。因此，能可靠地將試樣試樣在油滴中。
進(jìn)而，也可以在試樣測管16外側(cè)的至少一部分涂布疏水膜等，以給與親油性。這時(shí)，使油22和試樣測管16的親和性良好，能更可靠地將試樣21送出到油滴2內(nèi)。
這里，雖然圖示了將一個(gè)試樣21作為一個(gè)液滴送出到一個(gè)油滴2的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，但在送出一個(gè)液滴后通過向控制電極5施加電壓使該液滴移動(dòng)，就能進(jìn)一步將一個(gè)以上的試樣21的液滴送出到油滴2的內(nèi)部。這時(shí)，就能在對(duì)作為送出對(duì)象的油滴2以外的液體的設(shè)置在輸送器件內(nèi)的液體不會(huì)產(chǎn)生影響的情況下進(jìn)行液體分注。因此，也可能生成如圖8所示的在一個(gè)油滴中存在許多液體的情況。
另外，也可以做成如下的結(jié)構(gòu)，即，如圖22那樣，準(zhǔn)備容納有油22的容器22’及容納有試樣21的容器21’，首先，如圖22(a)那樣用測管16’從容器22’抽吸油22后，通過如圖22(b)那樣從容器21’抽吸試樣21，從而將試樣21包圍在被抽吸而存儲(chǔ)在測管16內(nèi)的油22中，再如圖22(c)那樣把每個(gè)油22送出并分注到液體輸送器件10內(nèi)。這樣一來，作為用于分注到液體輸送器件中的結(jié)構(gòu)，就沒有必要設(shè)置試樣測管和油測管這兩種測管，從而能使結(jié)構(gòu)簡化。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，通過將試樣21送出到油滴2中，從而可以實(shí)現(xiàn)在測管通過油滴2和空氣3的氣液界面時(shí)，受到氣液界面的表面張力引起的力，試樣21不會(huì)附著在測管16上，微量試樣21也能穩(wěn)定地脫離并分注。另外，在試劑導(dǎo)入部109也能用同樣的方法分注試劑25。以前，在用油22充滿內(nèi)部的液體輸送器件10中，進(jìn)行這樣的分注時(shí)，雖然產(chǎn)生油界面的上下和因?qū)氲囊后w引起的油的流動(dòng)，但通過如本實(shí)施例那樣用分開的油滴包圍液體周圍，則可以對(duì)液體輸送器件內(nèi)的其它液體不產(chǎn)生影響地進(jìn)行分注。
另外，在本實(shí)施例中，在試劑導(dǎo)入部108的油22的供給雖用油測管17，但也可以用流動(dòng)池把被油22包圍的試樣21分注到液體輸送器件10中。圖23表示使用了流動(dòng)池情況的試劑導(dǎo)入部的斷面結(jié)構(gòu)。在試劑導(dǎo)入部109也能用同樣的方法分注試劑25。試樣測管16和油測管17與流動(dòng)池33連接，流動(dòng)池測管34從流動(dòng)池33延伸到液體輸送器件10。開始將一定量的試樣21送出到流動(dòng)池內(nèi)后，通過使油22流動(dòng)到試樣測管16的周圍來分離一定量試樣21，通過把每個(gè)油22擠壓到液體輸送器件10內(nèi)，便分注了被油滴2包圍的試樣21。通過做成這樣的結(jié)構(gòu)，可以使試樣以與油接觸的狀態(tài)把液體分注到液體輸送器件10內(nèi)。
另外，也可以如圖29那樣用閥112供給油22。這時(shí)，可以縮短抽吸油的時(shí)間，在接連不斷地分注試樣時(shí)，與供給油的時(shí)間縮短有關(guān)，能提高效率。供給油時(shí)，將閥的B側(cè)和C側(cè)連通，用注射器111把油貯積在注射器內(nèi)。接著，如圖29(a)那樣將閥的A側(cè)和B側(cè)連通，用注射器111抽吸試樣21。如圖29(b)那樣用注射器111把試樣21導(dǎo)入到液體輸送器件10內(nèi)，便能分注試樣21。即，具有閥和注射器的送液部在抽吸油之后抽吸試樣，然后送出被油包圍的試樣，并將作為被油包圍的試樣導(dǎo)入到液體輸送器件10內(nèi)。在試劑導(dǎo)入部109也可以用同樣的方法分注試劑25。
在混合部29利用實(shí)施例2所示的方法，進(jìn)行試樣21和試劑25的合體及攪拌。若使用本實(shí)施例，不會(huì)把因混合多個(gè)液體產(chǎn)生的油的流動(dòng)傳遞給進(jìn)行混合的液體以外的其它液體，能在液體輸送器件內(nèi)穩(wěn)定而獨(dú)立地操作許多液體。
圖24表示檢測單元14和測定部30的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例使用LED35測定吸光度。用照射透鏡37把從LED35發(fā)射的光36入射到反應(yīng)液31，用發(fā)光二極管38檢測透過光。本實(shí)施例雖使用LED35，但如圖25那樣也可以使用鹵燈39，用照射透鏡37把由照射光纖40導(dǎo)入的光36照射到測定部30，用聚光透鏡41把透過光聚光在聚光光纖42上，用具有分光部件的檢測系統(tǒng)43把光分光成必要的波長來進(jìn)行檢測。另外，本實(shí)施例在測定部雖用光進(jìn)行測定，但也可以利用電極測定液體或油滴的阻抗、和配置具有離子感應(yīng)膜的電極，電測定液體內(nèi)部的成分。
在用油充滿液體輸送器件內(nèi)的情況下，當(dāng)由導(dǎo)入口和排出口進(jìn)入氣泡時(shí)，雖然考慮了氣泡和液體接觸，影響液體的輸送和測定的可能性，但為了從油中除掉氣泡，由于使氣泡與油和空氣的界面接觸，因而可以設(shè)想通過從液體輸送器件除掉全部油再一次加入油來除掉氣泡。如本實(shí)施例那樣通過用油滴包圍液體，則能使氣泡很容易地與油和空氣的界面接觸，可以從油中除掉氣泡。因此，也可以在測定中進(jìn)行穩(wěn)定的測定。
圖26表示排出部110的斷面結(jié)構(gòu)圖。輸送到排出口26的反應(yīng)液31和油滴2被單元15的輸送裝置19抽吸，并排出到廢液槽27。在用油充滿液體輸送器件內(nèi)部的情況下，排出液體時(shí)，通過抽吸液體和油在油中產(chǎn)生流動(dòng)，但如本實(shí)施例那樣，通過排出被油滴包圍的液體，不會(huì)因油的流動(dòng)對(duì)液體輸送器件內(nèi)的其它液體產(chǎn)生影響，能穩(wěn)定的操作許多液體。由于將油滴2排出在廢液槽27內(nèi)，并利用比重的不同將聚集的油22和反應(yīng)液21分離，因而即使排出許多反應(yīng)液及包圍反應(yīng)液的油滴，油和反應(yīng)液的處理也很容易。另外，對(duì)于以前的用油充滿的液體輸送器件，與試樣和試劑接觸的油隨后與流通的試樣和試劑接觸，通過油使試樣和試劑的成分進(jìn)行混合。另一方面，若使用本結(jié)構(gòu)，由于能一起排出試樣或試劑或反應(yīng)液和與其接觸的油，因而不會(huì)使使下面的試樣和試劑和成分混合，能保持液體輸送器件內(nèi)的油清潔。
排出即使不配置排出口及輸送裝置19，也可以從器件側(cè)面或底面排出。圖27表示其一個(gè)例子。在下側(cè)基片8上設(shè)有傾斜面，將液體輸送到有傾斜面的排出口排出，然后一邊受到重力的輔助作用，一邊排出到在下部配置的廢液槽。這時(shí)，也可以將廢液槽與地面連接，用電場力排出到廢液槽側(cè)。在以前的用油充滿液體輸送器件的內(nèi)部的情況下，將側(cè)面密封以使其不漏油，可以認(rèn)為這種情況要排出液體1是困難的，但若使用本結(jié)構(gòu)，沒有必要將側(cè)面或底面做成不漏油，因而能從側(cè)面或底面排出液體，排出部的結(jié)變得簡易。
根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，通過把試樣及試劑包圍在油滴中分別進(jìn)行輸送，能在液體輸送器件內(nèi)對(duì)許多液體進(jìn)行穩(wěn)定的操作。另外，在本實(shí)施例雖以向分析系統(tǒng)的應(yīng)用為目的，但通過分別把從排出口排出的反應(yīng)液及油分別加入到各自的容器中，當(dāng)然也能適用于在液體輸送器件內(nèi)使許多液體反應(yīng)生成的反應(yīng)系統(tǒng)、和生成許多液體的混合物的混合系統(tǒng)中。
實(shí)施例6本實(shí)施例說明連接多個(gè)液體輸送器件的方法。通過使用側(cè)面不密封的液體輸送器件，從而可將多個(gè)液體輸送器件組合成為一個(gè)液體輸送器件使用。圖28表示組合兩個(gè)液體輸送器件的例子。液體輸送器件的側(cè)面對(duì)外敞開，通過在液體輸送器件側(cè)面用粘結(jié)劑44連接多個(gè)液體輸送器件10a和10b。粘接劑44雖使用硅類粘接劑，但也可以用特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))類的疏水膜等使液體輸送器件相互間接觸。在使用特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))類的疏水膜的情況下，由于不必要粘接，所以在連接液體輸送器件后能容易分離。并且，其配置使得各個(gè)液體輸送器件內(nèi)的輸送通道，在連接器件時(shí)作為一個(gè)液體輸送通道發(fā)揮作用。試樣從試樣導(dǎo)入口23導(dǎo)入到液體輸送器件10a內(nèi)，在混合部29a與從試劑導(dǎo)入口24a導(dǎo)入的試劑混合，通過液體輸送通道28輸送，在液體輸送器件10b中移動(dòng)。在液體輸送器件10b中用混合部29b與從試劑導(dǎo)入口24b導(dǎo)入的試劑混合，從排出口26排出。這樣，可以在多個(gè)液體輸送器件之間輸送液體，當(dāng)與多個(gè)試劑反應(yīng)和進(jìn)行多種操作時(shí)，通過連接液體輸送器件，可以配置多個(gè)進(jìn)行操作的各部。另外，在獨(dú)立地操作許多液體時(shí)，雖然也可以在一個(gè)液體輸送器件中具有多個(gè)液體輸送通道，但也可以使用液體輸送器件把許多液體分配給多個(gè)液體輸送器件，在各自的液體輸送器件中進(jìn)行操作。以前，由于用油充滿的液體輸送器件內(nèi)部密封了側(cè)面，因而連接液體輸送器件相互間是困難的，但若使用本發(fā)明，由于沒有必要密封側(cè)面以使其不漏油，因而很容易連接多個(gè)液體輸送器件。如本實(shí)施例那樣，若能連接多個(gè)液體輸送器件，就能將液體輸送器件應(yīng)用到獨(dú)立地對(duì)許多液體進(jìn)行多種操作的分析系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)、混合系統(tǒng)中。
實(shí)施例7圖30表示的是將油導(dǎo)入口113分別設(shè)置在與試樣導(dǎo)入口23和試劑導(dǎo)入口24不同之處，并從各自的口導(dǎo)入到液體輸送器件10中，在液體輸送器件10內(nèi)輸送試樣21的液體并使其與油接觸的分析系統(tǒng)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，容易生成被油包圍的液體。
圖31表示試樣導(dǎo)入部的斷面圖。試樣21用試樣測管16抽吸，從試樣導(dǎo)入口23分注。油22用油測管17抽吸，從油導(dǎo)入口113分注。被分別導(dǎo)入的試樣21和油22在液體輸送器件10內(nèi)位于配置了電極的電極上。處于電極上的試樣21和油22按照實(shí)施例4所示的順序、即由圖14和圖15表示的順序至少輸送試樣的液滴和油滴的任何一種，能生成被油包圍的液體(液滴)。例如，從試樣導(dǎo)入部沿配置了控制電極的液體輸送通道向油導(dǎo)入部輸送分開地分注的試樣21，被分開地分注到油導(dǎo)入部的油22的至少一部分內(nèi)包，作為被油滴包圍的內(nèi)包的液體則可沿液體輸送通道輸送。
混合部、排出部的結(jié)構(gòu)成可做成與實(shí)施例6相同。
權(quán)利要求
1.一種液體輸送器件，具有第一基片；設(shè)置在上述第一基片上的多個(gè)第一電極；覆蓋上述多個(gè)第一電極的第一絕緣膜；用于導(dǎo)入第一液體和第二液體的至少一個(gè)導(dǎo)入部；用于排出上述第一液體和上述第二液體的排出部；對(duì)上述多個(gè)第一電極的至少一部分施加電壓的導(dǎo)電部件；其特征是，上述第二液體是與上述第一液體不混和的，上述導(dǎo)電部件通過上述多個(gè)第一電極的至少一部分，對(duì)上述被分開的第一液體施加電壓，從而使被分開的第一液體與內(nèi)包上述被分開的第一液體且被分開的第二液體的復(fù)合體沿上述多個(gè)第一電極移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1記載的液體輸送器件，其特征是，還具有與上述第一基片相對(duì)的第二基片，設(shè)置在上述第二基片上的第二電極和覆蓋上述第二電極的第二絕緣膜，上述導(dǎo)電部件通過在上述多個(gè)第一電極的至少一部分和上述第二電極之間施加電壓，從而對(duì)上述被分開的第一液體施加電壓。
3.如權(quán)利要求1記載的液體輸送器件，其特征是，上述導(dǎo)電部件在停止上述電壓的施加時(shí)，使上述多個(gè)第一電極的至少一部分與地連接后停止。
4.如權(quán)利要求1記載的液體輸送器件，其特征是，上述導(dǎo)入口是與上述第一液體和第二液體的各個(gè)相對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)入部和第二導(dǎo)入部。
5.一種分析系統(tǒng)，具有具備供給第一液體的部件和供給第二液體的部件的第一單元；具備從供給上述第一液體的部件導(dǎo)入上述第一液體的第一導(dǎo)入部，用于排出上述第一液體的排出部，具有多個(gè)電極而且連接上述導(dǎo)入部和上述排出部的液體輸送通道，設(shè)置在上述液體輸送通道的至少一部分上的測定部和對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓的電壓施加部件的第二單元；具備檢測上述測定部的檢測系統(tǒng)的第3單元；用于從上述排出部排出液體的第4單元；其特征是，上述第二液體是和上述第一液體不混和的，上述第一單元將上述第二液體分開并供給上述第二單元，從而使其內(nèi)包被分開的第一液體，上述電壓施加部件對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓，從而使被分開的第一液體與內(nèi)包上述被分開的第一液體且被分開的第二液體的復(fù)合體沿上述液體輸送通道移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5記載的分析系統(tǒng)，其特征是，供給上述第一液體的部件具有容納第一液體的容器和抽吸及送出上述第一液體的第一測管，在將上述第一測管與導(dǎo)入到上述導(dǎo)入部的第二液體接觸時(shí)，便將上述第一液體導(dǎo)入到上述已導(dǎo)入的第二液體內(nèi)部。
7.如權(quán)利要求6記載的分析系統(tǒng)，其特征是，供給上述第二液體的部件具有抽吸及送出上述第二液體的第二測管。
8.如權(quán)利要求6記載的分析系統(tǒng)，其特征是，上述第一測管在外表面的至少一部分設(shè)有疏水膜。
9.如權(quán)利要求5記載的分析系統(tǒng)，其特征是，還有用于分注上述第一液體和上述第二液體的分注測管，供給上述第一液體的部件具有用于容納上述第一液體的第一容器，供給上述第二液體的部件具有用于容納上述第二液體的第二容器，上述分注測管在從上述第二容器抽吸上述第二液體后抽吸上述第一液體，把已抽吸的第二液體和第一液體導(dǎo)入到上述第二單元。
10.如權(quán)利要求5記載的分析系統(tǒng)，其特征是，還有流動(dòng)池和與上述流動(dòng)池連接的流動(dòng)池用測管，供給上述第一液體的部件具有用于容納上述第一液體的第一容器和抽吸及送出上述第一液體的第一測管，供給上述第二液體的部件具有用于容納上述第二液體的第二容器和抽吸及送出上述第二液體的第二測管，上述流動(dòng)池用測管從上述第一測管和上述第二測管分別導(dǎo)入上述第一液體和上述第二液體，用上述第二液體的液流把上述復(fù)合體導(dǎo)入到上述第二單元。
11.如權(quán)利要求5記載的分析系統(tǒng)，其特征是，供給上述第一液體的部件具有用于容納上述第一液體的第一容器，供給上述第二液體的部件具有用于容納上述第二液體的第二容器和用于輸送上述第二液體的送液部，上述送液部在從上述第二容器抽吸上述第二液體之后抽吸第一液體，以形成上述復(fù)合體，把上述復(fù)合體導(dǎo)入到上述第二單元。
12.如權(quán)利要求5記載的分析系統(tǒng)，其特征是，上述電壓施加部件是為使多個(gè)上述復(fù)合體移動(dòng)而施加上述電壓的部件，多個(gè)上述復(fù)合體的各個(gè)用氣體充滿其周圍。
13.一種分析系統(tǒng)，具有具備供給第一液體的部件和供給第二液體的部件的第一單元；具備從供給上述第一液體的部件導(dǎo)入上述第一液體的第一導(dǎo)入部，從供給上述第二液體的部件導(dǎo)入上述第二液體的第二導(dǎo)入部，用于排出上述第一液體的排出部，具有多個(gè)電極而且連接上述第一導(dǎo)入部和上述排出部的液體輸送通道，設(shè)置在上述液體輸送通道的至少一部分上的測定部和對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓的電壓施加部件的第二單元；具備與上述測定部相鄰地配置的檢測系統(tǒng)的第3單元；用于從上述排出部排出液體的第4單元；其特征是，上述第二液體是與上述第一液體不混和的，供給上述第一液體的部件分開地送出上述第一液體，供給上述第二液體的部件分開地送出上述第二液體，上述電壓施加部件對(duì)上述多個(gè)電極的至少一部分施加電壓，從而使由供給上述第一液體的部件分開的第一液體從上述第一導(dǎo)入部沿上述液體輸送通道向上述第二導(dǎo)入部移動(dòng)，而且使由導(dǎo)入到上述第二導(dǎo)入部的第二液體的至少一部分內(nèi)包的第一液體沿上述液體輸送通道移動(dòng)。
14.如權(quán)利要求13記載的分析系統(tǒng)，其特征是，上述第一單元具有多個(gè)供給上述第一液體的部件和多個(gè)上述第一導(dǎo)入部。
15.如權(quán)利要求13記載的分析系統(tǒng)，其特征是，供給上述第一液體的部件具有抽吸及送出上述第一液體的第一測管，供給上述第二液體的部件具有抽吸及送出上述第二液體的第二測管。
16.如權(quán)利要求15記載的分析系統(tǒng)，其特征是，上述第一測管往第一導(dǎo)入部送出上述第一液體，上述第二測管往第二導(dǎo)入部送出上述第二液體。
17.如權(quán)利要求13記載的分析系統(tǒng)，其特征是，上述電壓施加部件施加上述電壓，從而使由導(dǎo)入到多個(gè)上述第二導(dǎo)入部的第二液體的至少一部分內(nèi)包的第一液體移送，對(duì)于由導(dǎo)入到多個(gè)上述第二導(dǎo)入部的第二液體的至少一部分內(nèi)包的第一液體的各個(gè)，用氣體充滿內(nèi)包有上述第一液體的第二液體的周圍。
全文摘要
本發(fā)明要解決的問題是，以前的用油充滿的液體輸送器件，在操作多個(gè)液體時(shí)，因其操作產(chǎn)生的油流動(dòng)對(duì)其它液體產(chǎn)生影響。本發(fā)明的技術(shù)方案是，在液體輸送器件中，用被空氣分開的油滴包圍輸送的液體，進(jìn)行操作。另外，作為接連不斷地用油滴包圍并處理多個(gè)液體的液體供給方法，由液體導(dǎo)入部使1個(gè)油滴和1個(gè)液滴相對(duì)應(yīng)地供給，以生成被油滴包圍的液體。若使用本發(fā)明，即使操作多個(gè)液體的情況下，也能不影響其它液體地穩(wěn)定的操作。作為接連不斷地被油滴包圍的液體，可以在液體輸送器件內(nèi)處理，容易應(yīng)用于分析系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G01N1/00GK1862260SQ20061008028
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者足立作一郎, 原田邦男, 榎英雄, 山崎功夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)