特許 6184292 コンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6184292

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】コンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/00 20060101AFI20170814BHJP

   G01N 35/08 20060101ALI20170814BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/00 D

   G01N35/08 D

   G01N37/00 101

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-220944(P2013-220944)

(22)【出願日】2013年10月24日

(65)【公開番号】特開2015-81884(P2015-81884A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2016年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】305027401

【氏名又は名称】公立大学法人首都大学東京

(74)【代理人】

【識別番号】100110973

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 洋

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 秀

(72)【発明者】

【氏名】森岡 和大

(72)【発明者】

【氏名】内山 一美

(72)【発明者】

【氏名】辺見 彰秀

【審査官】 東松 修太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０６４９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７２９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９８２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３４０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００５１１３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３５／００−３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料の分析に用いられると共に自転させた際の遠心力を利用して中心から径方向外側に送液可能な分析装置であって、
少なくとも前記試料を貯留するための１または２以上の貯留部、
前記貯留部より前記径方向外側に配置され、前記貯留部から送られてきた前記試料の分析場となる分析部、および
前記貯留部と前記分析部とを繋ぐ送液用の流路、
を少なくとも備えるコンパクトディスク型マイクロチップと、
前記分析部に向けて発光する光源としての有機エレクトロルミネセンスを含む発光装置と、
前記分析部から受光する受光部を含む受光装置と、
前記コンパクトディスク型マイクロチップを回転駆動する第一回転機構と、
前記有機エレクトロルミネセンスを回転駆動する第二回転機構と、
前記受光部を回転駆動する第三回転機構と、を備え、
前記有機エレクトロルミネセンスおよび前記受光部を前記コンパクトディスク型マイクロチップと同期させて回転可能とする、コンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置。

【請求項2】

前記第一回転機構、前記第二回転機構および前記第三回転機構に共通する駆動部を有する請求項１に記載のコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置。

【請求項3】

前記有機エレクトロルミネセンスを前記コンパクトディスク型マイクロチップの下方に配置する請求項１または請求項２に記載のコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置。

【請求項4】

前記有機エレクトロルミネセンスを前記コンパクトディスク型マイクロチップの上方に配置する請求項１または請求項２に記載のコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置。

【請求項5】

前記分析部において、抗原と抗体の特異的結合に基づく物質の検出に用いるための請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置。

【請求項6】

前記分析部に、試料中の抗原と結合可能な抗体を少なくとも配置してなる請求項５に記載のコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

人類が作り出した数々の化学物質の中には人体に有害であるものも多く、近年では、ダイオキシンをはじめとする有害化学物質による環境汚染が問題になっている。例えば、食生活に目を向けると、食の安全性を脅かす残留農薬やＯ−１５７等の細菌、あるいはそば粉等のアレルギー物質による問題が深刻になっている。また、新型インフルエンザや結核等の新興感染症や再興感染症の流行も社会的な問題になっている。このような問題を解決する上で、化学物質、細菌あるいはウィルス等の分析が不可欠である。さらに、高ストレス社会に伴う健康障害を低減する上で、人体内のストレスマーカーを分析する要請も高まっている。しかし、環境計測、食品検査、医療検査等で使用される従来の分析装置は、極めて高価で、かつ測定に多大な時間を要し、さらにはオンサイトやベッドサイドで簡易に計測できるようなポータブルな分析装置ではない。このような現状において、現場で、誰もが簡便、迅速かつ高感度に測定できる小型の新しい分析システムの開発が求められている。

【0003】

かかる要求に応えうる分析システムとして、近年、マイクロ化学分析システム（μＴＡＳ）が注目を集めている。μＴＡＳは、手のひらサイズのガラスやプラスチックの基板（マイクロチップ）上に微細な流路（マイクロチャネル）を形成し、そのマイクロチャネル内で混合、反応、分離、検出などの一連の化学分析操作を行うシステムである（例えば、特許文献１を参照）。μＴＡＳは、分析装置の小型化のみならず、試薬や試料の量の低減、測定時間の短縮、コストの削減など多くの利点を有しており、革新的な新技術として将来の発展を期待されている。これまでに、分離場や反応場の集積化に関する研究が盛んに行われ、マイクロチップを利用した酵素センサ、電気泳動、液体クロマトグラフィー、免疫測定法などが開発されている。しかし、検出システムと送液システムの集積化については進展が遅れており、いずれのμＴＡＳにおいても試料溶液や試薬溶液の送液に用いるポンプやバルブ、検出に用いるレーザーや顕微鏡などの周辺機器が大型化かつ高価であるという共通した問題を抱えている。

【0004】

本発明者らは、これまでに、コンパクトディスク（ＣＤ）型マイクロチップを用いる表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）センサを開発してきた。これは、一枚のＣＤ上に多数のマイクロチャネルおよびリザーバーを形成し、リザーバー中の試料溶液をＣＤの回転により生じる遠心力を利用してマイクロチャネルに導入し、試料溶液中の分析対象物質をマイクロチャネル内壁に固定したレセプタータンパク質との相互作用により分離した後、反射型グレーティング方式のＳＰＲセンサにより検出を行うものである。このセンサでは、ＣＤ型マイクロチップの回転により生じる遠心力を利用して試料溶液の送液が行われ、送液用のポンプやバルブが不要となるので、送液系の小型化に有用である。また、ＳＰＲ現象を利用して検出を行うので、色素や酵素による試料の標識化が不要という利点もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−１５６９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記のＣＤ型マイクロチップを用いるＳＰＲセンサには、なお改善すべき課題がある。それは、感度の点では、未だ、蛍光法や熱レンズ法の方が優れているという点である。本発明者らは、ＣＤ型マイクロチップとＬＥＤ誘起蛍光検出法を組み合わせた小型で安価な蛍光分析システムの開発を行い、酵素免疫測定法（ＥＬＩＳＡ）によるイムノグロブリンＡ（ＩｇＡ）の測定に成功した。ただし、このシステムでは市販のＬＥＤを光源に使用しているため、装置のさらなる小型化や測定の再現性を良くするというさらなる課題を有する。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、より小型で測定の再現性の高い分析装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための本発明の一形態は、試料の分析に用いられると共に自転させた際の遠心力を利用して中心から径方向外側に送液可能な分析装置であって、少なくとも試料を貯留するための１または２以上の貯留部、貯留部より径方向外側に配置され、貯留部から送られてきた試料の分析場となる分析部、および貯留部と分析部とを繋ぐ送液用の流路、を少なくとも備えるコンパクトディスク型マイクロチップと、分析部に向けて発光する光源としての有機エレクトロルミネセンスを含む発光装置と、分析部から受光する受光部を含む受光装置とを備える、コンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0009】

本発明の別の形態は、コンパクトディスク型マイクロチップを回転駆動する第一回転機構を、さらに備えるコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0010】

本発明の別の形態は、有機エレクトロルミネセンスを回転駆動する第二回転機構をさらに備え、有機エレクトロルミネセンスをコンパクトディスク型マイクロチップと同期させて回転可能とするコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0011】

本発明の別の形態は、受光部を回転駆動する第三回転機構をさらに備え、受光部をコンパクトディスク型マイクロチップと同期させて回転可能とするコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0012】

本発明の別の形態は、さらに、第一回転機構、第二回転機構および第三回転機構に共通する駆動部を有するコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0013】

本発明の別の形態は、また、有機エレクトロルミネセンスを前記コンパクトディスク型マイクロチップの下方に配置して成るコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0014】

本発明の別の形態は、また、有機エレクトロルミネセンスを前記コンパクトディスク型マイクロチップの上方に配置して成るコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0015】

本発明の別の形態は、また、分析部において、抗原と抗体の特異的結合に基づく物質の検出に用いるためのコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【0016】

本発明の別の形態は、さらに、分析部に、試料中の抗原と結合可能な抗体を少なくとも配置してなるコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、より小型で測定の再現性の高い分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係るコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置の概略図を示す。

【図2】図２は、図１のＣＤ型マイクロチップの平面図および側面図を示す。

【図3】図３は、図２のＣＤ型マイクロチップ中の１つのブロックの平面図（３Ａ）、当該平面図におけるＡ−Ａ線断面図（３Ｂ）および同平面図におけるＢ−Ｂ線断面図（３Ｃ）を、それぞれ示す。

【図4】図４は、図２のＣＤ型マイクロチップの製造工程の一例を示す。

【図5】図５は、図２のＣＤ型マイクロチップの製造過程を示す。

【図6】図６は、図５の製造過程に続く製造過程を示す。

【図7】図７は、図２のＣＤ型マイクロチップを用いた送液原理を説明する図を示す。

【図8】図８は、図１の有機ＥＬの斜視図を示す。

【図9】図９は、図１の分析装置を用いた代表的な分析の流れを示し、１つはＣＤ型マイクロチップを回転し、回転を停止してから分析を行う方法（９Ａ）を、もう１つはＣＤ型マイクロチップを回転しながら分析を行う方法（９Ｂ）を、それぞれ示す。

【図10】図１０は、図１の分析装置の変形例であって、発光装置と受光装置をＣＤ型マイクロチップの回転と同期させて回転可能であって、かつ発光装置をＣＤ型マイクロチップの下方に配置するタイプの分析装置の概略図（１０Ａ）およびその簡易構成図（１０Ｂ）をそれぞれ示す。

【図11】図１１は、図１０の分析装置とは異なる変形例であって、発光装置と受光装置をＣＤ型マイクロチップの回転と同期させて回転可能であって、かつ有機ＥＬをＣＤ型マイクロチップの上方に配置するタイプの分析装置の概略図（１１Ａ）およびその簡易構成図（１１Ｂ）をそれぞれ示す。

【図12】図１２は、図３のＣＤ型マイクロチップ内の１つのブロックに形成された５つの貯留部にそれぞれ濃度と体積を変化させて蛍光試薬を導入する条件（１２Ａ）と、当該条件下で蛍光検出システムの性能評価を行った結果（１２Ｂ）とを示す。

【図13】図１３は、図１の分析装置を用いて、唾液に含まれるストレスマーカーと位置付けられるイムノグロブリンＡの蛍光検出方法を説明するための図であり、検出機構（１３Ａ）と、各貯留部からの送液に従って変化する分析部の様子（１３Ｂ）とを、それぞれ示す。

【図14】図１４は、図１の分析装置を用いたイムノグロブリンＡの測定方法（１４Ａ）および測定結果（１４Ｂ）をそれぞれ示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、本発明に係るコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0020】

＜１．分析装置の概要＞
図１は、本発明の実施の形態に係るコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置の概略図を示す。

【0021】

この実施の形態に係るコンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置（以後、単に、「分析装置」という）１は、試料の分析に用いられると共に自転させた際の遠心力を利用して中心から径方向外側に送液可能な装置である。分析装置１は、コンパクトディスク型マイクロチップ（以後、適宜、「ＣＤ型マイクロチップ」という。）２と、ＣＤ型マイクロチップ２の分析部に向けて発光する光源としての有機エレクトロルミネセンス（以後、単に、「有機ＥＬ」という）１３を含む発光装置４と、上記分析部から受光する受光部１６を含む受光装置５と、を備える。分析装置１は、好ましくは、ＣＤ型マイクロチップ２を回転駆動する第一回転機構３を、さらに備える。なお、図１では、受光部１６は、上記分析部を挟んで有機ＥＬ１３と対向配置されるように描かれているが、かかる位置に限定されることなく、有機ＥＬ１３と同様、ＣＤ型マイクロチップ２の下方に配置されていても良い。また、発光装置４、受光装置５および次に述べる制御装置６は、図中、宙に浮いているように描かれているが、現実に宙に浮いているわけではなく、配置箇所を問わない意味に解釈される。

【0022】

受光装置５は、好ましくは、制御装置６と接続されていて、受光に基づく情報を制御装置６の制御の下、コンピュータに送信可能となっている。第一回転機構３は、駆動部としてのモータ１０およびそれに接続される回転軸１１を備える。回転軸１１は、ＣＤ型マイクロチップ２の略中心に接続可能な構造を有する。このため、モータ１０を起動して回転軸１１を所定の方向に回転させることにより、ＣＤ型マイクロチップ２を回転させることができる。

【0023】

発光装置４は、少なくとも有機ＥＬ１３を含み、この実施の形態では電源１２を好適に備える。また、発光装置４は、有機ＥＬ１３よりＣＤ型マイクロチップ２側に、順に、有機ＥＬ１３からの光をフィルタリングするためのバンドパスフィルター１４、半球レンズ１５を好適に備える。電源１２としては、定電流電源を好適に用いることができる。バンドパスフィルター１４は、特定範囲の波長のみを透過させるためのフィルターであって、例えば、Ｏｍｅｇａ Ｏｐｔｉｃａｌ製の励起フィルター（５６０ＡＦ５５）を用いることができる。バンドパスフィルター１４を用いると、有機ＥＬ１３の発光スペクトルの半値幅が広くて試料の蛍光と重なりバックグラウンド信号が増加するのを有効に防止できる。半球レンズ１５は、有機ＥＬ１３からの光を集光させるためのレンズである。有機ＥＬ１３の詳細については、後述する。

【0024】

受光装置５は、少なくとも受光部１６を含み、この実施の形態では、受光部１６よりＣＤ型マイクロチップ２側に、バンドパスフィルター１７を好適に備える。受光部１６としては、ＣＣＤカメラ、光電子増倍管（ＰＭＴ）、フォトダイオード（ＰＤ）、有機フォトダイオード（ＯＰＤ）などを例示でき、特に、その中でもＣＣＤカメラを好適に例示できる。以後、特に言及しない限り、受光部１６としてＣＣＤカメラを用いる例で説明する。ＣＣＤカメラは、制御装置６側のメモリに格納されるＣＣＤカメラ用ソフトウェアによって、受光に基づく信号の記録および解析を可能とし、例えば、Ｍｉｇｈｔｅｘ社製のＣＣＤカメラ（ＴＣＮ−１３０４−Ｕ）を用いることができる。また、バンドパスフィルター１７は、試料からの蛍光スペクトルの特定範囲の波長のみを透過させるためのフィルターであって、例えば、Ｏｍｅｇａ Ｏｐｔｉｃａｌ製の蛍光フィルター（６４５ＡＦ７５）を用いることができる。

【0025】

上記構成の分析装置１を用いると、ＣＤ型マイクロチップ２の分析部に集められた試料に対して有機ＥＬ１３から照光し、試料からの受光による情報から試料の分析を行うことができる。ここで、重要なのは、有機ＥＬ１３という面発光手段の好適な一例を用いている点にある。有機ＥＬ１３から、面内光強度の均一性に優れた光を分析部内の試料にあてることができるので、分析部内の照光位置を厳密に設定しなくても、再現性の高い分析が可能となる。また、分析装置１に第一回転機構３を備えるので、ＣＤ型マイクロチップ２を回転し、試料を分析部に移動させるのを完了した後に有機ＥＬ１３を発光させて分析を行うことができるのみならず、ＣＤ型マイクロチップ２を回転させながら有機ＥＬ１３を発光させ、試料の移動による分析値の経時変化を調べることもできる。

【0026】

＜２．ＣＤ型マイクロチップの構造＞
図２は、図１のＣＤ型マイクロチップの平面図および側面図を示す。

【0027】

この実施の形態にて用いられるＣＤ型マイクロチップ２は、試料の分析に用いられ、それを自転させた際の遠心力を利用して中心から径方向外側に送液可能な構造を持つ。ＣＤ型マイクロチップ２は、中央に穴２５を有する円板形状のマイクロチップであり、平面視にて８個の略扇形状のブロック３０に分割されている。各ブロック３０は、同一形状の流路構造を有する。このため、ＣＤ型マイクロチップ２を用いて同時にＮ＝８までの分析を行うことができる。ただし、ブロック３０は、８個に限定されず、少なくとも１個あれば、その数を問わない。ＣＤ型マイクロチップ２は、好適には、共に透光性材料から成る第一ディスク３４と第二ディスク３５とを積層して成る。この実施の形態では、第一ディスク３４は、ポリジメチルシロキサン（シリコーン樹脂の一種）から構成されている。しかし、第一ディスク３４を構成する材料として、上記のシリコーン樹脂に代えて、他の透光性を有する材料を選択することもできる。当該材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂、あるいはガラスを用いることができる。

【0028】

また、この実施の形態では、第二ディスク３５は、ポリカーボネート樹脂から構成されている。しかし、第二ディスク３５を構成する材料として、ポリカーボネート樹脂に代えて、他の透光性を有する材料を選択することもできる。当該材料としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂、あるいはガラスを用いることができる。本願において、「透光性」とは、有色であるか無色であるかおよび光の透過率の多寡を問わず、光を透過させることができる意味に広義に解釈される。

【0029】

図３は、図２のＣＤ型マイクロチップ中の１つのブロックの平面図（３Ａ）、当該平面図におけるＡ−Ａ線断面図（３Ｂ）および同平面図におけるＢ−Ｂ線断面図（３Ｃ）を、それぞれ示す。

【0030】

ＣＤ型マイクロチップ２は、少なくとも試料を貯留するための１または２以上の貯留部４１，４２，４３，４４，４５（以後、「貯留部４１等」という）と、貯留部４１等より径方向外側に配置され、貯留部４１等から送られてきた試料の分析場となる分析部４６、および貯留部４１等と分析部４６とを繋ぐ送液用の流路４８を、少なくとも備える。より好ましくは、この実施の形態では、ＣＤ型マイクロチップ２の各ブロック３０は、（３Ａ）に示すように、その内部に、５つの貯留部４１等と、１つの分析部４６と、１つの廃液部４７と、複数本の送液用の流路４８とを備える。流路４８は、各貯留部４１等同士の間、各貯留部４１等と分析部４６および廃液部４７との間、分析部４６と廃液部４７との間をそれぞれ繋いでいる。貯留部４１等は、少なくとも測定対象の試料を貯留するための領域であって、薄厚の略円柱形状の空間である。この実施の形態では、貯留部４１等は同一の形状を有するが、それらの一部または全部が互いに異なる形状を有していても良い。この実施の形態では、貯留部４１等は、ＣＤ型マイクロチップ２の径方向外側から内側に向かって、貯留部４１、貯留部４２、貯留部４３、貯留部４４、貯留部４５の順に配置されている。このため、ＣＤ型マイクロチップ２を自転させた際に、回転数を上げるに従い、径方向最も外側の貯留部４１から最初に送液し、次に貯留部４２から、その次に貯留部４３から、その次に貯留部４４から、最後に径方向最も内側の貯留部４５からそれぞれ送液することができる。

【0031】

ただし、貯留部４１等の内の一部あるいは全部を、ＣＤ型マイクロチップ２の中央から同じ距離に配置することもできる。これによって、互いに分離して貯留していた溶液を同時に送液し、分析部４６にて混合させることができる。また、貯留部４１等には、測定対象の試料のみならず、洗浄液、抗体を含む溶液、各種試薬を含む溶液といった他の溶液を貯留することができる。さらに、貯留部４１等を５個とせずに、少なくとも１個あれば、その数を問わない。なお、以後、「径方向」は、ＣＤ型マイクロチップ２の径方向を意味する。

【0032】

分析部４６は、貯留部４１等より径方向外側に配置される領域であって、貯留部４１等から送られてきた試料等の溶液に照光するための領域である。分析部４６を貯留部４１等より径方向外側に配置するのは、ＣＤ型マイクロチップ２を自転させた際の遠心力を利用して分析部４６に送液させるためである。廃液部４７は、分析部４６あるいは貯留部４１等から、最終的に廃棄する液体を集める領域である。廃液部４７を分析部４６より径方向外側に配置すると、測定後にＣＤ型マイクロチップ２を回転し、全ての溶液を廃液部４７に集めることができる。ただし、廃液部４７は、分析部４６より径方向内側あるいは分析部４６と径方向同一の距離に設けても良い。その場合には、測定者が、ＣＤ型マイクロチップ２を傾けて、手動にて溶液を廃液部４７に集めることができる。さらに、廃液部４７は、ＣＤ型マイクロチップ２にとって必須の領域ではなく、設けなくても良い。その場合には、測定後に、貯留部４１等あるいは分析部４６から廃液すると良い。かかる意味では、流路４８は、最低限、貯留部４１等から分析部４６までを繋ぐものであれば良い。貯留部４１等の径方向内側および径方向外側の各流路４８は、好適には、貯留部４１等に極めて近い場所に、各流路４８を少し太くした拡径部４９を１個ずつ備える。拡径部４９は、一種のバルブの機能を有する。拡径部４９の径を変えることにより、貯留部４１等から溶液が流れ出すときの回転数を変えることが可能である。ただし、拡径部４９は必須の構成ではなく、設けなくても良い。

【0033】

（３Ｂ）に示すように、流路４８は、ＣＤ型マイクロチップ２の厚さ方向の内部に形成されている。貯留部４５は、流路４８と同様、ＣＤ型マイクロチップ２の厚さ方向の内部に形成されており、かつその上面に開口部５０を有する。（３Ｂ）に明示されていないが、他の貯留部４１，４２，４３，４４も、その上面に開口部５０を備える。開口部５０は、貯留部４１等に溶液（試料も含む）を供給するために、好適に形成されている。開口部５０は、貯留部４１等に溶液を供給後、好適には、フィルム等（不図示）によって覆われる。ＣＤ型マイクロチップ２を自転させて測定を行う際に、貯留部４１等から溶液が飛び出し、あるいは外部から塵や埃が入るのを防止する必要からである。貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８は、この実施の形態では、第一ディスク３４における第二ディスク３５の対向面から内方に窪む凹部によって形成されているが、第二ディスク３５側の凹部によって形成し、あるいは第一ディスク３４側と第二ディスク３５側の各凹部を合わせて形成しても良い。また、第一ディスク３４側に、貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８の内のいずれか一部を形成する凹部を備え、第二ディスク３５側に当該一部以外を形成する凹部を備えても良い。すなわち、ＣＤ型マイクロチップ２は、貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８の内の少なくとも１つを、面内方に窪む凹部として形成した第一ディスク３４と、第一ディスク３４と積層することによって貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８を形成可能な第二ディスク３５とを積層して成る。ただし、凹部形成の工程をより簡易化するためには、第一ディスク３４および第二ディスク３５のいずれか一方に、貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８用の各凹部を形成する方が好ましい。第一ディスク３４に、貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８用の各凹部を形成する場合、第一ディスク３４の厚さおよび凹部の深さに何らの限定は無いが、一例を挙げるならば、第一ディスク３４の厚さを１〜３ｍｍの範囲に、凹部の深さを２０〜８０μｍの範囲にそれぞれ設定することができる。また、第二ディスク３５の厚さについても何らの限定もないが、一例を挙げるならば、１〜３ｍｍの範囲に設定できる。

【0034】

（３Ｃ）に示すように、廃液部４７は、前述の貯留部４５と同様、ＣＤ型マイクロチップ２の厚さ方向の内部に形成され、その上面に開口部５１を有する。開口部５１は、廃液時を除き、好適にはフィルム等（不図示）によって常時覆われる。なお、この実施の形態では、分析部４６および流路４８は、第一ディスク３４と第二ディスク３５とを積層した後には閉鎖空間となり、それ専用の開口部を備えていないが、分析部４６および流路４８の少なくともいずれか一方に開口部を備えても良い。測定の際に、ＣＤ型マイクロチップ２の上面の全部あるいは各ブロック３０の上面をフィルム等（不図示）にて覆うようにし、貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８の全てに開口部を備えても良い。

【0035】

第一ディスク３４および第二ディスク３５は、共に透光性である。したがって、ＣＤ型マイクロチップ２の第一ディスク３４側から分析部４６に入った光は、分析部４６および第二ディスク３５を透過する。ただし、第一ディスク３４の分析部４６の少なくとも入光窓および出光窓を透光性にする限り、他の部分を遮光性にすることもできる。

【0036】

＜３．ＣＤ型マイクロチップの製造方法＞
図４は、図２のＣＤ型マイクロチップの製造工程の一例を示す。図５および図６は、図２のＣＤ型マイクロチップの製造過程を示す。

【0037】

ステップ１０１
まず、第一ディスク３４を製造するのに必要となる、平面視にて円形の平板６０を準備する（５Ａ）。平板６０としては、例えば、シリコンウェハを好適に用いることができる。この実施の形態では、直径６インチのシリコンウェハを好適に用いる。

【0038】

ステップ１０２
次に、平板６０の片面上に、ネガ型フォトレジストを供給し、スピンコート等の手段にて均一な厚さの塗膜６１を形成する（５Ｂ）。ネガ型フォトレジストとしては、例えば、エポキシ樹脂系のカチオン重合体、オキセタン樹脂系のカチオン重合体等を用いることができる。この実施の形態では、露光部分の架橋を促進させる性質のネガ型フォトレジストを好適に用いるが、これとは逆に露光部分を溶解除去可能なポジ型フォトレジストを用いても良い。ただし、ＣＤ型マイクロチップ２の第一ディスク３４の構成材料としては、化学薬品への耐性、機械的強度および耐熱性に優れるネガ型フォトレジスト、特に、ＳＵ−８（化薬マイクロケム製）を用いる方がより好ましい。平板６０に塗膜６１を形成後、１００℃前後で加熱してネガ型フォトレジスト内の有機溶媒を除去し、その後、室温まで冷却するのが好ましい。

【0039】

ステップ１０３
次に、ネガ型フォトレジストの塗膜６１上に、フォトマスク６２を配置する（５Ｃ）。フォトマスク６２と塗膜６１とは、例えば、真空クランプ等を用いて密着固定するのが好ましい。フォトマスク６２は、ＣＤ型マイクロチップ２の流路領域を透光領域とする一方、当該流路領域以外を遮光領域としたものである。なお、ポジ型フォトレジストにて塗膜６１を形成した場合には、フォトマスク６２の透光領域と遮光領域は、先の構成の逆になる。

【0040】

ステップ１０４
次に、フォトマスク６２の上から紫外線（ＵＶ）を照射する（５Ｃ）。この実施の形態では、好適にライトボックス（サンハヤト製、ＬＩＧＨＴ ＢＯＸ ＢＯＸ−Ｗ９Ｂ）を用いて、紫外線を約１分間照射する。

【0041】

ステップ１０５
次に、露光した領域の硬化後、塗膜６１付きの平板６０からフォトマスク６２を外し、現像液を用いて紫外線の非照射領域の未硬化レジストを除去する（５Ｄ）。未硬化レジストの除去に先立ち、塗膜６１付きの平板６０を１００℃前後で加熱し、露光した領域の固定を強化する処理を行っても良い。なお、現像液としては、例えば、ディベロッパー（化薬マイクロケム製、ＳＵ−８ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）を好適に用いることができる。未硬化レジストの除去後、塗膜６１付きの平板６０を、イソプロパノール（ＩＰＡ）等の有機溶媒を用いて洗浄し、さらには２００℃前後で加熱して有機溶媒を完全に除去しても良い。このような処理を経て、ＣＤ型マイクロチップ２用の流路領域６４を突出させ、流路領域外６３を窪ませた形態のテンプレートが完成する。

【0042】

ステップ１０６
次に、テンプレート上に、液状ポリマー６５を塗布する（５Ｅ）。液状ポリマー６５としては、硬化後に第一ディスク３４となる材料を用いる。当該材料としては、例えば、ポリアルキルシロキサン、より好ましくはポリジメチルシロキサンを主剤とするものを用いることができる。より具体的には、ポリジメチルシロキサンの主剤（東レ・ダウコーニング製、ＳＩＬＰＯＴ１８４ Ｗ／Ｃ ＢＡＳＥ）と、その硬化剤（東レ・ダウコーニング製、ＳＩＬＰＯＴ１８４ Ｗ／Ｃ ＣＵＲＩＮＧ ＡＧＥＮＴ）を重量比にて１０：１で混合したプレポリマーを、液状ポリマー６５として好適に用いることができる。液状ポリマー６５をテンプレート上に塗布する際、第一ディスク３４を高精度に成形する観点から、テンプレートと略同一の底面の円柱空間を持つ型枠内にテンプレートを入れて、その上から液状ポリマー６５を流し込む方が好ましい。

【0043】

ステップ１０７
次に、液状ポリマー６５を硬化する（５Ｅ）。硬化に先立ち、常圧下若しくは減圧下にて液状ポリマー６５内の脱気を行うのが好ましい。硬化の際には、液状ポリマー６５が熱硬化型の樹脂であれば、加熱を行うのが好ましい。例えば、ポリジメチルシロキサンを用いた場合には、５０〜７０℃にて加熱するのが好ましい。一方、室温硬化型の液状ポリマー６５を用いる場合には、加熱を要しない。

【0044】

ステップ１０８
次に、硬化した流路形成済みの透光性ポリマー３４’をテンプレートから外す（５Ｆ）。

【0045】

ステップ１０９
次に、流路形成済みの透光性ポリマー３４’の貯留部４１等および廃液部４７に、それぞれ開口部５０および５１を形成すると共に、面内中央に穴２５ａを形成する（５Ｇ）。こうして、第一ディスク３４が完成する。

【0046】

ステップ１１０
次に、第二ディスク３５を製造するのに必要となる、平面視にて円形の透光性の平板３５を準備する。平板３５としては、例えば、好ましくはポリカーボネート樹脂製のものを用いることができる。

【0047】

ステップ１１１
次に、平板３５の面内中心に、穴２５ｂを形成する（６Ａ）。

【0048】

ステップ１１２
次に、第一ディスク３４と平板（第二ディスク）３５とを貼り合わせる（６Ｂ）。貼り合わせる際には、接着剤、両面テープ、嵌め込み等の如何なる手段を用いても良い。こうして、ＣＤ型マイクロチップ２が完成する。

【0049】

上述の工程における開口部５０，５１および穴２５ａ，２５ｂをそれぞれ形成する各工程を、上述の各工程と異なる順に行うこともできる。例えば、第一ディスク３４と第二ディスク３５とを貼り合わせた後に、開口部５０，５１および穴２５（穴２５ａと穴２５ｂとを連結した状態のもの）を形成しても良い。

【0050】

上述のステップ１０１〜１０９までの第一ディスク３４を作製する工程に代えて、以下の製造方法を用いても良い。シリコーン樹脂をＣＤ型に成形し、貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８の各位置を、レーザー光等を用いて貫通して第一ディスク３４を作製する。その後、第一ディスク３４を構成する分割片を第二ディスク３５に固着するようにしても良い。また、貯留部４１等、分析部４６および廃液部４７のみをレーザー光等を用いて貫通領域にし、流路４８を凹状に加工しても良い。さらには、貯留部４１等、分析部４６、廃液部４７および流路４８の各位置を、レーザー等を用いて凹状に加工しても良い。

【0051】

＜４．ＣＤ型マイクロチップの送液原理＞
図７は、図２のＣＤ型マイクロチップを用いた送液原理を説明する図を示す。

【0052】

ＣＤ型マイクロチップ２の中心から異なる距離に位置する貯留部４１，４２，４３に、それぞれ、溶液７１，７２，７３を入れた後、ＣＤ型マイクロチップ２を自転させる、その回転数を増加させていくと、ＣＤ型マイクロチップ２の中心から最も遠い貯留部４１から、次に遠い貯留部４２、最も近い貯留部４３の順に、溶液７１，７２，７３を分析部４６に導くことができる。かかる遠心力Ｆを利用した送液の原理について、以下に説明する。

【0053】

ＣＤ型マイクロチップ２を角速度ωで回転させたとき、ＣＤ型マイクロチップ２の中心から距離Ｒにある貯留部４１，４２，４３にかかる遠心力Ｆ_ｃは、次の式（１）で表すことができる。
Ｆ_ｃ＝Ｒω^２ρπｒ^２ｈ・・・式（１）
ここで、ｒは、貯留部４１，４２，４３の出口の形状をある円の一部をなす孤と仮定したときの円換算半径である。ρは、溶液７１，７２，７３の密度である。ｈは、溶液７１，７２，７３の遠心方向における深さである。
一方、表面張力によって引き起こされる溶液７１，７２，７３を貯留部４１，４２，４３に留めおく力Ｆ_ｓは、次の式（２）で表すことができる。
Ｆ_ｓ＝２πｒγｃｏｓθ・・・式（２）
ここで、θは、接触角である。γは、表面張力である。
Ｆ_ｃ＞Ｆ_ｓのときに、溶液７１，７２，７３は貯留部４１，４２，４３から出口に向かって流れ出し、このときの角速度ωは、式（３）で表すことができる。
ω＝（２γ｜ｃｏｓθ｜／Ｒρｒｈ）^１／２・・・式（３）
したがって、このときの回転周波数ｆ（単位：ｒｐｍ）は、式（４）で表すことができる。
ｆ＝（６０／２π）・（２γ｜ｃｏｓθ｜／Ｒρｒｈ）^１／２・・・式（４）

【0054】

式（４）から明らかなように、ＣＤ型マイクロチップ２の中心から貯留部４１，４２，４３までの距離（Ｒ）が異なれば、溶液７１，７２，７３が貯留部４１，４２，４３から流れ出す回転数も異なる。したがって、回転数を段階的に上げることにより、中心から最も遠い貯留部４１から順に溶液を分析部４６に送ることができる。

【0055】

＜５．有機ＥＬの構成＞
図８は、図１の有機ＥＬの斜視図を示す。

【0056】

有機ＥＬ１３は、ガラス等の透明基板８１上に、５本の幅狭の電極８２を配置し、４本の電極８２上に有機層８３、さらにその上に電極８４を配置した積層構造を有する。電極８２は、好ましくは導電性に優れた透明電極、特に好ましくはＩＴＯ膜から成る電極である。電極８４は、好ましくは金属層であり、特に好ましくはアルミニウム薄膜から成る電極である。有機層８３は、この実施の形態では、ＭｏＯ_３、ＴＰＤ、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：ＣＢＰ、Ｂｐｈｅｎ、Ａｌｑ_３、ＬｉＦを順に積層したものであるが、当該積層構造は一例にすぎず、陰極および陽極の間に電圧を印加することにより各々から電子と正孔を注入し、その注入された電子と正孔が発光層で結合して、発光層の発光材料を励起でき、その励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生することができる限り、いかなる層の組み合わせでも良い。

【0057】

以下に、好適な有機ＥＬ１３の作製例につき説明する。

【0058】

まず、ＩＴＯ電極の作製を行う。一様にＩＴＯが成膜されたガラス基板をガラスカッターで３０ｍｍ角に切り取り、シカクリーンＬＸ−ＩＩ、純水、ＩＰＡの順に、超音波洗浄機を用い、それぞれ超音波洗浄する。約７０℃のインキュベーター内で基板を乾燥させた後、暗室内にて、基板のＩＴＯ表面上にポジ型フォトレジストＰＭＥＲをスピンコートし、約２０分間放置した後に約８５℃のホットプレートで約１５分間仮焼する。次に、ＩＴＯ電極のパターンを描画したフォトマスクを基板の上に被せ、バキュームクランプで固定した後に、露光機を用いて約３分間露光する。次に、基板を現像液に浸して現像し、純水で十分すすいだ後に、約８５℃のホットプレートで約１５分間焼成する。次に、この基板を、よう化水素酸(濃度５５．０〜５８．０％）に約３０分間浸して、レジストのない部分のＩＴＯを除去し、純水で十分にすすいだ後にアセトンとＩＰＡによってレジストを除去する。次に、シカクリーン、純水（好ましくは２回）、アセトン、ＩＰＡの順にそれぞれ約１０分間超音波洗浄を行い、新しいＩＰＡに基板を浸し、常温で保存する。

【0059】

次に、有機薄膜蒸着装置内に、有機材料及び金属材料をセットする。次に、ＩＰＡに浸して約２００℃のホットプレート上で煮沸洗浄したＩＴＯ電極基板を基板ホルダにセットし、グローブボックス内に搬入する。これをグローブボックスから有機薄膜蒸着装置の有機蒸着室内に移送し、真空引きを行う。装置内の圧力が１．０×１０^−４Ｐａ以下であることを確認後、基板ホルダを有機室の上部にあるマスクにセットし、ＭｏＯ_３、ＴＰＤ、６ｗｔ％−Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：ＣＢＰ、Ｂｐｈｅｎ、Ａｌｑ_３、ＬｉＦの順に蒸着する。その後、基板ホルダを有機蒸着室から金属蒸着室へと移送し、金属蒸着室上部にあるマスクにセットし、Ａｌを蒸着する。全ての蒸着が終了した後、蒸着室内の気圧を大気圧に戻し、グローブボックス内に基板ホルダを搬入する。

【0060】

次に、上記工程にて作製した有機ＥＬ１３の封止を行う。紫外線防止フィルムを貼った封止用ガラスに、乾燥剤を装着し、紫外線硬化樹脂を用いて、作製した有機ＥＬ１３に貼り合せる。紫外線硬化樹脂の硬化は、グローブボックス内でブラックライトをデバイスに約２分間照射することにより行う。こうして封止処理が終了する。

【0061】

＜６．分析方法＞
図９は、図１の分析装置を用いた代表的な分析の流れを示し、１つはＣＤ型マイクロチップを回転し、回転を停止してから分析を行う方法（９Ａ）を、もう１つはＣＤ型マイクロチップを回転しながら分析を行う方法（９Ｂ）を、それぞれ示す。

【0062】

（１）試料供給後に分析する方法の流れ
ステップ２０１（試料供給ステップ）
（９Ａ）に示すように、まず、ＣＤ型マイクロチップ２の貯留部４１等に試料等を供給する。ここで、試料等は、「少なくとも試料」の意味に解釈され、試料のみ、あるいは試料の他に洗浄液等の他の種類の溶液をも含み得る。

【0063】

ステップ２０２
次に、試料等を入れた貯留部４１等の開口部５０を、フィルム等を用いてカバーする。ここで、廃液部４７の開口部５１を同時にカバーしても良い。フィルム等のカバー手段は、貯留部４１等の専用カバーでも良く、あるいはブロック３０毎のカバーでも良く、さらにはＣＤ型マイクロチップ２の表面全部を覆うカバーでも良い。なお、このステップは、必須のステップではなく、省略することもできる。例えば、貯留部４１等に注射針等を用いて溶液を注入する場合には、開口部５０が非常に小さいので、分析時に溶液が容易に飛び出さない可能性もある。そのような場合には、必ずしも開口部５０を塞がなくても良い。

【0064】

ステップ２０３（送液ステップ）
次に、モータ１０につながる回転軸１１にＣＤ型マイクロチップ２をセットし、モータ１０を回転させる。貯留部４１等が１個のみの場合には、送液は一回の操作で行われる。しかし、ＣＤ型マイクロチップ２に貯留部４１等を径方向の距離を変えて５個備える場合には、このステップでは、モータ１０の回転数を５水準に変えながら、径方向外側の貯留部４１から送液を開始し、続いてその径方向内側の貯留部４２から送液を行う。具体的には、モータ１０を所定回転数にて回転させて径方向最も外側にある貯留部４１から送液を行い、続いて回転数を上げてその径方向内側にある貯留部４２から送液を行い、さらに回転数を上げてその径方向内側にある貯留部４３から送液を行い、さらに回転数を上げてその径方向内側にある貯留部４４から送液を行い、さらに回転数を上げてその径方向内側にある貯留部４５から送液を行う。

【0065】

ステップ２０４（回転停止ステップ）
分析に必要な送液を終了し、分析部４６に分析用の試料が存在する状況になったことを確認し、モータ１０をオフにし、ＣＤ型マイクロチップ２の回転を停止させる。

【0066】

ステップ２０５（照光ステップ）
次に、有機ＥＬ１３を発光させ、分析部４６に照光する。

【0067】

ステップ２０６（測定ステップ）
次に、試料等を照光した結果生じる試料由来の蛍光を受光部１６にて受光し、測定を行う。

【0068】

（２）試料供給と併行して分析する方法の流れ
ステップ２０１〜２０３は、前述の流れと共通する。

【0069】

ステップ２１０（照光ステップ）
ステップ２０３に続き、ＣＤ型マイクロチップ２を回転させながら、有機ＥＬ１３を発光させ、分析部４６の試料を照光する。この場合、分析部４６は、ＣＤ型マイクロチップ２の回転１回あたり、１回のみ有機ＥＬ１３の位置に来る。このため、断続的な照光による分析になる。ただし、後述するように、有機ＥＬ１３も、ＣＤ型マイクロチップ２の回転に合わせて回転させ、常に分析部４６の試料を照光するようにしても良い。

【0070】

ステップ２１１（測定ステップ）
次に、試料等を照光した結果生じる試料由来の蛍光を受光部１６にて受光し、測定を行う。

【0071】

＜７．発光装置・受光装置同期回転型の分析装置＞
（１）下方発光型
図１０は、図１の分析装置の変形例であって、発光装置と受光装置をＣＤ型マイクロチップの回転と同期させて回転可能であって、かつ発光装置をＣＤ型マイクロチップの下方に配置するタイプの分析装置の概略図（１０Ａ）およびその簡易構成図（１０Ｂ）をそれぞれ示す。

【0072】

（１０Ａ）に示す分析装置１ａは、図１の分析装置１の変形例であって、発光装置４をＣＤ型マイクロチップ２の下方に位置するターンテーブル９０に配置して成る。（１０Ａ）では、受光装置５もターンテーブル９０に配置されているが、ＣＤ型マイクロチップ２を挟んでターンテーブル９０の反対側に配置されていても良い。この変形例に係る分析装置１ａは、ＣＤ型マイクロチップ２の回転に同期して発光装置４と受光装置５を回転可能としている点で、図１の分析装置１と異なる。

【0073】

回転軸１１およびモータ１０は、ＣＤ型マイクロチップ２を回転駆動する駆動部であって、第一回転機構３の主要部を構成する。ターンテーブル９０、回転軸１１およびモータ１０は、有機ＥＬ１３をＣＤ型マイクロチップ２と同期させて回転可能とする駆動部であって、第二回転機構の主要部を構成する。また、同時に、ターンテーブル９０、回転軸１１およびモータ１０は、受光部１６をＣＤ型マイクロチップ２と同期させて回転可能とする駆動部であって、第三回転機構の主要部をも構成する。ここでは、回転軸１１およびモータ１０は、第一回転機構、第二回転機構および第三回転機構に共通する駆動部である。すなわち、ここでは、第一回転機構と、第二回転機構と、第三回転機構とは、共通の駆動部を有する。しかし、第一回転機構、第二回転機構および第三回転機構のそれぞれに若しくはそれらの内の２つの機構に共通するモータおよびそれに接続される回転軸を設けても良い。また、ターンテーブル９０は、第二回転機構および第三回転機構に共通する構成要素であるが、第二回転機構および第三回転機構は、それぞれ別個のターンテーブルを備えていても良い。さらに、発光装置４全体をターンテーブル９０に配置することに限定されず、少なくとも有機ＥＬ１３をターンテーブル９０に配置する限り、発光装置４の構成要素内のどの要素をターンテーブル９０に配置しても良い。同様に、受光装置５全体をターンテーブル９０に配置することに限定されず、少なくとも受光部１６をターンテーブル９０に配置する限り、受光装置５の構成要素のどの要素をターンテーブル９０に配置しても良い。

【0074】

また、本願において「同期させて回転可能」とは、回転数の変更の可否を問わず、少なくとも２つの回転対象物が同一回転数にて回転できることを意味する。（１０Ａ）に示す分析装置１ａは、１つの回転軸１１に、ＣＤ型マイクロチップ２と、ターンテーブル９０とを接続しているので、分析部４６、有機ＥＬ１３および受光部１６を回転軸１１から同一距離に固定することにより、分析部４６、有機ＥＬ１３および受光部１６が回転軸１１からの径方向および長さ方向の両距離において相対的に位置ずれを生じない条件下で分析可能とする。この結果、再現性の高い分析が可能となる。加えて、ＣＤ型マイクロチップ２と有機ＥＬ１３と受光部１６とが一体で回転可能な構成とすることにより、複雑な配線を解消し、装置全体のコンパクト化をも実現できる。さらに、ＣＤ型マイクロチップ２を回転させながら分析を行うことができるので、反応の過程をリアルタイムに測定できると共に、操作の自動化も可能となる。測定が終了した際には、ＣＤ型マイクロチップ２を交換するだけで次の測定を開始できるようにもなる。また、有機ＥＬ１３を配置したターンテーブル９０上にＣＤ型マイクロチップ２を配置して分析を行うので、ＣＤ型マイクロチップ２のセットが極めて簡単になる。

【0075】

（１０Ｂ）は、（１０Ａ）の分析装置１ａの構成をよりわかりやすく説明するためのブロック図であり、（１０Ａ）において省略されている構成も示す。ダイクロイックミラー９１は、有機ＥＬ１３からの光の方向を半球レンズ１５側に変化させる構成要素である。アンプ９２は、受光部１６と接続されており、受光部１６からの信号を増幅する構成要素である。データ処理器９３は、アンプ９２にて増幅された信号に基づき分析若しくは分析前のデータ処理を行う構成要素である。メモリ９４は、データ処理器９３によって処理されたデータを格納可能な構成要素であり、ターンテーブル９０から着脱容易なカード型のメモリチップなどでも良い。バッテリー９５は、発光装置４および受光装置５に共通する着脱自在な電力供給源である。なお、商用電源を用いる場合には、バッテリー９５を使用せず、外部から電源１２を経由して発光装置４および受光装置５を駆動することができる。

【0076】

このような構成の分析装置１ａを用いると、有機ＥＬ１３からダイクロイックミラー９１にて反射させて半球レンズ１５を通して集光された光は、分析部４６内の試料に照光される。試料は、この光を受けて蛍光する。試料からの光は、ＣＣＤカメラ等に代表される受光部１６に入り、アンプ９２で増幅される。データ処理器９３は、その増幅された光信号を基にデータ処理を行う。

【0077】

（２）上方発光型
図１１は、図１０の分析装置とは異なる変形例であって、発光装置と受光装置をＣＤ型マイクロチップの回転と同期させて回転可能であって、かつ有機ＥＬをＣＤ型マイクロチップの上方に配置するタイプの分析装置の概略図（１１Ａ）およびその簡易構成図（１１Ｂ）をそれぞれ示す。

【0078】

（１１Ａ）に示す分析装置１ｂは、（１０Ａ）の分析装置１ａとは異なるさらなる変形例であって、有機ＥＬ１３をＣＤ型マイクロチップ２の上方に配置して成る。（１１Ａ）では、受光部１６をＣＤ型マイクロチップ２の下方に配置しているが、有機ＥＬ１３と同じ側に配置しても良い。この変形例に係る分析装置１ｂは、分析装置１ａと同様、ＣＤ型マイクロチップ２の回転に同期して発光装置４と受光装置５を回転可能としている点で、図１の分析装置１と異なる。

【0079】

電源１２を除く発光装置４の大部分の構成要素は、ＣＤ型マイクロチップ２の上方の第一ターンテーブル９６に配置されている。一方、電源１２を含む受光装置５の全ての構成要素は、ＣＤ型マイクロチップ２の下方の第二ターンテーブル９７に配置されている。第一ターンテーブル９６、回転軸１１およびモータ１０は、有機ＥＬ１３をＣＤ型マイクロチップ２と同期させて回転可能とする駆動部であって、第二回転機構の主要部を構成する。また、第二ターンテーブル９７、回転軸１１およびモータ１０は、受光部１６をＣＤ型マイクロチップ２と同期させて回転可能とする駆動部であって、第三回転機構の主要部を構成する。回転軸１１およびモータ１０は、第一回転機構、第二回転機構および第三回転機構に共通する駆動部である。すなわち、ここでは、第一回転機構と、第二回転機構と、第三回転機構とは、共通の駆動部を有する。しかし、第一回転機構、第二回転機構および第三回転機構のそれぞれに若しくはそれらの内の２つの機構に共通するモータおよびそれに接続される回転軸を設けても良い。さらに、発光装置４全体を第一ターンテーブル９６に配置しても良い。また、電源１２を第一ターンテーブル９６に配置し、受光部１６を少なくとも含む受光装置５の一部を第二ターンテーブル９７に配置しても良い。

【0080】

分析装置１ｂは、１つの回転軸１１に、ＣＤ型マイクロチップ２と、第一ターンテーブル９６と、第二ターンテーブル９７とを接続しているので、分析装置１ａと同様、分析部４６、有機ＥＬ１３および受光部１６を回転軸１１から同一距離に固定することにより、分析部４６、有機ＥＬ１３および受光部１６が回転軸１１からの径方向および長さ方向の両距離において相対的に位置ずれを生じない条件下で分析可能とする。この結果、再現性の高い分析が可能となる。加えて、ＣＤ型マイクロチップ２と有機ＥＬ１３と受光部１６とが一体で回転可能な構成とすることにより、複雑な配線を解消し、装置全体のコンパクト化をも実現できる。さらに、ＣＤ型マイクロチップ２を回転させながら分析を行うことができるので、反応の過程をリアルタイムに測定できると共に、操作の自動化も可能となる。測定が終了した際には、ＣＤ型マイクロチップ２を交換するだけで次の測定を開始できるようにもなる。

【0081】

（１１Ｂ）は、（１１Ａ）の分析装置１ｂの構成をよりわかりやすく説明するためのブロック図であり、（１１Ａ）において省略されている構成も示す。分析装置１ｂは、分析装置１ａと異なり、受光部１６と有機ＥＬ１３とを分析部４６を挟んで対向配置させている。分析装置１ｂのその他の構成要素は、分析装置１ａのそれらと共通する。かかる構成の分析装置１ｂを用いると、有機ＥＬ１３からの光を半球レンズ１５にて集光させ、分析部４６内の試料に照光することができる。試料は、この光を受けて蛍光する。試料からの光は、ＣＣＤカメラ等に代表される受光部１６に入り、アンプ９２で増幅される。データ処理器９３は、その増幅された光信号を基にデータ処理を行う。

【0082】

＜８．ＣＤ型マイクロチップを用いた蛍光検出システムの性能評価＞
図１２は、図３のＣＤ型マイクロチップ内の１つのブロックに形成された５つの貯留部にそれぞれ濃度と体積を変化させて蛍光試薬を導入する条件（１２Ａ）と、当該条件下で蛍光検出システムの性能評価を行った結果（１２Ｂ）とを示す。

【0083】

蛍光試薬であるレゾルフィンをモデル試薬として用い、有機ＥＬ１３とＣＤ型マイクロチップ２とを備える分析装置１を用いた蛍光検出システムの性能評価を行った。ＣＤ型マイクロチップ２の貯留部４１（「Ｎｏ．１」という）、貯留部４２（「Ｎｏ．２」という）、貯留部４３（「Ｎｏ．３」という）、貯留部４４（「Ｎｏ．４」という）および貯留部４５（「Ｎｏ．５」という）に、濃度と体積の異なるレゾルフィン水溶液を導入した。具体的には、貯留部４１には、濃度１０μＭのレゾルフィン水溶液を２５μＬ導入し、貯留部４２には、濃度２０μＭのレゾルフィン水溶液を２０μＬ導入し、貯留部４３には、濃度４０μＭのレゾルフィン水溶液を１５μＬ導入し、貯留部４４には、濃度８０μＭのレゾルフィン水溶液を１０μＬ導入し、貯留部４５には、濃度１６０μＭのレゾルフィン水溶液を５μＬ導入した。各水溶液の導入後、ＣＤ型マイクロチップ２を回転させて濃度の異なるレゾルフィン水溶液を順次分析部４６に導入した。その後、ＣＤ型マイクロチップ２の回転を停止し、有機ＥＬ１３から半球レンズ１５で集光した励起光を分析部４６の中心に照射し、これによって生じた蛍光をＣＣＤカメラで検出した。このとき、有機ＥＬ１３の電流密度は２１ｍＡ/ｃｍ^２、ＣＣＤカメラからの信号の積分時間は５００ｍｓとした。その結果、レゾルフィン濃度と蛍光強度との関係をプロットしたグラフ（１２Ｂ）は、回帰式ｙ＝１３４．２４Ｘ＋１３３３．５、相関係数Ｒ^２＝０．９９３の良好な直線性を示した。これは、蛍光強度を測定することにより、レゾルフィンの濃度を一義的に特定できることを意味する。また、このシステムにおけるレゾルフィンの検出限界（Ｓ／Ｎ＝３）は９．９μＭと見積もられた。

【0084】

＜９．イムノグロブリンＡの蛍光検出方法＞
図１３は、図１の分析装置を用いて、唾液に含まれるストレスマーカーと位置付けられるイムノグロブリンＡの蛍光検出方法を説明するための図であり、検出機構（１３Ａ）と、各貯留部からの送液に従って変化する分析部の様子（１３Ｂ）とを、それぞれ示す。

【0085】

（１３Ａ）は、有機ＥＬ１３を用いた照光直前の分析部４６内の状況、および基質溶液１０４中の基質と過酸化水素がＨＲＰの存在下で反応し、蛍光物質が生成する反応式を示す。ＣＤ型マイクロチップ２の分析部４６に、予め、抗イムノグロブリンＡ抗体（抗ＩｇＡ抗体）１００を吸着させ（１３Ｂの（ａ））、次に、抗ＩｇＡ抗体１００の吸着していない部分にブロッキング試薬（以後、「ＢＳＡ」という）１０１を吸着させ（１３Ｂの（ｂ））、その状態で、次に、イムノグロブリンＡ（ＩｇＡ）１０２を分析部４６に導入して、抗ＩｇＡ抗体１００とＩｇＡ１０２とを結合させ（１３Ｂの（ｃ））、次に、ＨＲＰ標識抗ＩｇＡ抗体１０３を分析部４６に導入する（１３Ｂの（ｄ））。最後に、基質溶液１０４を分析部４６に送液する（１３Ｂの（ｅ））。この結果、抗ＩｇＡ抗体１００にＩｇＡ１０２が結合し、その上にＨＲＰ標識抗ＩｇＡ抗体１０３が結合し、その周囲に基質溶液１０４が存在する環境が分析部４６内に形成される。かかる環境下では、（１３Ａ）の反応式に示すように、基質溶液１０４中の基質と過酸化水素がＨＲＰの存在下で反応し、蛍光物質が生成する。有機ＥＬ１３からの励起光を分析部４６に照光すると、当該蛍光物質の存在に起因した蛍光が分析部４６から発せられる。ここで、抗ＩｇＡ抗体は、ＩｇＡに特異的に結合する抗体であり、この抗原抗体反応において、抗ＩｇＡ抗体は抗体、ＩｇＡは抗原となる。

【0086】

＜１０．イムノグロブリンＡの測定＞
図１４は、図１の分析装置を用いたイムノグロブリンＡの測定方法（１４Ａ）および測定結果（１４Ｂ）をそれぞれ示す。

【0087】

以下の方法は、分析部４６において抗原と抗体の特異的結合に基づく物質の検出に関連する。予め、分析部４６の内壁に抗ＩｇＡ抗体１００を固定化し、ＢＳＡ１０１でブロッキング処理を行った。この段階では、分析部４６に、試料中の抗原と結合可能な抗体が少なくとも配置されていることになる。なお、ＢＳＡ１０１を用いたブロッキング処理は、試料中に含まれる共存タンパク質の非特異的な吸着を防ぐために必要な処理であるが、必須の処理ではない。次に、ＣＤ型マイクロチップ２の貯留部４１、貯留部４２、貯留部４３、貯留部４４および貯留部４５に、下記１）、２）、３）、４）および５）の液体を導入した。
１）０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ＝７．４）で希釈した０〜１８００ｎｇ／ｍＬのＩｇＡ溶液（ＩｇＡ１０２を含む溶液）２５μＬ
２）Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（洗浄液１１０）２０μＬ
３）Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液で希釈した５μｇ／ｍＬのＨＲＰ標識抗ＩｇＡ抗体溶液（ＨＲＰ標識抗ＩｇＡ抗体１０３を含む溶液）１５μＬ
４）Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（洗浄液１１０）１０μＬ
５）０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ＝７．４）で希釈した１ｍＭＨ_２Ｏ_２を含む０．１ｍＭのＡｍｐｌｅｘ（登録商標）Ｒｅｄ溶液（基質溶液１０４）５μＬ

【0088】

次に、ＣＤ型マイクロチップ２上にマイクロプレート用シーリングフィルム（１−６７７４−０２、アズワン社製）を貼り付け、全ての貯留部４１等を密閉した。次に、ＣＤ型マイクロチップ２を回転させ、その回転数を段階的に上げていくことにより、貯留部４１等中の各溶液を、順次、分析部４６に導入した。なお、ＩｇＡ１０２を含む溶液とＨＲＰ標識抗ＩｇＡ抗体１０３を含む溶液とを分析部４６に導入した後については約１０分間、また、基質溶液１０４を導入した後については約３分間、それぞれ、ＣＤ型マイクロチップ２を静置して抗原−抗体反応および酵素−基質反応のための反応時間を確保した。酵素−基質反応により生成した蛍光物質１１１（レゾルフィン）の蛍光強度は、有機ＥＬ１３を備える分析装置１を用いて測定した。この際、有機ＥＬ１３の電流密度は２１ｍＡ／ｃｍ^２、受光部（ＣＣＤカメラ）１６からの信号の積分時間は５００ｍｓとした。

【0089】

上記蛍光強度の測定結果（１４Ｂ）に示すように、ＩｇＡ１０２の濃度が増加するに従って、蛍光強度が増加する検量線が得られることがわかった。このシステムにおけるＩｇＡの検出限界（Ｓ／Ｎ＝３）は、３５．９ｎｇ／ｍＬと見積もられた。ヒトの唾液中にはＩｇＡが１１０〜２２０μｇ／ｍＬ程度含まれ、ストレスによりその濃度が上昇することが知られている。したがって、分析装置１，１ａ，１ｂによる分析システムを用いると、ヒトの客観的なストレス評価を行うことができると考えられる。

【0090】

９６穴マイクロプレートを用いる従来から公知のＥＬＩＳＡ法では、試薬の添加、洗浄などの煩雑な操作が必要である。しかし、本実施の形態では、ＣＤ型マイクロチップ２に試料溶液をセットして回転させるだけで測定できるので、操作が非常に簡便になる。また、従来のＥＬＩＳＡ法では，抗ＩｇＡとＩｇＡの反応に６０分、ＩｇＡとＨＲＰ標識抗ＩｇＡの反応に６０分、酵素反応に３０分の計１５０分を要する。しかし、ＣＤ型マイクロチップ２を用いる方法では、抗ＩｇＡとＩｇＡの反応に１０分、ＩｇＡとＨＲＰ標識抗ＩｇＡの反応に１０分、酵素反応に３分の計２３分で測定可能であり、分析に要する時間を約６分の1 に短縮できた。また、有機ＥＬ１３を用いる蛍光分析システムのサイズと重量は、それぞれ約２００ｍｍ×２７５ｍｍ×１００ｍｍおよび１．９ｋｇであり、市販のマイクロプレートリーダー（ＴＥＣＡＮ製，ＳＰＥＣＴＲＡ ＦＬＵＯＲ，４８０ｍｍ×４４０ｍｍ×２８０ｍｍ，２８ｋｇ）と比較して、大幅な小型化と軽量化を達成することができた。かかるシステムは、オンサイトでの環境計測、ベッドサイドでの医療検査を飛躍的に革新する可能性をもっているものと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明は、環境、食品、医療、品質管理等における分析に利用することができる。

【符号の説明】

【0092】

１，１ａ，１ｂ 分析装置（コンパクトディスク型マイクロチップを用いた分析装置）
２ ＣＤ型マイクロチップ（コンパクトディスク型マイクロチップ）
３ 第一回転機構
４ 発光装置
５ 受光装置
１０ モータ（第一回転機構、第二回転機構および第三回転機構の駆動部）
１１ 回転軸（第一回転機構、第二回転機構および第三回転機構の駆動部）
１３ 有機ＥＬ（有機エレクトロルミネセンス）
１６ 受光部（ＣＣＤカメラ等）
４１，４２，４３，４４，４５ 貯留部
４６ 分析部
４８ 流路
９０ ターンテーブル（第二回転機構および第三回転機構の駆動部）
９６ 第一ターンテーブル（第二回転機構の駆動部）
９７ 第二ターンテーブル（第三回転機構の駆動部）
１００ 抗ＩｇＡ抗体（抗体の一種）
１０２ ＩｇＡ（抗原）

【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】

【図14】