特許 6583913 微細流路デバイス及び測定方法

(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】6583913

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】微細流路デバイス及び測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/65 20060101AFI20190919BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/65

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-177331(P2015-177331)

(22)【出願日】2015年9月9日

(65)【公開番号】特開2017-53702(P2017-53702A)

(43)【公開日】2017年3月16日

【審査請求日】2018年7月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】501061319

【氏名又は名称】学校法人 東洋大学

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(72)【発明者】

【氏名】竹井 弘之

(72)【発明者】

【氏名】志賀 諒太

【審査官】 伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１４４７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２７６５４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１６５４００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２８３５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９８０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１４２１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７−２１／７４

Ｇ０１Ｎ ３３／４８−３３／９８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＰｕｂＭｅｄ

Ｓｃｏｐｕｓ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を流す微細流路を備え、前記流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する際に用いられる微細流路デバイスであって、
所定方向に沿って延びる中空部が形成される管部材と、
前記中空部に嵌合される嵌合部材と、を備え、
前記嵌合部材を覆っている前記管部材の少なくともラマン分光測定部分は、透明な部材で形成され、
前記嵌合部材の外周部には、前記管部材の内周部との間に前記微細流路を形成する微細溝が設けられており、
前記微細溝の溝内面には、表面増強ラマン分光測定用金属ナノ粒子が形成される
ことを特徴とする微細流路デバイス。

【請求項2】

前記管部材は、中空チューブである
ことを特徴とする請求項１記載の微細流路デバイス。

【請求項3】

前記嵌合部材の外周部には、前記微細溝が螺旋状に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の微細流路デバイス。

【請求項4】

前記微細溝の断面形状は、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コの字状の何れか、又は、それらの組合せである
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の微細流路デバイス。

【請求項5】

前記嵌合部材は、前記微細溝の溝底部に固定される微小部材を更に備え、
前記金属ナノ粒子は、前記微小部材の外表面に形成される
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の微細流路デバイス。

【請求項6】

流体を流す微細流路を備える微細流路デバイスを用いて、前記流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する工程を含み、
前記微細流路デバイスは、
所定方向に沿って延びる中空部が形成される管部材と、
前記中空部に嵌合される嵌合部材と、を備え、
前記嵌合部材を覆っている前記管部材の少なくともラマン分光測定部分は、透明な部材で形成され、
前記嵌合部材の外周部には、前記管部材の内周部との間に前記微細流路を形成する微細溝が形成されており、
前記微細溝の溝内面には、表面増強ラマン分光測定用金属ナノ粒子が形成される
ことを特徴とする測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体を流す微細流路を備え、前記流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する際に用いられる微細流路デバイス及び測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）に代表されるクロマトグラフィーの分野では、流体に含まれる物質を同定することが重要であり、この物質を同定するための手法として、表面増強ラマン分光法（ＳＥＲＳ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）が注目されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

表面増強ラマン分光法では、流体を搬送する流路の内面に形成した表面増強ラマン分光測定用金属ナノ粒子（以下、金属ナノ粒子として適宜説明する）に励起光を照射して、この金属ナノ粒子から発光するラマン散乱光を測定する。そして、測定したラマン散乱光を解析することにより、物質を同定することができる。

【0004】

ここで、流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する場合、流体を搬送する流路の直径が大きいと、流体に含まれる物質が、流路の内面に形成した金属ナノ粒子と接触しにくくなるため、流路の直径を１００μｍ程度に設定した微細流路を形成した微細流路デバイスを用いた手法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１４２５４６号公報

【特許文献2】特開２０１５−０１４５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来技術には、次のような問題があった。従来技術に係る微細流路デバイスは、透明な基板の内部に微細溝を形成するとともに、この微細溝の溝内面に金属ナノ粒子を形成する加工処理を経て製造される。このような微細で特殊な加工処理を必要とする微細流路デバイスは、非常に高価なものとなっていた。このため、コストを抑制した微細流路デバイスが望まれていた。

【0007】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、コストを抑制した微細流路デバイス及び測定方法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】

本発明の第１の特徴は、流体を流す微細流路を備え、前記流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する際に用いられる微細流路デバイスであって、所定方向に沿って延びる中空部が形成される管部材と、前記中空部に嵌合される嵌合部材と、を備え、前記嵌合部材を覆っている前記管部材の少なくともラマン分光測定部分は、透明な部材で形成され、前記嵌合部材の外周部には、前記管部材の内周部との間に前記微細流路を形成する微細溝が設けられており、前記微細溝の溝内面には、表面増強ラマン分光測定用金属ナノ粒子が形成されることを要旨とする。

【0009】

本発明の第２の特徴は、上記特徴に係り、前記管部材は、中空チューブであることを要旨とする。

【0010】

本発明の第３の特徴は、上記特徴に係り、前記嵌合部材の外周部には、前記微細溝が螺旋状に形成されていることを要旨とする。

【0011】

本発明の第４の特徴は、上記特徴に係り、前記微細溝の断面形状は、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コの字状の何れか、又は、それらの組合せであることを要旨とする。

【0012】

本発明の第５の特徴は、上記特徴に係り、前記嵌合部材は、前記微細溝の溝底部に固定される微小部材を更に備え、前記金属ナノ粒子は、前記微小部材の外表面に形成されることを要旨とする。

【0013】

本発明の第６の特徴は、流体を流す微細流路を備える微細流路デバイスを用いて、前記流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する工程を含み、前記微細流路デバイスは、所定方向に沿って延びる中空部が形成される管部材と、前記中空部に嵌合される嵌合部材と、を備え、前記嵌合部材を覆っている前記管部材の少なくともラマン分光測定部分は、透明な部材で形成され、前記嵌合部材の外周部には、前記管部材の内周部との間に前記微細流路を形成する微細溝が設けられており、前記微細溝の溝内面には、表面増強ラマン分光測定用金属ナノ粒子が形成されることを要旨とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、コストを抑制した微細流路デバイス及び測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る測定システムの構成を示す概略構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る微細流路デバイスの拡大断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る微細流路デバイスの拡大断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。

【図5】本発明の第１実施形態に係る測定システムによって測定されたラマンスペクトルの一例を示すグラフである。

【図6】（ａ）本発明の変形例に係る嵌合部材を示す説明図である。（ｂ）本発明の変形例に係る嵌合部材を示す説明図である。

【図7】（ａ）本発明の第１実施形態に係る嵌合部材の他の例を示す説明図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る嵌合部材の他の例を示す説明図である。

【図8】（ａ）本発明の第１実施形態に係る嵌合部材の他の例を示す説明図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る嵌合部材の他の例を示す説明図である。（ｃ）本発明の第１実施形態に係る嵌合部材の他の例を示す説明図である。

【図9】（ａ）本発明の第１実施形態に係る嵌合部材の他の例を示す説明図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る嵌合部材の他の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0017】

［本発明の第１実施形態］
（測定システム１の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る測定システム１の概略構成図である。本発明の第１実施形態に係る測定システム１は、フロー系において、流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により同定する。

【0018】

図１に示すように、第１実施形態に係る測定システム１は、供給機１０と、搬送管２０，３０と、微細流路デバイス１００と、発光器４０と、受光器５０とを備える。

【0019】

供給機１０は、フロー系の一部として、検体となる物質を含む流体を供給する。搬送管２０，３０は、中空状の管であり、流体を搬送する。微細流路デバイス１００は、搬送管２０，３０の間において、搬送管２０，３０を連結するように配置されている。

【0020】

発光器４０は、微細流路デバイス１００に励起光Ｌ１を照射し、受光器５０は、励起光Ｌ１によって発光するラマン散乱光Ｌ２を受光する。受光器５０によって受光されたラマン散乱光Ｌ２は、ラマンスペクトルとして解析される。なお、測定システム１は、分光器や解析装置などの他の機器（不図示）も備えているが、ここでは詳細な説明を省略する。

【0021】

（微細流路デバイス１００の構成）
次に、微細流路デバイス１００の構成について説明する。図２は、微細流路デバイス１００の中心軸Ａｘに沿った断面図である。なお、本実施形態では、図２に示すように、中心軸Ａｘに沿ったＸ方向と、中心軸Ａｘに直交するＹ方向とを規定する。図３は、図２における微細流路デバイス１００の一部を拡大した拡大断面図である。

【0022】

微細流路デバイス１００は、流体を流す微細流路を備え、流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する際に用いられる。

【0023】

図２に示すように、微細流路デバイス１００は、所定方向に沿って延びる中空部１１１が形成される管部材１１０と、中空部１１１に嵌合される嵌合部材１２０と、を備える。すなわち、管部材１１０は、嵌合部材１２０を覆っている。なお、所定方向とは、流体の搬送方向であり、本実施形態では、微細流路デバイス１００の中心軸Ａｘに沿ったＸ方向である。

【0024】

本実施形態では、管部材１１０の少なくともラマン分光測定部分１１０Ｘは、透明な部材で形成される。ラマン分光測定部分１１０Ｘは、励起光Ｌ１及び散乱光Ｌ２が透過する部分である。ラマン分光測定部分１１０Ｘのサイズは、励起光Ｌ１を照射できるとともに、ラマン散乱光Ｌ２を受光できれば、特に制限はない。例えば、ラマン分光測定部分１１０Ｘのサイズは、中心軸Ａｘに直交するＹ方向に沿って見た場合に、一辺２ｍｍ×２ｍｍ以上（４ｍｍ^２以上）、もしくは、直径２ｍｍ以上としてもよい。なお、管部材１１０の全体が、透明な部材で形成されていてもよいことは無論である。

【0025】

管部材１１０のラマン分光測定部分１１０Ｘの素材となる透明な部材は、一般に、表面増強ラマン分光法に使用される波長において透明な部材である。例えば、管部材１１０には、ガラス、プラスチックやシリコーンなどの樹脂、及び他の任意の部材を使用してもよい。なお、本実施形態において「透明」とは、波長が３８０ｎｍから２０００ｎｍの波長帯域の特定波長の光に対して透過率が５０％以上であることを意味している。管部材１１０のラマン分光測定部分１１０Ｘの光透過率は、８０％以上であることが更に好ましい。また、管部材１１０のラマン分光測定部分１１０Ｘの光透過率は、その厚みを増減することで調節してもよい。

【0026】

本実施形態では、管部材１１０は、中空チューブである。例えば、管部材１１０は、シリコーンなどの弾性部材からなる円筒状の中空チューブである。

【0027】

嵌合部材１２０は、管部材１１０の中空部１１１に嵌合される。嵌合部材１２０の外周部１２０ａには、管部材１１０の内周部１１０ａとの間に微細流路を形成する微細溝１２１が設けられている。

【0028】

具体的に、微細溝１２１によって形成される外側端部１２３が管部材１１０の内周部１１０ａに接することで、微細溝１２１と管部材１１０との間の隙間空間に微細流路が形成される。なお、微細溝１２１が微細流路を構成するとも言い換えることができる。微細溝１２１は、嵌合部材１２０のＸ方向の一方から他方に連続する。これにより、微細流路が、嵌合部材１２０のＸ方向の両側に連通する。

【0029】

本実施形態では、嵌合部材１２０の外周部１２０ａには、微細溝１２１が螺旋状に形成されている。具体的に、微細溝１２１は、外周部１２０ａにおいて、中心軸Ａｘを中心とした螺旋状に延びている。

【0030】

また、図３に示すように、微細溝１２１の延在方向に直交する方向において、微細溝１２１の断面形状は、Ｖ字形状である。微細溝１２１の溝幅Ｗｇは、１０μｍ〜１ｍｍの範囲であることが好ましい。微細溝１２１の溝深さＤｇは、１０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。また、微細溝１２１の延在方向に直交する方向において、微細溝１２１の断面積は、１００μｍ^２〜０．１ｍｍ^２の範囲であることが好ましい。

【0031】

ここで、より安価に構成するという観点から、嵌合部材１２０には、規格に規定されるネジ（所謂、雄ネジ）を使用することが好ましい。なお、規格は、使用される地域に有効な産業規格によって定められており、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）やＩＳＯ（国際標準化機構）に規定される規格などである。

【0032】

例えば、微細流路デバイス１００では、内径Ｄ１１０が３ｍｍの管部材１１０を使用した場合、嵌合部材１２０にＭ３のネジを使用してもよい。なお、管部材１１０の材料として弾性部材を用いた場合、管部材１１０は、中心軸Ａｘに直交するＹ方向に伸張可能である。このため、嵌合部材１２０の直径Ｄ１２０は、管部材１１０の内径Ｄ１１０に対して、例えば５〜１０％程度大きくてもよい。

【0033】

嵌合部材１２０の素材には、鉄鋼材、特殊鋼材、ステンレス鋼材、アルミ、チタン、樹脂等の材料を適用できる。

【0034】

嵌合部材１２０は、管部材１１０の中空部１１１に嵌合した状態で固定されている。本実施形態では、嵌合部材１２０は、管部材１１０の中空部１１１にねじ込まれることにより、管部材１１０の中空部１１１に固定されている。

【0035】

微細溝１２１の溝内面１２２には、表面増強ラマン分光測定用金属ナノ粒子Ｍ（以下、金属ナノ粒子Ｍとして適宜説明する）が形成される。金属ナノ粒子Ｍを構成する金属は、例えば、金、銀、白金等の貴金属である。また、金属ナノ粒子Ｍを形成する手法としては、例えば、次の手法を適用できる。

【0036】

まず、嵌合部材１２０の溝内面１２２に粒径が５０〜５００ｎｍのシリカナノ粒子を吸着させる。シリカナノ粒子を吸着させる方法は、嵌合部材１２０の材料によって適宜可能であるが、例えば、真空蒸着又はメッキ法により、金薄膜を嵌合部材１２０の溝内面１２２に形成した後に、シリカナノ粒子を吸着させてもよい。これにより、シリカナノ粒子を容易に吸着できる。

【0037】

次に、真空蒸着法により、厚さ５〜５００ｎｍの金又は銀をシリカナノ粒子の一部に帽子状にコーティングすることにより、嵌合部材１２０の溝内面１２２に貴金属帽子状ナノ粒子を形成する。

【0038】

上述の例では、金属ナノ粒子Ｍとして、貴金属帽子状ナノ粒子を形成する手法を例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、金属ナノ粒子Ｍは、貴金属で構成されたナノ粒子そのものを嵌合部材１２０の溝内面１２２に吸着させることで形成してもよい。

【0039】

また、上述のようにして金属ナノ粒子Ｍを形成した嵌合部材１２０を、管部材１１０の中空部１１１に嵌合させることによって、微細溝１２１と管部材１１０との間の隙間空間に微細流路が形成された微細流路デバイス１００を製造できる。

【0040】

（測定方法）
次に、測定システム１を用いた測定方法について説明する。図４は、測定方法を示すフローチャートである。

【0041】

ステップＳ１０において、測定システム１を準備する。具体的に、供給機１０に対して、搬送管２０と、微細流路デバイス１００と、搬送管３０とを連結する。

【0042】

ステップＳ２０において、微細流路デバイス１００を用いて、流体に含まれる物質を表面増強ラマン分光法により測定する。具体的に、測定システム１では、供給機１０から供給される流体が、搬送管２０、微細流路デバイス１００、搬送管３０を介して、搬送される。

【0043】

このとき、微細流路デバイス１００では、流体が、嵌合部材１２０に設けられる微細溝１２１に沿って、嵌合部材１２０の外周部１２０ａを螺旋状に流れる。

【0044】

そして、発光器４０から放射された励起光Ｌ１が、管部材１１０を介して、微細流路デバイス１００に形成される金属ナノ粒子Ｍに照射されると、ラマン散乱光Ｌ２が、受光器５０によって検出される。受光器５０によって検出されたラマン散乱光Ｌ２は、分光器（不図示）などによってラマンスペクトルとして検出される。測定システム１では、検出されたラマンスペクトルを解析することで、流体に含まれる物質を同定する。

【0045】

（作用及び効果）
以上のように、本発明の第１実施形態に係る微細流路デバイス１００は、管部材１１０と嵌合部材１２０とを備える。嵌合部材１２０の外周部１２０ａには、管部材１１０の内周部１１０ａとの間に微細流路を形成する微細溝１２１が形成されている。また、微細溝１２１の溝内面１２２には、表面増強ラマン分光測定用金属ナノ粒子Ｍが形成される。

【0046】

すなわち、微細流路デバイス１００では、管部材１１０と嵌合部材１２０とが別体であり、嵌合部材１２０の微細溝１２１の溝内面１２２に金属ナノ粒子Ｍが形成される。

【0047】

かかる微細流路デバイス１００によれば、管部材１１０の中空部１１１に嵌合部材１２０を嵌合すれば、金属ナノ粒子Ｍを溝内面１２２に形成した微細流路を容易に形成できる。これにより、従来技術のように、基板の内部に微細溝を形成することや、この微細溝の溝内面に金属ナノ粒子を形成するといった特殊な加工処理も不要になるため、容易に製造できるとともに、微細流路デバイス１００を安価に製造できる。

【0048】

このように、本実施形態に係る微細流路デバイス１００によれば、コストを抑制した微細流路デバイス１００を提供できる。

【0049】

また、管部材１１０には、流体を流す際に一般的に用いられている管部材を適用できる。例えば、管部材１１０には、搬送管２０及び搬送管３０を適用することもできる。このため、微細流路デバイス１００を製造する際のコストを一層抑制できる。

【0050】

更に、管部材１１０の中空部１１１に嵌合部材１２０を嵌合すれば、管部材１１０の内部に微細流路を形成できる。これにより、従来技術のように板状の基板と、搬送管２０及び搬送管３０などの他の管部材とを連結する場合に比べて、より隙間なく連結できるため、連結部分において流体の漏れが発生する等の問題を防止できる。また、流体を流すフロー系の一部に微細流路デバイス１００を組み込み易くなり、フロー系を構築しやすくなる。

【0051】

また、本実施形態では、嵌合部材１２０の外周部１２０ａには、微細溝１２１が螺旋状に形成されている。これにより、嵌合部材１２０を管部材１１０の中空部１１１にねじ込みやすくなる。すなわち、嵌合部材１２０を管部材１１０に取り付け易くなるため、微細流路デバイス１００が製造しやすくなる。

【0052】

［実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

【0053】

ここで、実施例では、測定システム１を用いて、微細流路デバイス１００に流体を流す前の第１状態と、微細流路デバイス１００に流体を流している間の第２状態とを測定し、それぞれの測定結果を比較することとした。

【0054】

まず、第１状態の微細流路デバイス１００として、参照モデル分子を付着させた嵌合部材１２０を有する微細流路デバイス１００を作成した。参照モデル分子としては、トランス１，２ビス４ピリジルエチレン（通称、ＢＰＥ）を用いた。具体的に、嵌合部材１２０をＢＰＥの１ｍＭ溶液に浸漬し、その後、嵌合部材１２０を洗浄乾燥させた。また、乾燥後の嵌合部材１２０を、管部材１１０に嵌合させることで、微細流路デバイス１００を作成した。

【0055】

そして、第１状態の微細流路デバイス１００を、表面増強ラマン分光法によって測定した。

【0056】

次に、第１状態の微細流路デバイス１００に対して、対象モデル分子を含む流体を流しながら、第２状態の微細流路デバイス１００を測定した。具体的に、対象モデル分子であるｐ−アミノチオフェノール（通称、ＰＡＴＰ）の１ｍＭ溶液を、流体として流しながら、表面増強ラマン分光法によってリアルタイムで測定した。

【0057】

図５には、測定システム１を用いて測定した測定結果を示すグラフが示されている。図５の縦軸はラマン信号強度を示し、横軸はラマンシフト（ｃｍ−１）を示す。

【0058】

図５において、データＸ１は、微細流路デバイス１００に流体を流さずに、参照モデル分子を付着させた第１状態の微細流路デバイス１００を用いて、ラマンスペクトルを測定したデータである。

【0059】

一方、図５において、データＸ２は、対象モデル分子であるＰＡＴＰの１ｍＭ溶液を流体として流した第２状態の微細流路デバイス１００を用いて、ラマンスペクトルをリアルタイムで測定したデータである。

【0060】

図５に示すように、データＸ１に見られたピークが、データＸ２では減少しており、データＸ１〜Ｘ２間のピークの変化を確認できる。特に、データＸ２では、ＰＡＴＰの特徴である１０７３ｃｍ−１付近のピークが検出できていることから、流体に含まれる物質をリアルタイムに測定できることが確認できた。

【0061】

［変形例］
次に、上述した第１実施形態の変形例について説明する。上述した第１実施形態では、嵌合部材１２０の溝内面１２２に金属ナノ粒子Ｍが形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、嵌合部材１２０は、微細溝１２１の溝底部１２２ｂに固定される微小部材１３２を更に備え、金属ナノ粒子Ｍが、微小部材１３２の表面１３２ａに形成されていてもよい。

【0062】

具体的に、図６（ａ）に示すように、微小部材１３２は、微細溝１２１の一部に形成される穴部１３１に埋め込まれることで、微細溝１２１の溝底部１２２ｂに固定されていてもよい。また、微小部材１３２は、微細溝１２１の一部に所定間隔を設けて複数配置されていてもよい。

【0063】

微小部材１３２は、嵌合部材１２０を貫通する構成であってもよい。また、微小部材１３２の固定方法は、接着剤を用いて固定してもよいし、穴部１３１に形成した雌ネジに、微小部材１３２に形成した雄ネジを締め込むことによって固定してもよい。

【0064】

なお、微小部材１３２の形状は、円柱、四角柱、三角柱など、何れの柱状であってもよい。また、微小部材１３２の形状は、図６（ｂ）に示すように、球状であってもよい。

【0065】

また、微小部材１３２は、紐状であってもよい。この場合、紐状の微小部材１３２は、微細溝１２１の溝底部１２２ｂに沿って固定した状態で配置される。

【0066】

以上のように、嵌合部材１２０は、金属ナノ粒子Ｍを形成した微小部材１３２を別体で作成した上で、微細溝１２１に取り付ける構成であってもよい。

【0067】

これにより、微小部材１３２に金属ナノ粒子Ｍをより確実に形成した上で、微細溝１２１に取り付けることができるので、金属ナノ粒子Ｍをより確実に形成した嵌合部材１２０を作成できる。よって、表面増強ラマン分光法を用いた測定方法により、ラマン散乱光Ｌ２をより確実に発光させることができ、この結果、測定精度を向上することができる。

【0068】

［本発明のその他の実施形態］
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。

【0069】

例えば、上述した第１実施形態では、微細溝１２１の断面形状は、Ｖ字形状である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、微細溝１２１の断面形状は、コの字状、又は、Ｕ字形状あってもよい。すなわち、微細溝１２１の断面形状は、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コの字状の何れであってもよい。又は、それらの組合せであってもよい。すなわち、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コの字状の内の２つ以上を組合せた構成であってもよい。

【0070】

例えば、微細溝１２１の断面形状が、コの字状、又は、Ｕ字形状である場合、Ｖ字形状に比べて、溝底部１２２ｂに底面を広く確保でき、この底面に金属ナノ粒子Ｍを形成できる。このため、発光器４０から放出させる励起光Ｌ１が、金属ナノ粒子Ｍに照射されやすくなり、ラマン散乱光Ｌ２がより発光しやすくなる。

【0071】

また、嵌合部材１２０の形状や微細溝１２１の形状は、様々な形状を適用できる。例えば、図８（ａ）に示すように、嵌合部材１２０が、円柱形状であって、嵌合部材１２０の外周部１２０ａに、中心軸Ａｘに沿って延びる微細溝１２１が形成されていてもよい。また、図８（ｂ）に示すように、嵌合部材１２０が、円錐形状であって、嵌合部材１２０の外周部１２０ａに、中心軸Ａｘに沿って延びる微細溝１２１が形成されていてもよい。また、図８（ｃ）に示すように、嵌合部材１２０が、卵形形状であって、嵌合部材１２０の外周部１２０ａに、中心軸Ａｘに沿って延びる微細溝１２１が形成されていてもよい。

【0072】

或いは、図９（ａ）に示すように、嵌合部材１２０は、中空部１２５を有する筒形状であって、嵌合部材１２０の外周部１２０ａの一部において、両端が中空部１２５に連通する微細溝１２１が形成される構成であってもよい。また、図９（ｂ）に示すように、嵌合部材１２０の外周部１２０ａに形成される微細溝１２１が、溝断面積が所定面積の第１微細溝１２１ａと、溝断面積が所定面積よりも小さい第２微細溝１２１ｂとによって構成されていてもよい。なお、第１微細溝１２１ａの溝断面積は、０．０１ｍｍ^２〜１０ｍｍ^２であり、第２微細溝１２１ｂの溝断面積は、１００μｍ^２〜０．１ｍｍ^２であることが好ましい。

【0073】

図９（ａ）〜（ｂ）に示す嵌合部材１２０によれば、溝面積の小さい微細溝１２１及び第２微細溝１２１ｂを、嵌合部材１２０の外周部１２０ａの一部にのみ形成するので、全部にわたって形成する場合に比べて、流体を搬送する際の流路抵抗を抑制することができる。

【0074】

また、例えば、上述の実施形態では、管部材１１０の中空部１１１において、嵌合部材１２０が嵌合によってねじ込まれることで固定されていたが、これに限定されるものではない。例えば、嵌合部材１２０は、接着剤によって、管部材１１０の中空部１１１に固定されていてもよい。或いは、管部材１１０の外側から、管部材１１０と嵌合部材１２０とを挟み込む挟込部材を更に備えることで、嵌合部材１２０を固定してもよい。

【0075】

また、例えば、嵌合部材１２０を管部材１１０に嵌合する作業効率を高める観点から、嵌合部材１２０は、嵌合部材１２０のＸ方向の端部（端面）において、ドライバーなどの工具でねじ込むためのマイナス（−）溝又はプラス（＋）溝が形成されていてもよい。

【0076】

このように、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明の微細流路デバイス及び測定方法は、流体に含まれる物質のリアルタイムモニタリング等に適用することができる。

【符号の説明】

【0078】

１…測定システム
１０…供給機
２０，３０…搬送管
１００…微細流路デバイス
１１０…管部材
１１０ａ…内周部
１１１…中空部
１２０…嵌合部材
１２０ａ…外周部
１２１…微細溝
１２２…溝内面
１２２ｂ…溝底部
１２３…外側端部
１２５…中空部
１３１…穴部
１３２…微小部材
Ｍ…金属ナノ粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】