特許 6863074 マイクロ流路チップ

(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】6863074

(24)【登録日】2021年4月5日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】マイクロ流路チップ

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/08 20060101AFI20210412BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20210412BHJP

   B01J 19/00 20060101ALI20210412BHJP

   B81B 7/02 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/08 A

   G01N37/00 101

   B01J19/00 321

   B81B7/02

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-102190(P2017-102190)

(22)【出願日】2017年5月24日

(65)【公開番号】特開2018-197694(P2018-197694A)

(43)【公開日】2018年12月13日

【審査請求日】2020年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100179213

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 未知子

(74)【代理人】

【識別番号】100170542

【弁理士】

【氏名又は名称】桝田 剛

(72)【発明者】

【氏名】長濱 正宗

【審査官】 長谷 潮

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１６−５１６５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１１１１４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００５０７４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第９９／００１７４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００１−５０２７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−００７５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２８０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９１２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００５７５８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第６７５９８４１（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３５／００−３７／００

Ｂ０１Ｊ １９／００

Ｂ８１Ｂ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１流体を収容するための第１流体空間と、前記第１流体空間に連通する第１マイクロ流路と、前記第１マイクロ流路に連通し、前記第１流体空間から前記第１マイクロ流路を介して導入される前記第１流体を反応させるための反応空間とを有する本体部と、
前記第１流体空間から前記第１流体を前記第１マイクロ流路へ送り出すように、前記第１流体空間内を移動可能な第１プランジャと、
前記本体部に対し着脱自在に固定されるカバーと
を備え、
前記本体部は、第１部材と、前記第１部材と異なる材料からなり、前記第１部材に結合された第２部材とを含み、
前記本体部は、前記第１流体と反応させる検体を前記反応空間へ導入するための導入口と、前記導入口に連通し、前記導入口を介して前記反応空間へ導入される前記検体を収容するための検体空間を有し、
前記検体空間は、前記本体部の上面において開口するとともに、側面及び底面を有する皿状に形成され、
前記導入口は、前記検体空間の前記底面に形成され、
前記カバーは、前記検体空間の開口を覆い、前記カバーにおける前記本体部と対向する面及び前記本体部における前記カバーと対向する面の一方に磁石が配置されており、他方に前記磁石に磁力により結合する要素が配置されている、
マイクロ流路チップ。

【請求項2】

前記磁石は、前記カバーにおける前記本体部と対向する面及び前記本体部における前記カバーと対向する面の一方に埋め込まれており、前記磁石に磁力により結合する要素は、他方に埋め込まれている、
請求項１に記載のマイクロ流路チップ。

【請求項3】

第１流体を収容するための第１流体空間と、前記第１流体空間に連通する第１マイクロ流路と、前記第１マイクロ流路に連通し、前記第１流体空間から前記第１マイクロ流路を介して導入される前記第１流体を反応させるための反応空間とを有する本体部と、
前記第１流体空間から前記第１流体を前記第１マイクロ流路へ送り出すように、前記第１流体空間内を移動可能な第１プランジャと、
前記本体部に対し着脱自在に固定されるカバーと
を備え、
前記本体部は、第１部材と、前記第１部材と異なる材料からなり、前記第１部材に結合された第２部材とを含み、
前記本体部は、前記第１流体と反応させる検体を前記反応空間へ導入するための導入口と、前記導入口に連通し、前記導入口を介して前記反応空間へ導入される前記検体を収容するための検体空間を有し、
前記検体空間は、前記本体部の上面において開口するとともに、側面及び底面を有する皿状に形成され、
前記導入口は、前記検体空間の前記底面に形成され、
前記カバーは、前記検体空間の開口を覆うように前記本体部に対しルアーフィッティング式又はねじ式に固定される、
マイクロ流路チップ。

【請求項4】

前記本体部において、前記検体空間の前記開口を形成する部位は、円筒状の部位であり、前記円筒状の部位の外周面には第１ねじ山が形成され、前記カバーにおいて前記外周面と対向する面には、前記第１ねじ山に螺合する第２ねじ山が形成される、
請求項３に記載のマイクロ流路チップ。

【請求項5】

第１流体を収容するための第１流体空間と、前記第１流体空間に連通する第１マイクロ流路と、前記第１マイクロ流路に連通し、前記第１流体空間から前記第１マイクロ流路を介して導入される前記第１流体を反応させるための反応空間とを有する本体部と、
前記第１流体空間から前記第１流体を前記第１マイクロ流路へ送り出すように、前記第１流体空間内を移動可能な第１プランジャと、
前記本体部に対し固定されるカバーと
を備え、
前記本体部は、第１部材と、前記第１部材と異なる材料からなり、前記第１部材に結合された第２部材とを含み、
前記本体部は、前記第１流体と反応させる検体を前記反応空間へ導入するための導入口と、前記導入口に連通し、前記導入口を介して前記反応空間へ導入される前記検体を収容するための検体空間を有し、
前記検体空間は、前記本体部の上面において開口するとともに、側面及び底面を有する皿状に形成され、
前記導入口は、前記検体空間の前記底面に形成され、
前記カバーは、前記検体空間の開口を覆うように前記本体部に対し固定されるセプタムである、
マイクロ流路チップ。

【請求項6】

前記検体空間の前記開口を規定する周縁部は、前記本体部の上面において上に立ち上がっており、前記セプタムは、前記立ち上がっている部分に固定されている、
請求項５に記載のマイクロ流路チップ。

【請求項7】

前記本体部は、第２流体を収容するための第２流体空間と、前記第２流体空間に連通する第２マイクロ流路とをさらに有し、
前記第２流体空間から前記第２流体を前記第２マイクロ流路を介して前記検体空間に送り出すことにより、前記検体空間から前記検体を前記反応空間に向かって押し出すように、前記第２空間内を移動可能な第２プランジャ
をさらに備え、
前記検体空間の側面には、前記第２マイクロ流路と連通する側面開口が形成される、
請求項１から６のいずれかに記載のマイクロ流路チップ。

【請求項8】

前記本体部は、第２流体を収容するための第２流体空間と、前記第２流体空間に連通する第２マイクロ流路とをさらに有し、
前記第２流体空間から前記第２流体を前記第２マイクロ流路を介して前記検体空間に送り出すことにより、前記検体空間から前記検体を前記反応空間に向かって押し出すように、前記第２空間内を移動可能な第２プランジャ
をさらに備え、
前記第１プランジャと前記第２プランジャとは、前記検体空間の開口側から見て重ならず、かつ互いに平行となるように配置されている、
請求項１から７のいずれかに記載のマイクロ流路チップ。

【請求項9】

前記本体部は、第２流体を収容するための第２流体空間と、前記第２流体空間に連通する第２マイクロ流路とをさらに有し、
前記第２流体空間から前記第２流体を前記第２マイクロ流路に送り出すことにより、前記第２流体空間から前記第２流体を前記反応空間に向かって押し出すように、前記第２空間内を移動可能な第２プランジャ
をさらに備え、
前記第１プランジャと前記第２プランジャとは、前記検体空間の開口側から見て重ならず、かつ互いに平行となるように配置されている、
請求項１から６のいずれかに記載のマイクロ流路チップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ流路チップに関する。

【背景技術】

【0002】

バイオメディカル分野や生化学分野等では、主として研究開発用途のため、マイクロ流路チップが使用されている。マイクロ流路チップとは、試薬等の流体が搬送されるマイクロ流路が形成されたデバイスであるが、多くの場合、マイクロ流路チップ自体には、流体を搬送する機能が備えられていない。そのため、例えば、流体を搬送するためのポンプを別途用意しなければならない（特許文献１等参照）。また、マイクロ流路チップを回転させることで、遠心力により流体を搬送する方法も提案されている（特許文献２，３等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−０１４５１２号公報

【特許文献2】特開２００９−３００４３３号公報

【特許文献3】特開２００８−２６８１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ポンプを別途用意する方法では、ポンプとマイクロ流路チップとの接続にチューブを使用しなければならず、これではデッドボリュームが大きくなり、さらには操作が複雑になる。また、遠心力により搬送する方法は、マイクロ流路の設計が複雑になり、設計の自由度が損なわれるという問題がある。また、その他にも、様々な特性の付与されたマイクロ流路チップが求められている。

【0005】

本発明は、簡単に流体を搬送することができ、様々な特性を有するマイクロ流路チップを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１観点に係るマイクロ流路チップは、本体部と、第１プランジャとを備える。前記本体部は、第１流体を収容するための第１流体空間と、前記第１流体空間に連通する第１マイクロ流路と、前記第１マイクロ流路に連通し、前記第１流体空間から前記第１マイクロ流路を介して導入される前記第１流体を反応させるための反応空間とを有する。前記第１プランジャは、前記第１流体空間から前記第１流体を前記第１マイクロ流路へ送り出すように、前記第１流体空間内を移動可能である。前記本体部は、第１部材と、前記第１部材と異なる材料からなり、前記第１部材に結合された第２部材とを含む。

【0007】

第２観点に係るマイクロ流路チップは、第１観点に係るマイクロ流路チップであって、前記第２部材は、前記第１部材よりも光透過性の高い材料からなる。前記第２部材は、前記反応空間を画定する側壁を少なくとも部分的に構成する。

【0008】

第３観点に係るマイクロ流路チップは、第１観点又は第２観点に係るマイクロ流路チップであって、前記第１部材と前記第２部材は、粘着シート層を介して貼着されている。

【0009】

第４観点に係るマイクロ流路チップは、第１観点から第３観点のいずれかに係るマイクロ流路チップであって、前記第１流体空間は、互いに分離された複数の空間を有し、前記第１プランジャは、前記複数の空間内にそれぞれ配置される複数のプランジャを有する。

【0010】

第５観点に係るマイクロ流路チップは、第１観点から第４観点のいずれかに係るマイクロ流路チップであって、前記第１流体と反応させる検体を前記反応空間へ導入するための導入口をさらに有する。

【0011】

第６観点に係るマイクロ流路チップは、第５観点に係るマイクロ流路チップであって、前記本体部は、前記導入口に連通し、前記導入口を介して前記反応空間へ導入される前記検体を収容するための検体空間をさらに有する。

【0012】

第７観点に係るマイクロ流路チップは、第６観点に係るマイクロ流路チップであって、前記検体空間を覆うように前記本体部に対し着脱自在に固定されるカバーをさらに備える。

【0013】

第８観点に係るマイクロ流路チップは、第７観点に係るマイクロ流路チップであって、前記カバーにおける前記本体部と対向する面及び前記本体部における前記カバーと対向する面の一方に磁石が配置されており、他方に前記磁石に磁力により結合する要素が配置されている。

【0014】

第９観点に係るマイクロ流路チップは、第７観点に係るマイクロ流路チップであって、前記カバーは、前記本体部に対しルアーフィッティング式又はねじ式に固定される。

【0015】

第１０観点に係るマイクロ流路チップは、第６観点に係るマイクロ流路チップであって、前記検体空間を覆うように前記本体部に対し固定されるセプタムをさらに備える。

【0016】

第１１観点に係るマイクロ流路チップは、第６観点から第１０観点に係るマイクロ流路チップであって、第２プランジャをさらに備える。前記本体部は、第２流体を収容するための第２流体空間と、前記第２流体空間及び前記検体空間に連通する第２マイクロ流路とをさらに有する。前記第２プランジャは、前記第２流体を前記第２流体空間から前記第２マイクロ流路を介して前記検体空間に送り出すことにより、前記検体空間から前記検体を前記反応空間に向かって押し出すように、前記第２空間内を移動可能である。

【0017】

第１２観点に係るマイクロ流路チップは、第１観点から第１１観点のいずれかに係るマイクロ流路チップであって、前記本体部は、前記反応空間に連通する第３マイクロ流路と、前記第３マイクロ流路に連通し、前記反応空間から前記第３マイクロ流路を介して前記第１流体を回収するための回収空間とをさらに有する。

【0018】

第１３観点に係るマイクロ流路チップは、第１観点から第１２観点のいずれかに係るマイクロ流路チップであって、栓をさらに備える。前記栓は、前記第１流体空間から前記第１マイクロ流路への前記第１流体の流れをブロックするブロック状態を形成し、前記ブロック状態を解除可能である。

【発明の効果】

【0019】

第１観点によれば、試液等の第１流体を収容するための第１流体空間と、第１流体空間から第１流体を送り出す第１プランジャが提供される。すなわち、第１流体空間及び第１プランジャからなるシリンジが提供されるため、当該シリンジの操作により第１流体を送り出すことが可能になる。従って、簡易な構成で流体を搬送することができる。

【0020】

また、第１観点によれば、本体部は、第１部材と、第１部材と異なる材料からなり、第１部材に結合された第２部材とを含む。これにより、例えば、マイクロ流路チップの成形性や、マイクロ流路チップ内に形成される反応空間を観察する際の視認性を高める等、マイクロ流路チップに様々な特性を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係るマイクロ流路チップ及びこれに接続される周辺装置の構成を示す図。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。

【図4】変形例に係る横断面図。

【図5】別の変形例に係る横断面図。

【図6】さらに別の変形例に係る横断面図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るマイクロ流路チップについて説明する。

【0023】

＜１．マイクロ流路チップの構成＞
図１に、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１及びこれに接続される周辺装置の構成を示す。同図においては、マイクロ流路チップ１の平面図が示されており、マイクロ流路チップ１の内部に形成されているマイクロ流路Ｌ１〜Ｌ６等の各部の位置関係も示されている。図２及び図３は、それぞれ図１のＩＩ−ＩＩ線断面図及びＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【0024】

図１〜図３に示される通り、マイクロ流路チップ１は、概ね立方体形状のブロック状に構成されている本体部１０を有する。本体部１０の内部には、微細な管路であるマイクロ流路Ｌ１〜Ｌ６が形成されているとともに、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ６に連通する様々な空間Ｓ１〜Ｓ６が形成されている。より具体的には、複数の（本実施形態では、３つの）流体空間Ｓ１〜Ｓ３、検体空間Ｓ４、反応空間Ｓ５及び回収空間Ｓ６が形成されており、いずれの空間Ｓ１〜Ｓ６も、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ６に比べてサイズの大きい開けた空間である。なお、ここでいうサイズとは、後述される流体の移動する方向に垂直な平面（図２及び図３の上下方向であり、鉛直方向に平行な面）内での面積である。特にサイズは限定されないが、空間Ｓ１〜Ｓ６のサイズは、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ６のサイズの３倍以上、より好ましくは、１０倍以上とすることができる。また、５０倍以上、１００倍以上とすることもできる。

【0025】

マイクロ流路チップ１は、これに限定されないが、バイオメディカル分野や生化学分野等において、主として研究開発用途で使用される。また、マイクロ流路チップ１は、ＰＯＣＴ（臨床現場即時検査）において使用することもできる。この場合、典型的には、以上の流体空間Ｓ１，Ｓ２には、試薬が収容され、検体空間Ｓ４には、試薬により検査される血液や尿等の検体が収容される。なお、試薬及び検体は、いずれも通常液体であるが、勿論、気体であってもよい。反応空間Ｓ５は、試薬と検体とを混合し、反応させる空間である。回収空間Ｓ６は、反応後の試薬及び検体を回収し、少なくとも一時的に溜めておく空間である。

【0026】

流体空間Ｓ１は、マイクロ流路Ｌ１に連通しており、さらにマイクロ流路Ｌ１は、反応空間Ｓ５に連通している。すなわち、流体空間Ｓ１は、マイクロ流路Ｌ１を介して反応空間Ｓ５に連通している。流体空間Ｓ２は、マイクロ流路Ｌ２に連通しており、さらにマイクロ流路Ｌ２は、反応空間Ｓ５に連通している。すなわち、流体空間Ｓ２は、マイクロ流路Ｌ２を介して反応空間Ｓ５に連通している。反応空間Ｓ５は、マイクロ流路Ｌ５に連通しており、さらにマイクロ流路Ｌ５は、回収空間Ｓ６に連通している。すなわち、反応空間Ｓ５は、マイクロ流路Ｌ５を介して回収空間Ｓ６に連通している。回収空間Ｓ６は、マイクロ流路Ｌ６に連通しており、マイクロ流路Ｌ６は、本体部１０の側面１０ｂまで延び、外部空間に連通している。

【0027】

流体空間Ｓ３は、マイクロ流路Ｌ３に連通しており、さらにマイクロ流路Ｌ３は、検体空間Ｓ４に連通している。すなわち、流体空間Ｓ３は、マイクロ流路Ｌ３を介して検体空間Ｓ４に連通している。検体空間Ｓ４は、マイクロ流路Ｌ４に連通しており、さらにマイクロ流路Ｌ４は、反応空間Ｓ５に連通している。すなわち、検体空間Ｓ４は、マイクロ流路Ｌ４を介して反応空間Ｓ５に連通している。流体空間Ｓ３には、典型的には、検体空間Ｓ４からマイクロ流路Ｌ４を介して検体を反応空間Ｓ５へ押し出すための流体、好ましくは試薬及び検体と反応しない不活性な流体が収容される。例えば、流体空間Ｓ３には、空気が収容される。なお、ここでいう「不活性」とは、必ずしも試薬及び検体と完全に反応しないことを意味するのではなく、検体の試験を妨げない程度に試薬及び検体と反応しないことを意味する。

【0028】

流体空間Ｓ１〜Ｓ３は、筒状の、本実施形態では円筒状の空間であり、中心軸方向に沿って一端側が本体部１０の側面１０ａに達している。言い換えると、流体空間Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれ本体部１０の側面１０ａに形成される開口４５〜４７を介して、外部空間に連通している。一方、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ３は、本体部１０の側面１０ａと反対側の端部において、流体空間Ｓ１〜Ｓ３に連通している。

【0029】

流体空間Ｓ１〜Ｓ３には、それぞれプランジャ２１〜２３が挿入されている。プランジャ２１〜２３は、それぞれ流体空間Ｓ１〜Ｓ３の中心軸方向に沿って、流体空間Ｓ１〜Ｓ３内を往復移動可能に構成されている。プランジャ２１〜２３が内側に向かって押されたとき、それぞれ流体空間Ｓ１〜Ｓ３内の流体は、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ３へと送り出される。すなわち、マイクロ流路チップ１においては、流体空間Ｓ１〜Ｓ３とプランジャ２１〜２３とにより、複数の（本実施形態では、３つの）「シリンジ」が形成されている。これらのシリンジは、流体空間Ｓ１〜Ｓ３内の流体を搬送する機能を実現する。

【0030】

プランジャ２１〜２３は、それぞれ軸体２１ａ〜２３ａを有するとともに、軸体２１ａ〜２３ａの内側の先端部においてガスケット２１ｂ〜２３ｂを有する。ガスケット２１ｂ〜２３ｂは、それぞれ流体空間Ｓ１〜Ｓ３の側壁に対し滑らかに摺動するとともに、流体空間Ｓ１〜Ｓ３の気密性を保持することができる。そのため、ガスケット２１ｂ〜２３ｂは、典型的には、ゴム材料、より好ましくは、抽出成分の少ないブチルゴムから構成することができる。また、プランジャ２１〜２３の摺動性を向上させるために、流体空間Ｓ１〜Ｓ３の側壁及びガスケット２１ｂ〜２３ｂの側面の少なくとも一方に、シリコーングリース等の潤滑剤を塗布しておくことが好ましい。

【0031】

プランジャ２１〜２３は、手動で移動させることも可能であるが、本実施形態では、コンピュータ３により制御される駆動装置２に連結されている。コンピュータ３は、駆動装置２を介してプランジャ２１〜２３の動作を独立して制御することができる。より具体的には、コンピュータ３は、プランジャ２１〜２３の移動量、ひいては、流体空間Ｓ１〜Ｓ３から送出される各種流体の流速を自在に制御することができる。コンピュータ３は、例えば、ＣＰＵ等の制御部、記憶装置、入力装置及び表示装置を備える汎用のパーソナルコンピュータとして実現され、操作者は、入力装置を介してプランジャ２１〜２３の移動量、すなわちマイクロ流路チップ１内を流れる各種流体の流速を設定することができる。記憶装置には、以上の動作を制御部に実行させるための専用のプログラムがインストールされている。

【0032】

駆動装置２の具体的な構成は、プランジャ２１〜２３を流体空間Ｓ１〜Ｓ３内で往復移動させることができる限り、特に限定されない。このような機械的動作を実現する方法は様々知られているため、ここでは詳細な説明を省略するが、一例を挙げると、ステッピングモーターを用いて実現することができる。この場合、例えば、回転運動を直線運動に変換可能な適当な機構を介して、ステッピングモーターのシャフトにプランジャ２１〜２３の軸体２１ａ〜２３ａを連結すればよい。

【0033】

以上のとおり、マイクロ流路チップ１においては、流体を収容するための流体空間Ｓ１〜Ｓ３と、流体空間Ｓ１〜Ｓ３から流体を送り出すためのプランジャ２１〜２３とが提供される。すなわち、流体空間Ｓ１〜Ｓ３及びプランジャ２１〜２３からなるシリンジが提供されるため、当該シリンジの操作より、流体空間Ｓ１〜Ｓ３内の流体を送り出すことが可能になる。従って、簡易な構成で容易に流体を搬送することができる。

【0034】

検体空間Ｓ４は、本実施形態では、本体部１０の上面１０ｃに形成される「皿」１２により画定される。検体空間Ｓ４を画定する皿１２の側面には、マイクロ流路Ｌ３に連通する開口４８が形成されている。また、検体空間Ｓ４を画定する皿１２の底面には、マイクロ流路Ｌ４に連通し、マイクロ流路Ｌ４を介して検体空間Ｓ４内の検体を反応空間Ｓ５へ導入するための導入口３０が形成されている。以上より、プランジャ２３が流体空間Ｓ３内で押されると、流体空間Ｓ３内の流体がマイクロ流路Ｌ３を介して検体空間Ｓ４内に押し出される。このとき、検体空間Ｓ４内の検体は、こうして検体空間Ｓ４内に流入した流体により導入口３０を介してマイクロ流路Ｌ４に押し出され、最終的にはマイクロ流路Ｌ４を介して反応空間Ｓ５まで搬送される。

【0035】

本体部１０には、検体空間Ｓ４を覆う着脱自在のカバー７０を配置することができる。これにより、カバー７０を開くことで、検体空間Ｓ４内に検体を収容できるとともに、収容後は、検体空間Ｓ４内の検体が外気に触れることを抑制し、また、検体空間Ｓ４内にゴミ等が入り込むことを防止することができる。

【0036】

なお、本実施形態では、図１に示すとおり、マイクロ流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４は互いに合流した後、反応空間Ｓ５に達する。そのため、本実施形態では、流体空間Ｓ１，Ｓ２及び検体空間Ｓ４から送り出される試薬及び検体は、反応空間Ｓ５に達する前にいくらか混合され得る。しかしながら、これらのマイクロ流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４を、反応空間Ｓ５に達する前の経路においては合流せず、反応空間Ｓ５において初めて合流するように構成することもできる。

【0037】

マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ３の経路上においては、それぞれ本体部１０の上面１０ｃに達する開口４１〜４３が形成されており、開口４１〜４３には、それぞれマイクロ流路Ｌ１〜Ｌ３内における流体の流れをブロックするための栓４１ａ〜４３ａが挿入されている。上述したとおり、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ３は、流体が収容される空間Ｓ１〜Ｓ３に比べてサイズが小さいため、流体の流れが阻止されるように構成されていない場合には、毛細管現象により徐々に流体が移動し得る。栓４１ａ〜４３ａは、これを防止するために設けられており、マイクロ流路チップ１を用いた検体の試験時に適宜取り外され、流体の流れがブロックされるブロック状態を解除することができる。勿論、栓４１ａ〜４３ａを外した後、再度栓４１ａ〜４３ａを開口４１〜４３に嵌め込むことにより、再度ブロック状態を形成し、適宜、流体の流れを停止させることもできる。

【0038】

同様に、マイクロ流路Ｌ６の経路上にも、本体部１０の側面１０ｂに達する開口４４が形成されており、開口４４には、マイクロ流路Ｌ６内における流体の流れをブロックするための栓４４ａが挿入されている。栓４４ａも、着脱自在である。

【0039】

栓４１ａ〜４４ａの材料は、特に限定されず、例えば、金属、樹脂、ゴム、ガラス等の任意の材料から選択することができる。なお、量産性の観点からは、金属又は樹脂が選択されることが好ましい。また、耐腐食性の高いものが選択されることが好ましく、金属であれば、ＳＵＳ３０４等が好ましい。樹脂であれば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等が好ましい。

【0040】

また、回収空間Ｓ６には、本体部１０の上面１０ｃに達する開口４９が形成されている。この開口４９は、プランジャ２１〜２３が押されたときに、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ６及び空間Ｓ１〜Ｓ６内の圧力を調整するための空気孔である。開口４９にも、試験の開始前においては、栓を挿入しておくこともできる。

【0041】

本実施形態では、本体部１０は、図２及び図３に示されるように、上下に２つのパーツ、より具体的には、下側の第１部材５１と上側の第２部材５２とを結合することにより製造される。反応空間Ｓ５及び回収空間Ｓ６は、第１部材５１に形成されており、第１部材５１の上面において開口しており、当該開口は第２部材５２により閉じられる（ただし、第２部材５２に形成されている開口４９を除く）。また、検体空間Ｓ４は、第１部材５１及び第２部材に形成されており、第２部材５２の上面において開口しており、当該開口は上述したカバー７０により閉じられる。流体空間Ｓ１〜Ｓ３は、第１部材５１に形成されており、第１部材５１の上面に達していない。マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ５は、主として第１部材５１の上面において開口しつつ当該上面に沿って形成されており、流体空間Ｓ１〜Ｓ３との連結部分の近傍で下方に向かうように延びている。マイクロ流路Ｌ６は、第１部材５１において側面１０ｂに形成されており、第１部材５１の上面に達していない。

【0042】

本実施形態では、以上のような構成の第１部材５１及び第２部材５２を用いてマイクロ流路チップ１を形成することにより、内部に複雑な空洞のパターンが形成される本体部１０を、比較的容易に製造することができる。

【0043】

第１部材５１及び第２部材５２の材料は、特に限定されないが、好ましくは、樹脂、ガラス、ＰＤＭＳ（ジメチルポリシロキサン）、ゴム等から選択することができる。また、反応空間Ｓ５内における反応は観察の対象となり得るため、第１部材５１及び第２部材５２は、かかる反応の光学検出を容易にするべく、透明性の高い材料から構成されることが好ましい。かかる観点からは、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等の樹脂材料が好ましく選択される。このうち、特にＣＯＰは、光透過性に優れており、好ましい。ただし、一般に、光透過性の高い樹脂材料は、コスト高となる。ところで、反応空間Ｓ５内の反応を光学検出する観点からは、少なくとも反応空間Ｓ５を画定する側壁を構成する部分のうち、観察される部分の透明性が高ければよい。従って、本実施形態では、第１部材５１及び第２部材５２が、異なる材料から構成される。より具体的には、上側からの観察を想定して、上側の第２部材５２が、第１部材５１よりも光透過性の高い材料から構成される。例えば、第２部材５２をＣＯＰで構成し、第１部材５１をＰＭＭＡで構成することができる。なお、勿論、第１部材５１及び第２部材５２を異なる材料とする場合、異なる種類の樹脂どうしを結合するだけでなく、樹脂とゴム、樹脂とガラス、ゴムとガラス等の組み合わせも可能である。

【0044】

第１部材５１及び第２部材５２が樹脂材料から製造される場合においては、これらの部材５１，５２は、例えば、射出成形により容易に製造することができる。なお、この場合、空気孔となる開口４９や、開口４１〜４４、マイクロ流路Ｌ１〜Ｌ６の一部等は、射出成形時に同時に形成するのではなく、切削で追加工することもできる。

【0045】

第１部材５１と第２部材５２との結合方法も、特に限定されないが、本実施形態では、両部材５１，５２は、接着剤により形成される粘着シート層６０を介して貼着される。この方法は、第１部材５１と第２部材５２とが異なる材料から構成される場合において、両部材５１，５２の接着性を容易に確保できる点で優れる。接着剤としては、透明で、抽出成分の少ないものが好ましく、例えば、スリーエム社製のアクリル系粘着剤転写テープ９９６９を選択することができる。第１部材５１と第２部材５２とを同じ材料から構成する場合には、両部材５１，５２の結合面を融点まで加温した上で両部材５１，５２を押圧することにより熱融着させる方法も、好ましく選択することができる。

【0046】

＜２．マイクロ流路チップの使用方法＞
以下、マイクロ流路チップ１の使用方法の一例について説明するが、マイクロ流路チップ１の使用方法はこれに限定されない。

【0047】

まず、マイクロ流路チップ１を用意して、栓４１ａ，４２ａを取り外し、プランジャ２１，２２を引きながら、開口４１，４２を介して試薬を流体空間Ｓ１，Ｓ２内に注入する。このとき、ガスケット２１ｂ，２２ｂは流体空間Ｓ１，Ｓ２内に残したままとする。その後、再度栓４１ａ，４２ａによりマイクロ流路Ｌ１，Ｌ２をブロックする。或いは、プランジャ２１，２２を流体空間Ｓ１，Ｓ２から取り外し、開口４５，４６を介して流体空間Ｓ１，Ｓ２内に試薬を注入することもできる。なお、予め試薬が収容されているマイクロ流路チップ１を用意することもできる。

【0048】

また、同様に、栓４３ａを取り外し、プランジャ２３を引いて、流体空間Ｓ３内に開口４３を介して十分な量の空気を充填する。このとき、ガスケット２３ｂは流体空間Ｓ３内に残したままとする。空気の充填後、栓４３ａを開口４３に挿入する。ただし、栓４３ａは、開口４３を介してマイクロ流路Ｌ３が外部空間と連通しない程度に挿入するが、マイクロ流路Ｌ３をブロックする程には挿入しない。

【0049】

次に、プランジャ２１〜２３の軸体２１ａ〜２３ａを駆動装置２に連結する。さらに、カバー７０を開き、検体空間Ｓ４内に検体を収容する。検体とは、例えば、血液や尿等の生体由来成分である。また、検体の収容後、カバー７０を閉じ、検体空間Ｓ４を外部空間から遮断する。

【0050】

続いて、栓４１ａ，４２ａを緩める。より正確には、マイクロ流路Ｌ１，Ｌ２はブロックされないが、開口４１，４２を介してマイクロ流路Ｌ１，Ｌ２が外部空間と連通しない程度に、栓４１ａ，４２ａが挿入された状態とする。また、開口４９に栓が取り付けられていた場合には、これを取り外し、空気孔を介して回収空間Ｓ６を外部空間に連通させる。

【0051】

以上の準備が終わると、コンピュータ３を操作して駆動装置２を駆動する。これにより、プランジャ２１〜２３が適当な速度で適当な距離だけ前進させられる。このときのプランジャ２１〜２３の前進速度及び前進距離は、互いに独立して制御され、その結果、適当な量の試液及び検体が反応空間Ｓ５に搬送される。プランジャ２１〜２３は、同時に駆動されてもよいし、順番に駆動されてもよい。試液は、流体空間Ｓ１，Ｓ２からマイクロ流路Ｌ１，Ｌ２を通って反応空間Ｓ５に到達する。一方、検体は、流体空間Ｓ３から検体空間Ｓ４内に押し出された空気に押されて、マイクロ流路Ｌ４を通って反応空間Ｓ５に到達する。

【0052】

反応空間Ｓ５では、これらの流体及び検体が混合され、反応（化学反応及び生化学反応を含む）を開始する。そして、外部からこの様子を光学顕微鏡等の実験観察器具を用いて又は裸眼で観察し、検体の変化を検出する。反応が完了し、観察も終了した後は、コンピュータ３を操作して駆動装置２を駆動し、プランジャ２３を前進させる。これにより、反応空間Ｓ５内に空気を送り込み、かかる空気で反応後の流体を回収空間Ｓ６に押し出す。

【0053】

さらにその後、必要であれば、検体空間Ｓ４内に新たな検体を収容し、再度同様の試験を繰り返すことができる。なお、流体空間Ｓ３に予め空気ではなく洗浄液を収容しておけば、或いは、試験後に洗浄液を導入すれば、１回の試験が終わった後にマイクロ流路Ｌ４、検体空間Ｓ４及び反応空間Ｓ５を洗浄することができ、次の試験をクリーンな状態で行うことができる。同様に、流体空間Ｓ１，Ｓ２の一方に予め洗浄液を収容しておいた場合、或いは、試験後に洗浄液を導入する場合にも、次の試験をよりクリーンな状態で行うことができる。

【0054】

試験が終了した後は、マイクロ流路チップ１をそのまま廃棄することもできるが、回収空間Ｓ６内に溜められた流体を除去した後に、マイクロ流路チップ１を廃棄することもできる。後者の場合には、栓４４ａを取り外し、さらにプランジャ２３を前進させることで、回収空間Ｓ６内に溜められた流体をマイクロ流路Ｌ６を介して外部空間に押し出すようにすればよい。なお、このとき、開口４９を栓等により塞いでおくことが好ましい。

【0055】

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

【0056】

＜３−１＞
検体空間Ｓ４を省略することもできる。この場合、例えば、反応空間Ｓ５において、検体と試薬とを反応させるのではなく、試薬と試薬を混合し、これらを反応させることができる。また、検体空間Ｓ４を省略し、検体を反応空間Ｓ５に直接収容することもできる。この場合、例えば、反応空間Ｓ５に開閉自在なカバーを設け、これを開くことで形成される導入口を介して反応空間Ｓ５に検体を収容し、その後カバーを閉じ、検体の反応を開始させることができる。或いは、反応空間Ｓ５に連通する導入口３０を、反応空間Ｓ５を画定する本体部１０の側壁に設け、当該導入口３０を介して検体を反応空間Ｓ５に導入することもできる。

【0057】

＜３−２＞
マイクロ流路Ｌ６を省略することもできる。この場合、回収空間Ｓ６内に反応後の流体を残したまま、マイクロ流路チップ１を廃棄することができる。また、マイクロ流路Ｌ６に加え、回収空間Ｓ６を省略し、代わりにマイクロ流路Ｌ５を外部空間に連通させることもできる。この態様は、繰り返し試験を行わない場合に適する。また、マイクロ流路Ｌ５，Ｌ６及び回収空間Ｓ６を全て省略することもできる。この場合、反応後の流体を反応空間Ｓ５に残したまま、マイクロ流路チップ１を廃棄することができる。

【0058】

＜３−３＞
流体空間及びプランジャからなるシリンジの数は、上述したものに限られず、１つであってもよいし、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、このようなシリンジから送り出される流体は、上述した試薬や検体を押し出すための不活性な流体に限らず、例えば、洗浄液であってもよい。シリンジに収容される流体の種類は、マイクロ流路チップ１の使用目的に応じて、適宜選択される。

【0059】

＜３−４＞
上記実施形態では、本体部１０は、２つの部材５１，５２から構成されたが、３つ以上の部材を結合することにより構成することもできる。勿論、１つの部材から構成することもできる。

【0060】

＜３−５＞
反応空間Ｓ５の数は、上述したものに限られず、複数設けられていてもよい。回収空間Ｓ６についても、同様である。

【0061】

＜３−６＞
検体空間Ｓ４を覆うカバー７０を、本体部１０に対して着脱自在に固定することができる。検体空間Ｓ４はカバー７０に覆われることにより、外部空間から遮断される。この場合、例えば、図４に示すように、カバー７０における本体部１０と対向する面に要素７１を配置し、本体部１０におけるカバー７０と対向する面に要素７２を配置し、要素７１，７２の一方を磁石とし、他方をこの磁石に磁力により結合する要素とすることができる。要素７１，７２は、両方を磁石とすることができる。また、このとき、要素７１，７２は、それぞれカバー７０及び本体部１０に埋め込むように配置することが好ましい。

【0062】

また、別の例を挙げると、カバー７０を、本体部１０に対しねじ式又はルアーフィッティング式に着脱自在に固定することができる。このように、カバー７０と本体部１０とを螺号式により固定することができる。この場合、例えば、図５に示すように、本体部１０において検体空間Ｓ４の上部開口を形成する部位を円筒部位７５とし、円筒部位７５の外周面にねじ山を形成してもよい。そして、カバー７０において円筒部位７５の外周面と対向する面に、円筒部位７５のねじ山に螺号するねじ山を形成することができる。

【0063】

＜３−７＞
図６に示すように、検体空間Ｓ４を覆うように本体部１０に対し固定されるカバー７０としてのセプタムを設けることができる。検体空間Ｓ４はセプタムに覆われることにより、外部空間から遮断される。この場合、検体が収容されたシリンジを用意し、シリンジの針をセプタムに刺通することにより、検体を検体空間Ｓ４に注入することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ マイクロ流路チップ
１０ 本体部
２１，２２ プランジャ（第１プランジャ）
２３ プランジャ（第２プランジャ）
３０ 導入口
４１ａ〜４４ａ 栓
５１ 第１部材
５２ 第２部材
６０ 粘着シート層
７０ カバー
Ｓ１，Ｓ２ 流体空間（第１流体空間）
Ｓ３ 流体空間（第２流体空間）
Ｓ４ 検体空間
Ｓ５ 反応空間
Ｓ６ 回収空間
Ｌ１，Ｌ２ マイクロ流路（第１マイクロ流路）
Ｌ３ マイクロ流路（第２マイクロ流路）
Ｌ４ マイクロ流路
Ｌ５ マイクロ流路（第３マイクロ流路）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】