6983089 マイクロ流路チップ及びその製造方法

(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】6983089

(24)【登録日】2021年11月25日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】マイクロ流路チップ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/447 20060101AFI20211206BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20211206BHJP

   G01N 35/08 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/447 331E

   G01N37/00 101

   G01N27/447 335A

   G01N27/447 331K

   G01N35/08 A

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-44457(P2018-44457)

(22)【出願日】2018年3月12日

(65)【公開番号】特開2019-158520(P2019-158520A)

(43)【公開日】2019年9月19日

【審査請求日】2021年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000252300

【氏名又は名称】富士フイルム和光純薬株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002141

【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 竜雄

(72)【発明者】

【氏名】横山 和則

(72)【発明者】

【氏名】薬丸 康介

(72)【発明者】

【氏名】新井 進

【審査官】 黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０６０１８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３２７６３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−４７６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３３８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６６９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２２２８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／４４７

Ｇ０１Ｎ ３７／００

Ｇ０１Ｎ ３５／０８

Ｇ０１Ｎ ３３／５６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の試薬導入部と、
流路溝からなり、複数の前記試薬導入部どうしを接続する泳動用流路と、を備え、
前記泳動用流路の少なくとも１箇所に、当該泳動用流路における他の部位とは異なる溝深さを有するように形成された泳動時間調整領域が設けられているマイクロ流路チップ。

【請求項2】

複数の前記試薬導入部が、それぞれ電極が挿入される第一電極挿入部、第二電極挿入部、及び第三電極挿入部を含み、
前記泳動用流路が、前記第一電極挿入部と前記第二電極挿入部とを接続する主流路に、導入ゾーン、検体濃縮ゾーン、及び検体分離ゾーンをその順に有するとともに、前記主流路における前記検体分離ゾーンの上流側に副流路を介して前記第三電極挿入部が接続されており、
前記泳動時間調整領域が、前記導入ゾーン、前記検体濃縮ゾーン、前記検体分離ゾーン、及び前記副流路のいずれか１箇所以上に設けられている請求項１に記載のマイクロ流路チップ。

【請求項3】

前記泳動時間調整領域が、前記導入ゾーン又は前記検体濃縮ゾーンと、前記検体分離ゾーン又は前記副流路と、のそれぞれに設けられている請求項２に記載のマイクロ流路チップ。

【請求項4】

前記泳動時間調整領域は、前記他の部位よりも浅い溝深さを有する領域である請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロ流路チップ。

【請求項5】

所望の泳動用流路の形状に対応する形状の線状突起を有する成形型を用いて、所定深さの流路溝からなる前記泳動用流路を備えるマイクロ流路チップを作製するチップ作製工程と、
前記チップ作製工程で作製された前記マイクロ流路チップを用いて前記泳動用流路で所定の検体の電気泳動を行い、泳動時間を測定する泳動時間測定工程と、
前記泳動時間測定工程で取得された実泳動時間が予め定められた基準時間から外れている場合に、前記線状突起の少なくとも一部の領域における高さを調整する突起高さ調整工程と、
を含むマイクロ流路チップの製造方法。

【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及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えば医薬品工業等の分野において、マイクロ流路チップの開発が進められている。マイクロ流路チップは、マイクロチャネル（マイクロキャビティ）とマイクロ流路とを備え、微小空間において微量試料の化学反応や分離・分析等を行うために用いられている。例えば微量試料の分離・分析を行うための１つの方法として、キャピラリー電気泳動法が挙げられる。かかる用途に利用可能なマイクロ流路チップは、複数の試薬導入部（上述したマイクロチャネル）と、流路溝からなり複数の試薬導入部どうしを接続する泳動用流路（上述したマイクロ流路）とを備える。

【0003】

成形型を用いた樹脂成形加工技術により流路溝を有するプラスチック基板を作製し、それにプラスチックフィルムを貼り合わせてマイクロ流路チップを製造することが、国際公開第２０１２／０６０１８６号（特許文献１）に開示されている。このようなマイクロ流路チップでは、流路溝の深さは、泳動用流路の部位（位置）によらずに一定とされることが多かった。

【0004】

マイクロ流路チップの泳動用流路で所定の検体の電気泳動を行う場合、分析精度を高める観点からは、検体が泳動用流路中の所定地点に到達するまでの泳動時間が予め定められた基準時間の範囲内に収まっていることが好ましい場合がある。このような場合において、実際の泳動時間が基準時間から外れている場合には、基準時間の範囲内に収まるように泳動時間の調整を行うことが好ましいと言えるが、そのための具体的方策に関する記載・示唆は、特許文献１には一切存在しなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１２／０６０１８６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

泳動用流路を有するマイクロ流路チップにおいて、泳動時間の調整を容易に行えるようにすることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るマイクロ流路チップは、
複数の試薬導入部と、
流路溝からなり、複数の前記試薬導入部どうしを接続する泳動用流路と、を備え、
前記泳動用流路の少なくとも１箇所に、当該泳動用流路における他の部位とは異なる溝深さを有するように形成された泳動時間調整領域が設けられている。

【0008】

この構成によれば、泳動用流路における少なくとも１箇所の部位の流路溝の溝深さを異ならせるだけで、泳動用流路の平面視形状（流路長さや流路幅）を変更することなく、泳動時間の調整を容易に行うことができる。

【0009】

以下、本発明の好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。

【0010】

一態様として、
複数の前記試薬導入部が、それぞれ電極が挿入される第一電極挿入部、第二電極挿入部、及び第三電極挿入部を含み、
前記泳動用流路が、前記第一電極挿入部と前記第二電極挿入部とを接続する主流路に、導入ゾーン、検体濃縮ゾーン、及び検体分離ゾーンをその順に有するとともに、前記主流路における前記検体分離ゾーンの上流側に副流路を介して前記第三電極挿入部が接続されており、
前記泳動時間調整領域が、前記導入ゾーン、前記検体濃縮ゾーン、前記検体分離ゾーン、及び前記副流路のいずれか１箇所以上に設けられていることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、泳動用流路を流れる検体が、検体濃縮ゾーンで濃縮されてから検体分離ゾーンで分離されるので、微量の検体であっても高精度に分析を行うことができる。また、泳動時間調整領域の設置個所を導入ゾーン、検体濃縮ゾーン、検体分離ゾーン、及び副流路のいずれか１箇所以上とすることで、泳動時間の調整を適切に行うことができる。この場合において、泳動時間調整領域の設置個所を導入ゾーン、検体濃縮ゾーン、検体分離ゾーン、及び副流路のいずれか２箇所以上としても良く、このようにすれば、泳動用流路における異なるエリアの泳動時間をそれぞれ調整することができる。

【0012】

一態様として、
前記泳動時間調整領域が、前記導入ゾーン又は前記検体濃縮ゾーンと、前記検体分離ゾーン又は前記副流路と、のそれぞれに設けられていることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、検体が検体分離ゾーンに到達するまでの泳動時間と、検体が検体分離ゾーンを泳動する泳動時間とを、それぞれ調整することができる。

【0014】

一態様として、
前記泳動時間調整領域は、前記他の部位よりも浅い溝深さを有する領域であることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、例えば成形型を用いた樹脂成形加工技術により流路溝を有するマイクロ流路チップを作製する場合に、成形型の一部を切削又は研磨することによって流路溝の溝深さを浅くでき、これにより、泳動時間の調整を容易に行うことができる。

【0016】

本発明に係るマイクロ流路チップの製造方法は、
所望の泳動用流路の形状に対応する形状の線状突起を有する成形型を用いて、所定深さの流路溝からなる前記泳動用流路を備えるマイクロ流路チップを作製するチップ作製工程と、
前記チップ作製工程で作製された前記マイクロ流路チップを用いて前記泳動用流路で所定の検体の電気泳動を行い、泳動時間を測定する泳動時間測定工程と、
前記泳動時間測定工程で取得された実泳動時間が予め定められた基準時間から外れている場合に、前記線状突起の少なくとも一部の領域における高さを調整する突起高さ調整工程と、
を含む。

【0017】

この構成によれば、チップ作製工程において、線状突起を有する成形型を用いて、所望形状の泳動用流路を有するマイクロ流路チップを作製することができる。その後、泳動時間測定工程を実行し、実泳動時間が予め定められた基準時間から外れていた場合には、突起高さ調整工程において、成形型の線状突起の少なくとも一部の領域における高さを調整する。すると、次のチップ作製工程で、流路溝からなる泳動用流路の少なくとも１箇所に、当該泳動用流路における他の部位とは異なる溝深さを有する領域を設けることができる。そして、その溝深さの異なる領域において、検体の泳動時間が調整されることになる。このように、既存の成形型を利用しつつ線状突起の突出高さを微調整するだけで、泳動時間の調整を容易に行うことができる。よって、泳動時間が予め定められた基準時間の範囲内に収まる均質なマイクロ流路チップを容易に得ることができる。

【0018】

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係るマイクロ流路チップの断面図

【図2】泳動用流路の模式図

【図3】マイクロ流路チップの製造手順を示すフローチャート

【図4】チップ作製工程の一局面を示す模式図

【図5】チップ作製工程の一局面を示す模式図

【図6】最初のチップ作製工程後に得られるマイクロ流路チップの断面図

【図7】突起高さ調整工程の一局面を示す模式図

【図8】再度のチップ作製工程の一局面を示す模式図

【図9】再度のチップ作製工程後に得られるマイクロ流路チップの断面図

【発明を実施するための形態】

【0020】

マイクロ流路チップ及びその製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のマイクロ流路チップ１は、図１に示すように、樹脂基板１０と、この樹脂基板１０に接合される樹脂フィルム２０とを備えている。樹脂基板１０における樹脂フィルム２０との接合面に流路溝１１が形成されており、樹脂フィルム２０で覆われた状態の流路溝１１によって泳動用流路１５が形成されている。

【0021】

樹脂基板１０を構成する樹脂は、耐熱性及び透明性に優れたものを適宜選択することができる。樹脂基板１０は、例えばポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選択される樹脂で構成することができる。

【0022】

樹脂基板１０は、一方の面に流路溝１１を有する。本実施形態では、流路溝１１は分岐を有するように構成されている。流路溝１１は、例えば、幅が１ｍｍ以下で、かつ、深さが０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であって良い。このようにすれば、微小なスケールでの実験等を行うことができる。流路溝１１の一部は、樹脂基板１０を貫通して他方の面に開口しており、当該開口を介して試薬導入部１２や廃液貯留部１４（図２を参照）に連通している。

【0023】

樹脂基板１０の外形形状及びサイズは、ハンドリング性や分析適合性（分析手法及び分析装置への適合性）等を考慮して適宜設定することができる。例えば四角形（正方形又は長方形）であれば、例えば一辺１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。樹脂基板１０の外形形状は、その他の多角形、円形、又は楕円形等であっても良い。

【0024】

樹脂基板１０は、成形型５（図４等を参照）を用いた樹脂成形加工技術によって作製することができる。樹脂基板１０は、例えば射出成形、トランスファー成形、又は押出成形によって作製することができる。好ましくは、射出成形によって樹脂基板１０を作製することができる。

【0025】

樹脂フィルム２０を構成する樹脂は、耐熱性及び透明性に優れたものを適宜選択することができる。樹脂フィルム２０は、例えばポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選択される樹脂で構成することができる。なお、樹脂フィルム２０を構成する樹脂は、樹脂基板１０を構成する樹脂と同じ樹脂であっても良いし、異なる樹脂であっても良い。

【0026】

樹脂フィルム２０の厚みは、特に限定されないが、例えば０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。０．０１ｍｍ以上であることにより、接合時にシワ等が発生しにくく、十分に流路溝１１を密閉することができる。また、１ｍｍ以下であることにより、樹脂基板１０の凹凸への良好な追随性を得ることができる。

【0027】

樹脂基板１０と樹脂フィルム２０とは、樹脂基板１０における流路溝１１が形成された面と、樹脂フィルム２０の一方の面とが接するように積層されている。樹脂フィルム２０は、流路溝１１を覆うように樹脂基板１０に接合されている。こうして、樹脂基板１０と樹脂フィルム２０との間に、流路溝１１からなるマイクロ流路（泳動用流路１５）が形成される。このようなマイクロ流路チップ１は、例えばキャピラリー電気泳動等の化学分析用のマイクロ分析チップとして、好適に用いることができる。

【0028】

一例として、腫瘍マーカーの分析用のマイクロ流路チップ１における泳動用流路１５を模式化したものを図２に示す。これらの図に示すように、マイクロ流路チップ１は、複数の試薬導入部１２と、複数の試薬導入部１２どうしを接続する泳動用流路１５とを備えている。本実施形態では、マイクロ流路チップ１は６つの試薬導入部１２を備えている。以下では、それらを区別せずに言及する場合には「試薬導入部１２」と総称し、それらについて特に区別して言及する場合には、図２の表示に即して符号「１２Ａ」〜「１２Ｆ」を付して説明するものとする。

【0029】

試薬導入部１２は、筒状（例えば円筒状）の貯留槽として構成されている。試薬導入部１２は、樹脂基板１０における樹脂フィルム２０との接合面とは反対側の面から突出するように設けられている。また、複数の試薬導入部１２が、平面視で長方形状の樹脂基板１０の長辺に沿って、等間隔で１列に並ぶように整列されている。

【0030】

試薬導入部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｆは、電気泳動用の緩衝液を導入するための部位である。試薬導入部１２Ｄは、第一標識抗体液（例えば、ＤＮＡ標識された腫瘍マーカー用抗体を含む液）を導入するための部位である。試薬導入部１２Ｃ，１２Ｅは、検体である腫瘍マーカーと第二標識抗体液（例えば、蛍光標識された腫瘍マーカー用抗体を含む液）との免疫反応液を導入するための部位である。

【0031】

複数の試薬導入部１２のうちの一部（本例では、いずれも緩衝液が導入される試薬導入部１２Ａ、試薬導入部１２Ｂ、及び試薬導入部１２Ｆの計３つ）は、それぞれ電極が挿入される電極挿入部１３となっている。本実施形態では、試薬導入部１２Ｂにより第一電極挿入部１３Ａが構成され、試薬導入部１２Ｆにより第二電極挿入部１３Ｂが構成され、試薬導入部１２Ａにより第三電極挿入部１３Ｃが構成されている。なお、本実施形態では、第一電極挿入部１３Ａ及び第三電極挿入部１３Ｃには陰極が挿入され、第二電極挿入部１３Ｂに陽極が挿入される。そして、これらの電極挿入部１３どうしを接続するように泳動用流路１５が設けられている。泳動用流路１５は、主流路１５Ａと、当該主流路１５Ａに接続された副流路１５Ｂとを含む。

【0032】

主流路１５Ａは、第一電極挿入部１３Ａである試薬導入部１２Ｂと、第二電極挿入部１３Ｂである試薬導入部１２Ｆとを接続する流路である。副流路１５Ｂは、第三電極挿入部１３Ｃである試薬導入部１２Ａと、主流路１５Ａひいては第二電極挿入部１３Ｂである試薬導入部１２Ｆとを接続する流路である。また、試薬導入部１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅが、それぞれ接続流路を介して主流路１５Ａに接続されている。主流路１５Ａにおける第一電極挿入部１３Ａ側（試薬導入部１２Ｂ側）を「上流側」と定義し、第二電極挿入部１３Ｂ側（試薬導入部１２Ｆ側）を「下流側」と定義すると、上流側から下流側に向かって、試薬導入部１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｃ，１２Ａの順に接続されている。

【0033】

マイクロ流路チップ１は、複数の廃液貯留部１４を備えている。本実施形態では、マイクロ流路チップ１は４つの廃液貯留部１４を備えている。以下では、それらを区別せずに言及する場合には「廃液貯留部１４」と総称し、それらについて特に区別して言及する場合には、図２の表示に即して符号「１４Ａ」〜「１４Ｄ」を付して説明するものとする。

【0034】

廃液貯留部１４は、筒状（例えば円筒状）の貯留槽として構成されている。廃液貯留部１４は、樹脂基板１０における樹脂フィルム２０との接合面とは反対側の面から突出するように設けられている。また、複数の廃液貯留部１４が、等間隔で１列に並ぶように整列されて、複数の試薬導入部１２の列と平行に配置されている。

【0035】

廃液貯留部１４Ａ，１４Ｂは、試薬導入部１２Ｃ，１２Ｅからそれぞれ導入される免疫反応液のうちの余剰分を貯留するための部位（廃液だめ）である。廃液貯留部１４Ｃは、試薬導入部１２Ｂから導入される緩衝液のうちの余剰分を貯留するための部位（廃液だめ）である。廃液貯留部１４Ｄは、試薬導入部１２Ｄから導入される第一標識抗体液のうちの余剰分を貯留するための部位（廃液だめ）である。

【0036】

廃液貯留部１４Ａ〜１４Ｄは、それぞれ接続流路を介して主流路１５Ａに接続されている。これらは、上流側から下流側に向かって、廃液貯留部１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｂ，１４Ａの順に接続されている。より具体的には、廃液貯留部１４Ｃは、試薬導入部１２Ｂよりも下流側であって試薬導入部１２Ｄよりも上流側の位置で主流路１５Ａに接続されている。廃液貯留部１４Ｄは、試薬導入部１２Ｄよりも下流側であって試薬導入部１２Ｅよりも上流側の位置で主流路１５Ａに接続されている。廃液貯留部１４Ｂは、試薬導入部１２Ｅよりも下流側であって試薬導入部１２Ｃよりも上流側の位置で主流路１５Ａに接続されている。廃液貯留部１４Ａは、試薬導入部１２Ｃよりも下流側であって試薬導入部１２Ａよりも上流側の位置で主流路１５Ａに接続されている。

【0037】

本実施形態の泳動用流路１５は、主流路１５Ａに、導入ゾーンＺ１、検体濃縮ゾーンＺ２、及び検体分離ゾーンＺ３を有する。これらは、上流側から下流側に向かって、導入ゾーンＺ１、検体濃縮ゾーンＺ２、及び検体分離ゾーンＺ３の順に設けられている。導入ゾーンＺ１は、電気泳動用の緩衝液を各種の試薬よりも上流側から導入するゾーンであり、試薬導入部１２Ｂから廃液貯留部１４Ｃにかけて設けられている。検体濃縮ゾーンＺ２は、免疫反応と等速電気泳動（isotachophoresis；ＩＴＰ）とを利用して、検体である腫瘍マーカーを濃縮するゾーンであり、試薬導入部１２Ｅから廃液貯留部１４Ａにかけて設けられている。等速電気泳動を行う場合には、第一電極挿入部１３Ａ（試薬導入部１２Ｂ）と第二電極挿入部１３Ｂ（試薬導入部１２Ｆ）との間に電圧を印加する。検体分離ゾーンＺ３は、キャピラリーゾーン電気泳動（capillary zone electrophoresis；ＣＺＥ）を利用して検体である腫瘍マーカーを他の成分から分離するゾーンであり、試薬導入部１２Ａから試薬導入部１２Ｆにかけて設けられている。キャピラリーゾーン電気泳動を行う場合には、第三電極挿入部１３Ｃ（試薬導入部１２Ａ）と第二電極挿入部１３Ｂ（試薬導入部１２Ｆ）との間に電圧を印加する。

【0038】

また、泳動用流路１５は、主流路１５Ａにおける検体分離ゾーンＺ３の下流側に、検出ゾーンＺ４をさらに有する。検出ゾーンＺ４は、主流路１５Ａを泳動してきた検体を検出するゾーンであり、分析装置に装填された状態で、当該分析装置に具備された光検出部に対向するように設けられる。本実施形態の光検出部は、蛍光を検出可能に構成されている。

【0039】

また、泳動用流路１５は、副流路１５Ｂに、副流路ゾーンＺ５をさらに有する。

【0040】

このような構成のマイクロ流路チップ１では、以下のようにして、検体である腫瘍マーカーの分析を行うことができる。各試薬の導入後、第一電極挿入部１３Ａと第二電極挿入部１３Ｂとの間に電圧を印加すると、検体濃縮ゾーンＺ２において、等速電気泳動の原理に従い、第一標識抗体（ＤＮＡ標識された腫瘍マーカー用抗体）が第一電極挿入部１３Ａの方向に移動する。その後、腫瘍マーカーと第一標識抗体と第二標識抗体（蛍光標識された腫瘍マーカー用抗体）との免疫複合体が形成され、当該複合体が第二電極挿入部１３Ｂの方向に移動して検体分離ゾーンＺ３に到達する。本実施形態では、電圧を印加してから免疫複合体が検体分離ゾーンＺ３に到達するまでの時間を“ハンドオフ時間”と言い、これは「泳動時間」の一例である。なお、未反応の（遊離の）第二標識抗体は、分子中に電荷を有さないため、その位置に留まり検体分離ゾーンＺ３には到達しない。

【0041】

腫瘍マーカーと第一標識抗体と第二標識抗体との免疫複合体が検体分離ゾーンＺ３に到達すると、電極の切り替えを行い、第三電極挿入部１３Ｃと第二電極挿入部１３Ｂとの間に電圧を印加する。免疫複合体及び未反応の（遊離の）第一標識抗体は、検体分離ゾーンＺ３において、電荷及び分子サイズに応じたそれぞれの移動速度で、第二電極挿入部１３Ｂの方向に移動する。そして、腫瘍マーカーを中核とするとともに蛍光色素を有する第二標識抗体を含む免疫複合体が検出ゾーンＺ４に到達したときの蛍光強度のピーク面積から、腫瘍マーカーの濃度を測定することができる。なお、未反応の第一標識抗体は、分子中に蛍光色素を有さないため、検出ゾーンＺ４に到達しても蛍光強度には影響せず、腫瘍マーカーの濃度測定には影響しない。本実施形態では、免疫複合体が検体分離ゾーンＺ３に到達してから検出ゾーンＺ４に到達するまでの時間を“ゾーン泳動時間”と言い、これも「泳動時間」の一例である。

【0042】

分析精度を高める観点からは、上述したハンドオフ時間やゾーン泳動時間は、予め定められた基準時間の範囲内に収まっていることが好ましい場合がある。なお、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間についての基準時間は、それぞれ、下限値と上限値とで規定される、所定幅を有する時間である。ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の少なくとも一方を基準時間の範囲内に収めるようにするため、本実施形態のマイクロ流路チップ１は、泳動用流路１５の少なくとも１箇所に泳動時間調整領域１８（図９を参照）を有している。この泳動時間調整領域１８は、泳動用流路１５における他の部位とは異なる溝深さを有するように形成された領域であり、より具体的には泳動用流路１５における他の部位よりも浅い溝深さを有する領域である。本実施形態では、泳動時間調整領域１８は、泳動用流路１５における他の部位と同じ溝幅を有し、かつ、他の部位よりも浅い溝深さを有するように形成されている。

【0043】

泳動時間調整領域１８は、泳動用流路１５のいずれか１箇所に設けられているだけでも良いが、泳動用流路１５の２箇所以上に設けられていても良い。上述したように、泳動用流路１５は、導入ゾーンＺ１、検体濃縮ゾーンＺ２、検体分離ゾーンＺ３、及び検出ゾーンＺ４を含む主流路１５Ａと、副流路ゾーンＺ５を含む副流路１５Ｂとを含んでいる。一例として、泳動時間調整領域１８は、導入ゾーンＺ１、検体濃縮ゾーンＺ２、検体分離ゾーンＺ３、及び副流路１５Ｂ（副流路ゾーンＺ５）のいずれか２箇所にそれぞれ設けられても良い。

【0044】

１つの態様として、泳動時間調整領域１８は、導入ゾーンＺ１又は検体濃縮ゾーンＺ２と、検体分離ゾーンＺ３又は副流路ゾーンＺ５とに、それぞれ１箇所ずつ設けられていることが挙げられる。

【0045】

例えばハンドオフ時間が予め定められた基準時間よりも短い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を導入ゾーンＺ１に設けることで、ハンドオフ時間を長くなるように調整することができる。導入ゾーンＺ１の溝深さを浅くしてその断面積を小さくすることで、当該導入ゾーンＺ１の抵抗が上昇して電圧分配が大きくなる。それに伴い、検体濃縮ゾーンＺ２の電圧分配が相対的に小さくなるので、当該検体濃縮ゾーンＺ２での流れが遅くなって、結果的にハンドオフ時間を長くすることができる。導入ゾーンＺ１の泳動時間調整領域１８における溝深さをより浅くするに従って、ハンドオフ時間をより長く調整することができる。こうして、ハンドオフ時間を基準時間の範囲内に収めることができる。なお、泳動時間調整領域１８は、導入ゾーンＺ１の全体に設けても良いし、導入ゾーンＺ１の一部の領域だけに設けても良い。

【0046】

また、例えばハンドオフ時間が予め定められた基準時間よりも長い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を検体濃縮ゾーンＺ２に設けることで、ハンドオフ時間を短くなるように調整することができる。検体濃縮ゾーンＺ２の溝深さを浅くしてその断面積を小さくすることで、当該検体濃縮ゾーンＺ２の抵抗が上昇して電圧分配が大きくなる。これにより、検体濃縮ゾーンＺ２での流れが速くなって、結果的にハンドオフ時間を短くすることができる。検体濃縮ゾーンＺ２の泳動時間調整領域１８における溝深さをより浅くするに従って、ハンドオフ時間をより短く調整することができる。こうして、ハンドオフ時間を基準時間の範囲内に収めることができる。なお、泳動時間調整領域１８は、検体濃縮ゾーンＺ２の全体に設けても良いし、検体濃縮ゾーンＺ２の一部の領域だけに設けても良い。

【0047】

また、例えばゾーン泳動時間が予め定められた基準時間よりも長い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を検体分離ゾーンＺ３に設けることで、ゾーン泳動時間を短くなるように調整することができる。検体分離ゾーンＺ３の溝深さを浅くしてその断面積を小さくすることで、当該検体分離ゾーンＺ３の抵抗が上昇して電圧分配が大きくなる。これにより、検体分離ゾーンＺ３での流れが速くなって、結果的にゾーン泳動時間を短くすることができる。検体分離ゾーンＺ３の泳動時間調整領域１８における溝深さをより浅くするに従って、ゾーン泳動時間をより短く調整することができる。こうして、ゾーン泳動時間を基準時間の範囲内に収めることができる。なお、泳動時間調整領域１８は、検体分離ゾーンＺ３の全体に設けても良いし、検体分離ゾーンＺ３の一部の領域だけに設けても良い。

【0048】

また、例えばゾーン泳動時間が予め定められた基準時間よりも短い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を副流路ゾーンＺ５に設けることで、ゾーン泳動時間を長くなるように調整することができる。副流路ゾーンＺ５の溝深さを浅くしてその断面積を小さくすることで、当該副流路ゾーンＺ５の抵抗が上昇して電圧分配が大きくなる。それに伴い、検体分離ゾーンＺ３の電圧分配が相対的に小さくなるので、当該検体分離ゾーンＺ３での流れが遅くなって、結果的にゾーン泳動時間を長くすることができる。副流路ゾーンＺ５の泳動時間調整領域１８における溝深さをより浅くするに従って、ゾーン泳動時間をより長く調整することができる。こうして、ゾーン泳動時間を基準時間の範囲内に収めることができる。なお、泳動時間調整領域１８は、副流路ゾーンＺ５の全体に設けても良いし、副流路ゾーンＺ５の一部の領域だけに設けても良い。

【0049】

例えばハンドオフ時間が予め定められた基準時間よりも短く、かつ、ゾーン泳動時間が予め定められた基準時間よりも長い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を導入ゾーンＺ１及び検体分離ゾーンＺ３に設ける。このようにすることで、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方を基準時間の範囲内に収めることができる。また、例えばハンドオフ時間が予め定められた基準時間よりも長く、かつ、ゾーン泳動時間が予め定められた基準時間よりも短い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を検体濃縮ゾーンＺ２及び副流路ゾーンＺ５に設ける。このようにすることで、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方を基準時間の範囲内に収めることができる。

【0050】

また、例えばハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方がそれぞれ予め定められた基準時間よりも短い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を導入ゾーンＺ１及び副流路ゾーンＺ５に設ける。このようにすることで、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方を基準時間の範囲内に収めることができる。また、例えばハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方がそれぞれ予め定められた基準時間よりも長い場合には、浅溝の泳動時間調整領域１８を検体濃縮ゾーンＺ２及び検体分離ゾーンＺ３に設ける。このようにすることで、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方を基準時間の範囲内に収めることができる。

【0051】

マイクロ流路チップ１の製造方法は、図３に示すように、チップ作製工程と、泳動時間測定工程と、突起高さ調整工程とを含む。チップ作製工程及び泳動時間測定工程は、この順に必ず実行され、突起高さ調整工程は、泳動時間測定工程の後に当該泳動時間測定工程で得られた結果に依存して選択的に実行される。

【0052】

チップ作製工程は、流路溝１１からなる泳動用流路１５を備えるマイクロ流路チップ１を作製する工程である。図４に示すように、チップ作製工程では、成形型５を用いた樹脂成形加工技術（本例では射出成型）により、マイクロ流路チップ１を作製する。本実施形態の成形型５は、線状突起５２を有する第一金型５１と、凹部５５を有する第二金型５４とを備えている。凹部５５は、所望の樹脂基板１０の外形形状に対応する形状に形成されている。線状突起５２は、所望の泳動用流路１５の平面視形状に対応する形状に形成されている。線状突起５２は、初期段階では、部位によらずに一定の高さを有している。なお、ここで示した成形型５の構成はあくまで一例であり、その具体的構成は適宜変更することが可能である。

【0053】

チップ作製工程において、図５に示すように、第一金型５１と第二金型５４とを型締めして形成されるキャビティ空間５８に、ゲートから溶融樹脂を射出する。冷却後、型開きして樹脂基板１０を取り出す。この樹脂基板１０は、線状突起５２の平面視形状に対応する形状を有し、所定深さの流路溝１１からなる泳動用流路１５を備える。その後、図６に示すように、樹脂基板１０における流路溝１１が形成された方の面に樹脂フィルム２０を貼り合わせることで、泳動用流路１５を備えるマイクロ流路チップ１を作製する。なお、この時点では、マイクロ流路チップ１の泳動用流路１５は、部位によらずに一定の溝深さを有している。

【0054】

泳動時間測定工程は、チップ作製工程で作製されたマイクロ流路チップ１を用いて泳動用流路１５で所定の検体の電気泳動（キャピラリー電気泳動）を行い、泳動時間を測定する工程である。本実施形態では、上述した腫瘍マーカーを検体として、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方を測定する。

【0055】

その後、泳動時間測定工程で実測されたハンドオフ時間と、当該ハンドオフ時間について予め定められた基準時間とを比較する。また、泳動時間測定工程で実測されたゾーン泳動時間と、当該ゾーン泳動時間について予め定められた基準時間とを比較する。そして、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の少なくとも一方がそれぞれについての基準時間から外れている場合には、突起高さ調整工程を実行する。

【0056】

突起高さ調整工程は、成形型５（本例では第一金型５１）の線状突起５２の少なくとも一部の領域における高さを調整する工程である。本実施形態では、突起高さ調整工程において、導入ゾーンＺ１、検体濃縮ゾーンＺ２、検体分離ゾーンＺ３、及び副流路ゾーンＺ５の少なくとも１つに対応する領域の線状突起５２の高さを調整する。ハンドオフ時間が基準時間から短い方向に外れていた場合には導入ゾーンＺ１に対応する領域の線状突起５２の高さを調整し、長い方向に外れていた場合には検体濃縮ゾーンＺ２に対応する領域の線状突起５２の高さを調整する。また、ゾーン泳動時間が基準時間から短い方向に外れていた場合には副流路ゾーンＺ５に対応する領域の線状突起５２の高さを調整し、長い方向に外れていた場合には検体分離ゾーンＺ３に対応する領域の線状突起５２の高さを調整する。

【0057】

本実施形態では、線状突起５２の高さ調整は、図７に示すように、線状突起５２における突出する先端側を切削又は研磨することによって行う。これにより、突起高さ調整工程において、線状突起５２は、その少なくとも一部の領域において突起高さが他の部位よりも低くなるように調整される。

【0058】

突起高さ調整工程が終了すると、図３及び図８に示すように、その成形型５を用いて、再度、チップ作製工程を実行する。このとき得られるマイクロ流路チップ１は、図９に示すように、泳動用流路１５の少なくとも１箇所に、当該泳動用流路１５における他の部位よりも浅い溝深さを有する泳動時間調整領域１８を具備するものとなる。その後、再度、泳動時間測定工程を行い、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間を再確認する。それらのうちの少なくとも一方が基準時間から外れていた場合には、再度、突起高さ調整工程とチップ作製工程と泳動時間測定工程とを繰り返す。そして、ハンドオフ時間及びゾーン泳動時間の両方が基準時間の範囲内に収まれば、最終的にマイクロ流路チップ１が完成したものとされる。

【0059】

以上説明したような製造方法（“泳動時間調整方法”と言うこともできる。）によれば、既存の成形型５を利用しつつ線状突起５２の突出高さを微調整するだけで、ハンドオフ時間やゾーン泳動時間の調整を容易に行うことができる。高額な費用をかけて成形型５を作り直す必要がなく、コスト面で非常に有利である。よって、ハンドオフ時間やゾーン泳動時間が予め定められた基準時間の範囲内に収まる均質なマイクロ流路チップ１を、コストアップを招くことなく容易に製造することができる。

【0060】

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、泳動時間調整領域１８が、泳動用流路１５における他の部位よりも浅い溝深さを有する領域として構成される例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば泳動時間調整領域１８は、泳動用流路１５における他の部位よりも深い溝深さを有する領域として構成されても良い。

【0061】

（２）上記の実施形態では、泳動時間調整領域１８が導入ゾーンＺ１又は検体濃縮ゾーンＺ２と検体分離ゾーンＺ３又は副流路ゾーンＺ５とにそれぞれ１箇所ずつ設けられている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば泳動時間調整領域１８が、導入ゾーンＺ１、検体濃縮ゾーンＺ２、検体分離ゾーンＺ３、及び副流路ゾーンＺ５にそれぞれ設けられても良い。或いは、泳動時間調整領域１８が、導入ゾーンＺ１、検体濃縮ゾーンＺ２、検体分離ゾーンＺ３、及び副流路ゾーンＺ５のうちのいずれか３箇所にそれぞれ設けられても良い。

【0062】

（３）上記の実施形態では、泳動用流路１５が主流路１５Ａと副流路１５Ｂとを含む構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば泳動用流路１５が主流路１５Ａのみを含む直鎖型に構成されても良い。この場合、主流路１５Ａは、検体濃縮ゾーンＺ２を有さずに検体分離ゾーンＺ３を主体とするものとなる。泳動時間調整領域１８は、その検体分離ゾーンＺ３に設けられると好適である。

【0063】

（４）上記の実施形態では、チップ作製工程において、射出成型によってマイクロ流路チップ１を作製する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、チップ作製工程を例えばトランスファー成形又は押出成形等で実行しても良い。

【0064】

（５）上記の実施形態では、腫瘍マーカーの分析用のマイクロ流路チップ１を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、マイクロ流路チップ１を、他のあらゆる検体の分析のために用いても良い。その場合の分析条件は、検体の種別に応じて適宜設定されると良い。

【0065】

（６）上述した各実施形態（上記の実施形態及びその他の実施形態を含む；以下同様）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【符号の説明】

【0066】

１ マイクロ流路チップ
５ 成形型
１１ 流路溝
１２ 試薬導入部
１３Ａ 第一電極挿入部
１３Ｂ 第二電極挿入部
１３Ｃ 第三電極挿入部
１５ 泳動用流路
１５Ａ 主流路
１５Ｂ 副流路
１８ 泳動時間調整領域
５２ 線状突起
Ｚ１ 導入ゾーン
Ｚ２ 検体濃縮ゾーン
Ｚ３ 検体分離ゾーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】