特開 2022-69183 マイクロデバイス、マイクロデバイスの製造方法及び免疫分析方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022069183

(43)【公開日】2022-05-11

(54)【発明の名称】マイクロデバイス、マイクロデバイスの製造方法及び免疫分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/543 20060101AFI20220428BHJP

   G01N 33/536 20060101ALI20220428BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20220428BHJP

【ＦＩ】

G01N33/543 511A

G01N33/536 D

G01N33/543 511M

G01N37/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020178217

(22)【出願日】2020-10-23

(71)【出願人】

【識別番号】303018827

【氏名又は名称】Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100183955

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 悟郎

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100180334

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 洋美

(74)【代理人】

【識別番号】100177149

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 浩義

(74)【代理人】

【識別番号】100174067

【弁理士】

【氏名又は名称】湯浅 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136342

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 成美

(72)【発明者】

【氏名】溝口 親明

(72)【発明者】

【氏名】重村 幸治

(72)【発明者】

【氏名】住吉 研

(57)【要約】

【課題】少ない工数で免疫分析を行うことができるマイクロデバイス、マイクロデバイスの製造方法及び免疫分析方法を提供する。
【解決手段】マイクロデバイス１０は、複数の検量線用溶液と、複数の検量線用溶液のそれぞれを充填されている複数の第１マイクロ流路２２と、測定対象溶液を充填される少なくとも１つの第２マイクロ流路２４と、第１マイクロ流路２２の開口部２６を密閉して、検量線用溶液を密封している封止部材３０と、を備える。検量線用溶液は、それぞれ、互いに異なる予め設定された濃度の測定対象物質と、測定対象物質に特異的に結合する抗体と、測定対象物質を蛍光標識し、測定対象物質と競合して抗体に特異的に結合する蛍光標識誘導体とを含む。測定対象溶液は、濃度が未知の測定対象物質と、抗体と、蛍光標識誘導体とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに異なる予め設定された濃度の測定対象物質と、前記測定対象物質に特異的に結合する抗体と、前記測定対象物質を蛍光標識し、前記測定対象物質と競合して前記抗体に特異的に結合する蛍光標識誘導体とを含む、複数の検量線用溶液と、
前記複数の検量線用溶液のそれぞれを充填されている、複数の第１マイクロ流路と、
濃度が未知の前記測定対象物質と、前記抗体と、前記蛍光標識誘導体とを含む測定対象溶液を充填される、少なくとも１つの第２マイクロ流路と、
前記第１マイクロ流路の開口部を密閉して、前記検量線用溶液を密封している封止部材と、を備える、
マイクロデバイス。

【請求項2】

前記封止部材は撥水性を有する、
請求項１に記載のマイクロデバイス。

【請求項3】

前記封止部材は、可撓性を有する基材と、撥水性を有する粘着層とを有する、
請求項１又は２に記載のマイクロデバイス。

【請求項4】

前記検量線用溶液は、硫酸亜鉛とアジ化ナトリウムの少なくとも一方を含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロデバイス。

【請求項5】

密封された前記複数の検量線用溶液の偏光度を測定して得られる、偏光度と前記測定対象物質の濃度との検量線の決定係数が、０．９９よりも大きい、
請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロデバイス。

【請求項6】

複数の第１マイクロ流路と、濃度が未知の測定対象物質と前記測定対象物質に特異的に結合する抗体と前記測定対象物質を蛍光標識し前記測定対象物質と競合して前記抗体に特異的に結合する蛍光標識誘導体とを含む測定対象溶液を充填される、少なくとも１つの第２マイクロ流路とを形成する工程と、
前記複数の第１マイクロ流路のそれぞれに、互いに異なる予め設定された濃度の前記測定対象物質と、前記抗体と、前記蛍光標識誘導体とを含む、複数の検量線用溶液のそれぞれを充填する工程と、
前記検量線用溶液を充填された前記第１マイクロ流路の開口部を封止部材により密閉して、前記複数の検量線用溶液を密封する工程と、を含む、
マイクロデバイスの製造方法。

【請求項7】

密封された前記複数の検量線用溶液の偏光度を測定して、偏光度と前記測定対象物質の濃度との検量線を作成する工程、を含む、
請求項６に記載のマイクロデバイスの製造方法。

【請求項8】

５℃以下の温度で保存された、請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの温度を、予め設定されている測定温度にする工程と、
前記第２マイクロ流路に前記測定対象溶液を充填する工程と、
前記複数の検量線用溶液と前記第２マイクロ流路に充填された前記測定対象溶液から出射される蛍光の偏光度を求める工程と、
求められた前記複数の検量線用溶液から出射される蛍光の偏光度から、偏光度と前記測定対象物質の濃度との検量線を作成する工程と、
求められた前記測定対象溶液から出射される蛍光の偏光度と作成された前記検量線から、前記測定対象溶液に含まれる前記測定対象物質の濃度を求める工程と、を含む、
免疫分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、マイクロデバイス、マイクロデバイスの製造方法及び免疫分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蛍光を用いた免疫分析法として、抗原抗体反応を利用して測定対象物質を検出する蛍光偏光免疫分析法（ＦＰＩＡ：Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ）が知られている。例えば、特許文献１は、測定された蛍光の偏光度から測定抗原（測定対象物質）の濃度を求める方法を開示している。

【0003】

また、マイクロデバイスを用いた免疫分析法が知られている。例えば、特許文献２は、微小構造物が流路に配置された免疫分析マイクロチップを開示している。微小構造物は一次抗体を表面に固相化されたビーズを保持している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平３－１０３７６５号公報

【特許文献2】特許第４７１７０８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の流路を有するマイクロデバイスを用いた蛍光偏光免疫分析法では、検量線を作成するための複数のサンプル（例えば、標準溶液を段階的に希釈した複数の希釈溶液）と、測定対象物質を含むサンプルとを一括で測定することにより、測定の信頼度を向上できる。この免疫分析法では、測定ごとに、検量線を作成するための複数のサンプルを流路に充填するので、偏光度の測定を開始するまでの工数が多くなる。

【0006】

本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、少ない工数で免疫分析を行うことができるマイクロデバイス、マイクロデバイスの製造方法及び免疫分析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】

【0007】

上記目的を達成するため、本開示の第１の観点に係るマイクロデバイスは、
互いに異なる予め設定された濃度の測定対象物質と、前記測定対象物質に特異的に結合する抗体と、前記測定対象物質を蛍光標識し、前記測定対象物質と競合して前記抗体に特異的に結合する蛍光標識誘導体とを含む、複数の検量線用溶液と、
前記複数の検量線用溶液のそれぞれを充填されている、複数の第１マイクロ流路と、
濃度が未知の前記測定対象物質と、前記抗体と、前記蛍光標識誘導体とを含む測定対象溶液を充填される、少なくとも１つの第２マイクロ流路と、
前記第１マイクロ流路の開口部を密閉して、前記検量線用溶液を密封している封止部材と、を備える。

【0008】

本開示の第２の観点に係るマイクロデバイスの製造方法は、
複数の第１マイクロ流路と、濃度が未知の測定対象物質と前記測定対象物質に特異的に結合する抗体と前記測定対象物質を蛍光標識し前記測定対象物質と競合して前記抗体に特異的に結合する蛍光標識誘導体とを含む測定対象溶液を充填される、少なくとも１つの第２マイクロ流路とを形成する工程と、
前記複数の第１マイクロ流路のそれぞれに、互いに異なる予め設定された濃度の前記測定対象物質と、前記抗体と、前記蛍光標識誘導体とを含む、複数の検量線用溶液のそれぞれを充填する工程と、
前記検量線用溶液を充填された前記第１マイクロ流路の開口部を封止部材により密閉して、前記複数の検量線用溶液を密封する工程と、を含む。

【0009】

本開示の第３の観点に係る免疫分析方法は、
５℃以下の温度で保存された、本開示の第１の観点に係るマイクロデバイスの温度を、予め設定されている測定温度にする工程と、
前記第２マイクロ流路に前記測定対象溶液を充填する工程と、
前記複数の検量線用溶液と前記第２マイクロ流路に充填された前記測定対象溶液から出射される蛍光の偏光度を求める工程と、
求められた前記複数の検量線用溶液から出射される蛍光の偏光度から、偏光度と前記測定対象物質の濃度との検量線を作成する工程と、
求められた前記測定対象溶液から出射される蛍光の偏光度と作成された前記検量線から、前記測定対象溶液に含まれる前記測定対象物質の濃度を求める工程と、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、少ない工数で免疫分析を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係るマイクロデバイスを示す上面図である。

【図2】図１に示すマイクロデバイスをＡ－Ａ線で矢視した断面図である。

【図3】実施形態に係る検量線用溶液を示す模式図である。

【図4】実施形態に係る封止部材を示す断面図である。

【図5】実施形態に係るマイクロデバイスの製造方法を示すフローチャートである。

【図6】実施形態に係る第２基板と隔壁とを一体に形成する工程を説明するための模式図である。

【図7】実施形態に係る分析装置の構成を示す図である。

【図8】実施形態に係る分析装置を示す模式図である。

【図9】実施形態に係る免疫分析方法を示すフローチャートである。

【図10】実施形態に係る免疫分析方法における測定対象溶液の充填を説明するための模式図である。

【図11】実施例と比較例に係る濃度と偏光度との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態に係るマイクロデバイスについて、図面を参照して説明する。

【0013】

＜実施形態＞
図１～図１０を参照して、本実施形態に係るマイクロデバイス１０を説明する。マイクロデバイス１０は、例えば、蛍光偏光免疫分析法を用いた測定対象物質Ａｇ１の検出に使用される。

【0014】

マイクロデバイス１０は、図１、図２に示すように、第１基板１２と第２基板１４と隔壁１６と９つのマイクロ流路２０と封止部材３０とを備える。また、マイクロデバイス１０は、後述する５つの検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５を備える。第１基板１２と第２基板１４と隔壁１６は、マイクロ流路２０を形成する。封止部材３０は、マイクロ流路２０の開口部２６を密閉する。検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５は、９つのマイクロ流路２０のうちの５つのマイクロ流路２０のそれぞれに、充填されている。

【0015】

本明細書では、検量線用溶液を総称して、検量線用溶液ＣＣＬと記載する場合がある。また、検量線用溶液ＣＣＬを充填されているマイクロ流路２０を第１マイクロ流路２２とし、その他のマイクロ流路２０を第２マイクロ流路２４とする。理解を容易にするため、図１におけるマイクロデバイス１０の右方向（紙面の右方向）を＋Ｘ方向、上方向（紙面の上方向）を＋Ｙ方向、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向に垂直な方向（紙面の奥方向）を＋Ｚ方向として説明する。

【0016】

マイクロデバイス１０の第１基板１２は、平板状の石英ガラス基板である。蛍光偏光免疫分析法における励起光ＥＬが、第１基板１２からマイクロデバイス１０に入射する。励起光ＥＬは、図１に示す測定領域Ｓに照射され、第１基板１２の第１主面１２ａに垂直に入射する。

【0017】

マイクロデバイス１０の第２基板１４は、平板状の基板である。第２基板１４は、自家蛍光が小さい材料から形成される。本実施形態では、第２基板１４は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ：Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）から形成されている。第２基板１４は第１基板１２に対向し、第２基板１４と第１基板１２は隔壁１６を挟む。

【0018】

マイクロデバイス１０の隔壁１６は、第１基板１２と第２基板１４に挟まれてマイクロ流路２０を形成する。隔壁１６は、自家蛍光が小さい材料から形成される。また、隔壁１６は、励起光ＥＬ、蛍光ＦＬ等の光を吸収する材料から形成されることが好ましい。本実施形態では、隔壁１６は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサンから、第２基板１４と一体に形成されている。

【0019】

マイクロデバイス１０のマイクロ流路２０は、測定領域Ｓ内において、Ｘ方向に平行に延びる。測定領域Ｓ内におけるマイクロ流路２０の幅（すなわち、Ｙ方向の長さ）は、例えば、２００μｍである。マイクロ流路２０は、それぞれ、第２基板１４と隔壁１６とを貫通する２つの開口部２６を有する。検量線用溶液ＣＣＬ又は後述する測定対象溶液ＭＴＬが、開口部２６から充填又は排出される。

【0020】

９つのマイクロ流路２０のうちの平面視において＋Ｙ側に位置する５つの第１マイクロ流路２２には、検量線用溶液ＣＣＬが充填されている。９つのマイクロ流路２０のうちの平面視において－Ｙ側に位置する４つの第２マイクロ流路２４には、何ら充填されていない。蛍光偏光免疫分析における偏光度Ｐの測定の前に、測定対象溶液ＭＴＬが第２マイクロ流路２４に充填される。

【0021】

マイクロデバイス１０の検量線用溶液ＣＣＬは、図３に示すように、測定対象物質Ａｇ１と抗体Ａｂ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを含む。検量線用溶液ＣＣＬは、蛍光偏光免疫分析における検量線（すなわち、偏光度Ｐと測定対象物質Ａｇ１の濃度との検量線）の作成に用いられる。検量線は、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５から出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐと、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５の測定対象物質Ａｇ１の濃度とを、ロジスティック関数にフィッティングすることにより、得ることができる。この場合、フィッティングの決定係数が０．９９よりも大きいことが、好ましい。

【0022】

検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５のそれぞれは、開口部２６を介して、第１マイクロ流路２２のそれぞれに充填されている。検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５は、それぞれ、互いに異なる予め設定された濃度（第１濃度～第５濃度）の測定対象物質Ａｇ１と、予め設定された濃度（第６濃度）の抗体Ａｂ１と、予め設定された濃度（第７濃度）の蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを含んでいる。

【0023】

測定対象物質Ａｇ１は、蛍光を用いた免疫分析法で検出可能な化合物であればよい。測定対象物質Ａｇ１として、抗生物質、生理活性物質、カビ毒等が挙げられる。具体的な測定対象物質Ａｇ１として、プロスタグランジンＥ２、β－ラクトグロブリン、クロラムフェニコール、デオキシニレバノール等が挙げられる。例えば、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５の測定対象物質Ａｇ１の濃度（第１濃度～第５濃度）は、それぞれ、５０ｎｇ／ｍｌ、２５ｎｇ／ｍｌ、１２．５ｎｇ／ｍｌ、６．２５ｎｇ／ｍｌ、３．１２５ｎｇ／ｍｌである。

【0024】

抗体Ａｂ１は、抗原抗体反応により、測定対象物質Ａｇ１と特異的に結合する。抗体Ａｂ１は、例えば、測定対象物質Ａｇ１を宿主動物（例えば、ねずみ、牛）に接種した後、宿主動物が産生した血液中の抗体を回収し精製することにより、得られる。また、抗体Ａｂ１として、市販されている抗体も利用できる。

【0025】

蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、測定対象物質Ａｇ１を蛍光標識した誘導体である。蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、抗原抗体反応により、抗体Ａｂ１に測定対象物質Ａｇ１と競合して特異的に結合する。蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、公知の方法を用いて、測定対象物質Ａｇ１に蛍光物質を結合することにより得られる。蛍光物質は、フルオレセイン（励起光ＥＬの波長：４９４ｎｍ、蛍光ＦＬの波長：５２１ｎｍ）、ローダミンβ（励起光ＥＬの波長：５５０ｎｍ、蛍光ＦＬの波長：５８０ｎｍ）等である。

【0026】

ここで、測定対象溶液ＭＴＬについても説明する。測定対象溶液ＭＴＬは、蛍光偏光免疫分析において測定対象となる溶液である。測定対象溶液ＭＴＬは、濃度が未知の測定対象物質Ａｇ１と、検量線用溶液ＣＣＬと同濃度の抗体Ａｂ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを含む。測定対象溶液ＭＴＬは、開口部２６から第２マイクロ流路２４に充填される。

【0027】

マイクロデバイス１０の封止部材３０は、第２基板１４の第１主面１４ａに設けられ、マイクロ流路２０の開口部２６を密閉する。封止部材３０は、図４に示すように、基材３２と粘着層３４とを有する。基材３２は、例えば、シリコン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等から形成される。粘着層３４は、例えば、シリコン粘着層である。本実施形態では、粘着層３４が第２基板１４の第１主面１４ａに密着して、９つのマイクロ流路２０（すなわち、５つの第１マイクロ流路２２と４つの第２マイクロ流路２４）のすべての開口部２６を密閉している。

【0028】

本実施形態では、第１マイクロ流路２２の開口部２６が封止部材３０により密閉され、第１マイクロ流路２２に充填された検量線用溶液ＣＣＬは封止部材３０により第１マイクロ流路２２内に密封される。これにより、マイクロデバイス１０が低温（例えば、５℃以下）で保存される場合、検量線用溶液ＣＣＬの経時変化が抑制される。すなわち、マイクロデバイス１０では、検量線用溶液ＣＣＬの長期間の安定した保存が、低温で可能となる。

【0029】

マイクロデバイス１０は、低温で、検量線用溶液ＣＣＬを安定して長期間保存できるので、測定対象溶液ＭＴＬを第２マイクロ流路２４に充填するだけで、蛍光偏光免疫分析法により、検量線の作成と共に測定対象溶液ＭＴＬの測定対象物質Ａｇ１を検出できる。したがって、マイクロデバイス１０を用いることにより、少ない工数で免疫分析を行うことができる。

【0030】

さらに、本実施形態では、第２マイクロ流路２４の開口部２６も封止部材３０により密閉されるので、測定対象溶液ＭＴＬを充填される第２マイクロ流路２４へのゴミ、不純物等の混入を防ぐことができる。

【0031】

次に、図５、図６を参照して、マイクロデバイス１０の製造方法を説明する。図５は、マイクロデバイス１０の製造方法を示すフローチャートである。マイクロデバイス１０の製造方法は、複数の第１マイクロ流路２２と少なくとも１つの第２マイクロ流路２４とを形成する工程（ステップＳ１０）と、複数の第１マイクロ流路２２のそれぞれに、複数の検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５のそれぞれを充填する工程（ステップＳ２０）と、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５を充填された第１マイクロ流路２２の開口部２６を封止部材３０により密閉して、複数の検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５を密封する工程（ステップＳ３０）と、を含む。

【0032】

ステップＳ１０は、図５に示すように、第２基板１４と隔壁１６とを一体に形成する工程（ステップＳ１２）と、開口部２６を形成する工程（ステップＳ１４）と、隔壁１６を第１基板１２に接合する工程（ステップＳ１６）とを含む。

【0033】

ステップＳ１２では、図６に示すように、第２基板１４と隔壁１６の形状に対応した鋳型６２を型枠６４内に配置する。そして、型枠６４内に、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサン樹脂を流し込む。型枠６４内に流し込んだポリジメチルシロキサン樹脂を硬化させることにより、第２基板１４と隔壁１６が一体に形成される。鋳型６２は、シリコン基板をフォトリソグラフィー加工することにより、作製される。なお、以下では、第２基板１４と隔壁１６が一体に形成された部材を、隔壁１６を有する第２基板１４と記載する場合がある。

【0034】

図５に戻り、ステップＳ１４では、治具を用いて、隔壁１６を有する第２基板１４の所定の位置に貫通孔を開けることにより、開口部２６を形成する。

【0035】

ステップＳ１６では、隔壁１６の上に第１基板１２を配置した後、第１基板１２を隔壁１６に押圧することにより、隔壁１６を第１基板１２に接合する。これにより、第１マイクロ流路２２と第２マイクロ流路２４が、第１基板１２と第２基板１４と隔壁１６から形成される。

【0036】

ステップＳ２０では、マイクロピペットを用いて、第１マイクロ流路２２のそれぞれに、開口部２６を介して、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５のそれぞれを充填する。検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５は、例えば、測定対象物質Ａｇ１を含む標準溶液を段階的に希釈して調製される。なお、検量線用溶液ＣＣＬにおける抗体Ａｂ１に対する測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１との競合反応は、平衡状態に達している。

【0037】

ステップＳ３０では、封止部材３０の粘着層３４を第２基板１４の第１主面１４ａに貼り付けることにより、第１マイクロ流路２２の開口部２６を封止部材３０により密閉して、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５を密封する。本実施形態では、第２マイクロ流路２４の開口部２６も封止部材３０により密閉される。以上により、マイクロデバイス１０を作製できる。作製されたマイクロデバイス１０は、低温（例えば５℃以下）で保存される。

【0038】

次に、マイクロデバイス１０を用いた測定対象物質Ａｇ１の免疫分析方法（すなわち、測定対象物質Ａｇ１の検出）について、説明する。まず、測定対象物質Ａｇ１を検出する分析装置１００を説明する。

【0039】

分析装置１００は、図７、図８に示すように、照射部１１０とダイクロイックミラー１２０と対物レンズ１３０と検出部１４０と制御部１５０とを備える。

【0040】

分析装置１００の照射部１１０は、図８に示すように、直線偏光の励起光ＥＬを－Ｘ方向に出射する。照射部１１０は、図７、図８に示すように、光源１１２と、偏光フィルタ１１６と、励起光フィルタ、集光レンズ等の光学部品（図示せず）とを備える。光源１１２は、励起光ＥＬを－Ｘ方向に出射する。光源１１２は、例えばＬＥＤ素子から構成される。偏光フィルタ１１６は励起光ＥＬを直線偏光に変換する。

【0041】

分析装置１００のダイクロイックミラー１２０は、図８に示すように、照射部１１０から出射された直線偏光の励起光ＥＬを、マイクロデバイス１０が配置されている方向（＋Ｚ方向）に反射する。また、ダイクロイックミラー１２０は、マイクロデバイス１０から出射された蛍光ＦＬを透過する。

【0042】

マイクロデバイス１０は、ダイクロイックミラー１２０の＋Ｚ側に、第１基板１２を－Ｚ方向に向けて配置される。ダイクロイックミラー１２０に反射された直線偏光の励起光ＥＬは、マイクロデバイス１０の第１基板１２からマイクロ流路２０に入射する。また、マイクロデバイス１０は蛍光ＦＬを－Ｚ方向に出射する。

【0043】

分析装置１００の対物レンズ１３０は、図８に示すように、ダイクロイックミラー１２０とマイクロデバイス１０との間に配置される。対物レンズ１３０は、励起光ＥＬと蛍光ＦＬとを集光する。

【0044】

分析装置１００の検出部１４０は、図８に示すように、ダイクロイックミラー１２０の－Ｚ側に配置される。検出部１４０は、マイクロデバイス１０から出射された蛍光ＦＬを検出する。検出部１４０は、図７、図８に示すように、偏光調整素子１４４と、撮像素子１４６と、吸収フィルタ、結像レンズ等の光学部品（図示せず）とを備える。偏光調整素子１４４は、蛍光ＦＬの偏光方向を調整する。偏光調整素子１４４は、蛍光ＦＬの偏光方向を、照射部１１０から出射される励起光ＥＬの偏光方向と平行な方向と、照射部１１０から出射される励起光ＥＬの偏光方向と垂直な方向とに調整する。偏光調整素子１４４は、例えば、液晶素子である。撮像素子１４６は、偏光調整素子１４４から出射された蛍光ＦＬを画像として検出する。撮像素子１４６は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。

【0045】

分析装置１００の制御部１５０は、照射部１１０と検出部１４０とを制御する。また、制御部１５０は、撮像素子１４６が検出した蛍光ＦＬの画像から、第１マイクロ流路２２に充填された検量線用溶液ＣＣＬと第２マイクロ流路２４に充填された測定対象溶液ＭＴＬから出射された蛍光ＦＬの偏光度Ｐを求める。制御部１５０は、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５から出射された蛍光ＦＬの偏光度Ｐと検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５の測定対象物質Ａｇ１の濃度から、偏光度Ｐと測定対象物質Ａｇ１の濃度との検量線を作成する。さらに、測定対象溶液ＭＴＬから出射された蛍光ＦＬの偏光度Ｐと作成された検量線から、測定対象溶液ＭＴＬの測定対象物質Ａｇ１の濃度を求める。

【0046】

制御部１５０は、各種の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５２と、プログラムとデータとを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５４と、データを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５６と、各部の間の信号を入出力する入出力インタフェース１５８とを備える。制御部１５０の機能は、ＣＰＵ１５２が、ＲＯＭ１５４に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。入出力インタフェース１５８は、ＣＰＵ１５２と、照射部１１０と検出部１４０との間の信号を入出力する。

【0047】

マイクロデバイス１０を用いた免疫分析方法を説明する。図９は、免疫分析方法を示すフローチャートである。免疫分析方法は、５℃以下の温度で保存されたマイクロデバイス１０の温度を予め設定された測定温度にする工程（ステップＳ１１０）と、マイクロデバイス１０の第２マイクロ流路２４に測定対象溶液ＭＴＬを充填する工程（ステップＳ１２０）とを含む。さらに、免疫分析方法は、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５と測定対象溶液ＭＴＬから出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐを求める工程（ステップＳ１３０）と、求められた検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５から出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐから、偏光度Ｐと測定対象物質Ａｇ１の濃度との検量線を作成する工程（ステップＳ１４０）と、求められた測定対象溶液ＭＴＬから出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐと作成された検量線から、測定対象溶液ＭＴＬに含まれる測定対象物質Ａｇ１の濃度を求める工程（ステップＳ１５０）と、を含む。

【0048】

ステップＳ１１０では、５℃以下の温度で保存されたマイクロデバイス１０の温度を、偏光度Ｐを測定する測定温度にする。測定温度は、例えば２０℃である。

【0049】

ステップＳ１２０では、まず、検量線用溶液ＣＣＬと同濃度の抗体Ａｂ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを含む溶液に、測定対象物質Ａｇ１を含む溶液を加えて、測定対象溶液ＭＴＬを準備する。次に、測定対象溶液ＭＴＬにおいて、抗体Ａｂ１に対する測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１との競合反応が平衡状態に達した後、第２マイクロ流路２４に測定対象溶液ＭＴＬを充填する。具体的には、マイクロデバイス１０の封止部材３０を剥離した後、マイクロピペットを用いて、第２マイクロ流路２４に測定対象溶液ＭＴＬを充填する。本実施形態では、図１０に示すように、４つの第２マイクロ流路２４のそれぞれに、測定対象溶液ＭＴＬ１～ＭＴＬ４のそれぞれを充填する。

【0050】

ステップＳ１３０では、まず、封止部材３０を剥離され測定対象溶液ＭＴＬ１～ＭＴＬ４を充填されたマイクロデバイス１０を、分析装置１００にセットする。次に、分析装置１００の照射部１１０から直線偏光の励起光ＥＬを出射して、直線偏光の励起光ＥＬをマイクロデバイス１０の測定領域Ｓに照射する。そして、分析装置１００の検出部１４０により検出された蛍光ＦＬの画像から、分析装置１００の制御部１５０によって、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５と測定対象溶液ＭＴＬ１～ＭＴＬ４から出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐを求める。

【0051】

ここで、蛍光ＦＬの偏光度Ｐは、励起光ＥＬの偏光方向と平行な偏光方向を有する蛍光ＦＬの強度をＩｈ、励起光ＥＬの偏光方向と垂直な偏光方向を有する蛍光ＦＬの強度をＩｖとすると、Ｐ＝（Ｉｈ－Ｉｖ）／（Ｉｈ+Ｉｖ）と表される。測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は抗体Ａｂ１に対して競合反応を起こすので、測定対象物質Ａｇ１の濃度が高いほど、抗体Ａｂ１に結合していない蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が増加して、蛍光ＦＬの偏光度Ｐは小さくなる。

【0052】

ステップＳ１４０では、分析装置１００の制御部１５０によって、偏光度Ｐと測定対象物質Ａｇ１の濃度との検量線を作成する。具体的には、制御部１５０は、検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５から出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐと検量線用溶液ＣＣＬ１～ＣＣＬ５の測定対象物質Ａｇ１の濃度とを、ロジスティック関数にフィッティングすることにより、偏光度Ｐと測定対象物質Ａｇ１の濃度との検量線を作成する。この場合、フィッティングの決定係数が０．９９よりも大きいことが、好ましい。

【0053】

ステップＳ１５０では、分析装置１００の制御部１５０によって、測定対象溶液ＭＴＬ１～ＭＴＬ４から出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐと作成された検量線から、測定対象溶液ＭＴＬ１～ＭＴＬ４に含まれる測定対象物質Ａｇ１の濃度を求める。以上により、測定対象溶液ＭＴＬ１～ＭＴＬ４に含まれる測定対象物質Ａｇ１の濃度を得ることができる。

【0054】

以上のように、マイクロデバイス１０では、第１マイクロ流路２２に充填された検量線用溶液ＣＣＬは封止部材３０により密封されるので、検量線用溶液ＣＣＬの経時変化が抑制され、検量線用溶液ＣＣＬの長期間の安定した保存が低温で可能となる。これにより、測定対象溶液ＭＴＬを第２マイクロ流路２４に充填するだけで、検量線の作成と共に測定対象溶液ＭＴＬの測定対象物質Ａｇ１を検出できる。したがって、マイクロデバイス１０を用いることにより、少ない工数で、測定の信頼度が高い免疫分析を行うことができる。さらに、多量の検量線用溶液ＣＣＬを準備して、多量のマイクロデバイス１０を製造することにより、検量線用溶液ＣＣＬのバラツキ、ユーザによる作業のバラツキ等を抑えて、測定精度を向上できる。

【0055】

＜変形例＞
以上、実施形態を説明したが、本開示は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0056】

実施形態の第１基板１２は石英ガラス基板であるが、第１基板１２は励起光ＥＬと蛍光ＦＬとを透過する他の材料から形成されてもよい。

【0057】

実施形態では、第２基板１４と隔壁１６が一体に形成されているが、第２基板１４と隔壁１６は別々に形成されてもよい。第２基板１４と隔壁１６は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサンから形成されているが、これらは、他の材料から形成されてもよい。例えば、ポリジメチルシロキサンは、カーボンブラックの代わりに、酸化第二鉄を含んでもよい。また、隔壁１６は撥水性を有することが、好ましい。これにより、マイクロデバイス１０は、検量線用溶液ＣＣＬの経時変化をより抑えて、検量線用溶液ＣＣＬをより長期間保存できる。例えば、隔壁１６はシリコン樹脂から形成されることが、好ましい。

【0058】

マイクロ流路２０の幅は、５００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下が更に好ましい。

【0059】

実施形態では、マイクロデバイス１０は５つの第１マイクロ流路２２と４つの第２マイクロ流路２４とを備えるが、第１マイクロ流路２２の数は検量線を作成できる数であればよい。また、マイクロデバイス１０は、少なくとも１つの第２マイクロ流路２４を備えればよい。

【0060】

マイクロデバイス１０は複数の封止部材３０を備え、複数の封止部材３０のそれぞれが開口部２６を密閉してもよい。

【0061】

実施形態では、封止部材３０は第１マイクロ流路２２と第２マイクロ流路２４の開口部２６を密閉しているが、封止部材３０は第１マイクロ流路２２の開口部２６を密閉すればよい。封止部材３０は第２マイクロ流路２４の開口部２６を密閉しなくともよい。

【0062】

実施形態の封止部材３０は基材３２と粘着層３４とを有するが、封止部材３０は基材３２のみから形成されてもよい。例えば、封止部材３０は、第２基板１４に密着するシリコン樹脂から形成されてもよい。

【0063】

また、基材３２は可撓性を有することが、好ましい。これにより、封止部材３０は、第２基板１４により密着して、開口部２６をより強固に密閉できる。さらに、封止部材３０の開口部２６を塞ぐ面は撥水性を有することが、好ましい。例えば、封止部材３０の粘着層３４は撥水性を有することが、好ましい。これにより、マイクロデバイス１０は、検量線用溶液ＣＣＬの経時変化をより抑えて、検量線用溶液ＣＣＬをより長期間保存できる。

【0064】

検量線用溶液ＣＣＬは、防腐剤として、硫酸亜鉛とアジ化ナトリウムの少なくとも一方を含んでもよい。

【0065】

検量線の作成において、フィッティングする関数はロジスティック関数に限られない。例えば、フィッティングする関数は、ボルツマン関数、シグモイドワイブル関数等であってもよい。

【0066】

マイクロデバイスの製造方法では、ステップＳ３０の後に、密封された検量線用溶液ＣＣＬの偏光度Ｐを測定して、偏光度Ｐと測定対象物質Ａｇ１の濃度との検量線を作成する工程を実施してもよい。これにより、検量線の精度を予め確認できる。この場合、フィッティングの決定係数が０．９９よりも大きいことが、好ましい。

【0067】

以上、好ましい実施形態について説明したが、本開示は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。

【実施例0068】

以下の実施例により、本開示をさらに具体的に説明するが、本開示は実施例によって限定されるものではない。

【0069】

９つのマイクロ流路２０のうちの７つのそれぞれに、７つの検量線用溶液ＣＣＬのそれぞれを充填したマイクロデバイス１０を作製した。そして、マイクロデバイス１０の作製当日と、マイクロデバイス１０を５℃で保存して３０日後と６０日後の、７つの検量線用溶液ＣＣＬから出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐを、分析装置１００を用いて測定した。

【0070】

また、７つの検量線用溶液ＣＣＬのそれぞれを、ポリプロピレン製マイクロチューブ（５ｍｍ径）内に５℃で保存した。そして、保存されていた７つの検量線用溶液ＣＣＬのそれぞれを、３０日後にマイクロデバイス１０の空のマイクロ流路２０に充填し、保存されていた７つの検量線用溶液ＣＣＬから出射される蛍光ＦＬの偏光度Ｐを、比較例として分析装置１００を用いて測定した。

【0071】

作製したマイクロデバイス１０のマイクロ流路２０の幅は２００μｍである。また、封止部材３０として、シリコン樹脂製の基材３２とシリコン粘着層（粘着層３４）とを有する可撓性フィルムを用いた。７つの検量線用溶液ＣＣＬは、市販のプロスタグランジンＥ２測定キットを用いて調製した。７つの検量線用溶液ＣＣＬの調製直後に、７つの検量線用溶液ＣＣＬのそれぞれを、マイクロ流路２０に充填し、また、マイクロチューブ内に保存した。７つの検量線用溶液ＣＣＬのプロスタグランジンＥ２の濃度は、それぞれ、１００ｎｇ／ｍｌ、５０ｎｇ／ｍｌ、２５ｎｇ／ｍｌ、１２．５ｎｇ／ｍｌ、６．２５ｎｇ／ｍｌ、３．１２５ｎｇ／ｍｌ、１．５６２５ｎｇ／ｍｌである。なお、残りのマイクロ流路２０のうちの１つには、ＰＢＳ（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ）を充填した。

【0072】

図１１は、実施例と比較例において測定された、プロスタグランジンＥ２の濃度と偏光度Ｐとの関係を示す。実施例では、５℃で６０日間保存しても、偏光度Ｐの経時変化はほとんどない。一方、比較例では、特に、２５ｎｇ／ｍｌと１２．５ｎｇ／ｍｌの濃度で偏光度Ｐが大きくなっており、偏光度Ｐの経時変化が生じている。したがって、封止部材３０が、第１マイクロ流路２２の開口部２６を密閉して検量線用溶液ＣＣＬを密封することによって、低温で、検量線用溶液ＣＣＬの経時変化を抑制でき、検量線用溶液ＣＣＬを安定して長期間保存できる。

【符号の説明】

【0073】

１０ マイクロデバイス、１２ 第１基板、１２ａ 第１基板の第１主面、１４ 第２基板、１４ａ 第２基板の第１主面、１６ 隔壁、２０ マイクロ流路、２２ 第１マイクロ流路、２４ 第２マイクロ流路、２６ 開口部、３０ 封止部材、３２ 基材、３４ 粘着層、６２ 鋳型、６４ 型枠、１００ 分析装置、１１０ 照射部、１１２ 光源、１１６ 偏光フィルタ、１２０ ダイクロイックミラー、１３０ 対物レンズ、１４０ 検出部、１４４ 偏光調整素子、１４６ 撮像素子、１５０ 制御部、１５２ ＣＰＵ、１５４ ＲＯＭ、１５６ ＲＡＭ、１５８ 入出力インタフェース、Ａｂ１ 抗体、Ａｇ１ 測定対象物質、ＡｇＦ１ 蛍光標識誘導体、ＣＣＬ１～ＣＣＬ５（ＣＣＬ） 検量線用溶液、ＭＴＬ１～ＭＴＬ４（ＭＴＬ） 測定対象溶液、ＥＬ 励起光、ＦＬ 蛍光、Ｐ 偏光度、Ｓ 測定領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】