(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】
(24)【登録日】2022-10-17
(45)【発行日】2022-10-25
(54)【発明の名称】流体デバイス及びその使用
(51)【国際特許分類】
G01N 35/08 20060101AFI20221018BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20221018BHJP
B01J 19/00 20060101ALI20221018BHJP
【ＦＩ】
G01N35/08 A
G01N37/00 101
B01J19/00 321
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021188361
(22)【出願日】2021-11-19
(62)【分割の表示】P 2019567809の分割
【原出願日】2018-01-29
(65)【公開番号】P2022031754
(43)【公開日】2022-02-22
【審査請求日】2021-11-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(72)【発明者】
【氏名】林 耕磨
(72)【発明者】
【氏名】藤次 陽介
(72)【発明者】
【氏名】上野 太郎
(72)【発明者】
【氏名】小林 遼
(72)【発明者】
【氏名】李 永波
【審査官】森口 正治
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／２１３１２３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３５／００－３７／００
Ｂ０１Ｊ １９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方向に延びる第１の流路と、前記第１の流路に配置される、閉じることによって前記第１の流路の所定の領域を画定する第１の区画バルブ及び第２の区画バルブと、
前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブとの間に配置され、前記第１の流路の流路壁の少なくとも一部を形成する第１のダイアフラム部材及び第２のダイアフラム部材と、
第１のダイアフラム部材及び第２のダイアフラム部材との間に配置され、前記所定の領域を画定する第３の区画バルブと、
前記第１の区画バルブと前記第３の区画バルブとで区画される前記流路の第１の領域に接続される第２の流路と、
前記第２の区画バルブと前記第３の区画バルブとで区画される前記流路の第２の領域に接続される第３の流路と、
前記第２の流路に設けられた第４の区画バルブと、
前記第３の流路に設けられた第５の区画バルブと、を備え、
前記第１の区画バルブ、前記第２の区画バルブ、前記第４の区画バルブ及び前記第５の区画バルブを閉じた状態で、前記第１のダイアフラム部材及び前記第２のダイアフラム部材の少なくとも一方を変形可能である、流体デバイス。
【請求項2】
記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブによって画定された領域の体積が１０μＬ以下である、請求項１に記載の流体デバイス。
【請求項3】
前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブによって画定された領域において、前記第１のダイアフラム部材と前記第２のダイアフラム部材との間に検出部を備える、請求項１又は２に記載の流体デバイス。
【請求項4】
流体を撹拌する方法であって、
請求項１に記載の流体デバイスの前記第３の区画バルブを閉じた状態で、前記第３の区画バルブに対して前記第１の流路の一方側に第１の流体を導入する工程と、
前記第３の区画バルブを閉じた状態で、前記第１の流路の他方側に第２の流体を導入する工程と、
前記第１の区画バルブ及び前記第４の区画バルブを閉じ、前記第１の領域に前記第１の流体を区画する工程と、
前記第２の区画バルブ及び前記第５の区画バルブを閉じ、前記第１の領域に前記第１の流体を区画する工程と、
前記第３の区画バルブを開き、前記第１のダイアフラム部材及び前記第２のダイアフラム部材を変形させ、前記第１の流体及び前記第２の流体を混合する工程と、
を備える方法。
【請求項5】
前記第１の流体及び前記第２の流体を混合する工程において、前記第１のダイアフラム部材の変形と前記第２のダイアフラム部材の変形は交互に行う、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体デバイス及びその使用に関する。より具体的には、流体デバイス及び流体を撹拌する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、体外診断分野や生物学的な研究における試験の高速化、高効率化、集積化、検査機器の超小型化を目指したμ－ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ)の開発等が注目を浴びており、世界的に活発な研究が進められている。
【0003】
μ－ＴＡＳは、少量の試料で測定、分析が可能なこと、持ち運びが可能なこと、低コストで使い捨てが可能なこと等において、従来の検査機器に比べて優れている。特に、高価な試薬を使用する場合や少量多検体を検査する場合において、有用性が高い方法として注目されている。
【0004】
μ－ＴＡＳ等の小型の流体デバイス中で酵素反応、抗原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を行う場合、再現性の向上、検出シグナルの増強等の観点から、反応溶液を十分に撹拌し、検出反応を均一化することが重要である。したがって、微量の溶液を撹拌し、溶液を混合する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１４－７７８１０号公報
【発明の概要】
【0006】
一実施形態に係る流体デバイスは、流路と、前記流路に配置される、閉じることによって前記流路の所定の領域を画定する第１の区画バルブ及び第２の区画バルブと、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブとの間に配置され、前記流路の流路壁の少なくとも一部を形成する第１のダイアフラム部材及び第２のダイアフラム部材と、を備え、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じた状態で、前記第１のダイアフラム部材及び前記第２のダイアフラム部材の少なくとも一方を変形可能である。
【0007】
一実施形態に係る流体デバイスは、接合面で接合される第１の基板及び第２の基板を備え、前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも一方は、両基板を接合することにより流路を形成する溝を接合面に有し、前記溝は２つの区画バルブを備え、前記第１の基板は、前記２つの区画バルブの間であり前記溝と対向する位置に配置される第１貫通孔と第２貫通孔を有し、前記第１貫通孔の溝側の開口部は流路の軸に向かう方向に変形可能である第１のダイアフラム部材で塞がれており、前記第２貫通孔の溝側の開口部は流路の軸から離れる方向に変形可能である第２のダイアフラム部材で塞がれている。
【0008】
一実施形態に係る流体を撹拌する方法は、上記の流体デバイスの前記流路に前記流体を導入する工程と、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じる工程と、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態に係る流体デバイス１００の構造を説明する上面図及び断面図である。
【図2】（ａ）及び（ｂ）は、ダイアフラムバルブの構造を説明する断面図である。
【図3】（ａ）及び（ｂ）は、ダイアフラムバルブの構造を説明する断面図である。
【図4】（ａ）～（ｆ）は流体の撹拌方法を説明する模式図である。
【図5】（ａ）～（ｄ）は２種類の流体を定量して混合する方法を説明する上面模式図である。
【図6】（ａ）～（ｄ）は一実施形態に係る分析方法を説明する模式図である。
【図7】（ａ）～（ｃ）は実験例２の結果を示す写真である。
【図8】実験例３の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一又は対応する符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図における寸法比は、説明のため誇張している部分があり、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。
【0011】
［流体デバイス］
（第１実施形態）
一実施形態において、本発明は、流路と、前記流路に配置される、閉じることによって前記流路の所定の領域を画定する第１の区画バルブ及び第２の区画バルブと、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブとの間に配置され、前記流路の流路壁の少なくとも一部を形成する第１のダイアフラム部材及び第２のダイアフラム部材と、を備え、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じた状態で、前記第１のダイアフラム部材及び前記第２のダイアフラム部材の少なくとも一方を変形可能である、流体デバイスを提供する。
（第１実施形態）
一実施形態において、本発明は、流路と、前記流路に配置される、閉じることによって前記流路の所定の領域を画定する第１の区画バルブ及び第２の区画バルブと、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブとの間に配置され、前記流路の流路壁の少なくとも一部を形成する第１のダイアフラム部材及び第２のダイアフラム部材と、を備え、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じた状態で、前記第１のダイアフラム部材及び前記第２のダイアフラム部材の少なくとも一方を変形可能である、流体デバイスを提供する。
【0012】
本流体デバイスにおいて、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じることにより、前記流路の前記第１のダイアフラム部材及び前記第２のダイアフラム部材を含む領域が画定され、前記第１のダイアフラム部材又は前記第２のダイアフラム部材が変形することにより、前記画定された領域に存在する前記流体が撹拌される。
【0013】
前記画定された領域の体積、すなわち、本実施形態の流体デバイスで撹拌することができる流体の体積は、例えば１０μＬ以下であり、例えば６μＬ以下である。
【0014】
従来、このような微小な体積の流体を撹拌することは困難であった。特に、本発明のような流体デバイスにおいて、流路上で、微小な体積の流体を撹拌することは困難であった。微小な体積の流体が導入される流路の流路径は、設計上細くなるため、流路内では流体は一般的に層流で流れる。そのため流路に導入された異なる液体や異なる密度の液体は混合されにくく、分布が均一になるように撹拌するためには長時間を要した。
【0015】
これに対し、実施例において後述するように、本実施形態の流体デバイスにより、微小な体積の流体を効率よく撹拌することができる。本実施形態の流体デバイスで撹拌する流体は、液体であってもよく、気体であってもよい。また、液体を撹拌する場合、液体は磁性粒子等の粒子を含んでいてもよい。
【0016】
本実施形態の流体デバイスにおいて、流体が流れる流路とは、流体を流すための流路を意味し、流体が流れている状態及び流体が流れていない状態の双方を含む。
【0017】
図１は、一実施形態に係る流体デバイス１００の構造を説明する上面図及び断面図である。流体デバイス１００は、流体Ｌを流すための流路１１０と、第１の区画バルブ１２０と、第２の区画バルブ１３０と、第１のダイアフラム部材１４０と、第２のダイアフラム部材１５０と、を備え、流路１１０に、第１の区画バルブ１２０、第１のダイアフラム部材１４０、第２のダイアフラム部材１５０及び第２の区画バルブ１３０がこの順に設けられている。
【0018】
流路１１０の断面は、例えば略矩形、円形、楕円形である。流路１１０には、第１のダイアフラム部材１４０、第２のダイアフラム部材１５０、第１の区画バルブ１２０、第２の区画バルブ１３０の、それぞれの一部が露出している。第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じることにより、流路１１０の第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を含む領域１１５が画定され、第１のダイアフラム部材１４０又は第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより、画定された領域１１５に存在する前記流体Ｌが撹拌される。
【0019】
図１の例では、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０が閉じており、領域１１５が画定されている。本明細書において、「画定」とは、流路の対象領域を流路の他の領域から区別することを意味し、「遮断」、「独立」等といいかえることができる。
【0020】
第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、流路１１０の軸方向（流体Ｌが流れる方向）に垂直な方向に変形するものであってよい。流路１１０の軸方向に垂直な方向は、流路１１０の軸に向かう方向、後述する第２の基板２２０の厚さ方向等といいかえることができる。
【0021】
第１のダイアフラム部材１４０又は第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより、それぞれ、第２のダイアフラム部材１５０又は第１のダイアフラム部材１４０が変形することにより生じる、画定された領域１１５の体積の変化が吸収される。
【0022】
より具体的には、第１のダイアフラム部材１４０が突出するように流路１１０の軸に向かう方向に変形すると、押しのけられた流体Ｌが、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の外側に向かって押し出して変形させる。すなわち、第１のダイアフラム部材１４０の変形によって、流体Ｌには第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう圧力がかかり、その圧力が第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸から離れる方向に変形させる。これにより、領域１１５の体積は第１のダイアフラム部材１４０の変形前と実質的に同じ体積に維持される。このように、第１のダイアフラム部材１４０又は第２のダイアフラム部材１５０を変形させたときに、第２のダイアフラム部材１５０又は第１のダイアフラム部材１４０が変形して領域１１５の体積が実質的に変化しないことを、体積の変化が吸収されるという。
【0023】
同様に、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸に向かう方向に突出するように変形すると、押しのけられた流体Ｌが、第１のダイアフラム部材１４０を流路の外側に向かって押し出して変形させる。すなわち、第２のダイアフラム部材１５０の変形によって、流体Ｌには第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう圧力がかかり、その圧力が第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸から離れる方向に変形させる。領域１１５の体積は第２のダイアフラム部材１５０の変形前と実質的に同じ体積に維持される。
【0024】
なお、第１のダイアフラム部材１４０の変形から第２のダイアフラム部材１５０の変形まで、又は第２のダイアフラム部材１５０の変形から第１のダイアフラム部材１４０の変形までには、領域１１５に存在する流体Ｌによって領域１１５の体積が変化した影響が及ぶまでに時間を要する場合がある。このため、第１のダイアフラム部材１４０の変形から第２のダイアフラム部材１５０の変形まで、又は第２のダイアフラム部材１５０の変形から第１のダイアフラム部材１４０の変形までには、時間差が生じる場合がある。
【0025】
本実施形態の流体デバイスは、第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸に向かう方向に変形させた結果、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸から離れる方向に変形するものであってもよい。また、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸に向かう方向に変形させた結果、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸から離れる方向に変形するものであってもよい。また、第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸から離れる方向に凹むように変形した結果、流体Ｌに第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう圧力がかかり、その圧力が第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸に向かう方向に変形させてもよい。また、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸から離れる方向に凹むように変形した結果、流体Ｌに第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう圧力がかかり、その圧力が第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸に向かう方向に変形させてもよい。
【0026】
図１の例では、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸に向かう方向に変形し、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸から離れる方向に変形している。そして、第１のダイアフラム部材１４０の変形により、生じた領域１１５の体積の変化は、第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより吸収され、領域１１５の体積は第１のダイアフラム部材１４０の変形前と同じ体積に維持されている。
【0027】
本実施形態の流体デバイスにおいて、第１のダイアフラム部材１４０の変形量及び第２ダイアフラム部材１５０の変形量は、実質同一であってもよい。特に、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０の形状、大きさ、材質等がほぼ同一であると、第１のダイアフラム部材１４０の変形量及び第２ダイアフラム部材１５０の変形量は、実質同一となる傾向にある。ここで、実質同一とは、同一であること、又は、略同一であり、流体デバイスの製造上回避することが困難な誤差程度の差が存在することを意味する。
【0028】
本実施形態の流体デバイスにおいて、画定された領域１１５の体積と、撹拌される流体Ｌの体積は等しくてもよい。画定された領域１１５が流体Ｌで完全に満たされた場合、画定された領域１１５の体積と、撹拌される流体Ｌの体積は等しくなる。
【0029】
後述するように、本実施形態の流体デバイスにおいて、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じることにより、流路１１０の第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を含む領域１１５が画定される。また、領域１１５が画定された状態で、第１のダイアフラム部材１４０又は第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが、第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向、又は第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向に移動し、撹拌される。
【0030】
《区画バルブ》
本実施形態の流体デバイスにおいて、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は、領域１１５を画定することができれば特に制限されないが、例えばダイアフラムバルブであってもよい。第１区画バルブ１２０と第２区画バルブ１３０との間の距離は、例えば、０．１～１００ｍｍ程度であり、０．５～５０ｍｍ程度であり、１～２０ｍｍ程度である。第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は、流路１１０に配置され、流路１１０の一部を構成する。流路１１０を流れる流体は、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０と接触し、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０の開閉動作により流体の流れが変化する。
本実施形態の流体デバイスにおいて、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は、領域１１５を画定することができれば特に制限されないが、例えばダイアフラムバルブであってもよい。第１区画バルブ１２０と第２区画バルブ１３０との間の距離は、例えば、０．１～１００ｍｍ程度であり、０．５～５０ｍｍ程度であり、１～２０ｍｍ程度である。第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は、流路１１０に配置され、流路１１０の一部を構成する。流路１１０を流れる流体は、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０と接触し、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０の開閉動作により流体の流れが変化する。
【0031】
第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は、流路１１０において開閉動作が可能であるように動作すればよい。後述するダイアフラム部材とは異なり、特に流路の軸から離れる方向に変形しないように、流路と反対側の面が基板と接していてもよく、また一方向にしかバルブが変形しないように制御されていてもよい。
【0032】
図２（ａ）及び（ｂ）は、ダイアフラムバルブの構造の一例を説明する断面図である。図２（ａ）はダイアフラムバルブ２００の開状態を示し、図２（ｂ）はダイアフラムバルブ２００の閉状態を示す。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ダイアフラムバルブ２００は、第１の基板２１０と、エラストマー材料からなる弾性部材２３０と、第２の基板２２０とを備えている。第２の基板２２０と弾性部材２３０とは密着した状態で接着されている。また、第１の基板２１０とダイアフラム部材２３０との間の空間は流体Ｌを流すための流路１１０を形成している。また、第２の基板２２０の一部には貫通孔２４０が設けられている。また、貫通孔２４０においては、弾性部材２３０が露出している。
【0033】
図２（ａ）に示すダイアフラムバルブ２００の開状態では、流路１１０の内部を流体Ｌが流れることができる。一方、図２（ｂ）に示すように、ダイアフラムバルブ２００の貫通孔２４０からバルブ制御用の流体を供給し、貫通孔２４０の内部を加圧すると、弾性部材２３０が変形し、変形した弾性部材２３０の一部が第１の基板２１０と密着する。この状態は、ダイアフラムバルブ２００の閉状態である。その結果、流路１１０の内部の流体Ｌの流れが遮断される。
【0034】
図２（ｂ）の例では、ダイアフラムバルブ２００は、流路１１０の軸方向（流体Ｌが流れる方向）に垂直な方向（流路１１０の軸に向かう方向）に変形している。また、ダイアフラムバルブ２００は、第２の基板２２０の厚さ方向に変形している。
【0035】
ここで、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ダイアフラムバルブ２００の閉状態をより強固なものとするために、貫通孔２４０と対向する第１の基板２１０の領域には凸部２１１が形成されていてもよい。
【0036】
ダイアフラムバルブ２００は、流体により開閉を制御されてもよい。バルブ制御用の流体としては、Ｎ２ガス、空気等の気体、水、油等の液体等が挙げられる。バルブ制御用の流体は、例えば、貫通孔２４０に接続されたチューブ等により供給することができる。あるいは、バルブの開閉は、機械的な力や電磁力で制御されてもよい。
【0037】
また、弾性部材２３０を形成するエラストマー材料としては、貫通孔２４０の内部の圧力変化に応じて貫通孔２４０の軸線方向に変形可能な材料であれば特に限定されず、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン等のシリコーン系エラストマー等が挙げられる。
【0038】
図２（ｂ）に示す閉状態のダイアフラムバルブ２００において、貫通孔２４０の内部に印加していた圧力を低下させると、変形していた弾性部材２３０が元の形状に戻り、再び図２（ａ）に示す開状態となる。その結果、再び流路１１０の内部を流体Ｌが流れることができるようになる。
【0039】
ダイアフラムバルブの構造は、上述したものに限られない。例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すダイアフラムバルブ３００を用いることもできる。図３（ａ）はダイアフラムバルブ３００の開状態を示し、図３（ｂ）はダイアフラムバルブ３００の閉状態を示す。
【0040】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ダイアフラムバルブ３００は、上述したダイアフラムバルブ２００と比較すると、弾性部材２３０が第２の基板２２０の全面に配置されておらず、ダイアフラムバルブ３００の周囲のみに局所的に配置されている点が主に異なっている。
【0041】
ダイアフラムバルブ３００の弾性部材２３０は、アンカー部２３１を備えていることにより、弾性部材２３０を加圧により変形させた場合においても、弾性部材２３０が破損して第２の基板２２０から剥離することが抑制されている。
【0042】
図３（ａ）に示すダイアフラムバルブ３００の開状態では、流路１１０の内部を流体Ｌが流れることができる。一方、図３（ｂ）に示すように、ダイアフラムバルブ３００の貫通孔２４０からバルブ制御用の流体を供給し、貫通孔２４０の内部を加圧すると、弾性部材２３０が変形し、変形した弾性部材２３０の一部が第１の基板２１０と密着する。この状態は、ダイアフラムバルブ３００の閉状態である。その結果、流路１１０の内部の流体Ｌの流れが遮断される。
【0043】
図３（ｂ）の例では、ダイアフラムバルブ３００は、流路１１０の軸方向（流体Ｌが流れる方向）に垂直な方向（流路１１０の軸に向かう方向）に変形している。またダイアフラムバルブ３００は、第２の基板２２０の厚さ方向に変形している。
【0044】
ダイアフラムバルブ３００において、バルブ制御用の流体としては、ダイアフラムバルブ２００と同様のものを用いることができる。あるいは、ダイアフラムバルブ３００の開閉は、機械的な力や電磁力で制御されてもよい。また、弾性部材２３０を形成するエラストマー材料としては、ダイアフラムバルブ２００と同様のものを用いることができる。
【0045】
図３（ｂ）に示す閉状態のダイアフラムバルブ３００において、貫通孔２４０の内部に印加していた圧力を低下させると、変形していた弾性部材２３０が元の形状に戻り、再び図３（ａ）に示す開状態となる。その結果、再び流路１１０の内部を流体Ｌが流れることができるようになる。
【0046】
第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０がダイアフラムバルブである場合、図２（ｂ）又は図３（ｂ）に示すように、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じることにより、流路１１０の第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を含む領域１１５を画定することができる。
【0047】
第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は、ノーマリークローズド・バルブであってもよく、ノーマリーオープン・バルブであってもよい。ノーマリークローズド・バルブは、定常状態において閉状態であり、バルブを作動させることによって開状態となるバルブである。また、ノーマリーオープン・バルブは、定常状態において開状態であり、バルブを作動させることによって閉状態となるバルブである。
【0048】
第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０がノーマリークローズド・バルブである場合、定常状態において第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は閉状態であり、バルブを作動させることによって、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０により画定された領域１１５が解放される。
【0049】
また、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０がノーマリーオープン・バルブである場合、定常状態において第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０は開状態であり、バルブを作動させることによって閉状態となり、流路１１０の一部の領域１１５が画定された領域となる。
【0050】
《ダイアフラム部材》
本実施形態の流体デバイスにおいて、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０はエラストマー材料から形成されていてもよい。エラストマー材料としては、ダイアフラムバルブの弾性部材について上述したものと同様のものを用いることができる。第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、流体により開閉を制御されてもよい。バルブ制御用の流体としては、Ｎ２ガス、空気等の気体、水、油等の液体等が挙げられる。あるいは、バルブの開閉は、機械的な力や電磁力で制御されてもよい。
本実施形態の流体デバイスにおいて、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０はエラストマー材料から形成されていてもよい。エラストマー材料としては、ダイアフラムバルブの弾性部材について上述したものと同様のものを用いることができる。第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、流体により開閉を制御されてもよい。バルブ制御用の流体としては、Ｎ２ガス、空気等の気体、水、油等の液体等が挙げられる。あるいは、バルブの開閉は、機械的な力や電磁力で制御されてもよい。
【0051】
第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、流路１１０に配置され、流路１１０の流路壁の一部を構成する。流路１１０を流れる流体は、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０と接触し、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０の変形により流体の流れが変化する。
【0052】
第１のダイアフラム部材１４０第２のダイアフラム部材１５０は対となっており、一方のダイアフラム部材が変形することによる流体の移動に伴い、他方のダイアフラム部材は一方のダイアフラム部材とは逆方向に変形する。そのため、例えば第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸に向かう方向に変形可能であり、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸から離れる方向に変形可能である。あるいは、例えば、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸に向かう方向に変形可能であり、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸から離れる方向に変形可能である。あるいは、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０の双方が、流路１１０の軸に向かう方向と流路１１０の軸から離れる方向との双方向に変形可能である。この点が、上述した第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０が、流路１１０において開閉動作が可能であるように動作すればよい点とは異なる。
【0053】
第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、変形することにより流路１１０を遮断するものであってもよい。あるいは、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、変形することにより領域１１５の体積を変化させることができる限り、流路１１０を遮断しないものであってもよい。
【0054】
第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０が、変形することにより流路１１０を遮断するものである場合、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、上述したものと同様のダイアフラムバルブであってもよい。第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０と同じものであってもよい。
【0055】
《検出部》
本実施形態の流体デバイスにおいて、領域１１５は、酵素反応、抗原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を行う反応部であってもよい。領域１１５に存在する流体Ｌを撹拌する結果、上記の反応を均一に行い、再現性の向上、検出シグナルの増強等の効果が得られる。
本実施形態の流体デバイスにおいて、領域１１５は、酵素反応、抗原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を行う反応部であってもよい。領域１１５に存在する流体Ｌを撹拌する結果、上記の反応を均一に行い、再現性の向上、検出シグナルの増強等の効果が得られる。
【0056】
本実施形態の流体デバイスは、酵素反応、抗原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を検出する検出部を更に備えていてもよい。検出部は領域１１５の外部に存在しており、撹拌後の反応液を検出部に送液して反応結果を検出してもよい。あるいは、検出部は領域１１５の内部に存在していてもよい。
【0057】
例えば、検出部は、領域１１５において、第１のダイアフラム部材１４０と第２のダイアフラム部材１５０との間に配置されていてもよい。
【0058】
検出部が領域１１５の内部に存在している場合、撹拌を行っている間、すなわち、酵素反応、抗原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を実行している間にもリアルタイムに検出を行うことができる。
【0059】
検出部は、例えば、酵素反応、抗原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を光学的に検出するものであってもよいし、電気的に検出するものであってもよい。光学的に検出する検出器としては、分光光度計、蛍光光度計等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0060】
《流体デバイス》
本実施形態の流体デバイスは、接合面で接合される第１の基板及び第２の基板を備え、前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも一方は、両基板を接合することにより流路を形成する溝を接合面に有し、前記溝は２つの区画バルブを備え、前記第１の基板は、前記２つの区画バルブの間であり前記溝と対向する位置に配置される第１貫通孔と第２貫通孔を有し、前記第１貫通孔の溝側の開口部は流路の軸に向かう方向に変形可能である第１のダイアフラム部材で塞がれており、前記第２貫通孔の溝側の開口部は流路の軸から離れる方向に変形可能である第２のダイアフラム部材で塞がれている。
本実施形態の流体デバイスは、接合面で接合される第１の基板及び第２の基板を備え、前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも一方は、両基板を接合することにより流路を形成する溝を接合面に有し、前記溝は２つの区画バルブを備え、前記第１の基板は、前記２つの区画バルブの間であり前記溝と対向する位置に配置される第１貫通孔と第２貫通孔を有し、前記第１貫通孔の溝側の開口部は流路の軸に向かう方向に変形可能である第１のダイアフラム部材で塞がれており、前記第２貫通孔の溝側の開口部は流路の軸から離れる方向に変形可能である第２のダイアフラム部材で塞がれている。
【0061】
本実施形態の流体デバイスはカートリッジであってもよい。すなわち、本実施形態の流体デバイスは、自由に着脱することができる部品であり、分析装置に着脱するものであってもよい。あるいは、本実施形態の流体デバイスは、分析装置に着脱するカートリッジに組み込まれた流体デバイスの一部であってもよい。
【0062】
本実施形態の流体デバイスにおいて、少なくとも２枚の基板が積層構造をとっている。２枚の基板の接合面には、流路１１０となる溝が形成されている。１枚の基板は、少なくとも２つの貫通孔を有しており、それぞれの貫通孔の接合面側にはダイアフラム部材が備えられている。これらのダイアフラム部材は、第１のダイアフラム部材１４０、第２のダイアフラム部材１５０となる。後述する通り、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０がダイアフラム部材である場合には、１枚の基板は、さらに２つの貫通孔を備え、それぞれの貫通孔の接合面側には弾性部材が備えられていてもよい。これらの弾性部材は、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０となる。
【0063】
[液体を撹拌する方法]
（第１実施形態）
１実施形態において、本発明は、流体を撹拌する方法であって、上述した流体デバイスの前記流路に前記流体を導入する工程と、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じる工程と、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程と、を備える方法を提供する。本実施形態の方法により、微小な体積の流体を効率よく撹拌することができる。
（第１実施形態）
１実施形態において、本発明は、流体を撹拌する方法であって、上述した流体デバイスの前記流路に前記流体を導入する工程と、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じる工程と、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程と、を備える方法を提供する。本実施形態の方法により、微小な体積の流体を効率よく撹拌することができる。
【0064】
本実施形態の方法は、流体を撹拌する方法であって、上述した流体デバイスの前記流路に前記流体を導入する工程と、前記第１の区画バルブ及び前記第２の区画バルブを閉じて、前記流路の前記第１のダイアフラム部材及び前記第２のダイアフラム部材を含む領域を画定する工程と、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、その結果、前記画定された領域に存在する前記流体が前記第１のダイアフラム部材から前記第２のダイアフラム部材に向かう方向に移動すると共に、前記第２のダイアフラム部材が前記流路の軸から離れる方向に変形する工程と、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消し、その結果、前記領域に存在する前記流体が前記第２のダイアフラム部材から前記第１のダイアフラム部材に向かう方向に移動すると共に、前記第２のダイアフラム部材の変形が解消される工程と、を備え、前記画定された領域に存在する前記流体が前記第１のダイアフラム部材から前記第２のダイアフラム部材に向かう方向又はその反対方向に移動することにより撹拌される方法であってもよい。
【0065】
以下、図４（ａ）～（ｄ）を参照しながら、第１実施形態に係る流体の撹拌方法を説明する。図４（ａ）は、上述した流体デバイスの一例を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、まず、流体デバイス１００の流路１１０に流体Ｌを導入する。流体デバイス１００の流路１１０への流体Ｌの導入方法は特に制限されず、流路１１０に接続された不図示のポンプ等により行ってもよい。
【0066】
続いて、図４（ｂ）に示すように、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じて、流路１１０の第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を含む領域１１５を画定する。領域１１５が画定されると、領域１１５の内部に存在していた流体Ｌの流れが停止し、静止状態となる。
【0067】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸に向かう方向（矢印１４０Ｄ１で示す方向）に変形させる。ダイアフラム部材１４０の変形は、上述したダイアフラムバルブの制御と同様にして行うことができる。例えば、バルブ制御用の流体として上述したものと同様の流体を、矢印１４０Ｄ１の方向に供給することにより、ダイアフラム部材１４０を変形させることができる。あるいは、機械的な力や電磁力でダイアフラム部材１４０を変形させてもよい。
【0068】
その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸から離れる方向（矢印１５０Ｄ１で示す方向）に変形する。
【0069】
第１のダイアフラム部材１４０が変形することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより吸収され、領域１１５の体積は第１のダイアフラム部材１４０の変形前と同じ体積に維持される。
【0070】
続いて、図４（ｄ）に示すように、第１のダイアフラム部材１４０の変形を解消する。第１のダイアフラム部材１４０の変形の解消は、例えば、図４（ｃ）において、矢印１４０Ｄ１の方向に供給していたバルブ制御用の流体の供給を停止すること等により行うことができる。
【0071】
その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消される。
【0072】
第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消することにより吸収され、領域１１５の体積は第１のダイアフラム部材１４０の変形前と同じ体積に維持される。
【0073】
第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸に向かう方向に変形する工程、及び第１のダイアフラム部材１４０の変形を解消する工程は、複数回繰り返し行うことが好ましい。
【0074】
以上の工程により、領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）又はその反対方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動することにより撹拌される。
【0075】
このように、第１のダイアフラム部材１４０を変形させ、元に戻すことにより、領域１１５に存在する流体Ｌを撹拌することができる。
【0076】
（第２実施形態）
上述した実施形態に係る流体の撹拌方法は、前記第２のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記第２のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程を更に備え、前記第１のダイアフラム部材を変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消する工程と、前記第２のダイアフラム部材を変形し、前記第２のダイアフラム部材の変形を解消する工程と、を交互に行うものであってもよい。
上述した実施形態に係る流体の撹拌方法は、前記第２のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記第２のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程を更に備え、前記第１のダイアフラム部材を変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消する工程と、前記第２のダイアフラム部材を変形し、前記第２のダイアフラム部材の変形を解消する工程と、を交互に行うものであってもよい。
【0077】
例えば、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸に向かう方向に変形し、その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸から離れる方向に変形する工程と、第２のダイアフラム部材１５０の変形を解消し、その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消される工程と、を更に備えるものであってもよい。
【0078】
第１実施形態に係る流体の撹拌方法では、第１のダイアフラム部材１４０のみを変形させていたのに対し、第２実施形態に係る流体の撹拌方法は、第１のダイアフラム部材１４０だけでなく、第２のダイアフラム部材１５０も変形させる点において主に異なる。
【0079】
図４（ａ）～（ｆ）を参照しながら、第２実施形態に係る流体の撹拌方法を説明する。第２実施形態に係る流体の撹拌方法において、図４（ａ）～（ｄ）を参照して上述した工程については第１実施形態に係る流体の撹拌方法と同様である。
【0080】
図４（ｄ）を参照して上述したように、第１のダイアフラム部材１４０の変形を解消すると、領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消される。
【0081】
続いて、図４（ｅ）に示すように、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸に向かう方向（矢印１５０Ｄ２で示す方向）に変形させる。ダイアフラム部材１５０の変形は、上述したダイアフラム部材１４０の変形と同様にして行うことができる。
【0082】
その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸から離れる方向（矢印１４０Ｄ２で示す方向）に変形する。
【0083】
第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第１のダイアフラム部材１４０が変形することにより吸収され、領域１１５の体積は第２のダイアフラム部材１５０の変形前と同じ体積に維持される。
【0084】
続いて、図４（ｆ）に示すように、第２のダイアフラム部材１５０の変形を解消する。第２のダイアフラム部材１５０の変形の解消は、例えば、図４（ｅ）において、矢印１５０Ｄ２の方向に供給していたバルブ制御用の流体の供給を停止すること等により行うことができる。
【0085】
その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消される。
【0086】
第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消することにより吸収され、領域１１５の体積は第２のダイアフラム部材１５０の変形前と同じ体積に維持される。
【0087】
このように、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を、それぞれ流路１１０の軸に向かう方向に変形させ、元に戻すことによっても、領域１１５に存在する流体Ｌを撹拌することができる。
【0088】
第２実施形態に係る流体の撹拌方法において、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０のうち、いずれのダイアフラム部材を最初に変形させるかは限定されない。上述した例では、第１のダイアフラム部材１４０を最初に変形させたが、第２のダイアフラム部材１５０を最初に変形させてもよい。
【0089】
（第３実施形態）
上述した第１実施形態及び第２実施形態に係る流体の撹拌方法は、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程を更に備え、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記変形を解消する工程と、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程と、を交互に行うものであってもよい。
上述した第１実施形態及び第２実施形態に係る流体の撹拌方法は、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程を更に備え、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記変形を解消する工程と、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程と、を交互に行うものであってもよい。
【0090】
例えば、上述した第１実施形態及び第２実施形態に係る流体の撹拌方法は、第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸から離れる方向（矢印１４０Ｄ２で示す方向）に変形し、その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸に向かう方向（矢印１５０Ｄ２で示す方向）に変形する工程と、第１のダイアフラム部材１４０の変形を解消し、その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印１５０Ｄ１で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消される工程と、を更に備えるものであってもよい。
【0091】
第３実施形態に係る流体の撹拌方法は、第１実施形態及び第２実施形態に係る流体の撹拌方法と比較して、第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸に向かう方向及び流路１１０の軸から離れる方向の双方向に変形させる点において主に異なる。第１実施形態及び第２実施形態に係る流体の撹拌方法では、第１のダイアフラム部材１４０は流路１１０の軸に向かう方向のみにしか変形させていなかった。
【0092】
ここで、変形させるとは、ダイアフラム部材を能動的に変形させることを意味し、領域１１５の体積の変化を吸収するためにダイアフラム部材が受動的に変形することを含まない。
【0093】
図４（ａ）～（ｆ）を参照しながら、第３実施形態に係る流体の撹拌方法を説明する。第３実施形態に係る流体の撹拌方法は、図４（ａ）～（ｄ）を参照して上述した工程については第１実施形態及び第２実施形態に係る流体の撹拌方法と同様である。
【0094】
図４（ｄ）を参照して上述したように、第１のダイアフラム部材１４０の変形を解消すると、領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消される。
【0095】
続いて、図４（ｅ）に示すように、第１のダイアフラム部材１４０を流路１１０の軸から離れる方向（矢印１４０Ｄ２で示す方向）に変形させる。ダイアフラム部材１４０の変形は、例えば、ダイアフラム部材１４０を、矢印１４０Ｄ２の方向に吸引することにより行うことができる。あるいは、機械的な力や電磁力でダイアフラム部材１４０を変形させてもよい。
【0096】
その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０が流路１１０の軸に向かう方向に変形する。
【0097】
本工程において、ダイアフラム部材１４０の変形方向、ダイアフラム部材１５０の変形方向及び流体Ｌの移動方向は、第２実施形態について図４（ｅ）を参照しながら説明した工程におけるものと同様である。第２実施形態では第２のダイアフラム部材１５０を能動的に変形させたのに対し、第３実施形態では、第１のダイアフラム部材１４０を能動的に変形させた点が異なる。
【0098】
第１のダイアフラム部材１４０が変形することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより吸収され、領域１１５の体積は第１のダイアフラム部材１４０の変形前と同じ体積に維持される。ここで、第２のダイアフラム部材１５０の変形は受動的である。
【0099】
続いて、図４（ｆ）に示すように、第１のダイアフラム部材１４０の変形を解消する。第１のダイアフラム部材１４０の変形の解消は、例えば、図４（ｅ）において上述した、矢印１４０Ｄ２の方向への吸引を停止すること等により行うことができる。
【0100】
その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）に移動すると共に、第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消される。
【0101】
第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消することにより吸収され、領域１１５の体積は第１のダイアフラム部材１４０の変形前と同じ体積に維持される。
【0102】
このように、第１のダイアフラム部材１４０を、流路１１０の軸に向かう方向及び流路１１０の軸から離れる方向に変形させ、元に戻すことによっても、領域１１５に存在する流体Ｌを撹拌することができる。
【0103】
（第４実施形態）
上述した第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態に係る流体の撹拌方法は、前記第２のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程を更に備え、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記変形を解消する工程と、前記第２のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第２のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程と、を交互に行うものであってもよい。
上述した第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態に係る流体の撹拌方法は、前記第２のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第１のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程を更に備え、前記第１のダイアフラム部材を前記流路の軸に向かう方向に変形し、前記変形を解消する工程と、前記第２のダイアフラム部材を前記流路の軸から離れる方向に変形し、前記第２のダイアフラム部材の変形を解消することを繰り返す工程と、を交互に行うものであってもよい。
【0104】
例えば、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸から離れる方向（矢印１５０Ｄ１で示す方向）に変形し、その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸に向かう方向（矢印１４０Ｄ１で示す方向）に変形する工程と、第２のダイアフラム部材１５０の変形を解消し、その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消される工程と、を更に備えるものであってもよい。
【0105】
第４実施形態に係る流体の撹拌方法は、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態に係る流体の撹拌方法と比較して、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸に向かう方向及び流路１１０の軸から離れる方向の双方向に変形させる点において主に異なる。第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態に係る流体の撹拌方法では、第２のダイアフラム部材１５０は流路１１０の軸に向かう方向のみにしか変形させていなかった。
【0106】
ここで、変形させるとは、ダイアフラム部材を能動的に変形させることを意味し、領域１１５の体積の変化を吸収するためにダイアフラム部材が受動的に変形することを含まない。
【0107】
図４（ａ）～（ｆ）を参照しながら、第４実施形態に係る流体の撹拌方法を説明する。第４実施形態に係る流体の撹拌方法は、図４（ａ）～（ｂ）を参照して上述した工程については第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態に係る流体の撹拌方法と同様である。
【0108】
図４（ｂ）を参照して上述したように、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じて、流路１１０の第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を含む領域１１５を画定すると、領域１１５の内部に存在していた流体Ｌの流れが停止し、静止状態となる。
【0109】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸から離れる方向（矢印１５０Ｄ１で示す方向）に変形させる。ダイアフラム部材１５０の変形は、例えば、ダイアフラム部材１５０を、矢印１５０Ｄ１の方向に吸引することにより行うことができる。あるいは、機械的な力や電磁力でダイアフラム部材１５０を変形させてもよい。
【0110】
その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸に向かう方向に変形する。
【0111】
本工程において、ダイアフラム部材１５０の変形方向、ダイアフラム部材１４０の変形方向及び流体Ｌの移動方向は、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態について図４（ｃ）を参照しながら説明した工程におけるものと同様である。第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態では第２のダイアフラム部材１５０は受動的に変形したのに対し、第４実施形態では、第２のダイアフラム部材１５０を能動的に変形させた点が異なる。
【0112】
第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第１のダイアフラム部材１４０が変形することにより吸収され、領域１１５の体積は第２のダイアフラム部材１５０の変形前と同じ体積に維持される。ここで、第１のダイアフラム部材１４０の変形は受動的である。
【0113】
続いて、図４（ｄ）に示すように、第２のダイアフラム部材１５０の変形を解消する。第２のダイアフラム部材１５０の変形の解消は、例えば、図４（ｃ）において上述した、矢印１５０Ｄ１の方向への吸引を停止すること等により行うことができる。
【0114】
その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消される。
【0115】
第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消することにより吸収され、領域１１５の体積は第２のダイアフラム部材１５０の変形前と同じ体積に維持される。
【0116】
続いて、図４（ｅ）に示すように、第２のダイアフラム部材１５０を流路１１０の軸に向かう方向（矢印１５０Ｄ２で示す方向）に変形させる。例えば、バルブ制御用の流体として上述したものと同様の流体を、矢印１５０Ｄ２の方向に供給することにより、ダイアフラム部材１５０を変形させることができる。あるいは、機械的な力や電磁力でダイアフラム部材１５０を変形させてもよい。
【0117】
その結果、画定された領域１１５に存在する流体Ｌが第２のダイアフラム部材１５０から第１のダイアフラム部材１４０に向かう方向（矢印ＬＤ２で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０が流路１１０の軸から離れる方向（矢印１４０Ｄ２で示す方向）に変形する。
【0118】
本工程において、ダイアフラム部材１４０の変形方向、ダイアフラム部材１５０の変形方向及び流体Ｌの移動方向は、第３実施形態について図４（ｅ）を参照しながら説明した工程におけるものと同様である。第３実施形態では第１のダイアフラム部材１４０を能動的に変形させたのに対し、第４実施形態では、第２のダイアフラム部材１５０を能動的に変形させた点が異なる。
【0119】
第２のダイアフラム部材１５０が変形することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第１のダイアフラム部材１４０が変形することにより吸収され、領域１１５の体積は第２のダイアフラム部材１５０の変形前と同じ体積に維持される。ここで、第１のダイアフラム部材１４０の変形は受動的である。
【0120】
続いて、図４（ｆ）に示すように、第２のダイアフラム部材１５０の変形を解消する。第２のダイアフラム部材１５０の変形の解消は、例えば、図４（ｅ）において、矢印１５０Ｄ２の方向に供給していたバルブ制御用の流体の供給を停止すること等により行うことができる。
【0121】
その結果、領域１１５に存在する流体Ｌが第１のダイアフラム部材１４０から第２のダイアフラム部材１５０に向かう方向（矢印ＬＤ１で示す方向）に移動すると共に、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消される。
【0122】
第２のダイアフラム部材１５０の変形が解消することにより生じた領域１１５の体積の変化は、第１のダイアフラム部材１４０の変形が解消することにより吸収され、領域１１５の体積は第２のダイアフラム部材１５０の変形前と同じ体積に維持される。
【0123】
このように、第２のダイアフラム部材１５０を、流路１１０の軸に向かう方向及び流路１１０の軸から離れる方向に変形させ、元に戻すことによっても、領域１１５に存在する流体Ｌを撹拌することができる。
【0124】
上述した第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態に係る流体の撹拌方法は、互いに組み合わせて実施してもよい。
【0125】
例えば、第１のダイアフラム部材１４０の流路１１０の軸に向かう方向及び流路１１０の軸から離れる方向への能動的な変形と、第２のダイアフラム部材１５０の流路１１０の軸に向かう方向及び流路１１０の軸から離れる方向への能動的な変形を、組み合わせて実施してもよい。あるいは、領域１１５における流体Ｌの矢印ＬＤ１で示す方向及び矢印ＬＤ２で示す方向への移動を１サイクルとして、サイクル毎に上述した第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態に係る流体の撹拌方法を切り替えながら実施してもよい。
【0126】
上述した第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態に係る流体の撹拌方法において、撹拌対象である流体Ｌは、液体であってもよく、気体であってもよく、粉粒体であってもよい。例えば、流体Ｌは複数種類の液体であり、本発明の撹拌方法により複数種類の液体を混合してもよい。また、流体Ｌは濃度、温度、成分の分布状態が不均一な液体又は気体であってもよく、本発明の撹拌方法により分布状態を均一化してもよい。また、流体Ｌはエマルションやなどの分散系の分布状態が不均一な液体であり、本発明の撹拌方法により分布状態を均一化、微細化してもよい。また、流体Ｌは磁性粒子等の粒子を含んでいてもよく、本発明の撹拌方法により、磁性粒子等の粒子を分散させてもよい。
【0127】
実施例において後述するように、流体Ｌが磁性粒子を含んでいる場合においても、流体Ｌを効率よく撹拌することができる。また、磁性粒子は磁力を用いて集積させることができるため、例えば、領域１１５の内部に磁性粒子を集積させることができる。更に、上述した方法により、磁性粒子を含む流体Ｌを効率よく撹拌することができる。また、例えば、領域１１５に磁石（不図示）を近づけて磁力を働かせて、あらかじめ領域１１５内部に磁性粒子を集積しておいてもよい。そして、領域１１５に流体Ｌを導入し、第１の区画バルブ１２０と第２の区画バルブ１３０とを閉じて領域１１５を画定させた後に、磁石を離して領域１１５において磁性粒子を解放し、上記の撹拌方法により、磁性粒子を流体Ｌ中に撹拌してもよい。
【0128】
この結果、磁性粒子に例えば抗体、核酸断片等を結合させておき、磁性粒子上で酵素反応、抗原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を行うことができる。
【0129】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る流体の撹拌方法は、２種類の流体を定量して混合する方法である。図５（ａ）～（ｄ）を参照しながら、第５実施形態に係る流体の撹拌方法を説明する。
第５実施形態に係る流体の撹拌方法は、２種類の流体を定量して混合する方法である。図５（ａ）～（ｄ）を参照しながら、第５実施形態に係る流体の撹拌方法を説明する。
【0130】
図５（ａ）は、一実施形態に係る流体デバイス５００の構造を説明する上面模式図である。流体デバイス５００は、流体を流すための流路１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄと、第１の区画バルブ１２０と、第２の区画バルブ１３０と、第３の区画バルブ５１０と、第４の区画バルブ５２０と、第５の区画バルブ５３０と、第１のダイアフラム部材１４０と、第２のダイアフラム部材１５０とを備えている。
【0131】
以下、流体デバイス５００を用いて、第１の流体Ｌ１及び第２の流体Ｌ２をそれぞれ定量して混合する手順について説明する。
【0132】
まず、図５（ａ）に示すように、第３の区画バルブ５１０を閉じ、第１の区画バルブ１２０及び第４の区画バルブ５２０を開状態にする。続いて、流路１１０ａ及び流路１１０ｂに第１の流体Ｌ１を流す。続いて、図５（ｂ）に示すように、第１の区画バルブ１２０及び第４の区画バルブ５２０を閉じる。これにより、流路１１０ａのうち、第１の区画バルブ１２０、第３の区画バルブ５１０及び第４の区画バルブ５２０で囲まれた領域１１５ａが画定され、領域１１５ａに存在する流体Ｌ１が定量される。
【0133】
一方、図５（ａ）又は（ｂ）に示すように、第３の区画バルブ５１０を閉じ、第２の区画バルブ１３０及び第５の区画バルブ５３０を開状態にする。続いて、流路１１０ｃ及び流路１１０ｄに第２の流体Ｌ２を流す。続いて、図５（ｃ）に示すように、第２の区画バルブ１３０及び第５の区画バルブ５３０を閉じる。これにより、流路１１０ｃのうち、第２の区画バルブ１３０、第３の区画バルブ５１０及び第５の区画バルブ５３０で囲まれた領域１１５ｂが画定され、領域１１５ｂに存在する流体Ｌ２が定量される。
【0134】
続いて、図５（ｄ）に示すように、第３の区画バルブ５１０を開状態にする。その結果、流路１１０ａ及び流路１１０ｂが連結され、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０により、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を含む領域１１５が画定された状態となる。領域１１５には、それぞれ定量された流体Ｌ１及び流体Ｌ２が含まれている。
【0135】
続いて、第１のダイアフラム部材１４０又は第２のダイアフラム部材１５０を変形させることにより、画定された領域１１５に存在する流体Ｌ１及び流体Ｌ２が撹拌され、混合される。ここで、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０の変形のさせ方は、上述した第１実施形態～第４実施形態に係る流体の撹拌方法と同様である。
【0136】
以上の操作により、流体Ｌ１及び流体Ｌ２を定量して混合することができる。ここで、例えば、領域１１５に検出器が設けられていてもよい。この場合、流体Ｌ１及び流体Ｌ２の撹拌中又は撹拌後に、当該検出器を用いて領域１１５の内部の流体の状態を検出・測定することもできる。
【0137】
[分析方法]
一実施形態において、本発明は、上述した方法により流体を撹拌する工程と、撹拌した前記流体を分析する工程とを備える、分析方法を提供する。
一実施形態において、本発明は、上述した方法により流体を撹拌する工程と、撹拌した前記流体を分析する工程とを備える、分析方法を提供する。
【0138】
以下、図６（ａ）～（ｄ）を参照しながら、本実施形態の分析方法により、抗原抗体反応を実施する具体例を説明する。
【0139】
まず、図６（ａ）に示すように、流体デバイス１００の流路１１０に流体Ｌを導入する。ここで、流体Ｌは、磁性粒子Ｍを含んでいる。磁性粒子Ｍの表面には、測定対象タンパク質に対する抗体が結合している。
【0140】
また、図６（ａ）に示すように、流体デバイス１００をマグネティックスタンド１６０にセットすることにより、領域１１５の内部に、流体Ｌ中の磁性粒子Ｍを集積させることができる。ここで、領域１１５は、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じることにより画定される領域である。
【0141】
続いて、図６（ｂ）に示すように、流体デバイス１００の流路１１０に洗浄用のバッファーＬＢを流し、磁性粒子Ｍを洗浄してもよい。
【0142】
続いて、図６（ｂ）に示すように、流体デバイス１００の流路１１０にサンプルＴを含む試料を流す。サンプルＴは、磁性粒子Ｍの表面に結合した抗体が特異的に結合する検出対象分子である。
【0143】
続いて、図６（ｃ）に示すように、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じて領域１１５を画定させ、流体デバイス１００をマグネティックスタンド１６０から外す。この結果、領域１１５の内部にサンプルＴを含む試料と磁性粒子Ｍが隔離される。また、ここで、流体デバイス１００のダイアフラム部材１４０及び１５０を作動させ、上述したように領域１１５の内部の流体Ｌ（サンプルＴ及び磁性粒子Ｍを含有する液体）を撹拌する。これにより、領域１１５の内部の流体Ｌが均一になり、磁性粒子Ｍの表面に配置された抗体とサンプルＴが、再現性よく、効率よく反応する。
【0144】
続いて、図６（ｂ）に示すように、流体デバイス１００をマグネティックスタンド１６０にセットして、領域１１５に存在していた磁性粒子Ｍを集積させる。更に、図６（ｂ）に示すように、流路１１０に洗浄用のバッファーＬＢを流し、磁性粒子Ｍを洗浄する。
【0145】
続いて、図６（ｂ）に示すように、流体デバイス１００の流路１１０に二次抗体（２ｎｄＡｂ）を含むバッファーを流す。二次抗体は、サンプルＴに特異的に結合する標識抗体である。
【0146】
続いて、図６（ｃ）に示すように、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じて領域１１５を画定させ、流体デバイス１００をマグネティックスタンド１６０から外す。この結果、領域１１５の内部に二次抗体含むバッファーと磁性粒子Ｍが隔離される。また、ここで、流体デバイス１００のダイアフラム部材１４０及び１５０を作動させ、上述したように領域１１５の内部の流体Ｌ（二次抗体及びサンプルＴが結合した磁性粒子Ｍを含有する液体）を撹拌する。これにより、領域１１５の内部の流体Ｌが均一になり、磁性粒子Ｍの表面に結合したサンプルＴと二次抗体が、再現性よく、効率よく反応する。
【0147】
続いて、図６（ｂ）に示すように、流体デバイス１００をマグネティックスタンド１６０にセットして、領域１１５に存在していた磁性粒子Ｍを集積させる。更に、図６（ｂ）に示すように、流路１１０に洗浄用のバッファーＬＢを流し、磁性粒子Ｍを洗浄する。
【0148】
続いて、図６（ｂ）に示すように、流体デバイス１００の流路１１０に二次抗体の標識に対応する基質反応液（Ｓ）を流す。
【0149】
続いて、図６（ｄ）に示すように、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じて領域１１５を画定させ、流体デバイス１００をマグネティックスタンド１６０から外す。この結果、領域１１５の内部に基質反応液Ｓと磁性粒子Ｍが隔離される。また、ここで、流体デバイス１００のダイアフラム部材１４０及び１５０を作動させ、上述したように領域１１５の内部の流体Ｌ（基質反応液Ｓ及び二次抗体が結合した磁性粒子Ｍを含有する液体）を撹拌する。これにより、領域１１５の内部の流体Ｌが均一になり、磁性粒子Ｍの表面に結合した二次抗体と基質反応液Ｓが、再現性よく、効率よく反応する。
【0150】
その結果、シグナルが発生する。シグナルは例えば蛍光である。続いて、発生したシグナルを検出する。シグナルの検出は、例えば、図６（ｄ）に示すように、領域１１５に隣接して設置した検出器１７０を用いて検出してもよいし、流体デバイスの外部に設置した不図示の検出器を用いて検出してもよい。
【0151】
検出器が流体デバイスの外部に設置されている場合、図６（ｄ）に示す、領域１１５の内部の反応後の反応液を検出器で検出可能な位置まで送液して移動させたうえでシグナルを検出するとよい。
【0152】
以上、本実施形態の分析方法により、抗原抗体反応を実施する具体例を説明したが、同様の方法により、酵素反応、核酸ハイブリダイゼーション反応等を行うこともできる。また、上述した例では、抗体とサンプルＴとの反応、サンプルＴと二次抗体との反応、二次抗体と基質反応液Ｓとの反応を流体デバイス１００を用いて実施したが、本実施形態の分析方法はこれに限られず、例えば、二次抗体と基質反応液Ｓとの反応のみを流体デバイス１００を用いて実施し、その他の反応は別の流体デバイス等で実施してもよい。
【実施例】
【0153】
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0154】
［実験例１］
（流体デバイスの製造）
図１（ａ）及び（ｂ）に模式図を示す流体デバイスを製造した。製造した流体デバイス（以下、「デバイスＡ」という。）は、流路１１０の断面は略矩形であり、流路１１０の幅は０．５～１．０ｍｍであり、高さは０．２～０．５ｍｍであった。第１区画バルブ１２０と第２区画バルブとの間の距離は５．５ｍｍであった。
（流体デバイスの製造）
図１（ａ）及び（ｂ）に模式図を示す流体デバイスを製造した。製造した流体デバイス（以下、「デバイスＡ」という。）は、流路１１０の断面は略矩形であり、流路１１０の幅は０．５～１．０ｍｍであり、高さは０．２～０．５ｍｍであった。第１区画バルブ１２０と第２区画バルブとの間の距離は５．５ｍｍであった。
【0155】
また、デバイスＡの厚さは約５ｍｍであった。また、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０はダイアフラムバルブであり、ダイアフラム部材の材質はウレタン系エラストマであり、ダイアフラム部材の厚さは３００μｍであり、ダイアフラムバルブの直径は２ｍｍであった。
【0156】
また、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０と同様のダイアフラムバルブであり、ダイアフラム部材の材質はウレタン系エラストマであり、ダイアフラム部材の厚さは３００μｍであり、ダイアフラムバルブの直径は２ｍｍであった。
【0157】
［実験例２］
（磁性粒子の撹拌）
実験例１で製造したデバイスＡを使用して、蛍光磁性粒子の撹拌を行った。まず、ストレプトアビジンが表面に修飾された直径３μｍの磁性粒子（ＪＳＲ社）に、ビオチンが標識された蛍光色素であるＣｙ５（同仁化学研究所）を、アビジン－ビオチン結合により固定化することで蛍光磁性粒子を調製した。調製した蛍光磁性粒子は、終濃度０．０１％となるように０．１％ＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）を含むＴＢＳＴ（０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０－Ｔｒｉｓ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ）バッファー（以下、「０．１％ＢＳＡ－ＴＢＳＴ」という。）に懸濁して以下の実験に用いた。
（磁性粒子の撹拌）
実験例１で製造したデバイスＡを使用して、蛍光磁性粒子の撹拌を行った。まず、ストレプトアビジンが表面に修飾された直径３μｍの磁性粒子（ＪＳＲ社）に、ビオチンが標識された蛍光色素であるＣｙ５（同仁化学研究所）を、アビジン－ビオチン結合により固定化することで蛍光磁性粒子を調製した。調製した蛍光磁性粒子は、終濃度０．０１％となるように０．１％ＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）を含むＴＢＳＴ（０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０－Ｔｒｉｓ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ）バッファー（以下、「０．１％ＢＳＡ－ＴＢＳＴ」という。）に懸濁して以下の実験に用いた。
【0158】
続いて、デバイスＡに３ｍｍ×３ｍｍ×５ｍｍのネオジム磁石をセットした。続いて、デバイスＡに上述した通りに調製した蛍光磁性粒子懸濁液を１５０μＬ導入し、流路１１０を通過させることで、蛍光磁性粒子を領域１１５に集積させた。その後、１０μＬの０．１％ＢＳＡ－ＴＢＳＴを導入し、流路を満たした。図７（ａ）は、蛍光磁性粒子を導入した後のデバイスＡの顕微鏡写真である。第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じ、区画化した状態である。
【0159】
続いて、デバイスＡを作動させた。具体的には、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じたうえで、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を作動させた。第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０は、時間差３００ｍｓで交互に作動させた。第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０の作動は、いずれも流路１１０の軸に向かう方向に行った。
【0160】
ここで、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０のうち、作動させていない方のダイアフラム部材は、領域１１５の体積変化を吸収する方向に受動的に変形した。
【0161】
【0162】
図７（ｃ）は、撹拌後のデバイスＡを蛍光顕微鏡で観察し、磁性粒子を標識したＣｙ５の蛍光を検出した結果を示す写真である。その結果、蛍光顕微鏡写真からも、磁性粒子が均一に撹拌されたことが確認された。
【0163】
［実験例３］
（抗原抗体反応の検出）
実験例１で製造したデバイスＡを使用して抗原抗体反応の検出を行った。抗原としては、心筋トロポニンＩ（ｃａｒｄｉａｉｃ ｔｒｏｐｏｎｉｎ Ｉ、ｃＴｎＩ）を使用した。
（抗原抗体反応の検出）
実験例１で製造したデバイスＡを使用して抗原抗体反応の検出を行った。抗原としては、心筋トロポニンＩ（ｃａｒｄｉａｉｃ ｔｒｏｐｏｎｉｎ Ｉ、ｃＴｎＩ）を使用した。
【0164】
まず、表面がカルボキシル基修飾された直径３μｍの磁性粒子（ＪＳＲ社）に、抗ｃＴｎＩ抗体（ＨｙＴｅｓｔ社）を、抗体のアミノ基を介して結合させた。続いて、終濃度が０．０１ｗ／ｖ％となるように、０．１％ＢＳＡ－ＴＢＳＴで上記磁性粒子を希釈した。
【0165】
また、上記磁性粒子に結合させた抗ｃＴｎＩ抗体とは異なるエピトープを持つ抗ｃＴｎＩ抗体（ＨｙＴｅｓｔ社）に、アルカリフォスファターゼラベリングキット（同仁化学研究所社）を利用して、アルカリフォスファターゼを標識した。
【0166】
続いて、上記の希釈した磁性粒子５０μＬと、それぞれ、０、１０、１００、１０００ｐｇ／ｍＬとなるように０．１％ＢＳＡ－ＴＢＳＴで段階希釈したｃＴｎＩ ５０μＬと、抗体濃度が２μｇ／ｍＬとなるように希釈した上記のアルカリフォスファターゼ標識抗ｃＴｎＩ抗体５０μＬとを混合して３７℃で５分間反応させ、磁性粒子上に抗原抗体複合体を形成させた。
【0167】
続いて、ネオジム磁石を用いて磁性粒子を捕捉しながら、２００μＬの０．１％ＢＳＡ－ＴＢＳＴで３回洗浄した。続いて、洗浄した磁性粒子に１５０μＬの０．１％ＢＳＡ－ＴＢＳＴを加え、磁性粒子を再懸濁した。続いて、再懸濁した磁性粒子をデバイスＡの流路１１０に送液し、磁性粒子を領域１１５に集積させた。
【0168】
続いて、デバイスＡの流路１１０にアルカリフォスファターゼの化学発光基質である、ＣＤＰ－ｓｔａｒ（サーモフィッシャーサイエンティフィック社）１０μＬを導入し、第１の区画バルブ１２０及び第２の区画バルブ１３０を閉じて領域１１５を確定し、リアルタイムでＣＤＰ－ｓｔａｒの分解反応による発光を検出した。検出器には、μＰＭＴ（浜松ホトニクス社）を利用した。検出器を、センサーがデバイスＡの領域１１５に隣接するよう設置して測定を行った。
【0169】
測定開始から３分後に、第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０を作動させ、９０秒間撹拌を行った。第１のダイアフラム部材１４０及び第２のダイアフラム部材１５０の作動は、実験例２と同様にして行った。続いて、撹拌の前後でシグナルの比較を行った。
【0170】
図８は、撹拌前、撹拌中及び撹拌後における各試料の発光強度を検出した結果を示すグラフである。その結果、撹拌によりシグナルが増強されることが確認された。図８中、１００００ｐｇ／ｍＬの試料及び１０００ｐｇ／ｍＬの試料のグラフにおいて、撹拌により増強されたシグナルを両矢印で示す。
【符号の説明】
【0171】
１００，５００…流体デバイス、１１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ…流路、１１５，１１５ａ，１１５ｂ…領域、１２０，１３０，５１０，５２０，５３０…区画バルブ、１４０，１５０…ダイアフラム部材、１６０…マグネティックスタンド、１７０…検出部、２００，３００…ダイアフラムバルブ、２１０…第１の基板、２１１…凸部、２２０…第２の基板、２３０…弾性部材、２３１…アンカー部、２４０…貫通孔、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…流体、Ｍ…磁性粒子、ＬＢ…洗浄用バッファー、２ｎｄＡｂ…二次抗体、Ｓ…基質反応液。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】