JP2002243734A - マイクロチップ - Google Patents

マイクロチップ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛋白質やＤＮＡと他の化合物との結合の検出
をマイクロチップ上で行った後、結合した化合物を回収
しその同定を行えるような構造を持つ生体高分子マイク
ロチップを提供する。 【解決手段】 ブロックを、平坦な表面を互いに接合さ
せた第１及び第２の基板を以って構成し、反応場、供給
流路及び回収流路をこれらの基板の接合面に形成し、供
給流路および回収流路を外部へ連通させる供給用開口及
び回収用開口を形成したことを特徴とするマイクロチッ
プを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蛋白質・核酸（ＤＮ
Ａ）などの生体高分子等からなるマイクロチップに関す
るものである。更に詳細には、本発明はこのようなマイ
クロチップを用いた反応系を複数有するマイクロリアク
タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ヒトゲノム研究の進展により、既にヒト
ゲノムの配列の解読は完了されている。しかし、ゲノム
配列の解読は生命科学の極めて重要な成果ではあるが、
これは更に大きな課題の始まりに過ぎない。既に基礎・
応用研究の重点は、個々の遺伝子の機能、つまりはその
遺伝子の生産する蛋白質の機能解明に移されている。
又、個々の遺伝子発現機構の解明も同じ様に重要であ
る。何れにしろ、このような研究の遂行のためには、多
種類かつ微量の試料を同時に分析できる技術が必須であ
る。
【０００３】その目的を可能にする有力な技術として注
目され急激に発展しているのが、マイクロアレイ（チッ
プ）技術である。ＤＮＡのマイクロアレイ作製技術とし
て既に、光リソグラフィー法・メカニカルスポッティン
グ法・インクジェット法等が実用化されている （Trend
s in Biotechnology, 16, ページ301〜306, 1998
年）。また、同時に多数の蛋白質とリガンドとの結合の
検出を達成しようとする方法も開発されつつある。質量
分析法と 組み合わせたチップ (Mass SpectrometryRevi
ews, 16,ページ 1〜23, 1997年)、Acrlyamid Gel Pad法
(Anal.Biochem.,278 , ページ123〜131, 2000年)、pol
yvinyliden difluoride膜法 (Anal.Biochem., 270 , ペ
ージ103〜111, 1999年)、two-hybid assay法 ( Nature,
403 ,ページ623〜627, 2000年)等である。また、ＤＮ
Ａ・蛋白質のどちらにも適用できる方法として、エレク
トロスプレイ・デポジション法(Anal.Chem. 71, ページ
3110〜3117, 1999年)が開示されている。一方、微量試
料を用いて種々の化学反応をマイクロチップ上で行う技
術も種々の目的で研究され、“lab-on-chip”, “inte
grated-chip”などと呼ばれており、既に一部の技術は
実用段階に入っている（ ファルマシア36, ページ34〜
38, 2000年; 化学 54 (10) 14-19, 1999年;、な
ど）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】遺伝子の発現状況（ｍ
ＲＮＡの生産量）を知るためには、蛍光物質などの標識
化合物を用いハイブリダイゼーションを検出する必要が
ある。これにより、ＤＮＡマイクロチップ上で結合の検
出と結合物質の同定を同時に行うことができる。また、
蛋白質の場合も、目的とする蛋白質やＤＮＡ或いはそれ
に結合するリガンドの両方が既知でありこれらへの抗体
が利用できる場合には、酵素標識免疫法や蛍光免疫法な
どの通常の方法で、蛋白質マイクロチップ上で目的物質
の検出と同定を同時に行うことができる。
【０００５】しかし、蛋白質とそれへ結合する化合物の
どちらか或いは両方の機能や構造が未知の場合、結合の
検出と結合した物質の同定には、別々の手段が必要であ
る。結合した物質を同定するためには、マイクロチップ
上で結合を検出した後この化合物を回収し種々の分析を
行う必要がある。ＤＮＡマイクロチップも、遺伝子発現
調節因子などの解明を目的とする場合には、同様なプロ
セスが必要となる。
【０００６】従って、本発明の目的は、多数の蛋白質や
ＤＮＡと他の化合物の結合の検出をマイクロチップ上で
行ったり、結合した化合物を回収しその同定を行えるよ
うな構造を持つ生体高分子マイクロチップを提供するこ
とである。
【０００７】また、本発明の別の目的は、一連の酵素群
を相互に連結された各反応場に固定する事により、ある
出発化合物からある特定の化合物を連続反応により生成
させる、マイクロリアクタを提供する事である。環境汚
染・気候温暖化の防止や石化資源の枯渇を考慮し、従来
の石油などを原料とする有機合成法から生化学法への変
換が重要な課題になりつつある。この際、反応の最適条
件の検索やスクリニング段階の試料の調製等のために、
マイクロチップ上での酵素反応系を確立する事は非常に
重要である。
【０００８】更に、本発明の他の目的は、微量な生体高
分子などを精製するシステムを提供する事である。生体
試料から蛋白質などの各種化合物を分離精製する時、扱
える試料の量は通常極めて微量である。このような分離
精製は通常、電気泳動や種々のクロマトグラフィーによ
って行われる。これらの技術のうち、電気泳動は既に極
微量の試料でも扱える方法が実用化されている。ところ
が、極微量の試料を処理できるクロマトグラフィ技術は
未だ開発されていない。分離精製技術は化合物を扱うた
めに必須であるため、極微量の試料を処理できるクロマ
トグラフィ技術が実用化されれば、その意義は大きい。
全ての実験プロセスが非常にマイクロ化され、設備・時
間・費用・手間などが大幅に節約できる。
【０００９】上述のような目的を達成するためには、先
ず蛋白質やＤＮＡなどの生体高分子や各種有機化合物等
を基板上にそれらの機能を損なう事なく確実に再現性高
く固定化することが必須である。また、その固定化され
た構造体の形状・大きさ・数・密度も必要に応じ、可能
な限り変えることが出来ることが望ましい。ＰＣＴ国際
公開ＷＯ98/58745に記述されているように、エレクトロ
スプレイ・デポジション法はこれらの要件を満たしてい
る。従って、既知の蛋白質・ＤＮＡとそのリガンド間の
結合の検出と結合化合物の同定は、これらへの抗体を作
製し酵素標識免疫法や蛍光免疫法により、エレクトロス
プレイ・デポジション（静電噴霧堆積）法で作製したマ
イクロチップ上で同時に行える。
【００１０】一方、今後非常に重要になるのが、機能不
明の蛋白質の解明をすすめることである。遺伝子レベル
である遺伝子が生体内である役割をはたしていると推定
されても、それだけでは十分ではない。あくまでも、そ
の遺伝子によりコードされている蛋白質の機能を明らか
にすることが必要である。その為に、種々のアプローチ
が提案されている。例えば、ＮＭＲ（核磁気共鳴装置）
により活性中心などの部分構造を明らかにし、既知の蛋
白質との類似性に基づきその機能を推定する、という方
法がある。しかし、生体内の全て反応は蛋白質により実
行され、その反応はリガンドとの結合により開始される
という事実を考慮すれば、先ず機能不明の蛋白質と結合
する物質を見つけ、次いで結合した化合物の構造を明ら
かにしていくことが、機能不明の蛋白質の機能解明のた
めには最も重要かつ直接的方法であることはいうまでも
ない。
【００１１】そのために、先ず、エレクトロスプレイ・
デポジション法で固定された蛋白質マイクロチップ上
で、ある蛋白質と試験された化合物が結合したかどうか
を検出する。この検出は、蛋白質と化合物の組み合わせ
により、適宜最適の方法を選択する。結合が確認された
化合物があれば、この化合物を蛋白質から解離・回収
し、種々の分析法によりその構造を決定する。このよう
な機能を達成するマイクロチップ（即ちマイクロリアク
タ）を開示するのが本発明の目的である。また、マイク
ロリアクタ作製のためには、必要な酵素群を所定の位置
に固定し相互に連結すればよい。更に、微量精製のため
には、目的化合物と特異的に結合する物質、或いはその
他通常の各種クロマトグラフィに用いられる物質を固定
化することにより、異なったタイプのクロマトグラフィ
が作製できる。この時、固定化される構造体の形状も目
的に応じ適宜選択できる。ある場合には、流路全体に固
定したり、或いはエレクトロスプレイ・デポジションの
条件を変えることにより多孔性を持たせることも可能で
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によるマイクロチ
ップは、生体高分子をスポット状またはストリップ状に
固定させた反応場と、この反応場に連結され、反応場へ
試料を供給する供給流路と、前記反応場と連結し、反応
場の少なくとも一部を通過した試料を回収する回収流路
と、を有する反応系を形成したブロックを具えることを
特徴とするものである。本構成によれば、微量な生体高
分子及び試料を用いて、生体高分子と試料との結合の検
出をマイクロチップ上で行ったり、結合した化合物を回
収しその同定を行うことができる。
【００１３】また、本発明によるマイクロチップは、前
記ブロックを、平坦な表面を互いに接合させた第１及び
第２の基板を以って構成し、前記反応場、供給流路及び
回収流路をこれらの基板の接合面に形成し、前記供給流
路および回収流路を外部へ連通させる供給用開口及び回
収用開口を形成したことを特徴とするものである。本構
成によれば、例えば、微細流路となる凹部を加工した第
２プレートと、生体高分子を固定させた第１の基板とを
密着させるという簡便な製造工程でマイクロチップを容
易に作製できる。
【００１４】また、本発明によるマイクロチップは、請
求項１または２に記載のマイクロチップにおいて、前記
生体高分子の固定が、エレクトロスプレイ・デポジショ
ン法によって行われることを特徴とするものである。エ
レクトロスプレイ・デポジション法によれば、生体高分
子の生物学的機能を損なわずにスポットを作製すること
ができる。
【００１５】また、本発明によるマイクロチップは、前
記の供給流路及び回収流路は、２次元的または３次元的
に形成されていることを特徴とするものである。本構成
によれば、３次元的に流路を構成することにより個別の
生体高分子スポットにて反応をした液体を個別に回収す
る事も可能である。また、１入力多出力、多入力１出
力、多入力多出力という反応系を容易に作製することが
できる。即ち、スポット（反応場）に２次元的（平面）
に試料を供給する場合はスポットの配置に余裕があれば
対応できるが、平面にアレイ状に密に配置されたスポッ
トには、各流路を設ける場所が不足することとなる。そ
こで、３次元的（立体）に、例えば第１の基板や第２の
基板に貫通部を設けて、上方或いは下方から試料を供給
したり反応物を回収したりするようにすれば、密なスポ
ット配置であっても容易に各流路を配置することができ
るようになる。
【００１６】また、本発明によるマイクロチップは、前
記供給流路または供給用開口が、前記試料の供給及び流
量を制御する供給手段を具え、前記回収流路または回収
用開口が、前記反応場を通過した試料を回収する回収手
段を具える、ことを特徴とするものである。本構成の制
御手段によれば、反応の特性により、試料の流量を調節
できる。また、回収手段によって、反応物を容易に回収
できる。
【００１７】また、本発明によるマイクロチップは、前
記反応系が、前記供給用開口側では１つになっており、
前記反応場側で分岐される供給流路と、この分岐された
供給流路の各々に１つずつ連結される複数の経路を有す
る反応場と、これらの経路の各々に１つずつ連結される
複数の回収流路と、これらの回収流路の各々を１つずつ
外部と連通させる複数の回収用開口と、を有することを
特徴とするものである。
【００１８】また、本発明によるマイクロチップは、前
記反応系が、前記供給用開口側では１つになっており、
前記反応場側で分岐される供給流路と、この分岐された
供給流路の各々に１つずつ連結される複数の経路を有す
る反応場と、前記反応場側で分岐しており、これらの経
路の各々に１つずつ連結され、回収用開口側で１つに結
合されているの回収流路と、を有することを特徴とする
ものである。
【００１９】また、本発明によるマイクロチップは、前
記反応系が、複数の供給流路と、これらの供給流路の各
々を１つずつ外部と連通させる複数の供給用開口と、前
記供給流路の各々に１つずつ連結される複数の経路を有
する反応場と、これらの経路の各々に１つずつ連結され
る複数の回収流路と、これらの回収流路の各々を１つず
つ外部と連通させる複数の回収用開口と、を有すること
を特徴とするものである。
【００２０】また、本発明によるマイクロチップは、前
記反応系が、複数の供給流路と、これらの供給流路の各
々を１つずつ外部と連通させる複数の供給用開口と、前
記供給流路の各々に１つずつ連結される複数の経路を有
する反応場と、前記反応場側で分岐しており、これらの
経路の各々に１つずつ連結され、回収用開口側で１つに
結合されているの回収流路と、を有することを特徴とす
るものである。
【００２１】上述したように、１入力多出力、１入力多
反応経路１出力、多入力１出力、多入力多出力のように
多様な反応系を構成すれば、多様なスポットの配列や所
望の反応に柔軟に対応可能となる。例えば、１入力多出
力とすれば、各スポット毎に個別に反応物を回収するこ
とができるようになる。また、多入力多出力とすれば、
１回の操作で多種類の試料を供給して、多数の反応経路
を有する反応系を構成でき、各試料ごとに反応物を回収
できる。
【００２２】また、本発明においては、生体高分子の固
定場所は任意である。例えば、第１の基板の表面にスポ
ット状に固定させることもできる。或いは、反応場の内
壁に全体に固定させることもでき、このような構成によ
れば、生体高分子と試料との接触面積を大きくなり、反
応効率を高めることができる。
【００２３】また、本発明によるマイクロチップは、前
記反応系を１ｃｍ２に１０ケ以上、１００ケ以上、或い
は１０００ケ以上含む事を特徴とするものである。本構
成によれば、反応系がマイクロ化されるため、微量サン
プルで反応系を構成でき、また、１つのチップの小さな
領域上で１回の操作で、何段階もの反応を行うことがで
きるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づき本発明
の実施態様を詳細に説明する。本発明によるマイクロチ
ップは、たんぱく質などの生体高分子材料あるいは有機
高分子材料をエレクトロスプレイ・デポジション法によ
り固定化したスポット、それを支持する基板部分、さら
にそこへ液体を供給する微細流路部分、及び反応物を回
収する微細流路部分より構成される。
【００２５】図１は、本発明によるマイクロチップの分
解図であり、マイクロチップの基本的な構成例を示すも
のである。図中の基板１はプラスチック（ＰＭＭＡ、ポ
リカーボネート、ポリエチレン、フッ素系樹脂など）、
ガラス（石英ガラス、光学ガラスなど）、セラミック
（酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、窒
化アルミニウムなど）、あるいは金属により構成され
る。電気絶縁性が良好な基板の場合は表面に導電性の薄
膜（金、プラチナ、ＩＴＯなど）を付与することも可能
である。
【００２６】この第１の基板１（ガラス或いはプラスチ
ック製）上にエレクトロスプレーデポジション（ＥＳ
Ｄ）法により生体高分子のスポット２をアレイ状に形成
する。これらのスポット２はAnal.Chem. 71のページ311
0〜3117（1999年）に公開されているマイクロアレイ作
製の手法に従いＥＳＤ法により形成され、その後架橋剤
（グルタルアルデヒドなど）による処理によって固定化
される。スポットを形成する高分子の材料としては、各
種たんぱく質（酵素、抗体、膜蛋白など）、有機高分子
材料（アクリル樹脂、セルロース、イオン交換樹脂、エ
ポキシ樹脂）、色素、など架橋剤により重合させて固定
化することが可能な機能性材料ならほとんどのものが使
用可能である。
【００２７】第２の基板３の片面には凹部４を設けてあ
り、第１の基板１のスポット２形成側と第２の基板３の
凹部４側とを接合させることにより、閉じた微細流路及
び反応場を形成し、反応すべき液体が適切に供給される
ようにするものである。第２の基板３の凹部４の端部に
はそれぞれ貫通部を設けてあり、それぞれ供給用開口５
と回収用開口６として使用する。なお、供給用開口５か
ら流入した液体は、微細流路に流れ、この流路は枝別れ
しており、液体がすべてのスポット部分へ並列的に均等
に流れ、スポット部分を通過した後、最終的には１つの
流路として集束し、回収用開口６から排出するように設
計されている。即ち、１入力多出力の反応系を形成する
ものである。
【００２８】次に、高分子スポットを固定させた基板１
の構造について詳細に説明する。図２は、基板１上に形
成された生体高分子のスポット２の構成を示したもので
ある。スポット２は直径１０〜数１００ミクロン程度の
大きさに形成され、その厚さは１〜５０ミクロン程度で
ある。それぞれのスポットの間隔はその直径の１〜１０
倍程度となっている。スポットの個数は数個から数万個
程度までの範囲で可能でありそれぞれのスポットがすべ
て異なる生体高分子あるいは有機高分子から構成されて
も良いし、各列ごとに同じ種類の高分子を固定すること
も可能である。もちろん、すべてのスポットを同じ高分
子で構成することも可能である。図ではスポットの形状
は円形となっているが、長方形、正方形その他の形状の
スポットを形成することも可能である。
【００２９】次に、微細流路を形成させる凹部４を設け
た第２の基板３の構造について詳細に説明する。図３
は、１入力１出力を持つ微細流路の模式図である。反応
液は供給用開口５に接続されたポンプ、シリンジあるい
はピペットによって注入され、流体分配回路７にて均等
に分配され各反応流路（反応場）８に流入する。反応流
路８は、生体高分子スポット（図示せず）が配置される
ように形成されており、生体高分子と流体との反応によ
り目的物質の捕捉、反応、分析、検出が行われる。反応
流路８を出た液体は集合回路９を通り回収用開口６へと
導かれる。回収用開口６に接続されたチューブあるいは
ポンプにより液体が排出・回収される。
【００３０】図４は、第１の基板１に第２の基板３を装
着したマイクロチップの断面構造を示すものである。基
板１上にエレクトロスプレー法により固定化された生体
高分子スポット２はそれぞれ第１の基板１と第２の基板
３の凹部４とにより形成される微細流路構造体の溝によ
って隔てられており、スポット２上を液体が流れるよう
になっている。
【００３１】次に、微細流路構造体の作製方法、即ち第
２の基板３上に凹部４を作製する方法を説明する。第２
の基板３は、プラスチック（ＰＭＭＡ、ポリカーボネー
ト、ポリプロピレン、ポリエチレンなど）、ガラス（光
学ガラス、石英ガラス、サファイアガラスなど）、セラ
ミックス（アルミナ、ジルコニア、窒化珪素など）ある
いは金属材料により構成される。微細溝状の凹部４を直
接形成する方法としては、微細切削工具（エンドミル、
バイトなど）により切削加工にて溝部分を削り取り形成
する方法、フォトレジストによるマスクを形成し化学的
エッチングによって形成する方法、フォトレジストによ
ってマスクを形成し、アブレイシブジェットによって形
成する方法、放電加工により凹部４を形成する方法など
が可能である。また、量産性を高める方法としては、前
記の直接微細溝を形成する手法を用いて型を形成し、こ
れを用いてプラスチックによる射出成形を行う方法、セ
ラミックスあるいは金属スラリーを射出成形しその後焼
成する方法などが可能である。また、型材料としてタン
グステンカーバイドなどの高融点材料を使用することで
ガラス材料を高温にてプレスモールドし凹部４を形成す
ることも可能である。
【００３２】次に、第１の基板１と微細流路構造体であ
る第２の基板３の接合について説明する。微細流路構造
体である第２の基板３と生体高分子スポットを支持する
第１の基板１との接合は、接着剤等を薄く塗布して行う
ことが一般的であるが、これ以外にも両者の平面度をき
わめて高くすることにより接着剤を使用せずに接合する
方法（オプティカルコンタクト法）、化学的に表面を活
性化して接合する方法、温度を上昇させて接合する方法
（拡散接合法など）、超音波振動を加えて接合する方
法、界面にレーザー光などのエネルギービームを収束さ
せて行う方法などにより接合しても良い。
【００３３】図５は、１入力多出力（及び並列反応場）
の微細流路の模式図である。反応流体は注入口１０より
ポンプなどにより注入され流体分配流路部１１により均
等に分配され反応流路１２に流入する。流入した液体は
反応流路１２内に存在する生体高分子チップ上を通過
し、回収流路１３を通りそれぞれ独立した回収口１４へ
到達する。それぞれの回収用開口１４から、ポンプある
いはピペットなどにより反応後の液体を回収する。
【００３４】図６は、逐次反応系の微細流路の模式図で
ある。供給用開口１０から試料となる液体を注入し、流
路の途中に複数個の高分子スポットが配置されており微
細流路により液体がこれらのスポット上（即ち反応流路
１２）を順次通過し、回収用開口１４より回収される。
この場合高分子スポットは必ずしも円形である必要はな
く、図のように長方形とする事で大きな反応面積を得る
ことができる。反応液は注入口１０よりポンプあるいは
ピペットにより供給され、反応流路１２を通り排出口１
４より回収される。反応流路１２を形成する流路を図６
のように蛇行させることで狭い面積のシステム上で多数
のスポットと効率よく反応させることが可能である。
【００３５】図７は、エレクトロスプレー法で固定化さ
れた高分子スポットにより形成されたマイクロカラムの
模式図及びＡ−Ａ‘断面図である。これは、図１に示し
たマイクロチップシステムと同様に微細流路を構成する
が、第１の基板１５自体に微細流路となる凹部１６を形
成させてあり、反応面積を広くするため、エレクトロス
プレー法により微細流路内に高分子の皮膜１７を形成し
ている。そして、この第１の基板１５に平坦な第２の基
板１８を重ね合わせることにより、微細流路を形成させ
たものである。さらに、第１の基板１５の凹部１６部分
は壁が傾斜しておりエレクトロスプレーにより高分子皮
膜が付着しやすくなっている。これにより流路内で液体
が高分子皮膜と接触する面積を増大させることができ
る。さらに、反応流路１９は微細流路が網目状に配置さ
れており反応面積をきわめて大きくとることが可能とな
っている。高分子材料としては抗体やprotein−Ａなど
のアフニティクロマトグラフに使われる特異的吸着能を
持つたんぱく質、有機高分子材料が使用可能である。反
応部の網目状構造は図示以外にも様々なパターンが使用
可能である。このように図７では高分子皮膜を固定化し
た凹部１６を持つ第１の基盤１５と、高分子スポットを
持たない平坦な第２の基板１８とを接合しているが、こ
の高分子皮膜を固定化した凹部１６を持つ基板１５同士
を接合する事で反応面積をより大きくすることも可能で
ある。
【００３６】３次元的に流路を構成することにより個別
の生体高分子スポットにて反応をした液体を個別に回収
する事も可能である。図８は、基板を含めて５層構造か
らなる３次元流路を持つマイクロチップシステムの構成
例を示すものである。基板である第１層２１、第２層２
２、第３層２３、第４層２４、第５層２５を順次重ねた
ものである。第１層２１には、生体高分子のスポット２
１Aを固定してある。第２層２２は、各スポットに対応
する位置に貫通部が設けてあり、この部分が反応流路
（場）２２Aとして機能する。反応流体は第５層２５の
左方の流入口２５Aより流入し、第４層２４の分配流路
２４Aを通して各高分子スポット上方の第３層２３の流
体供給用微細穴２３Aに達する。その後第２層２２の反
応流路２２Aに流入し第１層２１に形成された高分子ス
ポット２１Aの上方を通過し反応が行われる。反応のお
わった液体は再び第３層２３の反応物回収用微細穴およ
び第４層２４の反応物回収用微細穴２４Bを通り、第５
層２５の回収口２５Bに到達する。回収口２５Bで液体は
ピペットあるいはポンプにより個別に回収される。
【００３７】なお、上記の実施態様で挙げた実施例は例
示に過ぎず、本発明の範囲には、幾多の変形、変更例が
含まれることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるマイクロチップの分解図であ
る。
【図２】 基板１上に形成された生体高分子のスポット
２の構成を示す図である。
【図３】 １入力１出力を持つ微細流路の模式図であ
る。
【図４】 基板１にプレート３を装着したマイクロチッ
プの断面構造を示す図である。
【図５】 １入力多出力の微細流路の模式図である。
【図６】 逐次反応系の微細流路の模式図である。
【図７】 エレクトロスプレー法で固定化された高分子
スポットにより形成されたマイクロカラムの模式図及び
Ａ−Ａ‘断面図である。
【図８】 基板も含め５層構造からなる３次元流路を持
つマイクロチップシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 第１の基板 ２ スポット ３ 第２の基板 ４ 凹部 ５ 供給用開口 ６ 回収用開口 ７ 流体分配流路 ８ 反応流路（反応場） ９ 集合流路 １０ 供給用開口 １１ 流体分配流路部 １２ 反応流路 １３ 回収流路 １４ 回収用開口 １５ 第１の基板 １６ 凹部１６ １７ 高分子の皮膜 １８ 第２の基板 １９ 反応流路 ２１ 第１層 ２１A スポット ２２ 第２層 ２２A 反応流路（場） ２３ 第３層 ２３A 流体供給用微細穴 ２３B 反応物回収用微細穴 ２４ 第４層 ２４A 分配流路 ２４B 反応物回収用微細穴 ２５ 第５層 ２５A 流入口 ２５B 回収口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 浩三 東京都渋谷区広尾１−11−５−1403 エ ス・ティ・リサーチ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G058 AA09 DA07

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生体高分子をスポット状またはストリッ
    プ状に固定させた反応場と、 この反応場に連結され、反応場へ試料を供給する供給流
    路と、 前記反応場と連結し、反応場の少なくとも一部を通過し
    た試料を回収する回収流路と、を有する反応系を形成し
    たブロックを具えることを特徴とするマイクロチップ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のマイクロチップにおい
    て、 前記ブロックを、平坦な表面を互いに接合させた第１及
    び第２の基板を以って構成し、前記反応場、供給流路及
    び回収流路をこれらの基板の接合面に形成し、前記供給
    流路および回収流路を外部へ連通させる供給用開口及び
    回収用開口を形成したことを特徴とするマイクロチッ
    プ。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のマイクロチッ
    プにおいて、 前記生体高分子の固定が、エレクトロスプレイ・デポジ
    ション法によって行われることを特徴とするマイクロチ
    ップ。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のマ
    イクロチップにおいて、 前記の供給流路及び回収流路は、２次元的または３次元
    的に形成されていることを特徴とするマイクロチップ。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のマ
    イクロチップにおいて、前記供給流路または供給用開口
    が、前記試料の供給及び流量を制御する供給手段を具
    え、 前記回収流路または回収用開口が、前記反応場を通過し
    た試料を回収する回収手段を具える、ことを特徴とする
    マイクロチップ。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のマ
    イクロチップにおいて、 前記反応系が、 前記供給用開口側では１つになっており、前記反応場側
    で分岐される供給流路と、 この分岐された供給流路の各々に１つずつ連結される複
    数の経路を有する反応場と、 これらの経路の各々に１つずつ連結される複数の回収流
    路と、 これらの回収流路の各々を１つずつ外部と連通させる複
    数の回収用開口と、を有することを特徴とするマイクロ
    チップ。
  7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のマ
    イクロチップにおいて、 前記反応系が、 前記供給用開口側では１つになっており、前記反応場側
    で分岐される供給流路と、 この分岐された供給流路の各々に１つずつ連結される複
    数の経路を有する反応場と、 前記反応場側で分岐しており、これらの経路の各々に１
    つずつ連結され、回収用開口側で１つに結合されている
    の回収流路と、を有することを特徴とするマイクロチッ
    プ。
  8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のマ
    イクロチップにおいて、 前記反応系が、 複数の供給流路と、 これらの供給流路の各々を１つずつ外部と連通させる複
    数の供給用開口と、 前記供給流路の各々に１つずつ連結される複数の経路を
    有する反応場と、 これらの経路の各々に１つずつ連結される複数の回収流
    路と、 これらの回収流路の各々を１つずつ外部と連通させる複
    数の回収用開口と、を有することを特徴とするマイクロ
    チップ。
  9. 【請求項９】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のマ
    イクロチップにおいて、 前記反応系が、 複数の供給流路と、 これらの供給流路の各々を１つずつ外部と連通させる複
    数の供給用開口と、 前記供給流路の各々に１つずつ連結される複数の経路を
    有する反応場と、 前記反応場側で分岐しており、これらの経路の各々に１
    つずつ連結され、回収用開口側で１つに結合されている
    の回収流路と、を有することを特徴とするマイクロチッ
    プ。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    マイクロチップにおいて、 前記反応系を１ｃｍ２に１０ケ以上含む事を特徴とする
    マイクロチップ。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    マイクロチップにおいて、 前記反応系を１ｃｍ２に１００ケ以上含む事を特徴とす
    るマイクロチップ。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の
    マイクロチップにおいて、 前記反応系を１ｃｍ２に１０００ケ以上含む事を特徴と
    するマイクロチップ。
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