JP2003194806A

JP2003194806A - 血球分離用チップ

Info

Publication number: JP2003194806A
Application number: JP2001397138A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kitamura; 健北村; Yasuhisa Fujii; 泰久藤井; Toshimitsu Fujiwara; 利光藤原; Shigeo Yamashita; 重夫山下
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】採取できない血液成分を可能な限り減少さ
せ、血球分離効率を向上する。【解決手段】血球分離用チップ３０は、血液中の血球
を除去するフィルター１４が組み込まれるフィルター受
け部３２と、該フィルター受け部３２に連通する流路と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血球分離用チップ
に関し、詳しくは、全血から血球成分を分離し、血漿又
は血清試料を採取するための血球分離用チップに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】血液を用いた臨床検査や構成成分の培養
などの分野においては、通常、全血から不必要あるいは
妨害物質となる血球成分などを遠心分離して得られる血
漿又は血清を検体として用いることが多い。ところが、
遠心分離は大型の遠心分離機が必要となる上に、多量の
血液が必要となる。

【０００３】近年、慢性疾患や免疫検査などの検査にお
いては、患者の負担（苦痛）を軽減させるために、少量
の血液で検査する手法の開発が望まれている。そこでガ
ラス繊維フィルタ一等を用いて濾過により血球を分離す
る手法が検討されている。

【０００４】例えば、特開平８−５４３８７号公報で
は、ガラス繊維フィルターに全血を滴下し、滴下面の反
対側に染み出してきた血漿成分をパッドに回収して、こ
のパッド内で試薬と反応させ検査を行う、いわゆるドラ
イケミストリという手法が開示されている。しかし、こ
の手法では、パッド内で完結する検査は問題がないが、
液体状の血漿あるいは血清を用いて行う必要がある検
査、例えば、生化学検査、血液凝固試験などの大部分の
検査においては、適用ができない。また、定量化が必要
な検査には対応しにくい。

【０００５】この問題を解決し、自動分析装置等で検査
が可能な、約１００〜５００μｌ（マイクロリットル）
の液体状の血漿あるいは血清を採取する血液濾過ユニッ
トが、一部、実用化されており、特開平８−７６９２号
公報、特開平１０−２２７７８８号公報などに開示され
ている。この手法は、同じくガラス繊維フィルターと微
多孔性膜とを組み合わせてホルダーにセットし、全血を
滴下後、反対側から吸引を行い、液体状の血漿あるいは
血清を採取するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−
２２７７８８号公報などに開示されている血液濾過ユニ
ットは、約１００〜５００μｌの血漿あるいは血清を採
取することを目的としており、そのためには数〜１０ｍ
ｌ（ミリリットル）程度の全血が必要となり、遠心分離
手法と同じく注射器で血液を採取する必要があり、患者
の負担が軽いとは言えない。これは、ホルダーの大きさ
が比較的大きく、ホルダー内部に採取できない血漿が残
存する、いわゆるデッドスペースが大きいことが原因で
あり、採取された血漿量（Ｖ_１）を滴下した全血量（Ｖ
_０）で除した血球分離効率（Ｖ_１／Ｖ_０）が１０％前後
と小さな値となってしまうからである。

【０００７】したがって、本発明が解決すべき技術的課
題は、採取できない血液成分を可能な限り減少させ、血
球分離効率を向上することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記技術的課
題を解決するために、以下の構成の血球分離用チップを
提供する。

【０００９】血球分離用チップは、血液中の血球を除去
するフィルターが組み込まれるフィルター受け部と、該
フィルター受け部に連通する流路とを備える。

【００１０】上記構成において、フィルターで血球が除
去された血液成分を、フィルター受け部から流路に連続
的に導くことができる。上記構成によれば、フィルター
受け部や流路は、血液成分が残留し回収できなくなるス
ペースを無くしたり、可能な限り小さくすることができ
る。したがって、採取できない血液成分を可能な限り減
少させ、血球分離効率を向上することができる。

【００１１】また、血球が分離された血液成分を試験装
置などに移し替えることなく、チップ上で検査に用いる
ように構成することができ、これにより、採血量を減ら
し、患者の負担を少なくすることができる。

【００１２】また、上記構成によれば、適宜なフィルタ
ーを用いたり、必要に応じてフィルターを交換すること
で、フィルターの目詰まりが起こらないようにすること
が容易である。したがって、例えば突起や孔などの微小
構造をチップ自体に直接形成する場合に比べ、血球分離
効率を向上することが容易である。

【００１３】好ましくは、上記流路の幅が５０μｍ〜２
ｍｍであり、上記流路の深さが２０μｍ〜１ｍｍであ
る。

【００１４】採血量を減らすためには、流路の寸法を小
さくすることが好ましい。一方、流路の寸法を小さくす
ると、流路抵抗が大きくなり、液体を円滑に流すことが
困難になる。したがって、上記構成が好ましい。

【００１５】好ましくは、上記フィルター受け部の底面
には、上記底面の中心に形成され、上記流路に連通する
開口と、上記開口から放射状に形成された複数の第１溝
と、上記開口を中心に同心円状に形成された複数の第２
溝とを含む。

【００１６】上記構成において、フィルターを通過した
血液は、第１溝又は第２溝から開口を通って流路に流れ
る。上記構成によれば、フィルターを通過した血液が残
留するデッドスペースをなくし、血球分離効率を向上す
ることができる。また、フィルター受け部の底面から平
均的に吸引し、血球分離効率を一層向上させることもで
きる。

【００１７】好ましくは、上記フィルター受け部の底面
には、上記流路に連通する複数の開口が形成される。

【００１８】上記構成において、フィルターを通過した
血液成分は、開口を通って流路に流れる。開口を複数設
けることにより、フィルターを通過し、フィルター受け
部の底面に到達した血液成分が、そこから開口まで移動
する距離を短くし、フィルター受け部の底面上に残留す
る血液成分を減らし、血球分離効率を向上することがで
きる。また、また、フィルター受け部の底面から平均的
に吸引し、血球分離効率を一層向上させることもでき
る。

【００１９】好ましくは、上記フィルター受け部は、上
記流路を介して吸引される。

【００２０】吸引することにより、血球分離効率を一層
向上させることができる。例えば、流路に、吸引ポンプ
を接続される開口を設ける。あるいは、流路にマイクロ
ポンプを設けて吸引する。

【００２１】好ましくは、上記流路と外部とを連通する
大気連通口を備える。

【００２２】上記構成によれば、大気連通口を開放した
状態で吸引することで、流路中に残存する血液成分を採
取し、血球分離効率を向上させることができる。

【００２３】好ましくは、上記大気連通口を封止する封
止部材を備える。

【００２４】上記構成によれば、大気連通口を封止した
状態で、フィルターによる血球分離を行うことができ
る。これにより、血球分離中に、フィルターで濾過され
た血液成分が大気連通口から漏れないようにすることが
できる。また、血球分離中に、フィルター受け部を流路
側から吸引することも容易である。血球分離が完了した
後に大気連通口の封止を解除し、流路中に残存する血成
分を採取し、血球分離効率を向上させることができる。

【００２５】好ましくは、上記フィルター受け部に、フ
ィルターが組み込まれる。

【００２６】上記構成によれば、フィルターを血球分離
用チップと一体化することで、取り扱いが容易となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
血球分離用チップについて、図１〜１２を参照しながら
説明する。

【００２８】まず、第１実施形態に係る血球分離用チッ
プ３０について、図１〜図４に基づいて説明する。

【００２９】血球分離用チップ３０は、図２及び図３に
示すように、シリコン基板２０とガラス板２６とが貼り
合わされたものである。図２に示したように、シリコン
基板２０の表面には、凹部、すなわちフィルター受け部
３２が形成されている。また、図３に示したように、シ
リコン基板２０の裏面には流路３６が形成され、ガラス
板２６には、流路３６の端部に連通する貫通穴２８が形
成されている。

【００３０】フィルター受け部３２の底面の中心には、
貫通穴３４が形成され、流路３６と連通するようになっ
ている。また、フィルター受け部３２の底面には、貫通
穴３４の開口から放射状に複数の第１溝３３ａが形成さ
れ、また、貫通穴３４の開口を中心に同心円状に複数の
第２溝３３ｂが形成されている。

【００３１】シリコン基板２０は、図１に示した工程で
形成することができる。

【００３２】図１（ａ）に示すように、シリコン基板２
０の表裏面に、シリコン酸化膜２２，２４を形成する。
例えば厚さ４００μｍのシリコンウエハーを用い、両面
にそれぞれ１．５μｍの厚さのシリコン酸化膜２２，２
４を成膜する。

【００３３】次に、表面について、フォトリソグラフィ
ー技術を用いて、シリコン酸化膜２２をドライエッチン
グする工程を２回行う。すなわち、シリコン酸化膜２２
にフォトレジストを塗布し、所定のマスクパターンを露
光し、現像する。そして、シリコン酸化膜２２をドライ
エッチングした後、フォトレジストを剥離する。１回目
の工程では、図１（ｂ）において符号２２ａで示したよ
うに、フィルター受け部３２の第１溝３３ａ及び第２溝
３３ｂとなる部分に対応して、シリコン酸化膜２２を除
去する。２回目の工程では、図１（ｃ）において符号２
２ｂで示したように、フィルター受け部３２全体に対応
してシリコン酸化膜２２を除去し、段差を設ける。

【００３４】裏面についても、同様に２回の工程によ
り、シリコン酸化膜２４を除去する。１回目の工程で
は、図１（ｄ）において符号２４ａで示したように、貫
通穴３４となる部分に対応して、シリコン酸化膜２４を
除去する。２回目の工程では、図１（ｅ）において符号
２４ｂで示したように、流路３６に対応する部分を除去
し、段差を設ける。

【００３５】次に、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ
ＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ）エッチング装置によ
り、段差を有したシリコン酸化膜２２，２４をマスクに
するシリコン基板２０のドライエッチングと、シリコン
酸化膜２２，２４のドライエッチングとを、交互に繰り
返し行う。

【００３６】すなわち、表面について、シリコン基板２
０のドライエッチングを行い、図１（ｆ）に示したよう
に、シリコン基板２０から、フィルター受け部３２の第
１溝３３ａと第２溝３３ｂに対応する部分２０ａを除去
する。次に、シリコン酸化膜２２のドライエッチングを
行い、図１（ｇ）に示したように、フィルター受け部３
２の全体に対応する部分２２ｃを除去する。次に、シリ
コン基板２０のドライエッチングを行い、図１（ｈ）に
示したように、シリコン基板２０から、フィルター受け
部３２全体に対応する部分２０ｂと、第１溝３３ａ及び
第２溝３３ｂに対応する部分２０ｃとを除去する。

【００３７】裏面についても、同様に、シリコン基板２
０のドライエッチングを行い、図１（ｉ）に示したよう
に、シリコン基板２０から、貫通穴３４に対応する部分
２０ｄを除去する。次に、シリコン酸化膜２４のドライ
エッチングを行い、図１（ｊ）に示したように、流路３
６に対応する部分２４ｃのシリコン酸化膜２４を除去す
る。次に、シリコン基板２０のドライエッチングを行
い、図１（ｋ）に示したように、シリコン基板２０か
ら、流路に対応する部分２０ｅと、貫通穴３４に対応す
る部分２０ｆとを除去する。

【００３８】最後に、残ったシリコン酸化膜２２，２４
をフッ酸に浸けて、ウエットエッチングでシリコン基板
２０から除去し、図２及び図３に示した所望の形状とす
る。

【００３９】血球分離用チップ３０は、例えば図４に示
すホルダー４０にセットして用いる。

【００４０】図４（ａ）に示したように、ホルダー４０
は、大略、フレーム４４の凹部４５に、血球分離用チッ
プ３０と血液受け４３とを挿入し、カバー４２をねじ４
８で固定する。これにより、血球分離用チップ３０の貫
通穴２８の周囲に、吸着パッド４６が圧着される。

【００４１】図４（ｂ）に示すように、血液受け４３に
は、血球分離用チップ３０の血液受け部３２に対応する
位置に貫通穴４３ａが形成され、第１のフィルター１２
が装着される。血球分離用チップ３０の血液受け部３２
には、第２のフィルター１４が装着される。

【００４２】全血が血液受け４３の第１のフィルター１
２上に滴下され、図示していないが、チューブ挿し込み
インターフェイス４７にチューブを介して接続された吸
引ポンプ等で吸引される。これに限るものではないが、
吸引ポンプは、シリンジポンプ又はしごきポンプを用い
てもよい。全血は、第１及び第２のフィルター１２，１
４により、全血から血球が除去され、血球分離用チップ
３０の血液受け部３２には、血漿や血清を含む血液成分
が落下し、フィルター受け部３２の第１溝３３ａ又は第
２溝３３ｂから連通穴３４を通って、流路３６に流れ
る。

【００４３】血液受け４３の貫通穴４３ａの上部開口
は、ピペッターによって全血を滴下するため、直径３ｍ
ｍ〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。また、第１及
び第２フィルター１２，１４に、フィルター中を通過す
る構成成分の速度差により分離を行うフィルターと、孔
のサイズにより構成成分を分離するフィルターの２種類
を併用する場合、血液受け４３の底部が前者フィルター
を保持するようになっていてもよい。また、２種類のフ
ィルターを併用する場合、前者フィルターの体積によっ
て、処理できる全血量が決定される。すなわち、フィル
ター体積が倍になれば処理量も倍に、フィルター体積が
半分になれば処理量も半分となる。このため、フィルタ
ー厚が決まっている湯合は、その面積によって処理でき
る全血量が決定される。血液が血液受け４３からあふれ
ないよう、処理する全血量より血液受け４３の容量が大
きくなるように、血液受け４３の貫通穴４３ａの深さが
設定されていることが好ましい。

【００４４】フィルター受け部３２は、第２のフィルタ
ー１４の裏側から、第２のフィルター１４の全体をでき
るだけ均等に吸引できる構造となっていることが好まし
い。そのために、前述したように、フィルター受け部３
２の底面には、中心から放射線状に伸びた第１溝３３ａ
と同心円状の第２溝３３ｂとを組み合わせた溝が形成さ
れていているが、後述するように、フィルター受けの全
面に渡って多数の穴が形成されていてもよい。

【００４５】溝３３ａ，３３ｂを形成する場合、溝の深
さは１０μｍ〜１００μｍ程度、溝の幅は１００μｍ〜
１ｍｍ程度が好ましい。また、穴径は、穴を中心に１つ
だけ形成する場合も多数の穴を全面に形成する場合も、
直径１００μｍ〜２ｍｍ程度が好ましい。フィルター受
け部３２の直径は、全血の回りこみを防ぐために、血液
受け４３の貫通穴４３ａの下部開口の直径より大きいこ
とが好ましい。

【００４６】フィルター１２，１４で全血から血球成分
を分離された血液成分は、フィルター受け部３２の貫通
穴３４から流路３６へと流れる。フィルター受け部３
２、貫通穴３４及び流路３６は、親水性、血液成分への
活性などを変化させる目的で、さまざまな改質剤で処理
して使用してもよい。流路３６の幅は５０μｍ〜２ｍ
ｍ、流路３６の深さは２０μｍ〜１ｍｍであることが好
ましい。

【００４７】血球分離用チップ３０には、第２のフィル
ター１４を通過した血液成分が残留するデッドスペース
がないので、血球分離効率を向上することができる。ま
た、フィルター受け部３２の底面から第２のフィルター
１４の裏面を平均的に吸引することにより、血球分離効
率を一層向上させることができる。

【００４８】第１及び第２フィルター１２，１４には適
宜なものを選択することができ、また、必要に応じて交
換することも可能であるので、フィルター１２，１４で
目詰まりが起こらないようにすることが容易である。し
たがって、例えば突起や孔などの微小構造をチップ自体
に直接形成する場合に比べ、血球分離効率を向上するこ
とが容易である。

【００４９】第１及び第２フィルター１２，１４には、
全血中から血球を分離できる機能を有するフィルターで
あれば、どのようなものでも使用できる。具体的には、
（ａ）フィルター中を通過する構成成分の速度差により
分離を行うもの、（ｂ）フィルターに開けられた孔のサ
イズにより構成成分を分離するものなどが挙げられる。
さらには、これら２種類以上のフィルターを併用するこ
とが好ましい。前者（ａ）のフィルター単体では、完全
に血球を除去することができず、血球の除去漏れが生じ
る恐れがある。後者（ｂ）のフィルター単体では、血球
による目詰まりで、血球分離効率が低下する恐れがあ
る。

【００５０】具体的には、前者（ａ）のフィルターは、
これに限るものではないが、ワットマン（Ｗｈａｔｍａ
ｎ）社製ＧＦ／Ｄ、ＧＦ／ＤＶＡ、Ｆ１４７／１１、ア
ドバンテック社製ＧＡ−１００、ＧＡ−２００、ＧＳ−
２５などに代表されるガラス繊維フィルターや、ワット
マン社製１ＣＨＲ、１７ＣＨＲ、日本ポール社製ヘマセ
ップＶなどに代表される有機繊維フィルターなどが挙げ
られる。この中でも、特にガラス繊維フィルターを用い
ることが好ましい。また、これらのフィルターの分離能
力、親水性、血液成分への活性などを変化させる目的
で、さまざまな改質剤で処理して使用してもよい。

【００５１】また、後者（ｂ）のフィルターは、これに
限るものではないが、ポリカーボネート、ポリスルホ
ン、フッ素含有ポリマー、ニトロセルロース等の材料で
構成される有機多孔質フィルターを用いることが好まし
い。具体的には、ワットマン社製サイクロポアシリー
ズ、メムテック社製ＢＴＳ−５、ＢＴＳ−ＳＰ、ＢＴＳ
−Ｘ、ＭＭＭ−５などが挙げられる。フィルターに設け
られた孔径は、分離する血球成分により選択すればよい
が、０.５μｍ〜５μｍ程度が好ましい。

【００５２】次に、フィルター受け部に多数の穴が形成
された第２実施形態に係る血球分離用チップ６０につい
て、図５〜図７に基づき説明する。

【００５３】血球分離用チップ６０は、図６及び図７に
示すように、シリコン基板５０とガラス板５６とが貼り
合わされたものである。図６に示したように、シリコン
基板５０の表面には、凹部、すなわちフィルター受け部
６２が形成されている。また、図７に示したように、シ
リコン基板５０の裏面には、凹部６６と、凹部６６に連
通する流路６８とが形成されている。ガラス板５６に
は、流路６８の端部に連通する貫通穴５８が形成されて
いる。

【００５４】フィルター受け部６２と凹部６６とは、シ
リコン基板６０の表裏面の対応する位置に形成され、複
数の貫通穴６４を介して連通するようになっている。

【００５５】シリコン基板５０は、図５に示したよう
に、第１実施形態と同様の工程で形成される。

【００５６】すなわち、図５（ａ）に示したように、シ
リコン基板５０の両面に形成されたシリコン酸化膜５
２，５４を、フォトリソグラフィー技術を用いてフォト
レジストをマスクにドライエッチングする。

【００５７】すなわち、図５（ｂ）及び（ｃ）において
符号５２ａ，５２ｂで示したように、表面から２回のエ
ッチングにより、シリコン酸化膜５２を、段差を設けて
除去する。裏面についても同様に、図５（ｄ）及び
（ｅ）において符号５４ａ，５４ｂで示したように、２
回のエッチングにより、シリコン酸化膜５４を、段差を
設けて除去する。

【００５８】こうして形成した両面の段差を有したシリ
コン酸化膜５２，５４をマスクにしたＩＣＰエッチング
装置によるシリコン基板５０に対するドライエッチング
と、シリコン酸化膜５２，５４に対するドライエッチン
グとを、図１（ｆ）〜（ｋ）に示すように、交互に繰り
返し行う。

【００５９】最後に、残ったシリコン酸化膜５２，５４
をウエットエッチングすることでシリコン基板５０から
除去し、図６及び図７のような形状を形成する。

【００６０】血球分離用チップ６０は、フィルター受け
部６２の底面に到達した血液成分が、貫通穴６４、凹部
６６を経て、流路６８に流れるようになっている。フィ
ルター受け部６２の底面に複数の貫通穴６４の開口を配
置することにより、フィルター受け部６６の底面に到達
した血液成分が、貫通穴６４の開口まで移動する距離を
短くし、フィルター受け部６６の底面上に残留する血液
成分を減らし、血球分離効率を向上することができる。
また、また、フィルター受け部６２の底面から平均的に
吸引し、血球分離効率を一層向上させることもできる。

【００６１】次に、大気連通口が形成された第３実施形
態に係る血球分離用チップ３０ａについて、図８及び図
９に基づいて説明する。

【００６２】血球分離用チップ３０ａは、第１実施形態
の血球分離用チップ３０と大略同様に構成されるので、
以下では、相違点を中心に説明する。

【００６３】血球分離用チップ３０ａは、図９に示すよ
うに、外部と連通する大気連通口３９を備える。大気連
通口３９は、シリコン基板２０ｘに形成された接続流路
３８を介して、流路３６に連通するようになっている。
大気連通口３９の大きさは、断面形状が長方形の場合、
一辺の大きさが２０μｍ〜２ｍｍであることが好まし
く、断面形状が円形の場合は、直径が２０μｍ〜２ｍｍ
であることが好ましい。

【００６４】大気連通口３９は、封止部材、例えば、接
続流路３８に挿し込んだシリコンゴムなどの封止栓３９
ａや、大気連通口３９を覆うように貼り付けられたシー
ル部材（図示せず）で、封止される。

【００６５】血球分離用チップ３０ａには、大気連通口
３９を封止した状態で、血球分離を行い、血液成分が大
気連通口３９から漏れないようにすることができる。ま
た、血球分離中に、貫通穴２８からフィルター受け部３
２を吸引することも容易である。血球分離が完了した後
に、封止栓３９ａを抜いたりシール部材を剥がしたり破
ることにより、大気連通口３９の封止を解除した状態
で、貫通穴２８から吸引することにより、流路３６や接
続流路３８に残っている血液成分を採取し、血球分離効
率を向上させることができる。

【００６６】変形例として、接続流路３８にバルブを設
け、これを開閉することにより、流路３６が大気と連通
するタイミングを制御するようにしてもよい。

【００６７】次に、フィルターを組み込んだ第４実施形
態に係る血球分離用チップ１００について、図１１に基
づき説明する。

【００６８】血球分離用チップ１００は、フィルター１
１２が装填された第１基板１１０と、フィルターとして
機能する微小流路１２２が形成された第２基板１２０
と、表面に形成されたフィルター受け部１３２と裏面に
形成された流路１３６とが貫通穴１３４を介して連通す
る第３基板１３０と、流路１３６の端部に対応する位置
に吸引穴１４２が形成された第４基板１４０とが、順に
積層され、一体化されている。

【００６９】フィルター１１２に滴下された全血は、フ
ィルター１１２、微小流路１２２、フィルター受け部１
３２、貫通穴１３４、流路１３６に流れる。吸引穴１４
２から吸引すれば、効率的に血球を分離することができ
る。全血中の大部分の血球は、フィルター１１２で除去
され、フィルター１１２を通過した血球も、血球より断
面が小さい微小流路１２２により進行が阻止され、除去
される。

【００７０】血球分離用チップ１００には、フィルター
として機能するもの１１２，１２２が組み込まれている
ので、取り扱いが容易である。

【００７１】次に、第５実施形態に係る血球分離用チッ
プ２００について、図１２に基づき説明する。

【００７２】血球分離用チップ２００は、血球分離で得
られた血液成分を、血球分離用チップ２００上で試薬と
混合し、反応させることにより、検査を行うことができ
る。

【００７３】血球分離用チップ２００は、基板２１０の
表面にガラス板２２０が貼り合わされている。

【００７４】基板２１０の表面には、第１流路２１４と
第２流路２１６とが第３流路２１８で合流する、略Ｙ字
状の流路２１２が形成されている。

【００７５】第１流路２１４は、端部に試薬導入部２１
４ａが形成されている。第２流路２１６には、端部にフ
ィルター受け部２１６ａが形成され、中間位置に液貯め
部２１６ｂが形成されている。第１流路２１４と第２流
路２１６とには、合流点の近傍に、撥水バルブ２１４
ｓ，２１６ｓがそれぞれ形成されている。第３流路２１
８の端部２１８ｂ側には液貯め部２１２ａが形成されて
いる。ガラス板２２０は、試薬導入部２１４ａ、フィル
ター受け部２１６ａ、第３流路２１８の端部に対応する
部分２２６が開口している。フィルター受け部２１６ａ
の上には、フィルターを搭載するために、血液受け２３
０が設けられる。また、第１流路２１４と外部を連通す
る大気連通口２１４ｘと、第２流路２１６と外部とを大
気連通口２１６ｘとが形成されている。

【００７６】試薬導入部２１４ａには、適宜な試薬を導
入する。導入された試薬は、毛細管現象により第１流路
２１４を進行し、先端が撥水バルブ２１４ａに達すると
停止する。

【００７７】血液受け２３０のフィルターに全血を滴下
すると、フィルターで血球が除去された血液成分が、フ
ィルター受け部２１６ａに達する。血液成分は、毛細管
現象により、第１流路２１６を進行し、液貯め部２１６
ｂを満たし、先端が撥水バルブ２１６ｓに達すると停止
する。

【００７８】撥水バルブ２１４ｓ，２１６ｓで停止して
いる試薬と血液成分は、大気連通口２１４ｘ，２１６ｘ
を閉じた状態で、第３流路２１８の端部の開口２２６か
ら適宜な圧力で吸引することで、第３流路に導き、混合
することができる。

【００７９】そして、第３流路２１８内の混合液の変化
を、例えば、発光ダイオード２５０からの光を第３流路
２１８に照射し、第３流路２１８を透過した透過光をフ
ォトダイオード２６０により検出することにより、生化
学検査や血液凝固検査などの検査を行うことができる。
発光ダイオード２５０と血球分離用チップ２００との
間、血球分離用チップ２００とフォトダイオード２６０
との間には、アパチャー２５３，２５５；２６３，２６
５が形成された各一対の絞り板２５２、２５４；２６
２、２６４が、それぞれ配置され、光路を絞るようにな
っている。

【００８０】血球分離用チップ２００は、血球が分離さ
れた血液成分を試験装置などに移し替えることなく、チ
ップ２００上で検査に用いることができる。これによ
り、採血量を減らし、患者の負担を少なくすることがで
きる。

【００８１】以下、具体的な実施例を説明する。

【００８２】製造例１図１〜図４に示した第１実施形態に係る血球分離用チッ
プ３０について、フィルター受け部３２の径は１２ｍ
ｍ、フィルター受け部３２の深さは５０μｍ、溝３３
ａ，３３ｂの幅は５００μｍ、溝３３ａ，３３ｂの深さ
はl００μｍ、貫通穴３４の径は１．０ｍｍ、流路３６
の幅は１ｍｍ、流路３６の深さは２００μｍである。こ
れに、直径１ｍｍの血漿取り出し用の貫通穴２８を設け
たガラス板２６を、陽極接合で貼り付けた。この状態
で、血球分離用チップ３０のフィルター受け部３２に、
直径１２ｍｍに加工したワットマン社のポリサルフォン
製フィルターＣｙｃｌｏｐｏｒｅ０．８を第２のフィル
ター１４としてセットし、その上に内径８ｍｍ、厚さ５
ｍｍのポリカーボネート製の血球受け４３を取り付け、
図４のようにフレーム４４に組み込む。フレーム４４も
ポリカーボネート製である。血液受け４３には、アドバ
ンテック（Ａｄｖａｎｔｅｃ）社のガラスファイバー製
フィルターＧＡ２００を、第１のフィルター１２として
セットする。このとき、ガラスフィルターをフィルター
受け４３の貫通穴４３ａの直径８ｍｍより大きい直径１
０ｍｍに加工して、第１のフィルター１２として圧入す
ることで、血球成分の周辺部からの回り込みを防ぐ。血
球分離用チップ３０の裏側のガラス板２６の貫通穴２８
には、シリコンゴム製の吸着パット４６、ポリカーボネ
ート製のチューブ差し込みインターフェイス４７を介し
て、シリコンチューブにつながいだ。このシリコンチュ
ーブは、シリンジポンプに接続した。

【００８３】製造例２図５〜図７に示した第２実施形態に係る血球分離用チッ
プ６０について、フィルター受け部６６の径は８ｍｍ、
フィルター受け部６６の深さは５０μｍ、貫通穴６４の
径は０．７ｍｍ、流路６８の幅は０．７ｍｍ、流路６８
の深さは１５０μｍである。これに、直径０．７ｍｍの
貫通穴５８を設けたガラス板５６を、陽極接合で貼り付
ける。

【００８４】この状態で、製造例１と同様に、図４に示
したホルダー４０を用いた。すなわち、血球分離用チッ
プ６０のフィルター受け部６２に、直径８ｍｍに加工し
たワットマン社のポリサルフォン製フィルターＣｙｃｌ
ｏｐｏｒｅ０．８を第２のフィルター１４としてセット
し、その上に内径６ｍｍ、厚さ５ｍｍのポリカーボネー
ト製の血球受け４３を取り付け、図４のようにフレーム
４４に組み込む。フレーム４４もポリカーボネート製で
ある。血液受け４３にはアドバンテック社のガラスファ
イバー製フィルターＧＡ２００を第１のフィルター１２
としてセットする。このとき、ガラスフィルターをフィ
ルター受けの直径６ｍｍより大きい直径８ｍｍに加工し
て、第１のフィルター１２として圧入することで、血球
成分の周辺部からの回り込みを防ぐ。血球分離用チップ
６０の裏側のガラス板５６の貫通穴５８は、シリコンゴ
ム製の吸着パット４６、ポリカーボネート製のチューブ
差し込みインターフェイス４７を介して、シリコンチュ
ーブ（図示せず）につながれている。このシリコンチュ
ーブは、シリンジポンプ（図示せず）に接続されてい
る。

【００８５】製造例３図８及び図９に示した第３実施形態の血球分離用チップ
３０ａは、大気連通口３９と連通流路３８を設けた以外
は、製造例１と同じである。

【００８６】製造例４比較例として、フィルターを均一に吸引するための構造
をもたないフィルター受けに、貫通穴が１つだけあるタ
イプの製造法を説明する。

【００８７】製造例１、２と同じプロセスで、図１０
（ａ）〜（ｋ）に示すように、表裏面にシリコン酸化膜
８２，８４が成膜されたシリコン基板８０を、加工す
る。そして、また同様に、残ったシリコン酸化膜８２，
８４をウエットエッチングによりシリコン基板８０から
除去する。フィルター受け部８０ｂの径は１２ｍｍ、フ
ィルター受け部８０ｂの深さは５０μｍ、貫通穴８０
ａ，８０ｅの径は１．０ｍｍ、裏の流路８０ｄの幅は
１．０ｍｍ、流路８０ｄの深さは２００μｍである。こ
れに、直径１．０ｍｍの取り出し用の貫通穴を設けたガ
ラス板を、陽極接合で貼り付ける。これを、図４のよう
にフレームに組み込む。フレーム、及び吸引機構は、製
造例１と同様である。

【００８８】実施例１製造例１で作製した血球分離用チップ３０で血液の血球
分離を行った。まず、健常者から全血２００μｌを採血
し、血液受け４３にピペッターを用いて滴下した。この
血液のヘマトクリット値を測定したところ、４２．９％
であった。この全血の滴下と同時に、チップ３０からチ
ューブを介して接続されているシリンジポンプで吸引を
開始した。吸引速度は、１００μl毎分に設定した。こ
れにより、４６μlの血漿を得ることができ、得られた
血漿量を使用した全血量で除した値である血漿採取効率
は、２３％であった。

【００８９】実施例２製造例２で作製した血球分離用チップ６０で血液の血球
分離を行った。まず、健常者から全血１００μｌを採血
し、血液受け４３にピペッターを用いて滴下した。実施
例１で使用した血液と同じ被験者の血液を使用したた
め、この血液のヘマトクリット値も、４２．９％であ
る。この全血の滴下と同時に、チップ６０からチューブ
を介して接続されているシリンジポンプで吸引を開始し
た。吸引速度は５０μｌ毎分に設定した。これにより、
２０μｌの血漿を得ることができ、得られた血漿量を使
用した全血量で除した値である血漿採取効率は、２０％
であった。

【００９０】実施例３製造例３で作製した血球分離用チップ３０ａで血液の血
球分離を行った。まず、健常者から全血２００μｌを採
血し、血液受け４３にピペッターを用いて滴下した。実
施例１で使用した血液と同じ被験者の血液を使用したた
め、この血液のヘマトクリット値も４２．９％である。
この全血の滴下と同時に、チップ３０ａからチューブを
介して接続されているシリンジポンプで吸引を開始し
た。吸引速度は、１００μｌ毎分に設定した。そして、
実施例１で得られた血漿量と同じ量の血漿が得られた時
点で一度吸引を停止させ、大気連通口３９の封止栓３９
ａを取り去り、流路３６を大気連通させた後に吸引を再
開した。この動作により、実施例１では流路３６に残存
し、チップ３０外に取り出すことのできなかった血漿を
取り出すことができ、実施例１と同量の２００μｌの５
６μｌの血漿を得ることができ、得られた血漿量を使用
した全血量で除した値である血漿採取効率は、２８％で
あった。

【００９１】比較例１比較例として、製造例４で作製した血球分離用チップで
血液の血球分離を行った。まず、健常者から全血２００
μｌを採血し、血液受け４３にピペッターを用いて滴下
した。実施例１で使用した血液と同じ被験者の血液を使
用したため、この血液のヘマトクリット値も４２．９％
である。この全血の滴下と同時に、チップからチューブ
を介して接続されているシリンジポンプで、吸引を開始
した。吸引速度は５０μｌ毎分に設定した。これによ
り、８μｌの血漿を得ることができ、得られた血漿量を
使用した全血量で除した値である血漿採取効率は、４％
であった。

【００９２】以上説明した血球分離用チップは、流路を
形成したマイクロチップに血球分離用のフィルターを組
み込めるようにしたことにより、少量の血液から効率良
く血漿や血清などの成分を得ることができ、採血量が少
なく済むため患者の負担を小さくすることができる。ま
た、混合、反応、検出の各機能をもったマイクロチップ
と組み合わせることで、小型の血液検査装置の構築が可
能となり、同一の作製工程でマイクロチップを作製すれ
ばコストダウンにも有効である。

【００９３】なお、上述した具体的実施形態には以下の
構成を有する発明が含まれている。（１）流路の幅が５０μｍ〜２ｍｍであり、流路の深
さが２０μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする、血球分
離用チップ。（２）フィルター受け部は、流路を介して吸引される
ことを特徴とする、血球分離用チップ。（３）大気連通口を封止する封止部材を備えたことを
特徴とする、血球分離用チップ。

【００９４】なお、本発明は、上記実施形態や実施例に
限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能
である。

【００９５】例えば、血球分離用チップは、上記とは別
の製造方法で作製してもよい。また、樹脂等の別の材料
を用いてもよい。

【００９６】また、吸引することなく、血球分離を行っ
てもよい。血球分離用チップのフィルター受け部に連通
する流路は、長くても、短くてもよい。例えば、貫通穴
３４，６４のみの短い流路しかない構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る血球分離用チッ
プのシリコン基板の製造方法の説明図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る血球分離用チッ
プを上から見た斜視図である。

【図３】図２の血球分離用チップを下から見た斜視図
である。

【図４】図２及び図３の血球分離用チップの使用方法
の説明図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係る血球分離用チッ
プのシリコン基板の製造方法の説明図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る血球分離用チッ
プを上から見た斜視図である。

【図７】図６の血球分離用チップを下から見た斜視図
である。

【図８】本発明の第３実施形態に係る血球分離用チッ
プを上から見た斜視図である。

【図９】図８の血球分離用チップを下から見た斜視図
である。

【図１０】比較例の血球分離用チップのシリコン基板
の製造方法の説明図である。

【図１１】本発明の第４実施形態に係る血球分離用チ
ップの断面図である。

【図１２】本発明の第５実施形態に係る血球分離用チ
ップの斜視図である。

【符号の説明】

３０血液分離用チップ３２フィルター受け部３３ａ第１溝３３ｂ第２溝３４流路３９大気連通口６０血液分離用チップ６２フィルター受け部６４貫通穴６８流路１００血液分離用チップ１３２フィルター受け部１３６流路２００血液分離用チップ２１６ａフィルター受け部２１４ｘ，２１６ｘ大気連通口

フロントページの続き (72)発明者藤原利光大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者山下重夫大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2G045 BA10 BA13 BB04 BB05 CA25 HA06 HA14 JA07 2G052 AA30 AD29 BA14 CA12 CA39 CA40 EA03 EA11 EA14 EC14 FD06 JA04 JA07 JA11 JA13 JA16 JA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】血液中の血球を除去するフィルターが組
み込まれるフィルター受け部と、該フィルター受け部に
連通する流路とを備えたことを特徴とする、血球分離用
チップ。
【請求項２】上記フィルター受け部の底面には、上記底面の中心に形成され、上記流路に連通する開口
と、上記開口から放射状に形成された複数の第１溝と、上記開口を中心に同心円状に形成された複数の第２溝と
を含むことを特徴とする、請求項１記載の血球分離用チ
ップ。
【請求項３】上記フィルター受け部の底面には、上記
流路に連通する複数の開口が形成されたことを特徴とす
る、請求項１記載の血球分離用チップ。
【請求項４】上記流路と外部とを連通する大気連通口
を備えたことを特徴とする、請求項１記載の血球分離用
チップ。
【請求項５】上記フィルター受け部に、フィルターが
組み込まれたことを特徴とする、請求項１記載の血球分
離用チップ。