JP2007050100A - 被検体採取チップ - Google Patents

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Abstract

【課題】 被検体を簡単に採取することができるチップ提供する。
【解決手段】
生体から被検体を採取するチップ１を提供する。具体的には、チップ１は、薄板状の主体と、被検体導入部５と、薄肉部６とを含む。被検体導入部５は、前記主体内部に形成され、前記被検体が導入される。前記薄肉部６は、前記被検体導入部５を形成する空間を外部空間と仕切っている。本発明のチップ１によると、注射器等を用いて生体から被検体を採取し、採取した被検体をチップに入れる手間を省くことができる。また、本発明のチップ１は、被検体の流出部位には被検体が残留しないため、検査後も生体の被検体流出部位は清潔である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＤＮＡ、細胞、蛋白質及び免疫等の生化学検査を行うバイオチップに関する。さらに詳しくは、生体から被検体を採取するチップに関する。
定期的な健康診断や病院での検査、スポーツ選手のドーピング検査等で、血液検査は頻繁に行われている。一般的な血液検査での血液採取方法は、中空針を有する注射器を、駆血体を巻き付けた腕に浮き出た血管をねらって穿刺し、注射器のピストンを引き上げて血液を採取する。この方法では、血管を狙いやすいように腕には駆血体を巻き付けるため、被験者は腕に圧迫感を感じる。また、医療に精通している人でなければ、血管を狙って穿刺することができない。
ところで、近年では、個人で健康を管理する風潮が高まりつつある。例えば、市販されている血液検査セットに代表されるように、被験者が自分自身で血液を採取し検査することも可能となっている。
このように個人で健康管理を行う風潮が高まる一方では、バイオテクノロジーが飛躍的な発展を遂げている。バイオテクノロジーの発展を象徴する主なものに、ＤＮＡ、細胞、蛋白質及び免疫等の生化学検査を行うバイオチップがある。
特許文献１は、上述した一般的な血液採取方法を被験者一人で行うことができるようにしたものであって、静脈瘤の血管に中空針を穿刺して静脈血を採取する方法及びバイオチップを開示している。この方法では、静脈瘤の血管を狙って穿刺針を穿刺するために、穿刺針の内部に埋め込まれた電極を用いて血管内部のインピーダンスを測定し、これをモニターしている。被験者は、モニターされた情報にしたがって穿刺針を静脈瘤の血管に穿刺することができる。
また、特許文献２は、血液を分析するバイオチップ及び採取した血液をバイオチップに注入して検査を行う方法を開示している。特許文献２のバイオチップは、血液を注入するための血液導入部、注入した血液が通る流路及び検査するための試薬等を有しているが、中空針は有していない。従って、被験者は、自分自身で毛細血管に傷をつけて毛細管血を採取し、その血液を特許文献２に係るバイオチップの中に注入する。注入された血液はバイオチップ内の流路を通ってそれぞれの検査用の試薬と反応する。被験者は、試薬との反応結果により、自分の血液の状態を知ることができる。
特開2004-290641号公報 United States Patent,No.4883767
しかしながら、上述した特許文献１及び２には、以下のような問題点がある。
特許文献１の方法では、被験者はモニターを観察しながら自分自身で静脈瘤の血管を狙ってバイオチップの穿刺針を穿刺しなければならない。よって、例えば被験者が不慣れな場合は、血管に穿刺針を穿刺することが困難である。また、特許文献１の方法では、血管のインピーダンスを測定してモニターに映しだすため、中空針を添えたバイオチップ以外に、モニターやバイオチップ制御用装置などの多数の装置が必要である。そのため、これらの装置全てが備えられた環境でなければ血液を採取することができない。従って、検査を行うためのコストがかかると同時に、血液を採取する場所が限定されてしまう。
また、特許文献２の方法では、出血した毛細管血をバイオチップの血液導入部に効率よく注入することは困難である。毛細管血を注入する方法には、スポイト等で出血した毛細管血を吸い上げて、バイオチップの血液導入部に注入する方法が考えられる。この方法を用いた場合、スポイトの内壁には毛細管血が付着してしまうため、出血した毛細管血の全量を検査に使用することができない。また、出血部位には毛細管血が残留する。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するものであって、例えば血液等の被検体を被験者である生体から簡単に採取できるチップを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、発明１は、生体から被検体を採取するチップを提供する。具体的には、チップは、薄板状の主体と、被検体導入部と、薄肉部とを含む。前記被検体導入部は、前記主体内部に形成され前記被検体が導入される。前記薄肉部は、前記被検体導入部を形成する空間を外部空間と仕切っている。
以下より、被検体が例えば血液であって、生体を被験者であるとする。被験者から血液を採取する場合、チップの薄肉部が被験者の皮膚に直接接触するようにチップを押し当てる。そして、薄肉部を介して被験者の皮膚に針を穿刺し、出血させる。このとき、血管内部の血圧はチップ内部よりも高い圧力を有している。そのため、出血した血液の全量は、薄肉部を介して被検体導入部の内部に直接流入する。従って、注射器等を用いて皮膚から血液を採取し、採取した血液をチップに入れる手間を省くことができ、手軽に血液を採取し分析することができる。また、血液採取後の皮膚には血液が残らない。そのため、血液を採取した後でも皮膚を清潔に保つことができる。
発明２は、前記発明１において、前記薄肉部はフィルムを含むチップを提供する。
被験者から血液を採取する場合、チップの薄肉部及びフィルムが被験者の皮膚に直接接触するようにチップを押し当てる。この場合、チップには薄肉部のみが形成されている場合よりも、被験者の皮膚により密着する。従って、出血した血液を漏れなく被検体導入部に導入することができる。
発明３は、前記発明２において、前記被検体導入部を露出する開口部が前記主体に形成されており、前記フィルムは、前記開口部を覆うように形成されているチップを提供する。
被験者から血液を採取する場合、チップの開口部及びフィルムが被験者の皮膚に直接接触するようにチップを押し当てる。そして、開口部及びフィルムを介して被験者の皮膚に針を穿刺し、出血させる。このとき、血管内部の血圧はチップ内部よりも高い圧力を有している。そのため、出血した血液の全量は、開口部及びフィルムを介して被検体導入部の内部に直接流入する。従って、注射器等を用いて皮膚から血液を採取し、採取した血液をチップに入れる手間を省くことができ、手軽に血液を採取し分析することができる。また、血液採取後の皮膚には血液が残らない。そのため、血液を採取した後でも皮膚を清潔に保つことができる。
発明４は、前記発明２または３において、前記フィルムには粘着剤や接着剤が塗布されているチップを提供する。
このチップは、塗布された粘着剤や接着剤により被験者の皮膚に密着される。即ち、チップは皮膚に安定して固定される。従って、出血後の血液は、チップの薄肉部を経て被検体導入部内に更に採取されやすくなる。
発明５は、前記発明１または２において、前記薄肉部を貫通する貫通孔が形成されているチップを提供する。
被験者から血液を採取する場合、チップの薄肉部及び貫通孔が被験者の皮膚に直接接触するようにチップを押し当てる。そして、薄肉部を貫通するように被験者の皮膚に針を穿刺し、出血させる。このとき、血管内部の血圧はチップ内部よりも高い圧力を有しているため、出血した血液の全量は、チップの薄肉部及び貫通孔を経て被検体導入部内に直接流入する。従って、注射器等を用いて皮膚から血液を採取し、採取した血液をチップに入れる手間を省くことができ、手軽に血液を採取し分析することができる。また、血液採取後の皮膚には血液が残らない。そのため、血液を採取した後でも皮膚を清潔に保つことができる。
発明６は、前記発明１または２において、前記薄肉部の外部表面には局所麻酔剤が塗布されているチップを提供する。
このチップを被験者の皮膚に押し当てると、薄肉部に塗布された局所麻酔剤が皮膚に接触する。従って、針で被験者の皮膚を穿刺して出血させる場合、被験者は痛みを感じることなく血液を採取することができる。
発明７は、前記発明１〜６のいずれかにおいて、前記被検体導入部の内壁に、かつ前記薄肉部と対向する位置に設けられ、前記生体の表面を穿刺する針先を有する穿刺部を更に備えるチップを提供する。
このチップには、針が既に備えられている。従って、このチップを用いて被験者から被検体を採取する際に、針を別途準備しなくて済む。
発明８は、前記発明１〜６において、前記薄肉部と対向する位置に、前記被検体導入部まで貫通する貫通孔が形成されているチップを提供する。
このチップを用いて被験者から被検体を採取する場合、主体に形成された貫通孔に針を配置することができる。又、被検体導入部内の圧力を、ポンプ等の吸引機構を用いることによって大気圧よりも低い圧力に維持することができる。よって、被験者の血液を効率よく被検体導入部に導入することができる。
本発明のチップによると、生体から容易に被検体を採取することができる。
＜第１実施形態＞
（１）構造
図１は、本発明の第１実施形態に係るチップの構造図である。チップ１は図１に示すように、例えば薄板状の基板２，３を互いに貼り合わせることにより形成されている。ここで、チップにおいて、生体との接触面を第１面Ｆ１と称し、その第１面Ｆ１と対向する面を第２面Ｆ２と称する。基板２，３の材料としては、例えば以下に示す有機化合物や、あるいはガラス、シリコン及び金属等の無機化合物のいずれもが挙げられる。有機化合物としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ポリシロキサン、アリルエステル樹脂、シクロオレフィンポリマー、ＳＴゴム等が挙げられる。
チップ１は、内部に形成された空間であって、被検体が導入される被検体導入部５を有している。チップ１は、第１面Ｆ１側に形成されており、被検体導入部５を形成する空間を外部空間と仕切っている薄肉部６を有する。本実施形態では、基板２の一部をその他の部分よりも薄く形成することにより、薄肉部６が形成されている。この薄肉部６は、チップ１を使用する際に生体を穿刺する針７が貫通可能な所定の厚さを有している。尚、針７は、チップ１の一部ではなく、チップ１を使用する際に別途設けられる。薄肉部６の所定の厚さは、薄肉部６の材質にもよるが、一般的には１μｍ〜１０００μｍであることができ、特に１０μｍ〜５０μｍであると好ましい。被検体を採取する際は、チップ１の第１面Ｆ１及び薄肉部６が生体の皮膚に接触する。
また、チップ１の第２面Ｆ２には、被検体導入部５まで貫通する貫通孔５ａが形成されている。生体から被検体を採取するのに用いる針７を、被検体導入部５に挿入するためである。本実施形態では、使用前には、チップ１の第１面Ｆ１側の薄肉部６には、貫通孔を設けていない。チップ１の使用時には、貫通孔５ａを通じて被検体導入部５に外部から針７を挿入し、薄肉部６を介して生体を穿刺する。尚、チップ１の使用時には、針７を覆う針用カバー８を更に設ける。生体から得られる被検体は、薄肉部６に開けられた穴を通って被検体導入部５に導入される。
更に、チップ１の基板２，３内には採取した被検体の流路４を形成することができる。
このような構成によると、薄肉部６を介して生体へ針７を穿刺することで、チップ１の被検体導入部５に生体の被検体が導入される。
（２）使用方法
次に、本実施形態のチップ１を用いて被検体を採取する方法について説明する。以下より、説明を簡単にするため、被検体がヒトの血液である場合を例にとる。図２は、図１のチップ１の使用方法の説明図である。
図２（ａ）は、血液を採取する前のチップ１である。
図２（ｂ）は、チップ１をヒトの皮膚表面上に密着させた状態である。このとき、チップ１の基板２及び薄肉部６は、ヒトの皮膚表面に接触している。針用カバー８内の針７の先端と貫通孔５ａとの位置が合うように、針７を内蔵した針用カバー８をチップ１上に載置する。この状態で、針用カバー８の上端を押すことにより針７を押下し、針７の先端を皮膚に穿刺する。尚、針７及び針用カバー８は、上から力がかからない状態では常に図２（ｂ）の状態を保つようにチップ１に設置される。即ち、針７及び針用カバー８を押下してヒトの皮膚を穿刺した後は、針７及び針用カバー８は図２（ｂ）の状態に戻る。また、針７の生体への穿刺には、針用カバー８内に内蔵されたスプリングの力を利用することも可能である。
図２（ｃ）は、ヒトの皮膚表面から出血した血液が、被検体導入部５に導入された状態を示している。皮膚に針７を穿刺することにより、薄肉部６には穴６ａが形成される。この穴６ａを介し、血液が被検体導入部５に導入される。被検体導入部５内の圧力よりも血圧の方が高い上に、チップ１の第１面Ｆ１が皮膚表面と密着しているからである。チップ１と皮膚との密着度が高いほど、血液は無駄なく被検体導入部５に導入されやすい。針７の穿刺後は、針７及び針用カバー８をチップ１から取り除く。
図２（ｄ）は、チップ１をヒトの皮膚表面から離した状態を示している。薄肉部６に開けられた穴６ａは微小であるので、チップ１を皮膚表面から離しても、被検体導入部５に導入した血液は穴６ａから漏洩せず内部に保持される。血液を採取後、採取した血液を保持したチップ１を遠心分離器等の分析器にかけることにより、所望の分析を行う。
（３）効果
生体表面にチップ１を密着させることにより、薄肉部６に開けられる穴から被検体導入部５に被検体を直接導入することができる。従って、解析のために採取すべき被検体の量を少量化できる。その結果、被検体の採取を手軽に行うことができる。
（４）その他の構成１と効果
図１のチップ１において、薄肉部６の表面には粘着剤や接着剤を塗布してもよい。このようなチップ１は、粘着剤や接着剤が塗布されていないチップ１に比べて生体の皮膚にさらに密着する。従って、流出後の被検体は、薄肉部６の穴６ａを経て被検体導入部５内にさらに無駄なく採取されやすくなる。尚、粘着剤や接着剤は、皮膚への負担が小さいアクリル系粘着剤が好ましいが、これに限定されることはなく、チップ１の薄膜と皮膚との密着性が高まるものであれば良い。
（５）その他の構成２と効果
図１のチップ１において、薄肉部６の表面には、例えばキシロカイン等の局所麻酔剤を塗布してもよい。針７を生体の皮膚に突き刺して出血させる時、生体に痛みを感じさせることなく血液等の被検体を採取することができる。尚、局所麻酔剤の物質については特に限定はなく、皮膚に接触することにより麻酔効果を発揮するものであれば良い。
《実験例》
図３は、本発明の第１実施形態に係るチップ１の実験例である。
被験者の皮膚に接触する薄肉部６の表面にはアクリル系粘着剤を塗布した。このチップ１を被験者の皮膚に直接押し当てて血液を採取した。図３(ａ）は、被検体導入部５に血液を導入した状態を示す。このとき、チップ１が採取した血液の量は２．５μｌであり、これは血液を分析するのに必要な量に相当する。また、血液を採取してチップを出血部位から離したところ、被験者の皮膚には残留血液は見られなかった。即ち、チップ１は、出血した量全ての血液を採取できたことになる。
その後、図３（ａ）のチップ１を遠心分離器にかけた。図３（ｂ）は、遠心分離後の被検体の状態を示す。チップ１内の血液は、基板２，３内部に形成された流路４内で血漿と血球とに分離した。
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係るチップ１０１の構造図である。このチップ１０１は、薄板状の基板１０２，１０３を互いに貼り合わせることにより形成されている。チップ１０１において、生体との接触面を第１面Ｆ１と称し、その第１面Ｆ１と対向する面を第２面Ｆ２と称する。このチップ１０１は、被検体導入部１０５と、薄肉部１０６とを有する。被検体導入部１０５は、基板１０２、１０３内部に形成された空間であって、被検体が導入される。薄肉部１０６は、チップ１０１の第１面Ｆ１側に形成されており、被検体導入部１０５を形成する空間を外部空間と仕切っている。また、薄肉部１０６は、フィルム１０９を含む。フィルム１０９は、他の部分よりも薄く形成された基板１０２上に形成されている。フィルム１０９は、チップ１の第１面Ｆ１を生体の皮膚により密着させるために設けられる。フィルム１０９は、被検体導入部１０５に対応する位置であって、かつチップ１０１を使用する際に外部からの針１０７が貫通する場所に対応するように配置されている。尚、針１０７が薄肉部１０６全体を貫通できるように、フィルム１０９は針１０７が貫通可能な所定の厚さを有するとよい。即ち、薄肉部１０６全体は、厚さ１μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、特に１０μｍ〜５０μｍが好ましい。また、フィルム１０９は、ポリエチレン等の熱可塑性材料やＰＤＭＳ等のエラストマー、レーヨン等の繊維からなるのが好ましい。
フィルム１０９には、生体の皮膚とチップ１０１とがより密着するように粘着剤や接着剤を塗布ないしはしみこませるとよい。被検体がチップ１０１と生体との間に漏洩する被検体の量を抑え、被検体を無駄なくチップ１０１に導入しやすくなる。尚、粘着剤や接着剤は、皮膚への負担が小さいアクリル系粘着剤が好ましいが、これに限定されることはなく、チップ１０１の薄膜と皮膚との密着性が高まるものであれば良い。
また、フィルム１０９には、例えばキシロカイン等の局所麻酔剤を塗布ないしはしみこませると良い。針１０７が生体の皮膚を穿刺して被検体を流出させる場合、生体は痛みを感じることなく被検体を採取することができる。尚、局所麻酔剤の物質については特に限定はなく、皮膚に接触することにより麻酔効果を発揮するものであれば良い。
チップ１０１の第２面Ｆ２には、被検体導入部１０５まで貫通する貫通孔１０５ａが形成されている。生体から被検体を採取するのに用いる針１０７を、被検体導入部１０５に挿入するためである。チップ１０１の使用時には、貫通孔１０５ａを通じて被検体導入部１０５に外部から針１０７を挿入し、薄肉部１０６を介して生体を穿刺する。生体から得られる被検体は、薄肉部１０６に開けられた穴を通って被検体導入部１０５に導入される。
生体から被検体を採取する場合、このチップ１０１のフィルム１０９が生体の皮膚に密着するようにチップ１０１を押し当てる。この場合、チップ１０１の第１面Ｆ１は、薄肉部１０６のみが形成されている場合よりも、生体の皮膚により密着する。従って、流出した被検体を漏れなく被検体導入部に導入することができる。
このような構成のチップ１０１は、薄肉部のみが形成されているチップに比して、生体の皮膚により密着する。従って、被検体を漏れなく被検体導入部１０５に導入することができる。
《実験例》
本発明の第２実施形態に係るチップ１０１を用いて実験を行った。フィルム１０９にはポリエチレン製のフィルムを用い、被験者の皮膚に接触するフィルムの表面にはアクリル系粘着剤を塗布した。このチップ１０１を被験者の皮膚に直接押し当てて血液を２．５μｌ採取した。これは血液を分析するのに必要な量に相当する。また、血液を採取してチップを出血部位から離したところ、被験者の皮膚には残留血液は見られなかった。即ち、チップ１０１は、出血した量全ての血液を採取できたことになる。
その後、チップ１０１を遠心分離器にかけた。すると、チップ１０１内の血液は、基板１０２，１０３内部に形成された流路１０４内で血漿と血球とに分離した。
＜第３実施形態＞
（１）構成
図５は、第３実施形態に係るチップ２０１の構造図である。チップ２０１は、基板２０２，２０３を互いに貼り合わせることにより形成されている。チップ２０１において生体との接触面を第１面Ｆ１と称し、第１面Ｆ１と対向する面を第２面Ｆ２と称する。このチップ２０１は、被検体導入部２０５と、フィルム２０９とを含む。被検体導入部２０５は、基板２０２、２０３内部に形成された空間であって、被検体が導入される。また、チップ２０１の第１面Ｆ１には、被検体導入部２０５を露出する開口部２１０が形成されている。開口部２１０は、生体と接触する第１面Ｆ１の少なくとも一部に形成されている。
フィルム２０９は、開口部２１０を覆うように形成されている。フィルム２０９は、チップ２０１の第１面Ｆ１を生体の皮膚に密着させるために設けられる。フィルム２０９の厚さは、外部からチップ２０１に挿入される針２０７がフィルム２０９を貫通可能な所定の厚さであればよい。具体的には、フィルム２０９の厚さは、１μｍ〜１０００μｍが好ましく、特に１０μｍ〜５０μｍが好ましい。また、フィルム２０９は、ポリエチレン等の熱可塑性材料やＰＤＭＳ等のエラストマー、レーヨン等の繊維からなるのが好ましい。
フィルム２０９には生体の皮膚とチップ２０１とがより密着するように粘着剤や接着剤を塗布ないしはしみこませても良い。被検体がチップ２０１と生体との間に漏洩する被検体の量を抑え、被検体を無駄なくチップ２０１に導入しやすくなる。尚、粘着剤は、皮膚への負担が小さいアクリル系粘着剤が好ましいが、これに限定されることはなく、チップ２０１のフィルム２０９と皮膚との密着性が高まれるものであれば良い。
また、フィルム２０９には、例えばキシロカイン等の局所麻酔剤を塗布ないしはしみこませても良い。針２０７を生体の皮膚に突き刺して被検体を流出させる場合、生体は痛みを感じることなく被検体を採取することができる。尚、局所麻酔剤の物質については特に限定はなく、皮膚に接触することにより麻酔効果を発揮するものであれば良い。
チップ１の第２面Ｆ２には、被検体導入部２０５まで貫通する貫通孔２０５ａが形成されている。生体から被検体を採取するのに用いる針２０７を、被検体導入部２０５に挿入するためである。チップ２０１の使用時には、貫通孔２０５ａを通じて被検体導入部２０５に外部から針２０７を挿入し、薄肉部２０６を介して生体を穿刺する。チップ２０１の使用時には、針２０７を覆う針用カバー２０８を更に設ける。生体から得られる被検体は、薄肉部２０６に開けられた穴を通って被検体導入部２０５に導入される。
また、チップ２０１の基板２０２，２０３内には、採取した被検体の流路２０４を形成することができる。
尚、上述した構成を有するチップ２０１を用いて被検体を採取し分析する方法については、第１実施形態の方法と同一であるため、説明を省略する。
（２）効果
このチップ２０１の構成によると、生体表面にチップ２０１を密着させることにより、フィルム２０９に開けられる穴及び開口部２１０から被検体導入部２０５に被検体を直接導入することができる。従って、解析のために採取すべき被検体の量を少量化できる。その結果、被検体の採取を手軽に行うことができる。
《実験例》
本発明の第３実施形態に係るチップ２０１を用いて実験を行った。フィルム２０９にはポリエチレン製のフィルムを用い、被験者の皮膚に接触するフィルムの表面にはアクリル系粘着剤を塗布した。このチップ２０１を被験者の皮膚に直接押し当てて血液を２．５μｌ採取した。これは血液を分析するのに必要な量に相当する。また、血液を採取してチップを出血部位から離したところ、被験者の皮膚には残留血液は見られなかった。即ち、チップ２０１は、出血した量全ての血液を採取できたことになる。
その後、チップ２０１を遠心分離器にかけた。すると、チップ２０１内の血液は、基板２０２，２０３内部に形成された流路２０４内で血漿と血球とに分離した。
＜第４実施形態＞
（１）構成
図６は、第４実施形態に係るチップ３０１の構造図である。チップ３０１は、薄板状の基板３０２，３０３を互いに貼り合わせることにより形成されている。チップ３０１において、生体との接触面を第１面Ｆ１と称し、第１面Ｆ１と対向する面を第２面Ｆ２と称する。このチップ３０１は、被検体導入部３０５と、薄肉部３０６とを有する。被検体導入部３０５は、基板３０２、３０３内部に形成された空間であって、被検体が導入される。薄肉部３０６は、チップ３０１の第１面Ｆ１側に形成されており、被検体導入部３０５を形成する空間を外部空間と仕切っている。具体的には、薄肉部３０６は、他の部分よりも薄く形成された基板３０２の一部によって形成されている。
薄肉部３０６には生体の皮膚とチップ３０１とがより密着するように粘着剤や接着剤を塗布ないしはしみこませても良い。被検体がチップ３０１と生体との間に漏洩する被検体の量を抑え、被検体を無駄なくチップ３０１に導入しやすくなる。尚、接着剤は、皮膚への負担が小さいアクリル系粘着剤が好ましいが、これに限定されることはなく、チップ３０１の薄肉部３０６と皮膚との密着性が高まれるものであれば良い。
また、薄肉部３０６には、例えばキシロカイン等の局所麻酔剤を塗布ないしはしみこませても良い。針３０７を生体の皮膚に突き刺して流出させる場合、生体は痛みを感じることなく被検体を採取することができる。尚、局所麻酔剤の物質については特に限定はなく、皮膚に接触することにより麻酔効果を発揮するものであれば良い。
薄肉部３０６には、薄肉部３０６を貫通する貫通孔３１１が形成されている。貫通孔３１１は外部からチップ３０１に挿入される針３０７の位置と対応するように形成されている。貫通孔３１１の直径は、被検体導入部３０５に導入された被検体が漏洩しない大きさであればよい。貫通孔３１１の直径は、被検体の粘度にもよるが、一般的には５０μｍ〜３ｍｍの範囲が好ましく、特に１００〜５００μｍであると好ましい。
また、チップ３０１の第２面Ｆ２には、被検体導入部３０５まで貫通する貫通孔３０５ａが形成されている。生体から被検体を採取するのに用いる針３０７を、被検体導入部３０５に挿入するためである。チップ３０１の使用時には、貫通孔３０５ａを通じて被検体導入部３０５に外部から針３０７を挿入し、薄肉部３０６を介して生体を穿刺する。尚、チップ３０１の使用時には、針３０７を覆う針用カバー３０８を更に設ける。生体から得られる被検体は、貫通孔３１１を通って被検体導入部３０５に導入される。
更に、チップ３０１の基板３０２，３０３内には、採取した被検体の流路３０４を形成することができる。
尚、上述した構成を有するチップ３０１を用いて被検体を採取する方法については、第１実施形態の方法と同一であるため、説明を省略する。
（２）効果
この構成を有するチップ３０１によると、被検体はチップ３０１の薄肉部３０６及び貫通孔３１１を経て被検体導入部３０５内に直接流入する。従って、注射器等を用いて皮膚から被検体を採取し、採取した被検体をチップに入れる手間を省くことができ、手軽に被検体を採取することができる。また、被検体採取後の皮膚には被検体が残らない。そのため、被検体を採取した後でも皮膚を清潔に保つことができる。
《実験例》
本発明の第４実施形態に係るチップ３０１を用いて実験を行った。被験者の皮膚に接触する薄肉部３０６の表面にはアクリル系粘着剤を塗布した。このチップ３０１を被験者の皮膚に直接押し当てて血液を２．５μｌ採取した。これは血液を分析するのに必要な量に相当する。また、血液を採取してチップを出血部位から離したところ、被験者の皮膚には残留血液は見られなかった。即ち、チップ３０１は、出血した量全ての血液を採取できたことになる。
その後、チップ３０１を遠心分離器にかけた。すると、チップ３０１内の血液は、基板３０２，３０３内部に形成された流路３０４内で血漿と血球とに分離した。
＜第５実施形態＞
図７は、本発明の第５実施形態に係るチップ４０１の構造図である。チップ４０１は、薄板状の基板４０２，４０３を互いに貼り合わせることにより形成されている。チップ４０１において、生体との接触面を第１面Ｆ１と称し、第１面Ｆ１と対向する面を第２面Ｆ２と称する。このチップ４０１は、被検体導入部４０５と、薄肉部４０６と、針４０７とを含む。被検体導入部４０５は、基板４０２，４０３内部に形成された空間であって、被検体が導入される。薄肉部４０６は、チップ４０１の第１面Ｆ１側に形成されており、被検体導入部４０５を形成する空間を外部空間と仕切っている。また、薄肉部４０６は、フィルム４０９を含む。また、薄肉部４０６には、被検体導入部４０５を露出する貫通孔４１１が形成されている。フィルム４０９は、薄肉部４０６上の少なくとも一部に設けられている。具体的には、フィルム４０９は、他の部分よりも薄く形成された基板４０２上に形成されている。フィルム４０９は、チップ４０１の第１面Ｆ１を生体の皮膚により密着させるために設けられる。
フィルム４０９には、生体の皮膚とチップ４０１とがより密着するように粘着剤や接着剤を塗布ないしはしみこませるとよい。被検体がチップ４０１と生体との間に漏洩する被検体の量を抑え、被検体を無駄なくチップ４０１に導入しやすくなる。尚、接着剤は、皮膚への負担が小さいアクリル系粘着剤が好ましいが、これに限定されることはなく、チップ４０１の薄膜と皮膚との密着性が高まるものであれば良い。
また、フィルム４０９には、例えばキシロカイン等の局所麻酔剤を塗布ないしはしみこませると良い。針４０７が生体の皮膚を穿刺して被検体を流出させる場合、生体は痛みを感じることなく被検体を採取することができる。尚、局所麻酔剤の物質については特に限定はなく、皮膚に接触することにより麻酔効果を発揮するものであれば良い。
尚、薄肉部４０６には、必ずしもフィルム４０９を設ける必要はない。
本実施形態に係るチップ４０１には、針４０７が内蔵されている。針４０７は、被検体導入部４０５の内壁に、かつ薄肉部４０６の貫通孔４１１と対向する位置に設けられている。また、チップ４０１の基板４０２，４０３内には、採取した被検体の流路４０４を形成することができる。
チップ４０１を用いて被検体を採取する場合は、チップ４０１のフィルム４０９が生体の皮膚に直接接触するようにチップ４０１を載置する。そして、穿刺針４０７上部からチップ４０１を押圧する。すると、内蔵された針４０７は貫通孔４１１を経て生体の皮膚を穿刺する。これにより、被検体が被検体導入部４０５に導入される。
この構成を有するチップ４０１によると、生体から被検体を採取する際に、針を別途準備しなくて済む。従って、被験者は、このチップ４０１を皮膚に載置させて押下するだけで、被検体を採取することができる。
尚、前記第１〜４実施形態に記載のチップにおいても、外部から被検体導入部に貫通する貫通孔に代えて、本実施形態に記載の針の構造を適用することができる。
《実験例》
本発明の第５実施形態に係るチップ４０１を用いて実験を行った。フィルム４０９にはポリエチレン製のフィルムを用い、被験者の皮膚に接触するフィルムの表面にはアクリル系粘着剤を塗布した。このチップ４０１を被験者の皮膚に直接押し当てて血液を２．５μｌ採取した。これは血液を分析するのに必要な量に相当する。また、血液を採取してチップを出血部位から離したところ、被験者の皮膚には残留血液は見られなかった。即ち、チップ４０１は、出血した量全ての血液を採取できたことになる。
その後、チップ４０１を遠心分離器にかけた。すると、チップ４０１内の血液は、基板４０２，４０３内部に形成された流路４０４内で血漿と血球とに分離した。
本発明を用いれば、被検体の採取が手軽にできるチップ、即ちバイオチップを得ることができる。
本発明の第１実施形態に係るチップの構造図。 本発明の第１実施形態に係るチップの使用方法の説明図。 本発明の第１実施形態に係るチップの実験例。 本発明の第２実施形態に係るチップの構造図。 本発明の第３実施形態に係るチップの構造図。 本発明の第４実施形態に係るチップの構造図。 本発明の第５実施形態に係るチップの構造図。
符号の説明
１ チップ
２、３ 基板
４ 流路
５ 被検体導入部
５ａ 貫通孔
６ 薄肉部
７ 針
８ 針用カバー
１０９ フィルム
２１０ 開口部
３１１ 貫通孔

Claims (8)

  1. 生体から被検体を採取するチップであって、
    薄板状の主体と、
    前記主体内部に形成され、前記被検体が導入される被検体導入部と、
    前記被検体導入部を形成する空間を外部空間と仕切っている薄肉部と、
    を備えるチップ。
  2. 前記薄肉部はフィルムを含む、請求項１に記載のチップ。
  3. 前記被検体導入部を露出する開口部が前記主体に形成されており、
    前記フィルムは、前記開口部を覆うように形成されている、請求項２に記載のチップ。
  4. 前記フィルムには粘着剤や接着剤が塗布されている、請求項２または３に記載のチップ。
  5. 前記薄肉部を貫通する貫通孔が形成されている、請求項１または２に記載のチップ。
  6. 前記薄肉部の外部表面には局所麻酔剤が塗布されている、請求項１または２に記載のチップ。
  7. 前記被検体導入部の内壁に、かつ前記薄肉部と対向する位置に設けられ、前記生体の表面を穿刺する針先を有する穿刺部を更に備える、請求項１〜６のいずれかに記載のチップ。
  8. 前記薄肉部と対向する位置に、前記被検体導入部まで貫通する貫通孔が形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載のチップ。
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