JP2007071557A - チップ - Google Patents

Abstract

【課題】弁機構を可動させるための動力を別途必要とせず、かつ流路の開閉の制御機構が単純な弁機構を有するチップを提供する。
【解決手段】本発明に係るチップ１は、流路５は形成された本体１と、制御板４１と、収納部５２とを含む。制御板４１は、前記流路５と交差する方向に摺動可能に設けられており、前記流路５を開閉する。収納部５２は、前記流路５を開にした状態で、前記制御板４１を収納する。このチップは、遠心力及び慣性力により制御板４１を可動させて試料の流れを制御するため、試料の流れを制御するための動力源をチップ毎に設ける必要がない。従って、チップを安価に製造することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばＤＮＡ、細胞、たんぱく質、免疫及び糖鎖等の生化学検査を行うチップに関する。

近年、種々の生化学検査のプロセスをダウンサイジングし集積化したチップの開発が盛んに行われている。例えばＤＮＡ、細胞、たんぱく質、免疫及び糖鎖等の生化学検査が、このチップ１つで行われる。
種々の生化学検査のプロセスが集約されたチップは、数マイクロ程度の流路や試料を混合させる混合槽等を含む。このような構成を持つチップは、生化学検査の工程において様々な制御を必要とする。例えば、試料Ａ，Ｂ，Ｃを有するチップにおいて、試料Ａと試料Ｂとを反応させた後に試料Ｃを更に反応させる場合、チップは、試料Ａ，Ｂ，Ｃの流路の開閉制御を行う。このような流路の開閉制御を行うために、チップには弁機構が設けられる。非特許文献１には、チップに用いられる様々な弁機構が記載されている。具体的には、非特許文献１には、電磁力、積層型圧電素子、静電気力、熱駆動力型等の弁機構が記載されている。

また、特許文献１には、複数の流路の開閉を制御する切替装置、即ち弁機構が開示されている。特許文献１の切替装置は、ローラーを回転させることで押圧体が可撓性流路部を押圧し、可撓性流路を遮断する。
特開平１０−１６０００７号公報 化学とマイクロ・ナノシステム研究会監修「マイクロ化学チップの技術と応用」丸善株式会社、ｐ２８３−２９２

しかしながら、特許文献１及び非特許文献１では、弁機構を可動させるための動力を別途設ける必要がある。例えば、非特許文献１に係る静電気力の弁機構は、静電気力を発生させて流路の開閉を行う。そのため、この弁機構は静電気力を発生させるために、電圧印加用の電極を設けなければならない。電極は金属等で形成されるが、チップはシリコン等から形成される。従って、静電気力を発生させるための動力は、チップとは別の材料により形成され設けられる。また、特許文献１に係る弁機構においても、ローラーや押圧体、ローラーを回転させるための動力を、チップとは別に設ける必要がある。

さらに、特許文献１及び非特許文献１では、弁機構の動力以外にも、その動力を制御させるための制御機構を必要とする。一般的に、動力の制御方法は複雑なものが多いため、この制御機構の構造も複雑となる可能性がある。
そこで、本発明は、弁機構を可動させるための動力を別途必要とせず、かつ流路の開閉を制御するための制御機構が単純な弁機構を有するチップを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、発明１は、流路が形成された本体と、制御板と、収納部とを含むチップを提供する。制御板は、前記流路と交差する方向に摺動可能に設けられており、前記流路を開閉する。収納部は、前記制御板を収納して前記流路を開の状態にする。
例えば、チップを遠心分離器にかけると、制御板は遠心力及び慣性力をうけて収納部及び流路を摺動する。制御板が収納部に収納されると流路は開の状態となるため、試料は流路内を進行する。一方、制御板が収納部から流路側に突出すると、試料は制御板によりその流れを遮断される。このように、このチップは、遠心力及び慣性力により制御板を摺動させて試料の流れを制御するため、試料の流れを制御するための動力源をチップに設けずに済む。従って、チップを安価に製造することができる。

発明２は、前記発明１において、前記制御板の摺動部分が前記流路と接触する接触面の面積は、前記制御板の本体部分の断面積よりも小さくなるように形成されているチップを提供する。
少なくとも制御板の下部と本体との接触面積が小さいほど、制御板が摺動する際に接触面に生じる摩擦力が小さくなる。従って、制御板は容易に摺動できる。更に、制御板の上部と本体との接触面の面積が小さいと、制御板は更に摺動しやすくなる。

発明３は、前記発明１または２において、爪部と、第２係合部とを更に含むチップを提供する。爪部は、前記制御板から流路に沿う方向に突出している。第１係合部は、前記収納部に形成されており、前記制御板が前記収納部に収納された状態で前記爪部が係合する。
この構成により、流路を開にした状態で制御板を固定することができる。

発明４は、前記発明１、２または３において、第２係合部を更に含むチップを提供する。第２係合部は、前記収納部に形成されており、前記制御板が前記流路を遮断した状態で前記爪部が係合する。
この構成により、流路を閉にした状態で制御板を固定することができる。
発明５は、前記発明３または４において、第１溝部及び第２溝部を更に含むチップを提供する。第１溝部及び第２溝部は、前記制御板が摺動するための溝部であって、前記流路の互いに対応する位置に形成されている。前記爪部は、前記制御板の第１溝部側に形成されており、前記第１溝部の幅は、少なくとも制御板の厚さと爪部の突出長さとの和を有するように形成されている。そして、前記第２溝部の幅は、前記第１溝部の幅を超えないように形成されている。

第１溝部には遊びがある。そのため、制御板が第１溝部及び第２溝部内を移動することにより、制御板の爪部は第１係合部や第２係合部に係合されたり外れたりすることができる。
発明６は、前記発明３、４または５において、前記爪部が、前記流路の下流側に面する制御板上に設けられているチップを提供する。

制御板が流路内に位置している場合、制御板は流路を流れる試料の進行方向に押される。従って、制御板は試料の進行方向の下流側に移動する。このように制御板が試料の流れに押されて下流側へ移動することで、流路の下流側に設けられた制御板の爪部と係合部との係合が強化される。従って、制御板をより安定に固定することができる。

本発明によると、弁機構を可動させるための動力を別途必要とせず、かつ流路の開閉を制御するための制御機構が単純な弁機構を有するチップを提供することができる。

＜第１実施形態＞
（１）チップの構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るチップの平面図である。チップ１は、薄板状の基板から形成される。チップ１の材料については、特に限定されない。例えば、チップ１はシリコン等を含む材料で形成されることができる。

本実施形態に係るチップ１は、試料保持部２ａ〜ｄと、混合槽３ａ，３ｂと、バルブ４と、流路５とを含む。試料保持部２ａ〜ｄには、生化学検査に用いられる試料がそれぞれ保持されている。混合槽３ａ，３ｂでは、試料保持部２ａ〜ｄ内の試料が導入され、導入された試料同士が混合される。流路５は、試料保持部２ａ〜ｄ内の試料や混合槽３ａ，３ｂ内で混合された試料が通過する。バルブ４は、例えばチップ１が遠心分離器にかけられた場合に遠心力及び慣性力を受ける。バルブ４は、この遠心力及び慣性力の作用により、流路５の開閉を行う。

以下に、チップ１内部の試料の流れについて具体的に説明する。試料保持部２ａ〜ｄは試料ａ〜ｄをそれぞれ保持しているとする。混合槽３ａには、試料保持部２ｃ内の試料ｃと試料保持部２ｄ内の試料ｄとが導入され、混合される。混合槽３ｂには、混合槽３ａ内で混合した試料ｃと試料ｄとの混合試料が導入される。また、混合槽３ｂには、試料保持部２ａ内の試料ａと試料保持部２ｂ内の試料ｂとが混合されることなく直接流入される。尚、試料保持部２ａ内の試料ａは、バルブ４による流路５の開閉により、必要に応じて混合槽３ｂに流入される。

（２）バルブの構成
次に、本実施形態に係るバルブ４の構成について説明する。本実施形態に係るバルブ４は、制御板４１と、収納部５２ａ，５２ｂとを含む。制御板４１は、流路５ａ，５と交差する方向に摺動可能に設けられており、流路５ａ，５ｂを開閉する。より具体的には、制御板４１は、流路５ａ，５ｂの開閉を行うことで、試料の流れを制御する。収納部５２ａ，５２ｂは、流路５ａ，５ｂと交差する方向に形成されている空間である。この収納部５２ａ，５２ｂ内には、制御板４１が収納され、流路５ａ，５ｂを”開”の状態にする。流路５ａ，５ｂの“開”の状態とは、流路５ａ，５ｂ内を試料が通過可能な状態のことをいう。

具体的に、チップ１が遠心分離器にかけられ回転した場合を考える。この時、制御板４１には遠心力及び慣性力が作用し、制御板４１は遠心力及び慣性力が作用する方向へ摺動する。試料保持部２ａ内の試料ａを流路５ａから５ｂへ通過させる場合は、制御板４１は収納部５２ａまたは５２ｂに収納されるように摺動し、流路５ａ，５ｂを“開”の状態にする。試料保持部２ａ内の試料ａを流路５ａから５ｂへ通過させない場合は、制御板４１は、バルブ４内における流路５ａまたは流路５ｂの流出入口をふさぐ位置に摺動する。即ち、流路５ａ，５ｂを“閉”の状態にする。この時、試料保持部２ａ内の試料ａは制御板４１によりその流れを遮断された状態となる。

また、図１に示すように、制御板４１は爪部４２を含み、収納部５２ｂは係合部５１（５１ａ，５１ｂ）を含むことができる。
爪部４２は、制御板４１から流路５ａ，５ｂに沿う方向に突出している。更に、爪部４２は、図１に示すように、流路５ａ，５ｂの下流側に面する制御板４１上に設けられるとよい。具体的には、試料保持部２ａ内の試料ａは流路５ａから５ｂへ流れる。この場合、流路の下流側は、制御板４１の流路５ｂ側となる。従って制御板４１の爪部４２は、流路５ｂ側に設けられている。チップ１が遠心分離器にかけられ回転すると、チップ１内部の制御板４１には遠心力及び慣性力が作用する。そのため、制御板４１は収納部５２の係合部５１が形成されている方向へ摺動し、制御板４１の爪部４２は係合部５１にはめ込まれる。これにより、制御板４１は所定の位置に安定して固定される。

特に、爪部４２が流路５ａ，５ｂの下流側に面する制御板４１上に設けられると、制御板４１は流路５ａ，５ｂを流れる試料の進行方向に押される。従って、制御板４１は試料の進行方向の下流側に移動する。制御板４１が試料の流れに押されて下流側へ移動することで、流路５ａ，５ｂの下流側に設けられた制御板４１の爪部４２と係合部５１との係合が強化される。従って、制御板４１をより安定に固定することができる。

また、係合部５１は、収納部５２内に１以上設けられてもよい。図１のチップ１では、収納部５２ｂに２つの係合部５１ａ，５１ｂが設けられている。具体的には、第１係合部５１ａは、収納部５２ｂ内において、制御板４１が収納部５２ｂに収納された状態で爪部４２が係合する位置に設けられている。第２係合部５１ｂは、収納部５２ｂ内において、制御板４１が流路５ａ，５ｂを遮断した状態で爪部４２が係合する位置に設けられている。 例えば、制御板４１が遠心力及び慣性力の作用により収納部５２ｂに収納されるように摺動し、爪部４２が収納部５２内の第１係合部５１ａに係合すると、制御板４１は収納部５２内に収納された状態で固定される。この場合、流路５ａ，５ｂは“開”の状態となるため、試料保持部２ａ内の試料ａは流路５ａから５ｂへ流れる。また、制御板４１が遠心力及び慣性力の作用により摺動し、爪部４２が収納部５２ｂ内の第２係合部５１ｂに係合すると、制御板４１は流路５ａ，５ｂを遮断した状態で固定される。即ち、この場合、流路５ａ，５ｂは“閉”の状態となるため、試料保持部２ａ内の試料ａは流れがせき止められた状態となる。

このように、制御板４１の爪部４２が収納部５２ｂ内に形成された第１係合部５１ａまたは第２係合部５１ｂにはめ込まれることにより、制御板４１は固定される。そのため、制御板４１に別方向の遠心力及び慣性力が作用しても制御板４１は移動しない。従って、試料の流れの制御が確実になされる。
（３）バルブの端部と流路の溝部
次に、制御板４１の端部４３（４３ａ，４３ｂ）の形状及び流路５の溝部５３の形状について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、図１におけるバブル４をｘ−ｘ’線で切断した場合の断面図である。以下より、図２の制御板４１の端部４３ｂが、摺動部分であるとする。

本実施形態に係るバルブ４は、制御板４１が移動するための溝部５３（５３ａ，５３ｂ）を含む。溝部５３は、流路５の互いに対応する位置に形成されている。以下より、図２において、流路５の上部に形成されている溝部を第１溝部５３ａとし、下部に形成されている溝部を第２溝部５３ｂとする。制御板４１における爪部４２は、第１溝部５３ａ側に形成されている。第１溝部５３ａは、制御板４１の厚さと爪部４２の突出長さとの和以上の幅を有するように形成されている。そして、第２溝部５３ｂは、第１溝部５３ａの幅以下に形成されている。具体的には、第２溝部５３ｂは、第１溝部５３ａの幅より小さく、流路５の下方向に突出するように形成されている。

このように、制御板４１が移動するための第１溝部５３ａ及び第２溝部５３ｂを設けると、チップ１が遠心分離器にかけられ回転した際、制御板４１は遠心力及び慣性力の作用をうけて第１溝部５３ａ及び第２溝部５３ｂを移動する。第１溝部５３ａの幅は、制御板４１の厚さと爪部４２の突出長さの和及び第２溝部５３ｂの幅よりも長いため、制御板４１及び爪部４２は、第１溝部５３ａ内を移動することができる。即ち、第１溝部５３ａには遊びがある。そのため、制御板４１が第１溝部５３ａ及び第２溝部５３ｂ内を移動することにより、制御板４１の爪部４２は第１係合部５１ａや第２係合部５１ｂに係合されたり外れたりすることができる
また、本実施形態では、制御板４１の摺動部分が流路５の第２溝部５３ｂと接触する面の面積は、制御板４１の本体部分の断面積よりも小さくなるように形成されている。“制御板４１の本体部分の断面”とは、制御板４１の本体部分を、流路５の沿う方向を含む面で切断した面のことをいう。具体的には、“制御板４１の本体部分の断面”とは、図２に係る制御板４１の本体の中央部分をｙ―ｙ’線で切断した断面である。即ち、制御板４１の端部４３ｂが流路５の第２溝部５３ｂと接触する面の面積は、図２に係る制御板４１の本体の中央部分ｙ―ｙ’による断面と比して小さい。

図３（ａ）〜（ｄ）は、制御板４１の端部４３ｂの形状及び流路５の第２溝部５３ｂの形状の一例を示した図である。図３（ａ）は、制御板４１の端部４３ｂは丸みをおびた形状であって、流路５の第２溝部５３ｂは平らな形状の場合を示す。図３（ｂ）は、制御板４１の端部４３ｂは図３（ａ）より細長く丸みをおびた形状であって、流路５の第２溝部５３ｂは角を有する形状の場合を示す。図３（ｃ）は、制御板４１の端部４３ｂ及び流路５の第２溝部５３ｂは共に角を有する形状の場合を示す。図３（ｄ）は、制御板４１の端部４３ｂが凹凸を有する形状であって、流路５の第２溝部５３ｂは平らな形状の場合を示す。図３（ａ）〜（ｄ）では、制御板４１の端部４３ｂが流路５の第２溝部５３ｂと接触する面の面積は、いずれも制御板４１の本体部分の断面と比して小さい。このように、制御板４１の端部４３ｂ及び流路５の第２溝部５３ｂは、接触面積が本体部分より小さい条件を満たせば、図３（ａ）〜（ｄ）に示すような様々な形状を有することができる。

このように、制御板４１の端部４３と流路５の第２溝部５３ｂとの接触面の面積が本体部分の断面より小さいほど、制御板４１が摺動する際に接触面に生じる摩擦力が小さくなる。従って、制御板４１は摺動しやすくなる。
尚、上述した例では、制御板４１の端部４３ｂについて説明したが、端部４３ａについても端部４３ｂと同様の形状を備えることができる。

（４）制御板の動作
次に、第１実施形態に係るチップ１を遠心分離器にかけた際、遠心力及び慣性力の作用により摺動し試料の流れを制御する制御板４１の動作について説明する。図４〜図１２は、制御板４１が摺動し試料の流れを制御する動作を説明する図である。以下より、制御板４１が収納部５２ａ，５２ｂ内を摺動する場合について説明する。尚、以下より示す動作は、試料保持部２ａ内の試料ａと試料保持部２ｂ内の試料ｂとが互いに単体の状態で混合することを避けるための制御を制御板４１が行う場合を例にとる。

図４は、チップ１の初期状態を示す図である。初期状態のチップ１では、試料保持部２ａ〜ｄは試料ａ〜ｄをそれぞれ保持している。バルブ４内の制御板４１の爪部４２は収納部５２ｂ内の第１係合部５１ａに係合しており、制御板４１は収納部５２ｂ内に固定されている。この状態のチップ１を遠心分離器にかける。遠心の中心はチップ１の下方向に位置している。回転方向はチップ１の左方向とする。すると、制御板４１には、慣性力Ａ１が制御板４１の右方向へ作用し、遠心力Ｂ１が制御板４１の上方向へ作用する。図４中のＣ１は、慣性力Ａ１及び遠心力Ｂ１の合成力を示す。

図５は、図４に係るチップ１を左方向へ回転させた直後のチップ１の状態を示す。制御板４１には右方向へ慣性力Ａ１が作用し、制御板４１の爪部４２が収納部５２内の第１係合部５１ａから外れる。即ち、制御板４１は摺動可能な状態となる。そして、制御板４１は収納部５２ｂの内壁に沿うように試料保持部２ａの方向、即ち右方向へ摺動し、収納部５２の内壁に接触する。

図６は、図５に係るチップ１を更に左方向へ回転させた時のチップ１の状態を示す。制御板４１には上方向へ遠心力Ｂ１が作用し、制御板４１は収納部５２ａ，５２ｂの内壁に沿って上方向へ摺動する。そして、制御板４１は、流路５ａの流入出口を遮断する。従って、試料保持部２ａ内の試料ａは、試料保持部２ａ内に閉じこめられた状態となる。
図７は、図６に係るチップ１において、遠心の中心及び回転方向を変更した状態を示す。遠心の中心はチップ１の右へ位置させる。回転方向はチップ１の下方向に変更する。チップ１を新たな遠心中心を軸として下方向へ回転させると、制御板４１には慣性力Ａ２が上方向に作用し、遠心力Ｂ２が左方向に作用する。Ｃ２は慣性力Ａ２及び遠心力Ｂ２の合成力を示す。

図８は、図７に係るチップ１を下方向に回転させた直後のチップ１の状態を示す。制御板４１には左方向へ遠心力Ｂ２が作用し、制御板４１は収納部５２ａ内の内壁に沿って左方向へ摺動する。制御板４１の爪部４２は、収納部５２内の係合部５１ｂにはめ込まれる。これにより、制御板４１は流路５ｂの流出入口を遮断した状態で固定される。一方、試料保持部２ａ内の試料ａは、制御板４１と同様に遠心力を受けるため、試料保持部２ａから流路５ａを経てバルブ４内に流れ込む。流路５ｂは制御板４１によりせき止められているため、試料ａはバルブ４内に蓄積される。

また、試料保持部２ｂ内の試料ｂは遠心力の作用により、試料保持部２ｂ内の左側へ摺動する。これにより、試料ｂは試料保持部２ｂの流入出口から流出し、流路を経て混合槽３ｂに流入する。
試料保持部２ｃ内の試料ｃ及び試料保持部２ｄ内の試料ｄは、試料ａ，ｂと同様に遠心力の作用により混合槽３ａ内に流入する。そして、試料ｃ及び試料ｄは混合槽３ａ内で混合される。

図９は、図８に係るチップ１において、遠心の中心及び回転方向を変更した状態を示す。遠心の中心はチップ１の上へ位置させる。回転方向はチップ１の左方向に変更する。チップ１を新たな遠心中心を軸として左方向へ回転させると、制御板４１には、慣性力Ａ３が右方向に作用し、遠心力Ｂ３が下方向に作用する。Ｃ３は慣性力Ａ３及び遠心力Ｂ３の合成力を示す。

図１０は、図９に係るチップ１を左方向に回転させた直後のチップ１の状態を示す。制御板４１には右方向へ慣性力Ａ３が作用し、制御板４１の爪部４２が収納部５２ｂ内の第２係合部５１ｂから外れる。即ち、制御板４１は摺動可能な状態となる。そして、制御板４１は、更に遠心力Ｂ３の作用により、試料保持部２ａ側、即ち右側へ摺動して収納部５２の内壁に接触する。これにより、制御板４１は流路５ｂの流出入口を開放する。収納部５２ａ，５２ｂ内にせき止められていた試料ａは、流路５ｂに流れ出す。

一方、混合槽３ａ内で反応した試料ｃ，ｄは、遠心力をうけて混合槽３ａから流出し、流路を経て混合槽３ｂに流入する。これにより、混合槽３ｂ内に既に流入している試料ｂと、反応した試料ｃ，ｄとが混合槽３ｂ内で混合される。
図１１は、図１０に係るチップ１において、遠心の中心及び回転方向を変更した状態を示す。遠心の中心はチップ１の右へ位置させる。回転方向はチップ１の上方向に変更する。チップ１を新たな遠心中心を軸として上方向へ回転させると、制御板４１には、慣性力Ａ４が下方向に作用し、遠心力Ｂ４が左方向に作用する。Ｃ４は慣性力Ａ４及び遠心力Ｂ４の合成力を示す。

図１２は、図１１に係るチップ１を上方向へ回転させた直後のチップ１の状態を示す。制御板４１は慣性力Ａ４及び遠心力Ｂ４を受けて、収納部５２ｂ内の係合部が形成されている方向へ摺動する。制御板４１の爪部４２は収納部５２内の第１係合部５１ａにはめ込まれる。これにより、制御板４１は流路５ｂの流出入口を開放した状態で収納部５２内に固定される。すると、収納部５２内の試料ａは、遠心力及び慣性力の作用をうけて混合槽３ｂ内に流入する。試料ａは、試料ｂ〜ｄと混合槽３ｂ内で混合し反応する。これにより、チップ１内の試料ａ〜ｄが全てが反応した状態となる。

（５）効果
本実施形態に係るチップ１を遠心分離器にかけて回転させると、制御板４１は遠心力及び慣性力をうけて収納部５２内を摺動する。制御板４１が収納部５２ｂに収納されると流路５は“開”の状態となるため、試料は制御板４１に遮断されることなく流路５内を流れる。一方、制御板４１が収納部５２ｂから流路５側に突出すると、試料は制御板４１によりその流れを遮断される。このように、チップ１は、遠心力及び慣性力により制御板４１を摺動させて試料の流れを制御するため、試料の流れを制御するための動力源をチップに設けずに済む。従って、チップ１を安価に製造することができる。

また、このチップ１は、図４〜１２に示したように、試料ａ〜ｄが流れる順及び混合順を制御することができる。従って、単に流路の形状のみで試料の流れる順及び混合順を制御するよりも流路の設計の自由度が高まる。
更に、チップ１は、制御板４１に爪部４２を設け、収納部５２内の所定の位置に係合部５１を設けることができる。制御板４１の爪部４２が収納部５２の係合部５１にはめ込まれることにより、制御板４１を固定することができる。この場合、制御板４１に多方向の遠心力及び慣性力が少々かかっても、制御板４１は摺動しない。これにより、チップ１は、試料を通過させる際は制御板４１を収納部内に固定し、試料の流れを遮断する際は流路５を遮断するように制御板４１を固定する等して、試料の流れの制御を容易に行うことができる。

尚、本実施形態では、制御部４１には爪部４２が１つ設けられ、また収納部５２には係合部５１が２つ設けられているが、これに限定されない。爪部及び係合部は、必要に応じて何個でも設けることができる。
＜その他の実施形態＞
第１実施形態では，チップ１の制御板４１は遠心力及び慣性力を受けて摺動する場合について述べたが、これに限定されない。例えば、制御板は、遠心力及び慣性力を受けて傾斜してもよい。

図１３は、チップ１０１の制御板１４１が傾斜する場合の、制御板１４１の断面図である。収納部１５２は、流路１０５と交差する方向に形成されているとする。制御板１４１及び収納部１５２は、それぞれ爪部１５２及び係合部１５１を含む。流路１０５と接触する制御板１４１の端部１４３が流路１０５の溝部１５３と接触する面の面積は、第１実施形態と同様に、本体部分の断面積よりも小さい。また、制御板１４１は、遠心力及び慣性力を受けて傾斜する際、制御板１４１の端部１４３を軸として傾斜する。このように、制御板１４１の端部１４３が流路１０５の溝部１５３と接触する面の面積が本体部分の断面積よりも小さいと、制御板１４１は傾斜し易くなる。

次に、この制御板１４１の動作について説明する。制御板１４１が試料の流れを遮断する際は、図１３の点線に示すように流路１０５内に位置している。この状態のチップ１０１が遠心分離器にかけられ回転し、制御板１４１が遠心力をチップ１０１の左方向へ受けると、制御板１４１は、流路１０５と接触している制御板１４１の端部１４３を軸として、収納部１５２側へ傾斜する。すると、制御板１４１に突出するように形成されている爪部１４２は、収納部１５２の内部に形成された係合部１５１にはめ込まれる。これにより、制御板１４１は固定される。また、制御板１４１が傾斜したことにより、制御板１４１が傾斜した面積分だけ流路１０５が開放される。そのため、試料は流路１０５内を進行できるようになる。

以上、第１実施形態及びその他の実施例において、チップが遠心分離器にかけられ回転するとチップの制御板が可動する場合について述べたが、これに限定されない。チップが遠心分離器以外の機器にかけられてもよい。即ち、本発明に係るチップは、何らかの方法によりチップに力が作用すればよい。そして、作用した力に基づいて、チップ内部に設けられた制御板が可動すればよい。

本発明を用いれば、試料の流れを制御するための動力源を必要としないため、安価なバイオチップを得ることができる。

第１実施形態に係るチップの平面図。 第１実施形態に係るバルブの断面図。 第１実施形態に係る制御板の接触面及び溝部の形状。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ１）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ２）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ３）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ４）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ５）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ６）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ７）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ８）。 第１実施形態に係る制御板４１の動作の説明図（ステップ９）。 その他の実施形態に係るバルブの断面図。

符号の説明

１ チップ
２ 試料保持部
３ 混合槽
４ バルブ
５ 流路
４１ 制御板
４２ 爪部
４３ 端部
５１ａ 第１係合部
５１ｂ 第２係合部
５２ 収納部
５３ 溝部

Claims (6)

1. 流路が形成された本体と、
   前記流路と交差する方向に摺動可能に設けられ、前記流路を開閉する制御板と、
   前記制御板を収納して前記流路を開の状態にする収納部と、
   を含むチップ。
2. 前記制御板の摺動部分が前記流路と接触する接触面の面積は、前記制御板の本体部分の断面積よりも小さくなるように形成されている、請求項１に記載のチップ。
3. 前記制御板から流路に沿う方向に突出している爪部と、
   前記収納部に形成され、前記制御板が前記収納部に収納された状態で前記爪部が係合する第１係合部と、
   を更に含む、請求項１または２に記載のチップ。
4. 前記収納部に形成され、前記制御板が前記流路を遮断した状態で前記爪部が係合する第２係合部と、
   を更に含む、請求項１、２または３に記載のチップ。
5. 前記制御板が摺動するための溝部であって、前記流路の互いに対応する位置に形成された第１溝部及び第２溝部を更に含み、
   前記爪部は、前記制御板の第１溝部側に形成されており、
   前記第１溝部の幅は、少なくとも制御板の厚さと爪部の突出長さとの和を有するように形成され、
   前記第２溝部の幅は、前記第１溝部の幅を超えないように形成されている、
   請求項３または４に記載のチップ。
6. 前記爪部は、前記流路の下流側に面する制御板上に設けられている、請求項３、４または５に記載のチップ。

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