JP2009085817A - マイクロチップおよびマイクロチップの使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】あらかじめ内蔵された液体試薬の蒸発、漏れ等による液量減少を防止することができるとともに、液体試薬が正確に計量され、これにより精密な検査・分析を行なうことができるマイクロチップを提供する。
【解決手段】液体試薬１１０を保持する液体試薬保持部１０１を備える液体試薬内蔵型マイクロチップであって、液体試薬１１０は、マイクロチップ使用時において流動性を示し、液体試薬に対して不活性である封止剤１２０によって封止されており、該マイクロチップは、液体試薬保持部１０１に連結されており、液体試薬１１０と封止剤１２０とを分離するための分離部１０２をさらに有し、分離部１０２は、液体試薬１１０と封止剤１２０との分離が行なわれる分離槽１０３と、分離槽１０３に第１の流路１０５を介して連結される収容槽１０４とから構成されるマイクロチップおよびその使用方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＮＡ、タンパク質、細胞、免疫および血液等の生化学検査、化学合成ならびに、環境分析などに好適に使用されるμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などとして有用なマイクロチップに関し、より詳しくは、検査等の対象となるサンプルと混合するための液体試薬を、あらかじめマイクロチップ内に内蔵する液体試薬内蔵型マイクロチップに関する。

近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルスおよび細胞などの生体物質、ならびに化学物質を検知、検出あるいは定量する重要性が増してきており、それらを簡便に測定できる様々なバイオチップおよびマイクロ化学チップ（以下、これらを総称してマイクロチップと称する。）が提案されている。

マイクロチップはその内部に流体回路を有しており、検査・分析の対象となるサンプル（たとえば、血液等）を処理するための、あるいは該サンプルと反応させるための液体試薬をあらかじめ内蔵する液体試薬内蔵型マイクロチップにあっては、該流体回路は、たとえば液体試薬を保持する液体試薬保持部、サンプルや液体試薬を計量する計量部、サンプルと液体試薬とを混合する混合部、混合液について分析および／または検査するための検出部などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な流路（たとえば、数百μｍ程度の幅）とから主に構成される。

このような流体回路を有するマイクロチップは、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ角で厚さ数ｍｍ程度のチップ内で行なえることから、サンプルおよび試薬が微量で済み、コストが安く、反応速度が速く、ハイスループットな検査ができ、サンプルを採取した現場で直ちに検査結果を得ることができるなど多くの利点を有し、たとえば血液検査等の生化学検査用として好適に用いられている。

ここで、液体試薬内蔵型マイクロチップにおいては、マイクロチップ製造時から使用時までの間に封入された液体試薬が蒸発等により減少し、使用時において必要量が確保されていないと、計量部において必要量の液体試薬が計量されず、サンプルとの正確な混合比での混合、反応が行なわれない結果、精密な検査・分析ができなくなる恐れがある。

たとえば特許文献１には、マイクロチップ中の微量試料（試薬または検査対象）の蒸発を抑制する方法として、マイクロチップの内部流路に試薬および検査対象を注入した後、当該内部流路内にさらに別の液体を注入して流路開口部を封止する方法およびこの方法を適用するためのマイクロチップが記載されている。

しかし、特許文献１に記載のマイクロチップは、封止するための液体（封止用液体）と、試薬とを分離する手段を有していないため、マイクロチップ内部において試薬および検査対象の計量をそれぞれ行ない、該計量物を混合して精密な検査・分析を行なうマイクロチップにおいては、上記方法をそのまま適用することはできない。すなわち、封止用液体を試薬から分離できないため、試薬の計量をマイクロチップ内で行なうことができず、これにより、試薬と検査対象（サンプル）と正確な混合比での混合および精密な検査・分析を行なうことができない。
特開２００５−２７４１９９号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、あらかじめ内蔵された液体試薬の蒸発、漏れ等による液量減少を防止することができるとともに、液体試薬が正確に計量され、これにより精密な検査・分析を行なうことができるマイクロチップを提供することである。

本発明は、液体試薬を保持する液体試薬保持部を備える液体試薬内蔵型マイクロチップであって、該液体試薬は、マイクロチップ使用時において流動性を示し、液体試薬に対して不活性である封止剤によって封止されており、該マイクロチップは、液体試薬保持部に連結されており、液体試薬と封止剤とを分離するための分離部をさらに有し、該分離部は、液体試薬と封止剤との分離が行なわれる分離槽と、該分離槽に第１の流路を介して連結される、分離物を収容するための収容槽とから構成されるマイクロチップである。

本発明のマイクロチップにおいては、液体試薬保持部と分離部とが第２の流路を介して連結されており、該第２の流路内に封止剤が保持されていてもよい。上記分離物は、封止剤の全量または略全量を含むことが好ましい。また、上記第１の流路は、略Ｕ字状の形状を有していてもよい。

また本発明は、以下の工程を含むマイクロチップの使用方法を提供する。
（１）マイクロチップに遠心力を印加することにより、液体試薬保持部内の液体試薬と、封止剤とを分離槽に導入する工程と、
（２）マイクロチップに遠心力を印加することにより、分離槽内の液体試薬と封止剤とを層分離させる工程と、および、
（３）マイクロチップに遠心力を印加することにより、封止剤の層を液体試薬の層から分離する工程。

ここで、上記第１の流路は、略Ｕ字状の形状を有している場合においては、封止剤の層を液体試薬の層から分離する手段として、サイフォンの原理を利用することができる。

本発明のマイクロチップによれば、内蔵された液体試薬の蒸発、漏れ等による液量減少を防止することができるとともに、液体試薬と封止剤とを分離するための分離部を有しているため、液体試薬と封止剤との混合物から液体試薬のみを取り出すことができる。これにより、液体試薬を正確に計量することができるため、液体試薬とサンプル（検査対象）とを正確な混合比で混合することができ、もって精密な検査・分析を可能とする。

本発明は、液体試薬内蔵型マイクロチップに関する。ここで、「液体試薬内蔵型マイクロチップ」とは、該マイクロチップを用いて行なわれる検査・分析の対象となるサンプル（以下、単にサンプルという。たとえば、血液等。）を処理する、あるいは該サンプルと反応させるための液体試薬をあらかじめチップ内部に保持しているマイクロチップである。マイクロチップの大きさは、特に限定されないが、たとえば縦横数ｃｍ程度、厚さ数ｍｍ〜１ｃｍ程度とすることができる。マイクロチップは、典型的には、これに遠心力を印加可能な装置に載置して使用される。すなわち、マイクロチップに適切な方向の遠心力を印加することにより、サンプルおよび液体試薬の計量、混合等が行なわれ、混合液中の特定成分の検出がなされる。

本発明に係る液体試薬内蔵型マイクロチップは、その内部にマイクロ流体回路構造を有する。該マイクロ流体回路は、特に限定されるものではないが、典型的には、液体試薬を保持するための液体試薬保持部、当該液体試薬および注入されたサンプルを計量するための各計量部、液体試薬を封止する封止剤と液体試薬とを分離するための分離部、計量された液体試薬と試料とを混合させる混合部、ならびに得られた混合液について分析および／または検査するための検出部を備える。必要に応じてその他の部位が設けられる。ここで、後述するように、上記液体試薬を計量するための計量部と分離部とは同じ部位であってもよい。

上記各部は、外部からの遠心力の印加により、サンプルや液体試薬の計量、サンプルと液体試薬との混合、混合液の検査・分析等が順次行なうことができるように、適切な位置に配置され、かつ微細な流路（以下、単に流路と称することがある。）を介して接続されている。なお、上記混合液の検査・分析（たとえば、混合液中の特定の対象成分の検出）は、通常、たとえば検出部に光を照射して、透過する光の強度などを検出する、検出部に保持された混合液についての吸収スペクトルを測定する等の光学的測定により行なわれるが、これに限定されるものではない。以下、実施の形態を示して本発明を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明における第１の実施形態の液体試薬内蔵型マイクロチップの液体試薬保持部および分離部周辺の一例を示す概略平面図である。上述のように、本発明のマイクロチップは、液体試薬保持部および分離部の他、混合部、検出部等を有するが、これらの構造については従来公知の構造が適用できるため省略している。また、液体試薬保持部および分離部ならびにその他各部は、マイクロチップのマイクロ流体回路を構成するものであり、マイクロチップ内部に形成されているが、図１（図５〜７についても同様）においては、説明をより明確にするために、当該マイクロチップの内部構造を抜き出して示している。

本実施形態のマイクロチップは、液体試薬１１０を備える液体試薬保持部１０１と、分離槽１０３、収容槽１０４および、分離槽１０３と収容槽１０４とを連結する第１の流路１０５から構成される分離部１０２とを有する。液体試薬保持部１０１と分離部１０２とは、第２の流路１０６によって連結されている。そして、第２の流路１０６内には、液体試薬１１０を封止する封止剤１２０が充填されている。分離槽１０３は、液体試薬１１０と封止剤１２０との分離が行なわれる部位であり、収容槽１０４は、分離物（たとえば分離された封止剤）を収容するための槽である。本実施形態のマイクロチップは、マイクロ流体回路の内壁に対する液体試薬１１０および液体試薬１１０と封止剤１２０との混合物の接触角θがθ＞９０°を満たす場合、すなわち、液体試薬１１０および液体試薬１１０と封止剤１２０との混合物の濡れ性が低い場合に好適に適用される。

以上のような構造を有する本実施形態のマイクロチップによれば、マイクロチップ使用時までの間、液体試薬１１０は、第２の流路１０６に充填された封止剤１２０によって密封されているので、蒸発や漏れ等により液体試薬１１０の液量が減少するのを防止または抑制することができる。

また、本実施形態のマイクロチップは、液体試薬１１０と封止剤１２０とを分離するための分離部１０２を有しているので、一旦混合された液体試薬および封止剤から、液体試薬のみを取り出すことが可能となる。これにより、液体試薬の計量を正確に行なうことができるため、液体試薬とサンプルとを正確な混合比で混合することができ、これにより精密な検査・分析を行なうことができる。なお、本実施形態において分離部１０２は、液体試薬１１０を計量するための計量部を兼ねている。この点については後述する。

封止剤１２０として用いられる材料しては、液体試薬１１０に対して反応性を示さない不活性な材料であって、マイクロチップ使用時において流動性を示す、好ましくはマイクロチップ使用時において液体である材料を用いる。「マイクロチップ使用時において流動性を示す、または液体である」とは、マイクロチップ使用時に、封止剤が充填されている領域を加熱して、封止剤に流動性を付与するまたは液化させることを含む。また、当該封止剤材料は、遠心力の印加により、液体試薬と層分離する材料であることが好ましい。このような材料としては、液体試薬１１０が通常、水系の試薬であることを考慮すれば、たとえば、ミネラルオイル（流動パラフィン）、シリコーンオイル、フッ素系オイル、植物油（たとえば、ごま油、なたね油、とうもろこし油、大豆油等）、バター、豚油、牛油などを挙げることができる。なかでも、常温付近で液体であるミネラルオイル（流動パラフィン）が好ましく用いられる。

液体試薬保持部１０１と分離部１０２とを接続する第２の流路１０６の形状は、特に制限されず、図１に示されるように、その一部が凸上に隆起した凸部１０７を有する構造であってもよく、あるいは凸部を有さず、一定の径を有する流路であってもよい。凸部を有する場合における該凸部以外の流路径および一定の径を有する場合における流路径は、たとえば１００〜５００μｍ程度とすることができる。凸部１０７を設けることにより、凸部の空間体積の調整により、封止剤１２０の充填量を調節することが可能になる。

第２の流路１０６に充填される封止剤１２０の量は特に制限されないが、液体試薬保持部１０１内にある液体試薬１１０がマイクロチップ使用時までの間に蒸発等により検査・分析に不都合が生じる程度まで減少することを防止できる量であり、好ましくは、第２の流路１０６の少なくとも一部の領域が、封止剤１２０によって完全に塞ぐことができる量である。より好ましくは、図１に示されるように、第２の流路１０６の全領域が封止剤１２０によって完全に塞がれる。また、マイクロチップ使用時おいては、液体試薬１１０と封止剤１２０の両方が分離槽１０３に供給されることとなるが、この際、液体試薬１１０と封止剤１２０との混合物の量は、分離槽１０３の出口１０８から溢れ出ない量とされる必要がある。したがって、この点をも考慮して封止剤量が決定される。

ここで、封止剤の充填箇所としては、液体試薬保持部と分離部とを接続する第２の流路内に限定されるものではなく、たとえば図２（ａ）に示されるように、封止剤２２０が液体試薬保持部２０１内に入り込み、封止剤２２０と液体試薬２１０とが接触して、液体試薬２１０の液面全体を封止するように充填してもよい。これにより、液体試薬２１０と空気との接触が回避されることとなるため、液体試薬２１０の酸素、二酸化炭素等による劣化を低減または防止することができる。また、液体試薬保持部２０１は、縦型筒状の形状（縦とは、マイクロチップの厚み方向を意味する）を有していてもよいが、この場合には、図２（ｂ）に示されるように、液体試薬２１０の層の表面を封止剤２２０の層で覆うことによって図２（ａ）と同様の効果を得ることができる。

マイクロチップ内に液体試薬および封止剤を充填する方法としては、特に制限されず、図３（ａ）に示されるように、マイクロチップ表面に設けられた、液体試薬保持部３０１ａに至る貫通孔３３０から、シリンジ等の注入手段を用いて液体試薬３１０を注入した後、第２の流路３０６ａに至る貫通孔３３１から封止剤３２０を注入する方法を挙げることができる。勿論、注入順序は逆であってもよい。また、液体試薬保持部３０１ｂが縦型筒状である場合には、図３（ｂ）に示されるように、液体試薬保持部３０１ｂに至る貫通孔３３２から、シリンジ等の注入手段を用いて、液体試薬３１０、封止剤３２０を順次注入することにより、図２（ｂ）に示されるような封止状態を実現することができる。勿論、注入順序は逆であってもよい。また、図４に示されるような液体試薬と封止剤とを同時注入可能な注入器４３０を用いて、液体試薬保持部に至る貫通孔から、液体試薬および封止剤を注入することによっても、図２（ｂ）（あるいは図３（ｂ））に示されるような封止状態を実現することができる。

また、注入器４３０を用いて、液体試薬３１０と封止剤３２０とを貫通孔３３３から同時に注入することにより、図３（ｃ）に示されるような液体試薬３１０の表面が封止剤３２０によって覆われた封止状態を実現することができる。図４は、注入器４３０の構造を示す概略図であり、図４（ａ）はその外観を示す概略図、図４（ｂ）はその概略断面図であって、これを用いて液体試薬および封止剤を同時に注入する様子を示したものである。注入器４３０は、液体試薬４１０を注入するための第１の導入管４３１と、第１の導入管４３１を取り囲むように形成された、封止剤４２０を注入するための第２の導入管４３２を有している。かかる構造の注入器を用いることにより、液体試薬注入時においても、液体試薬と空気との接触を防止することができるため、注入時における液体試薬の劣化を防止または低減することができる。

分離部１０２は、分離槽１０３、収容槽１０４および、分離槽１０３と収容槽１０４とを連結する第１の流路１０５から構成される。分離槽１０３は、混合状態となっている液体試薬１１０と封止剤１２０との層分離を行ない、これらの層を分離する部位である。分離された液体試薬１１０または封止剤１２０は、収容槽１０４に収容される。なお、分離された封止剤１２０には、液体試薬１１０の一部が含まれ得る。

第１の流路１０５は、流路径３０〜５００μｍ、好ましくは１００〜３００μｍ程度の細い流路であり、濡れ性が低い液体試薬１１０および液体試薬１１０と封止剤１２０との混合物に対して、バルブとして機能する。すなわち、濡れ性の低い（マイクロ流体回路の内壁に対する接触角θがθ＞９０°である）これらの液体は、比較的強い遠心力が印加されない限り、第１の流路１０５を通して収容槽１０４に漏れ出すことがない。

次に、本実施形態のマイクロチップの使用方法について、図５を参照して説明する。図５は、第１の実施形態のマイクロチップの使用方法の一例を示す概略フロー図である。まず、図５（ａ）に示される本実施形態のマイクロチップに下向きの遠心力を印加することにより、封止剤１２０による封止をバーストさせて、液体試薬１１０および封止剤１２０を分離槽１０３に導入させる。このとき、液体試薬１１０および封止剤１２０は混合状態（分散状態）となっている（図５（ｂ）参照）。該混合液は、分離槽１０３における第１の流路１０５の接続位置より、高い液面レベルを有するが、該混合液の接触角が９０°を超える場合には、第１の流路１０５はバルブ機能の役割を果たし、混合液は、収容槽１０４に流出しない。すなわち、このときの遠心力の強さは、第１の流路１０５がバルブ機能を果たすことができる（混合液が流出しない）程度とされる。

さらに、同方向（下向き）に遠心力を印加する、あるいは印加し続けると、液体試薬１１０と封止剤１２０とが、その比重差に起因して層分離を起こす（図５（ｃ）参照）。図５においては、封止剤１２０の比重が液体試薬１１０の比重より小さい場合を示している。この段階においても、第１の流路１０５はバルブ機能の役割を果たし、液体試薬１１０および封止剤１２０は、収容槽１０４に流出しない。

次に、下向きにより大きな遠心力を印加することにより、バルブをバーストさせて、上層部の封止剤１２０を第１の流路１０５を通して収容槽１０４に流出させる（図５（ｄ）参照）。これにより、液体試薬１１０を封止するために用いられていた封止剤１２０の全量または略全量が収容槽１０４に流出し、除去されることとなる。また、これと同時に、分離槽１０３内の液体試薬１１０は、第１の流路１０５の接続位置の液面レベルにまで減量されることとなる。すなわち、分離槽１０３は、第１の流路１０５の接続位置の液面レベルに相当する量の液体試薬を計量するための計量部としても機能する。過剰分の液体試薬は、同様に収容槽１０４に流出する。以上のように、分離部を有する本実施形態のマイクロチップによれば、遠心力の強さを調節することによって、封止剤を層分離させ、これを液体試薬から分離除去することができる。

封止剤１２０が除去され、かつ計量された液体試薬１１０は、右向きの遠心力の印加により、分離槽１０３の出口１０８から排出され、次のステップに供される（図５（ｅ）参照）。次のステップとは、たとえば、サンプル（検査対象）との混合、該混合液の検査・分析等である。

なお、液体試薬より大きい比重を有する封止剤を用いる場合には、層分離を行なうと封止剤層が下層となる。したがって、この場合には、分離槽１０３の出口１０８側に収容槽を設け、第１の流路１０５を介して封止剤が除去された液体試薬を取り出す構成とすればよい。この点については、以下の実施形態でも同様である。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態のマイクロチップの使用方法の一例を示す概略フロー図である。図６（ａ）に示されるように、本実施形態のマイクロチップは、液体試薬６１０を備える液体試薬保持部６０１と、分離槽６０３、収容槽６０４および、分離槽６０３と収容槽６０４とを連結する第１の流路６０５から構成される分離部６０２とを有する。液体試薬保持部６０１と分離部６０２とは、凸部６０７を有する第２の流路６０６によって連結されている。そして、第２の流路６０６内には、液体試薬６１０を封止する封止剤６２０が充填されている。また、第１の流路６０５は、流路径が大きくなっている、略球状のバルブ６０９を有する。このような構成の本実施形態のマイクロチップは、マイクロ流体回路の内壁に対する液体試薬６１０および液体試薬６１０と封止剤６２０との混合物の接触角θがθ＜９０°を満たす場合、すなわち、液体試薬６１０および液体試薬６１０と封止剤６２０との混合物の濡れ性が高い場合に好適に適用される。なお、封止剤６２０による封止形態については、上記第１の実施形態について述べたのと同様の変形を行なうことができる。

第１の流路６０５に、他の部分の流路径と比較して、流路径がより大きい部分（バルブ６０９）を設けることにより、濡れ性の高い液体は、流路径がより小さい部分に留まろうとするため、強い遠心力を印加してバルブをバーストさせない限り、液体試薬６１０および液体試薬６１０と封止剤６２０との混合物は、収容槽６０４に流出しない。なお、バルブ６０９の形状は、球状に限定されるものではなく、直方体状等適宜の形状とすることができる。

次に、本実施形態のマイクロチップの使用方法について説明する。まず、図６（ａ）に示される本実施形態のマイクロチップに下向きの遠心力を印加することにより、封止剤６２０による封止をバーストさせて、液体試薬６１０および封止剤６２０を分離槽６０３に導入させる。このとき、液体試薬６１０および封止剤６２０は混合状態（分散状態）となっている（図６（ｂ）参照）。混合液の接触角が９０°を超える場合、該混合液は、バルブ６０９の直前まで浸透するが、該バルブの存在により、収容槽６０４までは流出しない。すなわち、このときの遠心力の強さは、バルブがバーストして混合液が収容槽６０４まで流出しない程度とされる。

さらに、同方向（下向き）に遠心力を印加する、あるいは印加し続けると、液体試薬６１０と封止剤６２０とが、その比重差に起因して層分離を起こす（図６（ｃ）参照）。図６においては、封止剤６２０の比重が液体試薬６１０の比重より小さい場合を示している。この段階においても、バルブ６０９の存在により、液体試薬６１０および封止剤６２０は、収容槽６０４に流出しない。

次に、下向きにより大きな遠心力を印加することにより、バルブ６０９をバーストさせて、上層部の封止剤６２０を第１の流路６０５を通して収容槽６０４に流出させる（図６（ｄ）参照）。また、分離槽６０３内の液体試薬６１０は、第１の流路６０５の接続位置の液面レベルにまで減量され、計量される。以上のように、分離部を有する本実施形態のマイクロチップによれば、遠心力の強さを調節することによって、封止剤を層分離させ、これを液体試薬から分離除去することができる。封止剤６２０が除去され、かつ計量された液体試薬６１０は、右向きの遠心力の印加により、分離槽６０３の出口６０８から排出され、次のステップに供される（図６（ｅ）参照）。

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態のマイクロチップの使用方法の一例を示す概略フロー図である。図６（７）に示されるように、本実施形態のマイクロチップは、液体試薬７１０を備える液体試薬保持部７０１と、分離槽７０３、収容槽７０４および、分離槽７０３と収容槽７０４とを連結する第１の流路７０５から構成される分離部７０２とを有する。液体試薬保持部７０１と分離部７０２とは、凸部７０７を有する第２の流路７０６によって連結されている。そして、第２の流路７０６内には、液体試薬７１０を封止する封止剤７２０が充填されている。また、第１の流路７０５は、略Ｕ字状に形成されている。このような構成の本実施形態のマイクロチップは、上記第２の実施形態と同様、マイクロ流体回路の内壁に対する液体試薬７１０および液体試薬７１０と封止剤７２０との混合物の接触角θがθ＜９０°を満たす場合、すなわち、液体試薬７１０および液体試薬７１０と封止剤７２０との混合物の濡れ性が高い場合に好適に適用される。なお、封止剤７２０による封止形態については、上記第１の実施形態について述べたのと同様の変形を行なうことができる。

第１の流路７０５の形状を図７に示されるようなＵ字状とすることにより、濡れ性の高い液体は、下向きの遠心力を印加している間は、第１の流路７０５を通して収容槽７０４に流出しない一方、遠心力の印加を停止すると、毛細管力により、該液体は第１の流路７０５を満たし、その後再び遠心力を印加すると、サイフォンの原理によって、該液体は収容槽７０４に流れ出す。本実施形態のマイクロチップは、このようなサイフォンの原理を利用して、液体試薬７１０から封止剤７２０を分離するものである。

次に、本実施形態のマイクロチップの使用方法について説明する。まず、図７（ａ）に示される本実施形態のマイクロチップに下向きの遠心力を印加することにより、封止剤７２０による封止をバーストさせて、液体試薬７１０および封止剤７２０を分離槽７０３に導入させる。このとき、液体試薬７１０および封止剤７２０は混合状態（分散状態）となっている（図７（ｂ）参照）。遠心力の印加を継続する限りにおいて、第１の流路７０５はバルブとして働き、該混合液は収容槽７０４まで流出しない。

さらに、同方向（下向き）に遠心力を印加し続けると、液体試薬７１０と封止剤７２０とが、その比重差に起因して層分離を起こす（図７（ｃ）参照）。図６においては、封止剤７２０の比重が液体試薬７１０の比重より小さい場合を示している。この段階においても、遠心力の印加を継続する限りにおいて、第１の流路７０５はバルブとして働き、液体試薬７１０および封止剤７２０は、収容槽７０４に流出しない。

次に、遠心力の印加を停止する。これにより、毛細管力によって、第１の流路７０５中を液が移動し、収容槽７０４の直前まで到達する（図７（ｄ）参照）。本実施形態においては、濡れ性の高い（接触角θ＜９０°）の液体試薬が用いられているため、液体試薬７１０は、収容槽７０４まで流出しない。ついで、再度下向きの遠心力を印加し、サイフォンの原理を利用することによって、上層部の封止剤７２０を収容槽７０４に流出させる（図７（ｅ）参照）。また、分離槽７０３内の液体試薬７１０は、第１の流路７０５の接続位置の液面レベルにまで減量され、計量される。以上のように、分離部を有する本実施形態のマイクロチップによれば、遠心力印加のタイミングを制御することによって、封止剤を層分離させ、これを液体試薬から分離除去することができる。封止剤７２０が除去され、かつ計量された液体試薬７１０は、右向きの遠心力の印加により、分離槽７０３の出口７０８から排出され、次のステップに供される（図７（ｆ）参照）。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施形態の液体試薬内蔵型マイクロチップの液体試薬保持部および分離部周辺の一例を示す概略平面図である。 封止剤による液体試薬の封止形態の別の例を示す概略図である。 液体試薬および封止剤をマイクロチップ内に充填する方法のいくつかの例を示す概略図である。 液体試薬と封止剤とを同時注入可能な注入器の一例を示す概略図である。 第１の実施形態のマイクロチップの使用方法の一例を示す概略フロー図である。 第２の実施形態のマイクロチップの使用方法の一例を示す概略フロー図である。 第３の実施形態のマイクロチップの使用方法の一例を示す概略フロー図である。

符号の説明

１０１，２０１，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，６０１，７０１ 液体試薬保持部、１０２，６０２，７０２ 分離部、１０３，６０３，７０３ 分離槽、１０４，６０４，７０４ 収容槽、１０５，６０５，７０５ 第１の流路、１０６，３０６ａ，６０６，７０６ 第２の流路、１０７，６０７，７０７ 凸部、１０８，６０８，７０８ 分離槽の出口、１１０，２１０，３１０，４１０，６１０，７１０ 液体試薬、１２０，２２０，３２０，４２０，６２０，７２０ 封止剤、３３０，３３１，３３２，３３３ 貫通孔、４３０ 注入器、４３１ 第１の導入管、４３２ 第２の導入管、６０９ バルブ。

Claims (6)

1. 液体試薬を保持する液体試薬保持部を備える液体試薬内蔵型マイクロチップであって、
   前記液体試薬は、マイクロチップ使用時において流動性を示し、前記液体試薬に対して不活性である封止剤によって封止されており、
   前記マイクロチップは、前記液体試薬保持部に連結されており、前記液体試薬と前記封止剤とを分離するための分離部をさらに有し、
   前記分離部は、前記液体試薬と前記封止剤との分離が行なわれる分離槽と、前記分離槽に第１の流路を介して連結される、分離物を収容するための収容槽とから構成されるマイクロチップ。
2. 前記液体試薬保持部と前記分離部とは第２の流路を介して連結されており、
   前記第２の流路内に前記封止剤が保持されている請求項１に記載のマイクロチップ。
3. 前記分離物は、前記封止剤の全量または略全量を含む請求項１または２に記載のマイクロチップ。
4. 前記第１の流路は、略Ｕ字状の形状を有する請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロチップ。
5. 請求項１に記載のマイクロチップの使用方法であって、
   （１）マイクロチップに遠心力を印加することにより、前記液体試薬保持部内の液体試薬と、前記封止剤とを前記分離槽に導入する工程と、
   （２）マイクロチップに遠心力を印加することにより、前記分離槽内の液体試薬と封止剤とを層分離させる工程と、
   （３）マイクロチップに遠心力を印加することにより、封止剤の層を液体試薬の層から分離する工程と、
   を含むマイクロチップの使用方法。
6. 請求項４に記載のマイクロチップの使用方法であって、
   （Ａ）マイクロチップに遠心力を印加することにより、前記液体試薬保持部内の液体試薬と、前記封止剤とを前記分離槽に導入する工程と、
   （Ｂ）マイクロチップに遠心力を印加することにより、前記分離槽内の液体試薬と封止剤とを層分離させる工程と、
   （Ｃ）サイフォンの原理を用いて、封止剤の層を液体試薬の層から分離する工程と、
   を含むマイクロチップの使用方法。

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