JP2009156765A - マイクロチップ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な流体回路構造で、検体（検体中の特定成分を含む。）と２種類以上の試薬との多段階混合（反応）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】流体回路を内部に有し、該流体回路が、検体導入部、検体を計量するための検体計量部、検体用廃液溜め、第１の試薬保持部および第２の試薬保持部、第１の試薬計量部および第２の試薬計量部、第１の試薬用廃液溜めおよび第２の試薬用廃液溜め、ならびに、第２の試薬を用いた混合を行なうための混合部を備えるマイクロチップであり、同一平面内に反時計回りに配置された点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤによって囲まれる領域内にマイクロチップを配置したときに、上記各部位の配置が適切な条件を満たすマイクロチップである。
【選択図】図２

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、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ〜１０ｃｍ角で厚さ数ｍｍ〜数ｃｍ程度のチップ内で行なえることから、検体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、検体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、該流体回路は、たとえば検体（その例として血液または血液中の特定成分が挙げられる。）と混合、反応させる試薬を保持するための試薬保持部や検体と試薬とを混合するための混合部などの各部位と、これら各部位を適切に接続する微細な流路とから主に構成される。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（遠心装置）に載置して使用される。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、検体と試薬との混合などの流体処理を行なうことができる。得られた混合液は、たとえば混合液が収容された部位へ検出光を照射し、その透過率等を測定するなどの光学測定により検査・分析に供される。

たとえば特許文献１および２には、マイクロチップに対して２方向の遠心力を印加することにより流体処理を行なう、いわゆる「２中心タイプ」の、内部に流体回路を有するマイクロチップが記載されている。これらの特許文献に記載されているマイクロチップによれば、たとえば、流体回路に導入された検体の計量を行ない、該計量された検体と２種類の試薬とを混合し、該混合液中で起こる生化学反応の結果生成した色素または消費された色素による吸光度の変化から検体中に含まれる対象成分の濃度や活性を測定することが可能である。なお、「２中心タイプ」のマイクロチップとは、マイクロチップ外部のある点を遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより流体処理を行なう場合において、遠心中心として２点を採用するマイクロチップを意味する。すなわち、この場合、流体処理において、マイクロチップに対し合計２方向の遠心力が印加される。

しかし、上記特許文献１および２で提案されているマイクロチップはいずれも、検体と２種類の試薬（それぞれ第１の試薬、第２の試薬とする。）とを同時に混合する処理しか行なうことができず、検体と第１の試薬とを混合した後、第２の試薬を混合するといった処理を行なうことができない。すなわち、多段階の混合（反応）を行なうことができない。

マイクロチップを用いない、従来の血液検査等の生化学検査においては、検体（たとえば血液または血液中の特定成分）に対して２種類の試薬を用い、第１の試薬を用いて検体中の妨害物質を除去し、ついで第２の試薬と混合するのが通常である。たとえば、血液中の腎機能マーカーであるＢＵＮを検出する際には、まず検体である血漿成分と第１の試薬とを混合することにより血漿成分中に含まれる妨害物質であるアンモニアを除去し、ついで第２の試薬を混合させて、血漿成分中のＢＵＮと第２の試薬との生化学反応の結果生成するアンモニアの濃度を測定することにより、血漿成分中のＢＵＮの濃度を見積もることが行なわれている。

このように、各種検査・分析においては、ある検体と２種類以上の試薬とを多段階で混合、反応させることが求められるが、従来のマイクロチップでは、このような多段階混合（反応）を行なうことができなかった。
米国特許第４８８３７６３号明細書 国際公開第０５／０３３６６６号パンフレット

「２中心タイプ」のマイクロチップで多段階の混合を行なおうとする場合、その流体回路構造としては、図１に示されるような構造を挙げることができる。図１に示される流体回路構造を有するマイクロチップを用いた流体処理について簡単に説明する。まず、検体導入部１０１から検体を流体回路内に導入した後、マイクロチップを中心Ｉを遠心中心として回転させることにより、検体を遠心分離部１０２に導入して遠心分離を行ない、特定成分を分離抽出するとともに、第１の試薬保持部１０３、第２の試薬保持部１０４内にそれぞれ内蔵されていた第１の試薬、第２の試薬を、それぞれ第１の試薬計量部１０５、第２の試薬計量部１０６に導入し、計量を行なう。この際、遠心分離部１０２から溢れ出た検体は、第１の検体用廃液溜め１０７に収容される。また、第１の試薬計量部１０５、第２の試薬計量部１０６から溢れ出た試薬は、それぞれ第１の試薬用廃液溜め１０８、第２の試薬用廃液溜め１０９に収容される。

次に、マイクロチップを中心ＩＩを遠心中心として回転させることにより、分離された特定成分を検体計量部１１０に導入して計量する。溢れ出た特定成分は、第２の検体用廃液溜め１１１に収容される。また、この中心ＩＩを遠心中心とする回転により、計量された第１の試薬、第２の試薬は、それぞれ第１の待機部１１２、第２の待機部１１３に移動する。

ついで、マイクロチップを、再度、中心Ｉを遠心中心として回転させることにより、計量された特定成分と、第１の待機部１１２に収容されていた第１の試薬とを第１の混合部１１４に導入することにより、これらを混合する。この際、第２の待機部１１３に収容されていた第２の試薬は、第３の待機部１１５に移動する。

次に、マイクロチップを、中心ＩＩを遠心中心として回転させることにより、第１の混合部１１４内の混合液と、第３の待機部１１５に収容されていた第２の試薬とを第２の混合部１１６に導入することにより、これらを混合する。最後に、マイクロチップを、再度、中心Ｉを遠心中心として回転させることにより、第２の混合部１１６内の混合液を検出部１１７に導入する。検出部１１７に導入された混合液は、上記したような光学測定に供される。

このように、図１に示される流体回路構造を有するマイクロチップであれば、「２中心タイプ」であっても多段階混合が可能である。しかし、「２中心タイプ」のマイクロチップにおいて多段階混合を可能とするためには、図１に示されるように、検体（検体中の特定成分を含む。）を計量する際に試薬を待機させておくための部位と、検体（検体中の特定成分を含む。）と第１の試薬とを混合させる間、第２の試薬を待機させておくための部位（待機部）が必要となる。このような複数の待機部は、マイクロチップ面積を大きくする要因となり、また、流体回路の複雑化および流体回路設計の制限をもたらす。

本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであり、その目的は、待機部を別途に設けることなく比較的簡単な流体回路構造で、検体（検体中の特定成分を含む。）と２種類以上の試薬との多段階混合（反応）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。

本発明者らは、上記課題を解決するために検討した結果、流体回路における各部位の位置を適正化し、遠心中心として３またはそれ以上の中心を採用できる流体回路構造を構築することにより、待機部を別途に設けることなく、多段階混合を行なえるマイクロチップを提供できることを見出した。すなわち、本発明は以下のとおりである。

本発明は、基板表面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる、該溝と該第２の基板の貼り合わせ面とから構成される流体回路を内部に有するマイクロチップであって、該流体回路は、流体回路内に検体を導入するための検体導入部、検体を計量するための検体計量部、検体計量部から溢れ出る検体を収容するための検体用廃液溜め、第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬保持部および第２の試薬保持部、第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ計量するための第１の試薬計量部および第２の試薬計量部、第１の試薬計量部および第２の試薬計量部から溢れ出る試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬用廃液溜めおよび第２の試薬用廃液溜め、ならびに、第２の試薬を用いた混合を行なうための混合部を備えるマイクロチップを提供する。そして、かかる本発明のマイクロチップは、同一平面内に反時計回りに配置された点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤによって囲まれる領域内にマイクロチップを配置したときに、次の（ａ）〜（ｉ）を満たす。
（ａ）流体回路内において検体計量部は、点Ａに対し、検体導入部よりも遠い位置に配置される。
（ｂ）流体回路内において検体用廃液溜めは、点Ａに対し、検体計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｃ）流体回路内において第１の試薬計量部は、点Ｂに対し、検体計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｄ）流体回路内において第１の試薬用廃液溜めは、点Ａに対し、第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｅ）流体回路内において第１の試薬保持部は、点Ｂに対し、第１の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
（ｆ）流体回路内において混合部は、点Ｃに対し、第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｇ）流体回路内において第２の試薬計量部は、点Ｃに対し、混合部よりも近い位置に配置される。
（ｈ）流体回路内において第２の試薬保持部は、点Ｂに対し、第２の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
（ｉ）流体回路内において第２の試薬用廃液溜めは、点Ａに対し、第２の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。

ここで、点Ｂは、点Ｂとマイクロチップ中心を結ぶ直線が、点Ａとマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。点Ｃは、点Ｃとマイクロチップ中心を結ぶ直線が、点Ｂとマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。また、点Ｄは、点Ｄとマイクロチップ中心を結ぶ直線が、点Ｃとマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。

上記マイクロチップにおいて、上記第１の試薬保持部と上記第１の試薬計量部とは同一の部位であってもよい。

また、上記マイクロチップは、第３の基板と、基板両面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなるマイクロチップであってもよい。

また、本発明は、基板表面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる、該溝と該第２の基板の貼り合わせ面とから構成される流体回路を内部に有するマイクロチップであって、該流体回路は、流体回路内に検体を導入するための検体導入部、検体を計量するための検体計量部、検体計量部から溢れ出る検体を収容するための検体用廃液溜め、第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬保持部および第２の試薬保持部、第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ計量するための第１の試薬計量部および第２の試薬計量部、第１の試薬計量部および第２の試薬計量部から溢れ出る試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬用廃液溜めおよび第２の試薬用廃液溜め、ならびに、第２の試薬を用いた混合を行なうための混合部を備え、同一平面内に反時計回りに配置された点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’およびＤ’によって囲まれる領域内にマイクロチップを配置したときに、次の（ａ’）〜（ｉ’）を満たすマイクロチップを提供する。
（ａ’）流体回路内において検体計量部は、点Ａ’に対し、検体導入部よりも遠い位置に配置される。
（ｂ’）流体回路内において検体用廃液溜めは、点Ａ’に対し、検体計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｃ’）流体回路内において第１の試薬計量部は、点Ｂ’に対し、検体計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｄ’）流体回路内において第１の試薬用廃液溜めは、点Ｂ’に対し、第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｅ’）流体回路内において第１の試薬保持部は、点Ｂ’に対し、第１の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
（ｆ’）流体回路内において混合部は、点Ａ’に対し、第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
（ｇ’）流体回路内において第２の試薬計量部は、点Ａ’に対し、混合部よりも近い位置に配置される。
（ｈ’）流体回路内において第２の試薬保持部は、点Ｂ’に対し、第２の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
（ｉ’）流体回路内において第２の試薬用廃液溜めは、点Ｂ’に対し、第２の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。

ここで、点Ｂ’は、点Ｂ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線が、点Ａ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。点Ｃ’は、点Ｃ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線が、点Ｂ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。また、点Ｄ’は、点Ｄ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線が、点Ｃ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。

上記マイクロチップにおいて、上記第１の試薬保持部と上記第１の試薬計量部とは同一の部位であってもよい。

また、上記マイクロチップは、第３の基板と、基板両面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなるマイクロチップであってもよい。

本発明の３以上の遠心中心を用いたマイクロチップによれば、待機部を別途に設けることなく検体と２種類以上の試薬とを多段階で混合（反応）させることが可能となる。かかる多段階混合を行なうことが可能な本発明のマイクロチップによれば、たとえば第１段階目の反応で、検体中の妨害物質を除去することが可能であるので、検査・分析精度が向上し得る。また、第１段階目の反応が終了した後、第２段階目の反応を行なうことができるため、第２段階目の反応速度が、第１段階目と第２段階目の反応を同時に行なう場合と比較して速いため、結果、検査・分析精度が向上し得る。さらに、たとえば第１段階目の反応に時間を要する場合であっても、第１段階目の反応の終了を待ってから第２段階目の反応を行なうことができるなど、その検査・分析に適した反応条件を設定することが可能となる。

また、待機部を別途に設ける必要がないため、マイクロチップの小面積化が可能となる。

本発明のマイクロチップは、１つの好ましい態様において、基板表面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる。かかるマイクロチップは、その内部に、第１の基板表面に設けられた溝と第２の基板における第１の基板側表面（第２の基板の貼り合わせ面）とから構成される空洞部からなる流体回路を備える。また、本発明のマイクロチップは、別の好ましい態様において、第３の基板と、基板の両面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とをこの順で貼り合わせてなる。かかる３枚の基板からなるマイクロチップは、第３の基板における第１の基板側表面および第１の基板における第３の基板側表面に設けられた溝から構成される第１の流体回路と、第２の基板における第１の基板側表面および第１の基板における第２の基板側表面に設けられた溝から構成される第２の流体回路と、の２層の流体回路を備えている。ここで、２層とは、マイクロチップの厚み方向に関して異なる２つの位置に流体回路が設けられていることを意味する。第１の流路と第２の流路とは、第１の基板に形成された厚み方向に貫通する１または２以上の貫通穴によって連結されていてもよい。

本発明のマイクロチップを構成する各基板の材質は、特に制限されず、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン樹脂（ＰＭＰ）、ポリブタジエン樹脂（ＰＢＤ）、生分解性ポリマー（ＢＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの有機材料；シリコン、ガラス、石英などの無機材料等を用いることができる。

第１の基板表面に、流体回路を構成する溝を形成する方法としては、特に制限されず、転写構造を有する金型を用いた射出成形法、インプリント法などを挙げることができる。無機材料を用いて基板を形成する場合には、エッチング法などを用いることができる。

本発明のマイクロチップにおいて、流体回路（２層の流体回路を備える場合には、第１の流路および第２の流路）は、流体回路内の流体（特には、液体）に対して適切な様々な処理を行なうことができるよう、流体回路内の適切な位置に配置された種々の部位を備えており、これらの部位は、微細な流路を介して適切に接続されている。

上記部位としては、後で実施の形態を示して詳述するが、試薬を保持するための試薬保持部、検体や試薬を計量するための計量部、計量された試薬と検体とを混合するための混合部、計量時に計量部から溢れ出た検体や試薬を収容するための廃液溜めなどを挙げることができ、この他、たとえば該混合液についての検査・分析（たとえば、混合液中の特定成分の検出）を行なうための検出部などの部位が必要に応じて設けられてもよい。ここで、本明細書中において「検体」とは、流体回路内に導入される検査・分析の対象となる試料自体（たとえば血液）または、マイクロチップ内において当該試料から分離された特定成分（たとえば血液から分離された血漿成分）を意味する。

計量部は、所定の容量を有しており、検体や試薬を計量部に導入することにより、所定量の検体や試薬を計り取ることができる。なお、試薬とは、マイクロチップを用いて行なわれる検査・分析の対象となる検体と混合または反応させるための物質であり、通常、マイクロチップ使用前にあらかじめ流体回路の試薬保持部に内蔵されている。検体に試薬を混合させることによって最終的に得られた混合液は、特に限定されないが、たとえば、該混合液が収容されている部位に光を照射して透過する光の強度（透過率）を検出する方法等の光学測定などに供され、検体の検査・分析などが行なわれる。

検体や試薬の計量、検体と試薬との混合、得られた混合液の検出部への導入などのような流体回路内における流体処理は、マイクロチップに対して、適切な方向の遠心力を順次印加することにより行なうことができる。マイクロチップへの遠心力の印加は、典型的には、マイクロチップを、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して行なわれる。以下、本発明のマイクロチップを実施の形態を示してより詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図２は、本発明の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図であり、当該第１の基板の表面に設けられた溝のパターン（すなわち、マイクロチップの流体回路構造）を説明するための図である。図２に示される第１の基板２００の溝形成側表面上に第２の基板を貼り合わせることによって本実施形態のマイクロチップを得ることができる。なお、第２の基板の貼り合わせ面は必ずしも平坦である必要はなく、必要に応じて凹部（溝）や凸部を有していてもよい。

本実施形態のマイクロチップは、図２に示されるように、流体回路を構成する部位として、流体回路内に検体を導入するための検体導入部２０１、該検体を計量するための検体計量部２１０、検体の計量時に検体計量部２１０から溢れ出る検体を収容するための検体用廃液溜め２１１、第１の試薬を収容するための第１の試薬保持部２０３、第２の試薬を収容するための第２の試薬保持部２０４、第１の試薬を計量するための第１の試薬計量部２０５、第２の試薬を計量するための第２の試薬計量部２０６、第１の試薬の計量時に第１の試薬計量部２０５から溢れ出る試薬を収容するための第１の試薬用廃液溜め２０８、第２の試薬の計量時に第２の試薬計量部２０６から溢れ出る試薬を収容するための第２の試薬用廃液溜め２０９、および、第２の試薬を用いた混合を行なうための混合部２１６を備える。

流体回路内における上記各部位の配置について、図２を参照して詳細に説明する。図２に示されるように、同一平面内に反時計回りに配置された点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤによって囲まれる領域内にマイクロチップを配置したとき、本実施形態のマイクロチップが有する上記各部位は、次の（ａ）〜（ｉ）を満たすように配置されている。ここで、点Ｂは、点Ｂとマイクロチップ中心Ｘを結ぶ直線が、点Ａとマイクロチップ中心Ｘを結ぶ直線と直交するように配置される。点Ｃは、点Ｃとマイクロチップ中心Ｘを結ぶ直線が、点Ｂとマイクロチップ中心Ｘを結ぶ直線と直交するように配置される。また、点Ｄは、点Ｄとマイクロチップ中心Ｘを結ぶ直線が、点Ｃとマイクロチップ中心Ｘを結ぶ直線と直交するように配置される。マイクロチップは、上記点Ａ〜Ｄによって囲まれる領域の点Ａ〜Ｄを含む平面上に、第１の基板の溝が形成されていない面または第２の基板の貼り合わせ面とは反対側の表面を底面として配置される。

まず、（ａ）流体回路内において検体計量部２１０は、点Ａに対し、検体導入部２０１よりも遠い位置に配置される。かかる配置により、たとえば点Ａを遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、検体導入部２０１から導入された検体は、検体計量部２１０に至り計量される。検体導入部２０１と検体計量部２１０とは、流路によって接続されている。なお、検体を検体計量部２１０に導入するための遠心力は、点Ａを遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図２における左向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｂ）流体回路内において検体用廃液溜め２１１は、点Ａに対し、検体計量部２１０よりも遠い位置に配置される。これにより、検体の計量時（すなわち、図２における左向きの成分を含む遠心力の印加時）に検体計量部２１０から溢れ出た検体は、検体用廃液溜め２１１に収容される。検体計量部２１０と検体用廃液溜め２１１とは、流路によって接続されている。

（ｃ）流体回路内において第１の試薬計量部２０５は、点Ｂに対し、検体計量部２１０よりも遠い位置に配置される。これにより、検体計量部２１０内の検体は、たとえば点Ｂを遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、第１の試薬計量部２０５に導入される。検体計量部２１０と第１の試薬計量部２０５とは、流路によって接続されている。ここで、本実施形態において、第１の試薬計量部２０５は、検体と第１の試薬とを混合するための混合部を兼ねている。なお、計量された検体を第１の試薬計量部２０５に導入するための遠心力は、点Ｂを遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図２における下向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｄ）流体回路内において第１の試薬用廃液溜め２０８は、点Ａに対し、第１の試薬計量部２０５よりも遠い位置に配置される。かかる配置により、第１の試薬を第１の試薬計量部２０５にて計量する際に印加される遠心力により、第１の試薬計量部２０５から溢れ出た第１の試薬は、第１の試薬用廃液溜め２０８内に収容される。第１の試薬用廃液溜め２０８と第１の試薬計量部２０５とは、流路によって接続されている。

（ｅ）流体回路内において第１の試薬保持部２０３は、点Ｂに対し、第１の試薬計量部２０５よりも近い位置に配置される。これにより、第１の試薬保持部２０３内の第１の試薬は、たとえば点Ｂを遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、第１の試薬計量部２０５に導入される。第１の試薬保持部２０３と第１の試薬計量部２０５とは、流路によって接続されている。なお、第１の試薬を第１の試薬計量部２０５に導入するための遠心力は、点Ｂを遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図２における下向きの成分を含む遠心力であればよい。

第１の試薬計量部２０５における、検体計量部２１０に接続された流路、第１の試薬用廃液溜め２０８に接続された流路および第１の試薬保持部２０３に接続された流路の接続位置は、特に制限されないが、本実施形態の場合のように、第１の試薬計量部２０５における点Ａから最も遠い領域にて第１の試薬の計量を行なう場合には、少なくとも、第１の試薬保持部２０３に接続された流路の接続位置は、第１の試薬用廃液溜め２０８に接続された流路の接続位置より点Ａにより近いことが好ましい。

（ｆ）流体回路内において混合部２１６は、点Ｃに対し、第１の試薬計量部２０５よりも遠い位置に配置される。これにより、第１の試薬計量部２０５にて混合された検体と第１の試薬との混合液は、たとえば点Ｃを遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、混合部２１６に導入される。混合部２１６と第１の試薬計量部２０５とは、流路によって接続されている。なお、該混合液を混合部２１６に導入するための遠心力は、点Ｃを遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図２における右向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｇ）流体回路内において第２の試薬計量部２０６は、点Ｃに対し、混合部２１６よりも近い位置に配置される。かかる配置により、第２の試薬計量部２０６にて計量された第２の試薬は、たとえば点Ｃを遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、混合部２１６に導入される。混合部２１６と第２の試薬計量部２０６とは、流路によって接続されている。なお、第２の試薬を混合部２１６に導入するための遠心力は、点Ｃを遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図２における右向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｈ）流体回路内において第２の試薬保持部２０４は、点Ｂに対し、第２の試薬計量部２０６よりも近い位置に配置される。これにより、第２の試薬保持部２０４内の第２の試薬は、たとえば点Ｂを遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、第２の試薬計量部２０６に導入される。第２の試薬保持部２０４と第２の試薬計量部２０６とは、流路によって接続されている。なお、第２の試薬を第２の試薬計量部２０６に導入するための遠心力は、点Ｂを遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図２における下向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｉ）流体回路内において第２の試薬用廃液溜め２０９は、点Ａに対し、第２の試薬計量部２０６よりも遠い位置に配置される。かかる配置により、第２の試薬を第２の試薬計量部２０６にて計量する際に印加される遠心力により、第２の試薬計量部２０６から溢れ出た第２の試薬は、第２の試薬用廃液溜め２０９内に収容される。第１の試薬用廃液溜め２０９と第２の試薬計量部２０６とは、流路によって接続されている。

第２の試薬計量部２０６における、第２の試薬用廃液溜め２０９に接続された流路および第２の試薬保持部２０４に接続された流路の接続位置は、特に制限されないが、本実施形態の場合のように、第２の試薬計量部２０６における点Ａから最も遠い領域にて第２の試薬の計量を行なう場合には、少なくとも、第２の試薬保持部２０４に接続された流路の接続位置は、第２の試薬用廃液溜め２０９に接続された流路の接続位置より点Ａにより近いことが好ましい。

次に、本実施形態のマイクロチップの操作手順（流体処理）について説明する。本実施形態のマイクロチップを用いた流体処理においては、遠心中心として３つの中心が用いられる。まず、検体導入部２０１から検体を流体回路内に導入した後、マイクロチップに対し、図２における下向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｂを遠心中心として回転させる）ことにより、第１の試薬保持部２０３、第２の試薬保持部２０４内にそれぞれ内蔵されていた第１の試薬、第２の試薬を、それぞれ第１の試薬計量部２０５、第２の試薬計量部２０６に導入する。次に、マイクロチップに対し、図２における左向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ａを遠心中心として回転させる）ことにより、検体を検体計量部２１０に導入して計量するとともに、第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ、第１の試薬計量部２０５、第２の試薬計量部２０６の左端領域に移動させて計量する。この際、検体計量部２１０から溢れ出た検体は、検体用廃液溜め２１１に収容される。また、第１の試薬計量部２０５、第２の試薬計量部２０６から溢れ出た試薬は、それぞれ第１の試薬用廃液溜め２０８、第２の試薬用廃液溜め２０９に収容される。

次に、マイクロチップに対し、図２における下向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｂを遠心中心として回転させる）ことにより、計量された検体と計量された第１の試薬とを、第１の試薬計量部２０５にて混合する（一次混合）。この際、計量された第２の試薬は、第２の試薬計量部２０６内に留まっている。

最後に、マイクロチップに対し、図２における右向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｃを遠心中心として回転させる）ことにより、検体と第１の試薬との混合液と、計量された第２の試薬とを、混合部２１６にて混合する（二次混合）。これにより、多段階で混合された、検体と第１および第２の試薬との混合液を得る。混合部２１６内の混合液は、上記したような光学測定により検査・分析に供される。

図２に示される流体回路構造を有する本実施形態のマイクロチップによれば、検体と第１の試薬との混合を行なうための混合部でもある第１の試薬計量部を備えることにより、別途の待機部等を設けることなく、多段階混合が可能となっている。すなわち、第１の試薬計量部２０５自体が、第２の試薬との混合を行なう前に検体と第１の試薬との混合液を待機させるための待機部の役割を有しているともいえる。同様に、第２の試薬計量部２０６は、検体と第１の試薬との混合液との混合を行なう前に第２の試薬を待機させるための待機部の役割を有しているともいえる。

第１の試薬計量部２０５および第２の試薬計量部２０６をそれぞれ、上記（ｃ）〜（ｅ）、（ｇ）〜（ｉ）を満たすように配置し、３つの遠心中心を利用することにより、図１に示すような別途の待機部を要しないため、マイクロチップの小面積化を図ることが可能である。また、上記流体回路構造により、検体と第１の試薬との同時計量が可能となっている。さらに、２次混合までの遠心中心の切り替え回数は３回であり、上記特許文献１の場合と比較して、切り替え回数の増加もない。

本実施形態のマイクロチップは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施すことができる。たとえば、図３に示されるように、第１の試薬計量部２０５自体を第１の試薬保持部として使用することにより、流体回路構造を、図２における第１の試薬保持部２０３およびこれと第１の試薬計量部２０５とを接続する流路、ならびに／または第２の試薬保持部２０４およびこれと第２の試薬計量部２０６とを接続する流路を省略した構造とすることが可能である。かかる流体回路構造によれば、試薬保持部から試薬を排出させる工程を省略することが可能となる。なお、図３に示されるマイクロチップを用いた流体処理においても、遠心中心として３つの中心が用いられる。

また、第１の試薬および／または第２の試薬の計量が必要ない場合には、図４に示されるように、図２における第１の試薬保持部２０３および／または第２の試薬計量部２０６から試薬を計量する機能をなくすとともに、第１の試薬用第１の試薬用廃液溜め２０８および／または第２の試薬用廃液溜め２０９を省略することができる。図５に示されるように、さらに、第１の試薬保持部２０３および／または第２の試薬保持部２０４を省略してもよい。なお、図４および図５に示されるマイクロチップを用いた流体処理においても、遠心中心として３つの中心が用いられる。

また、本実施形態のマイクロチップは、上記していない他の部位を流体回路内に有していてもよい。たとえば、流体回路内に導入された検体から特定の成分を分離抽出するための遠心分離部を有していてもよい。当該遠心分離部は、典型的には、流体回路における検体導入部と検体計量部との間に配置される。ここで、図６は、本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。図６に示される流体回路は、図２に示される流体回路における検体導入部２０１と検体計量部２１０との間に遠心分離部２２０および、遠心分離部２２０に接続された廃液溜め２３０を配置した構成を有している。なお、図６に示されるマイクロチップを用いた流体処理においても、遠心中心として３つの中心が用いられる。

遠心分離部２２０を設けることにより、検体から特定成分を分離抽出することができ、該特定成分に対して第１の試薬および第２の試薬を混合、反応させることができるようになる。特定成分とは、たとえば流体回路に導入される検体が血液である場合における血漿成分を挙げることができる。

流体回路内において遠心分離部２２０は、図６に示される点Ｂに対し、検体導入部２０１よりも遠い位置に配置されることが好ましい。かかる配置により、第１の試薬および第２の試薬を第１の試薬保持部２０３および第２の試薬保持部２０４から排出するために印加される図６における下向きの遠心力（たとえば図６に示される点Ｂを遠心中心としてマイクロチップを回転させる）により、検体導入部２０１から導入された検体を、遠心分離部２２０に導入し、遠心分離により特定成分の分離を行なうことが可能となる。この際、遠心分離部２２０の容量を超える過剰の検体は、遠心分離部２２０に接続された廃液溜め２３０に収容される。

図６に示される遠心分離部２２０は、第１室２２１および第２室２２２からなっており、遠心分離後に第１室２２１に収容される成分を検体計量部２１０に導入できるように配置されている。遠心分離後に第１室２２１に収容された、分離抽出された特定成分は、図６における左向きの遠心力（たとえば図６に示される点Ａを遠心中心としてマイクロチップを回転させる）により、検体計量部２１０に導入することができる。この左向きの遠心力は、第１の試薬計量部２０５および第２の試薬計量部２０６にそれぞれ排出された第１の試薬および第２の試薬を計量する際に印加される遠心力である。

廃液溜め２３０は、図６に示される点Ｂに対し、遠心分離部２２０と同じ位置かまたは遠心分離部２２０よりも遠い位置に配置されることが好ましい。これにより、検体を遠心分離部２２０を導入する際、過剰の検体を廃液溜め２３０に収容することができる。また、廃液溜め２３０は、図６に示される点Ａに対し、遠心分離部２２０よりも遠い位置に配置されることが好ましい。かかる配置によれば、特定成分を検体計量部２１０に導入する際、廃液溜め２３０内の検体が遠心分離部２２０に逆流することを回避することができる。

また、本実施形態のマイクロチップは、図７に示されるように、混合部２１６に接続された検出部２１７を有していてもよい。検出部２１７を備える場合、得られた混合液を検出部２１７に導入し、検出部２１７内の混合液について検査・分析が行なわれる。検出部２１７は、図７に示される点Ｂに対し、混合部２１６よりも遠い位置に配置されることが好ましい。これにより、図７における下向きの遠心力（たとえば図７に示される点Ｂを遠心中心としてマイクロチップを回転させる）により、混合部２１６にて得られた混合液を検出部２１７に導入することができる。

なお、図７における下向きの遠心力の印加により、混合部２１６にて得られた混合液を検出部２１７に導入する前に、混合、反応を促進させることを目的として、図７における上向きの遠心力および／または右向きの遠心力を印加することにより混合液を混合部２１６内で移動させる操作を行なってもよい。このような混合、反応を促進させるための遠心力の印加は、混合液を検出部２１７に導入する前に、複数回行なわれてもよい。なお、図７に示されるマイクロチップを用いた流体処理においては、遠心中心として３つまたは４つの中心が用いられる。

また、第１の試薬保持部２０３と第１の試薬計量部２０５との配置関係および第２の試薬保持部２０４と第２の試薬計量部２０６との配置関係に変形を施すことにより、図８に示されるような流体回路とすることができる。図８に示される流体回路の各部位は、具体的には、以下の配置関係を充足する。なお、図８に示される点Ａ〜Ｄの定義は上記したとおりである。
（ａ）流体回路内において検体計量部２１０は、点Ａに対し、検体導入部２０１よりも遠い位置に配置される。
（ｂ）流体回路内において検体用廃液溜め２１１は、点Ａに対し、検体計量部２１０よりも遠い位置に配置される。
（ｃ）流体回路内において第１の試薬計量部２０５は、点Ｂに対し、検体計量部２１０よりも遠い位置に配置される。
（ｄ）流体回路内において第１の試薬用廃液溜め２０８は、点Ａに対し、第１の試薬計量部２０５よりも遠い位置に配置される。
（ｅ）流体回路内において第１の試薬保持部２０３は、点Ａに対し、第１の試薬計量部２０５よりも近い位置に配置される。
（ｆ）流体回路内において混合部２１６は、点Ｃに対し、第１の試薬計量部２０５よりも遠い位置に配置される。
（ｇ）流体回路内において第２の試薬計量部２０６は、点Ｃに対し、混合部２１６よりも近い位置に配置される。
（ｈ）流体回路内において第２の試薬保持部２０４は、点Ａに対し、第２の試薬計量部２０６よりも近い位置に配置される。
（ｉ）流体回路内において第２の試薬用廃液溜め２０９は、点Ａに対し、第２の試薬計量部２０６よりも遠い位置に配置される。

図８に示される流体回路を有するマイクロチップの操作手順（流体処理）は、概略以下のとおりである。まず、検体導入部２０１から検体を流体回路内に導入した後、マイクロチップに対し、図８における左向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ａを遠心中心として回転させる）ことにより、検体を検体計量部２１０に導入して計量するとともに、第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ、第１の試薬計量部２０５、第２の試薬計量部２０６の左端領域に移動させて計量する。この際、検体計量部２１０から溢れ出た検体は、検体用廃液溜め２１１に収容される。また、第１の試薬計量部２０５、第２の試薬計量部２０６から溢れ出た試薬は、それぞれ第１の試薬用廃液溜め２０８、第２の試薬用廃液溜め２０９に収容される。次に、マイクロチップに対し、図８における下向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｂを遠心中心として回転させる）ことにより、計量された検体と計量された第１の試薬とを、第１の試薬計量部２０５にて混合する（一次混合）。この際、計量された第２の試薬は、第２の試薬計量部２０６内に留まっている。最後に、マイクロチップに対し、図８における右向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｃを遠心中心として回転させる）ことにより、検体と第１の試薬との混合液と、計量された第２の試薬とを、混合部２１６にて混合する（二次混合）。これにより、多段階で混合された、検体と第１および第２の試薬との混合液を得る。混合部２１６内の混合液は、上記したような光学測定により検査・分析に供される。

さらに、本実施形態のマイクロチップは、第３の基板と、基板の両面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とをこの順で貼り合わせてなるマイクロチップであってもよい。この場合、当該マイクロチップは、第３の基板における第１の基板側表面および第１の基板における第３の基板側表面に設けられた溝から構成される第１の流体回路と、第２の基板における第１の基板側表面および第１の基板における第２の基板側表面に設けられた溝から構成される第２の流体回路と、の２層の流体回路を備える。

このような２層の流体回路を有するマイクロチップにおいて、流体回路を構成する各部位は、上記した（ａ）〜（ｉ）を満足する限り、第１の流体回路内にあってもよく、第２の流体回路内にあってもよい。第１の流体回路と第２の流体回路とは、第１の基板に形成された厚み方向に貫通する１または２以上の貫通穴によって連結されていることが好ましい。

＜第２の実施形態＞
図９は、本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図であり、当該第１の基板の表面に設けられた溝のパターン（すなわち、マイクロチップの流体回路構造）を説明するための図である。図９に示される第１の基板９００の溝形成側表面上に第２の基板を貼り合わせることによって本実施形態のマイクロチップを得ることができる。なお、第２の基板の貼り合わせ面は必ずしも平坦である必要はなく、必要に応じて凹部（溝）や凸部を有していてもよい。

本実施形態のマイクロチップは、図９に示されるように、流体回路を構成する部位として、流体回路内に検体を導入するための検体導入部９０１、該検体を計量するための検体計量部９１０、検体の計量時に検体計量部９１０から溢れ出る検体を収容するための検体用廃液溜め９１１、第１の試薬を収容するための第１の試薬保持部９０３、第２の試薬を収容するための第２の試薬保持部９０４、第１の試薬を計量するための第１の試薬計量部９０５、第２の試薬を計量するための第２の試薬計量部９０６、第１の試薬の計量時に第１の試薬計量部９０５から溢れ出る試薬を収容するための第１の試薬用廃液溜め９０８、第２の試薬の計量時に第２の試薬計量部９０６から溢れ出る試薬を収容するための第２の試薬用廃液溜め９０９、および、第２の試薬を用いた混合を行なうための混合部９１６を備える。

流体回路内における上記各部位の配置について、図９を参照して詳細に説明する。図９に示されるように、同一平面内に反時計回りに配置された点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’およびＤ’によって囲まれる領域内にマイクロチップを配置したとき、本実施形態のマイクロチップが有する上記各部位は、次の（ａ’）〜（ｉ’）を満たすように配置されている。ここで、点Ｂ’は、点Ｂ’とマイクロチップ中心Ｘ’を結ぶ直線が、点Ａ’とマイクロチップ中心Ｘ’を結ぶ直線と直交するように配置される。点Ｃ’は、点Ｃ’とマイクロチップ中心Ｘ’を結ぶ直線が、点Ｂ’とマイクロチップ中心Ｘ’を結ぶ直線と直交するように配置される。また、点Ｄ’は、点Ｄ’とマイクロチップ中心Ｘ’を結ぶ直線が、点Ｃ’とマイクロチップ中心Ｘ’を結ぶ直線と直交するように配置される。マイクロチップは、上記点Ａ’〜Ｄ’によって囲まれる領域の点Ａ’〜Ｄ’を含む平面上に、第１の基板の溝が形成されていない面または第２の基板の貼り合わせ面とは反対側の表面を底面として配置される。

まず、（ａ’）流体回路内において検体計量部９１０は、点Ａ’に対し、検体導入部９０１よりも遠い位置に配置される。かかる配置により、たとえば点Ａ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、検体導入部９０１から導入された検体は、検体計量部９１０に至り計量される。検体導入部９０１と検体計量部９１０とは、流路によって接続されている。なお、検体を検体計量部９１０に導入するための遠心力は、点Ａ’を遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図９における左向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｂ’）流体回路内において検体用廃液溜め９１１は、点Ａ’に対し、検体計量部９１０よりも遠い位置に配置される。これにより、検体の計量時（すなわち、図９における左向きの成分を含む遠心力の印加時）に検体計量部９１０から溢れ出た検体は、検体用廃液溜め９１１に収容される。検体計量部９１０と検体用廃液溜め９１１とは、流路によって接続されている。

（ｃ’）流体回路内において第１の試薬計量部９０５は、点Ｂ’に対し、検体計量部９１０よりも遠い位置に配置される。これにより、検体計量部９１０内の検体は、たとえば点Ｂ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、第１の試薬計量部９０５に導入される。検体計量部９１０と第１の試薬計量部９０５とは、流路によって接続されている。ここで、本実施形態において、第１の試薬計量部９０５は、検体と第１の試薬とを混合するための混合部を兼ねている。なお、計量された検体を第１の試薬計量部９０５に導入するための遠心力は、点Ｂ’を遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図９における下向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｄ’）流体回路内において第１の試薬用廃液溜め９０８は、点Ｂ’に対し、第１の試薬計量部９０５よりも遠い位置に配置される。かかる配置により、第１の試薬を第１の試薬計量部９０５にて計量する際に印加される遠心力により、第１の試薬計量部９０５から溢れ出た第１の試薬は、第１の試薬用廃液溜め９０８内に収容される。第１の試薬用廃液溜め９０８と第１の試薬計量部９０５とは、流路によって接続されている。

（ｅ’）流体回路内において第１の試薬保持部９０３は、点Ｂ’に対し、第１の試薬計量部９０５よりも近い位置に配置される。これにより、第１の試薬保持部９０３内の第１の試薬は、たとえば点Ｂ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、第１の試薬計量部９０５に導入される。第１の試薬保持部９０３と第１の試薬計量部９０５とは、流路によって接続されている。なお、第１の試薬を第１の試薬計量部９０５に導入するための遠心力は、点Ｂ’を遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図９における下向きの成分を含む遠心力であればよい。

第１の試薬計量部９０５における、検体計量部９１０に接続された流路、第１の試薬用廃液溜め９０８に接続された流路および第１の試薬保持部９０３に接続された流路の接続位置は特に制限されないが、第１の試薬計量部９０５における点Ｂ’から最も遠い領域にて第１の試薬の計量を行なうことを考慮すれば、第１の試薬保持部９０３に接続された流路の接続位置は、第１の試薬用廃液溜め９０８に接続された流路の接続位置より点Ｂ’により近いことが好ましい。

（ｆ’）流体回路内において混合部９１６は、点Ａ’に対し、第１の試薬計量部９０５よりも遠い位置に配置される。これにより、第１の試薬計量部９０５にて混合された検体と第１の試薬との混合液は、たとえば点Ａ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させた後、たとえば点Ｄ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、混合部９１６に導入される。なお、該混合液を混合部９１６に導入するための遠心力は、点Ａ’および点Ｄ’を遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図９における左向きの成分を含む遠心力および図９における上向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｇ’）流体回路内において第２の試薬計量部９０６は、点Ａ’に対し、混合部９１６よりも近い位置に配置される。かかる配置により、第２の試薬計量部９０６にて計量された第２の試薬は、たとえば点Ａ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させた後、たとえば点Ｄ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、混合部９１６に導入される。混合部９１６と第２の試薬計量部９０６とは、流路によって接続されている。なお、第２の試薬を混合部９１６に導入するための遠心力は、点Ａ’および点Ｄ’を遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図９における左向きの成分を含む遠心力および図９における上向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｈ’）流体回路内において第２の試薬保持部９０４は、点Ｂ’に対し、第２の試薬計量部９０６よりも近い位置に配置される。これにより、第２の試薬保持部９０４内の第２の試薬は、たとえば点Ｂ’を遠心中心としてマイクロチップを回転させることにより、第２の試薬計量部９０６に導入される。第２の試薬保持部９０４と第２の試薬計量部９０６とは、流路によって接続されている。なお、第２の試薬を第２の試薬計量部９０６に導入するための遠心力は、点Ｂ’を遠心中心とする回転によるものに限定されるものではなく、図９における下向きの成分を含む遠心力であればよい。

（ｉ’）流体回路内において第２の試薬用廃液溜め９０９は、点Ｂ’に対し、第２の試薬計量部９０６よりも遠い位置に配置される。かかる配置により、第２の試薬を第２の試薬計量部９０６にて計量する際に印加される遠心力により、第２の試薬計量部９０６から溢れ出た第２の試薬は、第２の試薬用廃液溜め９０９内に収容される。第１の試薬用廃液溜め９０９と第２の試薬計量部９０６とは、流路によって接続されている。

次に、本実施形態のマイクロチップの操作手順（流体処理）について説明する。本実施形態のマイクロチップを用いた流体処理においては、遠心中心として３つの中心が用いられる。まず、検体導入部９０１から検体を流体回路内に導入した後、マイクロチップに対し、図９における下向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｂ’を遠心中心として回転させる）ことにより、第１の試薬保持部９０３、第２の試薬保持部９０４内にそれぞれ内蔵されていた第１の試薬、第２の試薬を、それぞれ第１の試薬計量部９０５、第２の試薬計量部９０６に導入し、第１の試薬および第２の試薬の同時計量を行なう。この際、第１の試薬計量部９０５、第２の試薬計量部９０６から溢れ出た試薬は、それぞれ第１の試薬用廃液溜め９０８、第２の試薬用廃液溜め９０９に収容される。

次に、マイクロチップに対し、図９における左向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ａ’を遠心中心として回転させる）ことにより、検体を検体計量部９１０に導入して計量を行なう。この際、検体計量部９１０から溢れ出た検体は、検体用廃液溜め９１１に収容される。また、この左向きの遠心力により、計量された第１の試薬および第２の試薬は、それぞれ図９に示される領域Ｍ、領域Ｎに移動する。

次に、マイクロチップに対し、図９における下向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｂ’を遠心中心として回転させる）ことにより、計量された検体と計量された第１の試薬とを、第１の試薬計量部９０５にて混合する（一次混合）。この際、計量された第２の試薬は、再度、第２の試薬計量部９０６に移動する。

次に、マイクロチップに対し、図９における左向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ａ’を遠心中心として回転させる）ことにより、検体と第１の試薬との混合液を再度、領域Ｍに移動させるとともに、計量された第２の試薬を領域Ｎに移動させる。最後に、マイクロチップに対し、図９における上向きの遠心力を印加する（たとえば中心Ｄ’を遠心中心として回転させる）ことにより、検体と第１の試薬との混合液と、計量された第２の試薬とを、混合部９１６にて混合する（二次混合）。これにより、多段階で混合された、検体と第１および第２の試薬との混合液を得る。混合部９１６内の混合液は、上記したような光学測定により検査・分析に供される。

以上に示すような流体回路構造を有する本実施形態のマイクロチップによっても上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

本実施形態のマイクロチップは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施すことができる。たとえば、図１０に示されるように、領域Ｍに試薬トラップ壁９２０を設けてもよい。試薬トラップ壁９２０を設けることにより、計量された第１の試薬の全量が確実に検体と混合されることが保証されるため、マイクロチップを用いた検査・分析の信頼性をさらに向上させることができる。すなわち、図９を参照して、マイクロチップに対して下向きの遠心力を印加して第１の試薬計量部９０５にて第１の試薬を計量した後、左向きの遠心力を印加を印加して、検体を計量するとともに、計量した第１の試薬を領域Ｍに移動させ、ついで、再度、下向きの遠心力を印加して、第１の試薬計量部９０５にて計量された検体と計量された第１の試薬とを混合するが、この際、試薬トラップ壁９２０を設けない場合には、第１の試薬計量部９０５の容量は、計量された第１の試薬の体積と同じであるため、計量された検体および／または計量された第１の試薬の幾分か（計量された検体と同量）は、第１の試薬用廃液溜め９０８に流出することとなる。これにより、計量された第１の試薬および／または計量された検体の全量が混合されないこととなり、このことは検査・分析結果に影響を及ぼし得る。

一方、試薬トラップ壁９２０を設けると、第１の試薬計量部９０５にて計量された検体と計量された第１の試薬とを混合するために下向きの遠心力を印加すると、図１０に示される第１の試薬Ｙが残存する。したがって、第１の試薬計量部９０５にて得られる混合液の体積は、第１の試薬計量部９０５の容量を超えないため、検体や第１の試薬が第１の試薬用廃液溜め９０８に流出することはない。残存した第１の試薬Ｙと混合液との混合は、図９に示されるマイクロチップの流体処理と同様に、次に左向きの遠心力を印加することにより行なうことができる。すなわち、残存した第１の試薬Ｙと、第１の試薬計量部９０５にて得られた混合液とは、左向きの遠心力の印加により、領域Ｍにて混合される。

このように、試薬トラップ壁９２０を設けて、第１の試薬を多段階で混合することにより、計量された第１の試薬の全量と計量された検体の全量とを確実に混合することが可能となる。

本実施形態のマイクロチップに適用可能なその他の変形については、上記第１の実施形態と同様である。

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。

２中心タイプのマイクロチップにおける多段階混合（反応）を行なうことが可能な流体回路構造を示す概略図である。 本発明の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。 本発明の別の好ましい一例のマイクロチップを構成する第１の基板（表面に溝を有する基板）を示す概略上面図である。

符号の説明

１０１，２０１，９０１ 検体導入部、１０２ 遠心分離部、１０３，２０３，９０３ 第１の試薬保持部、１０４，２０４，９０４ 第２の試薬保持部、１０５，２０５，９０５ 第１の試薬計量部、１０６，２０６，９０６ 第２の試薬計量部、１０７ 第１の検体用廃液溜め、１０８，２０８，９０８ 第１の試薬用廃液溜め、１０９，２０９，９０９ 第２の試薬用廃液溜め、１１０，２１０，９１０ 検体計量部、１１１ 第２の検体用廃液溜め、１１２ 第１の待機部、１１３ 第２の待機部、１１４ 第１の混合部、１１５ 第３の待機部、１１６ 第２の混合部、１１７，２１７ 検出部、２００，９００ 第１の基板、２１１，９１１ 検体用廃液溜め、２１６ 混合部、２１８ 待機部、２２０ 遠心分離部、２２１ 第１室、２２２ 第２室、２３０ 廃液溜め、９２０ 試薬トラップ壁。

Claims (6)

1. 基板表面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる、前記溝と前記第２の基板の貼り合わせ面とから構成される流体回路を内部に有するマイクロチップであって、
   前記流体回路は、
   流体回路内に検体を導入するための検体導入部、
   前記検体を計量するための検体計量部、
   前記検体計量部から溢れ出る検体を収容するための検体用廃液溜め、
   第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬保持部および第２の試薬保持部、
   前記第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ計量するための第１の試薬計量部および第２の試薬計量部、
   前記第１の試薬計量部および第２の試薬計量部から溢れ出る試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬用廃液溜めおよび第２の試薬用廃液溜め、ならびに、
   前記第２の試薬を用いた混合を行なうための混合部、
   を備え、
   同一平面内に反時計回りに配置された点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤによって囲まれる領域内にマイクロチップを配置したときに、次の（ａ）〜（ｉ）を満たすマイクロチップ。
   （ａ）流体回路内において前記検体計量部は、点Ａに対し、前記検体導入部よりも遠い位置に配置される。
   （ｂ）流体回路内において前記検体用廃液溜めは、点Ａに対し、前記検体計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｃ）流体回路内において前記第１の試薬計量部は、点Ｂに対し、前記検体計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｄ）流体回路内において前記第１の試薬用廃液溜めは、点Ａに対し、前記第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｅ）流体回路内において前記第１の試薬保持部は、点Ｂに対し、前記第１の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
   （ｆ）流体回路内において前記混合部は、点Ｃに対し、前記第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｇ）流体回路内において前記第２の試薬計量部は、点Ｃに対し、前記混合部よりも近い位置に配置される。
   （ｈ）流体回路内において前記第２の試薬保持部は、点Ｂに対し、前記第２の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
   （ｉ）流体回路内において前記第２の試薬用廃液溜めは、点Ａに対し、前記第２の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
   ここで、前記点Ｂは、点Ｂとマイクロチップ中心を結ぶ直線が、前記点Ａとマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。前記点Ｃは、点Ｃとマイクロチップ中心を結ぶ直線が、前記点Ｂとマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。また、前記点Ｄは、点Ｄとマイクロチップ中心を結ぶ直線が、前記点Ｃとマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。
2. 請求項１に記載のマイクロチップにおいて、前記第１の試薬保持部と前記第１の試薬計量部とは同一の部位であるマイクロチップ。
3. 第３の基板と、基板両面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる請求項１または２に記載のマイクロチップ。
4. 基板表面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる、前記溝と前記第２の基板の貼り合わせ面とから構成される流体回路を内部に有するマイクロチップであって、
   前記流体回路は、
   流体回路内に検体を導入するための検体導入部、
   前記検体を計量するための検体計量部、
   前記検体計量部から溢れ出る検体を収容するための検体用廃液溜め、
   第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬保持部および第２の試薬保持部、
   前記第１の試薬および第２の試薬をそれぞれ計量するための第１の試薬計量部および第２の試薬計量部、
   前記第１の試薬計量部および第２の試薬計量部から溢れ出る試薬をそれぞれ収容するための第１の試薬用廃液溜めおよび第２の試薬用廃液溜め、ならびに、
   前記第２の試薬を用いた混合を行なうための混合部、
   を備え、
   同一平面内に反時計回りに配置された点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’およびＤ’によって囲まれる領域内にマイクロチップを配置したときに、次の（ａ’）〜（ｉ’）を満たすマイクロチップ。
   （ａ’）流体回路内において前記検体計量部は、点Ａ’に対し、前記検体導入部よりも遠い位置に配置される。
   （ｂ’）流体回路内において前記検体用廃液溜めは、点Ａ’に対し、前記検体計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｃ’）流体回路内において前記第１の試薬計量部は、点Ｂ’に対し、前記検体計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｄ’）流体回路内において前記第１の試薬用廃液溜めは、点Ｂ’に対し、前記第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｅ’）流体回路内において前記第１の試薬保持部は、点Ｂ’に対し、前記第１の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
   （ｆ’）流体回路内において前記混合部は、点Ａ’に対し、前記第１の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
   （ｇ’）流体回路内において前記第２の試薬計量部は、点Ａ’に対し、前記混合部よりも近い位置に配置される。
   （ｈ’）流体回路内において前記第２の試薬保持部は、点Ｂ’に対し、前記第２の試薬計量部よりも近い位置に配置される。
   （ｉ’）流体回路内において前記第２の試薬用廃液溜めは、点Ｂ’に対し、前記第２の試薬計量部よりも遠い位置に配置される。
   ここで、前記点Ｂ’は、点Ｂ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線が、前記点Ａ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。前記点Ｃ’は、点Ｃ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線が、前記点Ｂ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。また、前記点Ｄ’は、点Ｄ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線が、前記点Ｃ’とマイクロチップ中心を結ぶ直線と直交するように配置される。
5. 請求項４に記載のマイクロチップにおいて、前記第１の試薬保持部と前記第１の試薬計量部とは同一の部位であるマイクロチップ。
6. 第３の基板と、基板両面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる請求項４または５に記載のマイクロチップ。

Images