JP2017037035A - 測定チップ - Google Patents

Abstract

【課題】検体を取り込む際の使い易さを向上させた測定チップを提供する。
【解決手段】流体回路を内部に区画するチップ本体部２と、チップ本体部２に対して回動可能に取り付けられ、流体回路に導入する検体を外方から取り込む検体取込部３と、を備え、検体取込部３は、外方から検体を取り込む取込口４１が先端部に設けられていると共に、取込口４１から取り込まれた検体を保持する保持空間４２を取込口４１よりも基端側に区画しており、検体取込部３は、チップ本体部２から外方に突出し、保持空間４２が流体回路と連通しない第１状態と、第１状態よりもチップ本体部２に向かって傾倒しており、保持空間４２が流体回路と連通する第２状態と、の間を回動可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、生化学検査、化学合成又は環境分析等に用いられる測定チップに関する。

近年、医療や健康、食品、創薬等の分野で、ＤＮＡ、酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルス若しくは細胞等の生体物質又は化学物質を検知、検出若しく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及びマイクロ化学チップ（以下、これらを総称して「測定チップ」と記載する。）が提案されている。

測定チップは、実験室で従来行ってきた一連の検査・分析操作を、小さなチップ内で行えることから、検体及び液体試薬が微量で済み、コストが低く、反応速度が速く、ハイスループットな検査・分析ができ、検体を採取した現場で直ちに検査・分析結果を得ることができるなど多くの利点を有している。

測定チップとしては、「流体回路（又はマイクロ流体回路）」と呼ばれる、該回路内に存在する検体や液体試薬等の液体に対して特定の処理を行うための複数種類の部位（室）と、これらの部位を接続する流路とから構成される流路網をその内部に備えたものが従来公知である（例えば特許文献１）。

また、特許文献２には、表面に設けられ、かつ、流体回路に接続される開口部と、開口部の開閉を行う蓋部と、検体を取り込むための検体取込部と、を含み、検体取込部は、蓋部により開口部を閉じたときに、検体取込部が開口部内に収容されるように蓋部に設置されているマイクロチップが開示されている。

特開２００９−２５８０１３号公報 特開２０１４−２１１３４９号公報

ところで、特許文献２に開示の測定チップとしてのマイクロチップによれば、小さくて持ち難いキャピラリー単体により検体を採取する工程、及びキャピラリーをマイクロチップに充填する工程が不要となるため、これらの工程を行う医療従事者等の利便性が向上する。

しかしながら、特許文献２に開示された測定チップの検体取込部は、検体としての液体が検体取込部に取り込まれる際に、検体と検体取込部との接触位置が視認し難く、例えば被験者自身が検体の取り込みを行うなどの、医療従事者以外が検体の取り込みを行う場合を想定すると、検体を取り込む際の使い易さという点で改善の余地がある。

そこで、本発明の目的は、検体を取り込む際の使い易さを向上させた測定チップを提供することである。

本発明の第１の態様としての測定チップは、流体回路を区画し、前記流体回路内に存在する液体を遠心力により前記流体回路内で移動させることが可能な測定チップであって、前記流体回路を内部に区画するチップ本体部と、前記チップ本体部に対して回動可能に取り付けられ、前記流体回路に導入する検体を外方から取り込む検体取込部と、を備え、前記検体取込部は、外方から検体を取り込む取込口が先端部に設けられていると共に、前記取込口から取り込まれた検体を保持する保持空間を前記取込口よりも基端側に区画しており、前記検体取込部は、前記チップ本体部から外方に突出し、前記保持空間が前記流体回路と連通しない第１状態と、前記第１状態よりも前記チップ本体部に向かって傾倒しており、前記保持空間が前記流体回路と連通する第２状態と、の間を回動可能であることを特徴とするものである。

本発明の１つの実施形態として、前記チップ本体部は、平面状の外面に前記流体回路と繋がる開口部を区画しており、前記取込口及び前記保持空間は、前記第１状態において、前記平面状の外面よりも外方に位置し、前記第２状態において、前記開口部から入り込み、前記平面状の外面よりも内方に位置することが好ましい。

本発明の１つの実施形態として、前記検体取込部の回動支点は、測定チップを前記平面状の外面側から見た場合に、前記平面状の外面の外縁部の位置に設けられていることが好ましい。

本発明の１つの実施形態として、前記チップ本体部は、前記開口部を一端とし、前記検体取込部が前記第２状態で収容される収容空間を区画しており、前記収容空間を区画する内壁には、前記検体取込部と当接することにより、前記検体取込部が前記第２状態から前記第１状態へと回動することを規制する移動規制部が設けられていることが好ましい。

本発明の１つの実施形態として、前記移動規制部は、前記収容空間の内側に向かって突出する突起部であり、前記平面状の外面のうち前記開口部と隣接する位置には凹部が形成されており、前記検体取込部は、前記凹部の底部まで押し込まれた際に、前記突起部を乗り越えて、前記第２状態となることが好ましい。

本発明の１つの実施形態として、前記移動規制部を第１移動規制部とした場合に、前記チップ本体部は、前記検体取込部と当接することにより、前記検体取込部が前記第１状態から前記チップ本体部に向かって傾倒することを規制する第２移動規制部を備えることが好ましい。

本発明の１つの実施形態として、前記第２移動規制部は、前記検体取込部が前記平面状の外面に対して所定の角度以下とならないように前記検体取込部の傾倒を規制することが好ましい。

本発明の１つの実施形態として、前記検体取込部の少なくとも一部は前記チップ本体部と一体で成形されていることが好ましい。

本発明によれば、検体を取り込む際に使い易い測定チップを提供することができる。

本発明の一実施形態としての測定チップを示す斜視図である。 図１に示す測定チップを厚み方向の一方から見た平面図である。 図２のＩ−Ｉ断面図である。 図１に示す状態よりも検体取込部をチップ本体部に向かって傾倒させた状態での、図３と同位置での測定チップの断面図である。 図１に示す状態よりも検体取込部をチップ本体部から遠ざかるように起立させた状態での、図３と同位置での測定チップの断面図である。 図１に示す測定チップを用いて血液を取り込む際の動作を示す図である。 図６の動作により血液を取り込んだ後に、検体取込部を第１状態から第２状態まで回動させる際の動作を示す図である。

以下、本発明に係る測定チップの実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。なお、なお、各図において共通の部材、部位には、同一の符号を付している。

まず、本実施形態としての測定チップの概要について説明する。測定チップは、各種化学合成、検査又は分析等を、それが内部に区画する流体回路（内部に形成された空間）を用いて行うチップであり、流体回路内に存在する液体（検体、検体中の特定成分、液体試薬等の試薬、及び、これらのうちの２種以上の混合物など）を遠心力の印加により流体回路内の所定の部位（室）に移動させることにより、該液体に対して適切な流体処理を行うことができるものである。このために流体回路は、適切な位置に配置された種々の部位（室）を備えており、これらの部位は流路を介して適切に接続されている。上記検査又は分析において上記流体処理は、典型的には、検査又は分析のための前処理である。

「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又はそこから取り出された特定成分をいい、典型的には液状である。また、「液体試薬」とは、検体と混合若しくは反応、又は該検体を処理するための試薬である。液体試薬は、通常、測定チップによる検体の検査・分析前に、予め流体回路の液体試薬保持部に内蔵されている。

流体回路が有する上記部位（室）としては、液体試薬を収容する液体試薬保持部；流体回路内に導入された検体から特定成分を取り出すための分離部；検体（上述のように、検体中の特定成分である場合を含む。以下同じ。）を計量するための検体計量部；液体試薬を計量するための液体試薬計量部；検体と液体試薬とを混合する（又は反応させる）ための混合部；得られた混合液についての検査又は分析等（例えば、混合液中の特定成分の検出又は定量）を行うための検出部；特定の液体を一時的に収容しておくための収容部；不要な液体を収容するための廃液収容部等を挙げることができる。

測定チップは通常、その一方の表面に、液体試薬保持部内に液体試薬を注入するための、液体試薬保持部まで貫通する貫通穴である試薬注入口を有する。試薬注入口は、液体試薬が注入された後、封止層（例えば、一方の面に粘着剤層を有するプラスチックフィルム、ラベル、シール等）を測定チップ表面に貼着することにより封止される。

後述するように本実施形態の測定チップには、その平面状の外面に開口部が形成されており、この開口部は、流体回路に接続されている。

検出部に導入された混合液について検査又は分析等を行うための方法は特に制限されず、例えば、上記混合液を収容している検出部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、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方法等の光学測定を挙げることができる。

本実施形態の測定チップは、上述の例示された部位（室）のすべてを有していてもよく、いずれか１以上を有していなくてもよい。また、これら例示された部位以外の部位を有していてもよい。各部位の数についても特に制限はなく、１又は２以上であることができる。

検体からの特定成分の抽出（不要成分の分離）、検体及び液体試薬の計量、検体と液体試薬との混合、得られた混合液の検出部への導入等のような流体回路内における種々の流体処理は、測定チップに対して適切な方向の遠心力を順次印加して、対象の液体を所定位置に配置された所定の部位に順次移動させることにより行うことができる。例えば、計量部による検体及び液体試薬の計量はそれぞれ、所定の容量（計量すべき量と同じ量）を有する検体計量部又は液体試薬計量部へ、遠心力の印加により計量されるべき検体又は液体試薬を導入し、過剰分の検体又は液体試薬を検体計量部又は液体試薬計量部からオーバーフローさせることにより実施することができる。オーバーフローした検体又は液体試薬は、流路を介して検体計量部又は液体試薬計量部に接続された廃液収容部等に収容させることができる。

測定チップへの遠心力の印加は、遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に測定チップを載置して行うことができる。遠心装置は、第１軸を中心に回転自在な第１ステージと、第１ステージ上に配置され、第１ステージ上の第２軸を中心に回転自在な第２ステージとを備えるものであることができる。第２ステージ上に測定チップを載置し、第２ステージを回転させて第１ステージに対する測定チップの角度を任意に設定したうえで第１ステージを回転させることにより、測定チップに対して任意の方向の遠心力を印加することができる。

本実施形態の測定チップは、典型的には、第１基板とその上に積層及び貼合される第２基板とを含んで構成することができ、例えば、第１基板とその上に積層及び貼合される第２基板とからなることができる。この場合、第１基板の表面（第２基板に対向する側の表面）には、流体回路を形成する溝（パターン溝）が設けられ、この溝を内側にして両基板を対向させて貼合することにより、内部空間としての流体回路が構築される。第２基板の表面（第１基板に対向する側の表面）に流体回路を形成する溝がさらに設けられてもよい。

なお、測定チップは、第１基板と第２基板と第３基板とを積層及び貼合したものであってもよい。この場合、第２基板と第３基板との間に配置される第１基板の両面に流体回路を形成する溝が設けられ、測定チップは、第１基板と第２基板とによって構築される第１流体回路と、第１基板と第３基板とによって構築される第２流体回路と、の２層の流体回路を備える。「２層」とは、測定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。かかる２層の流体回路は、第１基板を厚み方向に貫通する１又は２以上の貫通穴によって接続することができる。第２及び第３基板の表面（第１基板に対向する側の表面）に流体回路を形成する溝がさらに設けられてもよい。

なお、測定チップが有する流体回路構造自体は、上述した第１基板及び第２基板からなる構成であっても、第１〜第３基板からなる構成であっても、特に制限されるものではなく、検体の種類、検査項目等に応じて適宜構成することができる。

また、基板同士を貼合する方法は特に限定されず、例えば、貼合する基板のうち、少なくとも一方の基板の貼合面を融解させて溶着する方法（溶着法）、接着剤を用いて接着する方法等を挙げることができる。溶着法としては、基板を加熱して溶着する方法；レーザー等の光を照射して、光吸収により発生する熱によって溶着する方法（レーザー溶着）；超音波を用いて溶着する方法等を挙げることができる。なかでもレーザー溶着法が好ましく用いられる。

本実施形態の測定チップの大きさは特に限定されず、例えば縦横数ｃｍ〜十ｃｍ程度、厚さ数ｍｍ〜数ｃｍ程度とすることができる。

本実施形態の測定チップを構成する上記各基板の材質は特に制限されず、例えば、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）等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

なお、上述した第１基板及び第２基板からなる測定チップにおいて、検出光を利用する光学測定のための検出部を構築するために、少なくともいずれか一方の基板は透明基板とすることが好ましい。他方の基板は、透明基板であっても不透明基板であってもよいが、レーザー溶着を行う場合には、光吸収率を増大できることから、不透明基板とすることが好ましく、基板を上記熱可塑性樹脂から構成し、該熱可塑性樹脂中にカーボンブラック等の黒色顔料を添加することにより黒色基板とすることがより好ましい。

また、上述した第１〜第３基板からなる測定チップにおいて、レーザー溶着の効率性の観点から、第２基板と第３基板との間に配置される第１基板は、不透明基板とすることが好ましく、黒色基板とすることがより好ましい。一方、第２及び第３基板は、上記と同じ理由から透明基板とすることが好ましい。

流体回路を構成する溝（パターン溝）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、切削加工法等を挙げることができる。溝の形状及びパターンは、内部空間の構造が、所望される適切な流体回路構造となるように決定される。

本実施形態の測定チップは、上述した構成を有する測定チップであり、図１はその一例としての測定チップ１を示す斜視図であり、図２は測定チップ１を厚み方向Ａの一方から見た平面図である。また、図３は、図２のＩ−Ｉ断面図である。

図１に示すように、測定チップ１は、チップ本体部２と、このチップ本体部２に対して回動可能に取り付けられた検体取込部３と、を備えている。

チップ本体部２は、図３に示すように流体回路１０を内部に区画している。具体的に、チップ本体部２は、測定チップ１の厚み方向Ａの一方側の面に溝（パターン溝）が形成された第１基板２ａと、この第１基板２ａの一方側の面に、溝を挟んで対向して取り付けられた第２基板２ｂと、を備えており、第１基板２ａと第２基板２ｂとに挟まれた空間に流体回路１０が区画されている。なお、第１基板２ａは上述した樹脂材料で形成された黒色基板であり、第２基板２ｂは上述した樹脂材料で形成された透明基板である。

チップ本体部２を構成する第１基板２ａ及び第２基板２ｂは、図２に示すように、厚み方向Ａの一方側（図２は第２基板２ｂ側）から見た場合に、同形状を有している。具体的には、第１基板２ａ及び第２基板２ｂは、図２に示す平面視において、略長方形の外形を有している。

より具体的に、第１基板２ａ及び第２基板２ｂは、図２に示す平面視において、第１短辺２１ａ、第２短辺２１ｂ、第１長辺２２ａ及び第２長辺２２ｂにより外縁が形成されている。図２に示す平面視において、対向する第１短辺２１ａ及び第２短辺２１ｂは平行する直線で形成されている。また、対向する第１長辺２２ａ及び第２長辺２２ｂの一方である第１長辺２２ａは、第１短辺２１ａ及び第２短辺２１ｂと直交する直線で形成されている。更に、対向する第１長辺２２ａ及び第２長辺２２ｂの他方である第２長辺２２ｂは、両端部に位置し第１長辺２２ａと平行する直線部２３と、この直線部２３の間に位置する凹部２４と、で形成されている。なお、凹部２４の底辺は、外方に向かって突出する弓状の凸型曲線により形成されている。

ここで、第２基板２ｂは樹脂製の平板により構成されており、第１基板２ａと対向する面（以下、「内面」と記載する。）、及びこの内面と反対側の面であり外方に露出する外面７０は平面状である。この第２基板２ｂの平面状の外面７０には、後述する検体取込部３が収容される収容空間１２を介して流体回路１０と繋がる、開口部１１が区画されている。

図１、図２に示すように、開口部１１は、第２基板２ｂの平面状の外面７０の外縁に沿って、より具体的には、平面状の外面７０において第１長辺２２ａと第１短辺２１ａとが連続する位置の近傍である角部２５から第１長辺２２ａに沿って延在するスロット状（細長形状）の開口である。また、図３に示すように、収容空間１２は、開口部１１から厚み方向Ａの内方（厚み方向Ａの第２基板２ｂの内面側）に連続して形成されている。より具体的に、収容空間１２は、厚み方向Ａにおいて第２基板２ｂを貫通した、開口部１１を一端とする貫通長孔１２ａと、この貫通長孔１２ａに対して厚み方向Ａの内方に連続する第１基板２ａの溝と、により区画された長溝状の空間である。また、図３に示すように、収容空間１２は、厚み方向Ａと直交する方向（以下、「直交方向Ｂ」と記載する。）において、流体回路１０と連通している。換言すれば、収容空間１２は、その厚み方向Ａの一端が開口部１１により構成されていると共に、厚み方向Ａにおいて開口部１１よりも内側の位置では、直交方向Ｂにおいて流体回路１０と連通している。つまり、収容空間１２は、開口部１１を一端とし、流体回路１０と連通する空間である。

ここで、収容空間１２を区画する内壁には、直交方向Ｂにおいて収容空間１２の内側に向かって突出する第１突起部３１及び第２突起部３２が設けられている。具体的に、第１突起部３１及び第２突起部３２は、収容空間１２を区画する内壁のうち、第２基板２ｂの貫通長孔１２ａを区画する内壁に設けられている。より具体的に、第１突起部３１及び第２突起部３２は、貫通長孔１２ａを区画する内壁のうち、貫通長孔１２ａの長手方向に延在する部分から、長手方向と直交する方向に突出している。詳細は後述するが、この第１突起部３１及び第２突起部３２は、検体取込部３と当接し、検体取込部３が所定方向に回動移動することを規制する移動規制部を構成している。

また、第２基板２ｂの平面状の外面７０のうち、開口部１１と隣接する位置には凹部３３が形成されている。具体的に、凹部３３は、図２に平面視にて、開口１１の長手方向と直交する方向において開口１１を挟んで対向する位置に形成されており、その一方は、第図２の平面視において２基板２ｂの外縁を構成する第１長辺２２ａまで延在している。

なお、チップ本体部２は、後述するように、検体取込部３の取込口４１から検体を取り込む際には、使用者の手により保持される被保持部として用いられる。したがって、使用者が保持し易いように、例えば、チップ本体部２の外面に指が入り込む窪み部などを設けておくことが好ましい。

検体取込部３は、上述したチップ本体部２に対して回動可能に取り付けられており、この検体取込部３を介して、流体回路１０に導入する検体を外方から取り込むことができる。図１〜図３に示すように、検体取込部３は、チップ本体部２に対して回動可能に取り付けられた回動アームであり、外方から検体を取り込む取込口４１が先端部に設けられている。また、検体取込部３は、取込口４１から取り込まれた検体を保持する保持空間４２を取込口４１よりも基端側に区画している。更に、保持空間４２よりも基端側の位置に、検体取込部３をチップ本体部２に対して回動可能とするヒンジ部４３が設けられている。

具体的に、図１〜図３に示す検体取込部３は、その基端に位置するヒンジ部４３を回動支点として、チップ本体部２に対して回動することができる。ヒンジ部４３は、第２基板２ｂの貫通長孔１２ａを区画する内壁のうち、長手方向の一端に位置する部分に設けられており、検体取込部３は、チップ本体部２から外方に突出する第１状態と、この第１状態よりチップ本体部２に向かって傾倒した第２状態と、の間を、ヒンジ部４３を回動支点として回動することにより移動することができる。第１状態及び第２状態の詳細は後述する（図３〜図５参照）。なお、図１〜図３に示す検体取込部３のヒンジ部４３は、樹脂製の板バネにより構成されており、図３に示すヒンジ部４３は、弾性変形していない自然状態であり、この状態でヒンジ部４３は、貫通長孔１２ａを区画する内壁から直交方向Ｂにおいて貫通長孔１２ａの内側、かつ、厚み方向Ａにおいて第１基板２ａ側に向かうように傾斜して延在している。更に、ヒンジ部４３が図３に示す自然状態のときに、検体取込部３は、チップ本体部２から外方に突出する第１状態となっている。

また、回動支点としてのヒンジ部４３は、測定チップ１を平面状の外面７０側から見た場合（図２の平面視と同じ）、第２基板２ｂにおける平面状の外面７０の外縁近傍である外縁部の位置に設けられている。より具体的に、ヒンジ部４３は、平面状の外面７０の外縁部うち、第１長辺２２ａと第１短辺２１ａとが連続する位置の近傍である角部２５の位置に設けられている。なお、図１〜図３に示す検体取込部３は、その基端がチップ本体部２の第２基板２ｂと一体で成形されており、ヒンジ部４３は、検体取込部３と第２基板２ｂとが一体成形されて連続する接続部分に構成されている。換言すれば、検体取込部３と第２基板２ｂとは、少なくとも回動支点となるヒンジ部４３の位置で連続するように一体成形されている。

更に、図１〜図３に示すように、取込口４１は、検体取込部３の先端部、より具体的には先端部における先端面に設けられており、例えば検体としての全血（血液）を指先から取り込む際には、指先に形成された血液滴を取込口４１に点着させる。また、検体取込部３は、取込口４１に点着させた検体としての血液を毛細管力によって引き込むと共に保持することが可能に構成されている。換言すれば、図１〜図３に示す検体取込部３は、取込口４１に点着させた検体を、毛細管力により引き込み、保持する保持空間４２を区画している。

なお、図１〜図３に示す検体取込部３は、筒状のキャピラリー３ａと、このキャピラリー３ａを嵌合支持するキャピラリー支持部３ｂと、により構成されており、検体取込部３の先端面は、キャピラリー３ａの先端面により構成されている。つまり、図１〜図３に示す検体取込部３の取込口４１は、キャピラリー３ａの先端開口により構成されている。また、キャピラリー３ａの先端開口に点着した検体は、毛細管力によりキャピラリー３ａの中空部内に引き込まれ、中空部内に保持される。つまり、図１〜図３に示す検体取込部３の保持空間４２は、キャピラリー３ａの中空部により構成されている。更に、キャピラリー支持部３ｂの基端が、チップ本体部２の第２基板２ｂと一体で成形されている。すなわち、図１〜図３に示す検体取込部３のヒンジ部４３は、キャピラリー支持部３ｂの基端部により構成されている。

なお、検体取込部３はキャピラリー３ａ及びキャピラリー支持部３ｂを備える構成に限られるものではなく、例えば、キャピラリー３ａを用いずに、一対の板状部を所定間隔以下の距離で対向して配置し、その一対の板状部の先端部を取込口とし、先端部よりも基端側に位置する一対の板状部の間の空間を保持空間としてもよい。また、検体取込部３自体を筒状の構成とし、その先端を取込口とし、取込口から連通する中空部を保持空間としてもよい。但し、毛細管力をより効果的に発現させるため、取込口及び保持空間には、親水処理を施しておく必要があるが、この親水処理を施す工程を考慮すると、親水処理を別途施したキャピラリー３ａをキャピラリー支持部３ｂに装着する図１〜図３に示す構成とすることが好ましい。

また、図１〜図３に示す検体取込部３は、チップ本体部２の第２基板２ｂと一体成形され、その接続部分である検体取込部３の基端にヒンジ部４３が形成されているが、検体取込部３がチップ本体部２に対して回動可能に取り付けられていればよく、この構成に限られるものではない。例えば、検体取込部とチップ本体部とをそれぞれ別部材で形成し、ヒンジ部材によりこれらを接合する構成としても良い。但し、図１〜図３に示す検体取込部３のように、検体取込部３をチップ本体部２と一体で成形すれば、測定チップ１を構成する部品点数を減らすことができ、別途ヒンジ部材を取り付ける構成と比較して、構成を簡素化することができる。

更に、図１〜図３に示す検体取込部３のキャピラリー支持部３ｂは、図２、図３に示すように、チップ本体部２に対向する対向面に、キャピラリー３ａの外周面を嵌合支持する長溝部６１を備えており、キャピラリー３ａはこの長溝部６１に嵌め込まれることにより支持されている。換言すれば、キャピラリー支持部３ｂは、キャピラリー３ａのチップ本体部２と対向する面とは反対側を覆っている。したがって、測定チップ１を使用する使用者は、取込口４１（本例ではキャピラリー３ａの先端開口）から検体を取り込んだ後に、キャピラリー３ａ自体に触れることなく、キャピラリー支持部３ｂを操作することにより、検体取込部３を回動させることができる。そのため、医療従事者、被験者本人、薬剤師等が、採取した検体に触れることが抑制され、例えば血液感染や血液汚染などの検体による感染や汚染を抑制することができる。

なお、キャピラリー支持部３ｂは、ヒンジ部４３から取込口４１の近傍まで延在しており、検体取込部３の長手方向のほぼ全域に亘って延在しているが、キャピラリー３ａを保持する上述の長溝部６１は、キャピラリー支持部３ｂの先端側に設けられているが、基端側には設けられていない。したがって、キャピラリー３ａは、その先端側が長溝部６１により嵌合支持されるが、その基端側は長溝部６１により嵌合支持されておらず、検体取込部３が外方に突出する状態では、キャピラリー３ａの基端側が、直交方向Ｂにおいて直接視認可能となっている。これにより、検体取込部３を後述するような第１状態（図３、図５等参照）とし、取込口４１としてのキャピラリー３ａの先端開口から検体を取り込んだ際に、保持空間４２としてのキャピラリー３ａの中空部内に、検査等に必要な十分な量の検体が保持されているか否かを外方から容易に確認することができる。本例では、検体取込部３が第１状態のときに、キャピラリー３ａの先端から基端までの全てが、第２基板２ｂの平面状の外面７０よりも外方に露出するようになっており、キャピラリー３ａの中空部が全て検体により満たされているか否かにより、検査等に必要な検体量が保持されているか否かを判断することができる。

また更に、図１〜図３に示す検体取込部３のキャピラリー支持部３ｂには、上述したチップ本体部２の第１突起部３１と係合する第１係合部５１と、上述したチップ本体部２の第２突起部３２と係合する第２係合部５２と、が設けられている。第１突起部３１と第１係合部５１との係合関係、及び第２突起部３２と第２係合部５２との係合関係についての詳細は後述する（図３〜図５参照）。

なお、検体取込部３の先端部は、横断面外形が検体取込部３の延在方向の位置によらず一様な筒形状で形成されている。そのため、たとえ取込口４１を直接視認できない状況であっても、検体の取り込み時に、取込口４１としてのキャピラリー３ａの先端開口の位置を容易に特定することができる。検体取込部３の先端部を、先端に向かうにつれて細くなる形状としてもよい。かかる構成とすれば、先端面に位置する取込口４１の位置をより容易に特定することができる。また、キャピラリー支持部３ｂは、チップ本体部２の第２基板２ｂと同様、透明樹脂により形成されているため、検体を取込口４１から取り込み際に、透明なキャピラリー支持部３ｂを通じて取込口４１を視通することができる。

以下、検体取込部３の回動動作についての更なる詳細を説明する。

図４は、図１に示す状態よりも検体取込部３をチップ本体部２に向かって傾倒させた状態での、図３と同位置での測定チップ１の断面図である。また図５は、図１に示す状態よりも検体取込部３をチップ本体部２から遠ざかるように起立させた状態での、図３と同位置での測定チップ１の断面図である。

図３及び図５に示す検体取込部３は、チップ本体部２から外方に突出した状態であって、保持空間４２が流体回路１０と連通しない状態（以下、「第１状態」と記載する。）である。これに対して、図４に示す検体取込部３は、第１状態よりもチップ本体部２に向かって傾倒した状態であって、保持空間４２が流体回路１０と連通する状態（以下、「第２状態」と記載する。）である。検体取込部３は、この第１状態と第２状態との間を、ヒンジ部４３の回りを回動することにより移動することができる。

図３及び図５に示すように、検体取込部３の取込口４１及び保持空間４２は、第１状態において、チップ本体部２の第２基板２ｂにおける平面状の外面７０よりも外方に位置した状態となる。この第１状態では、検体取込部３の取込口４１がチップ本体部２から離間して、取込口４１を外部から視認し易い状態とすることができる。特に、図５に示すように、検体取込部３を図３に示す状態から更に起立させるように回動させると、取込口４１の視認性をより高くすることができる。特に、検体取込部３を、第２基板２ｂの平面状の外面７０と略直交する方向（厚み方向Ａと同じ方向）に延在させるようにすれば、検体取込部３の先端面に形成された取込口４１を、第２基板２ｂの平面状の外面７０から最も遠ざけた状態（平面状の外面７０からの垂直高さが最も遠い状態）とすることができるため、取込口４１の視認性をより一層高くすることができる。

このように、検体取込部３を長尺な回動アームにより構成し、その先端面に取込口４１を設ける構成とすれば、検体取込部３をチップ本体部２から外方に向かって突出させた第１状態とするだけで、取込口４１の視認性を高くすることができ、取込口４１から検体を取り込み易くすることができる。また、図５に示すように、検体取込部３を、その取込口４１が第２基板２ｂの平面状の外面７０から遠ざかるように回動させれば（図５の矢印参照）、すなわち、第２基板２ｂにおける平面状の外面７０となす角度θが９０度に近づくように回動させれば、取込口４１の視認性をより高めることができる。なお、検体取込部３の延在方向と、第２基板２ｂにおける平面状の外面７０とがなす角度θは、６０度〜９０度とすることが好ましく、７０度〜９０度とすることがより好ましく、８０〜９０度とすることが特に好ましい。

また、検体取込部３は、第１状態において、取込口４１のみならず、取込口４１の基端側に区画されている保持空間４２も、第２基板２ｂの平面状の外面７０より外方に露出した状態となっている。つまり、キャピラリー支持部３ｂに支持されたキャピラリー３ａ全体が、第２基板２ｂの平面状の外面７０よりも外方に露出した状態となっている。そのため、取込口４１としてのキャピラリー３ａの先端開口から取り込んだ検体が、検査等に必要な所定量を満たしているか否かを、キャピラリー３ａの中空部を外方から視認することにより容易に確認することができる。なお、検体取込部３のキャピラリー支持部３ｂは透明樹脂で形成されているため、保持空間４２としてのキャピラリー３ａの中空部の視認性を向上させることができる。

検体取込部３は、図３及び図５に示す第１状態で取込口４１から検体が取り込まれると、測定チップ１の使用者によって、チップ本体部２に向かって傾倒するように回動させられ（図４の矢印参照）、図４に示す第２状態へと移動する。図４に示すように、検体取込部３の取込口４１及び保持空間４２は、第２状態において、第２基板２ｂの平面状の外面７０に形成された開口部１１から入り込み、平面状の外面７０よりも内方に位置する状態となる。

より具体的に、検体取込部３は、第２状態において、チップ本体部２の収容空間１２に収容される。この第２状態では、保持空間４２が取込口４１を通じて流体回路１０と連通した状態となっている。そのため、測定チップ１を遠心装置に載置して遠心力を印加することにより、保持空間４２に保持されていた検体を、取込口４１を通じて、流体回路１０内へと導入することができる。

なお、上述したように、チップ本体部２の収容空間１２を区画する内壁には、第１突起部３１が設けられており、検体取込部３のキャピラリー支持部３ｂには、第１突起部３１と係合する第１係合部５１が設けられている。検体取込部３を第１状態からチップ本体部２に向かって傾倒するように回動させていくと、第１係合部５１が第１突起部３１と当接する。検体取込部３をこの状態から更にチップ本体部２に向かって傾倒させていくと、第１係合部５１は、第１突起部３１と摺動した後、第１突起部３１を乗り越え、検体取込部３は第２の状態となる（図４参照）。検体取込部３が第２状態にある場合、ヒンジ部４３としての板バネは湾曲して弾性変形した状態となるため、第１突起部３１と第１係合部５１とは、ヒンジ部４３の復元力により、当接した状態が維持される。つまり、第１突起部３１は、検体取込部３の第１係合部５１と当接することにより、検体取込部３が第２状態から第１状態へと戻るように回動することを規制している。換言すれば、第１突起部３１は、検体取込部３が第２状態から第１状態に回動移動することを規制する移動規制部を構成している。

なお、図４に示すように、第１突起部３１と第１係合部５１とは、検体取込部３が第２基板２ｂの平面状の外面７０よりも、厚み方向Ａにおいてチップ本体部２の内方に完全に入り込み、外方に露出しない状態で当接している。つまり、検体取込部３を第１状態から第２状態にまで回動移動させる際に、検体取込部３が第２基板２ｂの平面状の外面７０と面一になったとき（検体取込部３が、検体取込部３のうち厚み方向Ａにおいて外方に位置する面が、平面状の外面７０を含む仮想平面Ｘに接した状態で、チップ本体部２の収容空間１２内に位置するとき）には、第１係合部５１は第１突起部３１を乗り越えておらず、検体取込部３は第２状態へと移行しない。つまり、この状態で検体取込部３の押し込みを解除すると、検体取込部３は、ヒンジ部４３の復元力により、図３に示す第１状態に戻る。

検体取込部３を第１状態から第２状態にまで回動移動させるためには、第２基板２ｂの平面状の外面７０のうち開口部１１に隣接した位置に形成された凹部３３を利用する。具体的に、検体取込部３は、凹部３３の底部３３ａまで厚み方向Ａにおいて内方に押し込まれた際に、第１係合部５１が第１突起部３１を乗り越え、第２状態となる。つまり、測定チップ１の使用者は、検体取込部３が第１状態にあるときに検体を取り込み、その後、検体取込部３を、例えば指先により凹部３３の底部３３ａまで押し込むことにより、検体取込部３を第２状態にすることができる。

このような構成とすることにより、例えば流通時に測定チップ１同士が厚み方向Ａに重ねて配列された場合であっても、検体取込部３が第２状態になり難い。更に、測定チップ１は、例えばアルミ製の袋などの密封容器に包装されて流通されるが、上述の構成とすれば、検体取込部３がチップ本体部２から突出した外形を考慮することなく、第２基板２ｂの平面状の外面７０に沿うような密封容器で包装することができ、包装容器を簡素化及び小型化することができる。更に、密封容器を開封し測定チップ１を取り出すと、検体取込部３は、ヒンジ部４３の復元力により、第２基板２ｂの平面状の外面７０よりも外方に露出し、図３に示すような第１状態となる。つまり、測定チップ１を密封容器から取り出す動作によって、検体取込部３を検体の取り込みが可能な第１状態にすることができる。

また、上述したように、チップ本体部２の収容空間１２を区画する内壁には、第２突起部３２が設けられており、検体取込部３のキャピラリー支持部３ｂには、第２突起部３２と係合する第２係合部５２が設けられている。検体取込部３を図３に示すような第１状態からチップ本体部２と遠ざかる方向に向かって起立するように回動させていくと、第２係合部５２が第２突起部３２と当接する。この状態から更に検体取込部３をチップ本体部２と遠ざかる方向に起立させていくと、第２係合部５２は、第２突起部３２と摺動した後、第２突起部３２を乗り越え、検体取込部３は図５に示す状態となる。なお、図５に示す検体取込部３の状態とは、上述した第１状態であって、かつ、検体取込部３が第２基板２ｂの平面状の外面７０に対して例えば６０度など、所定角度以上の角度θで延在する状態を意味している。

検体取込部３が図５に示す状態にある場合、ヒンジ部４３としての板バネは湾曲して弾性変形した状態となるため、検体取込部３は、ヒンジ部４３の復元力により、図５に示す状態よりもチップ本体部２に向かって傾倒した図３に示す第１状態になるように付勢される。そのため、第２係合部５２が第２突起部３２を乗り越えた後も、第２突起部３２と第２係合部５２とは当接した状態が維持される。つまり、第２突起部３２は、検体取込部３と当接し、検体取込部３が平面状の外面７０に対して６０度以上の所定の角度以下とならないように検体取込部３の傾倒を規制している。換言すれば、第２突起部３２は、検体取込部３の第２係合部５２と当接することにより検体取込部３が第１状態からチップ本体部２に向かって傾斜することを規制する移動規制部を構成している。以下、説明の便宜上、上述した第１突起部３１により構成される移動規制部を「第１移動規制部」と記載し、第２突起部３２により構成される移動規制部を「第２移動規制部」と記載する。

このような第２移動規制部を備える構成とすれば、検体取込部３の先端面に形成された取込口４１を、チップ本体部３から所定距離以上、より具体的には、平面状の外面７０から所定高さ以上遠ざけた状態を維持することができるため、検体の取り込み時の取込口４１の視認性を向上させることができると共に、検体の取り込み時の取込口４１の位置安定性が向上し、使用者にとってより使い易い構成とすることができる。特に、ここで示す検体取込部３は、上述したように、第２基板２ｂの平面状の外面７０の角部２５の位置に設けられたヒンジ部４３を中心として回動する構成である。そのため、第２移動規制部により、検体取込部３を、平面状の外面７０と所定角度以上の角度θで外方に向かって突出させる構成とすれば、検体の取り込み時における外方からの取込口４１の視認性をより一層高くすることができる。

なお、第２移動規制部としての第２突起部３２は、検体取込部３が第２基板２ｂの平面状の外面７０に対して所定角度以下とならないように検体取込部３の傾倒を規制するものであり、その所定角度は、例えば６０度以上とすることが好ましく、７０度〜９０度で設定することがより好ましく、８０度〜９０度で設定すること特に好ましい。

以上のように、ここで示す測定チップ１は、第１移動規制部としての第１突起部３１及び第２移動規制部としての第２突起部３２を備えることにより、検体取込部３を、平面状の外面７０に対する角度が６０度以上の第１状態、平面状の外面７０に対する角度が６０未満の第１状態、及び平面状の外面７０よりも内側に収容される第２状態、の３つの状態にそれぞれ維持することができる。そのため、利用する状況等に応じて、検体取込部３を最適な状態に維持することができる。例えば、測定チップ１の包装時には、検体取込部３が外面７０に対して６０度未満の角度で回動可能な第１状態とし、例えば、検体の点着時には、検体取込部３が外面７０に対して６０度以上の角度で延在した第１状態とし、例えば、測定チップ１を遠心装置にセットする際には、検体取込部３が平面状の外面７０よりも内側に収容された第２状態とすることが挙げられる。

最後に、図１〜図５に示す測定チップ１の使用手順について説明する。ここでは、被験者が自身の全血を検体として取り込む際の使用手順を説明する。

上述したように、測定チップ１は、アルミ製等の密封容器に包装されて流通する。そして使用する際には、密封容器を開封し測定チップ１を取り出す。測定チップ１の検体取込部３は、上述したように、板バネのヒンジ部４３によりチップ本体部２に対して回動することができ、ヒンジ部４３の自然状態は、検体取込部３の先端面の位置が第２基板２ｂの平面状の外面７０から高さ１ｃｍ程度浮き上がった状態であり、本例の測定チップ１では、図３に示すような、検体取込部３が第２基板２ｂの平面状の外面７０に対して３０度程度で傾斜した第１状態に相当している。

そのため、測定チップ１を密封容器から取り出した後は、検体取込部３の先端部に指をかけ、検体取込部３をチップ本体部２から遠ざかるように起立させ、第２係合部５２が第２突起部３２を乗り越える。これにより、検体取込部３を図５に示す状態にすることができる。

次いで被験者は、穿刺具を用いて指の腹を穿刺し、指の腹から出血させる。この際に、指の腹に形成された血液滴は、指を傾けると指の腹に沿って流れてしまう。また、指を逆さまにすると滴り落ちてしまう。そのため、指の腹は鉛直方向上方に向けたままとする必要がある。

図６は、指の腹を鉛直方向上方に向けた状態で、測定チップ１の検体取込部３の取込口４１から血液を取り込む際の動作を示す図である。図６に示すように、血液滴Ｙが形成されている一方の手の指の腹を鉛直方向上方に向けたまま、測定チップ１のチップ本体部２を他方の手により保持し、検体取込部３の取込口４１の鉛直方向上方が、チップ本体部２により覆われないように、測定チップ１の直交方向Ｂ（厚み方向Ａと直交する方向）が鉛直方向になるように立てた状態、又は測定チップ１の直交方向Ｂが鉛直方向に対して若干傾斜した状態で、測定チップ１又は血液滴Ｙがある指の腹を水平方向に移動させながら、血液滴Ｙを検体取込部３の先端部に形成された取込口４１に点着させる。

取込口４１に点着した血液は、毛細管力により引き込まれ、検体取込部３の保持空間４２（図３等参照）に保持される。この際に、例えば医療従事者や薬剤師などが、保持空間４２に保持されている検体の量が、検査や分析等に必要な所定量を満たしているか否かを判断する。

このように、測定チップ１によれば、検体の点着時に取込口４１の位置が視認し易く、血液滴Ｙが形成された指の腹を鉛直方向上方に向けた状態のまま、検体の点着を容易に行うことができる。更に、検体の保持空間４２が、チップ本体部２よりも外方に位置しているため、検体の量が所定量を満たしているか否かを容易に確認することができる。

そして、被験者は、医療従事者や薬剤師によって検体の量が所定量を満たしているとの判断を得た場合には、検体取込部３を図５に示す状態から、チップ本体部２に向かって傾倒させるように押圧する。図７は、被験者が検体取込部３を、第１の状態から第２の状態まで回動させる際の動作を示す図である。図７に示すように、被験者は、検体取込部３のうち、チップ本体部２と対向する対向面とは反対側の非対向面を押圧して、検体取込部３を回動させる。検体取込部３を、図５に示す状態からチップ本体部２に向かって傾倒するように押し込むと、第２係合部５２（図３等参照）が第２突起部３２（図３等参照）を乗り越える。検体取込部３を更にチップ本体部２に向かって傾倒するように押し込み、検体取込部３を押す指先が、第２基板２ｂの平面状の外面７０に形成された凹部３３の底部３３ａ（図３等参照）まで到達すると、第１係合部５１（図３等参照）が第１突起部３１（図３等参照）を乗り越えて、検体取込部３が第２状態（図４参照）となる。

この状態で測定チップ１を遠心装置に載置し、遠心力を印加することにより、血液検査を実行することができる。そしてこれにより、例えば血糖値やＬＤＬコレステロール等を測定することができる。

本発明に係る測定チップは、上述した実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述した測定チップ１は、第１基板２ａと第２基板２ｂとからなるものであるが、第１基板の厚み方向Ａの両面に溝を形成し、第１基板、第２基板及び第３基板からなる測定チップとしてもよい。

本発明は、生化学検査、化学合成又は環境分析等に用いられる測定チップに関する。

１：測定チップ
２：チップ本体部
２ａ：第１基板
２ｂ：第２基板
３：検体取込部
３ａ：キャピラリー
３ｂ：キャピラリー支持部
１０：流体回路
１１：開口部
１２：収容空間
１２ａ：貫通長孔
２１ａ：第１短辺
２１ｂ：第２短辺
２２ａ：第１長辺
２２ｂ：第２長辺
２３：第２長辺の直線部
２４：第２長辺の凹部
２５：角部
３１：第１突起部（第１移動規制部）
３２：第２突起部（第２移動規制部）
３３：凹部
３３ａ：凹部の底部
４１：取込口
４２：保持空間
４３：ヒンジ部（回動支点）
５１：第１係合部
５２：第２係合部
６１：長溝部
７０：平面状の外面
Ａ：測定チップの厚み方向
Ｂ：測定チップの厚み方向と直交する方向（直交方向）
Ｘ：第２基板の平面状の外面を含む仮想平面
Ｙ：血液滴
θ：検体取込部が第２基板の平面状の外面となす角度

Claims (8)

1. 流体回路を区画し、前記流体回路内に存在する液体を遠心力により前記流体回路内で移動させることが可能な測定チップであって、
   前記流体回路を内部に区画するチップ本体部と、
   前記チップ本体部に対して回動可能に取り付けられ、前記流体回路に導入する検体を外方から取り込む検体取込部と、を備え、
   前記検体取込部は、外方から検体を取り込む取込口が先端部に設けられていると共に、前記取込口から取り込まれた検体を保持する保持空間を前記取込口よりも基端側に区画しており、
   前記検体取込部は、前記チップ本体部から外方に突出し、前記保持空間が前記流体回路と連通しない第１状態と、前記第１状態よりも前記チップ本体部に向かって傾倒しており、前記保持空間が前記流体回路と連通する第２状態と、の間を回動可能であることを特徴とする測定チップ。
2. 前記チップ本体部は、平面状の外面に前記流体回路と繋がる開口部を区画しており、
   前記取込口及び前記保持空間は、前記第１状態において、前記平面状の外面よりも外方に位置し、前記第２状態において、前記開口部から入り込み、前記平面状の外面よりも内方に位置することを特徴とする、請求項１に記載の測定チップ。
3. 前記検体取込部の回動支点は、測定チップを前記平面状の外面側から見た場合に、前記平面状の外面の外縁部の位置に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の測定チップ。
4. 前記チップ本体部は、前記開口部を一端とし、前記検体取込部が前記第２状態で収容される収容空間を区画しており、
   前記収容空間を区画する内壁には、前記検体取込部と当接することにより、前記検体取込部が前記第２状態から前記第１状態へと回動することを規制する移動規制部が設けられていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の測定チップ。
5. 前記移動規制部は、前記収容空間の内側に向かって突出する突起部であり、
   前記平面状の外面のうち前記開口部と隣接する位置には凹部が形成されており、前記検体取込部は、前記凹部の底部まで押し込まれた際に、前記突起部を乗り越えて、前記第２状態となることを特徴とする、請求項４に記載の測定チップ。
6. 前記移動規制部を第１移動規制部とした場合に、前記チップ本体部は、前記検体取込部と当接することにより、前記検体取込部が前記第１状態から前記チップ本体部に向かって傾倒することを規制する第２移動規制部を備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の測定チップ。
7. 前記第２移動規制部は、前記検体取込部が前記平面状の外面に対して所定の角度以下とならないように前記検体取込部の傾倒を規制することを特徴とする、請求項６に記載の測定チップ。
8. 前記検体取込部の少なくとも一部は前記チップ本体部と一体で成形されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の測定チップ。

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