JP2017067496A - マイクロ化学チップ - Google Patents

Abstract

【課題】予め試薬を収容しておくのに、これを充填するためのパッケージが不要で、安価に製造でき、かつ小型化することが可能なマイクロ化学チップを提供する。【解決手段】マイクロ化学チップ１は、被験液を流す液流路４１とそれに連通している収容キャビティ４６とが、重ねられた第１流路シート３０と第２流路シート４０との接合面の間で接着されていないことによって形成されており、被験液に含まれる対象成分を捕捉する活性部位を露出させた磁性粉体７０が、水溶性樹脂によって収容キャビティ４６に粘着しつつ収容されているものである。【選択図】図１

Description

本発明は、生体由来検体を被験物としそのバイオ成分を微量分析する装置や、薬理作用を示すバイオ成分等の有用物質を化学的に微量合成するマイクロリアクターに装着して用いられるマイクロ化学チップに関するものである。

血液や尿などの生体由来試料のような被験液を微量だけ用いて、酵素の特異的基質選択性を利用し、試料中の基質と作用する酵素反応量やその基質量を酵素又は基質で発色する試薬による着色度合いで定量したり、酵素含有膜を用い酵素反応量を電極で電気信号に変換して基質量を定量したりする分析や、ＤＮＡ抽出・そのＰＣＲ増幅(ポリメラーゼ連鎖反応増幅)や、イオン濃度測定や、ＤＮＡ又はタンパク質又はペプチドの微量合成などを行うのに、マイクロ化学チップが用いられている。

マイクロ化学チップは、ステンレス基材、シリコン基材、石英基材又はガラス基材である無機基材や、樹脂基材又はゴム基材である有機基材に、被験液を加圧して送り込み流動させて混合、反応、分離、検出するための微細流路を切削やエッチングで形成したものである。このようなマイクロ化学チップの微細流路の途中に試薬の注入口を設け、そこから必要な試薬を注入し、被験液と反応させることにより、対象成分を分析・検出する。

この試薬注入の操作を省略して、分析操作を簡便にしたり、人為的な操作ミスの発生を防止したりするためのもので、試料受容槽と反応槽との間に接続された流路とを有し試料に含まれる微細な成分の反応を行うためのマイクロ化学チップに、試料が予め充填された試料室を有するパッケージを、別途装着することにより、試料室内の試料を試料受容槽に充填する試料充填装置が、特許文献１に開示されている。

またマイクロ化学チップにパッケージを別途装着するのは、面倒なうえ、パッケージのための部品点数増加や、パッケージ製造の手間や、パッケージ分のスペース確保のためのマイクロ化学チップの小型化の制約という問題を引き起こしていた。

国際公開２００９／０３５０６２号

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、予め試薬を収容しておくのに、これを充填するためのパッケージが不要で、安価に製造でき、かつ小型化することが可能なマイクロ化学チップを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた本発明のマイクロ化学チップは、被験液を流す液流路とそれに連通している収容キャビティとが、重ねられた流路シートの接合面の間で接着されていないことによって形成されており、前記被験液に含まれる対象成分を捕捉する活性部位を露出させた磁性粉体が、水溶性樹脂によって前記収容キャビティに粘着しつつ収容されているものである。

マイクロ化学チップは、前記収容キャビティに連通し、前記磁性粉体が流れ込む分枝キャビティを有しているものであってもよい。

マイクロ化学チップは、前記水溶性樹脂が、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、及びゼラチンから選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。

マイクロ化学チップは、前記水溶性樹脂と前記磁性粉体との質量比が、３：１００〜３００：１００であるものであってもよい。

マイクロ化学チップは、前記活性部位が、前記対象成分に吸着、結合、付着、及び／又は反応するものであることが好ましい。

マイクロ化学チップは、前記活性部位が、核酸吸着体、プローブ、オリゴヌクレオチド、ペプチド吸着剤、ペプチド、リガンド、抗原、抗体、ウィルス、細胞、酵素、触媒、反応基質、反応性活性基、造影剤、生理活性化合物、シランカップリング剤、有機アルミネート、無機アルミネート、有機チタネート、及び無機チタネートから選ばれる少なくとも一つであるものであってもよい。

マイクロ化学チップは、前記活性部位が、前記磁性粉体の表面に結合して露出し、又は前記磁性粉体を取り巻く被覆樹脂から露出していることが好ましい。

マイクロ化学チップは、前記液流路に連通し前記被験液を注入する液注入口及び排出する液排出口と、前記収容キャビティに対応する押圧口とを有しているカバー基板が、前記液流路シートの少なくとも何れか一方の面に積層して接合されているものであってもよい。

マイクロ化学チップは、前記液流路に沿っていることにより前記被験液を脈動させて流すガス流路が、前記液流路シートの少なくとも何れか一方の面とこれに重ねられた支持シートとの接合面の間で接着されていないことによって形成されていることが好ましい。

前記の目的を達成するためになされた本発明のマイクロ化学チップの製造方法は、２枚の流路シートを重ね合わせて一部接着せずに接合することにより、被験液を流す液流路とそれに連通している収容キャビティとを、形成するマイクロ化学チップの製造方法であって、前記流路シートの接合面上で前記収容キャビティを形成するパターン部位に、前記被験液に含まれる対象成分を捕捉する活性部位を露出させた磁性粉体と水溶性樹脂との組成物を、付す工程と、前記収容キャビティと液流路とを形成する全パターン部位を残して、前記２枚の流路シートを接合する工程とを、有するものである。

本発明のマイクロ化学チップは、磁性粉体が水溶性樹脂によって収容キャビティに収容されているというシンプルな構成であり、被験液の対象成分を選択的に捕捉するものである。マイクロ化学チップは、この磁性粉体を予め内蔵した簡素な構造を有しているものであるので、小型化することができる上に、安価にかつ速やかに製造できる。

このマイクロ化学チップは、磁性粉体と水溶性樹脂とを有しているので、水溶性樹脂が磁性紛体を確りと収容キャビティに粘着させており、かつ被験液に接触してそれの水分で速やかに溶解するので、磁性粉体の飛散防止と被験液に含まれる対象成分の確実な捕捉とを、両立させることができる。

このマイクロ化学チップは、収容キャビティに連通した分枝キャビティを有しているものであると、磁性粉体と被験液とを両キャビティ間で往復させるだけで、確実に撹拌することができるので、磁性粉体の活性部位によって対象成分が十分にかつ確実に捕捉されて、洗浄や反応等によって精製や分析ができる。

本発明のマイクロ化学チップの製造方法は、微細な液流路へ連通している収容キャビティに、被験液に含まれる対象成分を捕捉する活性部位を露出させた磁性粉体が水溶可能な水溶性樹脂によって予め粘着させたまま内蔵されたマイクロ化学チップを、簡便に製造することができる。

本発明を適用するマイクロ化学チップを示す模式的な分解斜視図である。 本発明を適用するマイクロ化学チップを示す模式的な部分断面図である。 本発明の実施例のマイクロ化学チップを示す模式的な分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明を適用するマイクロ化学チップ１の一例は、それの製造途中を示す図１の通り、第１流路シート３０と第２流路シート４０とが重ね合わされており、第１流路シート３０の上面に支持シートであるスペーサーシート２０が重ねられ、第２流路シート４０の下面に別な支持シートであるベースシート５０が重ねられ、さらにスペーサーシート２０の上面にカバー基板１０が重ねられているものである。カバー基板１０、スペーサーシート２０、第１流路シート３０、第２流路シート４０、及びベースシート５０は、この順に積層されて接合し一体化している。カバー基板１０は剛直なポリカーボネート樹脂で成形され、スペーサーシート２０、第１流路シート３０、第２流路シート４０、及びベースシート５０は、柔軟なシリコーンゴムで成形されており弾性を有している。

第１流路シート３０と第２流路シート４０とは、液流路４１と被験液送液開始部４２と遊離液送液開始部４３と薬液反応部４４と被験液送液終了部４５と収容キャビティ４６と分枝キャビティ４７とを残して接着されている。そのため液流路４１等は、その周囲が接着されており、第１流路シート３０と第２流路シート４０とに挟まれつつ接着されていないことにより形成されている。

磁性粉体７０と粘稠性を有する水溶性樹脂の溶液との混合液が、収容キャビティ４６が形成される位置に付着された後、乾燥されることにより、磁性粉体７０が乾燥固化した水溶性樹脂によって担持されつつ収容キャビティ４６に粘着して収容されている。

磁性粉体７０は、磁性金属や磁性金属酸化物の粒子の表面で核酸吸着体がコーティング及び／又は化学結合して露出している所謂磁性ビーズである。この磁性金属として、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＣｏを挙げることができる。また磁性金属酸化物として、マグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）、マグヘマイト（γ−Ｆｅ_２Ｏ_３）、マグネタイト−マグヘマイト中間体、鉄−白金合金（ＦｅＰｔ）のような強磁性の鉄含有化合物が挙げられる。また鉄含有化合物は、マグネタイトの鉄の一部が他の金属に置換された混晶フェライトであってもよい。このような金属として例えば、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｃａ、及びＣｄが挙げられる。

核酸吸着体は、磁性粉体７０の表面で露出しており、被験液中の核酸を吸着して捕捉する活性部位となっている。このような核酸吸着体として、ニトロセルロース、アセチルセルロース、アミノ化セルロースのようなセルロース誘導体；非晶質多孔性シリカ、アルミノケイ酸塩のようなケイ素化合物；ヒドロキシアパタイト；ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、ポリ-Ｎ,Ｎ’-ジメチルアミノアクリルアミドのようなポリマーリガンドが挙げられる。被験液中の核酸は、例えばＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、ＲＮＡ（リボ核酸）である。磁性粉体７０は、核酸吸着体が核酸を吸着した後、酸処理、界面活性剤処理、及び／又はイオン交換作用等で核酸を解離する。

このような磁性ビーズは、分散液中に磁性粉体７０が分散した懸濁液として入手可能である。例えば、プロメガ社製のRelia Plep（商品名）、DNA IQ System DNA IQ Resin（商品名）、及びMagaZorb DNA Mini-Prep Kit MagaZorb Reagent（商品名）、東洋紡株式会社製のMag Extractor（商品名）、並びにロシュ社製のMagNA Pure LC DNA Isolation（商品名）を挙げることができる。

磁性粉体７０が有する活性部位として、核酸吸着体を挙げたが、マイクロ化学チップ中で、対象成分と自在に、吸着・解離でき、結合形成・結合切断でき、付着・解離でき、及び／又は反応し必要に応じ開裂でき、それにより、対象成分を精製したり分析したりできるものであれば、特に限定されない。例えば、活性部位は、磁性粉体７０から露出し対象成分を捕捉する化学的／生化学的サイト（反応場）を有するものであれば、特に限定されず、一種だけを用いても、複数種を用いてもよい。具体的に、プローブ、オリゴヌクレオチド、ペプチド吸着剤、ペプチド、リガンド、抗原、抗体、ウィルス、細胞、酵素、触媒、反応基質、反応性活性基、造影剤、生理活性化合物、シランカップリング剤、有機アルミネート、無機アルミネート、有機チタネート、及び無機チタネートなどを、適宜選択できる。活性部位は、磁性粉体７０の磁性金属や磁性金属酸化物の粒子に共有結合や水素結合やイオン結合によって直接的に付着若しくは吸着若しくは結合し又はスペーサー分子を介して間接的に結合したものであってもよく、磁性粉体７０の磁性金属や磁性金属酸化物の粒子を取り巻く被覆樹脂材や有機及び／又は無機被覆材自体の官能基や官能基群であってもよく、それら被覆樹脂材や有機及び／又は無機被覆材に含有されたものであってもよく、被覆樹脂材や有機及び／又は無機被覆材に共有結合や水素結合やイオン結合によって直接的に結合し又はスペーサー分子を介して間接的に結合したものであってもよい。共有結合は、エーテル結合、アミド結合、エステル結合での直接的な共有結合であってもよく、アミノエポキシ化合物や、エポキシ樹脂や、アミノ基含有ポリエーテルポリオール、ビオチン含有化合物等の両反応性のスペーサー分子を介して間接的に共有結合したものでもよい。

磁性粉体７０が有するその他の活性部位として、
ＤＮＡやＲＮＡの相補性を利用して特定の遺伝子やウィルスを検出したり、クローニングしたり、ハイブリダイゼーションしたりするのに用いる相補的遺伝子断片や一本鎖核酸であるＤＮＡプローブ、ＲＮＡプローブ、及びＰＲＣのプライマーのようなオリゴヌクレオチド；
抗原等のペプチド・タンパク質を特異的に又は非特異的に吸着し酸等の解離剤で解離する表面修飾セルロースのようなペプチド吸着剤；
上皮成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）のような成長因子、免疫グロブリンＥ（ＩｇＥ）、サイトカイン等のタンパク質を始めとするポリペプチドやオリゴペプチドや糖タンパクのようなペプチドであって、これらに対するリガンドを有する対象物質へ可逆的又は不可逆的に結合できその後に可逆的に対象物質を解離したり不可逆的に対象物質を失活したりするペプチド；
それら成長因子等のペプチドに対し可逆的又は不可逆的に結合できそれらペプチドを可逆的に解離したり不可逆的にペプチドを失活したりするリガンド；
抗サイロキシン抗体等の甲状腺ホルモン抗体、抗細胞間接着分子抗体、抗ＩｇＥ抗体を始めとする、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体等で例示される抗体であって、これらに対する抗原に結合できる酸やエチレングリコール等の解離液で抗原と解離し得る抗体；
肝炎抗原や花粉等で例示される抗原であって、抗体に結合でき酸等の解離液で抗体と解離し得る抗原；
ヘルペス、ポリオウィルス、狂犬病ウィルス、ヒト免疫不全ウィルス（ＨＩＶ）、インフルエンザウィルス、トリインフルエンザウィルスのようなウィルス；
これらウィルスに対し可逆的又は不可逆的に結合できそれらウィルスを可逆的に解離したり不可逆的にウィルスを失活したりする、ウィルス表層への結合性レクチンのようなリガンド；
末梢血単核球細胞、ヒト細気管支肺胞上皮癌細胞等の腫瘍細胞、ヒト羊膜細胞のような細胞；
これら細胞に対し可逆的又は不可逆的に結合できそれら細胞を可逆的に解離したり不可逆的にウィルスを失活したりするリガンド；
リパーゼやグルコシダーゼのような分解酵素、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）合成酵素のような合成酵素で例示される酵素；
酸化還元反応、立体特異的な不斉還元反応で例示される反応の触媒；
前記酵素に反応して分解又は合成等を引き起こす応反応基質；
アビジン又はストレプトアビジンがビオチン又はビオチン誘導体と強い特異的親和性を有することにより細胞やタンパク質を特異的に結合して分離するための反応性活性基；
蛍光タンパク質発現用レンチウイルス粒子、蛍光ラベル化剤、細胞蛍光染色プローブ；フルオレセインやローダミン等の蛍光色素、ビオチン標識分子で例示される造影剤；
細胞膜や細胞内に存在する受容体と反応するアゴニスト、アンタゴニストのような生理活性物質；
これらの受容体（リガンド、タンパク質）
が挙げられる。

これらの磁性粉体７０は、それに対象成分を吸着、結合、付着、及び／又は反応させた後、対象成分ごと磁性粉体７０を収容キャビティに退避させ十分に洗浄してから、次の工程へ移行するのに用いたり、磁性粉体７０と対象成分とを長時間攪拌しながら接触させて付着、及び／又は反応させるのに用いたりするものである。

磁性粉体７０の形状は特に限定されないが、球状、楕円状、板状、及び針状を挙げることができる。また磁性粉体７０の平均粒径は、対象成分の大きさに合わせて選択される。磁性粉体７０の平均粒径が、対象成分に対して大き過ぎると、被験液中で沈降してしまい拡散し難いので、核酸を十分に吸着できない。一方、小さ過ぎると、磁性粉体７０の比表面積が大きすぎて水溶性樹脂に確りと担持され難くなる。磁性粉体７０の比表面積は、水溶性樹脂との濡れ性、被験液への分散性、及び対象成分の捕捉性の観点から適宜設定される。

磁性粉体７０は、磁石１００（図２参照）によって引き寄せられ、捕集できる飽和磁化量を有していることが好ましい。この飽和磁化量が大きいと、磁性粉体７０は、磁石１００によって確実に捕集される。その一方で、飽和磁化量が大き過ぎると、磁性粉体７０が磁力によって互いを引き付け合うため凝集し、被験液中における分散性が低下してしまう。

磁性粉体７０は、スチレンのようなポリマー粒子を核とし、このポリマー粒子を、上述のような金属及び／又は金属酸化物が取り巻くように被覆しており、さらにこの金属酸化物を取り巻くように被覆している被覆樹脂が活性部位を露出させている多層構造を有しているものであってもよい。核であるポリマー粒子として、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、クロロメチルスチレンのようなスチレン及びその誘導体；(メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、(メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、(メタ）アクリル酸エチル、(メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、(メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、(メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、(メタ）アクリルアミド、(メタ）アクリル酸グリシジル、(メタ）アクリル酸メチルグリシジル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸ラウリル、及びメタクリル酸シクロヘキシルのようなアクリル酸誘導体又はメタクリル酸誘導体の重合体及び／又は共重合体を好適に用いることができる。ポリマー粒子は、金属酸化物で被覆され易いように、プラズマ処理、アルカリ処理、及び／又は酸処理されているものであってもよい。

金属酸化物を取り巻く被覆樹脂は、活性部位と結合し得る例えばアミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、及びエポキシ基のような結合性官能基を有している高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物として、ｐ−アミノフェニルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、及びトリアミノ官能性シラン（H₂NCH₂CH₂-NHCH₂CH₂-NHCH₂CH₂CH₂-Si-(OCH₃)₃）のようなオルガノシラン；（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−アミノエチル、（メタ）アクリル酸トリメチルアンモニウムメチルメトサルフェート、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸グリシジルのようなアクリル酸誘導体又はメタクリル酸誘導体；ウンデシレン酸；ウンデシレニルアルコール；メチルプロペンスルホン酸；オレイルアミン；アクロレイン；グルタルアルデヒドの重合体又は共重合体を好適に用いることができる。なお、上記の結合性官能基は、活性部位と結合しておらず露出していることによって、磁性粉体７０の反応活性基として作用することにより被験液中の対象成分を捕捉することができる。

水溶性樹脂として、セルロースエーテルのような水溶性のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、及びゼラチンを挙げることができる。このような水溶性樹脂は、粘稠性の溶液を調製できるので、磁性粉体７０を均一に分散させることができる。また、その粘度の調整が容易であるので、磁性粉体７０の粒径や密度に応じて、適当な粘度を有する水溶性樹脂溶液を、都度調製することができる。しかも乾燥させることによって、磁性粉体７０を担持したまま固化するので、磁性粉体７０をマイクロ化学チップ内に飛散させない。さらに被験液に速やかに溶解し、磁性粉体７０の核酸の捕捉を妨げず、安価で入手容易である。なかでもカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースのようなセルロースエーテルが好ましく、これらのセルロースエーテルがメタノールやエタノールのようなアルコールによって湿潤されているものであることがより好ましい。それによって水溶性樹脂が塊を形成せず、かつ泡立たないので磁性粉体７０を万遍なく被覆して担持することができる。さらに速やかに乾燥させることができる。なお水溶性樹脂は、完全に乾燥されておらず、幾らか水を含んだゲルであってもよい。

磁性粉体７０と水溶性樹脂との質量比は、磁性粉体７０の種類、被験液の種類、及びマイクロ化学チップに注入される被験液の容量に応じて適宜設定されるが、乾燥した状態で、水溶性樹脂：磁性粉体＝３：１００〜３００：１００であると好ましく、３：１００〜１００：１００であるとより好ましい。磁性粉体７０に対して水溶性樹脂が少なすぎると、磁性粉体７０が水溶性樹脂に確りと担持されず、かつ収容キャビティ４６に十分に粘着できないので、マイクロ化学チップ１内で飛散し、液流路４１に入り込んでしまう。一方多すぎると、被験液に溶解しきれず粒状に残ってしまい、核酸吸着体の核酸吸着を妨げたり、粘度が高くなって規定量を分注することが困難になったりする。

このようにマイクロ化学チップ１は、磁性粉体７０が水溶性樹脂によって収容キャビティ４６に粘着しているというシンプルな構成を有している。そのため磁性粉体７０を充填するのに、マイクロ化学チップ１とは別に成形されたパッケージが不要である。またこのパッケージに磁性粉体７０を充填する工程及び磁性粉体７０が充填されたパッケージをマイクロ化学チップ１に収容する工程が不要であるので、マイクロ化学チップ１を安価にかつ速やかに製造できる。さらにこのようなパッケージを収容するスペースも不要であるので、それに起因するマイクロ化学チップ１の設計上の制約がなく、小型化することができる。

液流路４１は、始点末端である被験液送液開始部４２から終点末端である被験液送液終了部４５へ延びている。液流路４１の途中に収容キャビティ４６と薬液反応部４４とが設けられている。収容キャビティ４６は、液流路４１ａを介して分枝キャビティ４７に連通している。廃液槽４９は、カバー基板１０、スペーサーシート２０、及び第１流路シート３０を貫通して開けられた廃液槽１９，２９，３９と重なっており、収容キャビティ４６に連通している。廃液槽１９，２９，３９，４９を貫くように、廃液を吸収する発泡体６１が収容され、廃液槽１９の開口に、カバーフィルム６２が被せられ、カバー基板１０に接着されている。マイクロ化学チップ１内で生じた廃液は、廃液槽４９に送られて、廃液槽１９，２９，３９，４９に収容されている発泡体６１に吸収されるので、液流路４１に逆流せず、液流路４１等を汚染しない。また廃液は、カバーフィルム６２によってマイクロ化学チップ１から外部へと遺漏しない。それにより、マイクロ化学チップ１の周囲が廃液によって汚染されない。

被験液送液開始部４２、遊離液送液開始部４３、薬液反応部４４、及び被験液送液終了部４５は、第１流路シート３０に開けられた貫通孔３２，３３，３４，３５、及びスペーサーシート２０に開けられた貫通孔２２，２３，２４，２５を、夫々経てカバー基板１０に開けられた被験液注入口１２、遊離液注入口１３、薬液注入口１４、及び被験液排出口１５に夫々つながり、外界へ通じている。これらの注入口や排出口は夫々被験液を注入・排出したり、これに含まれる対象成分と反応する薬液を注入したりするものである。収容キャビティ４６、及び分枝キャビティ４７に対応する収容キャビティ押圧口１６、及び分枝キャビティ押圧口１７が、カバー基板１０に夫々開けられている。各キャビティ押圧口１６，１７にガスが流れ込むことによって、各キャビティ４６，４７が押圧される。この押圧操作によって被験液と磁性粉体７０とが確実に混合される（図２参照）。

第１流路シート３０の上面に、スペーサーシート２０が重ねられ、その上面にカバー基板１０が重ねられている。スペーサーシート２０は、カバー基板１０との間で、ガス流路や液流路のような非接着部位を有していない。そのため、ポリカーボネート製のカバー基板１０と、シリコーンゴム製のスペーサーシート２０とは、異種の材料同士であっても、確りと接着されて剥離しない。スペーサーシート２０と第１流路シート３０とが上側ガス流路３１ａ，３１ｂを残して接着されていることによって、液流路４１，４１ａに沿った複数の上側ガス流路３１ａ，３１ｂがスペーサーシート２０と第１流路シート３０とに挟まれて夫々形成されている。一方、第２流路シート４０の下面にベースシート５０が重ねられて、上側ガス流路３１ａ，３１ｂと同様に、下側ガス流路５１ｃが形成されている。

上側ガス流路３１ａ，３１ｂ及び下側ガス流路５１ｃにガスを流入出させるガス流入出口１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、カバー基板１０に夫々開けられている。ガス流入出口１１ａ，１１ｂは、スペーサーシート２０に開けられたガス流入出孔２１ａ，２１ｂを経て、上側ガス流路３１ａ，３１ｂに連通している。またガス流入出口１１ｃは、スペーサーシート２０、第１流路シート３０、及び第２流路シート４０に夫々開けられたガス流入出孔２１ｃ，３１ｃ，４１ｃを経て、下側ガス流路５１ｃに連通している。ガス流入出口１１ａ，１１ｂ，１１ｃからガスが繰返し流入出することにより、液流路４１，４１ａが閉塞したり開通したりする。各ガス流路３１ａ，３１ｂ，５１ｃは、略Ｖ字形をなしており、Ｖ字の一端がガス流入出口１１ａ，１１ｂ，１１ｃに接続している。各ガス流路３１ａ，３１ｂ，５１ｃにガスが流入すると、Ｖ字の折返し部位からそれの他端に向かってガスが流れ込み、液流路４１，４１ａが扱かれるように閉塞するので、被験液が脈動して液流路４１，４１ａ内をスムーズに流れる。

廃液槽１９，２９，３９，４９が、カバー基板１０、スペーサーシート２０、第１流路シート３０、及び第２流路シート４０を貫通して形成されている。

カバー基板１０、及び各シート２０，３０，４０，５０の外周で抉れた切欠１８，２８，３８，４８，５８が、夫々形成されている。製造過程において、切欠１８，２８，３８，４８，５８が治具に立設された突起（不図示）に嵌まることにより、カバー基板１０、及び各シート２０，３０，４０，５０を位置合わせしつつ重ねて積層することができる。

マイクロ化学チップ１は、次のようにして製造される。まずカバー基板１０となる基材から、レーザーカッターでガス流入出口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、各注入口１２，１３，１４、及び被験液排出口１５、各キャビティ押圧口１６，１７、並びに廃液槽１９を開け、カバー基板１０を切り出す。放電管によって、カバー基板１０の下側面にコロナ放電処理を施して活性化させることにより、活性基を生成させる。

スペーサーシート２０となるシリコーンゴムシートに、ガス流入出孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、貫通孔２２，２３，２４，２５、及び廃液槽２９を打抜きによって開け、さらにスペーサーシート２０の外形に切り出す。放電管によってスペーサーシート２０の両面にコロナ放電処理を施して活性化させることにより、活性基を生成させる。

第１流路シート３０となるシリコーンゴムシートの上面側に、インクジェットプリンタにより、上側ガス流路３１ａ，３１ｂとなるパターンをマスキング剤で印刷して付す。ガス流入出孔３１ｃ、貫通孔３２，３３，３４，３５、及び廃液槽３９を打抜きによって開け、第１流路シート３０の外形に切り出す。放電管によって第１流路シート３０の両面にコロナ放電処理を施して活性基を生成させる。このとき、マスキング剤が付されている部位は隠蔽されているので、コロナ放電処理によって活性化されず活性基を生成しない。

第２流路シート４０となるシリコーンゴムシートの上面側に、インクジェットプリンタにより、液流路４１、被験液送液開始部４２、遊離液送液開始部４３、薬液反応部４４、被験液送液終了部４５、収容キャビティ４６、及び分枝キャビティ４７となるパターンをマスキング剤で印刷して付す。ガス流入出孔４１ｃ及び廃液槽４９を打抜きによって開け、第２流路シート４０の外形に切り出す。放電管によって第２流路シート４０の両面にコロナ放電処理を施して活性化させることにより、活性基を生成させる。この第２流路シート４０を、８０℃一定に保たれたホットプレート上に載置する。

磁性粉体７０が分散している市販の懸濁液を遠沈管に取り分け、ボルテックスミキサーで激しく撹拌した後、遠沈管の外側に磁石を近づけて磁性粉体７０を磁石に引き寄せる。上澄み液を廃棄した後、純水を加えて撹拌することにより磁性粉体７０を洗浄する。再度磁石を近づけて、磁性粉体７０を引き寄せ純水を廃棄する。粘稠性のセルロースエーテル溶液にエタノールを加えて湿潤させ、さらに水を加えて所望の粘度に調整する。このセルロースエーテル溶液に、磁性粉体７０を加えて撹拌し、磁性粉体７０とセルロースエーテル溶液との混合液を調製する。この混合液を十分に撹拌して、磁性粉体７０がセルロースエーテル溶液に均一に分散したところで規定量量りとる。次いでホットプレート上に載置された第２流路シート４０のマスキング剤によって付された収容キャビティ４６のパターン上に混合液を載せ、２分間放置する。それによって、セルロースエーテルが乾燥固化し、収容キャビティ４６のパターン上に確りと粘着する。磁性粉体７０はこのセルロースエーテルに担持されているので、第２流路シート４０の移動や、室内の空気の対流によって飛散したり脱落したりしない。

ベースシート５０となるシリコーンゴムシートの上面側に、インクジェットプリンタにより、下側ガス流路５１ｃとなるパターンをマスキング剤で印刷して付し、第２ガス流路シートの外形に切り出す。放電管によって第２流路シート４０の両面にコロナ放電処理を施して活性化させることにより、活性基を生成させる。

最後に、治具に立設された突起（不図示）に、切欠１８，２８，３８，４８，５８を嵌めながら、ガス流入出口１１ａとガス流入出孔２１ａと上側ガス流路３１ａとが重なり合い、ガス流入出口１１ｂとガス流入出孔２１ｂと上側ガス流路３１ｂとが重なり合い、ガス流入出口１１ｃとガス流入出孔２１ｃ，３１ｃ，４１ｃと下側ガス流路５１ｃとが重なり合い、被験液注入口１２と貫通孔２２，３２と被験液送液開始部４２とが重なり合い、遊離液注入口１３と貫通孔２３，３３と遊離液送液開始部４３とが重なり合い、被験液排出口１５と貫通孔２５，３５と被験液送液終了部４５とが重なり合い、薬液注入口１４と貫通孔２４，３４と薬液反応部４４とが重なり合い、収容キャビティ押圧口１６と収容キャビティ４６とが重なり合い、分枝キャビティ押圧口１７と分枝キャビティ４７とが重なり合うように、カバー基板１０、及び各シート２０，３０，４０，５０を重ね合わせる。このとき磁性粉体７０は、上記のように乾燥固化したセルロースエーテルに確りと担持されているので、第１流路シート３０が第２流路シート４０に重ねられる際に生じた静電気によって飛散しない。

重ねられることによって積層されたカバー基板１０、及び各シート２０，３０，４０，５０を加熱しながら加圧する。コロナ放電によってカバー基板１０、及び各シート２０，３０，４０，５０の表面に生成したヒドロキシ基のような活性基同士が脱水反応し、共有結合であるエーテル基を形成させて接合することができる。一方、マスキング剤が付されている部位は、活性基が生成していないので接合されない。それによって、スペーサーシート２０と第１流路シート３０とに挟まれた上側ガス流路３１ａ，３１ｂ、第１流路シート３０と第２流路シート４０とに挟まれた液流路４１、被験液送液開始部４２、遊離液送液開始部４３、薬液反応部４４、磁性粉体７０を収容している収容キャビティ４６、及び分枝キャビティ４７、並びに第２流路シート４０とベースシート５０とに挟まれた下側ガス流路５１ｃが形成される。このようにしてマイクロ化学チップ１を得る。

なお、マスキング剤がインクジェットプリンタで印刷される例を示したが、オフセット印刷のような製版印刷で印刷されてもよく、必要なパターンが打抜かれたマスクでパターン領域外を覆って刷毛塗りや噴霧で付されてもよい。

マイクロ化学チップ１の部材であるカバー基板１０、及び各シート２０，３０，４０，５０の接合は、直接的な共有結合の他、単分子膜としてシランカップリング剤のような分子接着剤の分子を介した間接的な共有結合であってもよい。

分子接着剤とは、その分子中の官能基が被着体と共有結合による化学反応することによって、各部材１０，２０，３０，４０，５０同士を接合するためのもので、単分子又は多分子の分子接着剤分子による共有結合を介して直接的に又は間接的に結合するものである。分子接着剤は、二つの官能基が被着体である各部材１０，２０，３０，４０，５０に夫々化学反応して共有結合を形成するもので、このような両官能性の分子の総称であり、具体的には、シランカップリング剤をはじめとする各種カップリング剤が挙げられる。

分子接着剤は、より具体的には、
トリエトキシシリルプロピルアミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジチオール（ＴＥＳ）、アミノエチルアミノプロピル トリメトキシシランのようなアミノ基含有化合物；トリエトキシシリルプロピルアミノ基のようなトリアルコキシシリルアルキルアミノ基とメルカプト基又はアジド基とを有するトリアジン化合物、下記化学式(１)

（式(１)中、Ｗは、スペーサ基、例えば置換基を有していてもよいアルキレン基、アミノアルキレン基であってもよく、直接結合であってもよい。Ｙは、ＯＨ基又は加水分解や脱離によりＯＨ基を生成する反応性官能基、例えばトリアルコキシアルキル基である。−Ｚは、−Ｎ_３又は−ＮＲ^１Ｒ^２である（但し、Ｒ^１，Ｒ^２は同一又は異なりＨ又はアルキル基、−Ｒ^３Ｓｉ（Ｒ^４）_ｍ（ＯＲ^５）_３−ｍ[Ｒ^３，Ｒ^４はアルキル基、Ｒ^５はＨ又はアルキル基、ｍは０〜２]。なお、アルキレン基、アルコキシ基、アルキル基は、置換基を有していてもよい炭素数１〜１２の直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状の炭化水素基である。）で表わされるトリアジン化合物、例えば２，６−ジアジド−４−｛３−（トリエトキシシリル）プロピルアミノ｝−１，３，５−トリアジン（Ｐ−ＴＥＳ）；
トリアルコキシシリルアルキル基を有するチオール化合物；
トリアルキルオキシシリルアルキル基を有するエポキシ化合物；
CH₂=CH-Si(OCH₃)₂-O-[Si(OCH₃)₂-O-]_n-Si(OCH₃)₂-CH=CH₂ (n=1.8〜5.7)で例示されるビニルアルコキシシロキサンポリマーのようなシランカップリング剤
が挙げられる。

また、分子接着剤は、反応性基含有ポリシロキサンとして、下記化学式（２）

（式（１）中、ｐ及びｑは０又は２〜２００の数でｒは０又は２〜１００の数であってｐ＋ｑ＋ｒ＞２である。-Ａ^１，-Ａ^２及び-Ａ^３は、-ＣＨ_３、-Ｃ_２Ｈ_５、-ＣＨ＝ＣＨ_２、-ＣＨ(ＣＨ_３)_２、-ＣＨ_２ＣＨ(ＣＨ_３)_２、-Ｃ(ＣＨ_３)_３、-Ｃ_６Ｈ_５又は-Ｃ_６Ｈ_１２と、-ＯＣＨ_３、-ＯＣ_２Ｈ_５、-ＯＣＨ＝ＣＨ_２、-ＯＣＨ(ＣＨ_３)_２、-ＯＣＨ_２ＣＨ(ＣＨ_３)_２、-ＯＣ(ＣＨ_３)_３、-ＯＣ_６Ｈ_５及び-ＯＣ_６Ｈ_１２から選ばれヒドロキシ基と反応し得る反応性基との何れかである。-Ｂ^１及び-Ｂ^２は、-Ｎ(ＣＨ_３)ＣＯＣＨ_３又は-Ｎ(Ｃ_２Ｈ_５)ＣＯＣＨ_３と、-ＯＣＨ_３、-ＯＣ_２Ｈ_５、-ＯＣＨ＝ＣＨ_２、-ＯＣＨ(ＣＨ_３)_２、-ＯＣＨ_２ＣＨ(ＣＨ_３)_２、-ＯＣ(ＣＨ_３)_３、-ＯＣ_６Ｈ_５、-ＯＣ_６Ｈ_１２、-ＯＣＯＣＨ_３、-ＯＣＯＣＨ(Ｃ_２Ｈ_５)Ｃ_４Ｈ_９、-ＯＣＯＣ_６Ｈ_５、-ＯＮ＝Ｃ(ＣＨ_３)_２及び-ＯＣ(ＣＨ_３)＝ＣＨ_２から選ばれヒドロキシ基と反応し得る反応性基との何れかである。ｐ，ｑ及びｒを正数とする-{Ｏ-Ｓｉ(-Ａ^１)(-Ｂ^１)}_p-と-{Ｏ-Ｔｉ(-Ａ^２)(-Ｂ^２)}_ｑ-と-{Ｏ-Ａｌ(-Ａ^３)}_ｒ-との繰返単位中の-Ａ^１，-Ａ^２，-Ａ^３，-Ｂ^１及び-Ｂ^２の少なくとも何れかが前記反応性基であり、各部材１０，２０，３０，４０，５０同士の接合の際、表面のヒドロキシ基と反応するものである）で模式的に示される化合物が挙げられる。この化合物は、繰返単位が、ブロック共重合、又はランダム共重合したものであってもよい。このようなヒドロキシ基と反応する反応性基含有ポリシロキサンの溶液に、各部材１０，２０，３０，４０，５０を浸漬し、その後熱処理すると、各部材１０，２０，３０，４０，５０の表面のヒドロキシ基に、反応性基含有ポリシロキサンが結合し、単層の分子膜を形成する結果、接合すべき他方のヒドロキシ基との反応性基が増幅される。各部材１０，２０，３０，４０，５０の一方の表面上のヒドロキシ基が、反応性基含有ポリシロキサンに化学的結合する結果、各部材のヒドロキシ基が反応性基含有ポリシロキサンを介して間接的に結合して、各部材１０，２０，３０，４０，５０同士が接着される。浸漬処理に代えて、反応性基含有ポリシロキサン溶液の噴霧処理、引続く乾燥処理、及び必要に応じて加熱処理するものであってもよい。

カバー基板１０がポリカーボネート樹脂で形成されており、各シート２０，３０，４０，５０がシリコーンゴムで形成されている場合、コロナ放電処理されるだけで、十分に活性基が発現するので直接接合してもよいが、前記シランカップリング剤のような分子接着剤を用いて、接合してもよい。一方、何れかが非シリコーンゴム製の樹脂である場合、前記シランカップリング剤のような分子接着剤の０．０５〜１質量％のアルコール溶液例えばメタノール溶液へ浸漬され乾燥された後、接合されることが好ましい。

各部材１０，２０，３０，４０，５０同士を接合する際、それらの接合面がコロナ放電処理されて、常圧で重ねられた後、常圧下のまま共有結合させてもよいが、減圧下又は加圧下で共有結合させてもよい。例えば、５０〜１０ｔｏｒｒの減圧条件、１０ｔｏｒｒ未満〜１×１０^−２ｔｏｒｒの真空条件下で、１０〜２００ｋｇｆを加え、さらに接触界面を加熱して共有結合させることが好ましい。

各部材１０，２０，３０，４０，５０の表面に施すコロナ放電処理としては、例えば大気圧コロナ表面改質装置（信光電気計測株式会社製、製品名コロナマスター）を用いて、例えば、電源：ＡＣ１００Ｖ、出力電圧：０〜２０ｋＶ、発振周波数：０〜４０ｋＨｚで０．１〜６０秒、温度０〜６０℃の条件で行われる。このようなコロナ放電処理は、水、アルコール類、アセトン類、エステル類等で濡れている状態で、行われてもよい。各部材１０，２０，３０，４０，５０の表面を活性化させるのに施す処理は、大気圧プラズマ処理及び／又は紫外線照射処理であってもよい。

各部材１０，２０，３０，４０，５０は、これらの接合面同士の少なくとも一方が、コロナ処理されて生じた活性基同士で、共有結合し易くなるように、白金触媒、例えば１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン白金（０）触媒（Ｐｔ（ｄｖｓ））２．１−２．４％キシレン溶液（Ｇｅｌｅｓｔ社製品）のような白金錯体を、白金換算で１０〜１０００ｐｐｍの濃度で含んでいてもよい。

各部材１０，２０，３０，４０，５０の接合面同士の少なくとも一方が、ビニルアルコキシシリル基を有するビニルアルコキシシランユニットを有するシランカップリング剤、例えばポリビニルメトキシシロキサンを、０．５〜１０質量部の濃度で含んでいてもよい。シランカップリング剤のビニル基と、シリコーンゴムポリマー内のビニル基やハイドロジェンシロキサン基とがパーオキサイドや白金触媒により共有結合するエーテル結合とは別な共有結合によって一層強固に接合できるようになる。このとき、白金触媒を含んでいると一層、共有結合し易くなるので好ましい。

このマイクロ化学チップ１は、被験液である生体試料から核酸を抽出する例について、図１及び２を参照して説明すると、以下のようにして使用される。

マイクロ化学チップ１をマイクロリアクター（不図示）に装着する。マイクロリアクターのポンプにつながれたガス圧送チューブ（不図示）が、ガス流入出口１１ａ〜１１ｃ、収容キャビティ押圧口１６、及び分枝キャビティ押圧口１７に挿し込まれて固定される。被験液を被験液注入口１２から注入する。被験液は貫通孔２２，３２を経て、被験液送液開始部４２に到達し、液流路４１を押し広げ、そこへ送り込まれる。

ガス流入出口１１ｃから、ガスが流入する。このガスは例えば圧縮空気である。ガスは、ガス流入出孔２１ｃ，３１ｃ，４１ｃを経て、下側ガス流路５１ｃに到達し、これを押し広げる結果、液流路４１の下側で、被験液を扱くようにして先方方向へ向かって、送り出す。

一方、予めガス流入出口１１ａからガスを上側ガス流路３１ａへ流入させておき、下側ガス流路５１ｃへのガスの流入に応じ、上側ガス流路３１ａからガスを流出させる。すると、上側ガス流路３１ａが萎む結果、液流路４１の上下側で、被験液が扱かれるとともに脈動して、さらに先方方向へ送り出される。

図２にマイクロ化学チップ１の模式断面図を示す。同図中、白抜き矢印はガスの流入を示している。同図（ａ）に示すように液流路４１内で送り出された被験液（同図（ａ）中、実線矢印）が、収容キャビティ４６内に流れ込む。このときガスが、ガス流入出口１１ｂから上側ガス流路３１ｂへ予め流入していることによって、上側ガス流路３１ｂが膨らみ、分枝キャビティ４７に連通した液流路４１ａ（同図（ｃ）参照）が閉塞しているので、収容キャビティ４６内は被験液で満たされる。それにより水溶性樹脂が速やかに溶解し、磁性粉体７０が被験液中に拡散する。

図２（ｂ）に示すように、ガス流入出口１１ａからガスが流入することにより、上側ガス流路３１ａが膨らむ。それによって磁性粉体７０が拡散した被験液は、収容キャビティ４６内に液密に収容される。次いでベースシート５０の下方で、磁石１００が収容キャビティ４６に接近することにより、磁石１００の磁力が磁性粉体７０を収容キャビティ４６の底面へ引き寄せる。それにより磁性粉体７０は、収容キャビティ４６の底面に集まる。さらに磁石１００が収容キャビティ４６から離反し（同図中、二点鎖線）、磁力が除去されることによって、磁性粉体７０が被験液中に舞い上がるように拡散する。このように磁石１００の接近と離反とが繰り返される。それによって、磁性粉体７０の表面の核酸吸着体に被験液中の核酸が吸着し、捕捉される。

図２（ｃ）に示すように上側ガス流路３１ｂ内のガスが、ガス流入出口１１ｂから流出して上側ガス流路３１ｂが萎むとともに、収容キャビティ押圧口１６にガスが送り込まれ、収容キャビティ４６が押圧される。それにより、被験液及び磁性粉体７０が、収容キャビティ４６から押し出されて液流路４１ａを流れ（同図中、実線矢印）、分枝キャビティ４７に流れ込む。このとき上側ガス流路３１ａにガスが留まって、液流路４１が閉塞されたままであるので、被験液及び磁性粉体７０は被験液送液開始部４２（図１参照）に向かって逆流しない。

図２（ｄ）に示すように、収容キャビティ４６の押圧が解かれるとともに、分枝キャビティ押圧口１７にガスが送り込まれて分枝キャビティ４７が押圧される。それにより、被験液及び磁性粉体７０は、液流路４１ａを再び流れ（同図中、実線矢印）、収容キャビティ４６へ向かって流動する。同図（ｂ）〜（ｄ）に示す工程が複数回繰り返されることによって、被験液と磁性粉体７０とが撹拌される。その結果、被験液中の核酸が磁性粉体７０の表面の核酸吸着体に吸着する。

最後に図２（ｅ）に示すように、磁石１００が収容キャビティ４６に接近したまま、上側ガス流路３１ａ内のガスがガス流入出口１１ａから流出して上側ガス流路３１ａが萎み、かつガス流入出口１１ｂから上側ガス流路３１ｂにガスが流入して上側ガス流路３１ｂが膨らむとともに、収容キャビティ押圧口１６にガスが流れ込む。それにより、核酸を吸着した磁性粉体７０が磁石１００に引き寄せられて収容キャビティ４６内に留まりつつ、核酸を含まない被験液のみが、収容キャビティ４６から廃液槽１９，２９，３９，４９（図１参照）に向かって流動する。廃液槽１９，２９，３９，４９に到達した被験液は、発泡体６１に吸収される。

このようにマイクロ化学チップ１は、磁性粉体７０が水溶性樹脂に担持されて収容キャビティ４６に収容されているというシンプルな構造であるので、磁石１００を収容キャビティ４６に接近・離反させたり、ガスを各ガス流路３１ａ，３１ｂ，５１ｃに流入出させたりするという単純な操作で磁性粉体７０と被験液とを十分に接触させて、被験液中の核酸を磁性粉体７０の核酸吸着体に吸着させることができる。しかもこのマイクロ化学チップ１は、収容キャビティ４６に連通した分枝キャビティ４７を有しているので、両キャビティ４６，４７間で被験液と磁性粉体７０とを往復させて撹拌することができる。その結果、磁性粉体７０の核酸吸着体に被験液中の核酸を十分にかつ確実に吸着させることができる。

次いで遊離液が、遊離液注入口１３から注入され、貫通孔２３，３３を経て遊離液送液開始部４３に到達する。遊離液は、被験液と同様に液流路４１内で脈動して収容キャビティ４６に到達し、核酸を吸着した磁性粉体７０と接触する。それにより、核酸が磁性粉体７０の核酸吸着体から遊離して遊離液中に分散する。核酸が分散した遊離液は、液流路４１のさらに先方方向へ送り込まれる。このとき磁性粉体７０は、磁石１００に引き寄せられているので（図２（ｅ）参照）、収容キャビティ４６に滞留したままである。なお遊離液は、エリューションバッファー（Ｅｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒ）とも呼ばれ、例えば水酸化ナトリウム溶液及び炭酸水素ナトリウムのようなアルカリ化剤溶液やセルラーゼ含有溶液を挙げることができる。

核酸を含んだ被験液は、薬液反応部４４に到達する。薬液注入口１４からＤＮＡポリメラーゼ等のＰＣＲ反応溶液が注入され、貫通孔２４，３４を経て薬液反応部４４に到達し、被験液と混合される。この被験液は、一層先方方向の分岐点に送り出され、さらに等分されて終には被験液送液終了部４５に至り、貫通孔３５，２５を経て被験液排出口１５から排出される。排出された被験液にプライマーが加えられ、この混合液の加熱と冷却とが繰り返されることにより核酸が増幅される。得られた核酸について電気泳動等の所望の分析が行われる。

液流路４１や各ガス流路３１ａ，３１ｂ，５１ｃの幅、長さ、形状、及び配置は、その用途に応じて適宜設計すればよい。例えば液流路４１は、０．５μｍ〜５ｍｍ幅であることが好ましい。またマイクロ化学チップ１の厚さは、それを装着する装置やマイクロリアクターの用途に応じ、適宜選択されるが、０．５〜１０ｍｍであることが好ましい。また、収容キャビティ４６は図１に示すように液流路４１の途中に設けてもよく、被験液送液開始部４２に設けても、被験液送液終了部４５に設けてもよい。

各部材１０，２０，３０，４０，５０の接合方法として、分子接着及び分子接着剤を挙げたが、この他に、これら部材の接合方法として、超音波溶着による接合方法、レーザー溶着による接合方法、シリコーンゴムシート同士の圧着による接合方法、並びにアクリル系接着剤、ゴム系接着剤、及びシリコーン系接着剤を用いた接合方法を挙げることができる。

超音波溶着は、重ね合わされた部材に、超音波溶接機を用いて発生させた振動を加えることによって接触界面に摩擦熱を発生させ、接触界面を溶融させて接合する方法である。超音波溶着機は、入力された電源を特定の周波数を有する電気信号に変換する発振器と、この電気信号を機械的振動に変換するトランスデューサーと、この機械的振動を増幅するブースターと、増幅された機械的振動を部材に伝達する共鳴体（ホーン）とを有するものである。発生させる振動の周波数は、１５〜７０ｋＨｚが好ましく、接合する部材の材料、厚さ、及び形状に応じて適宜設定される。

レーザー溶着は、重ね合わされた部材の接触界面に、レーザー光を照射することにより、接触界面を熱溶融させて接合する方法である。レーザー光として、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、及びＩｎＰのような半導体から発せられる半導体レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、及びＣＯ_２レーザーのような気体レーザー、並びにルビーレーザー、ガラスレーザー、及びＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザーのような固体レーザーを挙げることができる。レーザー光の波長は、６００〜１２００ｎｍであることが好ましく、接合する部材の材料、厚さ、及び形状に応じて適宜設定される。また接合前に、部材の重ね合わせ面の一方に、レーザー光吸収剤を塗布することが好ましい。それにより、レーザー光が吸収され易くなるので、部材を速やかに接合できる。レーザー光吸収剤として、例えばシアニン化合物、フタロシアニン化合物、ジチオール金属錯体、及びジイモニウム化合物を主成分とするレーザー光吸収剤を挙げることができ、なかでもマイクロ化学チップ１の透明性を確保する観点から、高い可視光透過率を有するジイモニウム化合物を主成分とするレーザー光吸収剤が好ましい。

低可塑度のシリコーンゴムシートは、粘着性（タック性）に富んでいるので、シリコーンゴム同士を重ね合わせ、荷重を印加することによって、これらを圧着することができる。

アクリル系接着剤としてポリ（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするものが挙げられ、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチルのような（メタ）アクリル酸アルキルエステルから選ばれる単量体を重合させたホモポリマー、又はそれらの何れかを共重合させたコポリマーを挙げることができる。ゴム系接着剤として、例えば、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、及び／又はスチレン−イソプレンゴムを主成分とするものが挙げられる。シリコーン系接着剤としてオルガノポリシロキサンを主成分とするものを挙げることができ、例えば、ジメチルポリシロキサンやジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体のような末端アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサンを挙げることができる。接着剤は、塗布、噴霧、及び／又は印刷によって各部材１０，２０，３０，４０，５０に付すことができる。

カバー基板１０及びカバーフィルム６２の樹脂は、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブテレンテレフタレート樹脂、セルロース及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、二酢酸セルロース、表面ケン化酢酸ビニル樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ｉ−ポリプロピレン、石油樹脂、ポリスチレン、ｓ‐ポリスチレン、クマロン・インデン樹脂、テルペン樹脂、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリルニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリシアノアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・エチレン共重合体、フッ化ビニリデン・プロピレン共重合体、１，４‐トランスポリブタジエン、ポリオキシメチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、フェノール・ホルマリン樹脂、クレゾール・フォルマリン樹脂、レゾルシン樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グリプタル樹脂、変性グリプタル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリルエステル樹脂、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１０−ナイロン、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアミドイミド、ケイ素樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリジメチルフェニレンオキサイド、ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイドとトリアリルイソシアヌルブレンド物、（ポリフェニレンオキサイドまたはポリジメチルフェニレンオキサイド、トリアリルイソシアヌル、パーオキサイド）ブレンド物、ポリキシレン、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、液晶樹脂、アラミド繊維、炭素繊維とこれら複数材料のブレンド物で例示される高分子材料、その架橋物が挙げられる。

各シート２０，３０，４０，５０の材料は、エラストマーであることが好ましく、シリコーンゴムがより好ましく、三次元化シリコーンゴムであるとより一層好ましい。このシリコーンゴムとして具体的に、ビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、フルオロメチルシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、及びジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）が挙げられる。三次元化シリコーンゴムとして、具体的に、主としてパーオキサイド架橋型シリコーンゴム、付加架橋型シリコーンゴム、縮合架橋型シリコーンゴム、紫外線架橋型シリコーンゴムで例示されるシリコーンゴム、これらのシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物を、成形金型等に入れて、架橋させることにより製造された、立体的な架橋構造を有する三次元化シリコーンゴム弾性体が挙げられる。

三次元化シリコーンゴム弾性体の素材のパーオキサイド架橋型シリコーンゴムは、パーオキサイド系架橋剤で架橋できるシリコーン原料化合物を用いて合成されたものであれば特に限定されないが、具体的には、ポリジメチルシロキサン（分子量：５０万〜９０万）、ビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：５０万〜９０万）、ビニル末端ポリジメチルシロキサン（分子量：１万〜２０万）、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜５万）、ビニル末端トリフルオロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン（分子量：０．１万〜１万）、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフルオロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサン、メタアクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、アクリロキシプロピル基末端ポリジメチルシロキサン、（メタアクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、（アクリロキシプロピル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。

三次元化シリコーンゴム弾性体の素材の付加型シリコーンゴムは、Ｐｔ触媒存在下で合成したビニルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：５０万〜９０万）、ビニル末端ポリジメチルシロキサン（分子量：１万〜２０万）、ビニル末端ジフェニルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ジエチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜５万）、ビニル末端トリフルオロプロピルメチルシロキサン／ポリジメチルシロキサンコポリマー（分子量：１万〜１０万）、ビニル末端ポリフェニルメチルシロキサン（分子量：０．１万〜１万）、ビニルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジフェニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ジメチルシロキサン／ビニルメチルシロキサン／ジトリフルオロプロピルメチルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキサン基末端ポリビニルメチルシロキサンなどのビニル基含有ポリシロキサンと、Ｈ末端ポリシロキサン（分子量：０．０５万〜１０万）、メチルＨシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ポリメチルＨシロキサン、ポリエチルＨシロキサン、Ｈ末端ポリフェニル（ジメチルＨシロキシ）シロキサン、メチルＨシロキサン／フェニルメチルシロキサンコポリマー、メチルＨシロキサン／オクチルメチルシロキサンコポリマーのようなＨ基含有ポリシロキサンの組成物、
アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、アミノプロピルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノイソブチルメチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、アミノエチルアミノプロピルメトキシシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマー、ジメチルアミノ末端ポリジメチルシロキサンのようなアミノ基含有ポリシロキサンと、エポキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーのようなエポキシ基含有ポリシロキサン、琥珀酸無水物末端ポリジメチルシロキサンのような酸無水物基含有ポリシロキサン及びトルイルジイソシアナート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアナートなどのイソシアナート基含有化合物との組成物から得られるものである。

三次元化シリコーンゴム弾性体の素材の縮合型シリコーンゴムは、スズ系触媒の存在下で合成されたシラノール末端ポリジメチルシロキサン（分子量：０．０５万〜２０万）、シラノール末端ポリジフェニルシロキサン、シラノール末端ポリトリフルオロメチルシロキサン、シラノール末端ジフェニルシロキサン／ジメチルシロキサンコポリマーのようなシラノール基末端ポリシロキサンからなる単独縮合成分の組成物、
これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、テトラアセトキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、ジｔ−ブトキシジアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリエノキシメチルシラン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリス（メチルエチルケトキシム）シラン、ビニルトリス（メチルエチルケトキシイミノ）シラン、ビニルトリイソプロペノイキシシラン、トリアセトキシメチルシラン、トリ（エチルメチル）オキシムメチルシラン、ビス（Ｎ−メチルベンゾアミド）エトキシメチルシラン、トリス（シクロヘキシルアミノ）メチルシラン、トリアセトアミドメチルシラン、トリジメチルアミノメチルシランのような架橋剤との組成物、
これらのシラノール基末端ポリシロキサンと、クロル末端ポリジメチルシロキサン、ジアセトキシメチル末端ポリジメチルシロキサン、末端ポリシロキサンのような末端ブロックポリシロキサンの組成物から得られるものである。

三次元化シリコーンゴム弾性体の素材のシリコーンゴムとオレフィン系ゴムとの共ブレンド物に用いられるオレフィン系ゴムは、１，４‐シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ポリブテンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、塩素化エチレンプロピレンゴム、塩素化ブチルゴムが挙げられる。

シリコーンゴム以外のエラストマーとして、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、及びウレタン系熱可塑性エラストマーを挙げることができる。これらのエラストマーは、単独で用いられてもよいし、複数の種類が混合されて用いられてもよい。

マスキング剤は、被験液やそれに用いられる薬剤に不活性なもので、フルオロプロパノール、パーフルオロアルキシルシランのようなフッ素化合物含有コーティング剤、界面活性剤のような離型剤、塩化メチレンやクロロホルム、１−ブロモプロパン、ハイドロフルオロエーテルのようなハロゲン系溶媒が挙げられる。これらのマスキング剤は、単独で用いられてもよく、複数混合して用いられてもよい。マスキング剤は、被験液や反応試薬等に不活性な染料や顔料で着色されていてもよい。マスキング剤がハロゲン系溶媒を含有していると、それを付した基材箇所が荒れて光散乱されるようになるので、目視し易くなる。

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
１．磁性粉体と水溶性樹脂溶液との混合液の調製
水溶性樹脂（信越化学工業株式会社製、製品名；メトローズ６０ＳＨ−０３）１ｇとエタノール７ｇとを混合し、十分膨潤させた後、これに超純水３ｇを混合し、メトローズ６０ＳＨ−０３を完全に溶解させ、水溶性樹脂溶液を得た。次いで、１．５ｍＬ容量のマイクロチューブに、磁性粉体であるＩＱ Ｒｅｓｉｎ(プロメガ株式会社製、製品名；ＤＮＡ ＩＱ Ｓｙｓｔｅｍ)の懸濁液の７μＬを加え、ネオジム磁石を用いて磁性粉体をマイクロチューブの壁面に引き寄せて集め、マイクロピペットを用いて上澄み液を取り除いた。そこへ、調製した水溶性樹脂溶液１０μＬを加え混合し、磁性粉体と水溶性樹脂溶液との混合液を得た。

２．液流路及びガス流路形成用マスキング剤の調製
紫外線硬化樹脂（帝国インキ製造株式会社製、製品名；ＵＶ−ＴＥＣ４１０クリアー）を１００質量部、シランカップリング剤（東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名；ＸＩＡＭＥＴＥＲ ＯＦＳ−６０２０ ＳＩＬＡＮＥ）を０．０２５質量部、及びフッ素樹脂粉末（旭硝子株式会社製、製品名；Ｆｌｕｏｎ ＰＴＦＥ ルブリカントＬ１７３ＪＥ）を１００質量部加え、三本ロールミル（株式会社永瀬スクリーン印刷研究所製、製品名；ＥＸＡＫＴ Ｍ−８０Ｅ）を用いて混合し、液流路及びガス流路形成用マスキング剤を得た。

３．マイクロ化学チップの作製
図３に、実施例で作製したマイクロ化学チップ１を示す。なお本実施例において、上側ガス流路を要しなかったので、第１流路シート３０に上側ガス流路３１ａ，３１ｂを設けず、かつスペーサーシート２０を省略した（図１参照）。シリコーンゴムとしてメチルビニルシリコーンゴム（東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名；ＳＨ８５１）の１００質量部と、パーオキサイド系加硫剤として２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名；ＲＣ−４、５０％シリカ溶液）の０．５質量部とを混練し、第１流路シート３０、第２流路シート４０、及びベースシート５０用の組成物を得た。これを加圧加熱して、各シート３０，４０，５０を成形した。さらに、第１流路シート３０に、複数のガス流入出孔、貫通孔３２，３３，３５、及び廃液槽３９を、第２流路シート４０に、複数のガス流入出孔を、夫々打ち抜きによって開けた。

第２流路シート４０の上面４０ａ、及びベースシート５０の上面５０ａに、コロナ放電表面改質装置（信光電気計装株式会社製、製品名；コロナスキャナー）を用いて、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒の条件で１回のコロナ放電処理を施し、上面４０ａ，５０ａの表面を活性化した。３０５メッシュのポリエステル製網目スクリーン（スクリーン印刷版）を用いて、上面４０ａに、液流路４１ａ〜４１ｅ、被験液送液開始部４２、遊離液送液開始部４３、被験液送液終了部４５、収容キャビティ４６、分枝キャビティ４７、及び廃液槽４９のパターンを、マスキング剤で印刷して付した。これと同様にして、上面５０ａに下側ガス流路５１ａ〜５１ｅのパターンを、マスキング剤で印刷して付した。さらに、紫外線照射装置（アイグラフィックス株式会社製、使用ランプ名；Ｍ０４−Ｌ４１）を用いて、各上面４０ａ，５０ａに、３００ｍＪ／ｃｍ^２、波長３６５ｎｍの紫外線を夫々照射し、マスキング剤を硬化させてマスキング層を形成した。

第１流路シート３０の下面３０ｂと第２流路シート４０の上面４０ａとに、コロナ放電表面改質装置（信光電気計装株式会社製、製品名；コロナスキャナー）を用いて、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒の条件で３回のコロナ放電処理を施し、下面３０ｂ及び上面４０ａの表面を活性化した。調製した磁性粉体と水溶性樹脂溶液との混合液を、上面４０ａ上で硬化したマスキング層によって形成された収容キャビティ４６のパターン上に分注して載せ、８０℃で９０秒間乾燥することにより、水溶性樹脂に担持された磁性粉体７０を、そこに粘着させた。その後、下面３０ｂと上面４０ａと向合せた状態で、第１流路シート３０と、第２流路シート４０とを、位置合わせしつつ重ね合わせた。これを、８０℃で１０分間、７０ｋｇｆで熱圧着することによって、第１流路シート３０と、第２流路シート４０とを接合し、収容キャビティ４６に磁性粉体７０を収容した。

第２流路シート４０の下面４０ｂとベースシート５０の上面５０ａとに、コロナ放電表面改質装置（信光電気計装株式会社製、製品名；コロナスキャナー）を用いて、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒の条件で、３回のコロナ放電処理を施し、下面４０ｂ及び上面５０ａの表面を、活性化した。その後、下面４０ｂと上面５０ａとを向合せた状態で、流路シート４０とベースシート５０とを位置合わせしつつ重ね合わせた。これを、８０℃で１０分間、７０ｋｇｆで熱圧着することによって、第２流路シート４０とベースシート５０とを、接合した。

ポリカーボネート板（タキロン株式会社製、製品名；ＰＣ１６００）を、カバー基板１０の外形に切り出し、ガス流入出口１１ａ〜１１ｅ、被験液注入口１２、遊離液注入口１３、被験液排出口１５、収容キャビティ押圧口１６、及び分枝キャビティ押圧口１７、排気穴１９ａを打ち抜きによって開けた。さらに、カバー基板１０の下面１０ｂの一部を、フライス盤で彫り込んで、廃液槽１９を形成した。

このカバー基板１０をエタノールで洗浄した後、０．１質量％の２，６−ジアジド−４−｛３−（トリエトキシシリル）プロピルアミノ｝−１，３，５−トリアジン（Ｐ−ＴＥＳ）のエタノール溶液に浸漬し、エアーガンで風乾により乾燥させた。その後、カバー基板１０の下面１０ｂに、紫外線照射装置を用いて、２００ｍＪ／ｃｍ^２、波長２５４ｎｍの紫外線を照射した。

第１流路シート３０の上面３０ａに、コロナ放電表面改質装置（信光電気計装株式会社製、製品名；コロナスキャナー）を用いて、ギャップ長１ｍｍ、電圧１３．５ｋＶ、７０ｍｍ／秒の条件で３回コロナ放電処理を施し、上面３０ａの表面を活性化した。廃液槽１９内に、これよりも一回り小さくカットした不織布ワイパー（旭化成せんい株式会社製、製品名；ベンコット（登録商標））をセットした後（不図示）、上面３０ａとカバー基板１０の下面１０ｂとを向合せた状態で、各シート３０，４０，５０の接合品とカバー基板１０とを位置合わせしつつ重ね合わせた。これを、８０℃で１０分間、７０ｋｇｆで熱圧着して接合することによって、マイクロ化学チップ１を得た。

４．評価用溶液及びブランク溶液の調製
評価用検体として、０．５μｇ／μＬ ｐＵＣ１８ ＤＮＡ（タカラバイオ株式会社製、製品名；ｐＵＣ１８ ＤＮＡ）の２μＬ、１質量％のＢＳＡ溶液（和光純薬工業株式会社製、アルブミン，ウシ血清由来（ＢＳＡ），ｐＨ５．２（フラクションＶ）を超純水で調製したもの）の２μＬ、及び超純水の３６μＬを混合し、タンパク質を含有した評価用溶液の４０μＬを、調製した。さらに、０．５μｇ／μＬ ｐＵＣ１８ ＤＮＡ（タカラバイオ株式会社製、製品名；ｐＵＣ１８ ＤＮＡ）の２μＬ、及び超純水の３８μＬを混合し、タンパク質を含有しないブランク溶液の４０μＬを、調製した。

５．核酸の濃度及び純度の測定
評価用溶液の２μＬを、微量分光光度計（Ｔｈｅｒｍｏ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製、製品名；ＮａｎｏＤｒｏｐ２０００ｃ）にセットし、波長２６０ｎｍ及び２８０ｎｍにおける吸光度を測定した。核酸の濃度を波長２６０ｎｍの吸光度から求めた。また核酸の純度を、波長２６０ｎｍと２８０ｎｍとの吸光度の比であるＡ２６０／Ａ２８０によって求めた。ブランク溶液についても同様にして測定した。

６．核酸の抽出
(6-1)吸着工程
マイクロリアクターにマイクロ化学チップ１をセットした。評価用溶液の３８μＬと、Ｌｙｓｉｓ Ｂｕｆｆｅｒの１００μＬとを混合して被験液を調製し、この被験液を、被験液注入口１２から被験液送液開始部４２へ注入した。ガス流入出口１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅからガスを流し込み、下側ガス流路５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅを膨らませ、液流路４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅを閉じた。被験液注入口１２にガスを流入させて、被験液を液流路４１ａへ流し込んだ。ガスの流入を続け、被験液を収容キャビティ４６へ送り込み、被験液がすべて収容キャビティ４６に収容されたところで、下側ガス流路５１ａにガスを流入させて液流路４１ａを閉じた。

収容キャビティ４６内で、磁性粉体７０を担持している水溶性樹脂が溶解して、磁性粉体７０が被験液に拡散したことを確認した後、下側ガス流路５１ｂからガスを流出させた。それにより、液流路４１ｂを開通させ、収容キャビティ４６と分枝キャビティ４７とを通液可能に連通させた。収容キャビティ押圧口１６及び分枝キャビティ押圧口１７に、ガスを交互に１０回流入出させて、磁性粉体７０が拡散した被験液を、収容キャビティ４６と分枝キャビティ４７と間で行き来させた。それにより磁性粉体７０の核酸吸着体に被験液中の核酸が吸着するようにした。その後、室温で５分間放置した。

(6-2)廃液工程
収容キャビティ４６の下方のベースシート５０に、ネオジム磁石である磁石１００（図２（ｂ）参照）を宛がった状態で、分枝キャビティ押圧口１７、下側ガス流路５１ｂの順にガスを流入させ、液流路４１ｂを収容キャビティ４６に向かって脈動させた。それによって磁性粉体７０が拡散した被験液を、収容キャビティ４６に集めるとともに、磁性粉体７０を磁石１００に引き付けた。次いで、下側ガス流路５１ｃからガスを流出させて、収容キャビティ押圧口１６、下側ガス流路５１ｃの順にガスを流入させた。核酸を吸着した磁性粉体７０を、磁石１００に引き付けておくことにより、これを収容キャビティ４６に留めたまま、被験液を廃液槽１９，３９，４９に送った。廃液槽１９，３９，４９内の空気が排気穴１９ａから排気されることにより、被験液を廃液槽１９，３９，４９に流し込むとともに不織布ワイパーに吸収させた。

(6-3)洗浄工程１
下側ガス流路５１ｂ〜５１ｅを閉じた状態で、下側ガス流路５１ａからガスを流出させて、液流路４１ａを開通させ、Ｌｙｓｉｓ Ｂｕｆｆｅｒの１５０μＬを、被験液注入口１２から被験液送液開始部４２へ注入した。このＬｙｓｉｓ Ｂｕｆｆｅｒを、被験液と同様にして収容キャビティ４６に収容し、磁石１００を取り除いた。下側ガス流路５１ｂからガスを流出させて、収容キャビティ４６と分枝キャビティ４７とを、通液可能に連通させた。その後、収容キャビティ押圧口１６及び分枝キャビティ押圧口１７に、ガスを交互に５回流入出させて、Ｌｙｓｉｓ Ｂｕｆｆｅｒを、収容キャビティ４６と分枝キャビティ４７と間で行き来させた。それによって、磁性粉体７０を、Ｌｙｓｉｓ Ｂｕｆｆｅｒに拡散させて洗浄した。再び、収容キャビティ４６の下方のベースシート５０に、磁石１００を宛がい、被験液と同様にして、Ｌｙｓｉｓ Ｂｕｆｆｅｒだけを、廃液槽１９，３９，４９に排出した。

(6-4)洗浄工程２
２×Ｗａｓｈ Ｂｕｆｆｅｒ：イソプロパノール：エタノール＝２：１：１の量に混合した洗浄液を調製し、上記の洗浄工程１と同様の操作を３回繰り返した。

(6-5)乾燥工程
下側ガス流路５１ａ，５１ｃからガスを流出させ、液流路４１ａ，４１ｃを開通させた状態で、被験液注入口１２からガスを２分間送り込み、磁性粉体７０を風乾した。

(6-6)抽出工程
Ｅｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒの５０μＬを、遊離液注入口１３から遊離液送液開始部４３へ注入した。下側ガス流路５１ａ，５１ｃ，５１ｄにガスを流入させて、液流路４１ａ，４１ｃ，４１ｄを閉じた。下側ガス流路５１ｅからガスを流出させて、液流路４１ｅを開通させた。遊離液注入口１３からガスを流し込み、Ｅｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒを、液流路４１ｅへ流し込んだ。ガスの流入を継続し、Ｅｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒを収容キャビティ４６へ送り込み、下側ガス流路５１ｅにガスを流入させて、液流路４１ｅを閉じた。磁石１００を取り除いた後、下側ガス流路５１ｂからガスを流出させて液流路４１ｂを開通させ、収容キャビティ４６と分枝キャビティ４７とを、通液可能に連通させた。その後、収容キャビティ押圧口１６及び分枝キャビティ押圧口１７に、ガスを交互に５回流入出させた。収容キャビティ４６と分枝キャビティ４７との間で行き来させることにより、磁性粉体７０をＥｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒに拡散させた。

最後に、分枝キャビティ押圧口１７、下側ガス流路５１ｂの順にガスを流入させて、核酸を含んだＥｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒを、収容キャビティ４６に集めた。さらに、収容キャビティ４６の下方のベースシート５０に、６５℃に温度調整した熱ピン（不図示）を押し当てて、５分間インキュベートし、磁性粉体７０の核酸吸着体に吸着した核酸を、Ｅｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒ中に遊離させた。

熱ピンを取り除き、室温で１分間放冷した後、収容キャビティ４６の下方のベースシート５０に、磁石１００を宛がった。下側ガス流路５１ｄからガスを流出させて液流路４１ｄを開通させた後、収容キャビティ押圧口１６、下側ガス流路５１ｄの順でガスを流入させて、増幅された核酸を含んだ抽出液を、被験液送液終了部４５へ送り、被験液排出口１５から排出させた。

ブランク溶液についても、上記の工程と同様の操作を行い、核酸を抽出した。

得られた評価用溶液の抽出液の２μＬを、上記の「５．核酸の濃度及び純度の測定」と同様にして、核酸抽出後における吸光度、及び核酸の濃度を測定した。ブランク溶液の抽出液についても、同様にして測定した。夫々の溶液について、抽出前後における測定結果を、表１にまとめて示す。

表１から明らかなように、本発明のマイクロ化学チップによれば、タンパク質が混入していても、高純度の核酸を抽出することが可能である。

本発明のマイクロ化学チップは、迅速に分析結果を知る必要がある救急医療現場での患者の生体成分の分析、犯罪現場で微量な血痕・体液・毛髪・生体組織細胞等の遺留品からＤＮＡを抽出し、そのＤＮＡを増やすＰＣＲ増幅し、電気泳動でＤＮＡを特定するＤＮＡ解析、新規医薬品探索のための各種医薬候補品の物性・薬効評価、オーダーメード医療のための診断、ペプチドやＤＮＡや機能性低分子の微量合成などに、用いられる。

このマイクロ化学チップは、それらの分析装置やマイクロリアクターに装着して、遺伝子診察・治療を行う医療分野や、生体試料を用いた犯罪捜査分野における各種分析、海洋や湖沼等の遠隔地での水中ロボットを用いた微生物探索、医薬品開発における各種合成に用いることができる。

１はマイクロ化学チップ、１０はカバー基板、１０ｂは下面、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅはガス流入出口、１２は被験液注入口、１３は遊離液注入口、１４は薬液注入口、１５は被験液排出口、１６は収容キャビティ押圧口、１７は分枝キャビティ押圧口、１８は切欠、１９は廃液槽、１９ａは排気穴、２０はスペーサーシート、２１ａ，２１ｂ，２１ｃはガス流入出孔、２２，２３，２４，２５は貫通孔、２８は切欠、２９は廃液槽、３０は第１流路シート、３０ａは上面、３０ｂは下面、３１ａ，３１ｂは上側ガス流路、３１ｃはガス流入出孔、３２，３３，３４，３５は貫通孔、３８は切欠、３９は廃液槽、４０は第２流路シート、４０ａは上面、４０ｂは下面、４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅは液流路、４１ｃはガス流入出孔、４２は被験液送液開始部、４３は遊離液送液開始部、４４は薬液反応部、４５は被験液送液終了部、４６は収容キャビティ、４７は分枝キャビティ、４８は切欠、４９は廃液槽、５０はベースシート、５０ａは上面、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅは下側ガス流路、５８は切欠、６１は発泡体、６２はカバーフィルム、７０は磁性粉体、１００は磁石である。

Claims (10)

1. 被験液を流す液流路とそれに連通している収容キャビティとが、重ねられた流路シートの接合面の間で接着されていないことによって形成されており、前記被験液に含まれる対象成分を捕捉する活性部位を露出させた磁性粉体が、水溶性樹脂によって前記収容キャビティに粘着しつつ収容されていることを特徴とするマイクロ化学チップ。
2. 前記収容キャビティに連通し、前記磁性粉体が流れ込む分枝キャビティを有していることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学チップ。
3. 前記水溶性樹脂が、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、及びゼラチンから選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ化学チップ。
4. 前記水溶性樹脂と前記磁性粉体との質量比が、３：１００〜３００：１００であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のマイクロ化学チップ。
5. 前記活性部位が、前記対象成分に吸着、結合、付着、及び／又は反応するものであることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のマイクロ化学チップ。
6. 前記活性部位が、核酸吸着体、プローブ、オリゴヌクレオチド、ペプチド吸着剤、ペプチド、リガンド、抗原、抗体、ウィルス、細胞、酵素、触媒、反応基質、反応性活性基、造影剤、生理活性化合物、シランカップリング剤、有機アルミネート、無機アルミネート、有機チタネート、及び無機チタネートから選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のマイクロ化学チップ。
7. 前記活性部位が、前記磁性粉体の表面に結合して露出し、又は前記磁性粉体を取り巻く被覆樹脂から露出していることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のマイクロ化学チップ。
8. 前記液流路に連通し前記被験液を注入する液注入口及び排出する液排出口と、前記収容キャビティに対応する押圧口とを有しているカバー基板が、前記液流路シートの少なくとも何れか一方の面に積層して接合されていることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のマイクロ化学チップ。
9. 前記液流路に沿っていることにより前記被験液を脈動させて流すガス流路が、前記液流路シートの少なくとも何れか一方の面とこれに重ねられた支持シートとの接合面の間で接着されていないことによって形成されていることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載のマイクロ化学チップ。
10. ２枚の流路シートを重ね合わせて一部接着せずに接合することにより、被験液を流す液流路とそれに連通している収容キャビティとを、形成するマイクロ化学チップの製造方法であって、
    前記流路シートの接合面上で前記収容キャビティを形成するパターン部位に、前記被験液に含まれる対象成分を捕捉する活性部位を露出させた磁性粉体と水溶性樹脂との組成物を、付す工程と、
    前記収容キャビティと液流路とを形成する全パターン部位を残して、前記２枚の流路シートを接合する工程とを、
    有することを特徴とするマイクロ化学チップの製造方法。

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