JP2018057366A - マイクロ流体デバイス及び流体の送液方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高純度の核酸を効率よく得ることを可能とする、マイクロ流体デバイスを提供する。
【解決手段】第１〜第３のマイクロ流路５〜７を有し、第１及び第２のマイクロ流路５，６の下流側端部５ａ，６ａに、第３のマイクロ流路７が接続されている、マイクロチップ２と、第２のマイクロ流路６から第３のマイクロ流路７に流体を送液するに際し、該流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる流路抵抗発生装置３と、を備える、マイクロ流体デバイス１。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロチップを備えるマイクロ流体デバイス及び該マイクロ流体デバイスにおける流体の送液方法に関する。

従来、マイクロ流路が設けられたマイクロチップを備えるマイクロ流体デバイスが種々提案されている。この種のマイクロ流体デバイスは、核酸や酵素などの生体物質の分析や無機イオンの分析等に用いられている。

下記の特許文献１，２には、このような化学的及び生物学的分析に用いられる核酸を分離して回収する方法が開示されている。

特許文献１では、マイクロ流路内に担持部が設けられたマイクロチップに、核酸を含む試料溶液を送液し、担持部において核酸を分離及び回収する方法が記載されている。

また、特許文献２では、核酸と可逆的に結合できる常磁性粒子に核酸を吸着させ、洗浄及び回収する方法が記載されている。

特開２０１２−２４０１７号公報 特許第４５９４４６７号公報

しかしながら、特許文献１の方法により回収された核酸は純度が低く、例えばＰＣＲを行なう際に十分に反応効率を高めることができないという問題がある。一方、特許文献２の方法で純度の高い核酸を得ようとすると、洗浄及び回収に長時間を要するという問題がある。

本発明の目的は、高純度の核酸を効率よく得ることを可能とする、マイクロ流体デバイス及び該マイクロ流体デバイスにおける流体の送液方法を提供することにある。

本発明に係るマイクロ流体デバイスは、第１〜第３のマイクロ流路を有し、前記第１及び第２のマイクロ流路の下流側端部に、前記第３のマイクロ流路が接続されている、マイクロチップと、前記第３のマイクロ流路に流体を送液するに際し、該流体が前記第１のマイクロ流路及び前記第２のマイクロ流路のうち少なくとも一方に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる流路抵抗発生装置と、を備える。

本発明に係るマイクロ流体デバイスでは、前記流路抵抗発生装置が、前記マイクロチップ内に設けられていてもよい。

本発明に係るマイクロ流体デバイスでは、前記流路抵抗発生装置が、前記マイクロチップ外に設けられていてもよい。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのある特定の局面では、前記流路抵抗発生装置が、前記流体が前記第１のマイクロ流路に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる装置である。

本発明に係るマイクロ流体デバイスの他の特定の局面では、前記流路抵抗発生装置が、前記第１のマイクロ流路にガスを供給するためのマイクロポンプである。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのさらに他の特定の局面では、前記流路抵抗発生装置が、前記流体が前記第１のマイクロ流路及び前記第２のマイクロ流路の双方に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる装置である。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのさらに他の特定の局面では、前記流路抵抗発生装置が、前記第１のマイクロ流路及び前記第２のマイクロ流路の双方にガスを供給するためのマイクロポンプである。

本発明に係るマイクロ流体デバイスの他の特定の局面では、前記マイクロチップにおいて、前記第１のマイクロ流路が、核酸を含む検体を導入するための流路であり、前記第２のマイクロ流路が、洗浄液を導入するための流路であり、前記第３のマイクロ流路内に、前記核酸を担持するための担持部材が設けられている。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのさらに他の特定の局面では、前記マイクロチップが、検体導入部及び洗浄液内包部をさらに有し、前記検体導入部が、前記第１のマイクロ流路に接続されており、前記洗浄液内包部が、前記第２のマイクロ流路に接続されている。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのさらに他の特定の局面では、前記第２のマイクロ流路が、洗浄液を送液するための流路と、回収液を送液するための流路を兼ねている。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのさらに他の特定の局面では、前記マイクロチップにおいて、前記第１のマイクロ流路が、核酸を含む検体を導入するための流路であり、前記第２のマイクロ流路が、回収液を導入するための流路であり、前記第３のマイクロ流路内に、前記核酸を担持するための担持部材が設けられている。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのさらに他の特定の局面では、前記マイクロチップが、検体導入部及び回収液内包部をさらに有し、前記検体導入部が、前記第１のマイクロ流路に接続されており、前記回収液内包部が、前記第２のマイクロ流路に接続されている。

本発明に係るマイクロ流体デバイスのさらに他の特定の局面では、前記第１のマイクロ流路が、検体を送液するための流路と、洗浄液を送液するための流路を兼ねている。

本発明に係る流体の送液方法は、本発明に従って構成されるマイクロ流体デバイスにおける流体の送液方法であって、第１の流体を前記第１のマイクロ流路から前記第３のマイクロ流路に送液する工程と、前記第１の流体の送液後に、第２の流体を前記第２のマイクロ流路から前記第３のマイクロ流路に送液する工程と、を備え、前記第２のマイクロ流路から前記第３のマイクロ流路に前記第２の流体を送液するに際し、前記流路抵抗発生装置を用いて前記第１のマイクロ流路に前記第２の流体が流れ込むのを抑制する。

本発明によれば、高純度の核酸を効率よく得ることを可能とする、マイクロ流体デバイスを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るマイクロ流体デバイスにおけるマイクロ流路を拡大して示す模式的断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。 比較例のマイクロ流体デバイスにおけるマイクロ流路を拡大して示す模式的断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

（第１の実施形態）
マイクロ流体デバイス；
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。

図１に示すように、マイクロ流体デバイス１は、マイクロチップ２と、流路抵抗発生装置３とを備える。マイクロ流体デバイス１は、マイクロチップ２を備えるマイクロチップデバイスである。

マイクロチップ２は、チップ本体４を有する。チップ本体４は、特に限定されるわけではないが、合成樹脂からなる。合成樹脂としては、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、（メタ）アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などの様々な樹脂を用いることができる。好ましくは、透光性樹脂を用いることが望ましい。その場合には、光の照射により、マイクロ流路内において、光学的測定や光の照射による反応を生じさせることができる。

また、好ましくは、チップ本体４は、合成樹脂の射出成形品からなることが望ましい。その場合には、量産性を高め、コストをより一層低減することができる。

チップ本体４内には、マイクロ流路、検体導入部８、洗浄液内包部９、回収液内包部１０及び担持部１１が設けられている。

マイクロ流路とは、液体の搬送に際し、いわゆるマイクロ効果が生じるような微細な流路をいう。このようなマイクロ流路では、液体は、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の大寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す。このようなマイクロ流路の横断面形状がおおむね長方形（正方形を含む）の場合には、横断面における小さい方の辺の寸法で好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下、特に好ましくは２００μｍ以下に設定される。この場合、マイクロ流体デバイス１のより一層の小型化を図ることができる。マイクロ流路の横断面が円形である場合には、マイクロ流路の直径は、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、さらには２００μｍ以下に設定される。なお、楕円の場合には、短径が上記範囲内にあればよい。この場合、マイクロ流体デバイス１のより一層の小型化を図ることができる。

また、例えば、マイクロ流路に流体を流す際、ポンプや重力を用いる場合には、流路抵抗を低下させる観点から、マイクロ流路の横断面形状がおおむね長方形（正方形を含む）の場合には、小さい方の辺の寸法で、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。

マイクロ流路の横断面形状がおおむね円形の場合には、直径（楕円の場合には、短径）は、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。

一方、例えば、マイクロ流路に流体を流す際、毛細管現象を有効に活用する場合には、マイクロ流路の横断面形状がおおむね長方形（正方形を含む）の場合には、小さい方の辺の寸法で、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。また、小さい方の辺の寸法で、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。なお、流体は、このようなマイクロ流路を流れるマイクロ流体である。

本実施形態では、このようなマイクロ流路として、上流側マイクロ流路である第１及び第２のマイクロ流路５，６と、下流側マイクロ流路である第３のマイクロ流路７とが設けられている。

具体的には、第１のマイクロ流路５の下流側端部５ａに、第３のマイクロ流路７が接続されている。また、第２のマイクロ流路６の下流側端部６ａに、第３のマイクロ流路７が接続されている。特に、本実施形態では、第１のマイクロ流路５の下流側端部５ａと、第２のマイクロ流路６の下流側端部６ａとが、接続部１２で接続されている。この接続部１２に、第３のマイクロ流路７が連ねられている。もっとも、本発明において、第１のマイクロ流路５の下流側端部５ａと、第２のマイクロ流路６の下流側端部６ａとは接続されていなくてもよい。すなわち、第１のマイクロ流路５の下流側端部５ａと、第２のマイクロ流路６の下流側端部６ａとが、それぞれ別々に第３のマイクロ流路７に接続されていてもよい。

第１のマイクロ流路５は、上流側において検体導入部側マイクロ流路１３と、流路抵抗発生装置側マイクロ流路１４とに分岐されている。

検体導入部側マイクロ流路１３の上流側端部１３ａに、検体導入部８が連ねられている。

検体導入部８及び検体導入部側マイクロ流路１３は、検体及び核酸抽出液を含む第１の流体を第１のマイクロ流路５に送液するために設けられている。第１の流体に含まれる検体としては、特に限定されないが、細菌、真菌、ウイルス、動物細胞が挙げられる。また、核酸抽出液としても、特に限定されないが、例えば、界面活性剤や酵素を含有する核酸抽出液が挙げられる。

第１のマイクロ流路５は、上記のような第１の流体を第３のマイクロ流路７に送液するために設けられている。なお、第１の流体の送液は、検体導入部８に接続された第１のマイクロポンプ１５によりガスを発生させ、発生したガスにより第１の流体を押し出すことによって行われる。もっとも、マイクロポンプに限らず、上記のようなガスにより、第１の流体の後方から第１の流体を押圧する適宜のデバイスを用いることができる。

一方、流路抵抗発生装置側マイクロ流路１４の上流側端部１４ａに、流路抵抗発生装置３が連ねられている。

流路抵抗発生装置３は、後述する第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させるために設けられている。本実施形態においては、流路抵抗発生装置３がマイクロポンプである。マイクロポンプから発生したガスを第３のマイクロ流路７側に押し出すことにより、第１のマイクロ流路５に流路抵抗を発生させることができる。それによって、第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制することができる。もっとも、マイクロポンプに限らず、第１のマイクロ流路５において、第２の流体が流れ込まないように流路抵抗を発生させ得る適宜のデバイスを用いることができる。

第２のマイクロ流路６は、上流側において洗浄液内包部側マイクロ流路１６と、回収液内包部側マイクロ流路１７とに分岐されている。

洗浄液内包部側マイクロ流路１６の上流側端部１６ａに、洗浄液内包部９が連ねられている。

洗浄液内包部９は、洗浄液である第２の流体を、第２のマイクロ流路６に送液するために設けられている。洗浄液である第２の流体としては、例えば、エタノールやイソプロパノールなどのアルコールを用いることができる。なお、第２の流体の送液は、洗浄液内包部９に接続された第２のマイクロポンプ１８によりガスを発生させ、発生したガスにより第２の流体を押し出すことによって行われる。もっとも、マイクロポンプに限らず、上記のようなガスにより、第２の流体の後方から第２の流体を押圧する適宜のデバイスを用いることができる。

一方、回収液内包部側マイクロ流路１７の上流側端部１７ａには、回収液内包部１０が連ねられている。

回収液内包部１０は、回収液である第３の流体を、第２のマイクロ流路６に送液するために設けられている。回収液である第３の流体としては、例えば、水などを用いることができる。なお、第３の流体の送液は、回収液内包部１０に接続された第３のマイクロポンプ１９によりガスを発生させ、発生したガスにより第３の流体を押し出すことによって行われる。もっとも、マイクロポンプに限らず、上記のようなガスにより、第３の流体の後方から第３の流体を押圧する適宜のデバイスを用いることができる。

第３のマイクロ流路７の途中には、担持部１１が設けられている。第３のマイクロ流路７に送液された第１〜第３の流体はそれぞれ、担持部１１に送液される。

担持部１１には、担持部材が充填されている。担持部材は、検体に含まれる核酸を担持するために設けられている。本実施形態では、核酸の担持が吸着により行われている。もっとも、化学結合などの他の方法により坦持されてもよい。担持部材としては、特に限定されないが、例えば、磁性粒子、ガラス繊維、シリカ粒子、ガラス粒子、シリカモノリス、シリカメンブレン、脱脂綿などを用いることができる。

以下、上記のようなマイクロ流体デバイス１における流体の送液方法の一例について、詳細に説明する。

流体の送液方法；
本実施形態における流体の送液方法では、まず、第１のマイクロポンプ１５によりガスを発生させ、第１の流体の後方から、ガスを付与する。第１の流体の後方からガスを付与し第１の流体を押圧することにより、第１の流体を検体導入部８から第１のマイクロ流路５に送液し、第１のマイクロ流路５に送液された第１の流体を、第３のマイクロ流路７に送液する。それによって、第１の流体に含まれる核酸を、第３のマイクロ流路７内の担持部１１に担持させる。

第１の流体の送液後に、第２のマイクロポンプ１８によりガスを発生させ、第２の流体の後方から、ガスを付与する。第２の流体の後方からガスを付与し第２の流体を押圧することにより、第２の流体を洗浄液内包部９から第２のマイクロ流路６に送液し、第２のマイクロ流路６に送液された第２の流体を、第３のマイクロ流路７に送液する。それによって、担持部１１に担持された核酸を洗浄する。

次に、第３のマイクロポンプ１９によりガスを発生させ、第３の流体の後方から、ガスを付与する。第３の流体の後方からガスを付与し第３の流体を押圧することにより、第３の流体を回収液内包部１０から第２のマイクロ流路６に送液し、第２のマイクロ流路６に送液された第３の流体を、第３のマイクロ流路７に送液する。それによって、担持部１１に担持された核酸を分離し、分離した核酸を図示しない回収部に送液する。しかる後、回収部から核酸を回収する。

なお、本実施形態の送液方法では、第２のマイクロ流路６から第３のマイクロ流路７に第２の流体を送液するに際し、流路抵抗発生装置３を用いて第１のマイクロ流路５に第２の流体が流れ込むのを抑制する。従って、本実施形態の送液方法では、核酸を短時間で効率よく洗浄することができ、高純度の核酸を効率よく得ることができる。これを、以下、図２及び図５を参照してより詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロ流体デバイスにおけるマイクロ流路を拡大して示す模式的断面図である。また、図５は、比較例のマイクロ流体デバイスにおけるマイクロ流路を拡大して示す模式的断面図である。なお、比較例のマイクロ流体デバイスにおいては、流路抵抗発生装置３が設けられていない。

比較例のマイクロ流体デバイスでは、流路抵抗発生装置３が設けられていないので、第１の流体の送液後に、第２のマイクロ流路６に送液された第２の流体を、第３のマイクロ流路７に送液するに際し、第１のマイクロ流路５に第２の流体が流れ込む（図５における矢印Ｃの方向）。そのため、第２のマイクロ流路６から送液された洗浄液としての第２の流体を効率よく担持部１１側に送液することが困難であり、核酸を効率よく洗浄することが困難となる。

他方、図２に示す本実施形態のマイクロ流体デバイス１を用いた送液方法では、流路抵抗発生装置３としてのマイクロポンプによりガスを発生させ、図２に示す矢印Ａの方向にガスが送り出される。そのため、洗浄液としての第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制することができ、洗浄液としての第２の流体を、核酸が担持されている担持部１１の担持部材１１Ａ側（矢印Ｂの方向）に効率よく送り出すことができる。従って、担持部材１１Ａに担持された核酸を短時間で効率よく洗浄することができ、高純度の核酸を効率よく得ることができる。このように、本実施形態のマイクロ流体デバイス１を用いることで、高純度の核酸を効率よく得ることができる。

また、本発明においては、第３の流体を第２のマイクロ流路６から第３のマイクロ流路７に送液するに際しても、流路抵抗発生装置３を用いて第１のマイクロ流路５に第３の流体が流れ込むのを抑制することが好ましい。その場合、第３のマイクロ流路７側に、回収液としての第３の流体をより一層効率よく送液することができ、より一層短時間で高純度の核酸を回収することができる。

（第２及び第３の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。第１の実施形態では、流路抵抗発生装置３がマイクロチップ２内に設けられていたが、図３に示すように第２の実施形態のマイクロ流体デバイス２１では、流路抵抗発生装置３がマイクロチップ２外に設けられている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。第１及び第２の実施形態で示すように、流路抵抗発生装置３は、マイクロチップ２内に設けられていてもよく、マイクロチップ２外に設けられていてもよい。

また、図４は、本発明の第３の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。図４に示すように、マイクロ流体デバイス３１では、第１のマイクロポンプ１５が流路抵抗発生装置３を兼ねている。従って、マイクロ流体デバイス３１では、流路抵抗発生装置側マイクロ流路１４が設けられていない。また、マイクロ流体デバイス３１を用いた送液方法では、第１のマイクロポンプ１５により第１の流体を送液した後、第２の流体を送液するに際し、流路抵抗発生装置３としての第１のマイクロポンプ１５により発生させたガスを送り出す。それによって、洗浄液としての第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制する。さらに、マイクロ流体デバイス３１では、第４のマイクロ流路２０が設けられており、第４のマイクロ流路２０の下流側端部２０ａが第３のマイクロ流路７に接続されている。また、第４のマイクロ流路２０の上流側端部２０ｂには、回収液内包部１０が接続されている。従って、マイクロ流体デバイス３１では、回収液内包部側マイクロ流路１７が設けられていない。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

第１及び第３の実施形態で示すように、第１のマイクロポンプ１５及び流路抵抗発生装置３は別々に設けられていてもよく、第１のマイクロポンプ１５が流路抵抗発生装置３と兼ねられていてもよい。また、第２のマイクロ流路６が、洗浄液を送液するための流路と、回収液を送液するための流路を兼ねていてもよく、別途回収液を送液するための第４のマイクロ流路２０が設けられていてもよい。

また、第２及び第３実施形態のマイクロ流体デバイスにおいても、流路抵抗発生装置３が備えられているので、洗浄液としての第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制することができ、洗浄液としての第２の流体を、核酸が担持されている担持部１１側に効率よく送り出すことができる。従って、第２及び第３の実施形態のマイクロ流体デバイス２１，３１においても、担持部１１に担持された核酸を短時間で効率よく洗浄することができ、高純度の核酸を効率よく得ることができる。

（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。マイクロ流体デバイス４１では、流路抵抗発生装置３が、第１の流路抵抗発生装置部２２及び第２の流路抵抗発生装置部２３からなる。

第１の流路抵抗発生装置部２２は、上述の流路抵抗発生装置側マイクロ流路１４の上流側端部１４ａに連ねられている。

第１の流路抵抗発生装置部２２は、上述の第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させるために設けられている。本実施形態においては、第１の流路抵抗発生装置部２２がマイクロポンプである。マイクロポンプから発生したガスを第３のマイクロ流路７側に押し出すことにより、第１のマイクロ流路５に流路抵抗を発生させることができる。それによって、第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制することができる。もっとも、マイクロポンプに限らず、第１のマイクロ流路５において、第２の流体が流れ込まないように流路抵抗を発生させ得る適宜のデバイスを用いることができる。

第２の流路抵抗発生装置部２３は、流路抵抗発生装置側マイクロ流路２４の上流側端部２４ａに連ねられている。流路抵抗発生装置側マイクロ流路２４は、第２のマイクロ流路６の回収液内包部側マイクロ流路１７より下流側で分岐される流路である。

第２の流路抵抗発生装置部２３は、上述の第１の流体が第２のマイクロ流路６に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させるために設けられている。本実施形態においては、第２の流路抵抗発生装置部２３がマイクロポンプである。マイクロポンプから発生したガスを第３のマイクロ流路７側に押し出すことにより、第２のマイクロ流路６に流路抵抗を発生させることができる。それによって、第１の流体が第２のマイクロ流路６に流れ込むのを抑制することができる。もっとも、マイクロポンプに限らず、第２のマイクロ流路６において、第１の流体が流れ込まないように流路抵抗を発生させ得る適宜のデバイスを用いることができる。

また、本実施形態の送液方法では、第１の実施形態の送液方法において、第１のマイクロ流路５から第３のマイクロ流路７に第１の流体を送液するに際し、第２の流路抵抗発生装置部２３を用いて第１の流体が第２のマイクロ流路６に流れ込むのを抑制する。また、第２のマイクロ流路６から第３のマイクロ流路７に第２の流体を送液するに際し、第１の流路抵抗発生装置部２２を用いて第２の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制する。なお、第２のマイクロ流路６から第３のマイクロ流路７に第３の流体を送液するに際し、第１の流路抵抗発生装置部２２を用いて第３の流体が第１のマイクロ流路５に流れ込むのを抑制してもよい。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

このように、本実施形態の送液方法では、第１〜第３の流体を第３のマイクロ流路７に送液するに際し、他のマイクロ流路に流体が流れ込むのを抑制することができる。従って、本実施形態の送液方法では、核酸を短時間でより一層効率よく洗浄することができ、高純度の核酸をより一層効率よく得ることができる。また、本実施形態の送液方法では、意図しない流体の混合を抑制することができる。

本実施形態のように、流路抵抗発生装置３は、流体が第１のマイクロ流路５及び第２のマイクロ流路６の双方に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる装置であってもよい。もっとも、流路抵抗発生装置３は、第１の実施形態のように、流体が第１のマイクロ流路５のみに流れ込むのを抑制するために設けられていてもよいし、流体が第２のマイクロ流路６のみに流れ込むのを抑制するために設けられていてもよい。

（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態に係るマイクロ流体デバイスを示す模式的断面図である。図７に示すように、マイクロ流体デバイス５１では、洗浄液内包部側マイクロ流路１６が第２のマイクロ流路６に設けられていない。マイクロ流体デバイス５１において、洗浄液内包部側マイクロ流路１６は、第１のマイクロ流路５の流路抵抗発生装置側マイクロ流路１４より上流側において、検体導入部側マイクロ流路１３と分岐される流路である。この洗浄液内包部側マイクロ流路１６の上流側端部１６ａに、洗浄液内包部９が連ねられている。

本実施形態の送液方法では、例えば以下のように流体を送液することができる。

まず、第１の流体を検体導入部８から第１のマイクロ流路５に送液し、第１のマイクロ流路５に送液された第１の流体を、第３のマイクロ流路７に送液する。それによって、第１の流体に含まれる核酸を、第３のマイクロ流路７内の担持部１１に担持させる。なお、第１のマイクロ流路５から第３のマイクロ流路７に第１の流体を送液するに際しては、第２の流路抵抗発生装置部２３を用いて第２のマイクロ流路６に第１の流体が流れ込むのを抑制する。

続いて、第２の流体を洗浄液内包部９から第１のマイクロ流路５に送液し、第１のマイクロ流路５に送液された第２の流体を、第３のマイクロ流路７に送液する。それによって、担持部１１に担持された核酸を洗浄する。なお、第１のマイクロ流路５から第３のマイクロ流路７に第２の流体を送液するに際しても、第２の流路抵抗発生装置部２３を用いて第２のマイクロ流路６に第２の流体が流れ込むのを抑制する。

次に、第３の流体を回収液内包部１０から第２のマイクロ流路６に送液し、続いて第２のマイクロ流路６に送液された第３の流体を、第３のマイクロ流路７に送液する。それによって、担持部１１に担持された核酸を分離し、分離した核酸を図示しない回収部に送液する。しかる後、回収部から核酸を回収する。第２のマイクロ流路６から第３のマイクロ流路７に第３の流体を送液するに際しても、第１の流路抵抗発生装置部２２を用いて第１のマイクロ流路５に第３の流体が流れ込むのを抑制する。その他の点は、第４の実施形態と同様である。

このように、本実施形態の送液方法でも、第１〜第３の流体を第３のマイクロ流路７に送液するに際し、他のマイクロ流路に流体が流れ込むのを抑制することができる。従って、本実施形態の送液方法でも、核酸を短時間でより一層効率よく洗浄することができ、高純度の核酸をより一層効率よく得ることができる。また、本実施形態の送液方法では、意図しない流体の混合を抑制することができる。

また、本実施形態のように、洗浄液内包部９が検体導入部８と同じ第１のマイクロ流路５側に設けられていてもよい。この場合、洗浄液と回収液が混合することをより一層抑制することができる。そのため、核酸を短時間でさらに一層効率よく洗浄することができ、高純度の核酸をさらに一層効率よく得ることができる。もっとも、第１の実施形態のように、洗浄液内包部９が回収液内包部１０と同じ第２のマイクロ流路６側に設けられていてもよい。

１，２１，３１，４１，５１…マイクロ流体デバイス
２…マイクロチップ
３…流路抵抗発生装置
４…チップ本体
５〜７…第１〜第３のマイクロ流路
５ａ，６ａ，２０ａ…下流側端部
８…検体導入部
９…洗浄液内包部
１０…回収液内包部
１１…担持部
１１Ａ…担持部材
１２…接続部
１３…検体導入部側マイクロ流路
１３ａ，１４ａ，１６ａ，１７ａ，２０ｂ，２４ａ…上流側端部
１４，２４…流路抵抗発生装置側マイクロ流路
１５，１８，１９…第１〜第３のマイクロポンプ
１６…洗浄液内包部側マイクロ流路
１７…回収液内包部側マイクロ流路
２０…第４のマイクロ流路
２２…第１の流路抵抗発生装置部
２３…第２の流路抵抗発生装置部

Claims (14)

1. 第１〜第３のマイクロ流路を有し、前記第１及び第２のマイクロ流路の下流側端部に、前記第３のマイクロ流路が接続されている、マイクロチップと、
   前記第３のマイクロ流路に流体を送液するに際し、該流体が前記第１のマイクロ流路及び前記第２のマイクロ流路のうち少なくとも一方に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる流路抵抗発生装置と、
   を備える、マイクロ流体デバイス。
2. 前記流路抵抗発生装置が、前記マイクロチップ内に設けられている、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
3. 前記流路抵抗発生装置が、前記マイクロチップ外に設けられている、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
4. 前記流路抵抗発生装置が、前記流体が前記第１のマイクロ流路に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる装置である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
5. 前記流路抵抗発生装置が、前記第１のマイクロ流路にガスを供給するためのマイクロポンプである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
6. 前記流路抵抗発生装置が、前記流体が前記第１のマイクロ流路及び前記第２のマイクロ流路の双方に流れ込むのを抑制するための流路抵抗を発生させる装置である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
7. 前記流路抵抗発生装置が、前記第１のマイクロ流路及び前記第２のマイクロ流路の双方にガスを供給するためのマイクロポンプである、請求項６に記載のマイクロ流体デバイス。
8. 前記マイクロチップにおいて、
   前記第１のマイクロ流路が、核酸を含む検体を導入するための流路であり、
   前記第２のマイクロ流路が、洗浄液を導入するための流路であり、
   前記第３のマイクロ流路内に、前記核酸を担持するための担持部材が設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
9. 前記マイクロチップが、検体導入部及び洗浄液内包部をさらに有し、
   前記検体導入部が、前記第１のマイクロ流路に接続されており、
   前記洗浄液内包部が、前記第２のマイクロ流路に接続されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
10. 前記第２のマイクロ流路が、洗浄液を送液するための流路と、回収液を送液するための流路を兼ねている、請求項８又は９に記載のマイクロ流体デバイス。
11. 前記マイクロチップにおいて、
    前記第１のマイクロ流路が、核酸を含む検体を導入するための流路であり、
    前記第２のマイクロ流路が、回収液を導入するための流路であり、
    前記第３のマイクロ流路内に、前記核酸を担持するための担持部材が設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
12. 前記マイクロチップが、検体導入部及び回収液内包部をさらに有し、
    前記検体導入部が、前記第１のマイクロ流路に接続されており、
    前記回収液内包部が、前記第２のマイクロ流路に接続されている、請求項１〜７及び１１のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
13. 前記第１のマイクロ流路が、検体を送液するための流路と、洗浄液を送液するための流路を兼ねている、請求項１１又は１２に記載のマイクロ流体デバイス。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイスにおける流体の送液方法であって、
    第１の流体を前記第１のマイクロ流路から前記第３のマイクロ流路に送液する工程と、
    前記第１の流体の送液後に、第２の流体を前記第２のマイクロ流路から前記第３のマイクロ流路に送液する工程と、
    を備え、
    前記第２のマイクロ流路から前記第３のマイクロ流路に前記第２の流体を送液するに際し、前記流路抵抗発生装置を用いて前記第１のマイクロ流路に前記第２の流体が流れ込むのを抑制する、流体の送液方法。

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