JP2022058078A

JP2022058078A - 流体取扱装置

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Publication number: JP2022058078A
Application number: JP2020218772A
Authority: JP
Inventors: 伸也砂永; Shinya Sunaga
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-04-11

Abstract

【課題】ロータリーメンブレンバルブおよびロータリーメンブレンポンプを有する流体取扱装置であって、さらに特定の機能を有する流体取扱装置を提供する。【解決手段】基板２１０と、基板２１０に接合されたフィルム２２０とを有する、流体を処理するための流体取扱装置２００であって、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０とウェル２３０との間に配置されたロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１と、を有する。基板２１０またはフィルム２２０は、ロータリーメンブレンポンプ２５１に対応する位置において、導入された検体を粉砕するための構造を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、流体取扱装置に関する。

近年、細胞や、タンパク質、核酸などの分析を行うために、マイクロウェルプレートや流路チップなどが使用されている。マイクロウェルプレートおよび流路チップは、分析に必要な試薬および試料の量が少なくてよいという利点を有しており、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途での使用が期待されている。

たとえば、特許文献１には、マイクロウェルプレート（試料処理プレート）を用いて血液などの検体から磁気ビーズを用いてＤＮＡを抽出することが開示されている。

特開２０１８－５４６１９号公報

本発明者らは、共通の構造を有しつつも特定の機能を有するように様々に改変すれば、流体取り扱い装置を多用途に使用できるようになると考えた。

本発明は、ロータリーメンブレンバルブおよびロータリーメンブレンポンプを有する流体取扱装置であって、さらに特定の機能を有する流体取扱装置を提供することを目的とする。

本願の第１の発明に係る流体取扱装置は、基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、流路と、前記流路に接続されたウェルと、前記流路と前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、を有し、前記基板または前記フィルムは、前記ロータリーメンブレンポンプに対応する位置において導入された検体を粉砕するための構造を有する。

本願の第２の発明に係る流体取扱装置は、基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、流路と、前記流路に接続されたウェルと、前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、前記ウェル内、または前記ウェルと前記ロータリーメンブレンバルブとの間に配置された、血球成分を分離するためのフィルターと、を有する。

本願の第３の発明に係る流体取扱装置は、基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、流路と、前記流路に接続されたウェルと、前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、前記流路内に配置されたゲルと、前記ゲルに電圧を印加できるように配置された一対の電極と、を有する。

本願の第４の発明に係る流体取扱装置は、基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、流路と、前記流路に接続されたウェルと、前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、を有し、前記流路は、蛍光を検出される前記流体を収容するための空間である蛍光検出部を含み、前記蛍光検出部は、前記流路の前記蛍光検出部以外の部分よりも深い。

本願の第５の発明に係る流体取扱装置は、基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、流路と、前記流路に接続されたウェルと、前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、を有し、前記流路は、分岐部と、前記分岐部から所定の距離離れた位置に配置された、液面の到達を検知される液面検出部と、を含み、前記流路の前記分岐部と前記液面検出部との間の部分の断面積は、前記流路の前記分岐部と前記液面検出部との間ではない部分の断面積よりも小さい。

本願の第６の発明に係る流体取扱装置は、基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、流路と、前記流路に接続されたウェルと、前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、を有し、前記ロータリーメンブレンポンプは、前記基板と前記フィルムとの間に配置された寒天培地を含む。

本願の第７の発明に係る流体取扱装置は、基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、流路と、前記流路に接続されたウェルと、前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、を有し、前記基板の前記流路もしくは前記ウェルに露出する面、または前記フィルムの前記流路もしくは前記ウェルに露出する面は、抗体または抗原を固相化されるための固相化用表面を有し、前記基板または前記フィルムにおいて、前記固相化用表面は、前記固相化用表面以外の表面と表面物性が異なる。

本発明によれば、ロータリーメンブレンバルブおよびロータリーメンブレンポンプという共通の構造を有する流体取扱装置であって、さらに特定の機能を有する様々な流体取扱装置を提供することができる。

図１Ａは、流体取扱システムの構成を示す断面図である。図１Ｂは、実施の形態１に係る流体取扱装置の底面図である。図２Ａは、実施の形態２に係る流体取扱装置のフィルターを示す図であり、図２Ｂ、Ｃは液体検出部を説明するための図である。図３Ａ～Ｄは、実施の形態３に係る流体取扱装置の構成を示す図である。図４は、実施の形態４に係る流体取扱装置の構成を示す図である。図５は、実施の形態５に係る流体取扱装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［流体取扱装置の構成］
図１Ａは、流体取扱システム１００の構成を示す断面図である。図１Ｂは、本実施の形態に係る流体取扱装置（流路チップ）２００の底面図である。図１Ｂでは、後述する実施の形態１に係る流体取扱装置２００を示しており、内部の流路などを破線で示している。図１Ａにおける流体取扱装置２００の断面は、図１ＢにおけるＡ－Ａ線の断面図である。

図１Ａに示されるように、流体取扱システム１００は、所定の位置に配置された流体取扱装置２００内の流体の移動を制御する。流体取扱装置２００は、流路と、複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、ロータリーメンブレンポンプ２５１とを有する。ロータリーメンブレンバルブ２３２のダイヤフラム部２５０およびロータリーメンブレンポンプ２５１のダイヤフラム部２５０は、ロータリー部材（第１ロータリー部材１１０または第２ロータリー部材１２０）によって押圧され、流路内の流体の移動が制御される。

流体取扱装置２００は、基板２１０と、基板２１０に接合されたフィルム２２０とを有する。また、本実施の形態では、流体取扱装置２００は、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０と複数のウェル２３０との間にそれぞれ配置された複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１とを有し、流体を処理することができる。

第１ロータリー部材１１０は、図示しない外部の駆動機構により第１中心軸ＣＡ１を中心に回転させられる。第２ロータリー部材１２０は、図示しない外部の駆動機構により第２中心軸ＣＡ２を中心に回転させられる。

流体取扱装置２００は、基板２１０およびフィルム２２０を有し、基板２１０とフィルム２２０との間に流路（共通流路２４０）が形成されている。たとえば、基板２１０には、流路となる溝や、ウェル（流体の導入口または取出口）となる貫通孔などが形成されている。フィルム２２０は、これらの溝の開口部、および貫通孔の一方の開口部を塞ぐように、基板２１０の一方の面に接合されている。また、フィルム２２０の一部に複数のダイヤフラム部２５０が形成されている。フィルム２２０は、単層のフィルムであってもよいし、複数のフィルムの積層体であってもよい。たとえば、フィルム２２０は、第１フィルムと第２フィルムの積層体であってもよい。

たとえば、基板２１０に形成された２つの溝の開口部をフィルム２２０で塞ぐことで、２つの流路が形成される。これら２つの流路の間に形成された隔壁（基板２１０における２つの溝の間の部分）上に位置するフィルム２２０を基板２１０とは反対側に撓ませてダイヤフラム部２５０とすることで、２つの流路の間にダイヤフラム部２５０を有するバルブ（ダイヤフラムバルブ、メンブレンバルブ）を形成することができる（図１Ａおよび図１Ｂにおいて右側のダイヤフラム部２５０を参照）。このバルブのダイヤフラム部２５０を押圧すると、バルブは閉じて、２つの流路間で流体が移動できなくなる。一方、このバルブのダイヤフラム部２５０を押圧から解放すると、バルブは開いて、２つの流路間で流体が移動できるようになる。本願明細書では、このバルブをロータリー部材（第１ロータリー部材１１０）を用いて制御することから、このバルブを「ロータリーメンブレンバルブ」と称する。

また、基板２１０の溝が形成されていない円弧状の領域上に位置するフィルム２２０を基板２１０とは反対側に撓ませてダイヤフラム部２５０とすることで、ダイヤフラム部２５０を有するロータリーメンブレンポンプ２５１を形成することができる（図１Ａおよび図１Ｂにおいて左側のダイヤフラム部２５０を参照）。このロータリーメンブレンポンプ２５１を一方の端部から他方の端部に向けて円弧に沿って押圧すると、基板２１０とダイヤフラム部２５０との間の流体を移動させることができる。

第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０は、それぞれダイヤフラム部２５０を押圧するための凸部１１１を有する。

第１ロータリー部材１１０は第１中心軸ＣＡ１を中心に回転し、第２ロータリー部材１２０は第２中心軸ＣＡ２を中心に回転する。第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０が回転することで、凸部１１１がダイヤフラム部２５０に接触したり接触しなかったりするようになる。たとえば、凸部１１１がバルブのダイヤフラム部２５０に接触すればバルブが閉じ、凸部１１１がバルブのダイヤフラム部２５０から離れればバルブが開く。また、凸部１１１がロータリーメンブレンポンプ２５１を一方の端部から他方の端部に向けて（例えば時計回りに）押圧すれば、一方の端部から他方の端部に向けて流体が移動し、凸部１１１がロータリーメンブレンポンプ２５１を他方の端部から一方の端部に向けて（例えば反時計回りに）押圧すれば、他方の端部から一方の端部に向けて流体が移動する。これにより、流体取扱装置２００内の流体の移動が制御される。なお、図１Ａでは説明のために、流体取扱装置２００と第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０とは離間して示されている。

以下、この流体取扱装置２００の応用例として、実施の形態１～７を説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１では、導入された検体を粉砕する機能を有する流体取扱装置２００について説明する。

実施の形態１に係る流体取扱装置２００は、前述のとおり、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０と複数のウェル２３０との間にそれぞれ配置された複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１とを有する。

また、この流体取扱装置２００では、基板２１０またはフィルム２２０が、ロータリーメンブレンポンプ２５１に対応する位置において、導入された検体を粉砕するための構造を有する。導入された検体を粉砕するための構造の例には、ロータリーメンブレンポンプ２５１に対応する位置において基板２１０のフィルム２２０側の面に配置された粗面化面、ロータリーメンブレンポンプ２５１に対応する位置において基板２１０のフィルム２２０側の面に配置された複数の突起、ロータリーメンブレンポンプ２５１に対応する位置においてフィルム２２０の基板２１０側の面に配置された粗面化面、およびロータリーメンブレンポンプ２５１に対応する位置においてフィルム２２０を構成する第１フィルムと第２フィルムとの間に配置されている複数の粒子、などが含まれる。これらは、単独で用いられてもよいし、複数を組み合わせて用いられてもよい。

実施の形態１に係る流体取扱装置では、ロータリーメンブレンポンプ２５１に接続されたウェル２３０からロータリーメンブレンポンプ２５１内に検体（例えばホルマリン固定パラフィン包埋（ＦＦＰＥ）検体）が導入される。この状態において、第２ロータリー部材１２０が回転してロータリーメンブレンポンプ２５１において基板２１０とフィルム２２０とを接触させることで、これらの間にある検体が粉砕される。粉砕された検体からは、例えばＤＮＡが抽出される。

検体が導入されるウェル２３０およびウェル２３０とロータリーメンブレンポンプ２５１との間の導入流路２３１は、検体を受け入れられるように構成されている。導入流路２３１の断面の大きさは、検体を受け入れられる大きさであれば特に制限されず、例えば一辺が１ｍｍ以上の矩形である。

実施の形態１に係る流体取扱装置２００によれば、ロータリーメンブレンポンプ２５１において検体を粉砕することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、導入された血液検体から血球を除去する機能を有する流体取扱装置２００について説明する。

実施の形態２に係る流体取扱装置２００は、前述のとおり、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０と複数のウェル２３０との間にそれぞれ配置された複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１とを有する。

また、この流体取扱装置２００は、血液検体を導入するウェル２３０、または、血液検体を導入するウェル２３０とこのウェル２３０に対応するロータリーメンブレンバルブ２３２との間に配置された、血球を分離するためのフィルターを有する。フィルターを有することにより、実施の形態２に係る流体取扱装置は血球を分離するできるため血漿成分を分析することができる。具体的には、例えば、血漿中に存在するセルフリーＤＮＡを分析したりするのに有用である。

フィルターの構成は、血球を通さず、血漿だけを通すことができれば特に制限されない。たとえば、フィルターは、血液検体を導入するウェル２３０とこのウェル２３０に対応するロータリーメンブレンバルブ２３２との間の流路において基板２１０のフィルム２２０側の面に配置された複数の突起であってもよい。図２Ａは、フィルターとして複数の突起２３４を有する流路の断面図である。突起２３４の大きさおよび位置は、フィルター機能を果たすように適宜調整される。

実施の形態２に係る流体取扱装置２００は、フィルターの下流に配置された、外部装置により液面の到達を検知される液面検出部を有することが好ましい。液面検出部において液面の到達を検知されることで、フィルターが詰まることにより液体が流れなくなったことを検出することができる。図２Ｂ、Ｃは、液面検出部の一例を示す図である。図２Ｂ、Ｃに示されるように、液体検出部には、基板２１０に配置された粗面化面２３３がある。外部装置としての光照射部３００および光検知部４００は、粗面化面２３３を挟むように配置される。図２Ｂに示されるように、流路中に液体１０が存在しない場合、光照射部３００からの光は、粗面化面２３３で乱反射するため光検知部４００に届きにくい。一方、図２Ｃに示されるように、流路中に液体１０が存在する場合、光照射部３００からの光は、粗面化面２３３で反射されず光検知部４００に容易に届く。これにより、液面検出部に流路中の液体１０が到達したか否かを検出することができる。

実施の形態２に係る流体取扱装置２００によれば、血球をフィルターで分離して血漿のみを流路に通すことができる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、検体の電気泳動を行う機能を有する流体取扱装置２００について説明する。

図３Ａは、実施の形態３に係る流体取扱装置２００の構成を示す模式図であり、図３Ｂは、流体取扱装置２００の底面図であり、図３Ｃは、図３ＢのＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｄは、図３Ｃの部分拡大図である。

実施の形態３に係る流体取扱装置２００は、前述のとおり、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０と複数のウェル２３０との間にそれぞれ配置された複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１とを有する。

また、この流体取扱装置２００は、電気泳動を行うためのゲル２６０および一対の電極（陽極２６３および陰極２６４）を有する。本実施の形態では、図３Ａに示されるように、分岐した共通流路（後述）のうちの一方の流路内にゲル２６０が配置されている。また、一対の電極（陽極２６３および陰極２６４）は、ゲル２６０に電圧を印加できるように配置されている。陽極２６３は、一方の端部がフィルム２２０に設けられた陽極接続口２６１から外部に露出し、他方の端部がゲル２６０が配置されている流路に露出するように配置されている。陰極２６４も、一方の端部がフィルム２２０に設けられた陰極接続口２６２から外部に露出し、他方の端部がゲル２６０が配置されている流路に露出するように配置されている（図３Ｄ参照）。

ゲル２６０が充填される流路の深さおよび幅は、ゲル２６０が充填される流路に接続されている流路の深さおよび幅より大きいことが好ましい。これにより図３に示されるようにゲル２６０の容積を大きくすることができる。

電気泳動を行う際には例えば核酸を含む溶液を圧送してゲル２６０の内側に核酸が入り込むようにし、その後電圧を印加すればよい。

図３Ａに示されるように、実施の形態３に係る流体取扱装置２００は、ゲル２６０が配置された流路に対して併設された併設流路２７０を有していてもよい。ゲル２６０が配置された流路を介した空圧送液は圧力損失が大きい。そのため、併設流路２７０を設けることで、ロータリーメンブレンポンプ２５１とウェル２３０との間の送液が容易になる。

上記ではゲル２６０が基板２１０とフィルム２２０との間に充填される例を説明したが、フィルム２２０を構成する第１フィルムと第２フィルムとの間にゲル２６０が充填されていてもよい。この場合、第１フィルムおよび第２フィルムのうちの流路に面するフィルムにゲル入口およびゲル出口として機能する２つの貫通孔を設ける。流路を流れてきた検体は、ゲル入口に到達した段階で電圧がかけられてゲル中を移動し、ゲル出口に到達する。検体のゲル２６０への到達は、例えば上述の図２Ｂ、Ｃに示される構成で検知すればよい。

実施の形態３に係る流体取扱装置２００によれば、検体の電気泳動を行うことができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、検体の蛍光検出を行うことができる流体取扱装置２００について説明する。

図４は、実施の形態４に係る流体取扱装置２００の構成を示す模式図である。

実施の形態４に係る流体取扱装置２００は、前述のとおり、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０と複数のウェル２３０との間にそれぞれ配置された複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１とを有する。

また、この流体取扱装置２００では、流路は、蛍光を検出される流体を収容するための空間である蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）を含む。蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）では、外部の蛍光検出装置を用いて流路内の流体から放出される蛍光が検出される。蛍光強度を増大させて検出感度を向上させるために、蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）の深さは、流路の蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）以外の部分の深さよりも深くなっている。たとえば、蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）を構成する基板２１０に形成する溝を深くしたり、蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）を構成するフィルム２２０を基板２１０の反対側に膨らませたりすることで、蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）の深さを深くすることができる。蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）の幅は、流路の蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）以外の部分の幅と同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）の幅は、流路の蛍光検出部２７１（２７１ａ～２７１ｃ）以外の部分の幅と同一である。

図４に示されるように、本実施の形態では、流体取扱装置２００は、ウェル２３０ａ～ウェル２３０ｆを有する。ウェル２３０ａとウェル２３０ｂ、ウェル２３０ｃとウェル２３０ｄ、ウェル２３０ｅとウェル２３０ｆはそれぞれ一組であり、合計で３組のウェルセットがあり、合計３つの検体を扱うことができる。なお、ウェル２３０ａ～ウェル２３０ｆのそれぞれに対して、それぞれのロータリーメンブレンバルブ２３２が配置される。

また、ウェル２３０ａおよびウェル２３０ｂは、共通の第１流路２４１を介して共通流路２４０に接続される。同様に、ウェル２３０ｃおよびウェル２３０ｄは、共通の第２流路２４２を介して共通流路２４０に接続される。ウェル２３０ｅおよびウェル２３０ｆは、共通の第３流路２４３を介して共通流路２４０に接続される。そして、第１流路２４１は、第１蛍光検出部２７１ａを含み、第２流路２４２は、第２蛍光検出部２７１ｂを含み、第３流路２４３は、第３蛍光検出部２７１ｃを含む。図４に示されるように、第１蛍光検出部２７１ａ、第２蛍光検出部２７１ｂおよび第３蛍光検出部２７１ｃは、互いに近接するように配置されているため、１つの蛍光検出装置を用いて各流路の蛍光検出を行うことができる。

また、流体取扱装置２００は、ウェル２３０ｇ～ウェル２３０ｋも有する。ウェル２３０ｇ～ウェル２３０ｋには、例えば検体と反応させる試薬が導入される。なお、上記と同様に、ウェル２３０ｇ～ウェル２３０ｋのそれぞれに対して、それぞれのロータリーメンブレンバルブ２３２が配置される。

たとえば、ウェル２３０ａに検体が導入され、バルブ２３２ａのみが開けられてロータリーメンブレンポンプ２５１によって共通流路２４０の手前まで検体が移動させられる。次に、バルブ２３２ｇのみが開けられてロータリーメンブレンポンプ２５１によって共通流路２４０まで試薬が移動させられる。

次にバルブ２３２ｂのみが開けられてロータリーメンブレンポンプ２５１によって、共通流路２４０にまで移動させられた試薬をウェル２３０ｂに向かって移動させる。このようにすると検体と試薬とをウェル２３０ｂ内で混合することができる。混合して反応させた後は、蛍光検出部２７１（第１蛍光検出部２７１ａ）まで反応液を移動させて、蛍光を検出すればよい。

上記のウェル２３０ａとウェル２３０ｂと同様に、ウェル２３０ｃとウェル２３０ｄ、ウェル２３０ｅとウェル２３０ｆでもそれぞれ別の検体を取り扱うことができるため、合計３つの検体を取り扱うことができる。

実施の形態４に係る流体取扱装置２００によれば、複数の検体の蛍光検出を行うことができる。

（実施の形態５）
実施の形態５では、液体を微量に分画することができる流体取扱装置２００について説明する。

図５は、実施の形態５に係る流体取扱装置２００の構成を示す部分拡大模式図である。

実施の形態５に係る流体取扱装置２００は、前述のとおり、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０と複数のウェル２３０との間にそれぞれ配置された複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１とを有する。

また、この流体取扱装置２００では、図５に示されるように、共通流路２４０は、分岐部２４４と、分岐部２４４から所定の距離離れた位置に配置された、液面の到達を検知される液面検出部２８０とを含む。この分岐部と液面検出部２８０との間の空間が、液体を分画するための計量部として機能する。そして、微量の液体を分画する観点から、流路の分岐部と液面検出部２８０との間の部分の断面積は、流路の分岐部と液面検出部２８０との間ではない部分の断面積よりも小さい。液面検出部２８０の構成は、例えば上述の図２Ｂ、Ｃに示される構成である。

実施の形態５に係る流体取扱装置２００で、例えばｐＬレベルの微量な量の液体が計量され、その液体が分画される様子を、図５を参照しつつ以下に説明する。

まず、ウェル２３０ａに検体が導入され、バルブ２３２ａが開かれてロータリーメンブレンポンプ２５１によって検体が共通流路２４０の液面検出部２８０まで移動させられる。検体の液面の位置は、上述の図２Ｂ、Ｃに示される機構で検出されればよい。

ここで、分岐部と液面検出部２８０との間の空間は細いので、例えばピコリットルオーダーの量の検体をこの空間に存在させることができる。

次に、バルブ２３２ａを閉じて、バルブ２３２ｂのみを開けて、共通流路２４０に存在していた検体をロータリーメンブレンポンプ２５１によってウェル２３０ｂに向かって移動させるようにする。このようにするとピコリットルオーダーの検体の分画２０がウェル２３０ｂに向かう流路中で得られる。

上記の操作を繰り返すと、図５に示されるようにピコリットルオーダーの検体の分画２０が複数得られる。なお、このような分画はデジタルＰＣＲなどに有用である。

実施の形態５に係る流体取扱装置２００によれば、検体を微量に分画することができる。

（実施の形態６）
実施の形態６では、細菌などを培養することができる流体取扱装置２００について説明する。

実施の形態６に係る流体取扱装置２００は、前述のとおり、共通流路２４０と、共通流路２４０に接続された複数のウェル２３０と、共通流路２４０と複数のウェル２３０との間にそれぞれ配置された複数のロータリーメンブレンバルブ２３２と、共通流路２４０に接続されたロータリーメンブレンポンプ２５１とを有する。

実施の形態６に係る流体取扱装置２００は、ロータリーメンブレンポンプ２５１内において、基板２１０とフィルム２２０との間に配置された寒天培地を有する。寒天培地は、基板２１０に設けられた溝に配置されてもよいし、基板２１０上に薄く配置されていてもよい。寒天培地の種類は、特に制限されず、培養対象に応じて適宜選択されうる。

実施の形態６に係る流体取扱装置２００によれば、ロータリーメンブレンポンプ２５１に接続されたウェル２３０から細菌懸濁液を導入し、導入された細菌懸濁液を、第２ロータリー部材１２０を用いて寒天培地上に塗布し、培養することができる。

（実施の形態７）
実施の形態７では、抗体などを固相化できる流体取扱装置２００について説明する。

実施の形態７に係る流体取扱装置２００では、基板２１０の流路もしくはウェルに露出する面、またはフィルム２２０の流路もしくはウェルに露出する面が、抗体または抗原を固相化されるための固相化用表面を有する。基板２１０に固相化用表面が設けられている場合、基板２１０の固相化用表面の表面物性は、基板２１０の固相化用表面以外の表面の表面物性と異なっている。また、フィルム２２０に固相化用表面が設けられている場合、フィルム２２０の固相化用表面の表面物性は、フィルム２２０の固相化用表面以外の表面の表面物性と異なっている。たとえば、固相化用表面は、抗体または抗原を固定しやすい表面物性を有しており、固相化用表面以外の表面は液体が流れやすい表面物性を有している。

固相化用表面とその他の表面との表面物性を異ならせる方法は、特に制限されない。たとえば、基板２１０またはフィルム２２０を部分的にマスキングして、各種処理を施してもよい。また、表面物性が異なる第１フィルムと第２フィルムとを積層し、基板側のフィルムに貫通孔を設けて、流路またはウェル内に露出するフィルムを場所ごとに異ならせてもよい。

実施の形態７に係る流体取扱装置２００によれば、流体取扱装置２００に抗体または抗原を固相化することができ、これらを用いた検出をすることができる。

［効果］
以上のように、本発明の実施の形態に係る流体取扱装置２００によれば、様々な処理を行うことができる。本発明の実施の形態に係る流体取扱装置２００は、次世代シーケンシング（ＮＧＳ）のためのサンプルプレップにおける液処理、ならびにセルアッセイにおける培地および可視化のための染色試薬の送液にも使用することができる。

本発明の流体取扱装置は、例えば、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途において有用である。

１０液体
２０検体の分画
１００流体取扱システム
１１０第１ロータリー部材
１１１凸部
１２０第２ロータリー部材
２００流体取扱装置
２１０基板
２２０フィルム
２３０ウェル
２３１導入流路
２３２ロータリーメンブレンバルブ
２３３粗面化面
２３４突起
２４０共通流路
２４１第１流路
２４２第２流路
２４３第３流路
２４４分岐部
２５０ダイヤフラム部
２５１ロータリーメンブレンポンプ
２６０ゲル
２６１陽極接続口
２６２陰極接続口
２６３陽極
２６４陰極
２７０併設流路
２７１蛍光検出部
２８０液面検出部
３００光照射部
４００光検知部
ＣＡ１第１中心軸
ＣＡ２第２中心軸

Claims

基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、
流路と、
前記流路に接続されたウェルと、
前記流路と前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、
を有し、
前記基板または前記フィルムは、前記ロータリーメンブレンポンプに対応する位置において導入された検体を粉砕するための構造を有する、
流体取扱装置。
前記導入された検体を粉砕するための構造として、
前記ロータリーメンブレンポンプに対応する位置において前記基板の前記フィルム側の面に配置された粗面化面か、
前記ロータリーメンブレンポンプに対応する位置において前記基板の前記フィルム側の面に配置された複数の突起か、
前記ロータリーメンブレンポンプに対応する位置において前記フィルムの前記基板側の面に配置された粗面化面か、または
前記ロータリーメンブレンポンプに対応する位置において前記フィルムを構成する第１フィルムと第２フィルムとの間に配置されている複数の粒子、
を有する、請求項１に記載の流体取扱装置。
基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、
流路と、
前記流路に接続されたウェルと、
前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、
前記ウェル内、または前記ウェルと前記ロータリーメンブレンバルブとの間に配置された、血球成分を分離するためのフィルターと、
を有する、流体取扱装置。
前記フィルターは、前記ウェルと前記ロータリーメンブレンバルブとの間において前記基板の前記フィルム側の面に配置された複数の突起である、
請求項３に記載の流体取扱装置。
基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、
流路と、
前記流路に接続されたウェルと、
前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、
前記流路内に配置されたゲルと、
前記ゲルに電圧を印加できるように配置された一対の電極と、
を有する、流体取扱装置。
基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、
流路と、
前記流路に接続されたウェルと、
前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、
を有し、
前記流路は、蛍光を検出される前記流体を収容するための空間である蛍光検出部を含み、
前記蛍光検出部は、前記流路の前記蛍光検出部以外の部分よりも深い、
流体取扱装置。
前記蛍光検出部の幅は、前記流路の前記蛍光検出部以外の部分の幅と同一である、請求項６に記載の流体取扱装置。
前記流体取扱装置は、前記ウェルとしての第１ウェルおよび第２ウェルを有し、
前記流路は、
前記ロータリーメンブレンポンプに接続された共通流路と、
前記第１ウェルおよび前記共通流路に接続された第１流路と、
前記第２ウェルおよび前記共通流路に接続された第２流路と、
を含み、
前記第１流路は、前記蛍光検出部としての第１蛍光検出部を含み、
前記第２流路は、前記蛍光検出部としての第２蛍光検出部を含む、
請求項６または請求項７に記載の流体取扱装置。
基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、
流路と、
前記流路に接続されたウェルと、
前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、
を有し、
前記流路は、
分岐部と、
前記分岐部から所定の距離離れた位置に配置された、液面の到達を検知される液面検出部と、
を含み、
前記流路の前記分岐部と前記液面検出部との間の部分の断面積は、前記流路の前記分岐部と前記液面検出部との間ではない部分の断面積よりも小さい、
流体取扱装置。
基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、
流路と、
前記流路に接続されたウェルと、
前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、
を有し、
前記ロータリーメンブレンポンプは、前記基板と前記フィルムとの間に配置された寒天培地を含む、
流体取扱装置。
基板と、前記基板に接合されたフィルムとを有する、流体を処理するための流体取扱装置であって、
流路と、
前記流路に接続されたウェルと、
前記流路と、前記ウェルとの間に配置されたロータリーメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたロータリーメンブレンポンプと、
を有し、
前記基板の前記流路もしくは前記ウェルに露出する面、または前記フィルムの前記流路もしくは前記ウェルに露出する面は、抗体または抗原を固相化されるための固相化用表面を有し、
前記基板または前記フィルムにおいて、前記固相化用表面は、前記固相化用表面以外の表面と表面物性が異なる、
流体取扱装置。