JP2024029794A - 流体デバイス、流体デバイスの製造方法、及び検査システム - Google Patents

流体デバイス、流体デバイスの製造方法、及び検査システム Download PDF

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Abstract

【課題】 分岐流路を備えた流体デバイスであって、流体の逆流や滞留が生じない流体デバイスの提供を可能とする。【解決手段】 主流路１０と、複数の支流路２０と、各流路２０に連通する接続部３０を備えた流体デバイスであって、主流路１０と支流路２０と接続部３０が、支流路２０から主流路１０に向かって流体の送液が行われたときに、接続部３０において流体が合流した後に主流路１０に送液されるように互いに接続され、主流路１０と支流路２０と接続部３０の流路抵抗が、以下の関係式を満たすことを特徴とする流体デバイス。主流路１０の流路抵抗≦接続部３０の流路抵抗＜支流路２０の流路抵抗【選択図】 図１

Description

本発明は、遺伝子検査などに用いるマイクロ流体デバイスなどに関し、特に分岐流路を備えた流体デバイスに関する。
近年、ＤＮＡマイクロアレイを用いた遺伝子検査などにおいて、マイクロ流体デバイスの流路内に反応部を形成し、この反応部にＤＮＡマイクロアレイを配置させて、流路に送液される試薬中の検査対象物と、ＤＮＡマイクロアレイに固定化されたプローブとの反応にもとづいて、試薬における検査対象物の有無の判定が行われている。
マイクロ流体デバイスには、複数の試薬を個別に備えられた流入口から注入可能なものがある。すなわち、マイクロ流体デバイスに複数の支流路（分岐流路）が備えられ、これらの支流路が接続部で接続されて主流路に連通する構成になっているものがある。このようなマイクロ流体デバイスは、複数の試薬を用いた検査などにおいて、好適に利用することが可能である。
国際公開第２００８／０８７８２８号パンフレット 国際公開第２００８／０５９７１８号パンフレット
しかしながら、このような分岐流路を備えたマイクロ流体デバイスには、そのままでは試薬が出口に向かわず、他の支流路に逆流するという問題があった。
すなわち、支流路に注入された試薬は、通常一番流れやすい流路に流れる性質がある。このため、試薬は支流路から主流路に設けられた流出口に向かうことなく、接続部を経由して他の支流路の流入口へ逆流することがある。また、逆流が発生したことで他の支流路に一部残存した試薬は、該当する支流路に対して送液や吸引操作をしない限り除去されることはなく、結果として接続部付近に試薬が滞留してしまうという問題があった。
このような問題を解消する手段として、マイクロ流体デバイスにバルブを配置して、試薬が流れる流路をバルブで制御することにより、逆流を防止する方法がある。
しかしながら、この方法では、分岐流路ごとにバルブを備える必要があるため、マイクロ流体デバイスの構成が複雑になるという問題があり、このようなバルブによるマイクロ流体デバイスの複雑化は、マイクロ流体デバイスの設計、製造、制御において大きな問題となっていた。
そこで、本発明者らは鋭意研究して、分岐流路を備えた流体デバイスであって、流体の逆流及び滞留が生じない流体デバイスを開発することに成功して本発明を完成させた。
ここで、特許文献１には、主流路と複数の副流路を有するマイクロチップが開示されている。このマイクロチップによれば、複数の副流路から試薬を主流路に順次送液して、目的物質を正確に検出できるとされている。
しかし、このマイクロチップは、複数の副流路がそれぞれ個別に主流路に接続するものであるため、一つの副流路から注入された試薬が他の副流路に逆流するという問題が生じるものでない一方で主流路の逆流が生じ得るという問題を有するものであった。
また、副流路から注入された試薬が主流路内で一度貯留される構造であるため、試薬同士の混合が問題となる場合がある。例えば、試薬と検体の反応順序が重要な検査用途では、ある副流路から主流路に注入された試薬と検体の混合物を一度全て排出して、次の副流路から異なる試薬を注入するという送液手順が必要となるものであった。
また、特許文献２にも、主流路と複数の支流路を有するマイクロチップが開示されている。このマイクロチップでは、複数の支流路が比較的大きい接続部を介して主流路に連通しているため一方の支流路から他方の支流路へ逆流するものではないが、接続部内での試薬滞留が生じ得るものであり、支流路及び接続部の試薬を完全に置換して主流路に送液するという用途では用いることができないものであった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、分岐流路を備えた流体デバイスであって、流体の逆流や滞留が生じない流体デバイス、流体デバイスの製造方法、及び検査システムの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の流体デバイスは、主流路と、複数の支流路と、各流路に連通する接続部を備えた流体デバイスであって、前記主流路と前記支流路と前記接続部が、前記支流路から前記主流路に向かって流体の送液が行われたときに、前記接続部において流体が合流した後に前記主流路に送液されるように互いに接続され、前記主流路と前記支流路と前記接続部の流路抵抗が、以下の関係式を満たす構成としてある。
主流路の流路抵抗≦接続部の流路抵抗＜支流路の流路抵抗
また、本発明の流体デバイスを、前記主流路と前記支流路の流路断面積が、以下の関係式を満たす構成とすることも好ましい。
主流路の流路断面積＞支流路の流路断面積
また、本発明の流体デバイスを、少なくとも４枚の基板が接合されてなり、第二の基板に複数の前記支流路が貫通して形成され、前記第二の基板の一方の表面側に第一の基板が接合されており、前記第二の基板の他方の表面側に第三の基板が接合されており、前記第三の基板に、前記主流路が前記第二の基板に対する反対表面側に前記接続部を介して前記支流路に連通して備えられ、前記第三の基板の前記主流路が備えられた側に第四の基板が接合されており、前記第一の基板に、複数の前記支流路に連通する流体流入口が貫通して形成され、前記第一の基板、前記第二の基板、及び前記第三の基板に、前記主流路に連通する流体流出口が貫通して形成されている構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、前記支流路に連通部を介してそれぞれ連通する複数の支流路延長部が備えられ、前記第一の基板、前記第二の基板、及び前記第三の基板に、前記支流路延長部に連通する前記流体流入口が貫通して形成されている構成とすることも好ましい。
さらに、本発明の流体デバイスを、前記第四の基板に少なくとも前記主流路が貫通して形成され、前記第四の基板における前記第三の基板に対する反対表面側に第五の基板が備えられた構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、少なくとも３枚の基板が接合されてなり、第二の基板の一方の表面に複数の前記支流路が形成され、前記第二の基板の当該表面側に第一の基板が接合されており、前記第二の基板の他方の表面側に第三の基板が接合されており、前記第二の基板の表面における前記第三の基板側に、前記主流路が前記接続部を介して前記支流路に連通して備えられ、前記第一の基板に前記支流路に連通する流体流入口が貫通して形成され、前記第一の基板及び前記第二の基板に、前記主流路に連通する流体流出口が貫通して形成されている構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、少なくとも第一の基板と第二の基板とが接合されてなり、前記第二の基板に前記主流路と前記支流路と前記接続部が備えられ、前記第二の基板の前記主流路と前記支流路と前記接続部が備えられた表面側に前記第一の基板が接合されており、前記第一の基板に、前記支流路に連通する流体流入口が貫通して形成されていると共に、前記主流路に連通する流体流出口が貫通して形成されている構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、少なくとも第一の基板と第二の基板とが接合されてなり、前記第一の基板に、前記主流路と、複数の前記支流路にそれぞれ連通する複数の支流路延長部とが貫通して備えられ、前記第二の基板に、複数の前記支流路と、前記主流路に連通する前記接続部と、前記支流路延長部にそれぞれ連通する連通部とが備えられた構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、それぞれの基板が、疎水性材料により形成された構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、前記主流路の一部に反応部が備えられた構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、前記反応部の表面が、反応用物質が固定化された表面である構成とすることも好ましい。
また、本発明の流体デバイスを、前記反応部に、凹部、又は、貫通孔である担体保持部が備えられ、前記担体保持部に反応用物質が固定化された担体が保持された構成とすることも好ましい。
さらに、本発明の流体デバイスを、上記の流体デバイスにおける各構成を様々に組み合わせたものとすることも好ましい。
なお、本発明の流体デバイスの製造方法は、上記のいずれかの流体デバイスを、切削加工、射出成形、ホットエンボス加工、レーザー加工、エッチング加工、又は３Ｄプリンタ等を用いて形成する方法としてある。
本発明の検査システムは、上記のいずれかの流体デバイスと、試薬を前記流路に送液する送液制御部と、前記流体デバイスを加熱する加熱装置と、前記試薬の蛍光を励起する光を照射する光源及び発生した蛍光を検出する蛍光検出部を有する検出装置とを備えた構成としてある。
また、本発明の検査システムを、少なくとも前記支流路の開閉、切替、及び／又は流量調節を行うバルブ制御部と、前記加熱装置、前記検出装置、前記送液制御部、及び前記バルブ制御部を制御する情報処理装置とをさらに備えた構成とすることが好ましい。
さらに、本発明の検査システムを、検体から検査対象遺伝子を抽出する核酸抽出機構と、抽出された核酸を増幅する増幅反応機構と、増幅産物中の検査対象遺伝子を検出するための上記のいずれかの流体デバイスを備える検出機構とを有し、少なくともこれらの機構が、この順に流路で接続されている構成とすることも好ましい。
本発明によれば、分岐流路を備えた流体デバイスであって、流体の逆流や滞留が生じない流体デバイス、流体デバイスの製造方法、及び検査システムの提供が可能となる。
本発明の実施形態に係る流体デバイスの構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスの基板の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスに流体を送液した場合の様子を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスの変形例１の基板の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスの変形例２の基板の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスの変形例３の基板の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスの変形例４の基板の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスの変形例５の基板の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスの変形例６の基板の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る流体デバイスを用いて蛍光検出を行う様子を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る検査システムの構成を示す模式図である。 従来の流体デバイスの構成を示す模式図である。 従来の流体デバイスの基板の構成を示す模式図である。 従来の流体デバイスに流体を送液した場合の様子を示す説明図である。 従来の流体デバイスにおける流入口と流出口の配置例と流体の逆流を防止するためのバルブの配置例を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態に係る流体デバイス、流体デバイスの製造方法、及び検査システムについて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態の具体的な内容に限定されるものではない。
［流体デバイス］
まず、本発明の実施形態に係る流体デバイスについて、図１～３を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る流体デバイスの構成を示す模式図であり、図２は、この流体デバイスの基板の構成を示す模式図である。また、図３は、この流体デバイスに流体を送液した場合の様子を示す説明図である。
本実施形態の流体デバイスは、主流路と、複数の支流路と、各流路に連通する接続部を備えた流体デバイスである。
図１に示すように、本実施形態の流体デバイスは、主流路１０と支流路２０（２１，２，２３）と接続部３０が、支流路２０から主流路１０に向かって流体の送液が行われたときに、接続部３０において流体が合流した後に主流路１０に送液されるように互いに接続されている。
そして、主流路１０と支流路２０と接続部３０の流路抵抗が、以下の関係式を満たすことを特徴とする。
主流路の流路抵抗≦接続部の流路抵抗＜支流路の流路抵抗
すなわち、図１の本実施形態の流体デバイスでは、支流路２１が支流路延長部４１に連通部２１１を介して接続され、支流路２２が支流路延長部４２に連通部２２１を介して接続され、支流路２３が支流路延長部４３に連通部２３１を介して接続されている。
支流路延長部４０（４１，４２，４３）における支流路２０に対する反対側の端部には、それぞれ流体流入口４１１、４２１，４３１が備えられている。
また、支流路２１，２２，２３は、接続部３０で接続されて主流路１０に連通されている。主流路１０における接続部３０に対する反対側の端部には、流体流出口１０１が備えられている。
接続部３０の流路抵抗は、支流路２０の流路抵抗より小さくなっている。このため、各支流路から接続部３０に流入した流体は、他の支流路に流れることなく、より流路抵抗の小さい接続部３０に流れるようになっている。
さらに、接続部３０の流路抵抗は、主流路１０の流路抵抗と同じであるか、またはそれより小さくなっている。
このため、接続部３０に流入した流体は、より流路抵抗の大きい支流路２０に逆流することなく、主流路１０に流れるようになっている。また、主流路１０から接続部３０に流体が逆流することがないようになっている。
なお、図１において、支流路２０は、３つ備えられているが、本実施形態の流体デバイスにおける支流路２０の個数は、複数であればよく、特に限定されない。
本実施形態の流体デバイスの基板の構成例を図２に示す。
図２に示すように、本実施形態の流体デバイスは、５枚の基板により構成されている。第一の基板（Ｋ１）は、最上面側を構成するフィルムであり、流体流入口４１１，４２１，４３１と流体流出口１０１が形成されている。
第二の基板（Ｋ２）は、上面側の両面テープ（又はフィルム）であり、支流路２０（２１，２２，２３）と連通部２１１，２２１，２３１が形成されている。また、流体流入口４１１，４２１，４３１と流体流出口１０１が形成されている。
第三の基板（Ｋ３）は、樹脂基板であり、主流路１０と流体流出口１０１、接続部３０、支流路延長部４１と流体流入口４１１、支流路延長部４２と流体流入口４２１、及び支流路延長部４３と流体流入口４３１が形成されている。
主流路１０と支流路延長部４１，４２，４３は、基板の裏面側に凹部形状の流路として形成されている。また、接続部３０と流体流出口１０１と流体流入口４１１，４２１，４３１は、基板を貫通して形成されている。
第四の基板（Ｋ４）は、下面側の両面テープ（又はフィルム）であり、支流路延長部４１，４２，４３、及び主流路１０が形成されている。
第五の基板（Ｋ５）は、最下面側を構成するフィルムであり、何も形成されておらず、第四の基板（Ｋ４）に形成された支流路延長部４１，４２，４３と主流路１０を封止している。
このような本実施形態の流体デバイスを使用した場合の流体の流れについて、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態の流体デバイスに着色した流体を注入する様子を示している。
流体流入口４２１から注入された流体は、支流路延長部４２に送液され、連通部２２１を経由して支流路２２に送液される。
支流路２２に送液された流体は、接続部３０に流入した後、以下の関係式を満たすため他の支流路２１，２３に流入することなく、主流路１０に流入して、流体流出口１０１へ到達する。
主流路１０の流路抵抗＜支流路２１，２３の流路抵抗
このように本実施形態の流体デバイスによれば、複数の支流路が備えられている場合であっても、１つの支流路に送液された流体が、他の支流路に逆流することがない。また、主流路１０に送液された流体が、接続部３０や支流路２０に逆流することがないようになっている。
本実施形態の流体デバイスにおいて、主流路１０と支流路２０の流路断面積が、以下の関係式を満たすことが好ましい。
主流路の流路断面積＞支流路の流路断面積
本実施形態の流体デバイスをこのような構成にすれば、主流路１０と支流路２０における他の条件が同一であれば、主流路１０の流路抵抗を、支流路２０の流路抵抗より小さくすることができる。このため、支流路２０から主流路１０に流体を流れ易くすることができ、主流路１０から支流路２０への流体の逆流を防止することが可能となる。
本実施形態の流体デバイスにおいて、主流路１０の流路抵抗を支流路２０の流路抵抗より小さくする方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。なお、主流路１０と支流路２０におけるその他の条件は、同一とする。また、これらの方法を組み合わせて構成することも好ましい。
・支流路２０の流路幅を主流路１０より小さくする。
・支流路２０の流路深さを主流路１０より小さくする。
・複数の支流路２０間の分岐角度を、支流路２０と主流路１０の分岐角度より小さくする。
・支流路２０の流路長さを主流路１０より長くする。
・主流路１０に対する複数の支流路２０の水平位置を高くする。
ここで、本実施形態の流体デバイスにおける流体の逆流や滞留が生じないという効果を得るために、分岐する各流路に対して流路抵抗と圧力損失に関わる流路幅、流路深さ、流路長さ、流路の高低，曲がり，分岐，合流、分岐流路の分岐角度、バルブの構造などの流路寸法と流路形状を考慮することにより、主流路及び各支流路の損失の差が大きくなるように設計することも好ましい。
流体デバイスなどの流路では、摩擦損失、断面積の変化、流れの方向変化、分岐や合流、バルブなどの流路寸法と流路形状に影響されて種々の損失を生じ、この損失は流体の流れを表す式において損失ヘッドと呼ばれる。
直管の摩擦損失を表す管摩擦損失ヘッドｈは、層流、乱流、及び管壁の粗さのいかんに拘わらず、ダルシー・ワイズバッハの式より、以下のように与えられる。
ｈ＝Δｐ／ρｇ＝λＬ／ｄ・ｖ2／２ｇ
Δｐは圧力損失、ρは流体の密度、ｇは重力加速度、λは管摩擦係数、Ｌは流路の長さ、ｄは円管直径、ｖは流路を流れる流体の速度である。
本式の変形式Δｐ＝λＬ／ｄ・ρ／２・ｖ2によれば、流路抵抗は、ある流路へ流体を流すために必要な圧力と、その結果確認される流体の流速又は流量との比例定数を示し、流路抵抗が大となる時、圧力損失は大となる、あるいは流速が小となる関係にある。
また、流路の径が細くなる、つまり流路の断面積が減少することによって圧力損失は増加し、流路の長さが長くなることによっても圧力損失は増加することが示されている。
したがって、断面積や長さの異なる分岐流路の圧力損失を比較した場合、最も低圧力で最大の流速を得られる流路を主流路として設計することができる。
損失ヘッドは、管摩擦係数だけでなく、流路形状に対しても以下のように表すことが可能である。
ｈｎ＝ζｖｎ 2／２ｇ
損失係数ζは、流路の断面積の変化、流れの方向変化、分岐や合流、バルブなどで実験的に得ることができる係数であり、管路系の総損失ヘッドｈＬは、管摩擦係数と各種損失係数の総和として、ｈＬ＝ΣλＬ／ｄ・ｖ2／２ｇ＋Σζｖ2／２ｇと示される。
なお、分岐流路の損失係数は、分岐角度θ、流量比、分岐部の形状、円管の直径比、レイノルズ数などに依存して変化する係数であるが、例えば支流路同士がなす分岐角度を、支流路と主流路がなす分岐角度より小さくすることによって、直線方向に近い主流路へより多くの流体が分配されるため、これも加味して流路設計することで、支流路へ分配され得る流体の流速をさらに下げることができ、逆流を大きく低減することが期待できる。
以上のとおり、流路抵抗に関わる上記式と流路形状を考慮することで圧力損失と流速の大小関係を各流路間で比較し、主流路と各支流路の役割を意図した設計が可能となる。
なお、本実施形態の流体デバイスにおける流路の断面形状は円管ではなく矩形管であるため、四方全て濡れ縁の矩形管における水力等価直径として換算したものを用いることができる。矩形管の水力等価直径ｃは、流路幅をａ、流路深さをｂとしたとき、以下の式によって算出される。
ｃ＝２ａｂ／（ａ＋ｂ）
また、ハーゲン・ポアズイユの式から導出される流路抵抗Ｒ（Ｎ・ｓ／ｍ5）も、本実施形態流体デバイスにおける主流路と支流路を設計する上での指標として用いることができる。
すなわち、流体が流路内を流れるときの圧力損失Δｐ、流量Ｑを用いて、流路抵抗Ｒは、Ｒ＝Δｐ／Ｑのように示されるが、このハーゲン・ポアズイユの式は、ダルシー・ワイズバッハの式に層流条件で得られる係数λ＝６４／Ｒｅを用いた場合と同一の式であり、同様に用いることができる。
本実施形態の流体デバイスにおける各基板の材料は特に限定されないが、例えば、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）などを好適に用いることが可能である。また、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いてもよい。
また、本実施形態の流体デバイスは、各基板が疎水性材料により形成されたものとすることが好ましい。
本実施形態の流体デバイスをこのような構成にすれば、この流体デバイスにおいて、支流路を疎水性パッシブバルブとして用いることも可能となる。
なお、このバルブを通って液体を流すのに必要な圧力を示す圧力差ΔＰは、以下の式によって算出することができる。
ΔＰ＝－２γｃｏｓθ（１／ｗ＋１／ｈ－１／Ｗ＋１／Ｈ）
γは単位面積当たりの気－液界面の表面エネルギー、θは接触角、ｗは支流路の流路幅、ｈは支流路の流路深さ、Ｗは支流路延長部の流路幅、Ｈは支流路延長部の流路深さである。
気－液界面が存在する本実施形態のような流体デバイスであれば、流路抵抗にもとづく逆流方向への流速低減に加えて、疎水性パッシブバルブの働きによって、液体を支流路延長部に留めることも可能となる。
このため、本実施形態の流体デバイスによれば、各支流路への意図しない逆流や液体の滞留をさらに低減することが可能である。
また、本実施形態の流体デバイスにおいて、各基板の接合方法としては、熱融着、レーザー、超音波、溶剤、接着剤、粘着剤、プラズマ処理、紫外線処理を用いるなど、特に限定されない。
また、本実施形態の流体デバイスにおいて、主流路１０、支流路２０、接続部３０、支流路延長部４１，４２，４３、流体流入口４１１，４２１，４３１、及び流体流出口１０１等を加工する方法は、特に限定されず、例えば切削加工、射出成形、ホットエンボス加工、レーザー加工、エッチング加工、３Ｄプリンタなどを用いて行うことが可能である。
ここで、従来の流体デバイスについて、図１２～１５を参照して説明する。図１２は、従来の流体デバイスの構成を示す模式図であり、図１３は、従来の流体デバイスの基板の構成を示す模式図である。図１４は、従来の流体デバイスに流体を送液した場合の様子を示す説明図である。図１５は、従来の流体デバイスにおける流入口と流出口の配置例と流体の逆流を防止するためのバルブの配置例を示す説明図である。
図１２に示すように、複数の支流路を備えた従来の一般的な流体デバイスは、例えば主流路１０００と支流路２０００（２１００，２２００，２３００）と接続部３０００を備えている。
支流路２１００，２２００，２３００には、それぞれ流体流入口２１０１，２２０１，２３０１が備えられ、主流路１０００には流体流出口１００１が備えられている。
そして、流体流入口２１０１，２２０１，２３０１から注入された流体は、接続部３０００を経由して主流路１０００に送液され、流体流出口１００１から排出される構成となっている。
従来の流体デバイスの基板の構成例を図１３に示す。
図１３に示すように、この従来の流体デバイスは、３つの基板により構成されている。第一の基板（Ｋ１００）は、最上面側を構成する樹脂基板であり、主流路１０００と流体流出口１００１、支流路２１００と流体流入口２１０１、支流路２２００と流体流入口２２０１、及び支流路２３００と流体流入口２３０１が形成されている。
主流路１０００と支流路２１００，２２００，２３００と接続部３０００は、基板の裏面側に凹部形状の流路として形成されている。また、流体流出口１００１と流体流入口２１０１，２２０１，２３０１は、基板を貫通して形成されている。
第二の基板（Ｋ２００）は、両面テープ（又はフィルム）であり、主流路１０００と支流路２１００，２２００，２３００と接続部３０００が形成されている。
第三の基板（Ｋ３００）は、最下面側を構成するフィルムであり、何も形成されておらず、第二の基板（Ｋ２００）に形成された主流路１０００と支流路２１００，２２００，２３００と接続部３０００を封止している。
このような従来の流体デバイスを使用した場合の流体の流れについて、図１４を参照して説明する。図１４は、本実施形態の流体デバイスに着色した流体を注入する様子を示している。
流体流入口２２０１から注入された流体は、支流路２２００に送液される。接続部３０００に到達した流体は、最も流れやすい流路に送液されるため、主流路１０００ではなく、まずは直線方向にある支流路２３００に流入する。
次に、主流路１０００と支流路２１００にも流入して、流体流出口１００１に到達する。
このように、複数の支流路を備えた従来の流体デバイスでは、１つの支流路から注入した流体は、他の支流路に逆流して滞留したり、あるいは主流路から接続部に向けて容易に逆流するようになっている。
このため、従来の流体デバイスは、このままでは検査に適切に使用できないという問題があった。
図１５（Ａ）は、このような従来の流体デバイスにおける流入口と流出口の配置を示す模式図である。
従来の流体デバイスは、このままでは検査に適切に使用できないため、図１５（Ｂ）に示すように、逆流を防止するためのバルブを配置することが必要であった。
図１５（Ｂ）の例では、各流入口と接続部との間にそれぞれバルブが配置されている。このように従来の流体デバイスであっても、バルブを用いることによって、支流路や接続部への逆流が生じないようにすることは可能である。
しかしながら、流体デバイスにおけるこのような逆流防止のみを目的とするバルブの設置は、流体デバイスの構成を徒に複雑化する原因となり、流体デバイスの製造においては大きな問題となっていた。
次に、本実施形態の流体デバイスの変形例について、図４～９を参照して説明する。
なお、これらの図において、図１～３を参照して説明した本実施形態の流体デバイスと同様の構成については、同一の符号を付している。
まず、図４を参照して、本実施形態の流体デバイスの変形例１について説明する。変形例１は、支流路延長部を有しておらず、支流路に流体流入口が備えられている点で、上述した本実施形態の流体デバイスと相違している。その他の点については、同流体デバイスと同様である。
変形例１の流体デバイスは、５枚の基板を接合して形成されている。
第一の基板（Ｋ１－１）は、最上面側を構成するフィルムであり、流体流入口２１２，２２２，２３２と流体流出口１０１が形成されている。
第二の基板（Ｋ２－１）は、上面側の両面テープ（又はフィルム）であり、支流路２０（２１，２２，２３）が形成されている。また、流体流入口２１２，２２２，２３２と流体流出口１０１が形成されている。
第三の基板（Ｋ３－１）は、樹脂基板であり、主流路１０と流体流出口１０１、及び接続部３０が形成されている。
主流路１０は、基板の裏面側に凹部形状の流路として形成されている。また、接続部３０と流体流出口１０１は、基板を貫通して形成されている。
第四の基板（Ｋ４－１）は、下面側の両面テープ（又はフィルム）であり、主流路１０が形成されている。
第五の基板（Ｋ５－１）は、最下面側を構成するフィルムであり、何も形成されておらず、第四の基板（Ｋ４－１）に形成された主流路１０を封止している。
このような変形例１の流体デバイスによれば、流体流入口２１２，２２２，２３２から注入された流体は、支流路２１，２２，２３へ送液され、接続部３０を介して主流路１０に送液されて流体流出口１０１から排出される。
ここで、変形例１の流体デバイスは、支流路２０の流路抵抗が接続部３０の流路抵抗よりも大きく、接続部３０の流路抵抗が主流路１０の流路抵抗と同一又はより大きくなっている。このため、主流路１０から接続部３０へ流体が逆流したり、接続部３０から支流路２１，２２，２３へ流体が逆流することがない。
したがって、このような流体デバイスによれば、試薬を適切に送液することができるため、流体デバイスを用いた検査を好適に実施することが可能となる。
次に、図５を参照して、本実施形態の流体デバイスの変形例２について説明する。変形例２は、上述した本実施形態の流体デバイスと支流路延長部の形状が相違しており、その他の点については同流体デバイスと同様のものであるが、より詳細に説明する。
変形例２の流体デバイスは、５枚の基板を接合して形成されている。
第一の基板（Ｋ１－２）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。第二の基板（Ｋ２－２）は、支流路２０が形成された両面テープである。第三の基板（Ｋ３－２）は、主流路１０と接続部３０と支流路延長部が形成された樹脂基板である。第四の基板（Ｋ４－２）は、主流路１０と支流路延長部が形成された両面テープである。第五の基板（Ｋ５－２）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。
具体的には、第二の基板（Ｋ２－２）には、複数の支流路２０（２１，２２，２３）が貫通して形成されている。そして、第二の基板（Ｋ２－２）の一方の表面側に、第一の基板（Ｋ１－２）が接合されている。
また、第二の基板（Ｋ２－２）の他方の表面側に、第三の基板（Ｋ３－２）が接合されている。
第三の基板（Ｋ３－２）において、主流路１０が、第二の基板（Ｋ２－２）に対する反対表面側に接続部３０を介して支流路２０に連通して備えられている。
また、第三の基板（Ｋ３－２）には、支流路２０に連通部２１１，２２１，２３１を介してそれぞれ連通する複数の支流路延長部４１，４２，４３が備えられている。
さらに、第三の基板（Ｋ３－２）の主流路１０が備えられた側に第四の基板（Ｋ４－２）が接合されている。
そして、第一の基板（Ｋ１－２）、第二の基板（Ｋ２－２）、及び第三の基板（Ｋ３－２）に、支流路延長部４１，４２，４３にそれぞれ連通する流体流入口４１１，４２１，４３１が貫通して形成されており、また主流路１０に連通する流体流出口１０１が貫通して形成されている。
また、第四の基板（Ｋ４－２）には、主流路１０、及び支流路延長部４１，４２，４３が貫通して形成されている。
そして、第四の基板（Ｋ４－２）における第三の基板（Ｋ３－２）に対する反対表面側に第五の基板（Ｋ５－２）が備えられている。
なお、本変形例１では、第四の基板（Ｋ４－２）を用いて第三の基板（Ｋ３－２）と第五の基板（Ｋ５－２）を接合する構成としているが、第四の基板（Ｋ４－２）を省略して、その他の接合方法により、第三の基板（Ｋ３－２）と第五の基板（Ｋ５－２）を接合する構成としてもよい。
このような変形例２の流体デバイスによれば、流体流入口４１１，４２１，４３１から注入された流体は、それぞれ支流路延長部４１，４２，４３を経由して支流路２１，２２，２３へ送液され、接続部３０を介して主流路１０に送液されて流体流出口１０１から排出される。
また、変形例１と同様に、支流路２０の流路抵抗が接続部３０の流路抵抗よりも大きく、接続部３０の流路抵抗が主流路１０の流路抵抗と同一又はより大きくなっているため、主流路１０から接続部３０へ流体が逆流したり、接続部３０から支流路２１，２２，２３へ流体が逆流することがない。
したがって、このような流体デバイスによれば、試薬を適切に送液することができるため、流体デバイスを用いた検査を好適に実施することが可能となる。
次に、図６を参照して、本実施形態の流体デバイスの変形例３について説明する。変形例３は、３枚の基板を接合して形成されている点で、上述した本実施形態の流体デバイスと相違している。
第一の基板（Ｋ１－３）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。第二の基板（Ｋ２－３）は、主流路１０と支流路２０と接続部３０と支流路延長部４０が形成された樹脂基板である。第三の基板（Ｋ３－３）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。
具体的には、第二の基板（Ｋ２－３）の一方の表面に複数の支流路２０（２１，２２，２３）が形成されている。また、第二の基板（Ｋ２－３）の他方の表面に主流路１０が形成されている。そして、第二の基板（Ｋ２－３）の支流路２０が形成された表面側に、第一の基板（Ｋ１－３）が接合されている。
第二の基板（Ｋ２－３）において、主流路１０は接続部３０を介して支流路２０に連通して備えられている。
また、第二の基板（Ｋ２－３）の主流路が形成された表面側には、支流路２０に連通部２１１，２２１，２３１を介してそれぞれ連通する複数の支流路延長部４０（４１，４２，４３）が備えられている。
さらに、第二の基板（Ｋ２－３）の主流路１０が備えられた側に第三の基板（Ｋ３－３）が接合されている。
そして、第一の基板（Ｋ１－３）に、支流路延長部４１，４２，４３にそれぞれ連通する流体流入口４１１，４２１，４３１が貫通して形成されており、また主流路１０に連通する流体流出口１０１が貫通して形成されている。
このような変形例３の流体デバイスによれば、流体流入口４１１，４２１，４３１から注入された流体は、それぞれ支流路延長部４１，４２，４３を経由して支流路２１，２２，２３へ送液され、接続部３０を介して主流路１０に送液されて流体流出口１０１から排出される。
また、変形例１と同様に、支流路２０の流路抵抗が接続部３０の流路抵抗よりも大きく、接続部３０の流路抵抗が主流路１０の流路抵抗と同一又はより大きくなっているため、主流路１０から接続部３０へ流体が逆流したり、接続部３０から支流路２１，２２，２３へ流体が逆流することがない。このため、試薬を適切に送液することができ、流体デバイスを用いた検査を好適に実施することが可能になっている。
次に、図７を参照して、本実施形態の流体デバイスの変形例４について説明する。変形例４は、支流路延長部を有しておらず、支流路に流体流入口が備えられている点で、上述した変形例３と相違する。その他の点については、同流体デバイスと同様である。
変形例４の流体デバイスも、３枚の基板を接合して形成されている。
第一の基板（Ｋ１－４）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。第二の基板（Ｋ２－４）は、支流路２０と主流路１０と接続部３０が形成された樹脂基板である。第三の基板（Ｋ３－４）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。
具体的には、第二の基板（Ｋ２－４）の一方の表面に複数の支流路２０（２１，２２，２３）が形成されている。また、第二の基板（Ｋ２－４）の他方の表面に主流路１０が形成されている。そして、第二の基板（Ｋ２－４）の支流路２０が形成された表面側に、第一の基板（Ｋ１－４）が接合されている。
第二の基板（Ｋ２－４）において、主流路１０は接続部３０を介して支流路２０に連通して備えられている。
また、第二の基板（Ｋ２－４）の主流路１０が備えられた側に第三の基板（Ｋ３－４）が接合されている。
そして、第一の基板（Ｋ１－４）に、支流路２１，２２，２３にそれぞれ連通する流体流入口２１２，２２２，２３２が貫通して形成されており、また主流路１０に連通する流体流出口１０１が貫通して形成されている。
このような変形例４の流体デバイスによれば、流体流入口２１２，２２２，２３２から注入された流体は、支流路２１，２２，２３へ送液され、接続部３０を介して主流路１０に送液されて流体流出口１０１から排出される。
このとき、主流路１０から接続部３０へ流体が逆流したり、接続部３０から支流路２１，２２，２３へ流体が逆流することがないため、試薬を適切に送液することができ、流体デバイスを用いた検査を好適に実施することが可能である。
次に、図８を参照して、本実施形態の流体デバイスの変形例５について説明する。変形例５は、２枚の基板を接合して形成されている点で、上述した実施形態及びその変形例と相違する。
第一の基板（Ｋ１－５）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。第二の基板（Ｋ２－５）は、主流路１０と支流路２０と接続部３０と支流路延長部４０が形成された樹脂基板である。
具体的には、第二の基板（Ｋ２－５）の一方の表面側に、主流路１０と支流路２０（２１，２２，２３）と接続部３０が備えられている。また、第二の基板（Ｋ２－５）の同表面側に、支流路２１，２２，２３に連通部２１１，２２１，２３１を介してそれぞれ連通する支流路延長部４０（４１，４２，４３）が備えられている。
そして、第二の基板（Ｋ２－５）の主流路１０と支流路２０と接続部３０と支流路延長部４０が備えられた表面側に第一の基板（Ｋ１－５）が接合されている。
また、第一の基板（Ｋ１－５）において、支流路延長部４１，４２，４３に連通する流体流入口４１１，４２１，４３１が貫通して形成されており、また主流路１０に連通する流体流出口１０１が貫通して形成されている。
このような変形例５の流体デバイスにおいても、流体流入口４１１，４２１，４３１から注入した流体は、それぞれ支流路延長部４１，４２，４３を経由して支流路２１，２２，２３へ送液され、接続部３０を介して主流路１０に送液されて流体流出口１０１から排出される。
すなわち、主流路１０から接続部３０へ流体が逆流せず、また接続部３０から支流路２１，２２，２３へ流体が逆流することがないため、試薬を適切に送液することができ、流体デバイスを用いた検査を好適に実施することが可能である。
なお、変形例５において、支流路延長部４０を無くし、支流路２１，２２，２３における連通部２１１，２２１，２３１の位置に流体流入口２１２，２２２，２３２を設けると共に、流体流入口２１２，２２２，２３２が第一の基板（Ｋ１－５）を貫通して備えられた構成にすることも可能である。
この場合は、流体流入口２１２，２２２，２３２から注入した流体は、支流路２１，２２，２３へ送液され、接続部３０を介して主流路１０に送液されて流体流出口１０１から排出される。
このようにしても、主流路１０から接続部３０へ流体が逆流せず、また接続部３０から支流路２１，２２，２３へ流体が逆流することがないため、試薬を適切に送液することができ、流体デバイスを用いた検査を好適に実施することが可能である。
次に、図９を参照して、本実施形態の流体デバイスの変形例６について説明する。変形例６は、試薬供給用又は混合用のチューブ又はカートリッジを備えている点で、上述した実施形態及びその変形例と相違する。
変形例６の流体デバイスは、３枚の基板を接合して形成されている。
図９において、第一の基板（Ｋ１－６）は、試薬供給用又は混合用のチューブ又はカートリッジである。第二の基板（Ｋ２－６）は、支流路２０と接続部３０が形成された両面テープである。第三の基板（Ｋ３－６）は、封止用のフィルム又は樹脂基板である。
具体的には、第一の基板（Ｋ１－６）において、主流路１０と、複数の支流路２１，２２，２３にそれぞれ連通する複数の支流路延長部４１，４２，４３が貫通して備えられている。支流路延長部４１，４２，４３は、試薬供給用のチューブに相当する。また、主流路１０は、試薬混合用のチューブに相当する。
また、第二の基板（Ｋ２－６）において、複数の支流路２１，２２，２３と、主流路１０に連通する接続部３０と、支流路延長部４１，４２，４３にそれぞれ連通する連通部２１１，２２１，２３１が備えられている。
そして、第二の基板（Ｋ２－６）における第一の基板（Ｋ１－６）に対する反対表面側に第三の基板（Ｋ３－６）が備えられている。
なお、第二の基板（Ｋ２－６）を樹脂基板により構成し、支流路２０と接続部３０と連通部２１１，２２１，２３１を第二の基板（Ｋ２－６）における第一の基板（Ｋ１－６）の表面側に形成して、第三の基板（Ｋ３－６）を省略することもできる。
このような変形例６の流体デバイスによれば、流体流入口４１１，４２１，４３１を介して支流路延長部４１，４２，４３にそれぞれ注入された試薬は、支流路２１，２２，２３へ送液され、接続部３０を介して主流路１０に送液され、流体流出口１０１から排出させることができる。
このとき、支流路２０の流路抵抗が接続部３０の流路抵抗よりも大きく、接続部３０の流路抵抗が主流路１０の流路抵抗と同一又はより大きくなっているため、試薬が主流路１０から接続部３０や支流路２１，２２，２３、及び支流路延長部４１，４２，４３へ逆流することがない。
したがって、変形例６の流体デバイスによれば、試薬を適切な順序で混合することなどができるため、流体デバイスを用いた検査を適切に行うことが可能になっている。
さらに、以上説明した変形例１～変形例６の流体デバイスの全部又は一部の構成を組み合わせることによって、本実施形態における他の変形例の流体デバイスを構成することも好ましい。
また、本実施形態の流体デバイスは、図示しないが、主流路１０の一部に反応部が備えられた構成とすることが好ましい。なお、支流路延長部４１，４２，４３の一部に反応部を配置させることもできる。
このとき、本実施形態の流体デバイスにおける反応部の表面自体にプローブなど（反応用物質）を固定化して、検査部として機能させることが可能である。
また、反応部を凹部として形成して、この反応部にプローブが固定化されたＤＮＡマイクロアレイなどの担体を配置し（このような担体を保持する反応部を担体保持部と称する場合がある。）、検査部として機能させることもできる。
さらに、担体保持部を、主流路１０が備えられた基板を貫通する穿孔（貫通孔）として形成することも好ましい。
さらに、担体としては、ＤＮＡマイクロアレイやＤＮＡチップとすることができる。また、担体は、ＤＮＡを検出するものに限られず、その他の物質を検出するためのマイクロアレイやチップなどであってもよい。
本実施形態において、担体としてＤＮＡマイクロアレイを用いる場合、このＤＮＡマイクロアレイは、プローブを用いて、既存の一般的な方法で製造することができる。
例えば、このＤＮＡマイクロアレイとして、貼り付け型のＤＮＡチップを作成する場合は、ＤＮＡスポッターによりプローブをガラス基板上に固定化して、各プローブに対応するスポットを形成することにより作成することができる。また、合成型ＤＮＡチップを作成する場合は、光リソグラフィ技術により、ガラス基板上で上記配列を備えた一本鎖オリゴＤＮＡを合成することにより作成することができる。さらに、基板はガラス製に限定されず、プラスチック基板やシリコンウエハー等を用いることもできる。また、基板の形状は平板状のものに限定されず、様々な立体形状のものとすることもでき、その表面に化学反応が可能となるように官能基を導入したものなどを用いることもできる。
また、担体としてＤＮＡマイクロアレイを用いる場合、マイクロアレイ用基板に固定化される固体支持体は、核酸（ＤＮＡ，ＲＮＡ等）、又はペプチド（オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質等）を固定化するためのもので、核酸又はペプチドと共有結合し得る官能基を有する。核酸又はペプチドと共有結合し得る官能基としては、当技術分野で公知のものを使用できる。また担体として、表面にダイヤモンドライクカーボン層（ＤＬＣ）を有するものを用いることも好ましい。
反応用物質としては、核酸、タンパク質、糖鎖などの生体物質を好適に用いることができる。具体的には、例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、レクチン、ビオチン－アビジン等を用いることができる。また、反応用物質として、生体物質以外のもの、例えば、抗体やＤＮＡアプタマーなどの生体物質と結合することが可能な低分子化合物（香気成分、アレルゲンなど）を用いることも可能である。
［流体デバイスの製造方法］
本実施形態の流体デバイスの製造方法は、上述した本実施形態の流体デバイスを、切削加工、射出成形、ホットエンボス加工、レーザー加工、エッチング加工、又は３Ｄプリンタ等を用いて形成することを特徴とする。
本実施形態の流体デバイスは、このような方法により、好適に製造することが可能である。
［検査方法］
次に、図１０を参照して、本実施形態の流体デバイスを用いた検査方法について説明する。図１０は、本実施形態の流体デバイスを用いて蛍光検出を行う様子を示す模式図である。図１０には、加熱装置６０に載置された流体デバイスが示されている。この流体デバイスにおける反応部に対面するように、検出装置５０が配置されている。
本実施形態の流体デバイスを用いた検査方法では、流体デバイスの反応部に反応用物質が固定化された担体を配置して検査に用いる流体デバイスを準備し、いずれかの流体流入口から試薬を注入して、支流路２０と接続部３０を経由して主流路１０へ送液し、反応部における担体と接触させる。
試薬には、被検査物質に蛍光物質を結合したものが含まれている。また、担体における反応用物質は、検査対象物と反応することによって、検査対象物を担体に固定する。
したがって、試薬に検査対象物が含まれていると、検査対象物は担体に捕捉されるため、捕捉された検査対象物の蛍光物質を検出することによって、試薬における検査対象物の有無を判定することができるようになっている。
このとき、流体デバイスの反応部における試薬の温度が、検査対象物と反応用物質との反応に適した温度に保たれるように、加熱装置６０によって流体デバイスを加熱する。
検査対象物と反応用物質の反応完了後、試薬を投入した流体流入口とは別の流体流入口から洗浄液を注入しつつ、流体流出口１０１から試薬と洗浄液を排出して、反応部内における試薬を洗浄液に置換する。
そして、反応部に配置された担体に対して、光源５１から蛍光の励起用のレーザーを照射し、蛍光検出部５２によって、担体における反応用物質と反応した検査対象物に結合する蛍光物質から励起された蛍光を検出する。
このような本実施形態の検査方法によれば、本実施形態の流体デバイスにおいて流体の逆流が生じないため、検査を好適に行うことが可能である。
［検査システム］
次に、図１１を参照して、本実施形態の検査システムについて説明する。図１１は、本実施形態の検査システムの構成を示す模式図である。
図１１に示すように、本実施形態の検査システム７０は、流体デバイス７１と、試薬供給部７２と、廃液排出部７３と、加熱装置７４と、検出装置７５と、送液制御部７６を有している。
流体デバイス７１は、本実施形態に係る流体デバイスである。
試薬供給部７２は、試薬が充填された容器やチューブなどにより構成される。試薬としては、例えば検査対象物であるＤＮＡを含むハイブリダイゼーションバッファーなどが用いられる。また、ハイブリダイゼーション後、流体デバイス７１からバッファーを洗い流すための洗浄液も用いられる。
廃液排出部７３は、流体デバイス７１における反応後、流体デバイス７１からの廃液を貯留する容器やチューブなどにより構成される。
加熱装置７４は、流体デバイス７１を加熱して、反応部における試薬の温度を反応に適した温度に調節する。この加熱装置７４としては、ヒーターや金属製のステージを用いて構成することができる。具体的には、例えばペルチェ式ヒーターを用いることができる。また、必要に応じて冷却させるために、冷却ファンなどの冷却装置を併せて備えることも好ましい。
検出装置７５は、図１０の検出装置５０に相当するものであり、試薬に含まれる蛍光物質の蛍光を励起する光を照射する光源と、発生した蛍光を検出する蛍光検出部とを備えている。
すなわち、光源が流体デバイス７１の担体保持部に配置された担体に励起レーザーを照射して、蛍光検出部が担体に固定化された反応用物質に結合した試薬の蛍光色素から放出される蛍光を検出して数値化する。
送液制御部７６は、試薬供給部７２から流体デバイス７１への試薬の送液を制御する。送液制御部７６は、流体を流すためにアクチュエータとして空気圧を用いるニューマチック型、蠕動運動型、加熱による気体の膨張を利用するサーモニューマチック型、静電引力型、電磁石型、ピエゾ型、バイメタル型、形状記憶合金型、電圧駆動型などがあげられる。具体的には、例えば流路内を加圧するポンプ、ペリスタポンプ、シリンジポンプ等を好適に用いることができる。
また、本実施形態の検査システム７０において、バルブ制御部７７と制御装置７８を備えることも好ましい。
バルブ制御部７７は、流体デバイス７１にバルブ部が備えられている場合、バルブ部を制御することによって流路に対して外部から力を与え、流路の開閉、切替、流量調節を行うことができる。バルブ制御部７７は、アクチュエータにより可動部を動かして流路を変形・遮断する能動型と、機械的構造や流路寸法、表面親水性により流れの方向を規定する受動型のものがあげられる。アクチュエータとしては、空気圧を用いるニューマチック型、加熱による気体の膨張を利用するサーモニューマチック型、静電引力型、電磁石型、ピエゾ型、バイメタル型、形状記憶合金型、おもりやバネを用いる挟持型などがあげられ、特にニューマチック型を特に好適に用いることができる。
制御装置７８は、加熱装置７４、検出装置７５、送液制御部７６、及びバルブ制御部７７を制御する情報処理装置などにより構成することができる。この情報処理装置としては、コンピュータやマイコン、ＰＬＣ（programmable logic controller，プログラマブルロジックコントローラ）などを用いることができる。制御装置７８は、各装置を制御するための情報を所定のタイミングで送信することによりそれらの動作を制御することができる。
また、本実施形態の検査システムを、検体から検査対象遺伝子を抽出する核酸抽出機構と、抽出された核酸を増幅する増幅反応機構と、増幅産物中の検査対象遺伝子を検出するための上述した本実施形態の流体デバイスを備える検出機構とを有し、少なくともこれらの機構が、この順に流路で接続された構成とすることも好ましい。
勿論、これらの機構の間に、その他の処理を行う機構を有するものとすることができることは言うまでもない。
核酸抽出機構は、検体の細胞の破砕物からゲノムＤＮＡを抽出する構成である。ゲノムＤＮＡの抽出は、ＣＴＡＢ法（Cetyl trimethyl ammonium bromide）や多孔質材料を使ってＰＣＲ阻害物質を低減する方法や、ＤＮＡ吸着担体を含むフィルター、磁性ビーズなどを用いるＤＮＡ抽出キット・装置によって分離精製する方法など、一般的な手法により行うことができる。
増幅反応機構は、抽出したゲノムＤＮＡにおける標的領域を増幅させる構成である。すなわち、ゲノムＤＮＡにおける標的領域を含むＤＮＡ断片を増幅させる。この標的領域の増幅方法は、特に限定されないが、ＰＣＲ法を好適に用いることができる。ＰＣＲ法では、標的領域を増幅させるためのプライマーセットを含有するＰＣＲ反応液を用いて、標的領域を増幅させる。ＰＣＲ装置としては、一般的なサーマルサイクラーなどを用いることができる。
検出機構は、図１１を用いて上述した検査システムの構成部分である。すなわち、本実施形態の検査システムによって、増幅産物を本実施形態の流体デバイスの担体保持部に配置したＤＮＡマイクロアレイのプローブと反応させ、プローブと結合した増幅産物の標識を検出することで、増幅産物の有無を確認する。
以上説明したように、本実施形態の流体デバイスによれば、分岐流路を備えていても、流体の逆流や滞留が生じることを防止することが可能である。
また、本実施形態の検査システムによれば、検体からの検査対象物の抽出から、流体デバイスによる検査対象物の検出までを自動的に制御することが可能である。また、流体デバイスにおいて試薬の逆流や滞留が生じることを防止することができるため、検査を適切に行うことが可能となっている。
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、流路を一直線状ではなく、１つ又は複数の曲がり角を備えたものとしたりするなど適宜変更することが可能である。
本発明は、流体デバイスを用いた検査対象物の存否の検査などにおいて、流体の逆流や滞留を防止可能な流体デバイスとして、好適に利用することが可能である。
１０ 主流路
１０１ 流体流出口
２０（２１，２２，２３） 支流路
２１１，２２１，２３１ 連通部
２１２，２２２，２３２ 流体流入口
３０ 接続部
４０（４１，４２，４３） 支流路延長部
４１１，４２１，４３１ 流体流入口
５０ 検出装置
５１ 光源
５２ 蛍光検出部
６０ 加熱装置
７０ 検査システム
７１ 流体デバイス
７２ 試薬供給部
７３ 廃液排出部
７４ 加熱装置
７５ 検出装置
７６ 送液制御部
７７ バルブ制御部
７８ 制御装置

Claims (15)

  1. 主流路と、複数の支流路と、各流路に連通する接続部を備えた流体デバイスであって、
    前記主流路と前記支流路と前記接続部が、前記支流路から前記主流路に向かって流体の送液が行われたときに、前記接続部において流体が合流した後に前記主流路に送液されるように互いに接続され、
    前記主流路と前記支流路と前記接続部の流路抵抗が、以下の関係式を満たすことを特徴とする流体デバイス。
    主流路の流路抵抗≦接続部の流路抵抗＜支流路の流路抵抗
  2. 前記主流路と前記支流路の流路断面積が、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１記載の流体デバイス。
    主流路の流路断面積＞支流路の流路断面積
  3. 少なくとも４枚の基板が接合されてなり、
    第二の基板に複数の前記支流路が貫通して形成され、前記第二の基板の一方の表面側に第一の基板が接合されており、
    前記第二の基板の他方の表面側に第三の基板が接合されており、前記第三の基板に、前記主流路が前記第二の基板に対する反対表面側に前記接続部を介して前記支流路に連通して備えられ、
    前記第三の基板の前記主流路が備えられた側に第四の基板が接合されており、
    前記第一の基板に、複数の前記支流路に連通する流体流入口が貫通して形成され、
    前記第一の基板、前記第二の基板、及び前記第三の基板に、前記主流路に連通する流体流出口が貫通して形成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の流体デバイス。
  4. 前記支流路に連通部を介してそれぞれ連通する複数の支流路延長部が備えられ、
    前記第一の基板、前記第二の基板、及び前記第三の基板に、前記支流路延長部に連通する前記流体流入口が貫通して形成されている
    ことを特徴とする請求項３記載の流体デバイス。
  5. 前記第四の基板に少なくとも前記主流路が貫通して形成され、
    前記第四の基板における前記第三の基板に対する反対表面側に第五の基板が備えられた
    ことを特徴とする請求項３又は４記載の流体デバイス。
  6. 少なくとも３枚の基板が接合されてなり、
    第二の基板の一方の表面に複数の前記支流路が形成され、前記第二の基板の当該表面側に第一の基板が接合されており、
    前記第二の基板の他方の表面側に第三の基板が接合されており、
    前記第二の基板の表面における前記第三の基板側に、前記主流路が前記接続部を介して前記支流路に連通して備えられ、
    前記第一の基板に前記支流路に連通する流体流入口が貫通して形成され、前記第一の基板及び前記第二の基板に、前記主流路に連通する流体流出口が貫通して形成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の流体デバイス。
  7. 少なくとも第一の基板と第二の基板とが接合されてなり、
    前記第二の基板に前記主流路と前記支流路と前記接続部が備えられ、
    前記第二の基板の前記主流路と前記支流路と前記接続部が備えられた表面側に前記第一の基板が接合されており、
    前記第一の基板に、前記支流路に連通する流体流入口が貫通して形成されていると共に、前記主流路に連通する流体流出口が貫通して形成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の流体デバイス。
  8. 少なくとも第一の基板と第二の基板とが接合されてなり、
    前記第一の基板に、前記主流路と、複数の前記支流路にそれぞれ連通する複数の支流路延長部とが貫通して備えられ、
    前記第二の基板に、複数の前記支流路と、前記主流路に連通する前記接続部と、前記支流路延長部にそれぞれ連通する連通部とが備えられた
    ことを特徴とする請求項１記載の流体デバイス。
  9. それぞれの基板が、疎水性材料により形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の流体デバイス。
  10. 前記主流路の一部に反応部が備えられたことを特徴とする請求項１又は２記載の流体デバイス。
  11. 前記反応部の表面が、反応用物質が固定化された表面であることを特徴とする請求項１０記載の流体デバイス。
  12. 前記反応部に、凹部、又は、貫通孔である担体保持部が備えられ、前記担体保持部に反応用物質が固定化された担体が保持されたことを特徴とする請求項１０記載の流体デバイス。
  13. 請求項１又は２記載の流体デバイスと、試薬を前記支流路に送液する送液制御部と、前記流体デバイスを加熱する加熱装置と、前記試薬の蛍光を励起する光を照射する光源及び発生した蛍光を検出する蛍光検出部を有する検出装置と、を備えた
    ことを特徴とする検査システム。
  14. 少なくとも前記支流路の開閉、切替、及び／又は流量調節を行うバルブ制御部と、前記加熱装置、前記検出装置、前記送液制御部、及び前記バルブ制御部を制御する情報処理装置と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１３記載の検査システム。
  15. 検体から検査対象遺伝子を抽出する核酸抽出機構と、
    抽出された核酸を増幅する増幅反応機構と、
    増幅産物中の検査対象遺伝子を検出するための請求項１又は２記載の流体デバイスを備える検出機構と、を有し、
    少なくともこれらの機構が、この順に流路で接続されている
    ことを特徴とする検査システム。
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