JP4370214B2 - 検査用プレートと、前記検査用プレートを用いた検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば血液検査、尿検査、あるいはＤＮＡ検査を医療機関や個人などで行なうことが可能な簡易な検査用プレートに係わり、特に、上流側物質を上流側収納室内に適切に留めておくことともに、下流側物質を収納した後、自動的に、あるいは任意のタイミングで、前記上流側物質を前記下流側収納室まで導くことが可能な検査用プレートと、前記検査用プレートを用いた検査方法に関する。

近年、血液や尿など、人体からの採取物に対する検査用のチップの開発が盛んになっている。例えば、ＤＮＡチップは、ガラスなどの基板上に多種類のＤＮＡ断片（プローブ）を貼り付けた物で、人から採取した遺伝子（検体，あるいはターゲット）の働き具合（発現）等を一度に測定することが出来る。

従来、試験管とスポイト、あるいは攪拌機等で行なわれていた生化学反応を前記チップ上で行なうことで、高速度で検査することができ、また検査工程の簡略化を測ることが可能であると考えられ、注目を浴びている。

ところで検査チップは、現在、研究用チップとして大学や研究機関向けに開発されているのが主流であるが、将来的には、医療機関や個人向けへの簡易な検査チップが商品化されることが期待される。

下記の特許文献１には、微量試料の分析や検出を簡便に行なうことが可能な分析装置に好適なバルブ機構に関する発明が開示されている。
特開２００３−２８７４７９号公報

特許文献１の図３に示されている符号Ｖは保存槽であり、前記保存槽Ｖ内には、吸水ポリマーＬが収容されている。符号Ｓは液体槽で、符号Ｗは排液槽であり、分岐したキャピラリ１２に、前記保存槽Ｖ，液体槽Ｓ及び排液槽Ｗがそれぞれ連結されている。

特許文献１の図４（ａ）に示すように、液体槽Ｓのダイアフラム膜１４を押圧すると、前記液体槽Ｓ内の液体が矢印のごとく前記キャピラリ１２内を流れる。

次に特許文献１の図４（ｂ）に示すように、保存槽Ｖのダイアフラム膜１４を押圧すると、前記保存槽Ｖ内の吸水ポリマーＬが押し出されて、前記液体槽Ｓと排液槽Ｗ間を繋ぐキャピラリ１２を塞ぎ、前記液体槽Ｓから前記排液槽Ｗへ向けて流れる液体の流れを阻止している。

特許文献１では、前記液体槽Ｓに収納された液体は、まず図４（ａ）のように、保存槽Ｖ及び排液槽Ｗに流れてしまうが、前記液体槽Ｓに収納された液体を、所定時間の間、その中に留めておき、任意のタイミングで前記キャピラリ１２から所定の槽内へ流したい場合がある。

例えば、前記液体槽Ｓに液体状の試薬を収納し、使用するまでの間、前記試薬は前記液体槽Ｓ内に留まるようにしておき、他の槽へ検体を収納した後、任意のタイミングで前記液体槽Ｓから前記試薬が前記他槽内まで流れるようにしたい場合や、あるいは前記他槽へ検体を収納した後、自動的に、前記液体槽Ｓから前記試薬が前記他槽内まで流れてほしい場合があるが、特許文献１では、そのような方法で検査することが出来ない。

そこで本発明は上記課題を解決するためのものであり、特に、上流側物質を上流側収納室内に適切に留めておくことともに、下流側物質を収納した後、自動的に、あるいは任意のタイミングで、前記上流側物質を前記下流側収納室まで導くことが可能な検査用プレートと、前記検査用プレートを用いた検査方法を提供することを目的としている。

本発明における検査用プレートは、
流路と、前記流路の上流側に連結するとともに、上流側物質を収納するための上流側収納室と、前記流路の下流側に連結するとともに、下流側物質を収納するための下流側収納室と、前記上流側物質の大きさを前記上流側収納室内に収納したときの大きさよりも小さくすることが可能な物質縮小手段と、を有し、
前記上流側物質は上流側収納室内に所定の間、収納されているとともに、前記上流側物質が前記物質縮小手段により所定の大きさまで小さくなったときに、前記上流側物質が前記流路を通って前記下流側収納室内まで送られることを特徴とするものである。

本発明では、上記のように、上流側物質を上流側収納室内に、所定の間、適切に留めておくことが出来るとともに、例えば、下流側物質を収納した後、自動的に、あるいは任意のタイミングで、前記上流側物質を前記下流側収納室内まで導くことが可能である。特に本発明では、前記物質縮小手段が設けられており、前記物質縮小手段により、前記上流側物質の大きさを所定の大きさまで小さくできる。

本発明では、前記物質縮小手段は、前記流路内、上流側収納室内、及び下流側収納室内を密閉した後、前記密閉状態から開放することが可能なシール部材であることが好ましい。

あるいは本発明では、前記物質縮小手段は、前記上流側物質に熱を与えるための加熱部材であることが好ましい。

また、前記上流側収納室の底面は、前記下流側収納室の底面よりも上方に位置し、前記上流側収納室の底面と流路の底面とが前記下流側収納室へ向けて下方向へ傾く傾斜面で形成されることが好ましい。

前記物質縮小手段によって所定の大きさまで小さくなった上流側物質は前記傾斜面上を前記上流側収納室から下流側収納室まで滑り落ち、適切に前記下流側収納室内にまで導かれる。

上記の場合、前記上流側収納室及び／又は流路を構成する少なくとも一部の面は、撥水面であることが、前記上流側収納室内に収納された上流側物質を所定の間、適切に前記上流側収納室内に留めておく事が可能である。

また本発明では、前記上流側収納室と流路との両側面が交わる連結部と平行な方向における前記上流側収納室の最大幅寸法は、前記連結部間の間隔よりも大きく、
前記上流側物質が上流側収納室内に収納されたとき、前記上流側物質の最大径は、前記連結部間の間隔よりも大きく、前記上流側物質の大きさが物質縮小手段によって、前記間隔よりも小さくなることで、前記上流側物質は前記連結部間を通過して、前記流路に送られることが好ましい。

上記のように上流側収納室の大きさと連結部間の間隔とを規制することで、前記上流側物質を適切に前記上流側収納室内に留めておく事ができ、前記上流側物質の大きさが前記連結部間の間隔よりも小さくなって初めて前記上流側物質を前記上流側収納室から流路へ送ることが可能になる。

また本発明では、前記上流側収納室と流路との間には、前記流路の幅よりも小さい間隔が空いたゲート部材が設けられ、前記上流側物質が上流側収納室内に収納されたとき、前記上流側物質の最大径は、前記間隔よりも大きく、前記上流側物質の大きさが物質縮小手段によって、前記ゲート部材に設けられた前記間隔よりも小さくなることで、前記上流側物質は前記ゲート部材を通過して、前記流路に送られることが好ましい。なお前記ゲート部材の前記上流側物質との当接面は、撥水面であることが好ましい。

上記のようにゲート部材を設けることで、前記上流側物質を前記上流側収納室内に収納したときに前記上流側物質を適切に前記上流側収納室内に留めておく事ができ、前記上流側物質の大きさが前記ゲート部材の前記間隔よりも小さくなって初めて前記上流側物質を前記上流側収納室から流路へ送ることが可能になる。

本発明は、上記に記載された検査用プレートを用いた検査方法において、
前記上流側物質に、揮発性の液体を用い、
前記上流側物質を前記上流側収納室内へ収納した後、前記流路上、上流側収納室上、及び下流側収納室上をシール部材によって覆って、前記流路内、上流側収納室内、及び下流側収納室内を密閉状態にし、
次に、前記シール部材の少なくとも下流側収納室上を開放して、前記下流側収納室内に下流側物質を収納し、
前記密閉状態から開放したことで、前記上流側物質を一部揮発させ、これにより前記上流側収納室内に留まっていた前記上流側物質が所定の大きさまで小さくなることで、前記上流側物質が前記上流側収納室内から前記流路へ送られ、さらに前記流路から前記下流側収納室へ送られて、前記下流側収納室内で前記上流側物質と下流側物質とが混合されることを特徴とするものである。

上記のようにシール部材の開放によって、前記揮発性の液体である上流側物質の大きさを小さくでき、これによって前記上流側物質を前記下流側収納室内まで適切に導くことが出来る。この発明によれば、前記シール部材の開放により、前記上流側物質の大きさは小さくなって自動的に前記上流側物質を前記下流側収納室内にまで導くことが出来る。

また本発明は、上記に記載された検査用プレートを用いた検査方法において、
前記上流側物質を前記上流側収納室内へ収納した後、前記下流側物質を下流側収納室へ収納し、
その後、前記加熱部材により、前記上流側物質に熱を加えて、前記上流側物質を一部蒸発させ、
これにより前記上流側収納室内に留まっていた前記上流側物質が所定の大きさまで小さくなることで、前記上流側物質が前記上流側収納室内から前記流路へ送られ、さらに前記流路から前記下流側収納室へ送られて、前記下流側収納室内で前記上流側物質と下流側物質とが混合されることを特徴とするものである。

上記のように加熱部材から前記上流側物質へ熱を与えることで、上流側物質の大きさを小さくでき、これによって前記上流側物質を前記下流側収納室内まで適切に導くことが出来る。この発明によれば、前記加熱部材を始動させるタイミングを任意に行なうことができ、検査等を行なうときに、任意のタイミングで前記上流側物質を前記下流側収納室内にまで導くことが出来る。

本発明では、上流側物質を上流側収納室内に、所定の間、適切に留めておくことが出来るとともに、例えば、下流側物質を収納した後、自動的に、あるいは任意のタイミングで、前記上流側物質を下流側収納室内まで導くことが可能である。特に本発明では、物質縮小手段が設けられており、前記物質縮小手段により、前記上流側物質の大きさを所定の大きさまで小さくできる。

図１は本発明における検査用プレートの外観部分斜視図、図２は図１に示す検査用プレートを真上から見たときの部分平面図、図３は図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線から前記検査用プレートを膜厚方向へ切断し、前記切断面を矢印方向から見た部分断面図、図４は、上流側物質が上流側収納室内に留まっている状態を示す部分拡大平面図、図５は、図１に示す検査用プレートの使用状態を示す部分平面図、図６は図５の次に行なわれる検査用プレートの使用状態を示す部分平面図、図７は、上流側物質が上流側収納室から流路へ流れる状態を示す部分拡大平面図、図８は図７の状態を別の方向から見て説明するための説明図であり、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線から前記検査用プレートを膜厚方向へ切断し、前記切断面を矢印方向から見た状態での部分拡大断面図、図９は、ゲート部材を設けた構成の部分拡大平面図、である。

図１に示す符号１は、検査用プレートである。図１に示す検査用プレート１は、例えば人体から血液や尿などを採取し、これら採取物（検体）を、所定の試薬などと反応させて所定の検査を行なうためのものである。前記検査用プレートを例えばＤＮＡチップとして用いる場合には、採取した前記血液に所定の処理を施して使用する。

前記検査用プレート１は、例えば、幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の両端から直角に長さ方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に延びる所定の厚みを有した矩形状で形成される。

前記検査用プレート１は、ガラスや樹脂などで形成されたものである。前記検査用プレート１は所定の蛍光強度を有する材質で形成される。特に前記検査用プレート１をＤＮＡチップやプロテインチップ等として用いる場合には、前記検査用プレート１は低蛍光性で、耐薬品性に優れた材質であることが好ましく、例えば石英ガラス、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などで形成される。

前記検査用プレート１が樹脂で形成されるときは、射出成形によって前記検査用プレート１を成形することが好ましく、場合によっては熱プレスを施して、前記検査用プレート１の表面１ａに形成される溝を高アスペクト比のものとして成形する。また前記検査用プレート１がガラスで形成されるときは、熱プレスにより成形する。

図１に示す検査用プレート１の表面１ａには、そのほぼ中央に、下流側収納室６が溝形状で形成され、前記下流側収納室６からＸ１，Ｘ２，Ｙ１及びＹ２方向に向けて４本の流路４が溝形状で形成されている。また、各流路４の前記下流側収納室６と反対側の端部には、上流側収納室５が溝形状で形成されている。

前記上流側収納室５は物質の流れ方向に対する上流側に位置して、前記流路４と連結され、前記下流側収納室６は物質の流れ方向に対する下流側に位置し、前記流路４と連結されている。

図２に示すように前記流路４は、所定幅Ｔ３を有する直線状で形成されている。前記流路４を直線状で形成することで、前記流路４内に物質が流れる際、乱流が生じにくくなり素早く物質を下流側収納室６まで導くことができて好ましい。ただし前記流路４は直線状以外の形状であってもよい。

また、図１，図２に示すように、前記上流側収納室５及び下流側収納室６の平面形状はいずれも略円形状で形成されているが、円形状以外の形状であってもよい。

前記流路４，上流側収納室５及び下流側収納室６は、それぞれ底面４ａ，５ａ，６ａと、前記底面から表面１ａに向けて延びる側面４ｂ，５ｂ，６ｂとを有し、前記底面と側面とで前記溝が構成される。

図３に示すように、前記上流側収納室５の底面５ａは、下流側収納室６の底面６ａよりも上方（図示Ｚ１方向）に位置し、前記上流側収納室５の底面５ａと流路４の底面４ａとが前記下流側収納室６へ向けて下方向（図示Ｚ２方向）へ傾く傾斜面となっている。図３に示す実施形態では、前記上流側収納室５の底面５ａには撥水性に優れたコーティング層１０が形成されている。

図１に示すように、前記流路４，上流側収納室５及び下流側収納室６上には、シール部材１２が対向し、前記シール部材１２によって前記流路４，上５及び下流側収納室６上が覆われる。図１に示す実施形態では、前記シール部材１２は、前記流路４，上流側収納室５及び下流側収納室６の平面形状よりも拡大した相似形状で形成されているが、前記シール部材１２の形状は図１の形態に限られない。少なくとも前記シール部材１２は、前記流路４，上流側収納室５及び下流側収納室６上を完全に覆うことが可能な形状であればよい。

前記シール部材１２は、樹脂シートなどで形成される。前記シール部材１２は前記検査用プレート１と同じ材質で形成されることが好ましいが異なる材質で形成されてもよい。ただし前記検査用プレート１に例えば、所定の蛍光強度が求められている場合は、同様の蛍光強度を有する材質で前記シール部材１２を形成することが好ましい。なお前記シール部材１２は紙などで形成されてもよい。

前記シール部材１２を、前記検査用プレート１と同じ材質で形成すると接着剤が無くても前記シール部材１２と検査用プレート１とが接合しやすいなどの利点があるが、前記シール部材１２と検査用プレート１とが異なる材質で形成されるとき、あるいは同じ材質で形成されるときであっても前記シール部材１２と検査用プレート１間の密着性を高めるため接着剤等を使用してもよい。

前記シール部材１２は、前記上流側収納室５内に収納された上流側物質１３が特に、揮発性の液体による試薬などである場合、前記上流側物質１３が揮発するのを抑制するために、上流側収納室５、流路４及び下流側収納室６内を密閉する役割を有している。さらに、後で説明するように、前記シール部材１２は少なくとも一部を開放でき、このように密閉状態から開放することで、前記上流側物質１３の大きさを縮小させる機能（物質縮小手段）が発揮される。

図１に示す符号１４は、ヒータやカイロ等の加熱部材であり、前記加熱部材１４は図１に示すように、前記検査用プレート１の内部に埋め込まれたり、あるいは前記検査用プレート１の下面側などに貼着されている。または前記上流側収納室５と対向する位置に設けられた前記シール部材１２の対向部１２ａに前記加熱部材１４が設けられていてもよい。

以下に本発明の特徴的部分について説明する。
本発明における検査用プレート１は、図１ないし図３に示すように、流路４と、前記流路４の上流側に連結するとともに、上流側物質１３を収納するための上流側収納室５と、前記流路４の下流側に連結するとともに、下流側物質２０を収納するための下流側収納室６とを有する。ここで図１，図２に示す実施形態では、１つの下流側収納室６に連結する上流側収納室５は４つあるが、少なくとも前記上流側収納室５は１つ以上設けられていればよい。

なお以下では、検査用プレート１の構造的な特徴的部分を、検査方法と合わせて説明していく。

図４に示すように、まず前記上流側物質１３を前記上流側収納室５内に収納する。前記上流側物質１３は試薬であり溶剤として例えばアルコールなどを使用した揮発性の液体である。前記検査用プレート１をＤＮＡチップ等として用いるときは、前記上流側物質１３にはプローブ（ＤＮＡ断片）が含まれている。

図４に示すように、前記上流側収納室５と流路４との両側面４ｂ，５ｂが交わる連結部１１，１１と平行な方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における前記上流側収納室５の最大幅寸法Ｔ７は、前記連結部間の間隔Ｔ２よりも大きい。このため、前記上流側収納室５内に前記連結部１１，１１の間隔Ｔ２よりも大きい径を有する上流側物質１３を前記上流側収納室５内に収納することが出来る。

図４に示すように、前記上流側物質１３の最大径Ｔ１は前記連結部１１間の間隔Ｔ２よりも大きい寸法を有している。前記上流側物質１３は自らの表面張力などにより、前記上流側収納室５内に留まり、前記連結部１１間の間隔Ｔ２を通過して、前記流路４へ流れ出ないようになっている。

ただし図３に示す前記上流側収納室５の底面５ａの傾斜角が所定以上に大きくなると、前記上流側物質１３が前記上流側収納室５から前記流路４へ流れやすくなる。しかも前記上流側収納室５の底面５ａ等が親水性であると、毛細管作用により、前記上流側物質１３が前記上流側収納室５から前記流路４へ流れ出しやすくなるため、適切に前記上流側物質１３を前記上流側収納室５内に留めておくべく、例えば前記上流側収納室５の底面５ａを撥水面にすることが好ましい。

また図４のように、前記連結部１１間の間隔Ｔ２よりも大きい径Ｔ１を有する上流側物質１３を前記上流側収納室５内に収納したとき、前記上流側物質１３が当接する前記上流側収納室５の側面５ｂも撥水面とすることが好ましい。

さらに好ましくは、前記流路４の底面４ａ及び側面４ｂも撥水面とすることが好ましい。

前記上流側物質１３は撥水面によって弾かれるため、前記上流側物質１３が前記流路４から前記下流側収納室６まで流れることを適切に防止でき、前記上流側物質１３を前記上流側収納室５内に適切に留めておくことが出来る。

撥水処理は、図３の実施形態に示すように、撥水性に優れたコーティング層１０を所定部位に形成する手法が考えられる。

前記コーティング層１０は、フッ素を含有したり、あるいは、炭化水素系化合物、シリコーンなどで形成された樹脂やゴムなど撥水性に優れた材質である。前記コーティング層１０の表面１０ａが「撥水面」となるが、撥水面であるか否かは接触角を測定することで判断される。接触角が大きいと撥水性に優れ、接触角が小さいと撥水性が弱まる。前記コーティング層１０が形成された表面１０ａと、前記コーティング層１０が施されていない前記検査用プレート１の下面等との接触角を測定することで、前記コーティング層１０の表面１０ａが「撥水面」であることを確認できる。

前記検査用プレート１がガラスであったとし、前記検査用プレート１の所定部位に前記コーティング層１０を形成するには、前記検査用プレート１と前記コーティング層１０間の接着力を強めるために、前記コーティング層１０を構成する撥水剤にはカップリング剤を添加することが好ましく、前記カップリング剤には、トリアジンチオールやシラン系カップリング剤が選択される。

前記コーティング層１０（撥水剤）は、所定の部位に印刷やスピンコート、スプレイなどで塗布することで形成できるが、例えば、前記上流側収納室５の底面５ａのみに前記コーティング層１０を形成するには、前記コーティング層１０を形成しない部位にマスクをかけておく必要があるなど煩雑な作業となるので、前記検査用プレート１の表面１ａも含め全体的に（すなわち流路４，下流側収納室６及び上流側収納室５を構成する溝面全体に）、前記コーティング層１０を形成することが作業性を向上させることができて好ましい。

また本発明では前記検査用プレート１自体に例えばフッ素系等の撥水剤を含有させ前記検査用プレート１全体を撥水処理することで、前記流路４，下流側収納室６及び上流側収納室５を構成する溝面全てを撥水面として機能させることも出来る。係る場合、前記検査用プレート１に対する撥水処理が非常に簡単になり作業性を向上させることができて好ましい。係る場合も前記撥水剤にはトリアジンチオールやシラン系カップリング剤等が含有されている。

上記したように、前記上流側物質１３は例えば揮発性の液体による試薬であるため、図４のように、前記上流側物質１３を上流側収納室５内に収納しても、そのまま、ほっておくと、前記上流側物質１３が揮発して前記上流側物質１３の最大径がＴ１よりも小さくなっていく。

このため前記上流側物質１３の揮発を抑制するために、前記上流側収納室５上、流路４上及び下流側収納室６上を図１に示すシール部材１２で覆い、前記上流側収納室５内、流路４内及び下流側収納室６内を密閉する。これにより前記上流側物質１３が揮発するのを抑制できる。

次に図５に示すように、前記シール部材１２の前記下流側収納室６上を覆う対向部（物質投入部）１２ｂを破るなどし、図６のように、露出した前記下流側収納室６内に、人体から採取した血液や尿等の検体である下流側物質２０を収納する。ＤＮＡ検査の場合、前記血液は所定の処理が施され、所定の処理が施された検体（下流側物質２０）を前記下流側収納室５内に収納する。

前記シール部材１２は、例えば指やペン先などで簡単に破ることが出来る材質で形成されていることが好ましいが、前記シール部材１２を破らなくても前記シール部材１２を前記検査用プレート１上から剥がすなどして、前記下流側収納室６内に下流側物質２０を投入してもよい。

上記のようにシール部材１２の少なくとも一部を破る等すると、流路４，上流側収納室５及び下流側収納室６内を密閉した状態が開放される結果、前記上流側収納室５内に収納された上流側物質１３が一部揮発して、前記上流側物質１３の大きさが徐々に小さくなっていく。

図７に示すように、前記上流側物質１３が徐々に小さくなって前記上流側物質１３の最大径がＴ４になり、前記最大径Ｔ４が前記上流側収納室５と流路４との連結部１１，１１の間隔Ｔ２よりも小さくなると、図７，図８に示すように、前記上流側物質１３は、前記上流側収納室５の下方向への傾斜面である底面５ａ上から、同じく下方向への傾斜面である流路４の底面４ａ上に送られ、さらに前記上流側物質１３は前記流路４の底面４ａ上を滑り落ちて、前記下流側収納室６内にまで運ばれる。

図８のように前記上流側物質１３が前記下流側収納室６内にまで運ばれると、前記下流側収納室６内で前記上流側物質１３と下流側物質２０とが混合する。

そして前記上流側物質１３と下流側物質２０との混合物が所定の反応をしたか否か等を測定する。

上記した本発明によれば、上流側物質１３を上流側収納室５内に、所定の間、適切に留めておくことが出来るとともに、前記シール部材１２の少なくとも一部を破るなどして上流側収納室５，流路４及び下流側収納室６内を密閉した状態から開放させることで、揮発性の試薬である前記上流側物質１３を所定以下の大きさまで揮発させて小さくでき、前記開放状態のときに、下流側物質２０を下流側収納室６内に収納すれば、その後、自動的に、所定の大きさまで小さくなった前記上流側物質１３が前記下流側収納室６内まで導かれて、前記下流側収納室６内で前記上流側物質１３と下流側物質２０とを混合させることが出来る。

よって例えば従来のように、試験管などに、上流側物質（試薬）１３と下流側物質（検体）２０とを入れ、手で振るなどして前記上流側物質１３と下流側物質２０とを混合させていた手法に比べて、非常に簡単な手法で、前記上流側物質１３と下流側物質２０とを混合させることができ、従来より早くて簡単に検査を行なうことが可能になる。

上記の検査方法に用いた上流側物質１３は、揮発性の液体による試薬であったが、例えば揮発性でない液体による試薬の場合にも本発明は適用できる。係る場合、図１で示した加熱部材１４を用いる。

まず前記上流側物質１３を前記上流側収納室５内に収納する。その状態は図４と同じであり、前記上流側物質１３の最大径Ｔ１は前記連結部１１，１１の間隔Ｔ２よりも大きい状態にあり、前記上流側物質１３の表面張力と、前記上流側収納室５の底面５ａ、流路４の底面４ａ，前記上流側収納室５の側面５ｂ等が撥水面であることから、前記上流側物質１３は前記上流側収納室５内に適切に留まる。

次に、前記シール部材１２によって前記上流側収納室５上、流路４上及び下流側収納室６上を覆う。今、検査試薬として用いている前記上流側物質１３は、揮発性の液体でないので、前記シール部材１２によって前記上流側収納室５内、流路４内及び下流側収納室６内を密閉しなくても急激に前記上流側物質１３の大きさが小さくなることはないが、前記上流側物質１３を前記上流側収納室５に収納してから、実際に検査するまでに長時間を要するのであれば、前記上流側物質１３の蒸発を抑制するために、前記シール部材１２によって、流路４内、上流側収納室５内及び下流側収納室６内を密閉しておくことが好ましい。

前記シール部材１２を用いた場合には、図５，図６で説明したように、前記シール部材１２の下流側収納室６と対向する位置にある対向部（物質投入部）１２ｂを破るなどして、露出した前記下流側収納室６内に下流側物質（検体）２０を投入する。

上流側物質１３として揮発性の試薬を用いた場合には、図５のようにシール部材１２を少なくとも一部破るなどして、前記流路４，上流側収納室５及び下流側収納室６内が密閉した状態から開放されるため、前記上流側物質１３が揮発して徐々に大きさが小さくなっていき、自動的に、前記上流側物質１３が流路４を通って前記下流側収納室６まで運ばれたが、上流側物質１３として揮発性でない試薬を用いた場合には、図５のようにシール部材１２を破り密閉状態から開放しても、なかなか前記上流側物質１３の大きさが小さくならないため、検査時間が長くなってしまう。

したがって使用者が検査したい任意のタイミングで、図１に示す加熱部材１４を始動させ、前記上流側物質１３に熱を与えて前記上流側物質１３を一部、蒸発させ、前記上流側物質１３の大きさを徐々に小さくしていく。

その後は、図７，図８で説明した通り、前記上流側物質１３は一部蒸発することで、その最大径Ｔ４が前記連結部１１，１１間の間隔Ｔ２よりも小さくなり、その時点で前記上流側物質１３は前記上流側収納室５内から流路４を通って前記下流側収納室６内にまで運ばれ、前記下流側収納室６内で前記上流側物質１３と下流側物質２０とが混合される。

なお前記加熱部材１４は、前記上流側物質１３に揮発性の液体による試薬を用いた場合にでも使用できることは言うまでもない。

また本発明では、図９に示すように、前記上流側収納室５と流路４との間には、前記流路４の幅Ｔ５よりも小さい間隔Ｔ６が空いたゲート部材２１が設けられ、前記上流側収納室５内に収納された上流側物質１３は、前記ゲート部材２１により前記上流側収納室５内に留まり、前記上流側物質１３ａの大きさが前記間隔Ｔ６よりも小さくなると、前記上流側物質１３ａが前記ゲート部材２１を通過して、前記流路４に送られる形態のものであってもよい。図９では、ゲート部材２１の形状をわかりやくするため、前記ゲート部材２１等を斜線で示している。

係る場合、少なくとも、前記上流側収納室５内に収納された上流側物質１３と接する前記ゲート部材２１の側面２１ａは撥水面であることが好ましい。撥水処理については上記で説明した通りである。また前記上流側収納室５の底面５ａ、側面５ｂ及び流路４の底面４ａなども撥水面として形成されていることが好ましい。これにより前記上流側物質１３を前記上流側収納室５内に収納したとき、検査を開始するまで、前記上流側収納室５内に適切に留めておく事が可能である。

図９に示すように前記ゲート部材２１，２１は、前記上流側収納室５及び流路４の側面４ｂ，５ｂから、前記上流側収納室５及び流路４の中央方向に向けて延びており、前期ゲート部材２１，２１は、前記上流側物質１３の流れ方向（Ｙ１→Ｙ２方向）に対して直交する方向に形成される。

また前記ゲート部材２１の上面２１ｂは、前記検査用プレート１の表面１ａと同じ高さであってもよいし、あるいは前記上面２１ｂが前記表面１ａに比べて低く形成されてもよいが、あまり低く形成されると検査前に（下流側物質２０を投入する前に）、前記上流側物質１３が前記ゲート部材２１の上面２１ｂを超えて、前記流路４へ流れる可能性があるので、前記上面２１ｂは前記表面１ａと同一面で形成されることが好ましい。

前記ゲート部材２１の形状は、図９のような形状に限らないが、前記上流側物質１３の流れ方向（Ｙ１→Ｙ２方向）に対して直交する方向に前記ゲート部材２１，２１が形成されると前記上流側収納室５内に収納したときの前記上流側物質１３を前記ゲート部材２１，２１によって適切に前記上流側収納室５内に留まらせておくことができ、また前記上流側物質１３が所定の大きさ以下（間隔Ｔ６以下）になったときに、前記上流側物質１３を前記ゲート部材２１，２１間から前記流路４へ送り込みやすい。

図９の実施形態では前記ゲート部材２１，２１を検査用プレート１に一体で形成しているが前記ゲート部材２１，２１を別個に形成してもよい。

なお図１のように、複数の上流側収納室５が設けられているとき、任意のタイミングで、各上流側収納室５内に熱を与える加熱部材５のそれぞれを始動させることが可能である。例えば図１に示す下流側収納室６から見て図示Ｘ１方向及び図示Ｙ１方向に設けられた上流側収納室５内に収納された上流側物質Ａ，Ｂ（説明しやすくするために上流側物質Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと命名する）をまず加熱部材１４を用いて一部蒸発させて前記上流側物質Ａ，Ｂの大きさを小さくして前記下流側収納室６まで流し、前記下流側収納室６内で前記上流側物質Ａ，Ｂと下流側物質２０とを混合させ、次に図１に示す下流側収納室６から見て図示Ｘ２方向及び図示Ｙ２方向に設けられた上流側収納室５内に収納された上流側物質Ｃ，Ｄを加熱部材１４を用いて一部蒸発させて前記上流側物質Ｃ，Ｄの大きさを小さくして前記下流側収納室６まで流し、前記下流側収納室６内で前記上流側物質Ａ，Ｂと下流側物質２０とが混合した混合物と、前記上流側物質Ｃ，Ｄとを混合させる。

あるいは、前記上流側物質Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、一部の上流側物質が揮発性の液体からなる試薬で、残りの上流側物質が揮発性ではない液体から成る試薬など、組み合わせは自由である。

また各上流側収納室５に連結される流路４の底面４ａの傾斜角を変える等することで、前記流路４を流れる上流側物質１３の流速を、各流路４ごとに変えてもよい。

本発明の検査用プレート１は、血液検査や尿検査、あるいは、ＤＮＡチップやプロテインチップの簡便な診断用として使用でき、また反応、分離、分析等を一つのプレート上で行なうことが出来るμ−ＴＡＳ（micro-total analysis system）や、Ｌａｂ−ｏｎ−ｃｈｉｐ、あるいはマイクロファクトリー用のプレートの一部として用いることが可能である。

本発明における検査用プレートの外観部分斜視図、 図１に示す検査用プレートを真上から見たときの部分平面図、 図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線から前記検査用プレートを膜厚方向へ切断し、前記切断面を矢印方向から見た部分断面図、 上流側物質が上流側収納室内に留まっている状態を示す部分拡大平面図、 図１に示す検査用プレートの使用状態を示す部分平面図、 図５の次に行なわれる検査用プレートの使用状態を示す部分平面図、 上流側物質が上流側収納室から流路へ流れる状態を示す部分拡大平面図、 図７の状態を別の方向から見て説明するための説明図であり、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線から前記検査用プレートを膜厚方向へ切断し、前記切断面を矢印方向から見た状態での部分拡大断面図、 ゲート部材を設けた構成の部分拡大平面図、

符号の説明

１ 検査用プレート
４ 流路
５ 上流側収納室
６ 下流側収納室
１０ コーティング層
１１ 連結部
１２ シール部材
１３ 上流側物質
１４ 加熱部材
２０ 下流側物質
２１ ゲート部材

Claims (10)

1. 流路と、前記流路の上流側に連結するとともに、上流側物質を収納するための上流側収納室と、前記流路の下流側に連結するとともに、下流側物質を収納するための下流側収納室と、前記上流側物質の大きさを前記上流側収納室内に収納したときの大きさよりも小さくすることが可能な物質縮小手段と、を有し、
   前記上流側物質は上流側収納室内に所定の間、収納されているとともに、前記上流側物質が前記物質縮小手段により所定の大きさまで小さくなったときに、前記上流側物質が前記流路を通って前記下流側収納室内まで送られることを特徴とする検査用プレート。
2. 前記物質縮小手段は、前記流路内、上流側収納室内、及び下流側収納室内を密閉した後、前記密閉状態から開放することが可能なシール部材である請求項１記載の検査用プレート。
3. 前記物質縮小手段は、前記上流側物質に熱を与えるための加熱部材である請求項１記載の検査用プレート。
4. 前記上流側収納室の底面は、前記下流側収納室の底面よりも上方に位置し、前記上流側収納室の底面と流路の底面とが前記下流側収納室へ向けて下方向へ傾く傾斜面で形成される請求項１ないし３のいずれかに記載の検査用プレート。
5. 前記上流側収納室及び／又は流路を構成する少なくとも一部の面は、撥水面である請求項４記載の検査用プレート。
6. 前記上流側収納室と流路との両側面が交わる連結部と平行な方向における前記上流側収納室の最大幅寸法は、前記連結部間の間隔よりも大きく、
   前記上流側物質が上流側収納室内に収納されたとき、前記上流側物質の最大径は、前記連結部間の間隔よりも大きく、前記上流側物質の大きさが物質縮小手段によって、前記間隔よりも小さくなることで、前記上流側物質は前記連結部間を通過して、前記流路に送られる請求項１ないし５のいずれかに記載の検査用プレート。
7. 前記上流側収納室と流路との間には、前記流路の幅よりも小さい間隔が空いたゲート部材が設けられ、前記上流側物質が上流側収納室内に収納されたとき、前記上流側物質の最大径は、前記間隔よりも大きく、前記上流側物質の大きさが物質縮小手段によって、前記ゲート部材に設けられた前記間隔よりも小さくなることで、前記上流側物質は前記ゲート部材を通過して、前記流路に送られる請求項１ないし５のいずれかに記載の検査用プレート。
8. 前記ゲート部材の前記上流側物質との当接面は、撥水面である請求項７記載の検査用プレート。
9. 請求項２に記載された検査用プレートを用いた検査方法において、
   前記上流側物質に、揮発性の液体を用い、
   前記上流側物質を前記上流側収納室内へ収納した後、前記流路上、上流側収納室上、及び下流側収納室上をシール部材によって覆って、前記流路内、上流側収納室内、及び下流側収納室内を密閉状態にし、
   次に、前記シール部材の少なくとも下流側収納室上を開放して、前記下流側収納室内に下流側物質を収納し、
   前記密閉状態から開放したことで、前記上流側物質を一部揮発させ、これにより前記上流側収納室内に留まっていた前記上流側物質が所定の大きさまで小さくなることで、前記上流側物質が前記上流側収納室内から前記流路へ送られ、さらに前記流路から前記下流側収納室へ送られて、前記下流側収納室内で前記上流側物質と下流側物質とが混合されることを特徴とする検査方法。
10. 請求項３に記載された検査用プレートを用いた検査方法において、
    前記上流側物質を前記上流側収納室内へ収納した後、前記下流側物質を下流側収納室へ収納し、
    その後、前記加熱部材により、前記上流側物質に熱を加えて、前記上流側物質を一部蒸発させ、
    これにより前記上流側収納室内に留まっていた前記上流側物質が所定の大きさまで小さくなることで、前記上流側物質が前記上流側収納室内から前記流路へ送られ、さらに前記流路から前記下流側収納室へ送られて、前記下流側収納室内で前記上流側物質と下流側物質とが混合されることを特徴とする検査方法。

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