JP5172461B2

JP5172461B2 - マイクロチップ

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Publication number: JP5172461B2
Application number: JP2008126198A
Authority: JP
Inventors: 陽一青木
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-05-13
Also published as: JP2009276143A

Description

本発明は、血液等の生化学検査、化学合成ならびに、環境分析などに好適に使用されるμ−ＴＡＳ（ＭｉｃｒｏＴｏｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｓｔｅｍ）などとして有用なマイクロチップに関する。

近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ（ＤｅｏｘｙｒｉｂｏＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄ）や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルスおよび細胞などの生体物質、ならびに化学物質を検知、検出あるいは定量する重要性が増してきており、それらを簡便に測定できる様々なバイオチップおよびマイクロ化学チップ（以下、これらを総称してマイクロチップと称する。）が提案されている。

マイクロチップはその内部に流体回路を有しており、該流体回路は、たとえば、液体試薬を保持する液体試薬保持部、検査・分析の対象となる検体（血液など）あるいは検体中の特定成分や液体試薬を計量するための計量部、検体（あるいは検体中の特定成分）と液体試薬とを混合する混合部、混合液について検査・分析を行なうための検出部などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な流路とから構成することができる。

このような流体回路を有するマイクロチップは、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ角で厚さ数ｍｍ〜１ｃｍ程度のチップ内で行なえることから、検体および液体試薬が微量で済み、コストが安く、反応速度が速く、ハイスループットな検査ができ、検体を採取した現場で直ちに検査結果を得ることができるなど多くの利点を有し、たとえば血液検査などの生化学検査用として好適に用いられている。

ここで、たとえば血液検査用マイクロチップなどにおいては、血液中の血漿成分を用いて各種検査が行なわれることが多いことから、通常、マイクロチップの流体回路は、流体回路内に導入された血液から、遠心分離により血球成分を取り除き、血漿成分を分離、抽出するための血漿分離部（遠心分離部）を備える。たとえば、血液から血漿と血球とを分離させるには、血球分離フィルターや遠心分離後に抽出するなどの方法がある。

特許文献１には、流体回路内に導入された試料から対象成分を取り出すための遠心分離管を備えるマイクロチップが開示されている。図５〜１０は、特許文献１に記載のマイクロチップの動作方法を示す概略工程図である。図５〜１０に示されるマイクロチップの流体回路は、試料を流体回路内に導入するための取込口１０５、取込口１０５に接続された遠心分離管２０１、調整管接続部２４１ａおよび溜部２４１ｂからなる調整管２４１、取り出された対象成分を計量するための第１秤量部２０５、試薬５５０が内蔵された試薬溜２１９ａ、２１９ｂ、対象成分と試薬５５０との混合が行なわれる１次混合部２１７および２次混合部２２０、ならびに、得られた混合液について検査・分析を行なうための光検出路２３０から主に構成されており、遠心分離管２０１は、対象成分以外の成分（非対象成分）を主に収容するための第１保持部２０３を有している（図５参照）。以下、図５〜１０を参照して、このマイクロチップの動作方法の概略を示す。

まず、取込口１０５から、遠心分離管２０１と調整管接続部２４１ａとが満たされるように試料５００を導入する（図５参照）。次に、第１回転軸３１０を中心としてマイクロチップを回転させることにより、境界Ｂ−Ｂ’より遠心分離管２０１側の試料５００を遠心分離管２０１内で遠心分離する（図６参照）。この際、試料５００中の対象成分５１０以外の非対象成分５２０は、第１保持部２０３内に収容される。境界Ｂ−Ｂ’より調整管２４１側の試料５００は、溜部２４１ｂに導入される。また、この第１回転軸３１０を中心とする回転により、試薬溜２１９ａおよび２１９ｂに収容されていた試薬５５０は、１次混合部２１７に導入される。

次に、第２回転軸３１１を中心としてマイクロチップを回転させることにより、遠心分離された対象成分５１０を遠心分離管２０１から第１秤量部２０５に導入する（図７参照）。第１秤量部２０５から溢れた対象成分５１０は、第１秤量部２０５に接続された廃液溜２０７に導入される。ついで、再度、第１回転軸３１０を中心としてマイクロチップを回転させることにより、第１秤量部２０５内の対象成分５１０を１次混合部２１７に導入し、試薬５５０と混合させる（図８参照）。

次に、さらに第１回転軸３１０を中心としてマイクロチップを回転させることにより、得られた混合物質５６０を２次混合部２２０に導入し、さらに混合する（図９参照）。最後に、第２回転軸３１１を中心としてマイクロチップを回転させることにより、混合物質５６０を光検出路２３０に導入する（図１０参照）。光検出路２３０に導入された混合物質５６０は、光導入口２３３から光を導入し、光導出口２３５から取り出された透過光の透過量を測定するなどの光学測定に供されて、検査・分析が行なわれる。

以上のように、特許文献１に記載のマイクロチップによれば、第１回転軸３１０および第２回転軸３１１の２つの回転軸を用いてマイクロチップを回転させ、適切な方向の遠心力を印加することにより、試料中の対象成分の抽出、対象成分の計量、試薬との混合などの処理を行なうことが可能である。

しかし、特許文献１に記載のマイクロチップでは、対象成分５１０を計量するために第２回転軸３１１を中心としてマイクロチップを回転させた場合や、混合物質５６０を光検出路２３０に導入するために第２回転軸３１１を中心としてマイクロチップを回転させた場合に、第１保持部２０３内に保持されていた非対象成分５２０や対象成分５１０が流出する可能性があった。また、第１回転軸３１０を中心としてマイクロチップを回転させて、流体回路内に導入された試料５００を第１保持部２０３に導入する際、第１保持部２０３内に気体（空気）が入り込み、該気体が排出されることなく、残存してしまう可能性があった。

そして、特許文献１に記載のマイクロチップでは、対象成分５１０よりも比重が高い非対象成分５２０に対して検査、分析を行なうことができなかった。具体的に、たとえば、マイクロチップを用いて全血を検査、分析を行なう際に、血球を計量し、検査、分析することは困難であった。
国際公開第０５／０３３６６６号パンフレット

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、比重が異なる第１対象成分および該第１対象成分より比重が大きい第２対象成分が混合している検体、たとえば血漿と血球とが混合している血液において、第１対象成分および第２対象成分を分離し、第２対象成分を精密に計量し、検査、分析等することができるマイクロチップを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明者は、検体中の第１対象成分と第２対象成分とを遠心分離により分離するための遠心分離部の形状と、マイクロチップに遠心力を印加する方向に着目し、鋭意研究を重ねた。そして、また、該遠心分離部を形成する壁の形状を調整することで、たとえば、第２対象成分のみを該マイクロチップにおける検査に必要な所定量取り出すことができることを見出した。すなわち、本発明は以下のとおりである。

本発明は、少なくとも、基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、溝と第２の基板の第１の基板側表面とで形成される流体回路を内部に有するマイクロチップであって、マイクロチップは、その一表面から流体回路まで貫通する、検体を流体回路内に導入するための検体導入口を有し、流体回路は、マイクロチップに第１の方向に遠心力を印加することで検体を遠心分離により第１対象成分と第１対象成分より比重が大きい第２対象成分とに分離するための遠心分離部を備え、遠心分離部は、マイクロチップに第１の方向に遠心力を印加した後に、第２の方向に遠心力を印加することで、第１対象成分および一部の第２対象成分を除去し、第２対象成分の残部を保持し、マイクロチップに第２の方向に遠心力を印加した後に、第３の方向に遠心力を印加することで、第２対象成分の残部を遠心分離部から流出させる、マイクロチップに関する。

また、本発明のマイクロチップにおいて、遠心分離部は、すぼまった開口部を有するように略Ｕ字型の壁から形成された空間からなる第２対象成分のみ収容する収容部を備え、略Ｕ字型の壁の一方端には、収容部から離れる方向であって、第２の方向に対して０〜９０度になるように延びる誘導壁が接続されていることが好ましい。

また、本発明のマイクロチップにおいて、第１の方向と第２の方向とが形成する内角は、４５〜１３５度であり、第２の方向と第３の方向とが形成する内角は、１３５〜２２５度であることが好ましい。

また、本発明のマイクロチップにおいて、誘導壁近傍に、検体を一方向から遠心分離部に導入するための補助壁をさらに有することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップにおいて、収容部の平均深さは、他の部分の平均深さより大きいことが好ましい。

また、本発明のマイクロチップにおいて、検体中の第１対象成分と第２対象成分との混合割合によって、検体を導入する量を調整して用いられることが好ましい。

本発明において、検体としては血液を挙げることができ、対象成分としては血漿成分を挙げることができる。この場合、本発明のマイクロチップは、血液検査用として好適に用いることができる。ただし、本発明に係るマイクロチップは、血液だけにとどまらず、比重が異なる物質が混合している検体についても、同様に検出・分析等できる。

本発明のマイクロチップによると、比重が異なる第１対象成分および第２対象成分が混合している検体、たとえば血漿と血球とが混合している血液において、該第１対象成分および第２対象成分を分離し、第２対象成分を精密に計量し、検出・分析等できる。

本発明のマイクロチップは、１つの好ましい態様において、基板表面に溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなる。かかるマイクロチップは、その内部に、第１の基板表面に設けられた溝と第２の基板における第１の基板側表面（第２の基板の貼り合わせ面）とから構成される空洞部からなる流体回路を備える。

また、本発明のマイクロチップは、別の好ましい態様において、第３の基板と、基板の両面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とをこの順で貼り合わせてなる。かかる３枚の基板からなるマイクロチップは、第３の基板における第１の基板側表面（第３の基板の貼り合わせ面）および第１の基板における第３の基板側表面に設けられた溝から構成される第１の流体回路と、第２の基板における第１の基板側表面（第２の基板の貼り合わせ面）および第１の基板における第２の基板側表面に設けられた溝から構成される第２の流体回路と、の２層の流体回路を備えている。ここで、２層とは、マイクロチップの厚み方向に関して異なる２つの位置に流体回路が設けられていることを意味する。第１の流体回路と第２の流体回路とは、第１の基板に形成された厚み方向に貫通する１または２以上の貫通穴によって連結されていてもよい。

本発明のマイクロチップを構成する各基板の材質は、特に制限されず、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン樹脂（ＰＭＰ）、ポリブタジエン樹脂（ＰＢＤ）、生分解性ポリマー（ＢＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの有機材料；シリコン、ガラス、石英などの無機材料等を用いることができる。

第１の基板表面に、流体回路を構成する溝を形成する方法としては、特に制限されず、転写構造を有する金型を用いた射出成形法、インプリント法などを挙げることができる。無機材料を用いて基板を形成する場合には、エッチング法などを用いることができる。

本発明のマイクロチップにおいて、流体回路（２層の流体回路を備える場合には、第１の流体回路および第２の流体回路）は、流体回路内の流体（特には、液体）に対して適切な様々な処理を行なうことができるよう、流体回路内の適切な位置に配置された種々の部位を備えており、これらの部位は、微細な流路を介して適切に接続されている。

本発明のマイクロチップにおいて、流体回路は、上記部位の１つとして、マイクロチップ内に導入された検体を、遠心分離により第１対象成分と第２対象成分とに分離するための遠心分離部を備える。ここで、本明細書中において「検体」とは、流体回路内に導入される検査・分析の対象となる物質（たとえば血液）を意味する。第２対象成分は、マイクロチップ内で調製される、検査・分析に供される試料を構成する検体中の特定成分であり、典型的には、マイクロチップ内にあらかじめ保持されていた液体試薬と混合または反応される検体中の特定成分である。検体が血液である場合、第１対象成分としては、血漿成分を挙げることができ、第２対象成分としては、血球成分を挙げることができる。

本発明のマイクロチップは、検体導入口を有しており、当該検体導入口を通して流体回路内に検体が導入される。検体導入口は、マイクロチップ一表面から流体回路まで貫通する貫通口として構成することができる。具体的には、マイクロチップが上記基板表面に溝を備える第１の基板と第２の基板とから構成される場合、検体導入口は、当該第１の基板を厚み方向に貫通する貫通する貫通口とすることができる。また、マイクロチップが第３の基板と、基板の両面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とをこの順で貼り合わせてなる場合、検体導入口は、当該第３の基板（または第１の基板）を厚み方向に貫通する貫通する貫通口とすることができる。上記遠心分離部は、当該検体導入口と流路を介して接続されており、検体導入口から注入された検体を遠心分離部に導入可能となっている。

本発明において流体回路は、遠心分離部以外の部位を備えていてもよく、かかる部位としては、たとえば液体試薬を保持するための液体試薬保持部、対象成分を計量するための対象成分計量部、液体試薬を計量するための液体試薬計量部、対象成分と液体試薬とを混合するための混合部、得られた混合液（上記した検査・分析に供される試料）についての検査・分析（たとえば、混合液中の特定成分の検出または定量）を行なうための検出部などを挙げることができる。本発明のマイクロチップは、これら例示された部位のすべてを有していてもよく、いずれか１以上を有していなくてもよい。また、これら例示された部位以外の部位を有していてもよい。

なお、「液体試薬」とは、上記対象成分と混合または反応させるための物質（試薬）であり、通常、マイクロチップ使用前にあらかじめ流体回路の液体試薬保持部に内蔵されている。対象成分と液体試薬とを混合させることによって最終的に得られた混合液は、特に限定されないが、たとえば、該混合液が収容された部位（たとえば検出部）に光を照射して透過する光の強度（透過率）を検出する方法等の光学測定などに供され、検査・分析が行なわれる。

検体からの対象成分の抽出（第１対象成分と第２対象成分との分離）、対象成分および／または液体試薬の計量、対象成分と液体試薬との混合、得られた混合液の検出部への導入などのような流体回路内における流体処理は、マイクロチップに対して、適切な方向の遠心力を順次印加することにより行なうことができる。マイクロチップへの遠心力の印加は、典型的には、マイクロチップを、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して行なわれる。以下、本発明のマイクロチップを実施の形態を示してより詳細に説明する。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。また、図面における長さ、大きさ、幅などの寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法を表してはいない。

図１は、本発明のマイクロチップの好ましい一例を示す概略上面図である。図２は、図１における一部を拡大し、各部を説明するための模式的な上面図である。図３は、図１における一部を拡大し、好ましい寸法を説明するための模式的な上面図である。

以下、図１、図２および図３に基づいて説明する。まず、本実施形態のマイクロチップ１００の構造について説明する。本実施形態のマイクロチップ１００は、表面上に流体回路を構成する溝および厚み方向に貫通する貫通穴を備えた第１の基板の溝形成側表面に第２の基板を貼り合わせて作製されている。図１は、かかるマイクロチップ１００の第１の基板側表面を示す上面図となっている。実際には、流体回路を構成する溝は、第１の基板における図１に示される表面とは反対側表面（第２の基板との貼り合わせ面）に形成されているが、流体回路構造を明確に把握できるよう、溝のパターンを実線で示している。

そして、本実施形態のマイクロチップ１００は、その一表面から流体回路まで貫通する、検体を流体回路内に導入するための検体導入口２を有する。そして、該流体回路は、検体を遠心分離により第１対象成分と第２対象成分とに分離するための遠心分離部１を備える。遠心分離部１は、マイクロチップ１００に第１の方向に遠心力を印加することで検体を遠心分離により第１対象成分と第１対象成分より比重が大きい第２対象成分とに分離するための構造部分である。本実施形態において、第１の方向とは検体を、遠心分離部１に収容させるための方向であれば、特に限定されず、たとえば検体誘導壁２１の平行方向に遠心力をかけることができる。

図２は、図１における遠心分離部１を拡大した上面図である。以下、遠心分離部１の各部について説明する。遠心分離部１は、マイクロチップ１００に第１の方向に遠心力を印加した後に、第２の方向に遠心力を印加することで、第１対象成分および一部の第２対象成分を除去し、第２対象成分の残部を保持し、マイクロチップ１００に第２の方向に遠心力を印加した後に、第３の方向に遠心力を印加することで、第２対象成分の残部を遠心分離部１から検体誘導壁２１の方向に流出させることができる。

そして、本実施形態においては、該第１の方向と該第２の方向とが形成する内角は、４５〜１３５度であり、該第２の方向と該第３の方向とが形成する内角は、１３５〜２２５度であることが好ましい。そして、特に、該第１の方向と該第２の方向とが形成する内角は、７０〜１１０度であることが好ましく、該第２の方向と該第３の方向とが形成する内角は、１６０〜２００度であることが好ましい。これは、本発明のマイクロチップの構成において、第１対象成分を収容部から完全に除却し、第２対象成分を液残りなく第３の方向に送ることを考慮する必要があるためである。

ここで、上述の動作を行なうことができるマイクロチップ１００の構造について例示を行なう。遠心分離部１は、すぼまった開口部２７を有するように略Ｕ字型の壁２９から形成された空間からなる第２対象成分のみ収容する収容部２８を備え、略Ｕ字型の壁２９の一方端には、収容部２８から離れる方向であって、第２の方向に対しての角度θａが０〜９０度になるように延びる誘導壁２５が接続されている。θａは、３０〜６０度であることが特に好ましい。また、上述の検体誘導壁２１は、略Ｕ字型の壁２９のもう一方端から直線状に延びていることが好ましい。なお、本明細書においては、略Ｕ字型の壁２９はハッチングが入っている部分とする。

図２に示す遠心分離部１は、さらに、誘導壁２５近傍に、検体を一方向から遠心分離部１に導入するための補助壁２２をさらに有することが好ましい。これは、検体を検体誘導壁２１のみを伝って収容部２８に導入することを促進することができるため、検体を収容部２８に導入する際に、空気を該収容部２８の底部から押し出すことができるからである。

当該略Ｕ字型の壁２９は、検体誘導壁２１側の一端が直線状であって、誘導壁２５側の一端は、ふくらみを有している形状であることが好ましい。そして、すぼまった開口部２７は、適宜その形態を調整することができる。そして、該開口部２７から誘導壁２５と検体誘導壁２１とで形成される空間２６において第１対象成分と一部の第２対象成分が保持されるように設計することができる。

そして、図２においてＬ１１は、マイクロチップ１００の長手方向と平行であり、Ｌ１１に沿って向かって左方向が図２における第２の方向となる。第２の方向に遠心力を印加することによって、Ｌ１２のラインで第２対象成分が所定量計量できるように設定されている。本実施形態においては、該Ｌ１２は、略Ｕ字型の壁２９と誘導壁２５との接点をとおり、Ｌ１１と垂直方向の直線である。

そして、本実施形態のマイクロチップの内部に形成された流体回路は、遠心分離部１の検体導入部２３に接続された、検体を計量するための収容部２８、収容部２８から溢れた検体を収容するための廃液溜め（図１中位置を示さず）、液体試薬Ａ（図示せず）、および、第２対象成分について検査・分析を行なうための検出部（図１中位置を示さず）から主に構成される。検体導入口２は、第１の基板を厚み方向に貫通する貫通口となっている。

また、検体を導入するための検体導入口２３とは別に、余分な第１対象成分と一部の第２対象成分とを流出させるための排出口２４を設けることで、検体を遠心分離部１に導入する際、遠心分離部１内の気体（空気）を、排出口２４の方向へ逃がすことが可能となる。そして、気体（空気）が遠心分離部１に残存するのを防止することができる。これにより、検体、第１対象成分および第２対象成分の流れがスムーズとなり、各流路における液切れがよくなる。

次に図３に基づいて、遠心分離部１における好ましい寸法について説明する。なお、以下の寸法を採用する際には、マイクロチップ１００の寸法は長手方向４５〜５０ｍｍで、短手方向３５〜４５ｍｍであるものとする。図３中Ｌ１は、略Ｕ字型の壁における一番大きな幅の寸法である。Ｌ２は、検体誘導壁から誘導壁の末端までの直線距離を示す。Ｌ３は排出口の幅を示す。Ｌ４は開口部の長手方向の距離を示す。Ｌ５は開口部の幅を示す。Ｌ６は収容部の長手方向の距離を示す。Ｌ７は、検体導入部の幅を示す。そして、θ１は、マイクロチップ１００の長手方向であって本実施形態の第２の方向と、検体導入壁とが形成する内角を示す。θ２は、マイクロチップ１００の長手方向であって本実施形態の第２の方向と、略Ｕ字型の壁の撓み部分とが形成する内角を示す。

遠心分離部１は、たとえば、図３におけるＬ１は好ましくは、５００〜２０００μｍ、より好ましくは１０００μｍ程度であることが好ましい。この寸法によって、略Ｕ字型の壁内部に第２対象成分を保持できる利点がある。

Ｌ２は好ましくは、２０００〜６０００μｍ、より好ましくは４０００μｍ程度であることが好ましい。この寸法によって、マイクロチップ１００に導入される検体（全血）を一時的に保持できる量をあらかじめ規定できる利点がある。

Ｌ３は好ましくは、１５００〜２５００μｍ、より好ましくは２０００μｍ程度であることが好ましい。この寸法によって、補助壁から略Ｕ字型の壁内部へ検体を導入する際に、検体の拡散防止の利点がある。

Ｌ４は好ましくは、２０００〜３０００μｍ、より好ましくは２５００μｍ程度であることが好ましい。この寸法によって、第２の方向に遠心力をかけたときに略Ｕ字型の壁内部の第２対象成分を保持できる利点がある。

Ｌ５は好ましくは、３００〜６００μｍ、より好ましくは５００μｍ程度であることが好ましい。この寸法によって、略Ｕ字型の壁内部へ溶液を導入する際に溶液詰りを防止でき、かつ、第２の方向に遠心力を印加したときに第２対象成分の液量誤差を小さくできる利点がある。

Ｌ６は好ましくは、２０００〜５０００μｍ、より好ましくは３０００〜４０００μｍ程度であることが好ましい。Ｌ７は好ましくは、５０〜２０００μｍ、より好ましくは１０００μｍ程度であることが好ましい。この寸法によって、補助壁から流れる検体が誘導壁を越えて廃液として流れ出ることを防止できる利点がある。

そして、θ１は好ましくは、３０〜８０度、より好ましくは６０度であることが好ましい。この寸法によって、検体誘導壁に沿って検体を導入できる利点がある。そして、θ２は好ましくは、３０〜８０度、より好ましくは６０度であることが好ましい。この寸法によって、略Ｕ字型の壁内部へ溶液を導入後、内部に空気（気泡）が残存しない利点がある。ただし、上記は例示であって、特にその形態について限定するものではない。

上記のように、本実施形態かかる構成によれば、遠心分離された収容部２８内の第２対象成分を流出するための遠心力（図１における右向きの遠心力）を印加した際、精密に軽量された第２対象成分を得ることができる。

収容部２８の形状は、特に制限されるものではないが、収容部２８を構成する溝底面（したがって流体回路の深さ）に傾斜を設けて当該傾斜領域より底部側の領域における溝の深さをより深くすることが好ましい。つまり、収容部２８の平均深さは、他の部分の平均深さより大きいことが好ましい。このような構成をとることによって、適宜開口部２７に第２対象成分の液面がくるように調整することができ、小さい面積で多くの量の第２対象成分を収容することができる。

ここで、図４は、本実施形態におけるマイクロチップの遠心分離について示す模式的な工程図である。以下、図４を参照して該マイクロチップにおける検体の動作について説明する。

まず、図４（ａ）のように何も検体が導入されていない遠心分離部に対して、矢印３１の方向に遠心力を印加することで、図４（ａ）のように検体（血液）を検体導入部２３から導入する。このとき、遠心分離部１によって検査に不必要な量の検体は、排出口２４から排出される。該第１の流路は、廃液溜め（図示せず）にも接続されている。そして、図４（ａ）のように、さらに矢印３１の方向に遠心力を印加することで、検体を第１対象成分３７と、第２対象成分３６とに分離する。

ここで、検体を検体導入部２３から開口部を通して収容部に導入する際、遠心分離部１内に存在していた気体（空気）は、排出口２４から排出されるため、気体（空気）が遠心分離部１内に残存することはない。また、検体と気体の比重により、気体（空気）が遠心分離部へ残存することもない。

次に、図４（ｂ）のように、矢印３２の方向に遠心力を印加することで、本実施形態のマイクロチップによる測定においては不要である第１対象成分３７および余分な一部の第２対象成分３６のみが排出口２４から取り出される。

そして、マイクロチップの動作の一環として図４（ｃ）のように、矢印３３の方向に遠心力を印加することで、第２対象成分３６の液面を整える工程を備えてもよい。ただし、本工程は、任意に行なうことができる。

そして、最後に、図４（ｄ）のように、本実施形態のマイクロチップに矢印３４の方向に遠心力を印加することで、第２対象成分３６のみを取り出すことができる。

また、本実施形態においては、検体中の第１対象成分と第２対象成分との混合割合によって、検体を導入する量を調整して用いることが、可能である。したがって、たとえば、略Ｕ字型の壁内部に保持できる溶液量が１．０μＬであり、血球成分が１．０μＬ必要な場合、ヘマトクリット値４０％の患者の血液は、２．５μＬマイクロチップ１００に導入されるのに対して、ヘマトクリット値が１０％の患者の血液は１０μＬマイクロチップ１００に導入されることを選択をすることができる。このように選択できることで、より少ない全血量で血液検査が可能になる利点を有する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明のマイクロチップの好ましい一例を示す概略上面図である。図１における一部を拡大し、各部を説明するための模式的な上面図である。図１における一部を拡大し、好ましい寸法を説明するための模式的な上面図である。本実施形態におけるマイクロチップの遠心分離について示す模式的な工程図である。特許文献１に記載のマイクロチップの動作方法を示す概略工程図である。特許文献１に記載のマイクロチップの動作方法を示す概略工程図である。特許文献１に記載のマイクロチップの動作方法を示す概略工程図である。特許文献１に記載のマイクロチップの動作方法を示す概略工程図である。特許文献１に記載のマイクロチップの動作方法を示す概略工程図である。特許文献１に記載のマイクロチップの動作方法を示す概略工程図である。

符号の説明

１遠心分離部、２検体導入口、２１検体誘導壁、２２補助壁、２３検体導入部、２４排出口、２５誘導壁、２６空間、２７開口部、２８収容部、２９略Ｕ字型の壁、３１，３２，３３，３４矢印、３６第２対象成分、３７第１対象成分、１００マイクロチップ。

Claims

少なくとも、基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、前記溝と前記第２の基板の前記第１の基板側表面とで形成される流体回路を内部に有するマイクロチップであって、
前記マイクロチップは、その一表面から前記流体回路まで貫通する、検体を前記流体回路内に導入するための検体導入口を有し、
前記流体回路は、前記マイクロチップに遠心力を印加することで前記検体を遠心分離により第１対象成分と前記第１対象成分より比重が大きい第２対象成分とに分離し、第２対象成分のみを取り出すための遠心分離部を備え、
前記遠心分離部は、
開口を有するように略Ｕ字状に湾曲する第１壁と、
前記第１壁の一端から直線状に延びる第２壁と、
前記第１壁の他端から直線状に、かつ、前記第２壁が延びる方向に対して垂直な方向から前記第２壁側へ傾斜する方向に延びる第３壁と、
によって囲まれる空間からなり、
前記遠心分離部を構成する前記空間は、
前記第１壁または前記第２壁と、前記第３壁とによって挟まれる空間である第１空間と、
前記略Ｕ字状に湾曲する第１壁の対向する壁によって挟まれる空間であって、前記第１空間と連続する第２空間と、
前記略Ｕ字状に湾曲する第１壁の対向する壁によって挟まれる空間であって、前記第２空間と連続する第３空間と、
をこの順に有し、
前記第２空間の幅は、前記第３空間の幅よりも小さい、マイクロチップ。
前記略Ｕ字状に湾曲する第１壁は、前記第２壁が接続される前記一端から、前記開口とは反対側である第１壁の底部まで延びる、前記第２壁と連続する直線状の壁部分を含む、請求項１に記載のマイクロチップ。
前記誘導壁近傍に、前記検体を一方向から遠心分離部に導入するための補助壁をさらに有する請求項１または２に記載のマイクロチップ。
前記第３空間の平均深さは、他の部分の平均深さより大きい請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロチップ。
前記検体中の第１対象成分と第２対象成分との混合割合によって、前記検体を導入する量を調整して用いられる請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロチップ。