JP6784970B2 - 流体制御機構およびこれを用いたイムノクロマトグラフィー分析用キット - Google Patents

Description

本発明は、多孔質膜を流れる流体を制御する流体制御機構および生体試料、食品、土壌等の分析対象試料に含有される測定対象物を検出・測定するために用いられるイムノクロマトグラフィー分析用キットに関する。

分析対象試料中の測定対象物を高い選択性で検出・測定する方法の１つにイムノクロマトグラフィー法がある。イムノクロマトグラフィー法とは、セルロース膜内を試料がゆっくりと流れる性質（毛細管現象）を応用した測定方法であり、妊娠検査薬やインフルエンザ検査薬等に広く使われている。

このイムノクロマトグラフィー法を用いた電気化学的分析用キットの構成を図１１に示す。図１１は、抗原抗体反応を用いて分析対象試料に含まれる測定対象物を測定する電気化学的分析用キットの概略図である。図１１に示すように、電気化学的分析用キット１０１は、基板１０２上の左側に、血液等の分析対象試料を導入するための試料導入部１１０が設けられ、右側には分析対象試料を吸収するための吸収パッド１３０が設けられている。

試料導入部１１０と吸収パッド１３０の間には、電極１５０が設けられると共に、電極１５０上面に接し、試料導入部１１０から吸収パッド１３０に亘って長方形状の多孔質膜１２０が設けられている。この多孔質膜１２０には、試料導入部１１０に接続する部分と、電極１５０に接続する部分との間に抗体固定部１６０が形成されている。抗体固定部１６０には、測定対象物（抗原）と抗原抗体反応を起こす抗体が固定されている。

電極１５０は、電流計等の電流測定手段（図示しない）と、その電流測定手段により測定された電流と測定対象物の濃度との関係から測定対象物の濃度を算出する濃度算出手段（図示しない）とに接続されている。そして、電極１５０と後述する電気化学的に活性な物質との酸化還元反応により生じる電流（酸化還元電流）を測定することにより、測定対象物の濃度を測定することができるようになっている。

次に、このような電気化学的分析用キット１０１の動作について説明する。まず、電気化学的分析用キット１０１の試料導入部１１０上に分析対象試料を滴下する。すると、分析対象試料は、毛細管現象によって、上流側の試料導入部１１０から下流側の吸収パッド１３０の方向に向かって多孔質膜１２０表面および内部を流れる。そして、分析対象試料が多孔質膜１２０の抗体固定部１６０を通過する際に、分析対象試料中に含まれる測定対象物と抗体固定部１６０に固定されている抗体とが反応して複合体が生成される。なお、その複合体は、抗体固定部１６０に固定されることになる。

そして、多孔質膜１２０表面および内部に付着した余分な分析対象試料を洗い流す洗浄工程を経た後、この電気化学的分析用キット１０１の試料導入部１１０上に、この複合体と反応し、電気化学的に活性な物質を生成する反応物質を含んだ分析用液体を滴下する。すると、分析対象試料と同様に、分析用液体も毛細管現象によって上流側から下流側に向かって多孔質膜１２０表面および内部を流れる。そして、分析用液体が抗体固定部１６０を通過する際に、反応物質と抗体固定部１６０に固定された複合体とが反応（酵素分解等）し、電気化学的に活性な物質が生成する。その後、その物質は、分析用液体と共に下流側の吸収パッド１３０の方向に流れる。

そして、その物質が電極１５０に接触すると、電極１５０との間で酸化還元反応が起き、電極１５０に酸化還元反応による電流が流れる。すると、図示しない電流測定手段によりその電流が測定されると共に、図示しない濃度算出手段により測定対象物の濃度が算出される。なお、電極１５０より下流に移動した余分な分析用液体は、吸収パッド１３０に吸収される。

このようなイムノクロマトグラフィーに用いられる器具に関し、測定対象物の濃度の検出感度や精度を向上させるイムノクロマト用検査器具が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１７０８３５号公報

しかしながら、上述したようなイムノクロマト用検査器具では、同一の多孔質膜の表面および内部に、異なる種類の液体（たとえば分析対象試料や分析用液体等）を流す必要がある。そこで、ある試薬等を流した後に、多孔質膜表面および内部から余分なその試薬等を洗い流す洗浄工程が必要となるため、測定に時間がかかるという問題点があった。

また、上述したようなイムノクロマト用検査器具では、異なる種類の試薬等が同一の多孔質膜表面および内部を流れるため、洗浄工程を行っても完全には試薬等を洗浄することができない。その結果、残った試薬等がノイズとなり、測定結果の信号対雑音比（ＳＮ比）が悪くなるという問題点があった。

本発明は、上述した事情に鑑み、多孔質膜を流れる流体を制御する流体制御機構および、これを用いることにより、洗浄工程を省略することができ、短時間で、かつ正確に測定対象物を測定することができるイムノクロマトグラフィー分析用キットを提供することを目的とする。

本発明の発明者は、上述した問題点に関して鋭意研究を続けた結果、以下のような画期的な構造を有する流体制御機構およびそれを用いたイムノクロマトグラフィー分析用キットを見出した。

本発明の第１の態様は、所定の液体が毛細管現象により流れる多孔質膜を複数備え、各多孔質膜は、他の多孔質膜と交差する交差部を少なくとも１つ有すると共に、各交差部を挟んで多孔質膜を流れる所定の液体の流れを制御する２つのバルブ部をそれぞれ有する液体制御機構であって、２つのバルブ部は、多孔質膜を流れる所定の液体が他の多孔質膜に流れ込まないように制御されることを特徴とする流体制御機構にある。

かかる第１の態様では、多孔質膜を流れる液体の流れを容易に制御することができる。

本発明の第２の態様は、２つのバルブ部は、交差部に接するようにそれぞれ設けられていることを特徴とする第１の態様に記載の流体制御機構にある。

かかる第２の態様では、多孔質膜の交差部以外は、他の多孔質膜を流れる所定の他の液体が流れ込まないように、多孔質膜を流れる液体の流れをより正確に制御することができる。その結果、本実施形態に係る流体制御機構を用いたイムノクロマトグラフィー分析用キットは、交差部以外に所定の他の液体が残留することはないので、より正確に測定対象物を測定することができる。

本発明の第３の態様は、交差部は、多孔質膜と他の多孔質膜とが直角に交差する部分であることを特徴とする第１または第２の態様に記載の流体制御機構にある。

かかる第３の態様では、流体制御機構を小型化することができる。その結果、本実施形態に係る流体制御機構を用いたイムノクロマトグラフィー分析用キットも小型化することができる。

本発明の第４の態様は、バルブ部は、熱応答性材料が含浸した多孔質膜と、熱応答性材料を加熱する加熱手段と、加熱手段を制御する制御部とを具備することを特徴とする第１〜３の態様の何れかに記載の流体制御機構にある。

ここで「熱応答性材料」とは、温度に応じて疎水性または親水性の性質を示す材料をいい、たとえば下限臨界溶液温度（Ｌｏｗｅｒ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を有するポリマー等が含まれる。

かかる第４の態様では、容易にバルブ部を設けることができると共に、容易にバルブ部を制御することができる。

本発明の第５の態様は、熱応答性材料がポリイソプロピルアクリルアミドであることを特徴とする第４の態様に記載の流体制御機構にある。

かかる第５の態様では、より容易にバルブ部を設けることができると共に、より容易にバルブ部を制御することができる。

本発明の第６の態様は、加熱手段がヒータ、ペルティエ素子または赤外線照射装置のいずれかであることを特徴とする第４または第５の態様に記載の流体制御機構にある。

かかる第６の態様では、より容易にバルブ部を制御することができる。

本発明の第７の態様は、バルブ部は、光刺激応答性材料が含浸した多孔質膜と、光刺激応答性材料に所定の波長の光を照射する光照射部と、光照射部を制御する制御部とを具備することを特徴とする第１〜３の態様の何れかに記載の流体制御機構にある。

ここで「光刺激応答性材料」とは、照射される光の波長によって疎水性または親水性の性質を示す材料をいい、たとえば光刺激応答性ポリマー等が挙げられる。

かかる第７の態様では、容易にバルブ部を設けることができると共に、容易にバルブ部を制御することができる。

本発明の８の態様は、光刺激応答性材料がα-シクロデキストリンとアゾベンゼンとを含む混合物であることを特徴とする第７の態様に記載の流体制御機構にある。

かかる第８の態様では、より容易にバルブ部を設けることができると共に、より容易にバルブ部を制御することができる。

本発明の第９の態様は、第１〜８の態様の何れかに記載の流体制御機構を具備し、交差部は、測定対象物に関連する物質を固定する固定部を有することを特徴とするイムノクロマトグラフィー分析用キットにある。

かかる第９の態様では、各態様の流体制御機構の効果に加え、多孔質膜を洗浄することなく測定することができるので、短時間で、かつ正確に測定対象物を測定することができる。

図１は実施形態１に係るイムノクロマトグラフィー分析用キットの概略図である。 図２は図１に示すＡＡ’における多孔質膜の概略断面図である。 図３は図１に示すＢＢ’における多孔質膜の概略断面図である。 図４は実施形態１に係る電極部の概略側面図である。 図５は血球分離膜に血液を滴下した際のイムノクロマトグラフィー分析用キットの状態を示す概略図である。 図６は液体滴下膜に分析用液体を滴下した際のイムノクロマトグラフィー分析用キットの状態を示す概略図である。 図７は実施形態２に係るイムノクロマトグラフィー分析用キットの概略図である。 図８は実施形態３に係るイムノクロマトグラフィー分析用キットの概略図である。 図９は実施形態４に係るイムノクロマトグラフィー分析用キットの概略図である。 図１０は実施形態５に係る多孔質膜および光照射部の概略断面図である。 図１１は従来のイムノクロマトグラフィー分析用キットの概略図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットの実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）

図１に、本実施形態に係るイムノクロマトグラフィー分析用キットの概略図を示す。図１に示すように、本実施形態に係るイムノクロマトグラフィー分析用キット１は、基板２上に、２つの多孔質膜１０、２０が直角に交差した形になるように構成されている。基板２は特に限定されない。

まず、多孔質膜１０について説明する。多孔質膜１０の左側端部（上流側端部）は、コンジュゲートパッド１２を介して血液（分析対象試料）が滴下される血球分離膜１１に接続されており、滴下された血液から血球を取り除くと共に、測定対象物が含まれる血液とコンジュゲートパッド１２に含有されている標識化合物を、均一な流速・量で多孔質膜１０に移動させることができるようになっている。

一方、多孔質膜１０の右側端部（下流側端部）は、吸収パッド１８に接続されており、毛細管現象により、血球分離膜１１に滴下された血液等を吸収パッド１８に向かって移動させることができるようになっている。

そして、多孔質膜１０の中央部には、交差部であり、かつ固定部である抗体固定部３０が設けられている。抗体固定部３０には、測定対象物（抗原）と抗原抗体反応を起こす抗体が固定されている。

ここで、測定対象物とは、血液等の分析対象試料に含まれている物質であって、測定の対象となるものである。測定対象物としては、たとえば、エストロン（硫酸エストロンを含む。）やエストラジオール等のエストロゲン、プロゲステロン等のステロイド、黄体形成ホルモン、卵胞刺激ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン等の性腺刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、レチノール等のビタミン、インフルエンザウイルス等のウイルスが挙げられる。

そして、多孔質膜１０の抗体固定部３０に隣接する上流側領域および下流側領域には、抗体固定部３０を挟むようにバルブ部１５Ａ、１５Ｂが形成されている。バルブ部１５Ａ、１５Ｂの下側には、図２に示すように、基板２上にヒータ１６Ａ、１６Ｂがそれぞれ設けられており、各ヒータ１６Ａ、１６Ｂ上に位置するバルブ部１５Ａ、１５Ｂをそれぞれ加熱することができるようになっている。

ヒータ１６Ａ、１６Ｂは、配線（図示しない）を介してコンピュータ等の制御部（図示しない）に接続されている。そして、詳細は後述するが、バルブ部１５Ａ、１５Ｂは、液体が多孔質膜２０を流れるときに、抗体固定部３０以外の多孔質膜１０にその液体が流れ込まないように制御することができるようになっている。

次に、多孔質膜２０について説明する。多孔質膜２０の上方端部（上流側端部）は、コンジュゲートパッド２２を介して分析用液体が滴下される液体滴下膜２１に接続されており、滴下された分析用液体が飛び散ることなく、均一な流速・量で多孔質膜２０に移動させることができるようになっている。

一方、多孔質膜２０の下方端部（下流側端部）は、吸収パッド２８に接続されており、毛細管現象により、液体滴下膜２１に滴下された分析用液体を吸収パッド２８に向かって移動させることができるようになっている。

ここで、分析用液体とは、後述する複合体Ｄと反応して電気化学的に活性な物質（たとえば、ｐ−アミノフェノールやフェロシアン化物イオン〔［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^４−〕）を生成する反応物質（たとえばｐ−アミノフェニルホスフェート、フェリシアン化物イオン〔［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^３−〕、グルコース等）を含んだ液体である。

そして、多孔質膜２０の中央部には、多孔質膜１０と共有する抗体固定部３０が設けられている。

多孔質膜２０の抗体固定部３０に隣接する上流側領域および下流側領域には、抗体固定部３０を挟むようにバルブ部２５Ａ、２５Ｂが形成されている。バルブ部２５Ａ、２５Ｂの下側には、図３に示すように、基板２上にヒータ２６Ａ、２６Ｂが設けられており、各ヒータ２６Ａ、２６Ｂ上に位置するバルブ部２５Ａ、２５Ｂをそれぞれ加熱することができるようになっている。

ヒータ２６Ａ、２６Ｂは、ヒータ１６Ａ、１６Ｂと同様に、配線（図示しない）を介して制御部（図示しない）に接続されている。そして、詳細は後述するが、バルブ部２５Ａ、２５Ｂは、多孔質膜１０を液体が流れるときに、抗体固定部３０以外の多孔質膜２０にその液体が流れ込まないように制御することができるようになっている。

多孔質膜２０のバルブ部２５Ｂの下流側の基板２上には、図３に示すように、多孔質膜２０と接続する電極部２７が設けられている。

さらに、図１に示すＸ方向から見た際の電極部２７の概略側面図を図４に示す。図４に示すように、電極部２７は、参照電極２７Ａ、作用電極２７Ｂ、対向電極２７Ｃの３つの電極で構成されている。そして、これらの電極は、ポテンシオスタット等の電流測定手段（図示しない）と、作用電極２７Ｂと対向電極２７Ｃの間を流れた電流に基づいて測定対象物の濃度を算出するコンピュータ等の濃度算出手段（図示しない）とに接続されており、作用電極２７Ｂから対向電極２７Ｃに流れる電流を正確に測定できるようになっている。

各電極２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃには、鉛直上方に向かって延伸する突起部２９Ｂが複数形成されている。そして、各突起部２９Ｂの先端部２９Ａはテーパ状になっており、各電極２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃと多孔質膜２０とを接続する際に、各突起部２９Ｂが多孔質膜２０を容易に貫通することができるようになっている。ここで、突起部２９Ｂの数は、多孔質膜２０内を流れる血液等の液体の流れを阻害しないのであれば特に限定されない。

このような突起部２９Ｂを有する電極２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃを用いることにより、作用電極２７Ｂと、後述する電気化学的に活性な物質Ｅとの接触面積を大きくすることができると共に、多孔質膜２０内における電気化学的に活性な物質Ｅの位置にかかわらず電気化学的に活性な物質Ｅと作用電極２７Ｂとを接触させることができるので、高い測定感度が得られる。

また、各電極２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃと多孔質膜２０とを接続させた際に、突起部２９Ｂは多孔質膜２０を貫通した状態で多孔質膜２０に固定されることになるので、各電極２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃと多孔質膜２０とがズレるのを防止することができる。

ここで、多孔質膜１０、２０は、測定対象物に関連し、電気化学的に活性な物質Ｅ等を移動させることができる多孔質からなるものであれば特に限定されない。多孔質膜としては、たとえば紙、スポンジ、布、ゼラチン等のゲル状物質、その他の網目状構造の物質からなる膜を挙げることができる。

血球分離膜１１、コンジュゲートパッド１２、２２および液体滴下膜２１は、上述した機能を有するものであれば特に限定されず、市販のものを用いてもよい。

抗体固定部３０に固定される抗体としては、測定対象物と特異的に結合し、複合体を生成するものであれば特に限定されない。抗体としては、たとえば測定対象物が硫酸エストロンの場合には抗硫酸エストロン抗体（コスモ・バイオ社製：ＦＫＡ−２２６Ｅ）等が挙げられる。

バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂは、常温では血液や分析用液体等をそのまま通し（移動させる）、ヒータ１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂにより加熱されると血液や分析用液体等を通さなく（移動させなく）なるものであれば特に限定されない。バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂとしては、たとえば、熱応答性材料であるポリイソプロピルアクリルアミドを多孔質膜に含浸させたものが挙げられる。なお、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂには、ポリイソプロピルアクリルアミド以外に他の物質が含まれていてもよい。

また、ヒータ１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂも、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂをそれぞれ加熱することができるものであれば特に限定されず、たとえばアルミ箔ヒータ等を用いることができる。

ポリイソプロピルアクリルアミドは、３２℃前後に下限臨界共溶温度（Ｌｏｗｅｒ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ＬＣＳＴ）を有している。この温度以下の温度では、ポリイソプロピルアクリルアミドは親水性を示し、膨潤するため、多孔質膜内の空隙を封鎖し、血液や分析用液体等をそのまま通さない（流さない）が、この温度より高い温度では、ポリイソプロピルアクリルアミドは、疎水性を示し、収縮するため、空隙ができ、血液や分析用液体等をそのまま通す（流す）という性質を有する。したがって、多孔質膜１０、２０にポリイソプロピルアクリルアミドを含浸させて形成したバルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂをヒータで加熱することにより、各多孔質膜１０、２０を流れる液体の流れを制御することができる。

吸収パッド１８、２８は、余分な血液や分析用液体等を吸収することができるものであれば特に限定されない。吸収パッド１８、２８としては、たとえば市販されているイムノクロマトグラフィー分析用キットに用いられているセルロース繊維、ガラス繊維、パルプなどの繊維からなる綿、不織布、ろ紙であってもよい。

また、各電極２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃは、電流を流すことができる材質のものであれば特に限定されないが、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）またはカーボン（Ｃ）製のものが好ましい。各電極２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃは、たとえば従来のフォトリソグラフィ技術等を利用した微細加工技術によって基板２上に形成することができる。

なお、本実施形態では、多孔質膜１０、２０と、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂと、ヒータ１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂとで、流体制御機構が構成されている。

次に、図５および図６を参照して、本実施形態に係るイムノクロマトグラフィー分析用キットの動作について説明する。図５は、血球分離膜１１に血液を滴下した際のイムノクロマトグラフィー分析用キット１の状態を示す概略図であり、図６は、液体滴下膜２１に分析用液体を滴下した際のイムノクロマトグラフィー分析用キット１の状態を示す概略図である。

まず、血球分離膜１１上に血液を滴下する。すると、血球分離膜１１により血球が取り除かれた血液は、コンジュゲートパッド１２を通って、コンジュゲートパッド１２に含有されている標識化合物と共に均一な流速・量で多孔質膜１０に流れ込む。

多孔質膜１０に流れ込んだ血液は、毛細管現象により、図５に示すＳ１方向に移動するが、血液が抗体固定部３０に達する前に、ヒータ１６Ａ、１６Ｂによってバルブ部１５Ａ、１５Ｂが３２℃以上に加熱される。すると、バルブ部１５Ａ、１５Ｂは疎水性を示してＳ１方向に血液が移動することが可能となる。一方で、バルブ部２５Ａ、２５Ｂは３２℃以下に保たれているため、親水性を示して多孔質膜２０への流路が遮断されることになる。その結果、血液は抗体固定部３０以外の多孔質膜２０に流れず、そのままＳ１方向に（多孔質膜１０の表面及び内部のみを）流れることになる。

ここで、血液が抗体固定部３０に流れ込むと、抗体固定部３０に固定されている抗体と、血液に含まれる測定対象物（抗原）とが反応して複合体Ｃを生成すると共に、抗体と標識化合物Ｌが反応して複合体Ｄを生成する。そして、この複合体Ｃと複合体Ｄは、抗体固定部３０に固定されることになる。なお、余分な血液は、そのままＳ１方向に流れ、最終的に吸収パッド１８に吸収される。その後、ヒータ１６Ａ、１６Ｂによる加熱を停止、バルブ部１５Ａ、１５Ｂの温度を３２℃以下に低下させる。

次に、液体滴下膜２１に分析用液体を滴下する。すると、分析用液体は、コンジュゲートパッド１２を通って、均一な流速・量で多孔質膜２０に流れ込む。

多孔質膜２０に流れ込んだ分析用液体は、毛細管現象により、図６に示すＳ２方向に移動するが、分析用液体が抗体固定部３０に達する前に、ヒータ２６Ａ、２６Ｂによってバルブ部２５Ａ、２５Ｂが３２℃以上に加熱される。すると、バルブ部２５Ａ、２５Ｂは疎水性を示してＳ２方向への分析用液体の移動が可能になる。一方で、バルブ部１５Ａ、１５Ｂは３２℃以下に低下しているため、親水性を示して分析用液体の多孔質膜１０への流路が遮断されることになる。その結果、分析用液体は抗体固定部３０以外の多孔質膜１０に流れず、そのままＳ２方向に（多孔質膜１０の表面及び内部のみを）流れることになる。

ここで、分析用液体が抗体固定部３０に流れ込むと、反応物質と抗体固定部３０に固定されている複合体Ｄとが反応し、電気化学的に活性な物質Ｅを生成することになる。

そして、物質Ｅが作用電極２７Ｂ近傍を流れる際に作用電極２７Ｂと対向電極２７Ｃとの間に電圧を印加すると、物質Ｅと作用電極２７Ｂとの間で酸化還元反応が起こる。その結果、作用電極２７Ｂと対向電極２７Ｃとの間に電流が流れることになる。

すると、図示しない電流測定手段により、作用電極２７Ｂと対向電極２７Ｃとの間を流れる電流が測定される。ここで、この電流は物質Ｅの量に比例するので、最終的にこの電流と測定対象物の量は相関することになる。その結果、電流と測定対象物との関係式が格納された濃度算出手段により、この電流に基づいて測定対象物の濃度を算出することができる。なお、電極部２７より下流に移動した余分な分析用液体は、吸収パッド２８に吸収される。

以上説明したように、本実施形態に係るイムノクロマトグラフィー分析用キット１を用いることにより、多孔質膜１０を洗浄することなく測定することができるので、短時間で、かつ正確に測定対象物を測定することができる。

なお、本実施形態では、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂをそれぞれ加熱するために、加熱手段としてヒータ１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂを用いたが、これらのヒータに代えて、ペルティエ素子を用いてもよい。ペルティエ素子を用いることにより、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂのそれぞれを加熱・冷却することができるので、より短時間で、かつ正確に測定対象物を測定することができる。

また、ヒータ１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂに代えて、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂの上方に配置した赤外線照射装置を加熱手段として用いてもよい。このように流体制御機構を構成し、その赤外線照射装置から照射される赤外線でバルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂを加熱するようにしても、本実施形態に係る流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットと同様の効果が得られる。赤外線照射装置としては、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂを加熱することができるものであれば特に限定されず、たとえば赤外線レーザー装置等が挙げられる。

さらに、本実施形態では、多孔質膜１０、２０が直角に交差した形になるように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、多孔質膜１０、２０が一体的に形成されたような十字型の多孔質膜を用いて、流体制御機構を構成してもよい。このように流体制御機構を構成しても、本実施形態の流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットと同様の効果が得られる。
（実施形態２）

実施形態１では、基板上に、２つの多孔質膜が交差した形になるようにイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成したが、本発明はこれに限定されず、３つ以上の多孔質膜が交差した形になるようにイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成してもよい。

たとえば、図７に示すように、３つの多孔質膜１０、２０、４０が交差した形になるようにイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成することができる。

本実施形態に係るイムノクロマトグラフィー分析用キット１Ａは、実施形態１に係るイムノクロマトグラフィー分析用キット１に、多孔質膜１０と並行な多孔質膜４０を追加したような形となっている。

具体的には、多孔質膜２０と多孔質膜１０との交差部（固定部）である抗体固定部３０Ａの下方に、多孔質膜２０と多孔質膜４０とを直角に交差させた交差部を形成したようなものとなっている。多孔質膜２０と多孔質膜４０とが交差している部分には、交差部であり固定部でもある抗体固定部３０Ｂが設けられている。また、抗体固定部３０Ｂを取り囲むように、多孔質膜２０および多孔質膜４０には、バルブ部２５Ｃ、２５Ｄ、４５Ａ、４５Ｂが形成されている。また、バルブ部２５Ｃ、２５Ｄ、４５Ａ、４５Ｂの下側には、ヒータ（図示しない）がそれぞれ設けられている。その他の構成は、実施形態１に係るイムノクロマトグラフィー分析用キットと同様である。

なお、本実施形態では、多孔質膜１０、２０、４０と、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、４５Ａ、４５Ｂと、それらの下側にそれぞれ設けられているヒータ（図示しない）とで、流体制御機構が構成されている。

このように、３つ以上の多孔質膜１０、２０、４０が交差した形になるように流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成することもできる。このように構成し、たとえば種類の異なる抗体を各交差部に固定化することにより、実施形態１の効果に加えて、１回の分析で複数成分について同時に分析することができる。

なお、本実施形態では、交差部３０Ａ、３０Ｂは別々に設けるようにしたが、交差部３０Ａ、３０Ｂが重なるように、すなわち交差部を１つとするように構成することもできる。このように構成し、いわゆるサンドイッチ法を用いることで、より短時間で、かつ正確に測定対象物を測定することができる。

ここで、本実施形態におけるサンドイッチ法とは、具体的には測定対象物（抗原）、酵素標識抗体を含む液体、分析用液体の順序で各多孔質膜から所定の液体を流して抗原量等を測定する方法である。具体的な流れとしては、まず抗原を含む液体を流すと、抗原が抗体固定部に固定される。次に酵素標識抗体を含む液体を流すと、固定されている抗原と酵素標識抗体とが結合する。最後に分析用液体を流すことで、抗原量を測定することができる。
（実施形態３）

実施形態１では、基板上に、２つの多孔質膜が直角に交差した形になるようにイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成したが、本発明はこれに限定されない。

たとえば、図８に示すように、２つの多孔質膜が非直角に交差した形になるようにイムノクロマトグラフィー分析用キット１Ｂを構成してもよい。２つの多孔質膜１０、２０がなす角度は条件に応じて適宜設定することができる。

なお、本実施形態でも、実施形態１と同様に、多孔質膜１０、２０と、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂと、各バルブ部の下側にそれぞれ設けられたヒータ（図示しない）とで、流体制御機構が構成されていることになる。

このようにイムノクロマトグラフィー分析用キット１Ｂを構成しても、実施形態１の流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットと同様の効果が得られる。
（実施形態４）
上述した実施形態では、抗体固定部に接するように、バルブ部を設けたが、本発明はこれに限定されない。

たとえば、図９に示すように、抗体固定部３０とバルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂとが接するのではなく、抗体固定部３０とバルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂとの間に干渉部１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂをそれぞれ設けるようにイムノクロマトグラフィー分析用キット１Ｃを構成してもよい。

干渉部１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂとしては、血液や分析用液体等が流れるものであれば特に限定されず、たとえば多孔質膜等が挙げられる。

なお、本実施形態では、多孔質膜１０、２０と、バルブ部１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂと、ヒータ１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂと、干渉部１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂとで、流体制御機構が構成されている。

このイムノクロマトグラフィー分析用キット１Ｃと実施形態１に係るイムノクロマトグラフィー分析用キット１とを比較すると、干渉部１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂに血液や分析用液体等が残留するために多少測定精度が下がる可能性がある。しかし、このように流体制御機構を構成しても実施形態１のものと同様な効果が得られる。また、このようにイムノクロマトグラフィー分析用キット１Ｃを構成しても、実施形態１と同様に、多孔質膜１０を洗浄することなく測定することができるので、短時間で、かつ正確に測定対象物を測定することができる。
（実施形態５）

実施形態１では、熱応答性材料であるポリイソプロピルアクリルアミドを用いて流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成したが、本発明はこれに限定されない。

たとえば、熱応答性材料ではなく光刺激応答性材料を用いて流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成してもよい。

具体的には、例えば図１０に示すように、バルブ部１５Ｅ、１５Ｆの上方に光照射部５０Ｅ、５０Ｆが配置されるように流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成する。図１０は、本実施形態に係る多孔質膜１０および光照射部５０Ｅ、５０Ｆの概略断面図である。

バルブ部１５Ｅ、１５Ｆは、多孔質膜１０にα−シクロデキストリンとアゾベンゼンとを含む混合物（α−シクロデキストリンとアゾベンゼンと組み合わせたヒドロゲル〔αＣＤ−Ａｚｏ ｇｅｌ〕）を含浸させることにより構成される。ここで、α−シクロデキストリンとアゾベンゼンとを含む混合物は光刺激応答性材料に該当する。なお、この混合物には、他の物質が含まれていてもよい。

この混合物は、３５６ｎｍの波長を含む光が照射されると膨張して多孔質膜内の空隙を封鎖し、血液や分析用液体等をそのまま通さなくなる（流さない）。一方、この混合物は、４３０ｎｍの波長を含む光が照射されると、収縮して空隙ができるため、血液や分析用液体等をそのまま通す（流す）という性質を有する（Ｔａｋａｓｈｉｍａ，Ｙ．； Ｈａｔａｎａｋａ， Ｓ．； Ｏｔｓｕｂｏ， Ｍ．； Ｎａｋａｈａｔａ，Ｍ．； Ｋａｋｕｔａ， Ｔ．； Ｈａｓｈｉｄｚｕｍｅ，Ａ．； Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，Ｈ．； Ｈａｒａｄａ， Ａ．， Ｎａｔ． Ｃｏｍｍｕｎ． ２０１２， ３， １２７０．）参照）。

なお、光照射部５０Ｅ、５０Ｆは上記の波長の光を照射できるものであれば特に限定されず、たとえばレーザー装置やランプを用いることができる。

このように流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成し、図示しない制御部で光照射部を制御することにより、実施形態１に係るものと同様の効果が得られる。
（その他の実施形態）

上述した実施形態では、抗体固定部が交差部と固定部を兼ねるようにしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、交差部の一部を固定部となるように流体制御機構およびイムノクロマトグラフィー分析用キットを構成してもよい。このように構成しても、上述した実施形態のものと同様の効果が得られる。

また、上述した実施形態では、電極部を用いて測定対象物を測定するようにしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、有機色素分子等の識別材料を用い、その色や蛍光から測定対象物の濃度等を測定するようにしてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ イムノクロマトグラフィー分析用キット
２ 基板
１０、２０、４０ 多孔質膜
１１ 血球分離膜
１２、２２ コンジュゲートパッド
１３Ａ、１３Ｂ 干渉部
１５Ａ，１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、４５Ａ、４５Ｂ バルブ部
１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ ヒータ
１８、２８ 吸収パッド
２７ 電極部
２７Ａ 参照電極
２７Ｂ 作用電極
２７Ｃ 対向電極
２９Ａ 先端部
２９Ｂ 突起部
３０、３０Ａ 交差部、抗体固定部
５０Ｅ、５０Ｆ 光照射部

Claims (8)

1. 所定の液体が毛細管現象により流れる多孔質膜を少なくとも２つ備え、
   一方の多孔質膜は、他方の多孔質膜と交差する交差部を１つ有すると共に、前記交差部を挟んで前記多孔質膜を流れる所定の液体の流れを制御する２つのバルブ部をそれぞれ有する液体制御機構であって、
   前記２つのバルブ部は、
   熱応答性材料が含浸した前記多孔質膜と、
   当該熱応答性材料を加熱する加熱手段と、
   当該加熱手段を制御する制御部とを具備し、
   多孔質膜を流れる所定の液体が他の多孔質膜に流れ込まないように制御されることを特徴とする流体制御機構。
2. 前記２つのバルブ部は、前記交差部に接するようにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体制御機構。
3. 前記交差部は、多孔質膜と他の多孔質膜とが直角に交差する部分であることを特徴とする請求項１または２に記載の流体制御機構。
4. 前記熱応答性材料が、ポリイソプロピルアクリルアミドであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の流体制御機構。
5. 前記加熱手段がヒータ、ペルティエ素子または赤外線照射装置のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の流体制御機構。
6. 所定の液体が毛細管現象により流れる多孔質膜を少なくとも２つ備え、
   一方の多孔質膜は、他方の多孔質膜と交差する交差部を１つ有すると共に、前記交差部を挟んで前記多孔質膜を流れる所定の液体の流れを制御する２つのバルブ部をそれぞれ有する液体制御機構であって、
   前記２つのバルブ部は、
   光刺激応答性材料が含浸した前記多孔質膜と、
   当該光刺激応答性材料に所定の波長の光を照射する光照射部と、
   当該光照射部を制御する制御部とを具備し、
   多孔質膜を流れる所定の液体が他の多孔質膜に流れ込まないように制御されることを特徴とする流体制御機構。
7. 前記光刺激応答性材料が、α-シクロデキストリンとアゾベンゼンとを含む混合物であることを特徴とする請求項６に記載の流体制御機構。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の流体制御機構を具備し、
   前記交差部は、測定対象物に関連する物質を固定する固定部を有することを特徴とするイムノクロマトグラフィー分析用キット。