JP6823824B2 - マイクロ流体デバイス - Google Patents

Description

本発明は、マイクロ流体デバイスに関する。

現在、医療分野においては、赤血球、白血球、血小板、ＣＤ４陽性Ｔリンパ球などの数を測定したり、各種のたんぱく質、ホルモン、抗原抗体などのさまざまなパラメータを測定したり、血小板凝集機能を検査したりするために、血球測定器、顕微鏡、フローサイトメーターなどの大掛かりで高価な分析装置が用いられている。
このため、これらの測定を従来より安価、迅速、高感度に行うために、また、分析サンプルや試薬の量を大幅に低減するために、μ−ＴＡＳ（マイクロ／微細トータル分析システム）を用いることが検討され、このμ−ＴＡＳを実現するためのマイクロ流体デバイスが従来より提案されている （例えば、特許文献１及び２参照。）。

図１６及び図１７は、従来のマイクロ流体デバイスを説明するために示す図である。このうち、図１６は特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイス８００を説明するために示す図であり、図１７は特許文献２に記載されたマイクロ流体デバイス９００を説明するために示す図である。

特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイス８００は、μ−ＴＡＳに用いるマイクロ流体デバイスである。特許文献１に記載された８００は、図１６に示すように、主流路８０２と、主流路８０２に第１の液体供給流路８０４を介して連通し、重力・大気圧を用いて主流路８０２に第１の液体を供給するための第１の供給口（第１の液体溜）８０８と、主流路８０２に第２の液体供給流路８０６を介して連通し、重力を用いて主流路８０２に第２の液体を供給するための第２の供給口（第２の液体溜）８１０とを含む流体回路を有するマイクロ流体デバイスであって、流体回路は、第１の供給口８０８と第２の供給口８１０との高低差を用いて、第１の液体を第１の液体供給流路８０４から絞られた状態で主流路８０２に供給するように構成されている。特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイス８００は、重力を用いて流路（主流路８０２、第１の液体供給流路８０４、第２の液体供給流路８０６）に液体（第１の液体、第２の液体）を供給するマイクロ流体デバイスである。

特許文献２に記載されたマイクロ流体デバイス９００は、流路に血液を流して血小板凝集を誘発することにより血小板機能を測定するためのマイクロ流体デバイスである。特許文献２に記載されたマイクロ流体デバイス９００は、図１７に示すように、内部に設けられた流路９０１を有し、流路９０１の少なくとも一部は血小板接着のためにコラーゲンがコーティングされており、複数の壁が該流路９０１におけるコラーゲンコート部が存在する位置に血液の流れる方向に沿って延在し且つ該流路の幅を分割して流路分割部９０３を形成し、該壁は表面粗さ（Ra）が１０〜２００ｎｍになるような処理が施されている。特許文献２に記載されたマイクロ流体デバイス９００は、ポンプ９１１の駆動力を用いて血液を流路９０１に供給するマイクロ流体デバイスである。

ところで、近年、医療分野、生化学分野、化学分野などの技術分野では、分析機器の小型・簡便化とともに分析の高速化・環境問題・人体負荷軽減などを考え微量試料による分析への要求が高まってきている。このため、マイクロ流体デバイスにおいても、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合したマイクロ流体デバイスが要請されている。

このような観点から言えば、特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイス８００は、ポンプの駆動力を用いなくとも重力・大気圧を用いて流路に液体を供給できるため、特許文献２に記載されたマイクロ流体デバイス９００よりも、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合したマイクロ流体デバイスとなる。

特開２００６−０１７５６２号公報 国際公開第２０１１／０９９５６９号明細書

しかしながら、本発明の発明者の実験により、特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイス８００においては、流路を構成する材質や、流路の幅・高さによっては、毛細管現象等により流路の終端部まで液体が進行しない（又は充填されない）という事態が発生する場合があるという問題があることが分かった。このような事態が発生すると、必要な分析ができなくなったり、必要な精度で分析ができなくなったりすることがある。

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスを提供することを目的とする。

［１］本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスは、第１流路と、前記第１流路の上流側に配設され、前記第１流路に液体を供給するための液溜め部と、前記第１流路の下流側に配設され、前記第１流路よりも狭い断面積を有する第２流路と、前記第２流路の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口とを有し、前記第１流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体及び前記液体がともに通過可能となるように構成され、前記第２流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体は通過可能となるが、前記液体は通過不能となるように構成されていることを特徴とする。

本発明（態様１）において、液溜め部から第１流路に液体を供給する際に、気体は通過可能となるが、液体は通過不能となるように第２流路を構成するには、第２流路の幅を第１流路の幅よりも狭くしたり、第２流路を構成する壁のぬれ性を、第１流路を構成する壁のぬれ性よりも低くしたり、第２流路を構成する壁の表面粗さを、第１流路を構成する壁の表面粗さよりも粗くしたりすることができる。

［２］本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスにおいては、第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記第１面に第１流路用溝及び第２流路用溝が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように液溜め部用貫通穴が形成された第１基板と、前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対側の第４面を有する第２基板とを備え、前記第１流路及び前記第２流路は、前記第１基板と前記第２基板とに挟まれた空間に形成されてなることが好ましい。

［３］本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスにおいては、第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記第１面に第１流路用溝が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように液溜め部用貫通穴が形成された第１基板と、前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対側の第４面を有し、前記第３面における前記第１流路用溝に連通する位置に第２流路用溝が形成された第２基板とを備え、前記第１流路及び前記第２流路は、前記第１基板と前記第２基板とに挟まれた空間に形成されてなることが好ましい。

［４］本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスにおいては、第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記第１面に第１流路用溝が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように液溜め部用貫通穴が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように前記第２流路が形成された第１基板と、前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対側の第４面を有する第２基板とを備え、前記第１流路は、前記第１基板と前記第２基板とに挟まれた空間に形成されてなることが好ましい。

［５］本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスにおいては、前記排気口を開閉して前記液体の送液を開始又は停止するための送液開始停止用部材をさらに備えることが好ましい。

［６］本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスにおいては、前記第２流路を構成する底面、天面及び２つの側面のうち、前記底面と前記天面との間隔、及び、前記２つの側面間の間隔のうち狭い方の間隔は、０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内にあることが好ましい。

［７］本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスは、流路と、前記流路の上流側に配設され、前記流路に液体を供給するための液溜め部と、前記流路を構成する底面、天面及び２つの側面のうち、前記２つの側面が空気壁からなることを特徴とする。

［８］本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスにおいては、第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記流路に連通する位置に液溜め部用貫通穴が形成された第１基板と、前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対の第４面を有する第２基板とを備え、前記第２基板の前記第３面には、前記流路に沿って両側よりも突出するとともに、前記第１基板の前記第１面との間で空隙を形成する突出面が形成され、前記第２基板の前記突出面が前記流路の底面となり、前記第１基板の前記第１面のうち前記突出面に対向する部分が前記流路の前記天面となることが好ましい。

［９］本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスにおいては、第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記流路に連通する位置に液溜め部用貫通穴が形成された第１基板と、前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対の第４面を有する第２基板とを備え、前記第１基板の前記第１面には、前記流路に沿って両側よりも突出するとともに、前記第２基板の前記第３面との間で空隙を形成する突出面が形成され、前記第１基板の前記突出面が前記流路の前記天面となり、前記第２基板の前記第３面のうち前記突出面に対向する部分が前記流路の前記底面となることが好ましい。

［１０］本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスにおいては、第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記流路に連通する位置に液溜め部用貫通穴が形成された第１基板と、前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対の第４面を有する第２基板とを備え、前記第１基板の前記第１面には、前記流路に沿って両側よりも突出する第１突出面が形成され、前記第２基板の前記第３面には、前記流路に沿って両側よりも突出するとともに、前記第１基板の前記第１突出面との間で空隙を形成する第２突出面が形成され、前記第２基板の前記第２突出面が前記流路の底面となり、前記第１基板の前記第１突出面が前記流路の前記天面となることが好ましい。

［１１］本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスにおいては、前記流路における前記底面と前記天面との間隔は、０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内にあることが好ましい。

［１２］本発明（態様１及び２）のマイクロ流体デバイスにおいては、前記第１基板の前記第２面側で前記液溜め部と連通する液逃がし部をさらに有することが好ましい。

［１３］本発明（態様１及び２）のマイクロ流体デバイスにおいては、前記第１流路又は前記流路を構成する底面、天面及び２つの側面のうち前記底面又は前記天面には、コラーゲンがコーティングされていることが好ましい。

本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスは、第１流路の上流側に液溜め部を有することから、ポンプの駆動力を用いなくとも重力・大気圧を用いて流路に液体を供給することが可能となり、その結果、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合するマイクロ流体デバイスとなる。

また、本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスは、液溜め部から第１流路に液体を供給する際に、気体は通過可能となるが、液体は通過不能となるように構成されている第２流路を有することから、液溜め部から供給された液体が第１流路を進行するのに応じて気体が排気口から排出されるようになる結果、液体に加わる重力・大気圧によって液体が第１流路の終端部までスムーズに流れるようになる。

その結果、本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスは、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスは、第１流路の上流側に液溜め部を有することから、ポンプの駆動力を用いなくとも重力・大気圧を用いて流路に液体を供給することが可能となり、その結果、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合するマイクロ流体デバイスとなる。

また、本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスは、底面、天面及び２つの側面のうち２つの側面が空気壁からなる流路を有することから、壁面抵抗が低減し、液体に加わる重力・大気圧や毛細管現象等によって液体が流路の終端部までスムーズに流れるようになる。なお、本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスにおいては、後述する試験例により、空気壁の部分から液体が漏れ出ることが防止可能であることが確認されている（試験例４参照。）。

その結果、本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスは、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００を説明するために示す図。 実施形態１の変形例（変形例１及び２）に係るマイクロ流体デバイス１００ａ，１００ｂを説明するために示す図。 実施形態２に係るマイクロ流体デバイス１０１を説明するために示す図。 実施形態３に係るマイクロ流体デバイス１０２を説明するために示す図。 実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００を説明するために示す図。 実施形態４の変形例（変形例３及び４）に係るマイクロ流体デバイス２００ａ，２００ｂを説明するために示す図。 実施形態５に係るマイクロ流体デバイス２０１を説明するために示す図。 実施形態６に係るマイクロ流体デバイス２０２を説明するために示す図。 血小板凝集測定方法を説明するために示す図。 試験例１の結果を示す図。 試験例２の結果を示す図。 試験例３の結果を示す図。 試験例４の結果を示す図。 試験例５の結果を示す図。 変形例５及び変形例６に係るマイクロ流体デバイス１００ｃ，２００ｃを説明するために示す図。 特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイス８００を説明するために示す図。 特許文献２に記載されたマイクロ流体デバイス９００を説明するために示す図。

以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。

［実施形態１］
１．マイクロ流体デバイスの構成
図１は、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００を説明するために示す図である。図１（ａ）はマイクロ流体デバイス１００の平面図であり、図１（ｂ）はマイクロ流体デバイス１００の断面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）の要部拡大断面図（要部拡大Ａ１−Ａ１断面図及び要部拡大Ａ２−Ａ２断面図）である。

実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、図１に示すように、第１流路１１２と、第１流路１１２の上流側に配設され、第１流路１１２に液体１０を供給するための液溜め部１１１と、第１流路１１２の下流側に配設され、第１流路１１２よりも狭い断面積を有する第２流路１１３と、第２流路１１３の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口１１５とを有し、第１流路１１２は、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、気体及び液体１０がともに通過可能となるように構成され、第２流路１１３は、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、気体は通過可能となるが、液体１０は通過不能となるように構成されている。実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスである。

そして、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、第１面１２１と第１面１２１とは反対側の第２面１２２とを有し、第１面１２１に第１流路用溝１２３及び第２流路用溝１２４が形成され、かつ、第１流路用溝１２３に連通するように液溜め部用貫通穴１２５が形成された第１基板１２０と、第１基板１２０の第１面１２１と対向する第３面１３１及び第３面１３１とは反対側の第４面１３２を有する第２基板１３０とを備え、第１流路１１２及び第２流路１１３は、第１基板１２０と第２基板１３０とに挟まれた空間に形成されてなる。

実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００においては、第２面１２２に形成された連通部１１８を介して液溜め部１１１に連通する液逃がし部１１７が形成されている。また、第２流路１１３に連通する排気孔１１４が形成されており、排気孔１１４の第２面１２２側の開口が排気口１１５となる。

実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、排気口１１５を開閉して液体１０の送液を開始又は停止するための送液開始停止用部材１１６をさらに備える。送液開始停止用部材１１６は、例えば、弾力性のある樹脂製の部品、粘着性のあるテープなどを好適に用いることができる。

実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００においては、第１基板１２０として、種々の樹脂製基板（例えばアクリル樹脂製の基板）を用いることができる。また、第２基板１３０として、種々の樹脂製基板（例えばシリコーンゴム製のシート及びコラーゲンIV型（コラーゲン４型）コーティングされたポリスチレン樹脂製の基板）を用いることができる。第１基板１２０と第２基板１３０とは、接着剤又は粘着剤を介して一体化させてもよいし、第１基板１２０と第２基板１３０とを重ねて密着させて一体化させてもよい。後者の場合、治具で第１基板１２０と第２基板１３０とを挟み込むようにしてもよい。また、第１基板１２０と第２基板１３０との間に緩衝層を介在させるようにしてもよい。

第１流路１１２は、幅が例えば２ｍｍであり、高さが例えば０．５ｍｍである。また、第２流路１１３は、幅が例えば１ｍｍであり、高さが例えば０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内（例えば０．０５ｍｍ）にある。第２流路１１３の高さが０．００５ｍｍよりも低い場合には、気体の排気能力が低下する。一方、第２流路１１３の高さが０．３ｍｍよりも高い場合には、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、液体１０が第２流路１１３を通過できるようになってしまう場合があり、いずれにしても好ましくない。

液体１０は、特に限定されるものではないが、マイクロ流体デバイス１００を医療分野又は生化学分野における分析に用いる場合には、全血、多血小板血漿などを好ましく用いることができる。血小板凝集機能検査を行う場合には、第１流路１１２の底面又は天面（すなわち、第１基板１２０の第１面１２１又は第２基板１３０の第３面１３１）にコラーゲン（コラーゲンIV型）をコーティングしておくことが好ましい。

２．マイクロ流体デバイスの使用方法
まず、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の排気口１１５に、例えば粘着テープからなる送液開始停止用部材１１６を貼り付けて、排気口１１５を閉じておく。次に、測定対象となる液体１０の所定量を液溜め部１１１に注入する。このとき、液体１０が所定量よりも多く注入された場合には、余剰の液体１０は連通部１１８を介して液逃がし部１１７に移送される。従って、液溜め部１１１には常に一定の液体１０が貯留することになる。

次に、送液開始停止用部材１１６を排気口１１５から剥がして、排気口１１５を開く。すると、液溜め部１１１に貯留されていた液体１０は、第１流路１１２中を下流に向かって進行する。そして、当該液体１０が第１流路１１２を進行するのに応じて気体が排気口１１５から排出されるようになる結果、液体１０に加わる重力・大気圧によって液体１０が第１流路１１２の終端部までスムーズに流れるようになる。

なお、「第１流路１１２の形状・サイズ」、「第１基板１２０や第２基板１３０の材質」、「第１流路１１２を構成する底面、天面、２つの側面の表面粗さ」、「第１流路１１２を構成する底面、天面、２つの側面の濡れ性」などを適宜選択することにより、第１流路中を流れる液体１０のスピードを調整することができる。
また、「第２流路１１３の形状・サイズ」、「第１基板１２０や第２基板１３０の材質」、「第２流路１１３を構成する底面、天面、２つの側面の表面粗さ」、「第２流路１１３を構成する底面、天面、２つの側面の濡れ性」などを適宜選択することにより、第２流路１１３において液体１０が確実に通過不能となるようにすることができる。

３．マイクロ流体デバイスの効果
実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、第１流路１１２の上流側に液溜め部１１１を有することから、ポンプの駆動力を用いなくとも重力・大気圧を用いて第１流路に液体１０を供給することが可能となり、その結果、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合するマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、気体は通過可能となるが、液体１０は通過不能となるように構成されている第２流路１１３を有することから、液溜め部１１１から供給された液体１０が第１流路１１２を進行するのに応じて気体が排気口１１５から排出されるようになる結果、液体１０に加わる重力・大気圧によって液体１０が第１流路の終端部までスムーズに流れるようになる。

その結果、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体１０が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、第１流路１１２及び第２流路１１３が、第１基板１２０と第２基板１３０とに挟まれた空間に形成されてなることから、予め必要な加工を施した第１基板１２０と、第２基板１３０とを一体化させることにより、比較的簡単な方法で製造可能なマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００によれば、送液開始停止用部材１１６を備えることから、送液開始停止用部材１１６を用いて排気口１１５を開けたり閉じたりするという簡易な操作で、送液を開始したり送液を停止することができるようになる。

実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００によれば、第２流路１１３を構成する底面、天面及び２つの側面のうち、底面と天面との間隔、及び、２つの側面間の間隔のうち狭い方の間隔が、０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内にあることから、気体の排気能力を維持でき、また、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、第２流路１１３中を液体１０が通過できるようにはならなくなる。

［実施形態１の変形例］
図２は、実施形態１の変形例（変形例１及び２）に係るマイクロ流体デバイスを説明するために示す図である。図２（ａ）は変形例１に係るマイクロ流体デバイス１００ａの断面図であり、図２（ｂ）は変形例２に係るマイクロ流体デバイス１００ｂの断面図であり、図２（ｃ）は変形例１に係るマイクロ流体デバイス１００ａの要部拡大断面図であり、図２（ｄ）は変形例２に係るマイクロ流体デバイス１００ｂの要部拡大断面図である。

変形例１に係るマイクロ流体デバイス１００ａ及び変形例２に係るマイクロ流体デバイス１００ｂは、基本的には実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００と同様の構成を有するが、第２流路１１３の構成が実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なる。すなわち、変形例１に係るマイクロ流体デバイス１００ａにおいては、図２（ａ）及び図２（ｃ）に示すように、第２流路１１３は、縦長形状を有している。底面１１３ａと天面１１３ｂとの間隔が広く、２つの側面１１３ｃ，１１３ｄ間の間隔が狭い。また、変形例２に係るマイクロ流体デバイス１００ｂにおいては、図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示すように、第２流路１１３は、断面積がさらに狭くなっている。第２流路１１３における、底面１１３ａと天面１１３ｂとの間隔も、２つの側面１１３ｃ，１１３ｄ間の間隔もともに狭い。

そして、第２流路１１３を構成する底面１１３ａ、天面１１３ｂ及び２つの側面１１３ｃ，１１３ｄのうち、底面１１３ａと天面１１３ｂとの間隔、及び、２つの側面１１３ｃ，１１３ｄ間の間隔のうち狭い方の間隔が、０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内にあり、極めて狭い。従って、第２流路１１３は、気体は通過可能となるが、液体１０は通過不能となるような構成となる。

このように、変形例１に係るマイクロ流体デバイス１００ａ及び変形例２に係るマイクロ流体デバイス１００ｂはともに、第２流路１１３の構成が実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なるが、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と同様に、第１流路１１２の上流側に液溜め部１１１を有するとともに、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、気体は通過可能となるが、液体１０は通過不能となるように構成されている第２流路１１３を有することから、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体１０が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るマイクロ流体デバイス１０１を説明するために示す図である。図３（ａ）はマイクロ流体デバイス１０１の断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の要部拡大断面図（要部拡大Ａ１−Ａ１断面図、要部拡大Ａ２−Ａ２断面図、要部拡大Ａ３−Ａ３断面図）である。

実施形態２に係るマイクロ流体デバイス１０１は、基本的には実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００と同様の構成を有するが、第２流路用溝１２４の形成位置が実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なる。すなわち、実施形態２に係るマイクロ流体デバイス１００は、図３に示すように、第２流路用溝１２４が、第２基板１３０の第３面１３１における第１流路用溝１２３に連通する位置に形成されている。

このように、実施形態２に係るマイクロ流体デバイス１０１は、第２流路用溝１２４の形成位置が実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なるが、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と同様に、第１流路１１２の上流側に液溜め部１１１を有するとともに、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、気体は通過可能となるが、液体１０は通過不能となるように構成されている第２流路１１３を有することから、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体１０が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態２に係るマイクロ流体デバイス１０１によれば、第１基板１２０の第１面１２１の濡れ性を低くする（第１面１２１の表面粗さを粗くする、第１面１２１を撥水処理する）ことにより、第２流路の中を液体１０が確実に通過不能となるように構成できる。

［実施形態３］
図４は、実施形態３に係るマイクロ流体デバイス１０２を説明するために示す図である。図４（ａ）はマイクロ流体デバイス１０２の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部拡大断面図（要部拡大Ａ１−Ａ１断面図、要部拡大Ａ２−Ａ２断面図）である。

実施形態３に係るマイクロ流体デバイス１０２は、基本的には実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００と同様の構成を有するが、第２流路１１３の形成位置が実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なる。すなわち、実施形態３に係るマイクロ流体デバイス１０２は、図４に示すように、第２流路１１３が、第１基板１２０の内部をくり貫く位置に形成されている。

このように、実施形態３に係るマイクロ流体デバイス１０２は、第２流路１１３の形成位置が実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なるが、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と同様に、第１流路１１２の上流側に液溜め部１１１を有するとともに、液溜め部１１１から第１流路１１２に液体１０を供給する際に、気体は通過可能となるが、液体１０は通過不能となるように構成されている第２流路１１３を有することから、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体１０が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態３に係るマイクロ流体デバイス１０２によれば、第１基板１２０のみを加工すればよいため、第２基板１３０を切削加工することなくそのまま使用することができる。

［実施形態４］
１．マイクロ流体デバイスの構成
図５は、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００を説明するために示す図である。図５（ａ）はマイクロ流体デバイス２００の平面図であり、図５（ｂ）はマイクロ流体デバイス２００の断面図であり、図５（ｃ）はマイクロ流体デバイス２００の側面図であり、図５（ｄ）は図５（ｃ）の要部拡大断面図である。なお、図中、符号２１３，２１４は流路２１２の開口を示す。

実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００は、図５に示すように、流路２１２と、流路２１２の上流側に配設され、流路２１２に液体１０を供給するための液溜め部２１１とを有し、流路２１２を構成する底面２１２ａ、天面２１２ｂ及び２つの側面２１２ｃ，２１２ｄのうち、２つの側面２１２ｃ，２１２ｄが空気壁からなる。実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００は、本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスである。

そして、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００においては、第１面２２１と当該第１面２２１とは反対側の第２面２２２とを有し、流路２１２に連通する位置に液溜め部用貫通穴が形成された第１基板２２０と、第１基板２２０の第１面２２１と対向する第３面２３１及び第３面２３１とは反対の第４面を有する第２基板２３０とを備え、第２基板２３０の第３面２３１には、流路２１２に沿って両側よりも突出するとともに、第１基板２２０の第１面２２１との間で空隙を形成する突出面２３３が形成され、第２基板２３０の突出面２３３が流路２１２の底面２１２ａとなり、第１基板２２０の第１面２２１のうち突出面２３３に対向する部分が流路２１２の天面２１２ｂとなる。

実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００においては、第２基板２３０として、溝２３４を形成するとともに、突出面２３３の高さが第３面２３１よりも流路２１２の高さ寸法に対応する値だけ低い第２基板を用いる。そして、第２基板２３０の第３面２３１の部分を第１基板２２０の第１面２２１に当接させた状態で、第１基板２２０と第２基板２３０とを一体化するようにしている。

実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００においては、第１基板２２０として、種々の樹脂製基板（例えばアクリル樹脂製の基板）を用いることができる。また、第２基板２３０として、種々の樹脂製基板（例えばアクリル樹脂製の基板及びコラーゲンIV型コーティングされたポリスチレン樹脂製の基板）を用いることができる。第１基板２２０と第２基板２３０とは、接着剤又は粘着剤を介して一体化させてもよいし、第１基板２２０と第２基板２３０とを重ねて密着させて一体化させてもよい。後者の場合、治具で第１基板２２０と第２基板２３０とを挟み込むようにしてもよい。また、第１基板２２０と第２基板２３０との間に緩衝層を介在させるようにしてもよい。

流路２１２は、幅が例えば２ｍｍであり、高さ（底面２１２ａと天面２１２ｂとの間隔）が０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内（例えば０．０５ｍｍ）である。流路２１２の高さが０．００５ｍｍよりも低い場合には、液体１０が進行しなくなる場合がある。一方、流路２１２の高さ（厚さ）が０．１ｍｍよりも高い場合には、空気壁の部分から液体１０が周囲に漏れ出し易くなってしまう場合があり、いずれにしても好ましくない。

液体１０は、特に限定されるものではないが、マイクロ流体デバイス２００を医療分野又は生化学分野における分析に用いる場合には、実施形態１の場合と同様に、全血、多血小板血漿などを好ましく用いることができる。血小板凝集機能検査を行う場合には、実施形態１の場合と同様に、流路２１２の底面又は天面（すなわち、第１基板２２０の第１面２２１又は第２基板２３０の突出面２３３）にコラーゲン（コラーゲンIV型）をコーティングしておくことが好ましい。

２．マイクロ流体デバイスの使用方法
まず、測定対象となる液体１０の所定量を液溜め部２１１に注入する。すると、２つの側面２１２ｃ，２１２ｄが空気壁からなる流路２１２を有することから、壁面抵抗が低減し、液体１０に加わる重力・大気圧や毛細管現象等によって液体１０が流路２１２の終端部までスムーズに流れるようになる。

なお、「流路２１２の形状・サイズ」、「第１基板２２０や第２基板２３０の材質」、「流路２１２を構成する底面、天面、２つの側面の表面粗さ」、「流路２１２を構成する底面、天面、２つの側面の濡れ性」などを適宜選択することにより、液体１０が空気壁を介して周囲に漏れ出すという事態の発生を防止できる。また、流路中を流れる液体１０のスピードを調整することができる。

３．マイクロ流体デバイスの効果
実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００は、流路２１２の上流側に液溜め部２１１を有することから、ポンプの駆動力を用いなくとも重力・大気圧や毛細管現象等を用いて第１流路に液体１０を供給することが可能となり、その結果、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合するマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００は、底面、天面及び２つの側面のうち２つの側面が空気壁からなる流路を有することから、壁面抵抗が低減し、液体に加わる重力・大気圧や毛細管現象等によって液体が流路の終端部までスムーズに流れるようになる。なお、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００においては、後述する試験例により、空気壁の部分から液体が漏れ出ることが防止可能であることが確認されている（試験例４参照。）。

その結果、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００は、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００は、第２基板２３０の第３面２３１には、流路２１２に沿って２本の溝２３４を形成されるとともに、流路２１２に沿って両側よりも突出するとともに、第１基板２２０の第１面２２１との間で空隙を形成する突出面２３１が形成され、第２基板２３０の突出面２３３が流路２１２の底面２１２ａとなり、第１基板２２０の第１面２２１のうち突出面２３３に対向する部分が流路２１２の天面２１２ｂとなることから、予め必要な加工を施した第１基板２２０及び第２基板２３０とを一体化させることにより、比較的簡単な方法で製造可能なマイクロ流体デバイスとなる。また、流路２１２の２つの側面２１２ｃ，２１２ｄが空気壁となる構造を比較的簡単な方法で作製することができる。

実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００によれば、流路２１２を構成する底面２１２ａ、天面２１２ｂ及び２つの側面２１２ｃ，２１２ｄのうち、底面２１２ａと天面２１２ｂとの間隔が、０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内にあることから、液体１０が通過速度が遅くならず、また、空気壁の部分から液体１０が周囲に漏れ出すことがなくなる。

［実施形態４の変形例］
図６は、実施形態４の変形例（変形例３及び４）に係るマイクロ流体デバイス２００ａ，２００ｂを説明するために示す図である。図６（ａ）はマイクロ流体デバイス２００ａの側面図であり、図６（ｂ）はマイクロ流体デバイス２００ｂの側面図である。

変形例３に係るマイクロ流体デバイス２００ａ及び変形例３に係るマイクロ流体デバイス２００ｂは、基本的には実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００と同様の構成を有するが、流路２１２の高さを規定する方法が実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の場合と異なる。すなわち、変形例３に係るマイクロ流体デバイス２００ａにおいては、図６（ａ）に示すように、第２基板２３０として、溝２３４を形成した第２基板を用いるとともに、流路２１２の高さ寸法に対応する厚さ寸法を有するスペーサー（シムテープ）２４０を、溝２３４の両側における第３面２３１の部分に配置した状態で、第１基板２２０と第２基板２３０とを一体化するようにしている。また、変形例４に係るマイクロ流体デバイス２００ｂにおいては、図６（ｂ）に示すように、第２基板２３０として、突出面２３３を残して底部２３５を形成した第２基板を用いるとともに、突出面２３３の突出高さ寸法に流路２１２の高さ寸法を加算した高さ寸法に対応する厚さ寸法を有するスペーサー２４１を、底部２３５の両端部に配置した状態で、第１基板２２０と第２基板２３０とを一体化するようにしている。

このように、変形例３に係るマイクロ流体デバイス２００ａ及び変形例４に係るマイクロ流体デバイス２００ｂはともに、流路２１２の高さを規定する方法が実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の場合と異なるが、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の場合と同様に、流路２１２の上流側に液溜め部２１１を有するとともに、底面、天面及び２つの側面のうち２つの側面が空気壁からなる流路を有することから、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

［実施形態５］
図７は、実施形態５に係るマイクロ流体デバイス２０１を説明するために示す図である。図７（ａ）はマイクロ流体デバイス２０１の断面図であり、図７（ｃ）はマイクロ流体デバイス２０１の側面図である。

実施形態５に係るマイクロ流体デバイス２０１は、基本的には実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００と同様の構成を有するが、第１基板２２０に溝２２４及び突出面２２３を形成している点で実施形態４に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なる。すなわち、実施形態５に係るマイクロ流体デバイス２０１は、図７に示すように、第１基板２２０の第１面２２１には、流路２１２に沿って両側よりも突出する（溝２２４から突出する）とともに、第２基板２３０の第３面２３１との間で空隙を形成する突出面２２３が形成され、第１基板２２０の突出面２２３が流路２１２の天面２１２ｂとなり、第２基板２３０の第３面２３１のうち突出面２２３に対向する部分が流路２１２の底面２１２ａとなる。

このように、実施形態５に係るマイクロ流体デバイス２０１は、第１基板２２０に突出面２２３が形成されている点で実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の場合と異なるが、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の場合と同様に、流路２１２の上流側に液溜め部２１１を有するとともに、底面、天面及び２つの側面のうち２つの側面が空気壁からなる流路を有することから、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体１０が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態５に係るマイクロ流体デバイス２０１によれば、第１基板２２０のみを加工すればよいため、第２基板２３０をそのまま使用することができる。

［実施形態６］
図８は、実施形態６に係るマイクロ流体デバイス２０２を説明するために示す図である。図８（ａ）はマイクロ流体デバイス２０２の断面図であり、図８（ｃ）はマイクロ流体デバイス２０２の側面図である。

実施形態６に係るマイクロ流体デバイス２０２は、基本的には実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００と同様の構成を有するが、第１基板２２０及び第２基板２３０の両方に突出面（第１突出面２２３及び第２突出面２３３）を形成している点で実施形態４に係るマイクロ流体デバイス１００の場合と異なる。すなわち、実施形態６に係るマイクロ流体デバイス２０２は、図８に示すように、第１基板２２０の第１面２２１には、流路２１２に沿って両側よりも突出する（溝２２４から突出する）第１突出面２２３が形成され、第２基板２３０の第３面２３１には、流路２１２に沿って両側よりも突出する（溝２３４から突出する）とともに、第１基板２２０の第１突出面２２３との間で空隙を形成する第２突出面２３３が形成され、第２基板２３０の第２突出面２３３が流路２１２の底面２１２ａとなり、第１基板２２０の第１突出面２２３が流路２１２の天面２１２ｂとなる。

このように、実施形態６に係るマイクロ流体デバイス２０２は、第１基板２２０及び第２基板２３０の両方に突出面（第１突出面２２３及び第２突出面２３３）が形成されている点で実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の場合と異なるが、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の場合と同様に、流路２１２の上流側に液溜め部２１１を有するとともに、底面、天面及び２つの側面のうち２つの側面が空気壁からなる流路を有することから、分析機器の小型・簡便化に役立ち、かつ、微量試料による分析に適合し、かつ、流路の終端部まで液体１０が進行しない（又は充填されない）という事態が従来よりも発生しにくいマイクロ流体デバイスとなる。

また、実施形態６に係るマイクロ流体デバイス２０２によれば、第１基板２２０及び第２基板２３０の両方に突出面（第１突出面２２３及び第２突出面２３３）が形成されていることから、流路の形状が安定して丸くなり、壁面抵抗がより一層低くなるとともに、空気壁の部分から液体が漏れ出ることがより一層防止されるようになる。

［本発明の応用例］
本発明のマイクロ流体デバイスは、血小板凝集測定方法に好適に用いることができる。
図９は、血小板凝集測定方法を説明するために示す図である。図９（ａ）は血小板凝集測定装置３００を示す図であり、図９（ｂ）は蛍光検出時の励起光、流路幅及び受光部の位置を示す図である。なお、図中、符号３５２は受光部を示す。

１．血小板凝集測定装置
血小板凝集測定装置としては、図９に示すように、マイクロ流体デバイスをスライド自在に載置するスライドチャンバー３１０と、マイクロ流体デバイスの試料に４０５ｎｍの励起光を照射する青色レーザ発振器（例えばオーディオテクニカ製SU-61C-405-5）３２０と、青色レーザ発振器３２０からのレーザ光のうち３９０ｎｍ±４５ｎｍの波長の光のみ通過させるバンドパスフィルタ（例えばEdmund Op-tics製・86-337）３３０と、マイクロ流体デバイスの試料からの蛍光を通過させるとともに励起光を吸収する、中心波長５２６ｎｍ半値全幅５３ｎｍの色ガラスフィルタ（例えばEdmund Optics製・46-053）３４０と、色ガラスフィルタ３４０を通過した蛍光のフォトン数をカウントするフォトンカウンティングヘッド（例えば浜松ホトニクス製H12406）３５０と、カウンティングユニット（例えば浜松ホトニクス製C8855-01）３６０と、カウンティングユニット３６０からの出力を処理するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３７０を備える血小板凝集測定装置３００を用いる。

２．マイクロ流体デバイス
マイクロ流体デバイスとしては、例えば実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００（但し、第１基板１２０としてアクリル樹脂基板を用い、第２基板１３０としてコラーゲンIV型をコーティングしたポリリスチレン板を用いたもの）を用いる。

３．測定サンプルの作製
（１）第２基板１３０の流路になる部分におけるコラーゲンIV型を生理食塩水（PBS）を用いて湿潤する。
（２）次に、第１基板１２０と第２基板１３０とを重ねて密着し、挟み込み治具によりこれらを挟み込んでマイクロ流体デバイス１００とする。
（３）次に、送液開始停止用部材１１６を用いて排気口１１５を閉じたマイクロ流体デバイス１００を加熱ステージ上で３７℃に保持した後、あらかじめキナクリン二塩酸塩（Sigma-Aldrich製Q3251）により蛍光染色しておいた全血を液溜め部１１１に注入する。
（４）次に、送液開始停止用部材１１６を用いて排気口１１５を開ける。これにより、蛍光染色しておいた全血は、第１流路１１２の供給され、第１流路１１２の終端部まで進行し、血小板がコラーゲンに付着する。
（５）次に、マイクロ流体デバイス１００の第１基板１２０と第２基板１３０とを分離し、第２基板１３０を生理食塩水で洗浄する。
（６）そして、コラーゲンに付着した成分以外の成分が除去された試料を測定サンプルとする。

４．蛍光の検出
測定サンプルに励起光を入射し、その際に発生する蛍光を光電子増倍管（PMT）により計測する。図９（ａ）に示すように，励起光には４０５ｎｍ青色レーザ発振器３２０からの励起光を用い、これを中心波長３９０ｎｍ半値全幅４５ｎｍのバンドパスフィルタ３３０を透過させてから測定サンプルに入射する。図９（ｂ）に示すように，励起光はデフォーカスして，流路幅全体を照射するようにする。血小板や流路自体で発生した蛍光は，中心波長５２６ｎｍ半値全幅５３ｎｍの色ガラスフィルタ３４０を透過させた後に、フォトンカウンティングヘッド３５０により検出する。検出したフォトンは，カウンティングユニット３６０を用いて１秒間当たりのフォトン数として計測する。これにより、血小板凝集の程度を評価することができる。

５．共焦点レーザ顕微鏡観察
なお、マイクロ流体デバイス１００を用いて作製した測定サンプルを、共焦点レーザ顕微鏡により観察することによっても、血小板凝集の程度を評価することができる。

［試験例］
以下、試験例により本発明のマイクロ流体デバイスの効果を説明する。

［試験例１］
試験例１は、本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスが、液体に加わる重力・大気圧によって液体が第１流路の終端部までスムーズに流れることを確認するための試験例である。

１．試料の調製
（１）試料１
基本的には、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００を試料１とした。但し、第１基板１２０として、アクリル樹脂製基板に切削加工で溝及び貫通孔を形成したものを用いた。また、第１流路１１２として長さ３０ｍｍのものを用いた。第２基板１３０として、シリコーンゴムシートを用いた。
（２）試料２
基本的には、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００を試料２とした。但し、第１基板１２０として、アクリル樹脂製基板に切削加工で溝及び貫通孔を形成したものを用いた。また、第２基板１３０として、コラーゲンIV型をコーティングしたポリスチレン板を用いた。また、液逃がし部１１７が１個だけ形成されたものを用いた。

２．評価方法
（１）試料１
粘着テープからなる送液開始停止用部材１１６を用いて排気口１１５を閉じた状態で、青色に着色した水１１からなる液体を液溜め部１１１に貯留し、その後、送液開始停止用部材１１６を剥がして排気口１１５を開けることにより、液溜め部１１１に貯留されている液体を第１流路１１２に供給した。そして、液体が第１流路１１２の終端部までスムーズに流れるかどうかを確認した。
（２）試料２
基本的には試料１の場合と同様な方法で評価した。但し、液体として全血１２を用いた。

３．評価結果
図１０は、試験例１の結果を示す図である。図１０（ａ）は試料１についての結果を示す写真であり、図１０（ｂ）は試料２についての結果を示す写真であり、図１０（ｃ）は第１流路を流れる液体の速度を示すグラフである。
（１）試料１
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）からも分かるように、試料１及び試料２のいずれの場合も、液体に加わる重力・大気圧によって液体が第１流路１１２の終端部までスムーズに流れることが確認できた。また、図１０（ｃ）からも分かるように、試料２の方が試料１よりも、第１流路１１２中を流れる液体の速度が速いことが確認できた（試料１：６０秒 ｖｓ 試料２：１０秒）。

［試験例２］
試験例２は、第１流路が長い場合であっても、本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスが、液体に加わる重力・大気圧によって液体が第１流路の終端部までスムーズに流れることを確認するための試験例である。

１．試料の調製
基本的には、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００を試料３とした。但し、第１基板１２０として、アクリル樹脂製基板に切削加工で溝及び貫通孔を形成したものを用いた。また第１流路１１２として、長いもの（長さ２３０ｍｍ）であって、ヘアピン状に４回屈曲させたものを用いた。また、第１流路１１２として、幅２ｍｍ、高さ０．８ｍｍのものを用いた。また、第２基板１３０として、コラーゲンIV型をコーティングしたポリスチレン板を用いた。また、液逃がし部が形成されていないものを用いた。

２．評価方法
粘着テープからなる送液開始停止用部材１１６を用いて排気口１１５を閉じた状態で、全血１２からなる液体を液溜め部１１１に貯留し、その後、送液開始停止用部材１１６を剥がして排気口１１５を開けることにより、液溜め部１１１に貯留されている液体を第１流路１１２に供給した。そして、液体が第１流路１１２の終端部までスムーズに流れるかどうかを確認した。

３．評価結果
図１１は、試験例２の結果を示す図である。図１１（ａ）は送液中の写真であり、図１１（ｂ）は送液が止まったときの写真である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）からも分かるように、第１流路１１２が長い場合であっても、液体に加わる重力・大気圧によって液体が第１流路１１２の終端部までスムーズに流れることが確認できた。

［試験例３］
試験例３は、本発明（態様１）のマイクロ流体デバイスを発展させると、１つのマイクロ流体デバイスで湿潤化工程・血液送液工程・洗浄工程を連続して行うことが可能になるを示すための試験例である。

１．試料の調製
基本的には、実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００を試料４とした。但し、第１基板１２０として、アクリル樹脂製基板に切削加工で溝及び貫通孔を形成したものを用いた。また、第１流路１１２として、試料３と同様に長いものであって、ヘアピン状に３回屈曲させたものを用いた。但し、第１流路１１２として、途中で３箇所の分岐部分、２箇所の液溜め部（１１１ａ，１１１ｂ）及び３箇所の排出口（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ）が設けられているものを用いた（後述する図１２（ａ）参照。）。また、第１基板１２０として、第２流路が形成されていないものを用いた。また、第２基板１３０として、シリコーンゴムシートを用いた。また、液逃がし部が形成されていないものを用いた。

２．評価方法
（１）粘着テープからなる送液開始停止用部材１１６を用いて１つの液溜め部（第２液溜め部１１１ｂ）及び２つの排気口（第２排気口１１５ｂ及び第３排気口１１５ｃ）を閉じるとともに、１つの液溜め部（第１液溜め部１１１ａ）及び１つの排気口（第１排気口１１５ａ）を開いた状態で、薄青色に着色した水１３（生理食塩水を想定）を液溜め部１１１ａから第１流路１１２に供給した。これにより、薄青色に着色した水１３は、第１流路１１２における主流路（観察を行う流路）を越えて進行し、第１排気口１１５ａの近傍にまで到達した（図１２（ｂ１）〜図１２（ｂ２）参照。）。

（２）次に、送液開始停止用部材１１６を用いて第１排気口１１５ａを閉じるとともに、送液開始停止用部材１１６を剥がして第２排気口１１５ｂを開いた状態で、濃赤色に着色した水１４（全血を想定）を液溜め部１１１ａから第１流路１１２に供給した。これにより、濃赤色に着色した水１４は、第１流路１１２における主流路（観察を行う流路）を越えて進行し、第２排気口１１５ｂの近傍にまで到達した（図１２（ｂ３）〜図１２（ｂ５）参照。）。

（３）次に、送液開始停止用部材１１６を用いて第２排気口１１５ｂ及び第１液溜め部１１１ａを閉じるとともに、送液開始停止用部材１１６を剥がして第２液溜め部１１１ｂ及び第３排気口１１５ｃを開いた状態で、黄色に着色した水１５（生理食塩水を想定）を液溜め部１１１ｂから第１流路１１２に供給した。これにより、黄色に着色した水１５は、第１流路１１２における主流路（観察を行う流路）を越えて進行し、第３排気口１１５ｃの近傍にまで到達した（図１２（ｂ５）〜図１２（ｂ８）参照。）。

３．評価結果
図１２は、試験例３の結果を示す図である。図１２（ａ）は試料４の平面写真であり、図１２（ｂ１）〜図１２（ｂ８）は各工程を示す写真である。図１２中、「閉」は、送液開始停止用部材で各液溜め部又は各排気口を閉じた状態を示し、「開」は、送液開始停止用部材で各液溜め部又は各排気口を開けた状態を示し、「注」は、各液溜め部に液体を注入している状態を示す。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ１）〜図１２（ｂ８）から分かるように、薄青色に着色した水１３及び黄色に着色した水１５に代えて生理食塩水を用い、濃赤色に着色した水１４に代えて全血又は多血小板血漿を用いれば、第１流路１１２における主流路（観察を行う流路）において、湿潤化工程・血液送液工程・洗浄工程を連続して行うことが可能になることが確認できた。

［試験例４］
試験例４は、本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスが、毛細管現象や液体に加わる重力・大気圧によって液体が第１流路の終端部までスムーズに流れることを確認するための試験例である。

１．試料の調製
基本的には、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００を試料５とした。但し、第１基板２２０として、アクリル樹脂製基板に切削加工で貫通孔を形成したものを用いた。また、第２基板２３０として、アクリル樹脂製基板に切削加工で溝を形成したものを用いた。また、第１基板２２０と第２基板２３０との間に厚さを変えたシムテープ（０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍ）を挟んだ状態で第１基板１２０と第２基板とを一体化したものを用いた。

２．評価方法
赤色に着色した水１６（図１３（ａ）参照。）からなる液体を液溜め部２１１に供給することにより、液溜め部２１１から液体を流路２１２に供給した。そして、液体が流路２１２の終端部までスムーズに流れるかどうかを確認した。

３．評価結果
図１３は、試験例４の結果を示す図である。図１３（ａ）は試料５の結果を示す写真であり、図１３（ｂ）は試料５についてのシムテープの厚さ（流路高さ）と第１流路を流れる液体の流速との関係を示すグラフである。

図１３（ａ）からも分かるように、空気壁の部分から液体が漏れ出ることが防止されていることが確認できた。また、図１３（ｂ）からも分かるように、毛細管現象や液体に加わる重力・大気圧によって液体が第１流路の終端部までスムーズに流れることが確認できた。この場合、図１３（ｂ）を参照して、シムテープの厚さが０．０５ｍｍ以下のものは、シムテープの厚さを変化させても液体の流速が変わらないことから、毛細管現象のみによって液体が駆動されており、シムテープの厚さが０．０５ｍｍよりも厚いものは、シムテープの厚さを厚くすれば流速が速くなることから、毛細管現象に加えて重力・大気圧によっても液体が駆動されていることが推察される。

［試験例５］
試験例５は、本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスが、湿潤化工程・血液送液工程を連続して行うことが可能なマイクロ流体デバイスであることを示すための試験例である。

１．試料の調製
基本的には、実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００を試料６とした。但し、第１基板２２０として、アクリル樹脂製基板に切削加工で貫通孔を形成したものを用いた。また、第２基板２３０として、コラーゲンIV型をコーティングしたポリスチレン板に切削加工で溝を形成したものを用いた。また、第１基板２２０と第２基板２３０との間にシムテープ（０．０５ｍｍ）を挟んだ状態で第１基板１２０と第２基板２３０とを一体化したものを用いた。

２．評価方法
生理食塩水１７を液溜め部２１１に供給することにより、液溜め部２１１から生理食塩水１７を流路２１２に供給した。そして、生理食塩水１７が流路２１２のうち前半の流路の中間点に到達したところで、液溜め部２１１から生理食塩水１７を除去するとともに、液溜め部２１１に全血１２を注入した。そして、後者の操作により、液溜め部２１１から全血１２を流路２１２に供給できるかどうかを確認した。

３．評価結果
図１４は、試験例５の結果を示す図である。
図１４から分かるように、生理食塩水１７を流路２１２のうち前半の流路の中間点まで送液した後、全血１２を送液することにより、全血１２を流路２１２のうち後半の流路の中間点まで送液するとともに、生理食塩水１７を流路２１２の終端部まで送液することができた。これにより、本発明（態様２）のマイクロ流体デバイスが、湿潤化工程・血液送液工程を連続して行うことが可能なマイクロ流体デバイスであることが確認できた。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、下記に示すような変形実施も可能である。

（１）上記各実施形態においては、切削加工を用いて第１基板に溝や貫通孔を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。射出成形法によって、溝や貫通孔を有する第１基板を作製してもよい。

（２）上記各実施形態においては、第１基板１２０，２２０の表裏面（第２面１２２，２２２及び第１面１２１，２２１）を貫通するように液溜め部１１１，２１１を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。図１５は、変形例５及び変形例６に係るマイクロ流体デバイス１００ｃ，２００ｃを説明するために示す図である。図１５（ａ）は変形例５に係るマイクロ流体デバイス１００ｃを説明するために示す図であり、図１５（ｂ）は変形例６に係るマイクロ流体デバイス２００ｃを説明するために示す図である。

例えば、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、第１基板１２０，２２０を実施形態１に係るマイクロ流体デバイス１００の第１基板１２０又は実施形態４に係るマイクロ流体デバイス２００の第１基板２２０よりも薄肉に構成するとともに、第２面１２２，２２２から突出するように突出面を形成した後、この突出面と裏面（第１面１１２、２２２）とを貫通するように液溜め部を形成してもよい。

１０…液体、１１…青色に着色した水、１２…全血、１３…薄青色に着色した水、１４…濃赤色に着色した水、１５…黄色に着色した水、１６…赤色に着色した水、１７…生理食塩水、１００，１００ａ，１００ｂ，１０１，１０２…マイクロ流体デバイス、１１１…液溜め部、１１２…第１流路、１１３…第２流路、１１３ａ…底面、１１３ｂ…天面、１１３ｃ，１１３ｄ…側面、１１４…排気孔、１１５…排気口、１１６…送液開始停止用封止部品、１１７…液逃がし部、１１８…連通部、１２０…第１基板、１２１…第１面、１２２…第２面、１２３…第１流路用溝、１２４…第２流離用溝、１３０…第２基板、１３１…第１面、１３２…第２面、２００，２００ａ，２００ｂ，２０１，２１２…マイクロ流体デバイス、２１１…液溜め部、２１２…流路、２１３，２１４…開口、２１２ａ…底面、２１２ｂ…天面、２１２ｃ，２１２ｄ…側面、２２０…第１基板、２２１…第１面、２２２…第２面、２３０…第２基板、２３１…第１面、２３２…第２面、２３３…突出面、２３４…溝、８００…マイクロ流体デバイス、８０１…液体回路、８０２…主流路、８０４…第１の液体供給流路、８０６…第２の液体供給流路、８０８…第１の供給口（第１の液体溜）、８１０…第２の供給口（第２の液体溜）、８１２…液体の排出口、８２０…基板、８３０…液体回路形成層、８４０…被覆層、８５０…裏面層、９００…マイクロ流体デバイス、９０１…流路、９０３…流路分割部、９０５…不純物流入防止部、９０６…流入口、９０７…排出口、９０９…リザーバー、９１１…ポンプ、９１２…ヒーター、９１３…カメラ、９１４…排出管、９１５…画像解析装置

Claims (10)

1. 第１流路と、
   前記第１流路の上流側に配設され、前記第１流路に液体を供給するための液溜め部と、
   前記第１流路の下流側に配設され、前記第１流路よりも狭い断面積を有する第２流路と、
   前記第２流路の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口とを有し、
   前記第１流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体及び前記液体がともに通過可能となるように構成され、
   前記第２流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体は通過可能となるが、前記液体は通過不能となるように構成されたマイクロ流体デバイスであって、
   第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記第１面に第１流路用溝が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように液溜め部用貫通穴が形成された第１基板と、
   前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対側の第４面を有し、前記第３面における前記第１流路用溝に連通する位置に第２流路用溝が形成された第２基板とを備え、
   前記第１流路及び前記第２流路は、前記第１基板と前記第２基板とに挟まれた空間に形成されてなることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
2. 第１流路と、
   前記第１流路の上流側に配設され、前記第１流路に液体を供給するための液溜め部と、
   前記第１流路の下流側に配設され、前記第１流路よりも狭い断面積を有する第２流路と、
   前記第２流路の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口とを有し、
   前記第１流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体及び前記液体がともに通過可能となるように構成され、
   前記第２流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体は通過可能となるが、前記液体は通過不能となるように構成されたマイクロ流体デバイスであって、
   第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記第１面に第１流路用溝が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように液溜め部用貫通穴が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように前記第２流路が形成された第１基板と、
   前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対側の第４面を有する第２基板とを備え、
   前記第１流路は、前記第１基板と前記第２基板とに挟まれた空間に形成されてなることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
3. 請求項１又は２に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
   前記排気口を開閉して前記液体の送液を開始又は停止するための送液開始停止用部材をさらに備えることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
   前記第２流路を構成する底面、天面及び２つの側面のうち、前記底面と前記天面との間隔、及び、前記２つの側面間の間隔のうち狭い方の間隔は、０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内にあることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
5. 請求項１又は２に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
   前記第１基板の前記第２面側で前記液溜め部と連通する液逃がし部をさらに有することを特徴とするマイクロ流体デバイス。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
   前記第１流路又は前記流路を構成する底面、天面及び２つの側面のうち前記底面又は前記天面には、コラーゲンがコーティングされていることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
7. 第１流路と、
   前記第１流路の上流側に配設され、前記第１流路に液体を供給するための液溜め部と、
   前記第１流路の下流側に配設され、前記第１流路よりも狭い断面積を有する第２流路と、
   前記第２流路の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口とを有し、
   前記第１流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体及び前記液体がともに通過可能となるように構成され、
   前記第２流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体は通過可能となるが、前記液体は通過不能となるように構成されたマイクロ流体デバイスであって、
   前記排気口を開閉して前記液体の送液を開始又は停止するための送液開始停止用部材をさらに備えることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
8. 第１流路と、
   前記第１流路の上流側に配設され、前記第１流路に液体を供給するための液溜め部と、
   前記第１流路の下流側に配設され、前記第１流路よりも狭い断面積を有する第２流路と、
   前記第２流路の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口とを有し、
   前記第１流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体及び前記液体がともに通過可能となるように構成され、
   前記第２流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体は通過可能となるが、前記液体は通過不能となるように構成されたマイクロ流体デバイスであって、
   前記第２流路を構成する底面、天面及び２つの側面のうち、前記底面と前記天面との間隔、及び、前記２つの側面間の間隔のうち狭い方の間隔は、０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内にあることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
9. 第１流路と、
   前記第１流路の上流側に配設され、前記第１流路に液体を供給するための液溜め部と、
   前記第１流路の下流側に配設され、前記第１流路よりも狭い断面積を有する第２流路と、
   前記第２流路の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口とを有し、
   前記第１流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体及び前記液体がともに通過可能となるように構成され、
   前記第２流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体は通過可能となるが、前記液体は通過不能となるように構成されたマイクロ流体デバイスであって、
   前記第１流路又は前記流路を構成する底面、天面及び２つの側面のうち前記底面又は前記天面には、コラーゲンがコーティングされていることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
10. 第１流路と、
    前記第１流路の上流側に配設され、前記第１流路に液体を供給するための液溜め部と、
    前記第１流路の下流側に配設され、前記第１流路よりも狭い断面積を有する第２流路と、
    前記第２流路の下流側に配設され、気体を系外に排出するための排気口とを有し、
    前記第１流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体及び前記液体がともに通過可能となるように構成され、
    前記第２流路は、前記液溜め部から前記第１流路に液体を供給する際に、前記気体は通過可能となるが、前記液体は通過不能となるように構成されたマイクロ流体デバイスであって、
    第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記第１面に第１流路用溝及び第２流路用溝が形成され、かつ、前記第１流路用溝に連通するように液溜め部用貫通穴が形成された第１基板と、
    前記第１基板の前記第１面と対向する第３面及び前記第３面とは反対側の第４面を有する第２基板とを備え、
    前記第１流路及び前記第２流路は、前記第１基板と前記第２基板とに挟まれた空間に形成されてなり、
    前記第１基板の前記第２面側で前記液溜め部と連通する液逃がし部をさらに有することを特徴とするマイクロ流体デバイス。