JP7164505B2 - マイクロ流路チップ - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロ流路チップに関する。
マイクロ流路が設けられたチップを用いて、各種検体または試料等の送液や反応を制御し、血液検査や遺伝子検査などの検査や生化学分析を行うことが試みられている。このような検査用または分析用のマイクロ流路チップには、複数の流体を合流させ、混合することを可能とする流路構造が備えられている。
特に、医療分野、生化学分野などの各分野では、分析機器の小型化および簡便化が求められるとともに、分析の高速化や人体への負荷軽減を考慮して、微量の検体による分析への要望が高まってきている。このため、マイクロ流路チップにおいても小型化および簡便化に役立ち、微量の検体であっても安定した分析等を可能にすることが求められている。
従来のマイクロ流路チップは、検体を導入後、送液および反応までに時間が経過してしまい、それによって検体の乾燥や凝固が起こり、正確な反応や測定を行うことが困難になるといった課題があった。これに対して、例えば特許文献１に開示されたマイクロ流路チップでは、血液との間で凝固阻害反応を起こす抗凝固剤の供給槽およびポンプ等が連結されており、抗凝固剤を流路に供給することが提案されている。
国際公開２０１１／０６５１７６号公報
しかしながら、特許文献１に開示されるように、抗凝固剤などの凝固阻害反応を起こす化合物や抗体等の供給槽をマイクロ流路チップに設けることはコストが嵩むだけでなく、小型化および簡便化の観点からも好ましくない。また、検体を導入する際に人体とマイクロ流路チップとを直接接触させる場合もあり、前記化合物や抗体等が人体に触れて健康被害に繋がることも懸念された。
本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、血液の凝固阻害反応を起こす化合物や抗体等を用いずとも、簡便な構造により迅速な送液および反応を可能にするマイクロ流路チップを提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明では、第１液体と第２液体とを混合して送液するマイクロ流路チップであって、第１流路と、前記第１流路の流路上に設けられ、第１液体が収納された第１液体保持部と、前記第１流路に連通し、前記第１液体保持部の上流側で系外に開放された気体流入口と、前記気体流入口を密封する蓋部と、前記第１流路の下流側に設けられる第２流路と、前記第１液体保持部の下流側に連通可能であって第２液体を保持する第２液体保持部とを備えた構成としている。そして、前記第２流路は下流側が系外に開放されており、前記蓋部の密封によって前記第１流路に供給された気体が前記第１液体保持部から下流側へ第１液体を押し出し、押し出された第１液体は前記第２流路で第２液体に合流することを特徴としている。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいては、前記第１流路が第１面に形成された第１基板と、前記第１面に対向させて前記第１基板に積層して接合された第２基板とを備え、前記気体流入口は前記第１面の反対側の第２面に開口されて、前記第２面に対向して前記蓋部が装着されることが好ましい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記第２流路は前記第１基板に形成されてもよく、また、前記第２流路は、前記第１液体保持部の下流側で前記第１流路に接続されてもよい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記第２液体保持部は前記第２流路の流路上に設けられることが好ましい。また、前記第２液体保持部は第２液体を導入するための開口部を前記第２面に備え、前記蓋部は前記気体流入口を密閉する第１閉止部と、前記開口部を密閉する第２閉止部とを備えることが好ましい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記蓋部は、前記第１流路に接続可能な第３流路を備え、前記蓋部の密封によって、前記第１流路は、前記第３流路を経由して、前記第１基板に設けられた第２流路に接続される構成であってもよい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記第２液体保持部は前記第２流路の流路上に形成され、第２液体を導入するための開口部が前記第２面に設けられてもよい。また、前記第２液体保持部は、前記第２面に突出させて設けられることが好ましい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記第２液体保持部は前記第３流路の流路上に形成され、第２液体を導入するための開口部が前記蓋部における前記第２面に対向する面に設けられることが好ましい。また、前記第２液体保持部は前記第３流路の下流端に形成され、前記蓋部の密封によって前記第２流路に結合される構成であってもよい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記蓋部は、上流端が系外に開放されるとともに下流端が前記第２流路に接続可能な第４流路を備え、前記蓋部の密封によって、前記第４流路の上流端が密封されるとともに下流端が前記第２流路に結合される構成であってもよい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記第２液体保持部は前記第４流路の下流端に形成され、第２液体を導入するための開口部が前記蓋部における前記第２面に対向する面に設けられ、前記蓋部の密封によって前記第４流路に供給された気体が前記第２液体保持部から下流側へ第２液体を押し出し、前記第２流路で第１液体に合流する構成であってもよい。
また、前記構成のマイクロ流路チップにおいて、前記第２液体保持部は、前記蓋部における前記第２面に対向する面に突出させて設けられてもよい。
本発明によれば、簡便な構造により迅速な送液および反応を可能にするマイクロ流路チップを構成することができる。
本発明の実施形態１に係るマイクロ流路チップを模式的に示す部分拡大断面図である。 前記マイクロ流路チップのチップ本体を示す平面図である。 本発明の実施形態２に係るマイクロ流路チップを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の実施形態３に係るマイクロ流路チップを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の実施形態４に係るマイクロ流路チップを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の実施形態５に係るマイクロ流路チップを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の実施形態６に係るマイクロ流路チップを模式的に示す部分拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップ１について、図面を参照しつつ説明する。
（実施形態１）
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の実施形態１に係るマイクロ流路チップ１の要部を模式的に示す部分断面図であり、図２は、マイクロ流路チップ１のチップ本体１０を示す平面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）は、図２のＡ－Ａ断面に相当する。
マイクロ流路チップ１は検査用または分析用のチップであって、例えば第１液体としての試薬３０と第２液体としての検体４０とを混合して送液し、所望の処理工程を実施するための微細な流路を備えている。図２に示すように、マイクロ流路チップ１は、矩形板状の形状を有している。マイクロ流路チップ１の全体形状は矩形板状であるに限られず、円盤状や扇形状であるなど、どのような形状であってもよい。
図１（ａ）に示すように、マイクロ流路チップ１は、チップ本体１０と、チップ本体１０に装着される蓋部５０とを有している。チップ本体１０は、第１基板１１０と第２基板１２０とを含んで構成されている。第１基板１１０は、下面（第１面）１１１と、その反対側の面である上面（第２面）１１２とを有する板状体である。第２基板１２０も板状体であり、第１基板１１０の下面１１１に積層されて接合されている。第１基板１１０および第２基板１２０は合成樹脂の射出成形体により形成することができ、複数枚の合成樹脂製シートを積層することにより形成されてもよい。
なお、以下の説明では、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、マイクロ流路チップ１のチップ本体１０の上側に蓋部５０が配置され、第１基板１１０の下側に第２基板１２０が接合されるものとして説明する。ただし、これは、説明の便宜のために上下方向を特定しているに過ぎず、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の使用時の向きを限定するものではない。
実施形態１に係るマイクロ流路チップ１では、チップ本体１０に、第１流路２０１と第２流路２０２とが設けられている。第１流路２０１は、第２流路２０２の上流側（図１（ａ）および図１（ｂ）においては図中左側）に配設されており、送液方向Ｘに沿って、第１流路２０１、第２流路２０２の順に、互いに連通して備えられている。これらの流路２０１、２０２は図面では模式的に直線状に示しているが、どのような形状の流路とされてもよい。
第１流路２０１の上流側には、系外に開放された気体流入口２１０が設けられている。例示の形態では、気体流入口２１０は、第１基板１１０の上面１１２に開口して設けられている。
第１流路２０１には、試薬３０が収納された試薬保持部（第１液体保持部）２３０が設けられている。試薬保持部２３０の上流側には気体流入口２１０が設けられ、試薬保持部２３０と気体流入口２１０とは第１流路２０１を介して連通している。
試薬保持部２３０は狭窄構造を有することで、内部の試薬３０を安定的に保持可能とされている。送液方向Ｘに直交する断面での断面積を比較したとき、例えば、試薬保持部２３０の下流側での第１流路２０１の断面積は、試薬保持部２３０における断面積よりも小さく形成されている。これにより、試薬保持部２３０内の試薬３０が下流側へ移動する際の流路抵抗を高めて、試薬保持部２３０で試薬３０が安定的に保持されることを可能にしている。
第１流路２０１の下流側の第２流路２０２には、検体４０を保持する検体保持部（第２液体保持部）２４０が設けられている。検体保持部２４０は、試薬保持部２３０の下流側に配設されるとともに、試薬保持部２３０の下流側の第１流路２０１に連通されている。第２流路２０２は、検体保持部２４０の下流側において、系外に開放されている。
実施形態１に係るマイクロ流路チップ１では、検体保持部２４０はチップ本体１０に設けられ、第１基板１１０の上面１１２に、検体４０を導入するための開口部２４１が備えられている。この開口部２４１は、第２流路２０２上の検体保持部２４０に連通している。検体保持部２４０へは、開口部２４１を通してシリンジやピペット等により検体４０が導入される。
チップ本体１０は、第１基板１１０の上面１１２と下面１１１が互いに平行な面とされている。第１流路２０１の溝および第２流路２０２の溝は、第１基板１１０の下面１１１に形成されている。そして、第１流路２０１および第２流路２０２は、第１基板１１０に第２基板１２０が積層されることで、第１基板１１０と第２基板１２０とに挟まれた空間により形成されている。
マイクロ流路チップ１は、送液に際してマイクロ効果を生じる微細な流路として、第１流路２０１および第２流路２０２を備えている。これらの流路は、流路抵抗を低下させる観点から、例えば送液方向Ｘに直交する断面において、断面寸法（幅、高さ、または内径）が０．０１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の範囲内で形成されていることが好ましい。流路の断面形状は矩形状であっても円形であっても、どのような形状であってもよい。
チップ本体１０には、第１基板１１０の上面１１２に蓋部５０が装着される。図１（ａ）に示すように、蓋部５０は、気体流入口２１０を密閉する第１閉止部５１０と、開口部２４１を密閉する第２閉止部５２０とを有している。蓋部５０は、例えば弾力性または粘着性を有するエラストマーや合成樹脂等からなる。
蓋部５０は、第１基板１１０の上面１１２に対向する蓋部５０の下面５０１に、第１閉止部５１０と第２閉止部５２０とが突設されている。第１閉止部５１０は、気体流入口２１０に対応した突部形状に形成され、気体流入口２１０に嵌め込まれる。第２閉止部５２０は、開口部２４１に対応した突部形状に形成され、開口部２４１に嵌め込まれる。
図１（ｂ）に示すように、蓋部５０は、気体流入口２１０および開口部２４１を密封するように、チップ本体１０に装着される。これにより、第１閉止部５１０が気体流入口２１０を塞ぎ、第２閉止部５２０が開口部２４１を塞いで、送液が開始される。
蓋部５０がチップ本体１０に装着されることで、第１閉止部５１０が気体流入口２１０に圧入され、気体流入口２１０を密封する。気体流入口２１０は内部空間が狭められるので、気体流入口２１０の気体（空気）が第１流路２０１へ流れ込むこととなる。第１流路２０１に供給された気体は、試薬保持部２３０から下流側へ試薬３０を押し出し、押し出された試薬３０は第１流路２０１から第２流路２０２へ流れる。
また、第２閉止部５２０が開口部２４１に圧入されて開口部２４１を密封することで、検体保持部２４０で保持されていた検体４０は、検体保持部２４０から押し出されて第２流路２０２を流れるものとなる。第２流路２０２では、試薬保持部２３０からの試薬３０と検体４０とが合流する。
より具体的には、第２流路２０２では、検体保持部２４０から押し出された検体４０が第２流路２０２の内壁に濡れ広がる。濡れ広がった検体４０は第２流路２０２内で停止するとともに、気体が通過することのできる空間を形成する。これにより、送液方向Ｘに沿って流れてきた試薬３０が、第２流路２０２に濡れ広がった検体４０に合流して混合液体となる。第２流路２０２の内壁は、検体４０との親和性の高い材料により形成されることで、より効果的に検体４０を濡れ広がらせることができ、試薬３０と確実に合流させることが可能となる。
このように、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１では、検体保持部２４０に検体４０を導入後、チップ本体１０に蓋部５０を装着することで、直ちに試薬３０と検体４０とを混合し、混合液体として保持することができる。そのため、抗凝固剤などの凝固阻害反応を起こす化合物や抗体等を用いなくとも、検体４０の乾燥や凝固が起こることを防止することができ、検体４０の正確な反応や測定を実施することが可能になる。また、前記化合物や抗体等が不要であって、その供給槽等も必要がないことから、製造コストを抑えることができるとともに、簡便な構造でマイクロ流路チップ１を構成することが可能となる。
（実施形態２）
図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施形態２に係るマイクロ流路チップ１の要部を模式的に示す部分断面図であり、図２におけるＡ－Ａ断面相当図である。
なお、以下に説明する実施形態２～６の形態に係るマイクロ流路チップ１は基本構成が実施形態１と同様であることから、その共通する構成については実施形態１と共通の符号を用いて重複する説明を省略する。
実施形態１に係るマイクロ流路チップ１は、蓋部５０の第１閉止部５１０が気体流入口２１０に嵌め込まれ、第２閉止部５２０が開口部２４１に嵌め込まれる構成であった。これに対して、実施形態２に係るマイクロ流路チップ１は、蓋部５０側に気体流入口２１０が嵌め込まれる構成とされている。
図３（ａ）に示すように、第１基板１１０の上面１１２には、気体流入突部２１１が突設されており、この気体流入突部２１１に気体流入口２１０が開口されている。また、第１基板１１０の上面１１２には、検体導入突部２４２が突設されており、この検体導入突部２４２に開口部２４１が設けられて検体保持部２４０に連通されている。検体保持部２４０には、検体導入突部２４２の開口部２４１からピペットなどを用いて一定量の検体４０が導入される。
これに対して、蓋部５０は、第１閉止部５１０に、気体流入突部２１１に対応する凹部５１１が設けられ、第２閉止部５２０に、検体導入突部２４２に対応する凹部５２１が設けられている。
図３（ｂ）に示すように、蓋部５０がチップ本体１０に装着されると、第１閉止部５１０に気体流入突部２１１が嵌め込まれ、気体流入口２１０が密封される。また、第２閉止部５２０に検体導入突部２４２が嵌め込まれ、開口部２４１が密封される。
これにより、気体流入口２１０から第１流路２０１へ気体が供給され、第１流路２０１に供給された気体によって、試薬保持部２３０から下流側へ試薬３０が押し出される。試薬３０は第２流路２０２で検体４０に合流する。
したがって、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１にあっても、実施形態１と同様に、検体保持部２４０に検体４０を導入後、チップ本体１０に蓋部５０を装着することで、直ちに試薬３０と検体４０とを混合し、混合液体として保持することが可能となる。
（実施形態３）
図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施形態３に係るマイクロ流路チップ１の要部を模式的に示す部分断面図であり、図２におけるＡ－Ａ断面相当図である。
実施形態１に係るマイクロ流路チップ１は、チップ本体１０の第１流路２０１が、直接、第２流路２０２に接続されている構成であった。これに対して、実施形態３に係るマイクロ流路チップ１は、チップ本体１０の第１流路２０１が、蓋部５０側に設けられた第３流路２０３を経由して、チップ本体１０の第２流路２０２に接続されている点に特徴を有する。
図４（ａ）に示すように、蓋部５０には、第１流路２０１に接続可能な第３流路２０３が設けられている。第３流路２０３は、蓋部５０の内部を貫通して設けられた流路であり、系外に開放された上流端開口２０３ａと下流端開口２０３ｂとを備えている。
チップ本体１０には、実施形態１と同様に、気体流入口２１０、これに連通する第１流路２０１、および第１流路２０１上の試薬保持部２３０が設けられている。試薬保持部２３０の下流側に延びる第１流路２０１は、下流端が第１基板１１０の上面１１２に開放されている。この場合、第１流路２０１は試薬保持部２３０の下流側では、第１基板１１０の下面１１１側から上面１１２側へ延び、第１基板１１０の上面１１２に下流端が開放されている。
第１基板１１０の上面１１２には、第１突部１１３および第２突部１１４が突設されている。これらの第１突部１１３と第２突部１１４とは、それぞれ、蓋部５０の上流端開口２０３ａと下流端開口２０３ｂに対応して形成されている。第１突部１１３には、第１流路２０１が上下方向に配設され、第１突部１１３の上端に第１流路２０１の下流端が開口して設けられている。第２突部１１４には、第２流路２０２に連通する検体保持部２４０が設けられている。検体保持部２４０の開口部２４１は第２突部１１４の上端に開口して設けられている。
検体保持部２４０は、第１基板１１０の上面１１２に突出させて設けられていることから、ピペット等を用いずとも、直接、検体４０を採取することが可能である。すなわち、第２突部１１４に設けられた開口部２４１は、検体採取口とすることができる。この場合、開口部２４１に検体４０を接触させることで、毛管力により検体保持部２４０が満たされるまで検体４０を導入することができる。検体保持部２４０は、断面形状が円形の流路とされることで毛管力により検体４０を引き込むことができる。
検体保持部２４０に、直接、検体４０を採取する際の駆動力として毛管力を利用するには、例えば開口部２４１の内径を０．１ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下で形成することが好ましい。より好ましくは、０．４ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下の内径の開口部２４１を備えさせることで、毛管力によって血液等の検体４０を人体の指等から容易に採取することが可能となる。
図４（ｂ）に示すように、蓋部５０をチップ本体１０に装着することによって、気体流入口２１０が第１閉止部５１０により密封され、第１突部１１３および第２突部１１４には蓋部５０が覆い被さる。すなわち、チップ本体１０の第１突部１１３は、蓋部５０の第３流路２０３の上流端開口２０３ａに嵌め込まれる。また、第２突部１１４は、蓋部５０の第３流路２０３の下流端開口２０３ｂに嵌め込まれる。これにより、第１流路２０１は、第３流路２０３を経由して、第１基板１１０に設けられた第２流路２０２に接続される。
気体流入口２１０から第１流路２０１へ供給された気体は、試薬保持部２３０から下流側へ試薬３０を押し出し、第１流路２０１の下流側へ送液する。試薬３０は、第１流路２０１から、蓋部５０の第３流路２０３を通り、検体保持部２４０に到達する。検体保持部２４０の検体４０は、第２流路２０２に濡れ広がり、試薬３０が合流して混合される。
したがって、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１にあっても、検体保持部２４０に検体４０を導入後、チップ本体１０に蓋部５０を装着することで、直ちに試薬３０と検体４０とを混合し、混合液体として保持することができる。また、検体４０を直接、検体保持部２４０で採取することができるので、検体保持部２４０に検体４０を導入する手間がかからず、容易に検体４０を導入することができる。
（実施形態４）
図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施形態４に係るマイクロ流路チップ１の要部を模式的に示す部分断面図であり、図２におけるＡ－Ａ断面相当図である。
実施形態３に係るマイクロ流路チップ１は、蓋部５０に第３流路２０３を貫通させて設けた構成であった。これに対して、実施形態４に係るマイクロ流路チップ１では、蓋部５０をチップ本体１０に装着することによって、チップ本体１０と蓋部５０との間に第３流路２０３が形成される構成である点に特徴を有する。
図５（ａ）に示すように、蓋部５０には、第３流路２０３を形成するための流路形成凹部２０３ｃが、下面５０１に開口した凹状に設けられている。チップ本体１０側には、第１突部１１３と第２突部１１４とが、流路形成凹部２０３ｃに対応する一体形状の突状部として設けられている。
また、第２突部１１４は、上端部が第１突部１１３よりも上方へ突出させて設けられている。第２突部１１４には、第２流路２０２に連通する検体保持部２４０が設けられている。検体保持部２４０の開口部２４１は第２突部１１４の上端に開口して設けられている。これにより、第２突部１１４に設けられた開口部２４１に検体４０を接触させ、毛管力によって検体保持部２４０に検体４０を導入することが可能とされている。
図５（ｂ）に示すように、蓋部５０をチップ本体１０に装着することで、気体流入口２１０が第１閉止部５１０により密封され、第１突部１１３および第２突部１１４には蓋部５０が覆い被さる。すなわち、チップ本体１０の第１突部１１３と第２突部１１４は、ともに、蓋部５０の流路形成凹部２０３ｃに嵌め込まれる。このとき、第１突部１１３の上端部と第２突部１１４の上端部は、流路形成凹部２０３ｃの内面には到達しない大きさで、流路形成凹部２０３ｃは設けられている。そのため、第１突部１１３および第２突部１１４と、流路形成凹部２０３ｃの内面との間には、第３流路２０３が形成される。第１流路２０１は、流路形成凹部２０３ｃによりチップ本体１０と蓋部５０との間に形成された第３流路２０３を経由して、第１基板１１０に設けられた第２流路２０２に接続されるものとなる。
気体流入口２１０から第１流路２０１へ供給された気体は、試薬保持部２３０から下流側へ試薬３０を押し出し、第１流路２０１の下流側へ送液する。試薬３０は、第１流路２０１から、蓋部５０の第３流路２０３を通り、検体保持部２４０に到達する。検体保持部２４０の検体４０は、第２流路２０２に濡れ広がり、試薬３０が合流して混合される。
したがって、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１にあっても、検体保持部２４０に検体４０を導入後、チップ本体１０に蓋部５０を装着することで、直ちに試薬３０と検体４０とを混合し、混合液体として保持することができる。また、検体４０を直接、検体保持部２４０で採取することができるので、検体保持部２４０に検体４０を導入する手間がかからず、容易に検体４０を導入することができる。
また、第３流路２０３を形成するために蓋部５０に流路形成凹部２０３ｃを設けた構成であり、流路形成凹部２０３ｃは蓋部５０の下面５０１に開口した凹部とすることができる。このため、流路形成凹部２０３ｃを簡便な構造で設けることができ、成形容易性が高められる。
（実施形態５）
図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施形態５に係るマイクロ流路チップ１の要部を模式的に示す部分断面図であり、図２におけるＡ－Ａ断面相当図である。
実施形態１～４に係るマイクロ流路チップ１では、チップ本体１０側に検体保持部２４０が設けられた構成であった。これに対して、実施形態５に係るマイクロ流路チップ１は、蓋部５０側に検体保持部２４０が設けられている点に特徴を有する。
図６（ａ）に示すように、蓋部５０には、第１流路２０１に接続可能な第３流路２０３が設けられている。この第３流路２０３は、蓋部５０の内部を貫通して設けられた流路であり、上流端には系外に開放された上流端開口２０３ａを備え、下流端には検体保持部２４０を備えている。
例示の形態では、蓋部５０には、下面５０１側に突出させて第３突部２４３が設けられている。この第３突部２４３には、第３流路２０３に連通する検体保持部２４０が備えられている。検体保持部２４０に検体４０を導入するための開口部２４１は、第３突部２４３の下端部に設けられて蓋部５０の下面５０１側に開放されている。これにより、検体保持部２４０は、蓋部５０の下面５０１に突出させて設けられている。
チップ本体１０に設けられた第１流路２０１は、試薬保持部２３０の下流側では、第１基板１１０の下面１１１側から上面１１２側へ延び、第１基板１１０の上面１１２に下流端が開放されている。第１基板１１０の上面１１２には、第１突部１１３が突設され、第１突部１１３の上端に第１流路２０１の下流端が開口して設けられている。第１突部１１３は、蓋部５０の上流端開口２０３ａに対応して形成されている。また、チップ本体１０には、第３突部２４３に対応して、上面１１２に開放された凹状の結合凹部１１５が設けられている。
図６（ｂ）に示すように、蓋部５０をチップ本体１０に装着することによって、気体流入口２１０が第１閉止部５１０により密封される。また、蓋部５０の上流端開口２０３ａに第１突部１１３が嵌め込まれ、蓋部５０の第３突部２４３はチップ本体１０の結合凹部１１５に嵌め込まれる。このとき、第１突部１１３の上端部は、第３流路２０３の内面には到達しない大きさで、第３流路２０３および第１突部１１３が形成されている。
これにより、第１流路２０１は、蓋部５０に形成される第３流路２０３と、蓋部５０の検体保持部２４０を経由して、第１基板１１０に設けられた第２流路２０２に接続されるものとなる。検体保持部２４０は第３流路２０３の下流端に設けられているので、蓋部５０の密封によって第２流路２０２に結合される。
気体流入口２１０から第１流路２０１へ供給された気体は、試薬保持部２３０から下流側へ試薬３０を押し出し、第１流路２０１の下流側へ送液する。試薬３０は、第１流路２０１から、蓋部５０の第３流路２０３を通り、検体保持部２４０に到達する。検体保持部２４０の検体４０は、蓋部５０からチップ本体１０側へ流れ、第２流路２０２に濡れ広がり、試薬３０が合流して混合される。
このように、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１にあっても、検体保持部２４０に検体４０を導入後、チップ本体１０に蓋部５０を装着することで、直ちに試薬３０と検体４０とを混合し、混合液体として保持することができる。また、検体４０を直接、検体保持部２４０で採取することができるうえ、検体保持部２４０が蓋部５０に突設されていることで、検体４０の採取をより一層容易に行うことが可能となる。
（実施形態６）
図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施形態６に係るマイクロ流路チップ１の要部を模式的に示す部分断面図であり、図２におけるＡ－Ａ断面相当図である。
実施形態５に係るマイクロ流路チップ１では、第１流路２０１に接続可能な第３流路２０３が蓋部５０に設けられた構成であった。これに対して、実施形態６に係るマイクロ流路チップ１は、蓋部５０に、第２流路２０２に接続可能な第４流路２０４を備える点に特徴を有する。
図７（ａ）に示すように、蓋部５０は、上流端が系外に開放されるとともに下流端がチップ本体１０の第２流路２０２に接続可能な第４流路２０４を備えている。この第４流路２０４は、蓋部５０の内部を貫通して設けられた流路であり、上流端には系外に開放された上流端開口２０３ａを備え、下流端には検体保持部２４０を備えている。
例示の形態では、蓋部５０には、下面５０１側に突出させて第３突部２４３が設けられている。第３突部２４３には、第４流路２０４に連通する検体保持部２４０が備えられている。検体４０を導入するための開口部２４１は、第３突部２４３に設けられて蓋部５０の下面５０１に突出され、蓋部５０の下面５０１側に開放されている。
チップ本体１０に設けられた第１流路２０１は、試薬保持部２３０の下流側で第１基板１１０の下面１１１に沿って送液方向Ｘに延びている。第１流路２０１は第２流路２０２に直接接続されている。
第２流路２０２には、結合凹部１１５および結合凹部１１５に連通する接続流路２４４が接続されている。第３突部２４３に対応する結合凹部１１５は、第１基板１１０の上面１１２に開放して設けられている。結合凹部１１５と第２流路２０２との間には接続流路２４４が設けられている。
第１基板１１０の上面１１２には、第３閉止部１１６が突設されている。第３閉止部１１６は、蓋部５０に設けられた第４流路２０４の上流端開口２０３ａに対応して突状に設けられ、上流端開口２０３ａに嵌め込まれるように形成されている。
図７（ｂ）に示すように、蓋部５０をチップ本体１０に装着することによって、気体流入口２１０が第１閉止部５１０により密封される。また、蓋部５０の第４流路２０４の上流端開口２０３ａには、第３閉止部１１６が嵌め込まれて密封される。
蓋部５０の第３突部２４３は、チップ本体１０の結合凹部１１５に嵌め込まれる。これにより、蓋部５０の第４流路２０４および検体保持部２４０は、チップ本体１０の接続流路２４４に接続され、さらに第２流路２０２に接続されるものとなる。
蓋部５０の密封によって、気体が第４流路２０４に供給される。検体保持部２４０は第４流路２０４の下流端に設けられているので、供給された気体で検体保持部２４０から検体４０が押し出される。検体４０は、蓋部５０からチップ本体１０の接続流路２４４を経て第２流路２０２へと流れ、第２流路２０２で濡れ広がる。一方、気体流入口２１０から第１流路２０１へ供給された気体は、試薬保持部２３０から下流側へ試薬３０を押し出し、第１流路２０１を経て第２流路２０２へ送液する。試薬３０は、第２流路２０２で検体４０に合流する。
これにより、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１にあっても、検体保持部２４０に検体４０を導入後、チップ本体１０に蓋部５０を装着することで、直ちに試薬３０と検体４０とを混合し、混合液体として保持することができる。また、検体４０を直接、検体保持部２４０で採取することができるうえ、検体保持部２４０が蓋部５０に突設されていることで、より一層容易に検体４０を導入することができる。
そのため、抗凝固剤などの凝固阻害反応を起こす化合物や抗体等の供給槽を設けずとも、検体４０の乾燥や凝固が起こることを防止することができるとともに、検体４０の正確な反応や測定を行うことが可能になる。実施形態６に係るマイクロ流路チップ１の蓋部５０の構造は、前記実施形態５に示した蓋部５０と共通の構造とすることができる。
以上説明したように、マイクロ流路チップ１は、抗凝固剤などの凝固阻害反応を起こす化合物や抗体等を用いなくとも、試薬３０と検体４０を合流させて混合液体として保持することができ、製造コストを抑えるとともに人体への負荷を軽減し得て、簡便な構造で迅速な送液を可能にする。これにより、マイクロ流路チップ１のさらなる小型化を図ることも可能となる。また、検体保持部２４０をチップ本体１０または蓋部５０に突出させて設けることで、検体４０を手間なく容易に導入することも可能となる。
なお、本発明に係るマイクロ流路チップは、前記実施形態に示す構成であるに限られず、他の様々な形態により実施することが可能である。混合して送液される液体は、第１液体としては試薬３０に限られず、第２液体としては検体４０に限られず、どのような液体でも対象とすることが可能である。
また、図示はしていないが、前記実施形態において、第２流路２０２よりも上流側にはマイクロポンプが接続されていてもよい。この場合、試薬３０と検体４０との混合後にマイクロポンプを駆動することにより、混合液体をさらに下流側へ送液することができる。このようなマイクロポンプとしては、特に限定されないが、例えば光照射により気体を発生する光ガス発生テープを用いることができる。
本発明の技術的範囲は、前記実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲に基づくものとされる。また、本発明の技術的範囲には、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。
１ マイクロ流路チップ
１０ チップ本体
１１０ 第１基板
１１１ 下面（第１面）
１１２ 上面（第２面）
１１３ 第１突部
１１４ 第２突部
１２０ 第２基板
２０１ 第１流路
２０２ 第２流路
２０３ 第３流路
２０４ 第４流路
２１０ 気体流入口
２３０ 試薬保持部（第１液体保持部）
２４０ 検体保持部（第２液体保持部）
２４１ 開口部
３０ 試薬（第１液体）
４０ 検体（第２液体）
５０ 蓋部
５０１ 下面
５１０ 第１閉止部
５２０ 第２閉止部

Claims (14)

  1. 試薬と検体とを混合して送液するマイクロ流路チップであって、
    第１流路と、
    前記第１流路の流路上に設けられ、試薬が収納された試薬保持部と、
    前記第１流路に連通し、前記試薬保持部の上流側で系外に開放された気体流入口と、
    前記気体流入口を密封する蓋部と、
    前記第１流路の下流側に設けられる第２流路と、
    前記試薬保持部の下流側に連通可能であって検体を保持する検体保持部とを備え、
    前記第２流路は下流側が系外に開放されており、
    前記蓋部の密封によって前記第１流路に供給された気体が前記試薬保持部から下流側へ試薬を押し出し、押し出された試薬は前記第２流路で検体に合流することを特徴とするマイクロ流路チップ。
  2. 請求項１に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記第１流路が第１面に形成された第１基板と、前記第１面に対向させて前記第１基板に積層して接合された第２基板とを備え、
    前記気体流入口は前記第１面の反対側の第２面に開口されて、前記第２面に対向して前記蓋部が装着されることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  3. 請求項２に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記第２流路は前記第１基板に形成されていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  4. 請求項２または３に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記第２流路は、前記試薬保持部の下流側で前記第１流路に接続されていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  5. 請求項２～４のいずれか１つの請求項に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は前記第２流路の流路上に設けられていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  6. 請求項５に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は検体を導入するための開口部を前記第２面に備え、
    前記蓋部は前記気体流入口を密閉する第１閉止部と、前記開口部を密閉する第２閉止部とを備えることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  7. 請求項２に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記蓋部は、前記第１流路に接続可能な第３流路を備え、
    前記蓋部の密封によって、前記第１流路は、前記第３流路を経由して、前記第１基板に設けられた第２流路に接続されることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  8. 請求項７に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は前記第２流路の流路上に形成され、検体を導入するための開口部が前記第２面に設けられていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  9. 請求項７または８に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は、前記第２面に突出させて設けられていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  10. 請求項７に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は前記第３流路の流路上に形成され、検体を導入するための開口部が前記蓋部における前記第２面に対向する面に設けられていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  11. 請求項１０に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は前記第３流路の下流端に形成され、前記蓋部の密封によって前記第２流路に結合されることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  12. 請求項２～４のいずれか１つの請求項に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記蓋部は、上流端が系外に開放されるとともに下流端が前記第２流路に接続可能な第４流路を備え、
    前記蓋部の密封によって、前記第４流路の上流端が密封されるとともに下流端が前記第２流路に結合されることを特徴とするマイクロ流路チップ。
  13. 請求項１２に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は前記第４流路の下流端に形成され、検体を導入するための開口部が前記蓋部における前記第２面に対向する面に設けられ、
    前記蓋部の密封によって前記第４流路に供給された気体が前記検体保持部から下流側へ検体を押し出し、前記第２流路で試薬に合流することを特徴とするマイクロ流路チップ。
  14. 請求項１０～１３のいずれか１つの請求項に記載のマイクロ流路チップにおいて、
    前記検体保持部は、前記蓋部における前記第２面に対向する面に突出させて設けられていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
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