JP7490488B2 - マイクロデバイス及び分析装置 - Google Patents

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Description

本開示は、マイクロデバイス及び分析装置に関する。
蛍光を用いた免疫分析法として、抗原抗体反応を利用して測定対象物質を検出する蛍光偏光免疫分析法（ＦＰＩＡ：Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ）が知られている。例えば、特許文献１は、測定された蛍光の偏光度から測定抗原（測定対象物質）の濃度を求める方法を開示している。
また、抗原抗体反応をマイクロデバイスのマイクロ流路の中で行う方法が知られている。抗原抗体反応をマイクロ流路の中で行うことにより、抗原抗体反応の反応時間を短縮できる。例えば、特許文献２は、微小構造物が流路に配置された免疫分析マイクロチップを開示している。微小構造物は一次抗体を表面に固相化されたビーズを保持している。
特開平３－１０３７６５号公報 特許第４７１７０８１号公報
従来のマイクロデバイスを用いた蛍光偏光免疫分析法では、例えば、抗体が固定された流路に、測定対象物質と測定対象物質を蛍光物質により標識した蛍光標識誘導体とを含む溶液を導入する。抗体に対する測定対象物質と蛍光標識誘導体の競合反応（抗原抗体反応）が平衡状態に達した後、蛍光標識誘導体が発する蛍光を励起する直線偏光の励起光を流路中の溶液に照射して、溶液から発せられる蛍光の偏光度を求める。蛍光の偏光度は、測定対象物質の濃度に応じて変化するので、予め作成された検量線から測定対象物質の濃度を得ることができる。
従来のマイクロデバイスを用いた蛍光偏光免疫分析法では、溶液から発せられる蛍光が、抗体と特異的に結合した蛍光標識誘導体が発する蛍光と、抗体と結合していない蛍光標識誘導体が発する蛍光とを含むので、測定感度が低い。
本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、測定対象物質の測定感度が高いマイクロデバイス及び分析装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の第１の観点に係るマイクロデバイスは、
測定対象物質を含む測定対象溶液が導入されるマイクロ流路と、
前記マイクロ流路の少なくとも一方の側壁面に固定され、前記測定対象物質と特異的に結合する抗体と、
前記抗体に特異的に結合され、前記測定対象物質を蛍光標識した蛍光標識誘導体と、
前記蛍光標識誘導体が発する蛍光を励起する励起光を遮る遮光部と、を備え、
前記測定対象物質と前記蛍光標識誘導体は、前記抗体に競合して特異的に結合し、
前記抗体は、前記蛍光標識誘導体と特異的に結合した状態で、前記マイクロ流路の前記側壁面に固定され、
前記遮光部は、前記抗体と特異的に結合している前記蛍光標識誘導体に入射する前記励起光を遮る。
本開示の第２の観点に係るマイクロデバイスは、
測定対象物質と前記測定対象物質を蛍光標識した蛍光標識誘導体とを含む測定対象溶液が、導入されるマイクロ流路と、
前記マイクロ流路の少なくとも一方の側壁面に固定され、前記測定対象物質と前記蛍光標識誘導体とに特異的に結合する抗体と、
前記蛍光標識誘導体が発する蛍光を励起する励起光を遮る遮光部と、を備え、
前記測定対象物質と前記蛍光標識誘導体は、前記抗体に競合して特異的に結合し、
前記遮光部は、前記測定対象溶液が前記マイクロ流路に導入された場合に、前記抗体と特異的に結合している前記蛍光標識誘導体に入射する前記励起光を遮る。
本開示の第３の観点に係る分析装置は、
上記のいずれかのマイクロデバイスと、
前記励起光を前記マイクロデバイスに照射する照射部と、
前記蛍光を検出する検出部と、を備える。
本開示によれば、測定対象物質の測定感度を向上できる。
実施形態１に係るマイクロデバイスを示す上面図である。 図１に示すマイクロデバイスをＡ－Ａ線で矢視した断面図である。 実施形態１に係る抗体と蛍光標識誘導体とを示す模式図である。 実施形態１に係るマイクロデバイスの動作を説明するための模式図である。 実施形態１に係るマイクロデバイスの製造方法を示すフローチャートである。 実施形態１に係る第２基板と遮光部とを一体に形成する工程を説明するための模式図である。 実施形態１に係る分析装置の構成を示す図である。 実施形態１に係る分析装置を示す模式図である。 実施形態２に係るマイクロデバイスを示す上面図である。 図９に示すマイクロデバイスをＢ－Ｂ線で矢視した断面図である。 実施形態２に係る抗体と蛍光標識誘導体とを示す模式図である。 実施形態３に係るマイクロデバイスを示す上面図である。 実施形態３に係る照射領域内のマイクロ流路の側壁面を示す模式図である。 図１２に示すマイクロデバイスをＣ－Ｃ線で矢視した断面図である。 図１２に示すマイクロデバイスをＤ－Ｄ線で矢視した断面図である。 図１２に示すマイクロデバイスをＥ－Ｅ線で矢視した断面図である。 実施形態３に係る第４遮光部と第２基板とを示す上面図である。 実施形態３に係るマイクロデバイスの製造方法を示すフローチャートである。 実施形態３に係る、第３遮光部の側面に抗体を固定し、固定された抗体に蛍光標識誘導体を特異的に結合する工程を説明するための模式図である。 実施形態４に係る抗体を示す模式図である。 変形例に係るマイクロデバイスの断面を示す模式図である。 変形例に係る鋳型の断面を示す模式図である。 変形例に係る分析装置を示す模式図である。 変形例に係るマイクロデバイスの断面を示す模式図である。
以下、実施形態に係るマイクロデバイスについて、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
図１～図８を参照して、本実施形態に係るマイクロデバイス１０を説明する。マイクロデバイス１０は、例えば、蛍光偏光免疫分析法を用いた測定対象物質Ａｇ１の検出に使用される。
マイクロデバイス１０は、図１、図２に示すように、第１基板１２と第２基板１４と第１遮光部１６と３つのマイクロ流路１８とを備える。さらに、マイクロデバイス１０は、図３に示すように、抗体Ａｂ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを備える。蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、測定対象物質Ａｇ１を蛍光物質により蛍光標識した誘導体である。
第１基板１２と第２基板１４は、第１遮光部１６を挟む。第１遮光部１６は、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発する蛍光ＦＬを励起する励起光ＥＬを遮る。また、第１基板１２と第２基板１４と第１遮光部１６は、マイクロ流路１８を形成する。マイクロ流路１８には、測定対象物質Ａｇ１を含む測定対象溶液が導入される。抗体Ａｂ１は、マイクロ流路１８の側壁面１８ａに固定されている。蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、抗体Ａｂ１に特異的に結合している。
なお、理解を容易にするため、本明細書では、図１におけるマイクロデバイス１０の右方向（紙面の右方向）を＋Ｘ方向、上方向（紙面の上方向）を＋Ｙ方向、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向に垂直な方向（紙面の奥方向）を＋Ｚ方向として説明する。また、図１、図２では、抗体Ａｂ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを省略している。
マイクロデバイス１０の第１基板１２は、平板状の石英ガラス基板である。図２に示すように、励起光ＥＬが、第１基板１２からマイクロデバイス１０に入射する。
励起光ＥＬは、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発する蛍光ＦＬを励起する光である。本実施形態では、励起光ＥＬは、図１に示す照射領域Ｓに照射され、第１基板１２の第１主面１２ａに垂直に入射する。
マイクロデバイス１０の第２基板１４は、平板状の基板である。第２基板１４は、自家蛍光が小さい材料から形成される。本実施形態では、第２基板１４は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ：Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）から形成されている。第２基板１４は第１基板１２に対向し、第２基板１４と第１基板１２は第１遮光部１６を挟む。
マイクロデバイス１０の第１遮光部１６は、第１基板１２と第２基板１４に挟まれてマイクロ流路１８を形成すると共に、第１基板１２から入射する励起光ＥＬを遮る。第１遮光部１６は、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発する蛍光ＦＬを励起する励起光ＥＬを吸収し、自家蛍光が小さい材料から形成される。本実施形態では、第１遮光部１６は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサンから、第２基板１４と一体に形成されている。
マイクロ流路１８の幅方向の断面（ＹＺ平面）で見た場合、第１遮光部１６の側面１６ａがマイクロ流路１８の側壁面１８ａを形成する。本実施形態では、マイクロ流路１８の２つの側壁面１８ａを形成する２つの側面１６ａが、互いに、第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅（すなわち、Ｙ方向の長さ）を狭める方向に傾斜している。言い換えると、２つの側面１６ａは、互いに、第１基板１２に向かって近づく方向に傾斜している。図３に示すように、第１遮光部１６の側面１６ａ（すなわち、マイクロ流路１８の側壁面１８ａ）には、抗体Ａｂ１が、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と特異的に結合した状態で、固定される。
本実施形態では、第１遮光部１６の側面１６ａが第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜し、励起光ＥＬが第１基板１２から第１主面１２ａに垂直に入射する。したがって、第１遮光部１６は、図３に示すように、側面１６ａ、すなわちマイクロ流路１８の側壁面１８ａに固定された抗体Ａｂ１と特異的に結合している蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを、遮る。以下では、理解を容易にするために、側壁面１８ａに固定された抗体と特異的に結合している蛍光標識誘導体を、結合した蛍光標識誘導体と記載する場合がある。
マイクロデバイス１０のマイクロ流路１８は、照射領域Ｓ内において、Ｘ方向に平行に延びる。マイクロ流路１８は、測定対象物質Ａｇ１を含む測定対象溶液を導入される。測定対象物質Ａｇ１は、蛍光を用いた免疫分析法で検出可能な化合物であればよい。測定対象物質Ａｇ１として、抗生物質、生理活性物質、カビ毒等が挙げられる。具体的な測定対象物質Ａｇ１として、プロスタグランジンＥ２、β－ラクトグロブリン、クロラムフェニコール、デオキシニレバノール等が挙げられる。測定対象物質Ａｇ１を含む測定対象溶液は、第２基板１４と第１遮光部１６とを貫通してマイクロ流路１８に接続する導入口１９ａからマイクロ流路１８に導入される。また、測定対象物質Ａｇ１を含む測定対象溶液は、第２基板１４と第１遮光部１６とを貫通してマイクロ流路１８に接続する排出口１９ｂから排出される。以下では、理解を容易にするために、測定対象物質を含む測定対象溶液を、測定対象溶液と記載する場合がある。
マイクロ流路１８は、第１基板１２と第２基板１４と第１遮光部１６とから形成される。マイクロ流路１８の上壁面１８ｂは第１基板１２の第２主面１２ｂにより形成され、マイクロ流路１８の下壁面１８ｃは第２基板１４の第１主面１４ａにより形成される。マイクロ流路１８の側壁面１８ａは、第１遮光部１６の側面１６ａにより形成される。第１遮光部１６の側面１６ａが、互いに、第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜しているので、マイクロ流路１８の２つの側壁面１８ａも、互いに、第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜している。言い換えると、２つの側壁面１８ａは、互いに、第１基板１２に向かって近づく方向に傾斜している。図３に示すように、マイクロ流路１８の側壁面１８ａ（すなわち、第１遮光部１６の側面１６ａ）には、抗体Ａｂ１が固定される。
本実施形態では、側壁面１８ａが、互いに第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜しているので、マイクロ流路１８の幅方向（Ｙ方向）の断面は、第１基板１２に向かって狭まるテーパー形状を有している。マイクロ流路１８の幅は、例えば、最も広い部分で２１０μｍ、最も狭い部分で５０μｍである。マイクロ流路１８の深さ（Ｚ方向の長さ）は、例えば、９００μｍである。また、マイクロ流路１８の最も狭い幅とマイクロ流路１８の深さとの比は、２以上であることが好ましい。
マイクロデバイス１０の抗体Ａｂ１は、マイクロ流路１８の側壁面１８ａ（すなわち、第１遮光部１６の側面１６ａ）に固定される。本実施形態では、抗体Ａｂ１は、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と特異的に結合した状態で、マイクロ流路１８の側壁面１８ａに固定されている。抗体Ａｂ１は、抗原抗体反応により、測定対象物質Ａｇ１と特異的に結合する。抗体Ａｂ１は、例えば、測定対象物質Ａｇ１を宿主動物（例えば、ねずみ、牛）に接種した後、宿主動物が産生した血液中の抗体を回収し精製することにより、得られる。また、抗体Ａｂ１として、市販されている抗体も利用できる。
マイクロデバイス１０の蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、抗原抗体反応により、抗体Ａｂ１に特異的に結合されている。蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、公知の方法を用いて、測定対象物質Ａｇ１に蛍光物質を結合することにより得られる。蛍光物質は、フルオレセイン（励起光ＥＬの波長：４９４ｎｍ、蛍光ＦＬの波長：５２１ｎｍ）、ローダミンβ（励起光ＥＬの波長：５５０ｎｍ、蛍光ＦＬの波長：５８０ｎｍ）等である。本実施形態では、第１遮光部１６が励起光ＥＬを遮るので、励起光ＥＬがマイクロデバイス１０に照射されても、側壁面１８ａに固定された抗体Ａｂ１と特異的に結合している蛍光標識誘導体ＡｇＦ１（結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１）は、蛍光を発しない。
ここで、マイクロデバイス１０の動作を説明する。
マイクロデバイス１０のマイクロ流路１８に測定対象溶液が導入されると、測定対象溶液に含まれる測定対象物質Ａｇ１が、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に競合して、抗原抗体反応により抗体Ａｂ１と特異的に結合する。そして、図４に示すように、抗体Ａｂ１と特異的に結合していない蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が、マイクロ流路１８内中に生じる。抗体Ａｂ１に対する測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１の競合反応が平衡状態に達すると、測定対象物質Ａｇ１の濃度に応じた量の、抗体Ａｂ１と特異的に結合していない蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が、マイクロ流路１８内に生じる。以下では、理解を容易にするために、抗体と特異的に結合していない蛍光標識誘導体を、フリーの蛍光標識誘導体と記載する場合がある。
競合反応が平衡状態に達した後に、励起光ＥＬが第１基板１２から入射すると、第１遮光部１６が、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを遮るので、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光が抑えられ、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発する蛍光が測定される。したがって、マイクロデバイス１０は、測定対象物質Ａｇ１の測定感度を向上できる。
次に、図５、図６を参照して、マイクロデバイス１０の製造方法を説明する。図５は、マイクロデバイス１０の製造方法を示すフローチャートである。マイクロデバイス１０の製造方法は、第２基板１４と第１遮光部１６とを一体に形成する工程（ステップＳ１０）と、導入口１９ａと排出口１９ｂとを形成する工程（ステップＳ２０）と、第１遮光部１６を第１基板１２に接合する工程（ステップＳ３０）と、マイクロ流路１８の側壁面１８ａに抗体Ａｂ１を固定する工程（ステップＳ４０）と、抗体Ａｂ１に蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を特異的に結合する工程（ステップＳ５０）とを含む。
ステップＳ１０では、図６に示すように、第２基板１４と第１遮光部１６の形状に対応した鋳型６２を型枠６４内に配置する。そして、型枠６４内に、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサン樹脂を流し込む。型枠６４内に流し込んだポリジメチルシロキサン樹脂を硬化させることにより、第２基板１４と第１遮光部１６が一体に形成される。なお、鋳型６２は、例えば、シリコン基板をフォトリソグラフィー加工することにより、作製される。また、以下では、第２基板１４と第１遮光部１６が一体に形成された部材を、第１遮光部１６を有する第２基板１４と記載する場合がある。
図５に戻り、ステップＳ２０では、治具を用いて、第１遮光部１６を有する第２基板１４の所定の位置に貫通孔を開けることにより、導入口１９ａと排出口１９ｂとを形成する。
ステップＳ３０では、第１遮光部１６の上に第１基板１２を配置した後、第１基板１２を第１遮光部１６に押圧することにより、第１遮光部１６を第１基板１２に接合する。これにより、第１基板１２と第２基板１４と第１遮光部１６が、マイクロ流路１８を形成する。
ステップＳ４０では、抗体Ａｂ１を含む溶液をマイクロ流路１８に導入して、抗体Ａｂ１をマイクロ流路１８の側壁面１８ａ（第１遮光部１６の側面１６ａ）に固定する。抗体Ａｂ１をマイクロ流路１８の側壁面１８ａに固定した後、所定の溶液をマイクロ流路１８に導入して、マイクロ流路１８内を洗浄する。抗体Ａｂ１を固定する方法は、抗体Ａｂ１の特性に応じて、物理的吸着法、抗体Ａｂ１を側壁面１８ａに共有結合又はイオン結合させる公知の方法等を使用できる。
ステップＳ５０では、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を含む溶液をマイクロ流路１８に導入して、抗原抗体反応により、抗体Ａｂ１に蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を特異的に結合する。抗体Ａｂ１に蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を結合した後、所定の溶液をマイクロ流路１８に導入して、マイクロ流路１８内を洗浄する。以上により、マイクロデバイス１０を作製できる。
マイクロデバイス１０を用いた測定対象物質Ａｇ１の検出について、説明する。まず、測定対象物質Ａｇ１を検出する分析装置１００を説明する。
分析装置１００は、図７、図８に示すように、照射部１１０とダイクロイックミラー１２０と対物レンズ１３０と検出部１４０と制御部１５０とを備える。分析装置１００は、さらに、マイクロデバイス１０を備える。
分析装置１００の照射部１１０は、図８に示すように、直線偏光の励起光ＥＬを－Ｘ方向に出射する。照射部１１０は、図７、図８に示すように、光源１１２と励起光フィルタ１１４と偏光フィルタ１１６と図示しない集光レンズ等の光学部品とを備える。光源１１２は、励起光ＥＬを含む光を－Ｘ方向に出射する。光源１１２は、例えばＬＥＤ素子から構成される。励起光フィルタ１１４は、光源１１２から出射された光のうち、励起光ＥＬ以外の光を除く。励起光フィルタ１１４は、例えば、バンドパスフィルタである。偏光フィルタ１１６は、励起光フィルタ１１４を通過した励起光ＥＬを直線偏光に変換する。
分析装置１００のダイクロイックミラー１２０は、図８に示すように、照射部１１０から出射された直線偏光の励起光ＥＬを、マイクロデバイス１０が配置されている方向（＋Ｚ方向）に反射する。また、ダイクロイックミラー１２０は、マイクロデバイス１０から出射された蛍光ＦＬを透過する。
分析装置１００のマイクロデバイス１０は、ダイクロイックミラー１２０の＋Ｚ側に、第１基板１２を－Ｚ方向に向けて配置される。ダイクロイックミラー１２０に反射された直線偏光の励起光ＥＬは、図２、図３に示すように、マイクロデバイス１０の第１基板１２からマイクロ流路１８に入射する。また、マイクロデバイス１０は蛍光ＦＬを－Ｚ方向に出射する。
分析装置１００の対物レンズ１３０は、図８に示すように、ダイクロイックミラー１２０とマイクロデバイス１０との間に配置される。対物レンズ１３０は、励起光ＥＬと蛍光ＦＬとを集光する。
分析装置１００の検出部１４０は、図８に示すように、ダイクロイックミラー１２０の－Ｚ側に配置される。検出部１４０は、マイクロデバイス１０から出射された蛍光ＦＬを検出する。検出部１４０は、図７、図８に示すように、吸収フィルタ１４２と偏光調整素子１４４と撮像素子１４６と図示しない結像レンズ等の光学部品とを備える。吸収フィルタ１４２は、マイクロデバイス１０から出射された蛍光ＦＬと散乱光、漏れ光等とを分離し、出射された蛍光ＦＬを透過する。吸収フィルタ１４２は、例えば、バンドパスフィルタである。偏光調整素子１４４は、吸収フィルタ１４２を透過した蛍光ＦＬの偏光方向を調整する。偏光調整素子１４４は、蛍光ＦＬの偏光方向を、照射部１１０から出射される励起光ＥＬの偏光方向と平行な方向と、照射部１１０から出射される励起光ＥＬの偏光方向と垂直な方向とに調整する。偏光調整素子１４４は、例えば、液晶素子である。撮像素子１４６は、偏光調整素子１４４から出射された蛍光ＦＬを画像として検出する。撮像素子１４６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサである。
分析装置１００の制御部１５０は、照射部１１０と検出部１４０とを制御する。また、制御部１５０は、撮像素子１４６が検出した蛍光ＦＬの画像から、マイクロデバイス１０から出射された蛍光ＦＬの偏光度Ｐを求める。さらに、制御部１５０は、偏光度Ｐと予め作成された検量線とから、測定対象物質Ａｇ１の濃度を求める。制御部１５０は、各種の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５２と、プログラムとデータとを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５４と、データを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５６と、各部の間の信号を入出力する入出力インタフェース１５８とを備える。制御部１５０の機能は、ＣＰＵ１５２が、ＲＯＭ１５４に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。入出力インタフェース１５８は、ＣＰＵ１５２と、照射部１１０と検出部１４０との間の信号を入出力する。
分析装置１００の動作と測定対象物質Ａｇ１の検出について、説明する。
まず、マイクロデバイス１０のマイクロ流路１８に測定対象溶液を導入した後、マイクロデバイス１０を分析装置１００の所定の位置に配置する。次に、マイクロ流路１８内における抗体Ａｂ１に対する測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１との競合反応が平衡状態に達した後、図８に示すように、分析装置１００の照射部１１０から直線偏光の励起光ＥＬを出射し、ダイクロイックミラー１２０と対物レンズ１３０とを介して、直線偏光の励起光ＥＬをマイクロデバイス１０の照射領域Ｓに照射する。
直線偏光の励起光ＥＬは、図３に示すように、第１基板１２からマイクロデバイス１０に入射する。この場合、第１遮光部１６が、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを遮るので、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光が抑えられ、マイクロ流路１８内のフリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発した蛍光ＦＬが、マイクロデバイス１０から－Ｚ方向に出射される。競合反応が平衡状態に達しているので、マイクロ流路１８内のフリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１の量は、測定対象物質Ａｇ１の濃度に対応している。
マイクロデバイス１０から出射された蛍光ＦＬは、図８に示すように、対物レンズ１３０とダイクロイックミラー１２０とを介して、検出部１４０に入射する。検出部１４０は、偏光調整素子１４４により蛍光ＦＬの偏光方向を調整する。そして、検出部１４０は、撮像素子１４６により、励起光ＥＬの偏光方向と平行な偏光方向を有する蛍光ＦＬの画像と、励起光ＥＬの偏光方向と垂直な偏光方向を有する蛍光ＦＬの画像とを取得する。
制御部１５０は、取得された蛍光ＦＬの画像から蛍光ＦＬの偏光度Ｐを求める。蛍光ＦＬの偏光度Ｐは、励起光ＥＬの偏光方向と平行な偏光方向を有する蛍光ＦＬの強度をＩｈ、励起光ＥＬの偏光方向と垂直な偏光方向を有する蛍光ＦＬの強度をＩｖとすると、Ｐ＝（Ｉｈ－Ｉｖ）／（Ｉｈ+Ｉｖ）と表される。さらに、制御部１５０は、偏光度Ｐと予め作成された検量線とから、測定対象物質Ａｇ１の濃度を求める。以上により、測定対象物質Ａｇ１の濃度を得ることができる。
分析装置１００では、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光が抑えられ、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発した蛍光ＦＬが検出される。したがって、分析装置１００は、高い測定感度で測定対象物質Ａｇ１の濃度を測定できる。
以上のように、マイクロデバイス１０では、第１遮光部１６が、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを遮るので、測定対象溶液がマイクロ流路１８に導入された場合に、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光が抑えられ、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発した蛍光ＦＬが出射する。したがって、マイクロデバイス１０は、測定対象物質Ａｇ１の測定感度を高めることができる。結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光が抑えられるので、マイクロデバイス１０は、より高分子量の測定対象物質Ａｇ１を検出できる。さらに、マイクロデバイス１０では、測定対象溶液に蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を加えることなく測定対象物質Ａｇ１を検出でき、測定対象物質Ａｇ１を簡易に検出できる。
分析装置１００は、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光を抑えて、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発した蛍光ＦＬを検出する。したがって、分析装置１００は、高い測定感度で測定対象物質Ａｇ１を検出できる。また、分析装置１００は、測定対象物質Ａｇ１を簡易に検出できる。さらに、分析装置１００は、偏光度Ｐから測定対象物質Ａｇ１の濃度を求めるので、励起光ＥＬの散乱、光源１１２が出射する光の強度の変動等の影響を抑えて、高い精度で測定対象物質Ａｇ１の濃度を求めることができる。
＜実施形態２＞
実施形態１では、第１遮光部１６がマイクロ流路１８を形成しているが、他の部材がマイクロ流路１８を形成してもよい。また、励起光ＥＬを遮る第２遮光部２６が他の部材に設けられてもよい。
図９～図１１を参照して、本実施形態に係るマイクロデバイス１０を説明する。本実施形態のマイクロデバイス１０は、図９、図１０に示すように、第１基板１２と第２基板１４と３つのマイクロ流路１８と隔壁２２と第２遮光部２６とを備える。さらに、本実施形態のマイクロデバイス１０は、図１１に示すように、抗体Ａｂ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを備える。本実施形態では、隔壁２２がマイクロ流路１８を形成する。また、第２遮光部２６が第１基板１２に設けられる。第２遮光部２６は、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを遮る。
本実施形態の第１基板１２は、図１０に示すように、第２主面１２ｂに第２遮光部２６を設けられる。本実施形態の第１基板１２は、第２基板１４と共に隔壁２２を挟む。本実施形態の第１基板１２のその他の構成は、実施形態１と同様である。
本実施形態の第２基板１４は、第１基板１２と共に隔壁２２を挟む。また、本実施形態の第２基板１４は、隔壁２２と一体に形成される。本実施形態の第２基板１４のその他の構成は、実施形態１と同様である。
隔壁２２は、第１基板１２と第２基板１４に挟まれてマイクロ流路１８を形成する。隔壁２２は、自家蛍光が小さい材料から形成される。また、隔壁２２は、励起光ＥＬ、蛍光ＦＬ等の光を吸収する材料から形成されることが好ましい。本実施形態では、隔壁２２は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサンから、第２基板１４と一体に形成されている。
マイクロ流路１８の幅方向の断面（ＹＺ平面）で見た場合、隔壁２２の側面２２ａがマイクロ流路１８の側壁面１８ａを形成する。本実施形態では、マイクロ流路１８の２つの側壁面１８ａを形成する２つの側面２２ａは、第１基板１２の第２主面１２ｂと第２基板１４の第１主面１４ａに対して、垂直である。図１１に示すように、隔壁２２の側面２２ａ（すなわち、マイクロ流路１８の側壁面１８ａ）には、抗体Ａｂ１が、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と特異的に結合した状態で固定される。
本実施形態のマイクロ流路１８では、側壁面１８ａが隔壁２２の側面２２ａから形成される。また、本実施形態のマイクロ流路１８の幅方向（Ｙ方向）の断面は、矩形形状を有している。本実施形態のマイクロ流路１８のその他の構成は、実施形態１と同様である。
本実施形態の抗体Ａｂ１は、マイクロ流路１８の側壁面１８ａ（すなわち、隔壁２２の側面２２ａ）に固定される。また、本実施形態の蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、抗原抗体反応により、抗体Ａｂ１に特異的に結合されている。本実施形態の抗体Ａｂ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１の構成は、実施形態１と同様である。
本実施形態の第２遮光部２６は、第１基板１２の第２主面１２ｂに設けられて、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを、遮る。本実施形態の第２遮光部２６は、例えば、カーボンブラックを含む樹脂から形成される。
本実施形態のマイクロデバイス１０では、第１基板１２に設けられた第２遮光部２６が結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを遮るので、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様に、測定対象溶液がマイクロ流路１８に導入された場合に、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光が抑えられ、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が発する蛍光が出射される。したがって、本実施形態のマイクロデバイス１０は、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様に、測定対象物質Ａｇ１の測定感度を向上できる。また、本実施形態のマイクロデバイス１０は、より高分子量の測定対象物質Ａｇ１を検出できる。さらに、本実施形態のマイクロデバイス１０は、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様に、測定対象物質Ａｇ１を簡易に検出できる。
＜実施形態３＞
実施形態１と実施形態２では、マイクロ流路１８に１つの抗体Ａｂ１が固定されているが、１つのマイクロ流路１８に複数の抗体Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｂ３が固定されてもよい。
図１２～図１９を参照して、本実施形態に係るマイクロデバイス１０を説明する。本実施形態のマイクロデバイス１０は、図１２に示すように、１つのマイクロ流路１８を備える。本実施形態では、第１基板１２と第２基板１４と第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０が、１つのマイクロ流路１８を形成する。照射領域Ｓ内のマイクロ流路１８は、長さ方向（－Ｘ方向）に沿って、３つの区画Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を有している。また、図１３に示すように、照射領域Ｓ内のマイクロ流路１８の側壁面１８ａは、マイクロ流路１８の区画Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に対応して、マイクロ流路１８の長さ方向に沿って、区画Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に分けられている。さらに、図１４～図１６に示すように、抗体Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｂ３のそれぞれが、側壁面１８ａの区画Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のそれぞれに固定化され、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３のそれぞれと特異的に結合している。その他の構成は、実施形態１と同様である。以下では、本実施形態に係るマイクロデバイス１０の構成を具体的に説明する。
本実施形態では、第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０が、第１基板１２と第２基板１４に挟まれて、マイクロ流路１８を形成する。第３遮光部１６１～１６６は、図１２に示すように、照射領域Ｓ内のマイクロ流路１８を形成する。第３遮光部１６１～１６６のそれぞれは、図１３に示すように、底面（マイクロ流路１８の幅方向の断面）が直角台形の四角柱形状を有している。第３遮光部１６１、１６３、１６５がＸ方向に並び、第３遮光部１６１、１６３、１６５のそれぞれの傾斜した側面１６１ａ、１６３ａ、１６５ａがマイクロ流路１８の一方の側壁面１８ａを形成する。第３遮光部１６２、１６４、１６６がＸ方向に並び、第３遮光部１６２、１６４、１６６のそれぞれの傾斜した側面１６２ａ、１６４ａ、１６６ａがマイクロ流路１８の他方の側壁面１８ａを形成する。
さらに、図１３～図１６に示すように、第３遮光部１６１と第３遮光部１６２が対向し、第３遮光部１６１の側面１６１ａと第３遮光部１６２の側面１６２ａが２つの側壁面１８ａの区画Ｒ１を形成している。第３遮光部１６１と第３遮光部１６２と同様に、第３遮光部１６３の側面１６３ａと第３遮光部１６４の側面１６４ａが側壁面１８ａの区画Ｒ２を形成し、第３遮光部１６５の側面１６５ａと第３遮光部１６６の側面１６６ａが側壁面１８ａの区画Ｒ３を形成している。
第４遮光部１７０は、第３遮光部１６１～１６６により形成されるマイクロ流路１８以外のマイクロ流路１８を形成する。第４遮光部１７０は、図１７に示すように、第３遮光部１６１～１６６が嵌め込まれる溝１７２を有する。本実施形態では、第４遮光部１７０は第２基板１４と一体に形成されている。
本実施形態では、抗体Ａｂ１は、測定対象物質Ａｇ１を蛍光標識した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と結合した状態で、側壁面１８ａの区画Ｒ１に固定される。測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、抗体Ａｂ１に特異的に結合し、抗体Ａｂ２と抗体Ａｂ３に結合しない。また、抗体Ａｂ２は、測定対象物質Ａｇ２を蛍光標識した蛍光標識誘導体ＡｇＦ２と結合した状態で、側壁面１８ａの区画Ｒ２に固定される。測定対象物質Ａｇ２と蛍光標識誘導体ＡｇＦ２は、抗体Ａｂ２に特異的に結合し、抗体Ａｂ１と抗体Ａｂ３に結合しない。さらに、抗体Ａｂ３は、測定対象物質Ａｇ３を蛍光標識した蛍光標識誘導体ＡｇＦ３と結合した状態で、側壁面１８ａの区画Ｒ３に固定される。測定対象物質Ａｇ３と蛍光標識誘導体ＡｇＦ３は、抗体Ａｂ３に特異的に結合し、抗体Ａｂ１と抗体Ａｂ２に結合しない。
本実施形態では、第３遮光部１６１～１６６の側面１６１ａ～１６６ａ（マイクロ流路１８の側壁面１８ａ）は、実施形態１の第１遮光部１６の側面１６ａと同様に、第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜している。したがって、第３遮光部１６１～１６６は、実施形態１の第１遮光部１６と同様に、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３に入射する励起光ＥＬを遮り、励起光ＥＬがマイクロデバイス１０に照射されても、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３は、実施形態１の結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と同様に、蛍光を発しない。
次に、本実施形態のマイクロデバイス１０の動作を説明する。
マイクロデバイス１０のマイクロ流路１８に、測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３を含む測定対象溶液が導入されると、側壁面１８ａの区画Ｒ１では、測定対象物質Ａｇ１が、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に競合して、抗原抗体反応により抗体Ａｂ１と特異的に結合する。そして、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が、マイクロ流路１８の区画Ｒ１に生じる。また、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と同様に、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ２がマイクロ流路１８の区画Ｒ２に、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ３がマイクロ流路１８の区画Ｒ３に、生じる。
競合反応が平衡状態に達すると、測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３の濃度に応じた量のフリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３が生じる。競合反応が平衡状態に達した後に、励起光ＥＬが第１基板１２から入射すると、第３遮光部１６１～１６６が、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３に入射する励起光ＥＬを遮るので、フリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３が発する蛍光が測定される。したがって、マイクロ流路１８の区画Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の偏光度Ｐから、測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３の濃度を求めることができる。また、本実施形態のマイクロデバイス１０は、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様に、測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３の測定感度を向上できる。
次に、図１８、図１９を参照して、本実施形態のマイクロデバイス１０の製造方法を説明する。図１８は、本実施形態のマイクロデバイス１０の製造方法を示すフローチャートである。以下では、理解を容易にするために、抗体Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｂ３を総称して抗体Ａｂと、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３を総称して蛍光標識誘導体ＡｇＦと記載する場合がある。
本実施形態のマイクロデバイス１０の製造方法は、第３遮光部１６１～１６６と、第２基板１４と第４遮光部１７０とを一体に形成した部材と、を準備する工程（ステップＳ１１０）と、第３遮光部１６１～１６６の側面１６１ａ～１６６ａに抗体Ａｂを固定し、固定された抗体Ａｂに蛍光標識誘導体ＡｇＦを特異的に結合する工程（ステップＳ１２０）と、第３遮光部１６１～１６６を第４遮光部１７０に接合する工程（ステップＳ１３０）と、第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０とを第１基板１２に接合する工程（ステップＳ１４０）と、を含む。
ステップＳ１１０では、第３遮光部１６１～１６６を準備する。第３遮光部１６１～１６６は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサン樹脂のブロックから切り出される。また、第２基板１４と第４遮光部１７０とを一体に形成した部材を準備する。第２基板１４と第４遮光部１７０とを一体に形成した部材は、実施形態１のステップＳ１０と同様に、鋳型を用いて形成される。さらに、導入口１９ａと排出口１９ｂが、実施形態１のステップＳ２０と同様に、治具を用いて形成される。
ここでは、第３遮光部１６１と第３遮光部１６２を例にステップＳ１２０を説明する。まず、図１９に示すように、第３遮光部１６１と第３遮光部１６２とを２枚のガラス基板３０１、３０２で挟むことにより、第３遮光部１６１の側面１６１ａと第３遮光部１６２の側面１６２ａとを側壁面とする流路３０３を形成する。次に、形成された流路３０３に抗体Ａｂ１を含む溶液を導入して、抗体Ａｂ１を第３遮光部１６１の側面１６１ａと第３遮光部１６２の側面１６２ａに固定する。次に、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を含む溶液を流路３０３に導入して、抗原抗体反応により、抗体Ａｂ１に蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を結合する。以上により、抗体Ａｂ１を側面１６１ａと側面１６２ａに固定し、抗体Ａｂ１に蛍光標識誘導体ＡｇＦ１を特異的に結合できる。第３遮光部１６３と第３遮光部１６４についても、第３遮光部１６１と第３遮光部１６２と同様に、抗体Ａｂ２が固定され、蛍光標識誘導体ＡｇＦ２が抗体Ａｂ２に特異的に結合される。また、第３遮光部１６５と第３遮光部１６６についても、第３遮光部１６１と第３遮光部１６２と同様に、抗体Ａｂ３が固定され、蛍光標識誘導体ＡｇＦ３が抗体Ａｂ３に特異的に結合される。
ステップＳ１３０では、まず、第３遮光部１６１～１６６を第４遮光部１７０の溝１７２に配置する。次に、第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０とを互いに押圧することにより、第３遮光部１６１～１６６を第４遮光部１７０に接合する。これにより、区画Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を有するマイクロ流路１８の側壁面１８ａが形成される。
ステップＳ１４０では、まず、第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０の上に第１基板１２を配置する。そして、第１基板１２を第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０とに押圧することにより、第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０とを第１基板１２に接合する。以上により、本実施形態のマイクロデバイス１０を作製できる。
以上のように、本実施形態では、第３遮光部１６１～１６６が、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３に入射する励起光ＥＬを遮るので、測定対象溶液がマイクロ流路１８に導入された場合に、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１、ＡｇＦ２、ＡｇＦ３による蛍光発光が抑えられる。したがって、マイクロデバイス１０は、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様に、測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３の測定感度を高めることができる。また、照射領域Ｓ内のマイクロ流路１８の側壁面１８ａが、マイクロ流路１８の長さ方向に沿って複数の区画Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に分けられ、複数の抗体Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｂ３が区画ごとに固定されているので、複数の測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３を検出できる。本実施形態のマイクロデバイス１０は、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様に、測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３を簡易に検出できる。さらに、本実施形態のマイクロデバイス１０は、より高分子量の測定対象物質Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３を検出できる。
＜実施形態４＞
実施形態１～実施形態３では、抗体Ａｂは、蛍光標識誘導体ＡｇＦと特異的に結合した状態で側壁面１８ａに固定されているが、抗体Ａｂは蛍光標識誘導体ＡｇＦと結合していなくともよい。
本実施形態のマイクロデバイス１０では、図２０に示すように、側壁面１８ａに固定された抗体Ａｂ１は蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と特異的に結合していない。本実施形態のマイクロデバイス１０のその他の構成は、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様である。
本実施形態のマイクロデバイス１０では、測定対象物質Ａｇ１と所定の濃度の蛍光標識誘導体ＡｇＦ１とを含む測定対象溶液（以下、測定対象溶液と記載）が、マイクロ流路１８に導入される。測定対象溶液がマイクロ流路１８に導入された場合、測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１は、抗体Ａｂ１に対して、競合して抗原抗体反応を起こす。抗体Ａｂ１に対する測定対象物質Ａｇ１と蛍光標識誘導体ＡｇＦ１の競合反応が平衡状態に達すると、実施形態１と同様に、測定対象物質Ａｇ１の濃度に応じた量のフリーの蛍光標識誘導体ＡｇＦ１が、マイクロ流路１８内に生じる。
本実施形態のマイクロデバイス１０では、実施形態１のマイクロデバイス１０と同様に、第１遮光部１６が、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを遮る。したがって、本実施形態のマイクロデバイス１０は、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１による蛍光発光を抑え、測定対象物質Ａｇ１の測定感度を向上できる。本実施形態のマイクロデバイス１０は、より高分子量の測定対象物質Ａｇ１を検出できる。
＜変形例＞
以上、実施形態を説明したが、本開示は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
実施形態１では、第２基板１４と第１遮光部１６が一体に形成されているが、第２基板１４と第１遮光部１６は別々に形成されてもよい。また、第２基板１４は、励起光ＥＬを透過してもよい。
第２基板１４と第１遮光部１６と隔壁２２と第３遮光部１６１～１６６と第４遮光部１７０は、カーボンブラックを含むポリジメチルシロキサンから形成されているが、これらは、他の材料から形成されてもよい。例えば、ポリジメチルシロキサンは、カーボンブラックの代わりに、酸化第二鉄を含んでもよい。また、第１遮光部１６、第３遮光部１６１～１６６等は、酸化第二鉄を含むポリメチルメタクリレートから形成されてもよい。
実施形態１のマイクロデバイス１０では、抗体Ａｂ１が、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と特異的に結合した状態で、マイクロ流路１８の両方の側壁面１８ａに固定されている。実施形態１の抗体Ａｂ１は、蛍光標識誘導体ＡｇＦ１と特異的に結合した状態で、マイクロ流路１８の少なくとも一方の側壁面１８ａに固定されていればよい。抗体Ａｂ１が一方の側壁面１８ａに固定されている場合、抗体Ａｂ１が固定されている側壁面１８ａが、第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜していればよい。
実施形態１のマイクロ流路１８の側壁面１８ａには、実施形態３と同様に、複数の抗体Ａｂのそれぞれが区画ごとに固定されてもよい。
実施形態１では、マイクロ流路１８の側壁面１８ａの全面が、第１基板１２に向かってマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜している。実施形態１の側壁面１８ａは、一部がマイクロ流路１８の幅を狭める方向に傾斜してもよい。例えば、図２１に示すように、側壁面１８ａの第１基板１２側の端部が、マイクロ流路１８の内側に向けて反ってもよい。この場合、第２基板１４と第１遮光部１６は、例えば、図２２に示す鋳型３１０を用いて形成される。鋳型３１０は、例えば、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板のシリコン層３１２を、エッチング加工し酸化処理した後、形成された酸化膜とＳＯＩ基板のシリコン酸化膜層３１４とをウェットエッチングすることにより、作製される。
分析装置１００は、実施形態１のマイクロデバイス１０に代えて、実施形態１～実施形態４のマイクロデバイス１０を備えてもよい。また、分析装置１００は、蛍光ＦＬの強度から測定対象物質Ａｇ１の濃度を求めてもよい。例えば、分析装置１００は、検出部によって、励起光ＥＬの偏光方向と垂直な偏光方向を有する蛍光ＦＬの強度Ｉｖを検出して、Ｉｖから測定対象物質Ａｇ１の濃度を求めてもよい。これにより、蛍光のＳ／Ｎ比が向上し、測定感度が向上する。さらに、検出部１４０の撮像素子１４６は、ＣＣＤイメージセンサに限られない。例えば、検出部１４０の撮像素子１４６は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサであってもよい。
分析装置１００は、図２３に示すように、促進部１８０を備えてもよい。促進部１８０は、抗体Ａｂに対する測定対象物質Ａｇと蛍光標識誘導体ＡｇＦの競合反応を促進する。促進部１８０は、マイクロデバイス１０を加熱するヒータ、マイクロデバイス１０に超音波を照射する超音波デバイス等である。
実施形態２では、第２基板１４と隔壁２２は一体に形成されているが、第２基板１４と隔壁２２は別々に形成されてもよい。また、第２基板１４と隔壁２２は、励起光ＥＬを透過してもよい。
実施形態２では、隔壁２２の側面２２ａは、マイクロ流路１８の幅方向の断面（ＹＺ平面）で見た場合、第１基板１２の第２主面１２ｂ又は第２基板１４の第１主面１４ａに対して垂直でなくともよい。マイクロ流路１８の幅方向の断面（ＹＺ平面）で見た場合、マイクロ流路１８はテーパー形状を有してもよい。
実施形態２のマイクロ流路１８の側壁面１８ａには、実施形態３と同様に、複数の抗体Ａｂのそれぞれが区画ごとに固定されてもよい。さらに、実施形態２のマイクロ流路１８の側壁面１８ａには、実施形態４と同様に、蛍光標識誘導体ＡｇＦと特異的に結合していない抗体Ａｂが固定されてもよい。
実施形態２では、第２遮光部２６は、第１基板１２の第２主面１２ｂに設けられているが、結合した蛍光標識誘導体ＡｇＦ１に入射する励起光ＥＬを遮る第２遮光部２６は、隔壁２２に設けられてもよい。例えば、第２遮光部２６は、図２４に示すように、隔壁２２の第１基板１２側の端部に設けられてもよい。この場合、隔壁２２と第２遮光部２６は一体に形成されてもよい。
実施形態３のマイクロデバイス１０は、複数のマイクロ流路１８を備えてもよい。また、マイクロ流路１８流路の区画は、３つに限られず、複数であればよい。
実施形態１～実施形態３のマイクロデバイス１０では、蛍光標識誘導体ＡｇＦと特異的に結合した抗体Ａｂが、マイクロ流路１８の上壁面１８ｂと下壁面１８ｃの少なくとも一方に固定されてもよい。上壁面１８ｂと下壁面１８ｃは、側壁面１８ａに比較して、表面積が小さいので、蛍光標識誘導体ＡｇＦと特異的に結合した抗体Ａｂが、マイクロ流路１８の上壁面１８ｂと下壁面１８ｃの少なくとも一方に固定されていても、測定対象物質Ａｇの検出に、ほとんど影響を与えない。実施形態４のマイクロデバイス１０でも、抗体Ａｂが、マイクロ流路１８の上壁面１８ｂと下壁面１８ｃの少なくとも一方に固定されてもよい。
マイクロデバイス１０の製造では、例えば、抗体Ａｂを側壁面１８ａと上壁面１８ｂと下壁面１８ｃに固定した後、上壁面１８ｂと下壁面１８ｃに固定された抗体Ａｂにレーザー光を照射して抗体Ａｂを上壁面１８ｂと下壁面１８ｃから除くことにより、抗体Ａｂ又は蛍光標識誘導体ＡｇＦと特異的に結合した抗体Ａｂを側壁面１８ａのみに固定できる。
以上、好ましい実施形態について説明したが、本開示は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。
１０ マイクロデバイス、１２ 第１基板、１２ａ 第１基板の第１主面、１２ｂ 第１基板の第２主面、１４ 第２基板、１４ａ 第２基板の第１主面、１６ 第１遮光部、１６ａ 第１遮光部の側面、１８ マイクロ流路、１８ａ 側壁面、１８ｂ 上壁面、１８ｃ 下壁面、１９ａ 導入口、１９ｂ 排出口、２２ 隔壁、２２ａ 隔壁の側面、２６ 第２遮光部、６２，３１０ 鋳型、６４ 型枠、１００ 分析装置、１１０ 照射部、１１２ 光源、１１４ 励起光フィルタ、１１６ 偏光フィルタ、１２０ ダイクロイックミラー、１３０ 対物レンズ、１４０ 検出部、１４２ 吸収フィルタ、１４４ 偏光調整素子、１４６ 撮像素子、１５０ 制御部、１５２ ＣＰＵ、１５４ ＲＯＭ、１５６ ＲＡＭ、１５８ 入出力インタフェース、１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６ 第３遮光部、１６１ａ，１６２ａ，１６３ａ，１６４ａ，１６５ａ，１６６ａ 第３遮光部の側面、１７０ 第４遮光部、１７２ 溝、１８０ 促進部、３０１，３０２ ガラス基板、３０３ 流路、３１２ シリコン層、３１４ シリコン酸化膜層、Ａｂ，Ａｂ１，Ａｂ２，Ａｂ３ 抗体、Ａｇ，Ａｇ１，Ａｇ２，Ａｇ３ 測定対象物質、ＡｇＦ，ＡｇＦ１，ＡｇＦ２，ＡｇＦ３ 蛍光標識誘導体、ＥＬ 励起光、ＦＬ 蛍光、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 区画、Ｓ 照射領域

Claims (12)

  1. 測定対象物質を含む測定対象溶液が導入されるマイクロ流路と、
    前記マイクロ流路の少なくとも一方の側壁面に固定され、前記測定対象物質と特異的に結合する抗体と、
    前記抗体に特異的に結合され、前記測定対象物質を蛍光標識した蛍光標識誘導体と、
    前記蛍光標識誘導体が発する蛍光を励起する励起光を遮る遮光部と、を備え、
    前記測定対象物質と前記蛍光標識誘導体は、前記抗体に競合して特異的に結合し、
    前記抗体は、前記蛍光標識誘導体と特異的に結合した状態で、前記マイクロ流路の前記側壁面に固定され、
    前記遮光部は、前記抗体と特異的に結合している前記蛍光標識誘導体に入射する前記励起光を遮る、
    マイクロデバイス。
  2. 複数の前記抗体と複数の前記蛍光標識誘導体とを備え、
    前記測定対象溶液は複数の前記測定対象物質を含み、
    複数の前記抗体のそれぞれは、前記側壁面の前記マイクロ流路の長さ方向に沿った区画ごとに固定化され、
    複数の前記測定対象物質のうちの１つの前記測定対象物質と複数の前記蛍光標識誘導体のうちの１つの前記蛍光標識誘導体は、複数の前記抗体のうちの１つの前記抗体に競合して特異的に結合する、
    請求項１に記載のマイクロデバイス。
  3. 測定対象物質と前記測定対象物質を蛍光標識した蛍光標識誘導体とを含む測定対象溶液が、導入されるマイクロ流路と、
    前記マイクロ流路の少なくとも一方の側壁面に固定され、前記測定対象物質と前記蛍光標識誘導体とに特異的に結合する抗体と、
    前記蛍光標識誘導体が発する蛍光を励起する励起光を遮る遮光部と、を備え、
    前記測定対象物質と前記蛍光標識誘導体は、前記抗体に競合して特異的に結合し、
    前記遮光部は、前記測定対象溶液が前記マイクロ流路に導入された場合に、前記抗体と特異的に結合している前記蛍光標識誘導体に入射する前記励起光を遮る、
    マイクロデバイス。
  4. 複数の前記抗体を備え、
    前記測定対象溶液は複数の前記測定対象物質と複数の前記蛍光標識誘導体とを含み、
    複数の前記抗体のそれぞれは、前記側壁面の前記マイクロ流路の長さ方向に沿った区画ごとに固定化され、
    複数の前記測定対象物質のうちの１つの前記測定対象物質と複数の前記蛍光標識誘導体のうちの１つの前記蛍光標識誘導体は、複数の前記抗体のうちの１つの前記抗体に競合して特異的に結合する、
    請求項３に記載のマイクロデバイス。
  5. 前記励起光が入射する第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、を備え、
    前記遮光部は、前記第１基板と前記第２基板とに挟まれて前記マイクロ流路を形成し、
    前記遮光部の側面が前記マイクロ流路の前記側壁面を形成し、
    前記マイクロ流路の前記抗体を固定された側壁面は、前記第１基板に向かって前記マイクロ流路の幅を狭める方向に傾斜している、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロデバイス。
  6. 前記マイクロ流路の幅方向の断面は、前記第１基板に向かって狭まるテーパー形状を有する、
    請求項５に記載のマイクロデバイス。
  7. 前記励起光が入射する第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板とに挟まれて前記マイクロ流路を形成する隔壁と、を備え、
    前記隔壁の側面が前記マイクロ流路の前記側壁面を形成する、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロデバイス。
  8. 前記遮光部は、前記第１基板に設けられる、
    請求項７に記載のマイクロデバイス。
  9. 前記遮光部は、前記隔壁の前記第１基板側の端部に設けられる、
    請求項７に記載のマイクロデバイス。
  10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロデバイスと、
    前記励起光を前記マイクロデバイスに照射する照射部と、
    前記蛍光を検出する検出部と、を備える、
    分析装置。
  11. 前記励起光は、所定の方向に偏光方向を有する直線偏光であり、
    前記蛍光は、前記所定の方向に直交する方向に偏光方向を有する直線偏光である、
    請求項１０に記載の分析装置。
  12. 前記抗体に対する前記測定対象物質と前記蛍光標識誘導体の競合反応を促進する促進部を、備える、
    請求項１０又は１１に記載の分析装置。
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