JPWO2013175833A1 - マイクロチップ - Google Patents
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Abstract
マイクロチップの外部から容易に分析領域内への溶液の充填を確認可能なマイクロチップの提供。液体の導入部と、前記液体に含まれる物質又は該物質の反応生成物の分析場となる分析領域と、該分析領域への前記液体の充填の完了を提示する表示領域と、前記導入部、前記分析領域及び前記表示領域を接続する流路と、を有し、前記流路が、前記導入部から導入された前記液体が前記分析領域に充填されるまでの時間に比して、前記導入部から導入された前記液体が前記表示領域に到達するまでの時間が長くなるように、構成されている、マイクロチップを提供する。
Description
本技術は、マイクロチップに関する。より詳しくは、分析領域内への試料溶液の充填の完了を提示する表示領域が設けられたマイクロチップに関する。
近年、半導体産業における微細加工技術を応用し、シリコーン製やガラス製の基板上に化学的分析又は生物学的分析を行うための分析領域や流路を設けたマイクロチップが開発されている。マイクロチップは、少量の試料で分析が可能で、ディスポーザブルユーズ（使い捨て）が可能であるため、貴重な微量試料や多数の検体を扱う生物学的分析に特に利用されている。
このようなマイクロチップを用いた分析システムは、μ−ＴＡＳ（ｍｉｃｒｏ−Ｔｏｔａｌ−Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）やラボ・オン・チップ、バイオチップ等と称され、化学的及び生物学的分析の高速化や高効率化、集積化あるいは、分析装置の小型化を可能にする技術として注目されている。μ−ＴＡＳは、少量の試料で分析が可能なことや、マイクロチップのディスポーザブルユーズ（使い捨て）が可能なことから、特に貴重な微量試料や多数の検体を扱う生物学的分析への応用が期待されている。
マイクロチップを用いた分析では、試料が微量であるがゆえに、分析領域や流路内への試料溶液の導入が難しく、分析領域等、マイクロチップの内部に存在する空気によって試料溶液の導入が阻害されたり、導入に時間がかかったりする場合があった。
マイクロチップにおける溶液の導入を容易にするために、例えば特許文献１には、「溶液が導入される領域が、内部を大気圧に対して負圧とされて配設されたマイクロチップ」が開示されている。このマイクロチップでは、内部が負圧とされた領域内にニードルを用いて試料溶液を注入することで、陰圧によって試料溶液を領域内に吸引し、短時間で容易に導入することができる。
上記のようなマイクロチップでは、導入される試料が微量であるために、分析領域等の試料の分析場に試料を含む溶液が充填されたかどうか、マイクロチップの外部から確認することが困難な場合がある。そこで本技術は、マイクロチップの外部から容易に分析領域内への溶液の充填を確認可能なマイクロチップを提供することを主な目的とする。
上記課題解決のため、本技術は、液体の導入部と、前記液体に含まれる物質又は該物質の反応生成物の分析場となる分析領域と、該分析領域への前記液体の充填の完了を提示する表示領域と、前記導入部、前記分析領域及び前記表示領域を接続する流路と、を有し、前記流路が、前記導入部から導入された前記液体が前記分析領域に充填されるまでの時間に比して、前記導入部から導入された前記液体が前記表示領域に到達するまでの時間が長くなるように、構成されている、マイクロチップを提供する。
前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、前記分析領域を前記表示領域と接続する排出流路とからなるマイクロチップであってもよい。
前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部から前記分析領域までの流路長に比して、該連通部から前記表示領域までの流路長が長くなるように構成されていてもよい。
また、前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部で前記液体の該分岐流路への導入圧が、前記液体の前記導入流路への導入圧に比して高くなるように構成されていてもよい。
前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、前記分析領域を前記表示領域と接続する排出流路とからなるマイクロチップであってもよい。
前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部から前記分析領域までの流路長に比して、該連通部から前記表示領域までの流路長が長くなるように構成されていてもよい。
また、前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部で前記液体の該分岐流路への導入圧が、前記液体の前記導入流路への導入圧に比して高くなるように構成されていてもよい。
本技術に係るマイクロチップにおいては、前記表示領域に、色素材料が収容されていてもよく、前記色素材料は固相化されていてもよい。
また、前記表示領域を構成する少なくとも一の面に凹凸構造が設けられていてもよい。前記一の面に形成された前記凹凸構造は、前記一の面に対する非平行面又は非垂直面を含んでいてもよい。
前記分析領域の、前記導入流路との連通部と対向する位置に、前記排出流路との連通部が設けられているマイクロチップであってもよく、一の前記導入流路と複数の前記分析領域とが接続していてもよい。また、前記複数の分析領域が、前記排出流路を介して一の前記表示領域に接続していてもよく、一の前記表示領域が前記排出流路を介して全ての前記分析領域と接続していてもよい。
また、前記表示領域を構成する少なくとも一の面に凹凸構造が設けられていてもよい。前記一の面に形成された前記凹凸構造は、前記一の面に対する非平行面又は非垂直面を含んでいてもよい。
前記分析領域の、前記導入流路との連通部と対向する位置に、前記排出流路との連通部が設けられているマイクロチップであってもよく、一の前記導入流路と複数の前記分析領域とが接続していてもよい。また、前記複数の分析領域が、前記排出流路を介して一の前記表示領域に接続していてもよく、一の前記表示領域が前記排出流路を介して全ての前記分析領域と接続していてもよい。
本技術により、分析領域内への液体の充填完了を提示する表示領域が設けられたマイクロチップが提供される。
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。
１．第一実施形態に係るマイクロチップの構成
（１）マイクロチップ１ａの構成
（１−１）導入部
（１−２）分析領域
（１−３）流路
（１−４）表示領域
＜１＞ 色素材料
＜２＞ 凹凸構造
（２）マイクロチップ１ａの変形実施形態
２．第二実施形態に係るマイクロチップの構成
３．第三実施形態に係るマイクロチップ
（１）マイクロチップ１ｃの構成
（２）マイクロチップ１ｃの変形実施形態
＜１＞ マイクロチップ１ｃ−１
＜２＞ マイクロチップ１ｃ−２
４．第四実施形態に係るマイクロチップ
（１）マイクロチップ１ｄの構成
（２）マイクロチップ１ｄの変形実施形態
＜１＞ マイクロチップ１ｄ−１
＜２＞ マイクロチップ１ｄ−２
＜３＞ マイクロチップ１ｄ−３
５．光透過部分の保護機構
（１）接触防止構造
（２）光透過部分の識別表示
（３）把持部の表示
（４）光透過部分の保護部材
（５）その他
１．第一実施形態に係るマイクロチップの構成
（１）マイクロチップ１ａの構成
（１−１）導入部
（１−２）分析領域
（１−３）流路
（１−４）表示領域
＜１＞ 色素材料
＜２＞ 凹凸構造
（２）マイクロチップ１ａの変形実施形態
２．第二実施形態に係るマイクロチップの構成
３．第三実施形態に係るマイクロチップ
（１）マイクロチップ１ｃの構成
（２）マイクロチップ１ｃの変形実施形態
＜１＞ マイクロチップ１ｃ−１
＜２＞ マイクロチップ１ｃ−２
４．第四実施形態に係るマイクロチップ
（１）マイクロチップ１ｄの構成
（２）マイクロチップ１ｄの変形実施形態
＜１＞ マイクロチップ１ｄ−１
＜２＞ マイクロチップ１ｄ−２
＜３＞ マイクロチップ１ｄ−３
５．光透過部分の保護機構
（１）接触防止構造
（２）光透過部分の識別表示
（３）把持部の表示
（４）光透過部分の保護部材
（５）その他
１．第一実施形態に係るマイクロチップの構成
（１）マイクロチップ１ａの構成
図１は、本技術の第一実施形態に係るマイクロチップ１ａの構成を説明する模式図である。図１Ａは、上面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＰ−Ｐ断面に対応する断面図である。マイクロチップ１ａは、試料溶液等の液体の導入部２と、試料溶液に含まれる物質、あるいは該物質の反応生成物の分析場となる分析領域４１〜４５と、分析領域４１〜４５への試料溶液の充填の完了を提示する表示領域５１〜５５と、を有する。また、導入部２は導入流路３１１ａ〜３１５ａを介して分析領域４１〜４５と接続し、表示領域５１〜５５は排出流路３３１〜３３５を介して分析領域４１〜４５と接続している。
（１）マイクロチップ１ａの構成
図１は、本技術の第一実施形態に係るマイクロチップ１ａの構成を説明する模式図である。図１Ａは、上面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＰ−Ｐ断面に対応する断面図である。マイクロチップ１ａは、試料溶液等の液体の導入部２と、試料溶液に含まれる物質、あるいは該物質の反応生成物の分析場となる分析領域４１〜４５と、分析領域４１〜４５への試料溶液の充填の完了を提示する表示領域５１〜５５と、を有する。また、導入部２は導入流路３１１ａ〜３１５ａを介して分析領域４１〜４５と接続し、表示領域５１〜５５は排出流路３３１〜３３５を介して分析領域４１〜４５と接続している。
マイクロチップ１ａは、３つの基板層１１，１２，１３から構成される（図１Ｂ参照）。基板層１２には、図１ＢのＰ−Ｐ断面に例示されるように、導入部２、導入流路３１１ａ〜３１５ａ、排出流路３３１〜３３５、分析領域４１〜４５、表示領域５１〜５５が設けられている。以下、マイクロチップ１ａの各構成について順に説明する。なお、本技術に係るマイクロチップにおいて、導入部２、分析領域４１〜４５等の数は、図１Ａに示すマイクロチップ１ａの構成には限定されない。例えば、１つのマイクロチップに複数の導入部が設けられていても良く、１つの導入部に１つの導入流路のみが接続されている構成であってもよい。
（１−１）導入部
マイクロチップ１ａによる解析に用いる試料溶液は、導入部２へ導入される。図１Ｂに示すように、基板層１１によって導入部２が封止されているマイクロチップ１ａにおいては、針等の穿刺部材を用いて導入部２への試料溶液の導入を行ってもよい。試料溶液を充填させたシリンジ等と穿刺部材を接続し、穿刺部材の先端をマイクロチップ１ａの外部から、基板層１３に形成された導入口２１を看過して、基板層１１を穿通させ、導入部２まで到達させ、シリンジ内部と導入部２とを接続させる。なお、穿刺部材による導入部２への試料溶液の導入を容易にするためには、基板層１１には弾性を有する材料を選択することが好ましい。
マイクロチップ１ａによる解析に用いる試料溶液は、導入部２へ導入される。図１Ｂに示すように、基板層１１によって導入部２が封止されているマイクロチップ１ａにおいては、針等の穿刺部材を用いて導入部２への試料溶液の導入を行ってもよい。試料溶液を充填させたシリンジ等と穿刺部材を接続し、穿刺部材の先端をマイクロチップ１ａの外部から、基板層１３に形成された導入口２１を看過して、基板層１１を穿通させ、導入部２まで到達させ、シリンジ内部と導入部２とを接続させる。なお、穿刺部材による導入部２への試料溶液の導入を容易にするためには、基板層１１には弾性を有する材料を選択することが好ましい。
本技術に係るマイクロチップに導入される試料溶液とは、分析対象物、又は他の物質と反応して分析対象物を生成する物質を含む溶液を指す。分析対象物としては、ＤＮＡやＲＮＡ等の核酸、ペプチド、抗体等を含めたタンパク質など、を挙げることができる。また血液等、前記分析対象物を含んだ生体試料自体、又はその希釈溶液を、本技術に係るマイクロチップに導入する試料溶液としてもよい。
（１−２）分析領域
導入部２へ導入された試料溶液は、導入流路３１１ａ〜３１５ａを通流し、マイクロチップ１ａに配設された分析領域４１〜４５に充填され、試料溶液に含まれる分析対象物の分析が行われる。マイクロチップ１ａを用いる分析手法としては、例えば、温度サイクルを実施する従来のＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）法や温度サイクルを伴わない各種等温増幅法等の、核酸増幅反応を利用した分析手法が含まれる。なお、分析領域４１〜４５には、分析に必要な物質の一部が予め収容されていてもよい。以下のマイクロチップ
１ａの説明においては、導入流路３１１ａと接続する５つの分析領域を全て分析領域４１とし、同様に導入流路３１２ａ，３１３ａ，３１４ａ，３１５ａにより試料溶液の供給を受ける各々の５つの分析領域を、分析領域４２，４３，４４，４５とする（図１Ａ参照）。
導入部２へ導入された試料溶液は、導入流路３１１ａ〜３１５ａを通流し、マイクロチップ１ａに配設された分析領域４１〜４５に充填され、試料溶液に含まれる分析対象物の分析が行われる。マイクロチップ１ａを用いる分析手法としては、例えば、温度サイクルを実施する従来のＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）法や温度サイクルを伴わない各種等温増幅法等の、核酸増幅反応を利用した分析手法が含まれる。なお、分析領域４１〜４５には、分析に必要な物質の一部が予め収容されていてもよい。以下のマイクロチップ
１ａの説明においては、導入流路３１１ａと接続する５つの分析領域を全て分析領域４１とし、同様に導入流路３１２ａ，３１３ａ，３１４ａ，３１５ａにより試料溶液の供給を受ける各々の５つの分析領域を、分析領域４２，４３，４４，４５とする（図１Ａ参照）。
（１−３）流路
マイクロチップ１ａには、導入流路３１１ａ〜３１５ａ及び排出流路３３１〜３３５の２種類の流路が設けられている。図１Ａに示すように、導入流路３１１ａ〜３１５ａは、導入部２と分析領域４１〜４５とを接続し、排出流路３３１〜３３５は、分析領域４１〜４５と表示領域５１〜５５とを接続している。また、マイクロチップ１ａにおいては、一の導入流路３１１ａ〜３１５ａと複数の分析領域４１〜４５とが接続し、複数の分析領域は４１〜４５は、排出流路を介して一の表示領域５１〜５５に接続している。
マイクロチップ１ａには、導入流路３１１ａ〜３１５ａ及び排出流路３３１〜３３５の２種類の流路が設けられている。図１Ａに示すように、導入流路３１１ａ〜３１５ａは、導入部２と分析領域４１〜４５とを接続し、排出流路３３１〜３３５は、分析領域４１〜４５と表示領域５１〜５５とを接続している。また、マイクロチップ１ａにおいては、一の導入流路３１１ａ〜３１５ａと複数の分析領域４１〜４５とが接続し、複数の分析領域は４１〜４５は、排出流路を介して一の表示領域５１〜５５に接続している。
導入部２からマイクロチップ１ａに導入された試料溶液は、導入流路３１１ａ〜３１５ａを通流し、分析領域４１〜４５に到達する。分析領域４１〜４５へ到達した試料溶液の一部は、分析領域４１〜４５に連通する排出流路３３１〜３３５を通流して表示領域５１〜５５へ到達する。このため、マイクロチップ１ａにおいては、排出流路３３１〜３３５を試料溶液が通流する時点で、分析領域４１〜４５に試料溶液が充填されている。すなわち、マイクロチップ１ａにおいて、導入流路３１１ａ〜３１５ａ及び排出流路３３１〜３３５の２種類の流路は、導入部２から導入された試料溶液が分析領域４１〜４５に充填されるまでの時間に比して、導入部２から導入された試料溶液が表示領域５１〜５５に到達するまでの時間が長くなるように、構成されている。
マイクロチップ１ａにおいて、排出流路３３１〜３３５と分析領域４１〜４５との連通部は、導入流路３１１ａ〜３１５ａと分析領域４１〜４５との連通部と対向する位置に設けられていてもよい。各連通部が互いに対向する位置に設けられることによって、試料溶液は分析領域４１〜４５全体に充填されてから排出流路３３１〜３３５へ流れ出す。
（１−４）表示領域
分析領域４１〜４５を経た試料溶液は、排出流路３３１〜３３５を通流して表示領域５１〜５５に到達する。試料溶液が表示領域５１〜５５へ到達すると、以下に説明する色素材料や凹凸構造等の表示領域５１〜５５内に設けられた表示手段によって、試料溶液が到達したことがユーザに視認可能となる。排出流路３３１〜３３５から試料溶液の供給を受ける表示領域５１〜５５への試料溶液の到達は、排出流路３３１〜３３５と接続する分析領域４１〜４５への試料溶液の充填が完了した後となるため、表示領域５１〜５５への試料溶液の到達の提示は、すなわち、分析領域への試料溶液の充填の完了を提示することと同義である。以下、表示領域５１〜５５における提示方法について、色素材料と凹凸構造を例に、具体的に説明する。なお、ユーザがマイクロチップ１ａの外面から、表示領域による試料溶液の充填の完了の表示を視認するためには、マイクロチップ１ａを構成する基板層１１，１２，１３には、光透過性を有する材料を選択することが好ましい。
分析領域４１〜４５を経た試料溶液は、排出流路３３１〜３３５を通流して表示領域５１〜５５に到達する。試料溶液が表示領域５１〜５５へ到達すると、以下に説明する色素材料や凹凸構造等の表示領域５１〜５５内に設けられた表示手段によって、試料溶液が到達したことがユーザに視認可能となる。排出流路３３１〜３３５から試料溶液の供給を受ける表示領域５１〜５５への試料溶液の到達は、排出流路３３１〜３３５と接続する分析領域４１〜４５への試料溶液の充填が完了した後となるため、表示領域５１〜５５への試料溶液の到達の提示は、すなわち、分析領域への試料溶液の充填の完了を提示することと同義である。以下、表示領域５１〜５５における提示方法について、色素材料と凹凸構造を例に、具体的に説明する。なお、ユーザがマイクロチップ１ａの外面から、表示領域による試料溶液の充填の完了の表示を視認するためには、マイクロチップ１ａを構成する基板層１１，１２，１３には、光透過性を有する材料を選択することが好ましい。
＜１＞ 色素材料
図２は、図１ＡのＱ−Ｑ断面に対応する、マイクロチップ１ａの部分断面図である。以下、表示領域５１〜５５を代表して、図２に示す表示領域５３の構成及び提示方法を説明する。
図２は、図１ＡのＱ−Ｑ断面に対応する、マイクロチップ１ａの部分断面図である。以下、表示領域５１〜５５を代表して、図２に示す表示領域５３の構成及び提示方法を説明する。
表示領域５３は、一の端で分析領域４３と接続される排出流路３３３と、もう一の端で接続されている（図２において、分析領域４３は不図示）。導入部２から導入された試料溶液は、分析領域４３に充填された後、排出流路３３３を経て、表示領域５３へ導入される（図中、矢印Ｆ参照）。
表示領域５３内の空間Ｅ１には、符号６で示す色素材料が収容されている（図２Ａ）。色素材料６は、空間Ｅ１に導入される試料溶液と接触することによって、発色、あるいは変色などして、ユーザに視認され易くなる色素を含む材料である。図２Ａに示す表示領域５３においては、試料溶液が表示領域５３へ到達したことを、試料溶液と接触したことで起こる色素材料６の変化によって提示する。
色素材料６は、例えば、固相化されていてもよい。表示領域５３内に収容された固相化された色素材料６は、試料溶液に溶解し、溶解した色素材料６を含む試料溶液が空間Ｅ１に拡散するため、色素材料６は試料溶液によって溶解される前の固相状態に比べ、マイクロチップ１ａの外部から視認され易くなる。また、色素材料６として、色素が水溶性材料に封入されているものを用いてもよい。この色素材料６では、色素が水溶性材料で封入されているため、色素が試料溶液導入前にユーザから視認されない。色素の周りの水溶性材料が空間Ｅ１に導入された試料溶液に溶け、色素が空間Ｅ１に拡散すると、色素材料６がユーザから視認可能となる。その他、色素材料６には、色素を含む材料を、別の部材に塗布するなどして、別の部材と組み合わせたものを用いてもよい。例えば、色素を封入してある水溶性材料が塗布されたフィルムなどである。
＜２＞ 凹凸構造
表示領域５３には、色素材料６が収容される代わりに凹凸構造７が設けられていてもよい。図２Ｂに表示領域５３の変形実施形態（表示領域５３１）を示す。表示領域５３１には、表示領域５３１を構成する一の面に凹凸構造７が設けられている。表示領域５３１においては、凹凸構造７に反射する光を利用して、表示領域５３１への試料溶液の導入
を提示する。
表示領域５３には、色素材料６が収容される代わりに凹凸構造７が設けられていてもよい。図２Ｂに表示領域５３の変形実施形態（表示領域５３１）を示す。表示領域５３１には、表示領域５３１を構成する一の面に凹凸構造７が設けられている。表示領域５３１においては、凹凸構造７に反射する光を利用して、表示領域５３１への試料溶液の導入
を提示する。
凹凸構造７を設ける面は、表示領域５３１を構成する何れの面であってもよい。凹凸構造７は、一の表示領域５３１に少なくとも一つ設けられていればよく、複数の面に設けられていてもよい。ユーザは、表示領域５３１を、凹凸構造７が設けられた設置面Ｓと対向する位置から観察する。図２Ｂに示す凹凸構造７については、ユーザが、基板層１２又は基板層１３の側から表示領域５３１を観察することを想定している。凹凸構造７はまた、設置面Ｓに対する非平行面又は非垂直面を含んでいることが好ましい。図２Ｂに示すように、凹凸構造７は基板層１２に成形してもよく、また、別体として作製された凹凸構造７を表示領域５３１を構成する一の面に設置してもよい。
光は、屈折率の異なる媒質の境界において、境界面に対して直角以外の入射角で進む場合、反射又は屈折する。例えば、マイクロチップ１ａを構成する基板層１２にガラス（ソーダライム）を選択した場合、波長５８９．３ｎｍの光の屈折率は、約１．５２（ガラス）である。一方、表示領域５３１内の空間Ｅ２に存在する空気の屈折率は約１．００である。
凹凸構造７には、設置面Ｓに対する非平行面又は非垂直面が含まれているため、空間Ｅ２側から凹凸構造７に入射する光の一部は、空間Ｅ２と凹凸構造７との境界で反射する（図中、矢印Ｌ参照）。反対に、凹凸構造７から空間Ｅ２に入射する光の一部も反射する。このため、基板層１２又は基板層１３の側から表示領域５３１を見るユーザには、凹凸構造７と空間Ｅ２との境界で反射した光が視認される。図２Ｂに示すように、凹凸構造７を構成する面の角度に規則性がない場合は、様々な角度で空間Ｅ２と凹凸構造７との境界に入射する光によって、ユーザには散乱光が視認され、例えば、表示領域５３１が白濁しているように見える。
表示領域５３１では、図２Ａに示す色素材料６が収容されている表示領域５３と同様に、排出流路３３３から試料溶液が導入される（図２Ｂ中、矢印Ｆ参照）。試料溶液が導入されると、表示領域５３１の空間Ｅ２は、空気に代わって試料溶液で満たされる。水の屈折率は約１．３３であり、試料溶液の屈折率が水の値に近似している場合には、前述の空間Ｅ２に空気が存在していた状態と比べ、凹凸構造７と空間Ｅ２との間の屈折率の差が減じる。光の反射率は、屈折率の差が大きい２つの媒質の境界ほど高くなるため、表示領域５３１への試料溶液の導入によって、凹凸構造７と空間Ｅ２との境界における反射光が減少する。このため、ユーザが視認する散乱光は減じ、表示領域５３１を観察することによって、試料溶液の表示領域５３１への導入前と導入後とを区別することが可能となる。すなわち、表示領域５３１は、凹凸構造７によって空間Ｅ２に試料溶液が到達したことを提示する。
上記の、色素材料６又は凹凸構造７による表示領域５３，５３１の変化は、ユーザが目視する代わりに、受光器等の検出器を用いて検出しても良い。光源及び検出器を、色素材料６又は凹凸構造７の設置面Ｓと対向する位置に、表示領域５３，５３１を挟んで設置する。例えば、試料溶液の表示領域５３への導入による色素材料６の変化を、光源から放出された光の吸光度の変化として検出部で検出してもよい。色素材料６に蛍光色素を含有させ、発光や光の波長の変化を表示領域における提示に利用してもよい。また、凹凸構造７が表示領域５３１に設けられている場合には、空間Ｅ２と凹凸構造７との境界における光の反射率の変化を、入射光量の変化として検出部で検出してもよい。なお、凹凸構造７に対して光源から放出される光については、偏光板等によって設置面Ｓに対して直交する光のみを選択することが好ましい。
上記の光源及び検出器は、試料溶液に含まれる物質の分析に用いる光学系や、分析に必要な試料溶液の加熱のための加熱部、分析結果を表示する表示部等を備える分析装置に備えられていてもよい。分析装置において、本技術に係るマイクロチップ１ａの表示領域５３，５３１の変化を検出器において検出することにより、分析装置による分析が開始されるように構成されていてもよい。
本技術の第一実施形態に係るマイクロチップ１ａにおいては、表示領域５１〜５５が分析領域４１〜４５を経由して導入部２と接続されている。このため、導入部２から導入された試料溶液が表示領域５１〜５５に到達するのは、分析領域４１〜４５に試料溶液が充填された後である。従って、表示領域５１〜５５における試料溶液の検出は、分析領域４１〜４５における試料溶液の充填の完了を検出することと同義となる。表示領域５１〜５５には、マイクロチップ１ａの外部に試料溶液の導入を提示するために、例えば、色素材料６又は凹凸構造７が備えられてる。このため、マイクロチップ１ａの外部から表示領域５１〜５５の変化をユーザの目視又は検出器を介して容易に認識できる。
マイクロチップ１ａにおいては、表示領域５１〜５５が設けられているため、試料溶液が分析領域４１〜４５に導入されたことを確認することが容易であり、分析領域４１〜４５に試料溶液が導入される前に分析を開始してしまったり、必要以上に分析開始を遅らせることが防止される。このため、マイクロチップ１ａを用いることにより、適切なタイミングで試料溶液の分析を始めることが可能となり、簡便で精度の高い解析が可能となる。
また、マイクロチップ１ａにおいては、一の導入流路３１１ａ〜３１５ａと複数の分析領域４１〜４５とが接続し、分析領域４１〜４５は、排出流路３３１〜３３５を介して一の表示領域５１〜５５に接続している。すなわち、表示領域５１〜５５が各々、分析領域４１〜４５に対して設けられている。このため、何れかの導入流路３１１ａ〜３１５ａに気泡などが入って閉塞していた場合に、表示領域５１〜５５を確認することで、試料溶液の充填が行われなかった分析領域を特定することができる。マイクロチップ１ａにおいて、試料溶液が充填されなかった分析領域４１〜４５を解析対象から除くことが可能となり、マイクロチップ１ａを用いて行う解析の確度が増す。
なお、マイクロチップ１ａの分析領域４１〜４５に保持された物質を、光学的に分析する場合においては、基板層１１，１２，１３には、光透過性を有し自家蛍光が少なく波長分散が小さいことで光学誤差の少ない材料を選択することが好ましい。基板層１１，１２，１３の材質は、ガラスや各種プラスチック類とできる。好ましくは、基板層１１を弾性を有する材料とし、基板層１２，１３をガス不透過性を備える材料とする。基板層１１を弾性を有する材料で構成することで、前述の試料溶液の導入部２への導入が容易となる。一方、基板層１２，１３をガス不透過性を備える材料で構成することで、分析領域４１〜４５内に導入された試料溶液が加熱等によって気化し、基板層１１を透過して消失（液抜け）するのを防止できる。
弾性を有する基板層の材料としては、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコーン系エラストマーの他、アクリル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、フッ素系エラストマー、スチレン系エラストマー、エポキシ系エラストマー、天然ゴムなどが挙げられる。
ガス不透過性を備える基板層の材料としては、ガラス、プラスチック類、金属類及びセラミック類などが挙げられる。プラスチック類としては、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート：アクリル樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート）等が挙げられる。金属類としては、アルミニウム、銅、ステンレス（ＳＵＳ）、ケイ素、チタン、タングステン等が挙げられる。セラミック類としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニア（ＺｒＯ２）、石英等が挙げられる。
基板層１２への導入部２、導入流路３１１ａ〜３１５ａ等の成形は、公知の手法によって行うことができる。例えば、ガラス製基板層のウェットエッチング又はドライエッチング、あるいは、プラスチック製基板層のナノインプリント、射出成型、又は切削加工である。また、導入部２、導入流路３１１ａ〜３１５ａ等は、基板層１１に成形されても良く、一部が基板層１１に成形され、他の部分が基板層１２に成形されていてもよい。
基板層１１，１２，１３の貼り合わせは、例えば、熱融着、接着剤、陽極接合、粘着シートを用いた接合、プラズマ活性化結合、超音波接合等の公知の手法により行うことができる。また、導入部２等が成形された基板層１２と基板層１１との貼り合わせを、大気圧に対して負圧下で行うことにより、マイクロチップ１ａ内の試料溶液が導入される領域を、大気圧に対して負圧（例えば１／１００気圧）とすることができる。前述の穿刺部材を用いたマイクロチップ１ａへの試料溶液の導入において、マイクロチップ１ａの内部が大気圧に対し負圧とされている場合には、外部（シリンジ内部）との間の圧力差によって、シリンジ内の試料溶液は穿刺部材を経て、導入部２へ自動的に吸引される。
（２）マイクロチップ１ａの変形実施形態
図３に、マイクロチップ１ａの変形実施形態（マイクロチップ１ａ−１）の構成について、分析領域４３１〜４３５を代表として模式的に示す。符号４３１〜４３５で示す分析領域は、同じ導入流路３３１ａ，３３１ｂから試料溶液の供給を受ける分析領域であり、導入部２に近い分析領域から順に４３１〜４３５とする。マイクロチップ１ａ−１は、分析領域、導入流路及び排出流路以外の構成については、マイクロチップ１ａと同一である。マイクロチップ１ａと同一の構成部分については、同一の符号を付し説明については、省略する。
図３に、マイクロチップ１ａの変形実施形態（マイクロチップ１ａ−１）の構成について、分析領域４３１〜４３５を代表として模式的に示す。符号４３１〜４３５で示す分析領域は、同じ導入流路３３１ａ，３３１ｂから試料溶液の供給を受ける分析領域であり、導入部２に近い分析領域から順に４３１〜４３５とする。マイクロチップ１ａ−１は、分析領域、導入流路及び排出流路以外の構成については、マイクロチップ１ａと同一である。マイクロチップ１ａと同一の構成部分については、同一の符号を付し説明については、省略する。
図３に示すように、分析領域４３１〜４３５には試料溶液が導入されるための２つの導入流路３１３ａ，３１３ｂが接続している。導入流路３１３ａ，３１３ｂは、何れも分析領域４３１〜４３５と接続していないもう一端で導入部２に接続されている（図３において、導入部２は省略）。分析領域に対して２つの導入流路３１３ａ，３１３ｂが設けられることによって、気泡の混入など何らかの原因で一の導入流路が閉塞した場合であっても、試料溶液が他の導入流路を通流して確実に分析領域４３１〜４３５へ導入される。
マイクロチップ１ａ−１における表示領域５３は、一の分析領域４３５と排出流路３３３を介して接続している。排出流路３３３が接続されている分析領域４３５は、同じ導入流路３１３ａ，３１３ｂから試料溶液の供給を受ける分析領域４３１〜４３５の中で、導入部２に対して最も遠位の分析領域であるため、分析領域４３５において試料溶液の充填が完了した時点で、他の分析領域４３１〜４３４への試料溶液の充填も完了している。このため、図３に示すマイクロチップ１ａ−１の、一の分析領域４３５のみと表示領域５３とが接続されている構成であっても、表示領域５３への試料溶液の導入を検出することで、同じ導入流路３１３ａ，３１３ｂに接続された全ての分析領域４３１〜４３５への試料溶液の充填の完了を確認することができる。
２．第二実施形態に係るマイクロチップの構成
図４に、本技術の第二実施形態に係るマイクロチップ１ｂの上面模式図を示す。マイクロチップ１ｂは、表示領域５６以外の構成については、第一実施形態と同一である。第一実施形態と同一の構成部分については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ１ｂを構成する複数の基板層は、第一実施形態において説明した基板層１１，１２，１３と同じである。
図４に、本技術の第二実施形態に係るマイクロチップ１ｂの上面模式図を示す。マイクロチップ１ｂは、表示領域５６以外の構成については、第一実施形態と同一である。第一実施形態と同一の構成部分については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ１ｂを構成する複数の基板層は、第一実施形態において説明した基板層１１，１２，１３と同じである。
マイクロチップ１ｂにおいては、一の導入流路３１１ａ〜３１５ａと複数の分析領域４１〜４５とが接続している。また、一の表示領域５６が排出流路３３１〜３３５を介して全てのマイクロチップ１ｂに配設された分析領域４１〜４５と接続している。すなわち、マイクロチップ１ｂは、１つの表示領域５６を備えている。導入部２から導入された試料溶液は、導入流路３１１ａ〜３１５ａを通流し、分析領域４１〜４５に充填された後、排出流路３３１〜３３５を通流して、表示領域５６へ導入される。このため、マイクロチップ１ｂにおいては、導入部２から導入された試料溶液が分析領域４１〜４５に充填されるまでの時間に比して、導入部２から導入された試料溶液が表示領域５６に到達するまでの時間が長くなる。
マイクロチップ１ｂの表示領域５６は、第一実施形態で述べた色素材料６又は凹凸構造７を備えているため、第一実施形態の表示領域５１〜５５と同様に、試料溶液の分析領域４１〜４４への充填の完了の提示する機能を有している。
本技術に係る表示領域は、１つのマイクロチップに対して少なくとも１つ備えられていればよい。表示領域５６を１つにすることにより、マイクロチップ１ｂへ導入する試料溶液の量をより少なくすることができる。また、表示領域５６の変化の検出を光源及び検出器を用いて行う場合、表示領域５６の数を少なくすることによって、光源及び検出器の構成を単純化することができる。なお、１つの表示領域５６に接続される排出流路３３１〜３３５の各々の長さは、導入流路３１１ａ〜３１５ａの各々に接続されている導入部２から最も遠位の分析領域４１〜４５と表示領域５６との間で等しくなるように構成されていることが望ましい。
３．第三実施形態に係るマイクロチップ
（１）マイクロチップ１ｃの構成
図５に、本技術の第三実施形態に係るマイクロチップ１ｃの上面模式図を示す。マイクロチップ１ｃは、分岐流路３２６以外の構成については、第一実施形態と同一である。第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ１ｃを構成する複数の基板層は、第一実施形態において説明した基板層１１，１２，１３と同じである。
（１）マイクロチップ１ｃの構成
図５に、本技術の第三実施形態に係るマイクロチップ１ｃの上面模式図を示す。マイクロチップ１ｃは、分岐流路３２６以外の構成については、第一実施形態と同一である。第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ１ｃを構成する複数の基板層は、第一実施形態において説明した基板層１１，１２，１３と同じである。
図５に示すように、マイクロチップ１ｃにおいては、導入部２と分析領域４１〜４５とを接続する導入流路３１１ａ〜３１５ａと、導入流路３１１ａ〜３１５ａから分岐して表示領域５７に接続する分岐流路３２６の、２種類の流路が設けられている。マイクロチップ１ｃの導入部２に導入された試料溶液は、一部が導入流路３１１ａ〜３１５ａを通流して、分析領域４１〜４５へ到達する。また、導入部２に導入された試料溶液の一部は、導入流路３１１ａ〜３１５ａと分岐流路３２１との連通部８１から分岐流路３２６へ流れ、表示領域５７へ到達する。マイクロチップ１ｃにおいては、分岐流路３２６と導入流路３１１ａ〜３１５ａとの連通部８１から表示領域４１〜４５までの流路長に比して、連通部８１から表示領域５７までの流路長が長い。このため、導入部２から導入された試料溶液が分析領域４１〜４５に充填されるまでの時間に比して、導入部２から導入された試料溶液が表示領域５７に到達するまでの時間が長くなる。従って、表示領域５７への試料溶液の導入を検出することで、分析領域４１〜４５への試料溶液の充填の完了を確認することができる。表示領域５７には、第一実施形態と同様に、色素材料６又は凹凸構造７を備えられている。このため、マイクロチップ１ｃの外部から表示領域５７への試料溶液の導入が容易に観察される。
マイクロチップ１ｃにおいては、連通部８１からの導入流路３１１ａ〜３１５ａと分岐流路３２６の各々の流路長を、分岐流路３２６の方が長くなるように構成することで、分析領域４１〜４５へ試料溶液が充填された適切な時に、表示領域５７へ試料溶液が導入される。このため、ユーザは表示領域５７を確認して直ちに解析の操作を開始することができる。また、マイクロチップ１ｃにおいては、分析領域４１〜４５に排出流路３３１〜３３５が接続されていないため、分析領域４１〜４５に導入された試料溶液の一部が排出流路３３１〜３３５に流れ出す懸念がない。例えば、分析領域４１〜４５内に分析に必要な物質の一部が予め収容されている場合など、分析領域４１〜４５間で物質の量が不均一となるおそれがなく、分岐流路３２６を備えたマイクロチップ１ｃは好適である。
また、マイクロチップ１ｃにおいて、導入流路３１１ａ〜３１５ａ及び分岐流路３２６は、分岐流路３２６と導入流路３１１ａ〜３１５ａとの連通部８１で、試料溶液の分岐流路３２６への導入圧が、試料溶液の導入流路３１１ａ〜３１５ａへの導入圧に比して高くなるように構成されていてもよい。例えば、分岐流路３２６の流路径が、導入流路３１１ａ〜３１５ａの流路径に比して小さく構成することにより、２つの流路への試料溶液の導入圧に差を設けることができる。導入流路３１１ａ〜３１５ａと分岐流路３２６との間の試料溶液の導入圧の差によって、導入部２から導入された試料溶液が分析領域４１〜４５に充填されるまでの時間に比して、導入部２から導入された試料溶液が表示領域５７に到達するまでの時間が長くなる。
（２）マイクロチップ１ｃの変形実施形態
図６及び図７に、マイクロチップ１ｃの変形実施形態を模式的に示す。マイクロチップ１ｃの変形実施形態は、分岐流路３２７，３２８、表示領域５７５及び連通部８１５の構成のみマイクロチップ１ｃと異なる。マイクロチップ１ｃと同じ構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。
図６及び図７に、マイクロチップ１ｃの変形実施形態を模式的に示す。マイクロチップ１ｃの変形実施形態は、分岐流路３２７，３２８、表示領域５７５及び連通部８１５の構成のみマイクロチップ１ｃと異なる。マイクロチップ１ｃと同じ構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。
＜１＞ マイクロチップ１ｃ−１
図６にマイクロチップ１ｃの変形実施形態の１つであるマイクロチップ１ｃ−１の上面模式図を示す。マイクロチップ１ｃ−１においては、分岐流路３２７が、一端で導入流路３１１ａ〜３１５ａと接続して連通部８１を構成し、もう一端で表示領域５７と接続している。分岐流路３２７の流路長は、連通部８１から導入部２に対して最も遠位の分析領域４１〜４５までの導入流路３１１ａ〜３１５ａの距離に比べ長い。このため、マイクロチップ１ｃと同様に、表示領域５７は分析領域４１〜４５への試料溶液の充填の完了を提示することが可能である。表示領域５７の設置位置は、図６に示すようにマイクロチップ１ｃ−１の角部に設けてもよい。本技術に係るマイクロチップにおいて、表示領域５７が配設される位置は限定されない。
図６にマイクロチップ１ｃの変形実施形態の１つであるマイクロチップ１ｃ−１の上面模式図を示す。マイクロチップ１ｃ−１においては、分岐流路３２７が、一端で導入流路３１１ａ〜３１５ａと接続して連通部８１を構成し、もう一端で表示領域５７と接続している。分岐流路３２７の流路長は、連通部８１から導入部２に対して最も遠位の分析領域４１〜４５までの導入流路３１１ａ〜３１５ａの距離に比べ長い。このため、マイクロチップ１ｃと同様に、表示領域５７は分析領域４１〜４５への試料溶液の充填の完了を提示することが可能である。表示領域５７の設置位置は、図６に示すようにマイクロチップ１ｃ−１の角部に設けてもよい。本技術に係るマイクロチップにおいて、表示領域５７が配設される位置は限定されない。
＜２＞ マイクロチップ１ｃ−２
図７Ａは、マイクロチップ１ｃの変形実施形態（マイクロチップ１ｃ−２）の構成について、分析領域４５を代表として模式的に示す。マイクロチップ１ｃ−２においては、導入流路３１１ａ〜３１５ａが分析領域４１〜４５に対応して各々の導入流路３１１ａ〜３１５ａに分岐した後に、導入流路３１５ａと分岐流路３２８との連通部８１５が形成されている。何れか一の導入流路３１１ａ〜３１５ａのみに分岐流路３２８との連通部８１５が設けられる構成であっても、連通部８１５から分析領域４１〜４５までの導入流路３１５ａの流路長に比べ、分岐流路３２８の流路長が長く設けられていれば、連通部８１５が設けられる導入流路３１１ａ〜３１５ａの位置は何れであっても良い。
図７Ａは、マイクロチップ１ｃの変形実施形態（マイクロチップ１ｃ−２）の構成について、分析領域４５を代表として模式的に示す。マイクロチップ１ｃ−２においては、導入流路３１１ａ〜３１５ａが分析領域４１〜４５に対応して各々の導入流路３１１ａ〜３１５ａに分岐した後に、導入流路３１５ａと分岐流路３２８との連通部８１５が形成されている。何れか一の導入流路３１１ａ〜３１５ａのみに分岐流路３２８との連通部８１５が設けられる構成であっても、連通部８１５から分析領域４１〜４５までの導入流路３１５ａの流路長に比べ、分岐流路３２８の流路長が長く設けられていれば、連通部８１５が設けられる導入流路３１１ａ〜３１５ａの位置は何れであっても良い。
表示領域５７５は矩形に形成され、表示領域５７５の長手方向は、分析領域４５へ接続する導入流路３１５ａと略平行である。例えば、表示領域５７５の長手方向に対して平行に色素材料６を表示領域５７５内に並べて配置し、分岐流路３２８に近い位置の色素材料６から順に発色していくように構成してもよい（図７において色素材料６は省略）。色素材料６の長手方向における発色の進む速さを、導入流路３１５ａを通流する試料溶液の速度と近似するように表示領域５７５の容積を決めれば、分析領域４５への試料溶液の導入の進み具合を表示領域５７５に表示させることが可能となる。また、分析領域４１〜４４と分析領域４５への試料溶液の導入の速度が同じであれば、表示領域５７５は、分析領域４１〜４４についても試料溶液の導入の進み具合を提示することが可能である。マイクロチップ１ｃ−２においては、色素材料６の代わりに凹凸構造７が表示領域５７５が備えられていてもよい。
図７Ｂに示すように、例えばマイクロチップ１ｃ−２の外面を構成する基板層の表面に、各分析領域４５への試料溶液の充填が完了する時点で発色する色素材料６の配置に合わせ、基準枠９を描いてもよい。基準枠９によって、ユーザは、マイクロチップ１ｃ−２の外部から分析領域４５への試料溶液の充填の進み具合を容易に確認することができる。
４．第四実施形態に係るマイクロチップ
（１）マイクロチップ１ｄの構成
図８に、本技術の第四実施形態に係るマイクロチップ１ｄの上面模式図を示す。マイクロチップ１ｄは、分岐流路３２１〜３２５及び連通部８２１〜８２５以外の構成については、第三実施形態と同一である。第三実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ１ｄを構成する複数の基板層は、第一実施形態において説明した基板層１１，１２，１３と同じである。図８において、符号４１５〜４５５で示す分析領域は、同じ導入流路３１１ａ〜３１５ａから試料溶液の供給を受ける分析領域のうち、導入部２に対して最も遠位に設けられた分析領域を、分析領域４１５〜４５５とする。
（１）マイクロチップ１ｄの構成
図８に、本技術の第四実施形態に係るマイクロチップ１ｄの上面模式図を示す。マイクロチップ１ｄは、分岐流路３２１〜３２５及び連通部８２１〜８２５以外の構成については、第三実施形態と同一である。第三実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ１ｄを構成する複数の基板層は、第一実施形態において説明した基板層１１，１２，１３と同じである。図８において、符号４１５〜４５５で示す分析領域は、同じ導入流路３１１ａ〜３１５ａから試料溶液の供給を受ける分析領域のうち、導入部２に対して最も遠位に設けられた分析領域を、分析領域４１５〜４５５とする。
マイクロチップ１ｄにおいては、導入部２と分析領域４１５〜４５５等の分析領域とを接続する導入流路３１１ａ〜３１５ａと、導入流路３１１ａ〜３１５ａから分岐して表示領域５８１〜５８５に接続する複数の分岐流路３２１〜３２５の、２種類の流路が設けられている。また、分岐流路３２１〜３２５が各々表示領域５８１〜５８５に接続している。導入部２に導入された試料溶液は、導入流路３１１ａ〜３１５ａを通流し、連通部８２１〜８２５において、一部が分岐流路３２１〜３２５に通流し、表示領域５８１〜５８５に到達する。マイクロチップ１ｄにおいては、導入部２に対して最も遠位の分析領域４１５〜４５５と連通部８２１〜８２５とのとの間の導入流路３１１ａ〜３１５ａの流路長が、分岐流路３２１〜３２５の流路長に比して短いため、表示領域５８１〜５８５への試料溶液の到達を分析領域４１５〜４５５への試料溶液の充填の完了後とすることができる。表示領域５８１〜５８５には、第一実施形態と同様に、色素材料６又は凹凸構造７が備えられているため、マイクロチップ１ｄの外部から表示領域５８１〜５８５への試料溶液の導入が容易に観察される。
マイクロチップ１ｄにおいては、導入流路３１１ａ〜３１５ａの各々に分岐流路３２１〜３２５を介して表示領域５８１〜５８５が接続している。このため、何れか一の導入流路３１１ａ〜３１５ａが閉塞された場合、表示領域５８１〜５８５によって閉塞した導入流路を同定することができる。このため、試料溶液が充填されなかった分析領域の分析結果を除いて解析することが可能となり、マイクロチップ１ｄを用いて精度の高い解析が可能となる。
（２）マイクロチップ１ｄの変形実施形態
図９に、マイクロチップ１ｄの変形実施形態を模式的に示す。マイクロチップ１ｄの変形実施形態（１ｄ−１，１ｄ−２，１ｄ−３）については、各々分析領域４３を代表として説明する。マイクロチップ１ｄ−１〜１ｄ−３は、導入流路３１１ａ〜３１５ａ以外の構成については、マイクロチップ１ｄと同じである。マイクロチップ１ｄと同じ構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。
図９に、マイクロチップ１ｄの変形実施形態を模式的に示す。マイクロチップ１ｄの変形実施形態（１ｄ−１，１ｄ−２，１ｄ−３）については、各々分析領域４３を代表として説明する。マイクロチップ１ｄ−１〜１ｄ−３は、導入流路３１１ａ〜３１５ａ以外の構成については、マイクロチップ１ｄと同じである。マイクロチップ１ｄと同じ構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。
＜１＞ マイクロチップ１ｄ−１
図９Ａは、マイクロチップ１ｄ−１の構成を示す。マイクロチップ１ｄ−１においては、分析領域４３５等の分析領域へ２つの導入流路３１３ａ，３１３ｂが接続し、各々に分岐流路３２３ａ，３２３ｂが接続している。このため、一の導入流路が気泡等で閉塞された場合であっても、もう一の導入流路を通流して分析領域４３５等への試料溶液の導入が可能となり、分析領域４３５等の分析領域への試料溶液の導入が確実となる。
図９Ａは、マイクロチップ１ｄ−１の構成を示す。マイクロチップ１ｄ−１においては、分析領域４３５等の分析領域へ２つの導入流路３１３ａ，３１３ｂが接続し、各々に分岐流路３２３ａ，３２３ｂが接続している。このため、一の導入流路が気泡等で閉塞された場合であっても、もう一の導入流路を通流して分析領域４３５等への試料溶液の導入が可能となり、分析領域４３５等の分析領域への試料溶液の導入が確実となる。
＜２＞ マイクロチップ１ｄ−２
図９Ｂは、マイクロチップ１ｄ−２の構成を示す。図９Ａに示すマイクロチップ１ｄ−１において、分岐流路３２３ａ，３２３ｂは一の分岐流路に収束してから分析領域５８３へ接続している。一方、マイクロチップ１ｄ−２に設けられる分岐流路３２３ａ，３２３ｂは、各々が表示領域５８３に接続している。マイクロチップ１ｄにおいて、複数の分岐流路３２１〜３２５は、合流してから表示領域５８１〜５８５に接続してもよく、複数の分岐流路３２１〜３２５の各々が同一の表示領域５８１〜５８３に直接接続してもよい。また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、本技術に係るマイクロチップにおいて、表示領域の容積及び表面積は限定されない。
図９Ｂは、マイクロチップ１ｄ−２の構成を示す。図９Ａに示すマイクロチップ１ｄ−１において、分岐流路３２３ａ，３２３ｂは一の分岐流路に収束してから分析領域５８３へ接続している。一方、マイクロチップ１ｄ−２に設けられる分岐流路３２３ａ，３２３ｂは、各々が表示領域５８３に接続している。マイクロチップ１ｄにおいて、複数の分岐流路３２１〜３２５は、合流してから表示領域５８１〜５８５に接続してもよく、複数の分岐流路３２１〜３２５の各々が同一の表示領域５８１〜５８３に直接接続してもよい。また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、本技術に係るマイクロチップにおいて、表示領域の容積及び表面積は限定されない。
＜３＞ マイクロチップ１ｄ−３
図９Ｃは、マイクロチップ１ｄ−３の構成を示す。マイクロチップ１ｄ−３においては、表示領域５８３ａ，５８３ｂが、分岐流路３２３ａ，３２３ｂの各々に接続している。導入流路３１３ａ，３１３ｂの各々に分岐流路３２３ａ，３２３ｂを介して表示領域５８３ａ，５８３ｂが接続しているため、何れか一の導入流路が閉塞された場合、表示領域５８３ａ，５８３ｂによって閉塞した導入流路を同定することが可能である。
図９Ｃは、マイクロチップ１ｄ−３の構成を示す。マイクロチップ１ｄ−３においては、表示領域５８３ａ，５８３ｂが、分岐流路３２３ａ，３２３ｂの各々に接続している。導入流路３１３ａ，３１３ｂの各々に分岐流路３２３ａ，３２３ｂを介して表示領域５８３ａ，５８３ｂが接続しているため、何れか一の導入流路が閉塞された場合、表示領域５８３ａ，５８３ｂによって閉塞した導入流路を同定することが可能である。
５．光透過部分の保護機構
上述した、本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、分析領域に保持された物質を光学的に分析する場合、ユーザは、マイクロチップの外面を構成する基板層の、分析領域由来の光が透過する部分を避けて、マイクロチップに触れることが好ましい。マイクロチップ外面の分析領域由来の光が透過する部分は、分析領域に保持された物質からの蛍光や発光、あるいは分析領域の透過光等の光が検出器等に入射する際に透過する部分であり、この部分にユーザの指紋などの汚れが付着すると、分析領域由来の光の計測に誤差が生じ、マイクロチップを用いた解析の精度が低下するおそれがある。そこで、本技術に係るマイクロチップにおいては、以下の（１）〜（５）に述べる、光透過部分をユーザの指紋等の汚れから保護する、保護機構が備えられていてもよい。
上述した、本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、分析領域に保持された物質を光学的に分析する場合、ユーザは、マイクロチップの外面を構成する基板層の、分析領域由来の光が透過する部分を避けて、マイクロチップに触れることが好ましい。マイクロチップ外面の分析領域由来の光が透過する部分は、分析領域に保持された物質からの蛍光や発光、あるいは分析領域の透過光等の光が検出器等に入射する際に透過する部分であり、この部分にユーザの指紋などの汚れが付着すると、分析領域由来の光の計測に誤差が生じ、マイクロチップを用いた解析の精度が低下するおそれがある。そこで、本技術に係るマイクロチップにおいては、以下の（１）〜（５）に述べる、光透過部分をユーザの指紋等の汚れから保護する、保護機構が備えられていてもよい。
（１）接触防止構造
本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、マイクロチップをユーザが持った際に、ユーザの指が光透過部分に触れにくくするために、マイクロチップの外面に接触防止構造が備えられていてもよい。例えば、基板層の光透過部分を周囲に比べ窪んだ形状とすることによって、マイクロチップをユーザが掴んだ場合でも、指先が光透過部分に触れにくくなる。
本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、マイクロチップをユーザが持った際に、ユーザの指が光透過部分に触れにくくするために、マイクロチップの外面に接触防止構造が備えられていてもよい。例えば、基板層の光透過部分を周囲に比べ窪んだ形状とすることによって、マイクロチップをユーザが掴んだ場合でも、指先が光透過部分に触れにくくなる。
（２）光透過部分の識別表示
また、本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、ユーザから光透過部分と、その他の部分が識別され易くなるように、マイクロチップの外面が構成されていてもよい。例えば、光透過部分以外のマイクロチップ外面に、模様や色が付けられたり、エンボス加工や他の部材の積層によって不透明となるような加工が施されたりすることで、ユーザが容易に光透過部分を認識できる。また、着色されるマイクロチップの外面は一部であってもよく、例えば、光透過部分の周囲のみをユーザに注意を促すような文字や絵で囲んでもよい。
また、本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、ユーザから光透過部分と、その他の部分が識別され易くなるように、マイクロチップの外面が構成されていてもよい。例えば、光透過部分以外のマイクロチップ外面に、模様や色が付けられたり、エンボス加工や他の部材の積層によって不透明となるような加工が施されたりすることで、ユーザが容易に光透過部分を認識できる。また、着色されるマイクロチップの外面は一部であってもよく、例えば、光透過部分の周囲のみをユーザに注意を促すような文字や絵で囲んでもよい。
（３）把持部の表示
さらに、本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、ユーザに対し、予めマイクロチップの把持部が表示されるようにマイクロチップが構成されていてもよい。例えば基板層において、ユーザが掴んでもよい部分が周辺に比べ凹んでいたり膨らんでいたり、掴んでもよいことがユーザに理解されるように指の絵や文字が印刷されていることで、ユーザはマイクロチップの操作において把持部を持つことが意識されるようになり、ユーザの指先が光透過部分に触れることが防止される。
さらに、本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、ユーザに対し、予めマイクロチップの把持部が表示されるようにマイクロチップが構成されていてもよい。例えば基板層において、ユーザが掴んでもよい部分が周辺に比べ凹んでいたり膨らんでいたり、掴んでもよいことがユーザに理解されるように指の絵や文字が印刷されていることで、ユーザはマイクロチップの操作において把持部を持つことが意識されるようになり、ユーザの指先が光透過部分に触れることが防止される。
（４）光透過部分の保護部材
本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、分析が開始されるまでマイクロチップ外面の光透過部分を別部材で保護してもよい。例えば、フィルム状の保護部材を光透過部分に貼り、指紋等の光透過部分への付着を防止する。この場合、指紋等の汚れが付着した保護部材は、分析を開始する前にマイクロチップから取り除くことが望ましい。
本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、分析が開始されるまでマイクロチップ外面の光透過部分を別部材で保護してもよい。例えば、フィルム状の保護部材を光透過部分に貼り、指紋等の光透過部分への付着を防止する。この場合、指紋等の汚れが付着した保護部材は、分析を開始する前にマイクロチップから取り除くことが望ましい。
（５）その他
本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、光透過部分への指紋の付着を防止するために、指紋が付着しにくい保護部材を、光透過部分の保護機構としてマイクロチップの外面に設けてもよい。保護部材としては、例えば、市販の指紋付着防止フィルムなどが挙げられる。また、マイクロチップをケースに収容して光透過部分への指紋等の汚れの付着を防止してもよい。マイクロチップを収容するケースは、マイクロチップを取り出す際に、ユーザが誤って光透過部分を触ってしまわないように構成されていることが好ましい。例えば、予め把持部のみがケースから露出されるようにケースの一部に開口部分が設けられている。このようなケースでは、ユーザにマイクロチップの把持部が認識され易くなり、光透過部分をユーザが掴んでしまうことが防止される。また、ケースを開けた際に、ケース内に収容されているマイクロチップの所定の部分のみをユーザが掴めるように、ケースの開口部分の形状や大きさが構成されていてもよい。さらに、光透過部分に、ユーザの指が接触すると接触の際の圧力や熱などに反応してユーザに指先が接触したことを提示する部材が備えられていてもよい。ユーザが光透過部分を触ったことを認識することで、光学的分析において誤差の生じるおそれがある分析領域を排除することが可能となる。
本技術の各実施形態に係るマイクロチップにおいては、光透過部分への指紋の付着を防止するために、指紋が付着しにくい保護部材を、光透過部分の保護機構としてマイクロチップの外面に設けてもよい。保護部材としては、例えば、市販の指紋付着防止フィルムなどが挙げられる。また、マイクロチップをケースに収容して光透過部分への指紋等の汚れの付着を防止してもよい。マイクロチップを収容するケースは、マイクロチップを取り出す際に、ユーザが誤って光透過部分を触ってしまわないように構成されていることが好ましい。例えば、予め把持部のみがケースから露出されるようにケースの一部に開口部分が設けられている。このようなケースでは、ユーザにマイクロチップの把持部が認識され易くなり、光透過部分をユーザが掴んでしまうことが防止される。また、ケースを開けた際に、ケース内に収容されているマイクロチップの所定の部分のみをユーザが掴めるように、ケースの開口部分の形状や大きさが構成されていてもよい。さらに、光透過部分に、ユーザの指が接触すると接触の際の圧力や熱などに反応してユーザに指先が接触したことを提示する部材が備えられていてもよい。ユーザが光透過部分を触ったことを認識することで、光学的分析において誤差の生じるおそれがある分析領域を排除することが可能となる。
なお本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）液体の導入部と、前記液体に含まれる物質又は該物質の反応生成物の分析場となる分析領域と、該分析領域への前記液体の充填の完了を提示する表示領域と、前記導入部、前記分析領域及び前記表示領域を接続する流路と、を有し、前記流路が、前記導入部から導入された前記液体が前記分析領域に充填されるまでの時間に比して、前記導入部から導入された前記液体が前記表示領域に到達するまでの時間が長くなるように、構成されている、マイクロチップ。
（２）前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、前記分析領域を前記表示領域と接続する排出流路とからなる、上記（１）記載のマイクロチップ。
（３）前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部から前記分析領域までの流路長に比して、該連通部から前記表示領域までの流路長が長い、上記（１）記載のマイクロチップ。
（４）前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部で前記液体の該分岐流路への導入圧が、前記液体の前記導入流路への導入圧に比して高い、上記（１）記載のマイクロチップ。
（５）前記表示領域に、色素材料が収容されている、上記（２）〜（４）の何れかに記載のマイクロチップ。
（６）前記色素材料は固相化されている、上記（５）記載のマイクロチップ。
（７）前記表示領域を構成する少なくとも一の面に凹凸構造が設けられている、上記（２）〜（４）の何れかに記載のマイクロチップ。
（８）前記一の面に形成された前記凹凸構造は、前記一の面に対する非平行面又は非垂直面を含んでいる、上記（７）記載のマイクロチップ。
（９）前記分析領域の、前記導入流路との連通部と対向する位置に、前記排出流路との連通部が設けられている、上記（２）記載のマイクロチップ。
（１０）一の前記導入流路と複数の前記分析領域とが接続している、上記（９）記載のマイクロチップ。
（１１）前記複数の分析領域が、前記排出流路を介して一の前記表示領域に接続している、上記（１０）記載のマイクロチップ。
（１２）一の前記表示領域が、前記排出流路を介して全ての前記分析領域と接続している、上記（１０）記載のマイクロチップ。
（１）液体の導入部と、前記液体に含まれる物質又は該物質の反応生成物の分析場となる分析領域と、該分析領域への前記液体の充填の完了を提示する表示領域と、前記導入部、前記分析領域及び前記表示領域を接続する流路と、を有し、前記流路が、前記導入部から導入された前記液体が前記分析領域に充填されるまでの時間に比して、前記導入部から導入された前記液体が前記表示領域に到達するまでの時間が長くなるように、構成されている、マイクロチップ。
（２）前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、前記分析領域を前記表示領域と接続する排出流路とからなる、上記（１）記載のマイクロチップ。
（３）前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部から前記分析領域までの流路長に比して、該連通部から前記表示領域までの流路長が長い、上記（１）記載のマイクロチップ。
（４）前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、該分岐流路と前記導入流路との連通部で前記液体の該分岐流路への導入圧が、前記液体の前記導入流路への導入圧に比して高い、上記（１）記載のマイクロチップ。
（５）前記表示領域に、色素材料が収容されている、上記（２）〜（４）の何れかに記載のマイクロチップ。
（６）前記色素材料は固相化されている、上記（５）記載のマイクロチップ。
（７）前記表示領域を構成する少なくとも一の面に凹凸構造が設けられている、上記（２）〜（４）の何れかに記載のマイクロチップ。
（８）前記一の面に形成された前記凹凸構造は、前記一の面に対する非平行面又は非垂直面を含んでいる、上記（７）記載のマイクロチップ。
（９）前記分析領域の、前記導入流路との連通部と対向する位置に、前記排出流路との連通部が設けられている、上記（２）記載のマイクロチップ。
（１０）一の前記導入流路と複数の前記分析領域とが接続している、上記（９）記載のマイクロチップ。
（１１）前記複数の分析領域が、前記排出流路を介して一の前記表示領域に接続している、上記（１０）記載のマイクロチップ。
（１２）一の前記表示領域が、前記排出流路を介して全ての前記分析領域と接続している、上記（１０）記載のマイクロチップ。
本技術に係るマイクロチップにおいては、表示領域によって、試料溶液の分析領域への充填が完了していることを容易に確認することができる。従って、本技術に係るマイクロチップによれば、試料溶液の充填が完了して直ちに解析を開始することができ、高い精度で解析を行うことが可能となる。そのため、医療分野や公衆衛生分野等において疾患の診断や感染病原体判定のために用いられ得る。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｃ−１，１ｄ：マイクロチップ
１１，１２，１３：基板層
２：導入部、２１：導入口
３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１３ｂ，３１４ａ，３１５ａ：導入流路
３２１，３２２，３２３，３２３ａ，３２３ｂ，３２４，３２５，３２６，３２７，３２
８：分岐流路
３３１，３３２，３３３，３３４，３３５：排出流路
４１，４１５，４２，４２５，４３，４３１，４３２，４３３，４３４，４３５，４４，
４４５，４５，４５５：分析領域
５１，５２，５３，５３１，５４，５５，５６，５７，５７５，５８１，５８２，５８３
，５８３ａ，５８３ｂ，５８４，５８５：表示領域
６：色素材料
７：凹凸構造
８１，８１５，８２１，８２２，８２３，８２３ａ，８２３ｂ，８２４，８２５：連通部
９：基準枠
Ｓ：設置面
１１，１２，１３：基板層
２：導入部、２１：導入口
３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１３ｂ，３１４ａ，３１５ａ：導入流路
３２１，３２２，３２３，３２３ａ，３２３ｂ，３２４，３２５，３２６，３２７，３２
８：分岐流路
３３１，３３２，３３３，３３４，３３５：排出流路
４１，４１５，４２，４２５，４３，４３１，４３２，４３３，４３４，４３５，４４，
４４５，４５，４５５：分析領域
５１，５２，５３，５３１，５４，５５，５６，５７，５７５，５８１，５８２，５８３
，５８３ａ，５８３ｂ，５８４，５８５：表示領域
６：色素材料
７：凹凸構造
８１，８１５，８２１，８２２，８２３，８２３ａ，８２３ｂ，８２４，８２５：連通部
９：基準枠
Ｓ：設置面
（２）マイクロチップ１ａの変形実施形態
図３に、マイクロチップ１ａの変形実施形態（マイクロチップ１ａ−１）の構成について、分析領域４３１〜４３５を代表として模式的に示す。符号４３１〜４３５で示す分析領域は、同じ導入流路３１３ａ，３１３ｂから試料溶液の供給を受ける分析領域であり、導入部２に近い分析領域から順に４３１〜４３５とする。マイクロチップ１ａ−１は、分析領域、導入流路及び排出流路以外の構成については、マイクロチップ１ａと同一である。マイクロチップ１ａと同一の構成部分については、同一の符号を付し説明については、省略する。
図３に、マイクロチップ１ａの変形実施形態（マイクロチップ１ａ−１）の構成について、分析領域４３１〜４３５を代表として模式的に示す。符号４３１〜４３５で示す分析領域は、同じ導入流路３１３ａ，３１３ｂから試料溶液の供給を受ける分析領域であり、導入部２に近い分析領域から順に４３１〜４３５とする。マイクロチップ１ａ−１は、分析領域、導入流路及び排出流路以外の構成については、マイクロチップ１ａと同一である。マイクロチップ１ａと同一の構成部分については、同一の符号を付し説明については、省略する。
マイクロチップ１ｂの表示領域５６は、第一実施形態で述べた色素材料６又は凹凸構造７を備えているため、第一実施形態の表示領域５１〜５５と同様に、試料溶液の分析領域４１〜４５への充填の完了の提示する機能を有している。
図５に示すように、マイクロチップ１ｃにおいては、導入部２と分析領域４１〜４５とを接続する導入流路３１１ａ〜３１５ａと、導入流路３１１ａ〜３１５ａから分岐して表示領域５７に接続する分岐流路３２６の、２種類の流路が設けられている。マイクロチップ１ｃの導入部２に導入された試料溶液は、一部が導入流路３１１ａ〜３１５ａを通流して、分析領域４１〜４５へ到達する。また、導入部２に導入された試料溶液の一部は、導入流路３１１ａ〜３１５ａと分岐流路３２１との連通部８１から分岐流路３２６へ流れ、表示領域５７へ到達する。マイクロチップ１ｃにおいては、分岐流路３２６と導入流路３１１ａ〜３１５ａとの連通部８１から分析領域４１〜４５までの流路長に比して、連通部８１から表示領域５７までの流路長が長い。このため、導入部２から導入された試料溶液が分析領域４１〜４５に充填されるまでの時間に比して、導入部２から導入された試料溶液が表示領域５７に到達するまでの時間が長くなる。従って、表示領域５７への試料溶液の導入を検出することで、分析領域４１〜４５への試料溶液の充填の完了を確認することができる。表示領域５７には、第一実施形態と同様に、色素材料６又は凹凸構造７が備えられている。このため、マイクロチップ１ｃの外部から表示領域５７への試料溶液の導入が容易に観察される。
（２）マイクロチップ１ｄの変形実施形態
図９に、マイクロチップ１ｄの変形実施形態を模式的に示す。マイクロチップ１ｄの変形実施形態（１ｄ−１，１ｄ−２，１ｄ−３）については、各々分析領域４３５を代表として説明する。マイクロチップ１ｄ−１〜１ｄ−３は、導入流路３１１ａ〜３１５ａ以外の構成については、マイクロチップ１ｄと同じである。マイクロチップ１ｄと同じ構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。
図９に、マイクロチップ１ｄの変形実施形態を模式的に示す。マイクロチップ１ｄの変形実施形態（１ｄ−１，１ｄ−２，１ｄ−３）については、各々分析領域４３５を代表として説明する。マイクロチップ１ｄ−１〜１ｄ−３は、導入流路３１１ａ〜３１５ａ以外の構成については、マイクロチップ１ｄと同じである。マイクロチップ１ｄと同じ構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。
Claims (12)
- 液体の導入部と、
前記液体に含まれる物質又は該物質の反応生成物の分析場となる分析領域と、
該分析領域への前記液体の充填の完了を提示する表示領域と、
前記導入部、前記分析領域及び前記表示領域を接続する流路と、を有し、
前記流路が、前記導入部から導入された前記液体が前記分析領域に充填されるまでの時間
に比して、前記導入部から導入された前記液体が前記表示領域に到達するまでの時間が長くなるように、構成されている、
マイクロチップ。 - 前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、
前記分析領域を前記表示領域と接続する排出流路とからなる、
請求項１記載のマイクロチップ。 - 前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、
該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、
該分岐流路と前記導入流路との連通部から前記分析領域までの流路長に比して、該連通部
から前記表示領域までの流路長が長い、
請求項１記載のマイクロチップ。 - 前記流路は、前記導入部と前記分析領域とを接続する導入流路と、
該導入流路から分岐して前記表示領域に接続する分岐流路とからなり、
該分岐流路と前記導入流路との連通部で前記液体の該分岐流路への導入圧が、前記液体の前記導入流路への導入圧に比して高い、
請求項１記載のマイクロチップ。 - 前記表示領域に色素材料が収容されている、請求項２記載のマイクロチップ。
- 前記色素材料は固相化されている、請求項５記載のマイクロチップ。
- 前記表示領域を構成する少なくとも一の面に凹凸構造が設けられている、請求項２記載のマイクロチップ。
- 前記一の面に形成された前記凹凸構造は、前記一の面に対する非平行面又は非垂直面を含んでいる、
請求項７記載のマイクロチップ。 - 前記分析領域の、前記導入流路との連通部と対向する位置に、前記排出流路との連通部
が設けられている、
請求項５記載のマイクロチップ。 - 一の前記導入流路と複数の前記分析領域とが接続している、
請求項９記載のマイクロチップ。 - 前記複数の分析領域が、前記排出流路を介して一の前記表示領域に接続している、
請求項１０記載のマイクロチップ。 - 一の前記表示領域が、前記排出流路を介して全ての前記分析領域と接続している、
請求項１０記載のマイクロチップ。
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