JPWO2019116474A1 - 流体デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、気泡が液体に先回りすることなく、リザーバーからの溶液の供給を安定して行える流体デバイスを提供することを目的とする。溶液が導入される流路と、溶液が収納されて溶液を流路に供給するリザーバーと、を備える。リザーバーは、流路に向かって溶液が流れる方向の長さが長さと直交する幅よりも大きく、リザーバーの幅及び深さは、溶液の表面張力及び密度と、重力を含む溶液に加わる加速度とにより算出される毛管長に基づく大きさで形成されている。

Description

本発明は、流体デバイスに関するものである。

近年、体外診断分野における試験の高速化、高効率化、および集積化、又は、検査機器の超小型化を目指したμ−ＴＡＳ（Micro-Total Analysis Systems）の開発などが注目を浴びており、世界的に活発な研究が進められている。

μ−ＴＡＳは、少量の試料で測定、分析が可能なこと、持ち運びが可能となること、低コストで使い捨て可能なこと等、従来の検査機器に比べて優れている。
更に、高価な試薬を使用する場合や少量多検体を検査する場合において、有用性が高い方法として注目されている。

μ−ＴＡＳの構成要素として、流路と、該流路上に配置されるポンプとを備えたデバイスが報告されている（非特許文献１）。このようなデバイスでは、該流路へ複数の溶液を注入し、ポンプを作動させることで、複数の溶液を流路内で混合する。

特開２００５−６５６０７号公報

Jong Wook Hong, Vincent Studer, Giao Hang, W French Anderson and Stephen R Quake,Nature Biotechnology 22, 435 - 439 (2004)

本発明の第１の態様に従えば、溶液が導入される流路と、前記溶液が収納されて前記溶液を前記流路に供給するリザーバーと、を備え、前記リザーバーは、前記流路に向かって前記溶液が流れる方向の長さが前記長さと直交する幅よりも大きく、前記リザーバーの幅及び深さは、前記溶液の表面張力及び密度と、重力を含む前記溶液に加わる加速度とによ
り算出される毛管長に基づく大きさで形成されている流体デバイスが提供される。

本実施形態に係る流体デバイスの概略的な正面図。 本実施形態に係る基板９の下面図。 図２におけるＡ−Ａ線視断面図。 本実施形態に係るリザーバーの一例を示す断面図。 本実施形態に係るリザーバーの一例を示す断面図 本実施形態に係るリザーバーの一例を示す断面図 本実施形態に係るリザーバーの半径ｒと保持される溶液の体積Ｖとの関係、及び毛管上昇高さと、保持される溶液の体積Ｖとの関係を示す図。 本実施形態に係るリザーバーの短辺側の長さと毛管上昇高さとの関係を示す図。 本実施形態に係るリザーバーの概略的な部分詳細図。 本実施形態に係る流体デバイスを模式的に示した平面図。 本実施形態に係る流体デバイスをリザーバー側から模式的に示した平面図。 本実施形態に係る流体デバイスの概略的な平面図。 本実施形態に係るリザーバー層を模式的に示した下面図。 本実施形態に係る流体デバイスの概略的な平面図。 本実施形態に係る流体デバイスの概略的な平面図。 本実施形態に係る流体デバイスの概略的な平面図。 本実施形態に係る流体デバイスの概略的な平面図。 本実施形態に係るリザーバーの変形例を示す平面図。

以下、流体デバイスの実施の形態を、図１から図１８を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限られない。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の流体デバイス１００Ａの正面図である。
本実施形態の流体デバイス１００Ａは、検体試料に含まれる検出対象である試料物質を免疫反応および酵素反応などにより検出するデバイスを含む。試料物質は、例えば、核酸、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ペプチド、タンパク質、細胞外小胞体などの生体分子である。流体デバイス１００Ａは、上板６、下板８、および基板９を備えている。上板６、下板８および基板９は、一例として、樹脂材（ポリプロピレン、ポリカーボネイト等）で形成されている。

なお、以下の説明においては、上板（例、蓋部、流路の上部又は下部、流路の上面又は底面）６、下板（例、蓋部、流路の上部又は下部、流路の上面又は底面）８および基板９は水平面に沿って配置され、上板６は基板９の上側に配置され、下板８は基板９の下側に配置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水平方向および上下方向を定義したに過ぎず、本実施形態に係る流体デバイス１００Ａの使用時の向きを限定しない。

図２は、基板９の下面図である。図２においては、上面側の形状の図示を省略している。図３は、図２におけるＡ−Ａ線視断面図である。なお、図１乃至図３においては、液体を導入する際に、流路内の空気を排出又は導入するための空気流路の図示を省略している。

図３に示すように、基板９は、下面（一面）９ａ側にリザーバ層１９Ａ、上面（他面）９ｂ側に反応層１９Ｂを含む。反応層１９Ｂは、基板９の上面９ｂに配置された循環流路１０、導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ（図３では、導入流路１２Ｂ、１２Ｃは不図示）、排出流路１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ（図３では、排出流路１３Ｂ、１３Ｃは不図示）、廃液槽７、導入バルブＩＡ、ＩＢ、ＩＣ（図３では、導入バルブＩＢ、ＩＣは不図示）、廃液バルブＯＡ、ＯＢ、ＯＣ（図３では、廃液バルブＯＢ、ＯＣは不図示）を有している。

図２に示されるように、リザーバ層１９Ａは、基板９の下面９ａに配置された複数（図２では３つ）の流路型のリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを有する（図３では、リザーバー２９Ｃは不図示）。流路型のリザーバーとは、幅よりも長さが大きい細長い流路で構成されているリザーバーである。各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、それぞれ互いに独立して溶液を収容可能である。各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、それぞれ下面９ａの面内方向（例、下面９ａの面内の一方向又は複数方向、下面９ａの面方向と平行な方向、など）に形成された、基板９を上板６側から視たときに、線状の窪み（例、凹部）によって構成される。例えば、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、下板８と基板９とが接合されたときに、チューブ状、あるいは筒状に形成された空間である。各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける窪みの底面は、略面一である。各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける窪みは、同一幅である。窪みの断面は、一例として矩形状である。例えば、窪みの幅は１．５ｍｍであり、深さは１．５ｍｍである。リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける窪みの容積は、収容する溶液量に応じて設定されている。例えば、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、収容する溶液量に応じて長さが設定されている。本実施形態におけるリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、互いに容積が異なっている。

なお、窪みの幅及び深さは、一例であり、好ましくは０．１ｍｍから数十ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍから数ｍｍ以下である。後述する毛管力と表面張力との関係を考慮し、流体デバイス（マイクロ流体デバイス等）１００Ａの大きさに応じて任意に設定できる。

リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、線状の窪みが左右に折り返しながら所定方向に延びる蛇行形状に形成されている。リザーバー２９Ａについて説明すると、リザーバー２９Ａは、所定方向（図２では、左右方向）に平行に配置された複数（図２では５つ）の第１直線部２９Ａ１と、隣り合う第１直線部２９Ａ１の端部同士の接続箇所を第１直線部２９Ａ１の一端側と他端側とで交互に繰り返して接続する第２直線部２９Ａ２とを含む蛇行形状に形成されている。また、リザーバー２９Ｂ、２９Ｃについても、リザーバー２９Ａと同様に蛇行形状に形成されている。

リザーバー２９Ａの一端側は、基板９を厚さ方向（例、下面９ａ又は上面９ｂと直交する方向又は交差する方向）に貫通する貫通部３９Ａと接続されている。リザーバー２９Ａの他端側は、不図示の大気開放部と接続されている。大気開放部としては、空気が流通可能で溶液が漏出しない大きさの径で基板９を厚さ方向に貫通する貫通部、または、空気が流通可能で溶液が漏出しない深さでリザーバー２９Ａの他端側と、基板９の外側とを接続する溝部であってもよい。リザーバー２９Ｂの一端側は、基板９を厚さ方向に貫通する貫通部３９Ｂと接続されている。リザーバー２９Ｂの他端側は、不図示の大気開放部と接続されている。リザーバー２９Ｃの一端側は、基板９を厚さ方向に貫通する貫通部３９Ｃと接続されている。リザーバー２９Ｃの他端側は、不図示の大気開放部と接続されている。リザーバー２９Ｂ、２９Ｃと接続される大気開放部は、リザーバー２９Ａと同様に、貫通部または溝部とすることができる。

例えば、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに接続されている大気開放部が貫通部である場合には、上板６における当該貫通部と対向する位置には、上板６の厚さ方向に貫通する貫通孔（不図示）が貫通部と連通して形成されている。貫通部および貫通孔に接続されることにより、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは他端側が大気開放された状態となる。また、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに連通する貫通孔が上板６の上面に開口していることにより、当該開口から溶液を各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに注入することが可能である。

導入流路１２Ａは、一端側において貫通部（貫通流路）３９Ａと接続され、他端側において外側から循環流路１０に接続されている。例えば、導入流路１２Ａとリザーバー２９Ａとは、上面視（例えば、上板６、下板８、および基板９の積層方向で上側から視たとき）において、一部が互いに重なっており、重なった部分に配置された貫通部３９Ａを介して接続されている。

導入流路１２Ｂは、一端側において貫通部３９Ｂと接続され、他端側において外側から循環流路１０に接続されている。例えば、導入流路１２Ｂとリザーバー２９Ｂとは、上面視（例えば、上板６、下板８、および基板９の積層方向で上側から視たとき）において、一部が互いに重なっており、重なった部分に配置された貫通部３９Ｂを介して接続されている。

導入流路１２Ｃは、一端側において貫通部３９Ｃと接続され、他端側において外側から循環流路１０に接続されている。例えば、導入流路１２Ｃとリザーバー２９Ｃとは、上面視（例えば、上板６、下板８、および基板９の積層方向で上側から視たとき）において、一部が互いに重なっており、重なった部分に配置された貫通部３９Ｃを介して接続されている。

例えば、基板９において、導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃとリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃとが互いに重なる部分に設けられた貫通部３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃを介してそれぞれ接続されることにより、各導入流路と各リザーバーとの距離（例、溶液が流れる距離）が短くなり、各リザーバーから導入流路に溶液を導入する際の圧力損失も小さくなり、容易、且つ、迅速に溶液を導入することが可能となる。

ここで、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている溶液を貫通部３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃを介して導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入する際には、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が溶液に先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入する必要がある。例えば、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを含む面が水平面に対して傾いた状態で導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを負圧吸引した場合には、溶液に対する毛管力による影響と、重力を含む溶液に加わる加速度による影響との相対的な関係に応じて、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が溶液に先回りして導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入されることがある。例えば、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている試薬を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入する際に、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける貫通部３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃとは逆の末端の空気導入口（不図示）から空気を送り込んで送液することがある。また、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが溶液で満たされておらず、流路のどちらか又は両方の末端側に空気（気体）を含む場合がある。このような場合に、送液時に空気が溶液より先に回り込んでしまうと、連続体であった溶液が気泡により途切れた状態になる。気泡が混入した溶液が導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入された場合、後述する流路１１における定量、混合、攪拌、検出などの反応等の妨げになる。

上記の溶液の毛管力による影響と、重力を含む溶液に加わる加速度による影響との相対的な関係は、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている溶液の表面張力及び密度と、重力を含む溶液に加わる加速度とにより算出される毛管長と、によって示される。溶液の表面張力をγ（Ｎ／ｍ）、溶液の密度をρ（ｋｇ／ｍ^３）、重力を含む溶液に加わる加速度をＧ（ｍ／ｓ^２）とすると、毛管長κ^−１は、下式（１）で算出される。
κ^−１＝（γ／（ρ×Ｇ））^１／２ …（１）

リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける窪みの代表長さが式（１）で算出される毛管長よりも大きい場合には、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの溶液に対する影響は毛管力よりも重力を含む溶液に加わる加速度の方が大きくなる。この場合、例えば、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを含む面が水平面に対して傾くと、溶液を表面張力で保持できずリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃと溶液との界面が崩れることにより、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が溶液に先回りして導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入される。

逆に、窪みの代表長さが式（１）で算出される毛管長よりも小さい場合には、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容された溶液に対する影響は重力を含む溶液に加わる加速度よりも毛管力の方が大きくなる。この場合、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを含む面が水平面に対して傾いても、溶液を表面張力で保持できリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃと溶液との界面が崩れず、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が毛管力で窪みに保持されている溶液に先回りすることなく溶液が導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入される。

そのため、本実施形態における各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける窪みの幅及び深さは、収容する溶液の表面張力及び密度と、重力を含む溶液に加わる加速度とにより算出される毛管長に基づく大きさで形成されている。図４乃至図６は、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける幅方向の断面図である。図４乃至図６においては、図１とは上下を反対にして図示している。

図４は、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面が円形である場合を示している。図５及び図６は、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面が矩形である場合を示している。図４及び図５に示すように、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの幅方向の断面における内接円の半径をｒ（ｍ）とすると、半径ｒは下式（２）を満足する値で形成されている。
０．０５×１０^−３＜ｒ＜（γ／（ρ×Ｇ））^１／２ …（２）

各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面における内接円の半径ｒが（γ／（ρ×Ｇ））^１／２未満であれば、上述したように、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容された溶液に対する影響は重力を含む溶液に加わる加速度よりも毛管力の方が大きくなるため、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が溶液に先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入することができる。
また、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面における内接円の半径ｒが０．０５×１０^−３（ｍ）よりも大きい場合には、基板９を、例えば射出成形で量産を行う際の成形精度がよく、試薬槽のボリュームのばらつきを低減することができる。また、流路壁面の体積比率が相対的に増えるので、一定空間中に保持できる試薬量を大きくすることができる。

重力を含む溶液に加わる加速度Ｇとしては、流体デバイス１００Ａ（リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ）に重力以外の加速度が加わらない場合は、重力加速度ｇ（約９．８０８６５ｍ／ｓ^２）を用いればよいが、外部加速度を考慮する場合は、一例として、Ｇ＝６×ｇ（ｍ／ｓ^２）程度を用いることができる。加速度Ｇの値は、流体デバイス１００Ａを用いた測定環境に応じた値に適宜設定すればよい。

また、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおいて溶液が毛管力で保持される液柱保持高さ（溶液保持長さ）Ｌ（ｍ）の最大値は、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面積をＡ（ｍ^２）とし、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける溶液の後退接触角をα（°）、前進接触角をβ（°）、流路濡縁長さをＷｐ（ｍ）とすると、下式（３）で表される。
Ｌ＝（γ×Ｗｐ×（ｃｏｓα−ｃｏｓβ））／（ρ×Ａ×Ｇ） …（３）

式（３）において、長さＬを最長とする接触角は、後退接触角α＝０°前進接触角β＝１８０°となる。従って、後退接触角α＝０°前進接触角β＝１８０°の溶液を用いる場合、溶液がリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに保持される長さ（試薬長）Ｌは下式（３’）で示される。
Ｌ≦（２×γ×Ｗｐ）／（ρ×Ａ×Ｇ） …（３’）

そして、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおいて保持される溶液の体積Ｖ（ｍ^３）の最大値は、図４に示したように、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面形状が円形である場合には下式（４）で近似的に表される。
Ｖ＝（２π×ｒ×γ×（ｃｏｓα−ｃｏｓβ））／（ρ×Ｇ） …（４）

図５及び図６に示したように、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面形状が矩形である場合、幅と深さのうち、長い方の長さをａとし、短い方の長さをｂとすると、液柱保持高さＬ（ｍ）の最大値は、下式（５）で表される。
Ｌ＝（２×（ａ＋ｂ）×γ×（ｃｏｓα−ｃｏｓβ））／（ρ×ａ×ｂ×Ｇ） …（５）

また、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおいて保持される溶液の体積Ｖ（ｍ^３）の最大値は、下式（６）で表される。
Ｖ＝（２×（ａ＋ｂ）×γ×（ｃｏｓα−ｃｏｓβ））／（ρ×Ｇ） …（６）
なお、ａ＞＞ｂの場合には、溶液の体積Ｖ（ｍ^３）の最大値は、下式（６’）で近似的に表される。
Ｖ＝（２×ａ×γ×（ｃｏｓα−ｃｏｓβ））／（ρ×Ｇ） …（６’）

例えば、断面が円形のリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容される溶液の密度ρを１０００（ｋｇ／ｍ^３）、表面張力γを０．０７２８（Ｎ／ｍ）、重力のみが溶液に加わると想定した場合の加速度Ｇを９．８０６６５（ｍ／ｓ^２；重力加速度）とすると、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が溶液に先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入するためには、式（２）から半径ｒは２．７２４６（ｍｍ）を最大半径として設定する必要がある。また、流体デバイス１００Ａの輸送中に流体デバイス１００Ａに加わる外部加速度を考慮して、溶液に加わる加速度Ｇを６×９．８０６６５（ｍ／ｓ^２）とすると、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が溶液に先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入するためには、式（２）から半径ｒは１．１１２３（ｍｍ）を最大半径として設定する必要がある（断面が矩形の場合、幅の最大値は約２．２２（ｍｍ））。リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの流路半径又は流路幅がこの条件であれば、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが溶液と気泡とを収容した状態でマイクロ流体デバイス１００Ａが輸送する際に、振動、加速、減速、衝撃、落下等により重力以上の加速度を受けた場合であっても、気泡の先回りによる溶液中への気泡の混入を防ぐことができる。また、移動中にマイクロ流体デバイス１００Ａを使用する場合であっても、気泡の先回りによる溶液中への気泡の混入を防ぐことができる。そのため、後述する流路１１における定量、混合、攪拌、検出などの反応等への気泡の影響を防ぐことが可能となる。
以下では、式（２）に基づき得られた最大半径を適宜、毛管半径と称する。

図７は、上述の密度ρ、表面張力γを例示した溶液に関して、式（４）に基づき得られたリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの半径ｒ（ｍｍ）と当該リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに保持される溶液の体積Ｖ（μＬ）との関係、及び式（３）に基づき得られた液柱保持高さＬ（ｍ）とリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに保持される溶液の体積Ｖ（μＬ）との関係を示す図である。式（３）及び式（４）においては、後退接触角αを０（°）、前進接触角βを１８０（°）、加速度Ｇを重力加速度のみとしている。

上記式（３）で得られた液柱保持高さＬの最大値からリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおいて保持可能な溶液の最大体積Ｖが得られる。さらに、得られた溶液の最大体積Ｖから最小の液柱保持高さＬ（ｍ）を得ることができる。従って、断面が円形のリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおいては、収容する溶液の密度ρ、表面張力γ、後退接触角α、前進接触角β、溶液に加わる加速度Ｇに応じて半径ｒを設定することにより、気泡が溶液に先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入できる液柱保持高さＬの最大値及び体積Ｖの最大値を設定することができる。下記［表１］に、断面円形の場合の参考例１〜３０を示す。

［表１］には、毛管半径ｒ（ｍｍ）、液柱保持高さＬの最大値（ｍｍ）、最大の体積Ｖ（ｍｍ^３）が示されている。

図８は、上述の密度ρ、表面張力γを例示した溶液に関して、式（５）に基づき得られた断面が矩形のリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおける短辺側の長さｂ（ｍｍ）と、液柱保持高さＬとの関係を示す図である。式（５）においては、後退接触角αを０（°）、前進接触角βを１８０（°）、加速度Ｇを重力加速度のみとしている。また、長さｂ（ｍｍ）は、式（２）に基づき算出される。図８に示されるように、毛管長に応じて求められた長さｂ（ｍｍ）と式（５）から液柱保持高さＬの最大値を得ることができる。さらに、得られた液柱保持高さＬの最大値と式（６）から、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおいて保持可能な溶液の最大体積Ｖが得られる。

従って、断面が矩形のリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃにおいては、収容する溶液の密度ρ、表面張力γ、後退接触角α、前進接触角β、溶液に加わる加速度Ｇに応じて長さｂを設定することにより、気泡が溶液に先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入できる適切な液柱保持高さＬの最大値及び体積Ｖの最大値を設定することができる。下記［表２］に、断面矩形の場合の参考例３１〜５５を示す。

［表２］には、短辺長さｂ（ｍｍ）、液柱保持高さＬ（ｍｍ）の最大値が示されている。

以上説明したように、毛管長を考慮することなく使用する試薬量に基づきリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面大きさを設定した場合には、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを含む面が水平面に対して傾いた際に、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が溶液に先回りして導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入される可能性があり、逆に、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面を小さくした場合には、保持できる溶液が減少するという問題が生じる可能性がある。

例えば、上記の特許文献１には、試薬が試薬槽に残らないように流路形状が望ましいと記述されている。しかし、実際には流路形状であったとしても、流路の断面積が大きい場合には、気泡が液体に先回りするという課題がある。そこで、本実施形態で示されるリザーバーは、流路の断面積を極力大きくして保持できる試薬量を多くしつつ、気泡が先回りしないような形状に開発された流路型リザーバーである。

すなわち、本実施形態の流体デバイス１００Ａでは、毛管長に基づく大きさでリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの幅及び深さが形成されているため、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容されている気泡が先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに導入することができる。また、本実施形態の流体デバイス１００Ａでは、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの幅及び深さを上記毛管長に基づき設定することにより、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに収容可能な最大量の溶液を保持可能になる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の流体デバイス１００Ａについて、図９を参照して説明する。この図において、図１乃至図８に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

図９は、リザーバー２９の概略的な部分詳細図である。リザーバー２９は、上述したリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを代表的に示す。

図９に示すように、リザーバー２９は、上述した式（３）あるいは式（３’）で求められる溶液保持長さＬの最大値で溶液Ｓを保持する保持領域８０を含む。保持領域８０の長さ方向の両外側には、拡径部８１が設けられている。拡径部８１は、長さ方向の外側に向かうのに従って、幅が保持領域８０における幅から漸次大きくなる。拡径部８１は、長さ方向の外側に向かうのに従って、上述した流路濡縁長さが保持領域８０における流路濡縁長さから漸次大きくなる。拡径部８１は、長さ方向の外側に向かうのに従って、断面積が保持領域８０における断面積から漸次大きくなる。

拡径部８１は、外側に向かって拡径する側面８２を有している。側面８２は、保持領域８０の長さ方向に対して角度θで傾斜している。

上記構成のリザーバー２９が、鉛直方向に沿って保持領域８０が配置され、保持領域８０に上記式（３’）で算出される最大長さ（液柱保持高さ）Ｌ０を超えた長さＬで溶液が収容された場合、ΔＬ＝Ｌ−Ｌ０で示される長さΔＬの溶液は、表面張力では保持できないことになる。

本実施形態のリザーバー２９においては、長さΔＬで収容された溶液を表面張力で保持できないため、保持領域８０が鉛直方向に沿って配置された場合、重力を含む加速度で上側の濡れ界面が下方に距離ｄｘ移動した際に、下側の濡れ界面が下方に移動する。ここで、保持領域８０の下方（外側）に、下方に向かうのに従って流路濡縁長さが漸次大きくなって（増加して）濡れ面積が広がる拡径部８１が配置され保持領域８０よりも表面張力が増加しているため、保持領域８０から拡径部８１に移動した溶液は、保持領域８０よりも保持長さ及び保持体積が増加した状態で保持される。

ここで、保持領域８０の溶液が重力を含む加速度で下方に距離ｄｘで移動した場合の溶液の上界面における仕事δ・Ｗ１は、保持領域８０の断面積をＡ１（ｍ^２）とすると下式（７）で表される。
δ・Ｗ１＝γ×ΔＡ１ …（７）
また、溶液の下界面における仕事δ・Ｗ２は、拡径部８１の断面積をＡ２（ｍ^２）とすると下式（８）で表される。
δ・Ｗ２＝γ×ΔＡ２ …（８）
式（７）、（８）から上下界面の仮想仕事ΔＷは、下式（９）で求められる。
ΔＷ＝δ・Ｗ２−δ・Ｗ１＝γ×（ΔＡ２−ΔＡ１） …（９）

式（９）で求められる仮想仕事と、重力を含む加速度による長さΔＬの溶液の位置エネルギーとのつり合いから下式（１０）が得られる。
（（ρ×Ａ×Ｇ×ΔＬ）×ｄｘ ＝ γ×（ΔＡ２−ΔＡ１） …（１０）

ここで、ΔＡ２−ΔＡ１は、下式（１１）で近似的に得られる。
ΔＡ２−ΔＡ１＝Ｗｐ×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）×ｄｘ …（１１）
上式（１０）及び上式（１１）から長さΔＬは、下式（１２）で得られる。
ΔＬ＝γ×Ｗｐ×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×Ａ×Ｇ） …（１２）
また、長さΔＬにおける溶液の体積ΔＶは、下式（１３）で得られる。
ΔＶ＝γ×Ｗｐ×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×Ｇ） …（１３）

（リザーバー２９の断面が円形状の場合）
リザーバー２９の断面が円形状で保持領域８０における半径がｒ０の場合、Ｗｐ＝２×π×ｒ０であり、保持領域８０における断面積Ａ＝２×π×ｒ０２であるから上式（１２）及び上式（１３）を用いると、長さΔＬは下式（１４）で得られ、体積ΔＶは下式（１５）で得られる。
ΔＬ＝２×γ×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×ｒ０×Ｇ） …（１４）
ΔＶ＝２×π×ｒ０×γ×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×Ｇ） …（１５）
下記［表３］に、断面円形状の場合の参考例５６〜６８を示す。

［表３］においては、上記式（１４）及び式（１５）における、（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）を「係数」として示している。
［表３］に示されるように、拡径部８１が設けられていない角度０°の参考例５６に対して、流路濡縁長さが広がった参考例５７乃至６８において、長さΔＬ及び体積ΔＶが増加することを確認できた。また、［表３］に示されるように、角度θが大きくなるのに従って、長さΔＬ及び体積ΔＶが増加することを確認できた。

（リザーバー２９の断面が矩形状の場合）
リザーバー２９の断面が矩形状で保持領域８０における幅がｗ（ｍ）、深さ（高さ）ｈ（ｍ）の場合、Ｗｐ＝２×（ｗ＋ｈ）であり、保持領域８０における断面積Ａ＝ｗ×ｈであるから上式（１２）及び上式（１３）を用いると、長さΔＬは下式（１６）で得られ、体積ΔＶは下式（１７）で得られる。
ΔＬ＝２×γ×（ｗ＋ｈ）×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×ｗ×ｈ×Ｇ） …（１６）
ΔＶ＝２×γ×（ｗ＋ｈ）×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×Ｇ） …（１７）
下記［表４］に、断面矩形状の場合の参考例６９〜８１を示す。

［表４］においては、上記式（１６）及び式（１７）における、（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）を「係数」として示している。
［表４］に示されるように、拡径部８１が設けられていない角度０°の参考例６９に対して、流路濡縁長さが広がった参考例７０乃至８１において、長さΔＬ及び体積ΔＶが増加することを確認できた。また、［表４］に示されるように、角度θが大きくなるのに従って、長さΔＬ及び体積ΔＶが増加することを確認できた。

なお、上記式（１６）及び式（１７）は、リザーバー２９において幅ｗを形成する方向の各側面、及び深さ（高さ）ｈを形成する方向の各側面が拡径部８１で２軸で角度θが大きくなる構成について示されているが、幅ｗを形成する方向または深さ（高さ）ｈを形成する方向の１軸で角度θが大きくなる構成であってもよい。

例えば、深さ（高さ）ｈを形成する方向の１軸で角度θが大きくなる場合の長さΔＬは下式（１８）で得られ、体積ΔＶは下式（１９）で得られる。
ΔＬ＝２×γ×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×ｗ×Ｇ） …（１８）
ΔＶ＝２×γ×ｈ×（（１＋ｔａｎ^２θ）^１／２−１）／（ρ×Ｇ） …（１９）
上記式（１６）と上記式（１８）とを比較した結果、及び上記式（１７）と上記式（１９）とを比較した結果から明らかなように、２軸で角度θが大きくなる構成が１軸で角度θが大きくなる構成よりも長さΔＬ及び体積ΔＶが大きいことが確認できた。

以上説明したように、本実施形態の流体デバイス１００Ａでは、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、保持領域８０の外側に拡径部８１を配置することにより、重力を含む加速度が加わった場合でもリザーバー２９に保持できる溶液の長さ及び体積を容易に増加させることが可能になる。また、本実施形態の流体デバイス１００Ａでは、保持領域８０の両外側に拡径部８１を配置することにより、流体デバイス１００Ａがどの向きで傾いても、溶液の長さ及び体積を増加させた状態で溶液をリザーバー２９に保持することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の流体デバイス１００Ａについて、図１０及び図１１を参照して説明する。これらの図において、図１乃至図８に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１０は、流体デバイス１００Ａを模式的に示した図であり、基板９を上板６側から視た平面図（上面図）である。
図１０に示すように、反応層１９Ｂは、基板９の上面９ｂに配置された循環流路１０、導入流路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、排出流路１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、廃液槽７、定量バルブＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、導入バルブＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、廃液バルブＯＡ、ＯＢ、ＯＣを有している。

定量バルブＶＡ、ＶＢ、ＶＣは、定量バルブで区切られる循環流路１０の区画のそれぞれが所定の体積となるように配置されている。例えば、定量バルブＶＡ、ＶＢ、ＶＣは、循環流路１０を、第１定量区画１８Ａと第２定量区画１８Ｂと第２定量区画１８Ｃとに区画する。

導入流路１２Ａが循環流路１０に接続される位置は、第１定量区画１８Ａにおける定量バルブＶＡの近傍である。

導入流路１２Ｂが循環流路１０に接続される位置は、第２定量区画１８Ｂにおける定量バルブＶＢの近傍である。

導入流路１２Ｃが循環流路１０に接続される位置は、第３定量区画１８Ｃにおける定量バルブＶＣの近傍である。

導入バルブＩＡは、導入流路１２Ａにおける貫通部３９Ａと循環流路１０との間に配置されている。導入バルブＩＡは、導入流路１２Ａを分断して基板９に配置された半球状の窪み４０Ａ（図３参照）と、上板６に窪み４０Ａと対向配置され弾性変形して窪み４０Ａに当接したときに導入流路１２Ａを閉塞し、窪み４０Ａと離間したときに導入流路１２Ａを開放する変形部（不図示）とを含む。導入バルブＩＢは、導入流路１２Ｂにおける貫通部３９Ｂと循環流路１０との間に配置されている。導入バルブＩＢは、導入流路１２Ｂを分断して基板９に配置された窪み４０Ａと同様の形状の窪み（不図示、便宜上、窪み４０Ｂと称する）と、上板６に窪み４０Ｂと対向配置され弾性変形して窪み４０Ｂに当接したときに導入流路１２Ｂを閉塞し、窪み４０Ｂと離間したときに導入流路１２Ｂを開放する変形部（不図示）とを含む。導入バルブＩＣは、導入流路１２Ｃにおける貫通部３９Ｃと循環流路１０との間に配置されている。導入バルブＩＣは、導入流路１２Ｃを分断して基板９に配置された窪み４０Ａと同様の形状の窪み（不図示、便宜上、窪み４０Ｃと称する）と、上板６に窪み４０Ｃと対向配置され弾性変形して窪み４０Ｃに当接したときに導入流路１２Ｃを閉塞し、窪み４０Ｃと離間したときに導入流路１２Ｃを開放する変形部（不図示）とを含む。

図１０及び図３に示すように、例えば、廃液槽７は、循環流路１０の内側領域に配置されている。これにより、流体デバイス１００Ａの小型化を図ることができる。上板６には、廃液槽７に開口するタンク吸引孔（不図示）が厚さ方向に貫通して設けられている。

排出流路１３Ａは、循環流路１０における第１定量区画１８Ａの溶液を廃液槽７に排出するための流路である。排出流路１３Ａの一端側は、循環流路１０に接続されている。排出流路１３Ａが循環流路１０に接続される位置は、第１定量区画１８Ａにおける定量バルブＶＢの近傍である。排出流路１３Ａの他端側は、廃液槽７に接続されている。また、排出流路１３Ｂは、循環流路１０における第２定量区画１８Ｂの溶液を廃液槽７に排出するための流路である。排出流路１３Ｂの一端側は、循環流路１０に接続されている。排出流路１３Ｂが循環流路１０に接続される位置は、第２定量区画１８Ｂにおける定量バルブＶＣの近傍である。排出流路１３Ｂの他端側は、廃液槽７に接続されている。排出流路１３Ｃは、循環流路１０における第３定量区画１８Ｃの溶液を廃液槽７に排出するための流路である。排出流路１３Ｃの一端側は、循環流路１０に接続されている。排出流路１３Ｃが循環流路１０に接続される位置は、第３定量区画１８Ｃにおける定量バルブＶＡの近傍である。排出流路１３Ｃの他端側は、廃液槽７に接続されている。

廃液バルブＯＡは、排出流路１３Ａの中途（例、中間、循環流路１０側）に配置されている。廃液バルブＯＡは、排出流路１３Ａを分断して基板９に配置された半球状の窪み４１Ａ（図３参照）と、上板６に窪み４１Ａと対向配置され弾性変形して窪み４１Ａに当接したときに排出流路１３Ａを閉塞し、窪み４１Ａと離間したときに排出流路１３Ａを開放する変形部（不図示）とを含む。廃液バルブＯＢは、排出流路１３Ｂの中途（例、中間、循環流路１０側）に配置されている。廃液バルブＯＢは、排出流路１３Ｂを分断して基板９に配置された窪み４１Ａと同様の形状の窪み（不図示、便宜上、窪み４１Ｂと称する）と、上板６に窪み４１Ｂと対向配置され弾性変形して窪み４１Ｂに当接したときに排出流路１３Ｂを閉塞し、窪み４１Ｂと離間したときに排出流路１３Ｂを開放する変形部（不図示）とを含む。廃液バルブＯＣは、排出流路１３Ｃの中途（例、中間、循環流路１０側）に配置されている。廃液バルブＯＣは、排出流路１３Ｃを分断して基板９に配置された窪み４１Ａと同様の形状の窪み（不図示、便宜上、窪み４１Ｃと称する）と、上板６に窪み４１Ｃと対向配置され弾性変形して窪み４１Ｃに当接したときに排出流路１３Ｃを閉塞し、窪み４１Ｃと離間したときに排出流路１３Ｃを開放する変形部（不図示）とを含む。

上記構成の流体デバイス１００Ａは、基板９に循環流路、導入流路、リザーバー、貫通部等を形成するとともに、基板９および上板６にバルブを形成、設置した後に、上板６、下板８および基板９を接着等の接合手段により接合して一体化することにより製造される（例、図１の構成など）。図１１は、流体デバイス１００Ａをリザーバー側から模式的に示した平面図である。図１１に示すように、製造された流体デバイス１００Ａのリザーバー２９Ａには溶液ＬＡが収容され、リザーバー２９Ｂには溶液ＬＢが収容され、リザーバー２９Ｃには溶液ＬＣが収容される。

各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面形状は、例えば、図５に示したように矩形である。各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面の大きさは、上述したように、毛管長に基づく大きさで形成されている。各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面の大きさは毛管長に基づき、混合・反応を行うために必要な溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの体積が確保できる大きさに設定されている。

各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃへの溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの注入は、例えば、上板６に形成された貫通孔の開口部から行う。各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃへの溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの注入時には、各リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの一端側に連通する空気孔から負圧吸引を行うことにより、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣを容易に充填することが可能である。このように、例えば、上板６は、基板９に形成された窪みとともに、上記の各種流路を形成し、溶液の漏れ低減と流路形成とを兼用している。例えば、下板８は、基板９に形成された窪みとともに、上記の各種リザーバーを形成し、溶液の漏れ低減と流路形成とを兼用している。

流体デバイス１００Ａは、リザーバー２９Ａに溶液ＬＡが収容され、リザーバー２９Ｂに溶液ＬＢが収容され、リザーバー２９Ｃに溶液ＬＣが収容されている状態で溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの混合・反応が行われる場所（例、検査機関、病院、自宅、車両など）まで流通させることが可能である。

次に、上述した図１から図１１に基づき、上記流体デバイス１００Ａを用いて溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの混合・反応を行う手順について説明する。最初に、溶液ＬＡを第１定量区画１８Ａに導入して定量する手順について説明する。

まず、循環流路１０の定量バルブＶＡ、ＶＢを閉じ、排出流路１３Ｂ、１３Ｃの廃液バルブＯＢ、ＯＣを閉じ、排出流路１３Ａの廃液バルブＯＡおよび導入流路１２Ａの導入バルブＩＡを開く。これにより、循環流路１０は、第１定量区画１８Ａが第２定量区画１８Ｂおよび第３定量区画１８Ｃに対して区切られた状態となる。また、廃液槽７は、排出流路１３Ｂ、１３Ｃに対して遮蔽され、排出流路１３Ａを介して循環流路１０の第１定量区画１８Ａに開放されて接続される。さらに、リザーバー２９Ａは、貫通部３９Ａおよび導入流路１２Ａを介して循環流路１０の第１定量区画１８Ａに開放されて接続される。

この状態で、タンク吸引孔から廃液槽７内を負圧吸引することにより、リザーバー２９Ａに収容された溶液ＬＡが貫通部３９Ａ、導入流路１２Ａ、循環流路１０の第１定量区画１８Ａ、排出流路１３Ａおよび廃液槽７に順次導入される。溶液ＬＡが廃液槽７まで導入される各流路には異物が残留している可能性があるが、当該異物は溶液導入時に溶液ＬＡの導入先端側に巻き込まれ廃液槽７に導入されるため、循環流路１０に異物が残留する可能性を抑制できる。

また、リザーバー２９Ａにおいては、収容された溶液ＬＡよりも他端側（貫通部３９Ａとの接続部とは逆側）に空気が存在している。そのため、リザーバー２９Ａに収容された溶液ＬＡを循環流路１０に導入する際には、例えば、流体デバイス１００Ａが水平面に対して傾斜して設置され、線状のリザーバー２９Ａの一端側に接続された貫通部３９Ａが上側で逆側の他端側が下側となる姿勢となる可能性がある。このとき、溶液ＬＡに対する影響は、重力を含む溶液に加わる加速度よりも毛管力の方が大きく、溶液ＬＡは、毛管力によってリザーバー２９Ａに保持されるため、リザーバー２９Ａの他端側に残留する気泡が先回りすることなく溶液を導入流路１２Ａに導入することができる。

従って、気泡が溶液ＬＡよりも先に貫通部３９Ａに達することを回避できる。また、図２及び図１１に示すように、リザーバー２９Ａは、第１直線部２９Ａ１と第２直線部２９Ａ２とが交互に連続して接続されて屈曲しているため、気泡が屈曲部に溜まりやすくなり溶液ＬＡよりも先に貫通部３９Ａに達することをより回避できる。

そして、溶液ＬＡの導入先端側が廃液槽７に流入し、導入後端側が導入流路１２Ａに残っている状態で廃液バルブＯＡおよび導入バルブＩＡを閉じる。これにより、溶液ＬＡを第１定量区画１８Ａの容積に応じて定量することができる。上述したように、異物が存在している可能性がある導入先端側の溶液ＬＡは廃液槽７に排出され、また、気泡についてはリザーバー２９Ａに残留した状態であるため、循環流路１０の第１定量区画１８Ａには異物や気泡が混入していない溶液ＬＡが定量される。

次に、溶液ＬＢを第２定量区画１８Ｂに導入して定量するには、まず、循環流路１０の定量バルブＶＢ、ＶＣを閉じ、排出流路１３Ａ、１３Ｃの廃液バルブＯＡ、ＯＣを閉じ、排出流路１３Ｂの廃液バルブＯＢおよび導入流路１２Ｂの導入バルブＩＢを開く。これにより、循環流路１０は、第２定量区画１８Ｂが第１定量区画１８Ａおよび第３定量区画１８Ｃに対して区切られた状態となる。また、廃液槽７は、排出流路１３Ａ、１３Ｃに対して遮蔽され、排出流路１３Ｂを介して循環流路１０の第２定量区画１８Ｂに開放されて接続される。さらに、リザーバー２９Ｂは、貫通部３９Ｂおよび導入流路１２Ｂを介して循環流路１０の第２定量区画１８Ｂに開放されて接続される。

この状態で、タンク吸引孔から廃液槽７内を負圧吸引することにより、リザーバー２９Ｂに収容された溶液ＬＢが貫通部３９Ｂ、導入流路１２Ｂ、循環流路１０の第２定量区画１８Ｂ、排出流路１３Ｂおよび廃液槽７に順次導入される。溶液ＬＢについても、溶液ＬＢが廃液槽７まで導入される各流路に残留している異物は、溶液導入時に溶液ＬＢの導入先端側に巻き込まれ廃液槽７に導入されるため、循環流路１０に異物が残留する可能性を抑制できる。

また、リザーバー２９Ｂにおいても、溶液ＬＢに対する影響は、重力を含む溶液に加わる加速度よりも毛管力の方が大きく、溶液ＬＢは、毛管力によってリザーバー２９Ｂに保持されるため、リザーバー２９Ｂの他端側に残留する気泡が先回りすることなく溶液を導入流路１２Ｂに導入することができる。また、図２及び図１１に示すように、リザーバー２９Ｂは、第１直線部２９Ｂ１と第２直線部と２９Ｂ２とが交互に連続して接続されて屈曲しているため、気泡が屈曲部に溜まりやすくなり溶液ＬＢよりも先に貫通部３９Ｂに達することをより回避できる。

そして、溶液ＬＢの導入先端側が廃液槽７に流入し、導入後端側が導入流路１２Ｂに残っている状態で廃液バルブＯＢおよび導入バルブＩＢを閉じる。これにより、溶液ＬＢを第２定量区画１８Ｂの容積に応じて定量することができる。上述したように、異物が存在している可能性がある導入先端側の溶液ＬＢは廃液槽７に排出され、また、気泡についてはリザーバー２９Ｂに残留した状態であるため、循環流路１０の第２定量区画１８Ｂには異物や気泡が混入していない溶液ＬＢが定量される。

次に、溶液ＬＣを第３定量区画１８Ｃに導入して定量するには、まず、循環流路１０の定量バルブＶＡ、ＶＣを閉じ、排出流路１３Ａ、１３Ｂの廃液バルブＯＡ、ＯＢを閉じ、排出流路１３Ｃの廃液バルブＯＣおよび導入流路１２Ｃの導入バルブＩＣを開く。これにより、循環流路１０は、第３定量区画１８Ｃが第１定量区画１８Ａおよび第２定量区画１８Ｂに対して区切られた状態となる。また、廃液槽７は、排出流路１３Ａ、１３Ｂに対して遮蔽され、排出流路１３Ｃを介して循環流路１０の第３定量区画１８Ｃに開放されて接続される。さらに、リザーバー２９Ｃは、貫通部３９Ｃおよび導入流路１２Ｃを介して循環流路１０の第３定量区画１８Ｃに開放されて接続される。

この状態で、タンク吸引孔から廃液槽７内を負圧吸引することにより、リザーバー２９Ｃに収容された溶液ＬＣが貫通部３９Ｃ、導入流路１２Ｃ、循環流路１０の第３定量区画１８Ｃ、排出流路１３Ｃおよび廃液槽７に順次導入される。溶液ＬＣについても、溶液ＬＣが廃液槽７まで導入される各流路に残留している異物は、溶液導入時に溶液ＬＣの導入先端側に巻き込まれ廃液槽７に導入されるため、循環流路１０に異物が残留する可能性を抑制できる。

また、リザーバー２９Ｃにおいても、溶液ＬＣに対する影響は、重力を含む溶液に加わる加速度よりも毛管力の方が大きく、溶液ＬＣは、毛管力によってリザーバー２９Ｃに保持されるため、リザーバー２９Ｃの他端側に残留する気泡が先回りすることなく溶液を導入流路１２Ｃに導入することができる。また、図２及び図１１に示すように、リザーバー２９Ｃは、第１直線部２９Ｃ１と第２直線部と２９Ｃ２とが交互に連続して接続されて屈曲しているため、気泡が屈曲部に溜まりやすくなり溶液ＬＣよりも先に貫通部３９Ｃに達することをより回避できる。

そして、溶液ＬＣの導入先端側が廃液槽７に流入し、導入後端側が導入流路１２Ｃに残っている状態で廃液バルブＯＣおよび導入バルブＩＣを閉じる。これにより、溶液ＬＣを第３定量区画１８Ｃの容積に応じて定量することができる。上述したように、異物が存在している可能性がある導入先端側の溶液ＬＣは廃液槽７に排出され、また、気泡についてはリザーバー２９Ｃに残留した状態であるため、循環流路１０の第３定量区画１８Ｃには異物や気泡が混入していない溶液ＬＣが定量される。

循環流路１０に溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣが定量されて導入されると、ポンプを用いて循環流路１０内の溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣを送液して循環させる。循環流路１０を循環する溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣは、流路内の流路壁面と溶液の相互作用（摩擦）により、壁面周辺の流速は遅く、流路中央の流速は速くなる。その結果、溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの流速に分布ができるため、溶液の混合が促進される。例えば、ポンプを駆動させることによって、循環流路１０内の溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣには、対流が生じ、複数の溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの混合が促進される。ポンプとしては、上述のバルブの開閉により溶液の送液が可能なポンプバルブであってもよい。

以上、説明したように、本実施形態の流体デバイス１００Ａでは、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが下面９ａの面内方向に形成された線状の窪みにより構成され、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの断面の大きさが毛管長に基づいて設定されているため、流体デバイス１００Ａが水平面に対して傾いた場合でも、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ内の気泡が溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣよりも先に循環流路１０に達して混入することを回避できる。従って、本実施形態の流体デバイス１００Ａでは、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃから循環流路１０への溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣの供給を容易に行うことができる。また、本実施形態の流体デバイス１００Ａでは、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが屈曲して蛇行しているため、線状の窪みで形成されていても十分な体積の溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣを収容できるとともに、屈曲部において気泡をトラップしやくなり、気泡の循環流路１０への混入を一層回避することが可能になる。

なお、上記実施形態においては、溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣを順次第１定量区画１８Ａ、第２定量区画１８Ｂ、第３定量区画１８Ｃに導入する手順を例示したが、この手順に限定されるものではなく、溶液ＬＡ、ＬＢ、ＬＣを同時に第１定量区画１８Ａ、第２定量区画１８Ｂ、第３定量区画１８Ｃにそれぞれ導入する手順としてもよい。

この手順を採る場合には、定量バルブＶＡ、ＶＢ、ＶＣを閉じて第１定量区画１８Ａ、第２定量区画１８Ｂおよび第３定量区画１８Ｃをそれぞれ区切られた状態とし、廃液バルブＯＡ、ＯＢ、ＯＣおよび導入バルブＩＡ、ＩＢ、ＩＣを開いた後に、タンク吸引孔から廃液槽７内を負圧吸引することにより、第１定量区画１８Ａに溶液ＬＡを、第２定量区画１８Ｂに溶液ＬＢを、第１定量区画１８Ｃに溶液ＬＣを一括的に定量して導入することが可能である。

一実施態様におけるシステムとしては、流体デバイス１００Ａと、図示略の制御部とを備える。制御部は、図示略の接続ラインを介して流体デバイス１００Ａに設けられたバルブ（定量バルブＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、導入バルブＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、廃液バルブＯＡ、ＯＢ、ＯＣ）と接続されており、バルブの開閉を制御する。本実施形態のシステムによれば、流体デバイス１００Ａにおける混合を行うことができる。

［第４実施形態］
次に、流体デバイスの第４実施形態について、図１２から図１７を参照して説明する。これらの図において、図１から図１１に示す第１〜第３実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１２は、第４実施形態の流体デバイス２００を模式的に示した平面図である。流体デバイス２００は、例えば、検体試料に含まれる検出対象である抗原（試料物質、生体分子）を免疫反応及び酵素反応により検出するデバイスである。流体デバイス２００は、流路およびバルブが形成された基板２０１を備える。図１２は、基板２０１の上面２０１ｂ側の反応層１１９Ｂを模式的に示している。なお、反応層１１９Ｂの一部は、上板６の下面側に形成されるが、ここでは上板６とは異なる基板２０１に形成されているものとして説明する。

流体デバイス２００は、循環型混合器１ｄを備える。循環型混合器１ｄは、担体粒子を含む液が循環する第１循環部２と、循環流路１０から導入された液が循環する第２循環部３とを備える。第１循環部２は、担体粒子を含む液が循環する循環流路１０と、循環流路バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３と、捕捉部４０とを含む。第２循環部３は、循環流路から導入された液が循環する第２循環流路５０と、第２循環流路５０に設けられた捕捉部４２と、第２循環流路５０に設けられ、担体粒子と結合した試料物質を検出する検出部６０とを備える。第１循環部２では、試料物質を循環流路１０内で循環させて担体粒子及び検出補助物質（例、標識物質）と結合させることで、試料物質検出のための前処理が可能である。前処理された試料物質は、第１循環部２から第２循環部３に送液される。第２循環部３では、前処理された試料物質を第２循環流路５０内で検出される。前処理された試料物質は、第２循環流路５０において循環されることで検出部６０と繰返し接触し、効率良く検出される。

捕捉部４０は循環流路１０に設けられ、担体粒子を捕捉する捕捉手段を設置可能な捕捉手段設置部４１を有する。担体粒子は、一例として、検出の標的となる試料物質と反応可能な粒子である。本実施形態において用いられる担体粒子は、磁気ビーズ、磁性粒子、金ナノ粒子、アガロースビーズ、プラスチックビーズ等が挙げられる。試料物質は、例えば、核酸、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ペプチド、タンパク質、細胞外小胞体などの生体分子である。担体粒子と試料物質との反応は、例えば、担体粒子と試料物質との結合、担体粒子と試料物質同士の吸着、試料物質による担体粒子の修飾、試料物質による担体粒子の化学変化などが挙げられる。捕捉部４０は、一例として、担体粒子に磁気ビーズ又は磁性粒子を用いる場合、捕捉手段としては磁石等の磁力発生源を例示できる。その他捕捉手段としては、例えば、担体粒子と結合可能な充填剤を有するカラム、担体粒子を引きつけ可能な電極等が挙げられる。

検出部６０は、捕捉部４０と同様の構成を有する捕捉部４２に捕捉された担体粒子に結合した試料物質を検出可能なように、捕捉部４２に向けて配置される。

循環流路１０には、それぞれ第１〜第５の溶液を導入する導入流路２１，２２，２３，２４，２５が接続する。導入流路２１，２２，２３，２４，２５にはそれぞれ、導入流路を開閉する導入流路バルブＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５が設けられている。また、循環流路１０には、空気を導入（または排出）する導入流路８１が接続し、導入流路８１には導入流路を開閉する導入流路バルブＡ１が設けられている。循環流路１０には、排出流路３１，３２，３３が接続する。排出流路３１，３２，３３にはそれぞれ、排出流路を開閉する排出流路バルブＯ１，Ｏ２，Ｏ３が設けられている。循環流路１０には、循環流路１０を区画する第１循環流路バルブＶ１、第２循環流路バルブＶ２、第３循環流路バルブＶ３が設けられている。第１循環流路バルブＶ１は排出流路３１と循環流路１０との接続部の近傍に配置される。第２循環流路バルブＶ２は、導入流路２１と循環流路１０との接続部、及び、導入流路２２と循環流路１０との接続部の間且つ近傍に配置される。第３循環流路バルブＶ３は、排出流路３２と循環流路１０との接続部、及び、排出流路３３と循環流路１０との接続部の間且つ近傍に配置される。

このように、循環流路１０は、第１循環流路バルブＶ１、第２循環流路バルブＶ２、第３循環流路バルブＶ３が閉じたときに３つの流路１０ｘ，１０ｙ，１０ｚに区画され、各区画には、少なくとも一つの導入流路及び排出流路が接続する。

第２循環流路５０には、導入流路２６，２７が接続する。導入流路２６，２７にはそれぞれ、導入流路を開閉する導入流路バルブＩ６，Ｉ７が設けられている。また、第２循環流路５０には、空気を導入する導入流路８２が接続し、導入流路８２には導入流路を開閉する導入流路バルブＡ２が設けられている。第２循環流路５０には、排出流路３４が接続する。排出流路３４には、排出流路を開閉する排出流路バルブＯ４が設けられている。

循環流路１０には、ポンプバルブＶ３，Ｖ４，Ｖ５が設けられている。ここで第３循環流路バルブＶ３はポンプバルブとしても兼用される。第２循環流路５０には、ポンプバルブＶ６，Ｖ７，Ｖ８が設けられている。

例えば、第２循環流路５０内の容積は、循環流路１０内の容積よりも小さく設定されることが好ましい。ここで循環流路内の容積とは、循環流路内で液が循環される際の循環流路内の容積を含む。循環流路内１０の容積は、一例として、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５が開かれ、バルブＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ａ１，Ｖ９が閉じられた際の循環流路１０内の容積である。第２循環流路５０内の容積は、一例として、バルブＶ６，Ｖ７，Ｖ８が開かれ、バルブＩ６，Ｉ７，Ｏ４，Ａ２，Ｖ９が閉じられた際の第２循環流路５０内の容積である。例えば、第２循環流路５０内の容積が、循環流路１０内の容積より小さくされていることで、循環流路１０において循環する液よりも第２循環流路５０で循環する液の方が少なくなる。そのため、流体デバイス２００においては、検出に使用される薬剤（試薬）の使用量を抑えることができる。また、流体デバイス２００は、第２循環流路５０内の容積が、循環流路１０内の容積より小さくされていることで、検出感度の向上が可能となる。例えば、検出対象物が第２循環流路５０内の液に分散又は溶解している場合、第２循環流路５０内の液量を小さくすることにより、検出感度を向上可能である。また、第２循環流路５０内の容積は、循環流路１０内の容積より大きくてもよい。この場合、流体デバイス２００は、循環流路１０において循環する液よりも第２循環流路５０で循環する液の方が多くなる。この場合、流体デバイス２００は、例えば循環流路１０で循環した液を第２循環流路５０に移送し、更に測定液や基質液を追加することで第２循環流路５０に充填してもよい。

循環流路１０と第２循環流路５０とは、これらの循環流路をつなぐ接続流路１００により接続される。接続流路１００には、接続流路１００を開閉する接続流路バルブＶ９が設けられている。流体デバイス２００は、接続流路バルブＶ９が閉じられた状態で、循環流路１０において液を循環させて前処理が行われる。液の前処理後、接続流路バルブＶ９が開放され、接続流路を通じて第２循環流路に液が送液される。その後、接続流路バルブＶ９が閉じられ、第２循環流路において液を循環させて検出反応が行われる。このことによって、必要な前処理を行った後に第２循環流路に前処理後の試料が送液されるため、第２循環流路５０で不要な物質が循環することを防ぐことができる。そのため、不要なコンタミネーションや検出時のノイズが抑制される。また、例えば、循環流路１０と第２循環流路５０とでは、液が循環可能な流路を互いに共有しない。流体デバイス２００においては、循環可能な流路を互いに共有しないことにより、循環流路１０内の壁面に付着するなどした残留物が、第２循環流路５０において循環されるおそれが低減され、循環流路１０内に残った残留物に起因する第２循環流路５０での検出時におけるコンタミネーションの低減が可能である。

流体デバイス２００は、導入する試料、試薬、空気別に導入用のインレットを備えている。流体デバイス２００は、導入流路２１の末端に設けられた貫通部としての第１試薬導入用インレット１０ａと、導入流路２２の末端に設けられた貫通部としての検体導入用インレット１０ｂと、導入流路２３の末端に設けられた貫通部としての第２試薬導入用インレット１０ｃと、導入流路２４の末端に設けられた貫通部としての洗浄液導入用インレット１０ｄと、導入流路２５の末端に設けられた貫通部としての移送液導入用インレット１０ｅと、導入流路８１の末端に設けられた空気導入用インレット１０ｆとを備える。

第１試薬導入用インレット１０ａ、検体導入用インレット１０ｂ、第２試薬導入用インレット１０ｃ、洗浄液導入用インレット１０ｄ、移送液導入用インレット１０ｅおよび空気導入用インレット１０ｆは、基板２０１の上面２０１ｂに開口している。第１試薬導入用インレット１０ａは、後述するリザーバー２１５Ｒに接続されている。検体導入用インレット１０ｂは、後述するリザーバー２１３Ｒに接続されている。第２試薬導入用インレット１０ｃは、後述するリザーバー２１４Ｒに接続されている。洗浄液導入用インレット１０ｄは、後述するリザーバー２１２Ｒに接続されている。移送液導入用インレット１０ｅは、後述するリザーバー２２２Ｒに接続されている。

流体デバイス２００は、導入流路２６の末端に設けられた貫通部としての基質液導入用インレット５０ａと、導入流路２７の末端に設けられた貫通部としての測定液導入用インレット５０ｂと、導入流路８２の末端に設けられた空気導入用インレット５０ｃとを備える。基質液導入用インレット５０ａ、測定液導入用インレット５０ｂおよび空気導入用インレット５０ｃは、基板２０１の上面２０１ｂに開口している。基質液導入用インレット５０ａは、後述するリザーバー２２４Ｒに接続されている。測定液導入用インレット５０ｂは、後述するリザーバー２２５Ｒに接続されている。

排出流路３１，３２，３３は、廃液槽７０に接続されている。廃液槽７０は、アウトレット７０ａを備える。アウトレット７０ａは、基板２０１の上面２０１ｂに開口しており、一例として、外部吸引ポンプ（不図示）と接続されて負圧吸引される。

次に、図１３は、基板２０１の下面２０１ａ側のリザーバー層１１９Ａを模式的に示した下面図である。図１３に示されるように、リザーバー層１１９Ａは、基板２０１の下面２０１ａに配置された複数（図１３では７つ）の流路型のリザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒを有している。各リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒは、それぞれ互いに独立して溶液を収容可能である。各リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒは、それぞれ下面２０１ａの面内方向（例、下面２０１ａの面内の一方向又は複数方向、下面２０１ａの面方向と平行な方向、など）に形成された線状の窪みによって構成される。

各リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒにおける窪みの底面は、略面一である。各リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒにおける窪みは、同一幅である。窪みの断面は、一例として、図５に示したよう矩形状である。各リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒは、の断面の大きさは、上述したように、毛管長に基づく大きさで形成されている。各リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒは、例えば、窪みの幅が１．５ｍｍであり、深さが１．５ｍｍである。リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒにおける窪みの容積は、毛管長に基づき、混合・反応を行うために必要な溶液量（溶液の容量）に応じて設定されている。リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒは、毛管長に基づき、収容する溶液量に応じて長さが設定されている。本実施形態におけるリザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒのうち少なくとも二つのリザーバーは、容積が互いに異なっている。

一例として、リザーバー２１２Ｒは、長さが３６０ｍｍ、容量が約８１０μＬである。リザーバー２１３Ｒは、長さが１６０ｍｍ、容量が約３６０μＬである。リザーバー２１４Ｒ、２１５Ｒは、それぞれ長さが１１０ｍｍ、容量が約２４８μＬである。リザーバー２２２Ｒは、長さが１５０ｍｍ、容量が約３３８μＬである。リザーバー２２４Ｒは、長さが２２０ｍｍ、容量が約５００μＬである。リザーバー２２５Ｒは、長さが１８０ｍｍ、容量が約４００μＬである。

リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒは、線状の窪みが上下左右に折り返しながら所定方向に延びる蛇行形状に形成されている。例えば、リザーバー２１３Ｒについて説明すると、リザーバー２１３Ｒは、所定方向（図１３では、紙面の左右方向）に平行に配置された複数（図１３では１３本）の第１直線部２１３Ｒ１と、隣り合う第１直線部２１３Ｒ１の端部同士の接続箇所を第１直線部２１３Ｒ１の一端側と他端側とで交互に繰り返して接続する第２直線部と２１３Ｒ２とを含む蛇行形状に形成されている。例えば、リザーバー２１２Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒについてもリザーバー２１３Ｒと同様に蛇行形状に形成されている。

リザーバー２１２Ｒの一端側は、基板２０１を厚さ方向に貫通している洗浄液導入用インレット（貫通部）１０ｄと接続されている。リザーバー２１２Ｒの他端側は、大気開放部２０ｄと接続されている。大気開放部２０ｄは、基板２０１を厚さ方向に貫通している。リザーバー２１３Ｒの一端側は、基板２０１を厚さ方向に貫通している検体導入用インレット（貫通部）１０ｂと接続されている。リザーバー２１３Ｒの他端側は、大気開放部２０ｂと接続されている。大気開放部２０ｂは、基板２０１を厚さ方向に貫通している。リザーバー２１４Ｒの一端側は、基板２０１を厚さ方向に貫通している第２試薬導入用インレット（貫通部）１０ｃと接続されている。リザーバー２１４Ｒの他端側は、大気開放部２０ｃと接続されている。大気開放部２０ｃは、基板２０１を厚さ方向に貫通している。リザーバー２１５Ｒの一端側は、基板２０１を厚さ方向に貫通している第１試薬導入用インレット（貫通部）１０ａと接続されている。リザーバー２１５Ｒの他端側は、大気開放部２０ａと接続されている。大気開放部２０ａは、基板２０１を厚さ方向に貫通している。リザーバー２２２Ｒの一端側は、基板２０１を厚さ方向に貫通している移送液導入用インレット（貫通部）１０ｅと接続されている。リザーバー２２２Ｒの他端側は、大気開放部２０ｅと接続されている。大気開放部２０ｅは、基板２０１を厚さ方向に貫通している。リザーバー２２４Ｒの一端側は、基板２０１を厚さ方向に貫通している基質液導入用インレット（貫通部）５０ａと接続されている。リザーバー２２４Ｒの他端側は、大気開放部６０ａと接続されている。大気開放部６０ａは、基板２０１を厚さ方向に貫通している。リザーバー２２５Ｒの一端側は、基板２０１を厚さ方向に貫通している測定液導入用インレット（貫通部）５０ｂと接続されている。リザーバー２２５Ｒの他端側は、大気開放部６０ｂと接続されている。大気開放部６０ｂは、基板２０１を厚さ方向に貫通している。上板６には、各大気開放部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、６０ａ、６０ｂと連通する空気孔（図示せず）がそれぞれ厚さ方向に貫通して形成されている。

また、図１３に示すように、リザーバー２１２Ｒには、溶液として洗浄液Ｌ８が一例として、８００μＬ収容されている。リザーバー２１３Ｒには、溶液として試料物質を含む検体液Ｌ１が一例として、３００μＬ収容されている。リザーバー２１４Ｒには、溶液として標識物質（検出補助物質）を含む第２試薬液Ｌ３が一例として、２００μＬ収容されている。リザーバー２１５Ｒには、溶液として担体粒子を含む第１試薬液Ｌ２が一例として、２００μＬ収容されている。リザーバー２２２Ｒには、溶液として移送液Ｌ５が一例として、３００μＬ収容されている。リザーバー２２４Ｒには、溶液として基質液Ｌ６が一例として、５００μＬ収容されている。リザーバー２２５Ｒには、溶液として測定液Ｌ７が一例として、４００μＬ収容されている。上記リザーバーの容量は、幅、深さ、長さの少なくとも一つを変更することにより、容易に調整することができる。

また、例えば、上記流体デバイス２００の製造方法としては、上述した流体デバイス１００Ａと同様に、基板２０１にリザーバー層１１９Ａおよび反応層１１９Ｂを形成し、上述の各種バルブを上板に設置した後に、上述の上板、下板および基板２０１を接着等の接合手段により接合して積層状態で一体化することにより製造される。製造された流体デバイス２００に対しては、上述した空気孔を介して所定の溶液をリザーバーに２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒに注入する。注入する溶液の量は、例えば、後述する試料物質の検出に用いる量の２倍程度である。また、溶液を注入する際の吸引圧は、例えば、５ｋＰａである。

（流体デバイス２００を用いた混合方法・捕捉方法・検出方法）
次に、上記構成の流体デバイス２００を用いた混合方法、捕捉方法、及び検出方法について説明する。流体デバイス２００は循環型混合器１ｄを備えるので、以下、循環型混合器１ｄ用いた混合方法、捕捉方法、及び検出方法について説明する。本実施形態の検出方法は、検体試料に含まれる検出対象である抗原（試料物質、生体分子）を免疫反応及び酵素反応により検出する。

（導入工程・区画化工程）
まず、図１４に示すように、第１循環流路バルブＶ１、第２循環流路バルブＶ２、第３循環流路バルブＶ３、導入流路バルブＩ５，Ｉ４，Ａ１を閉じる。これにより、循環流路１０は、流路１０ｘと流路１０ｙと流路１０ｚとに区切られた状態となる。

次いで、リザーバー層１１９Ａのリザーバー２１５Ｒに接続された第１試薬導入用インレット１０ａから流路１０ｘに担体粒子を含む第１試薬液Ｌ２を導入し、リザーバー２１３Ｒに接続された検体導入用インレット１０ｂから流路１０ｙに試料物質を含む検体液Ｌ１を導入し、リザーバー２１４Ｒに接続された第２試薬導入用インレット１０ｃから流路１０ｚに標識物質（検出補助物質）を含む第２試薬液Ｌ３を導入する。

これら検体液Ｌ１、第２試薬液Ｌ３および第１試薬液Ｌ２のリザーバー２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒからの導入は、排出流路バルブＯ１、Ｏ２、Ｏ３および導入流路バルブＩ２、Ｉ３を開けた状態で廃液槽７０のアウトレット７０ａから負圧吸引することにより行われる。検体液Ｌ１、第２試薬液Ｌ３および第１試薬液Ｌ２の導入時においても、リザーバー２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒがそれぞれ面内方向に蛇行する線状の窪みによって形成されており、検体液Ｌ１、第２試薬液Ｌ３および第１試薬液Ｌ２に対する影響は、重力を含む検体液Ｌ１、第２試薬液Ｌ３および第１試薬液Ｌ２に加わる加速度よりも毛管力の方が大きく、検体液Ｌ１、第２試薬液Ｌ３および第１試薬液Ｌ２は、毛管力によってそれぞれリザーバー２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒに保持されるため、リザーバー２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒの液導入用インレット１０ｂ、１０ｃ、１０ａと逆側に残留する気泡が先回りすることなく検体液Ｌ１、第２試薬液Ｌ３および第１試薬液Ｌ２を流路１０ｙ、流路１０ｚ、流路１０ｘに容易に導入することができる。

本実施形態において、検体液Ｌ１は、検出対象（試料物質）としての抗原を含む。検体液としては、血液、尿、唾液、血漿、血清等の体液、細胞抽出物、組織破砕液等が挙げられる。また、本実施形態において、第１試薬液Ｌ２に含まれる担体粒子としては、磁性粒子が用いられる。磁性粒子の表面には、検出対象の抗原（試料物質）に特異的に結合する抗体Ａが固定化されている。また、本実施形態において、第２試薬液Ｌ３は、検出対象の抗原に特異的に結合する抗体Ｂを含有する。抗体Ｂには、アルカリフォスファターゼ（検出補助物質、酵素）が固定化され標識されている。

（混合工程）
続いて、図１５に示すように、導入流路バルブＩＩ，Ｉ２，Ｉ３を閉じる。これにより、循環流路１０に接続する流路との連通が遮断され、循環流路１０が閉鎖される。第１循環流路バルブＶ１、第２循環流路バルブＶ２、及び第３循環流路バルブＶ３を開け、ポンプバルブＶ３，Ｖ４，Ｖ５を作動させて、第１試薬液Ｌ２（第１試薬）、検体液Ｌ１（検体）、及び第２試薬液Ｌ３（第２試薬）を循環流路１０内で循環させて混合し、これらの混合液Ｌ４を得る。第１試薬液Ｌ２、検体液Ｌ１、及び第２試薬液Ｌ３の混合により、担体粒子に固定化された抗体Ａに抗原が結合し、該抗原に酵素が固定化された抗体Ｂが結合する。これにより、担体粒子−抗原−酵素複合体（担体粒子−試料物質−検出補助物質複合体、第１の複合体）が形成される。

（磁石設置工程・捕捉工程）
捕捉部４０（図１２参照）は磁性粒子を捕捉する磁石を設置可能な磁石設置部４１を備える。磁石を磁石設置部４１に設置し、磁石が循環流路に近接した捕捉可能状態とする。この状態で、ポンプバルブＶ３，Ｖ４，Ｖ５を作動させて、担体粒子−抗原−酵素複合体（第１の複合体）を含む液を循環流路１０内で循環させ、捕捉部４０に担体粒子−抗原−酵素複合体を捕捉する。担体粒子−抗原−酵素複合体は、循環流路内を一方向又は双方向に流動し、循環流路内を循環する又は往復する。図１５では、担体粒子−抗原−酵素複合体が一方向に循環する様子を示している。複合体は、捕捉部４０における循環流路１０内壁面上に捕捉され、液成分から分離される。

（洗浄工程）
導入流路バルブＡ１及び排出流路バルブＯ２を開け、第３循環流路バルブＶ３を閉じ、アウトレット７０ａから負圧吸引し、空気導入用インレット１０ｆから導入流路８１を介して、循環流路１０内へと空気を導入する。これにより、担体粒子−抗原−酵素複合体と分離された液成分（廃液）を、排出流路３２を介して循環流路１０から排出する。廃液は廃液槽７０に貯留される。第３循環流路バルブＶ３を閉じることで、循環流路１０全体へと効率よく空気が導入される。

その後、排出流路バルブＯ２及び第３循環流路バルブＶ３を閉じ、導入流路バルブＩ４及び排出流路バルブＯ３を開け、アウトレット７０ａから負圧吸引する。これにより、リザーバー２１２Ｒから洗浄液導入用インレット１０ｄおよび導入流路２４を介して、循環流路１０内へと洗浄液Ｌ８が導入される。第３循環流路バルブＶ３を閉じることで、循環流路１０を満たすように洗浄液Ｌ８が導入される。洗浄液Ｌ８の導入時においても、リザーバー２１２Ｒが面内方向に蛇行する線状の窪みによって形成されており、洗浄液Ｌ８に対する影響は、重力を含む洗浄液Ｌ８に加わる加速度よりも毛管力の方が大きく、洗浄液Ｌ８は、毛管力によってリザーバー２１２Ｒに保持されるため、リザーバー２１２Ｒの洗浄液導入用インレット１０ｄと逆側に残留する気泡が先回りすることなく洗浄液Ｌ８を循環流路１０に容易に導入することができる。その後、第３循環流路バルブＶ３を開け、導入流路バルブＩ４及び排出流路バルブＯ２を閉めて、循環流路１０を閉鎖し、ポンプバルブＶ３，Ｖ４，Ｖ５を作動させて、洗浄液Ｌ８を循環流路１０内で循環させ、担体粒子を洗浄する。

続いて、導入流路バルブＡ１及び排出流路バルブＯ２を開け、第３循環流路バルブＶ３を閉じ、アウトレット７０ａから負圧吸引し、空気導入用インレット１０ｆから導入流路８１を介して、循環流路１０内へと空気を導入する。これにより、洗浄液を循環流路１０から排出し、担体粒子−抗原−酵素複合体を形成しなかった抗体Ｂを循環流路１０内から排出する。なお、洗浄液の導入と排出は複数回行われてもよい。繰返し、洗浄液を導入し、洗浄し、洗浄後の液を排出することによって、不要物の除去効率が高まる。

（移送工程）
導入流路バルブＩ５及び排出流路バルブＯ３を開け、排出流路バルブＯ２及び第３循環流路バルブＶ３を閉じ、アウトレット７０ａから負圧吸引し、リザーバー２２２Ｒから移送液導入用インレット１０ｅおよび導入流路２５を介して、循環流路１０内へと移送液Ｌ５を導入する。また、導入流路バルブＩ５及び排出流路バルブＯ２を開け、排出流路バルブＯ３及び第３循環流路バルブＶ３を閉じ、アウトレット７０ａから負圧吸引し、リザーバー２２２Ｒに接続された移送液導入用インレット１０ｅから導入流路２５を介して、循環流路１０内へと移送液Ｌ５を導入する。移送液Ｌ５の導入時においても、リザーバー２２２Ｒが面内方向に蛇行する線状の窪みによって形成されており、移送液Ｌ５に対する影響は、重力を含む移送液Ｌ５に加わる加速度よりも毛管力の方が大きく、移送液Ｌ５は、毛管力によってリザーバー２２２Ｒに保持されるため、リザーバー２２２Ｒの移送液導入用インレット１０ｅと逆側に残留する気泡が先回りすることなく移送液Ｌ５を循環流路１０に容易に導入することができる。

続いて、第３循環流路バルブＶ３を開け、導入流路バルブＩ５及び排出流路バルブＯ２，Ｏ３を閉め、循環流路１０を閉鎖する。そして、磁石を磁石設置部４１から外し、循環流路から遠ざけ解放状態とさせ、捕捉部４０における循環流路１０内壁面上に捕捉されていた担体粒子−抗原−酵素複合体の捕捉を解く。ポンプバルブＶ３，Ｖ４，Ｖ５を作動させて、移送液を循環流路１０内で循環させ、担体粒子−抗原−酵素複合体を移送液中に分散させる。

続いて、図１６に示すように、導入流路バルブＡ１、接続流路バルブＶ９、排出流路バルブＯ４を開け、アウトレット７０ａから負圧吸引し、空気導入用インレット１０ｆから導入流路８１を介して、循環流路１０内へと空気を導入する。担体粒子−抗原−酵素複合体を含む移送液が空気によって押し出され、接続流路１００を通じて、その移送液Ｌ５が第２循環流路５０へと導入される。このときバルブＶ６を閉じておき、移送液Ｌ５が排出流路３４と第２循環流路５０との接続部まで達したら、今度はバルブＶ７を閉じて、第２循環流路５０内を移送液で満たす。担体粒子−抗原−酵素複合体が第２循環流路５０へと移送される。

（検出工程）
移送液の第２循環流路５０への移送が完了した後、図１７に示すように、接続流路バルブＶ９、排出流路バルブＯ４を閉めて、第２循環流路５０を閉鎖し、ポンプバルブＶ６，Ｖ７，Ｖ８を作動させて、担体粒子−抗原−酵素複合体を含む移送液Ｌ５を第２循環流路５０内で循環させ、担体粒子−抗原−酵素複合体を捕捉部４２（図１２参照）に捕捉する。

導入流路バルブＡ２、排出流路バルブＯ４を開け、アウトレット７０ａから負圧吸引し、空気導入用インレット５０ｃから導入流路８２を介して、第２循環流路５０内へと空気を導入する。これにより、担体粒子−抗原−酵素複合体と分離された移送液Ｌ５の液成分（廃液）を、排出流路３４を介して第２循環流路５０から排出する。廃液は廃液槽７０に貯留される。このときバルブＶ６又はＶ７を閉じることで第２循環流路５０全体へと効率よく空気が導入される。

導入流路バルブＩ６及び排出流路バルブＯ４を開け、バルブＶ７を閉じ、アウトレット７０ａから負圧吸引し、リザーバー２２４Ｒから基質液導入用インレット５０ａおよび導入流路２６を介して、第２循環流路５０内へと基質液Ｌ６を導入する。基質液Ｌ６は、アルカリフォスファターゼ（酵素）の基質となる3-(2'-spiroadamantane)-4-methoxy-4-(3''-phosphoryloxy)phenyl-. 1, 2-dioxetane (AMPPD)、あるいは4-Aminophenyl Phosphate (pAPP)等が含有されている。基質液Ｌ６の導入時においても、リザーバー２２４Ｒが面内方向に蛇行する線状の窪みによって形成されており、基質液Ｌ６に対する影響は、重力を含む基質液Ｌ６に加わる加速度よりも毛管力の方が大きく、基質液Ｌ６は、毛管力によってリザーバー２２４Ｒに保持されるため、リザーバー２２４Ｒの基質液導入用インレット５０ａと逆側に残留する気泡が先回りすることなく基質液Ｌ６を第２循環流路５０に容易に導入することができる。

排出流路バルブＯ４及び導入流路バルブＩ６を閉めて、第２循環流路５０を閉鎖し、ポンプバルブＶ６，Ｖ７，Ｖ８を作動させて、基質液を第２循環流路５０内で循環させ、基質と担体粒子−抗原−酵素複合体の酵素とを反応させる。

上記操作（検出方法など）により、検体に含まれる検出対象の抗原を化学発光シグナルあるいは電気化学シグナル等として検出できる。この場合のように、検出部６０と捕捉部４２とを組み合わせて用いられずともよく、第２循環流路５０に捕捉部が設けられることは必須ではない。

本実施形態の検出方法は、生体試料の分析や、体外診断等に適用することも可能である。

以上の手順を経ることで、流体デバイス２００によって、試料物質を検出することができる。本実施形態の流体デバイス２００においても、上記第１〜第３実施形態の流体デバイス１００Ａと同様に、リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒの断面の大きさが毛管長に基づいて設定されているため、流体デバイス１００Ａが水平面に対して傾いた場合でも、リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒ内の気泡が溶液よりも先に循環流路１０あるいは第２循環流路５０に達して混入することを回避できる。従って、本実施形態の流体デバイス２００では、リザーバー２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒから循環流路１０あるいは第２循環流路５０への溶液の供給を、気泡を混入させることなく容易に行うことができ、試料物質の検出精度を向上させることができる。

なお、本実施形態において、試料物質の検出を行うために第２循環流路を循環させる液として、基質液Ｌ６と測定液Ｌ７とをそれぞれ導入して循環させて検出部６０で検出を行う場合を例示した。しかしながら、この液は、一種類の溶液でもよい。また、第２循環流路５０内に複数の定量区画を設け、各区画に導入および定量して循環および混合した液としてもよい。

また、上記実施形態では、抗原抗体反応を利用した流体デバイス構成や検出方法を記載したが、ハイブリダイズを利用した反応にも適用可能である。

以上、添付図面を参照しながら一実施態様について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態におけるリザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒの断面を矩形状としたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、図４に示したように円形であったり、底面側が先細るテーパ状の断面形状であってもよい。この構成を採る場合には、例えば、射出成形で基板９を製造する場合には、離型抵抗を低減することができ成形性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、複数のリザーバーについて、同一幅、同一深さである構成を例示したが、この構成に限定されない。複数のリザーバーにおける幅および深さについては、例えば、収容する溶液の流動特性に応じて異なる値に設定してもよい。例えば、複数のリザーバーから一括した負圧吸引で溶液を循環流路に導入する際には、同じタイミングで異種の溶液が循環流路に導入されるようにリザーバー毎に溶液の流動特性（流動抵抗等）に応じた幅および深さに設定してもよい。

また、リザーバーから循環流路への各種溶液の導入は一回で行う必要はなく、複数回に分けて導入する構成としてもよい。複数回に分けて溶液を導入する場合には、送液ポンプの動作時間を制御したり、液感知センサーを設けておき気液界面の先頭が定量域を通過したことを検出することにより、一回毎の溶液量を定量可能である。

また、上記実施形態では、リザーバー２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒが直線状の窪みが蛇行する形状である構成を例示したが、非直線状の流路である曲線状の流路を含む構成であってもよい。曲線状の流路を含むリザーバーとしては、例えば、Ｕ字状ＷやＣ字状の流路を含む構成や、図１８に示されるように、同心に形成された複数（図１８では３つ）の第１円弧部ＲＶａと、隣り合う第１円弧部ＲＶａの接続箇所を第１円弧部ＲＶａの周方向一端側と他端側とで交互に繰り返して接続する第２円弧部ＲＶｂとを含む構成であってもよい。曲線状のリザーバーとしては、円弧形状に限定されず、基板の一面と直交する軸周りに、当該軸との距離が漸次大きくなる渦巻状であってもよい。このような非直線状の流路である曲線状の流路を含むリザーバーであっても、断面の大きさは、毛管長に基づいて設定すればよい。

また、上記実施形態では、基板９の下面９ａにリザーバー層１９Ａを配置し、基板９の上面９ｂに反応層１９Ｂを配置し、また、基板２０１の下面２０１ａにリザーバー層１１９Ａを配置し、基板２０１の上面２０１ｂに反応層１１９Ｂを配置する構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、基板９の上面９ｂに反応層１９Ｂを配置した場合には、下板８の上面にリザーバー層を配置する構成や、下板８の上面および基板９の下面９ａに跨ってリザーバー層を配置する構成であってもよい。また、例えば、基板２０１の下面２０１ａにリザーバー層１１９Ａを配置した場合には、上述の上板６の下面に反応層を配置する構成や、上板６及び基板２０１とは異なる基板に上述の反応層を形成する構成や、上板６の下面および基板２０１の上面２０１ｂに跨って反応層を配置する構成であってもよい。

９、２０１…基板、 ９ａ、２０１ａ…下面（一面）、 ９ｂ、２０１ｂ…上面（他面）、 １０…第１循環流路（循環流路）、 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、５０ａ、５０ｂ…液導入用インレット（貫通部）、 １９Ａ、１１９Ａ…リザーバ層、 １９Ｂ、１１９Ｂ…反応層、 ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ…リザーバー、 ３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ…貫通部（貫通流路）、 ４０、４２…捕捉部、 ５０…第２循環流路（循環流路）、 １００Ａ、２００…流体デバイス、 ２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ、２１５Ｒ、２２２Ｒ、２２４Ｒ、２２５Ｒ…リザーバー、 Ｓ…溶液

Claims (39)

1. 溶液が導入される流路と、
   前記溶液が収容されて前記溶液を前記流路に供給するリザーバーと、を備え、
   前記リザーバーは、前記流路に向かって前記溶液が流れる方向の長さが前記長さと直交する幅よりも大きく、
   前記リザーバーの幅及び深さは、前記溶液の表面張力及び密度と、重力を含む前記溶液に加わる加速度とにより算出される毛管長に基づく大きさで形成されている流体デバイス。
2. 前記リザーバーの幅は、当該リザーバーの内接円の半径が前記毛管長よりも小さく形成されている、請求項１に記載の流体デバイス。
3. 前記表面張力をγ（Ｎ／ｍ）、前記密度をρ（ｋｇ／ｍ^３）、前記重力を含む前記溶液に加わる加速度をＧ（ｍ／ｓ^２）、前記半径をｒ（ｍ）とすると、
   ０．０５×１０^−３＜ｒ＜（γ／（ρ×Ｇ））^１／２
   の関係を満足する、請求項２に記載の流体デバイス。
4. 前記溶液の試薬長をＬ（ｍ）、流路濡縁長さをＷｐ（ｍ）、前記リザーバーの断面積をＡ（ｍ^２）とすると、
   Ｌ≦（２×γ×Ｗｐ）／（ρ×Ａ×Ｇ）
   の関係を満足する、請求項３に記載の流体デバイス。
5. 前記リザーバーは、前記試薬長で前記溶液を保持する保持領域を有し、
   前記保持領域の長さ方向の両側は、長さ方向の外側に向かうのに従って前記流路濡縁長さが漸次大きくなる拡径部を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の流体デバイス。
6. 前記リザーバーは、前記溶液が流れる方向の長さが前記長さ及び前記幅と直交する深さよりも大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載の流体デバイス。
7. 前記リザーバーにおける前記幅の大きさは、気泡が前記溶液を追い越して移動しない大きさである、請求項１から６のいずれか一項に記載の流体デバイス。
8. 前記リザーバーにおける前記幅は、２．２２ｍｍ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の流体デバイス。
9. 前記リザーバーにおける前記幅は、０．１ｍｍより大きい、請求項１から８のいずれか一項に記載の流体デバイス。
10. 前記溶液が前記リザーバーに収容されている状態である、請求項１から９のいずれか一項に記載の流体デバイス。
11. 一面に前記リザーバーが形成された基板を備え、
    前記リザーバーは前記基板の一面に平行な方向に形成され、
    前記流路は前記一面と反対側に形成される、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の流体デバイス。
12. 一面に前記リザーバーが形成された基板を備え、
    前記リザーバーにおいて前記溶液が流れる方向は、前記基板の一面に平行な方向である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の流体デバイス。
13. 前記流路の少なくとも一部に配置され、前記流路の開閉を制御するバルブを備え、
    前記流路は、前記バルブによって少なくとも２つの流路に区画される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の流体デバイス。
14. 前記溶液は洗浄液を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の流体デバイス。
15. 前記流路は、前記溶液が循環される循環流路である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の流体デバイス。
16. 複数の前記流路及び複数の前記リザーバーを備え、
    第１の溶液が収容されて前記第１の溶液を前記流路に供給し、前記流路に向かって前記第１の溶液が流れる方向の長さが前記長さと直交する幅よりも大きい第１リザーバーと、
    第２の溶液が収容されて前記第２の溶液を前記流路に供給し、前記流路に向かって前記第２の溶液が流れる方向の長さが前記長さと直交する幅よりも大きい第２リザーバーと、
    を備え、
    前記第１リザーバー及び第２リザーバーの幅及び深さは、前記溶液の表面張力及び密度と、重力を含む前記溶液に加わる加速度とにより算出される毛管長に基づく大きさで形成されている請求項１から１４のいずれか一項に記載の流体デバイス。
17. 前記流路は、前記第１の溶液と前記第２の溶液とを循環させる循環流路を含む、
    請求項１６に記載の流体デバイス。
18. 前記流路において前記第１の溶液と前記第２の溶液とを混合させる、請求項１６または１７に記載の流体デバイス。
19. 前記溶液が導入される流路が第１面に形成された基板と、
    前記第１面と対向させて前記基板に積層して接合された第２基板とを備え、
    前記基板と前記第２基板とを積層した方向視において、前記流路の少なくとも一部と前記リザーバーの少なくとも一部とが重なる、請求項１から１８のいずれか一項に記載の流体デバイス。
20. 前記基板と前記第２基板とを積層した方向視において前記流路の少なくとも一部と前記リザーバーの少なくとも一部とが重なる部分に配置され、前記流路と前記リザーバーとを接続する第２流路を備える、請求項１９に記載の流体デバイス。
21. 前記リザーバーは、前記基板の第１面と反対側の第２面に形成され、
    前記第２面と対向させて前記基板に接合された第３基板を備える、
    請求項１９または２０に記載の流体デバイス。
22. 前記流路は、基板の一面に形成され、溶液の定量又は混合を行い、
    前記リザーバーは、前記基板の一面と反対側の他面に平行に形成される、請求項１から２１のいずれか一項に流体デバイス。
23. 前記リザーバーは、基板の一面に配置され、前記一面の面内方向に形成された窪みにより構成される、
    請求項１から２２のいずれか一項に流体デバイス。
24. 複数の前記リザーバーを有するリザーバー層を備え、
    前記複数のリザーバーは、互いに独立して前記溶液を収容可能である
    請求項２３に記載の流体デバイス。
25. 前記複数のリザーバーは互いに前記窪みの容積が異なる
    請求項２３または２４に記載の流体デバイス。
26. 前記リザーバーは前記溶液が収容された状態で構成されている
    請求項２３から２５のいずれか一項に記載の流体デバイス。
27. 前記基板の前記一面とは異なる他面に配置され、前記リザーバーから供給された前記溶液を用いて試料物質を反応させる反応層を備える
    請求項２３から２６のいずれか一項に記載の流体デバイス。
28. 前記反応層は、前記試料物質を含む前記溶液を循環させる循環流路を含む
    請求項２７に記載の流体デバイス。
29. 前記循環流路に、前記試料物質を捕捉する捕捉部と、前記試料物質を検出する検出部との少なくとも一つが配置されている
    請求項２８に記載の流体デバイス。
30. 前記窪みの底面は、略面一である
    請求項２３から２９のいずれか一項に記載の流体デバイス。
31. 前記窪みは、同一幅で線状に形成されている
    請求項２３から３０のいずれか一項に記載の流体デバイス。
32. 前記窪みの一端側は、前記基板を貫通する貫通部と接続されている
    請求項２３から３１のいずれか一項に記載の流体デバイス。
33. 前記窪みの他端側は、大気開放部と接続されている
    請求項３２記載の流体デバイス。
34. 前記リザーバーは、所定方向に平行に配置された複数の第１直線部と、前記第１直線部と交差する方向に延び、隣り合う前記第１直線部の端部同士の接続箇所を前記第１直線部の一端側と他端側とで交互に繰り返して接続する第２直線部とを含む蛇行形状に形成されている
    請求項２３から３３のいずれか一項に記載の流体デバイス。
35. 前記リザーバーは、前記一面と直交する軸線周りの渦巻状に形成されている
    請求項２３から３３のいずれか一項に記載の流体デバイス。
36. 前記リザーバーは、同心に形成された複数の第１円弧部と、
    隣り合う前記第１円弧部の接続箇所を前記第１円弧部の周方向一端側と他端側とで交互に繰り返して接続する第２円弧部とを含む
    請求項２３から３３のいずれか一項に記載の流体デバイス。
37. 前記リザーバーは、基板の一面に設けられ、曲線状の流路を含む、
    請求項１から３６のいずれか一項に記載の流体デバイス。
38. 前記リザーバーは、前記曲線状の流路と直線状の流路とにより構成される
    請求項３７に記載の流体デバイス。
39. 前記曲線状の流路および前記直線状の流路は、それぞれ前記第１面の面内方向に形成されている
    請求項３７または３８に記載の流体デバイス。

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