JPWO2020045434A1 - 粒子分離デバイスおよび粒子分離装置 - Google Patents

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Abstract

本開示の粒子分離デバイスは、基体の内部に、流入口を有する直線状の主流路と複数の分岐流路とを有し、流入口は検体流入口と押付流入口とを含み、検体流入口は、第１屈曲部、第１直線部、第２屈曲部、第２直線部を経て主流路に接続され、第１屈曲部および第１直線部における幅は、第２屈曲部および第２直線部における幅よりも大きく、かつ第２屈曲部および第２直線部における幅は、主流路における幅よりも大きく、押付流入口は、第３直線部、第３屈曲部、第４直線部、第５直線部を経て主流路の側面に接続され、第３直線部における幅は第４直線部における幅よりも大きく、第４直線部における幅は第５直線部における幅よりも大きい。

Description

本開示は、液体中に含まれた複数種類の粒子から特定の粒子を分離するのに用いられる粒子分離デバイスおよび粒子分離装置に関する。
従来、流入口と複数の流出口とを有する、幅が数μｍ〜数百μｍの微小な流路構造（マイクロ流路）を用いて、液体中の粒子を分離して抽出する粒子分離デバイスが知られている（例えば、特開2012−76016号公報を参照）。このような粒子分離デバイスでは、例えば、複数種類の粒子（例えば、赤血球および白血球）を含む液体（例えば、血液）を流入口から流入させると、その中の所望の粒子（例えば、白血球）を分離して、所望の粒子とそれ以外の粒子とを複数の流出口から別々に抽出することができる。
また、その後に、分離抽出した所望の粒子について、その種類または数もしくは濃度、あるいは光学特性などを計測することが行なわれる。
マイクロ流路を用いて液体中の所望の粒子を分離するには、主流路に複数の分岐流路が接続された構成のマイクロ流路を用い、分離対象の粒子とともに複数種類の粒子を含む液体である検体と、主流路から分岐流路への押付流れを発生させる流体とをそれぞれ流入させる構成を有する粒子分離デバイスが用いられる。そして、検体を分離のためのマイクロ流路に流入させる際には、粒子の滞留および偏りが生じないように検体を流入させることが望ましい。そのため、粒子分離デバイスとして、検体および流体の導入部分に、所望の粒子の分離を効率よく行なうのに有利な構成を備えたものが望まれている。
本開示の粒子分離デバイスは、板状の基体の内部に、上面および下面の少なくとも一方に開口した流入口および流出口を有する直線状の主流路と、該主流路の途中の側面に対して直交する方向に接続された複数の分岐流路とを有し、前記流入口は、前記主流路に向けて分離対象の粒子を含む流体である検体が流入する検体流入口と、複数の前記分岐流路の上流側の反対側の側面に対して直交する方向に接続された、押付流れを発生させる流体が流入する押付流入口とを含み、前記基体の平面視において、前記検体流入口は、Ｒ形状の第１屈曲部と、第１直線部と、Ｒ形状の第２屈曲部と、第２直線部とを経て前記主流路に接続されており、前記第１屈曲部および前記第１直線部における幅は、前記第２屈曲部および前記第２直線部における幅よりも大きく、かつ前記第２屈曲部および前記第２直線部における幅は、前記主流路における幅よりも大きく、前記押付流入口は、第３直線部と、Ｒ形状の第３屈曲部と、第４直線部と、第５直線部とを経て前記主流路の側面に接続されており、前記第３直線部における幅は、前記第４直線部における幅よりも大きく、かつ該第４直線部における幅は、前記第５直線部における幅よりも大きい。
本開示の粒子分離装置は、上記の粒子分離デバイスと、前記検体流入口に前記検体を流入させるための第１ポンプおよび前記押付流入口に流体を流入させるための第２ポンプとを有する。
本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスの例を示す上面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスの例を示す断面図である。 本開示の粒子分離デバイスの例を示す平面図である。 本開示の粒子分離デバイスの例の一部を示す平面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスの例の一部を示す断面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスに用いる第２流路デバイスの例を示す平面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスに用いる第２流路デバイスの例の一部を示す平面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測装置の例を示す断面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測装置の全体構成の例を模式的に示すブロック図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスに用いる第２流路デバイスの他の例を示す平面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスに用いる第２流路デバイスの他の例の一部を示す平面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスの他の例の一部を示す断面図である。 本開示の粒子分離デバイスの他の例を示す平面図である。 本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスの他の例の一部を示す断面図である。
以下、本開示の粒子分離デバイスおよびそれを有する計測用流路デバイス、ならびに粒子分離装置および計測装置の例について、図面を参照しつつ説明する。本開示では、便宜的に直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義してＺ軸方向の正側を上方とするが、本開示の適用に当たっては、いずれの方向が上方または下方とされてもよい。以下の内容は本開示の実施形態を例示するものであって、本開示はこれらの実施形態に限定されるものではない。
（計測用流路デバイス１）
図１、図２に、本開示の粒子分離デバイスを有する計測用流路デバイスの例を模式的に示す。図１は、計測用流路デバイス１の上面図である、図２は、図１に示したＡ−Ａ線で計測用流路デバイス１を切断したときの断面図である。
計測用流路デバイス１は、計測対象の粒子を含む流体（検体）を計測用流路デバイス１中に流すことによって、検体中の特定の成分である分離対象の粒子を分離して回収し、その特定の成分（分離した粒子）を計測可能にすることができる。例えば、計測用流路デバイス１は、血液から特定の成分である白血球を分離して回収し、白血球の数を計測可能にすることができる。計測用流路デバイス１は、粒子分離デバイスである第１流路デバイス２と、第１流路デバイス２に接続した第２流路デバイス３とを有している。
図３に、粒子分離デバイスである第１流路デバイス２の例を模式的に示す。図３は第１流路デバイス２を上面透視したときの平面図である。
（粒子分離デバイス：第１流路デバイス２）
第１流路デバイス２は、複数種類の粒子を含む液体（検体）から分離対象の粒子を分離して回収することができる、粒子分離デバイスである。第１流路デバイス２は、板状の基体２ａの内部に、第１流路４を有している。第１流路４は、直線状の主流路５と、主流路５から分岐した複数の分岐流路６とを有している。本開示の第１流路デバイス２においては、第１流路デバイス２内を流れる検体（例えば血液）は、主流路５に流入し、特定の粒子（第１粒子、例えば白血球）とは異なる粒子（第２粒子、例えば赤血球）が主流路５から分岐流路６に流れ込むことによって、検体中の特定の粒子（第１粒子）を分離することができる。なお、第２粒子が分岐流路６に流れ込むことによって、検体中から第２粒子を分離することもできる。
なお、分岐流路６は、分岐によって第２粒子が流れ込むように設計するが、必ずしも第２粒子のみが流れ込むとは限らない。すなわち、分岐流路６には、第２粒子とは異なる粒子（第３粒子など）が流入することもある。
図４に、第１粒子と第２粒子とが分離される様子を模式的に示す。図４は、図３の破線部を拡大して示した平面図である。図４において、図中の大きい円が第１粒子Ｐ１を示し、小さい円が第２粒子Ｐ２を示す。また、Ｘ軸方向に沿ったハッチングを施した矢印が主流であり、Ｙ軸方向に沿った白抜きの矢印が後述する「押付流れ」を示す。さらに、図中のハッチングの領域は、後述する「引込み流れ」を示す。
本開示の第１流路４は、１つの主流路５と、１つの主流路５の途中の側面に対して直交する方向に接続された複数の分岐流路６とを有している。第１流路デバイス２では、主流路５および分岐流路６のそれぞれの断面積および長さ、ならびに検体の流速などを調整することによって、主流路５内に、主流路５から分岐流路６へ流れ込む「引込み流れ」を発生させることができる。そして、第１流路デバイス２では、第１流路４に、主流路５内を流れる検体を分岐流路６側に押付可能な押付流れを発生させている。その結果、図４に示したように、引込み流れが流れ込む分岐流路６の幅を、検体中を流れる特定の粒子としての第１粒子Ｐ１の大きさよりも小さく、また他の粒子としての第２粒子Ｐ２の大きさよりも大きくすることによって、分岐流路６に第２粒子Ｐ２を引き込むことができる。また、押付流れによって押し付けられて主流路５の分岐流路６側を流れる引込み流れの幅を、検体中を流れる第２粒子Ｐ２の重心位置よりも大きく、また第１粒子Ｐ１の重心位置よりも小さくすることによって、分岐流路６に第２粒子Ｐ２を効果的に引き込むことができる。これにより、検体中の特定の粒子である第１粒子Ｐ１を分離し、主流路５の流れに乗せて回収することができる。なお、これと同時に、検体中から第２粒子Ｐ２を分離して、分岐流路６の流れに乗せて回収することもできる。
本開示の第１流路デバイス２は、特に、検体としての血液中の赤血球と白血球とを分離するのに好適に使用できる。ここで、血液中の赤血球の大きさは例えば７〜８μｍであり、重心位置は例えば縁から２〜2.5μｍの位置である。また、白血球の大きさは例えば６〜30μｍであり、重心位置は例えば縁から５〜10μｍの位置である。この場合、主流路５は、例えば、断面積が300〜1000μｍ2で、長さが0.5〜20ｍｍであればよい。断面の寸法は、上記の断面積の範囲で、例えば、幅が30μｍ程度で、高さが20μｍ程度であればよい。また、分岐流路６は、例えば断面積が100〜500μｍ2で、長さが３〜25ｍｍであればよい。断面の寸法は、上記の断面積の範囲で、例えば、幅が15μｍ程度で、高さが20μｍ程度であればよい。また、第１流路４内の流速は、例えば0.2〜５ｍ／ｓにすればよい。その結果、引込み流れの幅を、例えば２〜10μｍに設定することができ、血液から赤血球と白血球を効果的に分離することができる。
第１流路デバイス２は、基体２ａの上面および下面の少なくとも一方に開口した複数の第１開口９を有している。第１開口９のうちの少なくとも２つは、主流路５に検体を流入させるための流入口である。流入口は、主流路５に向けて分離対象の粒子（例えば第１粒子Ｐ１）を含む流体である検体が流入する検体流入口12と、主流路５に対して複数の分岐流路６の上流側に位置する反対側の側面に対して直交する方向に接続された、押付流れを発生させる流体が流入する押付流入口15とを含んでいる。
本開示の第１流路デバイス２において、検体流入口12は、Ｒ形状の第１屈曲部12ａと、それに続く第１直線部12ｂと、Ｒ形状の第２屈曲部12ｄと、それに続く第２直線部12ｅとを経て主流路５に接続されている。そして、この検体流入口12から主流路５に至る流路の幅について、第１屈曲部12ａにおける幅および第１直線部12ｂにおける幅は、第２屈曲部12ｄにおける幅および第２直線部12ｅにおける幅よりも大きく、かつ第２屈曲部12ｄにおける幅および第２直線部12ｅにおける幅は、主流路５における幅よりも大きい。
このとき、検体流入口12としての第１開口９は、形状を円形状として、その大きさは例えば１〜３ｍｍとすればよい。第１屈曲部12ａおよび第１直線部12ｂにおける幅は、例えば0.5〜1.5ｍｍとすればよい。第２屈曲部12ｄおよび第２直線部12ｅにおける幅は、例えば0.3〜0.5ｍｍとすればよい。第１屈曲部12ａおよび第１直線部12ｂにおける幅と、第２屈曲部12ｄおよび第２直線部12ｅにおける幅との差は、例えば0.2〜1.2ｍｍとすればよい。これら流路の高さは、第１流路４として同じ高さに設定すればよい。検体流入口12の深さは、基体２ａの例えば上面の開口から第１屈曲部12ａの底面までの深さとすればよい。
検体流入口12付近は大量に粒子が流れるので、それら粒子が滞留しないようにすることが重要である。入り口付近は流速が遅いので、流路を急激に曲げると粒子が流れにくい部分ができるおそれがある。これを考慮すると、Ｒ形状の第１屈曲部12ａのＲ（曲率半径）の大きさは、例えば１ｍｍ以上とすればよい。また、第１屈曲部12ａの範囲（交角：曲率半径の中心より屈曲部の入口から出口までを見込んだ円弧の中心角に相当）としては、屈曲角が小さい方が粒子が溜まりにくいので、例えば90°以下程度とすればよい。また、第２屈曲部12ｄは、第１屈曲部12ａに比べると流路の幅が細くなっているので、流速は速くなっている。そのため、第１屈曲部12ａと同じくＲ形状の第２屈曲部12ｄのＲ（曲率半径）の大きさは、検体をスムーズに流すために、例えば１ｍｍ以上程度とすればよい。第２屈曲部12ｄの範囲（交角）としては、屈曲角が小さい方が粒子が溜まりにくいので、例えば90°以下程度とすればよい。
検体流入口12がこのような構成の流路を経て主流路５に接続されていることから、Ｒ形状の第１屈曲部12ａおよび第２屈曲部12ｄを有することで、検体がスムーズに通過して粒子が滞留するのを抑制することができる。また、第１直線部12ｂおよび第２直線部12ｅを有することで、検体の流れに直線性を確保することができ、粒子の偏りを抑制して主流路５に流入させることができる。
押付流入口15は、第３直線部15ａと、それに続く第３屈曲部15ｂと、それに続く第４直線部15ｃと、それに続く第５直線部15ｄとを経て主流路５の側面に接続されている。そして、この押付流入口15から主流路５に至る流路の幅について、第３直線部15ａにおける幅は、第４直線部15ｃにおける幅よりも大きく、かつ第４直線部15ｃにおける幅は、第５直線部15ｄにおける幅よりも大きい。
このとき、押付流入口15としての第１開口９は、形状を円形状として、その大きさは例えば１〜３ｍｍとすればよい。第３直線部15ａにおける幅は、例えば0.5〜1.5ｍｍとすればよい。第４直線部15ｃにおける幅は、例えば0.3〜0.5ｍｍとすればよい。第５直線部15ｄにおける幅は、例えば0.03〜0.05ｍｍ（30〜50μｍ）とすればよい。第３直線部15ａにおける幅と第４直線部15ｃにおける幅との差は、例えば0.2〜1.2ｍｍとすればよい。第４直線部15ｃにおける幅と第５直線部15ｄにおける幅との差は、例えば0.27〜0.47ｍｍ（270〜470μｍ）とすればよい。これら流路の高さは、第１流路４として同じ高さに設定すればよい。押付流入口15の深さは、基体２ａの例えば上面の開口から第３直線部15ａの底面までの深さとすればよい。
Ｒ形状の第３屈曲部15ｂのＲ（曲率半径）の大きさは、押付流れのための流体は粒子を含まないため特に制限はなく、流路の小型化を考慮して適宜設定すればよい。また、第３屈曲部15ｂの範囲（交角）としては、流体が粒子を含まないため特に制限はなく、同じく流路の小型化を考慮して、例えば180°以下程度で適宜設定すればよい。
押付流入口15がこのような構成の流路を経て主流路５の側面に接続されていることから、Ｒ形状の第３屈曲部15ｂを有することで、押付流れを発生させる流体の導入部の小型化を図ることができ、流体をスムーズに通過させることができる。また、第４直線部15ｃおよび第５直線部15ｄを有することで、流体の流れに直線性を確保することができ、流れの偏りを抑制した流体を主流路５に好適な押付流れとして流入させることができる。また、流路の幅の大きい第４直線部15ｃから流路の幅の小さい第５直線部15ｄを経て主流路５の側面に接続していることにより、押付流れを発生させるために主流路５に流入させるのに好適な圧力および流速を流体に付与することができ、良好な直線性を有する流体を流入させることができるものとなる。これにより、主流路５および分岐流路６によって粒子の分離を効果的に行なうことができる。
検体の導入部において、第１直線部12ｂと第２屈曲部12ｄとの間は、幅が次第に狭くなるテーパー部12ｃで接続されていることが好ましい。これによれば、検体中の粒子をスムーズに集めて主流路５に流入させることができる。テーパー部12ｃの長さは、第１直線部12ｂにおける幅と第２屈曲部12ｄにおける幅との差に応じて、急激な圧力変化を抑制しながら粒子を流れの中央に集めることを考慮して適宜設定すればよく、例えば0.5〜２ｍｍとすればよい。
押付流れのための流体の導入部において、第３屈曲部15ｂは、第３直線部15ａから第４直線部15ｃにかけて幅が次第に狭くなることが好ましい。これにより、流体の流路の小型化を図りつつ、第３屈曲部15ｂにおいて流路の幅を絞ることで、この先の第４直線部15ｃおよび第５直線部15ｄを経て押付流れとして主流路５に流入させるのに好適な圧力を流体に付与することができ、主流路５および分岐流路６によって粒子の分離を効果的に行なう上で好ましいものとなる。
また、検体の導入部において、第１直線部12ｂには、流路の底面から天井面までの柱状体が流路の幅方向に複数配置されてなるピラー部12ｆが設けられていることが好ましい。これによれば、検体中に粒子の他に例えばごみなどの異物が混入している場合に、このピラー部12ｆで濾過して除去することができ、分離対象の粒子の分離に対する異物の影響を除くことができる。このようなピラー部12ｆを構成する柱状体の大きさおよび形状としては、例えば、直径が20μｍ程度の円柱状のもの、１辺が20μｍ程度の四角柱状のもの、あるいは幅方向が20μｍ程度で流れ方向が60μｍ程度の四角柱状のものとすればよい。柱状体の配置および本数としては、例えば、流路の幅方向に30μｍ程度の間隔で並べ、流れ方向に30μｍ程度の間隔で３列程度を並べるようにすればよい。図３に示す例では第１直線部12ｂにピラー部12ｆを５か所に設けているが、ピラー部12ｆを複数設ける場合には、ピラー部12ｆ同士の間隔は、例えば0.5〜１ｍｍ程度とすればよい。また、複数のピラー部12ｆのそれぞれで柱状体の間隔および本数を異ならせてもよい。例えば、粒子が血球であり、異物が血栓などの比較的柔らかく粘性が高いものである場合には、柱状体の間隔を広めに設定する方が、異物が連結して詰まりが発生することによって流路が閉鎖されてしまうおそれを低減できる。
また、押付流れのための流体の導入部においても、第３直線部15ａには、流路の底面から天井面までの柱状体が流路の幅方向に複数配置されてなるピラー部15ｅが設けられていることが好ましい。これによれば、ピラー部12ｆと同様に、流体中にごみなどの異物が混入している場合に、このピラー部15ｅで濾過して除去することができ、押付流れの流体に対する異物の影響を除くことができる。このようなピラー部15ｅを構成する柱状体の大きさおよび形状ならびに配置は、除去しようとする異物に応じてピラー部12ｆと同様に設定すればよい。
検体の導入部における第２直線部12ｅの長さは、この第２直線部12ｅの幅の３倍以上であることが好ましい。また、押付流れのための流体の導入部における第４直線部15ｃの長さは、この第４直線部15ｃの幅の３倍以上であることが好ましい。直線部の長さが直線部の幅の３倍以上であることによって、流路における流体の流れの直線性を良好に確保することができる。これにより、第２直線部12ｅの上流側に位置する第２屈曲部12ｄによる、および第４直線部15ｃの上流側に位置する第３屈曲部15ｂによる、遠心力に起因する流体の流れの偏りの影響を効果的に低減することができる。
また、押付流れのための流体の導入部においては、第４直線部15ｃに続いて第５直線部15ｄが設定され、この第５直線部15ｄが主流路５の側面に接続されているが、第５直線部15ｄの長さも、この第５直線部15ｄの幅の３倍以上であることが好ましい。これにより、第４直線部15ｃによって確保された流体の直線性を第５直線部15ｄによっても維持することができる。
第１流路４は、主流路５に接続した回収流路７をさらに有しており、回収流路７によって第１粒子Ｐ１を回収することができる。本開示では、第１流路４により、押付流れを利用して、回収流路７に第１粒子Ｐ１を回収することができる。
また、第１流路４は、複数の分岐流路６に接続した廃棄流路７′を有していてもよい。廃棄流路７′によって、分岐流路６で分離された第２粒子Ｐ２を回収してもよいし、廃棄してもよい。なお、複数の分岐流路６によって第２粒子Ｐ２を回収する場合には、複数の分岐流路６が接続した１つの廃棄流路７′は、第２粒子Ｐ２を回収する流路として機能する。この場合は、主流路５から回収流路７まで流れた第１粒子Ｐ１を含む流体は、廃棄してもよい。
第１流路デバイス２は、板状の基体２ａからなる部材である。板状の基体２ａの内部には、第１流路４が配されている。また、第１流路デバイス２は、厚み方向（Ｚ軸方向）の上下に位置する一対の第１上下面８を有している。第１流路４は、一対の第１上下面８の少なくとも一方に配されて開口している複数の第１開口９を有している。
本開示では、説明の便宜上、一対の第１上下面８の一方を第１上面10、他方を第１下面11とする。一対の第１上下面８のうち、第１上面10はＺ軸の正側に位置した面であり、第１下面11はＺ軸の負側に位置した面である。本開示では、複数の第１開口９の少なくとも１つは、第１下面11に位置している。
複数の第１開口９は、少なくとも主流路５に検体が流入する検体流入口12と、回収流路７から第１粒子Ｐ１を回収する検体流出口13と、検体から第１粒子Ｐ１を除いた成分を回収する少なくとも１つの廃棄流出口14とを有している。また、本開示では、第１開口９は、検体を分岐流路６側に押し付ける押付流れのための流体が流入する押付流入口15を有している。なお、本開示では、廃棄流出口14は、主流路５および廃棄流路７′に接続されている。廃棄流出口14から流出する流体は、第２流路デバイス２に形成された貫通孔14′を介して回収される。
本開示の第１流路デバイス２の平面形状は、矩形状である。また、第１上下面８のそれぞれは、平坦面である。なお、第１流路デバイス２の平面形状は、矩形状には限られない。また、第１上下面８のそれぞれは、平坦面には限られない。第１上下面８は、第１上面10および第１下面11が異なる形状であってもよい。
第１流路デバイス２は、例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）またはＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂：アクリル）などの材料で形成される。第１流路デバイス２の厚みは、例えば１〜５ｍｍであればよい。第１流路デバイス２の平面形状は、矩形状の場合、例えば短辺が10〜30ｍｍ、長辺が10〜50ｍｍであればよい。第１流路デバイス２は、例えば、２つの基板を準備し、一方に第１流路４となる溝を形成し、この溝を塞ぐように他方の基板を貼り合わせて内部に第１流路４を有する基体２ａとすることによって作製することができる。
（第２流路デバイス３）
第２流路デバイス３は、第１流路デバイス２で分離して回収した特定の粒子を計測するための流路デバイスであり、第１流路デバイス２とともに計測用流路デバイスを構成するものである。図２に示したように、第２流路デバイス３は、第１流路デバイス２の第１流路４に接続した第２流路16を有している。そして、第２流路デバイス３は、透光性である。その結果、第２流路デバイス３は、第１流路デバイス２で分離して回収した特定の粒子を第２流路16に流し、後述する光センサを使用して、特定の粒子を計測することができる。具体的には、第２流路16における特定の粒子を含む流体を通過した光の強度を測定することによって、特定の粒子を計測する。
第２流路デバイス３は、板状の基体からなる部材である。板状の部材の内部には、第２流路16が配されている。また、第２流路デバイス３は、厚み方向（Ｚ軸方向）の上下に位置する一対の第２上下面17を有している。第２流路16は、一対の第２上下面17の少なくとも一方に配されて開口している複数の第２開口18を有している。
なお、本開示では、説明の便宜上、一対の第２上下面17の一方を第２上面19、他方を第２下面20とする。一対の第２上下面17のうち、第２上面19はＺ軸の正側に位置した面であり、第２下面20はＺ軸の負側に位置した面である。
本開示の第２流路デバイス３の平面形状は、矩形状である。また、第２上下面17のそれぞれは、平坦面である。なお、第２流路デバイス３の平面形状は、矩形状には限られない。また、第２上下面17のそれぞれは、平坦面には限られない。第２上下面17は、第２上面19および第２下面20が異なる形状であってもよい。
第２流路デバイス３は、例えば、ＰＭＭＡまたはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）で形成される。第２流路デバイス３の厚みは、例えば0.5〜５ｍｍであればよい。第２流路デバイス３の平面形状は、矩形状の場合、例えば短辺が10〜30ｍｍ、長辺が20〜50ｍｍであればよい。第２流路デバイス３は、例えば、２つの基板を準備し、一方に第２流路16となる溝を形成し、この溝を塞ぐように他方の基板を貼り合わせて内部に第２流路16を有する基体とすることによって作製することができる。
図５に、粒子分離デバイスである第１流路デバイス２と第２流路デバイス３とを有する計測用流路デバイス１の例の一部を模式的に示す。図５は、図２の破線部を拡大した断面図である。
本開示の第２流路デバイス３では、複数の第２開口18の少なくとも１つは、第２上面19に位置している。そして、第２上面19の上には、第１流路デバイス２が第１下面11を介して配されており、第１下面11に位置した第１開口９と、第２上面19に位置した第２開口とが接続されている。したがって、本開示の計測用流路デバイス１は、第１流路デバイス２が直接、第２流路デバイス３に接続されており、検体中の粒子の分離、回収から計測までを連続して実行できることから、処理効率を向上させることができる。また、板状の第１流路デバイス２および第２流路デバイス３を厚み方向に積み上げるように配置していることから、計測用流路デバイス１を小型化することができる。
本開示の第２流路デバイス３は、第２上面19に第１領域21および第２領域22を有している。また、平面視したときに、第２流路デバイス３の第２流路16は第１領域21から第２領域22にわたって配されており、第１流路デバイス２は、第２流路デバイス３の第１領域21のみに配されている。その結果、第２領域22に第２流路16が第１流路デバイス２に重ならないように位置していることから、第２領域22を粒子の計測領域として使用することができる。
なお、計測用流路デバイス１は、後述するように、光を反射することができる部材を第２領域22に配置してもよい。
第１流路デバイス２は、第２流路デバイス３と異なる材料で形成されていてもよい。本開示では、例えば、第１流路デバイス２はＰＤＭＳなどで形成され、第２流路デバイス３はＣＯＰなどで形成されている。
また、本開示のように、第１流路デバイス２が第２流路デバイス３の上側に位置していてもよい。具体的には、第２流路デバイス３の第２上面19に第１流路デバイス２が配されていてもよい。その結果、第１流路デバイス２で分離して回収した特定の粒子を含む流体を、重力も利用して第２流路デバイス３に流入させることができ、特定の粒子を含む流体が途中の流路で滞留してしまうことを低減することができる。
なお、本開示は、第１流路デバイス２が第２流路デバイス３の第２下面20に配されている実施形態を排除するものではない。
複数の第２開口18は、第２流路16に分離した粒子を含む流体が流入するための第２検体流入口23と、第２流路16からその流体を回収するための第２検体流出口24とを有している。第２検体流入口23は、その開口が第２上面19に配されており、第１流路デバイス２の検体流出口13に接続されている。第２検体流出口24は第２下面20に配されている。その結果、重力を利用することによって、第２検体流入口23で第１流路デバイス２から流体を流入しやすくすることができ、第２検体流出口24で流体を回収しやすくすることができる。
第２検体流出口24の第２開口18は、図５に示したように、検体流出口13の第１開口９よりも大きいことが好ましい。その結果、第１流路デバイス２と第２流路デバイス３との接続部において、流体の滞留を低減することができる。なお、第２検体流出口24の大きさは、例えば１〜３ｍｍであればよい。また、検体流出口13の大きさは、例えば１〜３ｍｍであればよい。
第２流路16は、第２検体流入口23（第２開口18）に接続しているとともに厚み方向に延びている鉛直部25と、鉛直部25に接続しているとともに平面の一方向に沿って延びている平面部26とをさらに有している。第２流路16は、鉛直部25を有することによって、第１流路４との接続部で流体の滞留を低減することができる。また、第２流路16は、平面部26を有することによって、粒子の計測に際して平面部26中に流体を滞留させることができ、安定して計測することができる。
なお、鉛直部25の幅は、例えば0.5〜２ｍｍであり、平面部26の幅は、例えば１〜６ｍｍであればよい。鉛直部25の長さは、例えば0.5〜１ｍｍであり、平面部26の高さは、例えば0.5〜２ｍｍであればよい。
図６および図７に、計測用流路デバイス１に用いる第２流路デバイス３の例を模式的に示す。図６は、第２流路デバイス３を上面透視したときの平面図である。図７は、図６に示した破線部を拡大した平面図である。なお、図６中のＡ−Ａ線は、図１中のＡ−Ａ線と同じ位置である。
平面部26は、少なくとも鉛直部25に接続している一部が、鉛直部25の幅よりも大きい幅を有していることが好ましい。その結果、平面部26と鉛直部25との接続部において、流体の滞留を低減することができる。
平面部26は、鉛直部25に接続している第１平面部27と、第１平面部27に接続しているとともに第１平面部27の幅よりも幅が大きい第２平面部28とをさらに有していてもよい。その結果、第１流路デバイス２で分離して回収した、例えば第１粒子Ｐ１を第２平面部28内で拡散しやすくすることができる。第１平面部27の幅は、例えば0.5〜３ｍｍであればよい。第２平面部28の幅は、例えば１〜５ｍｍであればよい。第２平面部28の幅は、例えば第１平面部27の２〜10倍であればよい。なお、本開示では、第１平面部27および第２平面部28の接続部は、徐々に幅広になっている。
また、第２平面部28は、第１平面部27よりも高さが大きいことが好ましい。その結果、分離した特定の粒子である例えば第１粒子Ｐ１を拡散しやすくすることができる。第１平面部27の高さは、例えば0.2〜１ｍｍであればよい。第２平面部28の高さは、例えば１〜５ｍｍであればよい。
第２流路デバイス３は、第２流路16の他に、第２流路16に接続した第３流路29をさらに有していてもよい。この第３流路29は、第２流路16の平面部26に接続されているのがよい。第３流路29は、例えばガスなどを流すことによって、平面部26に滞留した流体を押し流す機能を有する。その結果、第２流路16内での流体の滞留を低減することができる。
本開示の第２流路デバイス３では、図５、図６および図７に示したように、第３流路29は、第２流路16の鉛直部25と平面部26との接続部に接続するように配されている。
第３流路29の一端は、第２流路16に接続している。また、第３流路29の他端は、一対の第２上下面17に位置した第３開口30である。すなわち、第３流路29は、一対の第２上下面17の一方（本開示では第２上面19）に位置した第３開口30を有している。第３開口30は、第２流路16の第２平面部28から流体を押し流すための、例えばガスなどの押出用流体を流入させるための開口である。
第３流路29のうち第２流路16に接続している少なくとも一部は、図７に示したように、第２流路16の平面部26（第１平面部27）の延長方向に沿って延びていてもよい。
第３流路29のうち第２流路16に接続している少なくとも一部は、第２流路16のうち第３流路29に接続している少なくとも一部と同一形状であることが好ましい。その結果、第２流路16と第３流路29との間に段差が生じることがなくなり、接続部の段差に流体が滞留するのを低減することができる。
第３流路29は、図６に示したように、それぞれが所定の一方向に延びているとともに、その一方向に交わる方向に並んでいる複数の直線部31を有していることが好ましい。第３流路29が複数の直線部31を有していることによって、第２流路16から流体が逆流して第３開口30から流体が漏れるのを低減することができる。
第１開口９のうちの検体流入口12は、第１開口９のうちの検体流出口13と同じ面（本開示では第１下面11）に配されていてもよい。この場合には、検体が下方（Ｚ軸方向の負側）から第１流路デバイス２に流入することになる。その結果、第２粒子Ｐ２の比重が第１粒子Ｐ１の比重よりも大きい場合に、第２粒子Ｐ２を沈ませることができ、分離しやすくすることができる。
第２流路デバイス３は、図６に示したように、第２流路16および第３流路29とは異なる第４流路32をさらに有していてもよい。また、第４流路32は、一対の第２上下面17の少なくとも一方に位置した複数の第４開口33を有していてもよい。第４流路32は、特定の粒子を分離する前の検体が流れる流路として機能することができる。その結果、第１流路デバイス２に検体を流入させる前に、第２流路デバイス３の第４流路32に検体を流入させることによって、流入する検体に混入した異物などを予め低減することができる。
複数の第４開口33は、第４流入口34および第４流出口35を有している。第４流入口34は、検体を第４流路32に流入させるための開口である。第４流出口35は、検体を第４流路32から流出させるための開口である。第４流入口34は外部から検体を流入できるように開口しており、第４流出口35は第１流路デバイス２の検体流入口12に接続される。
第４流入口34および第４流出口35は、第２上面19に位置していてもよい。その場合には、検体を流入させるための外部接続などの操作を上側から行なうことができる。なお、本開示では、第４流入口34は第２検体流出口24と同じ面に位置している。また、本開示では、第４流出口35も第２検体流出口24と同じ面に位置している。また、第４流入口34は第３開口30と同じ面に位置している。
第２流路デバイス３は、図６に示すように、第２流路16、第３流路29および第４流路32とは異なる、第５流路36をさらに有していてもよい。第２流路16は、第１流路デバイス２で分離して回収した特定の粒子を流す流路であるのに対して、第５流路36は校正用の流路となる。第５流路36には、第１流路デバイス２で分離して回収した特定の粒子を含む流体とは異なる、粒子を含まない校正用の流体を流すことができる。その結果、特定の粒子の計測毎に、第２流路16と第５流路36とを順に計測することによって、両者の光強度の差から特定の粒子の数を推測することができ、光センサの劣化の影響を低減することができる。
第５流路36は、一対の第２上下面17に位置した複数の第５開口37を有している。第５開口37は、第５流入口38および第５流出口39を有している。第５流入口38は、校正用の流体を第５流路36に流入させるための開口である。第５流出口39は、校正用の流体を第５流路36から流出させるための開口である。
複数の第５開口37の第５流入口38は、第３開口30と同じ面に位置している。その結果、流体の流入および流出の操作を上側から同じ面で作業することができる。なお、第５流出口39は、第２下面20に配されているとよい。
第２流路デバイス３は、第２流路16、第３流路29、第４流路32および第５流路36とは異なる、第６流路40をさらに有していてもよい。第６流路40は、一対の第２上下面17の少なくとも一方に位置した複数の第６開口41を有している。複数の第６開口41は、第６流入口42および第６流出口43を有している。第６流入口42は、押付流れのための流体が第６流路40に流入するための開口である。第６流出口43は、押付流れのための流体が第６流路40から流出するための開口である。第６流入口42は流体を流入させることができるように位置しており、第６流出口43は第１流路デバイス２の押付流入口15に接続されている。
なお、第３流路29、第４流路32および第５流路36は、第２流路16と同様にして形成することができる。
（第１流路デバイス２と第２流路デバイス３との接続構造）
第１流路デバイス２は、第２流路デバイス３の第２上面19に配されている。ここで、第１流路デバイス２の第１下面11と、第２流路デバイス３の第２上面19との間にシート部材44を介在させてもよい。言い換えれば、計測用流路デバイス１は、第１流路デバイス２と第２流路デバイス３との間に配されたシート部材44を有していてもよい。
シート部材44は、難接着性の材料同士を接合するための中間層としての機能を有している。シート部材44は、例えばシリコーンまたはＰＤＭＳなどの材料で形成されていればよい。シート部材44を有していることによって、接着面の表面のうねりなどを吸収することができる。なお、シート部材44は、複数の貫通孔45を有している。複数の貫通孔45は、複数の第１開口９に対向している。その結果、第１流路デバイス２と第２流路デバイス３との間で、貫通孔45を介して流体が流れることになる。
本開示の第１流路デバイス２と第２流路デバイス３は、シート部材44の下面に塗布された接着剤を介して、接続されている。接着剤は、例えば紫外線で硬化する光硬化性樹脂または熱可塑性樹脂などであればよい。
（粒子分離装置）
次に、本開示の粒子分離装置について説明する。本開示の粒子分離装置は、粒子分離デバイスである第１流路デバイス２と、検体流入口12に検体を流入させるための第１ポンプおよび押付流入口15に流体を流入させるための第２ポンプとを有する。粒子分離デバイスは上述の第１流路デバイス２であり、第１流路デバイス２の検体流入口12に第１ポンプが例えば第１チューブで接続されている。そして、第１ポンプから送られた検体は、第１チューブを通って第１流路デバイス２の検体流入口12へ流入する。また、第１流路デバイス２の押付流入口15に第２ポンプが例えば第２チューブで接続されている。そして、第２ポンプから送られた流体は、第２チューブを通って第１流路デバイス２の押付流入口15へ流入する。それにより、上述のように、主流路５と複数の分岐流路６とによって検体中から特定の粒子、例えば第１粒子Ｐ１を分離して回収することができる。
第１ポンプおよび第２ポンプには、それぞれ流体を送出できるものであれば、既知の種々のポンプを使用することができる。第１ポンプには、粒子を含んだ少量の流体、例えば血液を一定の流速で第１流路デバイス２の検体流入口12へ流入させる機能を有していることが望ましい。また、第２ポンプには、押付流れを発生させるための流体、例えばリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ：Phosphate Buffered Saline）を適切な流量および流速、圧力で第１流路デバイス２の押付流入口15へ流入させる機能を有していることが望ましい。これら第１ポンプおよび第２ポンプには、例えばシリンジポンプを好適に使用することができる。また、電気浸透流ポンプ、蠕動ポンプ、ガスポンプ等の他のポンプを用いることもできる。
第１チューブおよび第２チューブは、使用する流体に応じて既知の種々の材質からなるチューブを用いて構成することができる。検体が血液であり、流体がＰＢＳである場合であれば、例えばシリコーンチューブを好適に用いることができる。なお、これらチューブは必須の部材ではなく、例えば、第１流路デバイス２と第１ポンプおよび第２ポンプとを直接接続するような場合、あるいはアダプタを介して接続するような場合には、これらチューブを有していなくても構わない。
（計測装置）
次に、本開示の粒子分離デバイスを有する計測装置について説明する。
図８および図９に、計測装置47を模式的に示す。図８は、計測装置47を図１と同じ視点で見たときの断面図である。なお、図１と同様の符号のいくつかについては記載を省略している。図９は、計測装置47の全体構成の例をブロック図で模式的に示している。
計測装置47は、計測用流路デバイス１と、光学センサ48とを有している。光学センサ48は、発光素子49と受光素子50とを有している。それにより、計測用流路デバイス１によって、検体から必要な粒子（例えば、第１粒子Ｐ１）を分離することができる。そして、計測用流路デバイス１の第２流路16（第２平面部28）まで流れてきた粒子に対して、光学センサ48の発光素子49から光を照射し、第２流路16（第２平面部28）を通過した光を光学センサ48の受光素子50で受光することによって、粒子を計測することができる。具体的には、第２流路16中を通過する光は、検体中の粒子（第１粒子Ｐ１）によって散乱、反射または吸収され、光の強度が減衰する。その光を受光し、粒子の数が既知である検体と光の減衰量との関係を示した検量線を予め準備しておいて、計測装置47で計測した光の減衰量を検量線に照らし合わせることによって、検体中の粒子を計測することができる。
なお、発光素子49は、例えばＬＥＤ（Light emitting Diode）であればよい。受光素子50は、例えばＰＤ（Photo Diode）であればよい。受光素子50は、例えば、上面に一導電型の領域および他導電型の領域を有して受光素子50のＰＤが形成された半導体基板を有しており、この半導体基板上に積層された複数の半導体層からなる発光素子49を有している。
また、本開示の計測装置47の計測用流路デバイス１は、第２流路デバイス３の第２上面19にミラー部材51を配置している。そして、光学センサ48の発光素子49および受光素子50は、第２流路デバイス３の第２下面20側に位置している。したがって、光学センサ48の受光素子50は、発光素子49から照射され、第２流路16（第２平面部28）を通過し、ミラー部材51で反射した光を受光することができる。ミラー部材51は、例えばアルミニウムまたは金などの材料で形成されていればよい。ミラー部材51は、例えば、蒸着法またはスパッタリング法などによって形成することができ、金属箔などを配置することによっても形成することができる。
計測装置47は、計測用流路デバイス１に接続された、検体を供給する第１供給部52と、押付流れのための流体を供給する第２供給部53と、押出用流体を供給する第３供給部54と、校正用流体を供給する第４供給部55とをさらに有している。第１供給部52は、第４流入口34に接続されている。第２供給部53は、第６流入口42に接続されている。第３供給部54は、第３開口30に接続されている。第４供給部55は、第５流入口38に接続されている。計測装置47は、制御部（図示せず）を有しており、第１供給部52、第２供給部53、第３供給部54、第４供給部55および光学センサ48は制御部によって制御されている。
なお、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
上述した実施形態では、第５流路36の一端に第５流出口39を有している例を説明したが、図10および図11に示したように、第５流路36の一端は、第２流路16に接続されていてもよい。この場合には、第２流路16に第５流路36内の流体を注入することができ、第２流路16内の白血球などの粒子の濃度を希釈することができるという効果を奏する。なお、図10および図11は、図６および図７と同様の視点から見た同様の図であり、詳細な説明は省略する。
上述した実施形態では、計測用流路デバイス１が第５流路36および第６流路40を有している例を説明したが、第５流路36を第６流路40として機能させてもよい。すなわち、第５流路36および第６流路40が１つの流路とされて、第１流路４（押付流入口15）に接続されていてもよい。
上述した実施形態では、シート部材44を介して第１流路デバイス２および第２流路デバイス３を接着した例を説明したが、図12に示したように、第２流路デバイス３は、第２上面19に配された、開口の周囲に位置する凸部46をさらに有していてもよい。そして、凸部46が、シート部材44の複数の貫通孔45に挿入されていてもよい。その結果、第１流路デバイス２と第２流路デバイス３とを凸部46を介して接続することができる。なお、凸部46だけで第１流路デバイス２と第２流路デバイス３との接続を確保することができれば、第１流路デバイス２と凸部46との間に接着剤を設けなくてもよい。また、図12に示した例では、凸部46に第２流路16および第２開口18が配されていて、この凸部46を介して第１流路４と第２流路16とが接続されているが、凸部46は、第２上面19に単なる凸状部分として設けられて、第１流路デバイス２と第２流路デバイス３との位置決めおよび接着に利用されるものであってもよい。なお、図12は、図５と同じ視点から見た断面図であり、詳細な説明は省略する。
また、第１流路デバイス２と第２流路デバイス３とは、接着剤を用いずに直接接続しても構わない。例えば、第１流路デバイス２の第１下面11または第２流路デバイス３の第２上面19の少なくとも一方にシランカップリング剤などを塗布することによって、両者を直接接続することができる。
上述した実施形態では、第１流路４を２つの基板を貼り合わせた基体２ａの内部に形成する例を説明したが、２つの基板の一方としてシート部材44を使用してもよい。すなわち、１つの基板とシート部材44とで第１流路４を形成してもよい。
上述した実施形態では、第１流路デバイス２において、検体流入口12は、第１屈曲部12ａと第１直線部12ｂと第２屈曲部12ｄと第２直線部12ｅとを経て主流路５に接続されている例を説明した。これに対し、図13および図14に示したように、検体流入口12は、円形状の開口を有する柱状の開口部12ｇと、この開口部12ｇに接続された、第１屈曲部12ａに到る直線状の流路である流入直線部12ｈとを有し、この流入直線部12ｈは、幅が開口部12ｇよりも小さく、幅方向の一方の辺が開口部12ｇの開口の接線に沿うように位置していることが好ましい。これによれば、開口部12ｇに供給された流体（検体）が開口部12ｇ内に停滞せずにスムーズに通過し、流入直線部12ｈを通して第１屈曲部12ａに向けて効率よく流入させることができる。なお、図13および図14は、図３および図５と同様の視点から見た同様の図であり、詳細な説明は省略する。
検体流入口12を構成する円柱状の開口部12ｇの大きさは、直径が上述の第１開口９と同じで、例えば１〜３ｍｍとすればよい。開口部12ｇの深さは、第１屈曲部12ａなどと同じく、基体２ａの例えば上面の開口から第１屈曲部12ａの底面までの深さとすればよい。また、流入直線部12ｈにおける幅は、第１屈曲部12ａにおける幅と同じとすれば検体の流入がスムーズになることから、例えば0.5〜2.5ｍｍとすればよい。
また、流入直線部12ｈを、幅方向の一方の辺が開口部12ｇの開口の接線に沿うように位置させる場合には、図13に示したように、第１屈曲部12ａの曲がりの方向にならうようにして、検体が第１屈曲部12ａに流入する際に流れの乱れが生じにくいようにすることが好ましい。
このような第１流路デバイス２を第２流路デバイス３に接続する場合には、図14に示したように、第１流路デバイス２として、基体２ａの開口部12ｇの周囲に配置され、開口部12ｇの開口に対応した貫通孔である中継口45ａを有するシート部材44をさらに有し、中継口45ａの大きさが開口部12ｇの開口よりも大きいものであることが好ましい。これによれば、検体の流入の際の外部からの圧力変動などを緩和することができる。
また、開口部12ｇおよび中継口45ａには、第２流路デバイス３における第４流路32の第４流出口35が接続されるが、その第４流出口35の開口の大きさは、中継口45ａの大きさに対して同じまたはそれよりも小さいことが好ましい。また、第４流出口35の開口の位置は、円形状の中継口45ａの開口に対して、同心となるような配置よりも、偏心していることが、すなわち中継口45ａの開口の中心から、検体流入口12（開口部12ｇ）内において流れ方向からできるだけ遠ざかる位置へずれた所に位置していることが好ましい。これによれば、第４流出口35から中継口45ａを経て開口部12ｇに流入する検体が、検体流入口12の円周に沿って流れやすくなることにより、スムーズに粒子が流れて、検体流入口12における流れ方向と反対側の領域に粒子が滞留する部分ができるのを抑制することができるようになる。
１ 計測用流路デバイス
２ 第１流路デバイス（粒子分離デバイス）
２ａ 基体
３ 第２流路デバイス
４ 第１流路
５ 主流路
６ 分岐流路
８ 一対の第１上下面
10 第１上面
11 第１下面
12 検体流入口
12ａ 第１屈曲部
12ｂ 第１直線部
12ｃ テーパー部
12ｄ 第２屈曲部
12ｅ 第２直線部
12ｆ ピラー部
12ｇ 開口部
12ｈ 流入直線部
15 押付流入口
15ａ 第３直線部
15ｂ 第３屈曲部
15ｃ 第４直線部
15ｄ 第５直線部
15ｅ ピラー部
16 第２流路
44 シート部材
45 貫通孔
45ａ 中継口
47 計測装置
48 光学センサ
49 発光素子
50 受光素子
51 ミラー部材
本開示の粒子分離デバイスは、板状の基体の内部に、上面および下面の少なくとも一方に開口した流入口および流出口を有する直線状の主流路と、該主流路の途中の側面に対して直交する方向に接続された複数の分岐流路とを有し、前記流入口は、前記主流路に向けて分離対象の粒子を含む流体である検体が流入する検体流入口と、前記主流路のうちの前記複数の分岐流路の上流側の反対側の側面に対して該側面に直交する方向に接続された、押付流れを発生させる流体が流入する押付流入口とを含み、前記基体の平面視において、前記検体流入口は、Ｒ形状の第１屈曲部と、第１直線部と、Ｒ形状の第２屈曲部と、第２直線部とを経て前記主流路に接続されており、前記第１屈曲部および前記第１直線部における幅は、前記第２屈曲部および前記第２直線部における幅よりも大きく、かつ前記第２屈曲部および前記第２直線部における幅は、前記主流路における幅よりも大きく、前記押付流入口は、第３直線部と、Ｒ形状の第３屈曲部と、第４直線部と、第５直線部とを経て前記主流路の側面に接続されており、前記第３直線部における幅は、前記第４直線部における幅よりも大きく、かつ該第４直線部における幅は、前記第５直線部における幅よりも大きい。
複数の第１開口９は、少なくとも主流路５に検体が流入する検体流入口12と、回収流路７から第１粒子Ｐ１を回収する検体流出口13と、検体から第１粒子Ｐ１を除いた成分を回収する少なくとも１つの廃棄流出口14とを有している。また、本開示では、第１開口９は、検体を分岐流路６側に押し付ける押付流れのための流体が流入する押付流入口15を有している。なお、本開示では、廃棄流出口14は、主流路５および廃棄流路７′に接続されている。廃棄流出口14から流出する流体は、第２流路デバイス３に形成された貫通孔14′を介して回収される。
図８および図９に、計測装置47を模式的に示す。図８は、計測装置47を図２と同じ視点で見たときの断面図である。なお、図２と同様の符号のいくつかについては記載を省略している。図９は、計測装置47の全体構成の例をブロック図で模式的に示している。
上述した実施形態では、第１流路デバイス２において、検体流入口12は、第１屈曲部12ａと第１直線部12ｂと第２屈曲部12ｄと第２直線部12ｅとを経て主流路５に接続されている例を説明した。これに対し、図13および図14に示したように、検体流入口12は、円形状の開口を有する柱状の開口部12ｇと、この開口部12ｇに接続された、第１屈曲部12ａに到る直線状の流路である流入直線部12ｈとを有し、この流入直線部12ｈは、幅が開口部12ｇよりも小さく、幅方向の一方の辺が開口部12ｇの円形状の開口の接線に沿うように位置していることが好ましい。これによれば、開口部12ｇに供給された流体（検体）が開口部12ｇ内に停滞せずにスムーズに通過し、流入直線部12ｈを通して第１屈曲部12ａに向けて効率よく流入させることができる。なお、図13および図14は、図３および図５と同様の視点から見た同様の図であり、詳細な説明は省略する。
また、流入直線部12ｈを、幅方向の一方の辺が開口部12ｇの円形状の開口の接線に沿うように位置させる場合には、図13に示したように、第１屈曲部12ａの曲がりの方向にならうようにして、検体が第１屈曲部12ａに流入する際に流れの乱れが生じにくいようにすることが好ましい。
このような第１流路デバイス２を第２流路デバイス３に接続する場合には、図14に示したように、第１流路デバイス２として、基体２ａの開口部12ｇの周囲に配置され、開口部12ｇの円形状の開口に対応した貫通孔である中継口45ａを有するシート部材44をさらに有し、中継口45ａの大きさが開口部12ｇの円形状の開口よりも大きいものであることが好ましい。これによれば、検体の流入の際の外部からの圧力変動などを緩和することができる。

Claims (8)

  1. 板状の基体の内部に、上面および下面の少なくとも一方に開口した流入口および流出口を有する直線状の主流路と、該主流路の途中の側面に対して直交する方向に接続された複数の分岐流路とを有し、
    前記流入口は、前記主流路に向けて分離対象の粒子を含む流体である検体が流入する検体流入口と、複数の前記分岐流路の上流側の反対側の側面に対して直交する方向に接続された、押付流れを発生させる流体が流入する押付流入口とを含み、
    前記基体の平面視において、
    前記検体流入口は、Ｒ形状の第１屈曲部と、第１直線部と、Ｒ形状の第２屈曲部と、第２直線部とを経て前記主流路に接続されており、
    前記第１屈曲部および前記第１直線部における幅は、前記第２屈曲部および前記第２直線部における幅よりも大きく、かつ前記第２屈曲部および前記第２直線部における幅は、前記主流路における幅よりも大きく、
    前記押付流入口は、第３直線部と、Ｒ形状の第３屈曲部と、第４直線部と、第５直線部とを経て前記主流路の側面に接続されており、
    前記第３直線部における幅は、前記第４直線部における幅よりも大きく、かつ該第４直線部における幅は、前記第５直線部における幅よりも大きい、粒子分離デバイス。
  2. 前記第１直線部と前記第２屈曲部との間は、幅が次第に狭くなるテーパー部で接続されている、請求項１に記載の粒子分離デバイス。
  3. 前記第３屈曲部は、前記第３直線部から前記第４直線部にかけて幅が次第に狭くなる、請求項１に記載の粒子分離デバイス。
  4. 前記第１直線部および前記第３直線部の少なくとも一方に、底面から天井面までの柱状体が幅方向に複数配置されてなるピラー部が設けられている、請求項１に記載の粒子分離デバイス。
  5. 前記第２直線部の長さは、該第２直線部の幅の３倍以上であり、前記第４直線部の長さは、該第４直線部の幅の３倍以上である、請求項１に記載の粒子分離デバイス。
  6. 前記検体流入口は、円形状の開口を有する柱状の開口部と、該開口部に接続された、前記第１屈曲部に到る直線状の流路である流入直線部とを有し、
    該流入直線部は、幅が前記開口部よりも小さく、幅方向の一方の辺が前記開口部の開口の接線に沿うように位置している、請求項１に記載の粒子分離デバイス。
  7. 前記基体の前記開口部の周囲に配置され、前記開口部の開口に対応した貫通孔である中継口を有するシート部材をさらに有し、前記中継口の大きさが前記開口部の開口よりも小さい、請求項６に記載の粒子分離デバイス。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載の粒子分離デバイスと、
    前記検体流入口に前記検体を流入させるための第１ポンプおよび前記押付流入口に流体を流入させるための第２ポンプと
    を有する、粒子分離装置。
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