WO2004097393A1 - フィルタとそれを備えたバイオセンサ - Google Patents

Abstract

本発明は、血球成分を含む血液試料を濾過するためのフィルタであって、前記血液試料を流すための流路と、前記流路の一端に前記血液試料を導入するための開口部と、前記流路の他端に濾過された前記血液試料を排出するための開口部とを規定し、血球成分の通過を妨げるように配置された複数の構造物を前記流路内に備える本体を含み、前記構造物の各々は、隣接する流路の内壁または隣接する他の構造物との間で血球成分が通過できないようなスリットを形成するように間隔をおいて配置され、前記複数の構造物および前記流路の内壁は、血球成分を収容するための血球溜として機能するキャビティを少なくとも１つ前記流路内に規定する、フィルタに関する。

Description

明細 フ ィ ルタ とそれを備えたバイ オセ ンサ 技術分野

本発明は、 化学、 生化学、 医学な ど の分野にお ける 臨床 試験、 特にポイ ン ト ォブケア検査、 ま たは家庭な どで使用 する 、 血液成分を分離する ため の フ ィ ルタお よびそのよ う な フ ィ ル夕 を備えたバイ オセ ンサに関する 。 背景技術

血液中の成分を測定する 生化学検査は各種の診断、 観察 に広 く 利用 さ れ、 臨床検査 と して重要な検査法 とな っ て い る。 各種の生化学検査装置が開発され多数の検体や多数の 検査項 目 が分析さ れてい る 。 こ のよ う な検査において、 血 液中 の特定の成分、 特に血球成分は、 測定値 に高いバ ッ ク グラ ン ド を生 じ る か、 ま たは測定装置の性能を妨害する た め、 サ ンプル中の血球成分の除去が望まれる 。 ま た、 検査 装置は、 多 く の場合、 少量のサ ンプル量での測定が可能で あ る こ とが望ま し い。

血球成分の 除去は、 し ば し ば、 一般的な フ ィ ル夕 材 を 使用 し て行われ る 。 例 え ば、 電気化学セ ンサ の血液試料 導入路 に一般的な フ ィ ルタ 材 （例 え ば、 グ ラ ス フ ァ イ バ 一、 セ ル ロ ー ス な ど の親水性繊維で構成 さ れ る 不織布、 ま た はパルプ、 濾紙な ど） を 組み入れた 、 フ ィ ルタ ー体 型セ ンサチ ッ プに 関す る 技術があ る （例 え ば、 米国特許 公開第 2 0 0 2 0 1 4 8 7 2 6 号公報を参照）。 しか しなが ら、 こ のよ う な一般的な フ ィ ルタ材を使用 し た フ ィ ル夕では、 相当量の血漿成分がフ ィ ル夕材に吸収さ れて し ま う ために、 濾過後に残るサ ン プルの量がかな り 減 少 して し ま う 。 そのため、 濾過後に十分な量のサ ンプルを 得る には、 多量の血液が必要で あ る 。

こ の よ う な フ ィ ル夕材の問題 に対処するべ く 、 少量の血 液で血球成分の除去を行 う 装置が開発 さ れてい る 例え ば 、 米国特許第 6 ， 3 1 9 ， 7 1 9 号明細書に開示さ れる 血 球成分分離構造物では、 毛管現象によ り サ ン プルを経路内 に導入 し、 経路内部に配置 し た多数の欠けた 月 ま たは弾丸 の形を した障害物を利用 して血球成分を分離 している 。

しか しなが ら、 こ のよ う な毛管現象 と経路内部の障害物 と を利用 した血球成分分離構造物で も 、 必要な血液量に関 しては、 未だ改善の余地があ る 。 現在、 チ ッ プ夕 イ ブの血 糖セ ンサに使用 さ れるサ ンプル容量は約 0 . 3 〜 4 1 で あ る が、 上記米国特許第 6 ， 3 1 9 , 7 1 9 号の血球成分 分離構造物は、 血液の濾過を行 う ため に、 2 0 〜 5 0 μ 1 のサ ンプル容量を必要とする 。 したがつ て、 血球を分離せ ずに血糖セ ンサでの検査を行 う 場合に比ベて、 未だに多量 のサ ンプルが必要 と さ れる 。

また、 血糖セ ンサの代表的な大き さ が幅 6 m m 、 長さ 1

0 m mであ る が、 上記米国特許第 6 ， 3 1 9 , 7 1 9 号の 血球成分分離構造物では、 血球移動遅延の効果で血球濾過 を xつ ている ため、 流路長を長 く と る必要があ り 、 流路で あ る毛管経路の幅力 2 〜 5 m m、 長さ が 7 0 m m程度必要 となる 。 その ためデバイ ス のサイ ズが大き く 、 チ ッ プタ イ プの血糖セ ンサ と一体化 して使用する こ とが困難であ る と い う 問題があ る 。

さ ら に、 血液中 に含まれる赤血球の割合は、 5 割近 く に もなる が、 こ の よ う に分離すべき成分が全体の 5 割近 く を も 占め る とい う 血液の性質は、 血液中 の血球成分の分離に おいて、 フ ィ ル夕 が目詰ま り を起 こ しやすい と い う 特有の 課題を提示する 。 発明の開示

本発明は、 こ の よ う な従来の課題を解決する も のであ り 、 必要 と さ れるサ ンプル量が極力少な く 、 チ ッ プタイ プの バイ オセ ンサに適用 し得る程度 に小さ なサイ ズの血液成分 分離用 フ ィ ル夕、 およびその よ う な フ ィ ル夕 と一体化 し た バイ オセ ンサを提供する こ と を 目 的 とする 。 さ ら に、 血球 成分に よ る フ ィ ルタ の 目詰ま り を効果的に防止する フ ィ ル 夕およ びその よ う な フ ィ ルタ と一体化 したバイ オセ ンサ を 提供する こ と を 目 的 とする。

上記 目 的を達成する ため に、 本発明は、 血球成分を含む 血液試料を濾過する ための フ ィ ルタ を提供 し、 こ の フ ィ ル 夕 は、

上記血液試料を流すための流路 と 、

上記流路の一端に上記血液試料を導入する ための開 口 部 と、

上記流路の他端に濾過さ れた上記血液試料を排出する た めの開 口部と を備え、 上記流路内 には血球成分の通過を妨 げる よ う に複数の構造物が配置さ れて い る。 さ ら に、 上記 構造物の各々 は、 隣接する流路の内壁または隣接する他の 構造物 と の間で血球成分が通過できな いよ う なス リ ッ ト を 形成する よ う に間隔をおいて配置さ れ、 上記複数の構造物 および上記流路の 内壁は、 血球成分を収容する ための血球 溜 と して機能する キ ヤ ピティ を少な く と も 1 つ上記流路内 に規定する。

本発明の フ ィ ルタ の好ま し い実施形態では、 上記キヤ ビ ティ が、 少な く と も 2 つ上記流路内に規定さ れている。

本発明のフ ィ ル夕 の好ま しい実施形態では、 上記キ ヤ ビ ティ の奥行き は、 上記キ ヤ ビティ の開 口部の幅よ り も大き い

本発明の フ ィ ルタ の好ま し い実施形態では、 上記キヤ ビ ティ の開 口部の幅は、 約 2 m〜約 1 0 mの範囲であ る 本発明の フ ィ ルタ の好ま し い実施形態では、 上記キヤ ビ ティ の形状は、 ほぼ直方体であ る。

本発明の フ ィ ル夕 の好ま し い実施形態では、 上記ス リ ツ ト の幅は、 約 0 . 1 x m〜約 の範囲であ る。

本発明の フ ィ ル夕 の好ま し い実施形態では、 上記流路は 、 基板と 、 ス ぺ一サ と、 当該ス ぺーサ を介して当該基板に 張 り 合わ さ れる カ バー と か ら 形成さ れる。

本発明の フ ィ ルタ の好ま し い実施形態では、 上記構造物 は、 柱状の形状を有する。

本発明の フ ィ ル夕 の さ ら に好 ま し い実施形態では、 上記 構造物は、 円柱状の形状を有する 。 本発明の フ ィ ルタ の好ま し い実施形態では、 上記血液試 料は、 毛管作用 に よ り 上記流路内 に導入さ れる。

本発明の フ ィ ル夕 の好ま し い実施形態では 、 上記構造物 お よび上記流路の内壁は、 シ リ コ ー ン樹脂、 テフ ロ ン、 も し く はエポキシ樹脂で構成さ れている か、 ま たは これ ら の いずれかで表面が被覆さ れてい る 。

本発明は、 さ ら に別の局面において、 血球成分を含む血 液試料を濾過する ため の フ ィ ルタ領域を備えたノ ィ ォセ ン サを提供する 。 こ のバイ オセ ンサは、

基板 と、

上記基板に支持 された測定系 と、

上記測定系 またはその近傍の上記基板上に支持さ れた酸 化還元酵素を含む試薬系 と、

上記基板と組み合わ さ れる カ バーであ っ て 、 それによ り 上記基板との間に、 上記血液試料か ら 血球成分を除去する ための フ ィ ルタ領域 と、 上記測定系および上記試薬系 を収 容する 反応領域と 、 上記 フ ィ ル夕領域 と連結 し上記反応領 域に試料を導入する ための試料導入路 と を規定する 、 カ バ 一 と を含み、

上記 フ ィ ルタ領域は、

上記血液試料を流すための流路 と、

上記流路の一端に上記血液試料を導入する ための開 口部 と、

上記流路の他端に濾過さ れた上記血液試料を排出する た めの開 口部であ っ て、 上記試料導入路と連結 した開 口部 と 上記流路内に血球成分の通過 を妨げる よ う に配置さ れた 複数の構造物 と に よ っ て規定さ れ、

上記構造物の各々 は、 隣接する流路の内壁ま たは隣接す る他の構造物 と の間で血球成分が通過できない よ う なス リ ッ 卜 を形成する よ う に間隔をお いて配置され、

上記複数の構造物および上記流路の 内壁は、 血球成分を 収容する ための血球溜 と して機能する キ ヤ ビテ ィ を少な く と も 1 つ上記流路内に規定する 。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上記測 定系に、 少な く と も一対の電極を含む電極系を含む。

本発明のバイ オセ ンサめ好ま し い実施形態では、 上記キ ャ ビティ が少な く と も 2 つ上記流路内 に規定さ れてい る 。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上記キ ャ ビテ ィ の奥行き は、 上記キ ヤ ビティ の開 口部の幅よ り も 大きい。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上記キ ャ ビティ の開 口部の幅は、 約 2 m〜約 1 0 / mの範囲で あ る 。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上記キ ャ ビテ ィ の形状は、 ほぼ直方体であ る 。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上記ス リ ッ ト の幅は、 約 0 . 〜約 2 ΠΙの範囲であ る。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上記流 路は、 基板 と、 スぺ一ザ と、 当該スぺ一サを介して当該基 板に張 り 合わ さ れるカバー と か ら 形成 さ れる 。

本発明のバイ オセ ンサの好 ま し い実施形態では、 上記構 造物は、 柱状の形状を有する 。

本発明のバイ オセ ンサのさ ら に好ま し い実施形態では、 上記構造物は、 円柱状の形状を有する 。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上記血 液試料は、 毛管作用 によ り 上記流路内 に導入される 。

本発明のバイ オセ ンサの好ま し い実施形態では、 上 3構 造物お よび上記流路の内壁は、 シ リ コ ー ン樹脂 フ ロ ン 、 も し く はエポキシ樹脂で構成されて い るか、 ま たは こ れ ら のいずれかで表面が被覆さ れてい る 。

本明細書中で使用 さ れる 「血球」 ま たは 「血球成分」 と い う 用語は、 当該分野で認識さ れてい る通常の意味で使用 さ れ、 血液中 の赤血球、 白血球、 および血小板を意味する 。 しか しなが ら 、 検査目 的やデバイ ス設計における諸々 の 状況等に応 じ て、 測定結果の正確性に対 して特に影響を及 ぼし得る も の と して、 主に、 赤血球のみ、 も し く は白血球 のみ、 ま たは赤血球および白血球のみを 「血球」 または 「 血球成分」 と して考慮する場合 も あ り 得る。

本明細書中で使用 さ れる 「血漿」 または 「血漿成分」 と い う 用語は、 当該分野で認識さ れてい る通常の意味で使用 され、 血液中の血球成分を除いた成分 （主に液状成分を構 成する血清お よびフ イ ブ リ ノ 一ゲン） の こ と を意味する 。 なお、 「血球」 と し て血小板 を特 に考慮 し な い場合 に は、 血小板 を血漿 ま たは血漿成分に含め る （「血球」 の他の成 分につ いて も 同様）。

本発明 によ り 、 微量サ ンプル量で、 小さ な形状で 、 短時 間で血球と血漿を分離する事が可能な フ ィ ルタ とそれを用 いたバィ ォセ ンサが提供さ れる 。

また、 本発明の フ ィ ル夕 の一実施形態では、 毛管作用 に よ り 血液サ ンプルを流路内に導入する こ と もでき、 その場 合、 従来の フ ィ ル夕材を使用 した も の のよ う に、 サンプル 液を流すため に シ リ ンジな どで圧力 をか ける必要 も ない。

また、 従来の フ イ リレタ材を使用 し た場合、 繊維な どに よ つ てでき る孔の大き さ は正確に決定できな い （平均値 と し て しか把握できな い） が、 本発明の フ ィ ルタ では、 ス リ ツ ト の大き さ が正確に決定し得る ため、 ス リ ッ ト 幅を適切 に 調節する こ と に よ っ て、 異な るサイ ズの分子の 中か ら所望 のサイ ズの も の を比較的容易 に選別する こ とが可能であ る また、 本発明の フ ィ ルタおよびその よ .う な フ ィ ルタ を組 み込んだバイ オセ ンサは、 半導体加工技術を利用 して作製 する こ と によ り 、 大量の均質な装置を ま とめて作製する こ とができ る。

典型的に は、 本発明によ り 、 幅 5 m m、 長さ 9 m m、 高 さ 2 . 5 m m程度の極小の フ ィ ルタ組込型バイ オセ ンサが 提供さ れ、 こ のバイ オセ ンサに よ り 、 3 0 n L 程度の極微 量の血液を血漿 と血球と に分離 し、 血漿中の グルコ ース濃 度な ど を測定する こ とが可能 と なる。 しか し なが ら 、 本発 明の技術的範囲は、 こ の よ う な実施形態に限定されない。 図面の簡単な説明

図 1 A は、 本発明の一実施形態に係る 、 血液中 の血球 と 血漿と を分離する血液成分分離フ ィ ル夕 1 の模式的な上面 図であ り 、 図 I B は、 その斜視図であ る 。

図 2 Aは、 本発明の一実施形態に係る 血液成分分離フ ィ ルタ 1 を図 1 B 中 に示 した切断線に沿っ て切断 した断面の -斜視図であ り 、 図 2 B は、 図 2 A に示す フ ィ ルタ 1 の流路 内部の拡大上面図であ る。

図 3 A、 図 3 B 、 および図 3 C は、 柱状構造物 1 9 およ びそれ ら の配置のバ リ エー シ ョ ン を示す模式図であ る。

図 4 Aは、 採取 し た血液か ら 血球を分離する ための フ ィ ル夕 と、 血糖値の よ う な検査項 目 の分析のため のバイ オセ ンサ とが一体化 した本発明のバイ オセ ンサ 2 の構成を示す 模式的な上面図であ り 、 図 4 B はその斜視図であ る 。

図 5 Aは、 本発明の フ ィ ルタ 1 によ り 血液を濾過 し た と き の試料導入前の状態を示す図であ り 、 図 5 B は、 試料導 入後の状態を示す図であ る 。

図 6 は、 本発明のバイ オセ ンサ 2 に よ る グルコ ース の応 答値変化を示す図であ る。

図 7 は、 本発明のバイ オセ ンサ 2 によ る コ レステ ロール の応答値変化を示す図である。 発明を実施する ため の最良の形態 図 1 は、 本発明の一実施形態に係る 、 血液中 の血球と血 漿 と を分離する血液成分分離フ ィ ル夕 1 の模式的な上面図 (図 1 A ) および斜視図 (図 1 B ) であ る 。

図 1 Aおよび図 1 B を参照 して、 本発明の血液成分分離 フ ィ ル夕 1 は、 基板 1 1 とカバー 1 2 と を含む。 基板 1 1 上には流路用 の溝が予め形成さ れてお り 、 カ バー 1 2 が張 り 合わ さ れる こ と に よ っ て、 流路 1 8 と、 流路 1 8 の両端 の試料導入口 1 4 および試料排出 口 1 5 とが規定さ れる 。 フ ィ ルタ 1 はさ ら に、 流路 1 8 上に血球を塞き止める ため の複数の構造物 1 9 を備える。

こ の実施形態では、 微細な構造物 1 9 がフ ィ ルタ流路 1 8 内 に複数並べ ら れてい る 。 構造物 1 9 の形状は、 好ま し く は柱状であ り 、 最 も好ま し く は円柱状であ る。 こ れ ら の 構造物 1 9 は、 血球を通過させないよ う に、 互い に適切な 間隔をおいて流路 1 9 内 に配置さ れる 。 典型的には、 こ の よ う な柱状構造物 1 9 は、 基板 1 1 を反応性イ オ ンエ ッ チ ングな どの半導体加工技術によ り 加工する こ と に よ っ て作 製する こ とができ る。 こ のよ う に構成さ れた フ ィ ル夕 1 に 血液サ ンプルを通す こ と によ り 、 血液中の血漿 と血球と を 分離する こ とができる 。 なお、 上記の例では、 基板 1 1 を エ ッ チ ングによ り 彫 り 込む こ と によ っ て流路 1 8 および構 造物 1 9 を形成したが、 構造物 1 9 の みをエ ッ チングに よ り 作製 した基板 1 1 の両脇にス ぺーサ を配置 し、 その上に カ バ一 1 2 を張 り 合わせる こ と によ っ て流路 1 8 を形成し て も よ い。

図 1 に示すよ う に、 フ ィ ル夕 1 にお いて、 流路 1 8 上の 柱状構造物 1 9 が形成さ れた部分であ る フ ィ ル夕領域 1 1 0 をはさ んで両側 （試料導入 口側およ び試料排出 口側） に それぞれ、 血球を含む血液用 の液溜 1 6 および血漿用 の液 溜 1 7 が規定さ れる。

本発明の血液成分分離 フ ィ ル夕 1 の好適な実施形態では 、 へマ ト ク リ ツ ト 値が 4 0 力 ら 6 0 で ある血液を試料 と し て用 い、 その試料を毛管現象に よ り 試料導入 口 1 4 か ら 流 路 1 8 内へ導入する 。 なお、 へマ ト ク リ ッ ト 値 と は、 血球 が血液のなかで 占める容積の割合を示 し、 通常は赤血球の 容積の割合を示す。 導入さ れた血液成分の う ち 、 血球は多 数形成させた柱状構造物 1 9 で塞き止め ら れ、 残 り の血漿 が試料排出 口 1 5 側の血漿用 の液溜 1 7 へ と通過する 。 こ のよ う に して、 シ リ ンジポ ン プな ど を使用せずに、 簡単に 血液中の血球を血漿成分か ら 分離する こ とができ る 。 なお 、 血液導入時、 及び導入後の血球は溶血さ れていない。

図 2 Aは、 本発明の一実施形態に係る血液成分分離フ ィ ル夕 1 を図 1 B 中 に示 し た切断線に沿っ て切断 した断面の 斜視図であ る 。 但 し、 図 2 Aでは、 見やすさ のため に、 力 バー 1 2 を基板 1 1 か ら離 して示 し、 さ ら に柱状構造物 1 9 の数や配置は簡略化 してい る 。 図中 の矢印は試料が進入 する方向を示す。

図 2 B は、 図 2 A に示すフ ィ ルタ 1 の流路内部の拡大上 面図である。 矢印は試料が進入する方向を示す。 図 2 B に 示すよ う に、 1 つ の柱状構造物 1 9 は、 隣 り 合 う 他の柱状 構造物 との間でス リ ッ ト 1 0 1 、 およ び流路 1 8 の内壁 と の間でス リ ツ 卜 1 0 3 を規定する 。

構造物 1 9 は、 血漿成分のみ通過さ せ、 血球を通過さ せ ないため に、 ス リ ッ ト 1 0 1 お よびス リ ッ ト 1 0 3 が最適 な幅になる よ う に、 流路 1 8 内 に配置される 。 構造物 1 9 はさ ら に、 図示さ れる よ う に、 流路 1 8 の内壁 と と も に血 球を収容する ため の血球溜 と して機能する キ ヤ ビティ 1 0 4 を流路 1 8 内に形成する よ う に、 折 り 返し部分を有 して 流路 1 8 内 に配置さ れる。 以下、 れ ら の構成につ いて、 さ ら に詳 し く 説明する。

以下の説明では、 1 つ の柱状構造物 と隣 り 合 う 他の柱状 構造物 と の間で規定さ れるス リ ッ ト 1 0 1 の幅を と し 、 柱状構造物 1 9 と隣接する 流路 1 8 の 内壁と の間で規定 さ れる ス リ ッ ト 1 0 3 の幅を、 τ と定義する 。 また、 柱状 構造物 1 9 と流路 1 8 の内壁か ら形成さ れる キ ャ ビティ 1 0 4 の入 口 1 0 2 の幅を、 β と定義する 。

まず、 幅 α は、 本発明の フ ィ レタ 1 に、 血球を塞き止 め るが血漿成分は通過させる フ ィ ル夕 と しての機能を付与 させる よ う に設定さ れる。 赤血球は扁平なディ ス ク 形状 を 有 してお り 、 その平均的な厚さ は約 2 m、 そ して直径が 約 8 程度であ る。 また、 白血球は、 直径が約 6 〜約 2

5 m の不定形の球状分子であ る 。 したがっ て、 血球を塞 き止め、 血漿が流れやす く する には、 約 2 m以下にする こ と が好ま し い。 また、 を糸勺 0 . 1 mよ り 小 さ く す る と、 液体の表面張力な どの作用 によ り 、 血漿成分でさ え もス リ ッ ト 1 0 2 を通過し に く く なつ て し ま う ため、 3. 約 0 . 1 m以上 とする こ と が好ま し い。 これ ら を実際に 試験 した結果を、 表 1 に示す。

(表 1 )

数値の単位： m

シンボルの説明 ： O 血球 の塞き止 めを確認 。 X ：血球 の塞き止 めを確 認できず。 厶：血球 および液成分の両方が塞き止められる。

なお、 キヤピティ 1 0 4の入 口 の幅 j8を 1 0 i m、 キヤビティ 1 0 4の入 口 の高 さを 、柱状構造物 の断面を 2 i m X 2 mの正 方形 とした。 α につ いての こ れ ら の最適値は、 柱状構造物 1 9 と流路 1 8 内壁と の間の幅 r につ いて も 同様に当てはま る 。 柱状 構造物間のス リ ッ ト 1 0 1 の幅 α お よび柱状構造物 と流路 の内壁と の間のス リ ツ ト 1 0 3 の幅 ァ を、 上記の よ う に設 定する こ と によ り 、 血漿は通過する が血球は通過さ ない、 血球分離フ ィ ル夕 が作製さ れ得る。

しか しな力 ら 、 上記のよ う にス リ ツ 卜 の幅を設定 した と して も、 ス リ ッ ト 1 0 1 およびス リ ッ ト 1 0 3 には、 血液 サ ンプルを流すにつれて血球が進入 し 「 目詰ま り 」 が発生 する 。 目 詰ま り が発生する と、 血漿でさ え フ ィ ルタ を通過 し得な く なる ため、 血漿の分離効率が低下する 。 本発明の フ ィ ル夕 1 では、 こ の現象を緩和する ため に、 柱状構造物 の配置を、 図 1 および図 2 に示すよ う に流路内の限 ら れた スペース 内で折 り 返し構造 と した。

柱状構造物 1 9 を、 流路 1 8 内で折 り 返 し に配置する こ と によ り 、 柱状構造物 1 9 を流路 1 8 内で直線的に並べた 場合に比べて、 血漿成分が通過する ス リ ッ ト の数を増加さ せる こ とができ る 。 さ ら に、 流路 1 8 内壁 と柱状構造物 1 9 の配列 と に よ っ て、 流路 1 8 内 にキ ヤ ビティ 1 0 4 が形 成さ れ、 こ のキ ヤ ピティ 1 0 4 が、 血球を収容する血球溜 の役割を果た し、 試料導入 口側の液溜め 1 6 に血球が蓄積 する こ と を緩和する こ とができ る 。 結果と して、 ス リ ッ ト の 目詰ま り を抑制 し、 濾過効率を増大させ得る。

こ の よ う に して、 短時間でよ り 多 く の血漿成分がス リ ッ ト を通過する こ と ができ、 デバイ スサイ ズを大き く する こ とな く 、 効率的に血液成分の分離を行 う こ と ができ る。

構造物 1 9 の折 り 返 し構造と流路 1 8 の内壁と によっ て でき る キ ヤ ピティ 1 0 4 の入 口 1 0 2 の幅 （3 は、 赤血球の 厚さ が約 2 mで ある こ と を考える と 、 約 2 m以上に設 定する こ とが好ま し い。 幅 /3 が小さすぎる と 、 赤血球が入 口 1 0 2 を通過し得な く なっ て し ま う 。 なお、 赤血球の厚 さ は、 性差や個人差があ るため、 最適な i3 の最小値は、 目 的に応 じて変化 し得る 。

' ま た、 幅 を大き く すればする程、 キ ヤ ビティ 内部に留 ま る液成分の割合が大き く な る ため液成分の 回収率を低下 させて し ま う こ と か ら 、 幅 は大きすぎな い方が効率的で あ る 。 最適な ]3 の最大値は、 目 的に応 じて当業者が適宜決 定 し得る が、 血球がキ ヤ ビティ 1 0 4 内 に一列に並ぶよ う な状態が最も 良好な血球分離効率を与え る ため （デ一夕示 さ ず）、 幅 は、 赤血球の直径 と ほぼ同 じ大き さ で あ る 1 0 μ m程度ま たはそれ以下であ る こ とが好ま し レ 。 幅 /3 の 最大値は、 約 8 / m以下であ る こ とが最 も好ま し い

し たがっ て、 ]3 は、 約 2 ΠΙ以上約 1 0 m以下であ る こ と が好ま し く 、 約 2 以上約 8 以下であ る こ と が 最も好ま し い。 し か しなが ら 、 最適な ]3 の最大値は、 目 的 に応 じて 当業者が適宜決定 し得る。

キ ヤ ピティ 1 0 4 の深 さ ( または奥行き） は大き いほ ど 、 血漿の濾過効率は良いが、 キ ヤ ビティ 1 0 4 の大きさ は 、 フ ィ ルタ 1 本体または流路 1 8 の大き さ に よ っ て必然的 に限定さ れる ため、 所望の フ ィ ルタ のサイ ズに応 じて、 適 宜最適な奥行き を決定する。 典型的に は、 例えば、 1 0 m m程度の長さ のチ ッ プ ( フ ィ ル夕本体） に対 して、 2 m m 程度の深さ のキヤ ビティ を作製する こ とが可能であ る が、 これに限定さ れない。

キ ヤ ピティ 1 0 4 の形状は、 典型的には、 図 1 または図 2 に示 される よ う なほぼ直方体の形状である が、 これに限 定さ れない。 図 3 は、 柱状構造物 1 9 およびそれ ら の配置 のパ リ エーシ ョ ン を示す模式図である。 図 3 A〜図 3 C は 、 それぞれキ ヤ ビティ 1 0 4 部分を上か ら見た も のであ る 。 図 3 中 の矢印は、 サ ン プル液の流れる方向 を示す。

図 3 Aは、 図 1 および図 2 に示すも の と同様の ほ ぼ直方 体の形状を し たキ ヤ ビテ ィ を示すが、 各柱状構造物の断面 が円形である （各構造物が円柱状であ る） 点で、 図 1 お よ び図 2 に示すも の と は異な る 。

図 3 B およ び図 3 C は、 図 3 A と 同様に円柱状の構造物 1 9 を折 り 返 し に配匱 し た も のである が、 配置の形状が図 3 Aの も の と は異なる。 図 3 B に示すよ う にキ ヤ ビティ の 入 口 を オープン形状にする と 、 血球がキ ヤ ビティ 内 に入 り 込みやす く 、 また入口 付近での血球の滞留を 防止する こ と に役立つ。 図 3 C は、 キ ヤ ビテ ィ の入 口 の形状は、 図 1 、 図 2 、 お よび図 3 Aに示すも の と 同様である が、 キ ヤ ビテ ィ の底部が円形になっ てい る 点で異なる 。

こ の よ う にキ ヤ ビテ ィ の形状 と しては、 様々 な も のが可 能であ り 、 こ こ に例示 し た も の に限定されな い。 濾過効率は、 流路 1 8 の限 ら れた空間内で構造物 1 9 の 配列の折 り 返し 回数を多 く する こ と に よ り 、 さ ら に向上さ せる こ とができ る。 典型的には、 流路幅を 1 . 5 m m とす る と、 幅 1 0 mの ほほ直方体のキ ヤ ビテ ィ を 1 0 a m m 隔で 7 5 0 回繰 り 返し た配置を とる こ とができ る が、 こ れ よ り 多 く 繰 り 返して ち い し、 少な く て も よい。

また 、 幅 Q! 、 /3 および ァ は、 被験者の血球のサイ ズに よ つ て も変化 させて も よ い。 例え ば、 通常、 男性 と女性 と で は、 赤血球のサイ ズが異なる （女性の赤血球の ほ う がよ り 小さ い ) ため、 女性の血液サ ン プルを使用する場合には、 上記の代表的な値よ り 小 さ い も の を使用する こ と もでき る 本発明の フ ィ ルタ を用 いる濾過に必要なサンプル量は、 流路の深さ 、 構造物の配置な ど に依存 して変化 し得る た め 、 当業者はフ ィ ル夕 の大き さ な どに よ り 適宜最適な量を決 定 し得る 。 本発明の フ ィ ル夕 では、 従来技術にみ られた よ う な フ ィ ルタ材に よ る 吸収はな い。 ま た、 本発明の フ ィ ル 夕でば、 血球移動遅延の効果で濾過を行っ てい る のではな い こ とか ら 、 フ ィ ル夕 のサイ ズを小さ く する こ と ができ る 。 し たがっ て、 サ ンプル量を従来よ り も少量にする こ と が 可能であ る 。

本発明の フ ィ ル夕 の濾過効率は、 柱状構造物の配置、 キ ャ ビティ の形状、 キヤ ピティ 内部の容積な ど に依存する た め、 こ れ ら を適宜最適化する こ とが必要であ る

柱状構造物は断面形状が四角や丸等、 どのよ う な形状で あ っ て も構わない。 しか しなが ら 、 赤血球膜の破壊 （溶血 ) をでき る だけ防止する ため には、 柱状構造物は滑 ら かな 表面を有する （例えば、 断面が円形で あ る） こ とが好ま し い。

柱状構造物および流路の内壁は、 シ リ コ ー ン樹脂、 テ フ ロ ン、 エポキ シ樹脂な どの、 血液が凝固 し に く い材料で構 成さ れる か、 またはその よ う な材料で表面が被覆さ れて い る こ とが好ま し い。 ある いは、 血液の凝固 を促進する C a の含有量が少な い、 S i 〇 ₂ な どの純度の高 いガラ ス 層 を 用 いて作製さ れ得る。

流路 1 8 内部またはキヤ ビテ ィ 1 0 4 内部の高さ （ま た は、 厚さ） は、 任意であ り 得る が、 現在の製造技術の レべ ルを考慮する と、 l O O ^ m程度以下であ る こ とが現実的 であ る 。 しか しなが ら 、 技術水準の変化に応 じて、 それ以 上の厚さ （高 さ） も あ り 得る 。

また、 本発明の フ ィ ルタ は、 半導体加工技術で基板上に 作製した も の に限定されず、 例えば、 プラス チ ッ ク 成型技 術な どで も 同様に作製 し得る 。

本発明はまた、 上記の よ う な フ ィ ルタ を備えたバイ オセ ンサを提供する 。

図 4 は、 採取 し た血液か ら 血球を分離する ための フ ィ ル 夕 と、 血糖値の よ う な検査項 目 の分析のため のバイ オセ ン サ とが一体化 した本発明のバイ オセ ンサ 2 の構成を示す。 図 4 Aは、 バイ オセ ンサ 2 の模式的な上面図であ り 、 図 4 B は、 その斜視図であ る。

図 4 Aおよ び図 4 B を参照 して、 本発明の フ ィ ルタ一体 型バイ オセ ンサ 2 は、 基板 2 1 と、 基板 2 1 に重ね合わ さ れたカバ一 2 2 と 、 基板 2 1 と カノ、一 2 2 と によ っ て規定 さ れる流路 2 8 と を備えてい る 。 バイ オセ ンサ 2 はさ ら に 、 上記流路 2 8 の一端に形成さ れた試料を導入する ため の 試料導入 口 2 4 と 、 他端に形成さ れた流路か ら 空気を逃が すための空気逃が し 口 2 5 と を備え る 。

バイ オセ ンサ 2 はさ ら に、 流路 2 8 上に形成さ れた、 複 数の柱状構造物 2 9 を備える フ ィ ル夕領域 2 1 0 と 、 その フ ィ ル夕領域 2 1 0 の上流に血球成分を含む血液サ ンプル が滞留する ための液溜 2 6 と、 その フ ィ ル夕領域 2 1 0 の 下流に作用極 2 0 5 、 対極 2 0 6 、 および反応領域 2 1 1 に試料が到達 した こ と を検出する ための液導入検知電極 2 1 2 を収容し た反応領域 2 1 1 と を備え、 さ ら に上記フ ィ ル夕領域 2 1 0 と上記反応領域 2 1 1 と の間 に、 それ ら を 連結する 試料導入路 2 7 と を備える 。 作用極 2 0 5 上に は 、 酵素 （例え ば、 グルコ ース ォキシダーゼ ) およびメ ディ エータ （例え ば、 シア ン化鉄イ オンのよ う な金属錯体） を 含む試薬 2 0 7 が配置さ れてい る。 上記流路 2 8 および柱 状構造物 2 9 は、 反応性イ オ ンエッ チ ングの よ う な半導体 加工技術を用 い る こ と によ り 、 基板 2 1 上に形成し得る 。

バイ オセ ンサ 2 はさ ら に、 作用極 2 0 5 と一体的に連結 した リ ー ド 2 0 8 、 対極 2 0 6 と一体的に連結 した リ 一 ド 2 0 9 、 およ び液導入検知電極 2 1 2 と一体的に連結 した リ ー ド 2 1 3 を備える。 これ ら の電極 （ 2 0 5 ， 2 0 6 , 2 1 2 ) および リ ー ド （ 2 0 8 ， 2 0 9 ， 2 1 3 ) は、 力 バー 2 2 の基板 2 1 と対向する面上に 、 ス ッ 夕蒸着な ど の方法によ り 形成さ れ得る 。 こ の よ う に構成さ れた本発明の フ ィ ルター体型バイ オセ ンサ 2 は、 フ ィ ル夕 を備えていない従来のバィ ォセ ンサ と 同様のサイ ズにする こ と が可能であ り 、 微量サ ン プル量で 、 正確に、 短時間 に、 血糖値な どの分析が可能であ る。

以下、 実施例を用 いて、 本発明をよ り 具体的に説明する が、 本発明の範囲は、 こ れ ら の実施例に限定さ れない。

(実施例 1 )

• 作製 した フ ィ ル夕 を用 いた血液成分の分

本発明に基づく フ ィ ルタ を シ リ コ ン基板上に作製し、 血 液成分の分離を観察した。 以下、 図 1 および図 2 を参照 し て説明する 。

5 mm X 9 m m X 0 . 5 mmの大き さ の シ リ コ ン基板 1 1 を用 いて、 反応性イ オ ンエ ッ チングによ り 、 流路 1 8 、 および複数の柱状構造物 1 9 を上記基板 1 1 の ほぼ中央に 複数の折 り 返し部分を有する よ う に構築した。 さ ら に、 柱 状構造物 1 9 およびシ リ コ ン基板 1 1 の表面に、 熱酸化に よ り 酸化被膜 （図示せず） を形成 した。 こ の基板 1 1 上に 、 シ リ コ ー ン樹脂製の力 パー 1 2 を密着して張 り 合わせる こ と に よ り 、 本発明の フ ィ ルタ 1 を作製した

こ の よ う に して作製 し た フ ィ ルタ 1 は、 流路 1 8 の幅 1 . 5 mm、 咼 さ 3 0 /i m、 長さ 9 mmを有していた。 ま た 、 多数の柱状構造物 1 9 の折 り 返 し と流路 1 8 内壁 と に よ つ てでき る キ ヤ ビティ 1 0 4 は、 ほぼ直方体の形状であ り 、 その深さ (奥行き） は 2 m m , キヤ ビティ 入 口 の幅 ]3 は 1 0 / mであ っ た。 また、 柱状構造物 1 9 の各々 は、 2 a m X 2 j mの正方形の断面を有 し 、 の ピ ッ チで 2 β mの幅のス リ ッ ト 1 0 1 およ び 1 0 3 を形成する よ う に配 置さ れた。 また、 折 り 返 しは、 2 0 ^ mの ピ ッ チで流路の 長手方向に対 して垂直方向に 7 5 0 回繰 り 返さ れた。

なお、 上記酸化被膜の形成に は、 熱酸化に よ る方法以外 に、 減圧 C V D (化学的気相成長）、 プラ ズマ C V D 、 常 圧 C V D な ど を使用 し得る 。

上記の よ う に作製さ れた本発明の一実施形態に係る血液 成分分離フ ィ ルタ 1 の評価手順は、 以下の通 り であ っ た。 最初に、 作製 した フ ィ ルタ 1 を顕微鏡のステージに載せ、 その フ ィ ルタ 1 の流路の一端に あ る試料導入 口 1 4 に試料 と しての血液を滴下し、 液体の流れを顕微鏡 ビデオ撮影に よ っ て記録 し た。 液体が移動する様子を図 5 に示す。

図 5 Aは、 試料導入前の フ ィ ルタ 1 の様子を示す。 図 5 B は、 試料導入後の フ ィ ルタ 1 の様子を示す。 図 5 の写真 において、 矢印は血液が移動する方向を示す。 それぞれの 写真は、 左側の黒い部分がフ ィ ルタ領域 1 1 0 、 右側の明 る い部分がフ ィ ルタ領域 1 1 0 を通過 したサンプルの液溜 1 7 を示 して いる 。 血液は毛管現象に よ り 写真の左か ら 右 へ と移動する。

血液が試料導入 口 1 4 か ら 導入される と 同時に フ ィ ルタ 1 の試料導入 口 1 4 側の液溜 1 6 に血液が充填さ れ、 続け て フ ィ ル夕領域 1 1 0 内 に充填さ れた。

図 5 B に示すよ う に、 試料導入後、 ろ過さ れた透明な血 漿はフ ィ ル夕領域 1 1 0 か ら下流側の液溜 1 7 へ と流れ出 した。 写真の 明る い部分に見え る境界線は、 血液か ら血球 が分離さ れ、 血漿のみを含むサ ンプル液の最前線の境界で あ る。 血液導入か ら血漿ろ過完了 までに要した時間は、 平 均 してわずか 2 5 秒以内であ っ た。 こ のよ う に して効率的 に血液中の血球 と血漿を分離する事が可能 と なっ た。

(実施例 2 )

• 本発明のバイ オセ ンサ 2 の作製

図 4 Aおよび図 4 B を参照 して説明する 。 基板 2 1 は、 信越シ リ コ ン社製シ リ コ ン基板 （ P 型、 1 0 0 面、 直径 1 0 0 m m、 厚さ 5 2 5 x m、 抵抗率 1 0 〜 2 0 Q ' c m ) を使用 した。 その基板 2 1 上 に、 反応性イ オ ンエ ッ チ ン グ な どの半導体加工技術に よ っ て、 流路 2 8 、 および複数の 柱状構造物 2 9 を多数の折 り 返 し を有する よ う な配置にお いて作製した。 次に、 シ リ コ ン基板 2 1 表面に熱酸化する こ と に よ っ て絶縁膜を成膜 し た。

他方、 樹脂製シー ト か ら な る カバ一 2 2 の一方の面上 に 作用極 2 0 5 、 対極 2 0 6 、 お よび液導入検知電極 2 1 2 、 な ら びに リ ー ド 2 0 8 、 2 0 9 およ び 2 1 3 をスノ° ッ タ 蒸着する こ と に よ っ て作製 し た。 次いで、 作用極 2 0 5 上 に、 試薬 2 0 7 と して グルコ ース ォキ シダーゼおよびメ デ イ エ一夕 （例え ば、 シア ン化鉄イ オンのよ う な金属錯体） を シ リ ンジに よ るディ ス ペ ンス 法に よ り 配置 した。 こ の力 ノ ー 2 2 を、 上記電極 （ 2 0 5 ， 2 0 6 , 2 1 2 ) が形成 された面が対向する よ う に基板 2 1 に加圧熱圧着によ っ て 貼 り 合わせた。 これによ り 、 試料用流路 2 8 、 その流路の 一端に試料導入用 の試料導入 口 2 4 、 他端に空気を逃がす ための空気抜き 口 2 5 が規定 さ れる。

上記電極 （ 2 0 5 ， 2 0 6 、 2 1 2 ) お よ び試薬 2 0 定設れるえ 7 o 2

が配置 さ れた領域 （反応領域） 2 1 1 内で血漿内 の測 対象物が測定 さ れる 。 具体的 に は、 作用極 2 0 5 上 に けた試薬 2 0 7 が血液導入 と と も に 融解 し て 、 試薬 2 7 中 の酵素が血液 中 の グル コ ース と 反応す る 。 作用 極 0 5 と 対極 2 0 6 間 に 0 . 5 Vの電圧 を 印加 し て 、 こ ら の電極間 に流れる 電流 を 計測 し て 、 所定の 時間 （例 ば 3 0 秒） 経過後の電流値 か ら グル コ ー ス 値 を算 出す 上記方法で得 ら れたバイ オセ ンサ 2 は、 長さ m m、 幅 5 mm、 高 さ 2 . 5 mmであ り 、 流路 2 8 のサイ ズは

1 . 5 mm、 長 3 7 . 0 mm、 高さ 3 0 / mであ る。 必要 と さ れるサン プル量は 3 1 . 5 n l 未満 となる。 こ の よ う に、 本発明に よれば、 サ ンプル量が従来の血液成分分離 フ ィ ルタ を用 い る場合よ り 少な く な る フ ィ ルター体型バイ オ セ ンサ 2 が提供さ れる。

(実施例 3 )

• グルコース濃度の測定

図 6 は血液中の グルコ ース濃度 8 7 〜 6 4 8 m g Z d l にお けるバイ オセ ンサ感度を比較 した も のである 。 同図 に あ いて黒三角 は標準液を、 黒四角 は本発明の フ ィ ルター体 バイ オセ ンサ 2 での、 黒菱形は比較例 と してフ ィ ルタ を えて いな いバイ オセ ンサでの計測データ を示す。

グルコ ース濃度の異な る血液の調製は、 血液 （へマ ト ク ッ ト 値 ： 4 4 ) に グルコ ース溶液を、 8 7 〜 6 4 8 m g d 1 の範囲で添加する こ と で行っ た。 標準液は、 リ ン酸 衝生理食塩水にグルコ ース を溶解した もの を使用 した。 バイ オセ ンサ 2 は、 実施例 2 に示すよ う に作製 した。 ま た、 比較例の フ ィ ル夕 を備えていないバイ オセ ンサは、 必 要 と さ れるサ ンプル量 6 0 0 n 1 の も の を使用 した。

電流値は試料導入 口 2 4 か ら血液を導入 し、 2 5 秒後に 作用極 2 0 5 の リ ー ド 2 0 8 と対極 2 0 6 の リ ー ド 2 0 9 に 0 . 5 Vの電圧を印加 し た。 その 5 秒後に計測を行つ た フ ィ フレタ あ り の本発明のデバイ ス 2 での応答は、 フ ィ ル 夕 な し のデバイ ス の応答よ り も約 2 0 パーセ ン ト 応答値が 上昇 し 、 グルコ一ス標準液の応答値に よ り 近づいた。 こ の こ とか ら感度が向上 し た事が分かる 。

(実施例 4 )

• Π レステ ロール濃度の測

図 7 は血液中の コ レス テ ロ —ル濃度 1 1 3 〜 2 8 8 m g / d 1 におけるノ ィ ォセ ンサ応答を比較 した も のであ る 。 同図 において黒菱形は本発明の フ ィ ルター体型ノ ィ ォセ ン サ 2 であ り 、 黒四角 は比較例 と しての フ ィ ルタ を備えて い ないバィ ォセ ンサであ る 。

コ レステ ロ一ルの異な る血液は、 全血 を遠心分離で血漿 を取 り 除いた後、 高コ レステ ロ ール値を もつ標準血清 （セ ラ ク U ァ ー ： L P 異常域、 ァズゥ エル製） を添加する こ と で作製 した。 なお、 本実施の形態では試薬と してコ レス テ ロールエステ ラ一セを用 いた

図 7 に示さ れる よ う に、 フ ィ ルタ を付けていな いパィ ォ セ ンサでは血球が妨害物質 と して作用 し、 コ レス テ ロール 濃度に比例 し た電流値が得 ら れず、 測定不能 となつ たが、 フ ィ ルタ を付けたバイ オセ ンサ 2 の場合は、 コ レス テ ロ一 ル濃度に依存 した値が測定さ れた。 こ の こ と か ら フ ィ ル夕 付のデバイ ス 2 を使用する こ と によ り 、 は じ めて正確な測 定が可能 とな っ た事が分かる 。

なお、 実施例 3 および 4 にお いて、 酵素電極方式に基づ く 測定を例示 したが、 測定手段が酵素電極方式以外の も の を用 いて も良い。 その よ う な -一例 と して、 酵素比色方式が ある 。 産業上の利用可能性

こ の よ う に 、 本発明に係る血球と血漿の分離フ ィ ルタ は 、 バイ オセ ンサや D N A診断等の臨床検査の前処理デバィ ス と して有用であ る。

Claims

請求の範囲

1 . 血球成分を含む血液試料を濾過する ため の フ ィ ルタ で め っ て 、

前記血液試料を流すため の流路 と、

前記流路の一端に前記血液試料を導入する ため の開 口 部 と、

前記流路の他端に濾過さ れた前記血液試料を排出する た めの開 口部 と を備え、

前記流路内には血球成分の通過を妨げる よ う に複数の 構造物が配置 されてお り 、

前記構造物の各々 は、 隣接する流路の内壁または隣接 する他の構造物 と の間で血球成分が通過できないよ う なス リ ツ ト を形成する よ う に間隔をお いて配置さ れ、

前記複数の構造物および前記流路の内壁は、 血球成分 を収容する ための血球溜 と して機能するキヤ ビティ を少な く と も 1 つ前記流路内に規定する 、 フ ィ ル夕 。

2 . 前記キ ヤ ピテ ィ が少な く と も 2 つ前記流路内 に規定さ れてい る 、 請求項 1 に記載の フ ィ ルタ 。

3 . 前記キ ヤ ビティ の奥行き は、 前記キヤ ビティ の開 口部 の幅よ り も大きい、 請求項 1 に記載の フ ィ ルタ。

4 . 前記キ ヤ ビティ の開 口部の幅は、 約 2 m〜約 1 0 〃 mの範囲であ る 、 請求項 1 に記載の フ ィ ルタ 。

5 . 前記キ ヤ ビテ ィ の形状は、 ほぼ直方体である 、 請求項 1 に記載の フ ィ ルタ。

6 . 前記ス リ ッ ト の幅は、 約 0 . 1 z m〜約 2 mの範囲 である 、 請求項 1 に記載の フ ィ ル夕。

7 . 前記流路は、 基板と 、 ス ぺーサ と、 当該ス ぺーサを介 して当該基板に張 り 合わ さ れる カバ一 とか ら 形成さ れる 、 請求項 1 に記載の フ ィ ル夕。

8 . 前記構造物は、 柱状の形状を有する 、 請求項 1 に記載 の フ ィ レタ 。

9 . 前記構造物は、 円柱状の形状を有する 、 請求項 8 に記 載の フ ィ ルタ。

1 0 . 前記血液試料は、 毛管作用 によ り 前記流路内に導入 さ れる 、 ，請求項 1 に記載の フ ィ ルタ。

1 1 . 前記構造物および前記流路の内壁は、 シ リ コ ー ン樹 脂、 テ フ ロ ン、 も し く はエポキ シ樹脂で構成さ れてい る か 、 または こ れ ら のいずれかで表面が被覆さ れている 、 請求 項 1 に記載の フ ィ ルタ。

1 2 . 血球成分を含む血液試料を濾過する ための フ ィ ルタ 領域を備えたバイ オセ ンサであ っ て、

基板 と 、

前記基板に支持さ れた測定系 と、

前記測定系 またはその近傍の前記基板上に支持された酸 化還元酵素 を含む試薬系 と、

前記基板 と組み合わ さ れる カ バーであ っ て、 それによ り 前記基板 と の間 に、 前記血液試料か ら 血球成分を除去する ため の フ ィ ルタ領域と、 前記測定系お よび前記試薬系 を収 容する 反応領域 と、 前記フ ィ ル夕領域 と連結し前記反応領 域に試料を導入するための試料導入路 と を規定する、 カ バ — と を含み、 前記フ ィ ル夕領域は、

前記血液試料を流すため の流路 と、

前記流路の一端に前記血液試料を導入する ための 開 口部 と 、

前記流路の他端に濾過さ れた前記血液試料を排出す る ため の開 口部であ っ て、 前記試料導入路と連結 した開 口 部 と、

前記流路内に血球成分の通過を妨げる よ う に配置さ れた複数の構造物 と によ っ て規定さ れ、

前記構造物の各々 は、 隣接する流路の内壁または 隣接する他の構造物との間で血球成分が通過できないよ う なス リ ッ ト を形成する よ う に間隔をお いて配置さ れ、

前記複数の構造物お よ び前記流路の内壁は、 血球 成分を収容する ための血球溜 と して機能する キ ヤ ビティ を 少な く と も 1 つ前記流路内に規定する 、 バイ オセ ンサ。

1 3 . 前記測定系 に、 少な く と も一対の電極を含む電極系 を含む、 請求項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。

1 4 . 前記キ ヤ ビティ が少な く と も 2 つ前記流路内 に規定 さ れてい る、 請求項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。

1 5 . 前記キ ヤ ビティ の奥行き は、 前記キヤ ビティ の開 口 部の幅よ り も大き い、 請求項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。

1 6 . 前記キ ヤ ビティ の開 口部の幅は、 約 2 m〜約 1 0 mの範囲であ る 、 請求項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。

1 7 . 前記キ ヤ ビティ の形状は、 ほぼ直方体であ る 、 請求 項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。

1 8 . 前記ス リ ッ ト の幅は、 約 0 . 1 / m〜約 2 t mの範 き口胄

囲であ る、 請求項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。

1 9 . 前記流路は、 基板 と、 ス ぺーサ と、 当該ス ぺーサを 介 して 当該基板に張 り 合わ さ れる カ バー とか ら 形成さ れる 求項 1 2 に記載のノ ィ ォセ ンサ

2 0 . 前記構造物は、 柱状の形状を有する、 請求項 1 2 に 記載のバイ オセ ンサ。

2 1 . 前記構造物は、 円柱状の形状を有する 、 請求項 2 0 に記載のバイ オセ ンサ。

2 2 . 前記血液試料は、 毛管作用 に よ り 前記流路内に導入 さ れる 、 請求項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。

2 3 . 前記構造物および前記流路の内壁は、 シ リ コ ー ン樹 脂、 テ フ ロ ン、 も し く はエポキ シ樹脂で構成さ れてい る か 、 または これ ら の いずれかで表面が被覆さ れてい る 、 請求 項 1 2 に記載のバイ オセ ンサ。