WO2008053743A1

WO2008053743A1 - Microchip and analyzer using the same

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Publication number: WO2008053743A1
Application number: PCT/JP2007/070603
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Saiki
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2008-05-08
Also published as: JP5247460B2; US8512638B2; EP2096444A1; EP2096444A4; US20100074801A1; EP2096444B1; JPWO2008053743A1

Description

明細書

マイクロチップ及びそれを用いた分析装置

技術分野

[0001] 本発明は、生物学的流体を電気化学的、もしくは光学的に分析するマイクロチップに関するものである。

背景技術

[0002] 従来、マイクロチップを用いて生物学的流体を電気化学的に分析する方法としては、試料液中の特定の成分を分析するバイオセンサーとして、例えば、血液中のダルコースとセンサー中に担持したグルコースォキシダーゼ等の試薬との反応により得られる電流値を測定することにより、血糖値などを求めるものがある。

[0003] また、光学的に分析する方法として液体流路を形成したマイクロチップを用いて分析する方法が知られている。マイクロチップは水平軸を有する回転装置を使って流体の制御をすることが可能であり、遠心力を利用して試料液の計量、細胞質材料の分離、分離された流体の移送分配、液体の混合/攪拌等を行うことができるため、種々の生物化学的な分析を行うことが可能である。

[0004] 従来の試料液採取方法としては、図 12に示す特許文献 1の遠心移送式バイオセンサ一がある。これは容器 310の中に深さの異なる複数のキヤビティが形成されている。試料液は入口 313から毛細管現象により第 1の毛細管キヤビティ 312内に採取され、次に遠心力を作用させることで、第 1の毛細管キヤビティ 312内の試料液は、濾過材料 315と第 1の流路 314を介して受入キヤビティ 317に移送され、受入キヤビティ 3 17で試薬と反応、および遠心分離させたのちに、芯 318の毛細管力によって溶液成分のみを第 2の毛細管キヤビティ 316に採取し、光学的に反応状態を読み取られる。

[0005] また、図 13に示す特許文献 2の遠心移送式バイオセンサーがある。この図 13では分配ユニット 400の部分を示している。入口ポート 409は、上部部分 402を経て毛細管キヤビティ 404aにつながっている。毛細管キヤビティ 404aは導管部分 405aを介して毛細管キヤビティ 404bにつながっている。以下同様に、導管部分 405b, 405c, 4 05d, 405eを介して毛細管キヤビティ 404b, 404c, 404d, 404e, 404fにつなカっている。毛細管キヤビティ 404fは上部部分 403を経て出口ポート 410につながっている。上部部分 402と導管部分 405a〜405eおよび上部部分 403には、通気孔 406 a〜406g力 S設けられている。入口ポート 409から入った試料は、出口ポート 410まで毛細管力で移送し、各毛細管キヤビティ 404a〜404fを試料液で満たした後、このバィォセンサーの回転によって発生する遠心力によって、それぞれの毛細管キヤビティ 404a〜404f内の試料 ί夜を各通気孑し 406a〜406gの位置で分酉己し、各ノノレブ 408a 〜408fと各連結微小導管 407a〜407fを通って、次の処理室（図示省略）へ移送される。

特許文献 1 :特表平 4 504758号公報

特許文献 2：特表 2004— 529333号公幸

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、このような従来の構成では、毛細管キヤビティを充填するほどの試料液が与えられなかったり、点着の途中で試料液を注入口から離してしまったりした場合に、注入口付近の表面張力の影響による気泡の混入の問題がある。また、試料液の注入後における取り扱い時にデバイスの向きを変えてしまうことで、毛細管キヤビティ内の試料液が動いてしまって気泡が混入したりする可能性がある。

[0007] このような気泡の混入が発生すると、不足している試料液を後から追加して吸引させようとしても毛細管キヤビティ内の気泡を外部に逃がすことができないため、気泡の部分に試料液を充填することができず、一定量の試料液を採取できなレ、と!/、う課題を有している。

[0008] 本発明は、前記従来の課題を解決するもので、毛細管キヤビティ内への気泡の混入を防ぐことができ、試料液の採取が毛細管キヤビティを満たすまで何度でもできるマイクロチップを提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0009] 本発明の請求項 1記載のマイクロチップは、試料液を採取する注入口と、前記注入口を介して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる少なくとも 1つの毛細管キヤビティと、前記毛細管キヤビティと連通するとともに軸心周りの回転によつて発生する遠心力によって移送される前記毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る保持チャンバ一とを備えるマイクロチップであって、前記注入口と保持チャンバ一とを連結する前記毛細管キヤビティの一側面に毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設けたことを特徴とする。

[0010] 本発明の請求項 2記載のマイクロチップは、試料液を収容する収容室と、前記収容室から毛細管力により一定量の試料液を採取することができる少なくとも 1つの毛細管キヤビティと、前記毛細管キヤビティと連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る保持チャンバ一とを備えるマイクロチップであって、前記収容室と保持チャンバ一とを連結する前記毛細管キヤビティの一側面に毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設けたことを特 ί毁とする。

[0011] 本発明の請求項 3記載のマイクロチップは、請求項 1または請求項 2において、前記毛細管キヤビティおよび前記キヤビティの断面形状が矩形形状を有し、前記キヤビティの厚み方向の断面寸法が前記毛細管キヤビティの断面寸法よりも大きぐ前記キャビティが前記毛細管キヤビティの片側もしくは両側の側面に形成されていることを特徴とする。

[0012] 本発明の請求項 4記載のマイクロチップは、請求項 1または請求項 2において、前記毛細管キヤビティの断面形状の一部が円弧形状を有し、前記キヤビティの断面形状が矩形形状を有し、前記キヤビティの厚み方向の断面寸法が前記毛細管キヤビティの断面寸法よりも大きぐ前記キヤビティが前記毛細管キヤビティの片側もしくは両側の側面に形成されていることを特徴とする。

[0013] 本発明の請求項 5記載のマイクロチップは、請求項 3または請求項 4において、前記キヤビティの厚み方向の断面寸法が前記毛細管キヤビティよりも 5011 m以上大きくなって!/、ることを特徴とする。

[0014] 本発明の請求項 6記載のマイクロチップは、請求項 1または請求項 2において、前記毛細管キヤビティおよび前記キヤビティの断面形状の一部が円弧形状を有し、前記キヤビティが前記毛細管キヤビティの片側もしくは両側の側面に形成されていることを特徴とする。 [0015] 本発明の請求項 7記載のマイクロチップは、請求項 1または請求項 2において、前記キヤビティの壁面が疎水表面であることを特徴とする。

[0016] 本発明の請求項 8記載のマイクロチップは、試料液を採取する注入口と、前記注入口と連通し前記注入口を介して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 1の毛細管キヤビティと、前記第 1の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 1の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 1の保持チャンバ一と、前記第 1の毛細管キヤビティと連通し、前記第 1の毛細管キヤビティを経由して、毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 2の毛細管キヤビティと、前記第 2の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 2の保持チャンバ一とを備えるマイクロチップであって、前記第 1の毛細管キヤビティおよび前記第 2の毛細管キャビティの一側面に毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設け、前記第 1 の毛細管キヤビティと前記第 2の毛細管キヤビティとの境界部が、前記第 1の保持チヤンバーおよび前記第 2の保持チャンバ一よりも内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記境界部の外周側に壁面を有することを特徴とする。

[0017] 本発明の請求項 9記載のマイクロチップは、試料液を採取する注入口と、前記注入口と連通し前記注入口を介して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 1の毛細管キヤビティと、前記第 1の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 1の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 1の保持チャンバ一と、前記第 1の毛細管キヤビティと連通し前記第 1の毛細管キヤビティを経由して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 2の毛細管キヤビティと、前記第 2の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 2の保持チャンバ一と、前記第 2の毛細管キヤビティから第 N (Nは 3以上の正の整数）の毛細管キヤビティまで順次連通して形成される N— 2個の毛細管キヤビティと、前記 N— 2個の毛細管キヤビティの外周端部に連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記 N— 2個の毛細管キヤビティ内の試料液をそれぞれ受け取る N— 2個の保持チャンバ一とを設け、前記第 1の毛細管キヤビティ、前記第 2の毛細管キヤビティ、および前記第 2の毛細管キヤビティから連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N— 2個の毛細管キヤビティの一側面には、毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティをそれぞれ有し、前記第 1の毛細管キヤビティと前記第 2の毛細管キヤビティとの境界部が、前記第 1の保持チャンバ一および前記第 2の保持チヤンバーよりも内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記第 2の毛細管キヤビティから順次連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N— 2個の毛細管キヤビティの N— 2個の境界部が、前記第 2の保持チャンバ一から前記第 Nの保持チャンバ一までの N— 2個の保持チャンバ一よりもそれぞれ内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記第 1の境界部から第 N— 1 の境界部までの N— 1個の境界部の外周側に壁面を有することを特徴とする。

[0018] 本発明の請求項 10記載のマイクロチップは、試料液を収容する収容室と、前記収容室と連通し前記収容室から毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 4の毛細管キヤビティと、前記第 4の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 4の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 4の保持チャンバ一と、前記第 4の毛細管キヤビティと連通し前記第 4の毛細管キヤビティを経由して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 5の毛細管キヤビティと、前記第 5の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 5の保持チャンバ一とを設け、前記第 4の毛細管キヤビティおよび前記第 5の毛細管キヤビティの一側面には、毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設け、前記第 4の毛細管キヤビティと前記第 5の毛細管キヤビティとの境界部が、前記収容室および前記第 4の保持チャンバーよりも内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記境界部の外周側に壁面を有することを特徴とする。

[0019] 本発明の請求項 11記載のマイクロチップは、試料液を収容する収容室と、前記収容室と連通し前記収容室から毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 2の毛細管キヤビティと、前記第 2の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 2の保持チャンバ一と、前記第 2の毛細管キヤビティと連通し前記第 2の毛細管キヤビティを経由して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 3の毛細管キヤビティと、前記第 3の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 3の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 3の保持チャンバ一と、前記第 3の毛細管キヤビティから第 N (Nは 3以上の正の整数）の毛細管キヤビティまで順次連通して形成される N— 2個の毛細管キヤビティと、前記 N— 2個の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記 N— 2個の毛細管キヤビティ内の試料液をそれぞれ受け取る N— 2の保持チャンバ一とを設け、前記第 2の毛細管キヤビティ、前記第 3の毛細管キヤビティ、および前記第 3の毛細管キヤビティから連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N— 2個の毛細管キヤビティの一側面には、毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティをそれぞれ有し、前記第 2の毛細管キヤビティと前記第 3の毛細管キヤビティとの第 2の境界部が、前記第 2の毛細管キヤビティおよび前記第 3の毛細管キヤビティよりも内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記第 3 の毛細管キヤビティから順次連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N— 2個の毛細管キヤビティの N— 2の境界部が、前記第 3の保持チャンバ一から前記第 Nの保持チャンバ一までの N— 2個の保持チャンバ一よりもそれぞれ内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記第 2の境界部から第 N— 1の境界部までの N— 1個の境界部の外周側に壁面を有することを特徴とする。

本発明の請求項 12記載の分析装置は、請求項 1に記載のマイクロチップが装着される分析装置であって、前記マイクロチップをその注入口を軸心側に向けた状態で保持し軸心回りに回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段によって前記注入口から採取されて前記毛細管キヤビティ内に保持されている試料液を前記保持チヤンバーに移送させた後に、前記保持チャンバ一内の試料液を分析する分析手段とを備え、前記マイクロチップの前記注入口より、前記毛細管キヤビティ内が満たされるまで試料液を採取した後、前記回転駆動手段による前記マイクロチップの回転によつて発生する遠心力によって前記毛細管キヤビティ内の試料液を、前記毛細管キヤビティおよび試料液が入っていない前記キヤビティを経由して前記保持チャンバ一へ移送させるよう構成したことを特徴とする。

[0021] 本発明の請求項 13記載の分析装置は、請求項 2に記載のマイクロチップが装着される分析装置であって、前記マイクロチップを軸心回りに回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段によって前記収容室から採取されて前記毛細管キヤビティ内に保持されている試料液を前記保持チャンバ一に移送させた後に前記保持チャンバ一内の試料液を分析する分析手段とを備え、前記収容室より前記毛細管キヤビティ内が満たされるまで試料液を採取した後、前記回転駆動手段による前記マイクロチップの回転によって発生する遠心力によって、前記毛細管キヤビティ内の試料液を、前記毛細管キヤビティおよび試料液が入って!/、な!/、前記キヤビティを経由して前記保持チャンバ一へ移送させるよう構成したことを特徴とする。

発明の効果

[0022] 本発明のマイクロチップによれば、試料液を採取する毛細管キヤビティに気泡が混入するのを防ぐことができるため、毛細管キヤビティを満たすまで何度でも試料液を採取すること力 Sできる。よって、試料液の採取不足による測定エラーをなくすことができるため、マイクロチップの測定精度を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の実施の形態 1におけるマイクロチップの外観図

[図 2]同実施の形態におけるマイクロチップの分解斜視図

[図 3]同実施の形態におけるマイクロチップ保持部材への装着時の外観斜視図

[図 4]同実施の形態における注入口の周辺部を拡大して示す斜視図

[図 5]同実施の形態における分析装置の構成図

[図 6]同実施の形態のマイクロチャネル構成を示す平面図

[図 7]同実施の形態の"試料液注入過程"〜"測定チャンバ一充填過程"の説明図 [図 8]本発明の実施の形態 1のマイクロチップにおける毛細管キヤビティおよびキヤビティの断面形状を示す図 [図 9]本発明の実施の形態 2のマイクロチップの平面図

[図 10]同実施の形態の"試料液注入過程"〜"測定チャンバ一充填過程"の説明図

[図 11]同実施の形態の"試料液分配過程"を説明する拡大図

[図 12]従来の遠心移送式バイオセンサーの構成図

[図 13]従来の遠心移送式バイオセンサーの試料液分配の説明図

[図 14]図 9の A—A' 線， C— C' 線， D— D' 線に沿う断面図

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、本発明の各実施の形態を図 1〜図 11と図 14に基づいて説明する。

[0025] (実施の形態 1)

図 1〜図 8は本発明の実施の形態 1を示す。

[0026] 図 1はマイクロチップ 3を外観図で示したものである。図 2はそのマイクロチップ 3の構成を分解斜視図で示したものである。マイクロチップ 3は、上部基板 1と下部基板 2 との貼り合わせで構成されており、下部基板 2の 1つの面には、微細な凹凸形状をもつマイクロチャネル構造が形成されており、試料液の移送や、所定量の液量を保持するなど、それぞれの機能が働くようになつている。

[0027] 図 3はマイクロチップ 3がマイクロチップ保持部材 101に装着される様子を示した外観斜視図であり、 1つのマイクロチップ 3がマイクロチップ保持部材 101に装着されており、分析装置（図示せず)側の回転駆動手段により、マイクロチップ保持部材 101 及びマイクロチップ 3が軸心 11の所定の方向に回転される。

[0028] また図 4は、マイクロチップ 3の注入口 14の周辺部を示した拡大図である力図 4に示すように注入口 14は、マイクロチップ本体の一側面より軸心 11方向に突出した形状にすることにより、指先などによる点着がしゃすくなり、点着時に注入口 14以外の位置に指などが接触して血液が付着するのを防ぐという効果がある。

[0029] 注入口 14の周囲におけるマイクロチップ 3の一側面には、軸心 11側のみが開口し、さらに軸心 11より外周方向に向けて窪む凹部 12が形成されている。なお、本実施例では、凹部 12は、凹部の軸心側における開口部の断面積力凹部の外周側の開口部における断面積よりも同等以上の大きさになるように、ゆるやかに湾曲した構造になるように形成させることによって、遠心力が発生すると、注入口 14の周囲に試料液が付着した試料液は、確実に凹部へ移送され、さらに凹部の一番低い位置へ移送されやすくなり、凹部外へ飛散することなぐ収集できるようになつている。

[0030] また、この開口されている凹部 12の底面から軸心 11方向に突出するように、注入口 14を有する突起部を形成させることによって、注入口 14の周囲に付着した試料液は、凹部内へ移送されるのである力移送されたその位置は、凹部内のほぼ底面なので、試料液は凹部内力も溢れ出すことはなく安定して収集でき、また、 1つの凹部で収集できるとレヽぅ効果も得られる。

[0031] 図 5は、本実施の形態 1のマイクロチップ 3が装着される分析装置 1000の構成を示す模式図である。図 5において、本マイクロチップ 3は、分析装置 1000の回転駆動手段であるモータ 102の回転軸上に装着されているマイクロチップ保持部材 101の上部へ装着され、モータ 102を回転駆動させて、マイクロチップ 3が装着されているマイクロチップ保持部材 101を軸心周りに回転駆動させることができる。

[0032] 本分析装置は、その用途に応じて、マイクロチップ 3内のチャンバ一及び流路の構成により、軸心周りの回転によって発生する遠心力を用いて、マイクロチップ内の液を移送したり、遠心分離したりする遠心分離機にもなりえる。なお、本発明ではマイク口チップ 3を分析装置 1000に装着している力そのマイクロチップの形状は、扇形状や、立方体形状やその他の形状のものでもよい。また、複数個のマイクロチップ 3を分析装置 1000に同時に装着してもかまわない。

[0033] また、本分析装置は、マイクロチップ保持部材 101をモータ 102により C方向に回転駆動させながら、レーザー光源 103よりレーザー光を、分析装置 1000のマイクロチップ保持部材 101に装着されているマイクロチップに向けて照射する。レーザー光源 103は、トラバースモータ 104で駆動される送りねじ 105に螺合しており、サーボコントロール回路 106が、レーザー光源 103を任意の測定箇所に配置できるように、トラバースモータ 104を駆動してレーザー光源 103を、マイクロチップ保持部材 101の径方向に移動できる。

[0034] マイクロチップ保持部材 101の上部には、レーザー光源 103から照射したレーザー光のうち、マイクロチップ保持部材 101を透過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ（PD) 107、フォトディテクタ（PD) 107の出力のゲインを調整する調整回路 10 8、調整回路 108の出力をデジタル変換する A/D変換器 109、 A/D変換器 109 でデジタル変換されたデータを処理する透過光量信号処理回路 110、透過光量信号処理回路 110で得られたデータを保存するメモリ 113、これらを制御するマイクロコンピュータ（CPU) 111、そして分析された結果を表示する表示部 112を有して!/、る。

[0035] なお、本実施の形態では、光ディスクの光学スキャン技術は、特に用いていないが、別段、レーザー光源 103のマイクロチップ 3への照射に関しては、マイクロチップ 3 に位置情報を記録された領域を設けることによって、トラバースモータ 104の駆動だけでなぐレーザー光源 103の内部に設けられたトラッキングァクチエータ（図示せず )によって、レーザー光の光路をマイクロチップの面方向に必要応じて併せて駆動して位置制御しながら正確にマイクロチップのトラックをトレースできるような構成してもよい。

[0036] 次に、本実施の形態 1のマイクロチップ 3のマイクロチャネル構成、および試料液の移送プロセスについて詳細に説明する。

[0037] 図 6は本実施の形態 1のマイクロチップのマイクロチャネル構成を示す平面図である。図 7は本実施の形態 1の"マイクロチップの試料液注入過程"から"測定チャンバ一の充填過程"を説明する図である。また、図 8 (a)〜図 8 (d)はそれぞれマイクロチップにおける毛細管キヤビティおよびキヤビティの断面形状例を示し、図 8 (a)は同実施の形態の毛細管キヤビティ 4およびキヤビティ 15, 16の断面形状が矩形形状の場合の断面図、図 8 (b)は同実施の形態の毛細管キヤビティ 4およびキヤビティ 15の断面形状が円弧形状の場合の断面図、図 8 (c)は同実施の形態の毛細管キヤビティ 4の断面形状が円弧形状で、キヤビティ 15の断面形状が矩形形状の場合の断面図、図 8 (d)は同実施の形態の毛細管キヤビティ 4およびキヤビティ 15, 16の断面形状が矩形形状で両者の厚みが同じ場合の断面図、図 8 (e)は同実施の形態の毛細管キヤビティ 4およびキヤビティ 15, 16の断面形状が矩形形状で、キヤビティ 15, 16の厚みが毛細管キヤビティ 4より大きい場合の断面図、図 8 (f)は同実施の形態の毛細管キヤビティ 4およびキヤビティ 15の断面形状が円弧形状で、キヤビティ 15の厚みが毛細管キャビティ 4より大きレ、場合の断面図である。

[0038] 図 6に示すように本実施の形態 1のマイクロチップ 3のマイクロチャネル構成は、試料液を採取する注入口 14と、注入口 14に注入された試料液を所定量だけ保持する毛細管キヤビティ 4と、毛細管キヤビティ 4内の空気を排出するキヤビティ 15, 16と、分析試薬（図示せず）が保持されている保持チャンバ一 5と、試料液と分析試薬との混合物を測定する測定チャンバ一 7と、保持チャンバ一 5と測定チャンバ一 7に連通する流路 6と、さらに測定チャンバ一 7と、大気開放孔 9を連通させる流路 8とで構成されている。ここで本発明では、毛細管キヤビティ 4、流路 6、流路 8の深さは 50 m〜 300 で形成されている力毛細管力で試料液が流れるのであれば、この寸法に限定されるものではない。また、保持チャンバ一 5、測定セル 7、キヤビティ 15, 16の深さは、 0. 3mm〜5mmで形成しているが、これは、サンプル溶液の量や、吸光度を測定する条件 (光路長、測定波長、サンプル溶液の反応濃度、試薬の種類等）によって調整可能である。

[0039] 本実施の形態 1では、毛細管力で試料液を流すために、毛細管キヤビティ 4、流路 6、流路 8の壁面に親水処理を行っており、親水処理方法としては、プラズマ、コロナ、オゾン、フッ素等の活性ガスを用いた表面処理方法や、界面活性剤や親水性ポリマーによる表面処理が挙げられる。ここで親水性とは、水との接触角が 90° 未満のことをいい、より好ましくは接触角 40° 未満である。

[0040] 次に、図 7を用いて試料液の移送プロセスの詳細を説明する。まず、この形態を持つマイクロチップ 3に試料液を供給するためには、このマイクロチップ 3をマイクロチップ保持部材 101から取り外した状態で、マイクロチップ 3の一側面より軸心 11方向に突出した注入口 14に試料液を点着させると、点着直後に、試料液は図 7 (a)に示すように毛細管現象により毛細管キヤビティ 4に所定量だけ注入される。

[0041] このとき、本発明では、毛細管キヤビティ 4の側面に毛細管キヤビティ 4内の空気を排出するキヤビティ 15, 16を設けているため、試料液は毛細管キヤビティ 4の側面部が先行して流れる毛細流ではなぐ毛細管キヤビティ 4の中央部が先行して流れる毛管流となって毛細管キヤビティ 4内を充填していく。そのため、注入口 14に点着させる試料液が毛細管キヤビティ 4の充填途中で不足したり、試料液を充填途中で注入口 14から離してしまったりした場合でも、再度、注入口から点着することで、試料液は毛細管キヤビティ 4の中央部が先行して流れるため、毛細管キヤビティ内に保持されていた試料液の中央部と接触し、空気をキヤビティ 15, 16のある側面方向に排出しながら充填されるため、気泡が発生せず、毛細管キヤビティ 4が所定量の試料液を保持できるまで、何度でも点着することが可能となる。

[0042] 毛細管キヤビティ 4とキヤビティ 15, 16の構成としては、図 8 (a)に示すように下部基板に形成された矩形状の毛細管キヤビティ 4の片側もしくは両側の側面に、厚み方向の断面寸法が毛細管キヤビティ 4の断面寸法より大きくなるようなキヤビティ 15, 16を設ける構成、図 8 (b)に示すように下部基板に形成された円弧形状の毛細管キヤビティ 4の片側もしくは両側の側面に、円弧形状のキヤビティ 15, 16を設ける構成、図 8 ( c)に示すように下部基板に形成された円弧形状の毛細管キヤビティ 4の片側もしくは両側の側面に、厚み方向の断面寸法が毛細管キヤビティ 4の断面寸法より大きくなるような矩形状のキヤビティ 15, 16を設ける構成、図 8 (d)に示すように下部基板に形成された円弧形状の毛細管キヤビティ 4の片側もしくは両側の側面に、毛細管キヤビティ 4と厚み方向の断面寸法が同じ矩形状のキヤビティ 15, 16を設け、キヤビティ 15 , 16の壁面が疎水表面もしくは疎水処理 (疎水性の基準としては、水との接触角が 9 0° 以上が望ましいが、 70° 以上でもよい。）が施されている構成、図 8 (e)に示すように下部基板に形成された矩形状の毛細管キヤビティ 4の片側もしくは両側の側面に、厚み方向の断面寸法が毛細管キヤビティ 4の断面寸法より大きくなるように下部基板および上部基板の両方の基板にキヤビティ 15, 16を設ける構成、図 8 (f)に示すように下部基板と上部基板の両方の基板に形成された円弧形状の毛細管キヤビティ 4 の片側もしくは両側の側面に、下部基板および上部基板の両方の基板に円弧形状のキヤビティ 15, 16を設ける構成、などが挙げられる力本発明の毛細管キヤビティとキヤビティの構成はこれに限定されるものではない。

[0043] 図 8 (a) ,図 8 (c) ,図 8 (e)に示す構成では、キヤビティ 15, 16の厚み方向の断面寸法を毛細管キヤビティ 4の断面寸法よりも 50 m以上大きくすることで、試料液のキャビティ 15, 16への流入を抑制することができる。キヤビティ 15, 16の厚み方向の断面寸法の上限値としては特に規定はないが、毛細管キヤビティの厚み方向の断面寸法を保っために上部基板 1に剛性をもたす必要があるため、上部基板 1の表面からキヤビティ 15, 16までの距離を 0. 5〜lmm程度とることが望ましい。また、毛細管キャビティ 4に毛細管現象を働かすために親水処理を行う必要がある力 S、親水処理は毛細管キヤビティ 4の壁面のみにすることが望ましぐ他のキヤビティ 15, 16などの壁面に親水処理をしておくと、キヤビティ内への試料液の流入が起こってしまう。

[0044] 毛細管キヤビティ 4に試料液が充填された後、マイクロチップ 3を分析装置 1000に取り付け、分析装置 1000の回転駆動手段によってマイクロチップ 3を回転させることで、図 7 (b)に示すように毛細管キヤビティ 4内の試料液は遠心力によって分析試薬があらかじめ担持されている保持チャンバ一 5内に移送される。

[0045] 保持チャンバ一 5内に流入した試料液は、分析装置 1000の回転の加速度による揺動や回転停止中の液の拡散によって、保持チャンバ一 5内に担持されている分析試薬と混合されるが、保持チャンバ一 5自体を直接振動させるような外的な力を作用させて混合することも可能である。

[0046] 次に試薬と試料液との混合が所定のレベルに到達すると、保持チャンバ一 5内の試料液は、図 7 (c)に示すように毛細管力で流路 6内を通じて測定チャンバ一 7の入口まで移送される。

[0047] 次に分析装置の回転で、図 7 (d)に示すように流路 6内の試料液は測定チャンバ一 7内に移送され、分析装置 1000により、試料液と分析試薬との反応状態を吸光度測定などによって測定することにより、その成分の濃度を測定することができる。

[0048] (実施の形態 2)

図 9〜図 11は本発明の実施の形態 2を示す。

[0049] 図 9は本実施の形態 2のマイクロチップのマイクロチャネル構成を示す平面図である。図 10は本実施の形態 2の"マイクロチップの試料液注入過程"から"測定チャンバ一の充填過程"を説明する図である。また、図 11は本発明の実施の形態 2の"マイク口チップの試料液分配過程"を説明する拡大図である。

[0050] なお、本実施の形態 2によるマイクロチップの主な構成、および該マイクロチップが装着される分析装置 1000の構成については、実施の形態 1で説明した内容と同じであるため、ここでは説明を省略する。

[0051] 図 9に示すように本実施の形態 2のマイクロチップ 3のマイクロチャネル構成は、試料液を採取する注入口 14と、注入口 14に注入された試料液を所定量だけ保持する第 1の毛細管キヤビティ 17と、第 1の毛細管キヤビティ 17を経由して試料液を所定量だけ保持する第 2の毛細管キヤビティ 19と、第 2の毛細管キヤビティ 19を経由して試料液を所定量だけ保持する第 3の毛細管キヤビティ 21と、毛細管キヤビティ 17, 19 内の空気を排出するキヤビティ 15, 16と、第 1の毛細管キヤビティ 17内の試料液を受け取り、固体成分の入った試料液を溶液成分と固体成分とに分離する収容室また第 1の保持チャンバ一としての保持チャンバ一 5と、第 2の毛細管キヤビティ 19内の試料液を受け取り試料液の溶液成分と固体成分の比率を測定する第 2の保持チャンバ一としての測定チャンバ一 7と、第 3の毛細管キヤビティ 21内の試料液と希釈液収容チヤンバー 23内に注入された希釈液とを受け取り、内部で混合して試料液内の成分測定を行う第 3の保持チャンバ一としての測定チャンバ一 25と、保持チャンバ一 5内で分離された試料液の溶液成分を流路 26を経由して所定量だけ保持する第 4の毛細管キヤビティ 28と、第 4の毛細管キヤビティ 28を経由して、溶液成分を所定量だけ保持する第 5の毛細管キヤビティ 30と、第 4の毛細管キヤビティ 28内の試料液を受け取り、試料液と分析試薬との混合物を測定する第 4の保持チャンバ一としての測定チヤンバー 34と、第 5の毛細管キヤビティ 30内の試料液を受け取り、試料液と分析試薬との混合物を測定する第 5の保持チャンバ一としての測定チャンバ一 38と、第 4の毛細管キヤビティ 28の終端に連通したバルブ 31と測定チャンバ一 34に連通する流路 33 と、さらに測定チャンバ一 34と、大気開放孔 36を連通させる流路 35と、第 5の毛細管キヤビティ 30の終端に連通したバルブ 32と測定チャンバ一 38に連通する流路 37と、さらに測定チャンバ一 38と、大気開放孔 40を連通させる流路 39とで構成されている

〇

ここで本発明では、第 1の毛細管キヤビティ 14、第 2の毛細管キヤビティ 19、第 3の毛細管キヤビティ 21、流路 24、流路 26、第 4の毛細管キヤビティ 28、第 5の毛細管キャビティ 30、流路 33、流路 35、流路 37、流路 39の深さは 50 μ m〜300 μ mで形成されているが、毛細管力で試料液が流れるのであれば、この寸法に限定されるものではない。また、保持チャンバ一 5、測定セル 7、希釈液収容チャンバ一 23、キヤビティ 15, 16、測定チャンバ一 25、バルブ 31 , 32、測定チャンバ一 36、測定チャンバ一 3 8の深さは、 0. 3mm〜5mmで形成しているが、これは、サンプル溶液の量や、吸光度を測定する条件 (光路長、測定波長、サンプル溶液の反応濃度、試薬の種類等）によって調整可能である。

[0053] 本実施の形態 2では、毛細管力で試料液を流すために、第 1の毛細管キヤビティ 1 4、第 2の毛細管キヤビティ 19、第 3の毛細管キヤビティ 21、流路 24、流路 26、第 4の毛細管キヤビティ 28、第 5の毛細管キヤビティ 30、流路 33、流路 35、流路 37、流路 3 9の壁面に親水処理を行っており、親水処理方法としては、プラズマ、コロナ、オゾン、フッ素等の活性ガスを用いた表面処理方法や、界面活性剤や親水性ポリマーによる表面処理が挙げられる。ここで親水性とは、水との接触角が 90° 未満のことをいい、より好ましくは接触角 40° 未満である。

[0054] 次に図 10を用いて試料液の移送プロセスの詳細を説明する。

[0055] まず、この形態を持つマイクロチップ 3に試料液を供給するためには、このマイクロチップ 3をマイクロチップ保持部材 101から取り外した状態で、マイクロチップ 3の一側面より軸心 11の方向に突出した注入口 14に試料液を点着させると、点着直後に、試料液は図 10 (a)に示すように毛細管現象により第 1の毛細管キヤビティ 17に所定量だけ注入され、次に第 1の毛細管キヤビティ 17を経由して、第 2の毛細管キヤビティ 1 9に所定量だけ注入され、さらに、第 2の毛細管キヤビティ 19を経由して、第 3の毛細管キヤビティ 21に所定量だけ注入される。

[0056] このとき、本発明では、第 1の毛細管キヤビティ 17の両側面、第 2の毛細管キヤビティ 19、および第 3の毛細管キヤビティ 21の内周方向の側面に、それぞれの毛細管キャビティ内の空気を排出するキヤビティ 15, 16を設けているため、試料液は毛細管キャビティの側面部が先行して流れる毛細流ではなぐ毛細管キヤビティの中央部が先行して流れる毛管流となってそれぞれの毛細管キヤビティ内を充填していく。

[0057] そのため、注入口 14に点着させる試料液がそれぞれの毛細管キヤビティの充填途中で不足したり、試料液を充填途中で注入口 14から離してしまったりした場合でも、再度、注入口から点着することで、試料液は毛細管キヤビティの中央部が先行して流れるため、毛細管キヤビティ内に保持されていた試料液の中央部と接触し、空気をキャビティ 15, 16のある側面方向に排出しながら充填されるため、気泡が発生せず、それぞれの毛細管キヤビティが所定量の試料液を保持できるまで、何度でも点着することが可能となる。

[0058] 第 1の毛細管キヤビティ 17、第 2の毛細管キヤビティ 19、第 3の毛細管キヤビティ 21 とキヤビティ 15, 16の構成としては、実施の形態 1と同様の構成であるため、説明を省略する。

[0059] 第 1の毛細管キヤビティ 17、第 2の毛細管キヤビティ 19、および第 3の毛細管キヤビティ 21に試料液が充填された後、注入口 22より所定量の希釈液を希釈液収容チヤンバー 23へ注入し、その後にこのマイクロチップ 3を分析装置 1000に取り付け、分析装置 1000の回転駆動手段によってマイクロチップ 3を回転させることで、図 10 (b) に示すように遠心力によって、注入口 14から境界部としての第 1の分配位置 18の間に保持されていた第 1の毛細管キヤビティ 17内の試料液は、第 1の分配位置 18で破断し、保持チャンバ一 5へ移送され、第 1の分配位置 18から境界部としての第 2の分配位置 20の間に保持されて!/、た第 2の毛細管キヤビティ 19内の試料液は、第 1の分配位置 18、および第 2の分配位置 20で破断し、測定チャンバ一 7へ移送され、さらに、第 2の分配位置 20から測定チャンバ一 25の間に保持されていた第 3の毛細管キャビティ 21内の試料液は、第 2の分配位置 20で破断し、測定チャンバ一 25へ移送される。また、希釈液収容チャンバ一 23内の希釈液は、遠心力によって流路 24を経由して測定チャンバ一 25に移送される。

[0060] ここで本発明では、第 1の毛細管キヤビティ 17と、第 2の毛細管キヤビティ 19との境界部である第 1の分配位置 18と、第 2の毛細管キヤビティ 19と、第 3の毛細管キヤビティ 21との境界部である第 2の分配位置 20が、保持チャンバ一 5、測定チャンバ一 7 、および測定チャンバ一 25よりも内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有しており、さらに、第 1の毛細管キヤビティ 17、第 2の毛細管キヤビティ 19、および第 3の毛細管キヤビティ 21の側面にキヤビティ 15, 16を設けているため、遠心力によつてそれぞれの毛細管キヤビティ内の試料液を外周方向へ移送する際に、図 11に示すように第 1の分配位置 18、および第 2の分配位置 20の最内周位置より試料液に遠心力が働いて、試料液を破断させても毛細管キヤビティ間の圧力差やサイフォン効果が発生しに《なっているため、それぞれの試料液を精度よく分配させることができる。図 14 (a) ,図 14 (b) ,図 14 (c)はそれぞれ図 9に示した A—A' 線， C— C' 線 , D-D 線に沿った断面図を示す。第 1の毛細管キヤビティ 17と第 2の毛細管キヤビティ 19との境界部としての第 1の分配位置 18は、保持チャンバ一 5および第 2の保持チャンバ一としての測定チャンバ一 7よりも内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、外周側に壁面 B1を有している。

[0061] また、保持チャンバ一としての測定チャンバ一 7から順次連続して形成された第 3の毛細管キヤビティ 21の境界部としての第 2の分配位置 20は、保持チャンバ一 5および第 2の保持チャンバ一としての測定チャンバ一 7よりも内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、外周側に壁面 B2を有している。

[0062] また、第 4の毛細管キヤビティ 28と第 5の毛細管キヤビティ 30との境界部である第 3 の分配位置 27は、保持チャンバ一 5および前記第 2の保持チャンバ一よりも内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有し、第 3の分配位置 27の外周側に壁面 B3を有している。

[0063] 従来、毛細管キヤビティ内に充填された試料液を遠心力によって分配移送する場合には、図 13に示すような毛細管キヤビティの分配位置のみに通気孔を設けた構成では、遠心力をかけた際に、毛細管キヤビティ内に液量や毛細管キヤビティの断面寸法の違いによって圧力差が生じたり、サイフォン効果が生じたりする。そのため、分配位置で試料液が破断されるまでの間、どちらかの毛細管キヤビティに試料液が引き込まれて所定量より多く流入するため、精度のょレ、分配移送ができな!/、と!/、う課題を有していた。

[0064] しかしながら本実施の形態の構成によれば、毛細管キヤビティ内の試料液を分配する際に、毛細管キヤビティ間の圧力差やサイフォン効果を発生させずに分配できるので、試料液の分配精度を向上させることができる。

[0065] また、試料液の分配数は、測定項目の数によって調整することが可能であり、 N個の分配が必要な場合は、毛細管キヤビティを N個設けて、それぞれの毛細管キヤビティに混合

チャンバ一や、測定チャンバ一などの保持チャンバ一を連通させることができるため、本実施の形態 2に記載の内容に限定されるものではない。

[0066] さらに本発明では、注入口 14に連通する第 1の毛細管キヤビティ 17の 1箇所から一方向に向かって連続する毛細管キヤビティに試料液を充填させている力第 1の毛細管キヤビティ 17の 2箇所以上から左右の両方向に向かって毛細管キヤビティを連続させて試料液を充填させてもょレ、。

[0067] 保持チャンバ一 5、および測定チャンバ一 7内に流入した試料液は、遠心力によつて溶液成分と固体成分に分離される。また、測定チャンバ一 25内に流入した試料液と希釈液は、分析装置 1000の回転の加速度による揺動や回転停止中の液の拡散によって混合される力測定チャンバ一 25自体を直接に振動させるような外的な力を作用させて混合することも可能である。

[0068] 次に保持チャンバ一 5内の試料液の分離が所定のレベルに達成すると、マイクロチップ 3の回転を停止させ、図 10 (c)に示すように保持チャンバ一 5内の溶液成分のみを毛細管力で流路 26を経由して、第 4の毛細管キヤビティ 28に所定量だけ充填され、さらに第 4の毛細管キヤビティ 28を経由して、第 5の毛細管キヤビティ 30に所定の量だけ充填される。

[0069] 第 4の毛細管キヤビティ 28の終端には、厚み方向の断面寸法が第 4の毛細管キヤビティ 28よりも大きなバルブ 32が設けられており、第 4の毛細管キヤビティ 28内に流入された試料液の毛細管流はバルブ 32で停止する。同様に、第 5の毛細管キヤビティ 30の終端には、厚み方向の断面寸法が第 5の毛細管キヤビティ 30よりも大きなバルブ 33が設けられており、第 5の毛細管キヤビティ 30内に流入された試料液の毛細管流はバルブ 33で停止する。

[0070] このとき、本発明では、第 4の毛細管キヤビティ 28、および第 5の毛細管キヤビティ 3 0の内周方向の側面に、それぞれの毛細管キヤビティ内の空気を排出するキヤビティ 16を設けて!/、るため、試料液は毛細管キヤビティの外周側の側面部が先行して流れる毛細流となってそれぞれの毛細管キヤビティ内を充填していく。そのため、保持チヤンバー 5から試料液がそれぞれの毛細管キヤビティに充填されていく途中で、空気をキヤビティ 16のある内周側の側面方向に排出しながら充填されるため、毛細管キヤビティ内に気泡が発生せず、それぞれの毛細管キヤビティ内を試料液で満たすことが可能となる。

[0071] 第 4の毛細管キヤビティ 28、第 5の毛細管キヤビティ 30、流路 26とキヤビティ 16の構成としては、実施の形態 1と同様の構成であるため、説明を省略する。

[0072] 第 4の毛細管キヤビティ 28、および第 5の毛細管キヤビティ 30が充填された後、分析装置 1000の回転駆動手段によって、マイクロチップ 3を回転させることで、図 10 (d )に示すように遠心力によって、第 3の分配位置 27から境界部としての第 4の分配位置 29の間に保持されていた第 4の毛細管キヤビティ 28内の試料液は、第 3の分配位置 27、および第 4の分配位置 29で破断し、バルブ 32と流路 33を経由して測定チヤンバー 34へ移送され、さらに、第 4の分配位置 29からバルブ 32の間に保持されていた第 5の毛細管キヤビティ 30内の試料液は、第 4の分配位置 29で破断し、バルブ 33 と流路 37を経由して、測定チャンバ一 38へ移送される。

[0073] ここで本発明では、流路 26と、第 4の毛細管キヤビティ 28との境界部である第 3の分配位置 27と、第 4の毛細管キヤビティ 28と、第 5の毛細管キヤビティ 30との境界部である第 4の分配位置 29が、測定チャンバ一 34、および測定チャンバ一 38よりも内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有しており、さらに、第 4の毛細管キャビティ 28、および第 5の毛細管キヤビティ 30の側面にキヤビティ 16を設けているため、遠心力によってそれぞれの毛細管キヤビティ内の試料液を外周方向へ移送する際に、第 3の分配位置 27、および第 4の分配位置 29の最内周位置より試料液に遠心力が働いて、試料液を破断させても、毛細管キヤビティ間の圧力差やサイフォン効果が発生しに《なっているため、それぞれの試料液を精度よく分配できる。

[0074] また、試料液の分配数は、測定項目の数によって調整することが可能であり、 N個の分配が必要な場合は、毛細管キヤビティを N個設けて、それぞれの毛細管キヤビティに混合チャンバ一や、測定チャンバ一などの保持チャンバ一を連通させることができるため、本実施の形態 2に記載の内容に限定されない。

[0075] さらに、本発明では、保持チャンバ一 5の 1箇所から一方向に向かって連続する毛細管キヤビティに試料液を充填させている力 S、保持チャンバ一 5の 2箇所以上から左右の両方向に向かって毛細管キヤビティを連続させ、試料液を充填させてもよい。

[0076] 測定チャンバ一 34、および測定チャンバ一 38に移送された試料液は、分析装置に取り付けられている測定器（図示せず）により、試料液と分析試薬との反応状態を吸光度測定などによって測定することにより、その成分の濃度を測定できる。 [0077] 試料液が血液の場合であれば、へマトクリット値 (血漿と血球の比率）を測定チャンバー 7で測定したり、赤血球中に含まれるヘモグロビンの濃度を測定チャンバ一 25 で測定したり、血漿中に含まれるグルコースや、コレステロールなどの脂質成分を保持チャンバ一 5で分離された血漿を用いて測定できる。

産業上の利用可能性

[0078] 本発明に力、かるマイクロチップは、試料液を採取する毛細管キヤビティに気泡が混入するのを防ぎ、毛細管キヤビティを満たすまで何度でも試料液を採取することができるという効果や、試料液の分配精度を向上させることができるという効果を有し、電気化学式センサーや光学式センサーで生物学的流体の成分測定に使用するマイク口チップにおける試料液の採取方法、分配移送方法等として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 試料液を採取する注入口と、前記注入口を介して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる少なくとも 1つの毛細管キヤビティと、前記毛細管キヤビティと連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る保持チャンバ一とを備えるマイクロチップであつて、

前記注入口と保持チャンバ一とを連結する前記毛細管キヤビティの一側面に毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設けた

マイクロチップ。

[2] 試料液を収容する収容室と、前記収容室から毛細管力により一定量の試料液を採取することができる少なくとも 1つの毛細管キヤビティと、前記毛細管キヤビティと連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る保持チャンバ一とを備えるマイクロチップであって、前記収容室と保持チャンバ一とを連結する前記毛細管キヤビティの一側面に毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設けた

マイクロチップ。

[3] 前記毛細管キヤビティおよび前記キヤビティの断面形状が矩形形状を有し、前記キャビティの厚み方向の断面寸法が前記毛細管キヤビティの断面寸法よりも大きぐ前記キヤビティが前記毛細管キヤビティの片側もしくは両側の側面に形成されていることを特徴とする

請求項 1または請求項 2に記載のマイクロチップ。

[4] 前記毛細管キヤビティの断面形状の一部が円弧形状を有し、

前記キヤビティの断面形状が矩形形状を有し、

前記キヤビティの厚み方向の断面寸法が前記毛細管キヤビティの断面寸法よりも大きぐ前記キヤビティが前記毛細管キヤビティの片側もしくは両側の側面に形成されていることを特徴とする

請求項 1または請求項 2に記載のマイクロチップ。

[5] 前記キヤビティの厚み方向の断面寸法が前記毛細管キヤビティよりも 50 m以上大きくなつてレ、ることを特徴とする

請求項 3または請求項 4に記載のマイクロチップ。

[6] 前記毛細管キヤビティおよび前記キヤビティの断面形状の一部が円弧形状を有し、前記キヤビティが前記毛細管キヤビティの片側もしくは両側の側面に形成されていることを特徴とする

請求項 1または請求項 2に記載のマイクロチップ。

[7] 前記キヤビティの壁面が疎水表面であることを特徴とする

請求項 1または請求項 2に記載のマイクロチップ。

[8] 試料液を採取する注入口と、前記注入口と連通し前記注入口を介して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 1の毛細管キヤビティと、前記第 1の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 1の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 1の保持チャンバ一と、前記第 1の毛細管キヤビティと連通し、前記第 1の毛細管キヤビティを経由して、毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 2の毛細管キヤビティと、前記第 2の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 2の保持チャンバ一とを備えるマイクロチップであって、

前記第 1の毛細管キヤビティおよび前記第 2の毛細管キヤビティの一側面に毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設け、

前記第 1の毛細管キヤビティと前記第 2の毛細管キヤビティとの境界部が、前記第 1 の保持チャンバ一および前記第 2の保持チャンバ一よりも内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記境界部の外周側に壁面を有する

マイクロチップ。

[9] 試料液を採取する注入口と、

前記注入口と連通し前記注入口を介して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 1の毛細管キヤビティと、

前記第 1の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によつて発生する遠心力によって移送される前記第 1の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 1の保持チャンバ一と、

前記第 1の毛細管キヤビティと連通し前記第 1の毛細管キヤビティを経由して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 2の毛細管キヤビティと、前記第 2の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によつて発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 2の保持チャンバ一と、

前記第 2の毛細管キヤビティから第 N (Nは 3以上の正の整数）の毛細管キヤビティまで順次連通して形成される N— 2個の毛細管キヤビティと、

前記 N— 2個の毛細管キヤビティの外周端部に連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記 N— 2個の毛細管キヤビティ内の試料液をそれぞれ受け取る N— 2個の保持チャンバ一と

を設け、前記第 1の毛細管キヤビティ、前記第 2の毛細管キヤビティ、および前記第 2 の毛細管キヤビティから連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N 2個の毛細管キヤビティの一側面には、毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティをそれぞれ有し、

前記第 1の毛細管キヤビティと前記第 2の毛細管キヤビティとの境界部が、前記第 1 の保持チャンバ一および前記第 2の保持チャンバ一よりも内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、

前記第 2の毛細管キヤビティから順次連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N— 2個の毛細管キヤビティの N— 2個の境界部力前記第 2の保持チヤンバー力、ら前記第 Nの保持チャンバ一までの N— 2個の保持チャンバ一よりもそれぞれ内周側に位置しかつ内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記第 1の境界部から第 N— 1の境界部までの N— 1個の境界部の外周側に壁面を有する

マイクロチップ。

試料液を収容する収容室と、

前記収容室と連通し前記収容室から毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 4の毛細管キヤビティと、

前記第 4の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によつて発生する遠心力によって移送される前記第 4の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 4の保持チャンバ一と、

前記第 4の毛細管キヤビティと連通し前記第 4の毛細管キヤビティを経由して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 5の毛細管キヤビティと、前記第 5の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によつて発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 5の保持チャンバ一と

を設け、前記第 4の毛細管キヤビティおよび前記第 5の毛細管キヤビティの一側面には、毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティを設け、

前記第 4の毛細管キヤビティと前記第 5の毛細管キヤビティとの境界部が、前記収容室および前記第 4の保持チャンバ一よりも内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有し、前記境界部の外周側に壁面を有する

マイクロチップ。

試料液を収容する収容室と、

前記収容室と連通し前記収容室から毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 2の毛細管キヤビティと、

前記第 2の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によつて発生する遠心力によって移送される前記第 2の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 2の保持チャンバ一と、

前記第 2の毛細管キヤビティと連通し前記第 2の毛細管キヤビティを経由して毛細管力により一定量の試料液を採取することができる第 3の毛細管キヤビティと、前記第 3の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によつて発生する遠心力によって移送される前記第 3の毛細管キヤビティ内の試料液を受け取る第 3の保持チャンバ一と、

前記第 3の毛細管キヤビティから第 N (Nは 3以上の正の整数）の毛細管キヤビティまで順次連通して形成される N— 2個の毛細管キヤビティと、

前記 N— 2個の毛細管キヤビティの外周端部と連通するとともに軸心周りの回転によって発生する遠心力によって移送される前記 N— 2個の毛細管キヤビティ内の試料液をそれぞれ受け取る N— 2の保持チャンバ一と

を設け、前記第 2の毛細管キヤビティ、前記第 3の毛細管キヤビティ、および前記第 3 の毛細管キヤビティから連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N 2個の毛細管キヤビティの一側面には、毛細管力を発生せず大気と連通するキヤビティをそれぞれ有し、

前記第 2の毛細管キヤビティと前記第 3の毛細管キヤビティとの第 2の境界部力 S、前記第 2の毛細管キヤビティおよび前記第 3の毛細管キヤビティよりも内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有し、

前記第 3の毛細管キヤビティから順次連続して前記第 Nの毛細管キヤビティまで形成される前記 N— 2個の毛細管キヤビティの N— 2の境界部力前記第 3の保持チヤンバーから前記第 Nの保持チャンバ一までの N— 2個の保持チャンバ一よりもそれぞれ内周側の位置で、内周方向に突出した湾曲形状を有し、

前記第 2の境界部から第 N— 1の境界部までの N— 1個の境界部の外周側に壁面を有する

マイクロチップ。

[12] 請求項 1に記載のマイクロチップが装着される分析装置であって、

前記マイクロチップをその注入口を軸心側に向けた状態で保持し軸心回りに回転させる回転駆動手段と、

前記回転駆動手段によって前記注入口から採取されて前記毛細管キヤビティ内に保持されている試料液を前記保持チャンバ一に移送させた後に、前記保持チャンバ一内の試料液を分析する分析手段とを備え、

前記マイクロチップの前記注入口より、前記毛細管キヤビティ内が満たされるまで試料液を採取した後、前記回転駆動手段による前記マイクロチップの回転によって発生する遠心力によって前記毛細管キヤビティ内の試料液を、前記毛細管キヤビティおよび試料液が入っていない前記キヤビティを経由して前記保持チャンバ一へ移送させるよう構成した

分析装置。

[13] 請求項 2に記載のマイクロチップが装着される分析装置であって、前記マイクロチップを軸心回りに回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段によって前記収容室から採取されて前記毛細管キヤビティ内に保持されている試料液を前記保持チャンバ一に移送させた後に前記保持チャンバ一内の試料液を分析する分析手段とを備え、

前記収容室より前記毛細管キヤビティ内が満たされるまで試料液を採取した後、前記回転駆動手段による前記マイクロチップの回転によって発生する遠心力によって、前記毛細管キヤビティ内の試料液を、前記毛細管キヤビティおよび試料液が入っていない前記キヤビティを経由して前記保持チャンバ一へ移送させるよう構成した分析装置。