WO2009096527A1 - フローセル - Google Patents

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WO2009096527A1
WO2009096527A1 PCT/JP2009/051588 JP2009051588W WO2009096527A1 WO 2009096527 A1 WO2009096527 A1 WO 2009096527A1 JP 2009051588 W JP2009051588 W JP 2009051588W WO 2009096527 A1 WO2009096527 A1 WO 2009096527A1
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measurement
substrate
flow path
sheet
flow cell
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PCT/JP2009/051588
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Toru Miura
Tsutomu Horiuchi
Yuzuru Iwasaki
Michiko Seyama
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Nippon Telegraph And Telephone Corporation
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a flow cell including a predetermined flow path in which measurement is performed by a measuring device and a pump for flowing a sample solution through the flow path.
  • Measurements using advanced biomolecular identification functions are important technologies for clinical tests, biochemical measurements, and environmental pollutant measurements. It has become. Examples of this measurement include micro TAS (Total Analysis Systems), micro combinatorial chemistry, chemical IC, chemical sensor, biosensor, trace analysis, electrochemical analysis, QCM measurement, SPR measurement, ATR measurement, etc.
  • TAS Total Analysis Systems
  • micro combinatorial chemistry chemical IC
  • chemical sensor biosensor
  • trace analysis electrochemical analysis
  • QCM measurement electrochemical analysis
  • SPR measurement SPR measurement
  • ATR measurement etc.
  • the sample solution to be measured is often very small.
  • a very small amount of the sample solution is transferred to the detection unit as it is, so that the measurement is performed with higher sensitivity and higher efficiency without reducing the concentration of the specimen.
  • a technology for transferring a small amount of sample solution a flow path with a width of several hundred ⁇ m is made on a substrate, and the solution is transferred by external pressure using a syringe pump, etc., or the solution is transferred by electrostatic force. And a method of transferring a solution by volume change by heating and generation of bubbles, a method of using electroosmotic flow, and the like.
  • a paper chromatography analysis method using filter paper is known as a method for analyzing a trace amount of sample solution.
  • improved immunochromatographic methods, immunoconcentration methods, and the like have been proposed as simple and inexpensive means for measuring biologically relevant substances (Japanese Patent Publication No. 7-036017, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-329766).
  • There is also a measuring chip (Amal. ⁇ Chem. 2005, 77, 7901-7907.)
  • a filter paper is placed in a flow path formed in a plastic structure.
  • such paper chromatography methods have a problem in that the shape of the flow path is limited and complicated chemical analysis cannot be performed.
  • a measurement chip created by this technique has an inlet for introducing a sample solution, a capillary pump for sucking the sample solution, and a measurement channel provided between the inlet and the capillary pump. They are formed in a straight line along the plane direction.
  • the sample solution when the sample solution is introduced into the introduction port, the sample solution sequentially flows out from the introduction port to the measurement flow path and the pump, and when the sample solution reaches the capillary pump, a capillary phenomenon occurs in the capillary pump.
  • the sample solution is aspirated.
  • the sample solution stored in the introduction port flows to the pump through the measurement channel by the suction force of the capillary pump.
  • each component is formed in a straight line in the measurement chip, so that the position of the flow path (hereinafter referred to as the measurement flow path) in which the measurement is performed is changed to another configuration.
  • the measuring mechanism was previously arranged in focus at a predetermined position on the measuring chip, so when measuring, the measuring channel was positioned at the position of the measuring channel. Accordingly, it is necessary to change the setting of the measurement mechanism of the measurement apparatus, which is troublesome. Depending on the position of the measurement channel, a large change in the setting of the measurement mechanism may be required, or in some cases, the measurement itself may be impossible.
  • the area that can be allocated to the capillary pump is limited, so the capacity of the capillary pump is also limited, and the time for allowing the sample solution to flow through the flow path As a result, sufficient measurement time could not be secured.
  • an object of the present invention is to provide a flow cell capable of measuring the liquid flowing through the flow path more reliably.
  • the flow cell according to the present invention includes a plate-shaped member, an introduction port that opens to the plate-like member and is supplied with a liquid, and a channel that is formed in the plate-like member and has one end connected to the introduction port.
  • a pump part that is formed on the plate-like member, is connected to the other end of the flow path, and sucks the liquid that has flowed from the introduction port through the flow path by surface tension.
  • the plate member is formed at substantially the center in plan view, and the pump portion is formed around the flow path.
  • the channel is formed in the approximate center of the plate-like member in plan view, the liquid flowing through the channel can be measured more reliably.
  • the pump part is formed around the flow path, the capacity of the pump part can be increased, and a large amount of liquid can be flowed for a long time. As a result, the liquid can be measured more reliably. it can.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a flow cell according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the flow cell of FIG. 1 when viewed from the lower surface direction.
  • FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of a flow cell in the second embodiment according to the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the flow cell of FIG. 4 when viewed from the lower surface direction.
  • FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the flow cell in the third embodiment according to the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the flow cell in the third embodiment according to the present invention.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view when the flow cell of FIG. 8 is viewed from the lower surface direction.
  • FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the flow cell in the fourth embodiment according to the present invention.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the flow cell of FIG. 11 as viewed from above.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of the flow cell in the fifth embodiment according to the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of the flow cell in the fifth embodiment according to the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing the configuration of the flow cell in the fifth embodiment according to the present invention.
  • FIG. 15 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the SPR measurement device.
  • the flow cell 1 includes a first substrate 11 having a substantially rectangular shape in plan view, a sheet-like member 12 disposed on the first substrate 11, and The second substrate 13 is disposed on the sheet-like member 12. These are laminated to form one plate-like member.
  • the inlet 14 through which the sample solution is introduced through the second substrate 13, the suction pump 18 formed between the sheet-like member 12 and the second substrate 13, A flow path connecting the suction pump 18 and the inlet 14 is provided.
  • This flow path has one end connected to the inlet 14 and a resistance flow path 15 formed between the sheet-like member 12 and the second substrate 13, and the other end of the resistance flow path 15 connected to the first flow path.
  • the measurement channel 17 is formed in the member 12 and irradiated with measurement light or the like by an external device.
  • the first substrate 11 is made of, for example, optical glass such as BK7, and has a plate-like shape having a substantially rectangular shape in plan view with a plate thickness of about 1 mm and a side of about 16 mm.
  • An Au layer 11a is selectively provided on the upper surface of the first substrate 11, that is, the surface of the first substrate 11 on the side where the sheet-like member 12 is placed by plating, vapor deposition, sputtering, or the like. Yes.
  • Such a material of the first substrate 11 is set according to the property of light or the like used for measurement.
  • the Au layer 11a may be formed only on the portion corresponding to the measurement flow path 17, but it goes without saying that it may be formed on the entire surface.
  • the sheet-like member 12 is made of, for example, a known adhesive tape having a thickness of about 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, and has a planar shape corresponding to the first substrate 11.
  • a slit 121 having a substantially rectangular shape in plan view provided at a substantially center and an opening 122 having a substantially circular shape in plan view connected to one end of the slit 121 are formed.
  • the slit 121 is formed so that the longitudinal direction (Y direction) is substantially parallel to any side portion of the sheet-like member 12.
  • the slit 121 described above forms the measurement flow path 17 composed of a substantially rectangular parallelepiped space together with the upper surface of the first substrate 11 and the lower surface of the second substrate 13.
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the measurement channel 17 has a dimension within a range in which capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • the above-described opening 122 forms a space 16 composed of a substantially cylindrical space together with the upper surface of the first substrate 11 and the lower surface of the second substrate 13.
  • the space portion 16 has a cross-sectional dimension in a range in which capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • Such a sheet-like member 12 can be produced, for example, by processing an adhesive tape into a desired shape with a cutter or a laser.
  • the second substrate 13 is made of, for example, acrylic having a thickness of about 0.5 to 5 mm, and has a planar shape corresponding to the first substrate 11 and the sheet-like member 12.
  • a through hole 131 for forming the introduction port 14 is formed in the approximate center near one side of the second substrate 13. Also, on the lower surface of the second substrate 13, one end is connected to the through hole 131 and the meandering groove 132 forming the resistance flow path 15 and the suction pump 18 on the other side opposite to the one side. And a cavity 133 is formed.
  • the meandering groove 132 has a plurality of bent portions, and has a crank-like planar shape that is repeatedly bent in a direction connecting both ends, that is, in a direction perpendicular to the direction connecting the introduction port 14 and the space portion 16. Yes.
  • the bent portion is bent at a substantially right angle.
  • the direction connecting the both ends (Y direction) is substantially parallel to the distance direction between the one side and the other side of the second substrate 13.
  • the hollow portion 133 is provided from the lower surface to the upper surface of the second substrate 13, and a plurality of substantially columnar protruding portions 133 a protruding downward from the ceiling are provided in the cavity.
  • the cavity 133 functions as a suction pump.
  • the hollow portion 133 is formed in a substantially “U” shape in plan view so as to surround the periphery of the center portion of the second substrate 13, and both the end portions near the one side of the second substrate 13 and the above-described one side. Air holes 133b to 133e penetrating the second substrate 13 are formed at both corners on the other side.
  • the through-hole 131 described above forms the introduction port 14 composed of a substantially cylindrical space with the upper surface of the sheet-like member 12 as the bottom.
  • the meandering groove 132 described above forms the meandering resistance flow path 15 when the second substrate 13 and the sheet-like member 12 are in contact with each other.
  • the resistance flow path 15 has a cross-sectional dimension in a range in which capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • each dimension inside the suction pump 18 such as the interval, width, and height of the protruding portion 133a in the cavity 133 described above is a value within a range where the capillary phenomenon appears.
  • the second substrate 13 as described above can be manufactured by, for example, injection molding using a mold on which a predetermined pattern is formed, laser processing, cutting using an end mill, or the like.
  • the sheet-like member 12 is placed on the first substrate 11.
  • the Au layer 11a is provided only on a part of the first substrate 11
  • a sheet is formed on the first substrate 11 so that the slit 121 forming the measurement channel 17 is located on the Au layer 11a.
  • the member 12 is placed.
  • the other end of the meandering groove 132 is located inside the opening 122 of the sheet-like member 12 and the other end of the slit 121 of the sheet-like member 12 is located inside the cavity 133.
  • the second substrate 13 is placed on the substrate.
  • the first substrate 11, the sheet-like member 12, and the second substrate 13 are stacked, and these are pressed from the lower surface side of the first substrate 11 and the upper surface side of the second substrate 13.
  • the first substrate 11 and the second substrate 13 are fixed to each other via the sheet-like member 12 made of double-sided tape or the like, and the introduction port 14, the resistance channel 15, the space 16, the measurement channel 17, and the suction channel
  • the flow cell 1 provided with the pump 18 is completed.
  • the sample solution proceeds in the order of the resistance channel 15, the space 16, and the measurement channel 17 by capillary action, and flows into the suction pump 18. Since the inside of the suction pump 18 is formed with a plurality of protrusions 133a, the surface area per unit volume is larger than that in the case where the protrusions 133a are not formed, and the dimensions at which capillary action appears. It has become.
  • the shape of the protrusion 133a is such that the surface tension acting on the liquid surface of the sample solution inside the suction pump 18 is larger than the surface tension acting on the liquid surface of the sample solution inside the inlet 14. And intervals are set.
  • the sample solution injected into the introduction port 14 flows into the suction pump 18 through the resistance flow path 15, the space portion 16, and the measurement flow path 17, and proceeds inside the suction pump 18.
  • the traveling speed varies depending on the shape of the cavity 133 such as the outer shape and interval of the protrusion 133a, the resistance applied to the sample solution, and the like.
  • a measurement flow path 17 is provided in the approximate center of the flow cell 1.
  • the measurement area of the measurement apparatus is set so that the focus is in the approximate center of the measurement chip.
  • the focal point of the measurement region is located exactly at the measurement flow path 17, and as a result, the sample solution flowing through the measurement flow path 17 is more concentrated. It can be measured reliably. As a result, it is possible to save the trouble of resetting the focus as in the prior art.
  • the periphery of the measurement flow path 17, that is, one end side of the measurement flow path 17 in a state where the flow cell 1 is viewed in plan (side to which the space portion 16 is connected) is excluded.
  • a suction pump 18 having a substantially U-shaped planar shape is provided in the region so as to surround the measurement flow path 17. More specifically, in the flow cell 1 having edges along the X direction and the Y direction, the region between the edge along the Y direction of the flow cell 1 and the measurement channel 17, and the measurement channel 17 A suction pump 18 is provided in a region between the edge along the X direction of the flow cell 1 located on the other end side and the measurement flow path 17.
  • the suction pump 18 in the region around the measurement flow path 17, when the flow cells have the same planar shape, it is possible to flow more than when the components are arranged in a straight line as in the prior art.
  • the volume of the sample solution that can be increased.
  • the time and volume for flowing the sample solution through the flow path can be increased, and the measurement time can also be increased.
  • the sample solution flowing through the flow path can be measured more reliably.
  • suction pumps are provided on both sides of the measurement channel. Therefore, in this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are given the same names, and the description thereof is omitted as appropriate.
  • the flow cell 2 includes a first substrate 21 having a substantially rectangular shape in plan view, a sheet-like member 22 disposed on the first substrate 21, The second substrate 23 is disposed on the sheet-like member 22.
  • an inlet 24 through which the sample solution is introduced through the second substrate 23 and two suction pumps 27 formed between the sheet-like member 22 and the second substrate 23.
  • a flow path connecting the suction pump 27 and the inlet 24 is provided.
  • This flow path has one end connected to the inlet 24 and a measurement flow path 25 formed in the sheet-like member 22 between the first substrate 21 and the second substrate 23, and one end connected to the measurement flow path.
  • the resistor 25 is connected to the other end of the sheet 25 and is formed between the sheet-like member 22 and the second substrate 23.
  • the resistance channel 26 is provided between the measurement channel 25 and the suction pump 27.
  • the first substrate 21 has the same shape and configuration as the first substrate 11 of the first embodiment described above, and an Au layer 21a is selectively provided on the upper surface.
  • the sheet-like member 22 is made of the same material as the sheet-like member 12 of the first embodiment described above and has an equivalent planar shape, and has a substantially rectangular slit 221 provided in the approximate center in plan view.
  • An opening 222 having a substantially circular shape in plan view is connected to one end of the slit 221.
  • the slit 221 is formed so that the longitudinal direction (Y direction) is substantially parallel to any side portion of the sheet-like member 22.
  • the slit 221 described above forms a measurement flow path 25 composed of a substantially rectangular parallelepiped space together with the upper surface of the first substrate 21 and the lower surface of the second substrate 23.
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the measurement flow path 25 has a dimension within a range in which capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • the second substrate 23 has the same shape and configuration as the second substrate 13 of the first embodiment described above, and a through hole 231 is formed in the approximate center near one side. Further, a meandering groove 232 formed on the lower surface of the second substrate 23 from approximately the center to the vicinity of the other side opposite to the one side, and two hollow portions 233 formed on both sides of the meandering groove 232. And are provided.
  • the through hole 231 is formed in a planar shape equivalent to the opening 222.
  • the meandering groove 232 has a plurality of bent portions and has a crank-like planar shape that is repeatedly bent in a direction (X direction) perpendicular to the distance direction (Y direction) between the one side and the other side. is doing.
  • the bent portion is gently bent in a substantially arc shape, that is, in a curved shape.
  • the other end of the meandering groove 232 branches near the other side of the second substrate 23 and extends to the opposite side along the vertical direction and is connected to the adjacent cavity 233. .
  • the cavity portion 233 is provided from the lower surface to the upper surface of the second substrate 23, and a plurality of substantially cylindrical projections projecting downward (in the negative direction in the Z direction) from the ceiling in the cavity. 233a is provided.
  • the hollow portion 233 is formed in a substantially rectangular shape in plan view, and is formed on the second substrate at a corner portion on the opposite side to the end portion on the one side and the other end of the meandering groove 132 on the other side. Air holes 233b to 233e penetrating through 23 are formed.
  • the through-hole 231 described above forms the introduction port 24 composed of a substantially cylindrical space with the upper surface of the first substrate 21 as a bottom together with the opening 222 and the upper surface of the first substrate 21.
  • the meandering groove 232 described above forms the meandering resistance channel 26 when the second substrate 23 and the sheet-like member 22 are in contact with each other.
  • the resistance flow path 26 has a cross-sectional dimension in a range where capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • each dimension inside the suction pump 27 such as the interval, width, and height of the protruding portion 233a in the hollow portion 233 described above is a value within a range where the capillary phenomenon appears.
  • the sheet-like member 22 is placed on the first substrate 21.
  • the Au layer 21a is provided only on a part of the first substrate 21, a sheet is formed on the first substrate 21 so that the slit 221 forming the measurement channel 25 is located on the Au layer 21a.
  • the shaped member 22 is placed.
  • the second substrate 23 is placed on the sheet-like member 22 so that the through-hole 231 and the opening 222 are continuous and one end of the meandering groove 232 is located inside the other end of the slit 221.
  • the first substrate 21, the sheet-like member 22, and the second substrate 23 are stacked, and these are pressed from the lower surface side of the first substrate 21 and the upper surface side of the second substrate 23.
  • the first substrate 21 and the second substrate 23 are fixed to each other via the sheet-like member 22 made of double-sided tape or the like, and includes the introduction port 24, the measurement channel 25, the resistance channel 26, and the suction pump 27.
  • the flow cell 2 is completed.
  • the sample solution injected into the inlet 24 is sucked into the suction pump 27. Then, it passes through the measurement channel 25 and the resistance channel 26 and reaches the suction pump 27.
  • the measurement flow path 2 is provided in the approximate center of the flow cell 2.
  • the measurement region of the measurement apparatus is normally set at the approximate center of the measurement chip. For this reason, when the flow cell 2 according to the present embodiment is mounted on a measurement apparatus, the focal point of the measurement region is located exactly at the measurement flow path 25, and as a result, the sample solution flowing through the measurement flow path 25 is more concentrated. It can be measured reliably. As a result, it is possible to save the trouble of resetting the focus as in the prior art.
  • suction pumps 27 are provided on both sides of the measurement channel 25 from the vicinity of one side of the flow cell 2 to the vicinity of the other side.
  • the suction pump 27 is provided in a region between the edge of the flow cell 2 along the Y direction and the measurement flow path 25.
  • the volume of the solution can be increased.
  • the time and volume for flowing the sample solution through the flow path can be increased, and the measurement time can also be increased. As a result, the sample solution flowing through the flow path can be measured more reliably.
  • the flow cell 3 includes a first substrate 31 having a substantially rectangular shape in plan view, a sheet-like member 32 disposed on the first substrate 31, and The second substrate 33 is disposed on the sheet-like member 32.
  • an inlet 34 through which the sample solution is introduced through the second substrate 33 and two suction pumps 37 formed between the sheet-like member 32 and the second substrate 33.
  • a flow path for connecting the suction pump 37 and the introduction port 34 is provided.
  • This flow path has one end connected to the inlet 34 and a measurement flow path 35 formed in the sheet-like member 32 between the first substrate 31 and the second substrate 33, and one end connected to the measurement flow path. It is composed of a resistance channel 36 connected to the other end of 35 and formed between the sheet-like member 32 and the second substrate 33.
  • the first substrate 31 has the same shape and configuration as the first substrate 11 of the first embodiment described above, and an Au layer 31a is selectively provided on the upper surface.
  • the sheet-like member 32 is composed of the same material as the sheet-like member 12 of the first embodiment described above and has an equivalent planar shape, and has a substantially rectangular slit 321 provided in the approximate center in plan view.
  • the slit 321 is formed so that the longitudinal direction (Y direction) is substantially parallel to any side portion of the sheet-like member 22.
  • the slit 321 described above forms the measurement flow path 35 composed of a substantially rectangular parallelepiped space together with the upper surface of the first substrate 31 and the lower surface of the second substrate 33.
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the measurement flow path 35 has a dimension within a range in which capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • the lead-out slit 324 forms a resistance channel 36 composed of a substantially rectangular parallelepiped space together with the upper surface of the first substrate 31 and the lower surface of the second substrate 33.
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the resistance flow path 36 has a dimension within a range in which capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • the second substrate 33 has the same shape and configuration as the second substrate 13 of the first embodiment described above, and a through hole 331 is formed in the approximate center near one side.
  • two slit portions 332 formed at substantially the center and both sides of the through hole 331 are provided.
  • the through-hole 331 is formed in a planar shape equivalent to the opening 322.
  • the slit portion 332 extends along a direction (Y direction) connecting the one side and the other side of the second substrate 33, and has a plurality of linear shapes penetrating the second substrate 33 in the thickness direction. It consists of a slit 332a. The slit 332a is separated from the adjacent slit 332a by a predetermined distance. Such a slit portion 332 has an outer shape substantially equivalent to the corresponding suction slit 323.
  • the through-hole 331 described above forms the introduction port 34 composed of a substantially cylindrical space with the upper surface of the first substrate 31 as the bottom, together with the opening 322 and the upper surface of the first substrate 31.
  • the slit portion 332 described above constitutes the suction pump 37 together with the upper surface of the first substrate 31 and the suction slit 323.
  • Each dimension inside the suction pump 37, such as the interval and width of the slit 332a in the slit portion 332, is set to a value within a range in which capillary action occurs.
  • the sheet-like member 32 is placed on the first substrate 31.
  • the Au layer 31a is provided only on a part of the first substrate 31, a sheet is formed on the first substrate 31 so that the slit 321 forming the measurement channel 35 is located on the Au layer 31a.
  • the shaped member 32 is placed.
  • the second substrate 33 is placed on the sheet-like member 32 so that the through-hole 331 and the opening 322 are continuous and the slit 332 is positioned inside the suction slit 323.
  • the first substrate 31, the sheet-like member 32, and the second substrate 33 are stacked, and these are pressed from the lower surface side of the first substrate 31 and the upper surface side of the second substrate 33.
  • the first substrate 31 and the second substrate 33 are fixed to each other via the sheet-like member 32 made of double-sided tape or the like, and the introduction port 34, the measurement channel 35, the resistance channel 36, and the suction pump 37 are provided.
  • the flow cell 3 is completed.
  • the sample solution proceeds in the order of the measurement channel 35 and the resistance channel 36 by capillary action, and flows into the suction pump 37. Since the inside of the suction pump 37 is formed with a plurality of slits 332a, the surface area per unit volume is larger than that in the case where the slits 332a are not formed, and the capillary phenomenon occurs. Yes.
  • the shape of the slit 332a and the surface tension acting on the liquid surface of the sample solution inside the suction pump 37 are larger than the surface tension acting on the liquid surface of the sample solution inside the inlet 34. An interval is set.
  • the sample solution injected into the introduction port 34 flows into the suction pump 37 through the measurement flow path 35 and the resistance flow path 36, and the extension direction and height of the inside of the slit 332 a constituting the suction pump 37 are increased. Proceed along the direction.
  • the traveling speed changes depending on the shape of the slit portion 332 such as the outer shape and interval of the slit 332a, the resistance applied to the sample solution, and the like.
  • a measurement flow path 35 is provided in the approximate center of the flow cell 3. Therefore, when the flow cell 3 according to the present embodiment is mounted on a measurement apparatus, the focal point of the measurement region is exactly located at the measurement flow path 35. As a result, the sample solution flowing through the measurement flow path 35 is removed. It can be measured more reliably. As a result, it is possible to save the trouble of resetting the focus as in the prior art.
  • suction pumps 37 are provided on both sides of the measurement flow channel 35 from the vicinity of one side of the flow cell 3 to the vicinity of the other side.
  • the suction pump 37 is provided in a region between the edge portion of the flow cell 3 along the Y direction and the measurement flow path 35.
  • the volume of the solution can be increased.
  • the time and volume for flowing the sample solution through the flow path can be increased, and the measurement time can also be increased. As a result, the sample solution flowing through the flow path can be measured more reliably.
  • the flow cell 4 includes a first substrate 41 having a substantially rectangular shape in plan view, and a first sheet-like member 42 disposed on the first substrate 41.
  • a second sheet-like member 43 disposed on the first sheet-like member 42, a third sheet-like member 44 disposed on the second sheet-like member, and the third
  • the fourth sheet-like member 45 is disposed on the sheet-like member 44
  • the fifth sheet-like member 46 is disposed on the fourth sheet-like member 45.
  • the flow cell 4 in which these layers are laminated is formed by an inlet 47 through which the sample solution is introduced through the first to fifth sheet-like members 42 to 46, and the first to fifth sheet-like members 42 to 46.
  • a suction pump 48 having a plurality of flow paths arranged in a cross-shape and having a substantially concave shape in plan view, and one end connected to the inlet 47 and the other connected to the pump 48
  • a flow path 49 is provided.
  • the second sheet-like member 43 and the fourth sheet-like member 45, and the third sheet-like member 44 and the fifth sheet-like member 46 have the same configuration, respectively. In the following, description will be omitted as appropriate.
  • the first substrate 41 has the same shape and configuration as the first substrate 11 of the first embodiment described above, and an Au layer 41a is selectively provided on the upper surface.
  • the first sheet-like member 42 is made of the same material as the sheet-like member 12 of the first embodiment described above, has an equivalent planar shape, and has a substantially rectangular shape in plan view provided in the approximate center.
  • the Y slit 423 extends in the same direction (Y direction) as the measurement slit 421 and is formed at a predetermined interval from the adjacent Y slit 423.
  • the Y slit 423 excludes the Au layer 41a and a position corresponding to the vicinity thereof when the flow cell 4 is viewed from the stacking direction of the first substrate 41 and the first to fifth sheet-like members 42 to 46. Formed in position.
  • the above-described measurement slit 421 forms a measurement flow path 49 composed of a substantially rectangular parallelepiped space together with the upper surface of the first substrate 41 and the lower surface of the second sheet-like member 43.
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the measurement channel 49 has a dimension within a range in which capillary action occurs with respect to the aqueous solution.
  • the Y slit 423 forms a flow path along the Y direction constituting a part of the suction pump 48 together with the upper surface of the first substrate 41 and the lower surface of the second sheet-like member 43.
  • This flow path is connected to a flow path formed by an X slit 432 of the second sheet-like member 43 described later at a position overlapping in the stacking direction.
  • the dimension of such a flow path is set to a value within a range in which capillary action occurs.
  • the shapes of the measurement slits 421 and the like formed in the first sheet-like member 42 and the second to fifth sheet-like members 43 to 46 can be created using a laser processing machine, a cutting plotter, or the like.
  • the second and fourth sheet-like members 43 and 45 are made of the same material as the sheet-like member 12 of the first embodiment described above, have the same planar shape, and the first sheet-like member 42. And a plurality of X slits 432 formed at positions excluding the substantially central portion of the opening 431 and the second and fourth sheet-like members 43 and 45. And.
  • the X slit 432 extends in a direction (X direction) perpendicular to the measurement slit 421 described above, and is formed at a predetermined interval from the adjacent X slit 432.
  • Such an X slit 432 excludes the Au layer 41a and a position corresponding to the vicinity thereof when the flow cell 4 is viewed from the stacking direction of the first substrate 41 and the first to fifth sheet-like members 42 to 46. Formed in position.
  • a flow path along the X direction constituting a part of the suction pump 48 is formed.
  • This flow path is a flow path formed by the Y slit 423 of the first sheet-like member 42 or a flow path formed by Y slits 442 of the third and fifth sheet-like members 44 and 46 described later.
  • the dimension of such a flow path is set to a value within a range in which capillary action occurs.
  • the third and fifth sheet-like members 44 and 46 are made of the same material as the sheet-like member 12 of the first embodiment and have the same planar shape, and the first sheet-like member 42. And a plurality of Y slits 442 formed at positions excluding the opening 441 and the substantially central portion of the third and fifth sheet-like members 44 and 46. And.
  • the Y slit 442 extends in the same direction (Y direction) as the extending direction of the measurement slit 421 described above, and is formed at a predetermined interval from the adjacent Y slit 442.
  • Such a Y slit 442 excludes the Au layer 41a and a position corresponding to the vicinity thereof when the flow cell 4 is viewed from the stacking direction of the first substrate 41 and the first to fifth sheet-like members 42 to 46. Formed in position.
  • the Y slit 442 described above, together with the upper surface of the second sheet-like member 43 and the lower surface of the fourth sheet-like member 45, or the upper surface of the fourth sheet-like member 45 constitutes a part of the suction pump 48.
  • a flow path along the direction is formed. This flow path is connected to a flow path formed by the X slit 432 of the second sheet-like member 43 or the fourth sheet-like member 45 at a position overlapping in the stacking direction.
  • the dimension of such a flow path is set to a value within a range in which capillary action occurs.
  • the first sheet-like member 42 is placed on the first substrate 41.
  • the measurement slit 422 forming the measurement channel 49 is formed on the first substrate 41 so as to be positioned on the Au layer 41a.
  • the first sheet-like member 42 is placed.
  • the second to fifth sheet-like members 43 to 46 are sequentially laminated on the first sheet-like member 42 so that the respective openings 431 and 441 are continuous, and these are stacked on the first substrate 41. And the upper surface side of the fifth substrate 46 are pressed. As a result, the first to fifth sheet-like members 42 to 46 made of double-sided tape or the like and the first substrate 41 are fixed to each other, and the flow cell 4 including the introduction port 47, the suction pump 48, and the measurement channel 49 is formed. Complete.
  • the sample solution proceeds through the measurement channel 49 by capillary action, passes over the Au layer 41a, and proceeds to the other end side of the measurement channel 49.
  • a flow path formed by an X slit 432 constituting the suction pump 48 is connected above the other end side.
  • the inside of the suction pump 48 including this flow path has a larger surface area per unit deposition than a case where such a configuration is not provided by arranging a plurality of flow paths in a cross-beam shape, and a capillary phenomenon appears. It becomes the size to do.
  • the surface tension acting on the liquid surface of the sample solution inside the suction pump 48 is larger than the surface tension acting on the liquid surface of the sample solution inside the inlet 47.
  • the shape and interval of the flow path are set.
  • the sample solution injected into the introduction port 47 flows into the suction pump 48 through the measurement channel 49, and the inside of the channel arranged in the form of a cross-beam constituting the suction pump 48 is extended in the direction of extension. It progresses along the height direction.
  • the traveling speed varies depending on the shape of the X slit 432, the Y slit 423, 442, the thickness of the first to fifth sheet-like members 42 to 46, the resistance applied to the sample solution, and the like.
  • a measurement flow path 49 is provided in the approximate center of the flow cell 4. Therefore, when the flow cell 4 according to the present embodiment is mounted on the measurement apparatus, the focal point of the measurement region is exactly located in the measurement flow path 49. As a result, the sample solution flowing through the measurement flow path 49 is removed. It can be measured more reliably. As a result, it is possible to save the trouble of resetting the focus as in the prior art.
  • the periphery of the measurement flow path 49 that is, one end side of the measurement flow path 49 (the side to which the introduction port 47 is connected) in a state where the flow cell 4 is viewed in plan view.
  • a suction pump 48 having a substantially U-shaped planar shape is provided in the excluded region so as to surround the measurement flow path 49. More specifically, in the flow cell 4 having edges along the X direction and the Y direction, a region between the edge along the Y direction of the flow cell 4 and the measurement channel 49, and the measurement channel 49 A suction pump 48 is provided in a region between the edge along the X direction of the flow cell 4 located on the other end side and the measurement flow path 49.
  • the suction pump 48 in the region around the measurement flow path 49, when the flow cell has the same planar shape, it is possible to flow more than when the respective constituent elements are arranged in a straight line as in the prior art.
  • the volume of the sample solution that can be increased.
  • the time and volume for flowing the sample solution through the flow path can be increased, and the measurement time can also be increased.
  • the sample solution flowing through the flow path can be measured more reliably.
  • the flow cell 5 in the present embodiment first has a lower substrate (first substrate) 51 that transmits light such as glass, and an upper substrate (first substrate) disposed on the lower substrate 51.
  • Two substrates) 52 an inlet 53 into which the sample solution formed on the upper substrate 52 is introduced, and one end connected to the inlet 53 with the lower substrate 51 and the upper substrate 52 facing each other.
  • a flow path 54 through which the sample solution is transferred.
  • the flow path 54 is disposed so as to cross the central portion of the flow cell 5.
  • the upper substrate 52 is formed with a plate thickness of about 3 mm
  • the lower substrate 51 is formed with a plate thickness of about 1 mm.
  • the channel 54 is formed with a width of 1 mm and a height of about 10 to 100 ⁇ m.
  • the flow cell 5 of this embodiment is disposed between the detection unit 55 provided in the middle of the flow path 54 and the opposing surfaces of the lower substrate 51 and the upper substrate 52 and is connected to the other end of the flow path 54.
  • a suction channel 56 and a plurality of through holes 57 that penetrate the upper substrate 52 and reach the suction channel 56 are provided.
  • the through hole 57 has, for example, a cylindrical shape (circular tube).
  • a concave portion is formed on the outer surface of the upper substrate 52 corresponding to the region where the through hole 57 is formed (the region of the suction channel 56) to constitute the discharge unit 58.
  • a metal thin film 59 made of Au is formed on the surface exposed to the flow path of the lower substrate 51.
  • the flow path 54 has a cross-sectional dimension in a range in which capillary action occurs with respect to the liquid, and similarly, the through hole 57 has a tube diameter in a range in which capillary action appears with respect to the liquid.
  • the distance between the lower substrate 51 and the upper substrate 52 in the suction channel 56 in the facing direction (vertical direction) is such that when the liquid enters from the channel 54, the liquid that has entered the upper and lower surfaces of the suction channel 56. It is only necessary to be in a state where it can be touched simultaneously. In other words, the interval is set in a range in which no gap is formed in the vertical direction of the suction channel when the liquid enters the suction channel 56.
  • the flow cell 5 of the present embodiment includes a lower substrate 51 composed of a base substrate 51a and a spacer portion 51b, and an opening formed so as to penetrate the spacer portion 51b.
  • a channel 54 and a suction channel 56 are formed, and a metal thin film 59 is formed on the base substrate 51 a corresponding to the region to be the detection unit 55.
  • the base substrate 51a is made of glass
  • the spacer portion 51b is made of a resin film.
  • the suction flow channel 56 is disposed so as to be developed on both sides of the flow channel 54 of the flow cell 5, and the flow channel 54 is provided on each side of the flow channel 54.
  • a main suction portion 56b In the connecting portion 56a, one through hole 57 is arranged in the width direction of the connecting portion 56a, and in the main suction portion 56b, there are two through holes 57 in the planar direction of the lower substrate 51 (upper substrate 52). Dimensionally arranged. In the connecting portion 56a, two or more through holes 57 may be arranged in the width direction.
  • the suction channel 56 has a length (width) in a direction perpendicular to the vertical direction of the lower substrate 51 and the upper substrate 52 and the direction in which the liquid flows in the channel 54 (the direction in which the channel 54 extends).
  • the plurality of through holes 57 are arranged in the width direction, and the rows are arranged in the channel direction perpendicular to the width direction.
  • the sample solution introduced from the introduction port 53 flows through the flow channel 54 by the capillary phenomenon and enters the suction flow channel 56.
  • the sample solution that has reached the suction channel 56 is sucked into the through hole 57 by a so-called capillary phenomenon.
  • the sample solution introduced into the introduction port 53 is sucked up into the plurality of through holes 57 in the suction channel 56, and flows through the channel 54 in the direction of the suction channel 56 at a predetermined flow rate.
  • the suction channel 56 provided with the plurality of through holes 57 allows the sample solution introduced from the inlet 53 to flow at a predetermined flow rate (flow rate). It functions as a suction pump for flowing to 54.
  • a flow path 54 is provided in the approximate center of the flow cell 5. Therefore, when the flow cell 5 according to the present embodiment is mounted on a measurement apparatus, the focal point of the measurement region is exactly located in the flow path 54, and as a result, the sample solution flowing through the flow path 54 is more reliably obtained. Can be measured. As a result, it is possible to save the trouble of resetting the focus as in the prior art.
  • the suction flow path 56 (main suction portion 56 b) is deployed and arranged on the side (both sides) of the flow path 54. Therefore, the area of the suction channel 56 can be expanded without greatly increasing the area of the entire flow cell 5. Therefore, in the case of having the same planar shape, the volume of the sample solution that can be flowed can be increased as compared with the case where the respective constituent elements are arranged in a straight line as in the prior art. As a result, the time and volume for flowing the sample solution through the flow path can be increased, and the measurement time can also be increased. As a result, the sample solution flowing through the flow path can be measured more reliably.
  • the measurement unit of the flow cell 1005 in which the light emitted from the light source 1001 is collected by the incident side lens 1002 and incident on the prism 1003 and is in close contact with the upper surface 1004 of the prism 1003.
  • the flow cell 1005 is formed with an Au thin film. The specimen is placed in contact with the surface of the Au thin film, and the back surface of the Au thin film is irradiated with the condensed light transmitted through the flow cell 1005.
  • the condensed light irradiated in this manner is reflected by the back surface of the thin Au film, and the intensity (light intensity) is measured by a light detection unit 1006 made of an imaging device such as a so-called CCD image sensor, and the angle at which the resonance occurs. A valley where the reflectance decreases is observed.
  • the sheet-like member is provided, but it may be configured by the first substrate and the second substrate without providing the sheet-like member.
  • each slit formed in the sheet-like member is formed in the first substrate or the second substrate, and members that are engaged with these side portions are provided to join each other, or to each other by an adhesive or the like. It can be realized by bonding.
  • the planar shape of the flow cell is not limited to this. It can be set as appropriate according to the shape.
  • the bent portion of the meandering groove 132 forming the resistance flow path 15 is bent at a substantially right angle.
  • the bent portion has a substantially arc shape, that is, a curved shape. It may be bent gently.
  • the bent portion of the meandering groove 232 constituting the resistance flow path 26 is bent in a substantially arc shape, but as in the first embodiment, it is bent at a substantially right angle. It may be.
  • the case where the resistance flow path is provided has been described as an example.
  • the resistance flow path may not be provided.
  • the shape of the resistance flow path 15, that is, the shape of the meandering groove 132 is not limited to the above-described crank shape, and can be set freely as appropriate.
  • the case where the end portions of the projecting portions 133a and 233a formed inside the hollow portions 133 and 233 are in contact with the sheet-like members 12 and 22 is described as an example.
  • the end may not be in contact with the sheet-like member.
  • the internal volume of the suction pumps 18 and 27 is increased by the amount corresponding to the shortening of the protrusion 133a, so that the capacity of the suction pumps 18 and 27 can be increased.
  • the end portions of the protruding portions 133a and 233a and the portions of the sheet-like members 12 and 22 that are in contact with the end portions are exposed, not only a large surface area is maintained, but also the surface area may be further increased in some cases.
  • the suction force can be further increased.
  • the contaminants may be clogged inside the suction pumps 18 and 27 in the past.
  • a gap is formed between them, so that impurities can pass through the gap.
  • impurities can pass through the gap.
  • the slits 121, 221, and 321 have a substantially rectangular shape in plan view and are provided in the substantially central portions of the sheet-like members 12, 22, and 32.
  • the shapes and positions of the slits 121, 221 and 321 are not limited to those described above, and can be freely set as appropriate. Can be set to Therefore, the shape and position of the measurement channels 17, 25, and 35 formed by the slits 121, 221 and 321 can be set as appropriate.
  • the openings 122, 222, 322 have a substantially circular shape in plan view has been described as an example.
  • the openings 122, 222, 322 are formed on the second substrate. If it exists in the position which continues with the through-holes 131, 231 and 331 of 12, 23 and 33, the shape of the opening parts 122, 222 and 322 is not limited to a substantially circular shape in plan view, and can be set freely as appropriate. it can.
  • the case where the cavity portion 133 has a substantially U-shaped shape in plan view has been described as an example.
  • the planar shape of the cavity portion 133 is not limited to the U-shape, It can be set freely as appropriate.
  • the case where the cavity portion 233 has a substantially rectangular shape in plan view has been described as an example.
  • the planar shape of the cavity portion 233 is not limited to a substantially rectangular shape. It can be set freely.
  • the shape of the protrusions 133a and 233a formed inside the cavities 133 and 233 is not limited to a substantially cylindrical shape as long as the surface area inside the cavities 133 and 233 increases, and can be freely set as appropriate. can do.
  • the suction pump has been described as an example in which the suction pump has a configuration in which a protrusion or a groove is provided inside the cavity, or a configuration in which a plurality of through holes are provided.
  • Various configurations can be applied as long as the liquid is sucked by the surface tension.
  • a configuration may be adopted in which absorbent cotton is disposed inside the cavity and the liquid is sucked by the capillary force of the absorbent cotton.
  • the hollow portion may be filled with fine particles such as microbeads or zeolite, and the liquid may be sucked by a capillary force generated in a space between adjacent fine particles.
  • sample solutions such as micro TAS, Lab on a chip, micro combinatorial chemistry, chemical IC, chemical sensor, biosensor, trace analysis, electrochemical analysis, chromatography, QCM measurement, SPR measurement, ATR measurement, etc. Can be applied.

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Abstract

　測定流路（１７）は、フローセル（１）の略中央に設けられている。通常、測定装置の測定領域は、測定チップの略中央に焦点が合うように設定されている。このため、フローセル（１）は、測定装置に搭載したときに、測定領域の焦点が測定流路（１７）にちょうど位置することとなるので、その測定流路（１７）を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。また、吸引ポンプ（１８）を測定流路（１７）の周囲の領域に設けることにより、フローセルが同じ平面形状を有する場合、従来のように各構成要素を一直線に並べて形成したときよりも、流すことができる試料溶液の容量を増やすことができる。これにより、流路に試料溶液を流す時間や容量を増加でき、測定時間も増加させることができるので、結果として、流路を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。

Description

フローセル
　本発明は、測定装置により測定が行われる所定の流路とこの流路に試料溶液を流すためのポンプとを備えたフローセルに関するものである。
　抗原抗体反応やＤＮＡ断片（ＤＮＡプローブ）とＤＮＡとの結合などの高度な生体分子の識別機能を利用した測定は、臨床検査，生化学分野での測定，および環境汚染物質の測定で重要な技術となっている。この測定としては、例えば、マイクロＴＡＳ（Total Analysis Systems），マイクロコンビナトリアルケミストリ，化学ＩＣ，化学センサ，バイオセンサ，微量分析，電気化学分析，ＱＣＭ測定，ＳＰＲ測定，ＡＴＲ測定などがあるが、このような測定の分野では、測定対象の試料溶液は微量な場合が多い。
　このため、上述したような測定においては、微量な試料溶液をこのまま検出部まで移送することにより、検体の濃度を低下させることなくより高感度，高効率に測定を行うようにしている。微量な試料溶液の移送を実現する技術としては、基板の上に幅が数百μｍの流路を作製し、シリンジポンプ等による外部からの圧力で溶液を移送させる方法，静電気力で溶液を移送させる方法，エレクトロウエッティング法，加熱による体積変化や気泡の生成により溶液を移送させる方法，および電気浸透流を利用する方法などがある。
　しかしながら、これらの方法で微量な試料溶液を移送するためには、例えば、基板（チップ）の上に微細な溝を流路として形成するとともに、同じ基板の上に他の構成部品を設ける必要があるので、このような構成を作製するのは容易ではない。また、外部からの圧力で試料溶液を移送する場合、流路を構成するチップ以外に、ポンプや配管などの部品が必要となる。この結果、その配管などの移送経路のために試料溶液の無駄が発生することになるので、試料溶液の微量化には限界があった。
　また、従来より微量な試料溶液を分析する方法として、濾紙を用いたペーパークロマトグラフィー分析方法が知られている。例えば、生体関連物質の測定としては、簡便で安価な手段として、改良したイムノクロマト法や、イムノコンセントレーション法などが提案されている（特公平７－０３６０１７号公報、特開２０００－３２９７６６号公報）。また、プラスチックの構造体に形成された流路に濾紙を配置した測定チップもある（Amal. Chem. 2005, 77, 7901-7907.）。しかしながら、これらのようなペーパークロマトグラフィー法では、流路の形状などに制限があり、複雑な化学分析が行えないという問題がある。
　そこで、近年では、微細加工技術により、基板上または基板内に毛細管現象により試料溶液を移送する流路やポンプとなる領域を形成することが提案されている（Martin Zimmermann, Heinz Schmid, Patrick Hunziker and Emmanuel Delamarche, “Capillary pumps for autonomous capillary systems”, The Royal Society of Chemistry 2007, Lab Chip, 2007, 7, 119-125, First published as an Advance Article on the web 17th October 2006）。この技術により作成された測定チップは、試料溶液が導入される導入口と、その試料溶液を吸引する毛細管ポンプと、導入口と毛細管ポンプとの間に設けられた測定流路とが、基板の平面方向に沿って一直線に並んで形成されている。このような測定チップでは、導入口に試料溶液が導入されると、この導入口から測定流路およびポンプへと順次試料溶液が流出し、毛細管ポンプに試料溶液が到達すると毛細管ポンプに生じる毛細管現象により当該試料溶液が吸引される。これにより、導入口に貯留された試料溶液は、毛細管ポンプの吸引力によって、測定流路を介してポンプへと流れていく。
　しかしながら、従来の毛細管ポンプを用いた技術では、測定チップにおいては、各構成要素を一直線に並べて形成していたので、測定が行われる流路（以下、測定流路という）の位置を他の構成要素との兼ね合いによって決定していた一方、測定装置においては、予め測定チップの所定の位置に焦点を合わせて測定機構を配置していたので、測定を行う際には、測定流路の位置に応じて測定装置の測定機構の設定を変更することが必要となり、手間がかかっていた。測定流路の位置によっては、測定機構の設定の大掛かりな変更が必要となったり、場合によっては、測定自体が不可能になったりすることがあった。
　また、所定の形状に測定チップを形成しようとすると、毛細管ポンプに割り当てることができる領域が限定されるので、毛細管ポンプの容量も限定されることとなり、流路に試料溶液を流すことができる時間も限られ、結果として十分な測定時間を確保できないことがあった。
　そこで、本願発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、より確実に流路を流れる液体を測定することができるフローセルを提供することを目的とする。
　本発明に係るフローセルは、板状部材と、前記板状部材に開口し、液体が供給される導入口と、前記板状部材内に形成され、前記導入口に一端が接続される流路と、前記板状部材に形成され、前記流路の他端が接続され、前記導入口から前記流路を経て流れてきた前記液体を表面張力により吸引するポンプ部とを備え、前記流路は、前記板状部材の平面視略中央に形成され、前記ポンプ部は、前記流路の周囲に形成されることを特徴とするものである。
　本発明によれば、板状部材の平面視略中央に流路が形成されているので、この流路を流れる液体をより確実に測定することができる。また、流路の周囲にポンプ部が形成されるので、ポンプ部の容量を増やすことができ、液体を大量かつ長時間流すことができるので、結果として、その液体をより確実に測定することができる。
図１は、本発明に係る第１の実施例におけるフローセルの構成例を示す平面図である。 図２は、図１のI-I線断面図である。 図３は、図１のフローセルを下面方向から見た場合の分解斜視図である。 図４は、本発明に係る第２の実施例におけるフローセルの構成例を示す平面図である。 図５は、図４のII-II線断面図である。 図６は、図４のIII-III線断面図である。 図７は、図４のフローセルを下面方向から見た場合の分解斜視図である。 図８は、本発明に係る第３の実施例におけるフローセルの構成を示す平面図である。 図９は、図８のフローセルを下面方向から見た場合の分解斜視図である。 図１０は、本発明に係る第４の実施例におけるフローセルの構成を示す平面図である。 図１１は、図１１のフローセルを上面方向から見た場合の分解斜視図である。 図１２は、本発明に係る第５の実施例におけるフローセルの構成を示す斜視図である。 図１３は、本発明に係る第５の実施例におけるフローセルの構成を示す斜視図である。 図１４は、本発明に係る第５の実施例におけるフローセルの構成を示す平面図である。 図１５は、ＳＰＲ測定装置の構成例を示す構成図である。
［第１の実施例］
　以下、図面を参照して、本発明に係る第１の実施例について詳細に説明する。
＜フローセルの構成＞
　図１～図３に示すように、本実施例に係るフローセル１は、平面視略矩形の第１の基板１１と、この第１の基板１１上に配設されるシート状部材１２と、このシート状部材１２上に配設される第２の基板１３とから構成されている。これらは積層され、１つの板状部材を形成する。このようなフローセル１には、第２の基板１３を貫通し試料溶液が導入される導入口１４と、シート状部材１２と第２の基板１３との間に形成された吸引ポンプ１８と、この吸引ポンプ１８と導入口１４と接続する流路とが設けられている。この流路は、一端が導入口１４に接続しシート状部材１２と第２の基板１３との間に形成された抵抗流路１５と、この抵抗流路１５の他端に接続し第１の基板１１と第２の基板１３との間にあるシート状部材１２内に形成された空間部１６と、一端が空間部１６に他端が吸引ポンプ１８に接続し空間部１６と同様にシート状部材１２内に形成され外部装置により測定光等が照射される測定流路１７とから構成されている。
≪第１の基板≫
　第１の基板１１は、例えばＢＫ７などの光学ガラスから構成され、板厚が１ｍｍ程度で一辺が１６ｍｍ程度の平面視略矩形の板状の形状を有している。また、第１の基板１１の上面、すなわち第１の基板１１のシート状部材１２が載置される側の表面には、メッキ加工、蒸着またはスパッタなどによりＡｕ層１１ａが選択的に設けられている。このような第１の基板１１の材料は、測定に用いられる光等の性質に応じて設定される。また、Ａｕ層１１ａは、上記測定流路１７に対応する部分のみに形成するようにしてもよいが、全面に形成してもよいことは言うまでもない。
≪シート状部材≫
　シート状部材１２は、１０μｍ～１５０μｍ程度の厚さを有する例えば公知の粘着テープなどから構成され、第１の基板１１に対応した平面形状を有している。このようなシート状部材１２には、略中央に設けられた平面視略矩形のスリット１２１と、このスリット１２１の一端に接続された平面視略円形の開口部１２２とが形成されている。ここで、スリット１２１は、長手方向（Ｙ方向）がシート状部材１２の何れかの側部と略平行になるように形成されている。
　上述したスリット１２１は、第１の基板１１の上面および第２の基板１３の下面とともに、略直方体状の空間からなる測定流路１７を形成する。この測定流路１７の長手方向に垂直な断面は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の寸法とされる。
　また、上述した開口部１２２は、第１の基板１１の上面および第２の基板１３の下面とともに、略円柱状の空間からなる空間部１６を形成する。この空間部１６は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の断面寸法とされる。
　このようなシート状部材１２は、例えば、粘着テープをカッターやレーザなどで所望の形状に加工することにより、作製することができる。
≪第２の基板≫
　第２の基板１３は、０．５～５ｍｍ程度の厚さを有する例えばアクリルなどから構成され、第１の基板１１およびシート状部材１２に対応した平面形状を有する。このような第２の基板１３の一側寄りの略中央には、上記導入口１４を形成する貫通孔１３１が形成されている。また、第２の基板１３の下面には、一端がその貫通孔１３１に接続し上記抵抗流路１５を形成する蛇行溝１３２と、上記一側とは反対側の他側寄りに上記吸引ポンプ１８を形成する空洞部１３３とが設けられている。
　蛇行溝１３２は、複数の屈曲部を有し、両端を結ぶ方向、すなわち導入口１４と空間部１６とを結ぶ方向に対して垂直な方向に繰り返し折り曲げられたクランク状の平面形状を有している。その屈曲部は、略直角に折り曲げられている。なお、上記両端を結ぶ方向（Ｙ方向）は、第２の基板１３の上記一側と上記他側との距離方向と略平行とされている。
　空洞部１３３は、第２の基板１３の下面から上面に向けて設けられ、この空洞内にはその天井から下方に向かって突出した略円柱状の複数の突出部１３３ａが設けられている。複数の突出部１３３ａの間隔を毛細管現象が発現する範囲とすることにより、この空洞部１３３は、吸引ポンプとして作用する。このような空洞部１３３は、第２の基板１３の中央部の周囲を取り囲むように平面視略「コ」の字状に形成され、第２の基板１３における上記一側寄りの両端部と上記他側寄りの両角には、第２の基板１３を貫通する空気孔１３３ｂ～１３３ｅが形成されている。
　上述した貫通孔１３１は、シート状部材１２の上面を底とする略円柱状の空間からなる導入口１４を形成する。
　また、上述した蛇行溝１３２は、第２の基板１３とシート状部材１２とが接することにより蛇行した抵抗流路１５を形成する。この抵抗流路１５は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の断面寸法とされる。
　また、上述した空洞部１３３における突出部１３３ａの間隔，幅，高さなど、吸引ポンプ１８の内部の各寸法は、毛細管現象が発現する範囲の値とされる。
　上述したような第２の基板１３は、例えば、所定のパターンが形成された金型を用いた射出成形加工、レーザ加工、エンドミル等による切削加工などによって、作製することができる。
＜フローセルの製造方法＞
　次に、本実施例に係るフローセル１の製造方法の一例について説明する。まず、第１の基板１１上にシート状部材１２を載置する。ここで、Ａｕ層１１ａを第１の基板１１の一部のみに設けた場合、測定流路１７を形成するスリット１２１が上記Ａｕ層１１ａ上に位置するように、第１の基板１１上にシート状部材１２を載置する。
　次に、蛇行溝１３２の他端がシート状部材１２の開口部１２２内部に位置し、かつ空洞部１３３内部にシート状部材１２のスリット１２１の他端が位置するように、シート状部材２上に第２の基板１３を載置する。
　このように第１の基板１１，シート状部材１２および第２の基板１３を積層し、これらを第１の基板１１の下面側と第２の基板１３の上面側から押圧する。これにより、両面テープなどからなるシート状部材１２を介して第１の基板１１と第２の基板１３が互いに固定され、導入口１４，抵抗流路１５，空間部１６，測定流路１７および吸引ポンプ１８を備えたフローセル１が完成する。
＜フローセルの動作＞
　次に、本実施例に係るフローセル１の動作について説明する。
　まず、導入口１４に試料溶液が注入されると、この試料溶液は、毛細管現象により抵抗流路１５、空間部１６および測定流路１７の順で進み、吸引ポンプ１８に流入する。この吸引ポンプ１８の内部は、複数の突出部１３３ａが形成されているので、この突出部１３３ａが形成されていない場合よりも単位体積当たりの表面積が大きくなっており、毛細管現象が発現する寸法となっている。本実施例においては、吸引ポンプ１８内部の試料溶液の液面に作用する表面張力が、導入口１４内部の試料溶液の液面に作用する表面張力よりも大きくなるように、突出部１３３ａの形状や間隔等が設定されている。
　したがって、導入口１４に注入された試料溶液は、抵抗流路１５、空間部１６および測定流路１７を通って吸引ポンプ１８に流入し、この吸引ポンプ１８内部を進行していく。なお、この進行する速度は、突出部１３３ａの外形や間隔などの空洞部１３３の形状や試料溶液にかかる抵抗等によって変化する。
　ここで、本実施例では、図１に示すように、フローセル１の略中央に測定流路１７が設けられている。通常、測定装置の測定領域は、測定チップの略中央に焦点が合うように設定されている。このため、本実施例に係るフローセル１は、測定装置に搭載したときに、測定領域の焦点が測定流路１７にちょうど位置することとなり、結果として、その測定流路１７を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。これにより、従来のように、焦点を再設定する際の手間を省くこともできる。
　また、本実施例では、図１に示すように、測定流路１７の周囲、すなわち、フローセル１を平面視した状態における測定流路１７の一端側（空間部１６が接続された側）を除く領域に、測定流路１７を取り囲むように略コの字状の平面形状を有する吸引ポンプ１８が設けられている。より具体的には、Ｘ方向およびＹ方向に沿った縁部を有するフローセル１において、フローセル１のＹ方向に沿った縁部と測定流路１７との間の領域、および、測定流路１７の他端側に位置するフローセル１のＸ方向に沿った縁部と測定流路１７との間の領域に、吸引ポンプ１８が設けられている。このように、吸引ポンプ１８を測定流路１７の周囲の領域に設けることにより、フローセルが同じ平面形状を有する場合、従来のように各構成要素を一直線に並べて形成したときよりも、流すことができる試料溶液の容量を増やすことができる。これにより、流路に試料溶液を流す時間や容量を増加でき、測定時間も増加させることができるので、結果として、流路を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。
［第２の実施例］
　次に、本発明の第２の実施例について説明する。なお、本実施例は、吸引ポンプを測定流路の両側に設けたものである。したがって、本実施例において、上述した第１の実施例と同等の構成要素については、同じ名称を付し、適宜説明を省略する。
＜フローセルの構成＞
　図４～図７に示すように、本実施例に係るフローセル２は、平面視略矩形の第１の基板２１と、この第１の基板２１上に配設されるシート状部材２２と、このシート状部材２２上に配設される第２の基板２３とから構成されている。これらを積層したフローセル２には、第２の基板２３を貫通し試料溶液が導入される導入口２４と、シート状部材２２と第２の基板２３との間に形成された２つの吸引ポンプ２７と、この吸引ポンプ２７と導入口２４とを接続する流路とが設けられている。この流路は、一端が導入口２４に接続し第１の基板２１と第２の基板２３との間にあるシート状部材２２内に形成された測定流路２５と、一端がこの測定流路２５の他端に接続しシート状部材２２と第２の基板２３との間に形成された抵抗流路２６とから構成されている。このように本実施例においては、抵抗流路２６が測定流路２５と吸引ポンプ２７との間に設けられている。
≪第１の基板≫
　第１の基板２１は、上述した第１の実施例の第１の基板１１と同等の形状および構成を有し、上面には、Ａｕ層２１ａが選択的に設けられている。
≪シート状部材≫
　シート状部材２２は、上述した第１の実施例のシート状部材１２と同等の材料から構成されるとともに同等の平面形状を有し、略中央に設けられた平面視略矩形のスリット２２１と、このスリット２２１の一端に接続された平面視略円形の開口部２２２とを有している。ここで、スリット２２１は、長手方向（Ｙ方向）がシート状部材２２の何れかの側部と略平行になるように形成されている。
　上述したスリット２２１は、第１の基板２１の上面および第２の基板２３の下面とともに、略直方体状の空間からなる測定流路２５を形成する。この測定流路２５の長手方向に垂直な断面は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の寸法とされる。
≪第２の基板の構成≫
　第２の基板２３は、上述した第１の実施例の第２の基板１３と同等の形状および構成を有し、一側寄りの略中央には、貫通孔２３１が形成されている。また、第２の基板２３の下面には、略中央から上記一側とは反対側の他側近傍にかけて形成された蛇行溝２３２と、この蛇行溝２３２の両側に形成された２つの空洞部２３３とが設けられている。
　貫通孔２３１は、開口部２２２と同等の平面形状に形成されている。
　蛇行溝２３２は、複数の屈曲部を有し、上記一側と上記他側との距離方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｘ方向）に繰り返し折り曲げられたクランク状の平面形状を有している。その屈曲部は、略円弧状に、すなわち曲線状になだらかに曲げられている。また、蛇行溝２３２の他端は、第２の基板２３の上記他側近傍で分岐しており、それぞれ上記垂直な方向に沿って反対側に延在し隣接する空洞部２３３に接続している。
　空洞部２３３は、第２の基板２３の下面から上面に向けて設けられ、この空洞内にはその天井から下方（Ｚ方向の負の向き）に向かって突出した略円柱状の複数の突出部２３３ａが設けられている。この空洞部２３３は、平面視略矩形に形成され、上記一側寄りの端部および上記他側寄りの蛇行溝１３２の他端が接続されたのと反対側の角部に、第２の基板２３を貫通する空気孔２３３ｂ～２３３ｅが形成されている。
　上述した貫通孔２３１は、開口部２２２および第１の基板２１の上面とともに、第１の基板２１の上面を底とする略円柱状の空間からなる導入口２４を形成する。
　また、上述した蛇行溝２３２は、第２の基板２３とシート状部材２２とが接することにより蛇行した抵抗流路２６を形成する。この抵抗流路２６は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の断面寸法とされる。
　また、上述した空洞部２３３における突出部２３３ａの間隔，幅，高さなど、吸引ポンプ２７の内部の各寸法は、毛細管現象が発現する範囲の値とされる。
＜フローセルの製造方法＞
　次に、本実施例に係るフローセル２の製造方法の一例について説明する。まず、第１の基板２１上にシート状部材２２を載置する。ここで、Ａｕ層２１ａを第１の基板２１の一部のみに設けた場合、測定流路２５を形成するスリット２２１が上記Ａｕ層２１ａ上に位置するように、第１の基板２１上にシート状部材２２を載置する。
　次に、貫通孔２３１と開口部２２２とが連続し、かつ蛇行溝２３２の一端がスリット２２１の他端内部に位置するように、シート状部材２２上に第２の基板２３を載置する。
　このように第１の基板２１、シート状部材２２および第２の基板２３を積層し、これらを第１の基板２１の下面側と第２の基板２３の上面側から押圧する。これにより、両面テープなどからなるシート状部材２２を介して第１の基板２１と第２の基板２３が互いに固定され、導入口２４，測定流路２５，抵抗流路２６および吸引ポンプ２７を備えたフローセル２が完成する。
＜フローセルの動作＞
　次に、本実施例に係るフローセル２の動作について説明する。
　本実施例においても、上述した第１の実施例と同様、吸引ポンプ２７内部に複数の突出部２３３ａが形成されているので、導入口２４に注入された試料溶液は、吸引ポンプ２７に吸引されて、測定流路２５および抵抗流路２６を通過し、吸引ポンプ２７に到達する。
　ここで、本実施例においても、図４に示すように、測定流路２は、フローセル２の略中央に設けられている。上述したように、測定装置の測定領域は、通常、測定チップの略中央に設定されている。このため、本実施例に係るフローセル２は、測定装置に搭載したときに、測定領域の焦点が測定流路２５にちょうど位置することとなり、結果として、その測定流路２５を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。これにより、従来のように、焦点を再設定する際の手間を省くこともできる。
　また、本実施例では、図４に示すように、測定流路２５の両側にフローセル２の一側近傍から他側近傍にかけて吸引ポンプ２７が設けられている。言い換えると、吸引ポンプ２７は、フローセル２のＹ方向に沿った縁部と測定流路２５の間の領域に設けられている。このように、吸引ポンプ２７を測定流路２５の両側の領域に設けることにより、同じ平面形状を有する場合、従来のように各構成要素を一直線に並べて形成したときよりも、流すことができる試料溶液の容量を増やすことができる。これにより、流路に試料溶液を流す時間や容量を増加でき、測定時間も増加させることができるので、結果として、流路を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。
［第３の実施例］
　次に、本発明に係る第３の実施例について説明する。なお、本実施例は、上述した第２の実施例と吸引ポンプの内部構成が相違するものである。したがって、本実施例において、上述した第１，第２の実施例と同等の構成要素については、同じ名称を付し、適宜説明を省略する。
＜フローセルの構成＞
　図８，図９に示すように、本実施例に係るフローセル３は、平面視略矩形の第１の基板３１と、この第１の基板３１上に配設されるシート状部材３２と、このシート状部材３２上に配設される第２の基板３３とから構成されている。これらを積層したフローセル３には、第２の基板３３を貫通し試料溶液が導入される導入口３４と、シート状部材３２と第２の基板３３との間に形成された２つの吸引ポンプ３７と、この吸引ポンプ３７と導入口３４とを接続する流路とが設けられている。この流路は、一端が導入口３４に接続し第１の基板３１と第２の基板３３との間にあるシート状部材３２内に形成された測定流路３５と、一端がこの測定流路３５の他端に接続しシート状部材３２と第２の基板３３との間に形成された抵抗流路３６とから構成されている。
≪第１の基板≫
　第１の基板３１は、上述した第１の実施例の第１の基板１１と同等の形状および構成を有し、上面には、Ａｕ層３１ａが選択的に設けられている。
≪シート状部材≫
　シート状部材３２は、上述した第１の実施例のシート状部材１２と同等の材料から構成されるとともに同等の平面形状を有し、略中央に設けられた平面視略矩形のスリット３２１と、このスリット３２１の一端に接続された平面視略円形の開口部３２２と、スリット３２１の両側に形成された平面視略矩形の吸引スリット３２３と、一端がスリット３２１の他端に接続され他端が分岐し対応する吸引スリット３２３に接続された導出スリット３２４とを有している。ここで、スリット３２１は、長手方向（Ｙ方向）がシート状部材２２の何れかの側部と略平行になるように形成されている。
　上述したスリット３２１は、第１の基板３１の上面および第２の基板３３の下面とともに、略直方体状の空間からなる測定流路３５を形成する。この測定流路３５の長手方向に垂直な断面は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の寸法とされる。
　また、導出スリット３２４は、第１の基板３１の上面および第２の基板３３の下面とともに、略直方体状の空間からなる抵抗流路３６を形成する。この抵抗流路３６の長手方向に垂直な断面は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の寸法とされる。
≪第２の基板の構成≫
　第２の基板３３は、上述した第１の実施例の第２の基板１３と同等の形状および構成を有し、一側寄りの略中央には、貫通孔３３１が形成されている。また、第２の基板３３の下面には、略中央および貫通孔３３１の両側に形成された２つのスリット部３３２が設けられている。
　貫通孔３３１は、開口部３２２と同等の平面形状に形成されている。
　スリット部３３２は、第２の基板３３の上記一側と他側とを結ぶ方向（Ｙ方向）に沿って延在し、第２の基板３３をその厚さ方向に貫通する複数の直線状のスリット３３２ａから構成されている。このスリット３３２ａは、隣り合うスリット３３２ａと所定間隔離間している。このようなスリット部３３２は、対応する吸引スリット３２３と略同等な外形を有する。
　上述した貫通孔３３１は、開口部３２２および第１の基板３１の上面とともに、第１の基板３１の上面を底とする略円柱状の空間からなる導入口３４を形成する。
　また、上述したスリット部３３２は、第１の基板３１の上面および吸引スリット３２３とともに、吸引ポンプ３７を構成する。スリット部３３２におけるスリット３３２ａの間隔や幅など、吸引ポンプ３７の内部の各寸法は、毛細管現象が発現する範囲の値とされる。
＜フローセルの製造方法＞
　次に、本実施例に係るフローセル３の製造方法の一例について説明する。まず、第１の基板３１上にシート状部材３２を載置する。ここで、Ａｕ層３１ａを第１の基板３１の一部のみに設けた場合、測定流路３５を形成するスリット３２１が上記Ａｕ層３１ａ上に位置するように、第１の基板３１上にシート状部材３２を載置する。
　次に、貫通孔３３１と開口部３２２とが連続し、かつスリット部３３２が吸引スリット３２３内部に位置するように、シート状部材３２上に第２の基板３３を載置する。
　このように第１の基板３１、シート状部材３２および第２の基板３３を積層し、これらを第１の基板３１の下面側と第２の基板３３の上面側から押圧する。これにより、両面テープなどからなるシート状部材３２を介して第１の基板３１と第２の基板３３が互いに固定され、導入口３４，測定流路３５，抵抗流路３６および吸引ポンプ３７を備えたフローセル３が完成する。
＜フローセルの動作＞
　次に、本実施例に係るフローセル３の動作について説明する。
　まず、導入口３４に試料溶液が注入されると、この試料溶液は、毛細管現象により測定流路３５、抵抗流路３６の順で進み、吸引ポンプ３７に流入する。この吸引ポンプ３７の内部は、複数のスリット３３２ａが形成されているので、このスリット３３２ａが形成されていない場合よりも単位体積当たりの表面積が大きくなっており、毛細管現象が発現する寸法となっている。本実施例においては、吸引ポンプ３７内部の試料溶液の液面に作用する表面張力が、導入口３４内部の試料溶液の液面に作用する表面張力よりも大きくなるように、スリット３３２ａの形状や間隔等が設定されている。
　したがって、導入口３４に注入された試料溶液は、測定流路３５および抵抗流路３６を通って吸引ポンプ３７に流入し、この吸引ポンプ３７を構成するスリット３３２ａ内部をその延在方向や高さ方向に沿って進行していく。なお、この進行する速度は、スリット３３２ａの外形や間隔などのスリット部３３２の形状や試料溶液にかかる抵抗等によって変化する。
　本実施例においても、図８に示すように、フローセル３の略中央に測定流路３５が設けられている。したがって、本実施例に係るフローセル３は、測定装置に搭載したときに、測定領域の焦点が測定流路３５にちょうど位置することとなるので、結果として、その測定流路３５を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。これにより、従来のように、焦点を再設定する際の手間を省くこともできる。
　また、本実施例においても、図８に示すように、測定流路３５の両側にフローセル３の一側近傍から他側近傍にかけて吸引ポンプ３７が設けられている。言い換えると、吸引ポンプ３７は、フローセル３のＹ方向に沿った縁部と測定流路３５の間の領域に設けられている。このように、吸引ポンプ３７を測定流路３５の両側の領域に設けることにより、同じ平面形状を有する場合、従来のように各構成要素を一直線に並べて形成したときよりも、流すことができる試料溶液の容量を増やすことができる。これにより、流路に試料溶液を流す時間や容量を増加でき、測定時間も増加させることができるので、結果として、流路を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。
［第４の実施例］
　次に、本発明に係る第４の実施例について説明する。なお、本実施例は、上述した第１～第３の実施例と吸引ポンプの構成が相違するものである。したがって、本実施例において、上述した第１～第３の実施例と同等の構成要素については、同じ名称を付し、適宜説明を省略する。
＜フローセルの構成＞
　図１０，図１１に示すように、本実施例に係るフローセル４は、平面視略矩形の第１の基板４１と、この第１の基板４１上に配設される第１のシート状部材４２と、この第１のシート状部材４２上に配設される第２のシート状部材４３と、この第２のシート状部材上に配設される第３のシート状部材４４と、この第３のシート状部材４４上に配設される第４のシート状部材４５と、この第４のシート状部材４５上に配設される第５のシート状部材４６とから構成されている。これらを積層したフローセル４には、第１～第５のシート状部材４２～４６を貫通し試料溶液が導入される導入口４７と、第１～第５のシート状部材４２～４６により形成される平面視略凹の字状の形状を有し内部に井桁状に配設された複数の流路を備えた吸引ポンプ４８と、一端が導入口４７に他端がポンプ４８に接続された測定流路４９とが設けられている。
　なお、本実施例において、第２のシート状部材４３と第４のシート状部材４５、および、第３のシート状部材４４と第５のシート状部材４６は、それぞれ同等の構成を有するので、以下において適宜説明を省略する。
≪第１の基板≫
　第１の基板４１は、上述した第１の実施例の第１の基板１１と同等の形状および構成を有し、上面には、Ａｕ層４１ａが選択的に設けられている。
≪第１のシート状部材≫
　第１のシート状部材４２は、上述した第１の実施例のシート状部材１２と同等の材料から構成されるとともに同等の平面形状を有し、略中央に設けられた平面視略矩形の測定スリット４２１と、この測定スリット４２１の一端に接続された平面視略円形の開口部４２２と、測定スリット４２１および開口部４２２の周囲に形成された複数のＹスリット４２３とを備えている。ここで、Ｙスリット４２３は、測定スリット４２１と同じ方向（Ｙ方向）に延在し、かつ、隣り合うＹスリット４２３と所定間隔離間して形成されている。このようなＹスリット４２３は、フローセル４を第１の基板４１および第１～第５のシート状部材４２～４６の積層方向から見たときに、Ａｕ層４１ａおよびこの近傍に相当する位置を除く位置に形成されている。
　上述した測定スリット４２１は、第１の基板４１の上面および第２のシート状部材４３の下面とともに、略直方体状の空間からなる測定流路４９を形成する。この測定流路４９の長手方向に垂直な断面は、水溶液に対して毛細管現象が発現する範囲の寸法とされる。
　また、Ｙスリット４２３は、第１の基板４１の上面および第２のシート状部材４３の下面とともに、吸引ポンプ４８の一部を構成するＹ方向に沿った流路を形成する。この流路は、後述する第２のシート状部材４３のＸスリット４３２によって形成される流路と、上記積層方向に重なる位置で接続されている。このような流路の寸法は、毛細管現象が発現する範囲の値とされる。
　なお、第１のシート状部材４２および第２～第５のシート状部材４３～４６に形成された測定スリット４２１等の形状は、レーザ加工機やカッティングプロッタ等を用いて作成することができる。
≪第２，第４のシート状部材≫
　第２，第４のシート状部材４３，４５は、上述した第１の実施例のシート状部材１２と同等の材料から構成されるとともに同等の平面形状を有し、第１のシート状部材４２の開口部４２２と同等の位置に形成された開口部４３１と、この開口部４３１および第２，第４のシート状部材４３，４５の略中央部を除く位置に形成された複数のＸスリット４３２とを備えている。このＸスリット４３２は、上述した測定スリット４２１と直行する方向（Ｘ方向）に延在し、かつ、隣り合うＸスリット４３２と所定間隔離間して形成されている。このようなＸスリット４３２は、フローセル４を第１の基板４１および第１～第５のシート状部材４２～４６の積層方向から見たときに、Ａｕ層４１ａおよびこの近傍に相当する位置を除く位置に形成されている。
　上述したＸスリット４３２は、第１のシート状部材４２の上面および第３のシート状部材４４の下面、または、第３のシート状部材４４の上面および第５のシート状部材４６の下面とともに、吸引ポンプ４８の一部を構成するＸ方向に沿った流路を形成する。この流路は、第１のシート状部材４２のＹスリット４２３によって形成される流路、または、後述する第３，第５のシート状部材４４，４６のＹスリット４４２によって形成される流路と、上記積層方向に重なる位置で接続されている。このような流路の寸法は、毛細管現象が発現する範囲の値とされる。
≪第３，第５のシート状部材≫
　第３，第５のシート状部材４４，４６は、上述した第１の実施例のシート状部材１２と同等の材料から構成されるとともに同等の平面形状を有し、第１のシート状部材４２の開口部４２２と同等の位置に形成された開口部４４１と、この開口部４４１および第３，第５のシート状部材４４，４６の略中央部を除く位置に形成された複数のＹスリット４４２とを備えている。このＹスリット４４２は、上述した測定スリット４２１の延在方向と同じ方向（Ｙ方向）に延在し、かつ、隣り合うＹスリット４４２と所定間隔離間して形成されている。このようなＹスリット４４２は、フローセル４を第１の基板４１および第１～第５のシート状部材４２～４６の積層方向から見たときに、Ａｕ層４１ａおよびこの近傍に相当する位置を除く位置に形成されている。
　上述したＹスリット４４２は、第２のシート状部材４３の上面および第４のシート状部材４５の下面、または、第４のシート状部材４５の上面とともに、吸引ポンプ４８の一部を構成するＹ方向に沿った流路を形成する。この流路は、第２のシート状部材４３または第４のシート状部材４５のＸスリット４３２によって形成される流路と、上記積層方向に重なる位置で接続されている。このような流路の寸法は、毛細管現象が発現する範囲の値とされる。
＜フローセルの製造方法＞
　次に、本実施例に係るフローセル４の製造方法の一例について説明する。まず、第１の基板４１上に第１のシート状部材４２を載置する。ここで、Ａｕ層４１ａを第１の基板４１の一部のみに設けた場合、測定流路４９を形成する測定スリット４２２が上記Ａｕ層４１ａ上に位置するように、第１の基板４１上に第１のシート状部材４２を載置する。
　次に、第１のシート状部材４２上に、それぞれの開口部４３１、４４１が連続するように、第２～第５のシート状部材４３～４６を順次積層し、これらを第１の基板４１の下面側と第５の基板４６の上面側から押圧する。これにより、両面テープなどからなる第１～第５のシート状部材４２～４６と第１の基板４１とが互いに固定され、導入口４７，吸引ポンプ４８および測定流路４９を備えたフローセル４が完成する。
＜フローセルの動作＞
　次に、本実施例に係るフローセル４の動作について説明する。
　まず、導入口４７に試料溶液が注入されると、この試料溶液は、毛細管現象により測定流路４９を進み、Ａｕ層４１ａ上方を通過して、測定流路４９の他端側に進む。この他端側の上方には、吸引ポンプ４８を構成するＸスリット４３２により形成された流路が接続されている。この流路を含む吸引ポンプ４８内部は、複数の流路を井桁状に配設することによって、このような構成を有しない場合よりも単位堆積当たりの表面積が大きくなっており、毛細管現象が発現する寸法となっている。本実施例においては、吸引ポンプ４８内部の試料溶液の液面に作用する表面張力が、導入口４７内部の試料溶液の液面に作用する表面張力よりも大きくなるように、吸引ポンプ４８内部の流路の形状や間隔等が設定されている。
　したがって、導入口４７に注入された試料溶液は、測定流路４９を通って吸引ポンプ４８に流入し、この吸引ポンプ４８を構成する井桁状に配設された流路内部をその延在方向や高さ方向に沿って進行していく。なお、この進行する速度は、Ｘスリット４３２，Ｙスリット４２３，４４２の形状および第１～第５のシート状部材４２～４６の厚さや試料溶液にかかる抵抗等によって変化する。
　本実施例においても、図１０に示すように、フローセル４の略中央に測定流路４９が設けられている。したがって、本実施例に係るフローセル４は、測定装置に搭載したときに、測定領域の焦点が測定流路４９にちょうど位置することとなるので、結果として、その測定流路４９を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。これにより、従来のように、焦点を再設定する際の手間を省くこともできる。
　また、本実施例においても、図１０に示すように、測定流路４９の周囲、すなわち、フローセル４を平面視した状態における測定流路４９の一端側（導入口４７が接続された側）を除く領域に、測定流路４９を取り囲むように略コの字状の平面形状を有する吸引ポンプ４８が設けられている。より具体的には、Ｘ方向およびＹ方向に沿った縁部を有するフローセル４において、フローセル４のＹ方向に沿った縁部と測定流路４９との間の領域、および、測定流路４９の他端側に位置するフローセル４のＸ方向に沿った縁部と測定流路４９との間の領域に、吸引ポンプ４８が設けられている。このように、吸引ポンプ４８を測定流路４９の周囲の領域に設けることにより、フローセルが同じ平面形状を有する場合、従来のように各構成要素を一直線に並べて形成したときよりも、流すことができる試料溶液の容量を増やすことができる。これにより、流路に試料溶液を流す時間や容量を増加でき、測定時間も増加させることができるので、結果として、流路を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。
［第４の実施例］
　次に、本発明に係る第４の実施例について説明する。
＜フローセルの構成＞
　図１２～図１４に示すように、本実施例におけるフローセル５は、まず、ガラスなどの光を透過する下部基板（第１基板）５１と、下部基板５１の上に配置される上部基板（第２基板）５２と、上部基板５２に形成された試料溶液が導入される導入口５３と、下部基板５１および上部基板５２の対向する面の間に配置されて導入口５３に一端が接続して試料溶液が移送される流路５４とを備える。流路５４は、フローセル５の中央部を横切るように配置されている。上部基板５２は、板厚３ｍｍ程度に形成され、下部基板５１は、板厚１ｍｍ程度に形成されている。流路５４は、幅１ｍｍ、高さ１０～１００μｍ程度に形成されている。
　また、本実施例のフローセル５は、流路５４の途中に設けられた検出部５５と、下部基板５１および上部基板５２の対向する面の間に配置され、流路５４の他端に接続する吸引流路５６と、上部基板５２を貫通して吸引流路５６に到達する複数の貫通孔５７とを備える。貫通孔５７は、例えば円筒形状（円管）である。また、貫通孔５７が形成されている領域（吸引流路５６の領域）に対応する上部基板５２の外部側表面には、凹部が形成されて排出部５８を構成している。また、流路５４の検出部５５においては、下部基板５１の流路に露出する面にＡｕからなる金属薄膜５９が形成されている。
　ここで、流路５４は、液体に対して毛細管現象が発現する範囲の断面寸法とされ、同様に、貫通孔５７は、液体に対して毛細管現象が発現する範囲の管径とされている。また、吸引流路５６の下部基板５１および上部基板５２の対向する方向（上下方向）の間隔は、流路５４より液体が浸入したときに、この浸入した液体が吸引流路５６の上下の両面に同時に接触可能な状態とされていればよい。言い換えると、その間隔は、吸引流路５６に液体が侵入したときに、吸引流路の上下方向に隙間が形成されない範囲に設定されている。
　また、本実施例のフローセル５は、例えば図１３に示すように、下部基板５１が、下地基板５１ａとスペーサ部５１ｂとから構成され、スペーサ部５１ｂをくり貫くように形成した開口部により、流路５４および吸引流路５６が形成され、検出部５５となる領域に対応する下地基板５１ａの上に、金属薄膜５９が形成されている。この場合、下地基板５１ａは、ガラスから構成され、スペーサ部５１ｂは、樹脂のフィルムから構成されている。
　また、本実施例では、図１４にも示すように、吸引流路５６は、フローセル５の流路５４の両脇に展開して配置され、流路５４の両脇の各々において、流路５４に接続する連結部５６ａおよび主吸引部５６ｂを備える。連結部５６ａにおいては、連結部５６ａの幅方向には１つの貫通孔５７が配置され、主吸引部５６ｂにおいては、下部基板５１（上部基板５２）の平面方向に、複数の貫通孔５７が２次元的に配列されている。なお、連結部５６ａにおいて、幅方向に２つ以上の貫通孔５７が配置されていてもよい。また、吸引流路５６は、下部基板５１と上部基板５２の上下方向および流路５４内部の液体の流れる方向（流路５４の延在方向）それぞれに対して垂直な方向の長さ（幅）が、流路５４より広く形成されており、この幅方向に、複数の貫通孔５７の列が配置され、この列が、幅方向に垂直な流路方向に配列されている。
＜フローセルの動作＞
　上述した本実施例のフローセル５によれば、導入口５３より導入された試料溶液は、毛細管現象により流路５４を流れて吸引流路５６に浸入する。吸引流路５６に到達した試料溶液は、いわゆる毛細管現象により貫通孔５７に吸い上げられる。導入口５３に導入された試料溶液は、吸引流路５６における複数の貫通孔５７に吸い上げられることで、流路５４を所定の流速で吸引流路５６の方向に流れていくことになる。
　このように、本実施例におけるフローセル５によれば、複数の貫通孔５７が設けられている吸引流路５６が、導入口５３より導入される試料溶液を、所定の流速（流量）で流路５４に流すための吸引ポンプとして機能する。
　また、本実施例においても、図１４に示すように、フローセル５の略中央に流路５４が設けられている。したがって、本実施例に係るフローセル５は、測定装置に搭載したときに、測定領域の焦点が流路５４にちょうど位置することとなるので、結果として、その流路５４を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。これにより、従来のように、焦点を再設定する際の手間を省くこともできる。
　また、本実施例におけるフローセル５によれば、図１４に示すように、流路５４の側方（両側）に、吸引流路５６（主吸引部５６ｂ）が展開して配置されているようにしたので、フローセル５全体の面積を大きく広げることなく、吸引流路５６の領域を拡大することができる。したがって、同じ平面形状を有する場合、従来のように各構成要素を一直線に並べて形成したときよりも、流すことができる試料溶液の容量を増やすことができる。これにより、流路に試料溶液を流す時間や容量を増加でき、測定時間も増加させることができるので、結果として、流路を流れる試料溶液をより確実に測定することができる。
［フローセルの適用例］
　ここで、上述した第１～第５の実施例に例示したフローセルの適用例について簡単に説明する。上述したフローセルは、よく知られた表面プラズモン共鳴現象を利用した測定に用いられる（特開２００１－１９４２９８号公報、特開２００２－２１４１３１号公報）。表面プラズモン共鳴現象を利用した測定は、測定対象の検体が接触した金属の表面における、エバネッセント波と表面プラズモン波との共鳴を用いるものである。
　この測定では、図１５に示すように、光源１００１から出射された光を入射側レンズ１００２で集光してプリズム１００３に入射させ、プリズム１００３の上面部１００４に密着させているフローセル１００５の測定部として機能するＡｕ膜に照射する。フローセル１００５にはＡｕの薄膜が形成されており、このＡｕの薄膜の表面に検体が接触して配置され、Ａｕの薄膜の裏面に、フローセル１００５を透過してきた集光光が照射される。このようにして照射された集光光は、Ａｕの薄膜の裏面で反射し、いわゆるＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子よりなる光検出部１００６で強度（光強度）が測定され、上記共鳴が起こる角度で反射率が低くなる谷が観測される。
　このような測定では、Ａｕ膜の表面（検出部側）に固定された抗体やＤＮＡ断片に、選択的に結合する検体の有無を検出するものであるが、検出部に試料溶液を配置した状態では、対象となる検体と抗体とが反応したことによる変化と、検出部に異物が沈降して堆積した状態による変化との区別がない。これに対し、検出部において試料溶液が流れているようにすることで、異物の沈降が抑制されるようになり、上述した反応による変化を選択的に検出できるようになる。
　なお、上述した第１～５の実施例で示したフローセルでは、シート状部材を設けるようにしたが、これを設けずに第１の基板および第２の基板から構成するようにしてもよい。この場合、シート状部材に形成された各スリットを第１の基板または第２の基板に形成し、これらの側部に係着する部材を設けて互いを接合したり、接着剤などにより互いを接着したりすることにより実現することができる。
　また、上述した第１～５の実施例では、フローセルが全体として平面視略矩形の形状を有する場合を例に説明したが、フローセルの平面形状はこれに限定されず、フローセルを搭載する測定装置等の形状に応じて、適宜自由に設定することができる。
　また、第１の実施例では、抵抗流路１５を形成する蛇行溝１３２の屈曲部は、略直角に折り曲げられているが、第２の実施例と同様に、略円弧状に、すなわち曲線状になだらかに曲げられるようにしてもよい。同様に、第２の実施例では、抵抗流路２６を構成する蛇行溝２３２の屈曲部は、略円弧状に曲げられているが、第１の実施例と同様に、略直角に曲げられるようにしてもよい。
　また、第１，第２の実施例では、何れも抵抗流路を設ける場合を例に説明したが、この抵抗流路は設けないようにしてもよい。また、抵抗流路１５の形状、すなわち蛇行溝１３２の形状についても、上述したクランク状の形状に限定されず、適宜自由に設定することができる。
　また、第１，第２の実施例では、空洞部１３３，２３３の内部に形成された突出部１３３ａ，２３３ａの端部が、シート状部材１２，２２と接触する場合を例に説明したが、その端部はシート状部材と接触しないようにしてもよい。これにより、突出部１３３ａを短くした分だけ吸引ポンプ１８，２７内部の容積が大きくなるので、吸引ポンプ１８，２７の容量を大きくすることができる。また、突出部１３３ａ，２３３ａの端部およびこの端部と当接していたシート状部材１２，２２の部分が露出することとなるので、大きな表面積を保つのみならず、場合によっては表面積をさらに大きくすることが可能となり、この場合には吸引力をさらに大きくすることができる。また、例えば飲食物や体液などの夾雑物を含む試料溶液をフローセルに注入する場合、従来では、その夾雑物が吸引ポンプ１８，２７内部に詰まってしまうことがあった。しかしながら、上述したように突出部１３３ａ，２３３ａの端部がシート状部材１２，２２に接触しないようにすることにより、これらの間に空隙が形成されるので、この空隙を夾雑物が通過することが可能となり、結果として、その夾雑物が吸引ポンプ１８，２７内部に詰まるのを防ぐことができる。
　また、上述した第１～第３の実施例では、スリット１２１，２２１，３２１が平面視略矩形の形状を有し、かつシート状部材１２，２２，３２の略中央部に設けた場合を例に説明したが、スリット１２１，２２１，３２１がＡｕ層１１ａ，２１ａ，３１ａ上を通過するのであれば、スリット１２１，２２１，３２１の形状および設ける位置については上述した場合に限定されず、適宜自由に設定することができる。したがって、スリット１２１，２２１，３２１により構成される測定流路１７，２５，３５の形状および位置についても、適宜自由に設定することができる。
　また、上述した第１～第３の実施例では、開口部１２２，２２２，３２２が平面視略円形の形状を有する場合を例に説明したが、開口部１２２，２２２，３２２が第２の基板１２，２３，３３の貫通孔１３１，２３１，３３１と連続する位置に存在するのであれば、開口部１２２，２２２，３２２の形状は平面視略円形に限定されず、適宜自由に設定することができる。
　また、上述した第１の実施例では、空洞部１３３が平面視略コの字状の形状を有する場合を例に説明したが、空洞部１３３の平面形状はコの字状に限定されず、適宜自由に設定することができる。同様に、上述した第２，第３の実施例では、空洞部２３３が平面視略矩形の形状を有する場合を例に説明したが、空洞部２３３の平面形状は略矩形に限定されず、適宜自由に設定することができる。さらに、空洞部１３３，２３３内部に形成された突出部１３３ａ，２３３ａの形状についても、空洞部１３３，２３３内部の表面積が増加するのであれば略円柱状の形状に限定されず、適宜自由に設定することができる。
　さらに、上述した第１～第５の実施例において、吸引ポンプは、空洞部の内部に突出部や溝を設けた構成や複数の貫通孔を設けた構成を有する場合を例に説明したが、表面張力により液体を吸引する構成であれば、各種構成を適用することができる。例えば、上記空洞部内部に脱脂綿を配設して、この脱脂綿による毛細管力により液体を吸引する構成を採るようにしてもよい。また、上記空洞部内部にマイクロビーズやゼオライトなどの微粒子を詰め込み、隣接する微粒子の間の空間で生じる毛細管力により液体を吸引する構成を採るようにしてもよい。さらには、第３の実施例で示したスリット３３２ａの内部や第５の実施例で示した貫通孔５７の内部に、脱脂綿を詰め込んだ構成を採るようにしてもよい。
　例えば、マイクロＴＡＳ、Ｌａｂ　ｏｎ　ａ　ｃｈｉｐ、マイクロコンビナトリアルケミストリ、化学ＩＣ、化学センサ、バイオセンサ、微量分析、電気化学分析、クロマトグラフィー、ＱＣＭ測定、ＳＰＲ測定、ＡＴＲ測定など、試料溶液をハンドリングする分野において適用することができる。

Claims (5)

  1. 　板状部材と、
    　前記板状部材に開口し、液体が供給される導入口と、
    　前記板状部材内に形成され、前記導入口に一端が接続される流路と、
    　前記板状部材に形成され、前記流路の他端が接続され、前記導入口から前記流路を経て流れてきた前記液体を表面張力により吸引するポンプ部と
    　を備え、
    　前記流路は、前記板状部材の平面視略中央に形成され、
    　前記ポンプ部は、前記流路の周囲に形成される
    　ことを特徴とするフローセル。
  2. 　前記ポンプ部は、前記導入口が設けられた前記一端側を除く前記流路の周囲に形成されることを特徴とする請求項１記載のフローセル。
  3. 　前記ポンプ部は、前記流路の前記延在方向と垂直な方向に前記流路を挟んだ両側に設けられることを特徴とする請求項１記載のフローセル。
  4. 　前記ポンプ部は、前記板状部材内に形成された空洞と、前記空洞内に前記流路と垂直方向に形成された複数の柱状部材とを備えることを特徴とする請求項１記載のフローセル。
  5. 　前記ポンプ部は、
    　前記板状部材内に形成され、前記流路の他端に接続する吸引流路と、
    　前記板状部材に形成され、前記吸引流路と外部とを連通する複数の連通孔と
    　を備えることを特徴とする請求項１記載のフローセル。
PCT/JP2009/051588 2008-02-01 2009-01-30 フローセル WO2009096527A1 (ja)

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