WO2016009467A1

WO2016009467A1 - マルチチャンネル分析装置

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Publication number: WO2016009467A1
Application number: PCT/JP2014/068657
Authority: WO
Inventors: 穴沢　隆; 佳孝児玉; 基博山崎
Original assignee: 株式会社日立ハイテクノロジーズ
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2016-01-21
Also published as: US9921160B2; US20170212052A1; JPWO2016009796A1; JP6313447B2; WO2016009796A1

Abstract

　屈折率ｎ₁の部材の内部に屈折率ｎ₂（ｎ₂＜ｎ₁）の部材が充填された複数のチャンネル２が同一平面上に平行に配列されたマイクロチップ１の側面から，同一平面に沿って照射されたレーザビーム６は，チャンネル２の断面が上底＞下底の台形形状である場合，上底から下底に向かう方向に屈折を受け，速やかにチャンネル配列から逸脱してしまう。そこで，マイクロチップ１の側面から，レーザビーム６を同一平面に対して下底から上底に向かう方向に傾けて照射することにより，レーザビーム６が緩やかにチャンネル配列から逸脱するようにする。この結果，より多数のチャンネル２を効率良くレーザビーム照射することが可能となる。

Description

マルチチャンネル分析装置

　本発明は，内部に設けられた複数のチャンネルにレーザビーム等の光を照射し，内部に存在する物質を高感度に蛍光検出，散乱光検出する等により分析するためのマイクロチップ及びその製造方法，レーザビーム照射方法，及びそのマイクロチップを用いて試料を分析するマルチチャンネル分析装置に関する。

　マイクロメートルサイズの流路や反応槽であるチャンネルをチップ上に構成し，生体物質等の試料の分析を行うマイクロチップの研究開発がこの２０年間精力的に行われ，その実用化が進みつつある。マイクロチップは，透明なガラスや樹脂を部材とする場合が多く，外寸は数ｍｍから数十ｃｍまでと様々であり，厚さは上記サイズよりも小さい。マイクロチップによって，微量の試料を，短時間で，その場で簡便に分析することが可能である。既に実用化されているマイクロチップの例としては，ＰＣＲ，リアルタイムＰＣＲ，デジタルＰＣＲ，電気泳動分析，免疫分析（イムノアッセイ），フローサイトメータ（セルソータ），単一細胞解析，マイクロリアクタ，等々がある。試料の導入，抽出，試薬との混合，反応を含めた分析の工程を集積したマイクロチップは，マイクロＴＡＳ（Total Analysis System）あるいはLab on a Chipと呼ばれ，実用化に向けた種々の課題を解決する研究開発が引き続き盛んに行われている。マイクロチップの計測手段としては，チャンネル内部に存在する物質を非接触に計測できる光計測が用いられる場合が多い。例えば，チャンネル中で生体物質に蛍光体を標識し，未標識の蛍光体を除去した後に，レーザビームを照射して発光した蛍光を計測する。あるいは，生体物質を光学顕微鏡で観察し，その形状や数を計測する，等である。

　樹脂製のマイクロチップは，射出成形やナノインプリント等の加工技術により製造可能であり，低コストで量産可能であるため，使い捨ても可能である。このような使い捨て可能なマイクロチップは，医療診断や食品検査など，分析すべき試料以外のコンタミネーションを避けることが強く求められる分野で特に重要である。また，多数のチャンネルを単一のチップに構成し，これらを並列計測することは，一つの試料について多項目を並列分析する場合，あるいは複数種の試料を並列計測する場合，また，これらによって計測のスループットを向上させ，一つの分析あたりのコストを低減させる上で重要である。あるいは，単一のチャンネルの複数箇所を並列計測することによって，反応や分離の時系列変化を解析することが可能になる。

　ここで，マイクロチップに設けられた複数チャンネルを如何に効率良くレーザビーム照射して蛍光計測，散乱光計測，透過光計測等による分析を行うかが大きな課題であり，従来法は以下の（１）～（５）に分類される。以下，蛍光計測を例に説明する。いずれの方法も，複数のチャンネルのレーザビーム照射部はチップ内の同一平面上に互いに平行に配列している。以降，この平面を配列平面と呼ぶ。単一のチャンネルの複数箇所を並列計測する場合は，チャンネルを複数回折り返すことによって，チャンネルの計測したい箇所が，チップ内の同一平面上に平行に配列される。

（１）ビーム拡大方式：複数チャンネルを跨るようにレーザビームを拡大して同時照射し，複数チャンネルからの蛍光を同時検出
　レーザビームをライン状に拡大して複数のチャンネルを同時照射する場合と，レーザビームを円状あるいは楕円状に拡大して複数のチャンネルを同時照射する場合とがある。レーザビームを単一のチャンネルに絞って照射する場合と比較すると，Ｎ本のチャンネルを同時照射する場合，レーザビーム強度密度は，ライン状に拡大すると（１／Ｎ）以下に，円状に拡大すると（１／Ｎ²）以下に減少する。このため，各チャンネルの蛍光検出感度が低下する。ビーム拡大方式の一形態として，レーザビームを複数本に分割し，それぞれを各チャンネルに照射する場合も考えられるが，上記と同様の課題を有する。

（２）スキャン方式：単一チャンネルにレーザビームを絞って照射し，同チャンネルからの蛍光を検出する系を，複数のチャンネルに対してスキャン
　レーザビームを単一のチャンネルに絞って照射してスキャンしない場合と比較すると，Ｎ本のチャンネルをスキャンによりシリアルに照射する場合，レーザビーム強度の実効密度は（１／Ｎ）以下に減少し，各チャンネルの蛍光検出感度が低下する。また，各チャンネルの時間分解能も（１／Ｎ）以下となり，計測上で不利になることがある。さらに，スキャン機構が必要となるため，装置が大型化，高コスト化し，故障が多くなる欠点もある。

（３）独立照射検出系方式：単一チャンネルにレーザビームを絞って照射し，同チャンネルからの蛍光を検出する系を，複数のチャンネルに対して同数設置
　各チャンネル毎に，最適なレーザや検出器を用いることができれば，いずれのチャンネルにおいても高い蛍光検出感度を得ることができるが，その場合は装置のコストが非常に高くなる。一方，同一チップ上にレイアウトできる複数のチャンネルは互いに近接せざるを得ないため，チャンネル毎に高感度なレーザ照射蛍光検出系を設けることは物理的に困難である。したがって，比較的感度が高くない，小型で低コストなレーザ照射蛍光検出系を採用する必要がある。

（４）光導波路方式：複数のチャンネルに隣接する光導波路にレーザビームを通してエバネッセント波で複数のチャンネルを照射し，複数チャンネルからの蛍光を同時検出
　エバネッセント波はレーザビーム照射体積を非常に小さくできるため，チャンネル内の溶液に由来した背景光を低減することによって，例えば単一蛍光分子に由来する蛍光を高感度に検出する場合に有利である。しかし，マイクロチップで検出する対象物質は，多くの場合，そのような少数分子ではなく，多数分子である。そのような場合は，レーザビーム照射体積を小さくし過ぎると，逆に感度が低下してしまう。

（５）横入射方式：チップ平面の側面から，配列平面に沿って，各チャンネルの長軸に垂直に，レーザビームを複数チャンネルを横切るように照射し，配列平面に垂直方向から複数チャンネルからの蛍光を同時検出
　最も簡便な構成で，最も高感度を期待できるが，各チャンネルの界面でレーザビームが屈折するため，複数のチャンネルを効率良く照射することは困難である。横入射方式によってレーザビーム照射される各チャンネルの中心位置は同一直線上に並ぶ。この直線を横入射軸と以降呼ぶ。横入射軸は配列平面上にあり，各チャンネルの長軸と垂直である。ここで，各チャンネルの長軸とは，各チャンネルの長手方向の中心あるいは断面の重心を通る直線又は曲線である。特許文献１では，レーザビームを横入射軸と一致させて照射し，チャンネル間にレンズ又はミラーを挿入することによって，各チャンネルによって屈折したレーザビームを集光することで横入射軸から逸脱させずに複数のチャンネルを貫通させることができ，高感度な蛍光検出が可能である。一方，非特許文献１では，レーザビームを横入射軸と一致させ，レーザビーム幅をチャンネル幅よりも拡大して照射し，複数のチャンネルを同時に照射している。レーザビーム幅を流路幅よりも拡大して照射する場合，レーザビーム強度密度が減少して蛍光検出感度が低下する。

特開２０１１－５９０９５号公報

Anal. Chem., 2008, 80, 3897-3903

　レーザビームを，絞った状態で，例えば，レーザビーム幅をチャンネル幅と同程度以下に絞った状態で，複数のチャンネルの長軸が平行に配列する配列平面に沿って，各チャンネルの長軸に垂直に導入し，複数のチャンネルを貫通させて同時にレーザビーム照射する横入射方式は，複数のチャンネルの最も効率の良いレーザ照射蛍光検出法であり，最も高感度を可能とする方法である。言い換えると，横入射方式は，ひとつのチャンネルを照射し，通過したレーザビームが他のチャンネルの照射にも寄与する方式である。ここで，導入されたレーザビームが複数のチャンネル中を屈折を受けずに直進する場合のレーザビームの中心軸は，先に定義した横入射軸と一致する。横入射方式は，他の従来方式と比較して，レーザビームの利用効率が極めて高いこと，レーザビームが直接的又は反射等により間接的に検出器に進入する割合が非常に小さいこと，さらにマイクロチップの部材がレーザビーム照射によって発するレーリー散乱，ラマン散乱，蛍光等が，チャンネルから発せられる計測対象である蛍光等と交じり合う割合が非常に小さいこと，等の特長を有する。いずれも，簡便な構成による高感度な蛍光検出の実現に寄与している。

　特許文献１では，チャンネル間にレンズ又はミラーを挿入し，チャンネルを通過する際に屈折して横入射軸から外れようとするレーザビームを集光し，レーザビームを横入射軸に戻すことで次のチャンネルを通過させ，これを繰り返すことで横入射方式を実現している。しかしながら，実際にレンズ等をチャンネル間に配置することは困難である。まず，マイクロチップにレンズ等を挿入するための空間を形成する必要がある。例えば，複数のチャンネルを有するマイクロチップを製造した後に，マイクロチップを貫通し，レンズ等を収納できるサイズの穴を切削加工する必要がある。次に，レンズ等をこの空間に挿入し，レンズ等の光学的な中心軸を横入射軸と一致させた状態で固定する必要がある。ここで，レンズ等の光学系の中心軸は，チャンネルの長軸方向，及びチャンネルの配列平面に垂直な方向のいずれに対しても，マイクロメートルレベルの精度で位置合わせしなければならない。また，このような高精度な位置合わせを，チャンネル間に配置する複数のレンズ等の全てについて行わなければならない。マイクロチップに設けられた穴にレンズ等をはめ込む際の機械精度だけで，このような位置精度を出すことは極めて困難であるため，例えば，個々のレンズ等をチャンネル間に挿入した後で，その位置を微調整して固定する必要がある。仮に，レンズ等の中心軸が横入射軸からずれると，レーザビームは横入射軸から偏向してしまうため，複数のチャンネルの同時照射が不可能になる。以上のような位置合わせは，手間と時間がかかる上，位置合わせの微調整ための機構が別途必要になり，マイクロチップの製造コストの高騰につながる。これはマイクロチップを使い捨てで使用するような場合に特に不利になる。

　また，特許文献１では，導入するレーザビームの中心軸と各レンズ等の中心軸を一致させながら，各レンズ等の位置はマイクロチップに固定化されているため，導入するレーザビームの中心軸を各チャンネルの長軸方向に自由に動かすことができない。レーザビームがレンズ等の中心軸からずれると，レーザビームは横入射軸から偏向してしまうためである。このことは，例えば，チャンネル内のキズやゴミが存在する位置を避けて横入射軸を設定し，最も検出感度が高くなるように調節することができないことを意味する。同様に，レーザビームを各チャンネルの長軸方向に拡大して横入射したり，各チャンネルの長軸方向に位置をずらした複数の横入射軸を設定し，それぞれに対して異なる複数のレーザビームを照射したりすることができない。これらは，各チャンネルに存在する蛍光物質の挙動を２次元イメージで捉えたり，異なる多種類の蛍光物質の蛍光発光をそれぞれ独立かつ高感度に検出したりすることができないことを意味する。

　さらに，特許文献１では，チャンネル間にレンズ等を挿入し，それを高い精度で位置合わせするため，隣り合うチャンネル間の距離を大きく取る必要があり，単一のマイクロチップ内に設けることができるチャンネル数が，従来の（１）ビーム拡大方式や（２）スキャン方式と比較して少なくなってしまう課題がある。

　一方，非特許文献１では，レーザビーム幅を流路幅よりも拡大して照射することによってレーザビーム強度密度が減少する課題に加えて，レーザビームが各チャンネルによって一方向に屈折を受けるため，レーザビームが通過するチャンネルの数が増えるに従い急速に横入射軸から逸脱するため，複数のチャンネルを効率良く同時照射することができない課題がある。これは本発明で新たに見出した課題であり，［発明を実施するための形態］で詳細に説明する。

　本発明は，横入射方式の従来法の抱える上述の課題を解決し，簡便な構成でありながら，単一のマイクロチップに設けられた複数のチャンネルに，レーザビームを横入射方式により同時に照射し，高感度に蛍光検出する方法を提示する。同時に，レーザビームの照射位置及び横入射軸を各チャンネルの長軸方向に移動可能とし，レーザビームを各チャンネルの長軸方向に拡大して照射したり，異なる複数のレーザビームを各チャンネルの長軸方向に横入射軸をずらして照射したりすることも可能とする方法を示す。マイクロチップの部材としては，ガラスだけでなく，単価の安い樹脂を対象とする。マイクロチップの製法としては，切削加工，光造形加工，半導体プロセス加工といった時間とコストを要する方法だけでなく，射出成形，ナノインプリントといった低コスト性と量産性に優れる方法を対象とする。例えば，樹脂材を用いた射出成形は低コスト性と量産性に優れるが，そのような使い捨て利用も可能なマイクロチップを用いながら，横入射方式を実現するための方法を提示する。

　本発明によるマルチチャンネル分析装置は，屈折率ｎ₁の透明固体部材の内部に，屈折率ｎ₂の部材が満たされた複数のチャンネルが少なくとも一部の領域において各チャンネルの長軸が互いにほぼ平行に，かつ同一平面上又は同一円筒面上に配列されたマイクロチップと，レーザ光源と，レーザ光源から発生されたレーザビームを，マイクロチップの側面から，互いにほぼ平行に配列された複数のチャンネルの長軸にほぼ垂直に入射させる照射光学系と，レーザビームの照射による複数のチャンネルからの発光をそれぞれ分離して検出する光検出光学系とを含み，マイクロチップの側面から入射し，最初に照射されるチャンネルに接近するレーザビームの方向は，従来の横入射方式と異なり，最初に照射されるチャンネルの長軸と最後に照射されるチャンネルの長軸の両方を含む平面に対して平行とせずに，一定の角度を持たせる。あるいは，レーザビームの中心軸を含み，各チャンネルに垂直な断面において，最初に照射されるチャンネルに接近するレーザビームの方向は，最初に照射されるチャンネルの中心と最後に照射されるチャンネルの中心を結ぶ直線に対して平行とせずに，一定の角度を持たせる。

　各チャンネルが同一平面上に配置される場合は上記平面は配列平面と一致し，上記断面において，各チャンネルの中心が同一直線上に配置される場合は上記直線は横入射軸と一致する。この際，最初に照射されるチャンネルに接近するレーザビームの方向が，各チャンネルによってレーザビームが屈折を受ける方向と反対向きとする。あるいは，上記の一定の角度の向きは，各チャンネルによってレーザビームが屈折する角度の向きと逆向きとする。一例として，複数のチャンネルの長軸に垂直な断面がテーパー形状であり，ｎ₁＞ｎ₂であるとき，最初に照射されるチャンネルの断面において，レーザビームがテーパー形状の幅が広がる方向に向かうとき上記一定の角度の符号を正とする。このことにより，各チャンネルがもたらす屈折によってレーザビームがチャンネル配列から逸脱するまでの距離を稼ぎ，より多くのチャンネルを効率良く同時照射することが可能となる。また，レーザビームを複数本設け，複数本のレーザビームを複数のチャンネルの長軸方向の異なる位置に入射するようにしてもよい。

　一例として，検出すべき蛍光体は生体由来の試料に標識された蛍光体であり，レーザビームの照射によって複数のチャンネルから発光する蛍光を，マイクロチップの上面又は下面に対してほぼ垂直方向から同時に検出するように構成する。

　また，本発明によるマイクロチップの製造方法は，一例として，透明固体部材の内部に複数のチャンネルが少なくとも一部の領域において各チャンネルの長軸が同一平面上または同一円筒面上に互いに平行に配列されたマイクロチップの製造方法であって，射出成形により，表面に断面形状が台形である複数の溝が前記少なくとも一部の領域において互いに平行になるように形成された屈折率ｎ₁の第１の板状の透明固体部材を作製する工程と，第１の板状の透明固体部材の上に屈折率ｎ₁の第２の板状の透明固体部材を張り合わせて複数の溝によって複数のチャンネルを構成する工程を有する。

　本発明によると，単一のマイクロチップに設けられた複数のチャンネルに対して横入射方式によりレーザビームを効率良く同時照射することができる。それによって，各チャンネルの内部に存在する蛍光物質を励起し，発光する蛍光を各チャンネルの配列平面又はマイクロチップの上面又は下面に対して垂直方向から一括計測することによって，複数のチャンネルの高感度な蛍光検出を実現するシステムを構成できる。この際に用いるマイクロチップは射出成形等の量産性のある加工法で安価に製造可能なものであり，マイクロチップを使い捨てにすることも可能である。また，検出に用いる光学系を簡便にすることが可能であり，システム全体を小型で低コストにすることが可能である。

　上記した以外の課題，構成及び効果は，以下の実施形態の説明により明らかにされる。

複数のチャンネルを含むマイクロチップの断面図を用いた本発明の課題と解決策の説明図。二等辺三角形プリズムに入射するレーザビームの屈折角の定義を示す図。マイクロチップの製造プロセスを示す工程図。本発明の解決策を示す複数のチャンネルを含むマイクロチップの断面模式図。本発明によるマルチチャンネル分析装置の一例を示す概略説明図。 θ₁＝０度，ｎ₂＝１．３３，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの光線追跡シミュレーション結果を示す図。 θ₁＝０度，ｎ₂＝１．３３，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの照射効率の計算結果を示す図。 θ₁＝４度，ｎ₂＝１．３３，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの光線追跡シミュレーション結果を示す図。 θ₁＝４度，ｎ₂＝１．３３，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの照射効率の計算結果を示す図。 θ₁＝３度，ｎ₂＝１．３３，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの光線追跡シミュレーション結果を示す図。 θ₁＝３度，ｎ₂＝１．３３，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの照射効率の計算結果を示す図。 θ₁＝０度，ｎ₂＝１．４１，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの光線追跡シミュレーション結果を示す図。 θ₁＝０度，ｎ₂＝１．４１，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの照射効率の計算結果を示す図。 θ₁＝３度，ｎ₂＝１．４１，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの光線追跡シミュレーション結果を示す図。 θ₁＝３度，ｎ₂＝１．４１，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの照射効率の計算結果を示す図。 θ₁＝２度，ｎ₂＝１．４１，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの光線追跡シミュレーション結果を示す図。 θ₁＝２度，ｎ₂＝１．４１，２４本チャンネルに横入射したレーザビームの照射効率の計算結果を示す図。本発明によるマルチチャンネル分析装置の一例を示す概略説明図。湾曲配置した２４本チャンネルに横入射したレーザビームの光線追跡シミュレーション結果と照射効率計算結果を示す図。湾曲配置した２４本チャンネルに横入射したレーザビームの照射効率の計算結果を示す図。レーザビームと横入射軸のなす角度を制御する機構を示す説明図。複数のチャンネルが湾曲配置したマイクロチップの構成図。複数のチャンネルが湾曲配置する曲面の曲率半径を制御する機構を示す説明図。校正用マーカを備えるマイクロチップの断面模式図。マイクロチップの両側から２分割したレーザビームを横入射した場合の照射効率の計算結果を示す図。

　図１（ａ）は，複数のチャンネル２の配列（以降，チャンネル配列と呼ぶ）を有するマイクロチップ１の代表例を示す断面模式図である。マイクロチップ１の横入射軸３（図１に点線で示す）を含み，複数のチャンネル２の長軸に垂直な断面図である。マイクロチップ１の断面は長方形状であり，長方形の長辺は横入射軸３及びチャンネル配列と平行である。各チャンネル２の長軸は互いに平行に，同一平面上に，かつ一定間隔ｐで配列している。各チャンネル２の長軸上にある，図１における各チャンネル２の断面の中心点は一直線上に並び，その直線は横入射軸３と一致している。各チャンネル２には，レーザビームが導入される左側から右側に向かって順番にＮｏ．１，２，３，…の番号を付ける。図１には，Ｎｏ．１から４までが示されている。Ｎｏ．１のチャンネルと，マイクロチップ１の左側面の距離はｃである。各チャンネル２の断面はテーパー形状，ここでは同一の等脚台形形状である。各チャンネル２の横入射軸３と垂直方向の幅，すなわち等脚台形の高さはｄである。マイクロチップ１は屈折率ｎ₀の媒質の中に配置されている。ここでは，マイクロチップが空中に配置されているため，ｎ₀＝１．００である。マイクロチップ１の部材はガラスや樹脂等の透明な固体部材であり，屈折率はｎ₁である。これに対して，各チャンネル２に充填される部材は水溶液等の液体やゲル状の材料であり，屈折率はｎ₂であり，ｎ₂＜ｎ₁である。

　図１のように，断面が等脚台形形状のチャンネル２を有するマクロチップ１は，射出成形のような量産性に優れる加工法を用いて製造することが可能である。マイクロチップ１を各チャンネル２の上端面を含む平面を接合面４（図１に一点鎖線で示す）とする上下２つの部品で構成し，これら２つの部品を接合面４で張り合わせて一体化することで製造できる。上下の部品の張り合わせは熱圧着等の方法により行われる。接合面４は光学的に透明となるようにされ，空気や接着剤の層が含まれないようにするとさらに良い。接合面４より下側の部品の接合面４にはチャンネルを構成する断面が四角形の溝が複数設けられており，接合面４より上側の部品の接合面４は溝が設けられていない平面である。このため，上下の部品の相互の張り合わせ位置がずれても，各チャンネル２の形状や位置は影響を受けない。射出成形では，型に樹脂等の部材を流し込んで固めた後に型を抜き取るプロセスが必要なため，形成できる溝の断面形状は，溝の底から接合面４に向かうに従って幅が広がっていくテーパー形状である必要がある。つまり，等脚台形の上底を接合面４の一部，下底を接合面４より下側の部品に設けられた溝の底とするとき，図１のように上底の幅＞下底の幅となっているマイクロチップ１であれば，射出成形等の加工法において型を抜き取るプロセスが容易となり，量産性を高くすることが可能である。等脚台形の底角のうち，９０度を超える部分を抜き勾配と呼ぶ。すなわち，抜き勾配をＤ度とするとき，等脚台形の底角は９０＋Ｄ度となる。抜き勾配Ｄは０度＜Ｄ＜９０度であり，Ｄは大きいほど型を抜き取るプロセスが容易となるが，各チャンネルの断面形状としては均等であることが望ましく，Ｄは小さいほど良い。加工精度を考慮するとＤ＞２度とすることが望ましい。

　図１（ｂ）及び（ｃ）は，図１（ａ）のマイクロチップ１にレーザビーム６をそれぞれ異なる条件で照射した場合の光路を模式的に示している。ここに示すマイクロチップ１の構成及びレーザビーム６の照射条件は，本発明の基本的な考えを説明するための代表例に過ぎず，同様の考えに基づく他の構成及び照射条件についても，本発明の対象となることは言うまでもない。例えば，各チャンネル２の断面形状は等脚台形でなくても良いし，配列間隔は一定でなくても良い。

　図１（ｂ）に示すように，レーザビーム６の中心軸５を横入射軸３と一致あるいは平行にした状態で，マイクロチップ１の左側面から照射する。マイクロチップ１に入射する前，及びマイクロチップ１に入射してからＮｏ．１のチャンネルに到達するまでのレーザビーム６の配列平面と垂直な方向の幅，すなわち図１（ｂ）においては横入射軸３と垂直な方向の幅はｂである。レーザビーム６は，多数の無限小幅のビーム要素で構成されていると考える。各ビーム要素がほぼ平行となるように，レーザビーム６はコリメートしてからマイクロチップ１を照射するようにする。これらのビーム要素のうち，Ｎｏ．１より左側のレーザビーム６については，中心軸５及び上下端のビーム要素を描いているが，Ｎｏ．１より右側のレーザビーム６については，代表として中心軸５のみを描いている。

　レーザビーム６は，各チャンネル２を通過する毎に，横入射軸３から接合面４とは反対側に，図１においては横入射軸３から下側に偏向し，チャンネル配列から逸脱するため，多数のチャンネルを効率良く同時照射することができない。この現象は以下のように説明できる。各チャンネル２の断面形状である等脚台形は二等辺三角形のプリズムの断面の一部と見なすことができるが，プリズムの周囲の屈折率，すなわちマイクロチップ１の部材の屈折率ｎ₁よりも，プリズムの屈折率，すなわち各チャンネル２に充填された部材の屈折率ｎ₂の方が小さいため，プリズムに入射したレーザビームは，二等辺三角形の底辺とは反対側に，つまり頂角の側に，屈折するのである。この課題は，本発明において初めて見出されたものである。

　図２は，二等辺三角形プリズムに入射するレーザビームの屈折角の定義を示す図であり，この現象を分かりやすく模式化したものである。屈折率ｎ₁の部材の中に，屈折率ｎ₂の部材からなり，断面が頂角Ａの二等辺三角形プリズムが，底辺を水平に，頂角を下向きにして位置している。図２に定義されている通り，このプリズムに対して，仮想的に幅ゼロのレーザビームを水平に入射させた際の，入射面における入射角をα，屈折角をβ，出射面における入射角をγ，屈折角をδ，レーザビームがプリズムを通過する際の正味の屈折角をε₂とする。α，β，γ，δはいずれも０度と９０度の間の正の値を取るが，ε₂は－９０度＜ε₂＜９０度であり，符号は，レーザビームが図２のように底辺側に屈折する場合を正，逆に頂角側に屈折する場合を負とする。ε₂は，図１で言えば，レーザビーム６がチャンネル２を通過する際に受ける屈折角のことである。ここで，スネルの法則及び幾何学的関係より，以下が成り立つ。

　　　　ｎ₁×sinα＝ｎ₂×sinβ　　　　　　（１）
　　　　ｎ₂×sinγ＝ｎ₁×sinδ　　　　　　（２）
　　　　γ＝Ａ－β　　　　　　　　　　　（３）
　　　　ε₂＝α＋δ－Ａ　　　　　　　　　（４）
　また，射出成形の抜き勾配をＤとすると，
　　　　Ａ＝２Ｄ　　　　　　　　　　　　　（５）
が成り立ち，入射レーザビームと底辺が平行であるため，
　　　　α＝Ｄ　　　　　　　　　　　　　　（６）
が成り立つ。以上より，
　　　　ε₂＝sin^-1［sin｛２Ｄ－sin^-1（sinＤ×ｎ₁／ｎ₂）｝×ｎ₂／ｎ₁］－Ｄ　（７）
と表現される。ここで，ｎ₂＜ｎ₁であるため，屈折角はε₂＜０となる。したがって，図２ではレーザビームはプリズムを通過する際に頂角側に屈折し，図１（ｂ）では，レーザビーム６はチャンネル２を通過する際に，横入射軸３から離れる方向に，接合面４と反対方向に屈折する。さらに複数のチャンネル２を通過する際は，上記の屈折角が積算されるため，レーザビーム６はチャンネル配列から急速に逸脱する。したがって，図１（ｂ）の構成は，レーザビーム６を横入射させて複数のチャンネル２を同時照射するには必ずしも効率が良くないと言える。

　そこで，図１（ｃ）に示す通り，レーザビーム６の中心軸５を，横入射軸３と一致あるいは平行とせずに，横入射軸３に対してθ₀（＞０）だけ傾けてマイクロチップ１の左側面から導入し，横入射軸３に対してθ₁（＞０）だけ傾けてＮｏ．１のチャンネルを照射する。ここでも，各ビーム要素がほぼ平行となるように，レーザビーム６はコリメートしてからマイクロチップ１を照射するようにする。ここで，マイクロチップ１の左側面は横入射軸と垂直とし，
　　　　θ₁＝sin^-1（１／ｎ₁×sinθ₀）　　　（８）
である。角度θ₀及びθ₁の符号はいずれも，角度ε₂の場合と同様に，レーザビーム６が横入射軸３から接合面４に向かう方向，つまり図１の右上方向に進行する場合を正とする。換言すると，溝が設けられたマイクロチップ１の下側の部品から溝の無い上側の部品の方にレーザビーム６が向かうとき角度θ₀及びθ₁の符号を正とする。あるいは，Ｎｏ．１のチャンネルの断面において，レーザビーム６がテーパー形状の幅が広がる方向に向かうとき，すなわちテーパー形状の幅の狭い方から幅の広い方に向かってＮｏ．１のチャンネルに接近するとき，角度θ₁の符号を正とする。

　このとき，各チャンネルによる屈折角ε₂（＜０）によってレーザビーム６がチャンネル配列から接合面４と反対側に逸脱するまでの横入射軸３方向の距離を稼ぎ，より多くの数のチャンネル２を横入射方式により同時照射することが可能となる。ここで，レーザビーム６がマイクロチップ１の左側面に導入される位置は横入射軸３上とせずに，横入射軸３から接合面４と反対側にａ（＞０）だけずらすことによって，Ｎｏ．１のチャンネルを良好に照射できるようにする。横入射方式を効率良く実現するためには，θ₁の大きさは，大き過ぎても，小さ過ぎても駄目であり，適切な範囲に収まっていることが重要である。

　まず，θ₁の上限を考える。例えば，θ₁＝９０度，つまり，図１において，レーザビーム６を横入射軸３に対して垂直に，下から上に向かって照射する場合，Ｎｏ．１のチャンネル２を通過したレーザビーム６はＮｏ．２以降のチャンネルを照射することができないため，横入射方式とはなり得ず，複数のチャンネルを効率良く同時照射することができない。効率の良い横入射方式を実現するためには，Ｎｏ．１のチャンネルを照射し，通過したレーザビーム６が少なくともＮｏ．２のチャンネルを照射することが必要である。このためには，Ｎｏ．１のチャンネルの下端に入射したビーム要素が，Ｎｏ．２のチャンネルの上端より低い位置に入射すれば良く，その条件は，
　　　　ｐ×tanθ₂＜ｄ　　　　　　　　　　　（９）
である。ここでθ₂は，図１（ｃ）に示す通り，Ｎｏ．１のチャンネル２で屈折を受けたビーム要素が，Ｎｏ．２のチャンネルに向かう方向の横入射軸３に対する角度であり，
　　　　θ₂＝θ₁＋ε₂　　　　　　　　　　　　（１０）
で与えられる。

　同様に，Ｎｏ．２からＮｏ．３に向かうビーム要素が横入射軸３となす角度θ₃，Ｎｏ．３からＮｏ．４に向かうビーム要素が横入射軸３となす角度θ₄，さらにＮｏ．（Ｌ－１）からＮｏ．Ｌに向かうビーム要素が横入射軸３となす角度θ_Lは，
　　　　θ₃＝θ₂＋ε₂＝θ₁＋２ε₂　　　　　　（１１）
　　　　θ₄＝θ₃＋ε₂＝θ₁＋３ε₂　　　　　　（１２）
　　　　・・・
　　　　θ_L＝θ_L-1＋ε₂＝θ₁＋（Ｌ－１）ε₂　　（１３）
で与えられる。ここで，Ｌは同時照射するチャンネルの総数を示す。θ₂，θ₃，θ₄，…，θ_Lの符号の取り方はθ₁及びε₂の場合と同じである。θ₁，θ₂，θ₃，θ₄，…，θ_Lは正から始まりいずれ負に転じる。図１（ｃ）の例では，θ₁～θ₃は正であるが，θ₄以降は負に転じるため，中心軸５の光線がＮｏ．３のチャンネルまでは上方向に偏向しているのに対して，それ以降は下方向に偏向している。一般に，θ_M+1で正から負に転じるとすると，その直前のＮｏ．Ｍのチャンネルは，
　　　　Ｍ＝int(－θ₁／ε₂＋１)　　　　　　　（１４）
で表される。ここで，int(Ｘ)はＸの整数部分を導出する関数である。式（９）よりも，さらに効率良く横入射方式を実現するためには，Ｎｏ．１のチャンネルの下端に入射したビーム要素が，Ｎｏ．Ｍのチャンネルの上端より低い位置に入射すれば良く，その条件は，
　　　　ｐ×tanθ₂＋ｐ×tanθ₃＋…＋ｐ×tanθ_M＜ｄ　（１５）
である。

　次に，θ₁の下限を考える。θ₁＝０度の場合は，図１（ｂ）の通りとなり，横入射方式の効率が悪い。つまり，
　　　　θ₁＞０　　　　　　　　　　　　　　　（１６）
が最低条件となる。さらに効率の良い横入射方式を実現するためには，Ｎｏ．１のチャンネルを照射し，通過したレーザビーム６が少なくともＮｏ．２のチャンネルを照射することが必要である。このためには，Ｎｏ．１のチャンネルを通過したビーム要素の横入射軸３に対する角度θ₂が正であれ良く，その条件は，式（１０）より
　　　 θ₂＝θ₁＋ε₂＞０　　　　　　　　　　（１７）
である。

　一方，本発明では，図１（ｃ）に示す通り，レーザビーム６はマイクロチップ１の側面から照射しているが，マイクロチップ１の下面から照射する場合について考えてみる。横入射軸３に対して，つまりマイクロチップ１の下面方向に対して角度θ₀で入射し，Ｎｏ．１のチャンネルを照射するビーム要素のチャンネル１の下面方向に対する角度θ₁は，式（８）と異なり，
　　　　θ₁＝９０－sin^-1｛１／ｎ₁×sin（９０－θ₀）｝　（１８）
となる。後述する通り，式（１８）によるθ₁は，式（８）によるθ₁と比較して非常に大きくなるため，式（９）又は式（１５）と両立可能なθ₁は存在しない。したがって，本発明は，レーザビーム６をマイクロチップ１の側面から照射する構成が必然であり，マイクロチップ１の下面又は上面から照射する場合には適用できない。これは，従来法である（１）ビーム拡大方式，及び（２）ビームスキャン方式と基本的に構成が異なる点である。

　続いて，レーザビーム６の横入射軸と垂直方向の幅ｂを拡大することによって，横入射方式によって，より効率的に多数のチャンネル２を同時照射する方法を説明する。図１（ｃ）の構成は，図１（ｂ）の構成と比較すると，横入射方式によって，より多くの数のチャンネル２の同時照射が可能である。しかし，図１（ｃ）の構成で個々のビーム要素が同時照射できるチャンネル２の数は，図１（ｂ）の構成の場合の２～３倍程度である。ここで，レーザビーム６の幅ｂを各チャンネル２の幅ｄよりも拡大すれば，図１（ｃ）のように最初にＮｏ．１のチャンネル２を照射したビーム要素がＮｏ．２以降のチャンネル２を照射することに加えて，最初にＮｏ．２以降のチャンネル２を照射するビーム要素が存在し，そのようなビーム要素がさらに後段のチャンネル２を照射することが可能であり，全体として，より多くのチャンネル２を，より均一に照射できるようになる。ここで，レーザビーム６の幅ｂの拡大はレーザビーム強度密度の低下を招くため，そのバランスが重要である。しかし，少なくとも，従来法である（１）ビーム拡大方式と比較すると，横入射方式であるが故，つまり，特定のビーム要素が複数のチャンネルの照射に寄与するが故に，効率的な同時照射が可能である。

　効率的な横入射方式を実現するのに適したレーザビーム６の幅bは，同時照射すべきチャンネル２の総数Ｌに依存する。ここで，Ｌは，必ずしも，マイクロチップ１に含まれるチャンネル２の総数と一致するとは限らない。Ｌ個のチャンネル２のそれぞれを最初に照射するビーム要素が存在すれば，Ｌ個すべてのチャンネル２を同時照射可能である。このためには，マイクロチップ１の左側面から入射したレーザビーム６の横入射軸３方向の幅が，Ｎｏ．１のチャンネル２とＮｏ．Ｌのチャンネル２の距離：ｐ×（Ｌ－１）よりも大きければ良く，その条件は，
　　　　ｂ＞ｐ（Ｌ－１）tanθ₁　　　　　　　（１９）
である。次に，ｂの大きさを式（１９）よりも絞りながら，より効率的に，Ｌ個すべてのチャンネル２を同時照射する条件を考える。図１（ｃ）の構成で個々のビーム要素が同時照射できるチャンネル２の数が，典型例として図１（ｂ）の構成の場合の２倍とすると，式（１４）を用いて，その数は２×Ｍ－１個と表すことができる。ここで，図１（ｃ）において，レーザビーム６が上方向に偏向し，やがて下方向に転じるまでのチャンネル数と，下方向に偏向してからチャンネル配列を逸脱するまでのチャンネル数がいずれもＭと仮定している。つまり，Ｌ－（２Ｍ－１）個のチャンネル２を最初に照射するビーム要素が存在すれば，Ｌ個すべてのチャンネル２を同時照射可能である。このためには，マイクロチップ１の左側面から入射したレーザビーム６の横入射軸３方向の幅が，Ｎｏ．１のチャンネルとＮｏ．｛Ｌ－（２×Ｍ－１）｝のチャンネルの距離：ｐ×［｛Ｌ－（２Ｍ－１）｝－１］＝ｐ（Ｌ－２Ｍ）よりも大きければ良く，その条件は，
　　　　ｂ＞ｐ（Ｌ－２Ｍ）tanθ₁　　　　　　（２０）
である。

　以上では，レーザビーム６の配列平面に垂直方向の幅ｂ，すなわち図１（ｂ）及び図１（ｃ）においては横入射軸３に垂直方向の幅ｂを，チャンネル２の横入射軸３と垂直方向の幅ｄよりも拡大させる効果について説明した。一方で，レーザビーム６の配列平面に平行方向の幅，すなわち各チャンネル２の長軸方向の幅については同様の拡大を行わない，例えばチャンネル２の幅ｄと同程度にする方が良い場合が多い。これには二つの理由がある。一つは，各チャンネル２の内部において，電気泳動する物質をレーザビーム照射及び蛍光検出によって分析するような場合，各チャンネル２の長軸方向のレーザビーム幅が各チャンネル２の幅よりも大きくなると電気泳動分解能が低下してしまうことである。もう一つは，レーザビーム６を配列平面に垂直方向だけでなく，平行方向にも拡大すると，その分だけレーザビーム強度密度が低下するため，各チャンネル２の照射効率及び蛍光検出感度が低下してしまうためである。したがって，シリンドリカルレンズ等を用いて，レーザビーム６を配列平面と垂直方向にのみ拡大する，すなわち，レーザビーム６の断面が楕円状，あるいはライン状になるように整形してマイクロチップ１及び各チャンネル２を照射するのが良い。

　レーザビーム６の照射による各チャンネル２からの散乱光あるいは蛍光を計測する方向は，図１（ｃ）において，マイクロチップ１の上方向からでも下方向からでも構わない。つまり，図１を上下反転したとしても，以上の発明の内容は影響を受けない。ただし，光検出系の中心軸は，図５で後述する通り，チャンネル２の配列平面，マイクロチップ１の上面，又は下面の少なくともいずれかに対して垂直とするのが，各チャンネル２の蛍光検出感度を向上し，ばらつきを低減する上で良い。したがって，以上ではθ₀，θ₁，θ₂，…，θ_Lをレーザビーム６の横入射軸３，又は配列平面となす角度と定義したが，これらの角度を光検出系の中心軸に垂直な平面に対する角度と定義しても良い。

　一方で，各チャンネル２の下底面及び上底面にレーザビーム６が反射しやすいようにコーティング等の修飾を施すことは，より多くのチャンネル２を照射する上で有効である。もちろん，下底面あるいは上底面の一方のみをコーティングするのでも構わない。上底面にコーティングするには，マイクロチップ１の接合面４より上側の部品の接合面４の全体にコーティングを施すのが良い。

　図３は，図１に示したマイクロチップ１を射出成形により製造するプロセスを断面模式図で示した工程図である。（ａ）に示す金型７に対して，（ｂ）のように透明な樹脂を加熱溶融させた部材を射出注入し，冷却及び固体化させる。次に，金型７を抜き取ることによって，（ｃ）のようにマイクロチップ１のチャンネルとなる複数の溝を有する部品８，すなわちマイクロチップ１の接合面４より下側の部品８を得る。部品８の部材は屈折率ｎ₁の透明固体部材である。部品８は，板状の透明固体部材の表面に台形の断面形状を有する複数本の溝が形成されたものである。この溝は，少なくとも一部の領域で相互に平行に配列されている。

　一方，（ｄ）に示すように，マイクロチップ１のチャンネルを有さない部品９，すなわちマイクロチップ１の接合面４より上側の部品９として板状の屈折率ｎ₁の透明固体部材を別途作製し，部品８と接合面４で熱溶着等により張り合わせ，（ｅ）に示すように，屈折率ｎ₁のマイクロチップ１を得る。すなわち，この工程によって，部品８の表面に形成された複数本の溝によってマイクロチップ１の内部に複数のチャンネル２が構成されることになる。この状態では，いずれのチャンネル２も内部は空気で満たされている。最後に，（ｆ）に示すように，複数のチャンネル２に分析に用いる屈折率ｎ₂の媒質を充填し，チャンネル２を作製する。マイクロチップ１は，例えば（ｅ）又は（ｆ）の状態でユーザに配布される。部品９はその表面が平面であるため，柔軟性のある薄いシートの形状，例えば厚さが１００μｍ程度であっても構わない。このように部品９を薄いシート形状にすることはマイクロチップ１の製造コストを低減することに寄与する。本発明では，レーザビーム６が屈折する方向は接合面４から遠ざかる向きであるため，部品９の厚みが薄くなることによる問題は特に生じない。

　以上では，チャンネル２の断面形状が等脚台形の場合を考えたが，等脚でない台形の場合についても同様に考えることができる。台形の２つの底角を９０＋Ｄ_L度（０度＜Ｄ_L＜９０度）及び９０＋Ｄ_R度（０度＜Ｄ_R＜９０度）とするとき，Ｄ＝（Ｄ_L＋Ｄ_R）／２とすれば，近似的に式（５）から（７）までの関係式をそのまま適用して構わない。また，複数のチャンネルの断面形状が同一でない台形であっても，それらの平均のＤ_L，Ｄ_R，及びＤを用いれば，同様に以上の関係式が成立すると考えて良い。

　また，チャンネル２の断面形状が台形以外であっても同様の効果を得ることが可能である。少なくとも射出成形やナノインプリントのような加工法で製造可能なチャンネル２の断面形状は対象となる。例えば，等脚でない台形，三角形，あるいは各辺が直線ではなく円弧状になっていたり，台形や三角形の角が丸みを帯びていたりしても，同様の効果を得ることができる。このような一般的な断面形状の場合は，次のようにしてＤを求めることによって，以上の関係式が成立すると考えて良い。

　各チャンネルの断面形状の横入射軸と平行な幅の最小値をＷ_min，最大値をＷ_max，横入射軸と垂直な幅の最大値をｄとする。ここで，断面形状はテーパー形状になっているため，Ｗ_minは接合面から最も離れた位置で得られ，Ｗ_maxは接合面から最も近い位置で得られる。テーパー形状の平均の傾きを考えると，Ｄ＝９０－tan^-１｛２ｄ／（Ｗ_max－Ｗ_min）｝となる。複数のチャンネルの断面形状が同一でない場合は，このようにして求めたＤの平均値を用いれば良い。また，各チャンネルは等しい間隔で配列しているが，そのように各チャンネルが等間隔で配列していなくても同様の効果が得られる。そのような場合は間隔の平均値をｐとすれば良い。

　本発明で初めて見出された新たな課題，すなわち，図１（ｂ）に示されている通り，レーザビーム６を横入射軸３と一致させて横入射すると，チャンネル２がもたらす屈折作用により，レーザビーム６が横入射軸３及びチャンネル２の配列から逸脱し，多数のチャンネル２を効率的に横入射できない課題に対して，他の解決策を次に示す。

　図４は，他の解決策を示す複数のチャンネルを含むマイクロチップの断面模式図である。図４に示す通り，各チャンネル２のレーザビーム照射される中心位置を同一直線上，すなわち横入射軸３上に並べずに，曲線上，すなわち横入射曲線２８上に並べる。チャンネル配列も，横入射軸３を含む平面上ではなく，横入射曲線２８を含む曲面上に乗る。すなわち，複数のチャンネル２の長軸が曲率半径Ｒの円筒面上に配列されている。複数のチャンネルは，長軸に垂直な断面がテーパー形状（ここでは，等脚台形）である。レーザビーム６を，中心軸５がＮｏ．１のチャンネル２の断面である等脚台形の上底及び下底に平行に，つまり，図１（ｂ）と同様にθ₁＝０度とし，かつ中心軸５がＮｏ．１のチャンネル２の中心を通過するように，Ｎｏ．１のチャンネル２を照射する。このとき，Ｎｏ．１のチャンネル２を透過したレーザビーム６は，Ｎｏ．１のチャンネル２による屈折作用により，Ｎｏ．１のチャンネル２に入射する前のレーザビーム６に対して，ε₂の角度をなして進む。そこで，その中心軸５が，Ｎｏ．２のチャンネル２の断面である等脚台形の上底及び下底に平行となり，かつＮｏ．２のチャンネル２の中心を通過するように，Ｎｏ．２のチャンネル２の配置を調整する。すると，Ｎｏ．２のチャンネル２を透過したレーザビーム６は，Ｎｏ．２のチャンネル２による屈折作用により，Ｎｏ．１のチャンネル２に入射する前のレーザビーム６に対して，２×ε₂の角度をなして進む。以上が繰り返されるように，Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３，…の各チャンネル２の中心を横入射曲線２８上に配置することによって，レーザビーム６は，横入射曲線２８に沿って進み，円筒面上のチャンネル配列から逸脱しないため，多数のチャンネル２を効率的に同時照射することが可能である。

　このとき，接合面４も，横入射曲線２８と同様に湾曲させる。横入射曲線２８は，各チャンネル２によってレーザビーム６が屈折する方向と同じ方向に湾曲させる。すなわち，チャンネル２の断面の等脚台形において上底＞下底となるときに，上底から下底に向かう方向に横入射曲線２８を湾曲させる。あるいは，チャンネル２の中心から，マイクロチップ１の接合面４に向かうのとは逆方向に横入射曲線２８を湾曲させる。このとき，湾曲の程度を示す曲率半径Ｒは，チャンネル２の配列間隔ｐが一定のとき，位置によらずに一定とするのが良い。つまり，測定しようとする複数のチャンネル２が配置されている領域に渡って，一定の曲率半径Ｒでチャンネル２の配列位置を湾曲させるのが良い。理想的な曲率半径Ｒは，
　　　　Ｒ＝ｐ／｜ε₂｜　　　　　　　　　　　　　　（２１）
で表される。複数のチャンネル２の配列間隔が一定でない場合は，配列間隔の平均値をｐとする。このとき，原理的にはチャンネル２の数がいくら増えても，レーザビーム６がチャンネル配列から逸脱することはなく，理想的な横入射照射を実現できる。実際には，上記の理想値からずれても効率的な横入射照射を実現でき，その条件は，少なくとも
　　　　ｐ／｜２ε₂｜＜Ｒ＜ｐ／｜ε₂／２｜　　　　　（２２）
が満たされることであり，さらに，効率を上げる条件は，
　　　　ｐ／｜１．２ε₂｜＜Ｒ＜ｐ／｜０．８ε₂｜　　（２３）
が満たされることである。以上の式（２１），式（２２）及び式（２３）の根拠，有効性については実施例４で詳しく説明する。

　図４においては，マイクロチップ１の上面及び下面はＮｏ．１のチャンネル２に入射する前のレーザビーム６の方向と平行であり，マイクロチップ１の左側面及び右側面はＮｏ．１のチャンネル２に入射する前のレーザビーム６の方向と垂直に描いているが，これらが必然的な構成でないことは明らかである。また，レーザビーム６の照射による各チャンネル２からの散乱光あるいは蛍光を計測する方向は，図４において，マイクロチップ１の上方向からでも下方向からでも構わない。つまり，図４を上下反転したとしても，以上の発明の内容は影響を受けない。図４にしたがって，Ｎｏ．１～Ｎｏ．Ｌの合計Ｌ本のチャンネル２をレーザビーム６で照射して光検出する場合，Ｎｏ．１のチャンネル２の長軸とＮｏ．Ｌのチャンネル２の長軸の両者を含む平面に対して，光検出系の中心軸を垂直とすることが，各チャンネル２の光検出感度を向上し，ばらつきを低減する上で良い。

　なお，図４に示したマイクロチップに設けた複数のチャンネル２とレーザビーム６の配置は，レーザビームによって最初に照射されるＮｏ．１のチャンネルと，レーザビームによって最後に照射されるＮｏ．Ｌのチャンネルのそれぞれの長軸を含む平面に対して，Ｎｏ．１のチャンネルに接近するレーザビームのなす角度θ₁が，θ₁＞０である配置である。

　以下，本発明の実施の形態を説明する。

［実施例１］
　図５は，本発明によるマルチチャンネル分析装置の一例を示す概略説明図である。本実施例は生体試料に含まれるＤＮＡの電気泳動分析を行うシステムを示し，（ａ）はマイクロチップ１の鳥瞰図，（ｂ）はシステムを構成するマイクロチップ１に対するレーザビーム６の横入射軸３を含む断面，蛍光検出光学系１３～１６の断面，及びデータ解析装置１７を示し，（ｃ）は２次元センサ１６で得られる２次元蛍光像１８を示している。レーザビーム６の励起による各チャンネル２からのレーザ散乱光及び蛍光の波長分散像１９が互いに独立して計測される。以上の構成によって，各チャンネル２で同時に検出可能な蛍光の種類の数を増やしたり，異なる蛍光を精度良く分離して検出することで微量な蛍光を識別することが可能となる。本実施例では，異なる試料をそれぞれ異なる蛍光体で標識し，同じチャンネルで同時に分析することでスループットを向上させた。

　図５（ａ）に示すように，屈折率ｎ₀の媒質中０に，屈折率ｎ₁の部材で構成されるマイクロチップ１が配置され，そのマイクロチップ１の中に屈折率ｎ₂の部材が充填された複数のチャンネル２が配列されている。各チャンネル２のそれぞれに入口ポート１０，及び各チャンネル２に共通の出口ポート１１が設けられている。入口ポート１０の近傍のチャンネル２のそれぞれには，試料を導入するためのクロスインジェクション部又はダブルＴインジェクション部が設けられているが，図５では省略してある。試料中のＤＮＡは，予め興味のある領域が増幅され，蛍光体が標識されている。試料導入後，入口ポート１０を負極，出口ポート１１を正極として各チャンネル２の両端に電圧を印加することによって，試料に含まれる蛍光標識ＤＮＡを入口ポート１０から出口ポート１１に向かって電気泳動分離する。複数のチャンネル２は，少なくとも一部の領域において各チャンネルの長軸が互いにほぼ平行に配列されている。レーザ光源から発生されたレーザビームは，マイクロチップの側面から，互いにほぼ平行に配列された複数のチャンネルの長軸にほぼ垂直に入射される。

　図５（ｂ）に示す通り，レーザ光源１２から出射したレーザビーム６を，レンズを含む照射光学系により絞り，マイクロチップ１の側面から導入し，各チャンネル２を照射する。図５（ａ）及び（ｂ）では，簡単のため，マイクロチップ１に導入するレーザビーム６の中心軸５と横入射軸３が一致あるいは平行になっているように表現されているが，正確には上述の通り，また図２１で後述する通り，これらは有意な角度を有している。各チャンネル２の中を電気泳動する蛍光標識ＤＮＡは，レーザビーム６が照射される位置を横切る際，レーザビーム６による励起を受け，蛍光を発光する。各チャンネル２から発光する蛍光は蛍光検出光学系によって検出される。すなわち，共通の集光レンズ１３で平行光束にされ，フィルタ及び回折格子１４を透過し，結像レンズ１５によって２次元センサ１６のセンサ面上に結像される。フィルタは蛍光検出の際の背景光となるレーザビーム６の波長を遮断するために設けられ，回折格子は蛍光を波長分散して多色検出するために設けられる。なお，チャンネル２の断面は，チャンネル２の長軸方向に対して同一形状であるため，マイクロチップ１へのレーザビーム６の入射位置がチャンネル２の長軸方向に多少ずれても，同様の効果が得られ，蛍光検出感度には影響がない。

　図５（ｃ）は，２次元センサ１６で得られる２次元蛍光像１８を示す模式図である。波長分散の方向は，各チャンネル２の長軸方向（図５（ｂ）の断面図に垂直な方向），つまり複数のチャンネル２の配列方向と垂直であるため，各チャンネル２からの発光蛍光の波長分散像が互いに重なり合うことなく，独立に計測される。ここで，各チャンネル２からはフィルタでは除去し切れないレーザ光散乱及び蛍光の波長分散像１９が得られる。このようにして計測された蛍光の信号はデータ解析装置１７によって解析され，各チャンネル２に導入された試料の分析が行われる。

　図２１は，図５に示したレーザビーム６，マイクロチップ１，及び複数のチャンネル２の部分を詳細に示した断面模式図であり，レーザビームと横入射軸のなす角度を制御する機構を示す説明図である。マイクロチップ１及び分析装置は，マイクロチップ１を分析装置のステージ２７上に設置しただけで，Ｎｏ．１のチャンネル２に照射されるレーザビーム６の横入射軸３に対する角度θ₁等，上記で規定したパラメータが所望の値になるように設計されていることが望ましい。しかし，マイクロチップ１の加工精度のばらつき，劣化等による変形，あるいは分析装置の環境要因による変形等が原因して，θ₁等が設計した値からずれてしまうことが想定される。そこで，θ₁等を調整により設計値に近づけることができるような校正機構を分析装置が備えていることが有効である。図２１（ａ）は校正機構の一例を示し，複数のミラー２４の位置及び角度を調整機構２６で制御することにより，レーザビーム６のマイクロチップ１に対する照射角度が所望の角度θ₁になるようにする。あるいは，図２１（ｂ）に示すように，ステージ２７の位置及び角度を調整機構２６で制御することにより，所望の角度θ₁が得られるようにする。もちろん，図２１（ａ）の調整機構と図２１（ｂ）の調整機構を併用しても構わない。

　例えば，試料の分析を開始する前に，各チャンネル２からの信号強度をモニタしながら，図２１（ａ）あるいは図２１（ｂ）の調整機構２６によってレーザビーム６とマイクロチップ１の相対角度を変化させ，上記信号強度が設計値に近づくように調整することが有効である。信号強度としては各チャンネル２から得られる水のラマン散乱強度等を利用するのが便利である。マイクロチップ１の内部に，試料の分析に用いるチャンネル２とは別に，校正用のマーカを予め内臓させておくのも有効である。例えば，図２４（ａ）に示すように，分析に用いるチャンネル２の配列の両脇に，校正用のチャンネル３１を設ける。チャンネル３１の内部には，チャンネル２と同様に，屈折率ｎ₂の，比較的強いラマン散乱が得られる媒質を充填する。チャンネル３１から得られるラマン散乱強度をモニタしながら，図２１（ａ）あるいは図２１（ｂ）の調整機構２６を制御し，適切な相対角度を得る。さらに，チャンネル３１からの発光は，図５（ｂ）に示した蛍光検出光学系によって，チャンネル２からの発光と同時かつ独立に計測できるため，分析をしながらリアルタイムで調整機構２６を制御することもできる。これは，分析の最中に，例えば温度上昇等によってマイクロチップが変形する場合の対処法として有効である。

　本発明では，その効果を実証するために，マイクロチップ１に設けられた複数のチャンネル２に対して横入射されたレーザビーム６の光線追跡シミュレーションを実施し，横入射される前のレーザビーム６の全強度に対する各チャンネル２の内部を通過するレーザビーム６の強度の比率，すなわちチャンネル２毎のレーザビーム照射効率を求め，どの程度のチャンネル数をどの程度の効率で横入射可能であるかを評価した。このような光線追跡シミュレーションから求められるチャンネル２毎のレーザビーム照射効率は，公知の文献に示されている通り，実験で得られるチャンネル２毎の蛍光強度比率と良く一致することが証明されており，極めて信頼性の高い評価方法である。本発明では，３次元光線追跡シミュレータとして，照明設計解析ソフトウェアLightTool^TM（Synopsys’ Optical Solutions Group）を用いた。

　図６，図８，図１０，図１２，図１４，及び図１６に光線追跡シミュレーションの結果を示す。まず，これらの図に共通する内容を説明する。これらの図は，横入射軸３を含み，各チャンネル２の長軸に垂直な断面を示している。レーザビーム６の波長は５０５ｎｍである。各図における（ａ），（ｂ），及び（ｃ）はそれぞれ，マイクロチップ１に入射するレーザビーム６の，配列平面及び横入射軸３と垂直方向の幅がｂ＝５μｍ，５０μｍ，及び３００μｍの場合の結果である。マイクロチップ１内には，Ｎｏ．１からＮｏ．２４の合計２４本のチャンネル２が同一平面上に配列している。つまりＬ＝２４である。ここで，Ｎｏ．１はレーザビーム６が導入される側の端にあり，レーザビーム６が最初に照射されるチャンネル２の番号を示す。以降，レーザビーム６の進行方向に沿って各チャンネル２に順番に，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３，‥‥，Ｎｏ．２４の番号を付ける。各図は，ｙ軸，ｚ軸からなるｙｚ平面で表されているが，その原点はＮｏ．１のチャンネル１の中心，ｚ軸は横入射軸３と一致させてある。

　マイクロチップ１の周囲は空気，すなわちｎ₀＝１．００とした。マイクロチップ１の部材は，ＺＥＯＮＯＲ^TM（ゼオノア，日本ゼオン）とした。ゼオノアは，シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂であり，透明性が高く，吸湿性が低いこと等の特徴によりマイクロチップの部材に良く用いられる。ゼオノアの屈折率はｎ₁＝１．５３である。各図の右上に，レーザビーム６の中心軸５がマイクロチップ１の側面に入射する位置の横入射軸３との距離ａ，レーザビーム６の配列平面及び横入射軸３と垂直方向の幅ｂ，Ｎｏ．１のチャンネルに照射されるレーザビーム６の横入射軸３に対する角度θ₁，マイクロチップ１の部材の屈折率ｎ₁，各チャンネル２の内部に充填される部材の屈折率ｎ₂の条件を記した。各チャンネル２の断面形状は同一の等脚台形とした。等脚台形は，下底５０μｍ，高さ５０μｍ，底角９２度とし，上底は約５３．５μｍとした。つまり，射出成形における抜き勾配はＤ＝２度である。チャンネル２の断面形状を等脚台形にしたのは，上述した通り，マイクロチップ１の量産性を向上するためである。各図には図示していないが，各等脚台形の上底を含む面が接合面４になっている。２４本のチャンネル２はｐ＝３００μｍの一定間隔で同一平面上に配列した。つまり，Ｎｏ．１のチャンネルの中心とＮｏ．２４の中心の距離は６．９ｍｍである。ｂ＝５μｍは，チャンネル２の幅であるｄ＝５０μｍと比較して十分に小さいため，無限小幅のビーム要素と見なすことができる。

　レーザビーム６は，３００本の無限小幅のビーム要素で構成し，これらのビーム要素の位置は，各図の（ａ），（ｂ），及び（ｃ）のそれぞれの径の内部で均一かつランダムに配置した。さらに，マイクロチップ１に入射する前のレーザビーム６は，その合計強度を１．００（１００％）とし，各ビーム要素には等しくそれぞれ１／３００（０．３３％）の強度を持たせた。光線追跡シミュレーションでは，各ビーム要素毎に，マイクロチップ１への入射面，各チャンネル２への入射面，各チャンネル２からの出射面，等の屈折率が変化する位置でその都度，スネルの法則及びフレネルの法則を適用し，屈折光の進行方向と強度を追跡した。ただし，ビーム要素が屈折率が変化する位置で全反射する場合は，反射光の進行方向と強度を追跡した。各図は，そのようにして計算した３００本のビーム要素の光路を示している。

　以上の光線追跡シミュレーションは３次元モデル上で実行されたが，各図では，見やすくするため，各チャンネル２の長軸に垂直な平面に投影した２次元イメージで示した。各図の（ａ）でｂ＝５μｍとする条件は，実際には実現するのは容易ではないが，ビーム要素の光線が各チャンネル２の屈折作用によってどのような挙動を示すかを分かりやすくするために設定した。次に，そのようにして計算した３００本のビーム要素のうち，チャンネル２毎に，その内部を透過するビーム要素を抽出し，それらのその位置での強度の合計をレーザビーム照射効率として計算した。図７，図９，図１１，図１３，図１５，及び図１７における（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は，それぞれ図６，図８，図１０，図１２，図１４，及び図１６における（ａ），（ｂ），及び（ｃ）についてチャンネル２毎にレーザビーム照射効率を計算した結果を示している。これらの計算結果は，３次元モデル上で計算した結果である。

　図６は，図１（ｂ）に従い，マイクロチップ１の側面からレーザビーム６を横入射軸３と一致させて照射した場合の光線追跡シミュレーションの結果を示す図である。すなわち，レーザビーム６の中心軸５がマイクロチップ１の側面に入射する位置の横入射軸３との距離はａ＝０μｍであり，Ｎｏ．１のチャンネル２に照射されるレーザビーム６の横入射軸３に対する角度はθ₁＝０度である。すなわち，式（１６）は満たされていない。本実施例では，各チャンネル２の内部には，バッファ溶液を充填した。この水溶液の屈折率は純水のそれと変わりなく，ｎ₂＝１．３３である。このとき，レーザビーム６のチャンネル２による屈折角は，式（７）により，ε₂＝－０．５２度と計算される。

　図６（ａ）のｂ＝５μｍとする条件では，ε₂＝－０．５２度（＜０度）であるため，レーザビーム６は，横入射軸３から下方向に向かって偏向し，Ｎｏ．５以降のチャンネル２で完全に逸脱した。その結果，図７（ａ）に示す通り，Ｎｏ．１～Ｎｏ．４のチャンネル２のレーザビーム照射効率は９０％以上と高いが，Ｎｏ．５以降のチャンネル２でゼロとなった。図６（ｂ）のｂ＝５０μｍとする条件は，レーザビーム６とチャンネル２の径を等しくした場合であり，レーザビーム６を絞ってから横入射する場合の典型例である。図７（ｂ）の結果は，図７（ａ）のレーザビーム照射効率の変化を鈍らせたものになっている。レーザビーム照射効率は，Ｎｏ．１のチャンネル２では図７（ａ）と同等であるが，Ｎｏ．２以降のチャンネル２で単調に減少し，Ｎｏ．７以降のチャンネル２でゼロとなった。図６（ｃ）のｂ＝３００μｍとする条件は，レーザビーム６をチャンネル２の径よりも拡大して横入射する場合の典型例である。Ｎｏ．１以降のすべてのチャンネル２で照射に寄与しないビーム要素が多く，その分だけ実効的なレーザビーム強度が低下するため，図７（ｃ）のレーザビーム照射効率は，すべてのチャンネル２において図７（ｂ）の場合の５分の１程度に低下し，Ｎｏ．７以降のチャンネル２でゼロとなった。図６（ｃ）では，Ｎｏ．１のチャンネル２に入射されたビーム要素は図６（ｂ）と同様に屈折によりチャンネル２の配列から逸脱し，それ以外のビーム要素は屈折を受けないため直進している様子が良く分かる。しかしながら，これらの直進するビーム要素はチャンネル２の照射にまったく寄与しないため，図７（ｃ）のようにレーザビーム照射効率が低くなっている。

　図８及び図９は，図１（ｃ）に従い，マイクロチップ１の側面からレーザビーム６を横入射軸３に対してθ₁＝４度（＞０度）だけ傾けて照射した場合の光線追跡シミュレーションの結果である。このとき，式（１６）が満たされている。また，式（１７）を満たす条件はθ₁＞０．５２度であり，式（１７）も満たされる。さらに，式（９）を満たす条件はθ₁＜１０．００度であり，式（９）も満たされる。一方，式（１５）を満たす条件はθ₁＜３．４６度であり，式（１５）は満たされていない。図８（ａ），（ｂ），及び（ｃ）について，レーザビーム６の中心軸５がマイクロチップ１の側面に入射する位置は，横入射軸３から下側，つまり接合面４から離れる方向に，距離がａ＝６０μｍ，６０μｍ，及び１８０μｍだけ離れた位置である。これにより，図８（ａ）及び図８（ｂ）については，レーザビーム６の中心軸５がＮｏ．１のチャンネル２のほぼ中心を照射するように，図８（ｃ）については，レーザビーム６の上端付近がＮｏ．１のチャンネル２を照射するようにした。これら以外の図８及び図９の条件，表示方法等については図６及び図７と同様である。

　図８（ａ）は，レーザビーム６がチャンネル２の配列から逸脱するまでの横入射軸３の方向の距離が稼がれた結果，図６（ａ）と比較してより多くのチャンネル２の照射に寄与していることを示している。図９（ａ）の通り，Ｎｏ．１～１１の１１本のチャンネル２の照射が可能となり，図７（ａ）の４本と比較して大幅に同時照射可能なチャンネル数が増大している。ただし，レーザビーム照射効率の平均値は低下し，ばらつきは増大している。図８（ｂ）及び図９（ｂ）は，同様の効果により，図６（ｂ）及び図７（ｂ）と比較して，同時照射可能なチャンネル数が６本から１１本に増大していることを示している。特に効果が高いことは，３０％以上のレーザビーム照射効率を得られるチャンネル数が５本から１０本に増大している点である。図８（ｃ）及び図９（ｃ）は，同様の理由に加えて，ｂ＝３００μｍとすることで任意のビーム要素が最初に照射するチャンネル２の数が増えたため，図６（ｃ）及び図７（ｃ）と比較して，同時照射可能なチャンネル数が６本から２４本に増大していることを示している。特に効果が高いことは，３０％以上のレーザビーム照射効率を得られるチャンネル数が０本から１３本に増大している点である。ここで，θ₁＝４度のとき，式（１４）によりＭ＝８となり，式（２０）を満たす条件はｂ＞１６８μｍとなり，式（２０）は満たされている。一方，式（１９）を満たす条件はｂ＞４８２μｍとなり，式（１９）は満たされていない。

　図１０及び図１１は，図１（ｃ）に従い，マイクロチップ１の側面からレーザビーム６を横入射軸３に対してθ₁＝３度（＞０度）だけ傾けて照射した場合の光線追跡シミュレーションの結果である。このとき，式（１６）のθ₁＞０．００度，式（１７）のθ₁＞０．５２度，式（９）のθ₁＜１０．００度に加えて，式（１５）のθ₁＜３．４６度がすべて満たされている。このことにより，図８及び図９の場合と比較して，一層効率的なレーザビーム横入射を実現できている。図１０（ａ），（ｂ）及び（ｃ）について，レーザビーム６の中心軸５がマイクロチップ１の側面に入射する位置は，横入射軸３から下側，つまり接合面４から離れる方向に，距離がａ＝４５μｍ，４５μｍ，及び１６０μｍだけ離れた位置である。これにより，図１０（ａ）及び図１０（ｂ）については，レーザビーム６の中心軸５がＮｏ．１のチャンネル２のほぼ中心を照射するように，図１０（ｃ）については，レーザビーム６の上端付近がＮｏ．１のチャンネル２を照射するようにした。これら以外の図１０及び図１１の条件，表示方法等については図８及び図９の場合と同様である。

　図１０（ａ）及び図１１（ａ）では，図８（ａ）及び図９（ａ）と比較して，式（１５）も満たされたことにより一層横入射に適した条件となり，同時照射可能なチャンネル数は１１本から９本に減少しているが，レーザビーム照射効率の平均値が大幅に向上すると同時に，ばらつきが大幅に減少している。図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）では，同様の効果により，図８（ｂ）及び図９（ｂ）と比較して，７０％以上のレーザビーム照射効率を得られるチャンネル数が２本から７本に増大している。これは多数のチャンネルで高感度な分析を実行する上で重要な性能である。図１０（ｃ）及び図１１（ｃ）は，図８（ｃ）及び図９（ｃ）と比較して，２４本のチャンネル２についてのレーザビーム照射効率の平均値は２９％から２２％に低下しているが，そのばらつきを示すＣＶ値は４０％から２２％に低下する効果を生じていることを示している。これは多数のチャンネルで安定した分析を実行する上で重要な性能である。ここで，θ₁＝３度のとき，式（１４）によりＭ＝６となり，式（２０）を満たす条件はｂ＞１８９μｍとなり，式（２０）は満たされている。一方，式（１９）を満たす条件はｂ＞３６２μｍとなり，式（１９）は満たされていない。

　本実施例では，長軸に垂直な断面が等脚台形であるチャンネルが複数設けられたマイクロチップを用い，マイクロチップの側面からレーザビームを横入射軸に対してθ₁＞０だけ傾けて照射することにより，θ₁＝０度で照射するよりも多くのチャンネルを効果的に照射することができ，分析の効率増大，スループット向上に寄与できることを示した。本実施例では長軸に垂直な断面形状が等脚台形であるチャンネルを例にとって説明したが，等脚でない台形はもちろんのこと，断面が三角形，あるいは各辺が直線ではなく円弧状になっていたり，台形や三角形の角が丸みを帯びていたりしても，同様の効果を得ることができる。一般に，長軸に垂直な断面が末広がりのテーパー形状であるチャンネルが複数設けられたマイクロチップに対して同様の効果を得ることができる。

　ここで，レーザビーム６をマイクロチップ１の下面から導入する場合について考える。式（１８）により，Ｎｏ．１のチャンネル２に照射されるレーザビーム６の横入射軸３に対する角度は，任意のθ₀に対してθ₁＞５０度となる。したがって，式（９）のθ₁＜１０．００度及び式（１５）のθ₁＜３．４６度のいずれも満たすことができず，効率的な横入射方式を実現することができない。したがって，本発明では，レーザビーム６をマイクロチップ１の上面又は下面から導入するのではなく，マイクロチップ１の側面から導入することが必然的な構成である。

［実施例２］
　本実施例では，実施例１との差分を中心に説明し，特に説明がない場合は実施例１と同様の説明が成り立つと考えて良い。本実施例では，各チャンネル２の内部に充填する部材をバッファ溶液から，3500/3500xL POP-7^TMポリマー溶液（Life Technologies）に変更した。POP-7は８Ｍの尿素と電気泳動分離媒体となるポリマーを含む水溶液であり，ＤＮＡシーケンスに用いられる。この溶液の屈折率は８Ｍの尿素の影響により，ｎ₂＝１．４１である。このとき，レーザビーム６のチャンネル２による屈折角は，式（７）により，ε₂＝－０．３１度と計算される。

　図１２及び図１３は，図６及び図７と同様に，図１（ｂ）に従い，マイクロチップ１の側面からレーザビーム６を横入射軸３と一致させて照射した場合の光線追跡シミュレーションの結果を示す図である。すなわち，レーザビーム６の中心軸５がマイクロチップ１の側面に入射する位置の横入射軸３との距離はａ＝０μｍであり，Ｎｏ．１のチャンネルに照射されるレーザビーム６の横入射軸３に対する角度はθ₁＝０度である。すなわち，式（１６）は満たされていない。

　図１２（ａ）のｂ＝５μｍとする条件では，図６（ａ）と比較してε₂の大きさが小さくなり，チャンネル２の屈折作用が小さくなったため，レーザビーム６はやや緩やかにチャンネル２の配列から逸脱した。その結果，図１３（ａ）に示す通り，同時照射可能なチャンネル数は，図７（ａ）の４本から６本にやや増大している。図１２（ｂ）のｂ＝５０μｍとする条件では，図６（ｂ）の場合と同様に，図１２（ａ）と比較してレーザビーム照射効率の変化が鈍らされている。図１３（ｂ）のレーザビーム照射効率は，Ｎｏ．１のチャンネル２では図７（ａ）と同等であるが，Ｎｏ．２以降のチャンネル２で単調に減少し，Ｎｏ．９以降のチャンネル２でゼロとなった。図１３（ａ）と同様に，同時照射可能なチャンネル数がやや増大している。図１２（ｃ）のｂ＝３００μｍとする条件においても同様の傾向が見られた。図１３（ｃ）のレーザビーム照射効率は，全てのチャンネル２において図１２（ｂ）の場合の５分の１程度に低下し，Ｎｏ．９以降のチャンネル２でゼロとなった。

　図１４及び図１５は，図１（ｃ）に従い，マイクロチップ１の側面からレーザビーム６を横入射軸３に対してθ₁＝３度（＞０度）だけ傾けて照射した場合の光線追跡シミュレーションの結果である。このとき，式（１６）が満たされている。また，式（１７）を満たす条件はθ₁＞０．３１度であり，式（１７）も満たされる。さらに，式（９）を満たす条件はθ₁＜９．７４度であり，式（９）も満たされる。一方，式（１５）を満たす条件はθ₁＜２．６８度であり，式（１５）は満たされていない。図１４（ａ），（ｂ），及び（ｃ）について，レーザビーム６の中心軸５がマイクロチップ１の側面に入射する位置は，横入射軸３から下側，つまり接合面から離れる方向に，距離がａ＝４５μｍ，４５μｍ，及び１６０μｍだけ離れた位置である。これにより，図１４（ａ）及び図１４（ｂ）については，レーザビーム６の中心軸５がＮｏ．１のチャンネル２のほぼ中心を照射するように，図１４（ｃ）については，レーザビーム６の上端付近がＮｏ．１のチャンネル２を照射するようにした。これら以外の図１４及び図１５の条件，表示方法等については図１２及び図１３と同様である。

　図１４（ａ）は，レーザビーム６がチャンネル２の配列から逸脱するまでの横入射軸３の方向の距離が稼がれた結果，図１２（ａ）と比較してより多くのチャンネル２の照射に寄与していることを示している。図１５（ａ）の通り，Ｎｏ．１～１４の１４本のチャンネル２の照射が可能となり，図１３（ａ）の６本と比較して大幅に同時照射可能なチャンネル数が増大している。ただし，レーザビーム照射効率の平均値は低下し，ばらつきは増大している。図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は，同様の効果により，図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）と比較して，同時照射可能なチャンネル数が８本から１４本に増大していることを示している。特に効果が高いことは，３０％以上のレーザビーム照射効率を得られるチャンネル数が６本から１３本に増大している点である。図１４（ｃ）及び図１５（ｃ）は，同様の理由に加えて，ｂ＝３００μｍとすることで任意のビーム要素が最初に照射するチャンネル２の数が増えたため，図１２（ｃ）及び図１３（ｃ）と比較して，同時照射可能なチャンネル数が８本から２４本に増大していることを示している。特に効果が高いことは，３０％以上のレーザビーム照射効率を得られるチャンネル数が０本から１６本に増大している点である。ここで，θ₁＝３度のとき，式（１４）によりＭ＝１０となり，式（２０）を満たす条件はｂ＞６３μｍとなり，式（２０）は満たされている。一方，式（１９）を満たす条件はｂ＞３６２μｍとなり，式（１９）は満たされていない。

　図１６及び図１７は，図１（ｃ）に従い，マイクロチップ１の側面からレーザビーム６を横入射軸３に対してθ₁＝２度（＞０度）だけ傾けて照射した場合の光線追跡シミュレーションの結果である。このとき，式（１６）のθ₁＞０．００度，式（１７）のθ₁＞０．３１度，式（９）のθ₁＜９．７４度に加えて，式（１５）のθ₁＜２．６８度がすべて満たされている。このことにより，図１４及び図１５の場合と比較して，一層効率的なレーザビーム横入射を実現できる。図１６（ａ），（ｂ），及び（ｃ）について，レーザビーム６の中心軸５がマイクロチップ１の側面に入射する位置は，横入射軸３から下側，つまり接合面から離れる方向に，距離がａ＝３０μｍ，３０μｍ，及び１５０μｍだけ離れた位置である。これにより，図１６（ａ）及び図１６（ｂ）については，レーザビーム６の中心軸５がＮｏ．１のチャンネル２のほぼ中心を照射するように，図１６（ｃ）については，レーザビーム６の上端付近がＮｏ．１のチャンネル２を照射するようにした。これら以外の図１０及び図１１の条件，表示方法等については図１４及び図１５の場合と同様である。

　図１６（ａ）及び図１７（ａ）では，図１４（ａ）及び図１５（ａ）と比較して，式（１５）も満たされたことにより一層横入射に適した条件となり，同時照射可能なチャンネル数は１１本のみであるが，レーザビーム照射効率の平均値が大幅に向上すると同時に，ばらつきが大幅に減少している。図１６（ｂ）及び図１７（ｂ）では，同様の効果により，図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）と比較して，７０％以上のレーザビーム照射効率を得られるチャンネル数が３本から９本に増大している。これは多数のチャンネルで高感度な分析を実行する上で重要な性能である。図１６（ｃ）及び図１７（ｃ）は，図１４（ｃ）及び図１５（ｃ）と比較して，２４本のチャンネル２についてのレーザビーム照射効率の平均値は３２％から１８％に低下しているが，そのばらつきを示すＣＶ値は３３％から１９％に低下する効果を生じていることを示している。これは多数のチャンネルで安定した分析を実行する上で重要な性能である。ここで，θ₁＝２度のとき，式（１４）によりＭ＝７となり，式（２０）を満たす条件はｂ＞１０５μｍとなり，式（２０）は満たされている。また，式（１９）を満たす条件はｂ＞２４０μｍとなり，式（１９）も満たされている。

　ここで，レーザビーム６をマイクロチップ１の下面から導入する場合について考える。式（１８）により，Ｎｏ．１のチャンネル２に照射されるレーザビーム６の横入射軸３に対する角度は，任意のθ₀に対してθ₁＞５０度となる。したがって，式（９）のθ₁＜９．７４度及び式（１５）のθ₁＜２．６８度のいずれも満たすことができず，効率的な横入射方式を実現することができない。したがって，本発明では，レーザビーム６をマイクロチップ１の上面又は下面から導入するのではなく，マイクロチップ１の側面から導入することが必然的な構成である。

［実施例３］
　図１８は，生体試料に含まれるＤＮＡの電気泳動分析を行うシステムを示しており，（ａ）はマイクロチップ１の鳥瞰図，（ｂ）はマイクロチップ１のレーザビーム６及びレーザビーム２０の横入射軸３及び２１を含む断面，蛍光検出光学系１３～１６の断面，及びデータ解析装置１７を示す模式図，（ｃ）は２次元センサ１６で得られる２次元蛍光像１８を示している。図１８の図５と異なる点を中心に以下，説明する。

　図１８（ａ）に示すように，屈折率ｎ₀の媒質中０に，屈折率ｎ₁の部材で構成されるマイクロチップ１が配置され，そのマイクロチップ１の中に屈折率ｎ₂の部材が充填された複数のチャンネル２が配列されている。各チャンネル２のそれぞれに入口ポート１０，及び出口ポート１１が設けられている。より多くの種類の蛍光を独立して計測できるようにするため，波長５０５ｎｍのレーザビーム６及び波長６３５ｎｍのレーザビーム２０をマイクロチップ１の側面から導入し，チャンネル２の配列を横入射により照射している。レーザビーム６及びレーザビーム２０は，各チャンネル２の長軸方向にずれた位置，すなわち横入射軸３及び横入射軸２１をそれぞれ照射している。いずれの横入射軸においても，各チャンネルの断面形状，配列間隔，屈折率，等々の条件は同じであるため，同等の横入射方式を実現することが可能である。一般には，各部材の屈折率は波長によって異なるため，横入射方式の性能に影響を与えることがあるが，本発明で用いている各部材の屈折率の波長依存性は小さいため，その影響は小さい。また，レーザビーム照射効率のチャンネル２間でのばらつきを抑えるため，レーザビーム６及びレーザビーム２０はそれぞれ２分割した後，マイクロチップ１の両側面から対向させて照射している。複数種類のレーザビームを用いることと，各レーザビームをマイクロチップの両側面から導入することは，以上のように同時に実施しても良いし，いずれか一方だけ実施してももちろん良い。その他のマイクロチップ１の構造やレーザビーム６及び２０の照射条件，例えば，配列平面及び横入射軸と垂直方向のレーザビーム幅ｂ，レーザビームの中心軸が横入射軸となす角度θ₁は実施例１又は実施例２に示されるいずれかの条件と同等である。

　図１８（ｂ）に示す通り，レーザ光源１２及び２２から出射したレーザビーム６及び２０を，ハーフミラー２３及びミラー２４を用いることによって，２分割した後にマイクロチップ１の両側面から照射している。図１８（ａ）及び（ｂ）では，簡単のため，マイクロチップ１に導入するレーザビーム６及びレーザビーム２０の中心軸と横入射軸３及び横入射軸２１がそれぞれ一致あるいは平行になっているように表現されているが，正確には実施例１又は実施例２に示されている通り，これらは有意な角度を有している。各チャンネル２の中を電気泳動する蛍光標識ＤＮＡは，レーザビーム６及びレーザビーム２０が照射される位置を横切る際に励起を受け，蛍光を発光する。各チャンネル２から発光する蛍光は蛍光検出光学系１３～１６によって検出される。すなわち，共通の集光レンズ１３で平行光束にされ，フィルタ及び回折格子１４を透過し，結像レンズ１５によって２次元センサ１６のセンサ面上に結像される。フィルタは蛍光検出の際の背景光となるレーザビーム６及びレーザビーム２０の波長を遮断するために設け，回折格子は蛍光を波長分散して多色検出するために設ける。

　図１８（ｃ）は，２次元センサ１６で得られる２次元蛍光像１８を示す模式図である。波長分散の方向は，各チャンネル２の長軸方向（図１８（ｂ）の断面図に垂直な方向），つまり複数のチャンネル２の配列方向と垂直であるため，レーザビーム６の励起による各チャンネル２からのレーザ光散乱及び蛍光の波長分散像１９，レーザビーム２０の励起による各チャンネル２からのレーザ光散乱及び蛍光の波長分散像２５は独立して計測される。以上の構成によって，各チャンネル２で同時に検出可能な蛍光の種類の数を増やしたり，異なる蛍光を精度良く分離して検出することで微量な蛍光を識別することが可能となる。本実施例では，異なる試料をそれぞれ異なる蛍光体で標識し，同じチャンネルで同時に分析することでスループットを向上させた。

　図２５は，レーザビーム６を２分割してマイクロチップ１の両側面から照射した場合の効果を示している。以下に示す通り，両側面からのレーザビーム照射は，同時照射可能なチャンネル２の数を増大し，チャンネル２間のレーザビーム照射効率のばらつきを低減することで，均一な蛍光検出感度を得る上で有効な手段である。

　図２５（ａ）は，図１０（ｂ）の条件：ａ＝４５μｍ，ｂ＝５０μｍ，θ₁＝３度，ｎ_１＝１．５３，ｎ_２＝１．３３において，チャンネル２の総数を２４本から１６本に低減し，図１８にしたがってレーザビーム６を２分割してマイクロチップ１の両側面から照射した場合の，各チャンネル２におけるレーザビーム照射効率を示したものである。ここで，２分割したレーザビーム６の一方は，図１０（ｂ）と同様にマイクロチップ１の側面からＮｏ．１のチャンネル２を照射し，もう一方は，マイクロチップ１の反対側の側面からＮｏ．１６のチャンネル２を照射する。Ｎｏ．１及びＮｏ．１６のチャンネル２をそれぞれ照射する２分割したレーザビーム６は，チャンネル配列の中央，つまりＮｏ．８とＮｏ．９のチャンネル２の中点を通り，横入射軸３に垂直な面を境界として対称となるようにする。図１１（ｂ）によれば，同時照射可能なチャンネル２の総数は１０本，この１０本のチャンネル２のレーザビーム照射効率は平均６５％，標準偏差２６％，ＣＶ値は４０％である。これに対して，図２５（ａ）によれば，同時照射可能なチャンネル２の総数は１６本に増大し，この１６本のチャンネル２のレーザビーム照射効率は平均４１％とやや小さいが，標準偏差５％，ＣＶ値１２％とチャンネル間で均一な照射が可能になっている。

　図２５（ｂ）は，図１６（ｂ）の条件：ａ＝３０μｍ，ｂ＝５０μｍ，θ₁＝２度，ｎ_１＝１．５３，ｎ_２＝１．４１において，チャンネル２の総数を２４本から２０本に低減し，図１８にしたがってレーザビーム６を２分割してマイクロチップ１の両側面から照射した場合の，各チャンネル２におけるレーザビーム照射効率を示したものである。同様に，Ｎｏ．１及びＮｏ．２０のチャンネル２をそれぞれ照射する２分割したレーザビーム６は，チャンネル配列の中央，つまりＮｏ．１０とＮｏ．１１のチャンネル２の中点を通り，横入射軸３に垂直な面を境界として対称となるようにする。図１７（ｂ）によれば，同時照射可能なチャンネル２の総数は１２本，この１２本のチャンネル２のレーザビーム照射効率は平均７０％，標準偏差２６％，ＣＶ値は３７％である。これに対して，図２５（ｂ）によれば，同時照射可能なチャンネル２の総数は２０本に増大し，この２０本のチャンネル２のレーザビーム照射効率は平均４２％とやや小さいが，標準偏差２％，ＣＶ値６％とチャンネル間で均一な照射が可能になっている。

［実施例４］
　本実施例では，図４に従い，複数のチャンネル２を円筒面上に配置する場合について説明する。このようにチャンネル配列が湾曲配置したマイクロチップ１はいつかの方法によって作製できる。一つの作製手段は，図４において接合面４より下側及び上側のマイクロチップ１の部品をそれぞれ射出成形で作製する段階で所望の曲率半径が得られるように，予め型を設計しておくことである。このように，加工表面を湾曲させることは射出成形が得意とするところであり，また同じ曲率半径を持つ二つの部品を熱圧着等で接合させることも容易である。

　図２２は，複数のチャンネル２が所望の曲率半径の円弧上，つまり横入射曲線２８上に湾曲配置されたマイクロチップ１の断面模式図である。図２２（ａ）に示すマイクロチップは，図４と同様に，マイクロチップ１に導入するレーザビーム６に対して，マイクロチップ１の上面及び下面が平行になるようにした例である。このようなマイクロチップ１は，分析装置への設置が容易であり，またレーザビーム６の調整も容易である。

　図２２（ｂ）に示すマイクロチップは，マイクロチップ１の上面及び下面を，横入射曲線２８と同等の曲率半径を持つ曲面とした例である。この場合，図２３（ａ）又は図２３（ｂ）に示す通り，マイクロチップ１を分析装置に固定するステージ２９のマイクロチップ１と接触する面も，横入射曲線２８と同等の曲率半径を持つ曲面とするのが良い。図２３（ｂ）に示すように，押力３０をマイクロチップ１に加えることによってマイクロチップ１をステージ２９に押し付け，所望の曲率半径が維持されるようにすることが有効である。押力を発生させる手段としては，ネジを締める力，モータが押す力，等を利用できる。

　もう一つの作製手段は，マイクロチップ１の上側と下側の部品を射出成形する段階では湾曲させていないが，それらを接合する段階，あるいは接合した後の段階で，マイクロチップ１に曲げの圧力を加えることで，図２２（ｃ）に示すように所望の曲率半径を得ることである。また，このようなマイクロチップ１の変形をユーザが計測に用いる直前に分析装置上で行っても良い。射出成形以降の段階で曲率半径を生じさせる場合は，マイクロチップ１を曲げやすい設計にしておくと良い。そのためには，接合面４より下側及び上側のマイクロチップ１の部品の厚さをできるだけ薄くするのが有効である。

　図４においてマクロチップ１の接合面４より下側の部品はチャンネル２を形成するための複数の溝が存在する上，それらが湾曲しているため，この部品の厚さを薄くすることは容易ではない。一方で，図４においてマイクロチップ１の接合面４よりも上側の部品は溝が存在しないため，この部品の厚さを薄くすることが容易である。例えば，上側の部品を厚さが１００μｍ程度の樹脂シートとすることも可能である。一方，射出成形以降の段階で曲率半径を生じさせる場合は，その歪を吸収するために，各チャンネル２の抜き勾配Ｄが若干増大してしまうことが起こり得る。その場合，湾曲の曲率半径もそれに応じて若干減少させる必要がある。抜き勾配の増大量は最大でもε₂程度であり，かつＤ≫ε₂であるため，そのようにバランスさせることが可能である。いずれにしても，曲率半径は，計測時の抜き勾配に応じて設計するのが良い。

　ユーザがマイクロチップ１を分析装置に設置するだけで，各チャンネル２の中心が乗る横入射曲線２８の曲率半径Ｒ等，効率的な横入射方式を実現するために上記で規定したパラメータが所望の値になるように，あるいは複数のチャンネル２を効率的にレーザビーム照射できるように，マイクロチップ１及び分析装置が設計されていることが望ましい。しかし，マイクロチップ１の加工精度のばらつき，劣化等による変形，あるいは分析装置の環境要因による変形等が原因して，Ｒ等が設計した値からずれてしまうことが想定される。したがって，Ｒ等を調整により設計値に近づけること，あるいは複数のチャンネル２をより効率的にレーザビーム照射できるような校正機構を分析装置が備えていることが有効である。例えば，試料の分析を開始する前に，分析装置上で，各チャンネル２からの信号強度をモニタしながら，図２３（ａ）又は図２３（ｂ）の押力３０の大きさを調整することによってマイクロチップ１の湾曲の程度を制御し，上記信号強度が設計値に近づくように，あるいは複数のチャンネル２を効率的にレーザビーム照射できるようにすることが有効である。

　この場合，マイクロチップ１を固定するステージ２９の接触面は，必ずしも図２３（ａ）又は図２３（ｂ）のように，横入射曲線２８と同等の曲率半径を持つ必要はない。むしろ，接触面に，設計上は最適と考えられる曲率半径よりも実質的に小さな曲率半径を持たせることによって，最適と考えられる曲率半径を含む広範囲で横入射曲線２８の曲率半径を制御できるようにすることが有効である。このような調整方法は，分析の最中に発熱等が原因でマイクロチップ１が変形したり，各部材の屈折率が変化することで，Ｒ等が変化したり，あるいはＲ等の最適値が変化した場合に，分析の最中に実施することも有効である。信号強度としては水のラマン散乱強度等を利用するのが便利である。マイクロチップ１の内部に，試料の分析に用いるチャンネルとは別に，校正用のマーカを予め内臓させておくのも有効である。例えば，図２４（ｂ）に示すように，分析に用いるチャンネル２の配列の両脇に，校正用のチャンネル３１を設ける。チャンネル３１の内部には，チャンネル２と同様に，屈折率がｎ₂の，比較的強いラマン散乱が得られる媒質を充填する。チャンネル３１から得られるラマン散乱強度をモニタしながら，図２３（ａ）及び図２３（ｂ）の押力３０の大きさを制御し，適切な曲率半径Ｒを得る。さらに，チャンネル３１からの発光は，図５（ｂ）の蛍光検出光学系によって，チャンネル２からの発光と同時かつ独立に計測できるため，分析をしながらリアルタイムで押力３０を制御することもできる。これは，分析の最中に，例えば温度上昇等によってマイクロチップが変形する場合の対処法として有効である。

　図１９は，図４に従い，マイクロチップ１の内部に複数のチャンネル２を湾曲配置し，マイクロチップ１の側面からレーザビーム６を横入射させた場合の光線追跡シミュレーションの結果を示している。特に断りがなければ，条件や表示方法は図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）と同様である。Ｎｏ．１のチャンネル２に入射されるレーザビーム６の中心軸５は，Ｎｏ．１のチャンネル２の中心を照射し，かつＮｏ．１のチャンネル２の断面である等脚台形の上底及び下底と平行とした。Ｎｏ．１～Ｎｏ．２４の各チャンネル２の中心位置は，曲率半径Ｒが約５５ｍｍの横入射曲線上に配置した。このとき，式（２１）はＲ＝５５ｍｍとなるため，式（２１）は概ね満たされる。また，式（２２）は２７ｍｍ＜Ｒ＜１１０ｍｍ，式（２３）は４６ｍｍ＜Ｒ＜６８ｍｍとなるため，これらはいずれも満たされる。ここで，ｐ＝３００μｍ，ε₂＝－０．３１度である。また，図４に示されているように，レーザビーム６が各チャンネル２の断面である等脚台形の上底及び下底に対して平行になるように，各チャンネル２を横入射曲線に沿って傾けた。つまり，Ｎｏ．１のチャンネル２の断面である等脚台形の上底及び下底の方向と，Ｎｏ．Ｎのチャンネル２の断面である等脚台形の上底及び下底の方向のなす角度を（Ｎ－１）×｜ε₂｜とした。ここで，Ｎは１から２４の任意の整数である。

　図１９（ａ）に示す通り，すべてのビーム要素が横入射曲線２８に沿って進行し，チャンネル配列からまったく逸脱することがなかった。その結果，図１９（ｂ）に示す通り，Ｎｏ．１からＮｏ．２４のすべてチャンネル２のレーザビーム照射効率は極めて高い水準となった。チャンネル番号に伴うレーザビーム照射効率のわずかな減衰は，レーザビーム６のチャンネル２の入出射面における反射ロスによるものである。したがって，図１９（ｂ）に示されるレーザビーム照射効率は理想的な結果である。

　図２０は，異なる曲率半径Ｒについて，同様の計算を行った結果である。図２０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），及び（ｅ）は，それぞれ，Ｒ＝３７ｍｍ，４６ｍｍ，５５ｍｍ，６８ｍｍ，１１０ｍｍの場合の２４本のチャンネル２のレーザビーム照射効率を示す。つまり，図２０（ｃ）の結果は図１９（ｂ）の結果と同一である。このように，曲率半径Ｒが最適値である５５ｍｍから離れるに従い，レーザビーム照射効率は低下した。図２０（ｄ）及び図２０（ｅ）において，チャンネル番号に伴うレーザビーム照射効率が減少した後に増加に転じている理由は，チャンネル２の屈折作用によりチャンネル配列から一度逸脱したビーム要素が，同じ方向に湾曲配置されている後段のチャンネル２を再び照射しているためである。図２０（ａ）及び（ｅ）の条件はいずれも，式（２３）は満たしていないが，式（２２）の２７ｍｍ＜Ｒ＜１１０ｍｍを満足しているため，図１３（ｂ）と比較して効率的なレーザビーム照射を実現できている。一方，図２０の（ｂ）及び（ｄ）は式（２２）に加えて，式（２３）の４６ｍｍ＜Ｒ＜６８ｍｍも満たしているため，さらに効率の良いレーザビーム照射を実現できている。

　図２５（ｃ）は，図２０（ｂ）の条件：ｂ＝５０μｍ，Ｒ＝４６ｍｍ，ｎ_１＝１．５３，ｎ_２＝１．４１において，チャンネル２の総数を２４本から２６本に増大させ，図１８にしたがってレーザビーム６を２分割してマイクロチップ１の両側面から照射した場合の，各チャンネル２におけるレーザビーム照射効率を示したものである。ここで，２分割したレーザビーム６の一方は，図２０（ｂ）と同様にマイクロチップ１の側面からＮｏ．１のチャンネル２を照射し，もう一方は，マイクロチップ１の反対側の側面からＮｏ．２６のチャンネル２を照射する。Ｎｏ．１及びＮｏ．２６のチャンネル２をそれぞれ照射する２分割したレーザビーム６は，チャンネル配列の中央，つまりＮｏ．１３とＮｏ．１４のチャンネル２の中点を通り，横入射曲線２８に垂直な面を境界として対称となるようにする。図２０（ｂ）によれば，同時照射可能なチャンネル２の総数は１７本，この１７本のチャンネル２のレーザビーム照射効率は平均６６％，標準偏差３１％，ＣＶ値は４６％である。これに対して，図２５（ｃ）によれば，同時照射可能なチャンネル２の総数は２６本に増大し，この２６本のチャンネル２のレーザビーム照射効率は平均４３％とやや小さいが，標準偏差４％，ＣＶ値８％とチャンネル間で均一な照射が可能になっている。

　以上の実施例は，いずれもマイクロチップを用いた電気泳動分析を例としたが，もちろんマイクロチップを用いた他の分析に本発明を応用することも可能である。例えば，複数の試料のＰＣＲを異なる複数のチャンネル内で行い，これらにレーザビームを横入射することで同時蛍光検出を行い，複数の試料に含まれる対象ＤＮＡ配列を高感度に定量することができる。また，本発明を応用したマイクロチップに前処理工程を集積化してマイクロＴＡＳあるいはLab on a Chipにすることも可能である。例えば，ヒトの血液試料をマイクロチップに注入した後，マイクロチップ内で，血球分離，ゲノム抽出等が行われ，それが分割されて複数のチャンネル内に導入され，各チャンネル内で特定の疾患に関連する複数のＤＮＡ配列の存在をＰＣＲによって高感度に定量し，これらの結果を元に特定の疾患の遺伝子診断を行うようなシステムに本発明を応用することができる。このようなアプリケーションにおいては，マイクロチップを低コストに量産でき，試料間のコンタミを防止するために使い捨てできるようになることが必要であり，本発明の効果が特に発揮される。この他，マイクロチップ上で実施される免疫分析，フローサイトメータ，単一細胞解析，マイクロリアクタ，等々，様々なアプリケーションに本発明を応用することが可能である。

　以上の実施例では，図５及び図１８に示した通り，各チャンネル２からの発光蛍光を共通の蛍光検出系で計測したが，各チャンネルの配列平面又は配列曲面に対して垂直方向からの，各チャンネル毎に独立した蛍光検出系を構築しても良い。このような構成にすることによって，チャンネル間のクロストークをより低減することが可能となる。また，各チャンネルの配列平面又は配列曲面に対して，蛍光検出を行う方向と反対方向のマイクロチップ１の外表面に光反射防止膜を形成しても良い。この反射防止膜は，マイクロチップ１の外表面に直接結合している必要は必ずしもなく，例えば光を吸収する部材をマイクロチップ１の外表面と接するように配置しても良い。このような構成にすることにより，各チャンネルからの発光蛍光のうち，蛍光検出系とは反対側の方向に進行した成分が，マイクロチップ１の外表面あるいは外部で反射し，その反射光が蛍光検出系で検出され，これによってクロストークが生じる可能性を低減することが可能となる。

　なお，本発明は上記した実施例に限定されるものではなく，様々な変形例が含まれる。例えば，上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり，必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また，ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり，また，ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また，各実施例の構成の一部について，他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

０　マイクロチップの周囲の媒質
１　マイクロチップ
２　チャンネル
３　横入射軸
４　接合面
５　レーザビームの中心軸
６　レーザビーム
７　射出成形の型
８　表面に溝を有するマイクロチップの部品
９　表面に溝を有さないマイクロチップの部品
１０　チャンネルの入口ポート
１１　チャンネルの出口ポート
１２　レーザ光源
１３　集光レンズ
１４　フィルタ及び回折格子
１５　結像レンズ
１６　２次元センサ
１７　データ解析装置
１８　２次元蛍光像
１９　レーザビームの励起によるチャンネルからの蛍光の波長分散像
２０　レーザビーム
２１　横入射軸
２２　レーザ光源
２３　ハーフミラー
２４　ミラー
２５　レーザビームの励起によるチャンネルからの蛍光の波長分散像
２６　ミラー及びステージの位置及び角度の調整機構
２７　マイクロチップを固定する平面型のステージ
２８　横入射曲線
２９　マイクロチップを固定する曲面型のステージ
３０　マイクロチップに加えるステージ方向の押力
３１　校正用チャンネル
ｎ₀　マイクロチップの周囲の媒質の屈折率
ｎ₁　マイクロチップの部材の屈折率
ｎ₂　チャンネル及び校正用チャンネルの内部の部材の屈折率
θ₀　マイクロチップに接近するレーザビームの横入射軸となす角度
θ₁　Ｎｏ．１のチャンネルに接近するレーザビームの横入射軸となす角度
θ₂　Ｎｏ．２のチャンネルに接近するレーザビームの横入射軸となす角度
ε₂　チャンネルによるレーザビームの屈折角
Ｒ　横入射曲線の曲率半径

Claims

　屈折率ｎ₁の透明固体部材の内部に，屈折率ｎ₂の部材が満たされた複数のチャンネルが少なくとも一部の領域において各チャンネルの長軸が互いにほぼ平行に配列されたマイクロチップと，
　レーザ光源と，
　前記レーザ光源から発生されたレーザビームを，前記マイクロチップの側面から，前記互いにほぼ平行に配列された前記複数のチャンネルの長軸にほぼ垂直に入射させる照射光学系と，
　前記レーザビームの照射による前記複数のチャンネルからの発光をそれぞれ分離して検出する光検出光学系とを含み，
　前記複数のチャンネルのうち，前記レーザビームによって最初に照射されるチャンネルＦと，前記レーザビームによって最後に照射されるチャンネルＬのそれぞれの長軸を含む平面に対して，前記チャンネルＦに接近する前記レーザビームのなす角度θ₁が，θ₁＞０であることを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，長軸に垂直な断面がテーパー形状であり，
　ｎ₁＞ｎ₂であり，
　前記チャンネルＦの前記断面において，前記レーザビームが前記テーパー形状の幅が広がる方向に向かうとき前記角度θ₁の符号を正とすることを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記マイクロチップは，それぞれの接合面で張り合わされた第１の部品と第２の部品を備え，
　前記第１の部品の前記接合面には前記複数のチャンネルを構成する複数の溝が設けられ，
　前記第２の部品の前記接合面には溝が設けられておらず，
　前記レーザビームが前記第１の部品から前記第２の部品の方に向かうとき前記角度θ₁の符号を正とすることを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルの長軸が同一平面上に配列されていることを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項４記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，長軸に垂直な断面が同形の台形形状であり，
　Ｄ_L及びＤ_Rを０度＜Ｄ_L＜９０度，０度＜Ｄ_R＜９０度として，前記複数の台形の２つの底角の平均が９０＋Ｄ_L度及び９０＋Ｄ_R度であるとき，
　Ｄ＝（Ｄ_L＋Ｄ_R）／２，
　ε₂＝sin^-1［sin｛２Ｄ－sin^-1（sin（Ｄ）×ｎ₁／ｎ₂）｝×ｎ₂／ｎ₁］－Ｄ
とすると，
　θ₁＋ε₂＞０を満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項４記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，配列間隔の平均がｐであり，長軸に垂直な断面が同形の台形形状であり，
　Ｄ_L及びＤ_Rを０度＜Ｄ_L＜９０度，０度＜Ｄ_R＜９０度として，前記複数の台形の２つの底角の平均が９０＋Ｄ_L度及び９０＋Ｄ_R度であり，前記複数の台形の高さの平均がｄであるとき，
　Ｄ＝（Ｄ_L＋Ｄ_R）／２，
　ε₂＝sin^-1［sin｛２Ｄ－sin^-1（sin（Ｄ）×ｎ₁／ｎ₂）｝×ｎ₂／ｎ₁］－Ｄ
とすると，
　ｐ×tan（θ₁＋ε₂）＜ｄ
を満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項４記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，配列間隔の平均がｐであり，長軸に垂直な断面が同形の台形形状であり，
　Ｄ_L及びＤ_Rを０度＜Ｄ_L＜９０度，０度＜Ｄ_R＜９０度として，前記複数の台形の２つの底角の平均が９０＋Ｄ_L度及び９０＋Ｄ_R度であり，前記複数の台形の高さの平均がｄであるとき，
　Ｄ＝（Ｄ_L＋Ｄ_R）／２，
　ε₂＝sin^-1［sin｛２Ｄ－sin^-1（sin（Ｄ）×ｎ₁／ｎ₂）｝×ｎ₂／ｎ₁］－Ｄ，
　Ｍ＝int(－θ₁／ε₂＋１)
とすると，
　ｐ×tan（θ₁＋ε₂）＋ｐ×tan（θ₁＋２ε₂）＋…＋ｐ×｛θ₁＋（Ｍ－１）ε₂）｝＜ｄ
を満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項７記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記チャンネルＦに接近する前記レーザビームの，前記同一平面に垂直な方向の幅がｂであり，
　前記複数のチャンネルのうち，前記レーザビームにより一括照射されるチャンネルの数がＬであるとき，
　ｂ＞ｐ（Ｌ－２Ｍ）tanθ₁
を満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項６記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記チャンネルＦに接近する前記レーザビームの，前記同一平面に垂直方向の幅がｂであり，
　前記複数のチャンネルのうち，前記レーザビームにより一括照射されるチャンネルの数がＬであるとき，
　ｂ＞ｐ（Ｌ－１）tanθ₁
を満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，長軸に垂直な断面がテーパー形状であり，
　前記複数のチャンネルの長軸が曲率半径Ｒの円筒面上に配列されていることを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１０記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，配列間隔の平均がｐであり，長軸に垂直な断面が同形の台形形状であり，
　Ｄ_L及びＤ_Rを０度＜Ｄ_L＜９０度，０度＜Ｄ_R＜９０度として，前記複数の台形の２つの底角の平均が９０＋Ｄ_L度及び９０＋Ｄ_R度であるとき，
　Ｄ＝（Ｄ_L＋Ｄ_R）／２，
　ε₂＝sin^-1［sin｛２Ｄ－sin^-1（sin（Ｄ）×ｎ₁／ｎ₂）｝×ｎ₂／ｎ₁］－Ｄ
とすると，
　ｐ／｜２ε₂｜＜Ｒ＜ｐ／｜ε₂／２｜
を満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１０記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，配列間隔の平均がｐであり，長軸に垂直な断面が同形の台形形状であり，
　Ｄ_L及びＤ_Rを０度＜Ｄ_L＜９０度，０度＜Ｄ_R＜９０度として，前記複数の台形の２つの底角の平均が９０＋Ｄ_L度及び９０＋Ｄ_R度であるとき，
　Ｄ＝（Ｄ_L＋Ｄ_R）／２，
　ε₂＝sin^-1［sin｛２Ｄ－sin^-1（sin（Ｄ）×ｎ₁／ｎ₂）｝×ｎ₂／ｎ₁］－Ｄ
とすると，
　ｐ／｜１．２ε₂｜＜Ｒ＜ｐ／｜０．８ε₂｜
を満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１０記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記複数のチャンネルは，配列間隔の平均がｐであり，長軸に垂直な断面が同形の台形形状であり，
　Ｄ_L及びＤ_Rを０度＜Ｄ_L＜９０度，０度＜Ｄ_R＜９０度として，前記複数の台形の２つの底角の平均が９０＋Ｄ_L度及び９０＋Ｄ_R度であるとき，
　Ｄ＝（Ｄ_L＋Ｄ_R）／２，
　ε₂＝sin^-1［sin｛２Ｄ－sin^-1（sin（Ｄ）×ｎ₁／ｎ₂）｝×ｎ₂／ｎ₁］－Ｄ
とすると，
　Ｒ＝ｐ／｜ε₂｜
を概ね満たすことを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記角度θ₁を変化させる機構を備えることを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　請求項１０に記載のマルチチャンネル分析装置において，
　前記曲率半径Ｒを変化させる機構を備えることを特徴とするマルチチャンネル分析装置。
　レーザ光源から発生されたレーザビームを，長軸に垂直な断面がテーパー形状である複数のチャンネルが少なくとも一部の領域において各チャンネルの長軸が互いにほぼ平行に配列されたマイクロチップの側面から，前記互いに平行に配列された前記複数のチャンネルの長軸にほぼ垂直に入射させるマルチチャンネルのレーザビーム照射方法において，
　前記複数のチャンネルのうち，前記レーザビームによって最初に照射されるチャンネルＦと，前記レーザビームによって最後に照射されるチャンネルＬのそれぞれの長軸を含む平面に対して、前記テーパー形状の幅の狭い方から幅の広い方に向けて前記チャンネルＦに接近する前記レーザビームのなす角度θ₁がθ₁＞０となるように設定する工程と，
　前記マイクロチップの側面から前記複数のチャンネルに前記レーザビームを照射する工程と，
　を有することを特徴とするレーザビーム照射方法。
　屈折率ｎ₁の透明固体部材の内部に，屈折率ｎ₂の部材が満たされた複数のチャンネルが少なくとも一部の領域において各チャンネルの長軸が互いにほぼ平行に配列され，
　前記複数のチャンネルは長軸に垂直な断面がテーパー形状であり，
　前記複数のチャンネルの長軸が曲率半径Ｒの円筒面上に配列されていることを特徴とするマイクロチップ。