WO2020045434A1 - 粒子分離デバイスおよび粒子分離装置 - Google Patents

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WO2020045434A1
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将史 米田
純平 中園
雄治 増田
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京セラ株式会社
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    • G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
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    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56966—Animal cells
    • G01N33/56972—White blood cells

Definitions

  • the present disclosure relates to a particle separation device and a particle separation apparatus used for separating specific particles from a plurality of types of particles contained in a liquid.
  • a particle separation device that separates and extracts particles in a liquid using a micro channel structure (micro channel) having an inlet and a plurality of outlets and having a width of several ⁇ m to several hundred ⁇ m has been developed. It is known (see, for example, JP-A-2012-76016).
  • a particle separation device for example, when a liquid (for example, blood) containing a plurality of types of particles (for example, red blood cells and white blood cells) flows in from an inlet, desired particles (for example, white blood cells) therein are separated.
  • desired particles and other particles can be separately extracted from the plurality of outlets.
  • the type, number, concentration, optical characteristics, and the like of the desired particles separated and extracted are measured.
  • a micro flow path having a configuration in which a plurality of branch flow paths are connected to a main flow path is used. And a fluid that generates a pressing flow from the main flow path to the branch flow path are used. Then, when the sample is caused to flow into the microchannel for separation, it is desirable that the sample be flowed so as not to cause stagnation and deviation of the particles. For this reason, a device having an advantageous configuration for efficiently separating desired particles is desired in a sample and fluid introduction part as a particle separation device.
  • the particle separation device of the present disclosure has a linear main flow path having an inlet and an outlet opened on at least one of an upper surface and a lower surface inside a plate-shaped substrate, and is orthogonal to a side surface in the middle of the main flow path.
  • a plurality of branch flow paths connected in a direction in which the sample flows into the main flow path, a sample flow inlet into which a sample that is a fluid containing particles to be separated flows into the main flow path, and a plurality of the branch flow paths.
  • a push-in port which is connected in a direction orthogonal to the side opposite to the upstream side of the path and through which a fluid generating a push flow flows, wherein the sample inlet is R in a plan view of the base.
  • the width at the second bent portion and the second straight portion is larger than the width at the main flow path
  • the pressing inlet is a third straight portion, an R-shaped third bent portion
  • the fourth straight portion is connected to a side surface of the main flow path via a fifth straight portion, the width of the third straight portion is larger than the width of the fourth straight portion, and the fourth straight portion Is larger than the width of the fifth linear portion.
  • a particle separation device of the present disclosure includes the above-described particle separation device, a first pump for flowing the sample into the sample inlet, and a second pump for flowing a fluid to the pressing inlet.
  • 1 is a top view illustrating an example of a measurement channel device having a particle separation device according to the present disclosure.
  • 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a measurement channel device having a particle separation device according to the present disclosure.
  • 1 is a plan view illustrating an example of a particle separation device according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view showing a part of an example of the particle separation device of the present disclosure.
  • 1 is a cross-sectional view illustrating a part of an example of a measurement channel device having a particle separation device according to the present disclosure. It is a top view showing the example of the 2nd channel device used for the channel device for measurement which has a particle separation device of this indication.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a measurement device having a particle separation device according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an example of an overall configuration of a measurement device having a particle separation device according to the present disclosure. It is a top view showing other examples of the 2nd channel device used for the channel device for measurement which has a particle separation device of the present disclosure. It is a top view showing a part of other examples of the 2nd channel device used for the channel device for measurement which has a particle separation device of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a measurement device having a particle separation device according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an example of an overall configuration of a measurement device having a particle separation device according to the present disclosure. It is a top view showing other examples of the 2nd channel device used for the channel device for measurement which has a particle separation device of the present disclosure. It is a top view showing
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a part of another example of the measurement channel device having the particle separation device of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating another example of the particle separation device of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a part of another example of the measurement channel device having the particle separation device of the present disclosure.
  • the orthogonal coordinate system (X, Y, Z) is defined for convenience and the positive side in the Z-axis direction is set to the upper side.
  • any direction is set to be upper or lower. Is also good.
  • the following contents illustrate embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • Measurement channel device 1 and 2 schematically show an example of a measurement channel device having the particle separation device of the present disclosure.
  • 1 is a top view of the measurement channel device 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the measurement channel device 1 taken along the line AA shown in FIG.
  • the measurement channel device 1 separates and collects particles to be separated, which are specific components in the sample, by flowing a fluid (analyte) containing particles to be measured into the channel device 1 for measurement. That particular component (separated particles) can be made measurable.
  • the measurement channel device 1 can separate and collect white blood cells, which are specific components, from blood, and can measure the number of white blood cells.
  • the measurement channel device 1 has a first channel device 2 which is a particle separation device, and a second channel device 3 connected to the first channel device 2.
  • FIG. 3 schematically shows an example of the first flow path device 2 which is a particle separation device.
  • FIG. 3 is a plan view when the first flow path device 2 is seen through from above.
  • the first channel device 2 is a particle separation device that can separate and collect particles to be separated from a liquid (sample) containing a plurality of types of particles.
  • the first flow path device 2 has a first flow path 4 inside a plate-like base 2a.
  • the first flow path 4 has a linear main flow path 5 and a plurality of branch flow paths 6 branched from the main flow path 5.
  • a sample for example, blood
  • first particles for example, leukocytes
  • second particles for example, red blood cells
  • specific particles (first particles) in the specimen can be separated.
  • the second particles can also be separated from the sample by flowing into the branch channel 6.
  • the branch channel 6 is designed so that the second particles flow by branching, but it is not always the case that only the second particles flow. That is, particles (third particles or the like) different from the second particles may flow into the branch channel 6.
  • FIG. 4 schematically shows how the first particles and the second particles are separated.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing a broken line portion in FIG.
  • a large circle in the figure indicates the first particle P1
  • a small circle indicates the second particle P2.
  • the hatched arrows along the X-axis direction are the mainstream, and the white arrows along the Y-axis direction indicate the “pressing flow” described later. Further, a hatched area in the drawing indicates a “draw-in flow” described later.
  • the first flow path 4 of the present disclosure has one main flow path 5 and a plurality of branch flow paths 6 connected in a direction orthogonal to a side surface in the middle of the one main flow path 5.
  • the cross-sectional area and length of each of the main flow path 5 and the branch flow path 6, the flow rate of the specimen, and the like are adjusted, so that the main flow path 5 is branched from the main flow path 5 into the branch flow path 6.
  • a “draw-in flow” that flows into the device can be generated.
  • a pressing flow is generated in the first channel 4 so that the sample flowing in the main channel 5 can be pressed against the branch channel 6 side. As a result, as shown in FIG.
  • the width of the branch channel 6 into which the drawn flow flows is smaller than the size of the first particle P1 as a specific particle flowing in the sample, and the width of the second particle as the other particle is smaller.
  • the second particle P2 can be drawn into the branch channel 6.
  • the width of the drawn flow which is pressed by the pressing flow and flows on the branch flow path 6 side of the main flow path 5 is larger than the position of the center of gravity of the second particles P2 flowing in the sample, and is larger than the position of the center of gravity of the first particles P1.
  • the second particles P2 can be effectively drawn into the branch channel 6.
  • the first particles P1 which are specific particles in the specimen, can be separated and collected along with the flow in the main flow path 5.
  • the second particles P2 can be separated from the sample and collected along with the flow of the branch channel 6.
  • the first channel device 2 of the present disclosure can be suitably used particularly for separating red blood cells and white blood cells in blood as a specimen.
  • the size of red blood cells in the blood is, for example, 7 to 8 ⁇ m
  • the position of the center of gravity is, for example, a position of 2 to 2.5 ⁇ m from the edge.
  • the size of the leukocyte is, for example, 6 to 30 ⁇ m
  • the position of the center of gravity is, for example, a position 5 to 10 ⁇ m from the edge.
  • the main channel 5 may have a cross-sectional area of 300 to 1000 ⁇ m 2 and a length of 0.5 to 20 mm, for example.
  • the cross-sectional dimension may be within the above-mentioned cross-sectional area, for example, a width of about 30 ⁇ m and a height of about 20 ⁇ m.
  • the branch channel 6 may have a cross-sectional area of 100 to 500 ⁇ m 2 and a length of 3 to 25 mm, for example.
  • the dimensions of the cross section may be, for example, about 15 ⁇ m in width and about 20 ⁇ m in height within the range of the above-mentioned cross-sectional area.
  • the flow velocity in the first flow path 4 may be, for example, 0.2 to 5 m / s.
  • the width of the drawn flow can be set to, for example, 2 to 10 ⁇ m, and red blood cells and white blood cells can be effectively separated from blood.
  • the first flow path device 2 has a plurality of first openings 9 opened on at least one of the upper surface and the lower surface of the base 2a. At least two of the first openings 9 are inlets for allowing a sample to flow into the main flow path 5.
  • the inflow port is provided with a sample inlet 12 through which a sample, which is a fluid containing particles to be separated (for example, first particles P1), flows toward the main flow path 5 and an upstream of the plurality of branch flow paths 6 with respect to the main flow path 5.
  • a push-in inlet 15 to which a fluid generating a push-flow is introduced which is connected in a direction orthogonal to the opposite side face located on the side.
  • the sample inlet 12 has an R-shaped first bent portion 12a, a subsequent first straight portion 12b, an R-shaped second bent portion 12d, and a second It is connected to the main flow path 5 via the straight portion 12e. Then, regarding the width of the flow path from the sample inlet 12 to the main flow path 5, the width at the first bent portion 12a and the width at the first straight portion 12b are the width at the second bent portion 12d and the width at the second straight portion 12e. The width of the second bent portion 12 d and the width of the second straight portion 12 e are larger than the width of the main flow path 5.
  • the first opening 9 serving as the sample inlet 12 may have a circular shape and a size of, for example, 1 to 3 mm.
  • the width of the first bent portion 12a and the first straight portion 12b may be, for example, 0.5 to 1.5 mm.
  • the width of the second bent portion 12d and the second straight portion 12e may be, for example, 0.3 to 0.5 mm.
  • the difference between the width of the first bent portion 12a and the first straight portion 12b and the width of the second bent portion 12d and the second straight portion 12e may be, for example, 0.2 to 1.2 mm.
  • the height of these channels may be set to the same height as the first channel 4.
  • the depth of the sample inlet 12 may be, for example, the depth from the opening on the top surface of the base 2a to the bottom surface of the first bent portion 12a.
  • the size of R (radius of curvature) of the first bent portion 12a having the R shape may be, for example, 1 mm or more. Further, as the range of the first bent portion 12a (intersecting angle: equivalent to the center angle of an arc from the center of the radius of curvature to the entrance to the exit of the bent portion), particles having a small bent angle are less likely to collect particles. It may be about 90 ° or less.
  • the size of R (radius of curvature) of the second bent portion 12d having the same R shape as the first bent portion 12a may be, for example, about 1 mm or more in order to smoothly flow the sample.
  • the range (intersection angle) of the second bent portion 12d may be, for example, about 90 ° or less, since particles are less likely to accumulate when the bend angle is small.
  • the sample inlet 12 Since the sample inlet 12 is connected to the main channel 5 through the channel having such a configuration, the sample has a first bent portion 12a and a second bent portion 12d having an R shape so that the sample can pass through smoothly. Thus, the particles can be prevented from staying. In addition, by having the first straight portion 12b and the second straight portion 12e, the flow of the sample can be kept linear, and the particles can be prevented from being biased and flow into the main flow path 5.
  • the pressing inflow port 15 is connected to the side surface of the main flow path 5 via a third straight portion 15a, a third bent portion 15b following the third straight portion 15c, and a fifth straight portion 15d following the third straight portion. I have.
  • the width of the flow path from the pressing inlet 15 to the main flow path 5 is such that the width of the third linear portion 15a is larger than the width of the fourth linear portion 15c, and the width of the fourth linear portion 15c is The width is larger than the width of the five straight portions 15d.
  • the first opening 9 serving as the pressing inflow port 15 may have a circular shape and a size of, for example, 1 to 3 mm.
  • the width of the third straight portion 15a may be, for example, 0.5 to 1.5 mm.
  • the width of the fourth straight portion 15c may be, for example, 0.3 to 0.5 mm.
  • the width of the fifth straight portion 15d may be, for example, 0.03 to 0.05 mm (30 to 50 ⁇ m).
  • the difference between the width of the third straight portion 15a and the width of the fourth straight portion 15c may be, for example, 0.2 to 1.2 mm.
  • the difference between the width of the fourth straight portion 15c and the width of the fifth straight portion 15d may be, for example, 0.27 to 0.47 mm (270 to 470 ⁇ m).
  • the height of these channels may be set to the same height as the first channel 4.
  • the depth of the pressing inlet 15 may be the depth from the opening of the upper surface of the base 2a to the bottom of the third linear portion 15a, for
  • the size of R (radius of curvature) of the third bent portion 15b having the R shape is not particularly limited because the fluid for the pressing flow does not include particles, and may be appropriately set in consideration of miniaturization of the flow path.
  • the range (intersecting angle) of the third bent portion 15b is not particularly limited because the fluid does not contain particles, and may be appropriately set to, for example, about 180 ° or less in consideration of miniaturization of the flow path.
  • the pressing inflow port 15 is connected to the side surface of the main flow path 5 through the flow path having such a configuration, the pressing section 15 has the third bent portion 15b having an R shape. The size can be reduced, and the fluid can pass smoothly.
  • the fourth straight portion 15c and the fifth straight portion 15d it is possible to ensure linearity in the flow of the fluid, and to flow the fluid in which the bias of the flow is suppressed into the main flow path 5 as a suitable pressing flow. be able to.
  • the main flow path 5 is formed to generate a pressing flow. Pressure and flow rate suitable for flowing into the fluid can be applied to the fluid, and fluid having good linearity can be flowed. Thereby, the particles can be effectively separated by the main channel 5 and the branch channel 6.
  • the first straight part 12b and the second bent part 12d are connected by a tapered part 12c whose width becomes gradually smaller. According to this, particles in the sample can be collected smoothly and flow into the main flow path 5.
  • the length of the tapered portion 12c is determined according to the difference between the width at the first straight portion 12b and the width at the second bent portion 12d, in consideration of collecting particles at the center of the flow while suppressing a sudden pressure change. It may be set appropriately, for example, 0.5 to 2 mm.
  • the width of the third bent part 15b gradually decreases from the third straight part 15a to the fourth straight part 15c.
  • the main flow path 5 is formed as a pressing flow through the fourth straight portion 15c and the fifth straight portion 15d.
  • a pressure suitable for allowing the fluid to flow into the fluid can be applied to the fluid, which is preferable in that the main channel 5 and the branch channel 6 effectively separate particles.
  • the first linear portion 12b is preferably provided with a pillar portion 12f in which a plurality of pillars from the bottom surface to the ceiling surface of the flow channel are arranged in the width direction of the flow channel.
  • a pillar portion 12f in which a plurality of pillars from the bottom surface to the ceiling surface of the flow channel are arranged in the width direction of the flow channel.
  • the size and shape of the pillars constituting such pillars 12f for example, a pillar having a diameter of about 20 ⁇ m, a square pillar having a side of about 20 ⁇ m, or a flow having a width of about 20 ⁇ m is used. What is necessary is just to make it a square pillar-shaped thing whose direction is about 60 micrometers.
  • the columns may be arranged at intervals of about 30 ⁇ m in the width direction of the flow path, and about three rows may be arranged at intervals of about 30 ⁇ m in the flow direction.
  • the pillar portions 12f are provided at five places in the first straight portion 12b.
  • the interval between the pillar portions 12f is, for example, about 0.5 to 1 mm. I just need. Further, the intervals and the number of pillars may be different in each of the plurality of pillar portions 12f. For example, if the particles are blood cells and the foreign matter is relatively soft and highly viscous, such as a thrombus, it is better to increase the distance between the columnar bodies because the foreign matter is connected and clogged. The possibility that the road will be closed can be reduced.
  • the third straight portion 15a is provided with a pillar portion 15e in which a plurality of columnar bodies from the bottom surface to the ceiling surface of the flow channel are arranged in the width direction of the flow channel.
  • a pillar portion 15e in which a plurality of columnar bodies from the bottom surface to the ceiling surface of the flow channel are arranged in the width direction of the flow channel.
  • the foreign matter such as dust can be removed by filtration in the pillar portion 15e.
  • the size, shape, and arrangement of the pillars constituting the pillar portion 15e may be set in the same manner as the pillar portion 12f according to the foreign matter to be removed.
  • the length of the second linear portion 12e at the sample introduction portion is preferably at least three times the width of the second linear portion 12e. It is preferable that the length of the fourth linear portion 15c in the fluid introduction portion for the pressing flow is at least three times the width of the fourth linear portion 15c.
  • the linearity of the flow of the fluid in the flow path can be favorably secured. Accordingly, the bias of the fluid flow due to the centrifugal force due to the second bent portion 12d located upstream of the second straight portion 12e and the third bent portion 15b located upstream of the fourth straight portion 15c. Can be effectively reduced.
  • a fifth straight part 15d is set following the fourth straight part 15c, and the fifth straight part 15d is connected to the side surface of the main flow path 5.
  • the length of the fifth straight portion 15d is also preferably at least three times the width of the fifth straight portion 15d. Thereby, the linearity of the fluid secured by the fourth linear portion 15c can be maintained by the fifth linear portion 15d.
  • the first flow path 4 further has a recovery flow path 7 connected to the main flow path 5, and the first flow path 7 can recover the first particles P ⁇ b> 1.
  • the first particles P1 can be collected in the collection channel 7 by using the pressing flow by the first channel 4.
  • the first flow path 4 may have a waste flow path 7 ′ connected to the plurality of branch flow paths 6.
  • the second particles P2 separated in the branch channel 6 may be collected or discarded by the waste channel 7 '.
  • one waste channel 7 'to which the plurality of branch channels 6 are connected functions as a channel for collecting the second particles P2. .
  • the fluid containing the first particles P1 flowing from the main flow path 5 to the recovery flow path 7 may be discarded.
  • the first flow path device 2 is a member made of a plate-like base 2a.
  • the first flow path 4 is disposed inside the plate-shaped base 2a.
  • the first flow path device 2 has a pair of first upper and lower surfaces 8 positioned above and below in a thickness direction (Z-axis direction).
  • the first flow path 4 has a plurality of first openings 9 arranged and opened on at least one of the pair of first upper and lower surfaces 8.
  • first upper surface 10 one of the pair of first upper and lower surfaces 8 is referred to as a first upper surface 10 and the other is referred to as a first lower surface 11.
  • first upper surface 10 is a surface located on the positive side of the Z axis
  • first lower surface 11 is a surface located on the negative side of the Z axis.
  • at least one of the plurality of first openings 9 is located on the first lower surface 11.
  • the plurality of first openings 9 are formed by removing at least the sample inlet 12 through which the sample flows into the main flow path 5, the sample outlet 13 through which the first particles P1 are collected from the collection flow path 7, and the first particles P1 from the sample. It has at least one waste outlet 14 for recovering components.
  • the first opening 9 has the pressing inlet 15 into which the fluid for the pressing flow that presses the sample toward the branch flow path 6 flows.
  • the waste outlet 14 is connected to the main flow path 5 and the waste flow path 7 '. Fluid flowing out of the waste outlet 14 is recovered through a through hole 14 ′ formed in the second flow path device 2.
  • the planar shape of the first channel device 2 of the present disclosure is a rectangular shape.
  • Each of the first upper and lower surfaces 8 is a flat surface.
  • the planar shape of the first flow path device 2 is not limited to a rectangular shape. Further, each of the first upper and lower surfaces 8 is not limited to a flat surface.
  • the first upper and lower surfaces 8 may have different shapes from the first upper surface 10 and the first lower surface 11.
  • the first channel device 2 is formed of a material such as PDMS (polydimethylsiloxane) or PMMA (polymethyl methacrylate resin: acrylic).
  • the thickness of the first channel device 2 may be, for example, 1 to 5 mm.
  • the planar shape of the first flow path device 2 may be, for example, a rectangular shape having a short side of 10 to 30 mm and a long side of 10 to 50 mm.
  • the first flow path device 2 prepares, for example, two substrates, forms a groove serving as the first flow path 4 in one of the substrates, and attaches the other substrate so as to close the groove, thereby forming the first flow path inside. 4 can be produced.
  • the second flow path device 3 is a flow path device for measuring specific particles separated and collected by the first flow path device 2, and constitutes a measurement flow path device together with the first flow path device 2. It is. As shown in FIG. 2, the second flow path device 3 has a second flow path 16 connected to the first flow path 4 of the first flow path device 2. And the 2nd channel device 3 is translucent. As a result, the second flow path device 3 allows the specific particles separated and collected by the first flow path device 2 to flow through the second flow path 16, and measures the specific particles using an optical sensor described later. be able to. Specifically, the specific particles are measured by measuring the intensity of light that has passed through the fluid containing the specific particles in the second flow path 16.
  • the second channel device 3 is a member made of a plate-shaped base.
  • a second flow path 16 is provided inside the plate-shaped member.
  • the second flow path device 3 has a pair of second upper and lower surfaces 17 located above and below in a thickness direction (Z-axis direction).
  • the second flow path 16 has a plurality of second openings 18 arranged and opened on at least one of the pair of second upper and lower surfaces 17.
  • one of the pair of second upper and lower surfaces 17 is referred to as a second upper surface 19 and the other is referred to as a second lower surface 20 for convenience of description.
  • the second upper surface 19 is a surface located on the positive side of the Z axis
  • the second lower surface 20 is a surface located on the negative side of the Z axis.
  • the planar shape of the second channel device 3 of the present disclosure is rectangular.
  • Each of the second upper and lower surfaces 17 is a flat surface.
  • the planar shape of the second channel device 3 is not limited to a rectangular shape. Further, each of the second upper and lower surfaces 17 is not limited to a flat surface.
  • the second upper and lower surfaces 17 may have different shapes from the second upper surface 19 and the second lower surface 20.
  • the second flow path device 3 is formed of, for example, PMMA or COP (cycloolefin polymer).
  • the thickness of the second channel device 3 may be, for example, 0.5 to 5 mm.
  • the planar shape of the second flow path device 3 may be, for example, a rectangular shape having a short side of 10 to 30 mm and a long side of 20 to 50 mm.
  • the second flow path device 3 prepares, for example, two substrates, forms a groove serving as the second flow path 16 in one of the substrates, and attaches the other substrate so as to close this groove, and the second flow path device is provided inside. It can be produced by using a substrate having 16.
  • FIG. 5 schematically shows a part of an example of the measurement channel device 1 having the first channel device 2 and the second channel device 3 that are the particle separation devices.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a broken line portion in FIG.
  • the second channel device 3 of the present disclosure at least one of the plurality of second openings 18 is located on the second upper surface 19.
  • the first flow path device 2 is disposed on the second upper surface 19 via the first lower surface 11, and the first flow path device 2 is located on the second upper surface 19 and the first opening 9 located on the first lower surface 11.
  • the second opening is connected. Therefore, in the measurement channel device 1 of the present disclosure, the first channel device 2 is directly connected to the second channel device 3, and the processes from separation and collection of particles in the sample to measurement are continuously performed. As a result, the processing efficiency can be improved. Moreover, since the plate-shaped first flow path device 2 and the second flow path device 3 are arranged so as to be stacked in the thickness direction, the size of the measurement flow path device 1 can be reduced.
  • the second channel device 3 of the present disclosure has the first region 21 and the second region 22 on the second upper surface 19.
  • the second flow path 16 of the second flow path device 3 is disposed from the first area 21 to the second area 22, and the first flow path device 2 is Are arranged only in the first region 21.
  • the second area 22 can be used as a particle measurement area.
  • a member capable of reflecting light may be arranged in the second region 22 as described later.
  • the first channel device 2 may be formed of a material different from that of the second channel device 3.
  • the first channel device 2 is formed of PDMS or the like
  • the second channel device 3 is formed of COP or the like.
  • the first channel device 2 may be located above the second channel device 3. Specifically, the first channel device 2 may be arranged on the second upper surface 19 of the second channel device 3. As a result, the fluid containing the specific particles separated and collected in the first flow path device 2 can be caused to flow into the second flow path device 3 by utilizing the gravity, and the fluid containing the specific particles may flow along the way. Stagnation in the flow path can be reduced.
  • the present disclosure does not exclude an embodiment in which the first channel device 2 is disposed on the second lower surface 20 of the second channel device 3.
  • the plurality of second openings 18 include a second sample inlet 23 through which a fluid containing particles separated into the second channel 16 flows, and a second sample inlet 23 through which the fluid is recovered from the second channel 16.
  • An outlet 24 is provided.
  • the second sample inlet 23 has an opening disposed on the second upper surface 19 and is connected to the sample outlet 13 of the first channel device 2.
  • the second sample outlet 24 is arranged on the second lower surface 20.
  • the second opening 18 of the second sample outlet 24 is preferably larger than the first opening 9 of the sample outlet 13 as shown in FIG. As a result, fluid stagnation can be reduced at the connection between the first channel device 2 and the second channel device 3.
  • the size of the second sample outlet 24 may be, for example, 1 to 3 mm.
  • the size of the sample outlet 13 may be, for example, 1 to 3 mm.
  • the second flow path 16 is connected to the second sample inflow port 23 (second opening 18) and extends in the thickness direction and a vertical portion 25, which is connected to the vertical portion 25 and extends in one direction of the plane. And a planar portion 26 extending along. Since the second flow path 16 has the vertical portion 25, stagnation of fluid can be reduced at the connection portion with the first flow path 4. In addition, since the second flow path 16 has the flat portion 26, the fluid can stay in the flat portion 26 at the time of particle measurement, and stable measurement can be performed.
  • the width of the vertical portion 25 may be, for example, 0.5 to 2 mm, and the width of the flat portion 26 may be, for example, 1 to 6 mm.
  • the length of the vertical portion 25 may be, for example, 0.5 to 1 mm, and the height of the flat portion 26 may be, for example, 0.5 to 2 mm.
  • FIGS. 6 and 7 schematically show an example of the second channel device 3 used for the channel device 1 for measurement.
  • FIG. 6 is a plan view when the second channel device 3 is seen through from above.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view of the broken line portion shown in FIG.
  • the line AA in FIG. 6 is at the same position as the line AA in FIG.
  • At least a part of the flat portion 26 connected to the vertical portion 25 has a width larger than the width of the vertical portion 25. As a result, it is possible to reduce stagnation of the fluid at the connection portion between the flat portion 26 and the vertical portion 25.
  • the flat portion 26 includes a first flat portion 27 connected to the vertical portion 25 and a second flat portion 28 connected to the first flat portion 27 and having a width larger than the width of the first flat portion 27. It may also have. As a result, for example, the first particles P1 separated and collected by the first channel device 2 can be easily diffused in the second plane portion.
  • the width of the first flat portion 27 may be, for example, 0.5 to 3 mm.
  • the width of the second flat portion 28 may be, for example, 1 to 5 mm.
  • the width of the second flat portion 28 may be, for example, 2 to 10 times the width of the first flat portion 27.
  • the connecting portion between the first flat portion 27 and the second flat portion 28 is gradually widened.
  • the height of the second flat portion 28 is larger than that of the first flat portion 27.
  • the separated specific particles for example, the first particles P1 can be easily diffused.
  • the height of the first flat portion 27 may be, for example, 0.2 to 1 mm.
  • the height of the second flat portion 28 may be, for example, 1 to 5 mm.
  • the second channel device 3 may further include a third channel 29 connected to the second channel 16 in addition to the second channel 16.
  • the third flow path 29 is preferably connected to the flat portion 26 of the second flow path 16.
  • the third flow path 29 has a function of flushing the fluid that has accumulated in the plane portion 26 by flowing gas or the like, for example. As a result, the stagnation of the fluid in the second flow path 16 can be reduced.
  • the third channel 29 is connected to the connecting portion between the vertical portion 25 and the flat portion 26 of the second channel 16. It is arranged to connect.
  • the third flow path 29 is connected to the second flow path 16.
  • the other end of the third flow path 29 is a third opening 30 located on the pair of second upper and lower surfaces 17. That is, the third flow passage 29 has the third opening 30 located on one of the pair of second upper and lower surfaces 17 (the second upper surface 19 in the present disclosure).
  • the third opening 30 is an opening through which a fluid for extrusion, such as a gas, for flowing a fluid from the second flat portion 28 of the second flow path 16 flows.
  • At least a part of the third flow path 29 connected to the second flow path 16 is, as shown in FIG. 7, in the extension direction of the plane portion 26 (first plane portion 27) of the second flow path 16. It may extend along.
  • At least a part of the third flow path 29 connected to the second flow path 16 has the same shape as at least a part of the second flow path 16 connected to the third flow path 29. .
  • a step does not occur between the second flow path 16 and the third flow path 29, and the stagnation of the fluid at the step of the connection portion can be reduced.
  • the third flow path 29 preferably has a plurality of linear portions 31 each extending in a predetermined direction and arranged in a direction intersecting the one direction. . Since the third flow path 29 has the plurality of straight portions 31, it is possible to reduce leakage of fluid from the second flow path 16 and leakage of the fluid from the third opening 30.
  • the sample inlet 12 of the first opening 9 may be arranged on the same surface as the sample outlet 13 of the first opening 9 (the first lower surface 11 in the present disclosure). In this case, the sample flows into the first flow path device 2 from below (the negative side in the Z-axis direction). As a result, when the specific gravity of the second particles P2 is higher than the specific gravity of the first particles P1, the second particles P2 can be settled and can be easily separated.
  • the second channel device 3 may further include a fourth channel 32 different from the second channel 16 and the third channel 29, as shown in FIG.
  • the fourth flow path 32 may have a plurality of fourth openings 33 located on at least one of the pair of second upper and lower surfaces 17.
  • the fourth flow path 32 can function as a flow path through which the specimen before separating the specific particles flows. As a result, before the sample flows into the first flow path device 2, the sample flows into the fourth flow path 32 of the second flow path device 3, whereby foreign substances mixed in the flowing sample can be reduced in advance. Can be.
  • the plurality of fourth openings 33 have a fourth inlet 34 and a fourth outlet 35.
  • the fourth inlet 34 is an opening through which the sample flows into the fourth channel 32.
  • the fourth outlet 35 is an opening through which the sample flows out of the fourth channel 32.
  • the fourth inlet 34 is open so that a sample can flow in from the outside, and the fourth outlet 35 is connected to the sample inlet 12 of the first channel device 2.
  • the fourth inlet 34 and the fourth outlet 35 may be located on the second upper surface 19. In this case, an operation such as an external connection for flowing the sample can be performed from above.
  • the fourth inlet 34 is located on the same plane as the second sample outlet 24.
  • the fourth outlet 35 is also located on the same plane as the second sample outlet 24.
  • the fourth inlet 34 is located on the same plane as the third opening 30.
  • the second flow path device 3 may further include a fifth flow path 36 different from the second flow path 16, the third flow path 29, and the fourth flow path 32.
  • the second channel 16 is a channel through which specific particles separated and collected by the first channel device 2 flow
  • the fifth channel 36 is a channel for calibration.
  • a calibration fluid that does not contain particles, which is different from the fluid containing specific particles separated and collected by the first flow path device 2 can flow.
  • the fifth flow path 36 has a plurality of fifth openings 37 located on the pair of second upper and lower surfaces 17.
  • the fifth opening 37 has a fifth inlet 38 and a fifth outlet 39.
  • the fifth inflow port 38 is an opening through which a fluid for calibration flows into the fifth flow path 36.
  • the fifth outlet 39 is an opening through which the fluid for calibration flows out of the fifth flow path 36.
  • the fifth inlets 38 of the plurality of fifth openings 37 are located on the same plane as the third openings 30. As a result, the inflow and outflow operations of the fluid can be performed on the same surface from above. Note that the fifth outlet 39 is preferably provided on the second lower surface 20.
  • the second channel device 3 may further have a sixth channel 40 different from the second channel 16, the third channel 29, the fourth channel 32, and the fifth channel 36.
  • the sixth flow path 40 has a plurality of sixth openings 41 located on at least one of the pair of second upper and lower surfaces 17.
  • the plurality of sixth openings 41 have a sixth inlet 42 and a sixth outlet 43.
  • the sixth inlet 42 is an opening through which the fluid for the pressing flow flows into the sixth channel 40.
  • the sixth outlet 43 is an opening through which the fluid for the pressing flow flows out of the sixth channel 40.
  • the sixth inlet 42 is located so that a fluid can flow therein, and the sixth outlet 43 is connected to the pressing inlet 15 of the first channel device 2.
  • the third flow path 29, the fourth flow path 32, and the fifth flow path 36 can be formed in the same manner as the second flow path 16.
  • the first flow path device 2 is arranged on the second upper surface 19 of the second flow path device 3.
  • a sheet member 44 may be interposed between the first lower surface 11 of the first channel device 2 and the second upper surface 19 of the second channel device 3.
  • the measurement channel device 1 may include a sheet member 44 disposed between the first channel device 2 and the second channel device 3.
  • the sheet member 44 has a function as an intermediate layer for joining materials having low adhesiveness.
  • the sheet member 44 may be formed of a material such as silicone or PDMS. By having the sheet member 44, it is possible to absorb undulations and the like on the surface of the bonding surface.
  • the sheet member 44 has a plurality of through holes 45. The plurality of through holes 45 face the plurality of first openings 9. As a result, a fluid flows between the first flow path device 2 and the second flow path device 3 via the through-hole 45.
  • the first channel device 2 and the second channel device 3 of the present disclosure are connected via an adhesive applied to the lower surface of the sheet member 44.
  • the adhesive may be, for example, a photocurable resin or a thermoplastic resin that is cured by ultraviolet rays.
  • the particle separation device includes a first flow path device 2 that is a particle separation device, a first pump for flowing a sample into a sample inlet 12 and a second pump for flowing a fluid to a pressing inlet 15.
  • the particle separation device is the first channel device 2 described above, and a first pump is connected to the sample inlet 12 of the first channel device 2 by, for example, a first tube. Then, the sample sent from the first pump flows into the sample inlet 12 of the first channel device 2 through the first tube.
  • a second pump is connected to the pressing inflow port 15 of the first flow path device 2 by, for example, a second tube.
  • the fluid sent from the second pump flows into the pressing inlet 15 of the first channel device 2 through the second tube.
  • specific particles for example, the first particles P1 can be separated and collected from the sample by the main flow path 5 and the plurality of branch flow paths 6.
  • the first pump desirably has a function of causing a small amount of fluid containing particles, for example, blood to flow into the sample inlet 12 of the first flow path device 2 at a constant flow rate.
  • a fluid for generating a pressing flow for example, a phosphate buffered saline (PBS: Phosphate Buffered Saline) is supplied to the second pump with a suitable flow rate, flow rate, and pressure by a pressing inlet of the first channel device 2. It is desirable to have a function to make the flow into the 15.
  • a syringe pump can be suitably used.
  • other pumps such as an electroosmotic pump, a peristaltic pump, and a gas pump can be used.
  • the first tube and the second tube can be configured using tubes made of various known materials according to the fluid used.
  • a silicone tube can be suitably used.
  • These tubes are not indispensable members.
  • the first flow path device 2 is directly connected to the first pump and the second pump, or when they are connected via an adapter, these tubes are not necessary. It is not necessary to have a tube.
  • FIG. 8 and FIG. 9 schematically show the measuring device 47.
  • FIG. 8 is a sectional view when the measuring device 47 is viewed from the same viewpoint as in FIG. Note that description of some of the same reference numerals as those in FIG. 1 is omitted.
  • FIG. 9 is a block diagram schematically showing an example of the entire configuration of the measuring device 47.
  • the measurement device 47 includes the measurement channel device 1 and the optical sensor 48.
  • the optical sensor 48 has a light emitting element 49 and a light receiving element 50.
  • the measurement flow path device 1 can separate necessary particles (for example, the first particles P1) from the specimen. Then, light is emitted from the light emitting element 49 of the optical sensor 48 to the particles flowing to the second flow path 16 (the second flat portion 28) of the measurement flow path device 1, and the second flow path 16 (the second Particles can be measured by receiving the light passing through the two plane portions 28) by the light receiving element 50 of the optical sensor 48.
  • light passing through the second flow path 16 is scattered, reflected, or absorbed by particles (first particles P1) in the sample, and the light intensity is attenuated.
  • a calibration curve indicating the relationship between the sample whose number of particles is known and the amount of light attenuation is prepared in advance, and the amount of light attenuation measured by the measuring device 47 is illuminated on the calibration curve. By matching, the particles in the sample can be measured.
  • the light emitting element 49 may be, for example, an LED (Light Emitting Diode).
  • the light receiving element 50 may be, for example, a PD (Photo @ Diode).
  • the light receiving element 50 includes, for example, a semiconductor substrate having a region of one conductivity type and a region of another conductivity type on which the PD of the light receiving element 50 is formed.
  • the light emitting element 49 is formed of the semiconductor layer described above.
  • the mirror member 51 is disposed on the second upper surface 19 of the second channel device 3.
  • the light emitting element 49 and the light receiving element 50 of the optical sensor 48 are located on the second lower surface 20 side of the second flow path device 3. Therefore, the light receiving element 50 of the optical sensor 48 can receive the light emitted from the light emitting element 49, passing through the second flow path 16 (the second plane portion 28), and reflected by the mirror member 51.
  • the mirror member 51 may be formed of a material such as aluminum or gold, for example.
  • the mirror member 51 can be formed by, for example, an evaporation method or a sputtering method, and can also be formed by disposing a metal foil or the like.
  • the measurement device 47 is connected to the measurement channel device 1 and supplies a sample, a first supply unit 52 that supplies a fluid for a pressing flow, and a second supply unit 53 that supplies a fluid for extrusion. It further includes a third supply unit 54 and a fourth supply unit 55 for supplying a calibration fluid.
  • the first supply section 52 is connected to the fourth inlet 34.
  • the second supply section 53 is connected to the sixth inlet 42.
  • the third supply unit 54 is connected to the third opening 30.
  • the fourth supply unit 55 is connected to the fifth inlet 38.
  • the measuring device 47 has a control unit (not shown), and the first supply unit 52, the second supply unit 53, the third supply unit 54, the fourth supply unit 55, and the optical sensor 48 are controlled by the control unit. Have been.
  • FIGS. 10 and 11 are the same views as viewed from the same viewpoint as FIGS. 6 and 7, and the detailed description is omitted.
  • the measurement channel device 1 has the fifth channel 36 and the sixth channel 40 has been described, but the fifth channel 36 is caused to function as the sixth channel 40. Is also good. That is, the fifth flow path 36 and the sixth flow path 40 may be formed as one flow path and connected to the first flow path 4 (pressing inlet 15).
  • the example in which the first channel device 2 and the second channel device 3 are bonded via the sheet member 44 has been described.
  • It may further include a convex portion 46 disposed on the second upper surface 19 and located around the opening.
  • the convex part 46 may be inserted in the some through-hole 45 of the sheet member 44.
  • the first flow path device 2 and the second flow path device 3 can be connected via the projection 46. If the connection between the first flow path device 2 and the second flow path device 3 can be ensured only by the projection 46, no adhesive is required between the first flow path device 2 and the projection 46. Is also good.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view as viewed from the same viewpoint as FIG. 5, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the first channel device 2 and the second channel device 3 may be directly connected without using an adhesive.
  • a silane coupling agent or the like to at least one of the first lower surface 11 of the first flow path device 2 and the second upper surface 19 of the second flow path device 3, the two can be directly connected.
  • the sheet member 44 may be used as one of the two substrates. That is, the first flow path 4 may be formed by one substrate and the sheet member 44.
  • the sample inlet 12 is connected to the main channel 5 via the first bent portion 12a, the first straight portion 12b, the second bent portion 12d, and the second straight portion 12e.
  • the connected example has been described.
  • the sample inlet 12 reaches a column-shaped opening 12g having a circular opening and a first bent portion 12a connected to the opening 12g.
  • the inflow straight portion 12h is smaller in width than the opening 12g, and one side in the width direction is along a tangent to the opening of the opening 12g.
  • the fluid (analyte) supplied to the opening 12g can smoothly pass through the opening 12g without stagnating, and can efficiently flow into the first bent portion 12a through the inflow straight portion 12h.
  • FIG. 13 and FIG. 14 are the same views as viewed from the same viewpoint as FIG. 3 and FIG. 5, and the detailed description will be omitted.
  • the size of the cylindrical opening 12g constituting the sample inlet 12 is the same as the diameter of the first opening 9 described above, and may be, for example, 1 to 3 mm.
  • the depth of the opening 12g may be the depth from the opening on the upper surface of the base 2a to the bottom of the first bent portion 12a, for example, like the first bent portion 12a.
  • the width of the inflow straight portion 12h is the same as the width of the first bent portion 12a, the flow of the sample becomes smooth, and therefore, the width may be, for example, 0.5 to 2.5 mm.
  • the inflow straight portion 12h When the inflow straight portion 12h is positioned so that one side in the width direction is along the tangent to the opening of the opening 12g, as shown in FIG. It is preferable that the flow be hardly disturbed when the sample flows into the first bent portion 12a.
  • the first flow path device 2 When such a first flow path device 2 is connected to the second flow path device 3, as shown in FIG. 14, the first flow path device 2 is disposed around the opening 12g of the base 2a. Further, it is preferable that a sheet member 44 having a relay port 45a, which is a through hole corresponding to the opening of the opening 12g, be further provided, and the size of the relay port 45a be larger than the opening of the opening 12g. According to this, it is possible to alleviate the pressure fluctuation from the outside when the sample flows.
  • the opening 12g and the relay port 45a are connected to the fourth outlet 35 of the fourth flow path 32 in the second flow path device 3, and the size of the opening of the fourth outlet 35 is Preferably, it is the same as or smaller than the size of the opening 45a.
  • the position of the opening of the fourth outlet 35 is more eccentric than the concentric arrangement with respect to the opening of the circular relay port 45a, that is, from the center of the opening of the relay port 45a, It is preferably located in the sample inlet 12 (opening 12g) at a position shifted as far as possible from the flow direction.
  • the sample that flows from the fourth outlet 35 through the relay port 45a into the opening 12g easily flows along the circumference of the sample inlet 12, so that particles can flow smoothly, It is possible to suppress the formation of a portion where particles stay in a region of the inlet 12 opposite to the flow direction.
  • first flow path device for measurement 2 first flow path device (particle separation device) 2a substrate 3 second flow path device 4 first flow path 5 main flow path 6 branch flow path 8 pair of first upper and lower surfaces 10 First upper surface 11 1st lower surface 12 Sample inlet 12a First bend 12b 1st straight section 12c taper part 12d 2nd bend 12e 2nd straight section 12f pillar section 12g opening 12h Inflow straight section 15 Pressing inlet 15a 3rd straight section 15b 3rd bending part 15c 4th straight section 15d Fifth straight section 15e Pillar section 16 2nd channel 44 Seat member 45 Through hole 45a Relay port 47 Measuring device 48 Optical Sensor 49 Light emitting device 50 light receiving element 51 Mirror member

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Abstract

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

Description

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

Claims (8)

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

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4130751A4 (en) * 2020-03-24 2024-03-27 Kyocera Corp FLOW PATH DEVICE

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3748331B1 (en) * 2018-01-30 2023-08-09 Kyocera Corporation Measurement apparatus
JP6761152B1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-23 京セラ株式会社 粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置
WO2020175458A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 京セラ株式会社 粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009213460A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Tokyo Women's Medical College 粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法
JP2011013208A (ja) * 2009-06-05 2011-01-20 Advance Co Ltd 生物学的操作システム及び工業的操作システム
JP2012076016A (ja) 2010-10-01 2012-04-19 Chiba Univ 連続的２次元粒子分離装置および粒子分離方法
JP2012223683A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Seiko Epson Corp 微粒子分離装置および微粒子分離方法
JP2012239991A (ja) * 2011-05-20 2012-12-10 Seiko Epson Corp 微粒子分級装置
JP2015058394A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 凸版印刷株式会社 成分分離方法、成分分析方法及び成分分離装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2439861Y (zh) * 2000-09-11 2001-07-25 淄博中保康医疗器具有限公司 血浆单采滤膜分离器
DE10304653B4 (de) * 2003-02-05 2005-01-27 Evotec Technologies Gmbh Mehrparametrige Detektion in einem fluidischen Mikrosystem
JPWO2005022169A1 (ja) * 2003-09-01 2007-11-01 日本電気株式会社 チップ
JP5467857B2 (ja) * 2009-12-24 2014-04-09 株式会社Ｉｈｉ 粒子の濃度検出方法およびその装置
CN103728236B (zh) * 2012-10-12 2016-01-20 厦门福流生物科技有限公司 一种检测纳米粒子的方法
JP5837107B2 (ja) * 2014-01-17 2015-12-24 シャープ株式会社 粒子測定器
JP6234542B1 (ja) * 2016-12-27 2017-11-22 株式会社 ＴＬ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ 胎児細胞由来染色体ｄｎａの取得方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009213460A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Tokyo Women's Medical College 粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法
JP2011013208A (ja) * 2009-06-05 2011-01-20 Advance Co Ltd 生物学的操作システム及び工業的操作システム
JP2012076016A (ja) 2010-10-01 2012-04-19 Chiba Univ 連続的２次元粒子分離装置および粒子分離方法
JP2012223683A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Seiko Epson Corp 微粒子分離装置および微粒子分離方法
JP2012239991A (ja) * 2011-05-20 2012-12-10 Seiko Epson Corp 微粒子分級装置
JP2015058394A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 凸版印刷株式会社 成分分離方法、成分分析方法及び成分分離装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3845309A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4130751A4 (en) * 2020-03-24 2024-03-27 Kyocera Corp FLOW PATH DEVICE

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