WO2020175458A1 - 粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置 - Google Patents

粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置 Download PDF

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WO2020175458A1
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将史 米田
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a particle separation measuring device and a particle separation measuring device used for separating and measuring specific particles from a plurality of types of particles contained in a liquid.
  • a particle separation device for separating and extracting particles in a liquid by using a minute channel structure (microchannel) having an inlet and a plurality of outlets and having a width of several to several hundreds
  • a minute channel structure microchannel
  • a particle separation device for example, when a liquid (eg, blood) containing a plurality of types of particles (eg, red blood cells and white blood cells) is introduced from an inlet, specific particles (eg, white blood cells) therein are introduced.
  • a liquid eg, blood
  • specific particles eg, white blood cells
  • the particle separation measuring device is connected to a pre-separation inflow port through which a fluid containing specific particles to be separated flows, a main flow path connected to the pre-separation inflow port, and the main flow path, respectively.
  • a plate-shaped first flow path device having a plurality of branch flow paths and a post-separation outflow port through which the separated first fluid containing the specific particles flows out; and a first flow path device on which the first flow path device is mounted.
  • a first region having a first region and a second region serving as a measurement region of the specific particles, the first inlet port into which the first fluid flows, a second inlet port into which the second fluid not containing the specific particles flows, And a first passage connected to the first inlet and passing the first fluid and a second passage connected to the second inlet and passing the second fluid, respectively, which are arranged in the second area.
  • a plate-shaped second flow path device having two flow paths, and the post-separation outlet is arranged on the lower surface. ⁇ 2020/175458 2 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the separated first flow path device is placed on the second flow path device in which the first flow inlet is arranged on the upper surface of the first region, and the separated post-flow outlet and the first flow inlet are provided.
  • the opening of the post-separation outlet and the opening of the first inlet are circular, and the size of the opening of the first inlet is larger than the size of the opening of the post-separation outlet.
  • the opening of the post-separation outlet is located near the outer periphery of the opening of the first inlet and connected.
  • a particle separation measurement device of the present disclosure irradiates light on the particle separation measurement device described above, and measurement units of the first flow path and the second flow path of the particle separation measurement device, respectively.
  • An optical sensor that receives each light that has passed through the measurement units of the first flow channel and the second flow channel, and the intensity of the light that has passed through the measurement unit of the first flow channel obtained by the optical sensor and the optical sensor
  • a control unit that measures the specific particles by comparing the intensities of light that has passed through the measurement units of the two flow paths.
  • FIG. 1 A top view showing an example of a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a sectional view showing an example of a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a first flow path device in the particle separation measuring device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a plan view showing a part of an example of a first flow path device in the particle separation measuring device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5] ( 3 ) is a cross-sectional view showing a part of an example of a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure, and (13) is a plan view showing a part of the same.
  • FIG. 6 (3) is a cross-sectional view showing a part of an example of a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure, and (13) is a plan view showing a further part thereof.
  • FIG. 7] (3) is a cross-sectional view showing a part of an example of a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure
  • (13) is a plan view showing a part of the state.
  • FIG. 8 is a plan view showing an example of a second flow path device in the particle separation measuring device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a plan view showing a part of an example of a second channel device in the particle separation measuring device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a particle separation measuring apparatus including a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a block diagram schematically showing an example of the overall configuration of a particle separation measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a plan view showing an example of a second flow path device in the particle separation measuring device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a plan view showing a part of an example of a second channel device in the particle separation measuring device according to the embodiment of the present disclosure.
  • a micro flow channel having a configuration in which a plurality of branch flow channels are connected to a main flow channel is used.
  • a particle separation device having a structure in which a sample that is a liquid containing particles and a fluid that generates a pressing flow from a main flow channel to a branch flow channel are respectively used.
  • the liquid containing the particles is allowed to flow into the particle measurement device, and then introduced into the flow path of the measurement unit for measurement. ..
  • a particle separation measurement device in which these particle separation device and particle measurement device are connected is used.
  • the post-separation outlet of the first channel device that is a particle separating device and the first channel device of the second channel device that is a particle measuring device is connected so as to face it.
  • the opening of the post-separation outlet and the opening of the first inlet are circular, and the size of the opening of the first inlet is larger than that of the opening of the post-separation outlet, and the opening of the post-separation outlet is the first. It is located near the outer periphery of the opening of the inflow port and connected.
  • the first liquid containing the specific particles separated by the first channel device can be smoothly introduced into the second channel device, and stable measurement can be performed.
  • an orthogonal coordinate system (X, ⁇ ,) is defined for convenience, and the positive side in the axial direction is the upper side.
  • the present disclosure may be either up or down.
  • the following contents exemplify the embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • FIG. 1 is a top view of the particle separation measurement device 1.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of the particle separation measuring device 1 taken along the line _ shown in Fig. 1.
  • the particle separation measurement device 1 is a specific particle in a sample by flowing a fluid (sample) containing specific particles to be separated into the first flow path device 2 which is a particle separation device. The particles to be separated are separated and collected. By flowing the specific particles (separated particles) into the second flow path device 3 which is a particle measuring device connected to the first flow path device 2, the specific particles can be measured.
  • the particle separation and measurement device 1 uses a specific component from blood. ⁇ 2020/175458 5 ⁇ (: 170? 2020/007409
  • white blood cells which are the number of white blood cells, and measure the number of white blood cells.
  • FIG. 3 schematically shows an example of the first channel device 2, which is a particle separation device.
  • FIG. 3 is a plan view of the first channel device 2 seen through from above.
  • the first flow path device 2 is a particle separation device capable of separating and recovering specific particles to be separated from a liquid (sample) containing a plurality of types of particles including specific particles to be separated. Is.
  • the first flow channel device 2 is connected to the pre-separation inlet port 12 into which a fluid containing specific particles to be separated is introduced, the main flow channel 5 connected to the pre-separation inlet port 12, and the main flow channel 5, respectively. It has a plurality of branched flow channels 6 and a post-separation outlet 13 through which the first fluid containing the separated specific particles flows out.
  • the first channel device 2 has a plate shape as a whole, and has a separation channel 4 inside a plate-shaped substrate 23.
  • the separation channel 4 has a linear main channel 5 and a plurality of branch channels 6 connected so as to branch from the main channel 5.
  • the sample (eg blood) flowing in the first channel device 2 flows into the main channel 5 and is different from specific particles (first particles, eg white blood cells).
  • Specific particles (first particles) in the sample can be separated by allowing particles (second particles, for example, red blood cells) to flow from the main channel 5 into the branch channel 6.
  • the second particles can be separated from the sample by allowing the second particles to flow into the branch channel 6.
  • branch channel 6 is designed so that the second particles flow in by branching from the main channel 5, but only the second particles do not necessarily flow into the branch channel 6. Particles different from the second particles (third particles, etc.) may flow into the branch channel 6.
  • FIG. 4 schematically shows the manner in which the primary particles and the secondary particles are separated by the main channel 5 and the branch channel 6.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing the broken line portion of FIG.
  • the large circle in the figure shows the first particle 1
  • the small circle shows the second particle 2.
  • the hatched arrow along the X-axis direction is the main ⁇ 2020/175 458 6 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the separation flow channel 4 of the present disclosure has one main flow channel 5 and a plurality of branch flow channels 6 connected in a direction orthogonal to a side surface in the middle of the one main flow channel 5. ing.
  • the first flow channel device 2 by adjusting the cross-sectional area and length of each of the main flow channel 5 and the branch flow channel 6, and the flow velocity of the sample, etc. It is possible to generate a "pull-in flow” that flows into path 6. Then, in the first channel device 2, a pressing flow capable of pressing the sample flowing in the main channel 5 to the branch channel 6 side is generated in the separation channel 4. As a result, as shown in Fig.
  • the width of the branch channel 6 into which the drawing flow flows is smaller than the size of the first particle 1 as a specific particle flowing in the sample, and the width of the other particle as another particle.
  • the second particle 2 can be drawn into the branch flow path 6.
  • the width of the drawing flow that is pressed by the pressing flow and flows on the side of the branch flow path 6 of the main flow path 5 is larger than the position of the center of gravity of the second particle 2 flowing in the sample, and the position of the center of gravity of the first particle 1
  • the second particles 2 can be effectively drawn into the branch channel 6.
  • the first particles 1, which are the specific particles in the sample can be separated, put on the flow of the main channel 5, and collected.
  • the second particles 2 can be separated from the sample and put on the flow in the branch channel 6 to be collected.
  • the first channel device 2 of the present disclosure can be particularly preferably used for separating red blood cells and white blood cells in blood as a sample.
  • the size of the red blood cells in the blood is, for example, 6 to 8, and the center of gravity is, for example, 3 to 40! from the edge.
  • the size of white blood cells is, for example, 10 to 30, and the center of gravity thereof is, for example, 5 to 15 from the edge.
  • the main channel 5, for example, in the cross-sectional area from 300 to 1000 2, as long is 0.5 5 at 20_Rei_1 length.
  • the size of the cross section is within the range of the above cross-sectional area, for example, width is about 30 and height is about 20. ⁇ 2020/175 458 7 ⁇ (: 170? 2020/007409
  • the branch channel 6 for example in the cross-sectional area from 100 to 500 2, as long as the three length.
  • the size of the cross section may be within the range of the cross sectional area described above, for example, the width is about 15 and the height is about 20.
  • the flow velocity in the separation channel 4 is, for example, 0.2 to 5 You can do this.
  • the width of the drawing flow can be set to, for example, 2 to 150! and the red blood cells and white blood cells can be effectively separated from the blood.
  • the specific particles may be, for example, various extracellular vesicles other than leukocytes or erythrocytes, and exosomes (£ 0301116, size 30 to 20001).
  • the specific particles may be an inorganic substance or may be specific particles in a fluid such as a suspension containing fine powder.
  • the shape and dimensions of the separation channel 4 may be appropriately designed according to the size of the specific particles to be separated.
  • the first flow channel 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 body 23. At least two of the first openings 9 are inlets for allowing the sample and the fluid to flow into the main channel 5.
  • the inlet is a pre-separation inlet 12 into which a sample, which is a fluid containing a specific particle (for example, first particle 1) to be separated, flows toward the main flow path 5, and a plurality of inlets to the main flow path 5. It includes a pressing inlet 15 into which a fluid for generating a pressing flow flows, which is connected in a direction orthogonal to the opposite side surface located on the upstream side of the branch channel 6.
  • the first opening 9 as the pre-separation inlet 12 has a circular shape and its size is, for example, 1 to 3 And it is sufficient. Further, the height of each channel may be set to the same height as the separation channel 4. The depth of the pre-separation inlet 12 may be, for example, the depth from the opening on the upper surface of the substrate 23 to the bottom surface of the main channel 5.
  • the first opening 9 as the pressing inlet 15 has a circular shape, and its size may be, for example, 1 to 3.
  • the height of the flow path for the pressing flow may be set to the same height as the separation flow path 4.
  • the depth of the pressing inlet 15 may be the depth from the opening on the upper surface of the base body 23 to the bottom surface of the main flow path 5, for example. ⁇ 2020/175 458 8 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the separation flow path 4 further has a recovery flow path 7 connected to the main flow path 5, and the recovery flow path 7 can collect the separated first particles 1.
  • the separation channel 4 can be used to recover the first particles 1 in the recovery channel 7 by utilizing the pressing flow.
  • the separation channel 4 may have a waste channel 7 ′ connected to a plurality of branch channels 6.
  • the second channel 2 separated in the branch channel 6 may be collected or discarded by the discard channel 7 ′.
  • the single waste channel 7'connected to the plurality of branch channels 6 functions as a channel for collecting the second particles 2. ..
  • the fluid containing the first particles 1 flowing from the main channel 5 to the recovery channel 7 may be discarded.
  • the first flow channel device 2 is a member formed of a plate-like base 2 3. Plate-shaped substrate
  • the separation channel 4 is arranged inside the 2 3. Further, the first flow path device 2 has a pair of first upper and lower surfaces 8 located above and below in the thickness direction (axial direction). The separation channel 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.
  • one of the pair of first upper and lower surfaces 8 is a first upper surface 10, and the other is a first lower surface 11 1.
  • the first upper surface 10 is a surface located on the positive side of the axis
  • the first lower surface 11 is a surface located on the negative side of the 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 provided with at least a pre-separation inflow port 12 through which a sample flows into the main flow channel 5 and a fluid containing first particles 1 which are specific particles separated from the recovery flow channel 7. It has a post-separation outlet 13 that flows out as a fluid and collects it, and at least one waste outlet 14 that collects the components except the first particles 1 from the sample.
  • the first opening 9 has the pressing inlet 15 into which the fluid for pressing the flow that presses the sample toward the branch channel 6 flows. Note that in the present disclosure, the waste outlet 14 is connected to the main flow path 5 and the waste flow path 7 ′. Waste outflow ⁇ 2020/175 458 9 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the fluid flowing out from the port 14 is collected via a through hole 14′ formed in the second flow path device 3 described later.
  • the planar shape of the first channel device 2 of the present disclosure is a rectangular shape. Further, each of the first upper and lower surfaces 8 is a flat surface. The planar shape of the first channel device 2 is not limited to the rectangular shape. Moreover, each of the first upper and lower surfaces 8 is not limited to a flat surface. The first upper and lower surfaces 8 and the first upper surface 10 and the first lower surface 11 may have different shapes.
  • the first channel device 2 is formed of, for example, a material such as 0 IV! 3 (polydimethylsiloxane) or 1 ⁇ /1 1 ⁇ /1 8 (polymethylmethacrylate: acrylic).
  • the thickness of the first channel device 2 is, for example, If When the planar shape of the first channel device 2 is rectangular, for example, the short side may be 10 to 20 and the long side may be 10 to 3001.
  • the first flow channel device 2 is prepared by, for example, preparing two substrates, forming a groove to be the separation flow channel 4 on one side, and bonding the other substrate so as to close the groove, and then separating the flow channel inside. It can be manufactured by using the base 2 3 having 4.
  • the second channel device/ ⁇ chair 3> is a channel device for measuring the specific particles separated and collected in the first channel device/ ⁇ chair 2>. It constitutes a measuring device.
  • the second flow channel device 3 has a first region 21 on which the first flow channel device 2 is placed and a second region 22 which is a measurement region for specific particles.
  • the second flow path device 3 is arranged in the first inflow port 23 into which the first fluid flows, the second inflow port into which the second fluid not containing specific particles described later flows in, and the second region 22 respectively.
  • the first flow path 16 is connected to the first inflow port 23 and the first fluid passes therethrough, and the second flow path is connected to the second inflow port and the second fluid passes therethrough, which will be described later.
  • the second flow channel device 3 has a plate shape as a whole.
  • the second flow channel device 3 has a first flow channel 16 connected to the separation flow channel 4 of the first flow channel device 2. Then, the second channel device 3 ⁇ 2020/175458 10 ⁇ (: 170? 2020/007409
  • the second flow channel device 3 causes the first fluid containing the specific particles separated and collected by the first flow channel device 2 to flow into the first flow channel 16, and uses the optical sensor described later to identify the specific fluid. Can measure the particles. Specifically, the specific particles are measured by measuring the intensity of light that has passed through the first fluid containing the specific particles in the first flow path 16.
  • the second flow channel device 3 is a member in which a flow channel is formed inside a plate-shaped substrate.
  • the first channel 16 is arranged inside the plate-shaped substrate.
  • the second flow channel device 3 has a pair of second upper and lower surfaces 17 located above and below in the thickness direction (axial direction).
  • the first flow path 16 has a plurality of second openings 18 which are arranged and opened in 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 the second upper surface 19 and the other is the second lower surface 20.
  • the second upper surface 19 is a surface located on the positive side of the axis and the second lower surface 20 is a surface located on the negative side of the axis.
  • the planar shape of the second channel device 3 of the present disclosure is a rectangular shape.
  • 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 the rectangular shape.
  • 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 for the second upper surface 19 and the second lower surface 20.
  • the second flow channel device 3 is formed of, for example, 1 ⁇ /1 1 ⁇ /1 8 or ⁇ (cycloolefin polymer).
  • the thickness of the second channel device 3 may be 0.5 to 501, for example. If the planar shape of the second flow path device 3 is rectangular, for example, the short side is The long side should be 20 to 8001.
  • the second flow path device 3 is, for example, prepared by preparing two substrates, forming a groove to be the first flow path 16 on one side, and adhering the other substrate so as to close this groove, and forming the first flow path inside. It can be produced by using a substrate having 16.
  • FIG. 5 schematically shows a part of an example of a particle separation measurement device 1 having a first flow path device 2 which is a particle separation device and a second flow path device 3 which is a particle measurement device.
  • Fig. 5 (3) is an enlarged cross-sectional view of the broken line portion of Fig. 2.
  • Fig. 5 (3) is an enlarged plan view showing the broken line portion of Fig. 5 (3), and shows the contour of the flow path of the connection portion.
  • 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. Then, the first channel device 2 is mounted on the first region 21 of the second upper surface 19 via the first lower surface 11 and the first opening 9 positioned on the first lower surface 11 is formed. The post-separation outlet 13 of the above and the first inlet 23 of the second opening 18 located on the second upper surface 19 are connected. Therefore, in the particle separation measuring device 1 of the present disclosure, the flow path of the first flow path device 2 is directly connected to the flow path of the second flow path device 3. As a result, it is possible to improve the processing efficiency because the separation, collection, and measurement of specific particles in the sample can be performed continuously. Further, since the plate-shaped first channel device 2 and the second channel device 3 are arranged so as to be stacked in the thickness direction, the particle separation measurement device 1 can be downsized.
  • the second flow channel device 3 of the present disclosure has a first region 21 on which the first flow channel device 2 is mounted and a second region 22 which is a measurement region of specific particles, on the second upper surface 19. ing.
  • the first channel 16 of the second channel device 3 is arranged from the first region 21 to the second region 22, and the first channel device 2 is the second channel device. It is located only in the first area 21 of 3.
  • the second region 22 can be used as a particle measurement region, and The first flow path 16 located in the area 22 can be used as a measurement flow path.
  • a member capable of reflecting light may be arranged in the second region 22 as described later.
  • the first channel device 2 may be made of a material different from that of the second channel device 3.
  • the first flow channel device 2 is formed of 0 IV! 3 and the like
  • the second flow channel device 3 is formed of XX and the like.
  • the first flow channel device 2 is located above the second flow channel device 3. Specifically, the first region 2 of the second upper surface 19 of the second channel device 3 ⁇ 2020/175 458 12 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the 1st flow path device 2 is arranged in 1.
  • the first fluid containing the specific particles separated and collected by the first flow path device 2 can be efficiently flown into the second flow path device 3 by utilizing gravity, and the specific particles can be collected. It is possible to reduce the staying of the contained first fluid in the midway flow passage, for example, in the flow passage at the connecting portion between the first flow passage device 2 and the second flow passage device 3.
  • the present disclosure does not exclude an embodiment in which the first channel device 2 is arranged on the second lower surface 20 of the second channel device 3.
  • the plurality of second openings 18 are provided with a first inflow port 23 for inflowing the first fluid containing the separated specific particles into the first flow passage 16, and the first fluid from the first flow passage 16. It has a first outlet 24 for recovery.
  • the opening of the first inflow port 23 is arranged on the second upper surface 19, and is connected to the post-separation outflow port 13 of the first flow channel device 2 so as to face it.
  • the first outlet 24 is arranged on the second lower surface 20.
  • the first channel device 2 is placed on the first region 21 of the second upper surface 19 of the second channel device 3.
  • the post-separation outlet 13 of the first channel device 2 and the first inlet 23 of the second channel device 3 are connected so as to face each other.
  • the openings of the post-separation outlet 13 and the opening of the first inlet 23 are circular in the connection structure between them.
  • the opening of the first inlet 23 is larger than the opening of the post-separation outlet 13, and the opening of the post-separation outlet 13 is located near the outer periphery of the opening of the first inlet 23 and is connected. ing.
  • specific particles contained in the first fluid passing from the post-separation outlet 13 to the first inlet 23 at the connection portion between the first flow channel device 2 and the second flow channel device 3 become After passing through the inflow port 23, it becomes well dispersed.
  • the child tends to fall as soon as there is a hole in the flow path, it does not flow to the center of the circular opening of the post-separation outlet 13 but falls toward the post-separation outlet 13. .. Therefore, by positioning the opening of the post-separation outlet 13 at the outer periphery on the side opposite to the side to which the separation flow passage 4 (recovery flow passage 7) is connected, close to the outer periphery of the opening of the first inlet 23.
  • the specific particles can efficiently flow into the central portion of the first inflow port 23, and the specific particles can flow into the central portion of the first flow path 16 through the vertical portion 25.
  • the first flow path 16 is connected to the first inlet 23 (second opening 18) and extends in the thickness direction in the vertical portion 25, and is connected to the vertical portion 25 and is in one of the planes. And a flat portion 26 extending in the second region 22 along the direction.
  • the vertical portion 25 has a circular cross section, and has the same size as the first inlet 23.
  • the cross section of the vertical portion 25 is a cross section and is a cross section parallel to the X V plane.
  • the size of the opening of the post-separation outlet 13 is, for example, Suitably and the size (diameter) of the vertical part 25 is Is.
  • the size of the opening of the first inlet 23 is larger than the size of the opening of the post-separation outlet 13, and the opening of the post-separation outlet 13 is located near the outer periphery of the opening of the first inlet 23. It is connected .
  • the outer periphery of the opening of the post-separation outlet 13 and the outer periphery of the opening of the first inlet 23 are ⁇ 2020/175 458 14 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the outer circumference of the opening of the post-separation outlet 13 may be located inside the outer circumference of the opening of the first inlet 23. Further, the outer periphery of the opening of the post-separation outlet 13 may be positioned slightly outside the outer periphery of the opening of the first inlet 23 within an allowable range of an assembly error in manufacturing.
  • the width of the flat portion 26 is, for example, If The length of the vertical portion 25 is, for example,
  • the height of the flat portion 26 is, for example, If
  • the center of the opening of the post-separation outlet 13 and the center of the opening of the first inlet 23 are the flow paths of the first flow passage 16. It is preferable that the opening of the post-separation outlet 13 is located on the upstream side of the first flow path 16 while being located parallel to the road direction.
  • the first flow path 16 to which the vertical portion 25 is connected has a flat surface portion 26 which is connected to the vertical portion 25 and extends to the second region 22 along one direction of the plane. ing.
  • FIG. 2 shows an example in which the sheet member 44 is arranged between the first flow path device/ ⁇ chair 2 and the second flow path device/ ⁇ chair 3. Since this sheet member 44 is not essential, the example shown in Fig. 5 (8) does not use it.
  • a silane coupling agent or the like By coating a silane coupling agent or the like on at least one of the first lower surface 11 of the first channel device 2 and the second upper surface 19 of the second channel device 3, they can be directly connected.
  • a sheet member 44 may be interposed between the first lower surface 11 of the one-channel device 2 and the second upper surface 19 of the second channel device 3, as in the example shown in FIG. That is, the particle separation measuring device 1 may have the sheet member 44 disposed between the first flow channel device 2 and the second flow channel device 3. That is, the first flow channel device 2 is placed on the second flow channel device 3 via the sheet member 44, and the post-separation outlet 13 and the first flow inlet 23 pass through the through hole 45 of the sheet member 44. May be connected.
  • the opening of the through hole 45 of the sheet member 44 has a circular shape, and its size is as shown in FIGS. 6( a) and 6( b ), and the post-separation outlet 13 It should be substantially the same size as the opening. It is to be noted that “substantially the same” means that those including a difference in the permissible error in manufacturing may be regarded as the same size.
  • the size of the through hole 45 at this time is smaller than the size of the opening of the first inflow port 23.
  • specific particles can be efficiently flowed into the center of the first inlet 23 from the post-separation outlet 13 through the through hole 45, and through the vertical portion 25. Specific particles can be effectively flowed into the central portion of the first flow path 16, and specific particles can be favorably dispersed in the fluid by the flow of the fluid in the first flow path 16. As a result, good measurement can be performed.
  • the size of the through-hole 45 in the sheet member 44 may be the same in the vertical direction. Also, the through hole 45 becomes larger in the downward direction. ⁇ 2020/175 458 16 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the sheet member 44 By interposing the sheet member 44 between the first flow channel device 2 and the second flow channel device 3, the first flow channel device/ ⁇ chair 2 and the second flow channel device/ ⁇ chair 3> Even if the sheet is made of materials that are difficult to adhere to each other, the sheet member 44 can function as an intermediate layer for properly joining the two, and the particle separation measuring device 1 can be stably configured. You will be able to.
  • the size of the opening of the through-hole 45 interposed between the post-separation outlet 13 and the first inlet 23 is appropriately set to an intermediate size between the upper and lower openings, so that It is possible to effectively prevent the retention of the first fluid and specific particles in the connection portion between the first flow path device 2 and the second flow path device 3.
  • the sheet member 44 reduces leakage of the first fluid and the like from the bonding surface between the first flow channel device 2 and the second flow channel device 3, and also joins materials that are difficult to adhere to each other. Has a function as an intermediate layer.
  • the sheet member 44 may be made of a material such as silicone or the mouth 1 ⁇ 13. Further, by interposing the sheet member 44, it is possible to absorb the undulations of the surfaces of the first lower surface 11 and the second upper surface 19 as the adhesive surfaces.
  • the sheet member 44 may have a plurality of through-holes, if necessary, in addition to between the post-separation outlet 13 and the first inlet 23. A plurality of through holes including these through holes 45 face the plurality of first openings 9 and second openings 18. As a result, the fluid flows between the first channel device 2 and the second channel device 3 via these through holes.
  • the thickness of the sheet member 44 may be, for example, about 0.5 to 3, and if it is about 2, it is possible to satisfactorily absorb the undulations of the surface to be adhered, and to separate the post-separation outlet 13 The distance to the first inlet 23 will not be unnecessarily increased.
  • the size (area) of the sheet member 44 should be larger than the size required for adhesion around the through hole 45 and smaller than the size of the first lower surface 11 of the first channel device 2.
  • the sheet member 44 does not necessarily have to be one sheet, and may be a combination of a plurality of sheets having a predetermined shape and size.
  • the sheet member 44 may be directly connected, and the adhesive applied to the upper and lower surfaces of the sheet member 44 may be used. It may be connected via.
  • the adhesive may be, for example, a photo-curable resin or a thermoplastic resin that is cured by ultraviolet rays.
  • FIG. 1 Next, in the particle separation measuring device 1 of the present disclosure, FIG.
  • the size of the opening of the through-hole 45 of the sheet member 44 is larger than the size of the opening of the post-separation outlet 13, and the size of the opening of the first inlet 23. Is also preferably small.
  • the size of the opening of such a through hole 45 is, for example, 1 First style And it is sufficient. If the size of the opening of the through-hole 45 is larger than the size of the opening of the post-separation outlet 13 and smaller than the size of the opening of the first inlet 23 in such a combination of sizes. Good. As a result, similar to the example shown in FIG.
  • the first flow channel device 2 when the sheet member 44 disposed between the first flow channel device 2 and the second flow channel device 3 is included, the first flow channel device 2 is The hardness of the sheet member 44 is higher than the hardness. ⁇ 2020/175 458 18 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the hardness of the second channel device 3 is higher than that of the second channel device 3.
  • the shape of the flow path formed in the relatively soft first flow path device 2 becomes a flat and relatively hard base part that serves as a base. You can now hold it firmly on the material 44.
  • the adhesion between the second flow channel device 3 which is a relatively hard base and the sheet member 44 joined thereto is increased. , It is possible to strengthen the joint between them.
  • the joint surface between the first channel device 2 and the sheet member 44 and the joint surface between the sheet member 44 and the second channel device 3 have the same surface roughness.
  • the surface roughness of the joint surfaces is preferably about 0.005 to 0.05 m in terms of arithmetic average roughness Ra.
  • the hardness of the rubber molded product is evaluated by the international rubber hardness RHD (International Rubber Hardness Degree), and the resin molded product is locked. Well hardness is evaluated.
  • R HD International Rubber Hardness Degree
  • the hardness may be evaluated by R H D.
  • the hardness of the first flow path device 2 is 30 to 80 in RHD
  • the hardness of the sheet member 44 is about 80 in RHD
  • the hardness of the second flow path device 3 is more than 80 in IRHD. Is preferred.
  • the first flow path device 2 is made of PDMS
  • the sheet member 44 is made of a silicone sheet
  • the second flow path device 3 is made of C ⁇ P or PMMA. do it.
  • PDMS is approximately 30 in RHD
  • silicone sheet is approximately 80 in RHD
  • C ⁇ P is more than 80 in RHD (Rwell by hardness of rockwell). About 50), and is preferable as a combination of hardness.
  • a hardness measuring method a method in which a non-sharp needle (pushing needle, indenter) is pushed into the surface of the object to be measured with a predetermined force and the amount of deformation thereof is measured and digitized is applicable.
  • a non-sharp needle pumping needle, indenter
  • RHD International Rubber Hardness Deg ree
  • FIG. 8 is a plan view of the second channel device 3 seen through from above.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view of the broken line portion shown in FIG.
  • the 8_8 line in Fig. 8 is at the same position as the 8_8 line in Fig. 1.
  • At least a part of the flat portion 26 of the first flow path 16 connected to the vertical portion 25 has a width larger than the width of the vertical portion 25.
  • the flat surface portion 26 includes a first flat surface portion 27 connected to the vertical portion 25 and a second flat surface that is connected to the first flat surface portion 27 and has a width larger than the width of the first flat surface portion 27. It may further have a section 28. Then, between the first flat surface portion 27 and the second flat surface portion 28, the flow passage is formed from the connecting portion between the vertical portion 25 and the first flow passage 16 toward the downstream side of the flow of the first fluid. It is preferable that the connection is made at the width increasing portion 16 3 that increases the width of the. That is, the second flow path device 3 includes the first fluid 23 between the first inflow port 23 and the second flat surface portion 28 located in the second region 22 and used as the measurement portion of the first flow path 16.
  • a width increasing portion 16 3 in which the width of the flow channel increases toward the downstream side of the flow.
  • a flow that widens in the width direction occurs in the first fluid in the width increasing portion 163, and as a result, the specific particles contained in the first fluid are dispersed, so that the deviation of the specific particles during measurement can be reduced.
  • the width of the first flat surface portion 27 is, for example, The width of the second flat surface portion 28 may be, for example, If The width of the second flat surface portion 28 may be, for example, 2 to 10 times the width of the first flat surface portion 27.
  • the width increasing portion 163 in the connecting portion of the first flat surface portion 27 and the second flat surface portion 28 is gradually widened. That is, the shape of the width increasing portion 163 can be said to be an inverse taper shape when viewed in the width direction. The spread angle of the reverse taper at this time is 20-40° on one side with respect to the center line of the width of the flat surface portion 26 (first flat surface portion 27 and second flat surface portion 28). ⁇ 2020/175 458 20 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the length of the reverse taper part is 3 to 5 It should be about
  • the width-increasing portion 163 has a shape that gradually widens in a straight line shape, a shape that changes in a curved shape, or a shape that gradually widens. Good.
  • the width of the flow path in the width increasing portion 168 is widened in a stepwise manner, for example, 1 1 11 111 ® 2.5
  • the height of the second flat surface portion 28 is larger than that of the first flat surface portion 27.
  • the second flow channel device 3 is located in the first inlet port 23 and the second region 22 and is used as the measurement part of the first flow channel 16. It is preferable to have a height increasing portion 16 13 in which the height of the flow path increases toward the downstream side of the flow of the first fluid between the second flat surface portion 28 to be held. As a result, a flow that spreads in the height direction is generated in the first fluid in the height increasing portion 1613, and as a result, the specific particles contained in the first fluid are dispersed, so that there is a bias in the specific particles during measurement. It can be reduced. Also, increasing the height of the flow path over a relatively short length causes vortex movements in the fluid flow, promoting agitation of specific particles. As a result, the separated specific particles such as the first particles 1 can be easily diffused.
  • the height of the first flat surface portion 27 is, for example, If The height of the second flat portion 28 is, for example, 1 to If Further, in the present disclosure, the first flat surface portion 2
  • the height-increased portion 16 at the connecting portion between the 7 and the second plane portion 28 gradually increases in height. That is, it can be said that the shape of the height increasing portion 1613 is an inverse tapered shape when viewed in the height direction. At this time, for example, the height of the first plane portion 27 is 0. age, Then, the angle of the inverse taper should be widened at about 45°.
  • the height increasing portion 16 13 is provided first on the upstream side of the flow path and the width increasing portion 16 3 is provided immediately after that. Also, it is good to place both as close as possible. This is because the size of the flow path is wider in the width direction than in the height direction, so it is better to spread it in the height direction and stir up and down in a narrow state first, and then spread it in the width direction and stir it horizontally. , Because it can be stirred more uniformly. On the other hand, if it is first spread in the width direction, the effect of stirring in the height direction tends to be less effective.
  • the second flow channel device 3 may further include a third flow channel 29 connected to the first flow channel 16 in addition to the first flow channel 16.
  • the third flow path 29 is preferably connected to the flat surface portion 26 of the first flow path 16.
  • the third flow path 29 has a function of pushing away the fluid retained in the flat portion 26 by flowing gas or the like. As a result, the retention of the fluid in the first flow path 16 can be reduced.
  • the third flow channel 29 is connected to the connection portion between the vertical portion 25 and the flat surface portion 26 of the first flow channel 16. Has been done.
  • One end of the third flow path 29 is connected to the first flow path 16. Further, 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 path 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 for pushing out the fluid from the second flat surface portion 28 of the second flow path 36, for example, for letting in an extruding fluid such as gas.
  • At least a part of the third flow path 29 connected to the first flow path 16 is provided on the flat surface portion 26 (second flat surface portion 28) of the first flow path 16 as shown in Fig. 8. It may extend along the extension direction.
  • At least a part of the third flow path 29 connected to the first flow path 16 has the same shape as at least a part of the first flow path 16 connected to the third flow path 29. I like to have it. As a result, no step is formed between the first flow path 16 and the third flow path 29, and it is possible to reduce the amount of fluid that remains at the step of the connection portion.
  • each third flow path 29 has a plurality of straight line portions 31 extending in a predetermined direction and arranged in a direction intersecting with the one direction. ⁇ 2020/175 458 22 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the third flow path 29 has the plurality of linear portions 31, it is possible to reduce the backflow of the fluid from the first flow path 16 and the leakage of the fluid from the third opening 30.
  • the pre-separation inlet 12 of the first opening 9 may be arranged on the same surface as the post-separation 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 channel device 2 from below (the negative side in the axial direction). As a result, when the specific gravity of the second particles 2 is higher than the specific gravity of the first particles 1, the second particles 2 can be submerged and the separation can be facilitated.
  • the second flow channel device 3 may further include a fourth flow channel 32 different from the first flow channel 16 and the third flow channel 29.
  • 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 channel 32 can function as a channel through which a sample before separating specific particles flows.
  • the plurality of fourth openings 33 have a fourth inflow port 34 and a fourth outflow port 35.
  • the fourth inflow port 34 is an opening for allowing the sample to flow into the fourth flow path 32.
  • the fourth outflow port 35 is an opening for allowing the sample to flow out from the fourth flow path 32.
  • the fourth inflow port 34 is opened to allow the sample to flow in from the outside, and the fourth outflow port 35 is connected to the pre-separation inflow port 12 of the first flow path device 2.
  • the fourth inflow port 34 and the fourth outflow port 35 may be located on the second upper surface 19.
  • the fourth inlet 34 is located on the same surface as the first outlet 24. Further, in the present disclosure, the fourth outlet 35 is also located on the same surface as the first outlet 24. Also, the fourth inlet 34 is located on the same plane as the third opening 30.
  • the second flow channel device 3 further includes a second flow channel 36, which is different from the first flow channel 16, the third flow channel 29, and the fourth flow channel 32. May be. 1st flow path 1 ⁇ 2020/175 458 23 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • Reference numeral 6 denotes a flow path through which the first fluid containing specific particles separated and collected by the first flow path device 2 flows.
  • the second flow path 36 is a flow path for flowing the second fluid that does not contain specific particles, for example, the flow path for flowing the second fluid for comparison or calibration when measuring the first fluid.
  • a fluid that is the same as the first fluid and does not contain specific particles may be used as the second fluid, or a different fluid may be used.
  • the second 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 second inlet 38 and a second outlet 39.
  • the second inflow port 38 is an opening for allowing the second fluid to flow into the second flow path 36.
  • the second outflow port 39 is an opening for letting out the second fluid from the second flow path 36.
  • the second flow path 36 has a portion having the same shape as the second flat surface portion 28 of the first flow path 16 as a measurement unit.
  • the second inflow port 38 of the plurality of fifth openings 37 is located on the same plane as the third opening 30. As a result, it is possible to operate the inflow and outflow of the second fluid from the upper side in the same plane.
  • the second outlet 39 is preferably arranged on the second lower surface 20.
  • the second flow channel device 3 may further have a sixth flow channel 40, which is different from the first flow channel 16, the third flow channel 29, the fourth flow channel 32, and the second flow 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 sixth inlets 42 and sixth outlets 43.
  • the sixth inlet 42 is an opening through which the fluid for the pressing flow flows into the sixth flow passage 40.
  • the sixth outflow port 43 is an opening for the fluid for the pressing flow to flow out from the sixth flow path 40.
  • the sixth inflow port 42 is positioned so that a fluid can flow in, and the sixth outflow port 43 is connected to the pressing inflow port 15 of the first channel device 2.
  • the third flow path 29, the fourth flow path 32, the second flow path 36, and the sixth flow path 40 are the first flow path. ⁇ 2020/175 458 24 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the particle separation apparatus of the present disclosure includes a first flow path device 2 which is a particle separation device, a first pump for allowing a sample to flow into a pre-separation inlet 12 and a second pump for causing a fluid to flow into a pressing inlet 15.
  • the particle separation device is the above-mentioned first channel device 2, and the first pump is connected to the pre-separation inflow port 12 of the first channel device 2 by, for example, the first tube. Then, the sample sent from the first pump flows into the pre-separation inlet 12 of the first channel device 2 through the first tube.
  • the second pump is connected to the pressing inlet 15 of the first channel device 2 by a second tube, for example. Then, 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 P 1 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 and the second pump various known pumps can be used as long as they can deliver a fluid.
  • the first pump preferably has a function of causing a small amount of fluid containing particles, for example, blood, to flow into the pre-separation inlet 12 of the first channel device 2 at a constant flow rate.
  • the second pump is equipped with a fluid for generating a pressing flow, for example, phosphate buffered saline (PBS: Phosphate Buffered Saline) at an appropriate flow rate, flow rate and pressure. It is desirable to have the function of flowing into the pressing inlet 15 of 2.
  • a syringe pump for example, can be preferably used as the first pump and the second pump.
  • Other pumps such as electroosmotic pumps, peristaltic pumps, gas pumps, etc. can also be used.
  • the first tube and the second tube can be configured using tubes made of various known materials depending on the fluid used.
  • a silicone tube can be preferably used. It should be noted that these tubes are not essential members. ⁇ 2020/175 458 25 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the 1-channel device/ ⁇ chassis 2 is directly connected to the first pump and the second pump, or if they are connected via an adapter, these tubes may not be provided. ..
  • FIG. 11 and 12 schematically show the particle separation measuring device 47.
  • Fig. 11 is a cross-sectional view of the particle separation measuring device 47 seen from the same viewpoint as in Figs. Note that some of the reference numerals similar to those in FIGS. 2 and 10 are omitted.
  • FIG. 12 is a block diagram schematically showing an example of the overall configuration of the particle separation measuring device 47.
  • the particle separation measurement device 47 has the particle separation measurement device 1 and an optical sensor 48.
  • the optical sensor 48 has a light emitting element 49 and a light receiving element 50.
  • the first flow path device 2 of the particle separation measurement device 1 can separate the required specific particles (for example, the first particles 1) from the sample.
  • specific particles that have flowed to the first flow path 16 (second flat surface portion 28) of the second flow path device 3 of the particle separation measurement device 1 are irradiated with light from the light emitting element 49 of the optical sensor 48.
  • the light passing through the first flow path 16 (second flat surface portion 28) is received by the light receiving element 50 of the optical sensor 48, whereby the particles can be measured.
  • the light passing through the first flow path 16 is scattered, reflected, or absorbed by the particles (first particles 1) in the first fluid, and the light intensity is attenuated.
  • the particles in the sample can be measured by illuminating the line.
  • the particle separation measuring apparatus 47 of the present disclosure uses the above-described particle separation measuring device 1 of the present disclosure, and the measurement units of the first flow path 16 and the second flow path 36 of the particle separation measuring device 1 respectively. And an optical sensor 48 that receives the respective light that has passed through the measurement sections of the first flow path 16 and the second flow path 36, and this optical sensor 48. ⁇ 2020/175 458 26 ⁇ (: 170? 2020 /007409
  • the control unit measures the specific particles by comparing the intensity of the light that has passed through the measurement unit of the first flow path 16 and the intensity of the light that has passed through the measurement unit of the second flow path 36.
  • the light emitting element 49 may be, for example, L E D (L i ght em i tt i ng D i ode).
  • the light receiving element 50 may be, for example, P D (Photo Diode).
  • the light-receiving element 50 has, for example, a semiconductor substrate on which the PD of the light-receiving element 50 is formed, having a region of one conductivity type and a region of the other conductivity type on the upper surface, and a plurality of layers stacked on this semiconductor substrate. It has an LED of a light emitting element 49 composed of the semiconductor layer of FIG.
  • the mirror member 51 is arranged in the second region 22 of the second upper surface 19 of the second flow path device 3. Then, 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 channel 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 first flow path 16 (second flat surface portion 28), and reflected by the mirror member 51.
  • the mirror member 51 may be made of a material such as aluminum or gold.
  • the mirror member 51 can be formed by, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like, and can also be formed by disposing a metal foil or the like.
  • the particle separation measuring device 47 is composed of a first supply part 52 for supplying an analyte, a second supply part 53 for supplying a fluid for a pressing flow, and an extruding device connected to the particle separation measuring device 1. It further has a third supply part 54 for supplying a fluid, and a fourth supply part 55 for supplying a second fluid as a calibration fluid.
  • the first supply part 52 is connected to the fourth inlet 34.
  • the second supply part 53 is connected to the sixth inflow port 42.
  • the third supply section 54 is connected to the third opening 30.
  • the fourth supply section 55 is connected to the second inlet 38.
  • the particle separation measuring device 47 has a control unit (not shown), and controls 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. Controlled by the department.
  • FIGS. 13 and 14 are similar views from the same viewpoints as FIGS. 8 and 9, and thus detailed description thereof will be omitted.

Abstract

本開示の粒子分離計測デバイス（１）は、分離対象の粒子を含む第１流体が流出する分離後流出口（１３）を有する第１流路デバイス（２）と、第１流路デバイス（２）が載置され、第１流体が流入する第１流入口（２３）を有する第２流路デバイス（３）とを備える。下面に分離後流出口（１３）が配置された第１流路デバイス（２）が、第１領域（２１）の上面に第１流入口（２３）が配置された第２流路デバイス（３）に載置されて、分離後流出口（１３）と第１流入口（２３）とが対向して接続されている。そして、分離後流出口（１３）の開口の大きさよりも第１流入口（２３）の開口の大きさが大きく、分離後流出口（１３）の開口が第１流入口（２３）の開口の外周寄りに位置して接続されている。

Description

\¥0 2020/175458 1 卩（：17 2020 /007409 明 細 書
発明の名称 ： 粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置 技術分野
[0001 ] 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して計 測するのに用いられる粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置に関す る。
背景技術
[0002] 従来、 流入口と複数の流出口とを有する、 幅が数 〜数百 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 の中の特定の粒子 （例えば、 白血球） を分離して、 特定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。
[0003] また、 その後に、 分離抽出した特定の粒子について、 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。
発明の概要
[0004] 本開示の粒子分離計測デバイスは、 分離対象である特定の粒子を含む流体 を流入させる分離前流入口、 該分離前流入口に接続された主流路、 該主流路 にそれぞれ接続された複数の分岐流路、 および分離された前記特定の粒子を 含む第 1流体が流出する分離後流出口を有する板状の第 1流路デバイスと、 該第 1流路デバイスが載置される第 1領域および前記特定の粒子の計測領域 となる第 2領域を有し、 前記第 1流体が流入する第 1流入口、 前記特定の粒 子を含まない第 2流体が流入する第 2流入口、 ならびにそれぞれ前記第 2領 域に配置された、 前記第 1流入口に接続されて前記第 1流体が通過する第 1 流路および前記第 2流入口に接続されて前記第 2流体が通過する第 2流路を 有する板状の第 2流路デバイスとを備え、 下面に前記分離後流出口が配置さ 〇 2020/175458 2 卩（：170? 2020 /007409
れた前記第 1流路デバイスが、 前記第 1領域の上面に前記第 1流入口が配置 された前記第 2流路デバイスに載置されて、 前記分離後流出口と前記第 1流 入口とが対向して接続されており、 前記分離後流出口の開口および前記第 1 流入口の開口は円形状であり、 前記分離後流出口の開口の大きさよりも前記 第 1流入口の開口の大きさが大きく、 前記分離後流出口の開口が前記第 1流 入口の開口の外周寄りに位置して接続されている。
［0005］ 本開示の粒子分離計測装置は、 上記の粒子分離計測デバイスと、 該粒子分 離計測デバイスの前記第 1流路および前記第 2流路のそれぞれの計測部に光 を照射するとともに、 前記第 1流路および前記第 2流路の計測部を通過した それぞれの光を受光する光学センサと、 該光学センサによって得られる前記 第 1流路の計測部を通過した光の強度および前記第 2流路の計測部を通過し た光の強度を比較することによって、 前記特定の粒子を計測する制御部とを 備える。
図面の簡単な説明
［0006］ ［図 1］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスの例を示す上面図である
［図 2］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスの例を示す断面図である
［図 3］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスにおける第 1流路デバイ スの例を示す平面図である。
［図 4］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスにおける第 1流路デバイ スの例の一部を示す平面図である。
［図 5］ ( 3 ) は本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスの例の一部を示 す断面図であり、 ( 13 ) はそのさらに一部の様子を示す平面図である。
［図 6］ ( 3 ) は本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスの例の一部を示 す断面図であり、 ( 13 ) はそのさらに一部の様子を示す平面図である。
［図 7］ ( 3 ) は本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスの例の一部を示 す断面図であり、 ( 13 ) はそのさらに一部の様子を示す平面図である。 〇 2020/175458 3 卩（：170? 2020 /007409
［図 8］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスにおける第 2流路デバイ スの例を示す平面図である。
［図 9］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスにおける第 2流路デバイ スの例の一部を示す平面図である。
［図 10］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスの例を示す断面図であ る。
［図 1 1］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスを有する粒子分離計測 装置の例を示す断面図である。
［図 12］本開示の実施形態に係る粒子分離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。
［図 13］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスにおける第 2流路デバ イスの例を示す平面図である。
［図 14］本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスにおける第 2流路デバ イスの例の一部を示す平面図である。
発明を実施するための形態
［0007］ マイクロ流路を用いて液体中の特定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け 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。 次に、 粒子分離デバイスによって分離された粒子の濃度な どを計測するために、 その粒子を含む液体を続いて粒子計測デバイスに流入 させて、 計測部の流路に導入して計測が行なわれる。 そして、 これらの作業 を一連の手順で行なうために、 これら粒子分離デバイスと粒子計測デバイス とを接続した粒子分離計測デバイスが用いられる。
［0008］ この粒子分離計測デバイスにおいては、 粒子分離デバイスから粒子計測デ バイスに分離された粒子を含む液体をスムーズに流入させ、 接続部における 粒子の滞留などの不具合の発生を低減するのに有利な構成を備えたものが望 まれている。 〇 2020/175458 4 卩（：170? 2020 /007409
[0009] 本開示の粒子分離計測デバイスおよび粒子分離計測装置によれば、 粒子分 離デバイスである第 1流路デバイスの分離後流出口と、 粒子計測デバイスで ある第 2流路デバイスの第 1流入口とが対向して接続されている。 分離後流 出口の開口および第 1流入口の開口は円形状であり、 分離後流出口の開口の 大きさよりも第 1流入口の開口の大きさが大きく、 分離後流出口の開口が第 1流入口の開口の外周寄りに位置して接続されている。 これにより、 第 1流 路デバイスによって分離された特定の粒子が第 1流路デバイスと第 2流路デ バイスとの接続部において滞留するといった不具合の発生を低減することが できる。 従って、 第 1流路デバイスで分離された特定の粒子を含む第 1液体 を第 2流路デバイスにスムーズに流入させて、 安定した計測を行なうことが できる。
[0010] 以下、 本開示の粒子分離計測デバイスおよびそれを備える粒子分離計測装 置の実施形態の例について、 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 , 丫， ） を定義して 軸方向の正側を上方とする。 し かし、 本開示は、 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。
[001 1 ] （粒子分離計測デバイス）
図 1および図 2に、 本開示の実施形態に係る粒子分離計測デバイスの例を 模式的に示す。 図 1は、 粒子分離計測デバイス 1の上面図である。 図 2は、 図 1 に示した _ 線で粒子分離計測デバイス 1 を切断したときの断面図で ある。
[0012] 粒子分離計測デバイス 1は、 分離対象である特定の粒子を含む流体 （検体 ） を、 粒子分離デバイスである第 1流路デバイス 2中に流すことによって、 検体中の特定の粒子である分離対象の粒子を分離して回収する。 その特定の 粒子 （分離した粒子） を、 第 1流路デバイス 2に接続した粒子計測デバイス である第 2流路デバイス 3中に流すことによって、 その特定の粒子を計測す ることができる。 例えば、 粒子分離計測デバイス 1は、 血液から特定の成分 〇 2020/175458 5 卩（：170? 2020 /007409
である白血球を分離して回収し、 白血球の数を計測することができる。
[0013] 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。
[0014] （粒子分離デバイス：第 1流路デバイス）
第 1流路デバイス 2は、 分離対象である特定の粒子を始めとして複数種類 の粒子を含む液体 （検体） から分離対象である特定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。 この第 1流路デバイス 2は、 分 離対象である特定の粒子を含む流体を流入させる分離前流入口 12、 この分離 前流入口 12に接続された主流路 5、 この主流路 5にそれぞれ接続された複数 の分岐流路 6、 および分離された特定の粒子を含む第 1流体が流出する分離 後流出口 13を有する。
[0015] 第 1流路デバイス 2は全体として板状であり、 板状の基体 2 3の内部に、 分離用流路 4を有している。 分離用流路 4は、 直線状の主流路 5と、 主流路 5から分岐するように接続された複数の分岐流路 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。
[0016] なお、 分岐流路 6は、 主流路 5からの分岐によって第 2粒子が流れ込むよ うに設計するが、 分岐流路 6には必ずしも第 2粒子のみが流れ込むとは限ら ない。 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。
[0017] 図 4に、 主流路 5および分岐流路 6によって第 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 1 を示し、 小さい円が 第 2粒子 2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 〇 2020/175458 6 卩（：170? 2020 /007409
流の流れを示し、 丫軸方向に沿った白抜きの矢印が、 後述する 「押付け流れ 」 を示す。 さらに、 図中のハッチングを施した領域は、 後述する 「引込み流 れ」 を示す。
[0018] 本開示の分離用流路 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、 分離用流路 4に、 主流路 5内を流れ る検体を分岐流路 6側に押付け可能な押付け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 1の大きさよりも小さく、 また他の 粒子としての第 2粒子 2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 2を引き込むことができる。 また、 押付け流れによって押 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 2の重心位置よりも大きく、 また第 1粒子 1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 2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 1 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 2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。
[0019] 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 6〜 8 であり、 その重心位置は例えば縁から 3〜 4 〇!の位置 である。 また、 白血球の大きさは例えば 10〜 30 であり、 その重心位置は 例えば縁から 5〜 1 5 の位置である。 この場合、 主流路 5は、 例えば、 断 面積が 300〜 1000 2で、 長さが 0. 5〜 20〇1 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 30 程度で、 高さが 20 程度であ 〇 2020/175458 7 卩（：170? 2020 /007409
ればよい。 また、 分岐流路 6は、 例えば断面積が 100〜 500 2で、 長さが 3 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 15 程度で、 高さが 20 程度であればよい。 また、 分離用流路 4内の 流速は、 例えば 0. 2〜 5
Figure imgf000009_0001
にすればよい。 その結果、 引込み流れの幅を、 例えば 2〜 15 〇!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。
[0020] また、 特定の粒子としては、 白血球または赤血球の他にも、 例えば種々の 細胞外小胞であってもよく、 エクソソーム （£ 0301116、 大きさ 30〜 200 01）
、 マイクロべシクル
Figure imgf000009_0002
大きさ 200〜 1000 01） 、 ラージオンコ ソーム
Figure imgf000009_0003
1〜 10 01） などであってもよい。 また、 特定の 粒子は無機物であってもよく、 微粉末を含む懸濁液などの流体中の特定の微 粒子であってもよい。 いずれの場合も、 分離対象である特定の粒子の大きさ などに応じて分離用流路 4の形状および寸法を適宜設計すればよい。
[0021 ] 第 1流路デバイス 2は、 基体 2 3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に検体および流体を流入させるための流入口である。 流入口は 、 主流路 5に向けて分離対象である特定の粒子 （例えば第 1粒子 1） を含 む流体である検体が流入する分離前流入口 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、 押付け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。
[0022] このとき、 分離前流入口 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〜 3
Figure imgf000009_0004
とすればよい。 また、 各流路の高さは、 分離 用流路 4として同じ高さに設定すればよい。 分離前流入口 12の深さは、 基体 2 3の例えば上面の開口から主流路 5の底面までの深さとすればよい。
[0023] 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〜 3 とすればよい。 押付け流れ用の流路の高さは、 分離用流路 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 2 3の例 えば上面の開口から主流路 5の底面までの深さとすればよい。 〇 2020/175458 8 卩（：170? 2020 /007409
[0024] 分離用流路 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、 分離した第 1粒子 1 を回収することができる。 本開示 では、 分離用流路 4により、 押付け流れを利用して、 回収流路 7に第 1粒子 1 を回収することができる。
[0025] また、 分離用流路 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 2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 2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 2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 1 を含む流体は、 廃棄してもよ い。
[0026] 第 1流路デバイス 2は、 板状の基体 2 3からなる部材である。 板状の基体
2 3の内部には、 分離用流路 4が配されている。 また、 第 1流路デバイス 2 は、 厚み方向 （ 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。 分離用流路 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。
[0027] 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とし 、 他方を第 1下面 1 1とする。 一対の第 1上下面 8のうち、 第 1上面 10は 軸 の正側に位置した面であり、 第 1下面 1 1は 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 1 1に位置して いる。
[0028] 複数の第 1開口 9は、 少なくとも主流路 5に検体が流入する分離前流入口 1 2と、 回収流路 7から分離した特定の粒子である第 1粒子 1 を含む流体を第 1流体として流出させて回収する分離後流出口 13と、 検体から第 1粒子 1 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け流 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 〇 2020/175458 9 卩（：170? 2020 /007409
口 14から流出する流体は、 後述する第 2流路デバイス 3に形成された貫通孔 1 4' を介して回収される。
[0029] 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 1 1が異なる形状で あってもよい。
[0030] 第 1流路デバイス 2は、 例えば、 0 IV! 3 （ポリジメチルシロキサン） ま たは 1\/1 1\/1八 （ポリメチルメタクリレート ： 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
Figure imgf000011_0001
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〜 20 、 長 辺が 10〜 30〇1 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、 一方に分離用流路 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分離用流路 4を有する基体 2 3とすることによ つて作製することができる。
[0031 ] （粒子計測デバイス：第 2流路デバイス）
第 2流路デ/《イス 3は、 第 1流路デ/《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とともに粒子 分離計測デバイスを構成するものである。 この第 2流路デバイス 3は、 第 1 流路デバイス 2が載置される第 1領域 21および特定の粒子の計測領域となる 第 2領域 22を有している。 また第 2流路デバイス 3は、 第 1流体が流入する 第 1流入口 23、 後述する特定の粒子を含まない第 2流体が流入する第 2流入 口、 ならびにそれぞれ第 2領域 22に配置された、 第 1流入口 23に接続されて 第 1流体が通過する第 1流路 16および第 2流入口に接続されて第 2流体が通 過する、 後述する第 2流路を有している。 この第 2流路デバイス 3は、 全体 として板状である。
[0032] 図 2に示すように、 第 2流路デバイス 3は、 第 1流路デバイス 2の分離用 流路 4に接続した第 1流路 16を有している。 そして、 第 2流路デバイス 3は 〇 2020/175458 10 卩（：170? 2020 /007409
、 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含む第 1流体を第 1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 1流路 16における特定の粒子を含む第 1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。
[0033] 第 2流路デバイス 3は、 板状の基体の内部に流路が形成されている部材で ある。 板状の基体の内部には、 第 1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 （ 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 1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。
[0034] 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 1 9、 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 軸 の正側に位置した面であり、 第 2下面 20は 軸の負側に位置した面である。
[0035] 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。
[0036] 第 2流路デバイス 3は、 例えば、 1\/1 1\/1八または〇〇 （シクロオレフイ 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~ 5〇1 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
Figure imgf000012_0001
長辺が 20〜 80〇1 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 1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 1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。
[0037] 図 5に、 粒子分離デバイスである第 1流路デバイス 2と粒子計測デバイス である第 2流路デバイス 3とを有する粒子分離計測デバイス 1の例の一部を 模式的に示す。 図 5 （3） は、 図 2の破線部を拡大した断面図である。 図 5 〇 2020/175458 1 1 卩（：170? 2020 /007409
(匕) は、 図 5 ( 3 ) の破線部を拡大して示した平面図であり、 接続部の流 路の輪郭を示すものである。
[0038] 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の第 1領域 21の上には、 第 1流路デバイス 2が第 1下面 1 1を介して載置されており、 第 1下面 1 1に位 置した第 1開口 9のうちの分離後流出口 13と、 第 2上面 19に位置した第 2開 口 18のうちの第 1流入口 23とが接続されている。 したがって、 本開示の粒子 分離計測デバイス 1は、 第 1流路デバイス 2の流路が直接、 第 2流路デバイ ス 3の流路に接続されている。 これにより、 検体中の特定の粒子の分離、 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、 粒子分離計測デバイス 1 を小型化することができる。
[0039] 本開示の第 2流路デバイス 3は、 第 2上面 19に第 1流路デバイス 2が載置 される第 1領域 21および特定の粒子の計測領域となる第 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 1流路 16は第 1領域 2 1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 1 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、 第 2領域 22に位置す る第 1流路 16を計測用流路として使用することができる。
[0040] なお、 粒子分離計測デバイス 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。
[0041 ] 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 0 IV! 3などで形成 され、 第 2流路デバイス 3は〇〇 などで形成されている。
[0042] また、 本開示のように、 第 1流路デバイス 2は第 2流路デバイス 3の上側 に位置している。 具体的には、 第 2流路デバイス 3の第 2上面 19の第 1領域 2 〇 2020/175458 12 卩（：170? 2020 /007409
1に第 1流路デバイス 2が配されている。 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第 1流体を、 重力も利用して第 2流路デバ イス 3に効率よく流入させることができ、 特定の粒子を含む第 1流体が途中 の流路、 例えば第 1流路デバイス 2と第 2流路デバイス 3との接続部の流路 で滞留してしまうことを低減することができる。
[0043] 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。
[0044] 複数の第 2開口 18は、 第 1流路 16に分離した特定の粒子を含む第 1流体が 流入するための第 1流入口 23と、 第 1流路 16からその第 1流体を回収するた めの第 1流出口 24とを有している。 第 1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の分離後流出口 13に対向して接続され ている。 第 1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 1流入口 23で第 1流路デバイス 2から第 1流体を流入 しやすくすることができ、 第 1流出口 24で第 1流体を回収しやすくすること ができる。
[0045] （第 1流路デバイスと第 2流路デバイスとの接続構造）
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の第 1領域 21に 載置されている。 そして、 第 1流路デバイス 2の分離後流出口 13と、 第 2流 路デバイス 3の第 1流入口 23とが、 対向して接続されている。 そして、 本開 示においては、 図 5 （a） および図 5 （匕） に示すように、 両者の接続構造 において、 分離後流出口 13の開口および第 1流入口 23の開口は円形状であり 、 分離後流出口 13の開口の大きさよりも第 1流入口 23の開口の大きさが大き く、 分離後流出口 13の開口が第 1流入口 23の開口の外周寄りに位置して接続 されている。 これにより、 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、 分離後流出口 13から第 1流入口 23へと通過する第 1流体に含 まれる特定の粒子が第 1流入口 23を通過後に良好に分散されるようになる。
[0046] 分離用流路 4で分離された特定の粒子を含む第 1流体が、 分離用流路 4 （ 回収流路 7） を通って分離後流出口 13への接続部にやって来ると、 特定の粒 〇 2020/175458 13 卩（：170? 2020 /007409
子は流路に穴があるとすぐに落下する傾向があるので、 分離後流出口 13の円 形状の開口の中心部までは流れて行かずに分離後流出口 13に向かって落下し て行く。 そこで、 分離後流出口 13の開口を、 分離用流路 4 （回収流路 7） が 接続されている側と反対側の外周が第 1流入口 23の開口の外周寄りに位置さ せることにより、 特定の粒子を第 1流入口 23の中央部に効率よく流入させる ことができ、 鉛直部 25を通して第 1流路 16の中央部に特定の粒子を流入させ ることができる。
[0047] その結果、 特定の粒子が流路内で偏って分布することを低減できるので、 第 1流路 16に流入するときに特定の粒子の分布による影響および不具合を低 減することができる。 従って、 この接続部から第 1流路 16に流入する特定の 粒子の分布の偏りを低減して、 第 1流路 16中で良好に分散させることができ 、 良好な計測を行なうことができるようになる。
[0048] 第 1流路 16は、 第 1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 向に沿って第 2領域 22に延びている平面部 26とをさらに有している。 鉛直部 2 5は、 第 1流入口 23の開口と同様に断面の形状が円形状であり、 第 1流入口 23 と同じ大きさである。 なお、 この鉛直部 25の断面とは、 横断面であり、 X V 平面に平行な断面である。 第 1流路 16は、 このような鉛直部 25を有すること によって、 分離用流路 4との接続部で第 1流体の滞留を低減することができ る。 また、 第 1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中に第 1流体を保持することができ、 安定して計測することが できる。
[0049] ここで、 分離後流出口 13の開口の大きさは、 例えば
Figure imgf000015_0001
好適には よび鉛直部 25の大きさ （直径） は
Figure imgf000015_0002
である。 そして、 第 1流入口 23 の開口の大きさは、 分離後流出口 13の開口の大きさよりも大きく、 分離後流 出口 13の開口は、 第 1流入口 23の開口の外周寄りに位置して接続されている 。 このとき、 分離後流出口 13の開口の外周と第 1流入口 23の開口の外周とは 〇 2020/175458 14 卩（：170? 2020 /007409
、 必ずしも一致している必要はなく、 分離後流出口 13の開口の外周が第 1流 入口 23の開口の外周よりも内側に位置していてもよい。 また、 分離後流出口 1 3の開口の外周が、 製造における組立誤差の許容範囲で、 第 1流入口 23の開口 の外周よりもわずかに外側にずれて位置していてもよい。 平面部 26の幅は、 例えば
Figure imgf000016_0001
であればよい。 鉛直部 25の長さは、 例えば
Figure imgf000016_0002
ればよく、 平面部 26の高さは、 例えば
Figure imgf000016_0003
であればよい。
[0050] また、 図 5 （a） および図 5 （匕） に示すように、 分離後流出口 13の開口 の中心と第 1流入口 23の開口の中心とが、 第 1流路 16の流路方向に平行にな るように位置しているとともに、 分離後流出口 13の開口が、 第 1流路 16の上 流側に位置していることが好ましい。 このように分離後流出口 13の開口を、 第 1流路 16の上流側に位置させることにより、 特定の粒子を第 1流入口 23の 中央部に効率よく流入させることができ、 鉛直部 25を通して第 1流路 16の中 央部に特定の粒子を流入させることができるとともに、 第 1流路 16における 流体の流れによって特定の粒子を流体中で効果的に分散させることができる 。 その結果、 良好な計測を行なうことができるようになる。
[0051 ] また、 このとき、 分離後流出口 13に接続している分離用流路 4 （回収流路
7） は、 第 1流路 16の下流側から分離後流出口 13に接続していることが好ま しい。 これにより、 特定の粒子を第 1流入口 23の中央部に効率よく流入させ ることができ、 鉛直部 25を通して第 1流路 16の中央部に特定の粒子を効果的 に流入させることができるとともに、 第 1流路 16における流体の流れによっ て特定の粒子を流体中で良好に分散させることができる。 その結果、 良好な 計測を行なうことができるようになる。
[0052] 鉛直部 25が接続されている第 1流路 16は、 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第 2領域 22に延びている平面部 26を有している。 第 1流路 16は、 鉛直部 25が接続されていることによって、 分離用流路 4との接 続部で第 1流体の滞留を低減するとともに、 分離した特定の粒子の分布の偏 りを低減することができる。 また、 第 1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中に第 1流体を保持することができ、 〇 2020/175458 15 卩（：170? 2020 /007409
安定して計測することができる。
[0053] なお、 図 2においては、 第 1流路デ/《イス 2と第 2流路デ/《イス 3との間 にシート部材 44を配している例を示している。 このシート部材 44は必須のも のではないので、 図 5 ( 8 ) に示す例においてはそれを用いない例を示して いる。 第 1流路デバイス 2の第 1下面 1 1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。
[0054] これに対して、 図 6 ( a ) に図 5 ( a ) と同様の断面図で示すように、 第
1流路デバイス 2の第 1下面 1 1と第 2流路デバイス 3の第 2上面 19との間に は、 図 2に示す例におけるように、 シート部材 44を介在させてもよい。 すな わち、 粒子分離計測デバイス 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。 すなわち、 第 1流路 デバイス 2がシート部材 44を介して第 2流路デバイス 3に載置されて、 分離 後流出口 13と第 1流入口 23とが、 シート部材 44の貫通孔 45を介して接続され ていてもよい。
[0055] このとき、 シート部材 44の貫通孔 45の開口は、 形状が円形状であり、 その 大きさを、 図 6 ( a ) および図 6 ( b ) に示すように、 分離後流出口 13の開 口の大きさと実質的に同じにすればよい。 なお、 実質的に同じとは、 製造に おける許容誤差程度の違いを含むものは同じ大きさとみなしてよいというこ とである。 また、 このときの貫通孔 45の大きさは、 第 1流入口 23の開口の大 きさよりも小さい。 この例においても、 図 5に示す例と同様に、 分離後流出 口 13から貫通孔 45を通して、 特定の粒子を第 1流入口 23の中央部に効率よく 流入させることができ、 鉛直部 25を通して第 1流路 16の中央部に特定の粒子 を効果的に流入させることができるとともに、 第 1流路 16における流体の流 れによって特定の粒子を流体中で良好に分散させることができる。 その結果 、 良好な計測を行なうことができるようになる。
[0056] また、 シート部材 44における貫通孔 45の大きさは、 上下方向にわたって同 じ大きさとすればよい。 また、 貫通孔 45は、 下方向に向かって大きくなるよ 〇 2020/175458 16 卩（：170? 2020 /007409
うな、 いわゆる逆テーパー状であってもよい。 このように貫通孔 45の下流に 向かって貫通孔 45の大きさが大きくなるような場合には、 貫通孔 45を通して 第 1流入口 23に流入する特定の粒子の分布を広げることができるという効果 が期待できる。
[0057] 第 1流路デバイス 2と第 2流路デバイス 3との間にシート部材 44を介在さ せることにより、 第 1流路デ/《イス 2と第 2流路デ/《イス 3とが難接着の材 料同士でできている場合であっても、 両者を良好に接合するための中間層と してシート部材 44を機能させることができ、 粒子分離計測デバイス 1 を安定 して構成することができるようになる。 また、 分離後流出口 13と第 1流入口 2 3との間に介在する貫通孔 45の開口の大きさを、 上下の開口の大きさの中間の 大きさで適宜に設定することにより、 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第 1流体および特定の粒子の滞留を効果的に防止す ることができる。
[0058] シート部材 44は、 第 1流路デバイス 2と第 2流路デバイス 3との接着面か らの第 1流体などの漏洩を低減するとともに、 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 —ンまたは 口1\/1 3などの材料で形成されていればよい。 また、 シート部材 4 4を介在させることによって、 接着面としての第 1下面 1 1および第 2上面 19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、 分離後 流出口 13と第 1流入口 23との間の他にも、 必要に応じて複数の貫通孔を有し ていてもよい。 これら貫通孔 45を含む複数の貫通孔は、 複数の第 1開口 9お よび第 2開口 18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、 これら貫通孔を介してそれぞれ流体が流れることにな る。
[0059] シート部材 44の厚みは、 例えば 0. 5~ 3 程度であればよく、 2 程度 とすれば、 接着する面のうねりなどを良好に吸収することができるとともに 、 分離後流出口 13と第 1流入口 23との間の距離を不必要に大きくすることも ない。 また、 第 1流路デバイス 2と第 2流路デバイス 3との接着の際にクラ 〇 2020/175458 17 卩（：170? 2020 /007409
ックなどが発生するのを低減することができる。
[0060] また、 シート部材 44の大きさ (面積) は、 貫通孔 45の周辺で必要な接着が できる大きさ以上で、 第 1流路デバイス 2の第 1下面 1 1の大きさ以下であれ ば、 適宜に設定可能である。 また、 シート部材 44は必ずしも 1枚である必要 はなく、 所定の形状および大きさの複数のものを組み合わせたものであって もよい。
[0061 ] 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との 間が直接に接続されていてもよく、 シート部材 44の上下面に塗布された接着 剤を介して接続されていてもよい。 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。
[0062] 次に、 本開示の粒子分離計測デバイス 1 においては、 図 7 ( a ) に図 6 (
a ) と同様の断面図で示すように、 シート部材 44の貫通孔 45の開口の大きさ は、 分離後流出口 13の開口の大きさよりも大きく、 第 1流入口 23の開口の大 きさよりも小さいことも好ましい。 このような貫通孔 45の開口の大きさとし ては、 例えば、 分離後流出口 1
Figure imgf000019_0001
第 1流
Figure imgf000019_0002
とすればよ い。 このような範囲の大きさの組合せで、 貫通孔 45の開口の大きさが、 分離 後流出口 13の開口の大きさよりも大きく、 第 1流入口 23の開口の大きさより も小さいものとすればよい。 これにより、 図 6 ( a ) に示す例と同様に、 分 離後流出口 13から貫通孔 45を通して、 特定の粒子を第 1流入口 23の中央部に 対して広げるようにして効率よく流入させることができ、 鉛直部 25を通して 第 1流路 16の中央部に特定の粒子を効果的に流入させることができるととも に、 第 1流路 16における流体の流れによって特定の粒子を流体中で良好に分 散させることができる。 その結果、 良好な計測を行なうことができるように なる。
[0063] 本開示の粒子分離計測デバイス 1 においては、 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を有する場合に、 第 1流路デ バイス 2の硬度よりもシート部材 44の硬度が高く、 このシート部材 44の硬度 〇 2020/175458 18 卩（：170? 2020 /007409
よりも第 2流路デバイス 3の硬度が高いことが好ましい。 これにより、 第 1 流路デバイス 2とシート部材 44との間では、 相対的に柔らかい第 1流路デバ イス 2に形成される流路の形状が、 平坦で相対的に硬い土台となるシート部 材 44の上にしっかり保持できるようになる。 また、 第 2流路デバイス 3とシ —卜部材 44との間では、 相対的に硬い土台となる第 2流路デバイス 3と、 こ れに接合されるシート部材 44との密着力を上げて、 両者の接合を強固なもの にすることができる。 またこのとき、 第 1流路デバイス 2とシート部材 44と の接合面およびシート部材 44と第 2流路デバイス 3との接合面は、 それぞれ 同等の表面粗さであることが望ましい。 それら接合面の表面粗さは、 具体的 には算術平均粗さ R aで 0. 005〜 0. 05 m程度が好ましい。
[0064] このとき、 各部材の硬度については、 一般的にゴム成型品の硬さは国際ゴ ム硬さ 丨 R H D (Internat i ona l Rubber Hardness Deg ree) で評価され、 樹 脂成型品はロックウェル硬度で評価される。 ここでは、 それぞれの硬度を相 対評価する上では丨 R H Dで評価すればよい。 例えば第 1流路デバイス 2の 硬度は丨 R H Dで 30以上 80未満であり、 シート部材 44の硬度は丨 R H Dで 80 程度であり、 第 2流路デバイス 3の硬度は I R H Dで 80を超えていることが 好ましい。 このような硬度の組合せとなる材料としては、 例えば第 1流路デ バイス 2が P D M Sからなり、 シート部材 44がシリコーンシートからなり、 第 2流路デバイス 3が C〇 Pまたは P M M Aからなるものとすればよい。 こ れらの材料であれば、 具体的には P D M Sが丨 R H Dで 30程度、 シリコーン シートが丨 R H Dで 80程度、 C〇 Pは丨 R H Dで 80を超えており (ロックウ ェル硬さで R 50程度) 、 硬度の組合せとして好ましい。
[0065] なお、 硬度の測定方法としては、 測定する対象の表面に鋭利ではない針 ( 押針、 インデンタ) を所定の力で押し込んで、 その変形量を測定して数値化 する方法を適用すればよい。 針を押し込む力には、 スプリングを用いるデュ ロメーター硬さと、 分銅などで一定の定荷重を用いる国際ゴム硬さ 丨 R H D (Internat i ona l Rubber Hardness Deg ree) とがある。 ここでは、 前者の方 が、 測定器が簡便であることから一般に広く普及しているので、 これを採用 〇 2020/175458 19 卩（：170? 2020 /007409
すればよい。
[0066] 図 8および図 9に、 粒子分離計測デバイス 1 に用いる第 2流路デバイス 3 の例を模式的に示す。 図 8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 9は、 図 8に示した破線部を拡大した平面図である。 なお、 図 8中の八 _八線は、 図 1中の八_八線と同じ位置である。
[0067] 第 1流路 16の平面部 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 2 6と鉛直部 25との接続部において、 第 1流体の滞留を低減することができる。
[0068] 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 らに有しているとよい。 そして、 第 1平面部 27と第 2平面部 28との間は、 鉛 直部 25と第 1流路 16との接続部から、 第 1流体の流れの下流側に向かうにつ れて流路の幅が大きくなる幅増大部 16 3で接続されていることが好ましい。 すなわち、 第 2流路デバイス 3は、 第 1流入口 23と、 第 2領域 22に位置して 第 1流路 16の計測部として使用される第 2平面部 28との間に、 第 1流体の流 れの下流側に向かうにつれて流路の幅が大きくなる幅増大部 16 3を有するこ とが好ましい。 これにより、 幅増大部 16 3において第 1流体に幅方向に広が る流れが生じ、 それによって第 1流体に含まれる特定の粒子が分散するので 、 計測に際して特定の粒子の偏りを低減することができる。 その結果、 第 1 流路デ/《イス 2で分離して回収した、 例えば第 1粒子 1 を第 2平面部 28内 で拡散しやすくすることができる。
[0069] 第 1平面部 27の幅は、 例えば
Figure imgf000021_0001
であればよく、 第 2平面部 28の幅 は、 例えば
Figure imgf000021_0002
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。 そして、 本開示では、 第 1平面部 27および第 2平面部 28の接続部における幅増大部 16 3は、 徐々に幅広になっている。 す なわち、 幅増大部 16 3の形状は、 幅方向に見て逆テーパー状と言える。 この ときの逆テーパー状の広がり角度は、 平面部 26 （第 1平面部 27および第 2平 面部 28） の幅の中心線に対して片側で 20〜 40° の末広がりになっているよう 〇 2020/175458 20 卩（：170? 2020 /007409
にすればよい。 また、 逆テーパー部分の長さは 3〜 5
Figure imgf000022_0001
程度とすればよい
[0070] なお、 幅増大部 16 3は、 直線状に徐々に幅広になっている形状の他にも、 曲線状に変化している形状、 あるいは段階的に幅広になっている形状であっ てもよい。 幅増大部 16 8における流路の幅を、 例えば、 1 〇1 111 ®2. 5 |11 111 ® 5 と階段状に幅広として、 第 1平面部 27と第 2平面部 28とを流路の幅が 2 倍以上に急拡大するような幅増大部 16 3で接続するようにすれば、 そこを流 れる第 1流体に渦が起こるようになり、 第 1流体に含まれる特定の粒子の撹 拌混合が促進されるという効果が期待できる。
[0071 ] 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 。 そして、 図 10に図 2と同様の断面図で示すように、 第 2流路デバイス 3は 、 第 1流入口 23と、 第 2領域 22に位置して第 1流路 16の計測部として使用さ れる第 2平面部 28との間に、 第 1流体の流れの下流側に向かうにつれて流路 の高さが大きくなる高さ増大部 16 13を有することが好ましい。 これにより、 高さ増大部 16 13において第 1流体に高さ方向に広がる流れが生じ、 それによ って第 1流体に含まれる特定の粒子が分散するので、 計測に際して特定の粒 子の偏りを低減することができる。 また、 流路の高さが比較的短い長さの間 で増大することによって、 流体の流れの中に渦状の動きが発生して、 特定の 粒子の撹拌が促進される。 その結果、 分離した特定の粒子である例えば第 1 粒子 1 を拡散しやすくすることができる。
[0072] 第 1平面部 27の高さは、 例えば
Figure imgf000022_0002
であればよい。 第 2平面部 28の 高さは、 例えば 1〜
Figure imgf000022_0003
であればよい。 そして、 本開示では、 第 1平面部 2
7および第 2平面部 28の接続部における高さ増大部 16匕は、 徐々に高さが高く なるようになっている。 すなわち、 高さ増大部 16 13の形状は、 高さ方向に見 て逆テーパー状と言える。 このとき、 例えば第 1平面部 27の高さは 0.
Figure imgf000022_0004
と し、
Figure imgf000022_0005
して、 逆テーパーの角度は 45° 程度で広 がっているようにすればよい。
[0073] これら幅増大部 16 3と高さ増大部 1 6 13とを組み合わせて設定する場合に 〇 2020/175458 21 卩（：170? 2020 /007409
は、 流路の上流側に先に高さ増大部 16 13を設け、 その直後に幅増大部 16 3を 設けるのがよい。 また、 両者はできるだけ近付けて配置するのがよい。 これ は、 流路の寸法が高さ方向よりも幅方向が広いため、 先に幅が狭い状態で高 さ方向に広げて上下に攪拌した後で、 幅方向に広げて左右に撹拌する方が、 より均一に攪拌できるからである。 これに対し、 先に幅方向に広げると、 高 さ方向の攪拌の影響 ·効果が小さくなる傾向がある。
[0074] 第 2流路デバイス 3は、 第 1流路 16の他に、 第 1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 1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 1流 路 16内での流体の滞留を低減することができる。
[0075] 本開示の第 2流路デバイス 3では、 図 8および図 9に示すように、 第 3流 路 29は、 第 1流路 16の鉛直部 25と平面部 26との接続部に接続されている。
[0076] 第 3流路 29の一端は、 第 1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 36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。
[0077] 第 3流路 29のうち第 1流路 16に接続している少なくとも一部は、 図 8に示 すように、 第 1流路 16の平面部 26 （第 2平面部 28） の延長方向に沿って延び ていてもよい。
[0078] 第 3流路 29のうち第 1流路 16に接続している少なくとも一部は、 第 1流路 1 6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 1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。
[0079] 第 3流路 29は、 図 8に示すように、 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 〇 2020/175458 22 卩（：170? 2020 /007409
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 1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。
[0080] 第 1開口 9のうちの分離前流入口 12は、 第 1開口 9のうちの分離後流出口 1 3と同じ面 （本開示では第 1下面 1 1） に配されていてもよい。 この場合には、 検体が下方 （ 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 2の比重が第 1粒子 1の比重よりも大きい場合 に、 第 2粒子 2を沈ませることができ、 分離しやすくすることができる。
[0081 ] 第 2流路デバイス 3は、 図 8に示すように、 第 1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 て機能させることができる。 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。
[0082] 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の分離前流入口 12に接続される。
[0083] 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 1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 1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
[0084] 第 2流路デバイス 3は、 図 8に示すように、 第 1流路 16、 第 3流路 29およ び第 4流路 32とは異なる、 第 2流路 36をさらに有していてもよい。 第 1流路 1 〇 2020/175458 23 卩（：170? 2020 /007409
6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第 1流体を流 す流路である。 これに対して、 第 2流路 36は、 特定の粒子を含まない第 2流 体を流す流路であり、 例えば第 1流体の計測時における比較用あるいは校正 用の第 2流体を流す流路となる。 第 2流体には、 第 1流体と同じもので特定 の粒子を含まない流体を用いてもよく、 異なる流体を用いてもよい。 その結 果、 特定の粒子の計測毎に、 第 1流路 16と第 2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。
[0085] 第 2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 2流入口 38および第 2流出口 39を有している。 第 2 流入口 38は、 第 2流体を第 2流路 36に流入させるための開口である。 第 2流 出口 39は、 第 2流体を第 2流路 36から流出させるための開口である。 また、 第 2流路 36は、 計測部として、 第 1流路 16の第 2平面部 28と同様の形状の部 分を有している。
[0086] 複数の第 5開口 37のうちの第 2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、 第 2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 2流出口 39は、 第 2下面 20に配されていると よい。
[0087] 第 2流路デバイス 3は、 第 1流路 16、 第 3流路 29、 第 4流路 32および第 2 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。
[0088] なお、 第 3流路 29、 第 4流路 32、 第 2流路 36および第 6流路 40は、 第 1流 〇 2020/175458 24 卩（：170? 2020 /007409
路 16と同様にして形成することができる。
[0089] (粒子分離装置)
次に、 本開示の粒子分離計測装置における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 、 分離前流入口 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の分離前流入口 12に第 1 ボンプが例えば第 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の分離前流入口 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 P 1 を分離して回収することができる。
[0090] 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の分離前 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 ( P B S : Phosphate Buffered Sa l i ne) を適切な流量および流速、 圧力で第 1流 路デ/《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。
[0091 ] 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 P B S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 〇 2020/175458 25 卩（：170? 2020 /007409
1流路デ/《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、 これらチユーブを 有していなくても構わない。
[0092] （粒子分離計測装置）
次に、 本開示の粒子分離計測デバイスを有する、 本開示の粒子分離計測装 置について説明する。
[0093] 図 1 1および図 12に、 粒子分離計測装置 47を模式的に示す。 図 1 1は、 粒子分 離計測装置 47を図 2および図 10と同じ視点で見たときの断面図である。 なお 、 図 2および図 10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 12は、 粒子分離計測装置 47の全体構成の例をブロック図で模式的に示して いる。
[0094] 粒子分離計測装置 47は、 粒子分離計測デバイス 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、 粒子分離計測デバイス 1の第 1流路デバイス 2によって、 検体から 必要な特定の粒子 （例えば、 第 1粒子 1） を分離することができる。 そし て、 粒子分離計測デバイス 1の第 2流路デバイス 3の第 1流路 16 （第 2平面 部 28） まで流れてきた特定の粒子に対して、 光学センサ 48の発光素子 49から 光を照射し、 第 1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 1流路 16中を通過する光は、 第 1流体中の粒子 （第 1粒子 1） 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、 粒子分離計測装置 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。
[0095] 本開示の粒子分離計測装置 47は、 上述の本開示の粒子分離計測デバイス 1 と、 この粒子分離計測デバイス 1の第 1流路 16および第 2流路 36のそれぞれ の計測部に光を照射するとともに、 第 1流路 16および第 2流路 36の計測部を 通過したそれぞれの光を受光する光学センサ 48と、 この光学センサ 48によっ 〇 2020/175458 26 卩（：170? 2020 /007409
て得られる第 1流路 16の計測部を通過した光の強度および第 2流路 36の計測 部を通過した光の強度を比較することによって、 特定の粒子を計測する制御 部とを備える。
[0096] なお、 発光素子 49は、 例えば L E D (L i ght em i tt i ng D i ode) であればよ い。 受光素子 50は、 例えば P D (Photo D i ode) 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 P D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の L E Dを有している。
[0097] また、 本開示の粒子分離計測装置 47の粒子分離計測デバイス 1は、 第 2流 路デバイス 3の第 2上面 19の第 2領域 22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 1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。
[0098] 粒子分離計測装置 47は、 粒子分離計測デバイス 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、 校正用流体としての第 2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 2流入口 38に 接続されている。 粒子分離計測装置 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。
[0099] このような本開示の粒子分離計測装置 47によれば、 本開示の粒子分離計測 デバイス 1 を有していることから、 検体中から特定の粒子を分離して良好に 〇 2020/175458 27 卩（：170? 2020 /007409
安定して計測することができる。
[0100] 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。
[0101 ] 上述した実施形態では、 第 2流路 36の一端に第 2流出口 39を有している例 を説明したが、 図 13および図 14に示すように、 第 2流路 36の一端は、 第 1流 路 16に接続されていてもよい。 この場合には、 第 1流路 16に第 2流路 36内の 第 2流体を注入することができ、 第 1流路 16内の第 1流体に含まれる白血球 などの特定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 13および図 14は、 図 8および図 9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。
[0102] 上述した実施形態では、 第 2流路デバイス 3が第 2流路 36および第 6流路 4 0を有している例を説明したが、 第 2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 2流路 36および第 6流路 40が 1つの流路とされて、 分離 用流路 4 （押付流入口 15） に接続されていてもよい。 符号の説明
[0103] 1 粒子分離計測デバイス
2 第 1流路デバイス （粒子分離デバイス）
2 ^ 基体
3 第 2流路デバイス （粒子計測デ/＜イス）
4 分離用流路
5 主流路
6 分岐流路
7 回収流路
12 分離前流入口
13 分離後流出口
16 第 1流路
16 3 幅増大部
16匕 高さ増大部 〇 2020/175458 28 卩（：170? 2020 /007409
21 第 1領域
22 第 2領域
23 第 1流入口
25 鉛直部
36 第 2流路
38 第 2流入口
44 シート部材
45 貫通孔
47 粒子分離計測装置
48 光学センサ

Claims

〇 2020/175458 29 卩（：170? 2020 /007409 請求の範囲
[請求項 1 ] 分離対象である特定の粒子を含む流体を流入させる分離前流入口、 該分離前流入口に接続された主流路、 該主流路にそれぞれ接続された 複数の分岐流路、 および分離された前記特定の粒子を含む第 1流体が 流出する分離後流出口を有する板状の第 1流路デバイスと、 該第 1流路デバイスが載置される第 1領域および前記特定の粒子の計 測領域となる第 2領域を有し、 前記第 1流体が流入する第 1流入口、 前記特定の粒子を含まない第 2流体が流入する第 2流入口、 ならびに それぞれ前記第 2領域に配置された、 前記第 1流入口に接続されて前 記第 1流体が通過する第 1流路および前記第 2流入口に接続されて前 記第 2流体が通過する第 2流路を有する板状の第 2流路デバイスとを 備え、
下面に前記分離後流出口が配置された前記第 1流路デバイスが、 前記 第 1領域の上面に前記第 1流入口が配置された前記第 2流路デバイス に載置されて、 前記分離後流出口と前記第 1流入口とが対向して接続 されており、
前記分離後流出口の開口および前記第 1流入口の開口は円形状であり 前記分離後流出口の開口の大きさよりも前記第 1流入口の開口の大き さが大きく、
前記分離後流出口の開口が前記第 1流入口の開口の外周寄りに位置し て接続されている、 粒子分離計測デバイス。
[請求項 2] 前記分離後流出口の開口の中心と前記第 1流入口の開口の中心とが
、 前記第 1流路の流路方向に平行になるように位置しているとともに 、 前記分離後流出口の開口が、 前記第 1流路の上流側に位置している 、 請求項 1 に記載の粒子分離計測デバイス。
[請求項 3] 前記第 1流路デバイスが、 シート部材を介して前記第 2流路デバイ スに載置されて、 前記分離後流出口と前記第 1流入口とが、 前記シー 〇 2020/175458 30 卩（：170? 2020 /007409
卜部材の貫通孔を介して接続されており、
前記シート部材の前記貫通孔の開口の大きさが、 前記分離後流出口の 開口の大きさと実質的に同じである、 請求項 1 に記載の粒子分離計測 デバイス。
[請求項 4] 前記第 1流路デバイスが、 シート部材を介して前記第 2流路デバイ スに載置されて、 前記分離後流出口と前記第 1流入口とが、 前記シー 卜部材の貫通孔を介して接続されており、
前記シート部材の前記貫通孔の開口の大きさが、 前記分離後流出口の 開口の大きさよりも大きく、 前記第 1流入口の開口の大きさよりも小 さい、 請求項 1 に記載の粒子分離計測デバイス。
[請求項 5] 前記第 1流路デバイスの硬度よりも前記シート部材の硬度が高く、 該シート部材の硬度よりも前記第 2流路デバイスの硬度が高い、 請求 項 3または請求項 4に記載の粒子分離計測デバイス。
[請求項 6] 前記第 2流路デバイスは、 前記第 1流入口と前記第 1流路との間に
、 前記第 1流体の流れの下流側に向かうにつれて流路の幅が大きくな る幅増大部を有する、 請求項 1 に記載の粒子分離計測デバイス。
[請求項· 7] 請求項 1〜 6のいずれかに記載の粒子分離計測デバイスと、
該粒子分離計測デバイスの前記第 1流路および前記第 2流路のそれぞ れに光を照射するとともに、 前記第 1流路および前記第 2流路を通過 したそれぞれの光を受光する光学センサと、
該光学センサによって得られる前記第 1流路を通過した光の強度およ び前記第 2流路を通過した光の強度を比較することによって、 前記特 定の粒子を計測する制御部とを備える、 粒子分離計測装置。
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