WO2021261399A1

WO2021261399A1 - 検査チップおよび液体導入方法

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Publication number: WO2021261399A1
Application number: PCT/JP2021/023204
Authority: WO
Inventors: 拓也木下; 隆昌河野; 桂内田; 創山口; 雅人西川
Original assignee: 積水化学工業株式会社; 積水メディカル株式会社
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2021-12-30
Also published as: EP4170354A4; EP4170354A1; CN115485567A; JPWO2021261399A1; US20230061763A1

Abstract

検査チップは、マイクロ流路（２１）を備える本体部（２０）と、マイクロ流路（２１）に液体を導入する液体導入部（３０）とを備える。液体導入部には、液体受け部（４０）と、これを封止可能な蓋部（５０）とが設けられる。液体受け部は、上部に開口部を有する液体貯留部（４１）と、液体貯留部の底部からマイクロ流路に接続された接続部（４２）とを有する。蓋部は、液体貯留部に収容されるように突出した突状部（５２）を備えている。

Description

検査チップおよび液体導入方法

　本発明は、検査チップおよびその検査チップを用いる液体導入方法に関する。

　近年、マイクロ流路が設けられた検査チップを用いて、各種検体または試料等の送液や反応を制御し、血液検査や遺伝子検査などの検査や生化学分析が行われるようになっている。特に、医療分野、生化学分野などの各分野では、分析機器の小型化および簡便化が求められるとともに、分析の高速化や微量の検体による分析への要望が高まってきている。

　従来の検査チップは、検体等の液体をマイクロ流路に導入する際にマイクロピペットやシリンジなどの採取器具を用いるのが一般的であり、専用の採取器具を必要とする点や煩雑な操作となる点が課題となっていた。

　例えば特許文献１には、液体流路の始端に連通するサンプル液導入口と、気体流路の終端に連通する気体供給口とが同一平面上に形成され、サンプル液導入口および気体供給口を囲むようにシール材が配設されて、サンプル液導入口にバイアルを直結することのできる構成のマイクロチップが開示されている。

特許第５７５４１９０号公報

　しかしながら、前記従来の検査チップでは、導入液体の送液方法として圧縮空気による送液方法が採られている。送液方法には、毛細管現象による受動送液などもあるが、いずれも送液に時間を要するものであり、また、圧縮空気を用いるには専用の圧縮空気発生装置が必要となるといった問題点があった。

　本発明は、前記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、検体等の液体をマイクロ流路に導入する際に、専用の圧縮空気発生装置を必要とすることなく、マイクロ流路内に液体を簡便かつ迅速に導入し、送液することを可能とする検査チップおよび液体導入方法を提供することにある。

　前記の目的を達成するための本発明は、マイクロ流路を備える本体部と、前記マイクロ流路に液体を導入する液体導入部とを有する検査チップであって、前記液体導入部は、液体が注入される液体受け部と、前記液体受け部を封止可能な蓋部とを備え、前記液体受け部は、上部に開口部を有する液体貯留部と、前記液体貯留部と前記マイクロ流路とを接続する接続部とを有し、前記蓋部は、前記液体受け部の封止時に、前記開口部から嵌め込み可能であって前記液体貯留部に収容されるように突出する突状部を備え、前記突状部は、前記液体貯留部に気密に進入可能とされ、前記蓋部は前記液体受け部に装着され、前記液体貯留部内の液体は前記接続部を通して前記マイクロ流路へ押し出されることを特徴としている。

　このような特定事項を具備することにより、前記検査チップの蓋部を前記液体受け部に装着することで前記液体受け部を容易に封止することができ、その際、前記液体貯留部内に封じ込められた気体が前記突状部によって押し出されることで、前記液体貯留部内の液体を前記マイクロ流路へと押し出し、液体を容易に前記マイクロ流路へ導入することが可能となる。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記液体貯留部は底部に勾配を有し、前記接続部は、前記底部の最下部と前記マイクロ流路とを接続することが好ましい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記突状部は、前記液体受け部の封止時に、少なくとも一部が前記液体貯留部の内面に当接する形状であることが好ましい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記蓋部は、前記突状部と、前記突状部を保持する基部とを備え、前記突状部は前記基部に対して移動可能に設けられてもよい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記突状部は前記基部とは別体で設けられ、前記基部から離脱可能とされてもよい。この場合、前記突状部は前記基部に係止可能な係止部を備えることが好ましい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記突状部は、前記液体貯留部の方向に凹ませて設けられた押圧部を備えるように構成されてもよい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記基部は、前記開口部に嵌め込み可能であって前記液体貯留部に収容されるように突出した位置決め部を有していてもよい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記突状部は、前記液体受け部の封止時に、前記液体貯留部内を気密に摺動可能とされることが好ましい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記突状部は、外面から外方へ突出して前記液体貯留部の内面に密着する封止突部を備えてもよい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記突状部は弾性変形可能に設けられることが好ましい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記液体導入部は、前記液体貯留部が前記本体部から突出するように前記本体部に設けられることが好ましい。その場合に、前記液体貯留部の外面には前記蓋部が係止する被係止部が設けられ、前記蓋部には前記被係止部に係止する係止部が設けられてもよい。

　また、前記構成の検査チップにおいて、前記液体貯留部と前記蓋部とは、互いに螺合するネジ構造を有し、前記液体貯留部または蓋部のいずれか一方に設けられた雄ネジ部が、いずれか他方に設けられた雌ネジ部に螺合される構成とされてもよい。

　前記構成を具備する検査チップを用いた液体導入方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、マイクロ流路に接続された液体導入部を有する検査チップを用いる液体導入方法であって、前記液体導入部は、液体が注入される液体受け部と、前記液体受け部を封止する蓋部とを備えており、前記蓋部は突出して設けられる突状部を備え、前記液体受け部に液体を注入して貯留する工程と、前記蓋部を前記液体受け部に装着する装着工程とを含み、前記装着工程では、前記蓋部で前記液体受け部を封止し、前記突状部の進入によって前記液体受け部内の気体が前記マイクロ流路へと液体を押し出し、前記マイクロ流路に液体を導入することを特徴としている。

　また、前記構成の液体導入方法において、前記突状部は前記蓋部の基部に対して移動可能に設けられ、前記突状部を押圧することで前記液体受け部内に前記突状部を進入させるように構成してもよい。

　以上により、前記検査チップの前記液体受け部を前記蓋部により封止する簡単な作業で、前記液体貯留部の液体をマイクロ流路へと容易に導入することが可能となる。

　本発明によれば、簡便な構造により液体の迅速な導入および送液を可能にする検査チップを構成することができる。

図１は、本発明の実施形態１に係る検査チップを模式的に示す斜視図である。図２は、前記検査チップの液体導入部を模式的に示す断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、前記検査チップを用いた液体導入方法を示す説明図である。図４は、本発明の実施形態２に係る検査チップの液体導入部を模式的に示す断面図である。図５は、前記検査チップの液体導入部の他の例を模式的に示す断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明の実施形態３に係る検査チップの液体導入部を模式的に示す断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、本発明の実施形態４に係る検査チップの液体導入部を模式的に示す断面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、本発明の実施形態５に係る検査チップの液体導入部を模式的に示す断面図である。図９は、本発明の実施形態６に係る検査チップの液体導入部を模式的に示す断面図である。図１０は、前記液体導入部の蓋部に設けられた突状部を液体貯留部に嵌め込む様子を示す断面図である。図１１は、図１０に続いて、前記突状部を液体貯留部に嵌め込む様子を示す断面図である。図１２は、実施形態６に係る検査チップの液体導入部の他の例を模式的に示す断面図である。図１３は、前記液体導入部の蓋部に設けられた突状部を液体貯留部に嵌め込む様子を示す断面図である。

　本発明の実施形態に係る検査チップ１および検査チップ１を用いた液体導入方法について、図面を参照しつつ説明する。

　（実施形態１）
　図１は実施形態１に係る検査チップ１を模式的に示す斜視図であり、図２は検査チップ１の液体導入部３０を模式的に示す断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、検査チップ１を用いた液体導入方法を示す説明図である。

　－検査チップ－
　図１に示すように、検査チップ１は、矩形板状の全体形状を有する本体部２０と、本体部２０のマイクロ流路２１に液体を導入する液体導入部３０とを有している。なお、以下の説明では、図１および図２に示すように、検査チップ１の本体部２０の上面側に液体導入部３０が配置された形態を例に挙げて説明する。また、検査チップ１における向きや上下方向等は、説明の便宜のために図１に示す形態に基づいて説明するが、本発明に係る検査チップ１の使用時の向き等を限定するものではない。

　検査チップ１の本体部２０は、液体導入部３０に接続するマイクロ流路２１を含む複数のマイクロ流路２１、２２、２３を有している。例示の形態では、マイクロ流路２１とマイクロ流路２２とは下流側端部で反応部２５に接続されて合流し、複数のマイクロ流路２３に分岐されている。各マイクロ流路２３の下流側端部には分析部２６が接続されている。

　マイクロ流路２２の上流側にはガス発生部２４が設けられている。ガス発生部２４では光や熱等の外力によりガスを発生し、例えば光ガス発生テープが備えられて、所定のタイミングでガスを発生することでマイクロ流路２２にガスを送り込むことが可能とされている。これにより、微量の試薬の送液制御が可能とされて、複雑な送液機構も不要とされている。

　液体導入部３０に注入される液体は、例えば１～５００μｌ程度の容積を有する微量な液滴とされる。この液体導入部３０に注入される液体は、例えば被験者から採取された検体である。液体が被験者から採取された検体である場合、検査の度に操作者が検査チップ１内に検体を収容する必要がある。その場合でも、操作者の熟練度によらず、検体を簡便かつ迅速に検査チップ１内に導入し、送液することができる。

　また、マイクロ流路２１、２２、２３は、このような液体が送液される流路であり、流路抵抗を低下させる観点から、例えば送液方向Ｘに直交する断面において、好ましい断面寸法（幅、高さ、または内径）が０．０１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下とされている。流路の断面形状は矩形状であっても円形であっても、どのような形状であってもよい。なお、図１ではマイクロ流路２１、２２、２３を模式的に直線状に示しているが、どのような形状の流路とされてもよい。

　液体導入部３０は、液体が注入される液体受け部４０と、液体受け部４０を封止可能な蓋部５０とを備えている。液体受け部４０と蓋部５０とは帯状の連結部６０で結合されていることが好ましい。

　図２に示すように、液体受け部４０は、上部が開口された有底状の液体貯留部４１と、液体貯留部４１とマイクロ流路２１とを接続する接続部４２とを一体に備えている。なお、図２では、本体部２０に固定された液体受け部４０に対して蓋部５０が上方へ持ち上げられた状態での断面を示している。液体貯留部４１は、上部に開口部４１１を有し、底部４１２には勾配が設けられている。液体貯留部４１の底部４１２は略中心部に向かって下り勾配のテーパ状に形成され、最下部に接続口４１３（図３（ｂ）参照）が開口されている。

　液体貯留部４１は、例えば円筒状の内面４１４を有し、底部４１２が漏斗状に形成されることが好ましい。液体貯留部４１の外面４１５も円筒状に形成されている。この液体貯留部４１の底部４１２は逆円錐状に形成されている。

　接続部４２は、底部４１２の最下部にある接続口４１３に接続され、液体貯留部４１とマイクロ流路２１とを接続している。接続部４２は、液体貯留部４１の下部に突設され、接続口４１３に連通する接続流路４２１を備えている。接続部４２は、本体部２０の上面に嵌め込まれて固定され、接続流路４２１が本体部２０のマイクロ流路２１の上流端に接続されている。

　なお、液体貯留部４１は、底部４１２に、接続部４２へ繋がる接続口４１３が設けられた構成であれば、前記の形状とされるに限られない。例えば、液体貯留部４１の底部４１２は勾配を有する形状であれば逆円錐状に形成されるに限られず、角筒状の内面４１４を有して、底部４１２が逆角錐状に形成されてもよい。また、接続口４１３は底部４１２の略中心部に設けられるに限らず、最下部であれば底部４１２の中心部から偏心して設けられてもよい。

　マイクロ流路２１は、本体部２０において、上流側で系外に開放された液体流入口２１１を有する（図３（ｂ）参照）。マイクロ流路２１は、本体部２０の厚み方向（上下方向）に連通し、屈曲されて、厚み方向に交差する送液方向Ｘに沿って延設されている。マイクロ流路２１の下流側には、例えば試薬などが保持された反応部２５が設けられている。

　液体導入部３０の蓋部５０は、基部５１と、基部５１の一方の面から突出した突状部５２と、突状部５２の外側の外周壁部５３とを一体に備えている。基部５１は平板状とされている。突状部５２および外周壁部５３は、基部５１から同一方向に突出するように設けられている。

　突状部５２は、液体貯留部４１の内面形状よりも小さい外面形状を有して、開口部４１１から液体貯留部４１内に嵌め込み可能であって液体貯留部４１に収容可能に突出されている。この場合、突状部５２の外面５２１は、例えば円筒状の液体貯留部４１の内径よりも小さい外径の円筒状に形成されている。

　また、突状部５２は、外面５２１から外方へ突出された封止突部５２２を備えている。封止突部５２２は、突状部５２の突出先端側に、外面５２１の周方向に連続して設けられ、環状または鍔状に形成されている。封止突部５２２は弾性を有し、その外径は、液体貯留部４１の内径と同等または該内径より大きく形成されている。これにより、突状部５２が液体貯留部４１に収容されると、突状部５２の封止突部５２２が液体貯留部４１の内面４１４に密着するように構成されている。

　突状部５２の突出先端側は、液体貯留部４１に収容されたとき、液体貯留部４１の底部４１２に対向して配置される。底部４１２は略中心部に向かって下り勾配のテーパ状に形成されているのに対応して、突状部５２は突出先端側で略中心部に漸次膨出するテーパ部５２３を備えている。

　また、突状部５２は、液体貯留部４１に収容されるとき、少なくとも封止突部５２２において液体貯留部４１の内面４１４に密着する一方、液体貯留部４１の底部４１２には当接しない大きさで形成されている。これにより、蓋部５０が液体受け部４０に装着されて突状部５２が液体貯留部４１に収容されると、突状部５２と底部４１２との間に気密な空間が設けられる。テーパ部５２３を備えることで、その気密な空間を狭めて形成でき、突状部５２を液体貯留部４１に嵌め込みやすくすることも可能となる。

　なお、突状部５２は、液体貯留部４１に完全に収容されたとき、液体貯留部４１の底部４１２に当接していてもよく、当接していなくてもよい。

　蓋部５０の外周壁部５３は、突状部５２の外側を取り囲むように、突状部５２の外面５２１との間に所定間隔をおいて円筒状に設けられている。突状部５２の外側には、突状部５２の外面５２１と、基部５１と、外周壁部５３とに囲まれた円筒状の凹部５４が形成されている。外周壁部５３は、液体貯留部４１の外面４１５の高さと略同等の突出長さを有している。

　また、蓋部５０は、外周壁部５３の外面に、外方へ張り出したつまみ部５７を備えている。例示の形態では、つまみ部５７は、基部５１側の反対側であって、外周壁部５３の先端寄りに突設されている。蓋部５０を液体受け部４０に装着する際には、このつまみ部５７を把持して、連結部６０を曲げ変形させつつ開口部４１１に覆い被せるように容易に操作することができる。

　液体受け部４０および蓋部５０は、例えばポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフロロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、シクロオレフィンポリマー樹脂（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー樹脂（ＣＯＣ）等の熱可塑性プラスチック材料により一体に成形されることが好ましい。これらのうち、より好ましい樹脂材料としてはＰＰまたはＰＥが挙げられる。

　また、液体受け部４０および蓋部５０は、共通の樹脂材料により形成されても、異なる樹脂材料により形成されてもよい。液体受け部４０または蓋部５０のうち、少なくとも一方は、ＰＰまたはＰＥにより形成されることが好ましい。

　このように構成されることで、検査チップ１の液体導入部３０は、液体貯留部４１が本体部２０から突出して設けられている。図１に示すように、液体受け部４０に連結された蓋部５０は、本体部２０の外方に配設されている。なお、液体導入部３０は、検査チップ１の本体部２０に対してどのような位置に設けられてもよく、例示した形態に限定されない。また、検査チップ１の全体形状は例示した矩形板状とされるに限られず、円盤形状や扇形状であるなど、どのような形状とされてもよい。

　－検査チップを用いた液体導入方法－
　図２に示したように、検査チップ１において、液体導入部３０には、上方に開口した液体受け部４０が設けられている。検査チップ１は、例えば人体の鼻孔等から採取した検体を含む液体（抽出液）７０を導入して、ウィルス等の生体情報を検出するのに適用される。この場合、まず、液体７０を、液体導入部３０の液体受け部４０に注入する。注入された液体７０は、液体貯留部４１の底部４１２および接続流路４２１に貯留される。

　次いで、蓋部５０を液体受け部４０に装着する（装着工程）。図３（ａ）に示すように、この装着工程では、蓋部５０を液体受け部４０に覆い被せる過程で、蓋部５０に設けられた突状部５２を液体貯留部４１に進入させる。蓋部５０では、突状部５２の封止突部５２２が、液体貯留部４１の内面４１４に沿って気密に摺動する。これにより、突状部５２を液体貯留部４１に嵌め込んでいく。

　蓋部５０で液体受け部４０を封止するのに伴って、液体貯留部４１内に存在する気体は封じ込められて、突状部５２に押されて下方へ移動する。突状部５２に押された気体は、液体貯留部４１内の液体７０を、接続部４２の接続流路４２１を通してマイクロ流路２１へと押し出す。

　さらに突状部５２を液体貯留部４１に嵌め込むように蓋部５０を押圧することで、図３（ｂ）に示すように、液体７０はマイクロ流路２１に導入される。液体受け部４０は蓋部５０で封止され、送液が開始されるものとなる。マイクロ流路２１に導入された液体７０は、マイクロ流路２１から反応部２５を経由して下流側のマイクロ流路２３に送液される。

　ここで、液体貯留部４１の容積は、液体７０の最大送液可能容量となる。そのため、検査チップ１に設けられる液体貯留部４１の容積によって、送液容量を調整することが可能とされる。

　また、液体受け部４０に蓋部５０を装着して封止する際、突状部５２が液体貯留部４１内に封じ込められた気体を介して液体７０を押し出すことによって、突状部５２に液体７０が接触することなくマイクロ流路２１に導入することができる。つまみ部５７が液体受け部４０に接触するまで蓋部５０を押し込むと、液体貯留部４１に突状部５２が収容され、外周壁部５３が液体貯留部４１の外面４１５を覆うものとなる。突状部５２の封止突部５２２は、液体貯留部４１の内面４１４に密着しているので、封止の完了後、蓋部５０は外れにくいものとなり、封止した状態で安定的に保持される。

　このように、本実施形態に係る検査チップ１を用いることで、検査チップ１に液体７０を導入する際には、蓋部５０を液体受け部４０に装着することで液体７０を貯留した液体受け部４０を容易に封止することができる。また、その封止の際には、液体貯留部４１内に封じ込められた気体が蓋部５０の突状部５２によって押し出され、液体貯留部４１内の液体７０をマイクロ流路２１へと押し出し、液体７０を容易に導入することが可能となる。

　これにより、液体７０を迅速にマイクロ流路２１、２２、２３へと送液することができ、液体７０の分析の高速化を図ることができる。また、液体７０の導入に際しては、液体７０を注入した液体受け部４０を蓋部５０で封止する操作だけで済み、専用の圧縮空気発生装置等を用いずとも送液することが可能となる。したがって、検査チップ１を簡便な構造で形成することができ、製造コストも抑えつつ小型化を図ることも可能となる。

　（実施形態２）
　図４および図５は、実施形態２に係る検査チップ１の液体導入部３０を模式的に示す断面図である。なお、以下に説明する実施形態２～５では、検査チップ１の基本構成が実施形態１に示したものと共通しており、液体導入部３０の各部構成にそれぞれ特徴を有する。そのため、液体導入部３０における特徴構成について詳細に説明し、その他の構成については実施形態１等と共通の符号を用いてその説明を省略する。

　前記の実施形態１では、検査チップ１は、蓋部５０の突状部５２に封止突部５２２を備えた構成であった。検査チップ１の構成はこれに限定されず、突状部５２は、液体受け部４０の封止時に、少なくとも一部が液体貯留部４１の内面に当接する構成であればよい。また、液体受け部４０の封止時に、突状部５２は液体貯留部４１内を気密に摺動可能とされた構成であれば、前記の形状とされずともよい。

　例えば、図４に示す検査チップ１では、蓋部５０の突状部５２は、封止突部５２２（図２参照）を備えていない。突状部５２の外面５２１はストレートな円筒状に形成されて、液体貯留部４１に嵌め込まれるように構成されている。この場合、突状部５２は外面５２１が液体貯留部４１の内面４１４に気密に摺動しながら押し込まれて液体貯留部４１内の気体を押し出し、これにより液体７０をマイクロ流路２１に押し出すものとなる。

　また、図４および図５に示すように、蓋部５０が液体受け部４０を気密に封止可能であれば、蓋部５０の外周壁部５３は、液体貯留部４１の外面４１５の高さ寸法よりも短い突出長さを有して形成されてもよい。このような形態にあっても、外周壁部５３と突状部５２との間に設けられる凹部５４によって、蓋部５０を液体受け部４０に装着する際に位置決めされて、突状部５２の嵌め込みの目安とすることができ、作業性を高めることができる。

　さらに、図４および図５に示すように、突状部５２は、突出先端側で略中心部に漸次膨出するテーパ部５２３を備えない構成とされてもよい。このように液体導入部３０が構成されることで、より簡便な構造で検査チップ１を構成することができるとともに、迅速な液体導入が可能となる。

　なお、蓋部５０に設けられるつまみ部５７は、外周壁部５３の外面に突設された構成であれば、図２に示したように外周壁部５３の先端側に設けられても、図４に示すように基部５１側に設けられてもよい。

　（実施形態３）
　図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施形態３に係る検査チップ１の液体導入部３０を模式的に示す断面図である。

　実施形態１では、液体導入部３０は、液体貯留部４１が本体部２０から突出するように設けられた構成について説明した。検査チップ１の液体導入部３０は、さらに、液体受け部４０と蓋部５０とが互いに係止する構成を有していてもよい。

　例えば図６（ａ）に示すように、液体貯留部４１の外面４１５には、蓋部５０が係止する被係止部４１６が設けられる。一方、蓋部５０には、液体貯留部４１の被係止部４１６に係止しうる係止部５３１が設けられる。この場合、液体貯留部４１は外面４１５の下部に、被係止部４１６として溝状の凹部が設けられている。これに対して、蓋部５０は、外周壁部５３の先端部に、係止部５３１として、突状部５２の方向へ突出した凸部が設けられている。

　図６（ｂ）に示すように、液体受け部４０を蓋部５０で封止すると、液体貯留部４１の被係止部４１６に蓋部５０の係止部５３１が係止し、蓋部５０が液体受け部４０に固定される。これにより、蓋部５０は外れにくいものとなり、液体受け部４０を封止した状態で安定的に保持することができる。また、液体受け部４０を蓋部５０で封止する際に、係止部５３１が被係止部４１６に係止することを目安にして蓋部５０を押し込むように操作することができ、液体受け部４０を確実に封止することが可能となる。

　なお、液体受け部４０と蓋部５０とが互いに係止する構成としては、液体貯留部４１の外面４１５に被係止部４１６としての凸部が設けられて、蓋部５０の係止部５３１が弾性的に係合する構成とされてもよい。

　（実施形態４）
　図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施形態４に係る検査チップ１の液体導入部３０を模式的に示す断面図である。

　実施形態３では、液体貯留部４１は本体部２０から突出するように設けられ、液体受け部４０と蓋部５０とが互いに係止して、液体受け部４０に蓋部５０が固定される構成について説明した。液体受け部４０に蓋部５０が固定される構成としては、これに限られず、互いに螺合するネジ構造を有していてもよい。

　例えば図７（ａ）に示すように、円筒状の液体貯留部４１の外面４１５には雄ネジ部４３が設けられ、蓋部５０の円筒状の外周壁部５３には、内面側に、液体貯留部４１の雄ネジ部４３に螺合する雌ネジ部５５が設けられている。この場合、蓋部５０を回転させて、雄ネジ部４３に雌ネジ部５５を螺合させ、ねじ込みながら液体受け部４０を蓋部５０で封止していく。

　図７（ｂ）に示すように、液体受け部４０を蓋部５０で封止すると、液体貯留部４１の雄ネジ部４３に外周壁部５３の雌ネジ部５５が螺合して係止し、蓋部５０が液体受け部４０に固定される。これにより、蓋部５０は外れにくいものとなり、液体受け部４０を封止した状態で安定的に保持することができる。なお、このような互いに螺合するネジ構造を設ける場合には、液体受け部４０と蓋部５０とは別体とされ、両者の間に連結部６０は設けられなくともよい。あるいは、ループ付きの連結部６０を用いて、蓋部５０が回転可能な状態で液体受け部４０と蓋部５０とが連結されてもよい。

　（実施形態５）
　図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施形態５に係る検査チップ１の液体導入部３０を模式的に示す断面図である。

　実施形態４では、液体受け部４０に蓋部５０が固定される構成として、液体受け部４０側に雄ネジ部４３が設けられ、蓋部５０側に雌ネジ部５５が設けられた構成について説明した。本発明に係る検査チップ１は、これに限定されず、互いに螺合するネジ構造であれば、液体受け部４０側に雌ネジ部４４が設けられ、蓋部５０側に雄ネジ部５６が設けられてもよい。

　例えば図８（ａ）に示すように、円筒状の液体貯留部４１の内面４１４に雌ネジ部４４が設けられ、蓋部５０の突状部５２の外面５２１に雄ネジ部５６が設けられてもよい。この場合にも、蓋部５０を回転させて、雄ネジ部５６を雌ネジ部４４に螺合させながらねじ込み、液体受け部４０を蓋部５０で封止することができる。

　図８（ｂ）に示すように、液体受け部４０を蓋部５０で封止すると、液体貯留部４１の雌ネジ部４４に突状部５２の雄ネジ部５６が螺合して係止し、蓋部５０が液体受け部４０に固定される。これにより、蓋部５０は外れにくいものとなり、液体受け部４０を封止した状態で安定的に保持することができる。

　なお、蓋部５０には、前記実施形態と同様に外周壁部５３が設けられていても、また、図示するように外周壁部５３が設けられていなくともよい。また、蓋部５０が完全にねじ込まれたとき、突状部５２のテーパ部５２３が液体貯留部４１の底部４１２まで到達する構成とされてもよい。

　（実施形態６）
　図９は、実施形態６に係る検査チップ１の液体導入部３０を模式的に示す断面図であり、図１０および図１１は、蓋部５０に設けられた突状部６６を液体貯留部４１に嵌め込む様子を順に示す断面図である。なお、これらの図面では、液体受け部４０が蓋部５０で封止された状態での断面を示している。

　本発明に係る検査チップ１において、液体導入部３０の蓋部５０は、基部５１と、基部５１の一方の面から突出した突状部５２とが一体に設けられた構成であるに限られず、これらの基部と突状部とが別体で設けられた構成であってもよい。

　すなわち、例えば図９に示すように、この形態に係る検査チップ１では、液体受け部４０を封止する蓋部５０において、基部としての蓋部本体６１と、突状部６６とが、別体で設けられており、蓋部本体６１に突状部６６が保持されている。

　蓋部本体（基部）６１は、液体受け部４０の上部を覆うカバー部６２と、別体の突状部６６を保持する保持部６３とを備えて、これらのカバー部６２と保持部６３が一体に設けられている。カバー部６２は、液体受け部４０の上面に当接するように被せられる円板状の上面部６２１と、上面部６２１から液体受け部４０に向かって図中下方に突設されたリブ部６２２を備えている。リブ部６２２には、外方へ張り出したつまみ部６４が突設されている。

　保持部６３は、蓋部本体６１の略中央部に、上面部６２１から上方に凸状に設けられている。保持部６３には、略円筒状の内壁部６３１と、内壁部６３１の上縁部に設けられた係止凹部６３２と、突状部６６が嵌め込まれる嵌合凹部６３３とが設けられている。内壁部６３１は、蓋部本体６１の略中央部に配設されて、その内側に、蓋部本体６１の内外に貫通する孔部を形成している。係止凹部６３２は、突状部６６が係止される。嵌合凹部６３３は、内壁部６３１の外周側に設けられ、液体受け部４０に向かって図中下方に開放された凹状に形成されている。

　保持部６３において、内壁部６３１の内側と嵌合凹部６３３には突状部６６の一部が配置されるとともに、係止凹部６３２に突状部６６の係止部６６４が係止される。これにより、蓋部本体６１の保持部６３に突状部６６が保持されている。

　突状部６６は、本体部６６１と、本体部６６１から上方に延設された円筒部６６２と、円筒部６６２の外側に設けられた嵌合凸部６６５とを一体に備えている。本体部６６１は、液体受け部４０に被せられ、液体貯留部４１の開口部４１１を塞ぎうる大きさで形成されている。本体部６６１の下面（液体貯留部４１に臨む面）は、下方に凸状の緩やかな曲面状に形成されている。

　突状部６６の円筒部６６２は、保持部６３の内壁部６３１の内側に嵌め込まれる。円筒部６６２の先端部には、外方に突設された係止部６６４が設けられている。この係止部６６４は、保持部６３の係止凹部６３２に係止される。円筒部６６２の内側は、液体貯留部４１の方向に凹んだ有底状に形成されて、押圧部６６３とされている。嵌合凸部６６５は、本体部６６１の外縁部に上方へ向かって延設され、嵌合凹部６３３に嵌め込まれる。突状部６６は、本体部６６１が液体貯留部４１に収容されるように突出した状態で設けられている。

　蓋部本体６１と液体受け部４０とは連結部６０で結合されて、開閉可能とされている。蓋部本体６１における連結部６０の反対側にはつまみ部６４が突設されている。蓋部５０を液体受け部４０に装着する際には、カバー部６２が液体受け部４０に覆い被さるように、つまみ部６４を把持して嵌め合わせることができる。

　一方、液体受け部４０は、液体貯留部４１に、接続部４２、第１固定部４５、第２固定部４６、および当接部４７が一体に設けられて、検査チップ１の本体部２０から上方に突出する形状で設けられている。図９に示すように、接続部４２から下方に突設された第１固定部４５と、液体貯留部４１の外側に設けられた第２固定部４６とは、本体部２０の上面の凹部にそれぞれ係合されて、液体受け部４０が本体部２０に固定されている。

　液体受け部４０の当接部４７は、蓋部本体６１のカバー部６２の上面部６２１が覆い被せられる部分であり、上面部６２１の内面形状に対応する凹凸形状を有して互いに位置決めされるように形成されている。第２固定部４６は、当接部４７の外周部から本体部２０に向かって下方に延設されている。第２固定部４６の下端部には突部が設けられて本体部２０に係止するように構成されていてもよい。

　液体貯留部４１は、上部に開口部４１１を有し、内面４１４が接続部４２に向かって下り勾配のテーパ状に形成されている。開口部４１１の周囲には当接部４７が外方に張り出して設けられている。例示の形態では、液体貯留部４１の内面４１４は、段部４１７を介して上側が略円筒形状に近い勾配の第１勾配部４１８とされ、段部４１７を介して下側が第１勾配部４１８よりも緩勾配で漏斗状に形成された第２勾配部４１９とされている。第２勾配部４１９の最下部には、液体貯留部４１とマイクロ流路２１とを接続する接続部４２が設けられている。接続部４２は、マイクロ流路２１の上流端に接続する接続口４２２を有している。

　これにより、液体受け部４０は、液体貯留部４１を中心に本体部２０上に突出させて設けられている。液体貯留部４１の外面側は、第２固定部４６との間に空洞部が形成される。

　液体受け部４０および蓋部本体６１は、例えばポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）等の熱可塑性プラスチック材料により一体に成形されることが好ましく、液体受け部４０と蓋部本体６１とが共通の樹脂材料により形成されても、異なる樹脂材料により形成されてもよい。

　これに対して、蓋部５０の突状部６６は、ポリオレフィン樹脂、エラストマー等の弾性変形可能な樹脂材料により形成されることが好ましい。例えば、突状部６６を構成するのに好適な樹脂材料としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等が挙げられる。

　突状部６６が蓋部本体６１に対して別体で設けられていることにより、突状部６６は蓋部本体６１に対して突出するように移動可能となされ、さらに蓋部本体６１から離脱することも可能とされている。

　図９に示すように、突状部６６の本体部６６１は、液体貯留部４１の開口部４１１の内径にほぼ対応する外径、または開口部４１１の内径よりも僅かに大きい外径を有して形成されている。また、突状部６６の嵌合凸部６６５は、開口部４１１の内径よりも大きい外径を有して形成されており、本体部６６１に対して屈曲状に弾性変形されつつ嵌合凹部６３３に嵌め込まれている。

　前記実施形態１等とは異なり、本実施形態においては、突状部６６が蓋部本体６１に保持されて、本体部６６１の一部が蓋部本体６１の上面部６２１より下方に突出した状態で設けられている。この状態で、突状部６６は下方へ移動可能であるので、開口部４１１から液体貯留部４１内に嵌め込み可能とされている。突状部５２は弾性を有するので、液体貯留部４１内に嵌め込まれる過程で変形可能であり、液体貯留部４１の内面４１４に密着しながら気密に嵌め込まれるように構成されている。

　図１０および図１１に示すように、突状部５２は、液体貯留部４１に収容されたとき、液体貯留部４１の第１勾配部４１８および第２勾配部４１９に当接して全体形状を変形させて、液体貯留部４１の内面４１４に密着する。蓋部５０が液体受け部４０に装着され、突状部６６が液体貯留部４１に収容されると、液体貯留部４１に気密な空間が形成される。さらに、突状部６６を液体貯留部４１に進入させることで、その気密な空間を狭めていき、液体７０をマイクロ流路２１へと押し出すことができる。なお、突状部６６は、液体貯留部４１内に完全に収容されたとき、液体貯留部４１の最下部に当接していてもよく、当接していなくてもよい。

　本実施形態に係る検査チップ１を用いた液体導入方法としては、液体７０を液体受け部４０の液体貯留部４１に注入して貯留する。次いで、蓋部５０のつまみ部６４を把持して、液体受け部４０に装着する（装着工程）。図９に示すように、蓋部本体６１のリブ部６２２を液体受け部４０の第２固定部４６の上方に嵌め込むとともに、カバー部６２を当接部４７に覆い被せるようにして装着する。突状部６６は蓋部本体６１の保持部６３に保持され、突状部６６の係止部６６４は蓋部本体６１の係止凹部６３２に係止している。液体貯留部４１の開口部４１１は突状部６６で塞がれる。

　次いで、図１０に示すように、突状部６６の押圧部６６３に棒状体８０を差し込み、下方へ押圧する。これにより、突状部６６の係止部６６４は蓋部本体６１の係止凹部６３２から離脱し、嵌合凸部６６５は嵌合凹部６３３から離脱する。円筒部６６２は蓋部本体６１の内壁部６３１の内側を摺動しながら下方へ移動する。本体部６６１は液体貯留部４１内に進入する。

　突状部６６が蓋部本体６１から離脱して液体貯留部４１内に進入するのに伴って、液体貯留部４１内に存在する気体は下方へ押される。突状部６６の嵌合凸部６６５は、外面が液体貯留部４１の第１勾配部４１８に密着するように変形しつつ進入する。液体貯留部４１内の液体７０は、接続口４２２を通してマイクロ流路２１へと押し出される。

　さらに押圧部６６３を押圧することで、図１１に示すように、突状部６６はさらに変形して液体貯留部４１に嵌め込まれる。例えば突状部６６の本体部６６１は、液体貯留部４１の第２勾配部４１９に密着するようにも変形することができる。マイクロ流路２１に導入された液体７０は、マイクロ流路２１から反応部２５を経由して下流側のマイクロ流路２３に送液される（図１参照）。

　図１２および図１３は、実施形態６に係る検査チップ１の液体導入部３０の他の例を模式的に示したものであり、図１２は液体導入部３０の断面図、図１３は突状部６６を液体貯留部４１に嵌め込む様子を示す断面図である。なお、図１２および図１３において、図９に示した形態と同様の構成部には共通の参照符号を付与して示し、以下ではその詳細な説明を省略する。

　図１２に示す形態にあっても、突状部６６は蓋部本体６１とは別体で設けられ、蓋部本体６１から離脱可能とされている。蓋部本体６１の保持部６３には、突状部６６の円筒部６６２が挿通される貫通孔６３４が設けられている。また、蓋部本体６１は図９に示した内壁部６３１が設けられておらず、より簡単な構造により形成されている。この場合、突状部６６は、本体部６６１の外周部に立ち上げ形成された封止突部６６６を備えており、蓋部本体（基部）６１の内面６１１に密着されている。円筒部６６２の係止部６６４は、保持部６３の貫通孔６３４の上縁部に係止されている。これにより、突状部６６は蓋部本体６１に保持されている。

　さらに、蓋部本体６１は、液体貯留部４１の開口部４１１に嵌め込まれる位置決め部６５を備えている。図１２に示すように、位置決め部６５は、蓋部本体６１の保持部６３から液体受け部４０の方向（図１２では下方）に突出して設けられて、液体貯留部４１内に収容される。蓋部５０を液体受け部４０に取り付けるとき、位置決め部６５の先端部（下端部）は、液体貯留部４１に進入して、内面４１４に段部として設けられた係合部４８に当接して止まる。これにより、蓋部５０は液体受け部４０に対して適正に位置決めされて装着される。

　また、液体貯留部４１の内面４１４には、位置決め部６５よりも下方に、第１勾配部４１８、段部４１７、および第２勾配部４１９が設けられている。図１２に示すように、上側の第１勾配部４１８が、第２勾配部４１９よりも緩勾配の漏斗状に設けられてもよい。

　この場合、液体導入方法としては、液体受け部４０に液体７０を注入して貯留し、位置決め部６５を液体貯留部４１に嵌合させつつ蓋部５０を液体受け部４０に装着する。次いで、図１３に示すように、突状部６６の押圧部６６３に棒状体８０を差し込み、下方へ押圧する。これにより、突状部６６は、係止部６６４が蓋部本体６１の貫通孔６３４から離脱して、移動可能となる。突状部６６は、封止突部６６６が蓋部本体６１の内面６１１に密着しながら摺動し、液体貯留部４１内に進入する。液体７０はマイクロ流路２１へと押し出される。突状部６６は弾性を有するので、図１３に示す状態からさらに押圧されて変形し、本体部６６１が液体貯留部４１の第２勾配部４１９に密着するようにも変形することができる。

　以上のように、本実施形態に係る検査チップ１にあっても、蓋部５０を液体受け部４０に装着し、突状部６６を押圧することで液体７０をマイクロ流路２１へと容易に導入することが可能となる。これにより、液体７０を迅速にマイクロ流路２１、２２、２３へと送液することができ、液体７０の分析の高速化を図ることができる。なお、突状部６６は蓋部本体６１とは別体で設けられるに限らず、例えば伸縮部等を介して両者が一体で設けられて蓋部６１に対して突状部６１が移動可能に備えられてもよい。

　前記実施形態１ないし６に係る検査チップ１においては、いずれの形態にあっても、蓋部５０を液体受け部４０に装着する簡単な操作だけで液体受け部４０を封止することができ、その際、液体貯留部４１内に封じ込められた気体が突状部５２によって押し出されることで、液体貯留部４１内の液体７０をマイクロ流路２１へと押し出して、迅速に導入することが可能となる。

　なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術的範囲は前記実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲に基づくものであり、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。この出願は、日本特許出願の特願２０２０－１０７２４６号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その内容は本出願に組み込まれるものである。

１　　検査チップ
２０　　本体部
２１、２２、２３　　マイクロ流路
２１１　　液体流入口
２４　　ガス発生部
２５　　反応部
２６　　分析部
３０　　液体導入部
４０　　液体受け部
４１　　液体貯留部
４１１　　開口部
４１２　　底部
４１３　　接続口
４１４　　内面
４１５　　外面
４１６　　被係止部
４１８　　第１勾配
４１９　　第２勾配
４２　　接続部
４２１　　接続流路
４２２　　接続口
４３　　雄ネジ部
４４　　雌ネジ部
５０　　蓋部
５１　　基部
５２　　突状部
５２１　　外面
５２２　　封止突部
５２３　　テーパ部
５３　　外周壁部
５３１　　係止部
５４　　凹部
５５　　雌ネジ部
５６　　雄ネジ部
６０　　連結部
６１　　蓋部本体（基部）
６２　　カバー部
６３　　保持部
６５　　位置決め部
６６　　突状部
６６１　本体部
６６２　円筒部
６６３　押圧部
６６４　係止部
６６５　嵌合凸部
６６６　封止突部
７０　　液体

Claims

　マイクロ流路を備える本体部と、前記マイクロ流路に液体を導入する液体導入部とを有する検査チップであって、
　前記液体導入部は、液体が注入される液体受け部と、前記液体受け部を封止可能な蓋部とを備え、
　前記液体受け部は、上部に開口部を有する液体貯留部と、前記液体貯留部と前記マイクロ流路とを接続する接続部とを有し、
　前記蓋部は、前記液体受け部の封止時に、前記開口部から嵌め込み可能であって前記液体貯留部に収容されるように突出する突状部を備え、前記突状部は、前記液体貯留部に気密に進入可能とされ、
　前記蓋部は前記液体受け部に装着され、前記液体貯留部内の液体は前記接続部を通して前記マイクロ流路へ押し出されることを特徴とする検査チップ。
　請求項１に記載の検査チップにおいて、
　前記液体貯留部は底部に勾配を有し、
　前記接続部は、前記底部の最下部と前記マイクロ流路とを接続することを特徴とする検査チップ。
　請求項１または２に記載の検査チップにおいて、
　前記突状部は、前記液体受け部の封止時に、少なくとも一部が前記液体貯留部の内面に当接する形状を有することを特徴とする検査チップ。
　請求項１～３のいずれか１つの請求項に記載の検査チップにおいて、
　前記蓋部は、前記突状部と、前記突状部を保持する基部とを備え、
　前記突状部は前記基部に対して移動可能に設けられていることを特徴とする検査チップ。
　請求項４に記載の検査チップにおいて、
　前記突状部は、前記基部とは別体で設けられ、前記基部から離脱可能とされていることを特徴とする検査チップ。
　請求項５に記載の検査チップにおいて、
　前記突状部は前記基部に係止可能な係止部を備えることを特徴とする検査チップ。
　請求項４～６のいずれか１つの請求項に記載の検査チップにおいて、
　前記突状部は、前記液体貯留部の方向に凹ませて設けられた押圧部を備えることを特徴とする検査チップ。
　請求項４～７のいずれか１つの請求項に記載の検査チップにおいて、
　前記基部は、前記開口部に嵌め込み可能であって前記液体貯留部に収容されるように突出した位置決め部を有することを特徴とする検査チップ。
　請求項１～８のいずれか１つの請求項に記載の検査チップにおいて、
　前記突状部は、前記液体受け部の封止時に、前記液体貯留部内を気密に摺動可能とされたことを特徴とする検査チップ。
　請求項１～９のいずれか１つの請求項に記載の検査チップにおいて、
　前記突状部は、外面から外方へ突出して前記液体貯留部の内面に密着する封止突部を備えることを特徴とする検査チップ。
　請求項１～１０のいずれか１つの請求項に記載の検査チップにおいて、
　前記突状部は弾性変形可能に設けられたことを特徴とする検査チップ。
　請求項１～１１のいずれか１つの請求項に記載の検査チップにおいて、
　前記液体導入部は、前記液体貯留部が前記本体部から突出するように前記本体部に設けられたことを特徴とする検査チップ。
　請求項１２に記載の検査チップにおいて、
　前記液体貯留部の外面には、前記蓋部が係止する被係止部が設けられ、
　前記蓋部には、前記被係止部に係止する係止部が設けられたことを特徴とする検査チップ。
　請求項３に記載の検査チップにおいて、
　前記液体貯留部と前記蓋部とは、互いに螺合するネジ構造を有し、
　前記液体貯留部または蓋部のいずれか一方に設けられた雄ネジ部が、いずれか他方に設けられた雌ネジ部に螺合されることを特徴とする検査チップ。
　マイクロ流路に接続された液体導入部を有する検査チップを用いる液体導入方法であって、
　前記液体導入部は、液体が注入される液体受け部と、前記液体受け部を封止する蓋部とを備えており、前記蓋部は突出して設けられる突状部を備え、
　前記液体受け部に液体を注入して貯留する工程と、
　前記蓋部を前記液体受け部に装着する装着工程とを含み、
　前記装着工程では、前記蓋部で前記液体受け部を封止し、前記突状部の進入によって前記液体受け部内の気体が前記マイクロ流路へと液体を押し出し、前記マイクロ流路に液体を導入することを特徴とする液体導入方法。
　請求項１５に記載の液体導入方法において、
　前記突状部は前記蓋部の基部に対して移動可能に設けられ、
　前記突状部を押圧することで前記液体受け部内に前記突状部を進入させることを特徴とする液体導入方法。