円盤型分析チップ
【課題】生化学検査（とりわけＥＬＩＳＡ法）に好適に適用できる検査精度の高い分析チップを提供する。
【解決手段】内部空間（流体回路）を備えており、遠心力印加により内部空間内に存在する液体を所望の位置に移動させる分析チップであり、該内部空間が、第１液体を収容するための第１槽；第１槽よりも分析チップ外周部側に設けられる第２および第３槽；第２および第３槽よりも分析チップ外周部側に設けられる、第２、第３、第４液体をそれぞれ収容する第４、第５および第６槽；第４、第５および第６槽よりも分析チップ外周部側に設けられる第７槽；第７槽よりも分析チップ外周部側に設けられる第８槽；および、これらの槽を適切に接続する第１〜８流路を含む円盤型分析チップである。
【解決手段】内部空間（流体回路）を備えており、遠心力印加により内部空間内に存在する液体を所望の位置に移動させる分析チップであり、該内部空間が、第１液体を収容するための第１槽；第１槽よりも分析チップ外周部側に設けられる第２および第３槽；第２および第３槽よりも分析チップ外周部側に設けられる、第２、第３、第４液体をそれぞれ収容する第４、第５および第６槽；第４、第５および第６槽よりも分析チップ外周部側に設けられる第７槽；第７槽よりも分析チップ外周部側に設けられる第８槽；および、これらの槽を適切に接続する第１〜８流路を含む円盤型分析チップである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬＩＳＡ法等の各種生化学検査に好適に用いることができる分析チップに関し、より詳しくは、ターンテーブルなどの遠心装置上に載置し、該遠心装置の回転による遠心力を利用して検体と試薬とを反応させた後、光学測定などにより目的物質の検出または定量などを行なうことができる円盤型分析チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ、酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルスおよび細胞などの生体物質を検出または定量する重要性が増してきており、それらを簡便に測定できる様々な分析チップが提案されている。分析チップは、実験室で行なっている一連の検出または定量操作を、小さなチップ内で行なえることから、検体および試薬が微量で済み、コストが安く、反応速度が速く、ハイスループットな検査ができ、検体を採取した現場で直ちに検査結果を得ることができるなど多くの利点を有している。
【０００３】
分析チップとしては、たとえばコンパクトディスクのような円盤型の基板に多数のリザーバ（槽）およびこれらを接続する微細流路が形成された分析チップ〔以下、分析チップの基板に形成される各種リザーバおよびこれらを接続する流路から構成される回路（パターン）全体を総称して「流体回路」ともいう。〕であって、円盤の中心を遠心中心とする回転による遠心力を利用してリザーバ中の液体（検体や試薬など）を移動させ所定の反応などを行なう分析チップが従来公知である（たとえば非特許文献１）。このような円盤型分析チップもまた、上述のような多くの利点を有しており、さらには遠心力を利用するために、ポンプやバルブなどの周辺機器を必要とせず、分析システム全体を小型化できるという大きな利点を兼ね備えている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】中嶋秀、「コンパクトディスク型マイクロチップを用いる流れ分析法」、「ぶんせき」社団法人日本分析化学会、２００９年７月、ｐ．３８１−３８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分析チップは、様々な検査・分析法への展開（様々な種類の反応系への適用）が期待されており、このようなものとしては、生化学検査でよく用いられているＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ−Ｌｉｎｋｅｄ Ｉｍｍｕｎｏｓｏｒｂｅｎｔ Ａｓｓａｙ）法が挙げられる。ＥＬＩＳＡ法とは、検体中に含まれる微量の目的物質（検査対象物質）を、酵素反応を利用して定量的に検出する手法の１つであり、目的物質を高感度で検出することができ、定量性にも優れているといった有利な特徴を有する。
【０００６】
ＥＬＩＳＡ法では、たとえば、１）目的物質を含む検体、２）目的物質に特異的に結合する抗体で修飾されたビーズ等の固相、および、３）目的物質と抗体で修飾されたビーズとの結合体に特異的に結合する抗体であって、酵素で標識された抗体〔以下、「酵素標識抗体」という。〕の１）〜３）を混合して抗原抗体反応を行ない、未反応の検体（目的物質以外の成分）および未反応の酵素標識抗体を洗浄除去した後、基質溶液との酵素反応を行なって、生じた蛍光物質を検出することにより、目的物質を定量することができる。
【０００７】
本発明者らは、ＥＬＩＳＡ法を実施可能な円盤型分析チップとして、すでに図１に示されるような流体回路構造を有する分析チップを創出している。図１に示される流体回路は、円盤型の基板上に溝パターンとして形成されたものである。図１の上方向が円盤型基板の中心方向であり、図１の下方向が円盤型基板の外周部方向である。
【０００８】
図１に示される流体回路は、第１液体（たとえば、目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液）を収容するための槽２０（目的物質を含む検体および酵素標識抗体を導入するための導入口２０ａを有している）；第２液体（たとえば、抗体で修飾されたビーズ〔抗体修飾ビーズ〕を含有する液）を収容するための槽３０（抗体修飾ビーズを含有する液を導入するための導入口３０ａを有している）；第３液体（たとえば、洗浄液）を収容するための槽４０（洗浄液を導入するための導入口４０ａを有している）；第４液体（たとえば、基質溶液）を収容するための槽５０（基質溶液を導入するための導入口５０ａを有している）；槽２０，３０，４０および５０よりも分析チップの外周部側に設けられる槽６０；槽６０よりも分析チップの外周部側に設けられる槽７０（空気穴７０ａを有している）；槽４０と槽６０との間に設けられる槽８０（空気穴８０ａを有している）および槽９０；槽２０と槽６０とを接続する流路２６；槽３０と槽６０とを接続する流路３６；槽５０と槽６０とを接続する流路５６；槽６０と槽７０とを接続する流路６７；槽４０と槽８０とを接続する流路４８；槽６０と槽８０とを接続する流路６８；槽４０と槽９０とを接続する流路４９；槽６０と槽９０とを接続する流路６９から構成されている。
【０００９】
流路の各断面積は、流路４９＝（または≒）流路２６＝（または≒）流路３６＝（または≒）流路５６＞流路６７＞流路６９＝（または≒）流路４８＝（または≒）流路６８となるように設計されている。また、流路６７の断面のうち少なくとも１辺は、抗体修飾ビーズのサイズよりも小さい。
【００１０】
なお、上記溝パターン（流体回路）が形成された円盤型の基板上には、流体回路からの液の漏れ出しを防止するために、流体回路を覆う基板や貼着シールなどの積層部材が積層される。この積層部材には、上述のような検体および酵素標識抗体を導入するための導入口２０ａ、抗体修飾ビーズを含有する液を導入するための導入口３０ａ、洗浄液を導入するための導入口４０ａ、ならびに基質溶液を導入するための導入口５０ａが設けられる。これらの導入口は、積層部材を厚み方向に貫通する貫通口である。また、空気穴７０ａ，８０ａは、流体回路と分析チップ外部とを連通させる穴であり、円盤型の基板上に形成された溝と、円盤型の基板上に積層される積層部材に形成される、該溝に連通する貫通口とによって構成できる。
【００１１】
図１に示される流体回路を有する分析チップによれば、遠心力を利用して次の手順でＥＬＩＳＡ法による検査を実施し得る。
【００１２】
まず、槽２０に目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液（第１の液体）を収容し、槽３０に抗体修飾ビーズを含有する液（第２の液体）を収容し、槽４０に洗浄液（第３の液体）を収容する。次に、分析チップの中心を回転中心とする分析チップの回転により、図示される方向であって適宜定められる大きさの遠心力ａを分析チップに印加することにより、目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液（第１の液体）、ならびに抗体修飾ビーズを含有する液（第２の液体）を槽６０に導入、混合して抗原抗体反応を行なう。遠心力ａは、槽６０内の液が流路６７を介して槽７０に流出しない程度の大きさである。
【００１３】
ついで、図示される方向であって適宜定められる大きさの遠心力ｂ（ただし、この遠心力は遠心力ａより大きい）を印加することにより、槽６０内の液を槽７０へ移動させ、廃液を行なうとともに、槽４０内の洗浄液（第３の液体）の一部を、流路４９→槽９０→流路６９の経路１および流路４８→槽８０→流路６８の経路２から槽６０に導入して、槽６０内の目的物質と抗体修飾ビーズと酵素標識抗体との結合体を洗浄するとともに、洗浄後の洗浄液を槽７０へ移動させる。遠心力ｂの印加および停止を繰り返し行なうことによってこの洗浄工程を複数回行ない、多段階洗浄を行なう。この洗浄工程によって未反応の検体および未反応の酵素標識抗体が除去される。なお、槽４０内の洗浄液の液面が、流路４９と槽４０との接続位置より下（分析チップの外周部側）となった後は、槽４０内の洗浄液は経路２からのみ槽６０に導入される。
【００１４】
次に、槽５０に基質溶液を収容した後、図示される方向であって適宜定められる大きさの遠心力ｃ（この遠心力は遠心力ａと同程度の大きさであってよい）を印加することにより、槽５０内の基質溶液を槽６０に導入して酵素反応を行なう。遠心力ｃは、槽６０内の液が流路６７を介して槽７０に流出しない程度の大きさである。最後に、酵素反応によって槽６０内で生じた蛍光物質を検出し（槽６０に検出光を照射する）、目的物質を定量する。
【００１５】
上記のように、図１に示される流体回路を有する分析チップによれば、抗原抗体反応を行なった後、ついで洗浄液を導入して洗浄を行ない、その後酵素反応を行なうという逐次的操作が一方向の遠心力の印加により可能となっている。
【００１６】
しかしながら、次の点で改善の余地があった。すなわち、第１および第２の液体を槽６０に導入した後の工程での遠心力の印加により、槽２０および３０内の微量の残存液体が槽６０へ流出し、目的物質の定量精度に悪影響を与えることがあった。
【００１７】
そこで本発明は、生化学検査（とりわけＥＬＩＳＡ法）に好適に適用できる、検査精度の高い分析チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、内部空間（流体回路）を備えており、遠心力の印加により該内部空間内に存在する液体を該内部空間内の所望の位置に移動させる円盤型の分析チップに関する。本発明の円盤型分析チップにおいて該内部空間（流体回路）は、第１液体を収容するための第１槽；第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第２槽および第３槽；第２槽および第３槽よりも分析チップの外周部側に設けられる、第２液体を収容するための第４槽、第３液体を収容するための第５槽および第４液体を収容するための第６槽；第４槽、第５槽および第６槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第７槽；第７槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第８槽；第１槽と第２槽とを接続する第１流路；第１槽と第３槽とを接続する第２流路；第２槽と第４槽とを接続する第３流路；第３槽と第５槽とを接続する第４流路；第４槽と第７槽とを接続する第５流路；第５槽と第７槽とを接続する第６流路；第６槽と第７槽とを接続する第７流路；第７槽と第８槽とを接続する第８流路を含む。
【００１９】
該内部空間（流体回路）は、第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第９流路によって第１槽に接続されるとともに、第１０流路によって第６槽に接続される第９槽、および、第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第１１流路によって第１槽に接続されるとともに、第１２流路によって第７槽に接続される第１０槽をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
好ましくは、第１流路、第２流路、第５流路、第６流路、第７流路および第９流路の断面積は、前記第８流路の断面積より大きく、かつ、第８流路の断面積は、第３流路、第４流路、第１０流路、第１１流路および第１２流路の断面積より大きい。
【００２１】
第７槽の容積は、好ましくは第２槽、第３槽、第９槽および第１０槽の合計容積と同じか、または該合計容積よりも小さい。
【００２２】
第４槽、第５槽、第６槽は、それぞれ第２液体、第３液体、第４液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口を有することができる。第１導入口、第２導入口、第３導入口は、それぞれ第３流路と第４槽との接続点、第４流路と第５槽との接続点、第１０流路と第６槽との接続点から上記遠心力の方向に延びる直線上とは異なる位置に配置されることが好ましい。
【００２３】
前記第１１流路と前記第１槽との接続点は、前記第９流路、前記第２流路および前記第１流路と前記第１槽との接続点よりも分析チップの外周部側に位置することが好ましい。
【００２４】
好ましくは、第５流路、第６流路および第７流路は、第７槽における第１槽側の領域に接続され、第１２流路は、第７槽における第８槽側の領域に接続される。
【００２５】
本発明の分析チップは、一方の表面に溝を有する第１の基板と、該第１の基板の溝形成面上に積層される第２の基板とからなることができる。この場合、上記内部空間（流体回路）は、上記溝と、第２の基板における第１の基板側表面とによって構成される。
【００２６】
第４槽、第５槽、第６槽、第１槽は、それぞれ第２液体、第３液体、第４液体、第１液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口、第４導入口を有することができ、分析チップが上記のように第１の基板と第２の基板とからなる場合、第１導入口、第２導入口、第３導入口および第４導入口の少なくとも１つ（好ましくはすべて）は、第２の基板を厚み方向に貫通する貫通口からなることができる。
【００２７】
上記記貫通口は、第１の基板方向に進むに従いその口径が小さくなるようなテーパー形状を有することが好ましい。この場合、貫通口は、第２の基板の表面に対して垂直方向に延びていてもよく、あるいは、第１の基板方向に進むに従い分析チップの外周部により近づくように、第２の基板の表面に対して傾斜して延びていてもよい。
【００２８】
本発明はまた、上記分析チップの使用方法を提供する。本発明の分析チップの使用方法は、第１液体としての洗浄液を第１槽に収容し、第２液体としての分析対象である検体および酵素で標識された抗体を含む液体を第４槽に収容し、第３液体としての抗体で修飾されたビーズを含有する液体を第５槽に収容する第１液体収容工程と、第１遠心力の印加により、前記第５流路を通して第２液体を第７槽に導入するとともに、第６流路を通して第３液体を第７槽に導入して、第２液体と第３液体とを反応させる第１反応工程と、第１遠心力よりも大きい第２遠心力の印加により、第１液体を第７槽に導入し、反応後の前記ビーズを洗浄するとともに、前記第８流路を通して洗浄後の第１液体を第８槽に移動させる洗浄工程と、第４液体としての基質溶液を第６槽に収容する第２液体収容工程と、第３遠心力の印加により、第７流路を通して第４液体を第７槽に導入し、洗浄後の前記ビーズとの反応を行なう第２反応工程とをこの順で備える。
【００２９】
ここで、上記洗浄工程は、第１槽内の第１液体が下記経路（１）〜（４）：
（１）第９流路、第９槽、第１０流路、第６槽および第７流路をこの順に通過する経路、
（２）第２流路、第３槽、第４流路、第５槽および第６流路をこの順に通過する経路、
（３）第１流路、第２槽、第３流路、第４槽および第５流路をこの順に通過する経路、ならびに
（４）第１１流路、第１０槽および第１２流路をこの順に通過する経路
のすべてを通って第７槽に導入される工程を含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の円盤型分析チップによれば、洗浄工程において第２液体、第３液体をそれぞれ収容していた第４槽、第５槽内の洗浄がなされるため、残存していた第２液体、第３液体が洗浄工程よりも後の工程で流出するという不具合の発生を防止することができ、もって検査精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＥＬＩＳＡ法を実施し得る分析チップの流体回路構造を示す概略上面図である。
【図２】本発明の円盤型分析チップの一例を示す概略上面図である。
【図３】本発明の円盤型分析チップが有する流体回路構造の好ましい一例を示す概略上面図である。
【図４】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第１液体収容工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図５】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第１反応工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図６】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、洗浄工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図７】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第２液体収容工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図８】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第２反応工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図９】円盤型分析チップを回転させるための回転装置および光学測定を行なうための装置を示す概略図である。
【図１０】本発明の円盤型分析チップの好ましい例を模式的に示す断面図であり、第１槽が形成されている部分の拡大図である。
【図１１】本発明の円盤型分析チップの好ましい例を模式的に示す断面図であり、第１槽が形成されている部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜円盤型分析チップ＞
図２は、本発明の円盤型分析チップの一例を示す概略上面図である。図２に示される円盤型分析チップ１００は、各種槽（リザーバ）およびこれらの槽を接続する微細流路から主に構成される流体回路１０を内部に有しており、図示されるような矢印の向き（もしくはその逆向き）に分析チップを適切な回転速度で回転させ、適切な大きさの遠心力を付与することにより、流体回路１０内の液体（検体、試薬、洗浄液、廃液など）を流体回路１０内の所望の位置（槽）に移動させることができる。図２に示される例において円盤型分析チップ１００は、同じ形状（パターン）の流体回路１０を８個有しており、８個の検査・分析を同時並行に実施することができるようになっている。８個の流体回路１０は、円盤の径方向（すなわち、円盤の中心を遠心中心として分析チップを回転させたときの遠心力方向）に沿うように配列されている。なお、図２に示される例において流体回路１０の数は８個であるが、これに限定されるものではなく、８個より少なくてもよいし、多くてもよい。
【００３３】
流体回路１０は、円盤型分析チップ１００の内部に形成された空間である。このような流体回路１０を有する円盤型分析チップ１００は、円盤型の第１の基板上に流体回路構造に応じた溝パターンを形成し、当該第１の基板の溝形成面上に第２の基板を積層、接合することにより作製することができる。積層させる第２の基板にも流体回路を構成する溝パターンが形成されていてもよい。また、第２の基板を用いる代わりに、貼着シール（貼着ラベル）などの他の積層部材を第１の基板の溝形成面上に積層することにより円盤型分析チップを作製してもよい。
【００３４】
円盤型分析チップ１００を構成する基板材料は特に限定されず、たとえば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ガラス、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）が挙げることができる。工業的な生産性の観点から、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ、ＣＯＰ、ＣＯＣを用いることが好ましい。円盤型分析チップを分析において蛍光測定が行なわれる場合、基板材料は蛍光を生じにくい材料であることが好ましい。蛍光を生じにくい材料は、好ましくは（メタ）アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂であり、具体的にはＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣが挙げられる。
【００３５】
円盤型分析チップ１００の厚さは特に限定されないが、０．１〜１００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２〜３ｍｍである。円盤型分析チップ１００の基板に溝パターンを形成する方法は特に限定されず、機械加工、サンドブラスト加工、射出成形などが挙げられる。基板同士の接合方法としては、少なくとも一方の基板の貼り合わせ面を融解させて溶着させる方法（溶着法）、接着剤を用いて接着させる方法などを挙げることができる。溶着法としては、基板を加熱して溶着させる方法；レーザー等の光を照射して、光吸収時に発生する熱により溶着する方法（レーザー溶着）；超音波を用いて溶着する方法などを挙げることができる。なかでもレーザー溶着法が好ましく用いられる。
【００３６】
次に、本発明の円盤型分析チップが有する流体回路の構造について、実施の形態を示してより詳細に説明する。図３は、本発明の円盤型分析チップが有する流体回路の構造の好ましい一例を示す概略上面図であり、図２に示される円盤型分析チップ１００が有する流体回路１０を拡大して示したものである。円盤型分析チップ１００が有する流体回路１０は、ＥＬＩＳＡ法などの検査法に好適に適用できる構造を有している。
【００３７】
図３に示されるように流体回路１０は、第１液体を収容するための第１槽１０１；第１槽１０１よりも分析チップの外周部側に設けられる第２槽１０２および第３槽１０３；第２槽１０２および第３槽１０３よりも分析チップの外周部側に設けられる、第２液体を収容するための第４槽１０４、第３液体を収容するための第５槽１０５および第４液体を収容するための第６槽１０６；第４槽１０４、第５槽１０５および第６槽１０６よりも分析チップの外周部側に設けられる第７槽１０７；第７槽１０７よりも分析チップの外周部側に設けられる第８槽１０８；第１槽１０１と第２槽１０２とを接続する第１流路２０１；第１槽１０１と第３槽１０３とを接続する第２流路２０２；第２槽１０２と第４槽１０４とを接続する第３流路２０３；第３槽１０３と第５槽１０５とを接続する第４流路２０４；第４槽１０４と第７槽１０７とを接続する第５流路２０５；第５槽１０５と第７槽１０７とを接続する第６流路２０６；第６槽１０６と第７槽１０７とを接続する第７流路２０７；第７槽１０７と第８槽１０８とを接続する第８流路２０８；第１槽１０１よりも分析チップの外周部側に設けられ、第９流路２０９によって第１槽１０１に接続されるとともに、第１０流路２１０によって第６槽１０６に接続される第９槽１０９；および、第１槽１０１よりも分析チップの外周部側に設けられ、第１１流路２１１によって第１槽１０１に接続されるとともに、第１２流路２１２によって第７槽１０７に接続される第１０槽１１０を含む。
【００３８】
第１槽１０１は、第１液体を排出するための４つの流路、すなわち、第９流路２０９、第２流路２０２、第１流路２０１、第１１流路２１１が接続されており、各流路と第１槽１０１との接続点の位置は、分析チップの径方向（遠心力方向）に関してそれぞれ異なっている。特に第１１流路２１１と第１槽１０１との接続点は、第１槽１０１に凸部を設けることにより、他の流路の接続点よりも顕著に分析チップの外周部側に位置している。
【００３９】
第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０は、第１槽１０１から第７槽１０７に至る経路の途中に介在する、第１液体を一時的に収容するバッファ槽として機能しており、このようなバッファ槽の介在により、第１槽１０１内の第１液体を第７槽１０７へ分割導入（多段階導入）することが可能となっている。
【００４０】
第４槽１０４、第５槽１０５、第６槽１０６は、それぞれ第２液体、第３液体、第４液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ、第３導入口１０６ａを有する。同様に、第１槽１０１は、第１液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第４導入口１０１ａを有する。これらの導入口は、第１の基板上に積層される第２の基板または貼着シール（貼着ラベル）などに形成される、厚み方向に貫通する貫通口である。また、これらの貫通口は後述する空気穴と同様の役割も果たし得る。
【００４１】
図３に示されるように、第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ、第３導入口１０６ａは、それぞれ第３流路２０３と第４槽１０４との接続点、第４流路２０４と第５槽１０５との接続点、第１０流路２１０と第６槽１０６との接続点から遠心力の方向に延びる直線上とは異なる位置に配置されることが好ましい。これにより、第１槽１０１内の第１液体が、第４槽１０４、第５槽１０５、第６槽１０６に導入される際に、これらの導入口から第１液体が漏洩することを防止することができる。
【００４２】
第８槽１０８および第１０槽１１０にはそれぞれ、分析チップ外部に連通する第１空気穴１０８ａ、第２空気穴１１０ａが接続されている。これらの空気穴は、遠心力による流体回路１０内の液体移動を円滑に行なわせる役割を果たし、たとえば、第１の基板上に形成された溝と、第１の基板上に積層される第２の基板または貼着シール（貼着ラベル）などに形成される、上記溝に連通する貫通口とによって構成することができる。これらの空気穴は、導入された液体が空気穴から漏洩することを防止するため、接続される槽よりも分析チップの中心部側（遠心力方向の上流側）に設けられる。なお、空気穴は適宜の位置に設けることができ、第８槽１０８および第１０槽１１０以外の他の槽に設けてもよいし、第８槽１０８および／または第１０槽１１０に加えて、他の槽に設けることもできる。
【００４３】
流体回路１０において各流路の断面積は、流体回路１０内の液体を所望の槽まで移動させることができ、かつ所望の槽の遠心力方向下流側に接続される槽への液体の流出を防止できるよう、下記関係式〔Ｉ〕および〔ＩＩ〕：
第１流路２０１、第２流路２０２、第５流路２０５、第６流路２０６、第７流路２０７および第９流路２０９の断面積 ＞ 第８流路２０８の断面積 〔Ｉ〕
第８流路２０８の断面積 ＞ 第３流路２０３、第４流路２０４、第１０流路２１０、第１１流路２１１および第１２流路２１２の断面積 〔ＩＩ〕
を満たしている。
【００４４】
具体的には、本実施形態の流体回路１０では、第１流路２０１、第２流路２０２、第５流路２０５、第６流路２０６、第７流路２０７および第９流路２０９の幅および深さをそれぞれ６００μｍ、８００μｍとし、第８流路２０８の幅および深さをそれぞれ１００μｍ、５０μｍとし、第３流路２０３、第４流路２０４、第１０流路２１０、第１１流路２１１および第１２流路２１２の幅および深さをそれぞれ１００μｍ、３０μｍとしている。
【００４５】
ただし、各流路の幅および深さは、上記断面積の関係を満たす限り特に制限されず、たとえば数μｍまたは数十μｍ〜数百μｍ（千μｍ程度であってもよい）の範囲の幅および深さを有することができる。抗体修飾ビーズを用いてＥＬＩＳＡ法などの検査法を実施する場合、抗体修飾ビーズの第８槽１０８への流出を防止するために、第８流路２０８の断面のうち少なくとも１辺は、抗体修飾ビーズのサイズよりも小さくされることが必要である。
【００４６】
また、流体回路１０において第７槽１０７は、その容積が第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０の合計容積よりも小さくなるように設計されている。第７槽１０７の容積は、該合計容積と同じであってもよい。
【００４７】
第７槽１０７は、その底部（分析チップ外周部側、遠心力方向下流側）に、膨らんだ形状を有する被洗浄物収容部１０７ａを備える。図３に示される方向の遠心力を印加することにより被洗浄物〔たとえば、ＥＬＩＳＡ法におけるビーズ（目的物質と抗体修飾ビーズと酵素標識抗体との結合体）〕を被洗浄物収容部１０７ａ内にトラップし、被洗浄物収容部１０７ａに直接的に第１液体が導入される経路を設けることにより洗浄効果を高めることができる。本実施形態の円盤型分析チップ１００において、このような経路は、第１１流路２１１、第１０槽１１０および第１２流路２１２をこの順に通過する経路である（図３）。
【００４８】
たとえば、本実施形態の円盤型分析チップ１００を用いてＥＬＩＳＡ法による検査を行なう場合、第１液体は洗浄液であり、第２液体は分析対象である目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液体であり、第３液体は抗体修飾ビーズを含有する液体であり、第４液体は基質溶液であることができる。抗体修飾ビーズの粒径は特に制限されず、たとえば粒径７５μｍのものなど従来公知のものを用いることができる。
【００４９】
以上のような構造の流体回路１０を有する本実施形態の円盤型分析チップ１００によれば、たとえばＥＬＩＳＡ法による検査を実施する場合、第１槽１０１内の第１液体（洗浄液）を第７槽１０７に導入する洗浄工程において第４槽１０４および第５槽１０５の洗浄が可能になる。すなわち、該洗浄工程において第１槽１０１内の第１液体の一部は、第１流路２０１、第２槽１０２、第３流路２０３、第４槽１０４および第５流路２０５をこの順に通って第７槽１０７に導入されるとともに、第２流路２０２、第３槽１０３、第４流路２０４、第５槽１０５および第６流路２０６をこの順に通って第７槽１０７に導入されるので、第４槽１０４、第５槽１０５内の第２液体、第３液体を第７槽１０７に導入した後に残存している第４槽１０４、第５槽１０５内の微量の第２液体、第３液体は、第１液体によって効果的に洗浄除去される。したがって、残存していた第２液体、第３液体が当該洗浄工程よりも後の工程で流出するという不具合を防止することができ、これにより検査精度を高めることができる。
【００５０】
また、本実施形態の流体回路１０の構造は、第２液体および第３液体を第７槽１０７に導入する工程の後に行なう上述の洗浄工程における第７槽１０７内のビーズ（目的物質と抗体修飾ビーズと酵素標識抗体との結合体）の洗浄効果を高めるうえでも極めて有利である。すなわち、後でも述べるように当該洗浄工程は、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって第１槽１０１内の第１液体の一部を第７槽１０７に導入して第７槽１０７内のビーズを洗浄する工程を複数回含む多段階洗浄であることができるが、この多段階洗浄の少なくとも初期においては、第１槽１０１内の第１液体は、下記経路（１）〜（４）：
（１）第９流路２０９、第９槽１０９、第１０流路２１０、第６槽１０６および第７流路２０７をこの順に通過する経路、
（２）第２流路２０２、第３槽１０３、第４流路２０４、第５槽１０５および第６流路２０６をこの順に通過する経路、
（３）第１流路２０１、第２槽１０２、第３流路２０３、第４槽１０４および第５流路２０５をこの順に通過する経路、ならびに
（４）第１１流路２１１、第１０槽１１０および第１２流路２１２をこの順に通過する経路のすべてを通って第７槽１０７に導入されることとなり、多方向から第７槽１０７内のビーズを洗浄することができるようになるため、洗浄効果を向上させることができる。このような洗浄効果の向上もまた、検査精度の向上に寄与する。
【００５１】
多方向から第７槽１０７内のビーズを洗浄することができるようにし、洗浄効果を向上させるためには、図３に示されるように、第５流路２０５、第６流路２０６および第７流路２０７を第７槽１０７における第１槽１０１側の領域に接続し、一方、第１２流路２１２を第７槽１０７における第８槽１０８側の領域に接続することが好ましい。これにより、第７槽１０７内のビーズを上方向（第１槽１０１側）および下方向（第８槽１０８側）の双方から洗浄液に接触させることが可能となり、これにより該ビーズをより効果的に洗浄することができる。また上述のように、第１２流路２１２を被洗浄物収容部１０７ａに直接接続しているので、この点でも洗浄効果が高められている。
【００５２】
また、第１１流路２１１と第１槽１０１との接続点が、第９流路２０９、第２流路２０２および第１流路２０１と第１槽１０１との接続点より分析チップの外周部側に位置するように構成されているため、上述の多段階洗浄においては、被洗浄物収容部１０７ａに直接的に第１液体が導入される経路である上記経路（４）からの第１液体導入によるビーズの洗浄が常に行なわれる。このこともまた、洗浄効果を高めるうえで有利である。
【００５３】
さらに本実施形態のように、第７槽１０７の容積を第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０の合計容積と同じか、または該合計容積よりも小さくすることによっても第７槽１０７内のビーズの洗浄効果を高めることができる。すなわち、上述の洗浄工程における多段階洗浄の少なくとも初期においては、第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０のすべてのバッファ槽に第１液体が一時的にほぼ満たされ、これらの第１液体がすべて第７槽１０７に導入されることになるが、上記のような容積の関係を満たすことにより、第７槽１０７全体が第１液体で満たされることになるため、第７槽１０７内全体を効果的に洗浄することができる。
【００５４】
流体回路１０の構造は、必要に応じて種々の変形が可能である。たとえば、流体回路１０は、上記経路（１）を形成する第９流路２０９、第９槽１０９および第１０流路２１０を有していなくてもよく、また上記経路（４）を形成する第１１流路２１１、第１０槽１１０および第１２流路２１２を有していなくてもよい。ただし、洗浄効果の向上の観点からは、図３に示されるように、これらの槽および流路を有していることが好ましい。
【００５５】
また第１０流路２１０は、図１に示される流体回路のように、第６槽１０６に接続するのではなく、直接第７槽１０７に接続するようにしてもよい。ただし、第２液体および第３液体を第７槽１０７に導入する工程において第７流路２０７に侵入し得る第２液体および第３液体を洗浄工程において洗浄除去でき、これにより検査精度をより高めることができることから、図３に示されるように、第１０流路２１０は第６槽１０６に接続されることが好ましい。
【００５６】
上述のように、本発明の円盤型分析チップは、流体回路（内部空間）構造に応じた溝パターンが一方の表面に形成された第１の基板の溝形成面上に、第２の基板を積層、接合することにより作製することができ、第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ、第３導入口１０６ａおよび第４導入口１０１ａの少なくとも１つ（好ましくはすべて）は、第２の基板を厚み方向に貫通する貫通口であることができる。
【００５７】
図１０および図１１は、分析チップの第１槽１０１が形成されている部分を拡大して示す断面模式図である。図１０および図１１において、円盤型分析チップは第１の基板１と第２の基板との積層体であり、第１の基板１の一方の表面に形成された溝と、第２の基板２における第１の基板１側表面とによって、第１槽１０１を含む流体回路（内部空間）が形成されている。第４導入口１０１ａは、第２の基板２を厚み方向に貫通する貫通口からなる。
【００５８】
図１０および図１１に示されるように、第４導入口１０１ａ（他の導入口についても同様）を構成する貫通口は、第１の基板方向に進むに従いその口径が小さくなるようなテーパー形状を有することが好ましい。各槽への液体の注入はピペットを用いて行なうことができるが、このようなテーパー形状とすることにより、導入口の位置が見やすくなるとともに、ピペットチップ５００の先端をガイドする役割を果たし、ピペットチップ５００の先端を貫通口の奥まで容易に誘導することができるようになる。
【００５９】
貫通口は、図１０に示されるように、第２の基板２の表面に対して垂直方向に延びるものであることができる。これにより、ピペットチップ５００を、第２の基板２の表面に対して垂直方向に容易に挿入することができる。図１０に示される例において、テーパー角ａおよびｂは等しい。テーパー角ａおよびｂは、たとえば１０〜８０度であり、好ましくは２０〜７０度である。
【００６０】
また貫通口は、図１１に示されるように、第１の基板１方向に進むに従い分析チップの外周部（図１１における第１槽１０１の出口１０１ｂ）により近づくように（すなわち、遠心力のより下流側に進むように）、第２の基板２の表面に対して傾斜して延びていてもよい。これにより、液体注入時に貫通口内に液体が含まれている場合であっても、遠心力印加時に、貫通口内の液体は第１槽１０１内に導入されるため、第１の基板１の外面側に漏れ出すことを防止できる。
【００６１】
図１１に示される例においては、テーパー角ｃは、たとえば１０〜８０度であり、好ましくは２０〜７０度である。テーパー角ｄは、たとえば１００〜１７０度であり、好ましくは１１０〜１６０度である。
【００６２】
＜円盤型分析チップの使用方法＞
以下、図４〜図８に基づき、本実施形態の円盤型分析チップ１００を用いてＥＬＩＳＡ法による検査を行なう実施態様（円盤型分析チップの使用方法の実施態様）について説明する。図４〜図８は、図３に示される流体回路１０を有する本実施形態の円盤型分析チップ１００を用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、各工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【００６３】
まず、第１液体としての洗浄液Ａを第１槽１０１に収容し、第２液体としての分析対象である検体および酵素標識抗体を含む液体Ｂを第４槽１０４に収容し、第３液体としての抗体修飾ビーズを含有する液体Ｃを第５槽１０５に収容する〔第１液体収容工程、図４〕。これらの洗浄液Ａおよび液体Ｂ〜Ｃの収容は、各槽の導入口（第４導入口１０１ａ、第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ）からのピペット等を用いた注入により行なうことができる。
【００６４】
次に、図５を参照して、分析チップの中心を回転中心とする分析チップの回転により、図５に示される方向であって適宜定められる大きさの第１遠心力を分析チップに印加することにより、第５流路２０５を通して液体Ｂを第７槽１０７に導入するとともに、第６流路２０６を通して液体Ｃを第７槽１０７に導入、混合して、液体Ｂと液体Ｃとの間で抗原抗体反応を行なう〔第１反応工程〕。第１遠心力は、液体Ｂおよび液体Ｃが第８流路２０８を介して第８槽１０８に流出しない程度の大きさである。この第１遠心力の印加により、バッファ槽である第２槽１０２、第３槽１０３および第９槽１０９に洗浄液Ａが導入されるが、第１遠心力は液体Ｂおよび液体Ｃが第８流路２０８を介して第８槽１０８に流出しない程度の大きさであるので、洗浄液Ａが第８流路２０８より断面積の小さい第３流路２０３、第４流路２０４および第１０流路２１０に流出することはない。
【００６５】
次に、図６を参照して、図６に示される方向であって適宜定められる大きさの第２遠心力を分析チップに印加することにより、洗浄液Ａを第７槽１０７に導入して、反応後のビーズを洗浄するとともに、第８流路２０８を通して洗浄後の洗浄液Ａを第８槽１０８へ移動させ、廃液を行なう〔洗浄工程〕。この洗浄工程によって未反応の検体および未反応の酵素標識抗体が除去される。第２遠心力は上記液体移動が可能な程度に大きい必要があり、少なくとも上記第１遠心力より大きい。なお、洗浄液Ａは、第８流路２０８よりも断面積が小さい流路を通って第７槽１０７に導入されるため、第１反応工程後における第７槽１０７内の反応液中の液分が第８槽１０８へ排出された後、洗浄液Ａが第７槽１０７に導入されることになる。
【００６６】
本洗浄工程は、第１槽１０１内の洗浄液Ａの一部を第７槽１０７に導入して第７槽１０７内のビーズを洗浄し、洗浄後の洗浄液Ａを第８槽１０８に排出する工程を複数回含むことができる。すなわち、第１槽１０１から第７槽１０７に至る経路中にバッファ槽（第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０）を介在させることにより、洗浄液Ａを第７槽１０７へ分割導入（多段階導入）することが可能となっている。分割導入が可能となるのは、第２遠心力を印加している間は、液体はバッファ槽を連続的に通過するが、遠心力を停止すると、バッファ槽内で液体が分断されることによる。したがって、第７槽１０７内のビーズの多段階洗浄は、第２遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことで実施することができる。
【００６７】
上述のように、多段階洗浄の少なくとも初期においては、第１槽１０１内の洗浄液Ａは、上記経路（１）〜（４）のすべてを通って第７槽１０７に導入される（図６参照）。これにより、多方向からの第７槽１０７内のビーズの洗浄が可能になるとともに、第１槽１０１から第７槽１０７に至る経路中の、第４槽１０４および第５槽１０５を含むあらゆる槽および流路の洗浄が実施される。また、多段階洗浄の少なくとも初期においては、上述のように、第７槽１０７全体が洗浄液Ａで満たされることになるため、第７槽１０７内全体を効果的に洗浄することができる。
【００６８】
多段階洗浄の進行とともに、第１槽１０１内の洗浄液Ａの液面が下がっていくため、洗浄液Ａの供給経路は、上記の４つの経路（１）〜（４）から段階的に絞られていき、最終的には、経路（４）のみから洗浄液Ａが第７槽１０７に導入される。洗浄工程は通常、第１槽１０１内の洗浄液Ａがすべて消費され、第８槽１０８に排出されるまで行なわれる。
【００６９】
次に、第４液体としての基質溶液Ｄを第６槽１０６に収容した後〔第２液体収容工程、図７〕、図８に示される方向であって適宜定められる大きさの第３遠心力を分析チップに印加することにより、第７流路２０７を通して基質溶液Ｄを第７槽１０７に導入し、洗浄後のビーズとの間で酵素反応を行なう〔第２反応工程、図８〕。第３遠心力は、上記第１遠心力と同程度の大きさであることができるが、第７槽１０７内の液が第８流路２０８を介して第８槽１０８に流出しない程度の大きさである。
【００７０】
最後に、酵素反応によって第７槽１０７内で生じた蛍光物質を、たとえば第７槽１０７に検出光を照射するなどの光学測定を行なうことにより検出し、目的物質を定量する〔検出工程〕。
【００７１】
なお、分析チップの回転および上記検出工程における光学測定は、図９のような装置を用いて行なうことができる。図９に示される回転装置は、ターンテーブル３０１とターンテーブル３０１を回転させるためのモータ３０２とを備える。ターンテーブル３０１上に円盤型分析チップ１００を載置し、モータ３０２によりターンテーブル３０１を回転させることにより、分析チップ外周部方向への遠心力を付与することができる。遠心力の大きさはターンテーブル３０１の回転速度により制御される。
【００７２】
また、図９に示される光学測定装置は、流体回路の所定の部位（上記の実施形態では第７槽１０７）に検出光を照射するための光源４０１と、蛍光物質から発せられた蛍光などを検出するための光検出器４０２とから構成されている。光源４０１としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）などを用いることができ、光検出器４０２としては、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）、ＰＭ（フォトマル）などを用いることができる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７４】
＜実施例１＞
図２に示される直径１２ｃｍ、厚み２ｍｍの円盤型分析チップを作製した。ただし、流体回路１０を合計１６個有している。この円盤型分析チップは、流体回路１０を構成する溝パターンを形成したＰＭＭＡ樹脂からなる第１の基板上に貼着ラベルを積層したものである。流体回路１０の構造は図３に示されるとおりであり、第１流路２０１、第２流路２０２、第５流路２０５、第６流路２０６、第７流路２０７および第９流路２０９の幅および深さはそれぞれ６００μｍ、８００μｍ、第８流路２０８の幅および深さはそれぞれ１００μｍ、５０μｍ、第３流路２０３、第４流路２０４、第１０流路２１０、第１１流路２１１および第１２流路２１２の幅および深さはそれぞれ１００μｍ、３０μｍである。
【００７５】
２重量％ＰＢＳ（ウシ血清アルブミン）のＰＢＳ溶液（０．０５重量％の界面活性剤を含有）からなるブロッキング剤を、流体回路１０全体を満たすように注入し、温度３７℃で３０分間ブロッキングを行なった。
【００７６】
＜参考例１＞
流体回路の構造が図１に示されるとおりであること以外は実施例１と同様の円盤型分析チップを作製した。また、実施例１と同様にして流体回路のブロッキングを行なった。
【００７７】
〔洗浄効果の評価〕
（１）実施例１の分析チップの第４槽１０４に、濃度２００ｎｇ／ｍＬの酵素標識抗体溶液（０．２重量％のＢＳＡおよび０．０５重量％の界面活性剤を含有）を注入した後、分析チップの回転により遠心力を印加して酵素標識抗体溶液を第７槽１０７に導入し、室温で３０分間静置することにより非特異吸着を生じさせた。その後、遠心力の印加により酵素標識抗体溶液を第８槽１０８に排出した。ついで、第１槽１０１にＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）を１００μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって、第７槽１０７内の多段階洗浄を行なった。次に、第６槽１０６に基質溶液を注入し、遠心力の印加によりこれを第７槽１０７に導入し、１０分間酵素反応を行ない、生じた蛍光の強度を測定した。
【００７８】
上記の洗浄実験を合計５回行なった。これらを洗浄実験１〜５とし、結果を表１に示す。各洗浄実験における「蛍光強度の平均値」とは、分析チップが有する１６個の流体回路の中から任意で選択した８個の流体回路についての蛍光強度（ａ．ｕ．）の平均値を意味する（以下に示す洗浄実験についても同じ）。表１中のカッコ内の数値はＣＶ（変動係数％）である。また、表１中の「洗浄実験１〜５のトータル」とは、流体回路８個×実験回数５回＝４０点についての蛍光強度の平均値およびＣＶを意味する（表２についても同様である）。
【００７９】
（２）参考例１の分析チップについて、上記（１）と同様の洗浄試験を行なった。すなわち、参考例１の分析チップの槽２０に、上記と同じ酵素標識抗体溶液を注入した後、遠心力を印加して酵素標識抗体溶液を槽６０に導入し、室温で３０分間静置することにより非特異吸着を生じさせた。その後、遠心力の印加により酵素標識抗体溶液を槽７０に排出した。ついで、槽４０にＰＢＳを８０μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって、槽６０内の多段階洗浄を行なった。次に、槽５０に基質溶液を注入し、遠心力の印加によりこれを槽６０に導入し、１０分間酵素反応を行ない、生じた蛍光の強度を測定した。上記の洗浄実験を合計２回行なった。これらを洗浄実験６〜７とし、結果を表１に示す。
【００８０】
（３）参考例１の分析チップについて次の洗浄実験を行なった。酵素標識抗体溶液を槽７０に排出する工程までは上記（２）と同じである。次に、１）槽４０にＰＢＳを８０μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによる槽６０内の多段階洗浄、２）槽２０にＰＢＳを５μＬ注入し、遠心力の印加によりＰＢＳを槽６０に導入することによる槽６０内の洗浄、および、３）槽５０にＰＢＳを１０μＬ注入し、遠心力の印加によりＰＢＳを槽６０に導入することによる槽６０内の洗浄の１）〜３）を１セットとし、これを合計３セット行なった。これ以降は上記（２）と同様にして蛍光強度を測定した。この洗浄試験は１回のみ行なった。これを洗浄実験８とし、結果を表１に示す。
【００８１】
表１に示されるとおり、実施例１の分析チップは極めて良好な洗浄効果を示した。酵素標識抗体溶液およびＰＢＳを第７槽１０７に導入することなく、基質溶液のみを第７槽１０７に導入したときの蛍光強度（バックグラウンド）は２２〜２３程度であり、実施例１の分析チップによれば、上記（１）のような洗浄実験では、多段階洗浄により蛍光強度がバックグラウンドと同等になる程度にまで第７槽１０７内の洗浄を行なうことができる。
【００８２】
これに対して参考例１の分析チップでは、多段階洗浄を行なっても〔洗浄実験（２）〕、比較的高い蛍光強度を示した。これは、槽２０を洗浄できないために、洗浄工程よりも後の工程で槽２０内に残存していた微量の酵素標識抗体溶液が槽６０に流出することが原因であると考えられる。槽２０および槽５０に直接ＰＢＳを注入してこれらの槽を洗浄する操作を加えた洗浄〔洗浄実験（３）〕によっても、実施例１の分析チップほどの洗浄効果は得られなかった。
【００８３】
【表１】
【００８４】
（４）実施例１の分析チップについて、ＥＬＩＳＡ法に適用する場合のようにビーズを流体回路に導入したときの洗浄効果を評価した。まず、実施例１の分析チップの第４槽１０４に、ブロッキング済ビーズ（粒径８０μｍ）０．２５μｇおよび濃度２００ｎｇ／ｍＬの酵素標識抗体溶液（０．２重量％のＢＳＡおよび０．０５重量％の界面活性剤を含有）を注入した後、分析チップの回転により遠心力を印加して、これらを第７槽１０７に導入し、室温で３０分間静置することにより非特異吸着を生じさせた。その後、遠心力の印加により第７槽１０７内の液を第８槽１０８に排出した。ついで、第１槽１０１にＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）を１００μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって、ビーズの多段階洗浄を行なった。次に、第６槽１０６に基質溶液を注入し、遠心力の印加によりこれを第７槽１０７に導入し、１０分間酵素反応を行ない、生じた蛍光の強度を測定した。上記の洗浄実験を合計７回行なった。これらを洗浄実験９〜１５とし、結果を表２に示す。
【００８５】
【表２】
【符号の説明】
【００８６】
１ 第１の基板、２ 第２の基板、１０ 流体回路、１００ 円盤型分析チップ、１０１ 第１槽、１０１ａ 第４導入口、１０１ｂ 第１槽の出口、１０２ 第２槽、１０３ 第３槽、１０４ 第４槽、１０４ａ 第１導入口、１０５ 第５槽、１０５ａ 第２導入口、１０６ 第６槽、１０６ａ 第３導入口、１０７ 第７槽、１０７ａ 被洗浄物収容部、１０８ 第８槽、１０８ａ 第１空気穴、１０９ 第９槽、１１０ 第１０槽、１１０ａ 第２空気穴、２０１ 第１流路、２０２ 第２流路、２０３ 第３流路、２０４ 第４流路、２０５ 第５流路、２０６ 第６流路、２０７ 第７流路、２０８ 第８流路、２０９ 第９流路、２１０ 第１０流路、２１１ 第１１流路、２１２ 第１２流路、３０１ ターンテーブル、３０２ モータ、４０１ 光源、４０２ 光検出器、５００ ピペットチップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬＩＳＡ法等の各種生化学検査に好適に用いることができる分析チップに関し、より詳しくは、ターンテーブルなどの遠心装置上に載置し、該遠心装置の回転による遠心力を利用して検体と試薬とを反応させた後、光学測定などにより目的物質の検出または定量などを行なうことができる円盤型分析チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ、酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルスおよび細胞などの生体物質を検出または定量する重要性が増してきており、それらを簡便に測定できる様々な分析チップが提案されている。分析チップは、実験室で行なっている一連の検出または定量操作を、小さなチップ内で行なえることから、検体および試薬が微量で済み、コストが安く、反応速度が速く、ハイスループットな検査ができ、検体を採取した現場で直ちに検査結果を得ることができるなど多くの利点を有している。
【０００３】
分析チップとしては、たとえばコンパクトディスクのような円盤型の基板に多数のリザーバ（槽）およびこれらを接続する微細流路が形成された分析チップ〔以下、分析チップの基板に形成される各種リザーバおよびこれらを接続する流路から構成される回路（パターン）全体を総称して「流体回路」ともいう。〕であって、円盤の中心を遠心中心とする回転による遠心力を利用してリザーバ中の液体（検体や試薬など）を移動させ所定の反応などを行なう分析チップが従来公知である（たとえば非特許文献１）。このような円盤型分析チップもまた、上述のような多くの利点を有しており、さらには遠心力を利用するために、ポンプやバルブなどの周辺機器を必要とせず、分析システム全体を小型化できるという大きな利点を兼ね備えている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】中嶋秀、「コンパクトディスク型マイクロチップを用いる流れ分析法」、「ぶんせき」社団法人日本分析化学会、２００９年７月、ｐ．３８１−３８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分析チップは、様々な検査・分析法への展開（様々な種類の反応系への適用）が期待されており、このようなものとしては、生化学検査でよく用いられているＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ−Ｌｉｎｋｅｄ Ｉｍｍｕｎｏｓｏｒｂｅｎｔ Ａｓｓａｙ）法が挙げられる。ＥＬＩＳＡ法とは、検体中に含まれる微量の目的物質（検査対象物質）を、酵素反応を利用して定量的に検出する手法の１つであり、目的物質を高感度で検出することができ、定量性にも優れているといった有利な特徴を有する。
【０００６】
ＥＬＩＳＡ法では、たとえば、１）目的物質を含む検体、２）目的物質に特異的に結合する抗体で修飾されたビーズ等の固相、および、３）目的物質と抗体で修飾されたビーズとの結合体に特異的に結合する抗体であって、酵素で標識された抗体〔以下、「酵素標識抗体」という。〕の１）〜３）を混合して抗原抗体反応を行ない、未反応の検体（目的物質以外の成分）および未反応の酵素標識抗体を洗浄除去した後、基質溶液との酵素反応を行なって、生じた蛍光物質を検出することにより、目的物質を定量することができる。
【０００７】
本発明者らは、ＥＬＩＳＡ法を実施可能な円盤型分析チップとして、すでに図１に示されるような流体回路構造を有する分析チップを創出している。図１に示される流体回路は、円盤型の基板上に溝パターンとして形成されたものである。図１の上方向が円盤型基板の中心方向であり、図１の下方向が円盤型基板の外周部方向である。
【０００８】
図１に示される流体回路は、第１液体（たとえば、目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液）を収容するための槽２０（目的物質を含む検体および酵素標識抗体を導入するための導入口２０ａを有している）；第２液体（たとえば、抗体で修飾されたビーズ〔抗体修飾ビーズ〕を含有する液）を収容するための槽３０（抗体修飾ビーズを含有する液を導入するための導入口３０ａを有している）；第３液体（たとえば、洗浄液）を収容するための槽４０（洗浄液を導入するための導入口４０ａを有している）；第４液体（たとえば、基質溶液）を収容するための槽５０（基質溶液を導入するための導入口５０ａを有している）；槽２０，３０，４０および５０よりも分析チップの外周部側に設けられる槽６０；槽６０よりも分析チップの外周部側に設けられる槽７０（空気穴７０ａを有している）；槽４０と槽６０との間に設けられる槽８０（空気穴８０ａを有している）および槽９０；槽２０と槽６０とを接続する流路２６；槽３０と槽６０とを接続する流路３６；槽５０と槽６０とを接続する流路５６；槽６０と槽７０とを接続する流路６７；槽４０と槽８０とを接続する流路４８；槽６０と槽８０とを接続する流路６８；槽４０と槽９０とを接続する流路４９；槽６０と槽９０とを接続する流路６９から構成されている。
【０００９】
流路の各断面積は、流路４９＝（または≒）流路２６＝（または≒）流路３６＝（または≒）流路５６＞流路６７＞流路６９＝（または≒）流路４８＝（または≒）流路６８となるように設計されている。また、流路６７の断面のうち少なくとも１辺は、抗体修飾ビーズのサイズよりも小さい。
【００１０】
なお、上記溝パターン（流体回路）が形成された円盤型の基板上には、流体回路からの液の漏れ出しを防止するために、流体回路を覆う基板や貼着シールなどの積層部材が積層される。この積層部材には、上述のような検体および酵素標識抗体を導入するための導入口２０ａ、抗体修飾ビーズを含有する液を導入するための導入口３０ａ、洗浄液を導入するための導入口４０ａ、ならびに基質溶液を導入するための導入口５０ａが設けられる。これらの導入口は、積層部材を厚み方向に貫通する貫通口である。また、空気穴７０ａ，８０ａは、流体回路と分析チップ外部とを連通させる穴であり、円盤型の基板上に形成された溝と、円盤型の基板上に積層される積層部材に形成される、該溝に連通する貫通口とによって構成できる。
【００１１】
図１に示される流体回路を有する分析チップによれば、遠心力を利用して次の手順でＥＬＩＳＡ法による検査を実施し得る。
【００１２】
まず、槽２０に目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液（第１の液体）を収容し、槽３０に抗体修飾ビーズを含有する液（第２の液体）を収容し、槽４０に洗浄液（第３の液体）を収容する。次に、分析チップの中心を回転中心とする分析チップの回転により、図示される方向であって適宜定められる大きさの遠心力ａを分析チップに印加することにより、目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液（第１の液体）、ならびに抗体修飾ビーズを含有する液（第２の液体）を槽６０に導入、混合して抗原抗体反応を行なう。遠心力ａは、槽６０内の液が流路６７を介して槽７０に流出しない程度の大きさである。
【００１３】
ついで、図示される方向であって適宜定められる大きさの遠心力ｂ（ただし、この遠心力は遠心力ａより大きい）を印加することにより、槽６０内の液を槽７０へ移動させ、廃液を行なうとともに、槽４０内の洗浄液（第３の液体）の一部を、流路４９→槽９０→流路６９の経路１および流路４８→槽８０→流路６８の経路２から槽６０に導入して、槽６０内の目的物質と抗体修飾ビーズと酵素標識抗体との結合体を洗浄するとともに、洗浄後の洗浄液を槽７０へ移動させる。遠心力ｂの印加および停止を繰り返し行なうことによってこの洗浄工程を複数回行ない、多段階洗浄を行なう。この洗浄工程によって未反応の検体および未反応の酵素標識抗体が除去される。なお、槽４０内の洗浄液の液面が、流路４９と槽４０との接続位置より下（分析チップの外周部側）となった後は、槽４０内の洗浄液は経路２からのみ槽６０に導入される。
【００１４】
次に、槽５０に基質溶液を収容した後、図示される方向であって適宜定められる大きさの遠心力ｃ（この遠心力は遠心力ａと同程度の大きさであってよい）を印加することにより、槽５０内の基質溶液を槽６０に導入して酵素反応を行なう。遠心力ｃは、槽６０内の液が流路６７を介して槽７０に流出しない程度の大きさである。最後に、酵素反応によって槽６０内で生じた蛍光物質を検出し（槽６０に検出光を照射する）、目的物質を定量する。
【００１５】
上記のように、図１に示される流体回路を有する分析チップによれば、抗原抗体反応を行なった後、ついで洗浄液を導入して洗浄を行ない、その後酵素反応を行なうという逐次的操作が一方向の遠心力の印加により可能となっている。
【００１６】
しかしながら、次の点で改善の余地があった。すなわち、第１および第２の液体を槽６０に導入した後の工程での遠心力の印加により、槽２０および３０内の微量の残存液体が槽６０へ流出し、目的物質の定量精度に悪影響を与えることがあった。
【００１７】
そこで本発明は、生化学検査（とりわけＥＬＩＳＡ法）に好適に適用できる、検査精度の高い分析チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、内部空間（流体回路）を備えており、遠心力の印加により該内部空間内に存在する液体を該内部空間内の所望の位置に移動させる円盤型の分析チップに関する。本発明の円盤型分析チップにおいて該内部空間（流体回路）は、第１液体を収容するための第１槽；第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第２槽および第３槽；第２槽および第３槽よりも分析チップの外周部側に設けられる、第２液体を収容するための第４槽、第３液体を収容するための第５槽および第４液体を収容するための第６槽；第４槽、第５槽および第６槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第７槽；第７槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第８槽；第１槽と第２槽とを接続する第１流路；第１槽と第３槽とを接続する第２流路；第２槽と第４槽とを接続する第３流路；第３槽と第５槽とを接続する第４流路；第４槽と第７槽とを接続する第５流路；第５槽と第７槽とを接続する第６流路；第６槽と第７槽とを接続する第７流路；第７槽と第８槽とを接続する第８流路を含む。
【００１９】
該内部空間（流体回路）は、第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第９流路によって第１槽に接続されるとともに、第１０流路によって第６槽に接続される第９槽、および、第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第１１流路によって第１槽に接続されるとともに、第１２流路によって第７槽に接続される第１０槽をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
好ましくは、第１流路、第２流路、第５流路、第６流路、第７流路および第９流路の断面積は、前記第８流路の断面積より大きく、かつ、第８流路の断面積は、第３流路、第４流路、第１０流路、第１１流路および第１２流路の断面積より大きい。
【００２１】
第７槽の容積は、好ましくは第２槽、第３槽、第９槽および第１０槽の合計容積と同じか、または該合計容積よりも小さい。
【００２２】
第４槽、第５槽、第６槽は、それぞれ第２液体、第３液体、第４液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口を有することができる。第１導入口、第２導入口、第３導入口は、それぞれ第３流路と第４槽との接続点、第４流路と第５槽との接続点、第１０流路と第６槽との接続点から上記遠心力の方向に延びる直線上とは異なる位置に配置されることが好ましい。
【００２３】
前記第１１流路と前記第１槽との接続点は、前記第９流路、前記第２流路および前記第１流路と前記第１槽との接続点よりも分析チップの外周部側に位置することが好ましい。
【００２４】
好ましくは、第５流路、第６流路および第７流路は、第７槽における第１槽側の領域に接続され、第１２流路は、第７槽における第８槽側の領域に接続される。
【００２５】
本発明の分析チップは、一方の表面に溝を有する第１の基板と、該第１の基板の溝形成面上に積層される第２の基板とからなることができる。この場合、上記内部空間（流体回路）は、上記溝と、第２の基板における第１の基板側表面とによって構成される。
【００２６】
第４槽、第５槽、第６槽、第１槽は、それぞれ第２液体、第３液体、第４液体、第１液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口、第４導入口を有することができ、分析チップが上記のように第１の基板と第２の基板とからなる場合、第１導入口、第２導入口、第３導入口および第４導入口の少なくとも１つ（好ましくはすべて）は、第２の基板を厚み方向に貫通する貫通口からなることができる。
【００２７】
上記記貫通口は、第１の基板方向に進むに従いその口径が小さくなるようなテーパー形状を有することが好ましい。この場合、貫通口は、第２の基板の表面に対して垂直方向に延びていてもよく、あるいは、第１の基板方向に進むに従い分析チップの外周部により近づくように、第２の基板の表面に対して傾斜して延びていてもよい。
【００２８】
本発明はまた、上記分析チップの使用方法を提供する。本発明の分析チップの使用方法は、第１液体としての洗浄液を第１槽に収容し、第２液体としての分析対象である検体および酵素で標識された抗体を含む液体を第４槽に収容し、第３液体としての抗体で修飾されたビーズを含有する液体を第５槽に収容する第１液体収容工程と、第１遠心力の印加により、前記第５流路を通して第２液体を第７槽に導入するとともに、第６流路を通して第３液体を第７槽に導入して、第２液体と第３液体とを反応させる第１反応工程と、第１遠心力よりも大きい第２遠心力の印加により、第１液体を第７槽に導入し、反応後の前記ビーズを洗浄するとともに、前記第８流路を通して洗浄後の第１液体を第８槽に移動させる洗浄工程と、第４液体としての基質溶液を第６槽に収容する第２液体収容工程と、第３遠心力の印加により、第７流路を通して第４液体を第７槽に導入し、洗浄後の前記ビーズとの反応を行なう第２反応工程とをこの順で備える。
【００２９】
ここで、上記洗浄工程は、第１槽内の第１液体が下記経路（１）〜（４）：
（１）第９流路、第９槽、第１０流路、第６槽および第７流路をこの順に通過する経路、
（２）第２流路、第３槽、第４流路、第５槽および第６流路をこの順に通過する経路、
（３）第１流路、第２槽、第３流路、第４槽および第５流路をこの順に通過する経路、ならびに
（４）第１１流路、第１０槽および第１２流路をこの順に通過する経路
のすべてを通って第７槽に導入される工程を含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の円盤型分析チップによれば、洗浄工程において第２液体、第３液体をそれぞれ収容していた第４槽、第５槽内の洗浄がなされるため、残存していた第２液体、第３液体が洗浄工程よりも後の工程で流出するという不具合の発生を防止することができ、もって検査精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＥＬＩＳＡ法を実施し得る分析チップの流体回路構造を示す概略上面図である。
【図２】本発明の円盤型分析チップの一例を示す概略上面図である。
【図３】本発明の円盤型分析チップが有する流体回路構造の好ましい一例を示す概略上面図である。
【図４】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第１液体収容工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図５】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第１反応工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図６】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、洗浄工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図７】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第２液体収容工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図８】図３に示される流体回路を有する本発明の円盤型分析チップを用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、第２反応工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【図９】円盤型分析チップを回転させるための回転装置および光学測定を行なうための装置を示す概略図である。
【図１０】本発明の円盤型分析チップの好ましい例を模式的に示す断面図であり、第１槽が形成されている部分の拡大図である。
【図１１】本発明の円盤型分析チップの好ましい例を模式的に示す断面図であり、第１槽が形成されている部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜円盤型分析チップ＞
図２は、本発明の円盤型分析チップの一例を示す概略上面図である。図２に示される円盤型分析チップ１００は、各種槽（リザーバ）およびこれらの槽を接続する微細流路から主に構成される流体回路１０を内部に有しており、図示されるような矢印の向き（もしくはその逆向き）に分析チップを適切な回転速度で回転させ、適切な大きさの遠心力を付与することにより、流体回路１０内の液体（検体、試薬、洗浄液、廃液など）を流体回路１０内の所望の位置（槽）に移動させることができる。図２に示される例において円盤型分析チップ１００は、同じ形状（パターン）の流体回路１０を８個有しており、８個の検査・分析を同時並行に実施することができるようになっている。８個の流体回路１０は、円盤の径方向（すなわち、円盤の中心を遠心中心として分析チップを回転させたときの遠心力方向）に沿うように配列されている。なお、図２に示される例において流体回路１０の数は８個であるが、これに限定されるものではなく、８個より少なくてもよいし、多くてもよい。
【００３３】
流体回路１０は、円盤型分析チップ１００の内部に形成された空間である。このような流体回路１０を有する円盤型分析チップ１００は、円盤型の第１の基板上に流体回路構造に応じた溝パターンを形成し、当該第１の基板の溝形成面上に第２の基板を積層、接合することにより作製することができる。積層させる第２の基板にも流体回路を構成する溝パターンが形成されていてもよい。また、第２の基板を用いる代わりに、貼着シール（貼着ラベル）などの他の積層部材を第１の基板の溝形成面上に積層することにより円盤型分析チップを作製してもよい。
【００３４】
円盤型分析チップ１００を構成する基板材料は特に限定されず、たとえば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ガラス、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）が挙げることができる。工業的な生産性の観点から、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ、ＣＯＰ、ＣＯＣを用いることが好ましい。円盤型分析チップを分析において蛍光測定が行なわれる場合、基板材料は蛍光を生じにくい材料であることが好ましい。蛍光を生じにくい材料は、好ましくは（メタ）アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂であり、具体的にはＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣが挙げられる。
【００３５】
円盤型分析チップ１００の厚さは特に限定されないが、０．１〜１００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２〜３ｍｍである。円盤型分析チップ１００の基板に溝パターンを形成する方法は特に限定されず、機械加工、サンドブラスト加工、射出成形などが挙げられる。基板同士の接合方法としては、少なくとも一方の基板の貼り合わせ面を融解させて溶着させる方法（溶着法）、接着剤を用いて接着させる方法などを挙げることができる。溶着法としては、基板を加熱して溶着させる方法；レーザー等の光を照射して、光吸収時に発生する熱により溶着する方法（レーザー溶着）；超音波を用いて溶着する方法などを挙げることができる。なかでもレーザー溶着法が好ましく用いられる。
【００３６】
次に、本発明の円盤型分析チップが有する流体回路の構造について、実施の形態を示してより詳細に説明する。図３は、本発明の円盤型分析チップが有する流体回路の構造の好ましい一例を示す概略上面図であり、図２に示される円盤型分析チップ１００が有する流体回路１０を拡大して示したものである。円盤型分析チップ１００が有する流体回路１０は、ＥＬＩＳＡ法などの検査法に好適に適用できる構造を有している。
【００３７】
図３に示されるように流体回路１０は、第１液体を収容するための第１槽１０１；第１槽１０１よりも分析チップの外周部側に設けられる第２槽１０２および第３槽１０３；第２槽１０２および第３槽１０３よりも分析チップの外周部側に設けられる、第２液体を収容するための第４槽１０４、第３液体を収容するための第５槽１０５および第４液体を収容するための第６槽１０６；第４槽１０４、第５槽１０５および第６槽１０６よりも分析チップの外周部側に設けられる第７槽１０７；第７槽１０７よりも分析チップの外周部側に設けられる第８槽１０８；第１槽１０１と第２槽１０２とを接続する第１流路２０１；第１槽１０１と第３槽１０３とを接続する第２流路２０２；第２槽１０２と第４槽１０４とを接続する第３流路２０３；第３槽１０３と第５槽１０５とを接続する第４流路２０４；第４槽１０４と第７槽１０７とを接続する第５流路２０５；第５槽１０５と第７槽１０７とを接続する第６流路２０６；第６槽１０６と第７槽１０７とを接続する第７流路２０７；第７槽１０７と第８槽１０８とを接続する第８流路２０８；第１槽１０１よりも分析チップの外周部側に設けられ、第９流路２０９によって第１槽１０１に接続されるとともに、第１０流路２１０によって第６槽１０６に接続される第９槽１０９；および、第１槽１０１よりも分析チップの外周部側に設けられ、第１１流路２１１によって第１槽１０１に接続されるとともに、第１２流路２１２によって第７槽１０７に接続される第１０槽１１０を含む。
【００３８】
第１槽１０１は、第１液体を排出するための４つの流路、すなわち、第９流路２０９、第２流路２０２、第１流路２０１、第１１流路２１１が接続されており、各流路と第１槽１０１との接続点の位置は、分析チップの径方向（遠心力方向）に関してそれぞれ異なっている。特に第１１流路２１１と第１槽１０１との接続点は、第１槽１０１に凸部を設けることにより、他の流路の接続点よりも顕著に分析チップの外周部側に位置している。
【００３９】
第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０は、第１槽１０１から第７槽１０７に至る経路の途中に介在する、第１液体を一時的に収容するバッファ槽として機能しており、このようなバッファ槽の介在により、第１槽１０１内の第１液体を第７槽１０７へ分割導入（多段階導入）することが可能となっている。
【００４０】
第４槽１０４、第５槽１０５、第６槽１０６は、それぞれ第２液体、第３液体、第４液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ、第３導入口１０６ａを有する。同様に、第１槽１０１は、第１液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第４導入口１０１ａを有する。これらの導入口は、第１の基板上に積層される第２の基板または貼着シール（貼着ラベル）などに形成される、厚み方向に貫通する貫通口である。また、これらの貫通口は後述する空気穴と同様の役割も果たし得る。
【００４１】
図３に示されるように、第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ、第３導入口１０６ａは、それぞれ第３流路２０３と第４槽１０４との接続点、第４流路２０４と第５槽１０５との接続点、第１０流路２１０と第６槽１０６との接続点から遠心力の方向に延びる直線上とは異なる位置に配置されることが好ましい。これにより、第１槽１０１内の第１液体が、第４槽１０４、第５槽１０５、第６槽１０６に導入される際に、これらの導入口から第１液体が漏洩することを防止することができる。
【００４２】
第８槽１０８および第１０槽１１０にはそれぞれ、分析チップ外部に連通する第１空気穴１０８ａ、第２空気穴１１０ａが接続されている。これらの空気穴は、遠心力による流体回路１０内の液体移動を円滑に行なわせる役割を果たし、たとえば、第１の基板上に形成された溝と、第１の基板上に積層される第２の基板または貼着シール（貼着ラベル）などに形成される、上記溝に連通する貫通口とによって構成することができる。これらの空気穴は、導入された液体が空気穴から漏洩することを防止するため、接続される槽よりも分析チップの中心部側（遠心力方向の上流側）に設けられる。なお、空気穴は適宜の位置に設けることができ、第８槽１０８および第１０槽１１０以外の他の槽に設けてもよいし、第８槽１０８および／または第１０槽１１０に加えて、他の槽に設けることもできる。
【００４３】
流体回路１０において各流路の断面積は、流体回路１０内の液体を所望の槽まで移動させることができ、かつ所望の槽の遠心力方向下流側に接続される槽への液体の流出を防止できるよう、下記関係式〔Ｉ〕および〔ＩＩ〕：
第１流路２０１、第２流路２０２、第５流路２０５、第６流路２０６、第７流路２０７および第９流路２０９の断面積 ＞ 第８流路２０８の断面積 〔Ｉ〕
第８流路２０８の断面積 ＞ 第３流路２０３、第４流路２０４、第１０流路２１０、第１１流路２１１および第１２流路２１２の断面積 〔ＩＩ〕
を満たしている。
【００４４】
具体的には、本実施形態の流体回路１０では、第１流路２０１、第２流路２０２、第５流路２０５、第６流路２０６、第７流路２０７および第９流路２０９の幅および深さをそれぞれ６００μｍ、８００μｍとし、第８流路２０８の幅および深さをそれぞれ１００μｍ、５０μｍとし、第３流路２０３、第４流路２０４、第１０流路２１０、第１１流路２１１および第１２流路２１２の幅および深さをそれぞれ１００μｍ、３０μｍとしている。
【００４５】
ただし、各流路の幅および深さは、上記断面積の関係を満たす限り特に制限されず、たとえば数μｍまたは数十μｍ〜数百μｍ（千μｍ程度であってもよい）の範囲の幅および深さを有することができる。抗体修飾ビーズを用いてＥＬＩＳＡ法などの検査法を実施する場合、抗体修飾ビーズの第８槽１０８への流出を防止するために、第８流路２０８の断面のうち少なくとも１辺は、抗体修飾ビーズのサイズよりも小さくされることが必要である。
【００４６】
また、流体回路１０において第７槽１０７は、その容積が第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０の合計容積よりも小さくなるように設計されている。第７槽１０７の容積は、該合計容積と同じであってもよい。
【００４７】
第７槽１０７は、その底部（分析チップ外周部側、遠心力方向下流側）に、膨らんだ形状を有する被洗浄物収容部１０７ａを備える。図３に示される方向の遠心力を印加することにより被洗浄物〔たとえば、ＥＬＩＳＡ法におけるビーズ（目的物質と抗体修飾ビーズと酵素標識抗体との結合体）〕を被洗浄物収容部１０７ａ内にトラップし、被洗浄物収容部１０７ａに直接的に第１液体が導入される経路を設けることにより洗浄効果を高めることができる。本実施形態の円盤型分析チップ１００において、このような経路は、第１１流路２１１、第１０槽１１０および第１２流路２１２をこの順に通過する経路である（図３）。
【００４８】
たとえば、本実施形態の円盤型分析チップ１００を用いてＥＬＩＳＡ法による検査を行なう場合、第１液体は洗浄液であり、第２液体は分析対象である目的物質を含む検体および酵素標識抗体を含む液体であり、第３液体は抗体修飾ビーズを含有する液体であり、第４液体は基質溶液であることができる。抗体修飾ビーズの粒径は特に制限されず、たとえば粒径７５μｍのものなど従来公知のものを用いることができる。
【００４９】
以上のような構造の流体回路１０を有する本実施形態の円盤型分析チップ１００によれば、たとえばＥＬＩＳＡ法による検査を実施する場合、第１槽１０１内の第１液体（洗浄液）を第７槽１０７に導入する洗浄工程において第４槽１０４および第５槽１０５の洗浄が可能になる。すなわち、該洗浄工程において第１槽１０１内の第１液体の一部は、第１流路２０１、第２槽１０２、第３流路２０３、第４槽１０４および第５流路２０５をこの順に通って第７槽１０７に導入されるとともに、第２流路２０２、第３槽１０３、第４流路２０４、第５槽１０５および第６流路２０６をこの順に通って第７槽１０７に導入されるので、第４槽１０４、第５槽１０５内の第２液体、第３液体を第７槽１０７に導入した後に残存している第４槽１０４、第５槽１０５内の微量の第２液体、第３液体は、第１液体によって効果的に洗浄除去される。したがって、残存していた第２液体、第３液体が当該洗浄工程よりも後の工程で流出するという不具合を防止することができ、これにより検査精度を高めることができる。
【００５０】
また、本実施形態の流体回路１０の構造は、第２液体および第３液体を第７槽１０７に導入する工程の後に行なう上述の洗浄工程における第７槽１０７内のビーズ（目的物質と抗体修飾ビーズと酵素標識抗体との結合体）の洗浄効果を高めるうえでも極めて有利である。すなわち、後でも述べるように当該洗浄工程は、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって第１槽１０１内の第１液体の一部を第７槽１０７に導入して第７槽１０７内のビーズを洗浄する工程を複数回含む多段階洗浄であることができるが、この多段階洗浄の少なくとも初期においては、第１槽１０１内の第１液体は、下記経路（１）〜（４）：
（１）第９流路２０９、第９槽１０９、第１０流路２１０、第６槽１０６および第７流路２０７をこの順に通過する経路、
（２）第２流路２０２、第３槽１０３、第４流路２０４、第５槽１０５および第６流路２０６をこの順に通過する経路、
（３）第１流路２０１、第２槽１０２、第３流路２０３、第４槽１０４および第５流路２０５をこの順に通過する経路、ならびに
（４）第１１流路２１１、第１０槽１１０および第１２流路２１２をこの順に通過する経路のすべてを通って第７槽１０７に導入されることとなり、多方向から第７槽１０７内のビーズを洗浄することができるようになるため、洗浄効果を向上させることができる。このような洗浄効果の向上もまた、検査精度の向上に寄与する。
【００５１】
多方向から第７槽１０７内のビーズを洗浄することができるようにし、洗浄効果を向上させるためには、図３に示されるように、第５流路２０５、第６流路２０６および第７流路２０７を第７槽１０７における第１槽１０１側の領域に接続し、一方、第１２流路２１２を第７槽１０７における第８槽１０８側の領域に接続することが好ましい。これにより、第７槽１０７内のビーズを上方向（第１槽１０１側）および下方向（第８槽１０８側）の双方から洗浄液に接触させることが可能となり、これにより該ビーズをより効果的に洗浄することができる。また上述のように、第１２流路２１２を被洗浄物収容部１０７ａに直接接続しているので、この点でも洗浄効果が高められている。
【００５２】
また、第１１流路２１１と第１槽１０１との接続点が、第９流路２０９、第２流路２０２および第１流路２０１と第１槽１０１との接続点より分析チップの外周部側に位置するように構成されているため、上述の多段階洗浄においては、被洗浄物収容部１０７ａに直接的に第１液体が導入される経路である上記経路（４）からの第１液体導入によるビーズの洗浄が常に行なわれる。このこともまた、洗浄効果を高めるうえで有利である。
【００５３】
さらに本実施形態のように、第７槽１０７の容積を第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０の合計容積と同じか、または該合計容積よりも小さくすることによっても第７槽１０７内のビーズの洗浄効果を高めることができる。すなわち、上述の洗浄工程における多段階洗浄の少なくとも初期においては、第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０のすべてのバッファ槽に第１液体が一時的にほぼ満たされ、これらの第１液体がすべて第７槽１０７に導入されることになるが、上記のような容積の関係を満たすことにより、第７槽１０７全体が第１液体で満たされることになるため、第７槽１０７内全体を効果的に洗浄することができる。
【００５４】
流体回路１０の構造は、必要に応じて種々の変形が可能である。たとえば、流体回路１０は、上記経路（１）を形成する第９流路２０９、第９槽１０９および第１０流路２１０を有していなくてもよく、また上記経路（４）を形成する第１１流路２１１、第１０槽１１０および第１２流路２１２を有していなくてもよい。ただし、洗浄効果の向上の観点からは、図３に示されるように、これらの槽および流路を有していることが好ましい。
【００５５】
また第１０流路２１０は、図１に示される流体回路のように、第６槽１０６に接続するのではなく、直接第７槽１０７に接続するようにしてもよい。ただし、第２液体および第３液体を第７槽１０７に導入する工程において第７流路２０７に侵入し得る第２液体および第３液体を洗浄工程において洗浄除去でき、これにより検査精度をより高めることができることから、図３に示されるように、第１０流路２１０は第６槽１０６に接続されることが好ましい。
【００５６】
上述のように、本発明の円盤型分析チップは、流体回路（内部空間）構造に応じた溝パターンが一方の表面に形成された第１の基板の溝形成面上に、第２の基板を積層、接合することにより作製することができ、第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ、第３導入口１０６ａおよび第４導入口１０１ａの少なくとも１つ（好ましくはすべて）は、第２の基板を厚み方向に貫通する貫通口であることができる。
【００５７】
図１０および図１１は、分析チップの第１槽１０１が形成されている部分を拡大して示す断面模式図である。図１０および図１１において、円盤型分析チップは第１の基板１と第２の基板との積層体であり、第１の基板１の一方の表面に形成された溝と、第２の基板２における第１の基板１側表面とによって、第１槽１０１を含む流体回路（内部空間）が形成されている。第４導入口１０１ａは、第２の基板２を厚み方向に貫通する貫通口からなる。
【００５８】
図１０および図１１に示されるように、第４導入口１０１ａ（他の導入口についても同様）を構成する貫通口は、第１の基板方向に進むに従いその口径が小さくなるようなテーパー形状を有することが好ましい。各槽への液体の注入はピペットを用いて行なうことができるが、このようなテーパー形状とすることにより、導入口の位置が見やすくなるとともに、ピペットチップ５００の先端をガイドする役割を果たし、ピペットチップ５００の先端を貫通口の奥まで容易に誘導することができるようになる。
【００５９】
貫通口は、図１０に示されるように、第２の基板２の表面に対して垂直方向に延びるものであることができる。これにより、ピペットチップ５００を、第２の基板２の表面に対して垂直方向に容易に挿入することができる。図１０に示される例において、テーパー角ａおよびｂは等しい。テーパー角ａおよびｂは、たとえば１０〜８０度であり、好ましくは２０〜７０度である。
【００６０】
また貫通口は、図１１に示されるように、第１の基板１方向に進むに従い分析チップの外周部（図１１における第１槽１０１の出口１０１ｂ）により近づくように（すなわち、遠心力のより下流側に進むように）、第２の基板２の表面に対して傾斜して延びていてもよい。これにより、液体注入時に貫通口内に液体が含まれている場合であっても、遠心力印加時に、貫通口内の液体は第１槽１０１内に導入されるため、第１の基板１の外面側に漏れ出すことを防止できる。
【００６１】
図１１に示される例においては、テーパー角ｃは、たとえば１０〜８０度であり、好ましくは２０〜７０度である。テーパー角ｄは、たとえば１００〜１７０度であり、好ましくは１１０〜１６０度である。
【００６２】
＜円盤型分析チップの使用方法＞
以下、図４〜図８に基づき、本実施形態の円盤型分析チップ１００を用いてＥＬＩＳＡ法による検査を行なう実施態様（円盤型分析チップの使用方法の実施態様）について説明する。図４〜図８は、図３に示される流体回路１０を有する本実施形態の円盤型分析チップ１００を用いてＥＬＩＳＡ法を実施したときの、各工程における液体の状態を示す概略上面図である。
【００６３】
まず、第１液体としての洗浄液Ａを第１槽１０１に収容し、第２液体としての分析対象である検体および酵素標識抗体を含む液体Ｂを第４槽１０４に収容し、第３液体としての抗体修飾ビーズを含有する液体Ｃを第５槽１０５に収容する〔第１液体収容工程、図４〕。これらの洗浄液Ａおよび液体Ｂ〜Ｃの収容は、各槽の導入口（第４導入口１０１ａ、第１導入口１０４ａ、第２導入口１０５ａ）からのピペット等を用いた注入により行なうことができる。
【００６４】
次に、図５を参照して、分析チップの中心を回転中心とする分析チップの回転により、図５に示される方向であって適宜定められる大きさの第１遠心力を分析チップに印加することにより、第５流路２０５を通して液体Ｂを第７槽１０７に導入するとともに、第６流路２０６を通して液体Ｃを第７槽１０７に導入、混合して、液体Ｂと液体Ｃとの間で抗原抗体反応を行なう〔第１反応工程〕。第１遠心力は、液体Ｂおよび液体Ｃが第８流路２０８を介して第８槽１０８に流出しない程度の大きさである。この第１遠心力の印加により、バッファ槽である第２槽１０２、第３槽１０３および第９槽１０９に洗浄液Ａが導入されるが、第１遠心力は液体Ｂおよび液体Ｃが第８流路２０８を介して第８槽１０８に流出しない程度の大きさであるので、洗浄液Ａが第８流路２０８より断面積の小さい第３流路２０３、第４流路２０４および第１０流路２１０に流出することはない。
【００６５】
次に、図６を参照して、図６に示される方向であって適宜定められる大きさの第２遠心力を分析チップに印加することにより、洗浄液Ａを第７槽１０７に導入して、反応後のビーズを洗浄するとともに、第８流路２０８を通して洗浄後の洗浄液Ａを第８槽１０８へ移動させ、廃液を行なう〔洗浄工程〕。この洗浄工程によって未反応の検体および未反応の酵素標識抗体が除去される。第２遠心力は上記液体移動が可能な程度に大きい必要があり、少なくとも上記第１遠心力より大きい。なお、洗浄液Ａは、第８流路２０８よりも断面積が小さい流路を通って第７槽１０７に導入されるため、第１反応工程後における第７槽１０７内の反応液中の液分が第８槽１０８へ排出された後、洗浄液Ａが第７槽１０７に導入されることになる。
【００６６】
本洗浄工程は、第１槽１０１内の洗浄液Ａの一部を第７槽１０７に導入して第７槽１０７内のビーズを洗浄し、洗浄後の洗浄液Ａを第８槽１０８に排出する工程を複数回含むことができる。すなわち、第１槽１０１から第７槽１０７に至る経路中にバッファ槽（第２槽１０２、第３槽１０３、第９槽１０９および第１０槽１１０）を介在させることにより、洗浄液Ａを第７槽１０７へ分割導入（多段階導入）することが可能となっている。分割導入が可能となるのは、第２遠心力を印加している間は、液体はバッファ槽を連続的に通過するが、遠心力を停止すると、バッファ槽内で液体が分断されることによる。したがって、第７槽１０７内のビーズの多段階洗浄は、第２遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことで実施することができる。
【００６７】
上述のように、多段階洗浄の少なくとも初期においては、第１槽１０１内の洗浄液Ａは、上記経路（１）〜（４）のすべてを通って第７槽１０７に導入される（図６参照）。これにより、多方向からの第７槽１０７内のビーズの洗浄が可能になるとともに、第１槽１０１から第７槽１０７に至る経路中の、第４槽１０４および第５槽１０５を含むあらゆる槽および流路の洗浄が実施される。また、多段階洗浄の少なくとも初期においては、上述のように、第７槽１０７全体が洗浄液Ａで満たされることになるため、第７槽１０７内全体を効果的に洗浄することができる。
【００６８】
多段階洗浄の進行とともに、第１槽１０１内の洗浄液Ａの液面が下がっていくため、洗浄液Ａの供給経路は、上記の４つの経路（１）〜（４）から段階的に絞られていき、最終的には、経路（４）のみから洗浄液Ａが第７槽１０７に導入される。洗浄工程は通常、第１槽１０１内の洗浄液Ａがすべて消費され、第８槽１０８に排出されるまで行なわれる。
【００６９】
次に、第４液体としての基質溶液Ｄを第６槽１０６に収容した後〔第２液体収容工程、図７〕、図８に示される方向であって適宜定められる大きさの第３遠心力を分析チップに印加することにより、第７流路２０７を通して基質溶液Ｄを第７槽１０７に導入し、洗浄後のビーズとの間で酵素反応を行なう〔第２反応工程、図８〕。第３遠心力は、上記第１遠心力と同程度の大きさであることができるが、第７槽１０７内の液が第８流路２０８を介して第８槽１０８に流出しない程度の大きさである。
【００７０】
最後に、酵素反応によって第７槽１０７内で生じた蛍光物質を、たとえば第７槽１０７に検出光を照射するなどの光学測定を行なうことにより検出し、目的物質を定量する〔検出工程〕。
【００７１】
なお、分析チップの回転および上記検出工程における光学測定は、図９のような装置を用いて行なうことができる。図９に示される回転装置は、ターンテーブル３０１とターンテーブル３０１を回転させるためのモータ３０２とを備える。ターンテーブル３０１上に円盤型分析チップ１００を載置し、モータ３０２によりターンテーブル３０１を回転させることにより、分析チップ外周部方向への遠心力を付与することができる。遠心力の大きさはターンテーブル３０１の回転速度により制御される。
【００７２】
また、図９に示される光学測定装置は、流体回路の所定の部位（上記の実施形態では第７槽１０７）に検出光を照射するための光源４０１と、蛍光物質から発せられた蛍光などを検出するための光検出器４０２とから構成されている。光源４０１としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）などを用いることができ、光検出器４０２としては、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）、ＰＭ（フォトマル）などを用いることができる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７４】
＜実施例１＞
図２に示される直径１２ｃｍ、厚み２ｍｍの円盤型分析チップを作製した。ただし、流体回路１０を合計１６個有している。この円盤型分析チップは、流体回路１０を構成する溝パターンを形成したＰＭＭＡ樹脂からなる第１の基板上に貼着ラベルを積層したものである。流体回路１０の構造は図３に示されるとおりであり、第１流路２０１、第２流路２０２、第５流路２０５、第６流路２０６、第７流路２０７および第９流路２０９の幅および深さはそれぞれ６００μｍ、８００μｍ、第８流路２０８の幅および深さはそれぞれ１００μｍ、５０μｍ、第３流路２０３、第４流路２０４、第１０流路２１０、第１１流路２１１および第１２流路２１２の幅および深さはそれぞれ１００μｍ、３０μｍである。
【００７５】
２重量％ＰＢＳ（ウシ血清アルブミン）のＰＢＳ溶液（０．０５重量％の界面活性剤を含有）からなるブロッキング剤を、流体回路１０全体を満たすように注入し、温度３７℃で３０分間ブロッキングを行なった。
【００７６】
＜参考例１＞
流体回路の構造が図１に示されるとおりであること以外は実施例１と同様の円盤型分析チップを作製した。また、実施例１と同様にして流体回路のブロッキングを行なった。
【００７７】
〔洗浄効果の評価〕
（１）実施例１の分析チップの第４槽１０４に、濃度２００ｎｇ／ｍＬの酵素標識抗体溶液（０．２重量％のＢＳＡおよび０．０５重量％の界面活性剤を含有）を注入した後、分析チップの回転により遠心力を印加して酵素標識抗体溶液を第７槽１０７に導入し、室温で３０分間静置することにより非特異吸着を生じさせた。その後、遠心力の印加により酵素標識抗体溶液を第８槽１０８に排出した。ついで、第１槽１０１にＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）を１００μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって、第７槽１０７内の多段階洗浄を行なった。次に、第６槽１０６に基質溶液を注入し、遠心力の印加によりこれを第７槽１０７に導入し、１０分間酵素反応を行ない、生じた蛍光の強度を測定した。
【００７８】
上記の洗浄実験を合計５回行なった。これらを洗浄実験１〜５とし、結果を表１に示す。各洗浄実験における「蛍光強度の平均値」とは、分析チップが有する１６個の流体回路の中から任意で選択した８個の流体回路についての蛍光強度（ａ．ｕ．）の平均値を意味する（以下に示す洗浄実験についても同じ）。表１中のカッコ内の数値はＣＶ（変動係数％）である。また、表１中の「洗浄実験１〜５のトータル」とは、流体回路８個×実験回数５回＝４０点についての蛍光強度の平均値およびＣＶを意味する（表２についても同様である）。
【００７９】
（２）参考例１の分析チップについて、上記（１）と同様の洗浄試験を行なった。すなわち、参考例１の分析チップの槽２０に、上記と同じ酵素標識抗体溶液を注入した後、遠心力を印加して酵素標識抗体溶液を槽６０に導入し、室温で３０分間静置することにより非特異吸着を生じさせた。その後、遠心力の印加により酵素標識抗体溶液を槽７０に排出した。ついで、槽４０にＰＢＳを８０μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって、槽６０内の多段階洗浄を行なった。次に、槽５０に基質溶液を注入し、遠心力の印加によりこれを槽６０に導入し、１０分間酵素反応を行ない、生じた蛍光の強度を測定した。上記の洗浄実験を合計２回行なった。これらを洗浄実験６〜７とし、結果を表１に示す。
【００８０】
（３）参考例１の分析チップについて次の洗浄実験を行なった。酵素標識抗体溶液を槽７０に排出する工程までは上記（２）と同じである。次に、１）槽４０にＰＢＳを８０μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによる槽６０内の多段階洗浄、２）槽２０にＰＢＳを５μＬ注入し、遠心力の印加によりＰＢＳを槽６０に導入することによる槽６０内の洗浄、および、３）槽５０にＰＢＳを１０μＬ注入し、遠心力の印加によりＰＢＳを槽６０に導入することによる槽６０内の洗浄の１）〜３）を１セットとし、これを合計３セット行なった。これ以降は上記（２）と同様にして蛍光強度を測定した。この洗浄試験は１回のみ行なった。これを洗浄実験８とし、結果を表１に示す。
【００８１】
表１に示されるとおり、実施例１の分析チップは極めて良好な洗浄効果を示した。酵素標識抗体溶液およびＰＢＳを第７槽１０７に導入することなく、基質溶液のみを第７槽１０７に導入したときの蛍光強度（バックグラウンド）は２２〜２３程度であり、実施例１の分析チップによれば、上記（１）のような洗浄実験では、多段階洗浄により蛍光強度がバックグラウンドと同等になる程度にまで第７槽１０７内の洗浄を行なうことができる。
【００８２】
これに対して参考例１の分析チップでは、多段階洗浄を行なっても〔洗浄実験（２）〕、比較的高い蛍光強度を示した。これは、槽２０を洗浄できないために、洗浄工程よりも後の工程で槽２０内に残存していた微量の酵素標識抗体溶液が槽６０に流出することが原因であると考えられる。槽２０および槽５０に直接ＰＢＳを注入してこれらの槽を洗浄する操作を加えた洗浄〔洗浄実験（３）〕によっても、実施例１の分析チップほどの洗浄効果は得られなかった。
【００８３】
【表１】
【００８４】
（４）実施例１の分析チップについて、ＥＬＩＳＡ法に適用する場合のようにビーズを流体回路に導入したときの洗浄効果を評価した。まず、実施例１の分析チップの第４槽１０４に、ブロッキング済ビーズ（粒径８０μｍ）０．２５μｇおよび濃度２００ｎｇ／ｍＬの酵素標識抗体溶液（０．２重量％のＢＳＡおよび０．０５重量％の界面活性剤を含有）を注入した後、分析チップの回転により遠心力を印加して、これらを第７槽１０７に導入し、室温で３０分間静置することにより非特異吸着を生じさせた。その後、遠心力の印加により第７槽１０７内の液を第８槽１０８に排出した。ついで、第１槽１０１にＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）を１００μＬ注入し、遠心力の印加および停止を繰り返し行なうことによって、ビーズの多段階洗浄を行なった。次に、第６槽１０６に基質溶液を注入し、遠心力の印加によりこれを第７槽１０７に導入し、１０分間酵素反応を行ない、生じた蛍光の強度を測定した。上記の洗浄実験を合計７回行なった。これらを洗浄実験９〜１５とし、結果を表２に示す。
【００８５】
【表２】
【符号の説明】
【００８６】
１ 第１の基板、２ 第２の基板、１０ 流体回路、１００ 円盤型分析チップ、１０１ 第１槽、１０１ａ 第４導入口、１０１ｂ 第１槽の出口、１０２ 第２槽、１０３ 第３槽、１０４ 第４槽、１０４ａ 第１導入口、１０５ 第５槽、１０５ａ 第２導入口、１０６ 第６槽、１０６ａ 第３導入口、１０７ 第７槽、１０７ａ 被洗浄物収容部、１０８ 第８槽、１０８ａ 第１空気穴、１０９ 第９槽、１１０ 第１０槽、１１０ａ 第２空気穴、２０１ 第１流路、２０２ 第２流路、２０３ 第３流路、２０４ 第４流路、２０５ 第５流路、２０６ 第６流路、２０７ 第７流路、２０８ 第８流路、２０９ 第９流路、２１０ 第１０流路、２１１ 第１１流路、２１２ 第１２流路、３０１ ターンテーブル、３０２ モータ、４０１ 光源、４０２ 光検出器、５００ ピペットチップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を備えており、遠心力の印加により前記内部空間内に存在する液体を前記内部空間内の所望の位置に移動させる円盤型の分析チップであって、
前記内部空間は、
第１液体を収容するための第１槽と、
前記第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第２槽および第３槽と、
前記第２槽および前記第３槽よりも分析チップの外周部側に設けられる、第２液体を収容するための第４槽、第３液体を収容するための第５槽および第４液体を収容するための第６槽と、
前記第４槽、前記第５槽および前記第６槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第７槽と、
前記第７槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第８槽と、
前記第１槽と前記第２槽とを接続する第１流路と、
前記第１槽と前記第３槽とを接続する第２流路と、
前記第２槽と前記第４槽とを接続する第３流路と、
前記第３槽と前記第５槽とを接続する第４流路と、
前記第４槽と前記第７槽とを接続する第５流路と、
前記第５槽と前記第７槽とを接続する第６流路と、
前記第６槽と前記第７槽とを接続する第７流路と、
前記第７槽と前記第８槽とを接続する第８流路と、
を含む分析チップ。
【請求項２】
前記第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第９流路によって前記第１槽に接続されるとともに、第１０流路によって前記第６槽に接続される第９槽と、
前記第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第１１流路によって前記第１槽に接続されるとともに、第１２流路によって前記第７槽に接続される第１０槽と、
をさらに含む請求項１に記載の分析チップ。
【請求項３】
前記第１流路、前記第２流路、前記第５流路、前記第６流路、前記第７流路および前記第９流路の断面積は、前記第８流路の断面積より大きく、かつ、前記第８流路の断面積は、前記第３流路、前記第４流路、前記第１０流路、前記第１１流路および前記第１２流路の断面積より大きい請求項２に記載の分析チップ。
【請求項４】
前記第７槽の容積は、前記第２槽、前記第３槽、前記第９槽および前記第１０槽の合計容積と同じか、または該合計容積よりも小さい請求項２に記載の分析チップ。
【請求項５】
前記第４槽、前記第５槽、前記第６槽は、それぞれ前記第２液体、前記第３液体、前記第４液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口を有しており、
前記第１導入口、前記第２導入口、前記第３導入口は、それぞれ前記第３流路と前記第４槽との接続点、前記第４流路と前記第５槽との接続点、前記第１０流路と前記第６槽との接続点から前記遠心力の方向に延びる直線上とは異なる位置に配置される請求項２に記載の分析チップ。
【請求項６】
前記第１１流路と前記第１槽との接続点が、前記第９流路、前記第２流路および前記第１流路と前記第１槽との接続点よりも分析チップの外周部側に位置する請求項２に記載の分析チップ。
【請求項７】
前記第５流路、前記第６流路および前記第７流路は、前記第７槽における前記第１槽側の領域に接続され、
前記第１２流路は、前記第７槽における前記第８槽側の領域に接続される請求項２に記載の分析チップ。
【請求項８】
一方の表面に溝を有する第１の基板と、前記第１の基板の溝形成面上に積層される第２の基板とからなり、
前記内部空間は、前記溝と、前記第２の基板における前記第１の基板側表面とによって構成されている請求項１に記載の分析チップ。
【請求項９】
前記第４槽、前記第５槽、前記第６槽、前記第１槽は、それぞれ前記第２液体、前記第３液体、前記第４液体、前記第１液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口、第４導入口を有しており、
前記第１導入口、前記第２導入口、前記第３導入口および前記第４導入口の少なくとも１つは、前記第２の基板を厚み方向に貫通する貫通口からなる請求項８に記載の分析チップ。
【請求項１０】
前記貫通口は、前記第１の基板方向に進むに従いその口径が小さくなるようなテーパー形状を有する請求項９に記載の分析チップ。
【請求項１１】
前記貫通口は、前記第２の基板の表面に対して垂直方向に延びている請求項１０に記載の分析チップ。
【請求項１２】
前記貫通口は、前記第１の基板方向に進むに従い分析チップの外周部により近づくように、前記第２の基板の表面に対して傾斜して延びている請求項１０に記載の分析チップ。
【請求項１３】
前記第１液体としての洗浄液を前記第１槽に収容し、前記第２液体としての分析対象である検体および酵素で標識された抗体を含む液体を前記第４槽に収容し、前記第３液体としての抗体で修飾されたビーズを含有する液体を前記第５槽に収容する第１液体収容工程と、
第１遠心力の印加により、前記第５流路を通して前記第２液体を前記第７槽に導入するとともに、前記第６流路を通して前記第３液体を前記第７槽に導入して、前記第２液体と前記第３液体とを反応させる第１反応工程と、
前記第１遠心力よりも大きい第２遠心力の印加により、前記第１液体を前記第７槽に導入し、反応後の前記ビーズを洗浄するとともに、前記第８流路を通して洗浄後の前記第１液体を前記第８槽に移動させる洗浄工程と、
前記第４液体としての基質溶液を前記第６槽に収容する第２液体収容工程と、
第３遠心力の印加により、前記第７流路を通して前記第４液体を前記第７槽に導入し、洗浄後の前記ビーズとの反応を行なう第２反応工程と、
をこの順で備え、
前記洗浄工程は、前記第１槽内の前記第１液体が下記経路（１）〜（４）：
（１）前記第９流路、前記第９槽、前記第１０流路、前記第６槽および前記第７流路をこの順に通過する経路、
（２）前記第２流路、前記第３槽、前記第４流路、前記第５槽および前記第６流路をこの順に通過する経路、
（３）前記第１流路、前記第２槽、前記第３流路、前記第４槽および前記第５流路をこの順に通過する経路、ならびに
（４）前記第１１流路、前記第１０槽および前記第１２流路をこの順に通過する経路
のすべてを通って前記第７槽に導入される工程を含む請求項２に記載の分析チップの使用方法。
【請求項１】
内部空間を備えており、遠心力の印加により前記内部空間内に存在する液体を前記内部空間内の所望の位置に移動させる円盤型の分析チップであって、
前記内部空間は、
第１液体を収容するための第１槽と、
前記第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第２槽および第３槽と、
前記第２槽および前記第３槽よりも分析チップの外周部側に設けられる、第２液体を収容するための第４槽、第３液体を収容するための第５槽および第４液体を収容するための第６槽と、
前記第４槽、前記第５槽および前記第６槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第７槽と、
前記第７槽よりも分析チップの外周部側に設けられる第８槽と、
前記第１槽と前記第２槽とを接続する第１流路と、
前記第１槽と前記第３槽とを接続する第２流路と、
前記第２槽と前記第４槽とを接続する第３流路と、
前記第３槽と前記第５槽とを接続する第４流路と、
前記第４槽と前記第７槽とを接続する第５流路と、
前記第５槽と前記第７槽とを接続する第６流路と、
前記第６槽と前記第７槽とを接続する第７流路と、
前記第７槽と前記第８槽とを接続する第８流路と、
を含む分析チップ。
【請求項２】
前記第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第９流路によって前記第１槽に接続されるとともに、第１０流路によって前記第６槽に接続される第９槽と、
前記第１槽よりも分析チップの外周部側に設けられ、第１１流路によって前記第１槽に接続されるとともに、第１２流路によって前記第７槽に接続される第１０槽と、
をさらに含む請求項１に記載の分析チップ。
【請求項３】
前記第１流路、前記第２流路、前記第５流路、前記第６流路、前記第７流路および前記第９流路の断面積は、前記第８流路の断面積より大きく、かつ、前記第８流路の断面積は、前記第３流路、前記第４流路、前記第１０流路、前記第１１流路および前記第１２流路の断面積より大きい請求項２に記載の分析チップ。
【請求項４】
前記第７槽の容積は、前記第２槽、前記第３槽、前記第９槽および前記第１０槽の合計容積と同じか、または該合計容積よりも小さい請求項２に記載の分析チップ。
【請求項５】
前記第４槽、前記第５槽、前記第６槽は、それぞれ前記第２液体、前記第３液体、前記第４液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口を有しており、
前記第１導入口、前記第２導入口、前記第３導入口は、それぞれ前記第３流路と前記第４槽との接続点、前記第４流路と前記第５槽との接続点、前記第１０流路と前記第６槽との接続点から前記遠心力の方向に延びる直線上とは異なる位置に配置される請求項２に記載の分析チップ。
【請求項６】
前記第１１流路と前記第１槽との接続点が、前記第９流路、前記第２流路および前記第１流路と前記第１槽との接続点よりも分析チップの外周部側に位置する請求項２に記載の分析チップ。
【請求項７】
前記第５流路、前記第６流路および前記第７流路は、前記第７槽における前記第１槽側の領域に接続され、
前記第１２流路は、前記第７槽における前記第８槽側の領域に接続される請求項２に記載の分析チップ。
【請求項８】
一方の表面に溝を有する第１の基板と、前記第１の基板の溝形成面上に積層される第２の基板とからなり、
前記内部空間は、前記溝と、前記第２の基板における前記第１の基板側表面とによって構成されている請求項１に記載の分析チップ。
【請求項９】
前記第４槽、前記第５槽、前記第６槽、前記第１槽は、それぞれ前記第２液体、前記第３液体、前記第４液体、前記第１液体を槽内に導入するための、分析チップ外部に連通する第１導入口、第２導入口、第３導入口、第４導入口を有しており、
前記第１導入口、前記第２導入口、前記第３導入口および前記第４導入口の少なくとも１つは、前記第２の基板を厚み方向に貫通する貫通口からなる請求項８に記載の分析チップ。
【請求項１０】
前記貫通口は、前記第１の基板方向に進むに従いその口径が小さくなるようなテーパー形状を有する請求項９に記載の分析チップ。
【請求項１１】
前記貫通口は、前記第２の基板の表面に対して垂直方向に延びている請求項１０に記載の分析チップ。
【請求項１２】
前記貫通口は、前記第１の基板方向に進むに従い分析チップの外周部により近づくように、前記第２の基板の表面に対して傾斜して延びている請求項１０に記載の分析チップ。
【請求項１３】
前記第１液体としての洗浄液を前記第１槽に収容し、前記第２液体としての分析対象である検体および酵素で標識された抗体を含む液体を前記第４槽に収容し、前記第３液体としての抗体で修飾されたビーズを含有する液体を前記第５槽に収容する第１液体収容工程と、
第１遠心力の印加により、前記第５流路を通して前記第２液体を前記第７槽に導入するとともに、前記第６流路を通して前記第３液体を前記第７槽に導入して、前記第２液体と前記第３液体とを反応させる第１反応工程と、
前記第１遠心力よりも大きい第２遠心力の印加により、前記第１液体を前記第７槽に導入し、反応後の前記ビーズを洗浄するとともに、前記第８流路を通して洗浄後の前記第１液体を前記第８槽に移動させる洗浄工程と、
前記第４液体としての基質溶液を前記第６槽に収容する第２液体収容工程と、
第３遠心力の印加により、前記第７流路を通して前記第４液体を前記第７槽に導入し、洗浄後の前記ビーズとの反応を行なう第２反応工程と、
をこの順で備え、
前記洗浄工程は、前記第１槽内の前記第１液体が下記経路（１）〜（４）：
（１）前記第９流路、前記第９槽、前記第１０流路、前記第６槽および前記第７流路をこの順に通過する経路、
（２）前記第２流路、前記第３槽、前記第４流路、前記第５槽および前記第６流路をこの順に通過する経路、
（３）前記第１流路、前記第２槽、前記第３流路、前記第４槽および前記第５流路をこの順に通過する経路、ならびに
（４）前記第１１流路、前記第１０槽および前記第１２流路をこの順に通過する経路
のすべてを通って前記第７槽に導入される工程を含む請求項２に記載の分析チップの使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５０４３５（Ｐ２０１３−５０４３５Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１６５（Ｐ２０１２−１１６５）
【出願日】平成２４年１月６日（２０１２．１．６）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月６日（２０１２．１．６）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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