マイクロチップ、及びマイクロチップを用いた検査システム
【課題】測定ノイズを低減し、精度の高い検査結果を得ることができるマイクロチップ、及び小型、低コストのマイクロチップを用いた検査システムを提供すること。
【解決手段】第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路が合流する合流流路と、が少なくとも形成された基材と、該基材の流路を被覆する蓋材と、を有するマイクロチップにおいて、前記合流流路を流れる流体の混合又は反応状態を検出するために光が照射される前記蓋材の被検出部の分光透過率が、照射光の発光スペクトル及び前記流体における混合状態又は反応状態を特徴付ける吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有する。
【解決手段】第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路が合流する合流流路と、が少なくとも形成された基材と、該基材の流路を被覆する蓋材と、を有するマイクロチップにおいて、前記合流流路を流れる流体の混合又は反応状態を検出するために光が照射される前記蓋材の被検出部の分光透過率が、照射光の発光スペクトル及び前記流体における混合状態又は反応状態を特徴付ける吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ、及びマイクロチップを用いた検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段（例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど）を微細化して１チップ上に集積化したシステムが開発されている。これはμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ：マイクロ総合分析システム）とも呼ばれ、マイクロチップといわれる部材に、試薬液と検体液（たとえば、検査を受ける被験者の尿、唾液、血液、ＤＮＡ処理した抽出溶液など）を合流させ、その反応を検出することにより検体の特性を調べる方法である。
【０００３】
マイクロチップは、樹脂材料やガラス材料からなる基体に、射出成型やフォトリソプロセス（パターン像を薬品によってエッチングして溝を作成する方法）や、レーザ光を利用して溝加工を行い、検体液や試薬液を流すことができる微細な流路と試薬を蓄える液溜部を設けており、さまざまなパターンが提案されている。
【０００４】
さらにこのμーＴＡＳは、医療検査、診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたマイクロ総合分析システムによって、コスト、必要試量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析が可能となり、その恩恵は多大と言える。
【０００５】
そして各種の分析、検査ではこれらのマイクロチップにおける反応検出の精度、信頼性などが重要視される。
【０００６】
特に、試薬の混合や化学反応結果を検査する手段として、例えば、試薬の反応による試片の部分的な変色を光学的に精度良く測定するため、吸光光度計を用いて測定する反応検出装置が提案され、特許文献１には検体流路と試薬流路とが合流し、合流流路近傍に検体と試薬との反応を検出できるようにする反応被検出部を設け、さらに検体を検出できる参照反応被検出部を設けることが提案されている。これは試薬との反応検査以外に、例えばノイズ成分の検出や検体の特性の検出などを行い、参照被検出部からの検出結果に基づき、反応被検出部からの検出結果について反応被検出部でのノイズ成分を除去する補正をしたり、検体の特性に応じて試薬との混合を制御する等して、検査の精度を向上することができるとしている。
【０００７】
また、特許文献２では、検体に光を当てその蛍光を検出するときに、マイクロチップ基板から発する蛍光ノイズ光を除去する手段が記載されている。すなわち、基板に用いられているプラスチックが受ける励起光の侵入を阻止し、励起光により発する蛍光を検出器に届かないように材料を改質し成形されたプラスチックから構成されるマイクロチップ用プラスチック基板について記載されている。
【０００８】
特許文献３は、特定の紫外線領域波長の光源に対して、優れた光透過性を示す、１，３−シクロヘキサジエン（ＣＨＤ）またはＣＨＤ誘導体からなる単独重合体及びこれらと共重合可能な他の単量体との共重合による重合体を水素添加した重合体で射出成形等の加工方法を用いて樹脂製マイクロチップを作成することにより、紫外線波長領域である２３０〜４００ｎｍにおける光線透過性に優れた光学分析用マイクロチップを提供することが記載されている。
【０００９】
特許文献４では、一対の石英ガラス基板と、これらの石英ガラス基板間にアルカリイオン含有ガラス層を挟み、石英ガラス基板間の接着部材として機能させつつ、実用可能な紫外から可視の波長域の光の透過性を向上させる微小流路素子を提供することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−４７５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０８７４号公報
【特許文献３】特開２０００−３９４２０号公報
【特許文献４】特開２００１−３４９８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高精度な検査を行うためには、光検出時のノイズの影響が無視できないが、上記特許文献においては基体の材料を透過性の良い部材にする提案や、蛍光として発するノイズ光を除去する手段が記載されているが、微小な濃度差などを検査結果として測定する際には様々な工夫を施す必要がある。
【００１１】
例えば、ノイズとなる微弱なバックグラウンド光も除去する必要があり、検出信号を高めるために光源と測定対象（例えば呈色反応結果）との波長のマッチングを高める必要などが生じる。そのため、従来では強固な遮光、光源と受光にチョッパーを掛ける、ノイズに埋もれた検出信号を抽出するための高度な信号処理、などの多大な工夫を設けて測定する事が多く、装置のサイズやコストに制約が生じる事が多い。
【００１２】
また、診断システムで用いる診断チップが複数種あり、その試薬の種類や反応が異なる場合は、光検出に感度の良い（ローノイズ・高感度）波長を選択する必要があるが、それぞれ適した分光感度にマッチさせるように装置側に光学フィルターなどを多数種準備し切り替え機構を設ける等が生じるが、装置のサイズが大きくなり、また製造コストが上がるなどのデメリットが生じる。
【００１３】
更に、例えば干渉フィルターなどの光学フィルターは、一般的に吸湿による特性変化（分光特性の変化）を生じやすく、長期的に特性を維持するには、装置の防湿対策などを十分に行う必要がある。また、フィルターへのゴミや汚れ・曇り付着が生じると誤差を生じるため、メンテナンスへも留意が必要である。
【００１４】
本発明の目的は、測定ノイズを低減し、精度の高い検査結果を得ることができるマイクロチップ、及び小型、低コストのマイクロチップを用いた検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は以下の構成により解決できる。
１．第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路が合流する合流流路と、が少なくとも形成された基材と、
該基材の流路を被覆する蓋材と、
を有するマイクロチップにおいて、
前記合流流路を流れる流体の混合又は反応状態を検出するために光が照射される前記蓋材の被検出部の分光透過率が、照射光の発光スペクトル及び前記流体における混合状態又は反応状態を特徴付ける吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有することを特徴とするマイクロチップ。
２．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）に対して
（λ２±Δλ２）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ２±Δλ２）
であることを特徴とする１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
３．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）に対して
（λ３±Δλ３）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ３±Δλ３）
であることを特徴とする１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
４．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、可視光域内に存在することを特徴とする２又は３に記載のマイクロチップ。
５．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内の分光透過率の絶対値は、５０％以上であることを特徴とする２乃至４の何れかに記載のマイクロチップ。
６．前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）の４倍、又は前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）の４倍よりも外側にある領域の前記分光透過率は、内側の領域の最大分光透過率に対して１／１０以下であることを特徴とする２乃至５の何れかに記載のマイクロチップ。
７．前記蓋材の被検出部は、前記波長選択性を有する素材、前記波長選択性を有する材料の塗工、又は前記波長選択性を有する材料の含有により構成されることを特徴とする１乃至６に記載のマイクロチップ。
８．前記照射光が照射される面と反対の面は、高反射性を有することを特徴とする１乃至７に記載のマイクロチップ。
９．１乃至８に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップが収容可能なマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部に光を照射する光源と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部からの光を受光する受光部と、
を有することを特徴とするマイクロチップを用いた検査システム。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、検査装置側ではなくマイクロチップ側に波長選択性の機能をもたせているので、小型、低コストの装置を実現できるとともに、測定ノイズを低減し精度の高い検査結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本実施形態では、一例として、特定ＤＮＡの反応を検出するＤＮＡチップのように、検体と試薬とをマイクロチップ上で反応させる場合について示すが、これに限られず、少なくとも２種類の流体をマイクロチップ上で混合させる場合に適用することができる。
〈装置構成〉
図１は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の外観図である。検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体と試薬とを自動的に反応させ、反応結果を自動的に出力する装置である。
【００１８】
検査装置８０の筐体８２には、マイクロチップ１を装置内部に挿入するための挿入口８３、表示部８４、メモリカードスロット８５、プリント出力口８６、操作パネル８７、外部入出力端子８８が設けられている。
【００１９】
検査担当者は、図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８０の内部では、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。検査終了後、検査担当者はマイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の構成図である。図２においては、マイクロチップが図１に示す挿入口８３から挿入され、セットが完了している状態を示している。
【００２１】
検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体及び試薬を送液するための駆動液１１を貯留する駆動液タンク１０、マイクロチップ１に駆動液１１を供給するためのポンプ５、ポンプ５とマイクロチップ１とを駆動液１１が漏れないように接続するパッキン６、マイクロチップ１の必要部分を温調する温度調節ユニット３、マイクロチップ１をずれないようにパッキン６に密着させるためのチップ押圧板２、チップ押圧板２を昇降させるための押圧板駆動部３２、マイクロチップ１をポンプ５に対して精度良く位置決めする規制部材３１、マイクロチップ１内の検体と試薬との反応状態等を検出する光検出部４を備えている。
【００２２】
チップ押圧板２は、初期状態においては、図２に示す位置より上方に退避している。これにより、マイクロチップ１は矢印Ｘ方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３（図１参照）から規制部材３１に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。その後、チップ押圧板２は、押圧板駆動部３２により下降してマイクロチップ１に当接し、マイクロチップ１の下面が温度調節ユニット３及びパッキン６に密着される。
【００２３】
温度調節ユニット３は、マイクロチップ１の必要部分を温調するもので、試薬が収容されている部分を冷却して試薬が変性しないようにしたり、検体と試薬とが反応する部分を加熱して反応を促進させたりする。
【００２４】
光検出部４は、発光部４ａ及び受光部４ｂから構成され、発光部４ａからの光をマイクロチップ１に照射し、マイクロチップ１を透過した光を受光部４ｂにより検出する。受光部４ｂはチップ押圧板２の内部に一体的に設けられている。発光部４ａ及び受光部４ｂは、後述のマイクロチップ１の被検出部１１１ａ〜１１１ｄのそれぞれに対向するように複数設けられている。
【００２５】
ポンプ５は、ポンプ室５２、ポンプ室５２の容積を変化させる圧電素子５１、ポンプ室５２のマイクロチップ１側に位置する第１絞り流路５３、ポンプ室の駆動液タンク１０側に位置する第２絞り流路５４、等から構成されている。第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４は絞られた狭い流路となっており、また、第１絞り流路５３は第２絞り流路５４よりも長い流路となっている。
【００２６】
駆動液１１を順方向（マイクロチップ１に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を急激に減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第１絞り流路５３の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を緩やかに増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなり、ポンプ室５２内には第２絞り流路５４の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が順方向に送液されることになる。
【００２７】
一方、駆動液１１を逆方向（駆動液タンク１０に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を緩やかに減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第２絞り流路５４の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を急激に増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内には第１絞り流路５３の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が逆方向に送液されることになる。
〈マイクロチップの構成〉
図３は、本実施形態に係るマイクロチップ１の構成図である。一例の構成を示すものであり、これに限定されない。
【００２８】
図３（ａ）において矢印は、検査装置８０にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図３（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図３（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。
【００３０】
本実施形態に係るマイクロチップ１には、検体と試薬とをマイクロチップ１上で混合・反応させるための微細流路及び流路エレメントが配設されている。これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ１内で行われる処理の一例を図３（ｃ）を用いて説明する。図３（ｃ）は、図３（ａ）において被覆基板１０９が取り外された状態で流路エレメントとその接合状態を模式的に示している。
【００３１】
微細流路には、検体液を収容する検体収容部１２１、試薬を収容する試薬収容部１２０、ポジティブコントロール用の試薬を収容するポジティブコントロール収容部１２２、ネガティブコントロール用の試薬を収容するネガティブコントロール収容部１２３等が設けられている。試薬、ポジティブコントロール及びネガティブコントロールは、予め各収容部に収容されている。ポジティブコントロールは試薬と反応して陽性を示すもので、ネガティブコントロールは試薬と反応して陰性を示すものであり、正確な検査が実施されたか否かを確認するためのものである。
【００３２】
なお、図３（ｃ）は、説明を簡単にするため模式的に示しており、実際は、複数の試薬や希釈用溶液などをチップに収容し、チップ内での試薬の調合などを行わせてもよい。
【００３３】
検体注入部１１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部であり、駆動液注入部１１０ａ〜１１０ｄはマイクロチップ１に駆動液１１を注入するための注入部である。
【００３４】
まず、マイクロチップ１による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部１１３から注射器等を用いて注入する。図３（ｃ）に示すように、検体注入部１１３から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容される。
【００３５】
次に、検体の注入されたマイクロチップ１は、検査担当者により図１に示す検査装置８０の挿入口８３に挿入され、図２に示すようにセットされる。
【００３６】
次に、図２に示すポンプ５が制御部（不図示）から指令される所定の手順に従い順方向に駆動され駆動液注入部１１０ａ〜１１０ｄから駆動液１１が注入される。駆動液注入部１１０ａから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容されている検体を押し出し、反応部１２４に検体を送り込む。駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通ってポジティブコントロール収容部１２２に収容されているポジティブコントロール用の試薬を押し出し、反応部１２５にポジティブコントロールを送り込む。駆動液注入部１１０ｃから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通ってネガティブコントロール収容部１２３に収容されているネガティブコントロール用の試薬を押し出し、反応部１２６にネガティブコントロールを送り込む。駆動液注入部１１０ｄから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って試薬収容部１２０に収容されている試薬を押し出し、上記の反応部１２４〜１２６に試薬を送り込む。
【００３７】
このようにして、反応部１２４では検体と試薬とが合流し、反応部１２５ではポジティブコントロールと試薬とが合流し、反応部１２６ではネガティブコントロールと試薬とが合流する。
【００３８】
その後、反応部１２４で合流した検体と試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ａに送液される。反応部１２４で合流した検体と試薬との混合液の一部並びに反応部１２５で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ｂに送液される。反応部１２５で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ｃに送液される。反応部１２６で合流したネガティブコントロールと試薬との混合液は、被検出部１１１ｄに送液される。
〈被検出部〉
本発明のマイクロチップ１における被検出部１１１の分光透過率について説明する。マイクロチップ１の被検出部１１１では、検体と前記マイクロチップ１内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、励起光による蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では試薬の反応結果を光学的に検出する。試薬の反応結果を測光するマイクロチップ１の被検出部１１１の溝形成基板１０８と被覆基板１０９は、光透過性の材料になっていて、試薬と検体の反応結果は、マイクロチップ１の被検出部１１１を透過又は反射する光を測光または測色することで解析することができる。
【００３９】
ここで図４（ａ）は、発光部４ａからの光が被検出部１１１を通過して受光部４ｂにて光量を測定することにより検出を行う透過型の例を示す。被覆基板１０９は、ポリプロピレン等の光透過性を有する樹脂材料からなり、被覆基板１０９の表面には、分光透過率が、発光部４ａの発光スペクトル及び目的とする対象が存在したときの試薬反応の吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有する材料が塗工されている。溝形成基板１０８はポリプロピレン等の光透過性を有する樹脂材料からなっている。光検出部４の発光部４ａから発光された光は、マイクロチップの被検出部１１１に存在する反応液を透過して受光部４ｂに受光される。このとき目的の検体対象が存在したとき、例えば金コロイドなどにより標的されたプローブが吸着され呈色するようにしておく。この呈色反応を反応前後の透過光量差（すなわち光学濃度差）などで測定し検査する。
【００４０】
図４（ｂ）は光源からの光が被検出部１１１にあたり反射してきた光を受光部にて光の量を測定することにより検出を行う反射型の例を示す。この場合反射光を受光するとき被覆基板１０９を２回通過することになり反射光量が減少するので、図４（ｃ）に示すように、溝形成基板１０８の被検出部１１１の裏面側に高反射率の加工、例えば、アルミ蒸着処理や白色塗装を施すことにより反射光量を増しＳ／Ｎを向上すことができる。
【００４１】
次に発光部４ａが緑色帯ＬＥＤの場合の発光スペクトルの一例を図５（ａ）に示し、被覆基板１０９の分光透過率を図５（ｂ）に示す。分光透過率の半値巾を（λ１±Δλ１）、発光スペクトルの半値巾を（λ２±Δλ２）と定義すると、
（λ１±Δλ１）≧（λ２±Δλ２）
となる。分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内に発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）が含まれる。
【００４２】
このとき分光透過率の半値巾の範囲内では分光透過率の絶対値を５０％以上にすることにより、チップ素材自体の光吸収に伴う信号低減を抑制しＳ／Ｎ比を向上させている。なお（λ１±Δλ１）、（λ２±Δλ２）はピークに対して半値巾の広がりをもつ領域を示しており、数学的に厳密な式を示すものではない。
【００４３】
また、試薬に金コロイドを使った試薬反応の吸収スペクトルを図６（ａ）に示し、分光透過率の半値巾を図６（ｂ）に示す。吸収スペクトルの半値巾を（λ３±Δλ３）とすると、
（λ１±Δλ１）≧（λ３±Δλ３）
となる。分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内に吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）が含まれる。
【００４４】
しかしながら、分光透過率の半値巾を必要以上に広くする必要はなく、具体的には発光スペクトルのときは、
（λ２±Δλ２）≦（λ１±Δλ１）≦３（λ２±Δλ２）
吸収スペクトルのときは、
（λ３±Δλ３）≦（λ１±Δλ１）≦３（λ３±Δλ３）
というように、分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）、吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）の３倍以下にすることが望ましい。
【００４５】
さらに図７に示すように、外乱となる光成分のノイズをほぼ無視できるまで除去するために、分光透過率が、発光スペクトル（図７（ａ））の半値巾の多くても４倍、又は吸収スペクトルの半値巾の多くても４倍よりも外側にある領域（図７（ｂ））では、内側にある領域の最大分光透過率に対して１／１０以下になるようにスペクトルをカットオフさせている。
【００４６】
なおこれらの波長域をすべて可視光域で計測できるようにすることによって、装置による自動検知の他に、目視色判別などで反応結果を再確認できる。
【００４７】
またマイクロチップを溝形成基板１０８と被覆基板１０９との２ピース以上の構造とし、マイクロチップの製造時に被覆基板１０９に波長選択性を有する素材を塗布したり、あるいは含有させて光学特性を変えることにより、微妙な特性差を補償することが可能となり、精度の高いマイクロチップを提供できる。
【００４８】
さらに、溝構成基板は、表裏両面に溝を形成し、表裏面に被覆基板を設けても良い。この時、図４（ｃ）に示したＡｌ蒸着は、裏面の被覆基板に設けることもできる。
【００４９】
さらに、図４（ａ）や（ｂ）における溝構成基板の裏面に塗工等により波長選択性をもたせ、光源の照射を図の裏面側から行っても良いことは明らかであるが、加工性が良く、平面生を保ち易い被覆基板に波長選択性をもたせる方がより好ましい。
【００５０】
さらに被覆基板１０９は、波長選択性をもたせる材質、加工を行うとともに、水分、酸素などを遮蔽するガスバリア性能を持たせた材質や表面処理をおこなうことにより、マイクロチップ保管中にチップ内の試薬が蒸発することを防止し、チップ外部から水分や酸素などがチップ中の試薬に及ぼす劣化や変質が防止できる。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、検査装置側ではなくマイクロチップ側に波長選択性の機能をもたせているので、小型、低コストの装置を実現できるとともに、測定ノイズを低減し精度の高い検査結果を得ることができる。
【００５２】
さらに、マイクロチップの分光透過率の半値巾を、光源スペクトルの半値巾や光吸収スペクトルの半値巾よりも広くすることにより、マイクロチップの基材や蓋材による、検出光のロスを少なく抑えることができ、信号分を有効に利用することが可能となりＳ／Ｎ比が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態における反応検出装置８０の外観図である。
【図２】本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の構成図である。
【図３】本実施形態に係るマイクロチップの構成図である。
【図４】図４（ａ）は透過型の例、図４（ｂ）は反射型の例を示す図である。
【図５】発光スペクトルと分光透過率の半値巾を示す図である。
【図６】試薬反応の吸収スペクトルと、分光透過率の半値巾との関係を示す図である。
【図７】分光透過率の半値巾の領域外では、スペクトルを１／１０にカットオフさせた図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ マイクロチップ
４ 光検出部
８０ 検査装置
１０８ 溝形成基板
１０９ 被覆基板
１１１ 被検出部
１２０ 試薬収容部
１２１ 検体収容部
１２２ ポジティブコントロール収容部
１２３ ネガティブコントロール収容部
１２４、１２５、１２６ 反応部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ、及びマイクロチップを用いた検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段（例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど）を微細化して１チップ上に集積化したシステムが開発されている。これはμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ：マイクロ総合分析システム）とも呼ばれ、マイクロチップといわれる部材に、試薬液と検体液（たとえば、検査を受ける被験者の尿、唾液、血液、ＤＮＡ処理した抽出溶液など）を合流させ、その反応を検出することにより検体の特性を調べる方法である。
【０００３】
マイクロチップは、樹脂材料やガラス材料からなる基体に、射出成型やフォトリソプロセス（パターン像を薬品によってエッチングして溝を作成する方法）や、レーザ光を利用して溝加工を行い、検体液や試薬液を流すことができる微細な流路と試薬を蓄える液溜部を設けており、さまざまなパターンが提案されている。
【０００４】
さらにこのμーＴＡＳは、医療検査、診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたマイクロ総合分析システムによって、コスト、必要試量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析が可能となり、その恩恵は多大と言える。
【０００５】
そして各種の分析、検査ではこれらのマイクロチップにおける反応検出の精度、信頼性などが重要視される。
【０００６】
特に、試薬の混合や化学反応結果を検査する手段として、例えば、試薬の反応による試片の部分的な変色を光学的に精度良く測定するため、吸光光度計を用いて測定する反応検出装置が提案され、特許文献１には検体流路と試薬流路とが合流し、合流流路近傍に検体と試薬との反応を検出できるようにする反応被検出部を設け、さらに検体を検出できる参照反応被検出部を設けることが提案されている。これは試薬との反応検査以外に、例えばノイズ成分の検出や検体の特性の検出などを行い、参照被検出部からの検出結果に基づき、反応被検出部からの検出結果について反応被検出部でのノイズ成分を除去する補正をしたり、検体の特性に応じて試薬との混合を制御する等して、検査の精度を向上することができるとしている。
【０００７】
また、特許文献２では、検体に光を当てその蛍光を検出するときに、マイクロチップ基板から発する蛍光ノイズ光を除去する手段が記載されている。すなわち、基板に用いられているプラスチックが受ける励起光の侵入を阻止し、励起光により発する蛍光を検出器に届かないように材料を改質し成形されたプラスチックから構成されるマイクロチップ用プラスチック基板について記載されている。
【０００８】
特許文献３は、特定の紫外線領域波長の光源に対して、優れた光透過性を示す、１，３−シクロヘキサジエン（ＣＨＤ）またはＣＨＤ誘導体からなる単独重合体及びこれらと共重合可能な他の単量体との共重合による重合体を水素添加した重合体で射出成形等の加工方法を用いて樹脂製マイクロチップを作成することにより、紫外線波長領域である２３０〜４００ｎｍにおける光線透過性に優れた光学分析用マイクロチップを提供することが記載されている。
【０００９】
特許文献４では、一対の石英ガラス基板と、これらの石英ガラス基板間にアルカリイオン含有ガラス層を挟み、石英ガラス基板間の接着部材として機能させつつ、実用可能な紫外から可視の波長域の光の透過性を向上させる微小流路素子を提供することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−４７５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０８７４号公報
【特許文献３】特開２０００−３９４２０号公報
【特許文献４】特開２００１−３４９８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高精度な検査を行うためには、光検出時のノイズの影響が無視できないが、上記特許文献においては基体の材料を透過性の良い部材にする提案や、蛍光として発するノイズ光を除去する手段が記載されているが、微小な濃度差などを検査結果として測定する際には様々な工夫を施す必要がある。
【００１１】
例えば、ノイズとなる微弱なバックグラウンド光も除去する必要があり、検出信号を高めるために光源と測定対象（例えば呈色反応結果）との波長のマッチングを高める必要などが生じる。そのため、従来では強固な遮光、光源と受光にチョッパーを掛ける、ノイズに埋もれた検出信号を抽出するための高度な信号処理、などの多大な工夫を設けて測定する事が多く、装置のサイズやコストに制約が生じる事が多い。
【００１２】
また、診断システムで用いる診断チップが複数種あり、その試薬の種類や反応が異なる場合は、光検出に感度の良い（ローノイズ・高感度）波長を選択する必要があるが、それぞれ適した分光感度にマッチさせるように装置側に光学フィルターなどを多数種準備し切り替え機構を設ける等が生じるが、装置のサイズが大きくなり、また製造コストが上がるなどのデメリットが生じる。
【００１３】
更に、例えば干渉フィルターなどの光学フィルターは、一般的に吸湿による特性変化（分光特性の変化）を生じやすく、長期的に特性を維持するには、装置の防湿対策などを十分に行う必要がある。また、フィルターへのゴミや汚れ・曇り付着が生じると誤差を生じるため、メンテナンスへも留意が必要である。
【００１４】
本発明の目的は、測定ノイズを低減し、精度の高い検査結果を得ることができるマイクロチップ、及び小型、低コストのマイクロチップを用いた検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は以下の構成により解決できる。
１．第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路が合流する合流流路と、が少なくとも形成された基材と、
該基材の流路を被覆する蓋材と、
を有するマイクロチップにおいて、
前記合流流路を流れる流体の混合又は反応状態を検出するために光が照射される前記蓋材の被検出部の分光透過率が、照射光の発光スペクトル及び前記流体における混合状態又は反応状態を特徴付ける吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有することを特徴とするマイクロチップ。
２．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）に対して
（λ２±Δλ２）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ２±Δλ２）
であることを特徴とする１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
３．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）に対して
（λ３±Δλ３）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ３±Δλ３）
であることを特徴とする１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
４．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、可視光域内に存在することを特徴とする２又は３に記載のマイクロチップ。
５．前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内の分光透過率の絶対値は、５０％以上であることを特徴とする２乃至４の何れかに記載のマイクロチップ。
６．前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）の４倍、又は前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）の４倍よりも外側にある領域の前記分光透過率は、内側の領域の最大分光透過率に対して１／１０以下であることを特徴とする２乃至５の何れかに記載のマイクロチップ。
７．前記蓋材の被検出部は、前記波長選択性を有する素材、前記波長選択性を有する材料の塗工、又は前記波長選択性を有する材料の含有により構成されることを特徴とする１乃至６に記載のマイクロチップ。
８．前記照射光が照射される面と反対の面は、高反射性を有することを特徴とする１乃至７に記載のマイクロチップ。
９．１乃至８に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップが収容可能なマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部に光を照射する光源と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部からの光を受光する受光部と、
を有することを特徴とするマイクロチップを用いた検査システム。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、検査装置側ではなくマイクロチップ側に波長選択性の機能をもたせているので、小型、低コストの装置を実現できるとともに、測定ノイズを低減し精度の高い検査結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本実施形態では、一例として、特定ＤＮＡの反応を検出するＤＮＡチップのように、検体と試薬とをマイクロチップ上で反応させる場合について示すが、これに限られず、少なくとも２種類の流体をマイクロチップ上で混合させる場合に適用することができる。
〈装置構成〉
図１は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の外観図である。検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体と試薬とを自動的に反応させ、反応結果を自動的に出力する装置である。
【００１８】
検査装置８０の筐体８２には、マイクロチップ１を装置内部に挿入するための挿入口８３、表示部８４、メモリカードスロット８５、プリント出力口８６、操作パネル８７、外部入出力端子８８が設けられている。
【００１９】
検査担当者は、図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８０の内部では、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。検査終了後、検査担当者はマイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の構成図である。図２においては、マイクロチップが図１に示す挿入口８３から挿入され、セットが完了している状態を示している。
【００２１】
検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体及び試薬を送液するための駆動液１１を貯留する駆動液タンク１０、マイクロチップ１に駆動液１１を供給するためのポンプ５、ポンプ５とマイクロチップ１とを駆動液１１が漏れないように接続するパッキン６、マイクロチップ１の必要部分を温調する温度調節ユニット３、マイクロチップ１をずれないようにパッキン６に密着させるためのチップ押圧板２、チップ押圧板２を昇降させるための押圧板駆動部３２、マイクロチップ１をポンプ５に対して精度良く位置決めする規制部材３１、マイクロチップ１内の検体と試薬との反応状態等を検出する光検出部４を備えている。
【００２２】
チップ押圧板２は、初期状態においては、図２に示す位置より上方に退避している。これにより、マイクロチップ１は矢印Ｘ方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３（図１参照）から規制部材３１に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。その後、チップ押圧板２は、押圧板駆動部３２により下降してマイクロチップ１に当接し、マイクロチップ１の下面が温度調節ユニット３及びパッキン６に密着される。
【００２３】
温度調節ユニット３は、マイクロチップ１の必要部分を温調するもので、試薬が収容されている部分を冷却して試薬が変性しないようにしたり、検体と試薬とが反応する部分を加熱して反応を促進させたりする。
【００２４】
光検出部４は、発光部４ａ及び受光部４ｂから構成され、発光部４ａからの光をマイクロチップ１に照射し、マイクロチップ１を透過した光を受光部４ｂにより検出する。受光部４ｂはチップ押圧板２の内部に一体的に設けられている。発光部４ａ及び受光部４ｂは、後述のマイクロチップ１の被検出部１１１ａ〜１１１ｄのそれぞれに対向するように複数設けられている。
【００２５】
ポンプ５は、ポンプ室５２、ポンプ室５２の容積を変化させる圧電素子５１、ポンプ室５２のマイクロチップ１側に位置する第１絞り流路５３、ポンプ室の駆動液タンク１０側に位置する第２絞り流路５４、等から構成されている。第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４は絞られた狭い流路となっており、また、第１絞り流路５３は第２絞り流路５４よりも長い流路となっている。
【００２６】
駆動液１１を順方向（マイクロチップ１に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を急激に減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第１絞り流路５３の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を緩やかに増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなり、ポンプ室５２内には第２絞り流路５４の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が順方向に送液されることになる。
【００２７】
一方、駆動液１１を逆方向（駆動液タンク１０に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を緩やかに減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第２絞り流路５４の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を急激に増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内には第１絞り流路５３の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が逆方向に送液されることになる。
〈マイクロチップの構成〉
図３は、本実施形態に係るマイクロチップ１の構成図である。一例の構成を示すものであり、これに限定されない。
【００２８】
図３（ａ）において矢印は、検査装置８０にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図３（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図３（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。
【００３０】
本実施形態に係るマイクロチップ１には、検体と試薬とをマイクロチップ１上で混合・反応させるための微細流路及び流路エレメントが配設されている。これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ１内で行われる処理の一例を図３（ｃ）を用いて説明する。図３（ｃ）は、図３（ａ）において被覆基板１０９が取り外された状態で流路エレメントとその接合状態を模式的に示している。
【００３１】
微細流路には、検体液を収容する検体収容部１２１、試薬を収容する試薬収容部１２０、ポジティブコントロール用の試薬を収容するポジティブコントロール収容部１２２、ネガティブコントロール用の試薬を収容するネガティブコントロール収容部１２３等が設けられている。試薬、ポジティブコントロール及びネガティブコントロールは、予め各収容部に収容されている。ポジティブコントロールは試薬と反応して陽性を示すもので、ネガティブコントロールは試薬と反応して陰性を示すものであり、正確な検査が実施されたか否かを確認するためのものである。
【００３２】
なお、図３（ｃ）は、説明を簡単にするため模式的に示しており、実際は、複数の試薬や希釈用溶液などをチップに収容し、チップ内での試薬の調合などを行わせてもよい。
【００３３】
検体注入部１１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部であり、駆動液注入部１１０ａ〜１１０ｄはマイクロチップ１に駆動液１１を注入するための注入部である。
【００３４】
まず、マイクロチップ１による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部１１３から注射器等を用いて注入する。図３（ｃ）に示すように、検体注入部１１３から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容される。
【００３５】
次に、検体の注入されたマイクロチップ１は、検査担当者により図１に示す検査装置８０の挿入口８３に挿入され、図２に示すようにセットされる。
【００３６】
次に、図２に示すポンプ５が制御部（不図示）から指令される所定の手順に従い順方向に駆動され駆動液注入部１１０ａ〜１１０ｄから駆動液１１が注入される。駆動液注入部１１０ａから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容されている検体を押し出し、反応部１２４に検体を送り込む。駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通ってポジティブコントロール収容部１２２に収容されているポジティブコントロール用の試薬を押し出し、反応部１２５にポジティブコントロールを送り込む。駆動液注入部１１０ｃから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通ってネガティブコントロール収容部１２３に収容されているネガティブコントロール用の試薬を押し出し、反応部１２６にネガティブコントロールを送り込む。駆動液注入部１１０ｄから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って試薬収容部１２０に収容されている試薬を押し出し、上記の反応部１２４〜１２６に試薬を送り込む。
【００３７】
このようにして、反応部１２４では検体と試薬とが合流し、反応部１２５ではポジティブコントロールと試薬とが合流し、反応部１２６ではネガティブコントロールと試薬とが合流する。
【００３８】
その後、反応部１２４で合流した検体と試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ａに送液される。反応部１２４で合流した検体と試薬との混合液の一部並びに反応部１２５で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ｂに送液される。反応部１２５で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ｃに送液される。反応部１２６で合流したネガティブコントロールと試薬との混合液は、被検出部１１１ｄに送液される。
〈被検出部〉
本発明のマイクロチップ１における被検出部１１１の分光透過率について説明する。マイクロチップ１の被検出部１１１では、検体と前記マイクロチップ１内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、励起光による蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では試薬の反応結果を光学的に検出する。試薬の反応結果を測光するマイクロチップ１の被検出部１１１の溝形成基板１０８と被覆基板１０９は、光透過性の材料になっていて、試薬と検体の反応結果は、マイクロチップ１の被検出部１１１を透過又は反射する光を測光または測色することで解析することができる。
【００３９】
ここで図４（ａ）は、発光部４ａからの光が被検出部１１１を通過して受光部４ｂにて光量を測定することにより検出を行う透過型の例を示す。被覆基板１０９は、ポリプロピレン等の光透過性を有する樹脂材料からなり、被覆基板１０９の表面には、分光透過率が、発光部４ａの発光スペクトル及び目的とする対象が存在したときの試薬反応の吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有する材料が塗工されている。溝形成基板１０８はポリプロピレン等の光透過性を有する樹脂材料からなっている。光検出部４の発光部４ａから発光された光は、マイクロチップの被検出部１１１に存在する反応液を透過して受光部４ｂに受光される。このとき目的の検体対象が存在したとき、例えば金コロイドなどにより標的されたプローブが吸着され呈色するようにしておく。この呈色反応を反応前後の透過光量差（すなわち光学濃度差）などで測定し検査する。
【００４０】
図４（ｂ）は光源からの光が被検出部１１１にあたり反射してきた光を受光部にて光の量を測定することにより検出を行う反射型の例を示す。この場合反射光を受光するとき被覆基板１０９を２回通過することになり反射光量が減少するので、図４（ｃ）に示すように、溝形成基板１０８の被検出部１１１の裏面側に高反射率の加工、例えば、アルミ蒸着処理や白色塗装を施すことにより反射光量を増しＳ／Ｎを向上すことができる。
【００４１】
次に発光部４ａが緑色帯ＬＥＤの場合の発光スペクトルの一例を図５（ａ）に示し、被覆基板１０９の分光透過率を図５（ｂ）に示す。分光透過率の半値巾を（λ１±Δλ１）、発光スペクトルの半値巾を（λ２±Δλ２）と定義すると、
（λ１±Δλ１）≧（λ２±Δλ２）
となる。分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内に発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）が含まれる。
【００４２】
このとき分光透過率の半値巾の範囲内では分光透過率の絶対値を５０％以上にすることにより、チップ素材自体の光吸収に伴う信号低減を抑制しＳ／Ｎ比を向上させている。なお（λ１±Δλ１）、（λ２±Δλ２）はピークに対して半値巾の広がりをもつ領域を示しており、数学的に厳密な式を示すものではない。
【００４３】
また、試薬に金コロイドを使った試薬反応の吸収スペクトルを図６（ａ）に示し、分光透過率の半値巾を図６（ｂ）に示す。吸収スペクトルの半値巾を（λ３±Δλ３）とすると、
（λ１±Δλ１）≧（λ３±Δλ３）
となる。分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内に吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）が含まれる。
【００４４】
しかしながら、分光透過率の半値巾を必要以上に広くする必要はなく、具体的には発光スペクトルのときは、
（λ２±Δλ２）≦（λ１±Δλ１）≦３（λ２±Δλ２）
吸収スペクトルのときは、
（λ３±Δλ３）≦（λ１±Δλ１）≦３（λ３±Δλ３）
というように、分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）、吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）の３倍以下にすることが望ましい。
【００４５】
さらに図７に示すように、外乱となる光成分のノイズをほぼ無視できるまで除去するために、分光透過率が、発光スペクトル（図７（ａ））の半値巾の多くても４倍、又は吸収スペクトルの半値巾の多くても４倍よりも外側にある領域（図７（ｂ））では、内側にある領域の最大分光透過率に対して１／１０以下になるようにスペクトルをカットオフさせている。
【００４６】
なおこれらの波長域をすべて可視光域で計測できるようにすることによって、装置による自動検知の他に、目視色判別などで反応結果を再確認できる。
【００４７】
またマイクロチップを溝形成基板１０８と被覆基板１０９との２ピース以上の構造とし、マイクロチップの製造時に被覆基板１０９に波長選択性を有する素材を塗布したり、あるいは含有させて光学特性を変えることにより、微妙な特性差を補償することが可能となり、精度の高いマイクロチップを提供できる。
【００４８】
さらに、溝構成基板は、表裏両面に溝を形成し、表裏面に被覆基板を設けても良い。この時、図４（ｃ）に示したＡｌ蒸着は、裏面の被覆基板に設けることもできる。
【００４９】
さらに、図４（ａ）や（ｂ）における溝構成基板の裏面に塗工等により波長選択性をもたせ、光源の照射を図の裏面側から行っても良いことは明らかであるが、加工性が良く、平面生を保ち易い被覆基板に波長選択性をもたせる方がより好ましい。
【００５０】
さらに被覆基板１０９は、波長選択性をもたせる材質、加工を行うとともに、水分、酸素などを遮蔽するガスバリア性能を持たせた材質や表面処理をおこなうことにより、マイクロチップ保管中にチップ内の試薬が蒸発することを防止し、チップ外部から水分や酸素などがチップ中の試薬に及ぼす劣化や変質が防止できる。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、検査装置側ではなくマイクロチップ側に波長選択性の機能をもたせているので、小型、低コストの装置を実現できるとともに、測定ノイズを低減し精度の高い検査結果を得ることができる。
【００５２】
さらに、マイクロチップの分光透過率の半値巾を、光源スペクトルの半値巾や光吸収スペクトルの半値巾よりも広くすることにより、マイクロチップの基材や蓋材による、検出光のロスを少なく抑えることができ、信号分を有効に利用することが可能となりＳ／Ｎ比が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態における反応検出装置８０の外観図である。
【図２】本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の構成図である。
【図３】本実施形態に係るマイクロチップの構成図である。
【図４】図４（ａ）は透過型の例、図４（ｂ）は反射型の例を示す図である。
【図５】発光スペクトルと分光透過率の半値巾を示す図である。
【図６】試薬反応の吸収スペクトルと、分光透過率の半値巾との関係を示す図である。
【図７】分光透過率の半値巾の領域外では、スペクトルを１／１０にカットオフさせた図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ マイクロチップ
４ 光検出部
８０ 検査装置
１０８ 溝形成基板
１０９ 被覆基板
１１１ 被検出部
１２０ 試薬収容部
１２１ 検体収容部
１２２ ポジティブコントロール収容部
１２３ ネガティブコントロール収容部
１２４、１２５、１２６ 反応部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路が合流する合流流路と、が少なくとも形成された基材と、
該基材の流路を被覆する蓋材と、
を有するマイクロチップにおいて、
前記合流流路を流れる流体の混合又は反応状態を検出するために光が照射される前記蓋材の被検出部の分光透過率が、照射光の発光スペクトル及び前記流体における混合状態又は反応状態を特徴付ける吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有することを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）に対して
（λ２±Δλ２）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ２±Δλ２）
であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
【請求項３】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）に対して
（λ３±Δλ３）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ３±Δλ３）
であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
【請求項４】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、可視光域内に存在することを特徴とする請求項２又は３に記載のマイクロチップ。
【請求項５】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内の分光透過率の絶対値は、５０％以上であることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）の４倍、又は前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）の４倍よりも外側にある領域の前記分光透過率は、内側の領域の最大分光透過率に対して１／１０以下であることを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項７】
前記蓋材の被検出部は、前記波長選択性を有する素材、前記波長選択性を有する材料の塗工、又は前記波長選択性を有する材料の含有により構成されることを特徴とする請求項１乃至６に記載のマイクロチップ。
【請求項８】
前記照射光が照射される面と反対の面は、高反射性を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載のマイクロチップ。
【請求項９】
請求項１乃至８に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップが収容可能なマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部に光を照射する光源と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部からの光を受光する受光部と、
を有することを特徴とするマイクロチップを用いた検査システム。
【請求項１】
第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路が合流する合流流路と、が少なくとも形成された基材と、
該基材の流路を被覆する蓋材と、
を有するマイクロチップにおいて、
前記合流流路を流れる流体の混合又は反応状態を検出するために光が照射される前記蓋材の被検出部の分光透過率が、照射光の発光スペクトル及び前記流体における混合状態又は反応状態を特徴付ける吸収スペクトルのうちの少なくとも１つのスペクトルに対して特定の関係となる波長選択性を有することを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）に対して
（λ２±Δλ２）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ２±Δλ２）
であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
【請求項３】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）に対して
（λ３±Δλ３）≦（λ１±Δλ１）≦３×（λ３±Δλ３）
であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
なお（λ±Δλ）で示す式は、ピーク波長λの半値巾で囲まれた波長範囲を示す。
【請求項４】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）は、可視光域内に存在することを特徴とする請求項２又は３に記載のマイクロチップ。
【請求項５】
前記分光透過率の半値巾（λ１±Δλ１）の範囲内の分光透過率の絶対値は、５０％以上であることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
前記発光スペクトルの半値巾（λ２±Δλ２）の４倍、又は前記吸収スペクトルの半値巾（λ３±Δλ３）の４倍よりも外側にある領域の前記分光透過率は、内側の領域の最大分光透過率に対して１／１０以下であることを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項７】
前記蓋材の被検出部は、前記波長選択性を有する素材、前記波長選択性を有する材料の塗工、又は前記波長選択性を有する材料の含有により構成されることを特徴とする請求項１乃至６に記載のマイクロチップ。
【請求項８】
前記照射光が照射される面と反対の面は、高反射性を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載のマイクロチップ。
【請求項９】
請求項１乃至８に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップが収容可能なマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部に光を照射する光源と、
前記マイクロチップ収容部に収容される前記マイクロチップの被検出部からの光を受光する受光部と、
を有することを特徴とするマイクロチップを用いた検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２４８４２６（Ｐ２００７−２４８４２６Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７６３６０（Ｐ２００６−７６３６０）
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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