マイクロチップおよびその使用方法
【課題】流体回路のパターン形状のつぶれ度合い、すなわち該パターン形状のマイクロチップ厚み方向の長さを定量的に評価することが可能な構造を有するマイクロチップおよびその使用方法を提供する。
【解決手段】基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、当該溝と第２の基板の第１の基板側表面とからなる流体回路を内部に有するマイクロチップであって、該第１の基板は、該流体回路のうちの一部の流体回路における、マイクロチップ厚み方向の長さを評価するための評価部を備え、該評価部は、第１の基板の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部と、該貫通部に隣接して設けられた段差部とを有し、ここで、該段差部の高さは、上記一部の流体回路を構成する溝の深さと同一であるかまたは略同一であるマイクロチップおよびその使用方法である。
【解決手段】基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、当該溝と第２の基板の第１の基板側表面とからなる流体回路を内部に有するマイクロチップであって、該第１の基板は、該流体回路のうちの一部の流体回路における、マイクロチップ厚み方向の長さを評価するための評価部を備え、該評価部は、第１の基板の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部と、該貫通部に隣接して設けられた段差部とを有し、ここで、該段差部の高さは、上記一部の流体回路を構成する溝の深さと同一であるかまたは略同一であるマイクロチップおよびその使用方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ、タンパク質、細胞、免疫および血液等の生化学検査、化学合成ならびに、環境分析などに好適に使用されるμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などとして有用なマイクロチップおよびその使用方法に関し、より詳しくは、マイクロチップが有する流体回路のパターン形状のつぶれ度合いを評価することが可能なマイクロチップおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）や酵素、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、ならびに化学物質を検知、検出あるい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バイオチップおよびマイクロ化学チップ（以下、これらを総称してマイクロチップと称する。）が提案されている。マイクロチップは、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ〜１０ｃｍ角で厚さ数ｍｍ〜数ｃｍ程度の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】
マイクロチップはその内部に流体回路を有しており、該流体回路は、たとえば検体（その一例として血液が挙げられる）と混合あるいは反応、または該検体を処理するための液体試薬を保持する液体試薬保持部、該検体や液体試薬を計量する計量部、検体と液体試薬とを混合する混合部、混合液について分析および／または検査するための検出部などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な流路（たとえば、数百μｍ程度の幅）とから主に構成される。マイクロチップは、典型的には、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して使用される。マイクロチップに適切な方向の遠心力を印加することにより、検体および液体試薬の計量、混合、ならびに該混合液の検出部への導入等を行なうことができる（内部に流体回路を有するマイクロチップの一例として、たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１７３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内部に流体回路を有するマイクロチップは、一方の基板表面に溝を有する第１の基板と、第２の基板とを、溝形成側表面が第２の基板に対向するようにして貼り合わせることにより作製することができる。基板の貼り合わせ方法としては、少なくとも一方の基板の貼り合わせ面を融解し溶着する方法を用いることができる。
【０００５】
ここで、溶着法によりマイクロチップを作製する場合、基板貼り合わせ時に、融解された基板が盛り上がり、第１の基板上に形成された溝と第２の基板表面とによって形成される流体回路のパターン形状がつぶれ、変形が生じる場合があった。このようなパターンつぶれが生じたマイクロチップは、不良品として選別除去されるべき場合があるが、パターンつぶれの度合いを検査する適切な方法がこれまでなかった。マイクロチップ内部に存在するパターン形状を外部から測定することは困難であり、測定しようとすると、断面観察などの破壊検査によるしかない。しかし、１つのマイクロチップの破壊検査でパターン形状が正常であると判断されても、他のマイクロチップも同様に正常であるとは限らないため、非破壊検査により全数について検査を行なうことが望ましい。
【０００６】
また、レーザ顕微鏡を用いてパターン形状のマイクロチップ厚み方向の長さを測定し、パターン形状のつぶれ度合いを非破壊的に評価する方法も考え得るが、この場合、マイクロチップ表面で入射光が反射、散乱してしまい、評価可能な測定データを得ることができない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、流体回路のパターン形状のつぶれ度合い、すなわち該パターン形状のマイクロチップ厚み方向の長さを定量的に評価することが可能な構造を有するマイクロチップおよびその使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明は、基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、当該溝と第２の基板の第１の基板側表面とからなる流体回路を内部に有するマイクロチップであって、該第１の基板は、該流体回路のうちの一部の流体回路における、マイクロチップ厚み方向の長さを評価するための評価部を備え、該評価部は、第１の基板の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部と、該貫通部に隣接して設けられた段差部とを有し、ここで、該段差部の高さは、上記一部の流体回路を構成する溝の深さと同一であるかまたは略同一であるマイクロチップである。
【０００９】
ここで、評価部は、上記一部の流体回路を構成する溝の近傍に配置されることが好ましく、評価部の貫通部は、上記一部の流体回路を構成する溝を形成する壁面を貫通するように配置されることがより好ましい。
【００１０】
また、評価部は、貫通部における、第２の基板側とは反対側の開口の一部を覆うひさし構造部をさらに有することが好ましい。当該ひさし構造部のマイクロチップ厚み方向の長さは、上記一部の流体回路を構成する溝が位置する部分における第１の基板の厚み方向の長さと同一であるかまたは略同一であることが好ましい。
【００１１】
本発明のマイクロチップの流体回路は、液体を計量するための計量部を少なくとも１つ有していることが好ましい。この場合において、上記一部の流体回路は、当該計量部を含むことが好ましい。より好ましくは、流体回路は、液体を計量するための計量部を複数有し、上記一部の流体回路は、当該複数の計量部のすべてを含む。
【００１２】
本発明において、第１の基板は、透明基板であることが好ましい。第２の基板は、不透明基板であることが好ましく、黒色基板であることがより好ましい。
【００１３】
さらに本発明により、上記マイクロチップの使用方法が提供される。本発明のマイクロチップの使用方法は、任意に設定された基準面Ｘから上記貫通部直下の第２の基板表面までの距離と、基準面Ｘから上記段差部上面までの距離とを測定することにより、上記一部の流体回路のマイクロチップ厚み方向の長さを評価する工程を含む。
【００１４】
任意に設定された基準面Ｘから上記貫通部直下の第２の基板表面までの距離と、基準面Ｘから上記段差部上面までの距離との測定は、レーザ顕微鏡を用いて行なうことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流体回路のパターン形状のつぶれ度合いを定量的に評価することができる。また、本発明によれば、許容範囲を超えるパターンつぶれを有するマイクロチップ不良品を効率的かつ非破壊的に選別、除去することができるようになるため、マイクロチップ製造の効率化を図ることができるとともに、信頼性の高いマイクロチップを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のマイクロチップは、基板表面に溝が形成された第１の基板の溝形成側表面上に、第２の基板を貼り合わせてなる内部に流体回路を有するマイクロチップである。該流体回路は、第１の基板表面に形成された溝と第２の基板の貼り合わせ面とによって構成されている。マイクロチップの大きさは、特に限定されないが、たとえば縦横数ｃｍ程度、厚さ数ｍｍ〜１ｃｍ程度とすることができる。
【００１７】
本発明のマイクロチップにおいて、流体回路は、流体回路内の流体（特には、液体）に対して適切な様々な処理を行なうことができるよう、流体回路内の適切な位置に配置された種々の部位を備えており、これらの部位は、微細な流路を介して適切に接続されている。
【００１８】
上記部位としては、特に限定されるものではないが、液体試薬を保持するための液体試薬保持部、検体（または該検体中の特定成分。以下、単に検体とも称する。）や液体試薬を計量するための計量部、計量された液体試薬と検体とを混合するための混合部、該混合液についての検査・分析（たとえば、混合液中の特定成分の検出）を行なうための検出部などを挙げることができる。必要に応じてさらに別の部位が設けられてもよい。計量部は、所定の容量を有しており、検体や液体試薬を計量部に導入することにより、所定量の検体や液体試薬を計り取ることができる。なお、液体試薬とは、マイクロチップを用いて行なわれる検査・分析の対象となる検体を処理する、または該検体と混合あるいは反応される試薬であり、通常、マイクロチップ使用前にあらかじめ流体回路の液体試薬保持部に内蔵されている。上記混合液についての検査・分析方法としては、特に限定されないが、たとえば検出部に光を照射して透過する光の強度（透過率）を検出する方法；検出部に保持された混合液についての吸収スペクトルを測定する方法等の光学測定により行なうことができる。
【００１９】
検体や液体試薬の計量、検体と液体試薬との混合、得られた混合液の検出部への導入などのような流体回路内における流体処理は、マイクロチップに対して、適切な方向の遠心力を順次印加することにより行なうことができる。マイクロチップへの遠心力の印加は、典型的には、マイクロチップを、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して行なわれる。
【００２０】
ここで、本発明のマイクロチップにおいては、上記した第１の基板（流体回路を構成する溝が形成されている基板）が、マイクロチップが有する流体回路のうちの一部の流体回路におけるマイクロチップ厚み方向の長さ（すなわち、流体回路のパターン形状のつぶれ度合い）を評価するための評価部を有している。マイクロチップが当該評価部を備えることにより、この評価部を利用して、上記一部の流体回路におけるマイクロチップ厚み方向の長さを擬似的に計測することが可能となる。上記「一部の流体回路」とは、マイクロチップが有する流体回路のうち、いずれの部分（部位）であってもよいが、パターン形状のつぶれ度合いによっては、正確な流体処理を行なうことができなくなり、正確な検査・分析結果が得られなくなるおそれがあることから、パターン形状のつぶれ度合いを検査しておくべきと考えられる部位であることが好ましい。かかる部位としては、検体を計量する検体計量部、液体試薬を計量する液体試薬計量部を挙げることができる。これらの計量部は、所定の容量を有すべき部位であり、当該部位においてパターン形状の変形が生じている場合には、正確な量の検体または液体試薬を計量することができず、正確な検査・分析結果が得られなくなる可能性がある。評価部は、１つのマイクロチップに対して１つまたは複数設けることができる。流体回路が、検体計量部および液体試薬計量部などの計量部を複数有している場合には、複数の評価部を設けることが好ましく、それぞれの計量部に対して評価部を設置することがより好ましい。以下、評価部の構造について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明における評価部の一例を示す断面模式図であり、基板表面に溝が形成された第１の基板１０１と、第２の基板１０２とを貼り合わせる前の状態を示している。当該溝と第２の基板表面とによって流体回路が形成されることとなる。図１に示される溝１０３は、第１の基板１０１に形成された溝のうち、パターン形状のつぶれ度合いを評価する対象である流体回路部分を構成する溝である。
【００２２】
第１の基板１０１は、溝１０３の近傍に設けられた評価部１０４を有しており、評価部１０４は、第１の基板１０１の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部１０５と、貫通部１０５に隣接して設けられた段差部１０６とから構成されている。ここで、段差部１０６の高さａ１は、溝１０３の深さｂ１と同一かまたは略同一としている。略同一とは、誤差と認められる範囲内（±０．５ｍｍ程度の範囲内）で相違することを意味する。
【００２３】
かかる構成を有する評価部１０４を設けることにより、以下に説明するように、溝１０３と第２の基板１０２表面とによって形成される流体回路のマイクロチップ厚み方向に長さ（深さ）を擬似的に計測することが可能となる。
【００２４】
図２は、図１に示される第１の基板１０１と第２の基板１０２とを溶着法によって貼合して得られるマイクロチップを示す断面模式図である。図２を参照して、第１の基板１０１の溝１０３と第２の基板１０２表面とによって形成される流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さをｂ２、貫通部１０５直下の第２の基板表面（たとえば、図２における点Ｂ）と段差部１０６の上面（たとえば、図２における点Ａ）との高低差をａ２とする。溶着法による基板貼合においては、融解された基板（特には、第２の基板）の盛り上がり等により、通常、ｂ２＜ｂ１、ａ２＜ａ１となる（ｂ２＝ｂ１および／またはａ２＝ａ１の場合もあり得る。）。
【００２５】
ここで、評価部１０４は、溝１０３の近傍に設置されていることから、貼合時における貫通部１０５直下の第２の基板表面が晒される条件（貼合時の基板の溶融状態、印加される圧力、基板温度など）は、流体回路２０３を構成する第２の基板が晒される条件と同じであるとみなすことができる。したがって、段差部１０６の高さａ１は、溝１０３の深さｂ１と同一かまたは略同一であることに鑑みれば、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２は、基板貼合後における貫通部１０５直下の第２の基板表面と段差部１０６の上面との高低差ａ２と同じであるとみなすことができる。このことは、基板貼合後の高低差ａ２を測定することにより得られる値が、実質的に、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２を示していることを意味している。よって、基板貼合後の高低差ａ２を測定することにより、流体回路２０３のつぶれ度合いを評価することが可能となる。
【００２６】
基板貼合後の高低差ａ２を測定する方法としては特に制限されず、従来公知の方法を用いることができる。たとえば、レーザ顕微鏡を用いる方法を好適に用いることができる。レーザ顕微鏡を用いる方法においては、レーザ顕微鏡をマイクロチップの第１の基板１０１側表面上部の任意の位置に設置し、任意に設定された基準面Ｘから評価部１０４の貫通部１０５直下の第２の基板表面（たとえば、図２における点Ｂ）までの距離と、当該基準面Ｘから段差部１０６の上面（たとえば、図２における点Ａ）までの距離とを測定し、これらの差を求めることにより、基板貼合後の高低差ａ２を得ることができる。このように、レーザ顕微鏡を用いる場合においては、評価部１０４に貫通部１０５を設けておく必要がある。
【００２７】
評価部１０４は、パターン形状のつぶれ度合いを評価する対象である流体回路部分を構成する溝１０３の近傍に配置することが好ましい。これにより、基板貼合後の高低差ａ２が、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２をより正確に反映することとなる。また、評価部１０４の貫通部１０５は、パターン形状のつぶれ度合いを評価する対象である流体回路部分を構成する溝１０３を形成する壁面を貫通するように配置されることが好ましい。かかる構成によっても、基板貼合後の高低差ａ２が、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２をより正確に反映することとなる。
【００２８】
なお、図１に示される評価部１０４においては、貫通部１０５が、段差部１０６と比較して、溝１０３により近い側に配置されているが、このような構成に限定されるものではなく、図３に示されるように、段差部３０６が溝３０３により近い側に配置されてもよい。
【００２９】
図１を参照して、段差部１０６の横方向の長さＬ１は、特に制限されないが、たとえば０．５〜２．０ｍｍ程度とすることができ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度である。また、貫通部の横方向の長さＬ２についても特に制限されず、たとえば０．５〜２．０ｍｍ程度とすることができ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度である。
【００３０】
図４は、本発明における評価部のさらに別の一例を示す断面模式図であり、基板表面に溝が形成された第１の基板４０１と、第２の基板４０２とを貼り合わせる前の状態を示している。また、図５は、図４に示される第１の基板４０１の概略上面図である。図４および５に示されるように、第１の基板４０１の評価部４０４は、貫通部４０５における、第２の基板４０２側とは反対側の開口の一部を覆うように形成された、ひさし構造部４０７をさらに有している。当該ひさし構造部４０７の幅方向の長さＴ３（図５参照）は、特に制限されないが、貫通部４０５の幅方向の長さＬ４より短く、上からみたときに、ひさし構造部４０７の両脇に第２の基板表面まで貫通する空洞部ＩおよびＩＩが形成されるようにしている。
【００３１】
第２の基板上に第１の基板を積層し、第１の基板側からレーザを照射して第２の基板の貼り合わせ面を融解させることにより貼合を行なうレーザ溶着法を用いる場合、溝４０３の直下に位置する第２の基板４０２表面へのレーザ照射は、溝４０３上部に位置する第１の基板４０１を介してなされることとなる。第１の基板４０１を介してレーザ照射を行なう場合と、これを介さずレーザ照射を行なう場合とでは、流体回路のつぶれ度合いに変化が生じ得る。ひさし構造部は、この点を考慮して設けられるものである。すなわち、溝４０３領域へのより正確なレーザ照射条件を貫通部４０５に再現したものであり、ひさし構造部４０７を介してレーザ照射されたひさし構造部４０７直下の第２の基板４０２の高さ（盛り上がり）は、溝４０３によって構成される流体回路のつぶれ度合いをより正確に反映する。
【００３２】
このようなひさし構造部４０７を有する場合においては、任意に設定された基準面Ｘからひさし構造部４０７直下の第２の基板表面までの距離と、当該基準面Ｘから段差部４０６の上面までの距離とを測定し、これらの差を求めることにより、基板貼合後の高低差を得る。基準面Ｘからひさし構造部４０７直下の第２の基板表面までの距離は、レーザ顕微鏡を用い、レーザを、図５における空洞部Ｉ（またはＩＩ）から斜めに照射し、空洞部ＩＩ（またはＩ）から反射光を取り出すことにより、測定することができる。
【００３３】
なお、図４を参照して、ひさし構造部４０７の突出長さ（横方向の長さ）Ｔ１は、特に制限されるものではなく、貫通部４０５の横方向の長さＬ３と同程度であるか、もしくははこれより短くてもよい。または、貫通部４０５の横方向の長さＬ３より長くしてもよい。また、ひさし構造部４０７の厚みＴ２も、特に制限されるものではないが、溝４０３によって構成される流体回路のつぶれ度合いをより正確に反映するためには、溝４０３上部に位置する第１の基板４０１の厚みと同程度であることが好ましく、同じであることがより好ましい。
【００３４】
本発明のマイクロチップを構成する第１の基板（流体回路を構成する溝が形成されている基板）および第２の基板の材質は特に制限されないが、加工性を考慮すると、樹脂を用いることが好ましい。樹脂のなかでも、ポリスチレン系樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、アクリル樹脂などが好ましく用いられ、なかでも、耐湿性、加工性（射出成形のし易さなど）が良好であることから、ポリスチレン系樹脂がより好ましい。
【００３５】
第１の基板は、上記したように、表面に流体回路を構成する溝が形成される基板である。このような第１の基板は、光学測定の際、検出光が照射させる部位を含んでいることから、透明基板とすることが好ましく、少なくとも検出部における検出光が通過する領域は透明樹脂から構成する必要がある。また、第２の基板は、透明基板であっても不透明基板であってもよい。第１の基板と第２の基板との貼合は、たとえばレーザ溶着、熱溶着、超音波溶着等の溶着法；接着剤による接着などに行なうことができ、溶着法が好ましく用いられる。たとえばレーザ溶着法においては、第１の基板、第２の基板の少なくとも一方の貼り合わせ面にレーザを照射し、該貼り合わせ面を融解させることにより接着を行なうが、この際、基板に不透明基板（好ましくは黒色基板）を用いることにより、光吸収率が増大し、効率的にレーザ溶着を行なうことができる。したがって、第１の基板を透明基板とする場合には、第２の基板を不透明基板とすることが好ましく、黒色基板とすることがより好ましい。
【００３６】
以下、実施例を示し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。
【００３７】
＜実施例１＞
図６は、基板表面に溝が形成された第１の基板６０１と、第２の基板６０２とを貼り合わせてなるマイクロチップ６００における第１の基板６０１側表面を示す概略上面図である。すなわち、図６は、第１の基板６０１における、流体回路を形成する溝が形成されていない側の面を示している。また、図７は、第１の基板６０１における溝が形成されている側の面を示す概略上面図である。マイクロチップ６００は、全血から血漿成分を取り出し、該血漿成分について検査・分析を行なうマイクロチップとして好適に適用され得る流体回路構造を有している。
【００３８】
図７を参照して、マイクロチップ６００が有する流体回路は、被験者から採取された全血を含むキャピラリー等のサンプル管を組み込むためのサンプル管載置部７０２、サンプル管より導出された全血から血球成分などを除去して血漿成分を得る血漿分離部７０３、分離された血漿成分を計量するための検体計量部７０４、液体試薬を保持するための２つの液体試薬保持部７０５ａおよび７０５ｂ、液体試薬を計量するための液体試薬計量部７０６ａおよび７０６ｂ、血漿成分と液体試薬とを混合するための混合部７０７ａ〜７０７ｄ、ならびに、得られた混合液についての検査・分析が行なわれる検出部７０８から主に構成される。マイクロチップ６００は、あらかじめ流体回路内に液体試薬が内蔵された「液体試薬内蔵型マイクロチップ」であり、該液体試薬は、液体試薬保持部７０５ａおよび７０５ｂに形成された、第１の基板６０１の厚み方向に貫通する貫通穴である液体試薬導入口７７０ａ、７７０ｂを介して、マイクロチップ６００における第１の基板６０１側表面側から注入される。これら液体試薬導入口の開口部は、マイクロチップ６００における第１の基板６０１側表面に封止用ラベルなどを貼合することによって封止される。
【００３９】
本実施例のマイクロチップ６００は、検体計量部７０４および液体試薬計量部７０６ａ、７０６ｂの近傍に、これらの部位のマイクロチップ厚み方向の長さ（これらの部位のパターン形状のつぶれ度合い）を評価するための評価部７１４、７２４、７３４を備えている。たとえば検体計量部７０４近傍に配置された評価部７１４は、貫通部７１５、段差部７１６およびひさし構造部７１７からなる。また、評価部７２４は、貫通部７２５および段差部７２６からなり、評価部７３４は貫通部７３５および段差部７３６からなる。図８に、図６のＶＩ−ＶＩ線における断面図（評価部７１４の断面図）を示す。
【００４０】
評価部を構成する貫通部７１５、７２５および７３５はそれぞれ、検体計量部７０４および液体試薬計量部７０６ａ、７０６ｂを形成する壁面７４１、７４２、７４３を貫通するように配置されている。
【００４１】
まず、マイクロチップ６００の動作方法の一例について説明する。なお、以下に説明する動作方法は一例を示したものであり、この方法に限定されるものではない。まず、被験者から採取された全血を含むサンプル管をサンプル管載置部７０２に搭載する。次に、マイクロチップ６００に対して、図７における左向き方向（以下、単に左向きという。他の方向についても以下同様。）に遠心力を印加し、サンプル管内の全血を取り出した後、下向きの遠心力により、全血を血漿分離部７０３に導入して遠心分離を行ない、血漿成分（上層）と血球成分（下層）とに分離する。この際、過剰の全血は、廃液溜め７０９ａに収容される。また、この下向き遠心力により、液体試薬保持部７０５ａ内の液体試薬Ｘは、液体試薬計量部７０６ａに導入され計量される。液体試薬計量部７０６ａから溢れ出た液体試薬Ｘは、液体試薬計量部７０６ａの出口側端部に接続された流路を通って、廃液溜め７０９ａに収容される。
【００４２】
ついで、分離された、血漿分離部７０３内の血漿成分を、右向き遠心力により検体計量部７０４に導入し、計量する。検体計量部７０４から溢れ出た血漿成分は、検体計量部７０４の出口側端部に接続された流路を通って、廃液溜め７０９ｂに収容される。また、計量された液体試薬Ｘは、混合部７０７ｂに移動するとともに、液体試薬保持部７０５ｂ内の液体試薬Ｙは、液体試薬保持部７０５ｂから排出される。
【００４３】
次に、下向き遠心力により、計量された血漿成分および計量された液体試薬Ｘは、混合部７０７ａに移動するとともに、混合される。また、液体試薬Ｙは、液体試薬計量部７０６ｂに導入され、計量される。液体試薬計量部７０６ｂから溢れ出た液体試薬Ｙは、液体試薬計量部７０６ｂの出口側端部に接続された流路を通って、廃液溜め７０９ｃに収容される。ついで、右向き、下向き、右向き遠心力を順次印加して、血漿成分と液体試薬Ｘとの混合液を混合部７０７ａおよび７０７ｂ間で行き来させることにより、混合液の十分な混合を行なう。次に、上向き遠心力により、血漿成分と液体試薬Ｘとの混合液と計量された液体試薬Ｙとを混合部７０７ｃにて混合させる。ついで、左向き、上向き、左向き、上向き遠心力を順次印加して、混合液を混合部７０７ｃおよび７０７ｄ間で行き来させることにより、混合液の十分な混合を行なう。最後に、右向き遠心力により、混合部７０７ｃ内の混合液を検出部７０８に導入する。検出部７０８内に収容された混合液は、たとえば上記したような光学測定に供され、検査・分析が行なわれる。
【００４４】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における評価部の一例を示す断面模式図である。
【図２】図１に示される第１の基板と第２の基板とを溶着法によって貼合して得られるマイクロチップを示す断面模式図である。
【図３】本発明における評価部の別の一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明における評価部のさらに別の一例を示す断面模式図である。
【図５】図４に示される第１の基板の概略上面図である。
【図６】実施例１のマイクロチップの第１の基板側表面を示す概略上面図である。
【図７】実施例１のマイクロチップの第１の基板における溝が形成されている側の面を示す概略上面図である。
【図８】図６のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１，３０１，４０１，６０１ 第１の基板、１０２，３０２，４０２，６０２ 第２の基板、１０３，３０３，４０３ 溝、１０４，３０４，４０４，７１４，７２４，７３４ 評価部、１０５，３０５，４０５，７１５，７２５，７３５ 貫通部、１０６，３０６，４０６，７１６，７２６，７３６ 段差部、２０３ 流体回路、４０７，７１７ ひさし構造部、６００ マイクロチップ、７０２ サンプル管載置部、７０３ 血漿分離部、７０４ 検体計量部、７０５ａ，７０５ｂ 液体試薬保持部、７０６ａ，７０６ｂ 液体試薬計量部、７０７ａ，７０７ｂ，７０７ｃ，７０７ｄ 混合部、７０８ 検出部、７０９ａ，７０９ｂ，７０９ｃ 廃液溜め部、７７０ａ，７７０ｂ 液体試薬導入口、７４１，７４２，７４３ 壁面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ、タンパク質、細胞、免疫および血液等の生化学検査、化学合成ならびに、環境分析などに好適に使用されるμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などとして有用なマイクロチップおよびその使用方法に関し、より詳しくは、マイクロチップが有する流体回路のパターン形状のつぶれ度合いを評価することが可能なマイクロチップおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）や酵素、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、ならびに化学物質を検知、検出あるい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バイオチップおよびマイクロ化学チップ（以下、これらを総称してマイクロチップと称する。）が提案されている。マイクロチップは、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ〜１０ｃｍ角で厚さ数ｍｍ〜数ｃｍ程度の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】
マイクロチップはその内部に流体回路を有しており、該流体回路は、たとえば検体（その一例として血液が挙げられる）と混合あるいは反応、または該検体を処理するための液体試薬を保持する液体試薬保持部、該検体や液体試薬を計量する計量部、検体と液体試薬とを混合する混合部、混合液について分析および／または検査するための検出部などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な流路（たとえば、数百μｍ程度の幅）とから主に構成される。マイクロチップは、典型的には、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して使用される。マイクロチップに適切な方向の遠心力を印加することにより、検体および液体試薬の計量、混合、ならびに該混合液の検出部への導入等を行なうことができる（内部に流体回路を有するマイクロチップの一例として、たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１７３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内部に流体回路を有するマイクロチップは、一方の基板表面に溝を有する第１の基板と、第２の基板とを、溝形成側表面が第２の基板に対向するようにして貼り合わせることにより作製することができる。基板の貼り合わせ方法としては、少なくとも一方の基板の貼り合わせ面を融解し溶着する方法を用いることができる。
【０００５】
ここで、溶着法によりマイクロチップを作製する場合、基板貼り合わせ時に、融解された基板が盛り上がり、第１の基板上に形成された溝と第２の基板表面とによって形成される流体回路のパターン形状がつぶれ、変形が生じる場合があった。このようなパターンつぶれが生じたマイクロチップは、不良品として選別除去されるべき場合があるが、パターンつぶれの度合いを検査する適切な方法がこれまでなかった。マイクロチップ内部に存在するパターン形状を外部から測定することは困難であり、測定しようとすると、断面観察などの破壊検査によるしかない。しかし、１つのマイクロチップの破壊検査でパターン形状が正常であると判断されても、他のマイクロチップも同様に正常であるとは限らないため、非破壊検査により全数について検査を行なうことが望ましい。
【０００６】
また、レーザ顕微鏡を用いてパターン形状のマイクロチップ厚み方向の長さを測定し、パターン形状のつぶれ度合いを非破壊的に評価する方法も考え得るが、この場合、マイクロチップ表面で入射光が反射、散乱してしまい、評価可能な測定データを得ることができない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、流体回路のパターン形状のつぶれ度合い、すなわち該パターン形状のマイクロチップ厚み方向の長さを定量的に評価することが可能な構造を有するマイクロチップおよびその使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明は、基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、当該溝と第２の基板の第１の基板側表面とからなる流体回路を内部に有するマイクロチップであって、該第１の基板は、該流体回路のうちの一部の流体回路における、マイクロチップ厚み方向の長さを評価するための評価部を備え、該評価部は、第１の基板の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部と、該貫通部に隣接して設けられた段差部とを有し、ここで、該段差部の高さは、上記一部の流体回路を構成する溝の深さと同一であるかまたは略同一であるマイクロチップである。
【０００９】
ここで、評価部は、上記一部の流体回路を構成する溝の近傍に配置されることが好ましく、評価部の貫通部は、上記一部の流体回路を構成する溝を形成する壁面を貫通するように配置されることがより好ましい。
【００１０】
また、評価部は、貫通部における、第２の基板側とは反対側の開口の一部を覆うひさし構造部をさらに有することが好ましい。当該ひさし構造部のマイクロチップ厚み方向の長さは、上記一部の流体回路を構成する溝が位置する部分における第１の基板の厚み方向の長さと同一であるかまたは略同一であることが好ましい。
【００１１】
本発明のマイクロチップの流体回路は、液体を計量するための計量部を少なくとも１つ有していることが好ましい。この場合において、上記一部の流体回路は、当該計量部を含むことが好ましい。より好ましくは、流体回路は、液体を計量するための計量部を複数有し、上記一部の流体回路は、当該複数の計量部のすべてを含む。
【００１２】
本発明において、第１の基板は、透明基板であることが好ましい。第２の基板は、不透明基板であることが好ましく、黒色基板であることがより好ましい。
【００１３】
さらに本発明により、上記マイクロチップの使用方法が提供される。本発明のマイクロチップの使用方法は、任意に設定された基準面Ｘから上記貫通部直下の第２の基板表面までの距離と、基準面Ｘから上記段差部上面までの距離とを測定することにより、上記一部の流体回路のマイクロチップ厚み方向の長さを評価する工程を含む。
【００１４】
任意に設定された基準面Ｘから上記貫通部直下の第２の基板表面までの距離と、基準面Ｘから上記段差部上面までの距離との測定は、レーザ顕微鏡を用いて行なうことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流体回路のパターン形状のつぶれ度合いを定量的に評価することができる。また、本発明によれば、許容範囲を超えるパターンつぶれを有するマイクロチップ不良品を効率的かつ非破壊的に選別、除去することができるようになるため、マイクロチップ製造の効率化を図ることができるとともに、信頼性の高いマイクロチップを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のマイクロチップは、基板表面に溝が形成された第１の基板の溝形成側表面上に、第２の基板を貼り合わせてなる内部に流体回路を有するマイクロチップである。該流体回路は、第１の基板表面に形成された溝と第２の基板の貼り合わせ面とによって構成されている。マイクロチップの大きさは、特に限定されないが、たとえば縦横数ｃｍ程度、厚さ数ｍｍ〜１ｃｍ程度とすることができる。
【００１７】
本発明のマイクロチップにおいて、流体回路は、流体回路内の流体（特には、液体）に対して適切な様々な処理を行なうことができるよう、流体回路内の適切な位置に配置された種々の部位を備えており、これらの部位は、微細な流路を介して適切に接続されている。
【００１８】
上記部位としては、特に限定されるものではないが、液体試薬を保持するための液体試薬保持部、検体（または該検体中の特定成分。以下、単に検体とも称する。）や液体試薬を計量するための計量部、計量された液体試薬と検体とを混合するための混合部、該混合液についての検査・分析（たとえば、混合液中の特定成分の検出）を行なうための検出部などを挙げることができる。必要に応じてさらに別の部位が設けられてもよい。計量部は、所定の容量を有しており、検体や液体試薬を計量部に導入することにより、所定量の検体や液体試薬を計り取ることができる。なお、液体試薬とは、マイクロチップを用いて行なわれる検査・分析の対象となる検体を処理する、または該検体と混合あるいは反応される試薬であり、通常、マイクロチップ使用前にあらかじめ流体回路の液体試薬保持部に内蔵されている。上記混合液についての検査・分析方法としては、特に限定されないが、たとえば検出部に光を照射して透過する光の強度（透過率）を検出する方法；検出部に保持された混合液についての吸収スペクトルを測定する方法等の光学測定により行なうことができる。
【００１９】
検体や液体試薬の計量、検体と液体試薬との混合、得られた混合液の検出部への導入などのような流体回路内における流体処理は、マイクロチップに対して、適切な方向の遠心力を順次印加することにより行なうことができる。マイクロチップへの遠心力の印加は、典型的には、マイクロチップを、これに遠心力を印加可能な装置（遠心装置）に載置して行なわれる。
【００２０】
ここで、本発明のマイクロチップにおいては、上記した第１の基板（流体回路を構成する溝が形成されている基板）が、マイクロチップが有する流体回路のうちの一部の流体回路におけるマイクロチップ厚み方向の長さ（すなわち、流体回路のパターン形状のつぶれ度合い）を評価するための評価部を有している。マイクロチップが当該評価部を備えることにより、この評価部を利用して、上記一部の流体回路におけるマイクロチップ厚み方向の長さを擬似的に計測することが可能となる。上記「一部の流体回路」とは、マイクロチップが有する流体回路のうち、いずれの部分（部位）であってもよいが、パターン形状のつぶれ度合いによっては、正確な流体処理を行なうことができなくなり、正確な検査・分析結果が得られなくなるおそれがあることから、パターン形状のつぶれ度合いを検査しておくべきと考えられる部位であることが好ましい。かかる部位としては、検体を計量する検体計量部、液体試薬を計量する液体試薬計量部を挙げることができる。これらの計量部は、所定の容量を有すべき部位であり、当該部位においてパターン形状の変形が生じている場合には、正確な量の検体または液体試薬を計量することができず、正確な検査・分析結果が得られなくなる可能性がある。評価部は、１つのマイクロチップに対して１つまたは複数設けることができる。流体回路が、検体計量部および液体試薬計量部などの計量部を複数有している場合には、複数の評価部を設けることが好ましく、それぞれの計量部に対して評価部を設置することがより好ましい。以下、評価部の構造について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明における評価部の一例を示す断面模式図であり、基板表面に溝が形成された第１の基板１０１と、第２の基板１０２とを貼り合わせる前の状態を示している。当該溝と第２の基板表面とによって流体回路が形成されることとなる。図１に示される溝１０３は、第１の基板１０１に形成された溝のうち、パターン形状のつぶれ度合いを評価する対象である流体回路部分を構成する溝である。
【００２２】
第１の基板１０１は、溝１０３の近傍に設けられた評価部１０４を有しており、評価部１０４は、第１の基板１０１の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部１０５と、貫通部１０５に隣接して設けられた段差部１０６とから構成されている。ここで、段差部１０６の高さａ１は、溝１０３の深さｂ１と同一かまたは略同一としている。略同一とは、誤差と認められる範囲内（±０．５ｍｍ程度の範囲内）で相違することを意味する。
【００２３】
かかる構成を有する評価部１０４を設けることにより、以下に説明するように、溝１０３と第２の基板１０２表面とによって形成される流体回路のマイクロチップ厚み方向に長さ（深さ）を擬似的に計測することが可能となる。
【００２４】
図２は、図１に示される第１の基板１０１と第２の基板１０２とを溶着法によって貼合して得られるマイクロチップを示す断面模式図である。図２を参照して、第１の基板１０１の溝１０３と第２の基板１０２表面とによって形成される流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さをｂ２、貫通部１０５直下の第２の基板表面（たとえば、図２における点Ｂ）と段差部１０６の上面（たとえば、図２における点Ａ）との高低差をａ２とする。溶着法による基板貼合においては、融解された基板（特には、第２の基板）の盛り上がり等により、通常、ｂ２＜ｂ１、ａ２＜ａ１となる（ｂ２＝ｂ１および／またはａ２＝ａ１の場合もあり得る。）。
【００２５】
ここで、評価部１０４は、溝１０３の近傍に設置されていることから、貼合時における貫通部１０５直下の第２の基板表面が晒される条件（貼合時の基板の溶融状態、印加される圧力、基板温度など）は、流体回路２０３を構成する第２の基板が晒される条件と同じであるとみなすことができる。したがって、段差部１０６の高さａ１は、溝１０３の深さｂ１と同一かまたは略同一であることに鑑みれば、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２は、基板貼合後における貫通部１０５直下の第２の基板表面と段差部１０６の上面との高低差ａ２と同じであるとみなすことができる。このことは、基板貼合後の高低差ａ２を測定することにより得られる値が、実質的に、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２を示していることを意味している。よって、基板貼合後の高低差ａ２を測定することにより、流体回路２０３のつぶれ度合いを評価することが可能となる。
【００２６】
基板貼合後の高低差ａ２を測定する方法としては特に制限されず、従来公知の方法を用いることができる。たとえば、レーザ顕微鏡を用いる方法を好適に用いることができる。レーザ顕微鏡を用いる方法においては、レーザ顕微鏡をマイクロチップの第１の基板１０１側表面上部の任意の位置に設置し、任意に設定された基準面Ｘから評価部１０４の貫通部１０５直下の第２の基板表面（たとえば、図２における点Ｂ）までの距離と、当該基準面Ｘから段差部１０６の上面（たとえば、図２における点Ａ）までの距離とを測定し、これらの差を求めることにより、基板貼合後の高低差ａ２を得ることができる。このように、レーザ顕微鏡を用いる場合においては、評価部１０４に貫通部１０５を設けておく必要がある。
【００２７】
評価部１０４は、パターン形状のつぶれ度合いを評価する対象である流体回路部分を構成する溝１０３の近傍に配置することが好ましい。これにより、基板貼合後の高低差ａ２が、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２をより正確に反映することとなる。また、評価部１０４の貫通部１０５は、パターン形状のつぶれ度合いを評価する対象である流体回路部分を構成する溝１０３を形成する壁面を貫通するように配置されることが好ましい。かかる構成によっても、基板貼合後の高低差ａ２が、流体回路２０３のマイクロチップ厚み方向の長さｂ２をより正確に反映することとなる。
【００２８】
なお、図１に示される評価部１０４においては、貫通部１０５が、段差部１０６と比較して、溝１０３により近い側に配置されているが、このような構成に限定されるものではなく、図３に示されるように、段差部３０６が溝３０３により近い側に配置されてもよい。
【００２９】
図１を参照して、段差部１０６の横方向の長さＬ１は、特に制限されないが、たとえば０．５〜２．０ｍｍ程度とすることができ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度である。また、貫通部の横方向の長さＬ２についても特に制限されず、たとえば０．５〜２．０ｍｍ程度とすることができ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度である。
【００３０】
図４は、本発明における評価部のさらに別の一例を示す断面模式図であり、基板表面に溝が形成された第１の基板４０１と、第２の基板４０２とを貼り合わせる前の状態を示している。また、図５は、図４に示される第１の基板４０１の概略上面図である。図４および５に示されるように、第１の基板４０１の評価部４０４は、貫通部４０５における、第２の基板４０２側とは反対側の開口の一部を覆うように形成された、ひさし構造部４０７をさらに有している。当該ひさし構造部４０７の幅方向の長さＴ３（図５参照）は、特に制限されないが、貫通部４０５の幅方向の長さＬ４より短く、上からみたときに、ひさし構造部４０７の両脇に第２の基板表面まで貫通する空洞部ＩおよびＩＩが形成されるようにしている。
【００３１】
第２の基板上に第１の基板を積層し、第１の基板側からレーザを照射して第２の基板の貼り合わせ面を融解させることにより貼合を行なうレーザ溶着法を用いる場合、溝４０３の直下に位置する第２の基板４０２表面へのレーザ照射は、溝４０３上部に位置する第１の基板４０１を介してなされることとなる。第１の基板４０１を介してレーザ照射を行なう場合と、これを介さずレーザ照射を行なう場合とでは、流体回路のつぶれ度合いに変化が生じ得る。ひさし構造部は、この点を考慮して設けられるものである。すなわち、溝４０３領域へのより正確なレーザ照射条件を貫通部４０５に再現したものであり、ひさし構造部４０７を介してレーザ照射されたひさし構造部４０７直下の第２の基板４０２の高さ（盛り上がり）は、溝４０３によって構成される流体回路のつぶれ度合いをより正確に反映する。
【００３２】
このようなひさし構造部４０７を有する場合においては、任意に設定された基準面Ｘからひさし構造部４０７直下の第２の基板表面までの距離と、当該基準面Ｘから段差部４０６の上面までの距離とを測定し、これらの差を求めることにより、基板貼合後の高低差を得る。基準面Ｘからひさし構造部４０７直下の第２の基板表面までの距離は、レーザ顕微鏡を用い、レーザを、図５における空洞部Ｉ（またはＩＩ）から斜めに照射し、空洞部ＩＩ（またはＩ）から反射光を取り出すことにより、測定することができる。
【００３３】
なお、図４を参照して、ひさし構造部４０７の突出長さ（横方向の長さ）Ｔ１は、特に制限されるものではなく、貫通部４０５の横方向の長さＬ３と同程度であるか、もしくははこれより短くてもよい。または、貫通部４０５の横方向の長さＬ３より長くしてもよい。また、ひさし構造部４０７の厚みＴ２も、特に制限されるものではないが、溝４０３によって構成される流体回路のつぶれ度合いをより正確に反映するためには、溝４０３上部に位置する第１の基板４０１の厚みと同程度であることが好ましく、同じであることがより好ましい。
【００３４】
本発明のマイクロチップを構成する第１の基板（流体回路を構成する溝が形成されている基板）および第２の基板の材質は特に制限されないが、加工性を考慮すると、樹脂を用いることが好ましい。樹脂のなかでも、ポリスチレン系樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、アクリル樹脂などが好ましく用いられ、なかでも、耐湿性、加工性（射出成形のし易さなど）が良好であることから、ポリスチレン系樹脂がより好ましい。
【００３５】
第１の基板は、上記したように、表面に流体回路を構成する溝が形成される基板である。このような第１の基板は、光学測定の際、検出光が照射させる部位を含んでいることから、透明基板とすることが好ましく、少なくとも検出部における検出光が通過する領域は透明樹脂から構成する必要がある。また、第２の基板は、透明基板であっても不透明基板であってもよい。第１の基板と第２の基板との貼合は、たとえばレーザ溶着、熱溶着、超音波溶着等の溶着法；接着剤による接着などに行なうことができ、溶着法が好ましく用いられる。たとえばレーザ溶着法においては、第１の基板、第２の基板の少なくとも一方の貼り合わせ面にレーザを照射し、該貼り合わせ面を融解させることにより接着を行なうが、この際、基板に不透明基板（好ましくは黒色基板）を用いることにより、光吸収率が増大し、効率的にレーザ溶着を行なうことができる。したがって、第１の基板を透明基板とする場合には、第２の基板を不透明基板とすることが好ましく、黒色基板とすることがより好ましい。
【００３６】
以下、実施例を示し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。
【００３７】
＜実施例１＞
図６は、基板表面に溝が形成された第１の基板６０１と、第２の基板６０２とを貼り合わせてなるマイクロチップ６００における第１の基板６０１側表面を示す概略上面図である。すなわち、図６は、第１の基板６０１における、流体回路を形成する溝が形成されていない側の面を示している。また、図７は、第１の基板６０１における溝が形成されている側の面を示す概略上面図である。マイクロチップ６００は、全血から血漿成分を取り出し、該血漿成分について検査・分析を行なうマイクロチップとして好適に適用され得る流体回路構造を有している。
【００３８】
図７を参照して、マイクロチップ６００が有する流体回路は、被験者から採取された全血を含むキャピラリー等のサンプル管を組み込むためのサンプル管載置部７０２、サンプル管より導出された全血から血球成分などを除去して血漿成分を得る血漿分離部７０３、分離された血漿成分を計量するための検体計量部７０４、液体試薬を保持するための２つの液体試薬保持部７０５ａおよび７０５ｂ、液体試薬を計量するための液体試薬計量部７０６ａおよび７０６ｂ、血漿成分と液体試薬とを混合するための混合部７０７ａ〜７０７ｄ、ならびに、得られた混合液についての検査・分析が行なわれる検出部７０８から主に構成される。マイクロチップ６００は、あらかじめ流体回路内に液体試薬が内蔵された「液体試薬内蔵型マイクロチップ」であり、該液体試薬は、液体試薬保持部７０５ａおよび７０５ｂに形成された、第１の基板６０１の厚み方向に貫通する貫通穴である液体試薬導入口７７０ａ、７７０ｂを介して、マイクロチップ６００における第１の基板６０１側表面側から注入される。これら液体試薬導入口の開口部は、マイクロチップ６００における第１の基板６０１側表面に封止用ラベルなどを貼合することによって封止される。
【００３９】
本実施例のマイクロチップ６００は、検体計量部７０４および液体試薬計量部７０６ａ、７０６ｂの近傍に、これらの部位のマイクロチップ厚み方向の長さ（これらの部位のパターン形状のつぶれ度合い）を評価するための評価部７１４、７２４、７３４を備えている。たとえば検体計量部７０４近傍に配置された評価部７１４は、貫通部７１５、段差部７１６およびひさし構造部７１７からなる。また、評価部７２４は、貫通部７２５および段差部７２６からなり、評価部７３４は貫通部７３５および段差部７３６からなる。図８に、図６のＶＩ−ＶＩ線における断面図（評価部７１４の断面図）を示す。
【００４０】
評価部を構成する貫通部７１５、７２５および７３５はそれぞれ、検体計量部７０４および液体試薬計量部７０６ａ、７０６ｂを形成する壁面７４１、７４２、７４３を貫通するように配置されている。
【００４１】
まず、マイクロチップ６００の動作方法の一例について説明する。なお、以下に説明する動作方法は一例を示したものであり、この方法に限定されるものではない。まず、被験者から採取された全血を含むサンプル管をサンプル管載置部７０２に搭載する。次に、マイクロチップ６００に対して、図７における左向き方向（以下、単に左向きという。他の方向についても以下同様。）に遠心力を印加し、サンプル管内の全血を取り出した後、下向きの遠心力により、全血を血漿分離部７０３に導入して遠心分離を行ない、血漿成分（上層）と血球成分（下層）とに分離する。この際、過剰の全血は、廃液溜め７０９ａに収容される。また、この下向き遠心力により、液体試薬保持部７０５ａ内の液体試薬Ｘは、液体試薬計量部７０６ａに導入され計量される。液体試薬計量部７０６ａから溢れ出た液体試薬Ｘは、液体試薬計量部７０６ａの出口側端部に接続された流路を通って、廃液溜め７０９ａに収容される。
【００４２】
ついで、分離された、血漿分離部７０３内の血漿成分を、右向き遠心力により検体計量部７０４に導入し、計量する。検体計量部７０４から溢れ出た血漿成分は、検体計量部７０４の出口側端部に接続された流路を通って、廃液溜め７０９ｂに収容される。また、計量された液体試薬Ｘは、混合部７０７ｂに移動するとともに、液体試薬保持部７０５ｂ内の液体試薬Ｙは、液体試薬保持部７０５ｂから排出される。
【００４３】
次に、下向き遠心力により、計量された血漿成分および計量された液体試薬Ｘは、混合部７０７ａに移動するとともに、混合される。また、液体試薬Ｙは、液体試薬計量部７０６ｂに導入され、計量される。液体試薬計量部７０６ｂから溢れ出た液体試薬Ｙは、液体試薬計量部７０６ｂの出口側端部に接続された流路を通って、廃液溜め７０９ｃに収容される。ついで、右向き、下向き、右向き遠心力を順次印加して、血漿成分と液体試薬Ｘとの混合液を混合部７０７ａおよび７０７ｂ間で行き来させることにより、混合液の十分な混合を行なう。次に、上向き遠心力により、血漿成分と液体試薬Ｘとの混合液と計量された液体試薬Ｙとを混合部７０７ｃにて混合させる。ついで、左向き、上向き、左向き、上向き遠心力を順次印加して、混合液を混合部７０７ｃおよび７０７ｄ間で行き来させることにより、混合液の十分な混合を行なう。最後に、右向き遠心力により、混合部７０７ｃ内の混合液を検出部７０８に導入する。検出部７０８内に収容された混合液は、たとえば上記したような光学測定に供され、検査・分析が行なわれる。
【００４４】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における評価部の一例を示す断面模式図である。
【図２】図１に示される第１の基板と第２の基板とを溶着法によって貼合して得られるマイクロチップを示す断面模式図である。
【図３】本発明における評価部の別の一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明における評価部のさらに別の一例を示す断面模式図である。
【図５】図４に示される第１の基板の概略上面図である。
【図６】実施例１のマイクロチップの第１の基板側表面を示す概略上面図である。
【図７】実施例１のマイクロチップの第１の基板における溝が形成されている側の面を示す概略上面図である。
【図８】図６のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１，３０１，４０１，６０１ 第１の基板、１０２，３０２，４０２，６０２ 第２の基板、１０３，３０３，４０３ 溝、１０４，３０４，４０４，７１４，７２４，７３４ 評価部、１０５，３０５，４０５，７１５，７２５，７３５ 貫通部、１０６，３０６，４０６，７１６，７２６，７３６ 段差部、２０３ 流体回路、４０７，７１７ ひさし構造部、６００ マイクロチップ、７０２ サンプル管載置部、７０３ 血漿分離部、７０４ 検体計量部、７０５ａ，７０５ｂ 液体試薬保持部、７０６ａ，７０６ｂ 液体試薬計量部、７０７ａ，７０７ｂ，７０７ｃ，７０７ｄ 混合部、７０８ 検出部、７０９ａ，７０９ｂ，７０９ｃ 廃液溜め部、７７０ａ，７７０ｂ 液体試薬導入口、７４１，７４２，７４３ 壁面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、前記溝と前記第２の基板の前記第１の基板側表面とからなる流体回路を内部に有するマイクロチップであって、
前記第１の基板は、前記流体回路のうちの一部の流体回路における、マイクロチップ厚み方向の長さを評価するための評価部を備え、
前記評価部は、前記第１の基板の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部と、前記貫通部に隣接して設けられた段差部とを有し、ここで、前記段差部の高さは、前記一部の流体回路を構成する溝の深さと同一であるかまたは略同一である、マイクロチップ。
【請求項２】
前記評価部は、前記一部の流体回路を構成する溝の近傍に配置される請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記貫通部は、前記一部の流体回路を構成する溝を形成する壁面を貫通するように配置される請求項２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
前記評価部は、前記貫通部における、前記第２の基板側とは反対側の開口の一部を覆うひさし構造部をさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項５】
前記ひさし構造部のマイクロチップ厚み方向の長さは、前記一部の流体回路を構成する溝が位置する部分における前記第１の基板の厚み方向の長さと同一であるかまたは略同一である、請求項４に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
前記流体回路は、液体を計量するための計量部を少なくとも１つ有する請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項７】
前記一部の流体回路は、前記計量部を含む請求項６に記載のマイクロチップ。
【請求項８】
前記流体回路は、液体を計量するための計量部を複数有し、前記一部の流体回路は、前記複数の計量部のすべてを含む請求項６に記載のマイクロチップ。
【請求項９】
前記第１の基板は、透明基板である請求項１〜８のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１０】
前記第２の基板は、不透明基板である請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１１】
前記第２の基板は、黒色基板である請求項１０に記載のマイクロチップ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のマイクロチップの使用方法であって、
任意に設定された基準面Ｘから前記貫通部直下の前記第２の基板表面までの距離と、前記基準面Ｘから前記段差部上面までの距離とを測定することにより、前記一部の流体回路のマイクロチップ厚み方向の長さを評価する工程を含むマイクロチップの使用方法。
【請求項１３】
任意に設定された基準面Ｘから前記貫通部直下の前記第２の基板表面までの距離と、前記基準面Ｘから前記段差部上面までの距離との測定は、レーザ顕微鏡を用いて行なわれる請求項１２に記載のマイクロチップの使用方法。
【請求項１】
基板表面に設けられた溝を備える第１の基板と、第２の基板とを貼り合わせてなり、前記溝と前記第２の基板の前記第１の基板側表面とからなる流体回路を内部に有するマイクロチップであって、
前記第１の基板は、前記流体回路のうちの一部の流体回路における、マイクロチップ厚み方向の長さを評価するための評価部を備え、
前記評価部は、前記第１の基板の厚み方向に貫通する貫通穴からなる貫通部と、前記貫通部に隣接して設けられた段差部とを有し、ここで、前記段差部の高さは、前記一部の流体回路を構成する溝の深さと同一であるかまたは略同一である、マイクロチップ。
【請求項２】
前記評価部は、前記一部の流体回路を構成する溝の近傍に配置される請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記貫通部は、前記一部の流体回路を構成する溝を形成する壁面を貫通するように配置される請求項２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
前記評価部は、前記貫通部における、前記第２の基板側とは反対側の開口の一部を覆うひさし構造部をさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項５】
前記ひさし構造部のマイクロチップ厚み方向の長さは、前記一部の流体回路を構成する溝が位置する部分における前記第１の基板の厚み方向の長さと同一であるかまたは略同一である、請求項４に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
前記流体回路は、液体を計量するための計量部を少なくとも１つ有する請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項７】
前記一部の流体回路は、前記計量部を含む請求項６に記載のマイクロチップ。
【請求項８】
前記流体回路は、液体を計量するための計量部を複数有し、前記一部の流体回路は、前記複数の計量部のすべてを含む請求項６に記載のマイクロチップ。
【請求項９】
前記第１の基板は、透明基板である請求項１〜８のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１０】
前記第２の基板は、不透明基板である請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１１】
前記第２の基板は、黒色基板である請求項１０に記載のマイクロチップ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のマイクロチップの使用方法であって、
任意に設定された基準面Ｘから前記貫通部直下の前記第２の基板表面までの距離と、前記基準面Ｘから前記段差部上面までの距離とを測定することにより、前記一部の流体回路のマイクロチップ厚み方向の長さを評価する工程を含むマイクロチップの使用方法。
【請求項１３】
任意に設定された基準面Ｘから前記貫通部直下の前記第２の基板表面までの距離と、前記基準面Ｘから前記段差部上面までの距離との測定は、レーザ顕微鏡を用いて行なわれる請求項１２に記載のマイクロチップの使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１２１９１４（Ｐ２００９−１２１９１４Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９５３９１（Ｐ２００７−２９５３９１）
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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