マイクロ流体チップ
【課題】少量の試料を容易に分注することのできるマイクロ流体チップを提供する。
【解決手段】本発明にかかるマイクロ流体チップ１００は、第１面１１および第１面１１に対向する第２面１２を有し、リザーバー１５が形成されたリザーバー領域１３およびリザーバー領域１３に平面視において隣り合うウェル領域１４が設けられるとともに、ウェル領域１４内に第１面１１側に開口１６ａを有するウェル１６が形成された基板１０と、基板１０の第１面１１側に敷設され、平面視において、リザーバー領域１３およびウェル領域１４を囲むように基板１０に固着された第１固着領域２１、および、リザーバー領域１３側に不連続な部分を有して開口１６ａの輪郭に沿うように基板１０に固着された第２固着領域２２を有するカバーと、を含む。
【解決手段】本発明にかかるマイクロ流体チップ１００は、第１面１１および第１面１１に対向する第２面１２を有し、リザーバー１５が形成されたリザーバー領域１３およびリザーバー領域１３に平面視において隣り合うウェル領域１４が設けられるとともに、ウェル領域１４内に第１面１１側に開口１６ａを有するウェル１６が形成された基板１０と、基板１０の第１面１１側に敷設され、平面視において、リザーバー領域１３およびウェル領域１４を囲むように基板１０に固着された第１固着領域２１、および、リザーバー領域１３側に不連続な部分を有して開口１６ａの輪郭に沿うように基板１０に固着された第２固着領域２２を有するカバーと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等に液体の微細な流路が設けられたマイクロ流体チップを使用して、化学分析や化学合成、あるいはバイオ関連の分析を行う方法が注目されている。マイクロ流体チップは、Micro Total Analytical System（マイクロＴＡＳ）あるいはラボオンチップ（Lab−on−a−chip）などの名称で呼ばれることもある。
【０００３】
マイクロ流体チップの中には、一般に、ウェルと称される複数の微小な反応容器を備えており、当該複数の反応容器の各々において、互いに異なる反応を行うことができるものがある。マイクロ流体チップは、従来の分析装置、分析器具、反応容器などに比較して試料や試薬の量を非常に少なくすることができ、また、操作にともなう廃棄物を少なくすることができるなどの利点がある。そのため、医療診断、環境や食品のオンサイト分析、医薬品や化学品等の生産等、広い分野での利用が期待される。例えば、特許文献１には、リザーバーとウェルとがチャネルと称する流路によって連絡され、リザーバーに導入されたサンプルをウェルに分注するマイクロカード（チップ）が記載されている。
【０００４】
マイクロ流体チップは、試薬が少量で足りることから、各種の検査のコストを下げることが可能となり、また、試料（検体）の必要量も少量でよいため、反応時間を大幅に短縮することができる。特に医療分野の検査等にマイクロ流体チップを適用する場合には、血液などの検体の必要量が小さいため、例えば患者の負担を軽減できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５０９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、例えば、特許文献１のチップのように、リザーバーとウェルの間に流路を設けたマイクロ流体チップでは、試料の分注を行う際に、当該流路を通じて近隣の複数のウェル間で互いに試料が混合してしまい、コンタミネーションを生じる場合があった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様にかかる目的の一つは、分注の際に試料のコンタミネーションを生じにくいマイクロ流体チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００９】
［適用例１］
本発明にかかるマイクロ流体チップの一態様は、
第１面および前記第１面に対向する第２面を有し、リザーバーが形成されたリザーバー領域および該リザーバー領域に平面視において隣り合うウェル領域が設けられるとともに、前記ウェル領域内に前記第１面側に開口を有するウェルが形成された基板と、
前記基板の前記第１面側に敷設され、平面視において、前記リザーバー領域および前記ウェル領域を囲むように前記基板に固着された第１固着領域、および、前記リザーバー領域側に不連続な部分を有して前記開口の輪郭に沿うように前記基板に固着された第２固着領域を有するカバーと、
を含む。
【００１０】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、試料をウェルに分注する際に、ウェル内に導入された試料が逆流しにくく、該ウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。すなわち、コンタミネーションを抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明において、「敷設」とは、基板の第１面にカバーが敷かれた状態のことを指し、「固着」とは、基板の第１面に敷設されて固定されている状態を指す。したがって、カバーが敷設され、固着領域を有する状態とは、基板とカバーとの間に間隙を形成することが容易な部分と、基板とカバーとが分離しにくい部分とがある状態であり、後者の基板とカバーとが分離しにくい部分を、固着された固着領域と表現するものとする。
【００１２】
またなお、本発明において、「平面視において」または「平面的に見て」という場合は、基板の第１面に直交する方向から見た場合のことを指すものとする。
【００１３】
［適用例２］
適用例１において、
前記ウェルは、平面視において、前記開口の輪郭が前記リザーバー領域側に突出する突出部を有してもよい。
【００１４】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、突出部の形状によって、試料の導入を容易にすることができる。
【００１５】
［適用例３］
適用例２において、
前記突出部を複数有してもよい。
【００１６】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、ウェル内の気体と、導入される試料との置換をより効率的に行うことができる。
【００１７】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一例において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の合計の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上であってもよい。
【００１８】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、より確実にウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。
【００１９】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか一例において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の最も長く連続する部分の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上であってもよい。
【００２０】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、より確実にウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。
【００２１】
［適用例６］
適用例１ないし適用例３のいずれか一例において、
前記第２固着領域の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって前記開口を区画した場合に、前記直線および前記第２固着領域によって囲まれる前記開口の区画部分の面積は、前記開口の面積の５０％以上を占めることができる。
【００２２】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、より確実にウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態の基板１０を模式的に示す平面図。
【図２】実施形態の基板１０の断面の模式図。
【図３】実施形態のウェル１６近傍を拡大して模式的に示す平面図。
【図４】実施形態のウェル１６近傍を拡大して模式的に示す断面図。
【図５】実施形態のマイクロ流体チップ１００を模式的に示す平面図。
【図６】実施形態のマイクロ流体チップ１００の断面の模式図。
【図７】実施形態のマイクロ流体チップ１００を模式的に示す平面図。
【図８】実施形態のマイクロ流体チップの使用方法の一例を模式的に示す図。
【図９】実施形態のマイクロ流体チップの使用方法の一例を模式的に示す図。
【図１０】実施形態のマイクロ流体チップの使用方法の一例を模式的に示す図。
【図１１】参考例のマイクロ流体チップを模式的に示す図。
【図１２】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６を模式的に示す平面図。
【図１３】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１４】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１５】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１６】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１７】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６を模式的に示す平面図。
【図１８】変形例のマイクロ流体チップ２００の断面の模式図。
【図１９】変形例のマイクロ流体チップ３００の断面の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお以下の実施形態は、本発明の一例を説明するものである。そのため、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で実施される各種の変形例も含む。なお、下記の実施形態で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
１．マイクロ流体チップ
本実施形態のマイクロ流体チップ１００は、基板１０と、カバー２０とを有する。
【００２６】
１．１．基板
図１は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の基板１０を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の基板１０の断面の模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ線の断面に相当する。
【００２７】
１．１．１．基板
基板１０は、マイクロ流体チップ１００の基体となる板状の部材である。基板１０は、図２に示すように、互いに表裏の関係を有する（互いに対向する）第１面１１および第２面１２を有する。基板１０の形状は、平板状であれば特に限定されない。基板１０の厚み（第１面１１および第２面１２の間の距離）も特に限定されないが、取り扱いの容易さや、破損しにくさの点で、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。基板１０の平面的な外形形状については、特に限定されず、矩形、円形などとすることができる。本実施形態では、基板１０の平面的な形状が長方形である例を示す。
【００２８】
基板１０の材質としては、特に限定されず、無機材料（例えば単結晶シリコン、パイレックス（登録商標）ガラス）、および有機材料（例えばポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂）を挙げることができ、これらの複合材料であってもよい。マイクロ流体チップ１００を、ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction：ポリメラーゼ連鎖反応）の反応容器（反応チップ）として使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、基板１０は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲに用いる場合、基板１０はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましい。
【００２９】
さらに、基板１０の材質には、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒまたはＣｒの炭化物などの黒色物質等を配合することができる。基板１０の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。また、後述するウェル１６等をマイクロ流体チップ１００の外部から観察するような用途（例えば、リアルタイムＰＣＲなど）にマイクロ流体チップ１００を用いる場合には、必要に応じて、基板１０の材質を透明なものとすることができる。またなお、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、基板１０の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。
【００３０】
基板１０が無機材料で形成される場合には、フォトリソグラフィー法を用いたドライエッチングなどを行って、成形、加工することができる。また、基板１０が樹脂を主成分として形成される場合には、鋳型成形、射出成形またはホットエンボス加工などの方法によって、成形、加工することができる。
【００３１】
１．１．２．リザーバー領域およびウェル領域
図１に示すように、基板１０には、平面視において、リザーバー領域１３およびウェル領域１４が設けられる。リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、互いに隣り合って設けられる。リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、隣接して設けられてもよい。また、リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、複数設けられてもよい。リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、平面視において、後述するカバー２０の第１固着領域２１の内側に設けられる。基板１０におけるリザーバー領域１３およびウェル領域１４の設けられる位置は、基板１０に遠心力等の慣性力が印加された際に、リザーバー領域１３からウェル領域１４に向かう方向に当該慣性力が作用することができる限り特に限定されない。リザーバー領域１３およびウェル領域１４の平面的な形状は、特に限定されず、矩形、円形等とすることができる。
【００３２】
１．１．３．リザーバー
基板１０のリザーバー領域１３には、リザーバー１５が形成される。リザーバー１５は、マイクロ流体チップ１００を使用する際に、少なくとも慣性力が印加される前に、試料（検体等の液体）を貯留するための空間である。リザーバー１５は、基板１０の第１面１１に開口を有して形成される。リザーバー１５の平面的な形状は限定されず、円形、矩形などとすることができる。リザーバー１５の容積の大きさは、例えば、ウェル１６の合計の容積と同じかそれよりも大きくすることが好ましい。
【００３３】
リザーバー１５は、図１および図２の例では、第１面１１側に開口する窪み状に形成されているが、これに限定されず、第２面１２側に貫通していてもよい。マイクロ流体チップ１００を使用する際には、リザーバー１５には、外部から試料が供給されるが、図１および図２の例では、例えば、カバー２０を装着する前に供給されてもよいし、カバー２０が装着された後にあっては、後述の変形例のように、カバー２０のリザーバー１５に対応する領域に孔を形成して該孔から供給されてもよい、さらに、カバー２０をリザーバー１５に対応する領域だけ剥離して供給されてもよい。なお、リザーバー１５が採りうる他の形態については、変形例の項でも説明する。
【００３４】
１．１．４．ウェル
基板１０のウェル領域１４には、基板１０の第１面１１側に開口１６ａを有するウェル１６が形成される（図１および図２参照）。図３は、マイクロ流体チップ１００のウェル１６近傍を拡大して示す平面図である。図４は、マイクロ流体チップ１００のウェル１６近傍の断面を拡大して示す模式図である。図３のＢ−Ｂ線の断面が図４に相当する。
【００３５】
ウェル１６は、ウェル領域１４に複数形成されることができる。ウェル領域１４に複数形成される際のウェル１６の配置は、その機能を損なわない限り任意である。ウェル１６は、基板１０の第１面１１側に開口１６ａを有した容器状の形状を有する。ウェル１６は、内部に検体（試料）等の液体を保持することができる。また、ウェル１６内において、検体等の液体の反応を行うことができる。例えば、ウェル１６には、リザーバー１５の内容物を導入して保持することができ、その反応容器としての機能を果たすことができる。
【００３６】
ウェル１６の形状は、容器状であれば、特に限定されず、多様な形態を採ることができる。例えば、ウェル１６の形状は、円柱、角柱、円錐台および角錐台、これらが傾いたような形状、並びにこれらを組み合わせた形状のいずれでもよい。また、ウェル１６の形状は、平面視において、開口１６ａよりも大きい輪郭を有してもよく、このような形状としては、例えば、開口１６ａから基板１０に厚み方向に延びる第１のウェルと、該第１のウェルに基板１０内部で接続して、リザーバー領域１３と反対側の方向に延びる第２のウェルとを有する、アルファベットの「Ｌ」型の形状等であってもよい。本実施形態ではウェル１６の形状として、図１ないし図４に示すような円柱状（平面視において円形であって、断面視において矩形である形状）の形状を有する場合について説明する。ウェル１６が採りうる他の形状については、変形例の項でさらに説明する。
【００３７】
図４に示すように、ウェル１６内には、あらかじめ、反応または検査のための試薬３０を配置しておくことができる。配置される試薬３０の状態は、固体あるいは液体であることが好ましい。例えば、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲのチップとして用いる場合には、試薬３０としては、標的核酸を増幅するためのプライマー（核酸）、増幅産物量を測定するための蛍光試薬（例えばＳＹＢＲ ＧＲＥＥＮ（商標））、および、必要な場合には他の核酸などを配置することができる。試薬３０として、前記例示のもののような、乾燥等に対して安定性の高いものを用いる場合には、ウェル１６内で乾燥されてもよく、図３に示すように、例えば、ウェル１６の内壁面に塗布されて乾燥された状態で配置されてもよい。このように試薬３０をウェル１６の内壁面に塗布する方法としては、例えば、インクジェット方式の印刷に用いられる液体噴射ヘッド等により、試薬３０を塗布する方法が挙げられる。
【００３８】
また、試薬３０をウェル１６内に配置する場合は、複数のウェル１６に互いに同じ試薬３０が配置されてもよいし、互いに異なる試薬３０が配置されてもよい。ウェル１６が複数形成されている場合、ウェル１６毎にどのように試薬３０を配置するかについては、所望の反応や検査の態様にしたがって任意に設計することができる。
【００３９】
ウェル１６内において試薬３０が配置される位置は、特に限定されないが、開口１６ａから遠い位置であるほど、試薬３０が、導入された液体とともにウェル１６の外に流出する可能性が小さくなる点でより好ましい。
【００４０】
ウェル１６の開口１６ａは、後述するカバー２０によって塞がれることができる。これにより、ウェル１６は、独立した密閉容器となることができる。このようにウェル１６を独立して密閉することにより、他のウェル１６の内容物との混合やコンタミネーションを抑制できる。ウェル１６は、カバー２０がウェル１６の開口１６ａの周囲に敷設されて固着されると、独立した密閉容器となることができる。
【００４１】
１．２．カバー
図５は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００を模式的に示す平面図である。図６は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の断面の模式図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線の断面に相当する。
【００４２】
１．２．１．カバー
カバー２０は、基板１０の第１面１１側に敷設される。本明細書では「敷設」との文言は、カバー２０と基板１０の第１面１１とが、固着（固定）されている場合と固着されていない場合とを含む意味で用いている。カバー２０は、フィルムまたはシート状の形状を有する。カバー２０の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。カバー２０の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致していてもいなくてもよい。図５の例では、カバー２０の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致している。カバー２０は、静的な状態では基板１０に接しているが、マイクロ流体チップ１００に遠心力などの慣性力が印加された場合には、後述する固着領域以外の領域で、基板１０とカバー２０との間に間隙が形成される程度の可撓性ないしは弾性を有する。また、カバー２０は、基板１０に接した状態で、基板１０に設けられるウェル１６の開口１６ａを塞ぎ、ウェル１６を独立した空間（容器）とすることができる。カバー２０は、基板１０に押しつけられる場合などに、ウェル１６の開口１６ａ付近において撓みにくくウェル１６の容積に大きな変化を生じない程度の弾性を有することが好ましい。このようなカバー２０の弾性の程度は、カバー２０の厚み、ウェル１６の開口１６ａの大きさ、および基板１０に当接される際の押圧などを考慮して、材質を選ぶことにより適宜設計されることができる。
【００４３】
カバー２０の材質としては、遠心力等の慣性力によって撓むことができる程度の弾性を有するものが挙げられ、例えば、有機材料（ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂および各種のゴム）や、有機材料と無機材料の複合材料を挙げることができる。マイクロ流体チップ１００を、ＰＣＲの反応チップとして使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、カバー２０は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。マイクロ流体チップ１００をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、カバー２０の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。またなお、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲのチップとして用いる場合は、カバー２０はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましい。
【００４４】
また、カバー２０の材質には、基板１０と同様に、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒまたはＣｒの炭化物などの黒色物質を配合することができる。カバー２０の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。さらに、後述するウェル１６をマイクロ流体チップ１００の外部から観察するような用途にマイクロ流体チップ１００を用いる場合には、必要に応じて、カバー２０の材質を透明なものとすることができる。カバー２０は、例えば、フィルム成形、シート成形、射出成形、プレス成形などの方法によって、成形、加工することができる。
【００４５】
カバー２０は、一方の表面２０ａが基板１０に向かうように敷設される。すなわち、表面２０ａが基板１０の第１面１１に面するように設けられる。カバー２０の表面２０ａは、接着性を有してもよい。表面２０ａが接着性を有する場合には、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されるときに、表面２０ａと第１面１１とが剥離できる程度の接着力とすることが好ましい。ただし、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力を印加し終えた後はこの限りではなく、表面２０ａと第１面１１とが離れにくいように接着（固着）する程度の接着力を有してもよい。
【００４６】
カバー２０の表面２０ａは、接着力を有さなくてもよい。このような場合には、第１面１１に表面２０ａを固着させるために、接着剤を利用することや、熱融着を行うことができる。また、表面２０ａは、カバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有してもよい。このような表面２０ａとしては、多孔質となっているものを例示することができる。このような方法であれば、基板１０およびカバー２０を固着させる際に、加圧させるだけなので熱が発生することがなく、マイクロ流体チップ１００の温度の上昇を抑制することができ、試料等に与える熱の影響を抑制することができる。このような表面２０ａを有するカバー２０の具体例としては、商品名：LightCycler ４８０ Sealing Foil・型名：０４ ７２９ ７５７ ００１・ロシュ・ダイアグノスティクス社製、商品名：ポリオレフィン マイクロプレートシーリングテープ・型名：９７９３・３Ｍ社製、商品名：アンプリフィケーションテープ９６・型名：２３２７０２・Nunc社製などを例示することができる。
【００４７】
さらに、表面２０ａは、潜在的な接着力を有してもよい。すなわち、表面２０ａは、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加される前までは接着力を有さず、慣性力が印加された後の所望の時点で、エネルギー線（例えば、紫外線、電子線など）を照射することによって接着力を発揮できるものであってもよい。
【００４８】
また、表面２０ａと基板１０の第１面１１とを固着させる方法としては、超音波溶着法を利用してもよい。例えば、固着させたい領域の形状に対応する形状の治具をカバー２０の基板１０に対して固着させたい部分に押しつけて超音波振動させ、カバー２０と基板１０とを溶着（固着）させてもよい。このようにすれば、基板１０とカバー２０とを超音波照射によって溶着（固着）させるため、例えば液体が、生化学的な試料である場合などにおいて、試料に対する加熱を抑えることができるため、試料に与えるダメージを少なくすることができる。また、例えば、ウェルに含まれる試薬の活性を低下させることも抑制できる。さらに、第１固着領域２１を超音波溶着法によって形成した場合は、溶着による基板１０とカバー２０との接合力は比較的強いため、ウェル領域１４からの液体の漏れをより確実に防止することができる。以下に述べる第１固着領域２１および第２固着領域２２は、上述のような方法により形成することができる。
【００４９】
１．２．２．第１固着領域
カバー２０は、基板１０と固着された第１固着領域２１および第２固着領域２２を有する。
【００５０】
第１固着領域２１は、平面視において、基板１０のリザーバー領域１３およびウェル領域１４を囲むように配置される。すなわち、平面的に見て、第１固着領域２１の内側に、リザーバー領域１３およびウェル領域１４が配置される。第１固着領域２１は、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されても、敷設されたカバー２０と基板１０とが剥離しにくい領域である。敷設されているカバー２０の第１固着領域２１および第２固着領域２２以外の領域は、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されると、表面２０ａと第１面１１とが剥離することができる。第１固着領域２１では、カバー２０の表面２０ａの性質に合わせて、例えば、カバー２０と基板１０とが溶着されてもよく、粘着剤、接着剤等で接着されてもよい。
【００５１】
第１固着領域２１の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されてカバー２０と基板１０との間に間隙が形成されるときに、当該間隙を内部に形成する袋（ポケット）状の構造を形成させることが挙げられる。これにより、基板１０とカバー２０との間で、リザーバー領域１３およびウェル領域１４を基板１０の第１面１１側で連通させるとともに、試料（液体）を両領域の間で流通させることができる。
【００５２】
既に述べたが、慣性力は、リザーバー領域１３側からウェル領域１４側へ向かうようにマイクロ流体チップ１００に印加される。そのため、第１固着領域２１は、少なくともウェル領域１４を囲む位置では連続して設けられる。したがって、カバー２０と基板１０との間の間隙に液体が導入された際に、慣性力により、液体が第１固着領域２１の外側に、ウェル領域１４側から漏れ出さないようになっている。また、第１固着領域２１は、平面視において、基板１０のリザーバー領域１３およびウェル領域１４の両者を取り囲んで環状に連続していることができる。このようにすれば、カバー２０と基板１０との間の間隙に液体が導入された際に、液体が第１固着領域２１の外側に漏れ出さないようにすることができる。なお、第１固着領域２１は、リザーバー領域１３側においては、連続していない部分を有してもよい。
【００５３】
第１固着領域２１の形成は、例えば、基板１０の第１面１１に、接着剤を第１固着領域２１の形状に塗布して、カバー２０を敷設することによって形成することができる。また、例えば、第１固着領域２１は、カバー２０の表面２０ａがカバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有する場合には、第１固着領域２１の形状に対応する治具等を用意して、当該治具によって、カバー２０を基板１０に対して加圧力を印加して形成されることができる。また、例えば、第１固着領域２１は、第１固着領域２１の形状に対応する形状の治具を用いた超音波溶着によって形成することもできる。
【００５４】
１．２．３．第２固着領域
第２固着領域２２は、平面視において、ウェル１６の開口１６ａの輪郭に沿うように設けられる。また、第２固着領域２２は、平面視において、リザーバー領域１３側に不連続な部分２２ａを有して設けられる。すなわち、平面的に見て、第２固着領域２２の内側に接してウェル１６が配置される。第２固着領域２２は、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されても、カバー２０と基板１０とが剥離しにくい領域である。したがって、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されると、リザーバー領域１３側の不連続な部分２２ａにおいて、表面２０ａと第１面１１とが剥離することができる。第２固着領域２２では、カバー２０の表面２０ａの性質に合わせて、例えば、カバー２０と基板１０とが溶着されてもよく、粘着剤、接着剤等で接着されてもよい。
【００５５】
第２固着領域２２の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されてカバー２０と基板１０との間に間隙が形成されるときに、リザーバー領域１３側の不連続な部分２２ａにおいて、当該間隙と、ウェル１６の内部とを連通させるようにすることが挙げられる。また、第２固着領域２２の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されて、試料（液体）がウェル１６に導入される（ウェル１６内の気体が試料と置き換わる）ときに、過剰となった試料がウェル１６のリザーバー領域１３とは反対側の方向に漏れ出しにくくする袋（ポケット）状の構造を形成させることが挙げられる。この機能は、第２固着領域２２が、少なくともウェル１６の開口１６ａの輪郭において、リザーバー領域１３側と反対側の位置では連続して設けられることにより発現する。これにより、カバー２０と基板１０との間の間隙に液体が導入された際に、慣性力により、ウェル１６の容積に対して過剰量の液体が、第２固着領域２２のリザーバー領域１２とは反対側の方向に漏れ出しにくくなっている。
【００５６】
また、第２固着領域２２の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されてカバー２０と基板１０との間に形成される間隙およびウェル１６の内部の間の試料（液体）の移動する経路を狭窄することが挙げられる。第２固着領域２２が、このような形状を有することによって、ウェル１６に一旦導入された試料等が、再びウェル１６の外へ漏出しにくくすることができる。これにより、ウェルに導入された試料と、近接するウェルに導入された試料との間の混合や、混合によるコンタミネーションを防止する効果を高めることができる。
【００５７】
第２固着領域２２は、多様な形状をとることができる。図３に示す第２固着領域２２は、その形状の例のいくつかを示しており、いずれの例も、ウェル１６の開口１６ａの輪郭に沿うように設けられ、かつ、リザーバー領域１３側に不連続な部分２２ａを有して設けられている。なお、図３の例では、ウェル１６ごとに異なる形状の第２固着領域２２が形成されているが、第２固着領域２２は、複数のウェル１６において、同じ形状となっていてもよい。
【００５８】
図３に示される第２固着領域２２は、いずれも、後述する突出部を有さないウェルに対して形成されたものであるが、以下で説明する事項は、ウェルが突出部を有しても適用することができる。
【００５９】
第２固着領域２２の形状は、図３に示すように、リザーバー領域１３側に不連続部分を有する限り、どのような形状を採ってもよい。しかし、第２固着領域２２のウェル１６の開口１６ａの輪郭における合計の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％以上とすること、あるいは、開口１６ａの輪郭における第２固着領域２２の最も長く連続する部分の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％以上とすることが好ましい。これにより、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の効果の一つである、隣接するウェル１６の内容物の混合や、コンタミネーションをより確実に抑制することができる。図３の（ａ）で例示される第２固着領域２２は、リザーバー領域１３の反対側のみに形成されている。この例は、第２固着領域２２のウェル１６の開口１６ａの輪郭における合計の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％となっている。図３の（ｂ）で例示される第２固着領域２２は、リザーバー領域１３の反対側の全部と、リザーバー領域１３の側の一部とに形成されている。この例は、開口１６ａの輪郭における第２固着領域２２の最も長く連続する部分の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％以上となっている。
【００６０】
また、第２固着領域２２の形状は、第２固着領域２２の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって開口１６ａを区画したときに、当該直線および第２固着領域２２によって囲まれる開口１６の区画部分の面積Ｓｐが、開口１６ａの面積の５０％以上を占めるようにしてもよい。これにより、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の効果の一つである、隣接するウェル１６の内容物の混合や、コンタミネーションをより確実に抑制することができる。図３の（ｂ）の例では、第２固着領域２２の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって開口１６ａを区画したときに、当該直線および第２固着領域２２によって囲まれる開口１６の区画部分の面積Ｓｐは、開口１６ａの面積の５０％以上を占めている。
【００６１】
なお、図３（ｂ）の例のように、ウェル１６に不連続な部分２２ａが複数形成されると、例えば、試料を導入する経路の数が増えるとともに、各経路の幅を小さくすることができる。これにより、例えば、不連続な部分２２ａを適宜配置することにより、ウェル１６へ試料２１０を導入する経路と、ウェル１６から気体を排出する経路とを分けることができる。これにより、マイクロ流体チップを使用する際の、試料のウェル１６への導入をより効率的に行うことができる。
【００６２】
第２固着領域２２の大きさについては、第１固着領域２１と第２固着領域２２とが連続しない範囲で、隣り合うウェル１６の周りに形成された第２固着領域２２が互いに連続していてもよい。図７は、マイクロ流体チップ１００において、隣り合うウェル１６の第２固着領域２２が連続している様子を模式的に示している。このような第２固着領域２２が形成されても、連続した第２固着領域２２のリザーバー領域１３とは反対側に位置するウェル１６に対して、図の矢印で示すように、遠心力により試料に回り込みの流れを生じさせることが可能なので、支障なく試料を導入することができる。
【００６３】
第２固着領域２２の形成は、例えば、基板１０の第１面１１に、接着剤を第２固着領域２２の形状に塗布して、カバー２０を敷設することによって形成することができる。また、例えば、第２固着領域２２は、カバー２０の表面２０ａがカバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有する場合には、第２固着領域２２の形状に対応する治具等を用意して、当該治具によって、カバー２０を基板１０に対して加圧力を印加して形成されることができる。また、例えば、第２固着領域２２は、第２固着領域２２の形状に対応する形状の治具を用いた超音波溶着によって形成することもできる。
【００６４】
１．３．マイクロ流体チップの使用方法
以上説明したマイクロ流体チップ１００は、広範な用途に使用することができるが、以下、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲのためのチップとして用いる場合を例として、その使用方法を説明する。
【００６５】
図８は、マイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に検体２１０を入れた状態で、慣性力を印加した様子を模式的に示す図である。検体２１０の状態は、液体である。なお、図６は、マイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に検体２１０を入れた状態で、慣性力が印加されていない状態を模式的に示している。
【００６６】
以下の例では、カバー２０の表面２０ａが、カバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有しているものとする。また、以下の例では、カバー２０の第１固着領域２１は、平面視において、基板１０のリザーバー領域１３およびウェル領域１４の両者を取り囲んで環状に連続しているものとする。また、以下の例では、カバー２０は、透明な材質で形成されているものとする。なお、この例では、ウェル１６の形状は円柱形であって、底面の直径がおよそ１ｍｍ、深さがおよそ０．５ｍｍであるものを例示する。さらに、この例では、基板１０およびカバー２０の平面的な外形形状は、長方形であって、長辺が約７．５ｃｍ短辺が約２．５ｃｍであるものを例示する。
【００６７】
まず、標的核酸を含む検体２１０を調製する。ＰＣＲの検体２１０としては、標的核酸、プライマーＤＮＡ、ＰＣＲマスターミックス（例えば、ポリメラーゼ、ヌクレオチド、および塩化マグネシウム等の補酵素を含む）を含む水溶液を例示することができる。検体２１０において、測定対象となる標的核酸としては、例えば、血液、尿、唾液、髄液等から抽出されたＤＮＡまたはＲＮＡから逆転写したｃＤＮＡ等が挙げられる。検体２１０の量は、ウェル１６の全体の容積に応じて適宜決定されるが、例えば複数のウェル１６の総容積と同じかまたは前記総容積より多いことが好ましく、複数のウェル１６により確実に検体２１０を充填できる点で、複数のウェル１６の総容積より多いことがより好ましい。
【００６８】
次に、検体２１０をマイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に収容する（図６参照）。この時点では、マイクロ流体チップ１００のウェル１６内には、検体２１０は導入されておらず、試薬３０等が各ウェル１６に配置されている。試薬３０等としては、プライマーＤＮＡや蛍光プローブＤＮＡを例示することができる。また、リザーバー１５に検体２１０を入れる方法は、特に限定されず、既に述べたように、例えば、カバー２０を装着する前に行ってもよいし、カバー２０が装着された後にあっては、カバー２０のリザーバー１５に対応する領域に孔を形成して該孔から供給してもよい、さらに、カバー２０をリザーバー１５に対応する領域だけ剥離して供給されてもよい。
【００６９】
次に、マイクロ流体チップ１００に、リザーバー領域１３側からウェル領域１４側に向かう慣性力を作用させる。本実施形態では、慣性力は遠心機によって印加される。遠心機の回転軸Ｒは、マイクロ流体チップ１００のリザーバー領域１３から見て、ウェル領域１４と反対側に配置される。遠心機を運転して、マイクロ流体チップ１００に慣性力（遠心力）が発生すると、図８に示すように、リザーバー１５の中の検体２１０が、回転軸Ｒから遠ざかる方向、すなわちウェル領域１４に向かう方向に加速度Ｇ（図中矢印）を受ける。そして加速度を受けている状態では、基板１０とカバー２０との間に間隙が生じ、検体２１０は、ウェル領域１４に向かって該間隙内を移送される。なお、このときの間隙の大きさ（厚み）は、特に制限はないが、図８では、間隙の大きさが非常に小さい例を示している。そして、基板１０のウェル領域１４に形成されたウェル１６の開口１６ａから、第２固着領域２２の不連続な部分を介して、慣性力でウェル１６内の空気と入れ替わることによって検体２１０がウェル１６に導入される。ウェル１６に導入された検体は、ウェル１６内にあらかじめ配置された試薬３０等と混合される。
【００７０】
なお、図８の例では、遠心機の回転軸Ｒに対して、垂直な方向に沿ってマイクロ流体チップ１００の平面（例えば基板１０の第１面１１）が配置されて回転されている様子を示しているが、マイクロ流体チップ１００の遠心機の回転軸Ｒに対する配置は、リザーバー１５の内部の検体２１０が、遠心力によって、ウェル１６へ向かって移動することができる範囲で任意である。このような配置は、基板１０のウェル１６の配置などによって、適宜に設定することができる。
【００７１】
次に、遠心機を停止し、慣性力の印加を止める。この状態では、検体２１０がウェル１６内に充填されている。また、例えば、検体２１０の体積が、ウェル１６の合計の容積よりも大きい場合などには、検体２１０は、ウェル１６内、並びに、基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在している。いずれの場合であっても、カバー２０の外側から、ローラー、スキージ、ブレード等の治具によって、カバー２０を基板１０に押さえつけることによって、カバー２０をマイクロ流体チップ１００に密着させてウェル１６を密閉することができ、ウェル１６内に正確な容量の検体２１０を封入することができる。すなわち、検体２１０が基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在していない状態では、カバー２０を基板１０に押さえつけることによって不連続な部分２２ａが圧着されて、ウェル１６が密閉され、検体２１０が基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在している状態では、余分の検体２１０をリザーバー領域１３側に押し戻しつつ、ウェル１６が密閉されることができる。これにより、ウェル１６は、所定の容積の密閉された反応容器とされることができる。
【００７２】
図９は、ローラー５００によって、マイクロ流体チップ１００のウェル１６を密閉する様子を模式的に示した図である。図９の例では、ローラー５００によって、基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在する過剰の検体２１０を貫通孔１５からリザーバー１５に戻しつつ、ウェル１６を密閉する様子を示している。図１０は、マイクロ流体チップ１００のウェル１６が密閉された状態を模式的に示す平面図である。
【００７３】
図１０は、ウェル１６が密閉されたマイクロ流体チップ１００を模式的に示した平面図である。図１０に示すように、ローラー５００によって、カバー２０が押しつけられた後は、基板１０とカバー２０の接触する面は、少なくともウェル１６の周囲（図示の例では基板１０とカバー２０の接触する全面）において固着される。
【００７４】
以上のようにして、図１０に示すように、マイクロ流体チップ１００のウェル１６内に、正確な容量の検体２１０を導入することができる。マイクロ流体チップ１００に複数のウェル１６が形成されている場合も同様であり、該複数のウェル１６は、上記操作の結果、それぞれ独立した密閉空間となり、所望の量の検体２１０を精密に分注することができる。
【００７５】
その後、マイクロ流体チップ１００をサーマルサイクラーなどの温度制御装置に導入して、ＰＣＲの反応をウェル１６内で行う。ＰＣＲ反応の温度制御の一例としては、５５℃、７４℃、９５℃の３段階の温度変化を数分の周期で繰り返す方法が挙げられる。このような温度サイクルにより、１サイクル当たり標的核酸を２倍に増幅することができる。さらに、ここではカバー２０が透明な材質であるため、必要に応じて、カバー２０の外側から、カバー２０を介してウェル１６の内部を観察できる。そのため、標的核酸の定量（リアルタイムＰＣＲ）が可能であり、ＰＣＲ反応の途中でも反応の進行状況等を確認することができる。また、マイクロ流体チップ１００を用いて、ＳＮＰなどの遺伝子の変異やＤＮＡのメチル化等、ＰＣＲの原理を用いた様々な核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）の解析を行うことができる。
【００７６】
なお、第２固着領域２２の他の効果としては、マイクロ流体チップ１００を使用するときに、基板１０とカバー２０との間の間隙が大きくなりすぎないようにすることが挙げられる。図１１は、第２固着領域を有さない参考例のマイクロ流体チップを示している。例えば、図１１に示すように、マイクロ流体チップ１００の使用時に印加される慣性力が大きすぎると、リザーバー領域１３と反対側の端付近において、基板１０とカバー２０との間隙が大きくなりすぎる場合がある。本実施形態のマイクロ流体チップ１００では、第２固着領域２２が形成されるため、少なくともウェル１６の近傍において、基板１０とカバー２０との間隙を大きくなりすぎないようにすることができる。したがって、例えば、試料の無駄を小さく抑えることができる。
【００７７】
１．４．変形例
１．４．１．ウェルの形状の変形
上記「１．１．４．ウェル」の項で、ウェル１６は、種々の変形が可能である旨を記載した。以下に、ウェル１６の変形実施形態であるウェル４６について記載する。
【００７８】
図１２は、変形例のウェル４６の近傍を拡大して模式的に示す平面図である。図１３ないし図１６は、変形例のウェル４６の断面を拡大して模式的に示す平面図である。図１３ないし図１６は、それぞれ、図１２のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線、およびＧ−Ｇ線の断面に相当する。なお、以下の変形例では、上述の実施形態で述べたと同様の構成については同じ符号を付して詳しい説明は省略する。以下の変形例で述べる構成において、上述の実施形態にと同じ符号で示された構成は、同様の作用機能を有する。
【００７９】
ウェル４６は、図１２に示すような、基板１０の第１面１１側に開口４７ａを有する突出部４７を有してもよい。換言すると、ウェル４６は、平面視において、開口４６ａの輪郭がリザーバー領域１３側に突出するように形成された突出部４７を有してもよい。図１２の例では、ウェル４６は、一つの突出部４７を有し、突出部４７の開口４７ａの輪郭は、ウェル４６の輪郭に連続するとともに、ウェル４６の輪郭からリザーバー領域１３側に向かって突出している。
【００８０】
突出部４７は、基板１０内でウェル４６に連通する空間である。また、突出部４７は、基板１０の第１面１１側に開口４７ａを有し、ウェル４６と一体化して容器状の形状を有する。突出部４７の形状は、特に限定されないが、例えば、突出部４７の形状は、円柱、角柱、円錐台および角錐台、これらが傾いたような形状、並びにこれらを組み合わせた形状のいずれでもよい。突出部４７の大きさは、特に限定されないが、主たる容器となるウェル４６よりも小さい容積を有することが好ましい。また、突出部４７の深さは、特に限定されず、ウェル４６の深さと同じでも、これより浅くてもよい。さらに、突出部４７の深さは、一様でなくてもよく、底面が傾斜するなどしていてもよい。
【００８１】
突出部４７の形成される位置は、ウェル４６のリザーバー領域１３側であることが好ましい。突出部４７がウェル４６のリザーバー領域１３側に形成されることにより、マイクロ流体チップ１００を使用する際に、試料が突出部４７を介してウェル４６に導入されやすくなる。ウェル４６に突出部４７が形成されると、突出部４６の形状によってこれを流通する試料の流量を調節することができる。
【００８２】
また、突出部４７が形成されると、第２固着領域２２を形成することを容易化することができる。すなわち、上述の「１．２．３．第２固着領域」の項で、第２固着領域２２は、例えば、第２固着領域２２の形状に対応する治具等を用意して、当該治具によって、カバー２０を基板１０に対して加圧力を印加して形成されることができる旨を述べた。突出部４７が形成されると、このときの治具の形状を単純化することができる。突出部４７を有さない場合には、当該治具に第２固着領域２２の不連続な部分に対応する形状を形成しておく必要があるが、突出部４７を有する場合には、ウェル４６よりも大きい円筒または円柱状の治具を用いても、第２固着領域２２の不連続な部分を形成することができる。
【００８３】
図１３ないし図１６は、マイクロ流体チップに慣性力が印加されている状態を示しており、いずれの図にも、試料２１０が描かれている。図１３ないし図１６の例では、第２固着領域２２以外の領域において、基板１０とカバー２０との間に間隙が形成されており、当該間隙内、ウェル４６内、および突出部４７内に試料２１０が存在する様子を示している。そして、図１３に示すように、間隙および突出部４７が連通しているため、突出部４７を介してウェル４６内に試料２１０を導入することができる。
【００８４】
また、突出部４７は、複数形成されることができる。図１７は、２つの突出部４７を有するウェル４６を拡大して模式的に示す平面図である。図１７の例においても、突出部４７の開口４７ａの輪郭は、いずれも、ウェル４６の輪郭に連続している。そして、突出部４７は、ウェル４６の輪郭から突出している基板１０内でウェル４６に連通する空間となっており、基板１０の第１面１１側に開口４７ａを有し、ウェル４６と一体化して容器状の形状を有している。
【００８５】
ウェル４６に突出部４７が複数形成されると、例えば、第２固着領域２２の不連続な部分を複数形成することが容易となる。ウェル４６に突出部４７が複数形成されると、試料の流路の数が増えるとともに、各流路の幅を小さくすることができる。これにより、例えば、各突出部４７を適宜配置することにより、ウェル４６へ試料２１０を導入する経路と、ウェル４６から気体を排出する経路とを分けることができる。これにより、マイクロ流体チップを使用する際の、試料のウェル４６への導入をより効率的に行うことができる。
【００８６】
なお、上記いずれの例においても、突出部４７の開口４７ａは、ウェル４６の開口４６ａとともに、カバー２０によって塞がれることができる。これにより、ウェル４６およびこれに連通する突出部４７は、独立した一つの密閉容器となることができる。このようにウェル４６を独立して密閉することにより、他のウェル４６の内容物との混合やコンタミネーションを抑制できる点は、既に述べたと同様である。
【００８７】
１．４．２．貫通孔
本実施形態のマイクロ流体チップは、リザーバー１５に外部から、試料（検体等の液体）を供給する機構を備えることができる。このような機構としては、例えば、リザーバー１５と外部とを連通する貫通孔１５ａや、リザーバー１５に直接、汎用のチューブ（マイクロチューブ、ＰＣＲチューブなど）を装着するような貫通孔１５ａが挙げられる。
【００８８】
図１８および図１９は、貫通孔１５ａを有するマイクロ流体チップの断面を模式的に示す図である。
【００８９】
図１８に示したマイクロ流体チップ２００の基板１０のリザーバー領域１３には、試料２１０を収容するためのリザーバー１５が形成されるとともに、リザーバー１５と外部とを連通する貫通孔１５ａが形成されている。マイクロ流体チップ２００は、図１８に示すように、基板１０とカバー２０に特別な加工を施すことなく、ピペットＰを用いるなどして、当該貫通孔１５ａを介して、外部から試料２１０をリザーバー１５に導入することができる。そして、必要に応じて、図示のようなシール５０を用いて、貫通孔１５ａの開口を塞ぐことができる。このような変形例のマイクロ流体チップ２００によれば、試料をリザーバー１５に導入する際の作業性を向上させることができる。
【００９０】
また、図１９に示したマイクロ流体チップ３００には、試料を収容するためのリザーバー１５にマイクロチューブなどを接続することができる容器装着機構１７が形成されている。容器装着機構１７は、基板１０の第２面１２側に容器４００を接続して、当該容器４００の内部とリザーバー１５とを連通させて一つの閉空間とすることができる。
【００９１】
容器４００としては、例えば、汎用のチューブ（マイクロチューブ、ＰＣＲチューブなど）を挙げることができる。容器装着機構１７は、例えば、基板１０と容器４００とを繋ぎ合わせる構造を有し、基板１０に容器４００を固定させることができる。例えば、容器装着機構１７は、図１９に示す例では、容器４００を嵌着させるような構造（容器４００がキャップとなりうる構造）を有している。この例では、貫通孔１５の周囲の第２面１２側に、円筒状の容器装着機構１７が形成されており、容器装着機構１７が、容器４００の内面に嵌挿されて、容器４００が固定されている。また、図示の例のように、容器装着機構１７は、容器４００を外れにくくするための突起１７ａなどの補助的な機能を有する構造を有してもよい。
【００９２】
変形例のマイクロ流体チップ３００によれば、試料をリザーバー１５に導入する際の作業性を、さらに向上させることができる。すなわち、あらかじめ容器４００内に試料２１０を準備することにより、容器４００からマイクロ流体チップへ該試料を移し替える必要がなくなる。そのため、作業性が向上するとともに、試料をより無駄なくリザーバー１５に導入することができる。
【００９３】
１．５．作用効果等
本実施形態のマイクロ流体チップは、少なくとも以下の作用効果を有する。本実施形態のマイクロ流体チップは、リザーバー領域１３側に不連続な部分を有してウェルの開口の輪郭に沿うように基板に固着された第２固着領域を有するカバーを含んでいる。そのため、ウェルに液体を流通させるための経路が狭窄され、一度ウェルに導入された液体が逆流しにくい。したがって、試料の混合等のコンタミネーションが抑制される。
【００９４】
また、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、少量の液体を精度よく分注することができ、例えば、ピペットを用いて人手によって液体を分注する場合に困難である微小量の液体の分注が可能である。すなわち、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、液体を設計量に極めて近い量で、ウェル内に導入することを容易に行うことができる。また、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、ウェルに連通する流路が形成されていないため、ウェルを高密度に配置できるとともに、使用する液体の量を極めて少量に抑えることができる。したがって、本実施形態のマイクロ流体チップを用いて検査、反応等を行う場合の効率と信頼性を高めることができる。さらに、本実施形態のマイクロ流体チップは、分注作業の工数やコストを大幅に削減することができる。加えて、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、分注工程を大幅に削減することができ、例えば自動分注装置のような高価な設備を用いる必要がないため、低コストにて液体を分注することができる。
【００９５】
本実施形態では、一部で、マイクロ流体チップがＰＣＲに用いられる場合を例示して説明したが、本実施形態のマイクロ流体チップの用途は、限定されず、例えば、ウイルス、細菌、タンパク質、低分子〜高分子化合物、細胞、粒子、コロイド、例えば花粉等のアレルギー物質、毒物、有害物質、環境汚染物質の検査などにも使用することができる。また、本実施形態では、マイクロ流体チップのウェルに試薬３０が配置される場合について説明したが、検査内容によっては、ウェルには試薬３０が配置されなくてもよい。
【００９６】
２．検体の測定方法
上述したマイクロ流体チップおよびその使用方法を用いた検体２１０の測定方法について述べる。本実施形態にかかる検体２１０の測定方法の一例としては、検体２１０をマイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に導入する工程と、マイクロ流体チップ１００に慣性力を印加して、検体２１０をウェルに充填する工程と、少なくともウェルの開口の周囲において、基板１０およびカバー２０を固着する工程と、ウェル内で、検体２１０の反応を行う工程と、検体２１０をウェル内に存在する状態で観測する工程と、を有するものを挙げることができる。
【００９７】
まず、検体２１０を、マイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に導入する。この工程は、例えば既述のとおり、マイクロピペット等により検体２１０をリザーバー１５に注入し、必要に応じてシール５０等を用いてリザーバー１５を封止することにより行うことができる。
【００９８】
次に、マイクロ流体チップ１００に慣性力を印加して、検体２１０をウェルに充填する工程は、例えば既述のとおり、遠心機により慣性力（遠心力）を印加して行うことができる。
【００９９】
少なくともウェル１６の開口１６ａの周囲において、基板１０およびカバー２０を固着する工程は、例えば既述のとおり、カバー２０の表面２０ａを圧力によって接着力を発揮する態様として、ローラー５００によってカバー２０を基板１０に押しつけることによって行うことができる。
【０１００】
ウェル１６内で、検体２１０の反応を行う工程は、上記工程の後に、例えば既述のとおり、マイクロ流体チップ１００をサーマルサイクラーに導入することによって行うことができる。
【０１０１】
検体２１０をウェル１６内に存在する状態で観測する工程は、例えば既述のとおり、マイクロ流体チップ１００の基板１０およびカバー２０の少なくとも一方を透明な材質として、外部からウェル１６内を観測して行うことができる。
【０１０２】
以上のような検体の測定方法によれば、ウェルに所定量の検体２１０を高い精度で簡便に充填することができ、隣り合うウェル間の混合等を小さく抑えることができる。また、検体２１０への異物の混入を防止して、低コストで精度良くかつ確実に検体２１０を分注することができ、検体２１０の測定精度を向上することができる。
【０１０３】
以上に述べた実施形態および各変形実施形態は、任意の複数の形態を適宜組み合わせることが可能である。これにより、組み合わされた実施形態は、それぞれの実施形態が有する効果または相乗的な効果を奏することができる。
【０１０４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…基板、１１…第１面、１２…第２面、１３…リザーバー領域、１４…ウェル領域、１５…リザーバー、１５ａ…貫通孔、１６…ウェル、１６ａ…開口、１７…容器装着機構、１７ａ…突起、２０…カバー、２０ａ…表面、２１…第１固着領域、２２…第２固着領域、２２ａ…不連続な部分、３０…試薬、４６…ウェル、４６ａ…開口、４７…突出部、４７ａ…開口、５０…シール、１００，２００，３００…マイクロ流体チップ、４００…容器、２１０…試料、５００…ローラー、Ｒ…回転軸、Ｇ…加速度、Ｐ…ピペット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等に液体の微細な流路が設けられたマイクロ流体チップを使用して、化学分析や化学合成、あるいはバイオ関連の分析を行う方法が注目されている。マイクロ流体チップは、Micro Total Analytical System（マイクロＴＡＳ）あるいはラボオンチップ（Lab−on−a−chip）などの名称で呼ばれることもある。
【０００３】
マイクロ流体チップの中には、一般に、ウェルと称される複数の微小な反応容器を備えており、当該複数の反応容器の各々において、互いに異なる反応を行うことができるものがある。マイクロ流体チップは、従来の分析装置、分析器具、反応容器などに比較して試料や試薬の量を非常に少なくすることができ、また、操作にともなう廃棄物を少なくすることができるなどの利点がある。そのため、医療診断、環境や食品のオンサイト分析、医薬品や化学品等の生産等、広い分野での利用が期待される。例えば、特許文献１には、リザーバーとウェルとがチャネルと称する流路によって連絡され、リザーバーに導入されたサンプルをウェルに分注するマイクロカード（チップ）が記載されている。
【０００４】
マイクロ流体チップは、試薬が少量で足りることから、各種の検査のコストを下げることが可能となり、また、試料（検体）の必要量も少量でよいため、反応時間を大幅に短縮することができる。特に医療分野の検査等にマイクロ流体チップを適用する場合には、血液などの検体の必要量が小さいため、例えば患者の負担を軽減できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５０９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、例えば、特許文献１のチップのように、リザーバーとウェルの間に流路を設けたマイクロ流体チップでは、試料の分注を行う際に、当該流路を通じて近隣の複数のウェル間で互いに試料が混合してしまい、コンタミネーションを生じる場合があった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様にかかる目的の一つは、分注の際に試料のコンタミネーションを生じにくいマイクロ流体チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００９】
［適用例１］
本発明にかかるマイクロ流体チップの一態様は、
第１面および前記第１面に対向する第２面を有し、リザーバーが形成されたリザーバー領域および該リザーバー領域に平面視において隣り合うウェル領域が設けられるとともに、前記ウェル領域内に前記第１面側に開口を有するウェルが形成された基板と、
前記基板の前記第１面側に敷設され、平面視において、前記リザーバー領域および前記ウェル領域を囲むように前記基板に固着された第１固着領域、および、前記リザーバー領域側に不連続な部分を有して前記開口の輪郭に沿うように前記基板に固着された第２固着領域を有するカバーと、
を含む。
【００１０】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、試料をウェルに分注する際に、ウェル内に導入された試料が逆流しにくく、該ウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。すなわち、コンタミネーションを抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明において、「敷設」とは、基板の第１面にカバーが敷かれた状態のことを指し、「固着」とは、基板の第１面に敷設されて固定されている状態を指す。したがって、カバーが敷設され、固着領域を有する状態とは、基板とカバーとの間に間隙を形成することが容易な部分と、基板とカバーとが分離しにくい部分とがある状態であり、後者の基板とカバーとが分離しにくい部分を、固着された固着領域と表現するものとする。
【００１２】
またなお、本発明において、「平面視において」または「平面的に見て」という場合は、基板の第１面に直交する方向から見た場合のことを指すものとする。
【００１３】
［適用例２］
適用例１において、
前記ウェルは、平面視において、前記開口の輪郭が前記リザーバー領域側に突出する突出部を有してもよい。
【００１４】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、突出部の形状によって、試料の導入を容易にすることができる。
【００１５】
［適用例３］
適用例２において、
前記突出部を複数有してもよい。
【００１６】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、ウェル内の気体と、導入される試料との置換をより効率的に行うことができる。
【００１７】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一例において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の合計の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上であってもよい。
【００１８】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、より確実にウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。
【００１９】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか一例において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の最も長く連続する部分の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上であってもよい。
【００２０】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、より確実にウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。
【００２１】
［適用例６］
適用例１ないし適用例３のいずれか一例において、
前記第２固着領域の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって前記開口を区画した場合に、前記直線および前記第２固着領域によって囲まれる前記開口の区画部分の面積は、前記開口の面積の５０％以上を占めることができる。
【００２２】
本適用例のマイクロ流体チップによれば、より確実にウェル内の試料が近隣のウェル内の試料と混合されにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態の基板１０を模式的に示す平面図。
【図２】実施形態の基板１０の断面の模式図。
【図３】実施形態のウェル１６近傍を拡大して模式的に示す平面図。
【図４】実施形態のウェル１６近傍を拡大して模式的に示す断面図。
【図５】実施形態のマイクロ流体チップ１００を模式的に示す平面図。
【図６】実施形態のマイクロ流体チップ１００の断面の模式図。
【図７】実施形態のマイクロ流体チップ１００を模式的に示す平面図。
【図８】実施形態のマイクロ流体チップの使用方法の一例を模式的に示す図。
【図９】実施形態のマイクロ流体チップの使用方法の一例を模式的に示す図。
【図１０】実施形態のマイクロ流体チップの使用方法の一例を模式的に示す図。
【図１１】参考例のマイクロ流体チップを模式的に示す図。
【図１２】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６を模式的に示す平面図。
【図１３】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１４】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１５】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１６】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６近傍の断面の模式図。
【図１７】変形例のマイクロ流体チップのウェル４６を模式的に示す平面図。
【図１８】変形例のマイクロ流体チップ２００の断面の模式図。
【図１９】変形例のマイクロ流体チップ３００の断面の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお以下の実施形態は、本発明の一例を説明するものである。そのため、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で実施される各種の変形例も含む。なお、下記の実施形態で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
１．マイクロ流体チップ
本実施形態のマイクロ流体チップ１００は、基板１０と、カバー２０とを有する。
【００２６】
１．１．基板
図１は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の基板１０を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の基板１０の断面の模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ線の断面に相当する。
【００２７】
１．１．１．基板
基板１０は、マイクロ流体チップ１００の基体となる板状の部材である。基板１０は、図２に示すように、互いに表裏の関係を有する（互いに対向する）第１面１１および第２面１２を有する。基板１０の形状は、平板状であれば特に限定されない。基板１０の厚み（第１面１１および第２面１２の間の距離）も特に限定されないが、取り扱いの容易さや、破損しにくさの点で、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。基板１０の平面的な外形形状については、特に限定されず、矩形、円形などとすることができる。本実施形態では、基板１０の平面的な形状が長方形である例を示す。
【００２８】
基板１０の材質としては、特に限定されず、無機材料（例えば単結晶シリコン、パイレックス（登録商標）ガラス）、および有機材料（例えばポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂）を挙げることができ、これらの複合材料であってもよい。マイクロ流体チップ１００を、ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction：ポリメラーゼ連鎖反応）の反応容器（反応チップ）として使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、基板１０は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲに用いる場合、基板１０はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましい。
【００２９】
さらに、基板１０の材質には、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒまたはＣｒの炭化物などの黒色物質等を配合することができる。基板１０の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。また、後述するウェル１６等をマイクロ流体チップ１００の外部から観察するような用途（例えば、リアルタイムＰＣＲなど）にマイクロ流体チップ１００を用いる場合には、必要に応じて、基板１０の材質を透明なものとすることができる。またなお、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、基板１０の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。
【００３０】
基板１０が無機材料で形成される場合には、フォトリソグラフィー法を用いたドライエッチングなどを行って、成形、加工することができる。また、基板１０が樹脂を主成分として形成される場合には、鋳型成形、射出成形またはホットエンボス加工などの方法によって、成形、加工することができる。
【００３１】
１．１．２．リザーバー領域およびウェル領域
図１に示すように、基板１０には、平面視において、リザーバー領域１３およびウェル領域１４が設けられる。リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、互いに隣り合って設けられる。リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、隣接して設けられてもよい。また、リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、複数設けられてもよい。リザーバー領域１３およびウェル領域１４は、平面視において、後述するカバー２０の第１固着領域２１の内側に設けられる。基板１０におけるリザーバー領域１３およびウェル領域１４の設けられる位置は、基板１０に遠心力等の慣性力が印加された際に、リザーバー領域１３からウェル領域１４に向かう方向に当該慣性力が作用することができる限り特に限定されない。リザーバー領域１３およびウェル領域１４の平面的な形状は、特に限定されず、矩形、円形等とすることができる。
【００３２】
１．１．３．リザーバー
基板１０のリザーバー領域１３には、リザーバー１５が形成される。リザーバー１５は、マイクロ流体チップ１００を使用する際に、少なくとも慣性力が印加される前に、試料（検体等の液体）を貯留するための空間である。リザーバー１５は、基板１０の第１面１１に開口を有して形成される。リザーバー１５の平面的な形状は限定されず、円形、矩形などとすることができる。リザーバー１５の容積の大きさは、例えば、ウェル１６の合計の容積と同じかそれよりも大きくすることが好ましい。
【００３３】
リザーバー１５は、図１および図２の例では、第１面１１側に開口する窪み状に形成されているが、これに限定されず、第２面１２側に貫通していてもよい。マイクロ流体チップ１００を使用する際には、リザーバー１５には、外部から試料が供給されるが、図１および図２の例では、例えば、カバー２０を装着する前に供給されてもよいし、カバー２０が装着された後にあっては、後述の変形例のように、カバー２０のリザーバー１５に対応する領域に孔を形成して該孔から供給されてもよい、さらに、カバー２０をリザーバー１５に対応する領域だけ剥離して供給されてもよい。なお、リザーバー１５が採りうる他の形態については、変形例の項でも説明する。
【００３４】
１．１．４．ウェル
基板１０のウェル領域１４には、基板１０の第１面１１側に開口１６ａを有するウェル１６が形成される（図１および図２参照）。図３は、マイクロ流体チップ１００のウェル１６近傍を拡大して示す平面図である。図４は、マイクロ流体チップ１００のウェル１６近傍の断面を拡大して示す模式図である。図３のＢ−Ｂ線の断面が図４に相当する。
【００３５】
ウェル１６は、ウェル領域１４に複数形成されることができる。ウェル領域１４に複数形成される際のウェル１６の配置は、その機能を損なわない限り任意である。ウェル１６は、基板１０の第１面１１側に開口１６ａを有した容器状の形状を有する。ウェル１６は、内部に検体（試料）等の液体を保持することができる。また、ウェル１６内において、検体等の液体の反応を行うことができる。例えば、ウェル１６には、リザーバー１５の内容物を導入して保持することができ、その反応容器としての機能を果たすことができる。
【００３６】
ウェル１６の形状は、容器状であれば、特に限定されず、多様な形態を採ることができる。例えば、ウェル１６の形状は、円柱、角柱、円錐台および角錐台、これらが傾いたような形状、並びにこれらを組み合わせた形状のいずれでもよい。また、ウェル１６の形状は、平面視において、開口１６ａよりも大きい輪郭を有してもよく、このような形状としては、例えば、開口１６ａから基板１０に厚み方向に延びる第１のウェルと、該第１のウェルに基板１０内部で接続して、リザーバー領域１３と反対側の方向に延びる第２のウェルとを有する、アルファベットの「Ｌ」型の形状等であってもよい。本実施形態ではウェル１６の形状として、図１ないし図４に示すような円柱状（平面視において円形であって、断面視において矩形である形状）の形状を有する場合について説明する。ウェル１６が採りうる他の形状については、変形例の項でさらに説明する。
【００３７】
図４に示すように、ウェル１６内には、あらかじめ、反応または検査のための試薬３０を配置しておくことができる。配置される試薬３０の状態は、固体あるいは液体であることが好ましい。例えば、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲのチップとして用いる場合には、試薬３０としては、標的核酸を増幅するためのプライマー（核酸）、増幅産物量を測定するための蛍光試薬（例えばＳＹＢＲ ＧＲＥＥＮ（商標））、および、必要な場合には他の核酸などを配置することができる。試薬３０として、前記例示のもののような、乾燥等に対して安定性の高いものを用いる場合には、ウェル１６内で乾燥されてもよく、図３に示すように、例えば、ウェル１６の内壁面に塗布されて乾燥された状態で配置されてもよい。このように試薬３０をウェル１６の内壁面に塗布する方法としては、例えば、インクジェット方式の印刷に用いられる液体噴射ヘッド等により、試薬３０を塗布する方法が挙げられる。
【００３８】
また、試薬３０をウェル１６内に配置する場合は、複数のウェル１６に互いに同じ試薬３０が配置されてもよいし、互いに異なる試薬３０が配置されてもよい。ウェル１６が複数形成されている場合、ウェル１６毎にどのように試薬３０を配置するかについては、所望の反応や検査の態様にしたがって任意に設計することができる。
【００３９】
ウェル１６内において試薬３０が配置される位置は、特に限定されないが、開口１６ａから遠い位置であるほど、試薬３０が、導入された液体とともにウェル１６の外に流出する可能性が小さくなる点でより好ましい。
【００４０】
ウェル１６の開口１６ａは、後述するカバー２０によって塞がれることができる。これにより、ウェル１６は、独立した密閉容器となることができる。このようにウェル１６を独立して密閉することにより、他のウェル１６の内容物との混合やコンタミネーションを抑制できる。ウェル１６は、カバー２０がウェル１６の開口１６ａの周囲に敷設されて固着されると、独立した密閉容器となることができる。
【００４１】
１．２．カバー
図５は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００を模式的に示す平面図である。図６は、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の断面の模式図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線の断面に相当する。
【００４２】
１．２．１．カバー
カバー２０は、基板１０の第１面１１側に敷設される。本明細書では「敷設」との文言は、カバー２０と基板１０の第１面１１とが、固着（固定）されている場合と固着されていない場合とを含む意味で用いている。カバー２０は、フィルムまたはシート状の形状を有する。カバー２０の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。カバー２０の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致していてもいなくてもよい。図５の例では、カバー２０の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致している。カバー２０は、静的な状態では基板１０に接しているが、マイクロ流体チップ１００に遠心力などの慣性力が印加された場合には、後述する固着領域以外の領域で、基板１０とカバー２０との間に間隙が形成される程度の可撓性ないしは弾性を有する。また、カバー２０は、基板１０に接した状態で、基板１０に設けられるウェル１６の開口１６ａを塞ぎ、ウェル１６を独立した空間（容器）とすることができる。カバー２０は、基板１０に押しつけられる場合などに、ウェル１６の開口１６ａ付近において撓みにくくウェル１６の容積に大きな変化を生じない程度の弾性を有することが好ましい。このようなカバー２０の弾性の程度は、カバー２０の厚み、ウェル１６の開口１６ａの大きさ、および基板１０に当接される際の押圧などを考慮して、材質を選ぶことにより適宜設計されることができる。
【００４３】
カバー２０の材質としては、遠心力等の慣性力によって撓むことができる程度の弾性を有するものが挙げられ、例えば、有機材料（ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂および各種のゴム）や、有機材料と無機材料の複合材料を挙げることができる。マイクロ流体チップ１００を、ＰＣＲの反応チップとして使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、カバー２０は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。マイクロ流体チップ１００をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、カバー２０の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。またなお、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲのチップとして用いる場合は、カバー２０はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましい。
【００４４】
また、カバー２０の材質には、基板１０と同様に、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒまたはＣｒの炭化物などの黒色物質を配合することができる。カバー２０の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。さらに、後述するウェル１６をマイクロ流体チップ１００の外部から観察するような用途にマイクロ流体チップ１００を用いる場合には、必要に応じて、カバー２０の材質を透明なものとすることができる。カバー２０は、例えば、フィルム成形、シート成形、射出成形、プレス成形などの方法によって、成形、加工することができる。
【００４５】
カバー２０は、一方の表面２０ａが基板１０に向かうように敷設される。すなわち、表面２０ａが基板１０の第１面１１に面するように設けられる。カバー２０の表面２０ａは、接着性を有してもよい。表面２０ａが接着性を有する場合には、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されるときに、表面２０ａと第１面１１とが剥離できる程度の接着力とすることが好ましい。ただし、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力を印加し終えた後はこの限りではなく、表面２０ａと第１面１１とが離れにくいように接着（固着）する程度の接着力を有してもよい。
【００４６】
カバー２０の表面２０ａは、接着力を有さなくてもよい。このような場合には、第１面１１に表面２０ａを固着させるために、接着剤を利用することや、熱融着を行うことができる。また、表面２０ａは、カバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有してもよい。このような表面２０ａとしては、多孔質となっているものを例示することができる。このような方法であれば、基板１０およびカバー２０を固着させる際に、加圧させるだけなので熱が発生することがなく、マイクロ流体チップ１００の温度の上昇を抑制することができ、試料等に与える熱の影響を抑制することができる。このような表面２０ａを有するカバー２０の具体例としては、商品名：LightCycler ４８０ Sealing Foil・型名：０４ ７２９ ７５７ ００１・ロシュ・ダイアグノスティクス社製、商品名：ポリオレフィン マイクロプレートシーリングテープ・型名：９７９３・３Ｍ社製、商品名：アンプリフィケーションテープ９６・型名：２３２７０２・Nunc社製などを例示することができる。
【００４７】
さらに、表面２０ａは、潜在的な接着力を有してもよい。すなわち、表面２０ａは、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加される前までは接着力を有さず、慣性力が印加された後の所望の時点で、エネルギー線（例えば、紫外線、電子線など）を照射することによって接着力を発揮できるものであってもよい。
【００４８】
また、表面２０ａと基板１０の第１面１１とを固着させる方法としては、超音波溶着法を利用してもよい。例えば、固着させたい領域の形状に対応する形状の治具をカバー２０の基板１０に対して固着させたい部分に押しつけて超音波振動させ、カバー２０と基板１０とを溶着（固着）させてもよい。このようにすれば、基板１０とカバー２０とを超音波照射によって溶着（固着）させるため、例えば液体が、生化学的な試料である場合などにおいて、試料に対する加熱を抑えることができるため、試料に与えるダメージを少なくすることができる。また、例えば、ウェルに含まれる試薬の活性を低下させることも抑制できる。さらに、第１固着領域２１を超音波溶着法によって形成した場合は、溶着による基板１０とカバー２０との接合力は比較的強いため、ウェル領域１４からの液体の漏れをより確実に防止することができる。以下に述べる第１固着領域２１および第２固着領域２２は、上述のような方法により形成することができる。
【００４９】
１．２．２．第１固着領域
カバー２０は、基板１０と固着された第１固着領域２１および第２固着領域２２を有する。
【００５０】
第１固着領域２１は、平面視において、基板１０のリザーバー領域１３およびウェル領域１４を囲むように配置される。すなわち、平面的に見て、第１固着領域２１の内側に、リザーバー領域１３およびウェル領域１４が配置される。第１固着領域２１は、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されても、敷設されたカバー２０と基板１０とが剥離しにくい領域である。敷設されているカバー２０の第１固着領域２１および第２固着領域２２以外の領域は、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されると、表面２０ａと第１面１１とが剥離することができる。第１固着領域２１では、カバー２０の表面２０ａの性質に合わせて、例えば、カバー２０と基板１０とが溶着されてもよく、粘着剤、接着剤等で接着されてもよい。
【００５１】
第１固着領域２１の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されてカバー２０と基板１０との間に間隙が形成されるときに、当該間隙を内部に形成する袋（ポケット）状の構造を形成させることが挙げられる。これにより、基板１０とカバー２０との間で、リザーバー領域１３およびウェル領域１４を基板１０の第１面１１側で連通させるとともに、試料（液体）を両領域の間で流通させることができる。
【００５２】
既に述べたが、慣性力は、リザーバー領域１３側からウェル領域１４側へ向かうようにマイクロ流体チップ１００に印加される。そのため、第１固着領域２１は、少なくともウェル領域１４を囲む位置では連続して設けられる。したがって、カバー２０と基板１０との間の間隙に液体が導入された際に、慣性力により、液体が第１固着領域２１の外側に、ウェル領域１４側から漏れ出さないようになっている。また、第１固着領域２１は、平面視において、基板１０のリザーバー領域１３およびウェル領域１４の両者を取り囲んで環状に連続していることができる。このようにすれば、カバー２０と基板１０との間の間隙に液体が導入された際に、液体が第１固着領域２１の外側に漏れ出さないようにすることができる。なお、第１固着領域２１は、リザーバー領域１３側においては、連続していない部分を有してもよい。
【００５３】
第１固着領域２１の形成は、例えば、基板１０の第１面１１に、接着剤を第１固着領域２１の形状に塗布して、カバー２０を敷設することによって形成することができる。また、例えば、第１固着領域２１は、カバー２０の表面２０ａがカバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有する場合には、第１固着領域２１の形状に対応する治具等を用意して、当該治具によって、カバー２０を基板１０に対して加圧力を印加して形成されることができる。また、例えば、第１固着領域２１は、第１固着領域２１の形状に対応する形状の治具を用いた超音波溶着によって形成することもできる。
【００５４】
１．２．３．第２固着領域
第２固着領域２２は、平面視において、ウェル１６の開口１６ａの輪郭に沿うように設けられる。また、第２固着領域２２は、平面視において、リザーバー領域１３側に不連続な部分２２ａを有して設けられる。すなわち、平面的に見て、第２固着領域２２の内側に接してウェル１６が配置される。第２固着領域２２は、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されても、カバー２０と基板１０とが剥離しにくい領域である。したがって、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されると、リザーバー領域１３側の不連続な部分２２ａにおいて、表面２０ａと第１面１１とが剥離することができる。第２固着領域２２では、カバー２０の表面２０ａの性質に合わせて、例えば、カバー２０と基板１０とが溶着されてもよく、粘着剤、接着剤等で接着されてもよい。
【００５５】
第２固着領域２２の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されてカバー２０と基板１０との間に間隙が形成されるときに、リザーバー領域１３側の不連続な部分２２ａにおいて、当該間隙と、ウェル１６の内部とを連通させるようにすることが挙げられる。また、第２固着領域２２の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されて、試料（液体）がウェル１６に導入される（ウェル１６内の気体が試料と置き換わる）ときに、過剰となった試料がウェル１６のリザーバー領域１３とは反対側の方向に漏れ出しにくくする袋（ポケット）状の構造を形成させることが挙げられる。この機能は、第２固着領域２２が、少なくともウェル１６の開口１６ａの輪郭において、リザーバー領域１３側と反対側の位置では連続して設けられることにより発現する。これにより、カバー２０と基板１０との間の間隙に液体が導入された際に、慣性力により、ウェル１６の容積に対して過剰量の液体が、第２固着領域２２のリザーバー領域１２とは反対側の方向に漏れ出しにくくなっている。
【００５６】
また、第２固着領域２２の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ１００に遠心力等の慣性力が印加されてカバー２０と基板１０との間に形成される間隙およびウェル１６の内部の間の試料（液体）の移動する経路を狭窄することが挙げられる。第２固着領域２２が、このような形状を有することによって、ウェル１６に一旦導入された試料等が、再びウェル１６の外へ漏出しにくくすることができる。これにより、ウェルに導入された試料と、近接するウェルに導入された試料との間の混合や、混合によるコンタミネーションを防止する効果を高めることができる。
【００５７】
第２固着領域２２は、多様な形状をとることができる。図３に示す第２固着領域２２は、その形状の例のいくつかを示しており、いずれの例も、ウェル１６の開口１６ａの輪郭に沿うように設けられ、かつ、リザーバー領域１３側に不連続な部分２２ａを有して設けられている。なお、図３の例では、ウェル１６ごとに異なる形状の第２固着領域２２が形成されているが、第２固着領域２２は、複数のウェル１６において、同じ形状となっていてもよい。
【００５８】
図３に示される第２固着領域２２は、いずれも、後述する突出部を有さないウェルに対して形成されたものであるが、以下で説明する事項は、ウェルが突出部を有しても適用することができる。
【００５９】
第２固着領域２２の形状は、図３に示すように、リザーバー領域１３側に不連続部分を有する限り、どのような形状を採ってもよい。しかし、第２固着領域２２のウェル１６の開口１６ａの輪郭における合計の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％以上とすること、あるいは、開口１６ａの輪郭における第２固着領域２２の最も長く連続する部分の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％以上とすることが好ましい。これにより、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の効果の一つである、隣接するウェル１６の内容物の混合や、コンタミネーションをより確実に抑制することができる。図３の（ａ）で例示される第２固着領域２２は、リザーバー領域１３の反対側のみに形成されている。この例は、第２固着領域２２のウェル１６の開口１６ａの輪郭における合計の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％となっている。図３の（ｂ）で例示される第２固着領域２２は、リザーバー領域１３の反対側の全部と、リザーバー領域１３の側の一部とに形成されている。この例は、開口１６ａの輪郭における第２固着領域２２の最も長く連続する部分の長さが、開口１６ａの輪郭の長さの５０％以上となっている。
【００６０】
また、第２固着領域２２の形状は、第２固着領域２２の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって開口１６ａを区画したときに、当該直線および第２固着領域２２によって囲まれる開口１６の区画部分の面積Ｓｐが、開口１６ａの面積の５０％以上を占めるようにしてもよい。これにより、本実施形態のマイクロ流体チップ１００の効果の一つである、隣接するウェル１６の内容物の混合や、コンタミネーションをより確実に抑制することができる。図３の（ｂ）の例では、第２固着領域２２の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって開口１６ａを区画したときに、当該直線および第２固着領域２２によって囲まれる開口１６の区画部分の面積Ｓｐは、開口１６ａの面積の５０％以上を占めている。
【００６１】
なお、図３（ｂ）の例のように、ウェル１６に不連続な部分２２ａが複数形成されると、例えば、試料を導入する経路の数が増えるとともに、各経路の幅を小さくすることができる。これにより、例えば、不連続な部分２２ａを適宜配置することにより、ウェル１６へ試料２１０を導入する経路と、ウェル１６から気体を排出する経路とを分けることができる。これにより、マイクロ流体チップを使用する際の、試料のウェル１６への導入をより効率的に行うことができる。
【００６２】
第２固着領域２２の大きさについては、第１固着領域２１と第２固着領域２２とが連続しない範囲で、隣り合うウェル１６の周りに形成された第２固着領域２２が互いに連続していてもよい。図７は、マイクロ流体チップ１００において、隣り合うウェル１６の第２固着領域２２が連続している様子を模式的に示している。このような第２固着領域２２が形成されても、連続した第２固着領域２２のリザーバー領域１３とは反対側に位置するウェル１６に対して、図の矢印で示すように、遠心力により試料に回り込みの流れを生じさせることが可能なので、支障なく試料を導入することができる。
【００６３】
第２固着領域２２の形成は、例えば、基板１０の第１面１１に、接着剤を第２固着領域２２の形状に塗布して、カバー２０を敷設することによって形成することができる。また、例えば、第２固着領域２２は、カバー２０の表面２０ａがカバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有する場合には、第２固着領域２２の形状に対応する治具等を用意して、当該治具によって、カバー２０を基板１０に対して加圧力を印加して形成されることができる。また、例えば、第２固着領域２２は、第２固着領域２２の形状に対応する形状の治具を用いた超音波溶着によって形成することもできる。
【００６４】
１．３．マイクロ流体チップの使用方法
以上説明したマイクロ流体チップ１００は、広範な用途に使用することができるが、以下、マイクロ流体チップ１００をＰＣＲのためのチップとして用いる場合を例として、その使用方法を説明する。
【００６５】
図８は、マイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に検体２１０を入れた状態で、慣性力を印加した様子を模式的に示す図である。検体２１０の状態は、液体である。なお、図６は、マイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に検体２１０を入れた状態で、慣性力が印加されていない状態を模式的に示している。
【００６６】
以下の例では、カバー２０の表面２０ａが、カバー２０を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有しているものとする。また、以下の例では、カバー２０の第１固着領域２１は、平面視において、基板１０のリザーバー領域１３およびウェル領域１４の両者を取り囲んで環状に連続しているものとする。また、以下の例では、カバー２０は、透明な材質で形成されているものとする。なお、この例では、ウェル１６の形状は円柱形であって、底面の直径がおよそ１ｍｍ、深さがおよそ０．５ｍｍであるものを例示する。さらに、この例では、基板１０およびカバー２０の平面的な外形形状は、長方形であって、長辺が約７．５ｃｍ短辺が約２．５ｃｍであるものを例示する。
【００６７】
まず、標的核酸を含む検体２１０を調製する。ＰＣＲの検体２１０としては、標的核酸、プライマーＤＮＡ、ＰＣＲマスターミックス（例えば、ポリメラーゼ、ヌクレオチド、および塩化マグネシウム等の補酵素を含む）を含む水溶液を例示することができる。検体２１０において、測定対象となる標的核酸としては、例えば、血液、尿、唾液、髄液等から抽出されたＤＮＡまたはＲＮＡから逆転写したｃＤＮＡ等が挙げられる。検体２１０の量は、ウェル１６の全体の容積に応じて適宜決定されるが、例えば複数のウェル１６の総容積と同じかまたは前記総容積より多いことが好ましく、複数のウェル１６により確実に検体２１０を充填できる点で、複数のウェル１６の総容積より多いことがより好ましい。
【００６８】
次に、検体２１０をマイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に収容する（図６参照）。この時点では、マイクロ流体チップ１００のウェル１６内には、検体２１０は導入されておらず、試薬３０等が各ウェル１６に配置されている。試薬３０等としては、プライマーＤＮＡや蛍光プローブＤＮＡを例示することができる。また、リザーバー１５に検体２１０を入れる方法は、特に限定されず、既に述べたように、例えば、カバー２０を装着する前に行ってもよいし、カバー２０が装着された後にあっては、カバー２０のリザーバー１５に対応する領域に孔を形成して該孔から供給してもよい、さらに、カバー２０をリザーバー１５に対応する領域だけ剥離して供給されてもよい。
【００６９】
次に、マイクロ流体チップ１００に、リザーバー領域１３側からウェル領域１４側に向かう慣性力を作用させる。本実施形態では、慣性力は遠心機によって印加される。遠心機の回転軸Ｒは、マイクロ流体チップ１００のリザーバー領域１３から見て、ウェル領域１４と反対側に配置される。遠心機を運転して、マイクロ流体チップ１００に慣性力（遠心力）が発生すると、図８に示すように、リザーバー１５の中の検体２１０が、回転軸Ｒから遠ざかる方向、すなわちウェル領域１４に向かう方向に加速度Ｇ（図中矢印）を受ける。そして加速度を受けている状態では、基板１０とカバー２０との間に間隙が生じ、検体２１０は、ウェル領域１４に向かって該間隙内を移送される。なお、このときの間隙の大きさ（厚み）は、特に制限はないが、図８では、間隙の大きさが非常に小さい例を示している。そして、基板１０のウェル領域１４に形成されたウェル１６の開口１６ａから、第２固着領域２２の不連続な部分を介して、慣性力でウェル１６内の空気と入れ替わることによって検体２１０がウェル１６に導入される。ウェル１６に導入された検体は、ウェル１６内にあらかじめ配置された試薬３０等と混合される。
【００７０】
なお、図８の例では、遠心機の回転軸Ｒに対して、垂直な方向に沿ってマイクロ流体チップ１００の平面（例えば基板１０の第１面１１）が配置されて回転されている様子を示しているが、マイクロ流体チップ１００の遠心機の回転軸Ｒに対する配置は、リザーバー１５の内部の検体２１０が、遠心力によって、ウェル１６へ向かって移動することができる範囲で任意である。このような配置は、基板１０のウェル１６の配置などによって、適宜に設定することができる。
【００７１】
次に、遠心機を停止し、慣性力の印加を止める。この状態では、検体２１０がウェル１６内に充填されている。また、例えば、検体２１０の体積が、ウェル１６の合計の容積よりも大きい場合などには、検体２１０は、ウェル１６内、並びに、基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在している。いずれの場合であっても、カバー２０の外側から、ローラー、スキージ、ブレード等の治具によって、カバー２０を基板１０に押さえつけることによって、カバー２０をマイクロ流体チップ１００に密着させてウェル１６を密閉することができ、ウェル１６内に正確な容量の検体２１０を封入することができる。すなわち、検体２１０が基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在していない状態では、カバー２０を基板１０に押さえつけることによって不連続な部分２２ａが圧着されて、ウェル１６が密閉され、検体２１０が基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在している状態では、余分の検体２１０をリザーバー領域１３側に押し戻しつつ、ウェル１６が密閉されることができる。これにより、ウェル１６は、所定の容積の密閉された反応容器とされることができる。
【００７２】
図９は、ローラー５００によって、マイクロ流体チップ１００のウェル１６を密閉する様子を模式的に示した図である。図９の例では、ローラー５００によって、基板１０およびカバー２０の間の間隙に存在する過剰の検体２１０を貫通孔１５からリザーバー１５に戻しつつ、ウェル１６を密閉する様子を示している。図１０は、マイクロ流体チップ１００のウェル１６が密閉された状態を模式的に示す平面図である。
【００７３】
図１０は、ウェル１６が密閉されたマイクロ流体チップ１００を模式的に示した平面図である。図１０に示すように、ローラー５００によって、カバー２０が押しつけられた後は、基板１０とカバー２０の接触する面は、少なくともウェル１６の周囲（図示の例では基板１０とカバー２０の接触する全面）において固着される。
【００７４】
以上のようにして、図１０に示すように、マイクロ流体チップ１００のウェル１６内に、正確な容量の検体２１０を導入することができる。マイクロ流体チップ１００に複数のウェル１６が形成されている場合も同様であり、該複数のウェル１６は、上記操作の結果、それぞれ独立した密閉空間となり、所望の量の検体２１０を精密に分注することができる。
【００７５】
その後、マイクロ流体チップ１００をサーマルサイクラーなどの温度制御装置に導入して、ＰＣＲの反応をウェル１６内で行う。ＰＣＲ反応の温度制御の一例としては、５５℃、７４℃、９５℃の３段階の温度変化を数分の周期で繰り返す方法が挙げられる。このような温度サイクルにより、１サイクル当たり標的核酸を２倍に増幅することができる。さらに、ここではカバー２０が透明な材質であるため、必要に応じて、カバー２０の外側から、カバー２０を介してウェル１６の内部を観察できる。そのため、標的核酸の定量（リアルタイムＰＣＲ）が可能であり、ＰＣＲ反応の途中でも反応の進行状況等を確認することができる。また、マイクロ流体チップ１００を用いて、ＳＮＰなどの遺伝子の変異やＤＮＡのメチル化等、ＰＣＲの原理を用いた様々な核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）の解析を行うことができる。
【００７６】
なお、第２固着領域２２の他の効果としては、マイクロ流体チップ１００を使用するときに、基板１０とカバー２０との間の間隙が大きくなりすぎないようにすることが挙げられる。図１１は、第２固着領域を有さない参考例のマイクロ流体チップを示している。例えば、図１１に示すように、マイクロ流体チップ１００の使用時に印加される慣性力が大きすぎると、リザーバー領域１３と反対側の端付近において、基板１０とカバー２０との間隙が大きくなりすぎる場合がある。本実施形態のマイクロ流体チップ１００では、第２固着領域２２が形成されるため、少なくともウェル１６の近傍において、基板１０とカバー２０との間隙を大きくなりすぎないようにすることができる。したがって、例えば、試料の無駄を小さく抑えることができる。
【００７７】
１．４．変形例
１．４．１．ウェルの形状の変形
上記「１．１．４．ウェル」の項で、ウェル１６は、種々の変形が可能である旨を記載した。以下に、ウェル１６の変形実施形態であるウェル４６について記載する。
【００７８】
図１２は、変形例のウェル４６の近傍を拡大して模式的に示す平面図である。図１３ないし図１６は、変形例のウェル４６の断面を拡大して模式的に示す平面図である。図１３ないし図１６は、それぞれ、図１２のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線、およびＧ−Ｇ線の断面に相当する。なお、以下の変形例では、上述の実施形態で述べたと同様の構成については同じ符号を付して詳しい説明は省略する。以下の変形例で述べる構成において、上述の実施形態にと同じ符号で示された構成は、同様の作用機能を有する。
【００７９】
ウェル４６は、図１２に示すような、基板１０の第１面１１側に開口４７ａを有する突出部４７を有してもよい。換言すると、ウェル４６は、平面視において、開口４６ａの輪郭がリザーバー領域１３側に突出するように形成された突出部４７を有してもよい。図１２の例では、ウェル４６は、一つの突出部４７を有し、突出部４７の開口４７ａの輪郭は、ウェル４６の輪郭に連続するとともに、ウェル４６の輪郭からリザーバー領域１３側に向かって突出している。
【００８０】
突出部４７は、基板１０内でウェル４６に連通する空間である。また、突出部４７は、基板１０の第１面１１側に開口４７ａを有し、ウェル４６と一体化して容器状の形状を有する。突出部４７の形状は、特に限定されないが、例えば、突出部４７の形状は、円柱、角柱、円錐台および角錐台、これらが傾いたような形状、並びにこれらを組み合わせた形状のいずれでもよい。突出部４７の大きさは、特に限定されないが、主たる容器となるウェル４６よりも小さい容積を有することが好ましい。また、突出部４７の深さは、特に限定されず、ウェル４６の深さと同じでも、これより浅くてもよい。さらに、突出部４７の深さは、一様でなくてもよく、底面が傾斜するなどしていてもよい。
【００８１】
突出部４７の形成される位置は、ウェル４６のリザーバー領域１３側であることが好ましい。突出部４７がウェル４６のリザーバー領域１３側に形成されることにより、マイクロ流体チップ１００を使用する際に、試料が突出部４７を介してウェル４６に導入されやすくなる。ウェル４６に突出部４７が形成されると、突出部４６の形状によってこれを流通する試料の流量を調節することができる。
【００８２】
また、突出部４７が形成されると、第２固着領域２２を形成することを容易化することができる。すなわち、上述の「１．２．３．第２固着領域」の項で、第２固着領域２２は、例えば、第２固着領域２２の形状に対応する治具等を用意して、当該治具によって、カバー２０を基板１０に対して加圧力を印加して形成されることができる旨を述べた。突出部４７が形成されると、このときの治具の形状を単純化することができる。突出部４７を有さない場合には、当該治具に第２固着領域２２の不連続な部分に対応する形状を形成しておく必要があるが、突出部４７を有する場合には、ウェル４６よりも大きい円筒または円柱状の治具を用いても、第２固着領域２２の不連続な部分を形成することができる。
【００８３】
図１３ないし図１６は、マイクロ流体チップに慣性力が印加されている状態を示しており、いずれの図にも、試料２１０が描かれている。図１３ないし図１６の例では、第２固着領域２２以外の領域において、基板１０とカバー２０との間に間隙が形成されており、当該間隙内、ウェル４６内、および突出部４７内に試料２１０が存在する様子を示している。そして、図１３に示すように、間隙および突出部４７が連通しているため、突出部４７を介してウェル４６内に試料２１０を導入することができる。
【００８４】
また、突出部４７は、複数形成されることができる。図１７は、２つの突出部４７を有するウェル４６を拡大して模式的に示す平面図である。図１７の例においても、突出部４７の開口４７ａの輪郭は、いずれも、ウェル４６の輪郭に連続している。そして、突出部４７は、ウェル４６の輪郭から突出している基板１０内でウェル４６に連通する空間となっており、基板１０の第１面１１側に開口４７ａを有し、ウェル４６と一体化して容器状の形状を有している。
【００８５】
ウェル４６に突出部４７が複数形成されると、例えば、第２固着領域２２の不連続な部分を複数形成することが容易となる。ウェル４６に突出部４７が複数形成されると、試料の流路の数が増えるとともに、各流路の幅を小さくすることができる。これにより、例えば、各突出部４７を適宜配置することにより、ウェル４６へ試料２１０を導入する経路と、ウェル４６から気体を排出する経路とを分けることができる。これにより、マイクロ流体チップを使用する際の、試料のウェル４６への導入をより効率的に行うことができる。
【００８６】
なお、上記いずれの例においても、突出部４７の開口４７ａは、ウェル４６の開口４６ａとともに、カバー２０によって塞がれることができる。これにより、ウェル４６およびこれに連通する突出部４７は、独立した一つの密閉容器となることができる。このようにウェル４６を独立して密閉することにより、他のウェル４６の内容物との混合やコンタミネーションを抑制できる点は、既に述べたと同様である。
【００８７】
１．４．２．貫通孔
本実施形態のマイクロ流体チップは、リザーバー１５に外部から、試料（検体等の液体）を供給する機構を備えることができる。このような機構としては、例えば、リザーバー１５と外部とを連通する貫通孔１５ａや、リザーバー１５に直接、汎用のチューブ（マイクロチューブ、ＰＣＲチューブなど）を装着するような貫通孔１５ａが挙げられる。
【００８８】
図１８および図１９は、貫通孔１５ａを有するマイクロ流体チップの断面を模式的に示す図である。
【００８９】
図１８に示したマイクロ流体チップ２００の基板１０のリザーバー領域１３には、試料２１０を収容するためのリザーバー１５が形成されるとともに、リザーバー１５と外部とを連通する貫通孔１５ａが形成されている。マイクロ流体チップ２００は、図１８に示すように、基板１０とカバー２０に特別な加工を施すことなく、ピペットＰを用いるなどして、当該貫通孔１５ａを介して、外部から試料２１０をリザーバー１５に導入することができる。そして、必要に応じて、図示のようなシール５０を用いて、貫通孔１５ａの開口を塞ぐことができる。このような変形例のマイクロ流体チップ２００によれば、試料をリザーバー１５に導入する際の作業性を向上させることができる。
【００９０】
また、図１９に示したマイクロ流体チップ３００には、試料を収容するためのリザーバー１５にマイクロチューブなどを接続することができる容器装着機構１７が形成されている。容器装着機構１７は、基板１０の第２面１２側に容器４００を接続して、当該容器４００の内部とリザーバー１５とを連通させて一つの閉空間とすることができる。
【００９１】
容器４００としては、例えば、汎用のチューブ（マイクロチューブ、ＰＣＲチューブなど）を挙げることができる。容器装着機構１７は、例えば、基板１０と容器４００とを繋ぎ合わせる構造を有し、基板１０に容器４００を固定させることができる。例えば、容器装着機構１７は、図１９に示す例では、容器４００を嵌着させるような構造（容器４００がキャップとなりうる構造）を有している。この例では、貫通孔１５の周囲の第２面１２側に、円筒状の容器装着機構１７が形成されており、容器装着機構１７が、容器４００の内面に嵌挿されて、容器４００が固定されている。また、図示の例のように、容器装着機構１７は、容器４００を外れにくくするための突起１７ａなどの補助的な機能を有する構造を有してもよい。
【００９２】
変形例のマイクロ流体チップ３００によれば、試料をリザーバー１５に導入する際の作業性を、さらに向上させることができる。すなわち、あらかじめ容器４００内に試料２１０を準備することにより、容器４００からマイクロ流体チップへ該試料を移し替える必要がなくなる。そのため、作業性が向上するとともに、試料をより無駄なくリザーバー１５に導入することができる。
【００９３】
１．５．作用効果等
本実施形態のマイクロ流体チップは、少なくとも以下の作用効果を有する。本実施形態のマイクロ流体チップは、リザーバー領域１３側に不連続な部分を有してウェルの開口の輪郭に沿うように基板に固着された第２固着領域を有するカバーを含んでいる。そのため、ウェルに液体を流通させるための経路が狭窄され、一度ウェルに導入された液体が逆流しにくい。したがって、試料の混合等のコンタミネーションが抑制される。
【００９４】
また、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、少量の液体を精度よく分注することができ、例えば、ピペットを用いて人手によって液体を分注する場合に困難である微小量の液体の分注が可能である。すなわち、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、液体を設計量に極めて近い量で、ウェル内に導入することを容易に行うことができる。また、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、ウェルに連通する流路が形成されていないため、ウェルを高密度に配置できるとともに、使用する液体の量を極めて少量に抑えることができる。したがって、本実施形態のマイクロ流体チップを用いて検査、反応等を行う場合の効率と信頼性を高めることができる。さらに、本実施形態のマイクロ流体チップは、分注作業の工数やコストを大幅に削減することができる。加えて、本実施形態のマイクロ流体チップによれば、分注工程を大幅に削減することができ、例えば自動分注装置のような高価な設備を用いる必要がないため、低コストにて液体を分注することができる。
【００９５】
本実施形態では、一部で、マイクロ流体チップがＰＣＲに用いられる場合を例示して説明したが、本実施形態のマイクロ流体チップの用途は、限定されず、例えば、ウイルス、細菌、タンパク質、低分子〜高分子化合物、細胞、粒子、コロイド、例えば花粉等のアレルギー物質、毒物、有害物質、環境汚染物質の検査などにも使用することができる。また、本実施形態では、マイクロ流体チップのウェルに試薬３０が配置される場合について説明したが、検査内容によっては、ウェルには試薬３０が配置されなくてもよい。
【００９６】
２．検体の測定方法
上述したマイクロ流体チップおよびその使用方法を用いた検体２１０の測定方法について述べる。本実施形態にかかる検体２１０の測定方法の一例としては、検体２１０をマイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に導入する工程と、マイクロ流体チップ１００に慣性力を印加して、検体２１０をウェルに充填する工程と、少なくともウェルの開口の周囲において、基板１０およびカバー２０を固着する工程と、ウェル内で、検体２１０の反応を行う工程と、検体２１０をウェル内に存在する状態で観測する工程と、を有するものを挙げることができる。
【００９７】
まず、検体２１０を、マイクロ流体チップ１００のリザーバー１５に導入する。この工程は、例えば既述のとおり、マイクロピペット等により検体２１０をリザーバー１５に注入し、必要に応じてシール５０等を用いてリザーバー１５を封止することにより行うことができる。
【００９８】
次に、マイクロ流体チップ１００に慣性力を印加して、検体２１０をウェルに充填する工程は、例えば既述のとおり、遠心機により慣性力（遠心力）を印加して行うことができる。
【００９９】
少なくともウェル１６の開口１６ａの周囲において、基板１０およびカバー２０を固着する工程は、例えば既述のとおり、カバー２０の表面２０ａを圧力によって接着力を発揮する態様として、ローラー５００によってカバー２０を基板１０に押しつけることによって行うことができる。
【０１００】
ウェル１６内で、検体２１０の反応を行う工程は、上記工程の後に、例えば既述のとおり、マイクロ流体チップ１００をサーマルサイクラーに導入することによって行うことができる。
【０１０１】
検体２１０をウェル１６内に存在する状態で観測する工程は、例えば既述のとおり、マイクロ流体チップ１００の基板１０およびカバー２０の少なくとも一方を透明な材質として、外部からウェル１６内を観測して行うことができる。
【０１０２】
以上のような検体の測定方法によれば、ウェルに所定量の検体２１０を高い精度で簡便に充填することができ、隣り合うウェル間の混合等を小さく抑えることができる。また、検体２１０への異物の混入を防止して、低コストで精度良くかつ確実に検体２１０を分注することができ、検体２１０の測定精度を向上することができる。
【０１０３】
以上に述べた実施形態および各変形実施形態は、任意の複数の形態を適宜組み合わせることが可能である。これにより、組み合わされた実施形態は、それぞれの実施形態が有する効果または相乗的な効果を奏することができる。
【０１０４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…基板、１１…第１面、１２…第２面、１３…リザーバー領域、１４…ウェル領域、１５…リザーバー、１５ａ…貫通孔、１６…ウェル、１６ａ…開口、１７…容器装着機構、１７ａ…突起、２０…カバー、２０ａ…表面、２１…第１固着領域、２２…第２固着領域、２２ａ…不連続な部分、３０…試薬、４６…ウェル、４６ａ…開口、４７…突出部、４７ａ…開口、５０…シール、１００，２００，３００…マイクロ流体チップ、４００…容器、２１０…試料、５００…ローラー、Ｒ…回転軸、Ｇ…加速度、Ｐ…ピペット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面および前記第１面に対向する第２面を有し、リザーバーが形成されたリザーバー領域および該リザーバー領域に平面視において隣り合うウェル領域が設けられるとともに、前記ウェル領域内に前記第１面側に開口を有するウェルが形成された基板と、
前記基板の前記第１面側に敷設され、平面視において、前記リザーバー領域および前記ウェル領域を囲むように前記基板に固着された第１固着領域、および、前記リザーバー領域側に不連続な部分を有して前記開口の輪郭に沿うように前記基板に固着された第２固着領域を有するカバーと、
を含む、マイクロ流体チップ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ウェルは、平面視において、前記開口の輪郭が前記リザーバー領域側に突出する突出部を有する、マイクロ流体チップ。
【請求項３】
請求項２において、
前記突出部を複数有する、マイクロ流体チップ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の合計の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上である、マイクロ流体チップ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の最も長く連続する部分の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上である、マイクロ流体チップ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記第２固着領域の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって前記開口を区画した場合に、前記直線および前記第２固着領域によって囲まれる前記開口の区画部分の面積は、前記開口の面積の５０％以上を占める、マイクロ流体チップ。
【請求項１】
第１面および前記第１面に対向する第２面を有し、リザーバーが形成されたリザーバー領域および該リザーバー領域に平面視において隣り合うウェル領域が設けられるとともに、前記ウェル領域内に前記第１面側に開口を有するウェルが形成された基板と、
前記基板の前記第１面側に敷設され、平面視において、前記リザーバー領域および前記ウェル領域を囲むように前記基板に固着された第１固着領域、および、前記リザーバー領域側に不連続な部分を有して前記開口の輪郭に沿うように前記基板に固着された第２固着領域を有するカバーと、
を含む、マイクロ流体チップ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ウェルは、平面視において、前記開口の輪郭が前記リザーバー領域側に突出する突出部を有する、マイクロ流体チップ。
【請求項３】
請求項２において、
前記突出部を複数有する、マイクロ流体チップ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の合計の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上である、マイクロ流体チップ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記開口の輪郭における前記第２固着領域の最も長く連続する部分の長さは、前記開口の輪郭の長さの５０％以上である、マイクロ流体チップ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記第２固着領域の最も長く連続する部分の両端を結ぶ直線によって前記開口を区画した場合に、前記直線および前記第２固着領域によって囲まれる前記開口の区画部分の面積は、前記開口の面積の５０％以上を占める、マイクロ流体チップ。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１８】
【図３】
【図５】
【図７】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２】
【図４】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１８】
【図３】
【図５】
【図７】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−１６３９４６（Ｐ２０１１−１６３９４６Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３２６（Ｐ２０１０−２７３２６）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]