マイクロ流体チップ
【課題】ウェルごとの反応ばらつきを抑制しつつ、ウェルへの熱伝達効率を高められるマイクロ流体チップを提供すること。
【解決手段】第１面１１及び第１面１１に対向する第２面１２を有し、少なくとも第１面側１１に開口２０ａを有する複数のウェル２０が設けられた基板１０を含み、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成され、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する貫通溝３０を有する。
【解決手段】第１面１１及び第１面１１に対向する第２面１２を有し、少なくとも第１面側１１に開口２０ａを有する複数のウェル２０が設けられた基板１０を含み、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成され、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する貫通溝３０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、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】
しかしながら、特許文献１に記載のマイクロ流体チップを、ヒートブロックに接触させることによりサーマルサイクルを施す場合には、マイクロ流体チップ自体の反りや異物のかみこみ等によって、ウェル（反応容器）ごとにヒートブロックとの接触面積や接触位置が異なる場合が発生し、これがウェルごとの反応ばらつきの原因の１つになっていた。
【０００７】
また、基板にウェルを設ける構成のマイクロ流体チップは、熱伝達効率を高めるために薄肉の容器として構成されたＰＣＲチップ等に比べて、ヒートブロックからウェルへの熱伝達効率が低い。そのため、基板にウェルを設ける構成のマイクロ流体チップを用いると、反応時間が長くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、ウェルごとの反応ばらつきを抑制しつつ、ウェルへの熱伝達効率を高められるマイクロ流体チップを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係るマイクロ流体チップは、
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、少なくとも前記第１面側に開口を有する複数のウェルが設けられた基板を含み、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの周囲の一部に不連続となる不連続領域を有して前記ウェルを囲むように形成され、前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通溝を有する。
【００１０】
本発明によれば、ウェルの周囲の一部に不連続となる不連続領域を有してウェルを囲むように形成された貫通溝を有しているため、不連続領域内を支点として、個々のウェルが移動できるようになる。すなわち、ウェルごとに位置調整が可能になる。このため、個々のウェルのヒートブロックとの接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきを抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【００１１】
また、本発明によれば、ウェルを囲むように形成された貫通溝を有しているため、ウェルと基板との間の熱移動が少なくなる。したがって、ウェルへの熱伝達効率を高められるマイクロ流体チップを実現できる。
【００１２】
（２）このマイクロ流体チップは、
前記ウェルは、
前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通穴と、
前記貫通穴ごとに、前記貫通穴の前記第２面側の開口を塞ぎ、前記基板の前記第２面に固着されたシールと、
を含んで構成されていてもよい。
【００１３】
本発明によれば、基板の第２面にシールが固着されてウェルが形成されているので、基板の第２面側において、ウェル部分は基板の他の部分に比べて凸となる。このため、基板の第２面側にヒートブロックを接触させる場合には、シールが固着されたウェル部分が優先的に接触される。したがって、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できる。
【００１４】
（３）このマイクロ流体チップは、
前記基板の前記第１面側に敷設されたカバーを含み、
前記基板は、前記第１面に、
前記複数のウェルの開口が設けられているウェル領域と、
前記ウェル領域に隣接し、リザーバーの開口が設けられているリザーバー領域と、を有し、
前記不連続領域は、前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの前記リザーバー側に設けられ、
前記カバーは、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェル領域及び前記リザーバー領域を囲むように前記第１面に固着されているとともに、
前記ウェルと前記リザーバーとが前記基板の前記第１面側と前記カバーとの隙間を介して連通可能にしつつ、前記貫通溝の前記第１面側の開口を塞ぐように前記第１面に固着されていてもよい。
【００１５】
本発明によれば、被検液（検体を含む液体）をウェルに分注する際に、精度よく簡単に分注ができ、ウェル内に導入された被検液の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。
【００１６】
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面に固定されている状態を指す。
【００１７】
（４）このマイクロ流体チップは、
前記ウェルは、前記第１面に垂直な方向から見て、前記第１面側の開口の輪郭が前記不連続領域側に突出する突出部を有していてもよい。
【００１８】
本発明によれば、不連続領域側に突出する突出部を有していることにより、ウェルへの被検液の導入が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（Ａ）は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１を模式的に示す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示すマイクロ流体チップ１のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図。
【図２】第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図３】図３（Ａ）は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２を模式的に示す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示すマイクロ流体チップ２のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図。
【図４】第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図５】図５（Ａ）は、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３を模式的に示す平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示すマイクロ流体チップ３のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図。
【図６】図６（Ａ）は、マイクロ流体チップ３のリザーバー６０に被検液３００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、図６（Ｂ）は、ローラー５００によって、マイクロ流体チップ３のウェル２０を密閉する様子を模式的に示した図、図６（Ｃ）は、マイクロ流体チップ３のウェル２０が密閉された状態を模式的に示す平面図。
【図７】図７（Ａ）は、変形例１に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図。
【図８】変形例２に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図。
【図９】図９（Ａ）は、変形例３に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下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。
【００２１】
１．第１実施形態に係るマイクロ流体チップ
図１（Ａ）は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１を模式的に示す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示すマイクロ流体チップ１のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図である。
【００２２】
第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１は、第１面１１及び第１面１１に対向する第２面１２を有し、少なくとも第１面側１１に開口２０ａを有する複数のウェル２０が設けられた基板１０を含み、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成され、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する貫通溝３０を有する。
【００２３】
基板１０は、マイクロ流体チップ１の基体となる板状の部材である。基板１０は、図１（Ｂ）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及び第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及び第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。
【００２４】
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）、及び有機材料（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１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１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。
【００２５】
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又はＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ又は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、ウェル２０等をマイクロ流体チップ１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１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１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。
【００２６】
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、射出成形又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。
【００２７】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、基板１０には、少なくとも第１面１１側に開口２０ａを有する複数のウェル２０が形成される。ウェル２０の配置は、その機能を損なわない限り任意である。ウェル２０は、基板１０の第１面１１側に開口２０ａを有した容器状の形状を有する。ウェル２０は、内部に被検液（検体を含む液体）等の液体を保持することができる。また、ウェル２０内において、被検液等の液体の反応を行うことができる。すなわち、ウェル２０は、反応容器として機能してもよい。
【００２８】
ウェル２０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２０の形状は、円柱、角柱、円錐台及び角錐台、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２０の形状は、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａ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２０ａ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、所与の方向に延びる第２のウェルとを有する、断面がアルファベットの「Ｌ」型の形状等であってもよい。本実施形態ではウェル２０の形状として、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）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２０が採りうる他の形状については、「４．第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップの変形例」の項でさらに説明する。
【００２９】
ウェル２０内には、あらかじめ、反応又は検査のための試薬を配置しておくことができる。配置される試薬の状態は、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１をＰＣＲの反応チップとして用いる場合には、試薬としては、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（例えば蛍光プローブＤＮＡ）、及び、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２０内で乾燥されてもよく、例えば、ウェル２０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。このように試薬をウェル２０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、試薬を塗布する方法が挙げられる。
【００３０】
また、試薬をウェル２０内に配置する場合は、複数のウェル２０に互いに同じ試薬が配置されてもよいし、互いに異なる試薬が配置されてもよい。ウェル２０ごとにどのように試薬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。
【００３１】
ウェル２０内において試薬が配置される位置は、特に限定されないが、開口２０ａから遠い位置であるほど、試薬が、導入された被検液とともにウェル２０の外に流出する可能性が小さくなる点でより好ましい。
【００３２】
貫通溝３０は、図１（Ｂ）に示すように、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する。また、貫通溝３０は、図１（Ａ）に示すように、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成されている。
【００３３】
不連続領域４０は、例えば、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａ内の代表点を基準として、不連続領域の両端をそれぞれ通る２本の直線を引いた場合に、両直線のなす角が１８０度以下となる範囲に設けられていてもよい。開口２０ａ内の代表点は、例えば、開口２０ａの中心点や重心点であってもよく、開口２０ａ内の任意の点を代表点として選択してもよい。図１（Ａ）及び図１（Ｃ）に示す例では、開口２０ａの中心点を基準として、不連続領域の両端をそれぞれ通る２本の直線を引いた場合に、両直線のなす角が１８０度以下となる範囲に不連続領域４０が設けられている。この範囲に不連続領域４０が設けられると、不連続領域４０内を支点として、個々のウェル２０が移動しやすくなる。
【００３４】
図２は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００３５】
ヒートブロック１１０は、平面部分を有し、当該平面部分に加熱対象物を接触させることにより加熱対象物を加熱するヒーターとして構成されている。図２に示す例では、加熱対象物は、マイクロ流体チップ１である。
【００３６】
押さえ板１２０は、ウェル２０をヒートブロック１１０に接触させるために、マイクロ流体チップ１を押さえるための板である。すなわち、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とでマイクロ流体チップ１を挟むことにより、ウェル２０はヒートブロック１１０と接触される。図２に示す例では、押さえ板１２０には、ウェル２０の位置や大きさに合わせた凸部が設けられている。これにより、ウェル２０は、基板１０の他の部分よりも優先的にヒートブロック１１０と接触される。なお、押さえ板１２０の構成はこれに限らず、例えば、押さえ板１２０は、平板として構成されていてもよい。
【００３７】
押さえ板１２０の材質としては、基板１０の変形などに合わせ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及び各種のゴム）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。
【００３８】
図２に示す例では、基板１０には反り２１０が生じている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図１（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００３９】
また、図２に示す例では、異物２２０が、ウェル２０とヒートブロック１１０との間に挟まっている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図１（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、異物２２０が挟まっていない他のウェル２０は、異物２２０の影響を受けることなく、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００４０】
このように、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１によれば、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成された貫通溝３０を有しているため、不連続領域４０内を支点として、個々のウェル２０が移動できるようになる。すなわち、ウェル２０ごとに位置調整が可能になる。このため、個々のウェル２０のヒートブロック１１０との接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきを抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【００４１】
また、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１によれば、ウェル２０を囲むように形成された貫通溝３０を有しているため、ウェル２０と基板１０との間の熱移動が少なくなる。したがって、ウェルへの熱伝達効率を高められるマイクロ流体チップを実現できる。
【００４２】
２．第２実施形態に係るマイクロ流体チップ
図３（Ａ）は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２を模式的に示す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示すマイクロ流体チップ２のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図である。
【００４３】
第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と比べて、ウェル２０の構成のみが異なる。そのため、以下では第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１との相違点を中心に説明し、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２のウェル２０は、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する貫通穴２１と、貫通穴２１ごとに、貫通穴２１の第２面１２側の開口を塞ぎ、基板１０の第２面１２に固着されたシール２２と、を含んで構成されている。
【００４５】
貫通穴２１は、図３（Ｂ）に示すように、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する。貫通穴２１の形状は、特に限定されず、多様な形態を採ることができる。例えば、貫通穴２１の形状は、円柱、角柱、円錐台及び角錐台、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、貫通穴２１の形状は、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａ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２０ａ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、所与の方向に延びる第２のウェルとを有する、断面がアルファベットの「Ｌ」型の形状等であってもよい。本実施形態では貫通穴２１の形状として、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）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。貫通穴２１が採りうる他の形状については、「４．第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップの変形例」の項でさらに説明する。
【００４６】
シール２２は、図３（Ｂ）に示すように、貫通穴２１ごとに、貫通穴２１の第２面１２側の開口を塞ぎ、基板１０の第２面１２に固着されている。シール２２は、フィルム又はシート状の形状を有する。シール２２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。シール２２と第２面１２とを固着させるためには、例えば、接着剤を利用したり、熱融着又は圧着を行ったりすることにより固着させてもよい。
【００４７】
シール２２の材質としては、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及び各種のゴム）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２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、シール２２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３をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、シール２２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３をＰＣＲのチップとして用いる場合は、シール２２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。
【００４８】
図３（Ｂ）に示すように、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２は、基板１０の第２面１２にシール２２が固着されてウェル２０が形成されているので、基板１０の第２面１２側において、ウェル２０部分は基板１０の他の部分に比べて凸となる。
【００４９】
図４は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００５０】
図４に示す例では、基板１０には反り２１０が生じている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図３（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００５１】
また、図４に示す例では、異物２２０が、ウェル２０とヒートブロック１１０との間に挟まっている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図４（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、異物２２０が挟まっていない他のウェル２０は、異物２２０の影響を受けることなく、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００５２】
さらに、図４に示すように、ウェル２０部分が基板１０の他の部分に比べて凸となるため、基板１０の第２面１２側にヒートブロック１１０を接触させる場合には、シール２２が固着されたウェル２０部分が優先的に接触される。
【００５３】
したがって、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２によれば、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できる。
【００５４】
加えて、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２によれば、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様の効果も奏することができる。
【００５５】
３．第３実施形態に係るマイクロ流体チップ
３−１．第３実施形態に係るマイクロ流体チップの構成
図５（Ａ）は、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３を模式的に示す平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示すマイクロ流体チップ３のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図である。
【００５６】
第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２の構成に加えて、基板１０の第１面１１側に敷設されたカバー５０を含み、基板１０は、第１面１１に、複数のウェル２０の開口２０ａが設けられているウェル領域２５と、ウェル領域２５に隣接し、リザーバー６０の開口６０ａが設けられているリザーバー領域６５と、を有し、不連続領域４０は、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０のリザーバー６０側に設けられ、カバー５０は、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル領域２５及びリザーバー領域６５を囲むように第１面１１に固着されているとともに、ウェル２０とリザーバー６０とが基板１０の第１面１１側とカバー５０との隙間を介して連通可能にしつつ、貫通溝３０の第１面１１側の開口を塞ぐように第１面１１に固着されている。
【００５７】
図５（Ａ）に示すように、基板１０の第１面１１には、ウェル領域２５とリザーバー領域６５とが隣接して設けられている。ウェル領域２５及びリザーバー領域６５は、複数設けられてもよい。ウェル領域２５及びリザーバー領域６５は、第１面１１に垂直な方向から見て、後述するカバー５０の第１固着領域７０の内側に設けられる。基板１０におけるウェル領域２５及びリザーバー領域６５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６５からウェル領域２５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。第１面１１に垂直な方向から見たウェル領域２５及びリザーバー領域６５の形状は、特に限定されず、矩形、円形等とすることができる。
【００５８】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すようにウェル領域２５には、複数のウェル２０の開口２０ａが設けられている。リザーバー領域６５には、リザーバー６０の開口６０ａが設けられている。
【００５９】
リザーバー６０は、マイクロ流体チップ３を使用する際に、少なくとも慣性力が印加される前に、被検液を貯留するための空間である。リザーバー６０は、基板１０の第１面１１に開口６０ａを有して形成される。リザーバー６０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６０の容積の大きさは、例えば、ウェル２０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。
【００６０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、リザーバー６０は、第１面１１側に開口する窪み状に形成されているが、リザーバー６０の構成はこれに限定されず、例えば、リザーバー６０は、第２面１２側に貫通していてもよいし、第２面１２側にリザーバー６０と連通する他の容器を取り付け可能な取り付け部を有していてもよい。マイクロ流体チップ３を使用する際には、リザーバー６０には、外部から被検液が供給されるが、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、例えば、カバー５０を装着する前に供給されてもよいし、カバー５０が装着された後にあっては、カバー５０のリザーバー６０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、リザーバー６０に対応する領域の少なくとも一部についてカバー５０を剥離して供給されてもよい。
【００６１】
カバー５０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５０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５０は、フィルム又はシート状の形状を有する。カバー５０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。
【００６２】
第１面１１から垂直な方向から見たカバー５０の外形形状は、第１面１１から垂直な方向から見た基板１０の外形形状と一致していてもいなくてもよい。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、第１面１１から垂直な方向から見たカバー５０の外形形状は、第１面１１から垂直な方向から見た基板１０の外形形状と一致している。カバー５０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３に遠心力などの慣性力が印加された場合には、後述する第１固着領域７０及び第２固着領域８０以外の領域で、基板１０とカバー５０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。
【００６３】
カバー５０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及び各種のゴム）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３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５０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３をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、カバー５０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３をＰＣＲのチップとして用いる場合は、カバー５０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。
【００６４】
また、カバー５０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又はＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ又は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５０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、ウェル２０をマイクロ流体チップ３の外部から観察するような用途にマイクロ流体チップ３を用いる場合には、必要に応じて、カバー５０の材質を透明なものとすることができる。カバー５０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。
【００６５】
カバー５０は、一方の表面５０ａが基板１０の第１面１１に面するように敷設される。カバー５０の表面５０ａは、接着性を有してもよい。表面５０ａが接着性を有する場合には、マイクロ流体チップ１３に遠心力等の慣性力が印加されるときに、表面５０ａ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３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５０ａ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。
【００６６】
カバー５０の表面５０ａ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５０ａ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５０ａは、カバー５０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５０ａ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及びカバー５０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３の温度の上昇を抑制することができ、被検液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５０ａを有するカバー５０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。
【００６７】
さらに、表面５０ａは、潜在的な接着力を有してもよい。すなわち、表面５０ａは、マイクロ流体チップ３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。
【００６８】
また、表面５０ａ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５０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５０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５０とを超音波照射によって溶着（固着）させるため、例えば被検液が、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２０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７０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５０との接合力は比較的強いため、ウェル領域２５及びリザーバー領域６５からの被検液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７０及び第２固着領域８０は、上述のような方法により形成することができる。
【００６９】
カバー５０は、基板１０と固着された第１固着領域７０及び第２固着領域８０を有する。
【００７０】
第１固着領域７０は、第１面１１に垂直な方向から見て、基板１０のウェル領域２５及びリザーバー領域６５を囲むように配置される。すなわち、第１面１１に垂直な方向から見て、第１固着領域７０の内側に、ウェル領域２５及びリザーバー領域６５が配置される。第１固着領域７０は、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されても、敷設されたカバー５０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５０の第１固着領域７０及び第２固着領域８０以外の領域は、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されると、表面５０ａと第１面１１とが剥離することができる。第１固着領域７０では、カバー５０の表面５０ａの性質に合わせて、例えば、カバー５０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。
【００７１】
第１固着領域７０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されてカバー５０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、ウェル２０とリザーバー６０とが基板１０の第１面１１側とカバー５０との隙間を介して連通可能にし、被検液をウェル２０とリザーバー６０との間で流通させることができる。
【００７２】
既に述べたように、慣性力は、リザーバー領域６５側からウェル領域２５側へ向かうようにマイクロ流体チップ３に印加される。そのため、第１固着領域７０は、少なくともウェル領域２５を囲む位置では連続して設けられる。したがって、カバー５０と基板１０との間の間隙に被検液が導入された際に、慣性力により、被検液が第１固着領域７０の外側に、ウェル領域２５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７０は、第１面１１に垂直な方向から見て、基板１０のウェル領域２５及びリザーバー領域６５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５０と基板１０との間の間隙に被検液が導入された際に、被検液が第１固着領域７０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７０は、リザーバー領域６５側においては、連続していない部分を有してもよい。
【００７３】
第１固着領域７０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７０の形状に塗布して、カバー５０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７０は、カバー５０の表面５０ａがカバー５０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７０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５０を基板１０に対して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７０は、第１固着領域７０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。
【００７４】
第２固着領域８０は、ウェル２０とリザーバー６０とが基板１０の第１面１１側とカバー５０との隙間を介して連通可能にしつつ、貫通溝３０の第１面１１側の開口を塞ぐように配置される。第２固着領域８０は、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されても、カバー５０と基板１０とが剥離しにくい領域である。図５（Ｃ）に示す例では、第２固着領域８０は、貫通溝３０の第１面１１側の開口を連続して囲むように配置されるとともに、ウェル２０の開口２０ａを完全には囲まないように配置されている。第２固着領域８０では、カバー５０の表面２０ａの性質に合わせて、例えば、カバー５０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。
【００７５】
第２固着領域８０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されてカバー５０と基板１０との間に間隙が形成されるときに、不連続部分４０の一部において、当該間隙と、ウェル２０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８０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されて、被検液がウェル２０に導入される（ウェル２０内の気体が被検液と置き換わる）ときに、過剰となった被検液がウェル２０のリザーバー領域６５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、不連続領域４０が、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０のリザーバー６０側に設けられることにより、第２固着領域８０が、少なくともウェル２０の開口２０ａの周囲において、リザーバー領域６５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５０と基板１０との間の間隙に被検液が導入された際に、慣性力により、ウェル２０の容積に対して過剰量の被検液が、第２固着領域８０のリザーバー領域６５とは反対側の方向に漏れ出しにくくなっている。
【００７６】
また、第２固着領域８０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されてカバー５０と基板１０との間に形成される間隙及びウェル２０の内部の間の被検液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８０が、このような形状を有することによって、ウェル２０に一旦導入された試料等が、再びウェル２０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。
【００７７】
第２固着領域８０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８０の形状に塗布して、カバー５０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８０は、カバー５０の表面５０ａがカバー５０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８０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５０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８０は、第２固着領域８０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。
【００７８】
３−２．第３実施形態に係る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３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３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。
【００７９】
図６（Ａ）は、マイクロ流体チップ３のリザーバー６０に被検液３００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、図６（Ｂ）は、ローラー５００によって、マイクロ流体チップ３のウェル２０を密閉する様子を模式的に示した図、図６（Ｃ）は、マイクロ流体チップ３のウェル２０が密閉された状態を模式的に示す平面図である。
【００８０】
以下の例では、カバー５０の表面２０ａが、カバー５０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５０の第１固着領域７０は、第１面１１に垂直な方向から見て、基板１０のウェル領域２５及びリザーバー領域６５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５０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２０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１ｍｍであるものを例示する。さらに、この例では、基板１０及びカバー５０の平面的な外形形状は、長方形であって、長辺が約４．８ｃｍ、短辺が約２．５ｃｍであるものを例示する。
【００８１】
まず、標的核酸を含む被検液３００を調製する。ＰＣＲの被検液３００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、及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。被検液３００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又はＲＮＡから逆転写したｃＤＮＡ等が挙げられる。被検液３００の量は、ウェル２０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２０の総容積と同じか又は前記総容積より多いことが好ましく、複数のウェル２０により確実に被検液３００を充填できる点で、複数のウェル２０の総容積より多いことがより好ましい。
【００８２】
次に、被検液３００をマイクロ流体チップ３のリザーバー６０に収容する。この時点では、マイクロ流体チップ３のウェル２０内には、被検液３００は導入されておらず、試薬等が各ウェル２０に配置されている。試薬等としては、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６０に被検液３００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５０を装着する前に行ってもよいし、カバー５０が装着された後にあっては、カバー５０のリザーバー６０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５０をリザーバー６０に対応する領域の少なくとも一部を剥離して供給されてもよい。
【００８３】
次に、マイクロ流体チップ３に、リザーバー領域６５側からウェル領域２５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３のリザーバー領域６５から見て、ウェル領域２５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３に慣性力（遠心力）が発生すると、図６（Ａ）に示すように、リザーバー６０の中の被検液３００が、回転軸Ｒから遠ざかる方向、すなわちウェル領域２５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５０との間に間隙が生じ、被検液３００は、ウェル領域２５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６（Ａ）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、図５（Ｃ）に示す基板１０の不連続部分４０とカバー５０との隙間を介して、基板１０のウェル領域２５に形成されたウェル２０の開口２０ａから、慣性力でウェル２０内の空気と入れ替わることによって被検液３００がウェル２０に導入される。ウェル２０に導入された被検液３００は、ウェル２０内にあらかじめ配置された試薬等と混合される。
【００８４】
なお、図６（Ａ）に示す例では、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３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３の遠心機の回転軸Ｒに対する配置は、リザーバー６０の内部の被検液３００が、遠心力によって、ウェル２０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２０の配置などによって、適宜に設定することができる。
【００８５】
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、被検液３００がウェル２０内に充填されている。また、例えば、被検液３００の体積が、ウェル２０の合計の容積よりも大きい場合などには、被検液３００は、ウェル２０内、並びに、基板１０及びカバー５０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５０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５０を基板１０に押さえつけることによって、カバー５０をマイクロ流体チップ３に密着させてウェル２０を密閉することができ、ウェル２０内に正確な容量の被検液３００を封入することができる。
【００８６】
すなわち、被検液３００が基板１０及びカバー５０の間の間隙に存在していない状態では、カバー５０を基板１０に押さえつけることによってカバー５０と基板１０とが圧着されて、ウェル２０が密閉され、被検液３００が基板１０及びカバー５０の間の間隙に存在している状態では、余分の被検液３００をリザーバー領域６５側に押し戻しつつ、ウェル２０が密閉されることができる。これにより、ウェル２０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。図６（Ｂ）に示す例では、ローラー５００によって、基板１０及びカバー５０の間の間隙に存在する過剰の被検液３００を貫通孔１５からリザーバー６０に戻しつつ、ウェル２０を密閉する様子を示している。
【００８７】
また、図６（Ｃ）に示すように、ローラー５００によって、カバー５０が押しつけられた後は、基板１０とカバー５０の接触する面は、少なくともウェル２０の周囲（図示の例では基板１０とカバー５０の接触する全面（ウェル２０、貫通溝３０及びリザーバー６０を除いたグレー表示の領域））において固着される。
【００８８】
以上のようにして、図６（Ｃ）に示すように、マイクロ流体チップ３のウェル２０内に、正確な容量の被検液３００を導入することができる。マイクロ流体チップ３に複数のウェル２０が形成されている場合も同様であり、該複数のウェル２０は、上記操作の結果、それぞれ独立した密閉空間となり、所望の量の被検液３００を精密に分注することができる。また、図５（Ｃ）に示す第２固着領域８０により、被検液３００をウェル２０に分注する際に、ウェル２０内に導入された被検液３００の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。
【００８９】
その後、マイクロ流体チップ３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２０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５０が透明な材質であるため、必要に応じて、カバー５０の外側から、カバー５０を介してウェル２０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３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。
【００９０】
なお、第２固着領域８０の他の効果としては、マイクロ流体チップ３を使用するときに、基板１０とカバー５０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。例えば、マイクロ流体チップ３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６５と反対側の端付近において、基板１０とカバー５０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３では、第２固着領域８０が形成されるため、少なくともウェル２０の近傍において、基板１０とカバー５０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、被検液の無駄を小さく抑えることができる。
【００９１】
このように、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３によれば、被検液３００をウェル２０に分注する際に、精度よく簡単に分注ができ、ウェル２０内に導入された被検液３００の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。
【００９２】
加えて、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３によれば、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２と同様の効果も奏することができる。
【００９３】
なお、上述の例では、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２と同様のウェル２０の構成を採用した例について説明したが、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様のウェル２０の構成を採用してもよい。この場合にも、被検液３００をウェル２０に分注する際に、ウェル２０内に導入された被検液３００の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。加えて、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様の効果も奏することができる。
【００９４】
４．第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップの変形例
第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３は、上述の他にも種々の変形が可能である。以下、第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３の変形例について説明する。なお、変形例１〜３を適宜組み合わせることも可能である。
【００９５】
４−１．変形例１
図７（Ａ）は、変形例１に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図である。
【００９６】
図７（Ａ）に示すように、ウェル２０は、第１面１１に垂直な方向から見て、第１面１１側の開口２０ａの輪郭が不連続領域４０側に突出する突出部２３を有していてもよい。本変形例を第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３に適用する場合には、ウェル２０は、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａの輪郭がリザーバー領域６５側に突出するように形成された突出部２３となる。
【００９７】
突出部２３の深さは、特に限定されず、ウェル２０の他の部分の深さと同じでも、これより浅くてもよい。また、突出部２３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。さらに、ウェル２０が貫通穴２１を有して構成され、突出部２３においても基板１０の第１面１１から第２面１２まで貫通していてもよい。図７（Ｂ）に示す例では、突出部２３の深さは、ウェル２０の他の部分よりも浅く一様な深さに構成されている。
【００９８】
本変形例を第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３に適用した場合には、突出部２３がウェル２０のリザーバー領域６５側に形成されることにより、マイクロ流体チップ３を使用する際に、被検液が突出部２３を介してウェル２０に導入されやすくなる。また、ウェル２０に突出部２３が形成されると、突出部２３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。
【００９９】
また、図７に示す例では、突出部２３は、第１面１１に垂直な方向から見て、第１面１１側の開口２０ａの中心部側から不連続領域４０側に向かって、貫通溝３０を囲む固着領域８０よりも外側まで延出している。これにより、例えば、円筒や円柱のような単純な形状の冶具でカバー５０を圧着することにより、固着領域８０を容易に形成することができる。
【０１００】
４−２．変形例２
図８は、変形例２に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図である。
【０１０１】
図８に示すように、第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３において、貫通溝３０は、ウェル２０から遠くなる側に延出する延出部３２を有していてもよい。特に、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３においては、延出部３２は、リザーバー６０側に延出していてもよい。
【０１０２】
延出部３２を有することによって、不連続領域４０内となる支点がウェル２０から遠くなる。このため、個々のウェルがさらに容易に移動できるようになる。これにより、基板１０がより大きく反った場合や、より大きな異物が基板１０とヒートブロック１１０との間に挟まった場合にも、個々のウェル２０のヒートブロック１１０との接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【０１０３】
４−３．変形例３
図９（Ａ）は、変形例３に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図である。
【０１０４】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３において、第１面１１に垂直な方向から見て、不連続領域４０と重なる第２面１２側の領域の少なくとも一部において、第２面１２側から凹部として構成された切り欠き部４２を有していてもよい。
【０１０５】
切り欠き部４２を有することによって、不連続領域４０内で支点となる位置の基板１０が薄くなる。このため、個々のウェルがさらに容易に移動できるようになる。これにより、基板１０がより大きく反った場合や、より大きな異物が基板１０とヒートブロック１１０との間に挟まった場合にも、個々のウェル２０のヒートブロック１１０との接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【０１０６】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【０１０７】
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、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及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又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】
【０１０８】
１，２，３ マイクロ流体チップ、１０ 基板、１１ 第１面、１２ 第２面、２０ ウェル、２０ａ 開口、２１ 貫通穴、２２ シール、２３ 突出部、２５ ウェル領域、３０ 貫通溝、３２ 延出部、４０ 不連続領域、４２ 切り欠き部、５０ カバー、５０ａ 表面、６０ リザーバー、６０ａ 開口、６５ リザーバー領域、７０ 第１固着領域、８０ 第２固着領域、１１０ ヒートブロック、１２０ 押さえ板、２１０ 反り、２２０ 異物、３００ 被検液
【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、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】
しかしながら、特許文献１に記載のマイクロ流体チップを、ヒートブロックに接触させることによりサーマルサイクルを施す場合には、マイクロ流体チップ自体の反りや異物のかみこみ等によって、ウェル（反応容器）ごとにヒートブロックとの接触面積や接触位置が異なる場合が発生し、これがウェルごとの反応ばらつきの原因の１つになっていた。
【０００７】
また、基板にウェルを設ける構成のマイクロ流体チップは、熱伝達効率を高めるために薄肉の容器として構成されたＰＣＲチップ等に比べて、ヒートブロックからウェルへの熱伝達効率が低い。そのため、基板にウェルを設ける構成のマイクロ流体チップを用いると、反応時間が長くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、ウェルごとの反応ばらつきを抑制しつつ、ウェルへの熱伝達効率を高められるマイクロ流体チップを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係るマイクロ流体チップは、
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、少なくとも前記第１面側に開口を有する複数のウェルが設けられた基板を含み、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの周囲の一部に不連続となる不連続領域を有して前記ウェルを囲むように形成され、前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通溝を有する。
【００１０】
本発明によれば、ウェルの周囲の一部に不連続となる不連続領域を有してウェルを囲むように形成された貫通溝を有しているため、不連続領域内を支点として、個々のウェルが移動できるようになる。すなわち、ウェルごとに位置調整が可能になる。このため、個々のウェルのヒートブロックとの接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきを抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【００１１】
また、本発明によれば、ウェルを囲むように形成された貫通溝を有しているため、ウェルと基板との間の熱移動が少なくなる。したがって、ウェルへの熱伝達効率を高められるマイクロ流体チップを実現できる。
【００１２】
（２）このマイクロ流体チップは、
前記ウェルは、
前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通穴と、
前記貫通穴ごとに、前記貫通穴の前記第２面側の開口を塞ぎ、前記基板の前記第２面に固着されたシールと、
を含んで構成されていてもよい。
【００１３】
本発明によれば、基板の第２面にシールが固着されてウェルが形成されているので、基板の第２面側において、ウェル部分は基板の他の部分に比べて凸となる。このため、基板の第２面側にヒートブロックを接触させる場合には、シールが固着されたウェル部分が優先的に接触される。したがって、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できる。
【００１４】
（３）このマイクロ流体チップは、
前記基板の前記第１面側に敷設されたカバーを含み、
前記基板は、前記第１面に、
前記複数のウェルの開口が設けられているウェル領域と、
前記ウェル領域に隣接し、リザーバーの開口が設けられているリザーバー領域と、を有し、
前記不連続領域は、前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの前記リザーバー側に設けられ、
前記カバーは、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェル領域及び前記リザーバー領域を囲むように前記第１面に固着されているとともに、
前記ウェルと前記リザーバーとが前記基板の前記第１面側と前記カバーとの隙間を介して連通可能にしつつ、前記貫通溝の前記第１面側の開口を塞ぐように前記第１面に固着されていてもよい。
【００１５】
本発明によれば、被検液（検体を含む液体）をウェルに分注する際に、精度よく簡単に分注ができ、ウェル内に導入された被検液の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。
【００１６】
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面に固定されている状態を指す。
【００１７】
（４）このマイクロ流体チップは、
前記ウェルは、前記第１面に垂直な方向から見て、前記第１面側の開口の輪郭が前記不連続領域側に突出する突出部を有していてもよい。
【００１８】
本発明によれば、不連続領域側に突出する突出部を有していることにより、ウェルへの被検液の導入が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（Ａ）は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１を模式的に示す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示すマイクロ流体チップ１のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図。
【図２】第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図３】図３（Ａ）は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２を模式的に示す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示すマイクロ流体チップ２のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図。
【図４】第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図５】図５（Ａ）は、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３を模式的に示す平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示すマイクロ流体チップ３のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図。
【図６】図６（Ａ）は、マイクロ流体チップ３のリザーバー６０に被検液３００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、図６（Ｂ）は、ローラー５００によって、マイクロ流体チップ３のウェル２０を密閉する様子を模式的に示した図、図６（Ｃ）は、マイクロ流体チップ３のウェル２０が密閉された状態を模式的に示す平面図。
【図７】図７（Ａ）は、変形例１に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図。
【図８】変形例２に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図。
【図９】図９（Ａ）は、変形例３に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下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。
【００２１】
１．第１実施形態に係るマイクロ流体チップ
図１（Ａ）は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１を模式的に示す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示すマイクロ流体チップ１のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図である。
【００２２】
第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１は、第１面１１及び第１面１１に対向する第２面１２を有し、少なくとも第１面側１１に開口２０ａを有する複数のウェル２０が設けられた基板１０を含み、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成され、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する貫通溝３０を有する。
【００２３】
基板１０は、マイクロ流体チップ１の基体となる板状の部材である。基板１０は、図１（Ｂ）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及び第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及び第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。
【００２４】
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）、及び有機材料（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１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１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。
【００２５】
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又はＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ又は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、ウェル２０等をマイクロ流体チップ１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１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１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。
【００２６】
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、射出成形又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。
【００２７】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、基板１０には、少なくとも第１面１１側に開口２０ａを有する複数のウェル２０が形成される。ウェル２０の配置は、その機能を損なわない限り任意である。ウェル２０は、基板１０の第１面１１側に開口２０ａを有した容器状の形状を有する。ウェル２０は、内部に被検液（検体を含む液体）等の液体を保持することができる。また、ウェル２０内において、被検液等の液体の反応を行うことができる。すなわち、ウェル２０は、反応容器として機能してもよい。
【００２８】
ウェル２０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２０の形状は、円柱、角柱、円錐台及び角錐台、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２０の形状は、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａ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２０ａ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、所与の方向に延びる第２のウェルとを有する、断面がアルファベットの「Ｌ」型の形状等であってもよい。本実施形態ではウェル２０の形状として、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）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２０が採りうる他の形状については、「４．第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップの変形例」の項でさらに説明する。
【００２９】
ウェル２０内には、あらかじめ、反応又は検査のための試薬を配置しておくことができる。配置される試薬の状態は、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１をＰＣＲの反応チップとして用いる場合には、試薬としては、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（例えば蛍光プローブＤＮＡ）、及び、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２０内で乾燥されてもよく、例えば、ウェル２０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。このように試薬をウェル２０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、試薬を塗布する方法が挙げられる。
【００３０】
また、試薬をウェル２０内に配置する場合は、複数のウェル２０に互いに同じ試薬が配置されてもよいし、互いに異なる試薬が配置されてもよい。ウェル２０ごとにどのように試薬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。
【００３１】
ウェル２０内において試薬が配置される位置は、特に限定されないが、開口２０ａから遠い位置であるほど、試薬が、導入された被検液とともにウェル２０の外に流出する可能性が小さくなる点でより好ましい。
【００３２】
貫通溝３０は、図１（Ｂ）に示すように、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する。また、貫通溝３０は、図１（Ａ）に示すように、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成されている。
【００３３】
不連続領域４０は、例えば、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａ内の代表点を基準として、不連続領域の両端をそれぞれ通る２本の直線を引いた場合に、両直線のなす角が１８０度以下となる範囲に設けられていてもよい。開口２０ａ内の代表点は、例えば、開口２０ａの中心点や重心点であってもよく、開口２０ａ内の任意の点を代表点として選択してもよい。図１（Ａ）及び図１（Ｃ）に示す例では、開口２０ａの中心点を基準として、不連続領域の両端をそれぞれ通る２本の直線を引いた場合に、両直線のなす角が１８０度以下となる範囲に不連続領域４０が設けられている。この範囲に不連続領域４０が設けられると、不連続領域４０内を支点として、個々のウェル２０が移動しやすくなる。
【００３４】
図２は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００３５】
ヒートブロック１１０は、平面部分を有し、当該平面部分に加熱対象物を接触させることにより加熱対象物を加熱するヒーターとして構成されている。図２に示す例では、加熱対象物は、マイクロ流体チップ１である。
【００３６】
押さえ板１２０は、ウェル２０をヒートブロック１１０に接触させるために、マイクロ流体チップ１を押さえるための板である。すなわち、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とでマイクロ流体チップ１を挟むことにより、ウェル２０はヒートブロック１１０と接触される。図２に示す例では、押さえ板１２０には、ウェル２０の位置や大きさに合わせた凸部が設けられている。これにより、ウェル２０は、基板１０の他の部分よりも優先的にヒートブロック１１０と接触される。なお、押さえ板１２０の構成はこれに限らず、例えば、押さえ板１２０は、平板として構成されていてもよい。
【００３７】
押さえ板１２０の材質としては、基板１０の変形などに合わせ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及び各種のゴム）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。
【００３８】
図２に示す例では、基板１０には反り２１０が生じている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図１（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００３９】
また、図２に示す例では、異物２２０が、ウェル２０とヒートブロック１１０との間に挟まっている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図１（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、異物２２０が挟まっていない他のウェル２０は、異物２２０の影響を受けることなく、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００４０】
このように、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１によれば、ウェル２０の周囲の一部に不連続となる不連続領域４０を有してウェル２０を囲むように形成された貫通溝３０を有しているため、不連続領域４０内を支点として、個々のウェル２０が移動できるようになる。すなわち、ウェル２０ごとに位置調整が可能になる。このため、個々のウェル２０のヒートブロック１１０との接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきを抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【００４１】
また、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１によれば、ウェル２０を囲むように形成された貫通溝３０を有しているため、ウェル２０と基板１０との間の熱移動が少なくなる。したがって、ウェルへの熱伝達効率を高められるマイクロ流体チップを実現できる。
【００４２】
２．第２実施形態に係るマイクロ流体チップ
図３（Ａ）は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２を模式的に示す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示すマイクロ流体チップ２のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図である。
【００４３】
第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２は、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と比べて、ウェル２０の構成のみが異なる。そのため、以下では第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１との相違点を中心に説明し、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２のウェル２０は、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する貫通穴２１と、貫通穴２１ごとに、貫通穴２１の第２面１２側の開口を塞ぎ、基板１０の第２面１２に固着されたシール２２と、を含んで構成されている。
【００４５】
貫通穴２１は、図３（Ｂ）に示すように、基板１０を第１面１１から第２面１２まで貫通する。貫通穴２１の形状は、特に限定されず、多様な形態を採ることができる。例えば、貫通穴２１の形状は、円柱、角柱、円錐台及び角錐台、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、貫通穴２１の形状は、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａ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２０ａ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、所与の方向に延びる第２のウェルとを有する、断面がアルファベットの「Ｌ」型の形状等であってもよい。本実施形態では貫通穴２１の形状として、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）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。貫通穴２１が採りうる他の形状については、「４．第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップの変形例」の項でさらに説明する。
【００４６】
シール２２は、図３（Ｂ）に示すように、貫通穴２１ごとに、貫通穴２１の第２面１２側の開口を塞ぎ、基板１０の第２面１２に固着されている。シール２２は、フィルム又はシート状の形状を有する。シール２２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。シール２２と第２面１２とを固着させるためには、例えば、接着剤を利用したり、熱融着又は圧着を行ったりすることにより固着させてもよい。
【００４７】
シール２２の材質としては、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及び各種のゴム）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２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、シール２２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３をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、シール２２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３をＰＣＲのチップとして用いる場合は、シール２２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。
【００４８】
図３（Ｂ）に示すように、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２は、基板１０の第２面１２にシール２２が固着されてウェル２０が形成されているので、基板１０の第２面１２側において、ウェル２０部分は基板１０の他の部分に比べて凸となる。
【００４９】
図４は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２をヒートブロック１１０に押し当てる様子を模式的に表す、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００５０】
図４に示す例では、基板１０には反り２１０が生じている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図３（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００５１】
また、図４に示す例では、異物２２０が、ウェル２０とヒートブロック１１０との間に挟まっている。しかしながら、個々のウェル２０が形成されている部分は、図４（Ｃ）に示す不連続領域４０内を支点として移動できるため、異物２２０が挟まっていない他のウェル２０は、異物２２０の影響を受けることなく、ヒートブロック１１０と押さえ板１２０とに挟まれることにより、ヒートブロック１１０と接触することができる。
【００５２】
さらに、図４に示すように、ウェル２０部分が基板１０の他の部分に比べて凸となるため、基板１０の第２面１２側にヒートブロック１１０を接触させる場合には、シール２２が固着されたウェル２０部分が優先的に接触される。
【００５３】
したがって、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２によれば、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できる。
【００５４】
加えて、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２によれば、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様の効果も奏することができる。
【００５５】
３．第３実施形態に係るマイクロ流体チップ
３−１．第３実施形態に係るマイクロ流体チップの構成
図５（Ａ）は、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３を模式的に示す平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示すマイクロ流体チップ３のウェル２０の近傍を模式的に表す拡大図である。
【００５６】
第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３は、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２の構成に加えて、基板１０の第１面１１側に敷設されたカバー５０を含み、基板１０は、第１面１１に、複数のウェル２０の開口２０ａが設けられているウェル領域２５と、ウェル領域２５に隣接し、リザーバー６０の開口６０ａが設けられているリザーバー領域６５と、を有し、不連続領域４０は、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０のリザーバー６０側に設けられ、カバー５０は、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル領域２５及びリザーバー領域６５を囲むように第１面１１に固着されているとともに、ウェル２０とリザーバー６０とが基板１０の第１面１１側とカバー５０との隙間を介して連通可能にしつつ、貫通溝３０の第１面１１側の開口を塞ぐように第１面１１に固着されている。
【００５７】
図５（Ａ）に示すように、基板１０の第１面１１には、ウェル領域２５とリザーバー領域６５とが隣接して設けられている。ウェル領域２５及びリザーバー領域６５は、複数設けられてもよい。ウェル領域２５及びリザーバー領域６５は、第１面１１に垂直な方向から見て、後述するカバー５０の第１固着領域７０の内側に設けられる。基板１０におけるウェル領域２５及びリザーバー領域６５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６５からウェル領域２５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。第１面１１に垂直な方向から見たウェル領域２５及びリザーバー領域６５の形状は、特に限定されず、矩形、円形等とすることができる。
【００５８】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すようにウェル領域２５には、複数のウェル２０の開口２０ａが設けられている。リザーバー領域６５には、リザーバー６０の開口６０ａが設けられている。
【００５９】
リザーバー６０は、マイクロ流体チップ３を使用する際に、少なくとも慣性力が印加される前に、被検液を貯留するための空間である。リザーバー６０は、基板１０の第１面１１に開口６０ａを有して形成される。リザーバー６０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６０の容積の大きさは、例えば、ウェル２０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。
【００６０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、リザーバー６０は、第１面１１側に開口する窪み状に形成されているが、リザーバー６０の構成はこれに限定されず、例えば、リザーバー６０は、第２面１２側に貫通していてもよいし、第２面１２側にリザーバー６０と連通する他の容器を取り付け可能な取り付け部を有していてもよい。マイクロ流体チップ３を使用する際には、リザーバー６０には、外部から被検液が供給されるが、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、例えば、カバー５０を装着する前に供給されてもよいし、カバー５０が装着された後にあっては、カバー５０のリザーバー６０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、リザーバー６０に対応する領域の少なくとも一部についてカバー５０を剥離して供給されてもよい。
【００６１】
カバー５０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５０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５０は、フィルム又はシート状の形状を有する。カバー５０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。
【００６２】
第１面１１から垂直な方向から見たカバー５０の外形形状は、第１面１１から垂直な方向から見た基板１０の外形形状と一致していてもいなくてもよい。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、第１面１１から垂直な方向から見たカバー５０の外形形状は、第１面１１から垂直な方向から見た基板１０の外形形状と一致している。カバー５０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３に遠心力などの慣性力が印加された場合には、後述する第１固着領域７０及び第２固着領域８０以外の領域で、基板１０とカバー５０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。
【００６３】
カバー５０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及び各種のゴム）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３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５０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３をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、カバー５０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３をＰＣＲのチップとして用いる場合は、カバー５０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。
【００６４】
また、カバー５０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又はＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ又は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５０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、ウェル２０をマイクロ流体チップ３の外部から観察するような用途にマイクロ流体チップ３を用いる場合には、必要に応じて、カバー５０の材質を透明なものとすることができる。カバー５０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。
【００６５】
カバー５０は、一方の表面５０ａが基板１０の第１面１１に面するように敷設される。カバー５０の表面５０ａは、接着性を有してもよい。表面５０ａが接着性を有する場合には、マイクロ流体チップ１３に遠心力等の慣性力が印加されるときに、表面５０ａ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３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５０ａ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。
【００６６】
カバー５０の表面５０ａ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５０ａ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５０ａは、カバー５０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５０ａ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及びカバー５０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３の温度の上昇を抑制することができ、被検液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５０ａを有するカバー５０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。
【００６７】
さらに、表面５０ａは、潜在的な接着力を有してもよい。すなわち、表面５０ａは、マイクロ流体チップ３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。
【００６８】
また、表面５０ａ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５０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５０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５０とを超音波照射によって溶着（固着）させるため、例えば被検液が、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２０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７０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５０との接合力は比較的強いため、ウェル領域２５及びリザーバー領域６５からの被検液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７０及び第２固着領域８０は、上述のような方法により形成することができる。
【００６９】
カバー５０は、基板１０と固着された第１固着領域７０及び第２固着領域８０を有する。
【００７０】
第１固着領域７０は、第１面１１に垂直な方向から見て、基板１０のウェル領域２５及びリザーバー領域６５を囲むように配置される。すなわち、第１面１１に垂直な方向から見て、第１固着領域７０の内側に、ウェル領域２５及びリザーバー領域６５が配置される。第１固着領域７０は、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されても、敷設されたカバー５０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５０の第１固着領域７０及び第２固着領域８０以外の領域は、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されると、表面５０ａと第１面１１とが剥離することができる。第１固着領域７０では、カバー５０の表面５０ａの性質に合わせて、例えば、カバー５０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。
【００７１】
第１固着領域７０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されてカバー５０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、ウェル２０とリザーバー６０とが基板１０の第１面１１側とカバー５０との隙間を介して連通可能にし、被検液をウェル２０とリザーバー６０との間で流通させることができる。
【００７２】
既に述べたように、慣性力は、リザーバー領域６５側からウェル領域２５側へ向かうようにマイクロ流体チップ３に印加される。そのため、第１固着領域７０は、少なくともウェル領域２５を囲む位置では連続して設けられる。したがって、カバー５０と基板１０との間の間隙に被検液が導入された際に、慣性力により、被検液が第１固着領域７０の外側に、ウェル領域２５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７０は、第１面１１に垂直な方向から見て、基板１０のウェル領域２５及びリザーバー領域６５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５０と基板１０との間の間隙に被検液が導入された際に、被検液が第１固着領域７０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７０は、リザーバー領域６５側においては、連続していない部分を有してもよい。
【００７３】
第１固着領域７０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７０の形状に塗布して、カバー５０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７０は、カバー５０の表面５０ａがカバー５０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７０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５０を基板１０に対して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７０は、第１固着領域７０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。
【００７４】
第２固着領域８０は、ウェル２０とリザーバー６０とが基板１０の第１面１１側とカバー５０との隙間を介して連通可能にしつつ、貫通溝３０の第１面１１側の開口を塞ぐように配置される。第２固着領域８０は、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されても、カバー５０と基板１０とが剥離しにくい領域である。図５（Ｃ）に示す例では、第２固着領域８０は、貫通溝３０の第１面１１側の開口を連続して囲むように配置されるとともに、ウェル２０の開口２０ａを完全には囲まないように配置されている。第２固着領域８０では、カバー５０の表面２０ａの性質に合わせて、例えば、カバー５０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。
【００７５】
第２固着領域８０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されてカバー５０と基板１０との間に間隙が形成されるときに、不連続部分４０の一部において、当該間隙と、ウェル２０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８０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されて、被検液がウェル２０に導入される（ウェル２０内の気体が被検液と置き換わる）ときに、過剰となった被検液がウェル２０のリザーバー領域６５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、不連続領域４０が、第１面１１に垂直な方向から見て、ウェル２０のリザーバー６０側に設けられることにより、第２固着領域８０が、少なくともウェル２０の開口２０ａの周囲において、リザーバー領域６５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５０と基板１０との間の間隙に被検液が導入された際に、慣性力により、ウェル２０の容積に対して過剰量の被検液が、第２固着領域８０のリザーバー領域６５とは反対側の方向に漏れ出しにくくなっている。
【００７６】
また、第２固着領域８０の機能の一つとしては、マイクロ流体チップ３に遠心力等の慣性力が印加されてカバー５０と基板１０との間に形成される間隙及びウェル２０の内部の間の被検液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８０が、このような形状を有することによって、ウェル２０に一旦導入された試料等が、再びウェル２０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。
【００７７】
第２固着領域８０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８０の形状に塗布して、カバー５０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８０は、カバー５０の表面５０ａがカバー５０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８０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５０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８０は、第２固着領域８０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。
【００７８】
３−２．第３実施形態に係る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３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３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。
【００７９】
図６（Ａ）は、マイクロ流体チップ３のリザーバー６０に被検液３００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、図６（Ｂ）は、ローラー５００によって、マイクロ流体チップ３のウェル２０を密閉する様子を模式的に示した図、図６（Ｃ）は、マイクロ流体チップ３のウェル２０が密閉された状態を模式的に示す平面図である。
【００８０】
以下の例では、カバー５０の表面２０ａが、カバー５０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５０の第１固着領域７０は、第１面１１に垂直な方向から見て、基板１０のウェル領域２５及びリザーバー領域６５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５０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２０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１ｍｍであるものを例示する。さらに、この例では、基板１０及びカバー５０の平面的な外形形状は、長方形であって、長辺が約４．８ｃｍ、短辺が約２．５ｃｍであるものを例示する。
【００８１】
まず、標的核酸を含む被検液３００を調製する。ＰＣＲの被検液３００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、及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。被検液３００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又はＲＮＡから逆転写したｃＤＮＡ等が挙げられる。被検液３００の量は、ウェル２０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２０の総容積と同じか又は前記総容積より多いことが好ましく、複数のウェル２０により確実に被検液３００を充填できる点で、複数のウェル２０の総容積より多いことがより好ましい。
【００８２】
次に、被検液３００をマイクロ流体チップ３のリザーバー６０に収容する。この時点では、マイクロ流体チップ３のウェル２０内には、被検液３００は導入されておらず、試薬等が各ウェル２０に配置されている。試薬等としては、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６０に被検液３００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５０を装着する前に行ってもよいし、カバー５０が装着された後にあっては、カバー５０のリザーバー６０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５０をリザーバー６０に対応する領域の少なくとも一部を剥離して供給されてもよい。
【００８３】
次に、マイクロ流体チップ３に、リザーバー領域６５側からウェル領域２５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３のリザーバー領域６５から見て、ウェル領域２５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３に慣性力（遠心力）が発生すると、図６（Ａ）に示すように、リザーバー６０の中の被検液３００が、回転軸Ｒから遠ざかる方向、すなわちウェル領域２５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５０との間に間隙が生じ、被検液３００は、ウェル領域２５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６（Ａ）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、図５（Ｃ）に示す基板１０の不連続部分４０とカバー５０との隙間を介して、基板１０のウェル領域２５に形成されたウェル２０の開口２０ａから、慣性力でウェル２０内の空気と入れ替わることによって被検液３００がウェル２０に導入される。ウェル２０に導入された被検液３００は、ウェル２０内にあらかじめ配置された試薬等と混合される。
【００８４】
なお、図６（Ａ）に示す例では、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３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３の遠心機の回転軸Ｒに対する配置は、リザーバー６０の内部の被検液３００が、遠心力によって、ウェル２０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２０の配置などによって、適宜に設定することができる。
【００８５】
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、被検液３００がウェル２０内に充填されている。また、例えば、被検液３００の体積が、ウェル２０の合計の容積よりも大きい場合などには、被検液３００は、ウェル２０内、並びに、基板１０及びカバー５０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５０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５０を基板１０に押さえつけることによって、カバー５０をマイクロ流体チップ３に密着させてウェル２０を密閉することができ、ウェル２０内に正確な容量の被検液３００を封入することができる。
【００８６】
すなわち、被検液３００が基板１０及びカバー５０の間の間隙に存在していない状態では、カバー５０を基板１０に押さえつけることによってカバー５０と基板１０とが圧着されて、ウェル２０が密閉され、被検液３００が基板１０及びカバー５０の間の間隙に存在している状態では、余分の被検液３００をリザーバー領域６５側に押し戻しつつ、ウェル２０が密閉されることができる。これにより、ウェル２０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。図６（Ｂ）に示す例では、ローラー５００によって、基板１０及びカバー５０の間の間隙に存在する過剰の被検液３００を貫通孔１５からリザーバー６０に戻しつつ、ウェル２０を密閉する様子を示している。
【００８７】
また、図６（Ｃ）に示すように、ローラー５００によって、カバー５０が押しつけられた後は、基板１０とカバー５０の接触する面は、少なくともウェル２０の周囲（図示の例では基板１０とカバー５０の接触する全面（ウェル２０、貫通溝３０及びリザーバー６０を除いたグレー表示の領域））において固着される。
【００８８】
以上のようにして、図６（Ｃ）に示すように、マイクロ流体チップ３のウェル２０内に、正確な容量の被検液３００を導入することができる。マイクロ流体チップ３に複数のウェル２０が形成されている場合も同様であり、該複数のウェル２０は、上記操作の結果、それぞれ独立した密閉空間となり、所望の量の被検液３００を精密に分注することができる。また、図５（Ｃ）に示す第２固着領域８０により、被検液３００をウェル２０に分注する際に、ウェル２０内に導入された被検液３００の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。
【００８９】
その後、マイクロ流体チップ３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２０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５０が透明な材質であるため、必要に応じて、カバー５０の外側から、カバー５０を介してウェル２０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３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。
【００９０】
なお、第２固着領域８０の他の効果としては、マイクロ流体チップ３を使用するときに、基板１０とカバー５０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。例えば、マイクロ流体チップ３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６５と反対側の端付近において、基板１０とカバー５０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３では、第２固着領域８０が形成されるため、少なくともウェル２０の近傍において、基板１０とカバー５０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、被検液の無駄を小さく抑えることができる。
【００９１】
このように、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３によれば、被検液３００をウェル２０に分注する際に、精度よく簡単に分注ができ、ウェル２０内に導入された被検液３００の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。
【００９２】
加えて、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３によれば、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２と同様の効果も奏することができる。
【００９３】
なお、上述の例では、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ２と同様のウェル２０の構成を採用した例について説明したが、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様のウェル２０の構成を採用してもよい。この場合にも、被検液３００をウェル２０に分注する際に、ウェル２０内に導入された被検液３００の逆流を抑制できる。したがって、近隣のウェル内の被検液同士の混合を抑制できる。加えて、第１実施形態に係るマイクロ流体チップ１と同様の効果も奏することができる。
【００９４】
４．第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップの変形例
第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３は、上述の他にも種々の変形が可能である。以下、第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３の変形例について説明する。なお、変形例１〜３を適宜組み合わせることも可能である。
【００９５】
４−１．変形例１
図７（Ａ）は、変形例１に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図である。
【００９６】
図７（Ａ）に示すように、ウェル２０は、第１面１１に垂直な方向から見て、第１面１１側の開口２０ａの輪郭が不連続領域４０側に突出する突出部２３を有していてもよい。本変形例を第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３に適用する場合には、ウェル２０は、第１面１１に垂直な方向から見て、開口２０ａの輪郭がリザーバー領域６５側に突出するように形成された突出部２３となる。
【００９７】
突出部２３の深さは、特に限定されず、ウェル２０の他の部分の深さと同じでも、これより浅くてもよい。また、突出部２３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。さらに、ウェル２０が貫通穴２１を有して構成され、突出部２３においても基板１０の第１面１１から第２面１２まで貫通していてもよい。図７（Ｂ）に示す例では、突出部２３の深さは、ウェル２０の他の部分よりも浅く一様な深さに構成されている。
【００９８】
本変形例を第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３に適用した場合には、突出部２３がウェル２０のリザーバー領域６５側に形成されることにより、マイクロ流体チップ３を使用する際に、被検液が突出部２３を介してウェル２０に導入されやすくなる。また、ウェル２０に突出部２３が形成されると、突出部２３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。
【００９９】
また、図７に示す例では、突出部２３は、第１面１１に垂直な方向から見て、第１面１１側の開口２０ａの中心部側から不連続領域４０側に向かって、貫通溝３０を囲む固着領域８０よりも外側まで延出している。これにより、例えば、円筒や円柱のような単純な形状の冶具でカバー５０を圧着することにより、固着領域８０を容易に形成することができる。
【０１００】
４−２．変形例２
図８は、変形例２に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図である。
【０１０１】
図８に示すように、第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３において、貫通溝３０は、ウェル２０から遠くなる側に延出する延出部３２を有していてもよい。特に、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３においては、延出部３２は、リザーバー６０側に延出していてもよい。
【０１０２】
延出部３２を有することによって、不連続領域４０内となる支点がウェル２０から遠くなる。このため、個々のウェルがさらに容易に移動できるようになる。これにより、基板１０がより大きく反った場合や、より大きな異物が基板１０とヒートブロック１１０との間に挟まった場合にも、個々のウェル２０のヒートブロック１１０との接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【０１０３】
４−３．変形例３
図９（Ａ）は、変形例３に係るウェル２０の近傍を模式的に表す拡大平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表す図である。
【０１０４】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、第１〜第３実施形態に係るマイクロ流体チップ１〜３において、第１面１１に垂直な方向から見て、不連続領域４０と重なる第２面１２側の領域の少なくとも一部において、第２面１２側から凹部として構成された切り欠き部４２を有していてもよい。
【０１０５】
切り欠き部４２を有することによって、不連続領域４０内で支点となる位置の基板１０が薄くなる。このため、個々のウェルがさらに容易に移動できるようになる。これにより、基板１０がより大きく反った場合や、より大きな異物が基板１０とヒートブロック１１０との間に挟まった場合にも、個々のウェル２０のヒートブロック１１０との接触面積や接触位置のばらつきを抑制することができる。したがって、ウェルごとの反応ばらつきをさらに抑制できるマイクロ流体チップを実現できる。
【０１０６】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【０１０７】
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、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及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又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】
【０１０８】
１，２，３ マイクロ流体チップ、１０ 基板、１１ 第１面、１２ 第２面、２０ ウェル、２０ａ 開口、２１ 貫通穴、２２ シール、２３ 突出部、２５ ウェル領域、３０ 貫通溝、３２ 延出部、４０ 不連続領域、４２ 切り欠き部、５０ カバー、５０ａ 表面、６０ リザーバー、６０ａ 開口、６５ リザーバー領域、７０ 第１固着領域、８０ 第２固着領域、１１０ ヒートブロック、１２０ 押さえ板、２１０ 反り、２２０ 異物、３００ 被検液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、少なくとも前記第１面側に開口を有する複数のウェルが設けられた基板を含み、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの周囲の一部に不連続となる不連続領域を有して前記ウェルを囲むように形成され、前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通溝を有する、マイクロ流体チップ。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ流体チップにおいて、
前記ウェルは、
前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通穴と、
前記貫通穴ごとに、前記貫通穴の前記第２面側の開口を塞ぎ、前記基板の前記第２面に固着されたシールと、
を含んで構成されている、マイクロ流体チップ。
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載のマイクロ流体チップにおいて、
前記基板の前記第１面側に敷設されたカバーを含み、
前記基板は、前記第１面に、
前記複数のウェルの開口が設けられているウェル領域と、
前記ウェル領域に隣接し、リザーバーの開口が設けられているリザーバー領域と、を有し、
前記不連続領域は、前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの前記リザーバー側に設けられ、
前記カバーは、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェル領域及び前記リザーバー領域を囲むように前記第１面に固着されているとともに、
前記ウェルと前記リザーバーとが前記基板の前記第１面側と前記カバーとの隙間を介して連通可能にしつつ、前記貫通溝の前記第１面側の開口を塞ぐように前記第１面に固着されている、マイクロ流体チップ。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロ流体チップにおいて、
前記ウェルは、前記第１面に垂直な方向から見て、前記第１面側の開口の輪郭が前記不連続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１】
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有し、少なくとも前記第１面側に開口を有する複数のウェルが設けられた基板を含み、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの周囲の一部に不連続となる不連続領域を有して前記ウェルを囲むように形成され、前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通溝を有する、マイクロ流体チップ。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ流体チップにおいて、
前記ウェルは、
前記基板を前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通穴と、
前記貫通穴ごとに、前記貫通穴の前記第２面側の開口を塞ぎ、前記基板の前記第２面に固着されたシールと、
を含んで構成されている、マイクロ流体チップ。
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載のマイクロ流体チップにおいて、
前記基板の前記第１面側に敷設されたカバーを含み、
前記基板は、前記第１面に、
前記複数のウェルの開口が設けられているウェル領域と、
前記ウェル領域に隣接し、リザーバーの開口が設けられているリザーバー領域と、を有し、
前記不連続領域は、前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェルの前記リザーバー側に設けられ、
前記カバーは、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記ウェル領域及び前記リザーバー領域を囲むように前記第１面に固着されているとともに、
前記ウェルと前記リザーバーとが前記基板の前記第１面側と前記カバーとの隙間を介して連通可能にしつつ、前記貫通溝の前記第１面側の開口を塞ぐように前記第１面に固着されている、マイクロ流体チップ。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロ流体チップにおいて、
前記ウェルは、前記第１面に垂直な方向から見て、前記第１面側の開口の輪郭が前記不連続領域側に突出する突出部を有する、マイクロ流体チップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０３１８１（Ｐ２０１１−２０３１８１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７２４１７（Ｐ２０１０−７２４１７）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【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１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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