マイクロ流体素子、マイクロ流体素子を用いた分析方法及びマイクロ流体素子の製造方法
【課題】 第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることができ、フローサイトメトリー等に好適に用いることができるマイクロ流体素子を提供する。
【解決手段】 主流路１０２と、主流路１０２に第１の流体供給流路１０４を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第１の流体を供給するための第１の供給口１０８と、主流路１０２に第２の流体供給流路１０６，１０６を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第２の流体を供給するための第２供給口１１０，１１０を含む流体回路１００を有するマイクロ流体素子１０であって、
流体回路１００は、第１の供給口１０８と第２の供給口１１０，１１０との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給するように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【解決手段】 主流路１０２と、主流路１０２に第１の流体供給流路１０４を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第１の流体を供給するための第１の供給口１０８と、主流路１０２に第２の流体供給流路１０６，１０６を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第２の流体を供給するための第２供給口１１０，１１０を含む流体回路１００を有するマイクロ流体素子１０であって、
流体回路１００は、第１の供給口１０８と第２の供給口１１０，１１０との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給するように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体素子、マイクロ流体素子を用いた分析方法及びマイクロ流体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、医療分野においては、赤血球、白血球、血小板、ＣＤ４陽性Ｔリンパ球などの数を測定したり、各種のたんぱく質、ホルモン、抗原抗体などのさまざまなパラメータを測定したりするために、血球測定器、顕微鏡、フローサイトメーターなどの大掛かりで高価な分析装置が用いられている。
このため、これらの測定を従来より安価、迅速、高感度に行うために、また、分析サンプルや試薬の量を大幅に低減するために、μ−ＴＡＳ（マイクロ／微細トータル分析システム）を用いることが検討され、このμ−ＴＡＳを実現するためのマイクロ流体素子が従来より提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１１は、特許文献１に開示された従来のマイクロ流体素子を説明するために示す図である。従来のマイクロ流体素子９００は、図１１に示すように、主流路９０５と、主流路９０５に連通し、粒子９１２，９１３を含有する第１の流体９０９を主流路９０５に供給するための第１の流体供給流路９０２と、第１の流体供給流路９０２の両側面側から主流路９０５に連通し第２の流体９１０，９１１を主流路９０５に供給するための２本の第２の流体供給流路９０３，９０４とを含む流体回路９０１を有している。
このため、従来のマイクロ流体素子９００によれば、第１の流体供給流路９０２及び第２の流体供給流路９０３，９０４の流量を制御することによって、第１の流体９０９に含有される粒子９１２，９１３を１個ずつ主流路の断面を通過させることができ、フローサイトメトリーに好適に用いることができる。
また、従来のマイクロ流体素子９００によれば、主流路９０５の一方の側面に磁石９０８を配置することにより、粒子９１２，９１３のうち磁性染色された粒子９１２と磁性染色されていない粒子９１３とを分離することができ、これらの粒子９１２，９１３をその後の種々の分析に好適に用いることができるようになる。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５０３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のマイクロ流体素子９００においては、第１の流体として少量の粒子を含む流体を用いた場合には、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることができるが、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合には、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが困難となるという問題があった。また、従来のマイクロ流体素子９００においては、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するためにマイクロシリンジなどのような複雑な駆動機構（特許文献１の図４参照。）が必要であるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易なマイクロ流体素子を提供することを第１の目的とする。
また、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を必要としないマイクロ流体素子を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上述した目的を達成すべく鋭意努力を重ねた結果、ア）流体回路として、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するように構成されている流体回路を用いたり、イ）第１の流体供給流路として、主流路の断面積よりも小さい断面積を有する流体供給流路を用いたりすることにより、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になることを見出し、本発明の第１の目的が達成されるに至った。
また、流体回路として、重力を用いて第１の流体及び第２の流体を主流路に供給する流体回路を用いたため、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を不要にできることを見出し、本発明の第２の目的が達成されるに至った。
【０００８】
（１）本発明のマイクロ流体素子は、主流路と、この主流路に第１の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体溜と、前記主流路に第２の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第２の流体を供給するための第２の流体溜とを含む流体回路を有するマイクロ流体素子であって、前記流体回路は、前記第１の流体溜と前記第２の流体溜との高低差又は容量差を用いて、前記第１の流体供給流路においてよりも細く絞られた状態で前記第１の流体を前記主流路に供給するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
このため、本発明のマイクロ流体素子によれば、流体回路として、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するように構成されている流体回路を用いることとしたため、第１の流体に含まれる粒子は主流路中で分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になり、本発明の第１の目的が達成される。
また、本発明のマイクロ流体素子によれば、流体回路として、重力を用いて第１の流体及び第２の流体を主流路に供給する流体回路を用いたため、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を不要にすることができ、本発明の第２の目的が達成される。
【００１０】
本発明のマイクロ流体素子においては、第１の流体溜及び第２の流体溜を主流路と同じ平面内に設けることができる。この場合、マイクロ流体素子を傾けて配置したり垂直に立てて配置したりすることによって、第１の流体溜や第２の流体溜を主流路よりも高い位置に配置することができるため、第１の流体溜や第２の流体溜が重力を用いて主流路に第１の流体や第２の流体を供給することができるようになる。
【００１１】
この場合、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いる場合には、第２の流体溜を第１の流体溜よりも高い位置に配置することが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
一方、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との容量差を用いる場合には、第２の流体溜の容量を第１の流体溜の容量よりも大きくすることが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
【００１２】
本発明のマイクロ流体素子においては、第１の流体溜及び第２の流体溜を、第１の流体供給流路に第１のキャピラリを接続し、第２の流体供給流路に第２のキャピラリを接続することによって形成することができる。この場合、第１のキャピラリの流体面及び第２のキャピラリの流体面を主流路よりも高い位置に配置することによって、第１の流体溜や第２の流体溜が重力を用いて主流路に第１の流体や第２の流体を供給することができるようになる。第１のキャピラリや第２のキャピラリの上流側端部には第１の流体を溜めるための流体溜や第２の流体を溜めるための流体溜が設けられてもよい。
【００１３】
この場合、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いる場合には、第２のキャピラリにおける流体面を第１のキャピラリにおける流体面よりも高い位置に配置することが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
一方、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との容量差を用いる場合には、第２のキャピラリの容量を第１のキャピラリの容量よりも大きくすることが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
【００１４】
（２）上記（１）に記載のマイクロ流体素子においては、前記第１の流体供給流路は、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有することが好ましい。
このように構成することにより、主流路において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になるため、第１の流体に含まれる粒子は主流路中でさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１５】
（３）上記（１）又は（２）に記載のマイクロ流体素子においては、前記主流路に供給される前記第２の流体の流量は、前記主流路に供給される前記第１の流体の流量よりも大きくなるように構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、より多量の第２の流体が主流路に供給されることにより、主流路において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になるため、第１の流体に含まれる粒子は主流路中でさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１６】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通する２本の流体供給流路であることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体は、第１の流体供給流路の両側面側から主流路に供給される２本の第２の流体の流れに挟まれて効率よく細く絞られることとなるため、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１７】
（５）上記（４）に記載のマイクロ流体素子においては、前記流体回路は、前記主流路の前記第２の流体供給流路と連通する側面とは異なる側面から前記主流路に連通し、前記主流路に前記第２の流体をさらに供給するための２本の第３の流体供給流路をさらに含むことが好ましい。
このように構成することにより、２本の第３の流体供給流路から供給される第２の流体の流れによって、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合に、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１８】
（６）本発明のマイクロ流体素子は、主流路と、この主流路に連通し、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有し、前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体供給流路と、前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通し、前記主流路に第２の流体を供給するための２本の第２の流体供給流路とを含む流体回路を有することを特徴とする。
このため、本発明のマイクロ流体素子によれば、第１の流体供給流路として、主流路の断面積よりも小さい断面積を有する流体供給流路を用いることとしたため、第１の流体に含有される粒子は主流路中で分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になり、本発明の第１の目的が達成される。
【００１９】
上記（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記第１の流体供給流路は、前記主流路の断面積の２／３以下の断面積を有することが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
この観点からいえば、第１の流体供給流路は、主流路の断面積の１／３以下の断面積を有することがより好ましい。
【００２０】
（７）上記（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、使用状態において、重力又は遠心力により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体や第２の流体を移動させるための複雑な駆動機構を不要にすることができ、本発明の第２の目的が達成される。
【００２１】
（８）上記（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、前記第２の流体を加圧する加圧手段をさらに有し、この加圧手段により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることが好ましい。
このように構成することによっても、第１の流体や第２の流体を移動させるための複雑な駆動機構を不要にすることができ、本発明の第２の目的が達成される。
この場合、加圧手段としては、加圧により第２の流体溜の容積を減少させるように構成された加圧手段を好適に用いることができる。
【００２２】
（９）上記（１）〜（８）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記主流路の下流側端部には、流体の排出口、流体のリザーバ又は流体の吸引手段が設けられていることが好ましい。
このように構成することにより、主流路から流体が円滑に排出され、主流路中における流体の円滑な流れを形成することができる。
【００２３】
（１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記流体回路には、前記第２の流体が予め充填されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体供給流路に第１の流体を供給することにより、すぐに第１の流体に含まれる粒子の分析を始めることができる。また、流体回路中に入り込んで欲しくない気泡の入り込みを極力排除することができる。
【００２４】
（１１）上記（１）〜（１０）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記第１の流体供給流路の幅及び深さはともに２００μｍ以下であることが好ましい。
このように構成することにより、種々の用途に用いられるμ−ＴＡＳを好適に実現することができる。
【００２５】
（１２）上記（１）又は（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、基板と、この基板の上方に形成され前記流体回路を含む流体回路形成層と、この流体回路形成層の上方に形成された被覆層とを有することが好ましい。
【００２６】
（１３）上記（１）又は（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、表面に前記流体回路を含む基板と、この基板の上方に形成された被覆層とを有することが好ましい。
【００２７】
このため、上記（１２）又は（１３）に記載した本発明のマイクロ流体素子によれば、上記（１）又は（６）に記載された効果を有するマイクロ流体素子を基板を用いて構成することができるため、製造し易く、かつ、使用し易いマイクロ流体素子となる。
【００２８】
（１４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の周囲から前記主流路に連通する流体供給流路であることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体は、第１の流体供給流路の周囲から主流路に供給される第２の流体の流れに挟まれて効率よく細く絞られることとなるため、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。このため、上記（４）又は（５）に記載のマイクロ流体素子の場合と同様に、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００２９】
（１５）本発明のマイクロ流体素子を用いた分析方法は、上記（１）〜（１４）のいずれかに記載のマイクロ流体素子を用いて、前記主流路を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを測定することを特徴とする。
【００３０】
このため、本発明のマイクロ流体素子を用いた分析方法によれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になり、主流路を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数及び／又はパラメータを迅速に精度よく測定することが可能になる。
【００３１】
（１６）上記（１５）に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、前記第１の流体として、血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体を用いることが好ましい。
このような方法とすることにより、血液中に含まれる粒子（例えば、赤血球、白血球、血小板、ＣＤ４陽性Ｔリンパ球など。）や液体に含まれる細胞の数や各種パラメータ（例えば、形状、大きさ、変形能、色、吸収スペクトル、蛍光スペクトル、磁性など。）についての分析を従来より安価、迅速、高感度に、かつ、分析サンプルや試薬の量を従来より大幅に低減した状態で行うことが可能になる。
【００３２】
（１７）上記（１６）に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、前記第２の流体として、生理食塩水又は緩衝溶液を用いることが好ましい。
このような方法とすることにより、第１の流体に含まれる粒子に与える影響を極力少なくすることができる。
【００３３】
（１８）本発明のマイクロ流体素子の製造方法は、上記（１２）に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、前記基板の上方に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層に前記流体回路に対応する溝を形成して前記流体回路形成層とする工程と、前記流体回路形成層の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００３４】
（１９）本発明のマイクロ流体素子の製造方法は、上記（１３）に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、前記基板の表面に前記流体回路に対応する溝を形成する工程と、前記基板の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００３５】
このため、上記（１８）又は（１９）に記載した本発明のマイクロ流体素子の製造方法によれば、上記（１）又は（６）に記載のマイクロ流体素子を、公知の平板基板加工プロセスを用いることによって、容易に製造することができる。
【００３６】
（２０）上記（１８）又は（１９）に記載のマイクロ流体素子の製造方法においては、前記基板の裏面側に裏面層を形成する工程と、前記被覆層を形成する工程の前に、前記第１の流体供給流路の上流側端部、前記第２の流体供給流路の上流側端部及び前記主流路の下流側端部に貫通孔を形成する工程とをさらに含み、前記貫通孔を形成する工程の後に、前記被覆層を形成する工程を実施することにより、前記貫通孔を、前記第１の流体を供給するための第１の供給口、前記第２の流体を供給するための第２の供給口及び流体を排出するための流体の排出口とすることが好ましい。
このような方法とすることにより、第１の流体供給流路における第１の供給口、第２の流体供給流路における第２の供給口及び主流路における流体の排出口を、比較的簡単な方法で製造することができる。
この場合、裏面層として、有機樹脂を用いることによって、第１の供給口、第２の供給口及び排出口にマイクロシリンジを刺し入れたりキャピラリを挿入したりすることが容易にできるようになり、第１の流体及び第２の流体の供給並びに流体の排出を円滑に行うことが可能になる。
【００３７】
（２１）上記（２０）に記載のマイクロ流体素子の製造方法においては、前記被覆層を形成する工程の後に、前記第１の流体供給流路、前記第２の流体供給流路及び前記主流路並びに前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口に前記第２の流体を充填した状態で、前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口の開口部をテープ部材で塞ぐ工程をさらに備えることが好ましい。
このような方法とすることにより、マイクロ流体素子の使用状態において、第２の供給口に充填されている第２の流体を適宜第１の流体に置き換えるとともに、第１の供給口、第２の供給口及び流体の排出口の開口部を塞いでいるテープ部材に空気孔を開けることにより、マイクロ流体素子における良好な流体の流れを実現することができるため、臨床検査現場でマイクロ流体素子を容易に使用することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明のマイクロ流体素子、マイクロ流体素子を用いた分析方法及びマイクロ流体素子の製造方法を、図に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。図１（ａ）は実施形態１に係るマイクロ流体素子を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は実施形態１に係るマイクロ流体素子を模式的に示す平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面における断面図である。
図２は、実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。図２（ａ）は実施形態１に係るマイクロ流体素子における流体回路部分の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１−Ｂ１断面における断面図である。
【００４０】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、図１及び図２に示すように、カバーガラスからなる基板２０と、基板２０上に形成された熱硬化性のポリイミド樹脂（ニッカン工業社製ニカフレックス）からなり流体回路を有する流体回路形成層３０と、流体回路形成層３０上に形成された熱硬化性のポリイミド樹脂（同上）からなる被覆層４０と、基板２０の裏面側に形成された透明樹脂（同上）からなる裏面層５０とを有する。基板２０の厚さは２３０μｍ、流体回路形成層３０の厚さは４５μｍ、被覆層４０の厚さは４５μｍ、裏面層５０の厚さは９０μｍである。流体回路１００は、流体回路形成層３０を構成するポリイミド樹脂にレーザ加工法によって溝（溝の深さは４５μｍ）を掘ることにより形成されている。
【００４１】
流体回路１００は、図１及び図２に示すように、主流路１０２と、主流路１０２に第１の流体供給流路１０４を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第１の流体を供給するための第１の流体溜としての第１の供給口１０８と、主流路１０２に第２の流体供給流路１０６を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第２の流体を供給するための第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０とを含んでいる。
【００４２】
図３は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用方法を説明するために示す図である。図３（ａ）は使用方法１を説明するために示す図であり、図３（ｂ）は使用方法２を説明するために示す図である。使用方法１は、マイクロ流体素子を垂直に立てることによって、第１の流体及び第２の流体を主流路に供給するようにした使用方法であり、使用方法２は、キャピラリをマイクロ流体素子に接続し、これらのキャピラリにおける各流体面をマイクロ流体素子よりも高い位置に配置することによって、第１の流体及び第２の流体を主流路に供給するようにした使用方法である。
【００４３】
流体回路１００は、使用方法１においては、図１（ａ）及び図３（ａ）に示すように、第１の流体溜としての第１の供給口１０８と第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０２から絞られた状態で主流路１０２に供給することとしている。
また、流体回路１００は、使用方法２においては、図１（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の流体供給流路１０４に第１の供給口１０８を介して第１のキャピラリ１１６を接続し、第２の流体供給流路１０６，１０６に第２の供給口１１０，１１０を介して第２のキャピラリ１１８，１１８を接続することによって第１の流体溜及び第２の流体溜を形成し、第１のキャピラリ１１６における流体面と第２のキャピラリ１１８，１１８における流体面との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給することとしている。
【００４４】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、流体回路として、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で第１の流体を主流路１０２に供給するように構成された流体回路１００を用いているため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２中で分散され易くなる。このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０４の断面を通過させることが容易になる。
また、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、流体回路として、重力を用いて第１の流体及び第２の流体を主流路１０２に供給する流体回路１００を用いているため、第１の流体や第２の流体を主流路１０２に供給するための複雑な駆動機構を不要にすることができる。
【００４５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図１（ａ）に示すように、第１の供給口１０８及び第２の供給口１１０，１１０は主流路１０２と同じ平面内に設けられている。
従って、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、このマイクロ流体素子１０を傾けて配置したり垂直に立てて配置（図３（ａ）参照、）したりすることによって、第１の流体溜としての第１の供給口１０８や第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０を主流路１０２よりも高い位置に配置することとしている。このため、第１の流体や第２の流体は重力によって主流路１０２に供給されるようになる。
【００４６】
また、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図３（ｂ）に示すように、
第１の流体供給流路１０４に第１の供給口１０８を介して第１のキャピラリ１１６を接続し、第２の流体供給流路１０６，１０６に第２の供給口１１０，１１０を介して第２のキャピラリ１１８，１１８を接続することによって第１の流体溜及び第２の流体溜を形成し、第１のキャピラリ１１６の流体面及び第２のキャピラリ１１８，１１８の流体面を主流路１０２よりも高い位置に配置することとしている。このため、第１の流体や第２の流体は重力によって主流路１０２に供給されるようになる。
【００４７】
上記したように、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すように、重力により第１の流体及び第２の流体が主流路１０２に供給されるように構成されている。
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体や第２の流体を移動させるための複雑な駆動機構を不要にすることができる。
【００４８】
図３に示すように、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０、第１のキャピラリ１１６及び第２のキャピラリ１１８，１１８への流体の供給は、例えば、マイクロシリンジＳを用いることができる。
また、図３（ａ）に示すように、マイクロ流体素子１０の使用前には、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び排出口１１２にはテープ部材１１４を貼り付けておき、マイクロ流体素子１０を使用する際には、これらのテープ部材１１４を剥がしたり、これらのテープ部材１１４にニードルＮで孔を開けたりすることも好ましい。これにより、第１の供給口１０８や第２の供給口１１０，１１０にマイクロシリンジを用いて第１の流体や第２の流体を容易に供給することができるようになる。また、主流路１０２から流体を円滑に排出させることができるようになり、主流路１０２中における流体の円滑な流れを形成することができるようになる。
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、主流路１０２からの流体を吸引する手段（例えばマイクロシリンジなど）を設けたり、排出口の容量を大きくして流体のリザーバとしたりすることも好ましい。これによっても、主流路１０２から流体が円滑に排出され、主流路１０２中における流体の円滑な流れを形成することができる。
また、図３（ｂ）において、第１のキャピラリ１１６及び第２のキャピラリ１１８として、柔軟性のあるキャピラリを用いることもできる。
【００４９】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、マイクロ流体素子１０を傾ける角度や第１の流体供給流路１０４及び第２の流体供給流路１０６に接続されるキャピラリの高さなどを変化させることにより、主流路１０２を流れる第１の流体の流れ方や第１の流体に含まれる粒子の分離のされ方を制御することができる。
【００５０】
主流路１０２は、図２（ａ）に示すように、４５μｍの深さ、１５０μｍの横幅、約２０ｍｍの流路長を有するとともに、直線状の平面形状を有している。第１の流体供給流路１０４は、４５μｍの深さ、５０μｍの横幅、約２０ｍｍの流路長を有するとともに、直線状の平面形状を有している。第２の流体供給流路１０６は、４５μｍの深さ、５０μｍの横幅、約３３ｍｍの流路長を有するとともに、途中で折れ曲がった平面形状を有している。
第１の流体供給流路１０４と主流路１０２とは直線状に配置されている。２本の第２の流体供給流路１０６，１０６は、主流路１０２に対してそれぞれが４５度の角度（±４５度）で連通している。
【００５１】
流体回路１００は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、主流路１０２の下流側端部に形成された流体の排出口１１２をさらに含んでいる。
この流体の排出口１１２は、３２０μｍの深さ及び６００μｍの直径を有している。また、上記した第１の供給口１０８は、３２０μｍの深さ及び６００μｍの直径を有しており、上記した第２の供給口１１０，１１０は、３２０μｍの深さ及び６００μｍの直径を有している。
【００５２】
図４は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の部分断面図である。図４（ａ）は図２のＢ２−Ｂ２に沿った部分断面図であり、図４（ｂ）は図２のＢ３−Ｂ３に沿った部分断面図であり、図４（ｃ）は図２のＢ４−Ｂ４に沿った部分断面図であり、図４（ｄ）は図２のＢ５−Ｂ５に沿った部分断面図である。
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、第１の流体供給流路１０４は、主流路１０２の断面積（６７５０平方マイクロメートル）よりも小さい断面積（２２５０平方マイクロメートル（主流路１０２の断面積の１／３である。））を有する。
【００５３】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体供給流路１０４が主流路１０２の断面積よりも小さい断面積を有するため、主流路１０２において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になる。このため、第１の流体として粒子を含む流体を用いた場合に、第１の流体に含まれる粒子は主流路中で分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることが容易になる。
【００５４】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、主流路１０２に供給される第２の流体の流量は、主流路１０２に供給される第１の流体の流量よりも大きくなるように構成されている。
このため、より多量の第２の流体が主流路１０２に供給されることにより、主流路１０２において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になるため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２中でさらに分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００５５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図１〜図４に示すように、第２の流体供給流路として、第１の流体供給流路１０４の両側面側から主流路１０２に連通する２本の流体供給流路１０６，１０６を用いている。
このため、第１の流体は、第１の流体供給流路１０４の両側面側から主流路１０２に供給される２本の第２の流体の流れに挟まれて効率よく細く絞られることとなるため、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００５６】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、主流路１０２中における第１の流体の流れは、主流路１０２に供給される第１の流体の供給量及び主流路１０２に供給される第２の流体の供給量によって制御可能である。
【００５７】
図５は、実施形態１に係るマイクロ流体素子における第１の流体の流れを説明するために示す図である。図５（ａ）は流体回路の部分斜視図であり、図５（ｂ）は流体回路を第１の流体が流れる様子を示す図であり、図５（ｃ）は流体回路を第１の流体が流れる様子を示す別の図である。なお、図５（ｃ）は図５（ｂ）における符号Ｃで示される部分を拡大して示している。また、図５及び後述する図６においては、第１の流体としてヒトの血液を用い、第２の流体として生理食塩水を用いた場合を示している。
【００５８】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図５（ｂ）に示すように、主流路１０２中における第１の流体の流れを、第２の流体による２本のシース流で挟むことによって、細く絞られた流れとすることができる。
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、第２の流体の流量をさらに大きくする（又は第１の流体の流量をさらに少なくする）ことによって、主流路１０２中における第１の流体の流れをさらに細く絞られた流れとすることができる。この場合、図５（ｃ）に示すように、赤血球が１個ずつ主流路１０２の断面を通過するような流れにすることも容易である。
【００５９】
図６は、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０の使用状態における重力の影響を示す図である。図６（ａ）は実験Ｎｏ．１における血液の流れの様子を示す図であり、図６（ｂ）は実験Ｎｏ．２における血液の流れの様子を示す図であり、図６（ｃ）は実験Ｎｏ．３における血液の流れの様子を示す図である。
【００６０】
実験Ｎｏ．１においては、表１に示すように、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続されたキャピラリ１１８，１１８の高さを２００ｍｍとしている。実験Ｎｏ．２においては、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続された第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを３００ｍｍとしている。実験Ｎｏ．３においては、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続された第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを４００ｍｍとしている。
【００６１】
【表１】
【００６２】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続される第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを変化させることにより、主流路１０２を流れる第１の流体としての血液の流れ方や第１の流体に含まれる粒子としての赤血球の分離のされ方を制御することができる。そして、図６（ｃ）に示すように、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続された第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを４００ｍｍとした場合には、血液に含まれる赤血球の１個１個がきれいに分離され、第１の流体として多量の粒子（赤血球）を含む血液を用いた場合にも、血液に含有される赤血球を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることができる。
【００６３】
図７は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用状態における重力の影響を示す図である。表１に示す実験Ｎｏ．毎に、血液の流速及び血液の流れ幅（横幅）を解析して一つのグラフにまとめたものである。図７において、血液の流速は、血液に含まれる赤血球が主流路を流れる速さを測定することにより求めた。また、血液の流れ幅は、血液が主流路を流れる様子を顕微鏡で撮影することにより求めた。
【００６４】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図７に示すように、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続される第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを変化させることにより、血液の流速や血液の流れ幅を制御することができる。
すなわち、第１の流体供給流路１０４に接続される第１のキャピラリ１１６の高さに比べて第２の流体供給流路１０６，１０６に接続される第２のキャピラリ１１１８，１１８の高さを高くすれば高くするほど、血液の流速を速くして血液の流れ幅を狭くすることができる。
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、第１の流体供給流路１０４に接続される第１のキャピラリ１１６の高さを変化させることによっても、血液の流速や血液の流れ幅を制御することができる。
【００６５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、流体回路１００には、第２の流体が予め充填されている。
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体供給流路１０４に第１の流体を供給することにより、すぐに第１の流体に含まれる粒子の分析を始めることができる。また、流体回路１００中に入り込んで欲しくない気泡の流体回路中への入り込みを極力排除することができる。
【００６６】
図８は、実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法を説明するために示す図である。図８（ａ）は上記した使用方法１における分析方法を示し、図８（ｂ）は上記した使用方法２における分析方法を示す。図８中、符号Ｍは光センサなどの分析装置を示す。
【００６７】
実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法は、図８（ａ）又は図８（ｂ）に示すように、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０を用いて、主流路１０２を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを測定することとしている。
【００６８】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法によれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることが容易になり、主流路１０２を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを迅速に精度よく測定することが可能になる。
【００６９】
実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、第１の流体として、例えば、血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体を用いることができる。
このような方法とすることにより、血液中に含まれる粒子（例えば、赤血球、白血球、血小板、ＣＤ４陽性Ｔリンパ球など。）や液体中に含まれる細胞の数や各種パラメータ（例えば、形状、大きさ、変形能、色、吸収スペクトル、蛍光スペクトル、磁性など。）についての分析を、従来より安価、迅速、高感度に、かつ、極めて少ない分析サンプルや試薬を用いて行うことが可能になる。
【００７０】
実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、第２の流体として、生理食塩水又は緩衝溶液を用いることができる。
このような方法とすることにより、第１の流体（血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体）に与える影響を極力少なくすることができる。
【００７１】
図９は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法を示す図である。図９（ａ）〜図９（ｄ）は、その工程図である。図９中、符号Ｌはレーザ加工装置を示し、符号Ｒはラミネート加工機のローラを示す。
【００７２】
実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法は、実施形態１に係る上記したマイクロ流体素子１０を製造するための方法である。そして、基板２０の上方に樹脂層３０ａを形成する工程（図９（ａ）参照。）と、樹脂層３０ａに流体回路１００に対応する溝を形成して流体回路形成層３０を形成する工程（図９（ｂ）参照。）と、流体回路形成層３０の上方に被覆層４０を形成する工程（図９（ｃ）参照。）とをこの順序で含んでいる。
【００７３】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法によれば、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０を、公知の平板基板加工プロセスを用いることによって容易に製造することができる。
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、流体回路形成層３０を形成する工程において、レーザ加工装置（Exitech社製 PS2000（発振機はLAMBDA
PHYSIK社製 LPX200i-AK）Ｌを用いて波長２４８ｎｍのパルスを繰り返し照射することにより、樹脂層３０ａに流体回路１００に対応する溝を形成している（例えば、特開２００２−２８３２９３号公報参照。）。
【００７４】
実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、基板２０の裏面側に裏面層５０を形成する工程（図９（ａ）参照。）と、被覆層４０を形成する工程の前に、第１の流体供給流路１０４の上流側端部、２本の第２の流体供給流路１０６，１０６の上流側端部及び主流路１０２の下流側端部に貫通孔１２０を形成する工程（図１（ａ）及び図９（ｂ）参照。）とをさらに含んでいる。そして、この貫通孔を形成する工程の後に、被覆層を形成する工程を実施することにより、貫通孔１２０を、第１の流体供給流路１０４における第１の供給口１０８、第２の流体供給流路１０６，１０６における第２の供給口１１０，１１０及び主流路１０２における流体の排出口１１２としている。
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法によれば、第１の流体供給流路１０４における第１の供給口１０８、第２の流体供給流路１０６，１０６における第２の供給口１１０，１１０及び主流路１０２における流体の排出口１１２を比較的簡単な方法で製造することができる。
【００７５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、被覆層４０を形成する工程の後に、第１の流体供給流路１０４、第２の流体供給流路１０６，１０６及び主流路１０２並びに第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び流体の排出口１１２に第２の流体を充填した状態で、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び流体の排出口１１２の開口部をテープ部材１１４で塞ぐ工程をさらに備えることとしてもよい。
このような方法とすることにより、このマイクロ流体素子の使用状態において、第２の供給口１１０，１１０に充填されている第２の流体を適宜第１の流体に置き換えるとともに、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び流体の排出口１１２の開口部を塞いでいるテープ部材１１４の一部に空気孔を開けることにより、このマイクロ流体素子における良好な流体の流れを実現することができる。このため、臨床検査現場でこのマイクロ流体素子をさらに容易に使用することができるようになる。
【００７６】
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、基板２０に樹脂層３０ａ及び裏面層５０を形成したり被覆層４０を形成したりするのには、ラミネート加工機（KOKUYO社製 KLM-HA110）を用いている（例えば、特開２００２−２８３２９３号公報参照。）。
【００７７】
［実施形態２］
図１０は、実施形態２に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。図１０（ａ）は、実施形態２に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図であり、図１０（ｂ）は、実施形態２の変形例に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【００７８】
実施形態２に係るマイクロ流体素子１０Ｂは、図１０（ａ）に示すように、主流路１０２Ｂと、主流路１０２Ｂに連通し、主流路１０２Ｂの断面積よりも小さい断面積を有し、主流路１０２Ｂに第１の流体を供給するための第１の流体供給流路１０４Ｂと、第１の流体供給流路１０４Ｂの周囲から主流路１０２Ｂに連通し、主流路１０２Ｂに第２の流体を供給するための第２の流体供給流路１０６Ｂとを含む流体回路１００Ｂを有している。
【００７９】
このため、実施形態２に係るマイクロ流体素子１０Ｂによれば、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０の場合と同様に、第１の流体供給流路として、主流路１０２Ｂの断面積よりも小さい断面積を有する第１の流体供給流路１０４Ｂを用いることとしたため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２Ｂ中で分散され易くなる。このため、実施形態２に係るマイクロ流体素子１０Ｂによれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２Ｂの断面を通過させることが容易になる。
【００８０】
実施形態２の変形例に係るマイクロ流体素子１０Ｃは、図１０（ｂ）に示すように、主流路１０２Ｃと、主流路１０２Ｃに連通し、主流路１０２Ｃの断面積よりも小さい断面積を有し、主流路１０２Ｃに第１の流体を供給するための第１の流体供給流路１０４Ｃと、第１の流体供給流路１０４Ｃの周囲から主流路１０２Ｃに連通し、主流路１０２Ｃに第２の流体を供給するための第２の流体供給流路１０６Ｃとを含む流体回路１００Ｃを有している。
【００８１】
このため、実施形態２の変形例に係るマイクロ流体素子１０Ｃによっても、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０の場合と同様に、第１の流体供給流路として、主流路１０２Ｃの断面積よりも小さい断面積を有する第１の流体供給流路１０４Ｃを用いることとしたため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２Ｃ中で分散され易くなる。このため、実施形態２も変形例に係るマイクロ流体素子１０Ｃによれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２Ｃの断面を通過させることが容易になる。
【００８２】
以上、本発明のマイクロ流体素子、マイクロ流体素子を用いた分析方法及びマイクロ流体素子の製造方法を、上記した各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記した各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８３】
（１）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、流体回路として、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給するように構成されている流体回路１００を用いたが、本発明はこれに限られず、流体回路として、第１の流体溜と第２の流体溜との容量差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給するように構成されている流体回路を用いてもよい。
これによっても、第１の流体に含まれる粒子は主流路中で分散され易くなるため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になる。
【００８４】
第１の流体溜と第２の流体溜との間で容量差をつけるには、図１（ａ）に示す第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０の容量を第１の流体溜としての第１の供給口１０８の容量よりも大きくすればよい。この場合、第１の流体及び第２の流体を主流路に供給する駆動力として重力を用いることにより、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を不要にすることができるという効果も得られる。
【００８５】
（２）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、流体回路１００を、基板２０の上方に形成された樹脂層３０ａ（後に流体回路形成層３０となる。）に形成しているが、本発明はこれに限られず、基板の表面に流体回路を形成するようにしてもよい。
【００８６】
（３）実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法は、基板２０の上方に樹脂層３０ａを形成する工程と、樹脂層３０ａに流体回路に対応する溝を形成して流体回路形成層３０を形成する工程と、流体回路形成層３０の上方に被覆層４０を形成する工程とをこの順序で含む製造方法であるが、本発明はこれに限られず、基板の表面に流体回路に対応する溝を形成する工程と、溝が形成された基板の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含む製造方法であってもよい。
【００８７】
（４）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、第２の流体供給流路として、第１の流体供給流路１０４の両側面側から主流路１０２に連通する２本の第２の流体供給流路１０６，１０６を用いているが、本発明はこれに限られず、第２の流体供給回路として、第２の流体供給流路１０６，１０６に加えて、主流路１０２の第２の流体供給流路１０６，１０６と連通する側面とは異なる側面から主流路１０２に連通するさらに２本又はそれ以上の第３の流体供給流路をさらに含むものとしてもよい。
【００８８】
（５）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、重力により第１の流体及び第２の流体が主流路に供給されるように構成されているが、本発明は、加圧により第１の流体及び第２の流体が主流路に供給されるように構成されていてもよい。この場合、第１の供給口１０８及び第２の供給口１１０，１１０に対応する位置に加圧突起を設け、この加圧突起を押すことにより第１の流体及び第２の流体を主流路１０２に供給することができる。
【００８９】
（６）実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、第１の流体として多量の粒子（赤血球）を含有するヒトの血液を用いたが、本発明は、それには限られず、血液を含む液体や細胞を含む液体を用いることができる。さらには、第１の流体として、粒子を含まない流体を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【図２】実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用方法を説明するために示す図である。
【図４】実施形態１に係るマイクロ流体素子の部分断面図である。
【図５】実施形態１に係るマイクロ流体素子における第１の流体の流れを説明するために示す図である。
【図６】実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用状態における重力の影響を示す図である。
【図７】実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用状態における重力の影響を示す図である。
【図８】実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法を説明するために示す図である。
【図９】実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法を示す図である。
【図１０】実施形態２に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【図１１】従来のマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ…マイクロ流体素子、２０…基板、３０…流体回路形成層、３０ａ…樹脂層、４０…被覆層、５０…裏面層、１００，１００Ｂ，１００Ｃ…流体回路、１０２，１０２Ｂ，１０２Ｃ…主流路、１０４，１０４Ｂ，１０４Ｃ…第１の流体供給流路、１０６，１０６Ｂ，１０６Ｃ…第２の流体供給流路、１０８…第１の供給口、１１０…第２の供給口、１１２…流体の排出口、１１４…テープ部材、１１６…第１のキャピラリ、１１８…第２のキャピラリ、９００…従来のマイクロ流体素子、９０１…流体回路、９０２…第１の流体供給流路、９０３，９０４…第２の流体供給流路、９０５…主流路、９０６…第２の流体排出流路、９０７…第１の流体排出流路、９０８…磁石、９０９…第１の流体、９１０，９１１…第２の流体、９１２，９１３…粒子、Ｌ…レーザ加工装置、Ｍ…分析装置、Ｎ…ニードル、Ｒ…ラミネート加工機のローラ、Ｓ…マイクロシリンジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体素子、マイクロ流体素子を用いた分析方法及びマイクロ流体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、医療分野においては、赤血球、白血球、血小板、ＣＤ４陽性Ｔリンパ球などの数を測定したり、各種のたんぱく質、ホルモン、抗原抗体などのさまざまなパラメータを測定したりするために、血球測定器、顕微鏡、フローサイトメーターなどの大掛かりで高価な分析装置が用いられている。
このため、これらの測定を従来より安価、迅速、高感度に行うために、また、分析サンプルや試薬の量を大幅に低減するために、μ−ＴＡＳ（マイクロ／微細トータル分析システム）を用いることが検討され、このμ−ＴＡＳを実現するためのマイクロ流体素子が従来より提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１１は、特許文献１に開示された従来のマイクロ流体素子を説明するために示す図である。従来のマイクロ流体素子９００は、図１１に示すように、主流路９０５と、主流路９０５に連通し、粒子９１２，９１３を含有する第１の流体９０９を主流路９０５に供給するための第１の流体供給流路９０２と、第１の流体供給流路９０２の両側面側から主流路９０５に連通し第２の流体９１０，９１１を主流路９０５に供給するための２本の第２の流体供給流路９０３，９０４とを含む流体回路９０１を有している。
このため、従来のマイクロ流体素子９００によれば、第１の流体供給流路９０２及び第２の流体供給流路９０３，９０４の流量を制御することによって、第１の流体９０９に含有される粒子９１２，９１３を１個ずつ主流路の断面を通過させることができ、フローサイトメトリーに好適に用いることができる。
また、従来のマイクロ流体素子９００によれば、主流路９０５の一方の側面に磁石９０８を配置することにより、粒子９１２，９１３のうち磁性染色された粒子９１２と磁性染色されていない粒子９１３とを分離することができ、これらの粒子９１２，９１３をその後の種々の分析に好適に用いることができるようになる。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５０３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のマイクロ流体素子９００においては、第１の流体として少量の粒子を含む流体を用いた場合には、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることができるが、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合には、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが困難となるという問題があった。また、従来のマイクロ流体素子９００においては、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するためにマイクロシリンジなどのような複雑な駆動機構（特許文献１の図４参照。）が必要であるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易なマイクロ流体素子を提供することを第１の目的とする。
また、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を必要としないマイクロ流体素子を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上述した目的を達成すべく鋭意努力を重ねた結果、ア）流体回路として、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するように構成されている流体回路を用いたり、イ）第１の流体供給流路として、主流路の断面積よりも小さい断面積を有する流体供給流路を用いたりすることにより、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になることを見出し、本発明の第１の目的が達成されるに至った。
また、流体回路として、重力を用いて第１の流体及び第２の流体を主流路に供給する流体回路を用いたため、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を不要にできることを見出し、本発明の第２の目的が達成されるに至った。
【０００８】
（１）本発明のマイクロ流体素子は、主流路と、この主流路に第１の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体溜と、前記主流路に第２の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第２の流体を供給するための第２の流体溜とを含む流体回路を有するマイクロ流体素子であって、前記流体回路は、前記第１の流体溜と前記第２の流体溜との高低差又は容量差を用いて、前記第１の流体供給流路においてよりも細く絞られた状態で前記第１の流体を前記主流路に供給するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
このため、本発明のマイクロ流体素子によれば、流体回路として、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するように構成されている流体回路を用いることとしたため、第１の流体に含まれる粒子は主流路中で分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になり、本発明の第１の目的が達成される。
また、本発明のマイクロ流体素子によれば、流体回路として、重力を用いて第１の流体及び第２の流体を主流路に供給する流体回路を用いたため、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を不要にすることができ、本発明の第２の目的が達成される。
【００１０】
本発明のマイクロ流体素子においては、第１の流体溜及び第２の流体溜を主流路と同じ平面内に設けることができる。この場合、マイクロ流体素子を傾けて配置したり垂直に立てて配置したりすることによって、第１の流体溜や第２の流体溜を主流路よりも高い位置に配置することができるため、第１の流体溜や第２の流体溜が重力を用いて主流路に第１の流体や第２の流体を供給することができるようになる。
【００１１】
この場合、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いる場合には、第２の流体溜を第１の流体溜よりも高い位置に配置することが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
一方、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との容量差を用いる場合には、第２の流体溜の容量を第１の流体溜の容量よりも大きくすることが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
【００１２】
本発明のマイクロ流体素子においては、第１の流体溜及び第２の流体溜を、第１の流体供給流路に第１のキャピラリを接続し、第２の流体供給流路に第２のキャピラリを接続することによって形成することができる。この場合、第１のキャピラリの流体面及び第２のキャピラリの流体面を主流路よりも高い位置に配置することによって、第１の流体溜や第２の流体溜が重力を用いて主流路に第１の流体や第２の流体を供給することができるようになる。第１のキャピラリや第２のキャピラリの上流側端部には第１の流体を溜めるための流体溜や第２の流体を溜めるための流体溜が設けられてもよい。
【００１３】
この場合、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いる場合には、第２のキャピラリにおける流体面を第１のキャピラリにおける流体面よりも高い位置に配置することが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
一方、第１の流体を第１の流体供給流路から絞られた状態で主流路に供給するために、第１の流体溜と第２の流体溜との容量差を用いる場合には、第２のキャピラリの容量を第１のキャピラリの容量よりも大きくすることが好ましい。これによって、より多量の第２の流体が主流路に供給されるようになるため、第１の流体を第１の流体供給流路からさらに細く絞られた状態で主流路に供給することができるようになる。
【００１４】
（２）上記（１）に記載のマイクロ流体素子においては、前記第１の流体供給流路は、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有することが好ましい。
このように構成することにより、主流路において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になるため、第１の流体に含まれる粒子は主流路中でさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１５】
（３）上記（１）又は（２）に記載のマイクロ流体素子においては、前記主流路に供給される前記第２の流体の流量は、前記主流路に供給される前記第１の流体の流量よりも大きくなるように構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、より多量の第２の流体が主流路に供給されることにより、主流路において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になるため、第１の流体に含まれる粒子は主流路中でさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１６】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通する２本の流体供給流路であることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体は、第１の流体供給流路の両側面側から主流路に供給される２本の第２の流体の流れに挟まれて効率よく細く絞られることとなるため、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１７】
（５）上記（４）に記載のマイクロ流体素子においては、前記流体回路は、前記主流路の前記第２の流体供給流路と連通する側面とは異なる側面から前記主流路に連通し、前記主流路に前記第２の流体をさらに供給するための２本の第３の流体供給流路をさらに含むことが好ましい。
このように構成することにより、２本の第３の流体供給流路から供給される第２の流体の流れによって、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。このため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合に、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００１８】
（６）本発明のマイクロ流体素子は、主流路と、この主流路に連通し、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有し、前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体供給流路と、前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通し、前記主流路に第２の流体を供給するための２本の第２の流体供給流路とを含む流体回路を有することを特徴とする。
このため、本発明のマイクロ流体素子によれば、第１の流体供給流路として、主流路の断面積よりも小さい断面積を有する流体供給流路を用いることとしたため、第１の流体に含有される粒子は主流路中で分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になり、本発明の第１の目的が達成される。
【００１９】
上記（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記第１の流体供給流路は、前記主流路の断面積の２／３以下の断面積を有することが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
この観点からいえば、第１の流体供給流路は、主流路の断面積の１／３以下の断面積を有することがより好ましい。
【００２０】
（７）上記（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、使用状態において、重力又は遠心力により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体や第２の流体を移動させるための複雑な駆動機構を不要にすることができ、本発明の第２の目的が達成される。
【００２１】
（８）上記（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、前記第２の流体を加圧する加圧手段をさらに有し、この加圧手段により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることが好ましい。
このように構成することによっても、第１の流体や第２の流体を移動させるための複雑な駆動機構を不要にすることができ、本発明の第２の目的が達成される。
この場合、加圧手段としては、加圧により第２の流体溜の容積を減少させるように構成された加圧手段を好適に用いることができる。
【００２２】
（９）上記（１）〜（８）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記主流路の下流側端部には、流体の排出口、流体のリザーバ又は流体の吸引手段が設けられていることが好ましい。
このように構成することにより、主流路から流体が円滑に排出され、主流路中における流体の円滑な流れを形成することができる。
【００２３】
（１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記流体回路には、前記第２の流体が予め充填されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体供給流路に第１の流体を供給することにより、すぐに第１の流体に含まれる粒子の分析を始めることができる。また、流体回路中に入り込んで欲しくない気泡の入り込みを極力排除することができる。
【００２４】
（１１）上記（１）〜（１０）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記第１の流体供給流路の幅及び深さはともに２００μｍ以下であることが好ましい。
このように構成することにより、種々の用途に用いられるμ−ＴＡＳを好適に実現することができる。
【００２５】
（１２）上記（１）又は（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、基板と、この基板の上方に形成され前記流体回路を含む流体回路形成層と、この流体回路形成層の上方に形成された被覆層とを有することが好ましい。
【００２６】
（１３）上記（１）又は（６）に記載のマイクロ流体素子においては、前記マイクロ流体素子は、表面に前記流体回路を含む基板と、この基板の上方に形成された被覆層とを有することが好ましい。
【００２７】
このため、上記（１２）又は（１３）に記載した本発明のマイクロ流体素子によれば、上記（１）又は（６）に記載された効果を有するマイクロ流体素子を基板を用いて構成することができるため、製造し易く、かつ、使用し易いマイクロ流体素子となる。
【００２８】
（１４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のマイクロ流体素子においては、前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の周囲から前記主流路に連通する流体供給流路であることが好ましい。
このように構成することにより、第１の流体は、第１の流体供給流路の周囲から主流路に供給される第２の流体の流れに挟まれて効率よく細く絞られることとなるため、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。このため、上記（４）又は（５）に記載のマイクロ流体素子の場合と同様に、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００２９】
（１５）本発明のマイクロ流体素子を用いた分析方法は、上記（１）〜（１４）のいずれかに記載のマイクロ流体素子を用いて、前記主流路を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを測定することを特徴とする。
【００３０】
このため、本発明のマイクロ流体素子を用いた分析方法によれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になり、主流路を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数及び／又はパラメータを迅速に精度よく測定することが可能になる。
【００３１】
（１６）上記（１５）に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、前記第１の流体として、血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体を用いることが好ましい。
このような方法とすることにより、血液中に含まれる粒子（例えば、赤血球、白血球、血小板、ＣＤ４陽性Ｔリンパ球など。）や液体に含まれる細胞の数や各種パラメータ（例えば、形状、大きさ、変形能、色、吸収スペクトル、蛍光スペクトル、磁性など。）についての分析を従来より安価、迅速、高感度に、かつ、分析サンプルや試薬の量を従来より大幅に低減した状態で行うことが可能になる。
【００３２】
（１７）上記（１６）に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、前記第２の流体として、生理食塩水又は緩衝溶液を用いることが好ましい。
このような方法とすることにより、第１の流体に含まれる粒子に与える影響を極力少なくすることができる。
【００３３】
（１８）本発明のマイクロ流体素子の製造方法は、上記（１２）に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、前記基板の上方に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層に前記流体回路に対応する溝を形成して前記流体回路形成層とする工程と、前記流体回路形成層の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００３４】
（１９）本発明のマイクロ流体素子の製造方法は、上記（１３）に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、前記基板の表面に前記流体回路に対応する溝を形成する工程と、前記基板の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００３５】
このため、上記（１８）又は（１９）に記載した本発明のマイクロ流体素子の製造方法によれば、上記（１）又は（６）に記載のマイクロ流体素子を、公知の平板基板加工プロセスを用いることによって、容易に製造することができる。
【００３６】
（２０）上記（１８）又は（１９）に記載のマイクロ流体素子の製造方法においては、前記基板の裏面側に裏面層を形成する工程と、前記被覆層を形成する工程の前に、前記第１の流体供給流路の上流側端部、前記第２の流体供給流路の上流側端部及び前記主流路の下流側端部に貫通孔を形成する工程とをさらに含み、前記貫通孔を形成する工程の後に、前記被覆層を形成する工程を実施することにより、前記貫通孔を、前記第１の流体を供給するための第１の供給口、前記第２の流体を供給するための第２の供給口及び流体を排出するための流体の排出口とすることが好ましい。
このような方法とすることにより、第１の流体供給流路における第１の供給口、第２の流体供給流路における第２の供給口及び主流路における流体の排出口を、比較的簡単な方法で製造することができる。
この場合、裏面層として、有機樹脂を用いることによって、第１の供給口、第２の供給口及び排出口にマイクロシリンジを刺し入れたりキャピラリを挿入したりすることが容易にできるようになり、第１の流体及び第２の流体の供給並びに流体の排出を円滑に行うことが可能になる。
【００３７】
（２１）上記（２０）に記載のマイクロ流体素子の製造方法においては、前記被覆層を形成する工程の後に、前記第１の流体供給流路、前記第２の流体供給流路及び前記主流路並びに前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口に前記第２の流体を充填した状態で、前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口の開口部をテープ部材で塞ぐ工程をさらに備えることが好ましい。
このような方法とすることにより、マイクロ流体素子の使用状態において、第２の供給口に充填されている第２の流体を適宜第１の流体に置き換えるとともに、第１の供給口、第２の供給口及び流体の排出口の開口部を塞いでいるテープ部材に空気孔を開けることにより、マイクロ流体素子における良好な流体の流れを実現することができるため、臨床検査現場でマイクロ流体素子を容易に使用することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明のマイクロ流体素子、マイクロ流体素子を用いた分析方法及びマイクロ流体素子の製造方法を、図に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。図１（ａ）は実施形態１に係るマイクロ流体素子を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は実施形態１に係るマイクロ流体素子を模式的に示す平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面における断面図である。
図２は、実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。図２（ａ）は実施形態１に係るマイクロ流体素子における流体回路部分の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１−Ｂ１断面における断面図である。
【００４０】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、図１及び図２に示すように、カバーガラスからなる基板２０と、基板２０上に形成された熱硬化性のポリイミド樹脂（ニッカン工業社製ニカフレックス）からなり流体回路を有する流体回路形成層３０と、流体回路形成層３０上に形成された熱硬化性のポリイミド樹脂（同上）からなる被覆層４０と、基板２０の裏面側に形成された透明樹脂（同上）からなる裏面層５０とを有する。基板２０の厚さは２３０μｍ、流体回路形成層３０の厚さは４５μｍ、被覆層４０の厚さは４５μｍ、裏面層５０の厚さは９０μｍである。流体回路１００は、流体回路形成層３０を構成するポリイミド樹脂にレーザ加工法によって溝（溝の深さは４５μｍ）を掘ることにより形成されている。
【００４１】
流体回路１００は、図１及び図２に示すように、主流路１０２と、主流路１０２に第１の流体供給流路１０４を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第１の流体を供給するための第１の流体溜としての第１の供給口１０８と、主流路１０２に第２の流体供給流路１０６を介して連通し、重力を用いて主流路１０２に第２の流体を供給するための第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０とを含んでいる。
【００４２】
図３は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用方法を説明するために示す図である。図３（ａ）は使用方法１を説明するために示す図であり、図３（ｂ）は使用方法２を説明するために示す図である。使用方法１は、マイクロ流体素子を垂直に立てることによって、第１の流体及び第２の流体を主流路に供給するようにした使用方法であり、使用方法２は、キャピラリをマイクロ流体素子に接続し、これらのキャピラリにおける各流体面をマイクロ流体素子よりも高い位置に配置することによって、第１の流体及び第２の流体を主流路に供給するようにした使用方法である。
【００４３】
流体回路１００は、使用方法１においては、図１（ａ）及び図３（ａ）に示すように、第１の流体溜としての第１の供給口１０８と第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０２から絞られた状態で主流路１０２に供給することとしている。
また、流体回路１００は、使用方法２においては、図１（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の流体供給流路１０４に第１の供給口１０８を介して第１のキャピラリ１１６を接続し、第２の流体供給流路１０６，１０６に第２の供給口１１０，１１０を介して第２のキャピラリ１１８，１１８を接続することによって第１の流体溜及び第２の流体溜を形成し、第１のキャピラリ１１６における流体面と第２のキャピラリ１１８，１１８における流体面との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給することとしている。
【００４４】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、流体回路として、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で第１の流体を主流路１０２に供給するように構成された流体回路１００を用いているため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２中で分散され易くなる。このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０４の断面を通過させることが容易になる。
また、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、流体回路として、重力を用いて第１の流体及び第２の流体を主流路１０２に供給する流体回路１００を用いているため、第１の流体や第２の流体を主流路１０２に供給するための複雑な駆動機構を不要にすることができる。
【００４５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図１（ａ）に示すように、第１の供給口１０８及び第２の供給口１１０，１１０は主流路１０２と同じ平面内に設けられている。
従って、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、このマイクロ流体素子１０を傾けて配置したり垂直に立てて配置（図３（ａ）参照、）したりすることによって、第１の流体溜としての第１の供給口１０８や第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０を主流路１０２よりも高い位置に配置することとしている。このため、第１の流体や第２の流体は重力によって主流路１０２に供給されるようになる。
【００４６】
また、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図３（ｂ）に示すように、
第１の流体供給流路１０４に第１の供給口１０８を介して第１のキャピラリ１１６を接続し、第２の流体供給流路１０６，１０６に第２の供給口１１０，１１０を介して第２のキャピラリ１１８，１１８を接続することによって第１の流体溜及び第２の流体溜を形成し、第１のキャピラリ１１６の流体面及び第２のキャピラリ１１８，１１８の流体面を主流路１０２よりも高い位置に配置することとしている。このため、第１の流体や第２の流体は重力によって主流路１０２に供給されるようになる。
【００４７】
上記したように、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すように、重力により第１の流体及び第２の流体が主流路１０２に供給されるように構成されている。
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体や第２の流体を移動させるための複雑な駆動機構を不要にすることができる。
【００４８】
図３に示すように、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０、第１のキャピラリ１１６及び第２のキャピラリ１１８，１１８への流体の供給は、例えば、マイクロシリンジＳを用いることができる。
また、図３（ａ）に示すように、マイクロ流体素子１０の使用前には、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び排出口１１２にはテープ部材１１４を貼り付けておき、マイクロ流体素子１０を使用する際には、これらのテープ部材１１４を剥がしたり、これらのテープ部材１１４にニードルＮで孔を開けたりすることも好ましい。これにより、第１の供給口１０８や第２の供給口１１０，１１０にマイクロシリンジを用いて第１の流体や第２の流体を容易に供給することができるようになる。また、主流路１０２から流体を円滑に排出させることができるようになり、主流路１０２中における流体の円滑な流れを形成することができるようになる。
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、主流路１０２からの流体を吸引する手段（例えばマイクロシリンジなど）を設けたり、排出口の容量を大きくして流体のリザーバとしたりすることも好ましい。これによっても、主流路１０２から流体が円滑に排出され、主流路１０２中における流体の円滑な流れを形成することができる。
また、図３（ｂ）において、第１のキャピラリ１１６及び第２のキャピラリ１１８として、柔軟性のあるキャピラリを用いることもできる。
【００４９】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、マイクロ流体素子１０を傾ける角度や第１の流体供給流路１０４及び第２の流体供給流路１０６に接続されるキャピラリの高さなどを変化させることにより、主流路１０２を流れる第１の流体の流れ方や第１の流体に含まれる粒子の分離のされ方を制御することができる。
【００５０】
主流路１０２は、図２（ａ）に示すように、４５μｍの深さ、１５０μｍの横幅、約２０ｍｍの流路長を有するとともに、直線状の平面形状を有している。第１の流体供給流路１０４は、４５μｍの深さ、５０μｍの横幅、約２０ｍｍの流路長を有するとともに、直線状の平面形状を有している。第２の流体供給流路１０６は、４５μｍの深さ、５０μｍの横幅、約３３ｍｍの流路長を有するとともに、途中で折れ曲がった平面形状を有している。
第１の流体供給流路１０４と主流路１０２とは直線状に配置されている。２本の第２の流体供給流路１０６，１０６は、主流路１０２に対してそれぞれが４５度の角度（±４５度）で連通している。
【００５１】
流体回路１００は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、主流路１０２の下流側端部に形成された流体の排出口１１２をさらに含んでいる。
この流体の排出口１１２は、３２０μｍの深さ及び６００μｍの直径を有している。また、上記した第１の供給口１０８は、３２０μｍの深さ及び６００μｍの直径を有しており、上記した第２の供給口１１０，１１０は、３２０μｍの深さ及び６００μｍの直径を有している。
【００５２】
図４は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の部分断面図である。図４（ａ）は図２のＢ２−Ｂ２に沿った部分断面図であり、図４（ｂ）は図２のＢ３−Ｂ３に沿った部分断面図であり、図４（ｃ）は図２のＢ４−Ｂ４に沿った部分断面図であり、図４（ｄ）は図２のＢ５−Ｂ５に沿った部分断面図である。
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、第１の流体供給流路１０４は、主流路１０２の断面積（６７５０平方マイクロメートル）よりも小さい断面積（２２５０平方マイクロメートル（主流路１０２の断面積の１／３である。））を有する。
【００５３】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体供給流路１０４が主流路１０２の断面積よりも小さい断面積を有するため、主流路１０２において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になる。このため、第１の流体として粒子を含む流体を用いた場合に、第１の流体に含まれる粒子は主流路中で分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることが容易になる。
【００５４】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、主流路１０２に供給される第２の流体の流量は、主流路１０２に供給される第１の流体の流量よりも大きくなるように構成されている。
このため、より多量の第２の流体が主流路１０２に供給されることにより、主流路１０２において第１の流体をさらに細く絞ることが容易になるため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２中でさらに分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００５５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図１〜図４に示すように、第２の流体供給流路として、第１の流体供給流路１０４の両側面側から主流路１０２に連通する２本の流体供給流路１０６，１０６を用いている。
このため、第１の流体は、第１の流体供給流路１０４の両側面側から主流路１０２に供給される２本の第２の流体の流れに挟まれて効率よく細く絞られることとなるため、第１の流体に含まれる粒子がさらに分散され易くなる。その結果、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることがさらに容易になる。
【００５６】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、主流路１０２中における第１の流体の流れは、主流路１０２に供給される第１の流体の供給量及び主流路１０２に供給される第２の流体の供給量によって制御可能である。
【００５７】
図５は、実施形態１に係るマイクロ流体素子における第１の流体の流れを説明するために示す図である。図５（ａ）は流体回路の部分斜視図であり、図５（ｂ）は流体回路を第１の流体が流れる様子を示す図であり、図５（ｃ）は流体回路を第１の流体が流れる様子を示す別の図である。なお、図５（ｃ）は図５（ｂ）における符号Ｃで示される部分を拡大して示している。また、図５及び後述する図６においては、第１の流体としてヒトの血液を用い、第２の流体として生理食塩水を用いた場合を示している。
【００５８】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図５（ｂ）に示すように、主流路１０２中における第１の流体の流れを、第２の流体による２本のシース流で挟むことによって、細く絞られた流れとすることができる。
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、第２の流体の流量をさらに大きくする（又は第１の流体の流量をさらに少なくする）ことによって、主流路１０２中における第１の流体の流れをさらに細く絞られた流れとすることができる。この場合、図５（ｃ）に示すように、赤血球が１個ずつ主流路１０２の断面を通過するような流れにすることも容易である。
【００５９】
図６は、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０の使用状態における重力の影響を示す図である。図６（ａ）は実験Ｎｏ．１における血液の流れの様子を示す図であり、図６（ｂ）は実験Ｎｏ．２における血液の流れの様子を示す図であり、図６（ｃ）は実験Ｎｏ．３における血液の流れの様子を示す図である。
【００６０】
実験Ｎｏ．１においては、表１に示すように、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続されたキャピラリ１１８，１１８の高さを２００ｍｍとしている。実験Ｎｏ．２においては、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続された第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを３００ｍｍとしている。実験Ｎｏ．３においては、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続された第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを４００ｍｍとしている。
【００６１】
【表１】
【００６２】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続される第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを変化させることにより、主流路１０２を流れる第１の流体としての血液の流れ方や第１の流体に含まれる粒子としての赤血球の分離のされ方を制御することができる。そして、図６（ｃ）に示すように、第１の流体供給流路１０４に接続された第１のキャピラリ１１６の高さを２００ｍｍとし、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続された第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを４００ｍｍとした場合には、血液に含まれる赤血球の１個１個がきれいに分離され、第１の流体として多量の粒子（赤血球）を含む血液を用いた場合にも、血液に含有される赤血球を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることができる。
【００６３】
図７は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用状態における重力の影響を示す図である。表１に示す実験Ｎｏ．毎に、血液の流速及び血液の流れ幅（横幅）を解析して一つのグラフにまとめたものである。図７において、血液の流速は、血液に含まれる赤血球が主流路を流れる速さを測定することにより求めた。また、血液の流れ幅は、血液が主流路を流れる様子を顕微鏡で撮影することにより求めた。
【００６４】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、図７に示すように、第２の流体供給流路１０６，１０６に接続される第２のキャピラリ１１８，１１８の高さを変化させることにより、血液の流速や血液の流れ幅を制御することができる。
すなわち、第１の流体供給流路１０４に接続される第１のキャピラリ１１６の高さに比べて第２の流体供給流路１０６，１０６に接続される第２のキャピラリ１１１８，１１８の高さを高くすれば高くするほど、血液の流速を速くして血液の流れ幅を狭くすることができる。
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、第１の流体供給流路１０４に接続される第１のキャピラリ１１６の高さを変化させることによっても、血液の流速や血液の流れ幅を制御することができる。
【００６５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、流体回路１００には、第２の流体が予め充填されている。
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０によれば、第１の流体供給流路１０４に第１の流体を供給することにより、すぐに第１の流体に含まれる粒子の分析を始めることができる。また、流体回路１００中に入り込んで欲しくない気泡の流体回路中への入り込みを極力排除することができる。
【００６６】
図８は、実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法を説明するために示す図である。図８（ａ）は上記した使用方法１における分析方法を示し、図８（ｂ）は上記した使用方法２における分析方法を示す。図８中、符号Ｍは光センサなどの分析装置を示す。
【００６７】
実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法は、図８（ａ）又は図８（ｂ）に示すように、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０を用いて、主流路１０２を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを測定することとしている。
【００６８】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法によれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２の断面を通過させることが容易になり、主流路１０２を流れる第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを迅速に精度よく測定することが可能になる。
【００６９】
実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、第１の流体として、例えば、血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体を用いることができる。
このような方法とすることにより、血液中に含まれる粒子（例えば、赤血球、白血球、血小板、ＣＤ４陽性Ｔリンパ球など。）や液体中に含まれる細胞の数や各種パラメータ（例えば、形状、大きさ、変形能、色、吸収スペクトル、蛍光スペクトル、磁性など。）についての分析を、従来より安価、迅速、高感度に、かつ、極めて少ない分析サンプルや試薬を用いて行うことが可能になる。
【００７０】
実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、第２の流体として、生理食塩水又は緩衝溶液を用いることができる。
このような方法とすることにより、第１の流体（血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体）に与える影響を極力少なくすることができる。
【００７１】
図９は、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法を示す図である。図９（ａ）〜図９（ｄ）は、その工程図である。図９中、符号Ｌはレーザ加工装置を示し、符号Ｒはラミネート加工機のローラを示す。
【００７２】
実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法は、実施形態１に係る上記したマイクロ流体素子１０を製造するための方法である。そして、基板２０の上方に樹脂層３０ａを形成する工程（図９（ａ）参照。）と、樹脂層３０ａに流体回路１００に対応する溝を形成して流体回路形成層３０を形成する工程（図９（ｂ）参照。）と、流体回路形成層３０の上方に被覆層４０を形成する工程（図９（ｃ）参照。）とをこの順序で含んでいる。
【００７３】
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法によれば、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０を、公知の平板基板加工プロセスを用いることによって容易に製造することができる。
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、流体回路形成層３０を形成する工程において、レーザ加工装置（Exitech社製 PS2000（発振機はLAMBDA
PHYSIK社製 LPX200i-AK）Ｌを用いて波長２４８ｎｍのパルスを繰り返し照射することにより、樹脂層３０ａに流体回路１００に対応する溝を形成している（例えば、特開２００２−２８３２９３号公報参照。）。
【００７４】
実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、基板２０の裏面側に裏面層５０を形成する工程（図９（ａ）参照。）と、被覆層４０を形成する工程の前に、第１の流体供給流路１０４の上流側端部、２本の第２の流体供給流路１０６，１０６の上流側端部及び主流路１０２の下流側端部に貫通孔１２０を形成する工程（図１（ａ）及び図９（ｂ）参照。）とをさらに含んでいる。そして、この貫通孔を形成する工程の後に、被覆層を形成する工程を実施することにより、貫通孔１２０を、第１の流体供給流路１０４における第１の供給口１０８、第２の流体供給流路１０６，１０６における第２の供給口１１０，１１０及び主流路１０２における流体の排出口１１２としている。
このため、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法によれば、第１の流体供給流路１０４における第１の供給口１０８、第２の流体供給流路１０６，１０６における第２の供給口１１０，１１０及び主流路１０２における流体の排出口１１２を比較的簡単な方法で製造することができる。
【００７５】
実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、被覆層４０を形成する工程の後に、第１の流体供給流路１０４、第２の流体供給流路１０６，１０６及び主流路１０２並びに第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び流体の排出口１１２に第２の流体を充填した状態で、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び流体の排出口１１２の開口部をテープ部材１１４で塞ぐ工程をさらに備えることとしてもよい。
このような方法とすることにより、このマイクロ流体素子の使用状態において、第２の供給口１１０，１１０に充填されている第２の流体を適宜第１の流体に置き換えるとともに、第１の供給口１０８、第２の供給口１１０，１１０及び流体の排出口１１２の開口部を塞いでいるテープ部材１１４の一部に空気孔を開けることにより、このマイクロ流体素子における良好な流体の流れを実現することができる。このため、臨床検査現場でこのマイクロ流体素子をさらに容易に使用することができるようになる。
【００７６】
なお、実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法においては、基板２０に樹脂層３０ａ及び裏面層５０を形成したり被覆層４０を形成したりするのには、ラミネート加工機（KOKUYO社製 KLM-HA110）を用いている（例えば、特開２００２−２８３２９３号公報参照。）。
【００７７】
［実施形態２］
図１０は、実施形態２に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。図１０（ａ）は、実施形態２に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図であり、図１０（ｂ）は、実施形態２の変形例に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【００７８】
実施形態２に係るマイクロ流体素子１０Ｂは、図１０（ａ）に示すように、主流路１０２Ｂと、主流路１０２Ｂに連通し、主流路１０２Ｂの断面積よりも小さい断面積を有し、主流路１０２Ｂに第１の流体を供給するための第１の流体供給流路１０４Ｂと、第１の流体供給流路１０４Ｂの周囲から主流路１０２Ｂに連通し、主流路１０２Ｂに第２の流体を供給するための第２の流体供給流路１０６Ｂとを含む流体回路１００Ｂを有している。
【００７９】
このため、実施形態２に係るマイクロ流体素子１０Ｂによれば、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０の場合と同様に、第１の流体供給流路として、主流路１０２Ｂの断面積よりも小さい断面積を有する第１の流体供給流路１０４Ｂを用いることとしたため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２Ｂ中で分散され易くなる。このため、実施形態２に係るマイクロ流体素子１０Ｂによれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２Ｂの断面を通過させることが容易になる。
【００８０】
実施形態２の変形例に係るマイクロ流体素子１０Ｃは、図１０（ｂ）に示すように、主流路１０２Ｃと、主流路１０２Ｃに連通し、主流路１０２Ｃの断面積よりも小さい断面積を有し、主流路１０２Ｃに第１の流体を供給するための第１の流体供給流路１０４Ｃと、第１の流体供給流路１０４Ｃの周囲から主流路１０２Ｃに連通し、主流路１０２Ｃに第２の流体を供給するための第２の流体供給流路１０６Ｃとを含む流体回路１００Ｃを有している。
【００８１】
このため、実施形態２の変形例に係るマイクロ流体素子１０Ｃによっても、実施形態１に係るマイクロ流体素子１０の場合と同様に、第１の流体供給流路として、主流路１０２Ｃの断面積よりも小さい断面積を有する第１の流体供給流路１０４Ｃを用いることとしたため、第１の流体に含まれる粒子は主流路１０２Ｃ中で分散され易くなる。このため、実施形態２も変形例に係るマイクロ流体素子１０Ｃによれば、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路１０２Ｃの断面を通過させることが容易になる。
【００８２】
以上、本発明のマイクロ流体素子、マイクロ流体素子を用いた分析方法及びマイクロ流体素子の製造方法を、上記した各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記した各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８３】
（１）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、流体回路として、第１の流体溜と第２の流体溜との高低差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給するように構成されている流体回路１００を用いたが、本発明はこれに限られず、流体回路として、第１の流体溜と第２の流体溜との容量差を用いて、第１の流体を第１の流体供給流路１０４から絞られた状態で主流路１０２に供給するように構成されている流体回路を用いてもよい。
これによっても、第１の流体に含まれる粒子は主流路中で分散され易くなるため、第１の流体として多量の粒子を含む流体を用いた場合にも、第１の流体に含有される粒子を１個ずつ主流路の断面を通過させることが容易になる。
【００８４】
第１の流体溜と第２の流体溜との間で容量差をつけるには、図１（ａ）に示す第２の流体溜としての第２の供給口１１０，１１０の容量を第１の流体溜としての第１の供給口１０８の容量よりも大きくすればよい。この場合、第１の流体及び第２の流体を主流路に供給する駆動力として重力を用いることにより、第１の流体や第２の流体を主流路に供給するための複雑な駆動機構を不要にすることができるという効果も得られる。
【００８５】
（２）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、流体回路１００を、基板２０の上方に形成された樹脂層３０ａ（後に流体回路形成層３０となる。）に形成しているが、本発明はこれに限られず、基板の表面に流体回路を形成するようにしてもよい。
【００８６】
（３）実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法は、基板２０の上方に樹脂層３０ａを形成する工程と、樹脂層３０ａに流体回路に対応する溝を形成して流体回路形成層３０を形成する工程と、流体回路形成層３０の上方に被覆層４０を形成する工程とをこの順序で含む製造方法であるが、本発明はこれに限られず、基板の表面に流体回路に対応する溝を形成する工程と、溝が形成された基板の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含む製造方法であってもよい。
【００８７】
（４）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０においては、第２の流体供給流路として、第１の流体供給流路１０４の両側面側から主流路１０２に連通する２本の第２の流体供給流路１０６，１０６を用いているが、本発明はこれに限られず、第２の流体供給回路として、第２の流体供給流路１０６，１０６に加えて、主流路１０２の第２の流体供給流路１０６，１０６と連通する側面とは異なる側面から主流路１０２に連通するさらに２本又はそれ以上の第３の流体供給流路をさらに含むものとしてもよい。
【００８８】
（５）実施形態１に係るマイクロ流体素子１０は、重力により第１の流体及び第２の流体が主流路に供給されるように構成されているが、本発明は、加圧により第１の流体及び第２の流体が主流路に供給されるように構成されていてもよい。この場合、第１の供給口１０８及び第２の供給口１１０，１１０に対応する位置に加圧突起を設け、この加圧突起を押すことにより第１の流体及び第２の流体を主流路１０２に供給することができる。
【００８９】
（６）実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法においては、第１の流体として多量の粒子（赤血球）を含有するヒトの血液を用いたが、本発明は、それには限られず、血液を含む液体や細胞を含む液体を用いることができる。さらには、第１の流体として、粒子を含まない流体を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【図２】実施形態１に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用方法を説明するために示す図である。
【図４】実施形態１に係るマイクロ流体素子の部分断面図である。
【図５】実施形態１に係るマイクロ流体素子における第１の流体の流れを説明するために示す図である。
【図６】実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用状態における重力の影響を示す図である。
【図７】実施形態１に係るマイクロ流体素子の使用状態における重力の影響を示す図である。
【図８】実施形態１に係るマイクロ流体素子を用いた分析方法を説明するために示す図である。
【図９】実施形態１に係るマイクロ流体素子の製造方法を示す図である。
【図１０】実施形態２に係るマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【図１１】従来のマイクロ流体素子を説明するために示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ…マイクロ流体素子、２０…基板、３０…流体回路形成層、３０ａ…樹脂層、４０…被覆層、５０…裏面層、１００，１００Ｂ，１００Ｃ…流体回路、１０２，１０２Ｂ，１０２Ｃ…主流路、１０４，１０４Ｂ，１０４Ｃ…第１の流体供給流路、１０６，１０６Ｂ，１０６Ｃ…第２の流体供給流路、１０８…第１の供給口、１１０…第２の供給口、１１２…流体の排出口、１１４…テープ部材、１１６…第１のキャピラリ、１１８…第２のキャピラリ、９００…従来のマイクロ流体素子、９０１…流体回路、９０２…第１の流体供給流路、９０３，９０４…第２の流体供給流路、９０５…主流路、９０６…第２の流体排出流路、９０７…第１の流体排出流路、９０８…磁石、９０９…第１の流体、９１０，９１１…第２の流体、９１２，９１３…粒子、Ｌ…レーザ加工装置、Ｍ…分析装置、Ｎ…ニードル、Ｒ…ラミネート加工機のローラ、Ｓ…マイクロシリンジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流路と、
この主流路に第１の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体溜と、
前記主流路に第２の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第２の流体を供給するための第２の流体溜とを含む流体回路を有するマイクロ流体素子であって、
前記流体回路は、前記第１の流体溜と前記第２の流体溜との高低差又は容量差を用いて、前記第１の流体を前記第１の流体供給流路から絞られた状態で前記主流路に供給するように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ流体素子において、
前記第１の流体供給流路は、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマイクロ流体素子において、
前記主流路に供給される前記第２の流体の流量は、前記主流路に供給される前記第１の流体の流量よりも大きくなるように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通する２本の流体供給流路であることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項５】
請求項４に記載のマイクロ流体素子において、
前記流体回路は、前記主流路の前記第２の流体供給流路と連通する側面とは異なる側面から前記主流路に連通し、前記主流路に前記第２の流体をさらに供給するための２本の第３の流体供給流路をさらに含むことを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項６】
主流路と、
この主流路に連通し、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有し、前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体供給流路と、
前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通し、前記主流路に第２の流体を供給するための２本の第２の流体供給流路とを含む流体回路を有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項７】
請求項６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、使用状態において、重力又は遠心力により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項８】
請求項６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、前記第２の流体を加圧する加圧手段をさらに有し、
この加圧手段により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記主流路の下流側端部には、流体の排出口、流体のリザーバ又は流体の吸引手段が設けられていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記流体回路には、前記第２の流体が予め充填されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記第１の流体供給流路の幅及び深さはともに２００μｍ以下であることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１２】
請求項１又は６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、基板と、この基板の上方に形成され前記流体回路を含む流体回路形成層と、この流体回路形成層の上方に形成された被覆層とを有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１３】
請求項１又は６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、表面に前記流体回路を含む基板と、この基板の上方に形成された被覆層とを有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１４】
請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の周囲から前記主流路に連通する流体供給流路であることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のマイクロ流体素子を用いて、前記主流路を流れる前記第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを測定することを特徴とするマイクロ流体素子を用いた分析方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法において、
前記第１の流体として、血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体を用いることを特徴とするマイクロ流体素子を用いた分析方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法において、
前記第２の流体として、生理食塩水又は緩衝溶液を用いることを特徴とするマイクロ流体素子を用いた分析方法。
【請求項１８】
請求項１２に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、
前記基板の上方に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に前記流体回路に対応する溝を形成して前記流体回路形成層とする工程と、
前記流体回路形成層の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、
前記基板の表面に前記流体回路に対応する溝を形成する工程と、
前記基板の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載のマイクロ流体素子の製造方法において、
前記基板の裏面側に裏面層を形成する工程と、
前記被覆層を形成する工程の前に、前記第１の流体供給流路の上流側端部、前記第２の流体供給流路の上流側端部及び前記主流路の下流側端部に貫通孔を形成する工程とをさらに含み、
前記貫通孔を形成する工程の後に、前記被覆層を形成する工程を実施することにより、前記貫通孔を、前記第１の流体を供給するための第１の供給口、前記第２の流体を供給するための第２の供給口及び流体を排出するための流体の排出口とすることを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のマイクロ流体素子の製造方法において、
前記被覆層を形成する工程の後に、前記第１の流体供給流路、前記第２の流体供給流路及び前記主流路並びに前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口に前記第２の流体を充填した状態で、前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口の開口部をテープ部材で塞ぐ工程をさらに備えたことを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項１】
主流路と、
この主流路に第１の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体溜と、
前記主流路に第２の流体供給流路を介して連通し、重力を用いて前記主流路に第２の流体を供給するための第２の流体溜とを含む流体回路を有するマイクロ流体素子であって、
前記流体回路は、前記第１の流体溜と前記第２の流体溜との高低差又は容量差を用いて、前記第１の流体を前記第１の流体供給流路から絞られた状態で前記主流路に供給するように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ流体素子において、
前記第１の流体供給流路は、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマイクロ流体素子において、
前記主流路に供給される前記第２の流体の流量は、前記主流路に供給される前記第１の流体の流量よりも大きくなるように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通する２本の流体供給流路であることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項５】
請求項４に記載のマイクロ流体素子において、
前記流体回路は、前記主流路の前記第２の流体供給流路と連通する側面とは異なる側面から前記主流路に連通し、前記主流路に前記第２の流体をさらに供給するための２本の第３の流体供給流路をさらに含むことを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項６】
主流路と、
この主流路に連通し、前記主流路の断面積よりも小さい断面積を有し、前記主流路に第１の流体を供給するための第１の流体供給流路と、
前記第１の流体供給流路の両側面側から前記主流路に連通し、前記主流路に第２の流体を供給するための２本の第２の流体供給流路とを含む流体回路を有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項７】
請求項６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、使用状態において、重力又は遠心力により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項８】
請求項６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、前記第２の流体を加圧する加圧手段をさらに有し、
この加圧手段により前記第１の流体及び前記第２の流体が前記主流路に供給されるように構成されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記主流路の下流側端部には、流体の排出口、流体のリザーバ又は流体の吸引手段が設けられていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記流体回路には、前記第２の流体が予め充填されていることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記第１の流体供給流路の幅及び深さはともに２００μｍ以下であることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１２】
請求項１又は６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、基板と、この基板の上方に形成され前記流体回路を含む流体回路形成層と、この流体回路形成層の上方に形成された被覆層とを有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１３】
請求項１又は６に記載のマイクロ流体素子において、
前記マイクロ流体素子は、表面に前記流体回路を含む基板と、この基板の上方に形成された被覆層とを有することを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１４】
請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ流体素子において、
前記第２の流体供給流路は、前記第１の流体供給流路の周囲から前記主流路に連通する流体供給流路であることを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のマイクロ流体素子を用いて、前記主流路を流れる前記第１の流体中に含まれる所定の粒子の数又はパラメータを測定することを特徴とするマイクロ流体素子を用いた分析方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法において、
前記第１の流体として、血液、血液を含む液体又は細胞を含む液体を用いることを特徴とするマイクロ流体素子を用いた分析方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のマイクロ流体素子を用いた分析方法において、
前記第２の流体として、生理食塩水又は緩衝溶液を用いることを特徴とするマイクロ流体素子を用いた分析方法。
【請求項１８】
請求項１２に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、
前記基板の上方に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に前記流体回路に対応する溝を形成して前記流体回路形成層とする工程と、
前記流体回路形成層の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載のマイクロ流体素子を製造するための方法であって、
前記基板の表面に前記流体回路に対応する溝を形成する工程と、
前記基板の上方に被覆層を形成する工程とをこの順序で含むことを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載のマイクロ流体素子の製造方法において、
前記基板の裏面側に裏面層を形成する工程と、
前記被覆層を形成する工程の前に、前記第１の流体供給流路の上流側端部、前記第２の流体供給流路の上流側端部及び前記主流路の下流側端部に貫通孔を形成する工程とをさらに含み、
前記貫通孔を形成する工程の後に、前記被覆層を形成する工程を実施することにより、前記貫通孔を、前記第１の流体を供給するための第１の供給口、前記第２の流体を供給するための第２の供給口及び流体を排出するための流体の排出口とすることを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のマイクロ流体素子の製造方法において、
前記被覆層を形成する工程の後に、前記第１の流体供給流路、前記第２の流体供給流路及び前記主流路並びに前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口に前記第２の流体を充填した状態で、前記第１の供給口、前記第２の供給口及び前記流体の排出口の開口部をテープ部材で塞ぐ工程をさらに備えたことを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図７】
【図１１】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図４】
【図７】
【図１１】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１７５６２（Ｐ２００６−１７５６２Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９４９８０（Ｐ２００４−１９４９８０）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（８００００００７９）株式会社山梨ティー・エル・オー (11)
【出願人】（３９１０１７８４９）山梨県 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（８００００００７９）株式会社山梨ティー・エル・オー (11)
【出願人】（３９１０１７８４９）山梨県 (19)
【Ｆターム（参考）】
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