分析用媒体
【課題】回転可能な構造を有し、内部に試料溶液が通る流路が設けられた分析用媒体であって、流路を通る試料溶液の蒸発を防ぎつつ、送液をスムーズに行うことができる分析用媒体を提供する。
【解決手段】分析用媒体１０は、基板上に、試料注入口２０と、この試料注入口２０に連通する供給用液溜め部２２と、この供給用液溜め部２２よりも前記媒体の外周側に位置する受容用液溜め部２３と、前記供給用液溜め部２２と前記受容用液溜め部２３とに連通する流路１７とが設けられ、前記流路１７と外部とを連通する接続口１５，１６がシーリングフィルム１８，１９で封止された状態で、分析用媒体１０を回転させてその遠心力によって前記供給用液溜め部２２から前記流路１７を通して前記受容用液溜め部２３に試料が流れるように構成されている。
【解決手段】分析用媒体１０は、基板上に、試料注入口２０と、この試料注入口２０に連通する供給用液溜め部２２と、この供給用液溜め部２２よりも前記媒体の外周側に位置する受容用液溜め部２３と、前記供給用液溜め部２２と前記受容用液溜め部２３とに連通する流路１７とが設けられ、前記流路１７と外部とを連通する接続口１５，１６がシーリングフィルム１８，１９で封止された状態で、分析用媒体１０を回転させてその遠心力によって前記供給用液溜め部２２から前記流路１７を通して前記受容用液溜め部２３に試料が流れるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能な構造を有し、内部に試料溶液が通過可能な流路が設けられた分析用媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料の分析の各工程は、独立した装置でのオペレーションが必要で、手間がかかった。また各工程はバッチ処理であることが多く、試料数の増大に比例して作業時間も増加していた。
【０００３】
近年、試料分析の各工程の手間を省き、作業時間を短縮するための技術として、マイクロ統合分析システム（Micro Total Analysis System：以下、「μTAS」と略称する。）あるいはラボチップ（Lab-on-a-chip：以下「ＬＯＣ」と略称する。）と呼ばれるデバイスが登場してきた。これらの技術は、これまで人手で行っていた各オペレーションやオペレーション間の試料の移動など分析に関わる一連の工程を１つの基板上で再現しようとするものである。具体的には、基板に細い流路を形成し、流路の分岐や合流、弁などによる送液制御や、混合、加熱、冷却などによる反応制御、分光学的あるいは電気的作用を応用した検出などが１つの基板上に形成されているデバイスである。
【０００４】
μTASデバイスにおける問題の１つに、試料溶液を送液するため駆動力の問題がある。すなわち、小型化に限界のある送液用ポンプ等を用いずに送液することが望まれている。
【０００５】
このような課題について、下記特許文献１には、回転する分析用ディスクに形成された流路内で、温度の異なる領域を交互に通過するように反応液を送液することによってポリメラーゼ連鎖反応（Polymerase chain reaction:以下、「ＰＣＲ」と略称する。）を進行させる分析用ディスクが開示されている。また、下記特許文献２には、ＰＣＲに適した微量分析を行うための微量システムプラットホームが開示されている。
【０００６】
これらの従来技術においては、それらディスクやプラットホームに形成された微細な流路に溶液を注入し、回転により生じる遠心力をもって流路内に注入された試料溶液を送液する構成が採用されている。また、核酸を分析する反応を進行させるため、流路内に注入された試料溶液は所定の温度に加熱される。
【特許文献１】特開２００５−２９５８７７号公報
【特許文献２】特表２００３−５０２６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の分析用ディスクでは、流路の末端に空気孔や注入口を有するため、送液に伴って溶液の最後尾側へ空気が流入し、先頭側からの空気の排出が行われるので、流路内での空気の圧縮や膨脹が起こらず送液がスムーズである。しかしながら、流路内の液体や蒸気の噴出を防ぐことができなかった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の微量分析を行うための方法および装置においては、流路の終端は空気孔および空気のみを通過し液体を通過させないほどの細い空気流路を有していることによって、溶液を送液する際の空気の排出を可能にしながら、液体の噴出を防ぐことを可能にしている。しかしながら、この技術においても依然として、蒸気の噴出は防ぐことができなかった。従って、流路内の水分は、加熱等により気化して空気孔や注入口から出ていくため、試料は時間と共に濃度変化し、最終的には乾燥に至るおそれがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、μTASデバイスとして利用できる分析用媒体であって、流路を通る試料溶液の蒸発を防ぎつつ、送液をスムーズに行うことができる分析用媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の分析用媒体は、回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記流路と、前記流路の一方の端部に連通する第１接続口と、前記流路の他方の端部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口を封止する第１シーリングフィルムと、前記第２接続口を封止する第２シーリングフィルムとが貼着されており、
前記第１シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口に連通する袋状の空間からなる前記供給用液溜め部が形成され、前記第２シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第２接続口に連通する袋状の空間からなる前記受容用液溜め部が形成されており、
前記第１シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記供給用液溜め部とに連通する試料連通部が形成され、前記第１シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする。
【００１１】
上記第１の分析用媒体によれば、第１シーリングフィルムの試料注入口から試料を注入すると、試料は第１接続口に連通する袋状の空間からなる供給用液溜め部に充填される。試料を注入した後、第１シーリングフィルムの試料注入口と供給用液溜め部とに連通する試料連通部を封止すると、供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、それらに連通する流路とで構成される試料通路が密閉又は閉塞された状態になる。
【００１２】
この状態で、分析用媒体を回転させて、試料に遠心力を作用させると、試料は、分析用媒体の供給用液溜め部から、前記流路を通って、受容用液溜め部に流れる。このとき、供給用液溜め部は、減圧状態になり袋状の空間を形成する第１シーリングフィルムが基板表面に近づくように萎み、容積が減少する。一方、受容用液溜め部は、増圧状態になり袋状の空間を形成する第２シーリングフィルムが基板表面から離れるように膨らみ、容積が増加する。このような作用により、供給用液溜め部から受容用液溜め部に流路を通じて試料を流動させることができる。
【００１３】
そして、試料が流路を通る際に、例えばその試料が加熱されても、第１シーリングフィルムと第２シーリングフィルムとで試料通路が密閉又は閉塞されているので、試料中の溶液等が蒸発して外気に放出されることがなく、試料濃度等が変化することを防止できる。試料通路の密閉度は、分析の精度に応じて適宜設計すればよく、シーリングフィルム等の貼着でも目的を果たすことができる。
【００１４】
上記第１の分析用媒体においては、前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されていることが好ましい。これによれば、試料にかかる遠心力が、試料が供給側から受容側に移行するにつれ試料供給側と試料受容側で平衡状態に達してしまい、そのことにより流れが止まってしまうのを防ぐことができる。
【００１５】
上記第１の分析用媒体においては、前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、他の基板部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００１６】
上記第１の分析用媒体においては、前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、シーリング部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００１７】
第１の分析用媒体においては、前記第１シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記第１シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされていることが好ましい。これによれば、試料注入口から試料を注入した後、試料注入口と供給用液溜め部とを連通させる流路の部分を基板に溶着又は接着することにより封止し、試料通路を容易かつ確実に密閉又は閉塞された状態にすることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の分析用媒体は、回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路と、前記供給用液溜め部に連通する第１接続口と、前記受容用液溜め部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口及び前記第２接続口を封止する１枚のシーリングフィルムが貼着されており、
前記シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口と前記２接続口とを連通させる連通空隙が形成されており、
前記シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記第１接続口とに連通する試料連通部が形成され、前記シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする。
【００１９】
上記第２の分析用媒体によれば、シーリングフィルムの試料注入口から試料を注入すると、試料は第１接続口を通って供給用液溜め部に充填される。試料を注入した後、試料注入口と第１接続口とに連通する試料連通部を封止すると、供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、それらに連通する流路とで構成される試料通路が密閉又は閉塞された状態になる。
【００２０】
この状態で、分析用媒体を回転させて、試料に遠心力を作用させると、試料は、分析用媒体の供給用液溜め部から、前記流路を通って、受容用液溜め部に流れる。このとき、供給用液溜め部では試料の流出によって圧力減少となり、受容用液溜め部では試料の流入によって圧力増加となるが、受容用液溜め部に封入されていた空気等が、第２接続口から、連通空隙に受容される。更に第１接続口を通って、供給用液溜め部に流入するので、試料を比較的容易に流動させることができる。
【００２１】
そして、流路を通る際に、例えば試料が加熱されてもシーリングフィルムによって試料通路が密閉又は閉塞されているので、試料中の溶液等が蒸発して外気に放出されることがなく、試料濃度等が変化することを防止できる。
【００２２】
上記第２の分析用媒体においては、前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されていることが好ましい。これによれば、試料にかかる遠心力が、試料が供給側から受容側に移行するにつれ試料供給側と試料受容側で平衡状態に達してしまい、そのことにより流れが止まってしまうのを防ぐことができる。
【００２３】
上記第２の分析用媒体においては、前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、他の基板部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００２４】
上記第１の分析用媒体においては、前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、シーリング部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００２５】
上記第２の分析用媒体においては、前記シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされていることが好ましい。これによれば、試料注入口から試料を注入した後、試料注入口と連通空隙になる部分とを連通させる流路の部分を基板に溶着又は接着させることにより封止し、試料通路を容易かつ確実に密閉又は閉塞された状態にすることができる。
【００２６】
本発明の分析用媒体においては、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とを連結する流路は、前記媒体の半径方向に沿って、外方及び内方に交互に折り返しながら、全体として周方向に向かうジグザグ部を有しており、試料の分析の際に、前記ジグザグ部の内周側と外周側とが異なる温度領域に配置されるものであることが好ましい。これによれば、試料は、流路のジグザグ部を通るときに、温度の高い領域と低い領域とを交互に通過することになるので、例えばＰＣＲ法によって、試料中に存在する特定のDNAを選択的に増幅させて検出する分析方法などに好適に利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の分析用媒体によれば、供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、それらに連通する流路とで構成される試料通路を外気と遮断した閉塞状態で、試料を供給用液溜め部から流路を介して受容用液溜め部に流すことができ、試料を封入した状態で流路内を流動させて分析することが可能となる。このため、流路を通るときに試料を加熱する必要がある場合でも、試料中の溶液等が蒸発して外気に放出されることがなく、試料濃度等が変化することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
まず、図１〜６を参照して、本発明の分析用媒体の第１実施形態を説明する。
【００２９】
図１に示すように、この分析用媒体１０は、ほぼ同径の丸い円板からなる第１基板部材１１と、第２基板部材１２とを接合して構成されている。第１基板部材１１、第２基板部材１２の材質としては、特に限定されないが、例えばアクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの熱可塑性樹脂が好ましく使用される。試料の分析を光検出手段で行う場合、第１基板部材１１、第２基板部材１２のうち、少なくとも一方は光透過性の材質であることが好ましく、他方には金属蒸着膜などの反射層が設けられていてもよい。
【００３０】
第１基板部材１１、第２基板部材１２のそれぞれの中心には、回転軸が挿通される支持孔１３，１４が形成されている。また、第１基板部材１１には、貫通孔からなる、第１接続口１５と第２接続口１６とが形成されている。第１接続口１５は、第２接続口１６よりも内周側、すなわち支持孔１３に近接した位置に配置されている。
【００３１】
第２基板部材１２の内面（図１の上面）には、線状の溝からなる流路１７が形成されている。流路１７は、前記第１基板部材１１の第１接続口１５に対応する位置まで伸びる一方の端部１７ａと、前記第１基板部材１１の第２接続口１６に対応する位置まで伸びる他方の端部１７ｂと、上記それぞれの端部１７ａ、１７ｂの間にあって、半径方向に沿って、外方及び内方に交互に折り返しながら、全体として周方向に向かうジグザグ部１７ｃとを有している。
【００３２】
図１，２に示すように、第１基板部材１１の表面（図１の上面）には、第１接続口１５を覆う第１シーリングフィルム１８と、第２接続口１６を覆う第２シーリングフィルム１９とが、貼着される。図１には、貼着する前の状態が、図２には、貼着された状態が、描かれている。第１シーリングフィルム１８及び第２シーリングフィルム１９のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、第１基板部材１１に貼着する又はされた部分を表している。また、第１シーリングフィルム１８の点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、第２シーリングフィルム１９の点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。
【００３３】
更に、第１シーリングフィルム１８の点線からなる大円Ｄの内側は、第１基板部材１１との間に、第１接続口１５を囲む袋状の空間からなる供給用液溜め部２２を形成する部分をなしている。その断面の構造が図３に示される。また、第２シーリングフィルム１９の点線からなる大円Ｅの内側は、第１基板部材１１との間に、第２接続口１６を囲む袋状の空間からなる受容用液溜め部２３を形成する部分をなしている。その断面の構造が図４に示される。
【００３４】
第１シーリングフィルム１８には、試料注入口２０が形成されており、この試料注入口２０は、第１基板部材１１に貼着されない細い線状部分で形成された試料連通部２１を介して、前記供給用液溜め部２２に連通している。その結果、図３に示すように、試料注入口２０は、試料連通部２１を介して、供給用液溜め部２２に連通し、供給用液溜め部２２は、第１接続口１５を介して、流路１７の一方の端部１７ａに連通している。
【００３５】
また、図４に示すように、第２シーリングフィルム１９の内側は、第２接続口１６を囲む袋状の空間からなる受容用液溜め部２３をなし、この受容用液溜め部２３は、第２接続口１６を介して、流路１７の他方の端部１７ｂに連通している。
【００３６】
なお、第１シーリングフィルム１８と第２シーリングフィルム１９とが連結された１枚のシーリングフィルムで構成されていてもよい。
【００３７】
シーリングフィルムは、低融点材料のポリプロピレン、ポリエチレン、又はそれらと高融点材料のナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とのラミネートフィルムなどを用いることが好ましい。また、ラミネートフィルムにされたナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の表面には、アルミナ、シリカなどの透明向き酸化物が蒸着されたものを使用することが好ましい。
【００３８】
こうして、試料注入口２０、試料連通部２１、供給用液溜め部２２、第１接続口１５、流路１７、第２接続口１６、受容用液溜め部２３からなる、１つの試料の通路が構成されている。この通路において、供給用液溜め部２２は、受容用液溜め部２３よりも内周側に位置しており、両液溜め部２２，２３の間に、ジグザグ部１７ｃを有する流路１７が配置された形状をなしている。
【００３９】
そして、図５に示すように、分析用媒体１０には、上記のような試料の通路が、周方向に沿って複数、この実施形態の場合は８つ並んで形成されており、同時に８つの試料の分析が行えるようになっている。
【００４０】
図６に示すように、この実施形態の場合、各試料通路における流路１７のジグザグ部１７ｃは、その内周側イが９０〜９９℃に設定される高温領域となり、外周側ロが５０〜８０℃に設定される低温領域となるように構成されている。上記各温度領域は、分析用媒体１０が設置されるターンテーブル又はそれに対向する部分に、例えば電熱線、ペルチェ素子、ランプヒーター等からなる加熱手段を有する温度制御手段を設けることによって形成することができる。
【００４１】
図７には上記流路１７のジグザグ部１７ｃの他の態様を示す。この態様では各試料通路における流路１７のジグザグ部１７ｃは、分析用媒体１０の半径方向に沿って周方向の左右に交互に折り返しながら、全体として内周側から外周側に向うように配される。この場合、上記各温度領域は、分析用媒体１０が設置されるターンテーブルに、上記温度制御手段を設けることによって、周方向の右側と左側とで温度設定を異なるように形成することができる。
【００４２】
上記構成によれば、流路１７を通過する試料が、高温領域イと、低温領域ロとを繰り返し通過することになるので、ＰＣＲによって増幅されたＤＮＡを検出する分析装置などに好適に用いることができる。
【００４３】
次に、上記構成からなる分析用媒体１０の使用方法について説明する。
【００４４】
まず、分析用の試料を、図示しない注射器を用いて試料注入口２０から所定量注入する。この場合、注射器の吐出口には、試料注入口２０の周囲に密接する弾性リングを設けておき、試料がこぼれることなく、試料注入口２０を通して第１シーリングフィルム１８の内周に注入されるようにする。
【００４５】
試料として、例えばＰＣＲを行う場合には、ＰＣＲ法により増幅される特定のＤＮＡを分析するための試薬を含む溶液が使用される。具体的には、増幅目的となる鋳型ＤＮＡ、至適温度が高温であることを特徴とし鋳型に相補的なＤＮＡを合成する酵素である熱抵抗性ＤＮＡポリメラーゼ、鋳型ＤＮＡ上に選択される２ヶ所の特定配列の各々に二重鎖形成能を有する２種類のプライマーＤＮＡ、及びＤＮＡポリメラーゼの基質となるヌクレオチドを含む溶液が使用される。
【００４６】
また、リアルタイムＰＣＲを行う場合には、核酸を含む分析用試料として更に、二重鎖DNAとの結合によって蛍光強度が増大する色素（蛍光色素）や、色素・クエンチャーが近傍に配置されDNAの伸長反応によって色素・クエンチャーの解離が起こるよう設計された核酸プローブやドナー色素とアクセプター色素がそれぞれ付加された二種類の核酸プローブが隣接する領域にハイブリダイゼーションすることによって色素間で蛍光共鳴エネルギー移動現象を起こすように設計された核酸プローブを含めることができる。核酸を含む分析用試料に混合される蛍光色素や核酸プローブには特に制限はなく、用途に合わせて選択することができる。例えば、蛍光色素としては、SYBR Green I（Molecular Probes社製）が好ましく例示できる。また、核酸プローブとしては、任意の配列を有するTaqManプローブ（Roche社製）、Hybridization Probes（Roche社製）等が好ましく例示できる。定量の目的となる鋳型ＤＮＡの由来や塩基配列には特に制限はなく、ヒトの血液、尿、唾液、精液、乳汁などから採取されたものでもよく、また、ヒト以外の生物由来のものであってもよい。
【００４７】
試料注入口２０から注入された試料は、試料連通部２１を通って供給用液溜め部２２に充填される。所定量の試料を注入したら、図１〜３に示されるヒータＨによって、試料連通部２１の部分で第１シーリングフィルム１８を第１基板部材１１に熱溶着して、試料連通部２１を閉塞する。なお、シーリングフィルムと基板との接合は、接着、熱圧着等の方法でも行うことができる。その結果、供給用液溜め部２２、流路１７、及び受容用液溜め部２３に通じる試料の通路が、外気と遮断された状態となる。
【００４８】
そして、分析用媒体３０を図示しない回転テーブルに載せ、図示しない温度制御手段によって、前記実施形態と同様に、流路１７のジグザグ部１７ｃの内周側イを高温領域とし、外周側ロを低温領域とする（図６参照）。
【００４９】
この状態で、図示しない回転テーブルを回転させて、分析用媒体１０を所定の速度で回転させると、供給用液溜め部２２に充填された試料が、遠心力の作用で、第１接続口１５から流路１７の一方の端部１７ａを通り、ジグザグ部１７ｃを通り、更に他方の端部１７ｂを通って、第２接続口１６から受容用液溜め部２３に流入するように流れる。このとき、供給用液溜め部２２では、図３に示す第１シーリングフィルム１８が第１基板部材１１に近づくように萎んで容積が減少し、受容用液溜め部２３では、図４に示す第２シーリングフィルム１９が第１基板部材１１から離れるように膨らんで容積が増大するので、試料の流動が可能となる。
【００５０】
そして、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに、高温領域イと、低温領域ロとを繰り返し通過することにより、試料は、それらの領域に応じた温度環境に曝されることとなる。したがって、例えば、ＰＣＲを行う場合には、高温領域イが、流路内を移動する試料をＤＮＡの解離温度以上に加熱できるように形成され、低温領域ロが、流路内を移動する試料をＤＮＡの解離温度以下に制御できるように形成される。そして、各設定温度の領域の面積あるいは流路長の比が、試料が通過する時間の比が高温領域：低温領域で１：２〜１：３となるように形成される。更に、回転速度を調節することで、その遠心力による送液の流速を、１つの温度サイクルを１０秒〜１分かけて通過するように制御することができる。このようにして、ＰＣＲのための所望の温度サイクルを付与することができる。このとき、試料の通路は、第１シーリングフィルム１８及び第２シーリングフィルム１９によって封止され、外気と遮断するように密閉又は閉塞されているので、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに加熱されても、蒸気となって外部に流出することがなく、試料の濃度等が変化することがない。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、流路１７が第２基板部材１２の接合側表面に溝状をなして形成されているが、流路１７を第１基板部材１１の接合側裏面に溝状をなして形成してもよい。
【００５２】
図８には、上記分析用媒体１０の他の態様を示す。この態様では、流路１７が、基板部材１１ａの裏面（図８の下面）に溝状をなして形成されている。そして、基板部材１１ａに形成された第１接続口１５、第２接続口１６、及び流路１７の全体をシーリング部材１２ａで裏面側から被い、流路１７の通路を確保した状態で密閉するように貼着する。
【００５３】
そして、基板部材１１ａの表面（図８の上面）には、第１接続口１５を覆う第１シーリングフィルム１８と、第２接続口１６を覆う第２シーリングフィルム１９とが、貼着される。第１シーリングフィルム１８及び第２シーリングフィルム１９のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、第１基板部材１１に貼着する又はされた部分を表している。また、第１シーリングフィルム１８の点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、第２シーリングフィルム１９の点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。
【００５４】
更に、第１シーリングフィルム１８の点線からなる大円Ｄの内側は、基板部材１１ａとの間に、第１接続口１５を囲む袋状の空間からなる供給用液溜め部２２を形成する部分をなしている。図９にはその断面の構造が、図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図に示される。また、第２シーリングフィルム１９の点線からなる大円Ｅの内側は、基板部材１１ａとの間に、第２接続口１６を囲む袋状の空間からなる受容用液溜め部２３を形成する部分をなしている。図１０にはその断面の構造が、図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図に示される。
【００５５】
上記構成により、２つの基板部材を接合することなく１枚の基板部材で、本件発明の分析用媒体１０を構成することができる。
【００５６】
上記シーリングフ部材の材質に特に制限はないが、試料の通路が外気と遮断された状態を形成するためには、上記シーリングフィルムと同様の材質が好ましい。
【００５７】
なお、上記基板部材に形成される上記流路を形成するための溝は、上述した彫刻状の溝に相当する部分を除く部分に基板と同種の合成樹脂等で印刷することにより形成することもできる。あるいは、パイプ状に樹脂で成型した別体のものを、基板部材に貼着することで、上記基板部材に形成される上記流路を構成してもよい。
【００５８】
次に、図１１〜１７を参照して、本発明の分析用媒体の第２実施形態を説明する。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には、同符号を付して説明する。
【００５９】
図１１に示すように、この分析用媒体３０は、前記実施形態と同様に、第１基板部材１１と第２基板部材１２とを接合して構成されており、それぞれの基板部材１１，１２には、支持孔１３，１４が形成されている。
【００６０】
第２基板部材１２には、供給用液溜め部２２と、受容用液溜め部２３と、これらに連通する流路１７とが、それぞれ溝状をなして形成されている。流路１７は、一方の端部１７ａが供給用液溜め部２２に連通し、他方の端部１７ｂが受容用液溜め部２３に連通し、中間部がジグザグ部１７ｃをなしている。
【００６１】
更に、供給用液溜め部２２からは供給路３１が伸びており、受容用液溜め部２３からは返送路３２が伸びていて、供給路３１の端部が外周側、返送路３２の端部が内周側に位置して、それぞれの端部が近接して配置されている。
【００６２】
第１基板部材１１には、供給路３１の端部に対応する位置に第１接続口１５が形成され、返送路３２の端部に対応する位置に第２接続口１６が形成されている。
【００６３】
そして、図１２を併せて参照すると、第１基板部材１１表面には、上記第１接続口１５と、第２接続口１６とを覆うように、１枚のシーリングフィルム３３が貼着されている。シーリングフィルム３３において、図１１，１２中のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、第１基板部材１１に貼着された部分を表し、また、点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。また、シーリングフィルム３３には、試料注入口２０が形成されている。
【００６４】
シーリングフィルム３３の内部は、第１接続口１５、第２接続口１６及び試料注入口２０に連通しており、試料注入口２０から第１接続口１５へ試料を流す供給流路をなすと共に、試料が流路に送液されるにつれて流路内から押し出される空気等を受容する、連通空隙を構成している。したがって、第２接続口１６から押し出された空気は連通空隙に受容され、更にその連通空隙に連通する第１接続口１５に返送される。
【００６５】
すなわち、図１３に示すように、試料注入口２０は、シーリングフィルム３３の内部を通って第１接続口１５に連通しており、試料注入口２０から注入された試料は、シーリングフィルム３３の内部を通り、更に第１接続口１５を通って、供給路３１に流入し、供給用液溜め部２２に流れ込むようになっている。なお、試料注入口２０は、第２接続口１６にも連通しているが、試料注入口２０と第２接続口１６との間に隔壁状に伸びる貼着部分Ａａによって、第２接続口１６には試料が流れ込みにくくされている。この試料注入口２０の位置は、図１１中に示されるヒータＨに対して略平行にずらした位置に適宜変更してもよく、あるいは、その位置より小円Ｂに近い位置に適宜変更してもよい。
【００６６】
また、図１４に示すように、受容用液溜め部２３から押出された空気等は、返送路３２を通り、第２接続口１６からシーリングフィルム３３の内部空間の連通空隙に流入する。更にはこの内部空間の連通空隙を通って、第１接続口１５に入り、更に供給路３１を通って、供給用液溜め部２２に返送されるようになっている。
【００６７】
次に、上記構成からなる分析用媒体３０の使用方法について説明する。
【００６８】
まず、分析用の試料を、図示しない注射器を用いて試料注入口２０から所定量注入する。試料注入口２０から注入された試料は、前述したように、シーリングフィルム３３の内部空間を通って、第１接続口１５から供給路３１に流入し、供給用液溜め部２２に流れ込む。試料を注入したら、例えばヒータＨによって、試料注入口２０と、第１接続口１５及び第２接続口１６との間で、シーリングフィルム３３を第１基板部材１１に熱溶着させ、第１接続口１５及び第２接続口１６をシーリングフィルム３３で封止する。このとき、シーリングフィルム３３の内部には、第１接続口１５と第２接続口１６を連通させる連通空隙３４が形成される（図１２，１４参照）。なお、シーリングフィルムの基板との接合は、接着、熱圧着等の方法でも行うことができる。
【００６９】
そして、分析用媒体３０を図示しない回転テーブルに載せ、図示しない温度制御手段によって、前記実施形態と同様に、流路１７のジグザグ部１７ｃの内周側イを高温領域とし、外周側ロを低温領域とする（図６参照）。
【００７０】
この状態で、図示しない回転テーブルを回転させ、分析用媒体３０を回転させることにより、遠心力の作用により、供給用液溜め部２２に貯留された試料が、外径方向に移動し、流路１７を通って、受容用液溜め部２３に流れ込む。このとき、受容用液溜め部２３内に元々充填されていた空気等は、流路１７から流れ込む試料によって押し出され、返送路３２を通り、第２接続口１６を通り、連通空隙３４に受容される。更に第１接続口１５に流れ込み、供給路３１を通って、供給用液溜め部２２に返送される。これによって、試料が流路１７内を流動することが可能となる。
【００７１】
そして、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに、高温領域イと、低温領域ロとを繰り返し通過することにより、前記と同様に、例えば、ＰＣＲを行う場合には、ＰＣＲのための所望の温度サイクルを付与することができる。このとき、試料の通路は、シーリングフィルム３３によって封止され、外気と遮断するように密閉又は閉塞されているので、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに加熱されても、蒸気となって外部に流出することがなく、試料の濃度等が変化することがない。
【００７２】
なお、上記実施形態においては、供給用液溜め部２２、流路１７、受容用液溜め部２３が、第２基板部材１２の接合側表面に溝状をなして形成されているが、これらを第１基板部材１１の接合側表面に溝状をなして形成してもよい。
【００７３】
図１５には、上記分析用媒体３０の他の態様を示す。この態様では、流路１７が、基板部材１１ａの裏面（図１５の下面）に溝状をなして形成されている。そして、基板部材１１ａに形成された第１接続口１５、第２接続口１６、及び流路１７の全体をシーリング部材１２ａで裏面側から被い、流路１７の通路を確保した状態で密閉するように貼着する。
【００７４】
そして、基板部材１１ａ表面には、上記第１接続口１５と、第２接続口１６とを覆うように、１枚のシーリングフィルム３３が貼着されている。シーリングフィルム３３において、図１１，１２中のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、基板部材１１ａに貼着された部分を表し、また、点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。また、シーリングフィルム３３には、試料注入口２０が形成されている。
【００７５】
シーリングフィルム３３の内部は、第１接続口１５、第２接続口１６及び試料注入口２０に連通しており、試料注入口２０から第１接続口１５へ試料を流す供給流路をなすと共に、試料が流路に送液されるにつれて流路内から押し出される空気等を受容する、連通空隙を構成している。したがって、第２接続口１６から押し出された空気は連通空隙に受容され、更にその連通空隙に連通する第１接続口１５に返送される。
【００７６】
図１６には図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図を示す。この図１６に示すように、基板部材１１ａにシーリング部材１２ａを裏面側から貼着することで、試料注入口２０は、シーリングフィルム３３の内部を通って第１接続口１５に連通しており、試料注入口２０から注入された試料は、シーリングフィルム３３の内部を通り、更に第１接続口１５を通って、供給路３１に流入し、供給用液溜め部２２に流れ込むような構成とされている。
【００７７】
また、図１７には図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図を示す。この図１７に示すように、基板部材１１ａにシーリング部材１２ａを裏面側から貼着することで、受容用液溜め部２３から押出された空気等は、返送路３２を通り、第２接続口１６からシーリングフィルム３３の内部空間の連通空隙に流入するような構成とされている。更にはこの内部空間の連通空隙を通って、第１接続口１５に入り、更に供給路３１を通って、供給用液溜め部２２に返送されるようになっている。
【００７８】
上記構成により、２つの基板部材を接合することなく１枚の基板部材で、本件発明の分析用媒体３０を構成することができる。
【００７９】
なお、上述した分析用媒体１０と同様、上記シーリングフ部材の材質に特に制限はないが、試料の通路が外気と遮断された状態を形成するためには、上記シーリングフィルムと同様の材質が好ましい。また、上記基板部材に形成される上記流路を形成するための溝は、上述した彫刻状の溝に相当する部分を除く部分に基板と同種の合成樹脂等で印刷することにより形成することもできる。あるいは、パイプ状に樹脂で成型した別体のものを、基板部材に貼着することで、上記基板部材に形成される上記流路を構成してもよい。
【００８０】
試料を分析するための検出手段としては、一般的な吸光光度計、蛍光光度計と同様の光学系による光検出手段を用いることができる。これによれば、媒体内の試料を回収することなく試料を分析することが可能である。例えば、蛍光色素 SYBR green を用いてＰＣＲを行う場合を例にあげると、前記蛍光色素は、ＰＣＲにより合成される二本鎖DNAに挿入（インターカレート）して蛍光を生じるようになるので、一般的な蛍光励起・検出手段を用いてその蛍光強度を測定して、ＰＣＲにより合成される二本鎖DNAの生成量を検出することができる。なお、流路の複数点での測定を可能にするためには、媒体を移動させて該測定点を検出手段の位置に整合する位置に移動させてもよく、光検出手段のほうを移動させてもよく、または、それらの両方の方法を組み合わせて採用することもできる。
【００８１】
光学系による光検出手段の光源としては、キセノンランプやハロゲンランプ、および半導体レーザーが例示できる。また光学系の受光器としては光電子増倍管やCCD、フォトダイオードなどが例示できる。分光手段は、プリズムやフィルター、グレーティング、スリット、ビームスプリッタ、レンズ、ミラー等で構成されている。吸光度の測定は、測定点に光を通過させても良いし、反射させても良い。蛍光の検出は任意の効率よい場所に受光器を配せば良い。濁度の測定は基本的に吸光度の測定と同じである。
【実施例】
【００８２】
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、これらの実施例において製造されたディスク状の分析用媒体は本発明の一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８３】
<製造例１>
図１〜５に図示される構造の分析用媒体を下記の条件で製造した。
【００８４】
第１基板部材１１として、第１接続口１５及び第２接続口１６とされる直径3mmφの孔を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。なお、両接続口とされる直径3mmφの孔は、後述するように成形される第２基板部材１２上の流路の両末端部１７ａ，１７ｂに整合する位置に成型した。
【００８５】
第２基板部材１２として、流路１７とされる溝を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。流路１７の形状としては、幅200μm、高さ30μmの流路が長さ10mmで折り返し、10往復して合計200mmの長さを有する形状の流路とし、流路と流路の間の壁は幅200μmとした。そして、その流路１７のジグザグ部を、ディスク状の媒体の中心から40ｍｍから50ｍｍの範囲に位置するように配し、周方向に沿って８つ並べて成型した。
【００８６】
第１シーリングフィルム１８として、試料注入口２０となる直径2mmφの孔を有する変性ポリプロピレン／シリカ／ポリカーボネート（30μm／1μm／100μm）のラミネートフィルムを、15mm×15mmの大きさで打ち抜き成型した。なお、ラミネートフィルムの変性ポリプロピレンが基板と接着するためのシーラントとなる。
【００８７】
第２シーリングフィルム１９として、変性ポリプロピレン／シリカ／ポリカーボネート（30μm／1μm／100μm）のラミネートフィルムを、15mm×15mmの大きさで打ち抜き成型した。
【００８８】
図１に示される配置となるように、成型した両基板を均等に加圧しながら加熱して圧着した。圧力は106Pa、温度は130℃とし、1分間加熱加圧した。更に第２の基板の上から、各シーリングフィルム１８，１９を、150℃でヒートシールにより貼着部の形状（図１，２，５中、ドット状のハッチングが付された部分Ａ）に沿って貼着した。このとき、第１シーリングフィルム１８の非接着部が10mmφの供給用液溜部２２を形成するとともに、試料注入口２０までの試料連通部２１を形成するにように貼着した。また、第２シーリングフィルム１９の非接着部が10mmφの受容用液溜部２３を形成するように貼着した。
【００８９】
<実施例１>
製造例１で製造した分析用媒体を用いて以下の試験を行った。
【００９０】
試料注入口２０からＯリングを介してマイクロシリンジで純水約10μLを注入して供給用液溜部２２に溜めた後、試料注入口２０と供給用液溜部２２とのほぼ中間の位置で、試料連通部２１を焼きごて（図中、Ｈで示す。）で熱封止した。このようにして分析用媒体上の８つの流路全てに純水を注入し、熱封止した。この分析用媒体を、図１８に示すように、モータ４３により回転する回転テーブル４２と、この回転テーブル４２上に配置されたランプ４１からなる加熱手段とを有する分析用媒体加熱回転装置に設置して、分析用媒体を95℃に加熱して10分静置した後、下記表1に示すような所定の回転数、時間で回転させた。所定時間経過後、分析用媒体の回転を止め、送液された純水の先端の位置を、供給用液溜部２２の出口から純水先端までの距離として、計測した。また、注入した純水の減少量について調べるために、純水注入後の媒体全体の質量を測定した後、回転速度１０００ｒｐｍで４０秒間回転させ、分析用媒体の回転を止め、95℃で分析用媒体を保持して30分静置した後、分析用媒体を回転加熱装置から外し、常温まで放冷した後、分析用媒体全体の質量を再度測定した。それらの結果を下記表１，２に示す。
【００９１】
【表１】
【００９２】
【表２】
【００９３】
表１に明らかなように、回転による遠心力によって、製造例１で製造した分析用媒体の流路に純水を送液することができた。また、回転速度を１０００、１２５０、１５００ｒｐｍと変化させると、その回転速度に応じた送液の速さで純水が送液された。更に、表２に明らかなように、分析用媒体全体の質量の減少は微小であり分析用媒体を一定時間95℃に加熱しても流路から水や蒸気が漏洩しないことが明らかとなった。
【００９４】
<製造例２>
図１１〜１４に図示される構造の分析用媒体を下記の条件で製造した。
【００９５】
第１基板部材１１として、第１接続口１５及び第２接続口１６とされる直径3mmφの孔を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。なお、両接続口とされる直径3mmφの孔は、後述するように成形される第２基板部材１２上の供給路３１，返送路３２に整合する位置に成型した。
【００９６】
第２基板部材１２として、流路１７、供給用液溜部２２、受容用液溜部２３、供給路３１、及び返送路３２とされる深さ30μmの溝を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。流路１７の形状としては、幅200μm、高さ30μmの流路が長さ10mmで折り返し、10往復して合計200mmの長さを有する形状の流路とし、流路と流路の間の壁は幅200μmとした。そして、その流路１７のジグザグ部を、ディスク状の媒体の中心から40mmから50mmの範囲に位置するように配し、周方向に沿って８つ並べて成型した。
【００９７】
シーリングフィルム３３として、試料注入口２０となる直径2mmφの孔を有する変性ポリプロピレン／シリカ／ポリカーボネート（30μm／1μm／100μm）のラミネートフィルムを、15mm×15mmの大きさで打ち抜き成型した。なお、ラミネートフィルムの変性ポリプロピレンが基板と接着するためのシーラントになる。
【００９８】
図１１に示される配置となるように、成型した両基板を均等に加圧しながら加熱して圧着した。圧力は106Pa、温度は130℃とし、1分間加熱加圧した。更に第２の基板１２の上から、シーリングフィルム３３を、150℃でヒートシールにより貼着部の形状（図１１，１２中、ドット状のハッチングが付された部分Ａ）に沿って貼着し、シーリングフィルム３３に覆われた内部空間を形成させるとともに、試料注入口２０と第２接続口１６との間に隔壁状に伸びる貼着部分Ａａを形成するように貼着した。
【００９９】
<実施例２>
製造例２で製造した分析用媒体を用いて以下の試験を行った。
【０１００】
試料注入口２０からＯリングを介してマイクロシリンジで純水約10μLを注入してシーリングフィルム３３に覆われた内部空間の左側（図１２に図示する側面の方向から見て左側）に溜めた後、空気を同様にマイクロシリンジで注入して、純水を第１接続口１５側へ送った。このとき、試料注入口２０と第２接続口１６との間に隔壁状に伸びる貼着部分Ａａが形成されているので、純水が第２接続口１６側へ送られることはなかった。貼着部分Ａａの隔壁状に伸びる部分であって、シーリングフィルム３３の左右ほぼ中間を焼きごてで熱封止し、シーリングフィルム３３に覆われた内部空間を、図１２に図示する側面の方向から見て左右両側に分断した。このようにして分析用媒体上の８つの流路全てに純水を注入し、熱封止した。
【０１０１】
上記のようにして純水を注入し熱封止した分析用媒体について、実施例１と同様の試験を行った。分析用媒体の回転による送液を調べる試験においては、温度条件として、実施例１と同様にして95℃で行う場合とともに、上記分析用媒体回転加熱装置（図１８に模式的に示す。）の加熱手段を作動させないで、２５℃の温度条件でも行った。それらの結果を下記表３〜５に示す。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
【表４】
【０１０４】
【表５】
【０１０５】
表３に明らかなように、回転による遠心力によって、製造例２で製造した分析用媒体の流路に純水を送液することができた。また、回転速度を１０００、１２５０、１５００ｒｐｍと変化させると、その回転速度に応じた送液の速さで純水が送液された。
【０１０６】
また、表３に明らかなように、２５℃の温度条件でも行った場合にも、回転による遠心力によって、製造例２で製造した分析用媒体の流路に純水を送液することができた。なお、この場合、送液の速さは９５℃の温度条件でも行った場合よりも遅くなった。この送液の速さの低下は、温度条件を９５℃から２５℃にすることによって、分析用媒体に注入した純水の粘性が増大したこと等に起因することが考えられた。
【０１０７】
更に、表５に明らかなように、分析用媒体全体の質量の減少は微小であり分析用媒体を一定時間９５℃に加熱しても流路から水や蒸気が漏洩しないことが明らかとなった。
【０１０８】
<比較例１>
製造例２で製造した分析用媒体を用いて以下の試験を行った。
【０１０９】
すなわち、製造例２で製造した分析用媒体に純水を注入した後、シーリングフィルム３３を熱封止しない以外は、実施例２と同様にして試験を行った。それらの結果を下記表６，７に示す。
【０１１０】
【表６】
【０１１１】
【表７】
【０１１２】
その結果、表６に示すように、２５℃の温度条件でも行った場合には、実施例２において２５℃の温度条件で行った場合と同様にして送液することができた。しかしながら、９５℃の温度条件で行った場合には、回転前に95℃で10分静置した段階で分析用媒体に注入した純水は蒸発により減少してしまい、純水の送液を測定することができなかった。更に、表７に明らかなように、温度条件で少なくとも３０分間９５℃の条件下に曝されると、注入した全ての純水が消失していた。
【０１１３】
<比較例２>
製造例２で製造した分析用媒体のうち、シーリングフィルム３３を貼り付けていないものを用いて、以下の試験を行った。
【０１１４】
すなわち、第１接続口１５からＯリングを介してマイクロシリンジで供給用液溜部２２がほぼ満されるまで純水を約2.5μL注入した。その後、両接続口１５，１６をエポキシ樹脂で埋め固めて封止した。これを、上記分析用媒体回転加熱装置（図１８に模式的に示す。）に設置し、加熱手段を作動させないで、２５℃で、下記表８に示すような所定の回転数、時間で回転させた。所定時間経過後、分析用媒体の回転を止め、送液された純水の先端の位置を、供給用液溜部２２の出口から純水先端までの距離として、計測した。また、注入した純水の減少量について調べるために、純水注入後の媒体全体の質量を測定した後、回転速度１０００ｒｐｍで４０秒間回転させ、分析用媒体の回転を止め、95℃で分析用媒体を保持して３０分静置した後、分析用媒体を回転加熱装置から外し、常温まで放冷した後、分析用媒体全体の質量を再度測定した。それらの結果を下記表８，９に示す。
【０１１５】
【表８】
【０１１６】
【表９】
【０１１７】
その結果、両接続口１５，１６がエポキシ樹脂で封止されているので、表９に示すように、分析用媒体に注入した純水の減少は少なかったが、表８に示すように、分析用媒体に注入した純水を遠心力により送液することができなかった。
【０１１８】
以上の結果から、分析用媒体の開放口を封止しないと、試料中の溶液等が蒸発して試料濃度等が変化してしまうことが明らかとなった。また、開放口をエポキシ樹脂などで封止すると、試料が分析用媒体内の流路を移動するのに伴って移動する空気を受容する余地がないため、分析用媒体に注入した試料を遠心力により送液することができないことが明らかとなった。これに対して、製造例１，２で製造した分析用媒体を用いて、分析用媒体の開放口を封止しつつ、試料が流路を移動するのに伴って移動する空気を受容する余地を設けることにより、分析用媒体の回転による遠心力によって、試料をスムーズに送液できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の分析用媒体の第１の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】同分析用媒体の１つの試料の通路全体を示す部分拡大平面図である。
【図３】図２のIII−III矢示線に沿った断面図である。
【図４】図２のIV−IV矢示線に沿った断面図である。
【図５】同分析用媒体の全体を示す平面図である。
【図６】同分析用媒体の流路のジグザグ部を示す部分拡大図である。
【図７】流路のジグザグ部の他の態様を有する同分析用媒体の全体を示す平面図である。
【図８】本発明の分析用媒体の第２の実施形態を示す分解斜視図である。
【図９】図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１０】図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１１】本発明の分析用媒体の第３の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１２】同分析用媒体の１つの試料の通路全体を示す部分拡大平面図である。
【図１３】図１２のIX−IX矢示線に沿った断面図である。
【図１４】図１２のＸ−Ｘ矢示線に沿った断面図である。
【図１５】本発明の分析用媒体の第４の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１６】図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１７】図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１８】実施例における分析用媒体の回転・加熱方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０，３０ 分析用媒体
１１ 第１基板部材
１１ａ 基板部材
１２ 第２基板部材
１２ａ シーリング部材
１３，１４ 支持孔
１５ 第１接続口
１６ 第２接続口
１７ 流路
１７ａ，１７ｂ 端部
１７ｃ ジグザグ部
１８ 第１シーリングフィルム
１９ 第２シーリングフィルム
２０ 試料注入口
２１ 連通路
２２ 供給用液溜め部
２３ 受容用液溜め部
３１ 供給路
３２ 返送路
３３ シーリングフィルム
３４ 連通空隙
４０ 分析用媒体回転加熱装置
４１ 加熱手段
４２ 分析用媒体支持回転台
４３ モーター
Ａ，Ａａ 貼着部分
Ｈ ヒータ
イ 高温領域
ロ 低温領域
ハ 電磁波
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能な構造を有し、内部に試料溶液が通過可能な流路が設けられた分析用媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料の分析の各工程は、独立した装置でのオペレーションが必要で、手間がかかった。また各工程はバッチ処理であることが多く、試料数の増大に比例して作業時間も増加していた。
【０００３】
近年、試料分析の各工程の手間を省き、作業時間を短縮するための技術として、マイクロ統合分析システム（Micro Total Analysis System：以下、「μTAS」と略称する。）あるいはラボチップ（Lab-on-a-chip：以下「ＬＯＣ」と略称する。）と呼ばれるデバイスが登場してきた。これらの技術は、これまで人手で行っていた各オペレーションやオペレーション間の試料の移動など分析に関わる一連の工程を１つの基板上で再現しようとするものである。具体的には、基板に細い流路を形成し、流路の分岐や合流、弁などによる送液制御や、混合、加熱、冷却などによる反応制御、分光学的あるいは電気的作用を応用した検出などが１つの基板上に形成されているデバイスである。
【０００４】
μTASデバイスにおける問題の１つに、試料溶液を送液するため駆動力の問題がある。すなわち、小型化に限界のある送液用ポンプ等を用いずに送液することが望まれている。
【０００５】
このような課題について、下記特許文献１には、回転する分析用ディスクに形成された流路内で、温度の異なる領域を交互に通過するように反応液を送液することによってポリメラーゼ連鎖反応（Polymerase chain reaction:以下、「ＰＣＲ」と略称する。）を進行させる分析用ディスクが開示されている。また、下記特許文献２には、ＰＣＲに適した微量分析を行うための微量システムプラットホームが開示されている。
【０００６】
これらの従来技術においては、それらディスクやプラットホームに形成された微細な流路に溶液を注入し、回転により生じる遠心力をもって流路内に注入された試料溶液を送液する構成が採用されている。また、核酸を分析する反応を進行させるため、流路内に注入された試料溶液は所定の温度に加熱される。
【特許文献１】特開２００５−２９５８７７号公報
【特許文献２】特表２００３−５０２６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の分析用ディスクでは、流路の末端に空気孔や注入口を有するため、送液に伴って溶液の最後尾側へ空気が流入し、先頭側からの空気の排出が行われるので、流路内での空気の圧縮や膨脹が起こらず送液がスムーズである。しかしながら、流路内の液体や蒸気の噴出を防ぐことができなかった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の微量分析を行うための方法および装置においては、流路の終端は空気孔および空気のみを通過し液体を通過させないほどの細い空気流路を有していることによって、溶液を送液する際の空気の排出を可能にしながら、液体の噴出を防ぐことを可能にしている。しかしながら、この技術においても依然として、蒸気の噴出は防ぐことができなかった。従って、流路内の水分は、加熱等により気化して空気孔や注入口から出ていくため、試料は時間と共に濃度変化し、最終的には乾燥に至るおそれがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、μTASデバイスとして利用できる分析用媒体であって、流路を通る試料溶液の蒸発を防ぎつつ、送液をスムーズに行うことができる分析用媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の分析用媒体は、回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記流路と、前記流路の一方の端部に連通する第１接続口と、前記流路の他方の端部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口を封止する第１シーリングフィルムと、前記第２接続口を封止する第２シーリングフィルムとが貼着されており、
前記第１シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口に連通する袋状の空間からなる前記供給用液溜め部が形成され、前記第２シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第２接続口に連通する袋状の空間からなる前記受容用液溜め部が形成されており、
前記第１シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記供給用液溜め部とに連通する試料連通部が形成され、前記第１シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする。
【００１１】
上記第１の分析用媒体によれば、第１シーリングフィルムの試料注入口から試料を注入すると、試料は第１接続口に連通する袋状の空間からなる供給用液溜め部に充填される。試料を注入した後、第１シーリングフィルムの試料注入口と供給用液溜め部とに連通する試料連通部を封止すると、供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、それらに連通する流路とで構成される試料通路が密閉又は閉塞された状態になる。
【００１２】
この状態で、分析用媒体を回転させて、試料に遠心力を作用させると、試料は、分析用媒体の供給用液溜め部から、前記流路を通って、受容用液溜め部に流れる。このとき、供給用液溜め部は、減圧状態になり袋状の空間を形成する第１シーリングフィルムが基板表面に近づくように萎み、容積が減少する。一方、受容用液溜め部は、増圧状態になり袋状の空間を形成する第２シーリングフィルムが基板表面から離れるように膨らみ、容積が増加する。このような作用により、供給用液溜め部から受容用液溜め部に流路を通じて試料を流動させることができる。
【００１３】
そして、試料が流路を通る際に、例えばその試料が加熱されても、第１シーリングフィルムと第２シーリングフィルムとで試料通路が密閉又は閉塞されているので、試料中の溶液等が蒸発して外気に放出されることがなく、試料濃度等が変化することを防止できる。試料通路の密閉度は、分析の精度に応じて適宜設計すればよく、シーリングフィルム等の貼着でも目的を果たすことができる。
【００１４】
上記第１の分析用媒体においては、前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されていることが好ましい。これによれば、試料にかかる遠心力が、試料が供給側から受容側に移行するにつれ試料供給側と試料受容側で平衡状態に達してしまい、そのことにより流れが止まってしまうのを防ぐことができる。
【００１５】
上記第１の分析用媒体においては、前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、他の基板部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００１６】
上記第１の分析用媒体においては、前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、シーリング部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００１７】
第１の分析用媒体においては、前記第１シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記第１シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされていることが好ましい。これによれば、試料注入口から試料を注入した後、試料注入口と供給用液溜め部とを連通させる流路の部分を基板に溶着又は接着することにより封止し、試料通路を容易かつ確実に密閉又は閉塞された状態にすることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の分析用媒体は、回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路と、前記供給用液溜め部に連通する第１接続口と、前記受容用液溜め部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口及び前記第２接続口を封止する１枚のシーリングフィルムが貼着されており、
前記シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口と前記２接続口とを連通させる連通空隙が形成されており、
前記シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記第１接続口とに連通する試料連通部が形成され、前記シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする。
【００１９】
上記第２の分析用媒体によれば、シーリングフィルムの試料注入口から試料を注入すると、試料は第１接続口を通って供給用液溜め部に充填される。試料を注入した後、試料注入口と第１接続口とに連通する試料連通部を封止すると、供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、それらに連通する流路とで構成される試料通路が密閉又は閉塞された状態になる。
【００２０】
この状態で、分析用媒体を回転させて、試料に遠心力を作用させると、試料は、分析用媒体の供給用液溜め部から、前記流路を通って、受容用液溜め部に流れる。このとき、供給用液溜め部では試料の流出によって圧力減少となり、受容用液溜め部では試料の流入によって圧力増加となるが、受容用液溜め部に封入されていた空気等が、第２接続口から、連通空隙に受容される。更に第１接続口を通って、供給用液溜め部に流入するので、試料を比較的容易に流動させることができる。
【００２１】
そして、流路を通る際に、例えば試料が加熱されてもシーリングフィルムによって試料通路が密閉又は閉塞されているので、試料中の溶液等が蒸発して外気に放出されることがなく、試料濃度等が変化することを防止できる。
【００２２】
上記第２の分析用媒体においては、前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されていることが好ましい。これによれば、試料にかかる遠心力が、試料が供給側から受容側に移行するにつれ試料供給側と試料受容側で平衡状態に達してしまい、そのことにより流れが止まってしまうのを防ぐことができる。
【００２３】
上記第２の分析用媒体においては、前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、他の基板部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００２４】
上記第１の分析用媒体においては、前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に前記流路が形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも１の基板部材に彫刻状の溝を成型し、シーリング部材を張り合わせるように接合するなどして、容易に基板に流路を形成することができる。
【００２５】
上記第２の分析用媒体においては、前記シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされていることが好ましい。これによれば、試料注入口から試料を注入した後、試料注入口と連通空隙になる部分とを連通させる流路の部分を基板に溶着又は接着させることにより封止し、試料通路を容易かつ確実に密閉又は閉塞された状態にすることができる。
【００２６】
本発明の分析用媒体においては、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とを連結する流路は、前記媒体の半径方向に沿って、外方及び内方に交互に折り返しながら、全体として周方向に向かうジグザグ部を有しており、試料の分析の際に、前記ジグザグ部の内周側と外周側とが異なる温度領域に配置されるものであることが好ましい。これによれば、試料は、流路のジグザグ部を通るときに、温度の高い領域と低い領域とを交互に通過することになるので、例えばＰＣＲ法によって、試料中に存在する特定のDNAを選択的に増幅させて検出する分析方法などに好適に利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の分析用媒体によれば、供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、それらに連通する流路とで構成される試料通路を外気と遮断した閉塞状態で、試料を供給用液溜め部から流路を介して受容用液溜め部に流すことができ、試料を封入した状態で流路内を流動させて分析することが可能となる。このため、流路を通るときに試料を加熱する必要がある場合でも、試料中の溶液等が蒸発して外気に放出されることがなく、試料濃度等が変化することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
まず、図１〜６を参照して、本発明の分析用媒体の第１実施形態を説明する。
【００２９】
図１に示すように、この分析用媒体１０は、ほぼ同径の丸い円板からなる第１基板部材１１と、第２基板部材１２とを接合して構成されている。第１基板部材１１、第２基板部材１２の材質としては、特に限定されないが、例えばアクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの熱可塑性樹脂が好ましく使用される。試料の分析を光検出手段で行う場合、第１基板部材１１、第２基板部材１２のうち、少なくとも一方は光透過性の材質であることが好ましく、他方には金属蒸着膜などの反射層が設けられていてもよい。
【００３０】
第１基板部材１１、第２基板部材１２のそれぞれの中心には、回転軸が挿通される支持孔１３，１４が形成されている。また、第１基板部材１１には、貫通孔からなる、第１接続口１５と第２接続口１６とが形成されている。第１接続口１５は、第２接続口１６よりも内周側、すなわち支持孔１３に近接した位置に配置されている。
【００３１】
第２基板部材１２の内面（図１の上面）には、線状の溝からなる流路１７が形成されている。流路１７は、前記第１基板部材１１の第１接続口１５に対応する位置まで伸びる一方の端部１７ａと、前記第１基板部材１１の第２接続口１６に対応する位置まで伸びる他方の端部１７ｂと、上記それぞれの端部１７ａ、１７ｂの間にあって、半径方向に沿って、外方及び内方に交互に折り返しながら、全体として周方向に向かうジグザグ部１７ｃとを有している。
【００３２】
図１，２に示すように、第１基板部材１１の表面（図１の上面）には、第１接続口１５を覆う第１シーリングフィルム１８と、第２接続口１６を覆う第２シーリングフィルム１９とが、貼着される。図１には、貼着する前の状態が、図２には、貼着された状態が、描かれている。第１シーリングフィルム１８及び第２シーリングフィルム１９のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、第１基板部材１１に貼着する又はされた部分を表している。また、第１シーリングフィルム１８の点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、第２シーリングフィルム１９の点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。
【００３３】
更に、第１シーリングフィルム１８の点線からなる大円Ｄの内側は、第１基板部材１１との間に、第１接続口１５を囲む袋状の空間からなる供給用液溜め部２２を形成する部分をなしている。その断面の構造が図３に示される。また、第２シーリングフィルム１９の点線からなる大円Ｅの内側は、第１基板部材１１との間に、第２接続口１６を囲む袋状の空間からなる受容用液溜め部２３を形成する部分をなしている。その断面の構造が図４に示される。
【００３４】
第１シーリングフィルム１８には、試料注入口２０が形成されており、この試料注入口２０は、第１基板部材１１に貼着されない細い線状部分で形成された試料連通部２１を介して、前記供給用液溜め部２２に連通している。その結果、図３に示すように、試料注入口２０は、試料連通部２１を介して、供給用液溜め部２２に連通し、供給用液溜め部２２は、第１接続口１５を介して、流路１７の一方の端部１７ａに連通している。
【００３５】
また、図４に示すように、第２シーリングフィルム１９の内側は、第２接続口１６を囲む袋状の空間からなる受容用液溜め部２３をなし、この受容用液溜め部２３は、第２接続口１６を介して、流路１７の他方の端部１７ｂに連通している。
【００３６】
なお、第１シーリングフィルム１８と第２シーリングフィルム１９とが連結された１枚のシーリングフィルムで構成されていてもよい。
【００３７】
シーリングフィルムは、低融点材料のポリプロピレン、ポリエチレン、又はそれらと高融点材料のナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とのラミネートフィルムなどを用いることが好ましい。また、ラミネートフィルムにされたナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の表面には、アルミナ、シリカなどの透明向き酸化物が蒸着されたものを使用することが好ましい。
【００３８】
こうして、試料注入口２０、試料連通部２１、供給用液溜め部２２、第１接続口１５、流路１７、第２接続口１６、受容用液溜め部２３からなる、１つの試料の通路が構成されている。この通路において、供給用液溜め部２２は、受容用液溜め部２３よりも内周側に位置しており、両液溜め部２２，２３の間に、ジグザグ部１７ｃを有する流路１７が配置された形状をなしている。
【００３９】
そして、図５に示すように、分析用媒体１０には、上記のような試料の通路が、周方向に沿って複数、この実施形態の場合は８つ並んで形成されており、同時に８つの試料の分析が行えるようになっている。
【００４０】
図６に示すように、この実施形態の場合、各試料通路における流路１７のジグザグ部１７ｃは、その内周側イが９０〜９９℃に設定される高温領域となり、外周側ロが５０〜８０℃に設定される低温領域となるように構成されている。上記各温度領域は、分析用媒体１０が設置されるターンテーブル又はそれに対向する部分に、例えば電熱線、ペルチェ素子、ランプヒーター等からなる加熱手段を有する温度制御手段を設けることによって形成することができる。
【００４１】
図７には上記流路１７のジグザグ部１７ｃの他の態様を示す。この態様では各試料通路における流路１７のジグザグ部１７ｃは、分析用媒体１０の半径方向に沿って周方向の左右に交互に折り返しながら、全体として内周側から外周側に向うように配される。この場合、上記各温度領域は、分析用媒体１０が設置されるターンテーブルに、上記温度制御手段を設けることによって、周方向の右側と左側とで温度設定を異なるように形成することができる。
【００４２】
上記構成によれば、流路１７を通過する試料が、高温領域イと、低温領域ロとを繰り返し通過することになるので、ＰＣＲによって増幅されたＤＮＡを検出する分析装置などに好適に用いることができる。
【００４３】
次に、上記構成からなる分析用媒体１０の使用方法について説明する。
【００４４】
まず、分析用の試料を、図示しない注射器を用いて試料注入口２０から所定量注入する。この場合、注射器の吐出口には、試料注入口２０の周囲に密接する弾性リングを設けておき、試料がこぼれることなく、試料注入口２０を通して第１シーリングフィルム１８の内周に注入されるようにする。
【００４５】
試料として、例えばＰＣＲを行う場合には、ＰＣＲ法により増幅される特定のＤＮＡを分析するための試薬を含む溶液が使用される。具体的には、増幅目的となる鋳型ＤＮＡ、至適温度が高温であることを特徴とし鋳型に相補的なＤＮＡを合成する酵素である熱抵抗性ＤＮＡポリメラーゼ、鋳型ＤＮＡ上に選択される２ヶ所の特定配列の各々に二重鎖形成能を有する２種類のプライマーＤＮＡ、及びＤＮＡポリメラーゼの基質となるヌクレオチドを含む溶液が使用される。
【００４６】
また、リアルタイムＰＣＲを行う場合には、核酸を含む分析用試料として更に、二重鎖DNAとの結合によって蛍光強度が増大する色素（蛍光色素）や、色素・クエンチャーが近傍に配置されDNAの伸長反応によって色素・クエンチャーの解離が起こるよう設計された核酸プローブやドナー色素とアクセプター色素がそれぞれ付加された二種類の核酸プローブが隣接する領域にハイブリダイゼーションすることによって色素間で蛍光共鳴エネルギー移動現象を起こすように設計された核酸プローブを含めることができる。核酸を含む分析用試料に混合される蛍光色素や核酸プローブには特に制限はなく、用途に合わせて選択することができる。例えば、蛍光色素としては、SYBR Green I（Molecular Probes社製）が好ましく例示できる。また、核酸プローブとしては、任意の配列を有するTaqManプローブ（Roche社製）、Hybridization Probes（Roche社製）等が好ましく例示できる。定量の目的となる鋳型ＤＮＡの由来や塩基配列には特に制限はなく、ヒトの血液、尿、唾液、精液、乳汁などから採取されたものでもよく、また、ヒト以外の生物由来のものであってもよい。
【００４７】
試料注入口２０から注入された試料は、試料連通部２１を通って供給用液溜め部２２に充填される。所定量の試料を注入したら、図１〜３に示されるヒータＨによって、試料連通部２１の部分で第１シーリングフィルム１８を第１基板部材１１に熱溶着して、試料連通部２１を閉塞する。なお、シーリングフィルムと基板との接合は、接着、熱圧着等の方法でも行うことができる。その結果、供給用液溜め部２２、流路１７、及び受容用液溜め部２３に通じる試料の通路が、外気と遮断された状態となる。
【００４８】
そして、分析用媒体３０を図示しない回転テーブルに載せ、図示しない温度制御手段によって、前記実施形態と同様に、流路１７のジグザグ部１７ｃの内周側イを高温領域とし、外周側ロを低温領域とする（図６参照）。
【００４９】
この状態で、図示しない回転テーブルを回転させて、分析用媒体１０を所定の速度で回転させると、供給用液溜め部２２に充填された試料が、遠心力の作用で、第１接続口１５から流路１７の一方の端部１７ａを通り、ジグザグ部１７ｃを通り、更に他方の端部１７ｂを通って、第２接続口１６から受容用液溜め部２３に流入するように流れる。このとき、供給用液溜め部２２では、図３に示す第１シーリングフィルム１８が第１基板部材１１に近づくように萎んで容積が減少し、受容用液溜め部２３では、図４に示す第２シーリングフィルム１９が第１基板部材１１から離れるように膨らんで容積が増大するので、試料の流動が可能となる。
【００５０】
そして、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに、高温領域イと、低温領域ロとを繰り返し通過することにより、試料は、それらの領域に応じた温度環境に曝されることとなる。したがって、例えば、ＰＣＲを行う場合には、高温領域イが、流路内を移動する試料をＤＮＡの解離温度以上に加熱できるように形成され、低温領域ロが、流路内を移動する試料をＤＮＡの解離温度以下に制御できるように形成される。そして、各設定温度の領域の面積あるいは流路長の比が、試料が通過する時間の比が高温領域：低温領域で１：２〜１：３となるように形成される。更に、回転速度を調節することで、その遠心力による送液の流速を、１つの温度サイクルを１０秒〜１分かけて通過するように制御することができる。このようにして、ＰＣＲのための所望の温度サイクルを付与することができる。このとき、試料の通路は、第１シーリングフィルム１８及び第２シーリングフィルム１９によって封止され、外気と遮断するように密閉又は閉塞されているので、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに加熱されても、蒸気となって外部に流出することがなく、試料の濃度等が変化することがない。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、流路１７が第２基板部材１２の接合側表面に溝状をなして形成されているが、流路１７を第１基板部材１１の接合側裏面に溝状をなして形成してもよい。
【００５２】
図８には、上記分析用媒体１０の他の態様を示す。この態様では、流路１７が、基板部材１１ａの裏面（図８の下面）に溝状をなして形成されている。そして、基板部材１１ａに形成された第１接続口１５、第２接続口１６、及び流路１７の全体をシーリング部材１２ａで裏面側から被い、流路１７の通路を確保した状態で密閉するように貼着する。
【００５３】
そして、基板部材１１ａの表面（図８の上面）には、第１接続口１５を覆う第１シーリングフィルム１８と、第２接続口１６を覆う第２シーリングフィルム１９とが、貼着される。第１シーリングフィルム１８及び第２シーリングフィルム１９のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、第１基板部材１１に貼着する又はされた部分を表している。また、第１シーリングフィルム１８の点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、第２シーリングフィルム１９の点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。
【００５４】
更に、第１シーリングフィルム１８の点線からなる大円Ｄの内側は、基板部材１１ａとの間に、第１接続口１５を囲む袋状の空間からなる供給用液溜め部２２を形成する部分をなしている。図９にはその断面の構造が、図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図に示される。また、第２シーリングフィルム１９の点線からなる大円Ｅの内側は、基板部材１１ａとの間に、第２接続口１６を囲む袋状の空間からなる受容用液溜め部２３を形成する部分をなしている。図１０にはその断面の構造が、図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図に示される。
【００５５】
上記構成により、２つの基板部材を接合することなく１枚の基板部材で、本件発明の分析用媒体１０を構成することができる。
【００５６】
上記シーリングフ部材の材質に特に制限はないが、試料の通路が外気と遮断された状態を形成するためには、上記シーリングフィルムと同様の材質が好ましい。
【００５７】
なお、上記基板部材に形成される上記流路を形成するための溝は、上述した彫刻状の溝に相当する部分を除く部分に基板と同種の合成樹脂等で印刷することにより形成することもできる。あるいは、パイプ状に樹脂で成型した別体のものを、基板部材に貼着することで、上記基板部材に形成される上記流路を構成してもよい。
【００５８】
次に、図１１〜１７を参照して、本発明の分析用媒体の第２実施形態を説明する。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には、同符号を付して説明する。
【００５９】
図１１に示すように、この分析用媒体３０は、前記実施形態と同様に、第１基板部材１１と第２基板部材１２とを接合して構成されており、それぞれの基板部材１１，１２には、支持孔１３，１４が形成されている。
【００６０】
第２基板部材１２には、供給用液溜め部２２と、受容用液溜め部２３と、これらに連通する流路１７とが、それぞれ溝状をなして形成されている。流路１７は、一方の端部１７ａが供給用液溜め部２２に連通し、他方の端部１７ｂが受容用液溜め部２３に連通し、中間部がジグザグ部１７ｃをなしている。
【００６１】
更に、供給用液溜め部２２からは供給路３１が伸びており、受容用液溜め部２３からは返送路３２が伸びていて、供給路３１の端部が外周側、返送路３２の端部が内周側に位置して、それぞれの端部が近接して配置されている。
【００６２】
第１基板部材１１には、供給路３１の端部に対応する位置に第１接続口１５が形成され、返送路３２の端部に対応する位置に第２接続口１６が形成されている。
【００６３】
そして、図１２を併せて参照すると、第１基板部材１１表面には、上記第１接続口１５と、第２接続口１６とを覆うように、１枚のシーリングフィルム３３が貼着されている。シーリングフィルム３３において、図１１，１２中のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、第１基板部材１１に貼着された部分を表し、また、点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。また、シーリングフィルム３３には、試料注入口２０が形成されている。
【００６４】
シーリングフィルム３３の内部は、第１接続口１５、第２接続口１６及び試料注入口２０に連通しており、試料注入口２０から第１接続口１５へ試料を流す供給流路をなすと共に、試料が流路に送液されるにつれて流路内から押し出される空気等を受容する、連通空隙を構成している。したがって、第２接続口１６から押し出された空気は連通空隙に受容され、更にその連通空隙に連通する第１接続口１５に返送される。
【００６５】
すなわち、図１３に示すように、試料注入口２０は、シーリングフィルム３３の内部を通って第１接続口１５に連通しており、試料注入口２０から注入された試料は、シーリングフィルム３３の内部を通り、更に第１接続口１５を通って、供給路３１に流入し、供給用液溜め部２２に流れ込むようになっている。なお、試料注入口２０は、第２接続口１６にも連通しているが、試料注入口２０と第２接続口１６との間に隔壁状に伸びる貼着部分Ａａによって、第２接続口１６には試料が流れ込みにくくされている。この試料注入口２０の位置は、図１１中に示されるヒータＨに対して略平行にずらした位置に適宜変更してもよく、あるいは、その位置より小円Ｂに近い位置に適宜変更してもよい。
【００６６】
また、図１４に示すように、受容用液溜め部２３から押出された空気等は、返送路３２を通り、第２接続口１６からシーリングフィルム３３の内部空間の連通空隙に流入する。更にはこの内部空間の連通空隙を通って、第１接続口１５に入り、更に供給路３１を通って、供給用液溜め部２２に返送されるようになっている。
【００６７】
次に、上記構成からなる分析用媒体３０の使用方法について説明する。
【００６８】
まず、分析用の試料を、図示しない注射器を用いて試料注入口２０から所定量注入する。試料注入口２０から注入された試料は、前述したように、シーリングフィルム３３の内部空間を通って、第１接続口１５から供給路３１に流入し、供給用液溜め部２２に流れ込む。試料を注入したら、例えばヒータＨによって、試料注入口２０と、第１接続口１５及び第２接続口１６との間で、シーリングフィルム３３を第１基板部材１１に熱溶着させ、第１接続口１５及び第２接続口１６をシーリングフィルム３３で封止する。このとき、シーリングフィルム３３の内部には、第１接続口１５と第２接続口１６を連通させる連通空隙３４が形成される（図１２，１４参照）。なお、シーリングフィルムの基板との接合は、接着、熱圧着等の方法でも行うことができる。
【００６９】
そして、分析用媒体３０を図示しない回転テーブルに載せ、図示しない温度制御手段によって、前記実施形態と同様に、流路１７のジグザグ部１７ｃの内周側イを高温領域とし、外周側ロを低温領域とする（図６参照）。
【００７０】
この状態で、図示しない回転テーブルを回転させ、分析用媒体３０を回転させることにより、遠心力の作用により、供給用液溜め部２２に貯留された試料が、外径方向に移動し、流路１７を通って、受容用液溜め部２３に流れ込む。このとき、受容用液溜め部２３内に元々充填されていた空気等は、流路１７から流れ込む試料によって押し出され、返送路３２を通り、第２接続口１６を通り、連通空隙３４に受容される。更に第１接続口１５に流れ込み、供給路３１を通って、供給用液溜め部２２に返送される。これによって、試料が流路１７内を流動することが可能となる。
【００７１】
そして、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに、高温領域イと、低温領域ロとを繰り返し通過することにより、前記と同様に、例えば、ＰＣＲを行う場合には、ＰＣＲのための所望の温度サイクルを付与することができる。このとき、試料の通路は、シーリングフィルム３３によって封止され、外気と遮断するように密閉又は閉塞されているので、試料が流路１７のジグザグ部１７ｃを通るときに加熱されても、蒸気となって外部に流出することがなく、試料の濃度等が変化することがない。
【００７２】
なお、上記実施形態においては、供給用液溜め部２２、流路１７、受容用液溜め部２３が、第２基板部材１２の接合側表面に溝状をなして形成されているが、これらを第１基板部材１１の接合側表面に溝状をなして形成してもよい。
【００７３】
図１５には、上記分析用媒体３０の他の態様を示す。この態様では、流路１７が、基板部材１１ａの裏面（図１５の下面）に溝状をなして形成されている。そして、基板部材１１ａに形成された第１接続口１５、第２接続口１６、及び流路１７の全体をシーリング部材１２ａで裏面側から被い、流路１７の通路を確保した状態で密閉するように貼着する。
【００７４】
そして、基板部材１１ａ表面には、上記第１接続口１５と、第２接続口１６とを覆うように、１枚のシーリングフィルム３３が貼着されている。シーリングフィルム３３において、図１１，１２中のドット状のハッチングが付された部分Ａは、接着、溶着等の手段で、基板部材１１ａに貼着された部分を表し、また、点線からなる小円Ｂは、第１接続口１５に整合する部分を表し、点線からなる小円Ｃは、第２接続口１６に整合する部分を表している。また、シーリングフィルム３３には、試料注入口２０が形成されている。
【００７５】
シーリングフィルム３３の内部は、第１接続口１５、第２接続口１６及び試料注入口２０に連通しており、試料注入口２０から第１接続口１５へ試料を流す供給流路をなすと共に、試料が流路に送液されるにつれて流路内から押し出される空気等を受容する、連通空隙を構成している。したがって、第２接続口１６から押し出された空気は連通空隙に受容され、更にその連通空隙に連通する第１接続口１５に返送される。
【００７６】
図１６には図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図を示す。この図１６に示すように、基板部材１１ａにシーリング部材１２ａを裏面側から貼着することで、試料注入口２０は、シーリングフィルム３３の内部を通って第１接続口１５に連通しており、試料注入口２０から注入された試料は、シーリングフィルム３３の内部を通り、更に第１接続口１５を通って、供給路３１に流入し、供給用液溜め部２２に流れ込むような構成とされている。
【００７７】
また、図１７には図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図を示す。この図１７に示すように、基板部材１１ａにシーリング部材１２ａを裏面側から貼着することで、受容用液溜め部２３から押出された空気等は、返送路３２を通り、第２接続口１６からシーリングフィルム３３の内部空間の連通空隙に流入するような構成とされている。更にはこの内部空間の連通空隙を通って、第１接続口１５に入り、更に供給路３１を通って、供給用液溜め部２２に返送されるようになっている。
【００７８】
上記構成により、２つの基板部材を接合することなく１枚の基板部材で、本件発明の分析用媒体３０を構成することができる。
【００７９】
なお、上述した分析用媒体１０と同様、上記シーリングフ部材の材質に特に制限はないが、試料の通路が外気と遮断された状態を形成するためには、上記シーリングフィルムと同様の材質が好ましい。また、上記基板部材に形成される上記流路を形成するための溝は、上述した彫刻状の溝に相当する部分を除く部分に基板と同種の合成樹脂等で印刷することにより形成することもできる。あるいは、パイプ状に樹脂で成型した別体のものを、基板部材に貼着することで、上記基板部材に形成される上記流路を構成してもよい。
【００８０】
試料を分析するための検出手段としては、一般的な吸光光度計、蛍光光度計と同様の光学系による光検出手段を用いることができる。これによれば、媒体内の試料を回収することなく試料を分析することが可能である。例えば、蛍光色素 SYBR green を用いてＰＣＲを行う場合を例にあげると、前記蛍光色素は、ＰＣＲにより合成される二本鎖DNAに挿入（インターカレート）して蛍光を生じるようになるので、一般的な蛍光励起・検出手段を用いてその蛍光強度を測定して、ＰＣＲにより合成される二本鎖DNAの生成量を検出することができる。なお、流路の複数点での測定を可能にするためには、媒体を移動させて該測定点を検出手段の位置に整合する位置に移動させてもよく、光検出手段のほうを移動させてもよく、または、それらの両方の方法を組み合わせて採用することもできる。
【００８１】
光学系による光検出手段の光源としては、キセノンランプやハロゲンランプ、および半導体レーザーが例示できる。また光学系の受光器としては光電子増倍管やCCD、フォトダイオードなどが例示できる。分光手段は、プリズムやフィルター、グレーティング、スリット、ビームスプリッタ、レンズ、ミラー等で構成されている。吸光度の測定は、測定点に光を通過させても良いし、反射させても良い。蛍光の検出は任意の効率よい場所に受光器を配せば良い。濁度の測定は基本的に吸光度の測定と同じである。
【実施例】
【００８２】
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、これらの実施例において製造されたディスク状の分析用媒体は本発明の一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８３】
<製造例１>
図１〜５に図示される構造の分析用媒体を下記の条件で製造した。
【００８４】
第１基板部材１１として、第１接続口１５及び第２接続口１６とされる直径3mmφの孔を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。なお、両接続口とされる直径3mmφの孔は、後述するように成形される第２基板部材１２上の流路の両末端部１７ａ，１７ｂに整合する位置に成型した。
【００８５】
第２基板部材１２として、流路１７とされる溝を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。流路１７の形状としては、幅200μm、高さ30μmの流路が長さ10mmで折り返し、10往復して合計200mmの長さを有する形状の流路とし、流路と流路の間の壁は幅200μmとした。そして、その流路１７のジグザグ部を、ディスク状の媒体の中心から40ｍｍから50ｍｍの範囲に位置するように配し、周方向に沿って８つ並べて成型した。
【００８６】
第１シーリングフィルム１８として、試料注入口２０となる直径2mmφの孔を有する変性ポリプロピレン／シリカ／ポリカーボネート（30μm／1μm／100μm）のラミネートフィルムを、15mm×15mmの大きさで打ち抜き成型した。なお、ラミネートフィルムの変性ポリプロピレンが基板と接着するためのシーラントとなる。
【００８７】
第２シーリングフィルム１９として、変性ポリプロピレン／シリカ／ポリカーボネート（30μm／1μm／100μm）のラミネートフィルムを、15mm×15mmの大きさで打ち抜き成型した。
【００８８】
図１に示される配置となるように、成型した両基板を均等に加圧しながら加熱して圧着した。圧力は106Pa、温度は130℃とし、1分間加熱加圧した。更に第２の基板の上から、各シーリングフィルム１８，１９を、150℃でヒートシールにより貼着部の形状（図１，２，５中、ドット状のハッチングが付された部分Ａ）に沿って貼着した。このとき、第１シーリングフィルム１８の非接着部が10mmφの供給用液溜部２２を形成するとともに、試料注入口２０までの試料連通部２１を形成するにように貼着した。また、第２シーリングフィルム１９の非接着部が10mmφの受容用液溜部２３を形成するように貼着した。
【００８９】
<実施例１>
製造例１で製造した分析用媒体を用いて以下の試験を行った。
【００９０】
試料注入口２０からＯリングを介してマイクロシリンジで純水約10μLを注入して供給用液溜部２２に溜めた後、試料注入口２０と供給用液溜部２２とのほぼ中間の位置で、試料連通部２１を焼きごて（図中、Ｈで示す。）で熱封止した。このようにして分析用媒体上の８つの流路全てに純水を注入し、熱封止した。この分析用媒体を、図１８に示すように、モータ４３により回転する回転テーブル４２と、この回転テーブル４２上に配置されたランプ４１からなる加熱手段とを有する分析用媒体加熱回転装置に設置して、分析用媒体を95℃に加熱して10分静置した後、下記表1に示すような所定の回転数、時間で回転させた。所定時間経過後、分析用媒体の回転を止め、送液された純水の先端の位置を、供給用液溜部２２の出口から純水先端までの距離として、計測した。また、注入した純水の減少量について調べるために、純水注入後の媒体全体の質量を測定した後、回転速度１０００ｒｐｍで４０秒間回転させ、分析用媒体の回転を止め、95℃で分析用媒体を保持して30分静置した後、分析用媒体を回転加熱装置から外し、常温まで放冷した後、分析用媒体全体の質量を再度測定した。それらの結果を下記表１，２に示す。
【００９１】
【表１】
【００９２】
【表２】
【００９３】
表１に明らかなように、回転による遠心力によって、製造例１で製造した分析用媒体の流路に純水を送液することができた。また、回転速度を１０００、１２５０、１５００ｒｐｍと変化させると、その回転速度に応じた送液の速さで純水が送液された。更に、表２に明らかなように、分析用媒体全体の質量の減少は微小であり分析用媒体を一定時間95℃に加熱しても流路から水や蒸気が漏洩しないことが明らかとなった。
【００９４】
<製造例２>
図１１〜１４に図示される構造の分析用媒体を下記の条件で製造した。
【００９５】
第１基板部材１１として、第１接続口１５及び第２接続口１６とされる直径3mmφの孔を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。なお、両接続口とされる直径3mmφの孔は、後述するように成形される第２基板部材１２上の供給路３１，返送路３２に整合する位置に成型した。
【００９６】
第２基板部材１２として、流路１７、供給用液溜部２２、受容用液溜部２３、供給路３１、及び返送路３２とされる深さ30μmの溝を有するポリカーボネート基板で、外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ500μmのものを射出成型で成型した。流路１７の形状としては、幅200μm、高さ30μmの流路が長さ10mmで折り返し、10往復して合計200mmの長さを有する形状の流路とし、流路と流路の間の壁は幅200μmとした。そして、その流路１７のジグザグ部を、ディスク状の媒体の中心から40mmから50mmの範囲に位置するように配し、周方向に沿って８つ並べて成型した。
【００９７】
シーリングフィルム３３として、試料注入口２０となる直径2mmφの孔を有する変性ポリプロピレン／シリカ／ポリカーボネート（30μm／1μm／100μm）のラミネートフィルムを、15mm×15mmの大きさで打ち抜き成型した。なお、ラミネートフィルムの変性ポリプロピレンが基板と接着するためのシーラントになる。
【００９８】
図１１に示される配置となるように、成型した両基板を均等に加圧しながら加熱して圧着した。圧力は106Pa、温度は130℃とし、1分間加熱加圧した。更に第２の基板１２の上から、シーリングフィルム３３を、150℃でヒートシールにより貼着部の形状（図１１，１２中、ドット状のハッチングが付された部分Ａ）に沿って貼着し、シーリングフィルム３３に覆われた内部空間を形成させるとともに、試料注入口２０と第２接続口１６との間に隔壁状に伸びる貼着部分Ａａを形成するように貼着した。
【００９９】
<実施例２>
製造例２で製造した分析用媒体を用いて以下の試験を行った。
【０１００】
試料注入口２０からＯリングを介してマイクロシリンジで純水約10μLを注入してシーリングフィルム３３に覆われた内部空間の左側（図１２に図示する側面の方向から見て左側）に溜めた後、空気を同様にマイクロシリンジで注入して、純水を第１接続口１５側へ送った。このとき、試料注入口２０と第２接続口１６との間に隔壁状に伸びる貼着部分Ａａが形成されているので、純水が第２接続口１６側へ送られることはなかった。貼着部分Ａａの隔壁状に伸びる部分であって、シーリングフィルム３３の左右ほぼ中間を焼きごてで熱封止し、シーリングフィルム３３に覆われた内部空間を、図１２に図示する側面の方向から見て左右両側に分断した。このようにして分析用媒体上の８つの流路全てに純水を注入し、熱封止した。
【０１０１】
上記のようにして純水を注入し熱封止した分析用媒体について、実施例１と同様の試験を行った。分析用媒体の回転による送液を調べる試験においては、温度条件として、実施例１と同様にして95℃で行う場合とともに、上記分析用媒体回転加熱装置（図１８に模式的に示す。）の加熱手段を作動させないで、２５℃の温度条件でも行った。それらの結果を下記表３〜５に示す。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
【表４】
【０１０４】
【表５】
【０１０５】
表３に明らかなように、回転による遠心力によって、製造例２で製造した分析用媒体の流路に純水を送液することができた。また、回転速度を１０００、１２５０、１５００ｒｐｍと変化させると、その回転速度に応じた送液の速さで純水が送液された。
【０１０６】
また、表３に明らかなように、２５℃の温度条件でも行った場合にも、回転による遠心力によって、製造例２で製造した分析用媒体の流路に純水を送液することができた。なお、この場合、送液の速さは９５℃の温度条件でも行った場合よりも遅くなった。この送液の速さの低下は、温度条件を９５℃から２５℃にすることによって、分析用媒体に注入した純水の粘性が増大したこと等に起因することが考えられた。
【０１０７】
更に、表５に明らかなように、分析用媒体全体の質量の減少は微小であり分析用媒体を一定時間９５℃に加熱しても流路から水や蒸気が漏洩しないことが明らかとなった。
【０１０８】
<比較例１>
製造例２で製造した分析用媒体を用いて以下の試験を行った。
【０１０９】
すなわち、製造例２で製造した分析用媒体に純水を注入した後、シーリングフィルム３３を熱封止しない以外は、実施例２と同様にして試験を行った。それらの結果を下記表６，７に示す。
【０１１０】
【表６】
【０１１１】
【表７】
【０１１２】
その結果、表６に示すように、２５℃の温度条件でも行った場合には、実施例２において２５℃の温度条件で行った場合と同様にして送液することができた。しかしながら、９５℃の温度条件で行った場合には、回転前に95℃で10分静置した段階で分析用媒体に注入した純水は蒸発により減少してしまい、純水の送液を測定することができなかった。更に、表７に明らかなように、温度条件で少なくとも３０分間９５℃の条件下に曝されると、注入した全ての純水が消失していた。
【０１１３】
<比較例２>
製造例２で製造した分析用媒体のうち、シーリングフィルム３３を貼り付けていないものを用いて、以下の試験を行った。
【０１１４】
すなわち、第１接続口１５からＯリングを介してマイクロシリンジで供給用液溜部２２がほぼ満されるまで純水を約2.5μL注入した。その後、両接続口１５，１６をエポキシ樹脂で埋め固めて封止した。これを、上記分析用媒体回転加熱装置（図１８に模式的に示す。）に設置し、加熱手段を作動させないで、２５℃で、下記表８に示すような所定の回転数、時間で回転させた。所定時間経過後、分析用媒体の回転を止め、送液された純水の先端の位置を、供給用液溜部２２の出口から純水先端までの距離として、計測した。また、注入した純水の減少量について調べるために、純水注入後の媒体全体の質量を測定した後、回転速度１０００ｒｐｍで４０秒間回転させ、分析用媒体の回転を止め、95℃で分析用媒体を保持して３０分静置した後、分析用媒体を回転加熱装置から外し、常温まで放冷した後、分析用媒体全体の質量を再度測定した。それらの結果を下記表８，９に示す。
【０１１５】
【表８】
【０１１６】
【表９】
【０１１７】
その結果、両接続口１５，１６がエポキシ樹脂で封止されているので、表９に示すように、分析用媒体に注入した純水の減少は少なかったが、表８に示すように、分析用媒体に注入した純水を遠心力により送液することができなかった。
【０１１８】
以上の結果から、分析用媒体の開放口を封止しないと、試料中の溶液等が蒸発して試料濃度等が変化してしまうことが明らかとなった。また、開放口をエポキシ樹脂などで封止すると、試料が分析用媒体内の流路を移動するのに伴って移動する空気を受容する余地がないため、分析用媒体に注入した試料を遠心力により送液することができないことが明らかとなった。これに対して、製造例１，２で製造した分析用媒体を用いて、分析用媒体の開放口を封止しつつ、試料が流路を移動するのに伴って移動する空気を受容する余地を設けることにより、分析用媒体の回転による遠心力によって、試料をスムーズに送液できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の分析用媒体の第１の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】同分析用媒体の１つの試料の通路全体を示す部分拡大平面図である。
【図３】図２のIII−III矢示線に沿った断面図である。
【図４】図２のIV−IV矢示線に沿った断面図である。
【図５】同分析用媒体の全体を示す平面図である。
【図６】同分析用媒体の流路のジグザグ部を示す部分拡大図である。
【図７】流路のジグザグ部の他の態様を有する同分析用媒体の全体を示す平面図である。
【図８】本発明の分析用媒体の第２の実施形態を示す分解斜視図である。
【図９】図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１０】図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１１】本発明の分析用媒体の第３の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１２】同分析用媒体の１つの試料の通路全体を示す部分拡大平面図である。
【図１３】図１２のIX−IX矢示線に沿った断面図である。
【図１４】図１２のＸ−Ｘ矢示線に沿った断面図である。
【図１５】本発明の分析用媒体の第４の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１６】図３におけるIII−III矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１７】図４におけるIV−IV矢示線に沿った断面図と同じ配置での断面図である。
【図１８】実施例における分析用媒体の回転・加熱方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０，３０ 分析用媒体
１１ 第１基板部材
１１ａ 基板部材
１２ 第２基板部材
１２ａ シーリング部材
１３，１４ 支持孔
１５ 第１接続口
１６ 第２接続口
１７ 流路
１７ａ，１７ｂ 端部
１７ｃ ジグザグ部
１８ 第１シーリングフィルム
１９ 第２シーリングフィルム
２０ 試料注入口
２１ 連通路
２２ 供給用液溜め部
２３ 受容用液溜め部
３１ 供給路
３２ 返送路
３３ シーリングフィルム
３４ 連通空隙
４０ 分析用媒体回転加熱装置
４１ 加熱手段
４２ 分析用媒体支持回転台
４３ モーター
Ａ，Ａａ 貼着部分
Ｈ ヒータ
イ 高温領域
ロ 低温領域
ハ 電磁波
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記流路と、前記流路の一方の端部に連通する第１接続口と、前記流路の他方の端部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口を封止する第１シーリングフィルムと、前記第２接続口を封止する第２シーリングフィルムとが貼着されており、
前記第１シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口に連通する袋状の空間からなる前記供給用液溜め部が形成され、前記第２シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第２接続口に連通する袋状の空間からなる前記受容用液溜め部が形成されており、
前記第１シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記供給用液溜め部とに連通する試料連通部が形成され、前記第１シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする分析用媒体。
【請求項２】
前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されている、請求項１記載の分析用媒体。
【請求項３】
前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に前記流路が形成されている請求項１又は２記載の分析用媒体。
【請求項４】
前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に前記流路が形成されている請求項１又は２記載の分析用媒体。
【請求項５】
前記第１シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記第１シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされている請求項１〜４のいずれか１つに記載の分析用媒体。
【請求項６】
回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路と、前記供給用液溜め部に連通する第１接続口と、前記受容用液溜め部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口及び前記第２接続口を封止する１枚のシーリングフィルムが貼着されており、
前記シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口と前記２接続口とを連通させる連通空隙が形成されており、
前記シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記第１接続口とに連通する試料連通部が形成され、前記シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする分析用媒体。
【請求項７】
前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されている、請求項６記載の分析用媒体。
【請求項８】
前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路とが形成されている請求項６又は７記載の分析用媒体。
【請求項９】
前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路とが形成されている請求項６又は７記載の分析用媒体。
【請求項１０】
前記シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされている請求項６〜９のいずれか１つに記載の分析用媒体。
【請求項１１】
前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路は、前記媒体の半径方向に沿って、外方及び内方に交互に折り返しながら、全体として周方向に向かうジグザグ部を有しており、試料の分析の際に、前記ジグザグ部の内周側と外周側とが異なる温度領域に配置されるものである請求項１〜１０のいずれか１つに記載の分析用媒体。
【請求項１】
回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記流路と、前記流路の一方の端部に連通する第１接続口と、前記流路の他方の端部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口を封止する第１シーリングフィルムと、前記第２接続口を封止する第２シーリングフィルムとが貼着されており、
前記第１シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口に連通する袋状の空間からなる前記供給用液溜め部が形成され、前記第２シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第２接続口に連通する袋状の空間からなる前記受容用液溜め部が形成されており、
前記第１シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記供給用液溜め部とに連通する試料連通部が形成され、前記第１シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする分析用媒体。
【請求項２】
前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されている、請求項１記載の分析用媒体。
【請求項３】
前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に前記流路が形成されている請求項１又は２記載の分析用媒体。
【請求項４】
前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に前記流路が形成されている請求項１又は２記載の分析用媒体。
【請求項５】
前記第１シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記第１シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされている請求項１〜４のいずれか１つに記載の分析用媒体。
【請求項６】
回転可能な媒体に、試料注入口と、この試料注入口に連通する供給用液溜め部と、受容用液溜め部と、前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路とが設けられ、回転による遠心力によって前記供給用液溜め部から前記流路を通して前記受容用液溜め部に試料が流れるように構成された分析用媒体において、
前記媒体は、基板を主体にして構成されており、前記基板には、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路と、前記供給用液溜め部に連通する第１接続口と、前記受容用液溜め部に連通する第２接続口とが形成されており、
前記基板表面には、前記第１接続口及び前記第２接続口を封止する１枚のシーリングフィルムが貼着されており、
前記シーリングフィルムと前記基板表面との間には、前記第１接続口と前記２接続口とを連通させる連通空隙が形成されており、
前記シーリングフィルムには、前記試料注入口と、前記試料注入口と前記第１接続口とに連通する試料連通部が形成され、前記シーリングフィルムは、前記試料注入口を通して前記供給用液溜め部に試料を充填した後に、前記試料連通部を封止可能とされていることを特徴とする分析用媒体。
【請求項７】
前記受容用液溜め部は、前記供給用液溜め部に対して前記媒体の外周側に位置するように形成され、前記第２接続口は、前記第１接続口に対して前記媒体の外周側に位置するように形成されている、請求項６記載の分析用媒体。
【請求項８】
前記媒体は、第１基板部材と第２基板部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記第１基板部材と前記第２基板部材との間に、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路とが形成されている請求項６又は７記載の分析用媒体。
【請求項９】
前記媒体は、基板部材とシーリング部材を接合して構成された基板を主体にして構成されており、前記基板部材と前記シーリング部材との間に、前記供給用液溜め部と、前記受容用液溜め部と、前記流路とが形成されている請求項６又は７記載の分析用媒体。
【請求項１０】
前記シーリングフィルムは、前記試料連通部において、前記シーリングフィルムを前記基板に溶着又は接着させることによって封止可能とされている請求項６〜９のいずれか１つに記載の分析用媒体。
【請求項１１】
前記供給用液溜め部と前記受容用液溜め部とに連通する流路は、前記媒体の半径方向に沿って、外方及び内方に交互に折り返しながら、全体として周方向に向かうジグザグ部を有しており、試料の分析の際に、前記ジグザグ部の内周側と外周側とが異なる温度領域に配置されるものである請求項１〜１０のいずれか１つに記載の分析用媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２９３３（Ｐ２００９−２９３３Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１１４８３（Ｐ２００８−１１１４８３）
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
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