検査チップ
【課題】希釈液と被希釈液とを混合させるとともに混合した液を撹拌して均一にする検査チップを提供する。
【解決手段】希釈液Ｂを収容可能な希釈液収容部２０２と、被希釈液Ｐを収容可能な被希釈液収容部２０３と、第一の希釈流路２２１Ａ、第二の希釈流路２２２Ａ、第一の被希釈流路２２３Ａおよび第二の被希釈流路２２４Ａを有する流路と、希釈流路および被希釈流路の接続状態を切替える切替え機構と、流路内の希釈液および被希釈液を攪拌する攪拌機構と、を備える検査チップ１であって、切替え機構は、希釈液収容部、第一の希釈流路および第二の希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、被希釈液収容部、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路が直列に接続されて連通された充填接続状態と、第一の希釈流路、第二の希釈流路、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路が環状に接続されて連通された環状接続状態と、を切替え可能とされている。
【解決手段】希釈液Ｂを収容可能な希釈液収容部２０２と、被希釈液Ｐを収容可能な被希釈液収容部２０３と、第一の希釈流路２２１Ａ、第二の希釈流路２２２Ａ、第一の被希釈流路２２３Ａおよび第二の被希釈流路２２４Ａを有する流路と、希釈流路および被希釈流路の接続状態を切替える切替え機構と、流路内の希釈液および被希釈液を攪拌する攪拌機構と、を備える検査チップ１であって、切替え機構は、希釈液収容部、第一の希釈流路および第二の希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、被希釈液収容部、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路が直列に接続されて連通された充填接続状態と、第一の希釈流路、第二の希釈流路、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路が環状に接続されて連通された環状接続状態と、を切替え可能とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被希釈液を希釈する検査チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細な流路の加工技術や生物医学の発展により、マイクロデバイス（検査チップ）が診断分野を始め、ドラッグディスカバリーや幹細胞研究など広範な分野へ応用されてきている。マイクロデバイスを用いた診断は、検体（被希釈液）の量が少なくて良い、反応時間が短い、機能をチップ内に組み込むことにより操作が簡便であることなどから、ベッドサイドや診療所などでの迅速な検査（ＰＯＣ：Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ）に用いられている。
【０００３】
検体に含まれる成分をマイクロデバイス内で分析するには、生化学的分析で用いられている希釈を微細な流路で行わなければならないが、流体の表面張力や流路壁面の濡れ性などのため、検体を希釈液により任意の比率で希釈することは困難である。そこで、微細な流路における検体や試薬の希釈方法には、これまで幾つかの提案がなされてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載されたマイクロ分析チップでは、流路内に柱状突起物を形成することにより、２つの液体を効率的に撹拌している。また、特許文献２に開示されたマイクロデバイスでは、流体に超低周波振動を伝播することにより、流速変動を誘起させて流体を混合している。特許文献３に記載された検査チップのように、マイクロスターラーで攪拌する例もある。
一方で、検体を秤量して希釈する方法には、非特許文献１に示された混合比を制御する希釈方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４５２２号公報
【特許文献２】特開２００９−１１５８２１号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６９７４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｌａｂ Ｃｈｉｐ、第９号（２００９年）ｐ．７０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたマイクロ分析チップでは、検体と希釈溶液で粘度など物理的性状が異なる場合、均一な混合は難しくなる。特許文献２に開示されたマイクロデバイスおよび特許文献３に開示された検査チップでは、小型モータを付加したり、や回転子を組込んだりするため、構造が複雑になる。また、これらの特許文献には、任意の希釈率を得る方法は記載されていない。
非特許文献１の方法では、電気回路をモデルに微細な流路で任意の希釈溶液を作製している。しかし、この方法では、検体が流路内を均一に送液されることを前提にしているため、粘性の高い検体には適応しにくいと考えられる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で希釈液と被希釈液とを所望の割合で混合させるとともに、混合した液を撹拌して均一にする検査チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の検査チップは、希釈液を収容可能な希釈液収容部と、前記希釈液により希釈される被希釈液を収容可能な被希釈液収容部と、第一の希釈流路、第二の希釈流路、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路を有し、内部に前記希釈液および前記被希釈液を流す流路と、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路の接続状態を切替える切替え機構と、前記流路内の前記希釈液および前記被希釈液を攪拌する攪拌機構と、を備える検査チップであって、前記切替え機構は、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路および前記希釈液収容部が直列に接続されて連通され、かつ、前記第一の被希釈流路、前記第二の被希釈流路および前記被希釈液収容部が直列に接続されて連通された充填接続状態と、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路が環状に接続されて連通された環状接続状態と、を切替え可能とされていることを特徴としている。
【００１０】
また、上記の検査チップにおいて、前記攪拌機構は、前記流路に設けられ、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れる開状態と、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れない閉状態と、を切替える３つの切替え弁を備えることがより好ましい。
また、上記の検査チップにおいて、前記切替え弁は、空気圧により前記開状態と前記閉状態とが切替えられることがより好ましい。
【００１１】
また、上記の検査チップにおいて、前記希釈液により希釈される補助被希釈液を収容可能な補助被希釈液収容部と、第一の補助希釈流路、第二の補助希釈流路、第一の補助被希釈流路および第二の補助被希釈流路を有する補助流路と、前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路の接続状態を切替える補助切替え機構と、前記流路内の前記希釈液および前記補助被希釈液を攪拌する補助攪拌機構と、をさらに備え、前記補助切替え機構は、前記希釈液収容部、前記第一の補助希釈流路および前記第二の補助希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、前記補助被希釈液収容部、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が直列に接続されて連通された補助充填接続状態と、前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が環状に接続されて連通された補助環状接続状態と、を切替え可能とされていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の検査チップによれば、簡単な構成で希釈液と被希釈液とを所望の割合で混合させるとともに、混合した液を撹拌して均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の検査チップを透過させた平面図である。
【図２】同検査チップの断面を説明する図である。
【図３】図１中の要部拡大図である。
【図４】図３において収容部および液用流路のみを示した図である。
【図５】図３においてバルブ、空気用流路および開口部のみを示した図である。
【図６】同検査チップの動作を説明する図である。
【図７】同検査チップの動作を説明する図である。
【図８】同検査チップの動作を説明する図である。
【図９】同検査チップの動作を説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の検査チップを透過させた平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る検査チップの第１実施形態を、図１から図９を参照しながら説明する。本検査チップは、検体溶液（被希釈液）および標準サンプル（補助被希釈液）と希釈・洗浄用のバッファー（希釈液）とを、それぞれ２段階に混合して希釈するものである。検体溶液としては、血清・血しょうや唾液などが挙げられ、バッファーとしては、リン酸緩衝液（ＰＢＳ）や生理食塩水などを用いることができる。
図１および図２に示すように、検査チップ１は、ガラス板１０と、ガラス板１０の一方の面１１上に設けられ空気用溝部１１０が形成された空気用流路層１００と、空気用流路層１００の一方の面１０１上に設けられ液用溝部２１０が形成された液用流路層２００とを備えている。
【００１５】
まず、図２を用いて、検査チップ１の基本的な構成について説明する。以下に示す、空気用流路１１１、液用流路（流路）２１１、開口部１１１ａおよびバルブ３１０は、構成の一例であり、実際には、検査チップ１にはこれらと同様の構成がそれぞれ多数備えられている。
空気用流路層１００は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などの樹脂によりシート状に形成されている。
空気用溝部１１０は、空気用流路層１００におけるガラス板１０側の面に形成され、ガラス板１０の一方の面１１と一体となって空気用流路１１１を構成する。
【００１６】
液用流路層２００は、空気用流路層１００と同一の材料で形成されている。
液用溝部２１０は、液用流路層２００における空気用流路層１００側の面に形成され、空気用流路層１００の一方の面１０１と一体となって液用流路（流路）２１１を構成する。
液用流路層２００の空気用流路層１００側の面には、互いの端部が離間するように配置された液用溝部２１０ａ、２１０ｂが形成されている。
液用溝部２１０ａと空気用流路層１００の一方の面１０１とで液用流路２１１ａを、液用溝部２１０ｂと空気用流路層１００の一方の面１０１とで液用流路２１１ｂを、それぞれ構成する。
液用流路２１１ａ、２１１ｂの端部は、空気用流路層１００の厚さ方向において空気用流路１１１の中央部に重なるように配置されている。
ガラス板１０と空気用流路層１００、空気用流路層１００と液用流路層２００のバルブ３１０以外は、公知の接着剤などで接続することができる。
【００１７】
空気用流路１１１の端部に設けられた開口部１１１ａには、シリンジポンプなどの圧力調節装置Ｍが接続されている。
圧力調節装置Ｍにより、空気用流路１１１内が大気圧になったときには、液用流路層２００に空気用流路層１００の一方の面１０１が気密に接続し、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとが連通していなく、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとの間で液が流れない閉状態となる。一方で、圧力調節装置Ｍにより開口部１１１ａから空気を流出させ、空気用流路１１１内が大気圧より低い負圧になったときには、空気用流路１１１の液用流路層２００側の部分が圧力差により形状Ｆのように湾曲する。このため、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとが連通し、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとの間で液が流れる開状態となる。
このように、空気用流路１１１と、液用流路２１１ａ、２１１ｂの端部とによりバルブ（切替え弁）３１０が構成される。そして、圧力調節装置Ｍで空気用流路１１１内の空気圧を調節することで、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとを閉状態と開状態とに切替えることができる。
なお、空気用流路１１１内に圧力をかけないときには、空気用流路１１１内は大気圧になり、バルブ３１０は閉状態となる。
以下では、検査チップ１における、実際の空気用流路、液用流路、開口部、およびバルブの構成を中心に説明する。
【００１８】
検査チップ１は、図３に示すように、収容部２０２〜２０５（収容部２０５は図１参照。）、検体側流路セット（流路）２２０Ａ、２３０Ａ、標準サンプル側流路セット（補助流路）２２０Ｂ、２３０Ｂ、原液流路２４０Ａ、２４０Ｂ、および、バルブを備えている。
このうち、検体側流路セット２２０Ａと標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、検体側流路セット２３０Ａと標準サンプル側流路セット２３０Ｂは、液用流路層２００上に規定される中心軸線Ｃに対してほぼ対称に形成されている。
検体側流路セット２３０Ａと標準サンプル側流路セット２３０Ｂは、検体側流路セット２２０Ａと標準サンプル側流路セット２２０Ｂを挟むように配置されている。
以下では、検体側流路セット２２０Ａ、２３０Ａ、後述する検体原液流路２４０Ａ、および、これらに関するバルブについて詳しく説明する。そして、これらに対して、中心軸線Ｃに対して線対称となる構成については、符号の数字の部分を共通にし、符号に付加する英字を「Ａ」、「Ｂ」と変えることで示し、重複する説明を省略する。
【００１９】
収容部２０２〜２０５は、液用流路層２００の面上に形成された凹部である。収容部２０２〜２０５は、バッファーＢを収容可能なバッファー収容部（希釈液収容部）２０２と、バッファーＢにより希釈される検体溶液Ｐを収容可能な検体溶液収容部（被希釈液収容部）２０３と、バッファーＢにより希釈される標準サンプル（補助被希釈液）Ｓを収容可能な標準サンプル収容部（補助被希釈液収容部）２０４と、検出試薬Ａを収容可能な検出試薬収容部２０５とで構成されている。
【００２０】
図４に示すように、バッファーＢが流れるバッファー原液流路２０７は、中心軸線Ｃ上を延びている。
検体側流路セット２２０Ａは、第一のバッファー流路（第一の希釈流路）２２１Ａ、第二のバッファー流路（第二の希釈流路）２２２Ａ、第一の検体溶液流路（第一の被希釈流路）２２３Ａ、および第二の検体溶液流路（第二の被希釈流路）２２４Ａを有している。
第一のバッファー流路２２１Ａと第二のバッファー流路２２２Ａ、および、第一の検体溶液流路２２３Ａと第二の検体溶液流路２２４Ａは、互いに線対称に形成されている。
バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａは、中心軸線Ｃに沿って蛇行するように形成されている。バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａの容積の合計と、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａの容積の合計との比率は、例えば、１５対１に設定されている。バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａに充填されたバッファーＢと、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａに充填された検体溶液Ｐとを混合すると、検体溶液Ｐが１６倍に希釈される。
【００２１】
図３から図５に示すように、第一のバッファー流路２２１Ａの一端と第二のバッファー流路２２２Ａの一端とは、バルブ３２１Ａにより接続されている。第一のバッファー流路２２１Ａの他端と第二のバッファー流路２２２Ａの他端とは、バルブ３２２Ａにより接続されている。
第一のバッファー流路２２１Ａにおける一端側には、バルブ３２３Ａが設けられている。第一のバッファー流路２２１Ａにおけるバルブ３２１Ａとバルブ３２３Ａとの間の部分は、バッファー原液流路２０７とバルブ３２４Ａにより接続されている。
第二のバッファー流路２２２Ａにおける一端側には、バルブ３２５Ａが設けられている
【００２２】
第一の検体溶液流路２２３Ａの一端と第二の検体溶液流路２２４Ａの一端とは、バルブ３２６Ａにより接続されている。第一の検体溶液流路２２３Ａの他端と第二の検体溶液流路２２４Ａの他端とは、バルブ３２７Ａにより接続されている。
第一のバッファー流路２２１Ａの他端と第一の検体溶液流路２２３Ａの一端とは、バルブ３２８Ａにより接続されている。第二のバッファー流路２２２Ａの他端と第二の検体溶液流路２２４Ａの一端とは、バルブ３２９Ａにより接続されている。
第一の検体溶液流路２２３Ａの他端側は、バッファー原液流路２０７に接続されている。
【００２３】
検体側流路セット２３０Ａが、検体側流路セット２２０Ａと異なる点は、バッファー流路２３１Ａ、２３２Ａ、および検体溶液流路２３３Ａ、２３４Ａの容積である。
第一のバッファー流路２３１Ａにおけるバルブ３３１Ａとバルブ３３３Ａとの間の部分は、第二のバッファー流路２２２Ａとバルブ３３４Ａにより接続されている。
第一の検体溶液流路２３３Ａの他端側と第二の検体溶液流路２２４Ａの他端側とは、バルブ３４０Ａにより接続されている。
バッファー流路２３１Ａ、２３２Ａの容積の合計と、検体溶液流路２３３Ａ、２３４Ａの容積の合計との比率は、３対１に設定されている。バッファー流路２３１Ａ、２３２Ａに充填されたバッファーＢと、検体溶液流路２３３Ａ、２３４Ａに充填された検体溶液Ｐとを混合すると、検体溶液Ｐが４倍に希釈される。
検体側流路セット２３０Ａの容積は、検体側流路セット２２０Ａの容積と等しく設定されている。
【００２４】
標準サンプル側流路セット２２０Ｂにおいて、第一のバッファー流路２２１Ｂが第一の補助希釈流路に、第二のバッファー流路２２２Ｂが第二の補助希釈流路に、第一の標準サンプル流路２２３Ｂが第一の補助被希釈流路に、第二の標準サンプル流路２２４Ｂが第二の補助被希釈流路に、それぞれ相当する。
【００２５】
検体側流路セット２３０Ａに対する中心軸線Ｃとは反対側には、検体原液流路２４０Ａが中心軸線Ｃに沿って蛇行するように形成されている。
検体原液流路２４０Ａの容積は、検体側流路セット２２０Ａの容積と等しく設定されている。
検体原液流路２４０Ａの一端と第二の検体溶液流路２３４Ａの他端とは、バルブ３４１Ａにより接続されている。また、検体原液流路２４０Ａの一端は、補助開口部２４１Ａとバルブ３４２Ａにより接続されている。
【００２６】
バッファー原液流路２０７の一端は、バルブ３５１を介してバッファー収容部２０２に接続されるとともに、バルブ３５２を介して検出試薬収容部２０５に接続されている（図１参照。）。
第一の検体溶液流路２２３Ａの他端は、バルブ３５３Ａを介して検体溶液収容部２０３に接続されている。第一の標準サンプル流路２２３Ｂの他端は、バルブ３５３Ｂを介して標準サンプル収容部２０４に接続されている。
【００２７】
続いて、検体側流路セット２２０Ａ、２３０Ａ、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂ、および、原液流路２４０Ａ、２４０Ｂより下流側の構成について説明する。
図３から図５に示すように、第一のバッファー流路２２１Ａにおけるバルブ３２１Ａとバルブ３２３Ａとの間の部分には、搬出流路２２６Ａの一端が接続されている。搬出流路２２６Ａには、一端側から他端側に向けて、バルブ３７１Ａ、３７２Ａが設けられている（バルブ３７２Ａは図１参照。）。図１に示すように、搬出流路２２６Ａにおけるバルブ３７２Ａより他端側となる中間部２２７Ａの流路の幅は、搬出流路２２６Ａの他の部分の幅より狭くなっている。中間部２２７Ａは、中心軸線Ｃに平行に配置されている。
搬出流路２２６Ａの他端には、開口部２２８Ａが設けられている。
一方で、図３から図５に示すように、第二のバッファー流路２２２Ａの一端は、補助開口部２２９Ａとバルブ３７３Ａにより接続されている。
【００２８】
第一のバッファー流路２３１Ａにおけるバルブ３３１Ａとバルブ３３３Ａとの間の部分には、補助流路２３５Ａの一端が接続され、第二のバッファー流路２３２Ａにおけるバルブ３３１Ａとバルブ３３５Ａとの間の部分には、この補助流路２３５Ａの他端が接続されている。補助流路２３５Ａには、バルブ３８１Ａ、３８３Ａが設けられている。
補助流路２３５Ａにおけるバルブ３８１Ａとバルブ３８３Ａとの間の部分には、搬出流路２３６Ａの一端が接続されている。図１に示すように、搬出流路２３６Ａには、バルブ３８２Ａが設けられている。搬出流路２３６Ａにおけるバルブ３８２Ａより他端側となる中間部２３７Ａの流路の幅は、搬出流路２３６Ａの他の部分の幅より狭くなっている。中間部２３７Ａの一部は、中心軸線Ｃに平行に配置されている。
搬出流路２３６Ａの他端には、開口部２３８Ａが設けられている。
一方で、図３から図５に示すように、補助流路２３５Ａにおける、バルブ３８３Ａが設けられた部分より他端側は、補助開口部２３９Ａとバルブ３８４Ａにより接続されている。
【００２９】
検体原液流路２４０Ａの他端には、環状流路２４５Ａが接続されている。環状流路２４５Ａにおける検体原液流路２４０Ａの他端が接続された部分の反対側には、搬出流路２４６Ａの一端が接続されている。環状流路２４５Ａにおける、検体原液流路２４０Ａの他端が接続された部分と搬出流路２４６Ａの一端が接続された部分とのそれぞれの中間部には、バルブ３９１Ａ、３９２Ａが設けられている。
図１に示すように、搬出流路２４６Ａには、バルブ３９３Ａが設けられている。搬出流路２４６Ａにおけるバルブ３９３Ａより他端側となる中間部２４７Ａの流路の幅は、搬出流路２４６Ａの他の部分の幅より狭くなっている。中間部２４７Ａの一部は、中心軸線Ｃに平行に配置されている。
搬出流路２４６Ａの他端には、開口部２４８Ａが設けられている。
【００３０】
図３から図５に示すように、バッファー原液流路２０７の他端は、バルブ３５６を介して搬出流路２５６の一端に接続されている。搬出流路２５６は、中心軸線Ｃ上を延びている。搬出流路２５６には、図１に示すバルブ３５７が設けられている。
搬出流路２５６におけるバルブ３５７より他端側となる中間部２５７の流路の幅は、搬出流路２５６の他の部分の幅より狭くなっている。
搬出流路２５６の他端には、開口部２５８が設けられている。
なお、搬出流路２２６Ａ、２３６Ａ、２４６Ａ、２２６Ｂ、２３６Ｂ、２４６Ｂ、２５６の容積は、互いに等しく設定されている。
また、中間部２２７Ａ、２３７Ａ、２４７Ａ、２２７Ｂ、２３７Ｂ、２４７Ｂ、２５７は、検査チップ１における検出部となる。
【００３１】
図１に示すように、搬出流路２５６におけるバルブ３５６とバルブ３５７との間の部分には、分岐流路２６１Ａの一端が接続されている。分岐流路２６１Ａの中間部は、搬出流路２２６Ａおよび搬出流路２３６Ａに接続され、分岐流路２６１Ａの他端は搬出流路２４６Ａに接続されている。
分岐流路２６１Ａにおける一端と搬出流路２２６Ａに接続された部分との間には、バルブ３９６Ａが設けられている。分岐流路２６１Ａにおける搬出流路２２６Ａに接続された部分と搬出流路２３６Ａに接続された部分との間には、バルブ３９７Ａが設けられている。そして、分岐流路２６１Ａにおける搬出流路２３６Ａに接続された部分と他端との間には、バルブ３９８Ａが設けられている。
【００３２】
図５に示すように、バルブ３５１は、空気用流路により開口部１２１に接続されている。このように構成することで、開口部１２１に接続された不図示の圧力調節装置により、バルブ３５１を閉状態と開状態とを切替えることができる。同様に、バルブ３５２は、開口部１２２に接続されている（図１参照。）。
バルブ３２７Ａ、３３７Ａ、３２７Ｂ、３３７Ｂは、開口部１２３にそれぞれ接続されている。すなわち、これらのバルブ３２７Ａ、３３７Ａ、３２７Ｂ、３３７Ｂは、開口部１２３に接続された圧力調節装置により、閉状態と開状態とを一斉に切替えられる。
同様に、バルブ３２６Ａ、３３６Ａ、３４０Ａ、３４１Ａ、３５３Ａ、３９１Ａ、３２６Ｂ、３３６Ｂ、３４０Ｂ、３４１Ｂ、３５３Ｂ、３９１Ｂは、開口部１２４にそれぞれ接続されている
バルブ３２８Ａ、３２９Ａ、３３８Ａ、３３９Ａ、３２８Ｂ、３２９Ｂ、３３８Ｂ、３３９Ｂは、開口部１２５にそれぞれ接続されている。
バルブ３２２Ａ、３３２Ａ、３２２Ｂ、３３２Ｂは、開口部１２６にそれぞれ接続されている。
バルブ３２５Ａ、３３５Ａ、３２５Ｂ、３３５Ｂは、開口部１２７にそれぞれ接続されている。
バルブ３２３Ａ、３３３Ａ、３２３Ｂ、３３３Ｂは、開口部１２８にそれぞれ接続されている。
バルブ３２１Ａ、３３１Ａ、３２１Ｂ、３３１Ｂは、開口部１２９にそれぞれ接続されている。
バルブ３２４Ａ、３３４Ａ、３８３Ａ、３２４Ｂ、３３４Ｂ、３８３Ｂは、開口部１３０にそれぞれ接続されている。
バルブ３４２Ａ、３７１Ａ、３７３Ａ、３８１Ａ、３８４Ａ、３９２Ａ、３４２Ｂ、３７１Ｂ、３７３Ｂ、３８１Ｂ、３８４Ｂ、３９２Ｂは、開口部１３１にそれぞれ接続されている。
バルブ３５６は、開口部１３２（図１参照。）に接続されている。
【００３３】
さらに、図１に示すように、バルブ３５７は開口部１３３に接続されている。
バルブ３７２Ａ、３８２Ａ、３９３Ａ、３７２Ｂ、３８２Ｂ、３９３Ｂは、開口部１３４にそれぞれ接続されている。
バルブ３９６Ａ、３９７Ａ、３９８Ａ、３９６Ｂ、３９７Ｂ、３９８Ｂは、開口部１３５にそれぞれ接続されている。
【００３４】
なお、バルブ３２１Ａ、３２２Ａ、３２４Ａ、３２６Ａ、３２７Ａ、３２８Ａ、３２９Ａ、開口部１２３、１２４、１２５、１２６、１２９、１３０、および空気用流路で、切替え機構を構成する。
具体的に、バルブ３２３Ａ、３２５Ａ、３５１が開状態のときで説明する。
開口部１２６、１３０から空気を流出させ、バルブ３２２Ａ、３２４Ａを開状態とすることで、バッファー原液流路２０７を介して、バッファー収容部２０２、第一のバッファー流路２２１Ａ、および第二のバッファー流路２２２Ａが直列に接続され、互いに連通する。同様に、開口部１２４から空気を流出させ、バルブ３２６Ａ、３５３Ａを開状態とすることで、検体溶液収容部２０３、第一の検体溶液流路２２３Ａ、および第二の検体溶液流路２２４Ａが直列に接続され、互いに連通する。
このように、バルブ３２２Ａ、３２４Ａ、３２６Ａ、３５３Ａを開状態とすることで、バッファー収容部２０２、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａが連通するとともに、検体溶液収容部２０３、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａが連通した充填接続状態にすることができる。
【００３５】
一方で、開口部１２３、１２５、１２９から空気を流出させ、バルブ３２７Ａ、３２８Ａ、３２９Ａ、３２１Ａを開状態とすることで、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａ、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａが環状に接続されて連通された環状接続状態にすることができる。
このように、空気を流出させる開口部を適宜選択することで、切替え機構がバッファー収容部２０２、検体溶液収容部２０３、および検体側流路セット２２０Ａの接続状態を、充填接続状態と環状接続状態とに切替えることができる。
【００３６】
また、３つのバルブ３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａ、開口部１２９、１２７、１２８、および空気用流路で、攪拌機構を構成する。
すなわち、他の開口部を負圧にした状態で、開口部１２９、開口部１２８、開口部１２７の順で大気圧にし、バルブ３２１Ａ、バルブ３２３Ａ、バルブ３２５Ａを順に閉状態とする。このように操作することで、いわゆる蠕動運動により、環状に接続された検体側流路セット２２０Ａ内の液体が反時計回りに回転する。この液体を回転させる駆動力と、検体側流路セット２２０Ａの蛇行する流路とにより、検体側流路セット２２０Ａ内の液体が効果的に攪拌される。
検体側流路セット２３０Ａにおいても同様に、切替え機構および攪拌機構が備えられている。
標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂは、検体側流路セット２２０Ａにおける切替え機構および攪拌機構に相当する、補助切替え機構および補助攪拌機構を備えている。補助切替え機構は、標準サンプル側流路セット２２０Ｂを、検体側流路セット２２０Ａの充填接続状態および環状接続状態に相当する、補助充填接続状態および補助環状接続状態に切替えるものである。
【００３７】
次に、以上のように構成された検査チップ１の使用方法について説明する。
この例では、予め、検出部に捕捉抗体を固定化させておくとともに、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳには、マーカー分子を入れておいてある。また、図６および図７においては、異なる液が流れる流路を異なる線種で示している。
まず、バッファーＢを充填するバッファー充填工程を行う。
具体的には、開口部１２１、１２６、１２７、１２８、１３０から空気を流出させ、図６中にハッチングで示すバルブを開状態とすることで、検体側流路セット２２０Ａおよびバッファー収容部２０２を充填接続状態にする。同様に、検体側流路セット２３０Ａを充填接続状態に、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂを補助充填接続状態にする。
開口部２３８Ａ（図１参照。）から圧力調節装置で空気を流出させることで、バッファー収容部２０２内のバッファーＢが、バッファー原液流路２０７、第一のバッファー流路２２１Ａ、第二のバッファー流路２２２Ａ、第一のバッファー流路２３１Ａ、および第二のバッファー流路２３２Ａに充填される。同様に、開口部２３８Ｂ（図１参照。）から空気を流出させることで、バッファー収容部２０２内のバッファーＢが、バッファー原液流路２０７、第一のバッファー流路２２１Ｂ、第二のバッファー流路２２２Ｂ、第一のバッファー流路２３１Ｂ、および第二のバッファー流路２３２Ｂに充填される。
【００３８】
次に、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを充填する検体・サンプル充填工程を行う。
具体的には、開口部１２４から空気を流出させ、図７中にハッチングで示すバルブを開状態とする。開口部２４８Ａ（図１参照。）から圧力調節装置で空気を流出させることで、検体溶液収容部２０３内の検体溶液Ｐが、第一の検体溶液流路２２３Ａ、第二の検体溶液流路２２４Ａ、第一の検体溶液流路２３３Ａ、第二の検体溶液流路２３４Ａ、および検体原液流路２４０Ａに充填される。
一方で、開口部２４８Ｂ（図１参照。）から空気を流出させることで、標準サンプル収容部２０４内の標準サンプルＳが、第一の標準サンプル流路２２３Ｂ、第二の標準サンプル流路２２４Ｂ、第一の標準サンプル流路２３３Ｂ、第二の標準サンプル流路２３４Ｂ、および標準サンプル原液流路２４０Ｂに充填される。
【００３９】
続いて、検体溶液ＰとバッファーＢ、標準サンプルＳとバッファーＢをそれぞれ攪拌する攪拌工程を行う。
具体的には、開口部１２３、１２５、１２７、１２８、１２９から空気を流出させ、図８中にハッチングで示すバルブを開状態とすることで、検体側流路セット２２０Ａを環状接続状態にする。同様に、検体側流路セット２３０Ａを環状接続状態に、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂを補助環状接続状態にする。
ここで、開口部１２９、開口部１２８、開口部１２７を順に閉状態にすることで、環状に接続された検体側流路セット２２０Ａ、２３０Ａ内の検体溶液ＰとバッファーＢ、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂ内の標準サンプルＳとバッファーＢをそれぞれ攪拌する。
【００４０】
次に、希釈した検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを検出部に送る搬出工程を行う。
開口部１２１、１２３、１２７、１２８、１３１から空気を流出させ、図９中にハッチングで示すバルブを開状態とする。
そして、開口部２２８Ａ、２３８Ａ、２４８Ａ、２２８Ｂ、２３８Ｂ、２４８Ｂ、２５８（図１参照。）から空気を流出させることで、搬出流路２２６Ａ、２３６Ａ、２４６Ａ、２２６Ｂ、２３６Ｂ、２４６Ｂ、２５６内を負圧にする。
これにより、１６倍に希釈された検体溶液Ｐが搬出流路２２６Ａに、４倍に希釈された検体溶液Ｐが搬出流路２３６Ａに、検体溶液Ｐが搬出流路２４６Ａに、それぞれ充填される。１６倍に希釈された標準サンプルＳが搬出流路２２６Ｂに、４倍に希釈された標準サンプルＳが搬出流路２３６Ｂに、標準サンプルＳが搬出流路２４６Ｂに、それぞれ充填される。バッファーＢは、搬出流路２５６に充填される。
【００４１】
検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳ中のマーカー分子は、検出部の各搬出流路に固定化された前述の捕捉抗体と結合する。
ここで、開口部１２１、１３２、１３５から空気を流出させるとともに、開口部２２８Ａ、２３８Ａ、２４８Ａ、２２８Ｂ、２３８Ｂ、２４８Ｂ、２５８から空気を流出させることで、検出部の各搬出流路をバッファーＢで洗浄する。
適切な標識済み検出抗体を有する検出試薬を検出試薬収容部２０５に収容し、上記と同様の方法で、検出部の各搬出流路に流す。さらに、上記と同じ洗浄工程により、非特異的に結合した検出試薬を洗い落とした後、検出試薬に応じた方法によって検出部に残った標識分子を測定する。
これにより、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳの検量線を同時に作成し、検体溶液Ｐを分析する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の検査チップ１によれば、切替え機構により検体側流路セット２２０Ａおよびバッファー収容部２０２を充填接続状態にして、第二のバッファー流路２２２Ａの一端側を負圧にすることで、バッファー収容部２０２中のバッファーＢがバッファー流路２２１Ａ、２２２Ａに充填される。同様に、第二の検体溶液流路２２４Ａの他端側を負圧にすることで、検体溶液収容部２０３中の検体溶液Ｐが検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａに充填される。
ここで、切替え機構により検体側流路セット２２０Ａを環状接続状態にして攪拌機構を動作させると、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａ中のバッファーＢと検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａ中の検体溶液Ｐとが撹拌される。撹拌されるバッファーＢと検体溶液Ｐとの混合比率は、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａと検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａとの容積比で決まるので、バッファー流路および検体溶液流路の容積を調節することで、バッファーＢと検体溶液Ｐとを所望の割合で混合し、均一に撹拌することができる。
また、検査チップ１を収容部、流路、切替え機構、および攪拌機構で構成できるため、検査チップ１の構成を簡単にすることができる。
【００４３】
攪拌機構は、開状態と閉状態とを切替える３つのバルブ３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａを備える。このため、３つのバルブ３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａのうち、閉状態にするバルブを順に切替えることで、バッファーＢおよび検体溶液Ｐを環状に接続された検体側流路セット２２０Ａに沿って流し、撹拌することができる。
バルブは、空気圧により開状態と閉状態とが切替えられるため、バルブ近傍に潤滑油などを用いることなく、清潔さを保った状態で開状態と閉状態とを切替えることができる。
【００４４】
検査チップ１は、標準サンプル収容部２０４、標準サンプル側流路セット２２０Ｂを備えるため、検体溶液Ｐと同時に標準サンプルＳをバッファーＢで希釈することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本検査チップ２は、第１実施形態の検査チップ１に対して、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳをバッファーＢでそれぞれ４段階に希釈する構成となっている。この例では、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを、２倍、４倍、８倍、１６倍にそれぞれ希釈している。
【００４６】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態および第２実施形態では、液用流路層２００はＰＤＭＳなどの樹脂により形成していたが、ガラスにより形成されてもよい。
前記第１実施形態および第２実施形態のバルブは、前述の構成に限ることなく、例えば、特許第３４１８７２７号公報に記載された圧力制御により開閉可能なニューマチックバルブや、特許第４３８３０５３号公報に記載された圧電アクチュエーターによるバルブなども好適に用いることができる。
【００４７】
前記第１実施形態では、標準サンプルＳをバッファーＢで希釈するための、標準サンプル収容部２０４や標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂは備えられなくてもよい。検体溶液Ｐに対する検量線が得られれば充分な場合もあるからである。
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを希釈する段階に制限はなく、１段階でもよいし、３段階や５段階以上でもよい。
【００４８】
（実施例）
図１０に示した３層から成る検査チップ２を作製した。液用溝部２１０が形成された液用流路層２００は、縦４４ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ２ｍｍとし、空気用溝部１１０が形成された空気用流路層１００は、縦５２ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍとし、ガラス板１０は、縦５２ｍｍ、横７６ｍｍ、厚さ１ｍｍとした。
ガラス板１０は、空気用流路層１００の空気用溝部１１０に対する蓋の役割を果たす。
【００４９】
液用溝部２１０は、幅３００μｍ（検出部における幅は１００μｍ）、深さ５０μｍとした。空気用溝部１１０は、幅１６０μｍ、深さ７０μｍとし、バルブの直径１．７ｍｍとした。
【００５０】
液用流路層２００と空気用流路層１００はＰＤＭＳ製とし、次のように作製した。
まず、液用流路層２００、および中間層の空気用流路層１００のマスク設計を行い、フィルムマスクを作製した。レジスト型作製として、Ｓｉウエハ上にレジスト（ＳＵ−８）を溝部の深さ厚毎に塗布し、Ｓｉウエハ（ＳＵ−８塗布）を露光機に載せ、マスクをセットして露光し、露光されていないＳＵ−８部分を除去した。レジスト型にＰＤＭＳ樹脂を注入し、ＰＤＭＳをベークして固めた。硬化したＰＤＭＳをレジスト型より離型し、各直径用に応じた生検トレパンで穴を開けた。外形をカット後、貼り合せ接合面をＯ２プラズマ処理し、顕微鏡付き貼り合わせ機により位置合わせをしながらパーマネントボンディングした。圧力調節装置Ｍのチューブを空気用流路層１００に取付けるときに、空気用流路層１００にチューブ取付け部補強ＰＤＭＳシート（縦７ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を貼り付け、直径２ｍｍの穴を開けた後、シリコン製チューブ（外径２ｍｍ、内径１ｍｍ）を取付けた。
なお、送液のための吸引用のチューブは、別のＰＤＭＳ板に取り付け、チューブ付きＰＤＭＳ板として液用流路層２００に貫通させた吸引孔に合うように密着させた。
【００５１】
圧力制御は、空気用流路層１００に取付けられたチューブに連結したシリンジにて吸引することによりバルブを開閉した。しかし、攪拌時にバルブを連続的に開閉させる場合は、以下に説明するような加減圧制御ポンプを作製し使用した。なお、送液はシリンジポンプ（Ｆｕｓｉｏｎ２００；ＣＨＥＭＹＸ Ｉｎｃ．社製）に連結したシリンジによる吸引にて行った。
【００５２】
空気用流路層１００に連結したラインは、それぞれ減圧（−３０ｋＰa）と加圧（１０ｋＰa）がかかるようにし、ラインに連結したバルブの薄膜を変形させ、対応する液用流路層２００の流路を開閉させた。加減圧はそれぞれ圧力センサ（ＡＰ−４１，４３；キーエンス社製）にて制御された小型マイクロポンプ（ＮＭＰ８３０ＫＮＤＣＢ２４Ｖ；ＫＮＦジャパン社製）で発生させ、３方ソレノイドバルブ（ＬＨＤＡ１２２３１１１Ｈ；ジュピターコーポレーション社製）で切替えた。ソレノイドバルブは、ＬａｂＶＩＥＷ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製）で作成したプログラムに従い、Ｉ／Ｏユニット（ＵＳＢＫ−１１６；テクノウェーブ株式会社製）を介して制御した。
【００５３】
希釈攪拌を目視により確認するために、バッファーＢに水を、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳに着色水を用いた。
前述の検査チップの使用方法に従って、１秒ずつの間隔で開口部１２７、１２８、１２９から加減圧することにより、５分間バルブ開閉による蠕動運動を行ったところ、希釈溶液が作製されることが確認された。本希釈液を、検査チップの検出部に送液したところ、希釈列が作製されていた。
【符号の説明】
【００５４】
１、２ 検査チップ
２０２ バッファー収容部（希釈液収容部）
２０３ 検体溶液収容部（被希釈液収容部）
２０４ 標準サンプル収容部（補助被希釈液収容部）
２２０Ａ、２３０Ａ 検体側流路セット（流路）
２２０Ｂ、２３０Ｂ 標準サンプル側流路セット（補助流路）
２２１Ａ、２３１Ａ 第一のバッファー流路（第一の希釈流路）
２２１Ｂ、２３１Ｂ 第一のバッファー流路（第一の補助希釈流路）
２２２Ａ、２３２Ａ 第二のバッファー流路（第二の希釈流路）
２２２Ｂ、２３２Ｂ 第二のバッファー流路（第二の補助希釈流路）
２２３Ａ、２３２Ａ 第一の検体溶液流路（第一の被希釈流路）
２２３Ｂ、２３２Ｂ 第一の標準サンプル流路（第一の補助被希釈流路）
２２４Ａ、２３２Ａ 第二の検体溶液流路（第二の被希釈流路）
２２４Ｂ、２３２Ｂ 第二の標準サンプル流路（第二の補助被希釈流路）
３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａ バルブ（切替え弁）
Ｂ バッファー（希釈液）
Ｐ 検体溶液（被希釈液）
Ｓ 標準サンプル（補助被希釈液）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被希釈液を希釈する検査チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細な流路の加工技術や生物医学の発展により、マイクロデバイス（検査チップ）が診断分野を始め、ドラッグディスカバリーや幹細胞研究など広範な分野へ応用されてきている。マイクロデバイスを用いた診断は、検体（被希釈液）の量が少なくて良い、反応時間が短い、機能をチップ内に組み込むことにより操作が簡便であることなどから、ベッドサイドや診療所などでの迅速な検査（ＰＯＣ：Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ）に用いられている。
【０００３】
検体に含まれる成分をマイクロデバイス内で分析するには、生化学的分析で用いられている希釈を微細な流路で行わなければならないが、流体の表面張力や流路壁面の濡れ性などのため、検体を希釈液により任意の比率で希釈することは困難である。そこで、微細な流路における検体や試薬の希釈方法には、これまで幾つかの提案がなされてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載されたマイクロ分析チップでは、流路内に柱状突起物を形成することにより、２つの液体を効率的に撹拌している。また、特許文献２に開示されたマイクロデバイスでは、流体に超低周波振動を伝播することにより、流速変動を誘起させて流体を混合している。特許文献３に記載された検査チップのように、マイクロスターラーで攪拌する例もある。
一方で、検体を秤量して希釈する方法には、非特許文献１に示された混合比を制御する希釈方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４５２２号公報
【特許文献２】特開２００９−１１５８２１号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６９７４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｌａｂ Ｃｈｉｐ、第９号（２００９年）ｐ．７０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたマイクロ分析チップでは、検体と希釈溶液で粘度など物理的性状が異なる場合、均一な混合は難しくなる。特許文献２に開示されたマイクロデバイスおよび特許文献３に開示された検査チップでは、小型モータを付加したり、や回転子を組込んだりするため、構造が複雑になる。また、これらの特許文献には、任意の希釈率を得る方法は記載されていない。
非特許文献１の方法では、電気回路をモデルに微細な流路で任意の希釈溶液を作製している。しかし、この方法では、検体が流路内を均一に送液されることを前提にしているため、粘性の高い検体には適応しにくいと考えられる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で希釈液と被希釈液とを所望の割合で混合させるとともに、混合した液を撹拌して均一にする検査チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の検査チップは、希釈液を収容可能な希釈液収容部と、前記希釈液により希釈される被希釈液を収容可能な被希釈液収容部と、第一の希釈流路、第二の希釈流路、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路を有し、内部に前記希釈液および前記被希釈液を流す流路と、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路の接続状態を切替える切替え機構と、前記流路内の前記希釈液および前記被希釈液を攪拌する攪拌機構と、を備える検査チップであって、前記切替え機構は、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路および前記希釈液収容部が直列に接続されて連通され、かつ、前記第一の被希釈流路、前記第二の被希釈流路および前記被希釈液収容部が直列に接続されて連通された充填接続状態と、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路が環状に接続されて連通された環状接続状態と、を切替え可能とされていることを特徴としている。
【００１０】
また、上記の検査チップにおいて、前記攪拌機構は、前記流路に設けられ、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れる開状態と、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れない閉状態と、を切替える３つの切替え弁を備えることがより好ましい。
また、上記の検査チップにおいて、前記切替え弁は、空気圧により前記開状態と前記閉状態とが切替えられることがより好ましい。
【００１１】
また、上記の検査チップにおいて、前記希釈液により希釈される補助被希釈液を収容可能な補助被希釈液収容部と、第一の補助希釈流路、第二の補助希釈流路、第一の補助被希釈流路および第二の補助被希釈流路を有する補助流路と、前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路の接続状態を切替える補助切替え機構と、前記流路内の前記希釈液および前記補助被希釈液を攪拌する補助攪拌機構と、をさらに備え、前記補助切替え機構は、前記希釈液収容部、前記第一の補助希釈流路および前記第二の補助希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、前記補助被希釈液収容部、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が直列に接続されて連通された補助充填接続状態と、前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が環状に接続されて連通された補助環状接続状態と、を切替え可能とされていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の検査チップによれば、簡単な構成で希釈液と被希釈液とを所望の割合で混合させるとともに、混合した液を撹拌して均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の検査チップを透過させた平面図である。
【図２】同検査チップの断面を説明する図である。
【図３】図１中の要部拡大図である。
【図４】図３において収容部および液用流路のみを示した図である。
【図５】図３においてバルブ、空気用流路および開口部のみを示した図である。
【図６】同検査チップの動作を説明する図である。
【図７】同検査チップの動作を説明する図である。
【図８】同検査チップの動作を説明する図である。
【図９】同検査チップの動作を説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の検査チップを透過させた平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る検査チップの第１実施形態を、図１から図９を参照しながら説明する。本検査チップは、検体溶液（被希釈液）および標準サンプル（補助被希釈液）と希釈・洗浄用のバッファー（希釈液）とを、それぞれ２段階に混合して希釈するものである。検体溶液としては、血清・血しょうや唾液などが挙げられ、バッファーとしては、リン酸緩衝液（ＰＢＳ）や生理食塩水などを用いることができる。
図１および図２に示すように、検査チップ１は、ガラス板１０と、ガラス板１０の一方の面１１上に設けられ空気用溝部１１０が形成された空気用流路層１００と、空気用流路層１００の一方の面１０１上に設けられ液用溝部２１０が形成された液用流路層２００とを備えている。
【００１５】
まず、図２を用いて、検査チップ１の基本的な構成について説明する。以下に示す、空気用流路１１１、液用流路（流路）２１１、開口部１１１ａおよびバルブ３１０は、構成の一例であり、実際には、検査チップ１にはこれらと同様の構成がそれぞれ多数備えられている。
空気用流路層１００は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などの樹脂によりシート状に形成されている。
空気用溝部１１０は、空気用流路層１００におけるガラス板１０側の面に形成され、ガラス板１０の一方の面１１と一体となって空気用流路１１１を構成する。
【００１６】
液用流路層２００は、空気用流路層１００と同一の材料で形成されている。
液用溝部２１０は、液用流路層２００における空気用流路層１００側の面に形成され、空気用流路層１００の一方の面１０１と一体となって液用流路（流路）２１１を構成する。
液用流路層２００の空気用流路層１００側の面には、互いの端部が離間するように配置された液用溝部２１０ａ、２１０ｂが形成されている。
液用溝部２１０ａと空気用流路層１００の一方の面１０１とで液用流路２１１ａを、液用溝部２１０ｂと空気用流路層１００の一方の面１０１とで液用流路２１１ｂを、それぞれ構成する。
液用流路２１１ａ、２１１ｂの端部は、空気用流路層１００の厚さ方向において空気用流路１１１の中央部に重なるように配置されている。
ガラス板１０と空気用流路層１００、空気用流路層１００と液用流路層２００のバルブ３１０以外は、公知の接着剤などで接続することができる。
【００１７】
空気用流路１１１の端部に設けられた開口部１１１ａには、シリンジポンプなどの圧力調節装置Ｍが接続されている。
圧力調節装置Ｍにより、空気用流路１１１内が大気圧になったときには、液用流路層２００に空気用流路層１００の一方の面１０１が気密に接続し、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとが連通していなく、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとの間で液が流れない閉状態となる。一方で、圧力調節装置Ｍにより開口部１１１ａから空気を流出させ、空気用流路１１１内が大気圧より低い負圧になったときには、空気用流路１１１の液用流路層２００側の部分が圧力差により形状Ｆのように湾曲する。このため、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとが連通し、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとの間で液が流れる開状態となる。
このように、空気用流路１１１と、液用流路２１１ａ、２１１ｂの端部とによりバルブ（切替え弁）３１０が構成される。そして、圧力調節装置Ｍで空気用流路１１１内の空気圧を調節することで、液用流路２１１ａと液用流路２１１ｂとを閉状態と開状態とに切替えることができる。
なお、空気用流路１１１内に圧力をかけないときには、空気用流路１１１内は大気圧になり、バルブ３１０は閉状態となる。
以下では、検査チップ１における、実際の空気用流路、液用流路、開口部、およびバルブの構成を中心に説明する。
【００１８】
検査チップ１は、図３に示すように、収容部２０２〜２０５（収容部２０５は図１参照。）、検体側流路セット（流路）２２０Ａ、２３０Ａ、標準サンプル側流路セット（補助流路）２２０Ｂ、２３０Ｂ、原液流路２４０Ａ、２４０Ｂ、および、バルブを備えている。
このうち、検体側流路セット２２０Ａと標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、検体側流路セット２３０Ａと標準サンプル側流路セット２３０Ｂは、液用流路層２００上に規定される中心軸線Ｃに対してほぼ対称に形成されている。
検体側流路セット２３０Ａと標準サンプル側流路セット２３０Ｂは、検体側流路セット２２０Ａと標準サンプル側流路セット２２０Ｂを挟むように配置されている。
以下では、検体側流路セット２２０Ａ、２３０Ａ、後述する検体原液流路２４０Ａ、および、これらに関するバルブについて詳しく説明する。そして、これらに対して、中心軸線Ｃに対して線対称となる構成については、符号の数字の部分を共通にし、符号に付加する英字を「Ａ」、「Ｂ」と変えることで示し、重複する説明を省略する。
【００１９】
収容部２０２〜２０５は、液用流路層２００の面上に形成された凹部である。収容部２０２〜２０５は、バッファーＢを収容可能なバッファー収容部（希釈液収容部）２０２と、バッファーＢにより希釈される検体溶液Ｐを収容可能な検体溶液収容部（被希釈液収容部）２０３と、バッファーＢにより希釈される標準サンプル（補助被希釈液）Ｓを収容可能な標準サンプル収容部（補助被希釈液収容部）２０４と、検出試薬Ａを収容可能な検出試薬収容部２０５とで構成されている。
【００２０】
図４に示すように、バッファーＢが流れるバッファー原液流路２０７は、中心軸線Ｃ上を延びている。
検体側流路セット２２０Ａは、第一のバッファー流路（第一の希釈流路）２２１Ａ、第二のバッファー流路（第二の希釈流路）２２２Ａ、第一の検体溶液流路（第一の被希釈流路）２２３Ａ、および第二の検体溶液流路（第二の被希釈流路）２２４Ａを有している。
第一のバッファー流路２２１Ａと第二のバッファー流路２２２Ａ、および、第一の検体溶液流路２２３Ａと第二の検体溶液流路２２４Ａは、互いに線対称に形成されている。
バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａは、中心軸線Ｃに沿って蛇行するように形成されている。バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａの容積の合計と、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａの容積の合計との比率は、例えば、１５対１に設定されている。バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａに充填されたバッファーＢと、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａに充填された検体溶液Ｐとを混合すると、検体溶液Ｐが１６倍に希釈される。
【００２１】
図３から図５に示すように、第一のバッファー流路２２１Ａの一端と第二のバッファー流路２２２Ａの一端とは、バルブ３２１Ａにより接続されている。第一のバッファー流路２２１Ａの他端と第二のバッファー流路２２２Ａの他端とは、バルブ３２２Ａにより接続されている。
第一のバッファー流路２２１Ａにおける一端側には、バルブ３２３Ａが設けられている。第一のバッファー流路２２１Ａにおけるバルブ３２１Ａとバルブ３２３Ａとの間の部分は、バッファー原液流路２０７とバルブ３２４Ａにより接続されている。
第二のバッファー流路２２２Ａにおける一端側には、バルブ３２５Ａが設けられている
【００２２】
第一の検体溶液流路２２３Ａの一端と第二の検体溶液流路２２４Ａの一端とは、バルブ３２６Ａにより接続されている。第一の検体溶液流路２２３Ａの他端と第二の検体溶液流路２２４Ａの他端とは、バルブ３２７Ａにより接続されている。
第一のバッファー流路２２１Ａの他端と第一の検体溶液流路２２３Ａの一端とは、バルブ３２８Ａにより接続されている。第二のバッファー流路２２２Ａの他端と第二の検体溶液流路２２４Ａの一端とは、バルブ３２９Ａにより接続されている。
第一の検体溶液流路２２３Ａの他端側は、バッファー原液流路２０７に接続されている。
【００２３】
検体側流路セット２３０Ａが、検体側流路セット２２０Ａと異なる点は、バッファー流路２３１Ａ、２３２Ａ、および検体溶液流路２３３Ａ、２３４Ａの容積である。
第一のバッファー流路２３１Ａにおけるバルブ３３１Ａとバルブ３３３Ａとの間の部分は、第二のバッファー流路２２２Ａとバルブ３３４Ａにより接続されている。
第一の検体溶液流路２３３Ａの他端側と第二の検体溶液流路２２４Ａの他端側とは、バルブ３４０Ａにより接続されている。
バッファー流路２３１Ａ、２３２Ａの容積の合計と、検体溶液流路２３３Ａ、２３４Ａの容積の合計との比率は、３対１に設定されている。バッファー流路２３１Ａ、２３２Ａに充填されたバッファーＢと、検体溶液流路２３３Ａ、２３４Ａに充填された検体溶液Ｐとを混合すると、検体溶液Ｐが４倍に希釈される。
検体側流路セット２３０Ａの容積は、検体側流路セット２２０Ａの容積と等しく設定されている。
【００２４】
標準サンプル側流路セット２２０Ｂにおいて、第一のバッファー流路２２１Ｂが第一の補助希釈流路に、第二のバッファー流路２２２Ｂが第二の補助希釈流路に、第一の標準サンプル流路２２３Ｂが第一の補助被希釈流路に、第二の標準サンプル流路２２４Ｂが第二の補助被希釈流路に、それぞれ相当する。
【００２５】
検体側流路セット２３０Ａに対する中心軸線Ｃとは反対側には、検体原液流路２４０Ａが中心軸線Ｃに沿って蛇行するように形成されている。
検体原液流路２４０Ａの容積は、検体側流路セット２２０Ａの容積と等しく設定されている。
検体原液流路２４０Ａの一端と第二の検体溶液流路２３４Ａの他端とは、バルブ３４１Ａにより接続されている。また、検体原液流路２４０Ａの一端は、補助開口部２４１Ａとバルブ３４２Ａにより接続されている。
【００２６】
バッファー原液流路２０７の一端は、バルブ３５１を介してバッファー収容部２０２に接続されるとともに、バルブ３５２を介して検出試薬収容部２０５に接続されている（図１参照。）。
第一の検体溶液流路２２３Ａの他端は、バルブ３５３Ａを介して検体溶液収容部２０３に接続されている。第一の標準サンプル流路２２３Ｂの他端は、バルブ３５３Ｂを介して標準サンプル収容部２０４に接続されている。
【００２７】
続いて、検体側流路セット２２０Ａ、２３０Ａ、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂ、および、原液流路２４０Ａ、２４０Ｂより下流側の構成について説明する。
図３から図５に示すように、第一のバッファー流路２２１Ａにおけるバルブ３２１Ａとバルブ３２３Ａとの間の部分には、搬出流路２２６Ａの一端が接続されている。搬出流路２２６Ａには、一端側から他端側に向けて、バルブ３７１Ａ、３７２Ａが設けられている（バルブ３７２Ａは図１参照。）。図１に示すように、搬出流路２２６Ａにおけるバルブ３７２Ａより他端側となる中間部２２７Ａの流路の幅は、搬出流路２２６Ａの他の部分の幅より狭くなっている。中間部２２７Ａは、中心軸線Ｃに平行に配置されている。
搬出流路２２６Ａの他端には、開口部２２８Ａが設けられている。
一方で、図３から図５に示すように、第二のバッファー流路２２２Ａの一端は、補助開口部２２９Ａとバルブ３７３Ａにより接続されている。
【００２８】
第一のバッファー流路２３１Ａにおけるバルブ３３１Ａとバルブ３３３Ａとの間の部分には、補助流路２３５Ａの一端が接続され、第二のバッファー流路２３２Ａにおけるバルブ３３１Ａとバルブ３３５Ａとの間の部分には、この補助流路２３５Ａの他端が接続されている。補助流路２３５Ａには、バルブ３８１Ａ、３８３Ａが設けられている。
補助流路２３５Ａにおけるバルブ３８１Ａとバルブ３８３Ａとの間の部分には、搬出流路２３６Ａの一端が接続されている。図１に示すように、搬出流路２３６Ａには、バルブ３８２Ａが設けられている。搬出流路２３６Ａにおけるバルブ３８２Ａより他端側となる中間部２３７Ａの流路の幅は、搬出流路２３６Ａの他の部分の幅より狭くなっている。中間部２３７Ａの一部は、中心軸線Ｃに平行に配置されている。
搬出流路２３６Ａの他端には、開口部２３８Ａが設けられている。
一方で、図３から図５に示すように、補助流路２３５Ａにおける、バルブ３８３Ａが設けられた部分より他端側は、補助開口部２３９Ａとバルブ３８４Ａにより接続されている。
【００２９】
検体原液流路２４０Ａの他端には、環状流路２４５Ａが接続されている。環状流路２４５Ａにおける検体原液流路２４０Ａの他端が接続された部分の反対側には、搬出流路２４６Ａの一端が接続されている。環状流路２４５Ａにおける、検体原液流路２４０Ａの他端が接続された部分と搬出流路２４６Ａの一端が接続された部分とのそれぞれの中間部には、バルブ３９１Ａ、３９２Ａが設けられている。
図１に示すように、搬出流路２４６Ａには、バルブ３９３Ａが設けられている。搬出流路２４６Ａにおけるバルブ３９３Ａより他端側となる中間部２４７Ａの流路の幅は、搬出流路２４６Ａの他の部分の幅より狭くなっている。中間部２４７Ａの一部は、中心軸線Ｃに平行に配置されている。
搬出流路２４６Ａの他端には、開口部２４８Ａが設けられている。
【００３０】
図３から図５に示すように、バッファー原液流路２０７の他端は、バルブ３５６を介して搬出流路２５６の一端に接続されている。搬出流路２５６は、中心軸線Ｃ上を延びている。搬出流路２５６には、図１に示すバルブ３５７が設けられている。
搬出流路２５６におけるバルブ３５７より他端側となる中間部２５７の流路の幅は、搬出流路２５６の他の部分の幅より狭くなっている。
搬出流路２５６の他端には、開口部２５８が設けられている。
なお、搬出流路２２６Ａ、２３６Ａ、２４６Ａ、２２６Ｂ、２３６Ｂ、２４６Ｂ、２５６の容積は、互いに等しく設定されている。
また、中間部２２７Ａ、２３７Ａ、２４７Ａ、２２７Ｂ、２３７Ｂ、２４７Ｂ、２５７は、検査チップ１における検出部となる。
【００３１】
図１に示すように、搬出流路２５６におけるバルブ３５６とバルブ３５７との間の部分には、分岐流路２６１Ａの一端が接続されている。分岐流路２６１Ａの中間部は、搬出流路２２６Ａおよび搬出流路２３６Ａに接続され、分岐流路２６１Ａの他端は搬出流路２４６Ａに接続されている。
分岐流路２６１Ａにおける一端と搬出流路２２６Ａに接続された部分との間には、バルブ３９６Ａが設けられている。分岐流路２６１Ａにおける搬出流路２２６Ａに接続された部分と搬出流路２３６Ａに接続された部分との間には、バルブ３９７Ａが設けられている。そして、分岐流路２６１Ａにおける搬出流路２３６Ａに接続された部分と他端との間には、バルブ３９８Ａが設けられている。
【００３２】
図５に示すように、バルブ３５１は、空気用流路により開口部１２１に接続されている。このように構成することで、開口部１２１に接続された不図示の圧力調節装置により、バルブ３５１を閉状態と開状態とを切替えることができる。同様に、バルブ３５２は、開口部１２２に接続されている（図１参照。）。
バルブ３２７Ａ、３３７Ａ、３２７Ｂ、３３７Ｂは、開口部１２３にそれぞれ接続されている。すなわち、これらのバルブ３２７Ａ、３３７Ａ、３２７Ｂ、３３７Ｂは、開口部１２３に接続された圧力調節装置により、閉状態と開状態とを一斉に切替えられる。
同様に、バルブ３２６Ａ、３３６Ａ、３４０Ａ、３４１Ａ、３５３Ａ、３９１Ａ、３２６Ｂ、３３６Ｂ、３４０Ｂ、３４１Ｂ、３５３Ｂ、３９１Ｂは、開口部１２４にそれぞれ接続されている
バルブ３２８Ａ、３２９Ａ、３３８Ａ、３３９Ａ、３２８Ｂ、３２９Ｂ、３３８Ｂ、３３９Ｂは、開口部１２５にそれぞれ接続されている。
バルブ３２２Ａ、３３２Ａ、３２２Ｂ、３３２Ｂは、開口部１２６にそれぞれ接続されている。
バルブ３２５Ａ、３３５Ａ、３２５Ｂ、３３５Ｂは、開口部１２７にそれぞれ接続されている。
バルブ３２３Ａ、３３３Ａ、３２３Ｂ、３３３Ｂは、開口部１２８にそれぞれ接続されている。
バルブ３２１Ａ、３３１Ａ、３２１Ｂ、３３１Ｂは、開口部１２９にそれぞれ接続されている。
バルブ３２４Ａ、３３４Ａ、３８３Ａ、３２４Ｂ、３３４Ｂ、３８３Ｂは、開口部１３０にそれぞれ接続されている。
バルブ３４２Ａ、３７１Ａ、３７３Ａ、３８１Ａ、３８４Ａ、３９２Ａ、３４２Ｂ、３７１Ｂ、３７３Ｂ、３８１Ｂ、３８４Ｂ、３９２Ｂは、開口部１３１にそれぞれ接続されている。
バルブ３５６は、開口部１３２（図１参照。）に接続されている。
【００３３】
さらに、図１に示すように、バルブ３５７は開口部１３３に接続されている。
バルブ３７２Ａ、３８２Ａ、３９３Ａ、３７２Ｂ、３８２Ｂ、３９３Ｂは、開口部１３４にそれぞれ接続されている。
バルブ３９６Ａ、３９７Ａ、３９８Ａ、３９６Ｂ、３９７Ｂ、３９８Ｂは、開口部１３５にそれぞれ接続されている。
【００３４】
なお、バルブ３２１Ａ、３２２Ａ、３２４Ａ、３２６Ａ、３２７Ａ、３２８Ａ、３２９Ａ、開口部１２３、１２４、１２５、１２６、１２９、１３０、および空気用流路で、切替え機構を構成する。
具体的に、バルブ３２３Ａ、３２５Ａ、３５１が開状態のときで説明する。
開口部１２６、１３０から空気を流出させ、バルブ３２２Ａ、３２４Ａを開状態とすることで、バッファー原液流路２０７を介して、バッファー収容部２０２、第一のバッファー流路２２１Ａ、および第二のバッファー流路２２２Ａが直列に接続され、互いに連通する。同様に、開口部１２４から空気を流出させ、バルブ３２６Ａ、３５３Ａを開状態とすることで、検体溶液収容部２０３、第一の検体溶液流路２２３Ａ、および第二の検体溶液流路２２４Ａが直列に接続され、互いに連通する。
このように、バルブ３２２Ａ、３２４Ａ、３２６Ａ、３５３Ａを開状態とすることで、バッファー収容部２０２、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａが連通するとともに、検体溶液収容部２０３、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａが連通した充填接続状態にすることができる。
【００３５】
一方で、開口部１２３、１２５、１２９から空気を流出させ、バルブ３２７Ａ、３２８Ａ、３２９Ａ、３２１Ａを開状態とすることで、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａ、検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａが環状に接続されて連通された環状接続状態にすることができる。
このように、空気を流出させる開口部を適宜選択することで、切替え機構がバッファー収容部２０２、検体溶液収容部２０３、および検体側流路セット２２０Ａの接続状態を、充填接続状態と環状接続状態とに切替えることができる。
【００３６】
また、３つのバルブ３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａ、開口部１２９、１２７、１２８、および空気用流路で、攪拌機構を構成する。
すなわち、他の開口部を負圧にした状態で、開口部１２９、開口部１２８、開口部１２７の順で大気圧にし、バルブ３２１Ａ、バルブ３２３Ａ、バルブ３２５Ａを順に閉状態とする。このように操作することで、いわゆる蠕動運動により、環状に接続された検体側流路セット２２０Ａ内の液体が反時計回りに回転する。この液体を回転させる駆動力と、検体側流路セット２２０Ａの蛇行する流路とにより、検体側流路セット２２０Ａ内の液体が効果的に攪拌される。
検体側流路セット２３０Ａにおいても同様に、切替え機構および攪拌機構が備えられている。
標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂは、検体側流路セット２２０Ａにおける切替え機構および攪拌機構に相当する、補助切替え機構および補助攪拌機構を備えている。補助切替え機構は、標準サンプル側流路セット２２０Ｂを、検体側流路セット２２０Ａの充填接続状態および環状接続状態に相当する、補助充填接続状態および補助環状接続状態に切替えるものである。
【００３７】
次に、以上のように構成された検査チップ１の使用方法について説明する。
この例では、予め、検出部に捕捉抗体を固定化させておくとともに、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳには、マーカー分子を入れておいてある。また、図６および図７においては、異なる液が流れる流路を異なる線種で示している。
まず、バッファーＢを充填するバッファー充填工程を行う。
具体的には、開口部１２１、１２６、１２７、１２８、１３０から空気を流出させ、図６中にハッチングで示すバルブを開状態とすることで、検体側流路セット２２０Ａおよびバッファー収容部２０２を充填接続状態にする。同様に、検体側流路セット２３０Ａを充填接続状態に、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂを補助充填接続状態にする。
開口部２３８Ａ（図１参照。）から圧力調節装置で空気を流出させることで、バッファー収容部２０２内のバッファーＢが、バッファー原液流路２０７、第一のバッファー流路２２１Ａ、第二のバッファー流路２２２Ａ、第一のバッファー流路２３１Ａ、および第二のバッファー流路２３２Ａに充填される。同様に、開口部２３８Ｂ（図１参照。）から空気を流出させることで、バッファー収容部２０２内のバッファーＢが、バッファー原液流路２０７、第一のバッファー流路２２１Ｂ、第二のバッファー流路２２２Ｂ、第一のバッファー流路２３１Ｂ、および第二のバッファー流路２３２Ｂに充填される。
【００３８】
次に、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを充填する検体・サンプル充填工程を行う。
具体的には、開口部１２４から空気を流出させ、図７中にハッチングで示すバルブを開状態とする。開口部２４８Ａ（図１参照。）から圧力調節装置で空気を流出させることで、検体溶液収容部２０３内の検体溶液Ｐが、第一の検体溶液流路２２３Ａ、第二の検体溶液流路２２４Ａ、第一の検体溶液流路２３３Ａ、第二の検体溶液流路２３４Ａ、および検体原液流路２４０Ａに充填される。
一方で、開口部２４８Ｂ（図１参照。）から空気を流出させることで、標準サンプル収容部２０４内の標準サンプルＳが、第一の標準サンプル流路２２３Ｂ、第二の標準サンプル流路２２４Ｂ、第一の標準サンプル流路２３３Ｂ、第二の標準サンプル流路２３４Ｂ、および標準サンプル原液流路２４０Ｂに充填される。
【００３９】
続いて、検体溶液ＰとバッファーＢ、標準サンプルＳとバッファーＢをそれぞれ攪拌する攪拌工程を行う。
具体的には、開口部１２３、１２５、１２７、１２８、１２９から空気を流出させ、図８中にハッチングで示すバルブを開状態とすることで、検体側流路セット２２０Ａを環状接続状態にする。同様に、検体側流路セット２３０Ａを環状接続状態に、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂを補助環状接続状態にする。
ここで、開口部１２９、開口部１２８、開口部１２７を順に閉状態にすることで、環状に接続された検体側流路セット２２０Ａ、２３０Ａ内の検体溶液ＰとバッファーＢ、標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂ内の標準サンプルＳとバッファーＢをそれぞれ攪拌する。
【００４０】
次に、希釈した検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを検出部に送る搬出工程を行う。
開口部１２１、１２３、１２７、１２８、１３１から空気を流出させ、図９中にハッチングで示すバルブを開状態とする。
そして、開口部２２８Ａ、２３８Ａ、２４８Ａ、２２８Ｂ、２３８Ｂ、２４８Ｂ、２５８（図１参照。）から空気を流出させることで、搬出流路２２６Ａ、２３６Ａ、２４６Ａ、２２６Ｂ、２３６Ｂ、２４６Ｂ、２５６内を負圧にする。
これにより、１６倍に希釈された検体溶液Ｐが搬出流路２２６Ａに、４倍に希釈された検体溶液Ｐが搬出流路２３６Ａに、検体溶液Ｐが搬出流路２４６Ａに、それぞれ充填される。１６倍に希釈された標準サンプルＳが搬出流路２２６Ｂに、４倍に希釈された標準サンプルＳが搬出流路２３６Ｂに、標準サンプルＳが搬出流路２４６Ｂに、それぞれ充填される。バッファーＢは、搬出流路２５６に充填される。
【００４１】
検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳ中のマーカー分子は、検出部の各搬出流路に固定化された前述の捕捉抗体と結合する。
ここで、開口部１２１、１３２、１３５から空気を流出させるとともに、開口部２２８Ａ、２３８Ａ、２４８Ａ、２２８Ｂ、２３８Ｂ、２４８Ｂ、２５８から空気を流出させることで、検出部の各搬出流路をバッファーＢで洗浄する。
適切な標識済み検出抗体を有する検出試薬を検出試薬収容部２０５に収容し、上記と同様の方法で、検出部の各搬出流路に流す。さらに、上記と同じ洗浄工程により、非特異的に結合した検出試薬を洗い落とした後、検出試薬に応じた方法によって検出部に残った標識分子を測定する。
これにより、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳの検量線を同時に作成し、検体溶液Ｐを分析する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の検査チップ１によれば、切替え機構により検体側流路セット２２０Ａおよびバッファー収容部２０２を充填接続状態にして、第二のバッファー流路２２２Ａの一端側を負圧にすることで、バッファー収容部２０２中のバッファーＢがバッファー流路２２１Ａ、２２２Ａに充填される。同様に、第二の検体溶液流路２２４Ａの他端側を負圧にすることで、検体溶液収容部２０３中の検体溶液Ｐが検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａに充填される。
ここで、切替え機構により検体側流路セット２２０Ａを環状接続状態にして攪拌機構を動作させると、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａ中のバッファーＢと検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａ中の検体溶液Ｐとが撹拌される。撹拌されるバッファーＢと検体溶液Ｐとの混合比率は、バッファー流路２２１Ａ、２２２Ａと検体溶液流路２２３Ａ、２２４Ａとの容積比で決まるので、バッファー流路および検体溶液流路の容積を調節することで、バッファーＢと検体溶液Ｐとを所望の割合で混合し、均一に撹拌することができる。
また、検査チップ１を収容部、流路、切替え機構、および攪拌機構で構成できるため、検査チップ１の構成を簡単にすることができる。
【００４３】
攪拌機構は、開状態と閉状態とを切替える３つのバルブ３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａを備える。このため、３つのバルブ３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａのうち、閉状態にするバルブを順に切替えることで、バッファーＢおよび検体溶液Ｐを環状に接続された検体側流路セット２２０Ａに沿って流し、撹拌することができる。
バルブは、空気圧により開状態と閉状態とが切替えられるため、バルブ近傍に潤滑油などを用いることなく、清潔さを保った状態で開状態と閉状態とを切替えることができる。
【００４４】
検査チップ１は、標準サンプル収容部２０４、標準サンプル側流路セット２２０Ｂを備えるため、検体溶液Ｐと同時に標準サンプルＳをバッファーＢで希釈することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本検査チップ２は、第１実施形態の検査チップ１に対して、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳをバッファーＢでそれぞれ４段階に希釈する構成となっている。この例では、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを、２倍、４倍、８倍、１６倍にそれぞれ希釈している。
【００４６】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態および第２実施形態では、液用流路層２００はＰＤＭＳなどの樹脂により形成していたが、ガラスにより形成されてもよい。
前記第１実施形態および第２実施形態のバルブは、前述の構成に限ることなく、例えば、特許第３４１８７２７号公報に記載された圧力制御により開閉可能なニューマチックバルブや、特許第４３８３０５３号公報に記載された圧電アクチュエーターによるバルブなども好適に用いることができる。
【００４７】
前記第１実施形態では、標準サンプルＳをバッファーＢで希釈するための、標準サンプル収容部２０４や標準サンプル側流路セット２２０Ｂ、２３０Ｂは備えられなくてもよい。検体溶液Ｐに対する検量線が得られれば充分な場合もあるからである。
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳを希釈する段階に制限はなく、１段階でもよいし、３段階や５段階以上でもよい。
【００４８】
（実施例）
図１０に示した３層から成る検査チップ２を作製した。液用溝部２１０が形成された液用流路層２００は、縦４４ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ２ｍｍとし、空気用溝部１１０が形成された空気用流路層１００は、縦５２ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍとし、ガラス板１０は、縦５２ｍｍ、横７６ｍｍ、厚さ１ｍｍとした。
ガラス板１０は、空気用流路層１００の空気用溝部１１０に対する蓋の役割を果たす。
【００４９】
液用溝部２１０は、幅３００μｍ（検出部における幅は１００μｍ）、深さ５０μｍとした。空気用溝部１１０は、幅１６０μｍ、深さ７０μｍとし、バルブの直径１．７ｍｍとした。
【００５０】
液用流路層２００と空気用流路層１００はＰＤＭＳ製とし、次のように作製した。
まず、液用流路層２００、および中間層の空気用流路層１００のマスク設計を行い、フィルムマスクを作製した。レジスト型作製として、Ｓｉウエハ上にレジスト（ＳＵ−８）を溝部の深さ厚毎に塗布し、Ｓｉウエハ（ＳＵ−８塗布）を露光機に載せ、マスクをセットして露光し、露光されていないＳＵ−８部分を除去した。レジスト型にＰＤＭＳ樹脂を注入し、ＰＤＭＳをベークして固めた。硬化したＰＤＭＳをレジスト型より離型し、各直径用に応じた生検トレパンで穴を開けた。外形をカット後、貼り合せ接合面をＯ２プラズマ処理し、顕微鏡付き貼り合わせ機により位置合わせをしながらパーマネントボンディングした。圧力調節装置Ｍのチューブを空気用流路層１００に取付けるときに、空気用流路層１００にチューブ取付け部補強ＰＤＭＳシート（縦７ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を貼り付け、直径２ｍｍの穴を開けた後、シリコン製チューブ（外径２ｍｍ、内径１ｍｍ）を取付けた。
なお、送液のための吸引用のチューブは、別のＰＤＭＳ板に取り付け、チューブ付きＰＤＭＳ板として液用流路層２００に貫通させた吸引孔に合うように密着させた。
【００５１】
圧力制御は、空気用流路層１００に取付けられたチューブに連結したシリンジにて吸引することによりバルブを開閉した。しかし、攪拌時にバルブを連続的に開閉させる場合は、以下に説明するような加減圧制御ポンプを作製し使用した。なお、送液はシリンジポンプ（Ｆｕｓｉｏｎ２００；ＣＨＥＭＹＸ Ｉｎｃ．社製）に連結したシリンジによる吸引にて行った。
【００５２】
空気用流路層１００に連結したラインは、それぞれ減圧（−３０ｋＰa）と加圧（１０ｋＰa）がかかるようにし、ラインに連結したバルブの薄膜を変形させ、対応する液用流路層２００の流路を開閉させた。加減圧はそれぞれ圧力センサ（ＡＰ−４１，４３；キーエンス社製）にて制御された小型マイクロポンプ（ＮＭＰ８３０ＫＮＤＣＢ２４Ｖ；ＫＮＦジャパン社製）で発生させ、３方ソレノイドバルブ（ＬＨＤＡ１２２３１１１Ｈ；ジュピターコーポレーション社製）で切替えた。ソレノイドバルブは、ＬａｂＶＩＥＷ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製）で作成したプログラムに従い、Ｉ／Ｏユニット（ＵＳＢＫ−１１６；テクノウェーブ株式会社製）を介して制御した。
【００５３】
希釈攪拌を目視により確認するために、バッファーＢに水を、検体溶液Ｐおよび標準サンプルＳに着色水を用いた。
前述の検査チップの使用方法に従って、１秒ずつの間隔で開口部１２７、１２８、１２９から加減圧することにより、５分間バルブ開閉による蠕動運動を行ったところ、希釈溶液が作製されることが確認された。本希釈液を、検査チップの検出部に送液したところ、希釈列が作製されていた。
【符号の説明】
【００５４】
１、２ 検査チップ
２０２ バッファー収容部（希釈液収容部）
２０３ 検体溶液収容部（被希釈液収容部）
２０４ 標準サンプル収容部（補助被希釈液収容部）
２２０Ａ、２３０Ａ 検体側流路セット（流路）
２２０Ｂ、２３０Ｂ 標準サンプル側流路セット（補助流路）
２２１Ａ、２３１Ａ 第一のバッファー流路（第一の希釈流路）
２２１Ｂ、２３１Ｂ 第一のバッファー流路（第一の補助希釈流路）
２２２Ａ、２３２Ａ 第二のバッファー流路（第二の希釈流路）
２２２Ｂ、２３２Ｂ 第二のバッファー流路（第二の補助希釈流路）
２２３Ａ、２３２Ａ 第一の検体溶液流路（第一の被希釈流路）
２２３Ｂ、２３２Ｂ 第一の標準サンプル流路（第一の補助被希釈流路）
２２４Ａ、２３２Ａ 第二の検体溶液流路（第二の被希釈流路）
２２４Ｂ、２３２Ｂ 第二の標準サンプル流路（第二の補助被希釈流路）
３２１Ａ、３２３Ａ、３２５Ａ バルブ（切替え弁）
Ｂ バッファー（希釈液）
Ｐ 検体溶液（被希釈液）
Ｓ 標準サンプル（補助被希釈液）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希釈液を収容可能な希釈液収容部と、
前記希釈液により希釈される被希釈液を収容可能な被希釈液収容部と、
第一の希釈流路、第二の希釈流路、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路を有する流路と、
前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路の接続状態を切替える切替え機構と、
前記流路内の前記希釈液および前記被希釈液を攪拌する攪拌機構と、
を備える検査チップであって、
前記切替え機構は、
前記希釈液収容部、前記第一の希釈流路および前記第二の希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、前記被希釈液収容部、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路が直列に接続されて連通された充填接続状態と、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路が環状に接続されて連通された環状接続状態と、を切替え可能とされていることを特徴とする検査チップ。
【請求項２】
前記攪拌機構は、
前記流路に設けられ、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れる開状態と、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れない閉状態と、を切替える３つの切替え弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の検査チップ。
【請求項３】
前記切替え弁は、空気圧により前記開状態と前記閉状態とが切替えられることを特徴とする請求項２に記載の検査チップ。
【請求項４】
前記希釈液により希釈される補助被希釈液を収容可能な補助被希釈液収容部と、
第一の補助希釈流路、第二の補助希釈流路、第一の補助被希釈流路および第二の補助被希釈流路を有する補助流路と、
前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路の接続状態を切替える補助切替え機構と、
前記流路内の前記希釈液および前記補助被希釈液を攪拌する補助攪拌機構と、
をさらに備え、
前記補助切替え機構は、
前記希釈液収容部、前記第一の補助希釈流路および前記第二の補助希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、前記補助被希釈液収容部、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が直列に接続されて連通された補助充填接続状態と、前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が環状に接続されて連通された補助環状接続状態と、を切替え可能とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の検査チップ。
【請求項１】
希釈液を収容可能な希釈液収容部と、
前記希釈液により希釈される被希釈液を収容可能な被希釈液収容部と、
第一の希釈流路、第二の希釈流路、第一の被希釈流路および第二の被希釈流路を有する流路と、
前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路の接続状態を切替える切替え機構と、
前記流路内の前記希釈液および前記被希釈液を攪拌する攪拌機構と、
を備える検査チップであって、
前記切替え機構は、
前記希釈液収容部、前記第一の希釈流路および前記第二の希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、前記被希釈液収容部、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路が直列に接続されて連通された充填接続状態と、前記第一の希釈流路、前記第二の希釈流路、前記第一の被希釈流路および前記第二の被希釈流路が環状に接続されて連通された環状接続状態と、を切替え可能とされていることを特徴とする検査チップ。
【請求項２】
前記攪拌機構は、
前記流路に設けられ、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れる開状態と、前記流路を前記希釈液および前記被希釈液が流れない閉状態と、を切替える３つの切替え弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の検査チップ。
【請求項３】
前記切替え弁は、空気圧により前記開状態と前記閉状態とが切替えられることを特徴とする請求項２に記載の検査チップ。
【請求項４】
前記希釈液により希釈される補助被希釈液を収容可能な補助被希釈液収容部と、
第一の補助希釈流路、第二の補助希釈流路、第一の補助被希釈流路および第二の補助被希釈流路を有する補助流路と、
前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路の接続状態を切替える補助切替え機構と、
前記流路内の前記希釈液および前記補助被希釈液を攪拌する補助攪拌機構と、
をさらに備え、
前記補助切替え機構は、
前記希釈液収容部、前記第一の補助希釈流路および前記第二の補助希釈流路が直列に接続されて連通され、かつ、前記補助被希釈液収容部、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が直列に接続されて連通された補助充填接続状態と、前記第一の補助希釈流路、前記第二の補助希釈流路、前記第一の補助被希釈流路および前記第二の補助被希釈流路が環状に接続されて連通された補助環状接続状態と、を切替え可能とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の検査チップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２１５３８９（Ｐ２０１２−２１５３８９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８９３５（Ｐ２０１１−７８９３５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、委託業務「ナノテク・先端部材実用化研究開発／高機能性蛍光磁性ビーズによる高速・高感度疾患診断システムの開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、委託業務「ナノテク・先端部材実用化研究開発／高機能性蛍光磁性ビーズによる高速・高感度疾患診断システムの開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]