(57)【要約】【課題】簡便に利用できるとともに衛生面に優れ、かつ適切に粒子を分離し得る粒子分離装置を実現することが可能な粒子分離回収カートリッジの製造方法および粒子分離回収カートリッジを提供する。【解決手段】粒子分離回収カートリッジ１００は、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を含んでおり、標的粒子を含むサンプル液を収容するサンプル液収容タンク１３０ａ、バッファ液を収容するバッファ液収容タンク１３０ｂ、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を通って標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を収容するサンプル液回収タンク１３０ｃ、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を通って標的粒子を含むバッファ液を収容するバッファ液回収タンク１３０ｄを一体に備えている。粒子分離回収カートリッジ１００は、一次成形品およびＤＬＤマイクロ流路チップをインサートとして成形型にセットし、樹脂を充填するインサート成形により製造される。【選択図】図３
2020165822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的粒子を含むサンプル液から前記標的粒子を分離する粒子分離装置において用いられる粒子分離回収カートリッジの製造方法であって、
前記粒子分離回収カートリッジを構成する部材である一次成形品を作製するステップと、
前記一次成形品およびＤＬＤマイクロ流路チップをインサートとして成形型にセットし、樹脂を充填するインサート成形により前記粒子分離回収カートリッジを製造するステップと、を有し、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップは、
サンプル液が導入されるサンプル液導入口と、
バッファ液が導入されるバッファ液導入口と、
前記サンプル液導入口を介して導入されたサンプル液と前記バッファ液導入口を介して導入されたバッファ液とが接しながら並行して流れる複数の微細なピラーが配設されたＤＬＤマイクロ流路構造を有するＤＬＤ流路部と、
前記ＤＬＤ流路部でサンプル液からバッファ液に移動した前記標的粒子を含むバッファ液を排出するバッファ液排出口と、
前記ＤＬＤ流路部で前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を排出するサンプル液排出口と、を備え、
前記粒子分離回収カートリッジは、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップと、
前記サンプル液導入口に連通されており、前記サンプル液導入口に導入される前記サンプル液を収容するサンプル液収容タンクと、
前記バッファ液導入口に連通されており、前記バッファ液導入口に導入される前記バッファ液を収容するバッファ液収容タンクと、
前記バッファ液排出口に連通されており、前記バッファ液排出口から排出される前記標的粒子を含むバッファ液を収容するバッファ液回収タンクと、
前記サンプル液排出口に連通されており、前記サンプル液排出口から排出される前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を収容するサンプル液回収タンクとを、一体に備え、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップの側面、前記サンプル液収容タンクと前記サンプル液導入口との連通部、前記バッファ液収容タンクと前記バッファ液導入口との連通部、前記バッファ液回収タンクと前記バッファ液排出口との連通部、前記サンプル液回収タンクと前記バッファ液導入口との連通部が、前記インサート成形により充填された前記樹脂からなる封止材によって覆われていることを特徴とする、粒子分離回収カートリッジの製造方法。
【請求項２】
前記サンプル液収容タンクおよび前記バッファ液収容タンクはそれぞれ加圧装置に接続可能な加圧装置接続部を備え、前記加圧装置から前記加圧装置接続部を介して導入された気体により生じる前記サンプル液収容タンク内の陽圧によって、前記サンプル液収容タンクに収容された前記サンプル液が前記サンプル液導入口を介して前記ＤＬＤ流路部に導入され、前記加圧装置から前記加圧装置接続部を介して導入された気体により生じる前記バッファ液収容タンク内の陽圧によって、前記バッファ液収容タンクに収容された前記バッファ液が前記バッファ液導入口を介して前記ＤＬＤ流路部に導入されることを特徴とする請求項１に記載の粒子分離回収カートリッジの製造方法。
【請求項３】
前記標的粒子を含むサンプル液は、前記標的粒子とサイズの異なる非標的粒子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の粒子分離回収カートリッジの製造方法。
【請求項４】
前記標的粒子は、細胞であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の粒子分離回収カートリッジの製造方法。
【請求項５】
前記標的粒子を含むサンプル液は、血中循環腫瘍細胞を前記標的粒子として含むことを特徴とする請求項４に記載の粒子分離回収カートリッジの製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の粒子分離回収カートリッジの製造方法によって製造される粒子分離回収カートリッジ。
【請求項７】
標的粒子を含むサンプル液から前記標的粒子を分離する粒子分離装置において用いられる粒子分離回収カートリッジであって、
サンプル液が導入されるサンプル液導入口と、バッファ液が導入されるバッファ液導入口と、前記サンプル液導入口を介して導入されたサンプル液と前記バッファ液導入口を介して導入されたバッファ液とが接しながら並行して流れる複数の微細なピラーが配設されたＤＬＤマイクロ流路構造を有するＤＬＤ流路部と、前記ＤＬＤ流路部でサンプル液からバッファ液に移動した前記標的粒子を含むバッファ液を排出するバッファ液排出口と、前記ＤＬＤ流路部で前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を排出するサンプル液排出口とを備えるＤＬＤマイクロ流路チップと、
前記サンプル液導入口に連通されており、前記サンプル液導入口に導入される前記サンプル液を収容するサンプル液収容タンクと、
前記バッファ液導入口に連通されており、前記バッファ液導入口に導入される前記バッファ液を収容するバッファ液収容タンクと、
前記バッファ液排出口に連通されており、前記バッファ液排出口から排出される前記標的粒子を含むバッファ液を収容するバッファ液回収タンクと、
前記サンプル液排出口に連通されており、前記サンプル液排出口から排出される前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を収容するサンプル液回収タンクと、を備え、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップの側面、前記サンプル液収容タンクと前記サンプル液導入口との連通部、前記バッファ液収容タンクと前記バッファ液導入口との連通部、前記バッファ液回収タンクと前記バッファ液排出口との連通部、前記サンプル液回収タンクと前記バッファ液導入口との連通部が、樹脂からなる封止材によって覆われていることを特徴とする粒子分離回収カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標的粒子を含む液体中から該標的粒子を分離する粒子分離装置において用いられる粒子分離回収カートリッジの製造方法および粒子分離回収カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
がんの原発腫瘍組織または転移腫瘍組織から、腫瘍細胞が遊離し、血液中へ浸潤することが知られている。このような腫瘍細胞は、血中循環腫瘍細胞（ＣＴＣ：Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｔｕｍｏｒ  Ｃｅｌｌｓ）と呼ばれ、末梢血中の血中循環腫瘍細胞の数を測定することにより、がんの進行状態や予後の治療効果の把握、あるいは再発・転移の早期発見等を診断する情報となり得るものと期待されている。
【０００３】
末梢血中の血中循環腫瘍細胞の数を測定する方法としては、例えば下記の特許文献１に記載されるような、細胞試料液中の細胞を蛍光標識抗体で染色したうえで、細胞試料液をセルソーターチップの流路に流し、画像処理型セルソーターを用いて回収すべき血中循環腫瘍細胞とそれ以外の細胞とを分離して、その分離された血中循環腫瘍細胞をカウントする手法が知られている。しかしながら、画像処理型セルソーターは、セルソーターチップ内の流れを観察するためのカメラ、カメラで撮影された画像中の細胞の種類を区別して認識するための画像認識システム、および区別された細胞を分別して異なる流路に移すために細胞に電圧等による外力を与える装置等を必須の構成要素とするものであるため、高価で大型な装置であり、簡便に使用できるものではないという問題があった。
【０００４】
血中循環腫瘍細胞の数を測定するためにより簡便に使用できる方法としては、血中循環腫瘍細胞が血球細胞よりもサイズが大きい傾向があることを利用した、水力学的層流分離の一つである決定論的横置換（ＤＬＤ：Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）法を用いた方法が知られている（例えば下記の特許文献２、下記の非特許文献１参照）。この分離技術を利用した粒子分離装置として、下記の非特許文献２の図２には、ＤＬＤ法の基本的な構造に基づいて設計されたマイクロ流路チップにサンプル液を注入するシリンジおよびチューブを有するサンプル液注入系と、バッファ液を注入するシリンジおよびチューブを有するバッファ液注入系とを備えたものが実験用として図示されている。
【０００５】
また、本願出願時における文献公知発明ではないが、本願に係る発明の関連技術として、同一出願人によって特許出願された先行出願（特願２０１８−４２２０５号：本願出願時には未公開）には、ＤＬＤ法による分離技術を利用した粒子分離装置が記載されている。以下、図１０を参照しながら、上記先行出願に記載されている粒子分離装置の構成について説明する。
【０００６】
図１０に示すように、上記先行出願に記載されている粒子分離装置１であるＣＴＣ分離装置は、圧力発生部としてのシリンジ２、分岐管を含む圧力分配部３、サンプル液収容部４、バッファ液収容部５、ＤＬＤマイクロ流路チップを含む分離部６、サンプル液回収部７、およびバッファ液回収部８を備えて構成されている。この粒子分離装置１では、シリンジ２において発生した気圧が圧力分配部３で二股に分岐されて、サンプル液収容部４内のサンプル液、およびバッファ液収容部５内のバッファ液を分離部６に排出するように作用し、サンプル液およびバッファ液が分離部６内を流れることで、サンプル液回収部７にはＣＴＣが分離されたサンプル液が回収され、バッファ液回収部８にはＣＴＣを含むバッファ液が回収されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１０５５０７号
【特許文献２】米国特許第７，７３５，６５２号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｈｕａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，"Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ"，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３０４，ｐ．９８７−９９０，２００４
【非特許文献２】岡野弘聖、外６名、「血中循環腫瘍細胞捕捉のための寸法によるファーストスクリーニング−細胞の硬さの影響−」、２０１４年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集、精密工学会、ｐ．４５３−４５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非特許文献２に記載の粒子分離装置では、サンプル液注入系のサンプル液およびバッファ液注入系のバッファ液がそれぞれチューブを通じてマイクロ流路からなる分離部に導入され、分離部から回収されるサンプル液およびバッファ液がそれぞれチューブを通じて排出される構成となっている。
【００１０】
また、図１０に示すように、上記先行出願に記載されている粒子分離装置においても同様に、サンプル液収容部内のサンプル液およびバッファ液収容部内のバッファ液がそれぞれチューブを通じてＤＬＤマイクロ流路チップを含む分離部に導入され、分離部から回収されるサンプル液およびバッファ液がそれぞれチューブを通じてサンプル液回収部およびバッファ液回収部へ排出される構成となっている。
【００１１】
従来技術および先行出願に係る粒子分離装置を使用する際には、現状、ＤＬＤマイクロ流路チップを含む分離部に対してサンプル液収容部、バッファ液収容部、サンプル液回収部、およびバッファ液回収部をチューブで接続する煩雑な組み立て作業を行う必要があり、簡便に使用できる粒子分離装置を実現できないという課題がある。
【００１２】
また、従来技術および先行出願に係る粒子分離装置は、各部材とＤＬＤマイクロ流路チップとをチューブで接続するため、その接続部からサンプル液やバッファ液が液漏れしてしまう場合がある。また、ＤＬＤマイクロ流路チップは、例えば流路加工チップに平面チップを貼り合わせた層状の構造であり、ＤＬＤマイクロ流路チップの側面からサンプル液やバッファ液が液漏れしてしまう場合もある。その結果、適切な分離が行えないおそれがあり、液漏れによって血液を媒介とした感染症が広がってしまうおそれもある。
【００１３】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、簡便に利用できるとともに衛生面に優れ、かつ適切に粒子を分離し得る粒子分離装置を実現することが可能な粒子分離回収カートリッジの製造方法および粒子分離回収カートリッジ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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る粒子分離回収カートリッジの製造方法は、標的粒子を含むサンプル液から前記標的粒子を分離する粒子分離装置において用いられる粒子分離回収カートリッジの製造方法であって、
前記粒子分離回収カートリッジを構成する部材である一次成形品を作製するステップと、
前記一次成形品およびＤＬＤマイクロ流路チップをインサートとして成形型にセットし、樹脂を充填するインサート成形により前記粒子分離回収カートリッジを製造するステップと、を有し、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップは、
サンプル液が導入されるサンプル液導入口と、
バッファ液が導入されるバッファ液導入口と、
前記サンプル液導入口を介して導入されたサンプル液と前記バッファ液導入口を介して導入されたバッファ液とが接しながら並行して流れる複数の微細なピラーが配設されたＤＬＤマイクロ流路構造を有するＤＬＤ流路部と、
前記ＤＬＤ流路部でサンプル液からバッファ液に移動した前記標的粒子を含むバッファ液を排出するバッファ液排出口と、
前記ＤＬＤ流路部で前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を排出するサンプル液排出口と、を備え、
前記粒子分離回収カートリッジは、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップと、
前記サンプル液導入口に連通されており、前記サンプル液導入口に導入される前記サンプル液を収容するサンプル液収容タンクと、
前記バッファ液導入口に連通されており、前記バッファ液導入口に導入される前記バッファ液を収容するバッファ液収容タンクと、
前記バッファ液排出口に連通されており、前記バッファ液排出口から排出される前記標的粒子を含むバッファ液を収容するバッファ液回収タンクと、
前記サンプル液排出口に連通されており、前記サンプル液排出口から排出される前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を収容するサンプル液回収タンクとを、一体に備え、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップの側面、前記サンプル液収容タンクと前記サンプル液導入口との連通部、前記バッファ液収容タンクと前記バッファ液導入口との連通部、前記バッファ液回収タンクと前記バッファ液排出口との連通部、前記サンプル液回収タンクと前記バッファ液導入口との連通部が、前記インサート成形により充填された前記樹脂からなる封止材によって覆われていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る粒子分離回収カートリッジの製造方法によると、サンプル液収容タンク、バッファ液収容タンク、バッファ液回収タンク、サンプル液回収タンクの各タンクとＤＬＤマイクロ流路チップとが一体となった利便性に優れた粒子分離回収カートリッジを製造することができる。この粒子分離回収カートリッジは、各タンクとＤＬＤマイクロ流路チップとの間の連通部が樹脂によって成形されており、さらにＤＬＤマイクロ流路チップの側面が樹脂に覆われた構成となっているため、サンプル液やバッファ液が漏れるおそれのない、衛生面に優れた粒子分離回収カートリッジを実現することができる。
【００１６】
本発明に係る粒子分離回収カートリッジの製造方法において、前記サンプル液収容タンクおよび前記バッファ液収容タンクはそれぞれ加圧装置に接続可能な加圧装置接続部を備え、前記加圧装置から前記加圧装置接続部を介して導入された気体により生じる前記サンプル液収容タンク内の陽圧によって、前記サンプル液収容タンクに収容された前記サンプル液が前記サンプル液導入口を介して前記ＤＬＤ流路部に導入され、前記加圧装置から前記加圧装置接続部を介して導入された気体により生じる前記バッファ液収容タンク内の陽圧によって、前記バッファ液収容タンクに収容された前記バッファ液が前記バッファ液導入口を介して前記ＤＬＤ流路部に導入されてもよい。上記方法により製造された粒子分離回収カートリッジを用いた粒子分離装置では、加圧装置からバッファ液収容タンクおよびサンプル液収容タンクの両方に導入した気体により生じる陽圧によって、バッファ液およびサンプル液の両方を適切な流量でＤＬＤマイクロ流路チップ内のＤＬＤ流路部に流入させることができ、標的粒子を含むサンプル液から標的粒子を適切に分離することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る粒子分離回収カートリッジの製造方法において、前記標的粒子を含むサンプル液は、前記標的粒子とサイズの異なる非標的粒子を含んでもよい。上記方法により製造された粒子分離回収カートリッジを用いた粒子分離装置では、サンプル液が標的粒子とサイズの異なる非標的粒子を含む場合であっても、標的分子を分離することができる。
【００１８】
本発明に係る粒子分離回収カートリッジの製造方法において、前記標的粒子は、細胞であってもよい。さらに、前記標的粒子を含むサンプル液は、血中循環腫瘍細胞を前記標的粒子として含んでもよい。上記方法により製造された粒子分離回収カートリッジを用いた粒子分離装置は、血中循環腫瘍細胞等の細胞を好適に分離することができる。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、上記方法によって製造される粒子分離回収カートリッジが提供される。
【００２０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る粒子分離回収カートリッジは、標的粒子を含むサンプル液から前記標的粒子を分離する粒子分離装置において用いられる粒子分離回収カートリッジであって、
サンプル液が導入されるサンプル液導入口と、バッファ液が導入されるバッファ液導入口と、前記サンプル液導入口を介して導入されたサンプル液と前記バッファ液導入口を介して導入されたバッファ液とが接しながら並行して流れる複数の微細なピラーが配設されたＤＬＤマイクロ流路構造を有するＤＬＤ流路部と、前記ＤＬＤ流路部でサンプル液からバッファ液に移動した前記標的粒子を含むバッファ液を排出するバッファ液排出口と、前記ＤＬＤ流路部で前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を排出するサンプル液排出口とを備えるＤＬＤマイクロ流路チップと、
前記サンプル液導入口に連通されており、前記サンプル液導入口に導入される前記サンプル液を収容するサンプル液収容タンクと、
前記バッファ液導入口に連通されており、前記バッファ液導入口に導入される前記バッファ液を収容するバッファ液収容タンクと、
前記バッファ液排出口に連通されており、前記バッファ液排出口から排出される前記標的粒子を含むバッファ液を収容するバッファ液回収タンクと、
前記サンプル液排出口に連通されており、前記サンプル液排出口から排出される前記標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を収容するサンプル液回収タンクと、を備え、
前記ＤＬＤマイクロ流路チップの側面、前記サンプル液収容タンクと前記サンプル液導入口との連通部、前記バッファ液収容タンクと前記バッファ液導入口との連通部、前記バッファ液回収タンクと前記バッファ液排出口との連通部、前記サンプル液回収タンクと前記バッファ液導入口との連通部が、樹脂からなる封止材によって覆われていることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る粒子分離回収カートリッジによると、各タンクとＤＬＤマイクロ流路チップとの間の連通部、およびＤＬＤマイクロ流路チップの側面が、樹脂からなる封止材によって覆われた構成となっているため、サンプル液やバッファ液が漏れるおそれのない、衛生面に優れた粒子分離回収カートリッジを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るＤＬＤマイクロ流路チップの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すＤＬＤマイクロ流路チップの粒子分離の原理を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジの構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジの裏側の構成の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジの下部部材を上から見た平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態において、キャップが装着された状態の粒子分離回収カートリッジの構成の一例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジを含む粒子分離装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態において、キャップが装着された状態の粒子分離回収カートリッジを含む粒子分離装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、先行出願に記載されている粒子分離装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
本発明の実施の形態では、ＤＬＤマイクロ流路チップと、サンプル液収容タンク、バッファ液収容タンク、バッファ液回収タンク、サンプル液回収タンクの４つのタンクとを含む粒子分離回収カートリッジが製造される。標的粒子を含むサンプル液から標的粒子を分離する際には、粒子分離回収カートリッジを加圧装置に接続させて粒子分離装置を構成する。
【００２５】
以下、ＤＬＤマイクロ流路チップの構成、粒子分離回収カートリッジの構成および製造方法、粒子分離装置の構成、粒子分離に係る動作および作用について順に説明する。
【００２６】
（ＤＬＤマイクロ流路チップの構成）
図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係るＤＬＤマイクロ流路チップの構成について説明する。
【００２７】
図１に示すように、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０は、サンプル液導入口６１ａ、バッファ液導入口６１ｂ、サンプル液排出口６１ｃ、バッファ液排出口６１ｄ、ＤＬＤ流路部６２を備えて構成されている。
【００２８】
サンプル液導入口６１ａ、バッファ液導入口６１ｂ、サンプル液排出口６１ｃ、バッファ液排出口６１ｄはそれぞれＤＬＤ流路部６２に連通されている。サンプル液導入口６１ａは、サンプル液をＤＬＤ流路部６２に流入させるための導入口である。バッファ液導入口６１ｂは、バッファ液をＤＬＤ流路部６２に流入させるための導入口である。サンプル液排出口６１ｃは、ＤＬＤ流路部６２内を流れて移動したサンプル液をＤＬＤ流路部６２から流出させるための排出口である。バッファ液排出口６１ｄは、ＤＬＤ流路部６２内を流れて移動したバッファ液をＤＬＤ流路部６２から流出させるための排出口である。なお、サンプル液はとしては、血液を希釈したもの、例えば血液を濃度４ｍＭのＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）を含有するＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）で２倍希釈したものを用いることができる。また、バッファ液としては、等張液を一種または複数種混合したものを用いることができ、例えば、ＰＢＳまたはグリセリン含有ＰＢＳ等を用いることができる。
【００２９】
ＤＬＤ流路部６２は、例えば、非特許文献１に記載されているようなＤＬＤ法の原理に基づいて配設された複数の微細なピラー（マイクロピラー）を有している。サンプル液導入口６１ａから導入されたサンプル液と、バッファ液導入口６１ｂから導入されたバッファ液とは、互いに接しながらそれぞれ層流として並行してＤＬＤ流路部６２内を流れ、サンプル液排出口６１ｃおよびバッファ液排出口６１ｄの方向に移動する。このとき、ＤＬＤ流路部６２に配設された複数の微細なピラーにより、サンプル液中に含まれる標的分子をサンプル液から分離することができる。
【００３０】
ＤＬＤ法によれば、図２に示すように、所定の規則に従って配設された複数のピラーＰからなるピラー群に粒子の分散液を流した場合には、小さい粒子は流れの方向に沿って進み、大きい粒子はピラーＰの存在によって流れの方向に沿う進行を妨げられる結果として、流れの方向に対して斜めに進む。ピラーＰの間隔Ｇとシフト量ｄとで決まるしきい値を適宜設定することにより、しきい値未満の径の粒子としきい値以上の径の粒子とを分離することができる。
【００３１】
ＤＬＤ流路部６２内において、サンプル液に含まれる比較的大きい径のＣＴＣ（例えば１２〜１５μｍ程度）は、サンプル液の流れ方向に対して斜めに進み、サンプル液に接しながら層流として並行して流れるバッファ液に移動する。その結果、サンプル液からバッファ液に移動したＣＴＣを含むバッファ液が、バッファ液排出口６１ｄから排出される。一方、ＤＬＤ流路部６２内において、サンプル液に含まれる比較的小さい径の血球（例えば８μｍ程度）は、サンプル液の流れ方向に沿って進み、ＣＴＣが移動および分離された後のサンプル液とともに、サンプル液排出口６１ｃから排出される。すなわち、サンプル液に比較的大きい径のＣＴＣが含まれている場合には、ＤＬＤ流路部６２内を通過した際にＣＴＣはサンプル液から分離されて、バッファ液とともに排出される。
【００３２】
なお、ＤＬＤ流路部６２内において、サンプル液とバッファ液とは、互いに接しながら層流として並行して流れる際に互いに僅かに混入し合うため、サンプル液排出口６１ｃから排出されるサンプル液にはバッファ液の一部が含まれ、バッファ液排出口６１ｄから排出されるバッファ液にはサンプル液の一部が含まれる場合がある。
【００３３】
ＤＬＤマイクロ流路チップ６０は、例えば、流路加工チップにサンプル液導入口６１ａ、バッファ液導入口６１ｂ、サンプル液排出口６１ｃ、バッファ液排出口６１ｄ、ＤＬＤ流路部６２を形成し、サンプル液導入口６１ａ、バッファ液導入口６１ｂ、サンプル液排出口６１ｃ、バッファ液排出口６１ｄのそれぞれに対応する位置に液体が流通するための穴が設けられた平面チップを流路加工チップの上に貼り合わせた層状の構造を有している。すなわち、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０は、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の一方の面に設けられた穴を介して、サンプル液導入口６１ａ、バッファ液導入口６１ｂ、サンプル液排出口６１ｃ、バッファ液排出口６１ｄのそれぞれにおいて、サンプル液またはバッファ液が流通可能なようになっている。なお、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０は既知のものであり、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０単体として市販されている製品を用いてもよい。
【００３４】
（粒子分離回収カートリッジの構成）
図３〜図６を参照しながら、上記のＤＬＤマイクロ流路チップ６０を含む粒子分離回収カートリッジの構成について説明する。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジの構成の一例を示す斜視図である。図４は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジの構成の裏側の構成の一例を示す斜視図である。図５は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジの下部部材を上から見た平面図である。図６は、本発明の実施の形態において、キャップが装着された状態の粒子分離回収カートリッジの構成の一例を示す斜視図である。
【００３６】
粒子分離回収カートリッジ１００は、上記のＤＬＤマイクロ流路チップ６０を含んで構成されており、サンプル液収容タンク１３０ａ、バッファ液収容タンク１３０ｂ、サンプル液回収タンク１３０ｃ、バッファ液回収タンク１３０ｄを備えている。
【００３７】
サンプル液収容タンク１３０ａは、ＤＬＤ流路部６２内に流入させるサンプル液を貯留するためのタンクである。サンプル液収容タンク１３０ａの内部は空洞になっており、サンプル液を貯留する貯留空間が形成されている。
【００３８】
サンプル液収容タンク１３０ａの上部には、内部の貯留空間にサンプル液を注入するための開口部であるサンプル液充填口１１１ａと、後述する加圧装置２００の第２管路３２を接続するための加圧装置接続部１１２ａとが設けられている。加圧装置接続部１１２ａは、サンプル液収容タンク１３０ａ内の貯留空間と外部とを繋ぐ通気口であり、例えば、後述する加圧装置２００の第２管路３２の内腔に挿入可能な略円筒形状に形成されている。
【００３９】
サンプル液収容タンク１３０ａの内部底面には、該内部底面を貫通する貫通孔である連通部１２１ａが設けられている。連通部１２１ａは、サンプル液収容タンク１３０ａ内の貯留空間とサンプル液導入口６１ａとを連通し、貯留空間に充填されたサンプル液をサンプル液導入口６１ａを介してＤＬＤ流路部６２内に流入させる流路である。
【００４０】
バッファ液収容タンク１３０ｂは、ＤＬＤ流路部６２内に流入させるバッファ液を貯留するためのタンクである。バッファ液収容タンク１３０ｂの内部は空洞になっており、バッファ液を貯留する貯留空間が形成されている。
【００４１】
バッファ液収容タンク１３０ｂの上部には、内部の貯留空間にバッファ液を注入するための開口部であるバッファ液充填口１１１ｂと、後述する加圧装置２００の第３管路３３を接続するための加圧装置接続部１１２ｂとが設けられている。加圧装置接続部１１２ｂは、バッファ液収容タンク１３０ｂ内の貯留空間と外部とを繋ぐ通気口であり、例えば、後述する加圧装置２００の第３管路３３の内腔に挿入可能な略円筒形状に形成されている。
【００４２】
バッファ液収容タンク１３０ｂの内部底面には、該内部底面を貫通する貫通孔である連通部１２１ｂが設けられている。連通部１２１ｂは、バッファ液収容タンク１３０ｂ内の貯留空間とバッファ液導入口６１ｂとを連通し、貯留空間に充填されたバッファ液をバッファ液導入口６１ｂを介してＤＬＤ流路部６２内に流入させる流路である。
【００４３】
サンプル液回収タンク１３０ｃは、ＤＬＤ流路部６２内から流出するサンプル液を貯留するためのタンクである。サンプル液回収タンク１３０ｃの内部は空洞になっており、サンプル液を貯留する貯留空間が形成されている。
【００４４】
サンプル液回収タンク１３０ｃの上部には、内部の貯留空間からサンプル液を回収するための開口部であるサンプル液回収口１１１ｃが設けられている。サンプル液回収タンク１３０ｃの内部底面には、該内部底面を貫通する貫通孔である連通部１２１ｃが設けられている。連通部１２１ｃは、サンプル液回収タンク１３０ｃ内の貯留空間とサンプル液排出口６１ｃとを連通し、ＤＬＤ流路部６２内を通過したサンプル液をサンプル液排出口６１ｃを介してサンプル液回収タンク１３０ｃ内部の貯留空間に流入させる流路である。
【００４５】
バッファ液回収タンク１３０ｄは、ＤＬＤ流路部６２内から流出するバッファ液を貯留するためのタンクである。バッファ液回収タンク１３０ｄの内部は空洞になっており、サンプル液を貯留する貯留空間が形成されている。
【００４６】
バッファ液回収タンク１３０ｄの上部には、内部の貯留空間からバッファ液を回収するための開口部であるバッファ液回収口１１１ｄが設けられている。バッファ液回収タンク１３０ｄの内部底面には、該内部底面を貫通する貫通孔である連通部１２１ｄが設けられている。連通部１２１ｄは、バッファ液回収タンク１３０ｄ内の貯留空間とバッファ液排出口６１ｄとを連通し、ＤＬＤ流路部６２内を通過したバッファ液をバッファ液排出口６１ｄを介してバッファ液回収タンク１３０ｄ内部の貯留空間に流入させる流路である。
【００４７】
粒子分離回収カートリッジ１００は、一例として、４つの上部部材１１０ａ〜１１０ｄと、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を含むように成形された１つの下部部材１２０とにより構成することができる。
【００４８】
上部部材１１０ａ〜１１０ｄは、各タンク１３０ａ〜１３０ｄの貯留空間の上部を形成するように下方に開口されており、下部部材１２０は、各タンク１３０ａ〜１３０ｄの貯留空間の下部を形成するように上方に開口されている。また、下部部材１２０の上部には平面状の鍔部１２５が設けられており、上部部材１１０ａ〜１１０ｄが下部部材１２０の鍔部１２５に載置および固定されることによって、上部部材１１０ａ〜１１０ｄおよび下部部材１２０により各タンク１３０ａ〜１３０ｄの貯留空間が形成される。
【００４９】
具体的には、サンプル液収容タンク１３０ａの貯留空間の上部を構成する上部部材１１０ａを、サンプル液収容タンク１３０ａの貯留空間の下部となる下部部材１２０の位置に合わせながら下部部材１２０の鍔部１２５に載置および固定することにより、サンプル液収容タンク１３０ａが形成される。
【００５０】
また、バッファ液収容タンク１３０ｂの貯留空間の上部を構成する上部部材１１０ｂを、バッファ液収容タンク１３０ｂの貯留空間の下部となる下部部材１２０の位置に合わせながら下部部材１２０の鍔部１２５に載置および固定することにより、バッファ液収容タンク１３０ｂが形成される。
【００５１】
また、サンプル液回収タンク１３０ｃの貯留空間の上部を構成する上部部材１１０ｃを、サンプル液回収タンク１３０ｃの貯留空間の下部となる下部部材１２０の位置に合わせながら下部部材１２０の鍔部１２５に載置および固定することにより、サンプル液回収タンク１３０ｃが形成される。
【００５２】
また、バッファ液回収タンク１３０ｄの貯留空間の上部を構成する上部部材１１０ｄを、バッファ液回収タンク１３０ｄの貯留空間の下部となる下部部材１２０の位置に合わせながら下部部材１２０の鍔部１２５に載置および固定することにより、バッファ液回収タンク１３０ｄが形成される。
【００５３】
このように４つの上部部材１１０ａ〜１１０ｄおよび下部部材１２０を用いて各タンク１３０ａ〜１３０ｄを形成する場合、例えば上部部材１１０ａ〜１１０ｄの全周にわたって下部部材１２０の鍔部１２５を樹脂からなる封止材１４０で覆うことで、上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０との接続箇所、すなわち上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０との継ぎ目部分からの空気漏れまたは液漏れを防止することが望ましい。
【００５４】
上部部材１１０ａは、サンプル液収容タンク１３０ａの上部を形成するように下方に開口された部材である。上部部材１１０ａは、上述したサンプル液充填口１１１ａおよび加圧装置接続部１１２ａを有している。また。上部部材１１０ａには、サンプル液を充填するためのサンプル液収容タンク１３０ａであることを示すマーク１１３ａが付けられており、これによって、サンプル液収容タンク１３０ａであることを使用者が目視確認できるようになっている。
【００５５】
上部部材１１０ｂは、バッファ液収容タンク１３０ｂの上部を形成するように下方に開口された部材である。上部部材１１０ｂは、上述したバッファ液充填口１１１ｂおよび加圧装置接続部１１２ｂを有している。
【００５６】
上部部材１１０ｃは、サンプル液回収タンク１３０ｃの上部を形成するように下方に開口された部材である。上部部材１１０ｂは、上述したサンプル液回収口１１１ｃを有している。
【００５７】
上部部材１１０ｄは、バッファ液回収タンク１３０ｄの上部を形成するように下方に開口された部材である。上部部材１１０ｂは、上述したバッファ液回収口１１１ｄを有している。上部部材１１０ｄには、バッファ液を回収するためのバッファ液回収タンク１３０ｄであることを示すマーク１１３ｄが付けられており、これによって、バッファ液回収タンク１３０ｄであることを使用者が目視確認できるようになっている。
【００５８】
下部部材１２０は、サンプル液収容タンク１３０ａの下部、バッファ液収容タンク１３０ｂの下部、サンプル液回収タンク１３０ｃの下部、バッファ液回収タンク１３０ｄの下部のそれぞれを形成するように上方に開口されており、各タンク１３０ａ〜１３０ｄの下部が一体化された部材である。さらに、下部部材１２０は、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を包含する構成となっている。
【００５９】
下部部材１２０は、例えば図４に示されているように、粒子分離回収カートリッジ１００の底面側となる下部部材１２０の裏側に、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を固定する構成となっている。ＤＬＤマイクロ流路チップ６０は、下部部材１２０の裏側に嵌め込まれ、さらに、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の側面および下面の一部が樹脂からなる封止材１４５で覆われている。ＤＬＤマイクロ流路チップ６０は、サンプル液導入口６１ａ、バッファ液導入口６１ｂ、サンプル液排出口６１ｃ、バッファ液排出口６１ｄのそれぞれに通じるサンプル液またはバッファ液が流通可能な穴が上方を向くように配置されている。なお、下部部材１２０の裏側は全体として略水平面に形成されており、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０は該略水平面より上方に配置されている。これにより、粒子分離回収カートリッジ１００は、テーブル等に安定して載置できるようになっている。
【００６０】
下部部材１２０は、例えば図５に示されているように、各タンク１３０ａ〜１３０ｄの底部に、液体の流路となる連通部１２１ａ〜１２１ｄを有している。連通部１２１ａ〜１２１ｄは、各タンク１３０ａ〜１３０ｄの底部から粒子分離回収カートリッジ１００の底面側に貫通する貫通孔である。各連通部１２１ａ〜１２１ｄの直下には、粒子分離回収カートリッジ１００の底面側に固定されているＤＬＤマイクロ流路チップ６０の各導入口および排出口６１ａ〜６１ｄが配置され、各タンク１３０ａ〜１３０ｄ内の空間が各導入口および排出口６１ａ〜６１ｄに接続されている。また、各連通部１２１ａ〜１２１ｄは、各タンク１３０ａ〜１３０ｄと各導入口および排出口６１ａ〜６１ｄとの流路を流通する液体の液漏れを防止するために、樹脂からなる封止材１５０ａ〜１５０ｄで覆われている。
【００６１】
具体的には、サンプル液収容タンク１３０ａの底部には連通部１２１ａが設けられ、連通部１２１ａの直下にはサンプル液導入口６１ａが配置されるよう位置決めされている。連通部１２１ａによって、サンプル液収容タンク１３０ａ内のサンプル液をサンプル液導入口６１ａに流通させる流路が形成されており、連通部１２１ａおよびサンプル液導入口６１ａを通じて、サンプル液収容タンク１３０ａに収容されたサンプル液がＤＬＤ流路部６２に流入できるようになっている。また、連通部１２１ａによって形成される流路からサンプル液が漏れることがないよう、連通部１２１ａおよびサンプル液導入口６１ａの周囲は、樹脂からなる封止材１５０ａで覆われている。
【００６２】
また、バッファ液収容タンク１３０ｂの底部には連通部１２１ｂが設けられ、連通部１２１ｂの直下にはバッファ液導入口６１ｂが配置されるよう位置決めされている。連通部１２１ｂによって、バッファ液収容タンク１３０ｂ内のバッファ液をバッファ液導入口６１ｂに流通させる流路が形成されており、連通部１２１ｂおよびバッファ液導入口６１ｂを通じて、バッファ液収容タンク１３０ｂに収容されたバッファ液がＤＬＤ流路部６２に流入できるようになっている。また、連通部１２１ｂによって形成される流路からバッファ液が漏れることがないよう、連通部１２１ｂおよびバッファ液導入口６１ｂの周囲は、樹脂からなる封止材１５０ｂで覆われている。
【００６３】
また、サンプル液回収タンク１３０ｃの底部には連通部１２１ｃが設けられ、連通部１２１ｃの直下にサンプル液排出口６１ｃが配置されるよう位置決めされている。連通部１２１ｃによって、サンプル液排出口６１ｃから排出されたサンプル液をサンプル液回収タンク１３０ｃに流通させる流路が形成されており、サンプル液排出口６１ｃおよび連通部１２１ｃを通じて、ＤＬＤ流路部６２を通過したサンプル液がサンプル液回収タンク１３０ｃに流出できるようになっている。また、連通部１２１ｃによって形成される流路からサンプル液が漏れることがないよう、連通部１２１ｃおよびサンプル液排出口６１ｃの周囲は、樹脂からなる封止材１５０ｃで覆われている。
【００６４】
また、バッファ液回収タンク１３０ｄの底部には連通部１２１ｄが設けられ、連通部１２１ｄの直下にはバッファ液排出口６１ｄが配置されるよう位置決めされている。連通部１２１ｄによって、バッファ液排出口６１ｄから排出されたバッファ液をバッファ液回収タンク１３０ｄに流通させる流路が形成されており、バッファ液排出口６１ｄおよび連通部１２１ｄを通じて、ＤＬＤ流路部６２を通過したバッファ液がバッファ液回収タンク１３０ｄに流出できるようになっている。また、連通部１２１ｄによって形成される流路からバッファ液が漏れることがないよう、連通部１２１ｄおよびバッファ液排出口６１ｄの周囲は、樹脂からなる封止材１５０ｄで覆われている。
【００６５】
また、図５に示されているように、下部部材１２０により構成される各タンク１３０ａ〜１３０ｄの底部内面は、連通部１２１ａ、１２１ｂへの液体の流入および連通部１２１ｃ、１２１ｄから流出した液体の回収が効率的に行われるよう、所定の傾斜形状を有している。
【００６６】
サンプル液収容タンク１３０ａの底部内面は、連通部１２１ａが底部内面の最深部となり、連通部１２１ａに向かってサンプル液が流れるように傾斜が設けられている。さらに、サンプル液収容タンク１３０ａの底部内面には溝１２３ａが設けられ、サンプル液が連通部１２１ａに向かって流れやすくなっている。これにより、サンプル液収容タンク１３０ａに収容されたサンプル液が、連通部１２１ａに効率良く流れ込むようになっている。
【００６７】
また、バッファ液収容タンク１３０ｂの底部内面は、連通部１２１ｂが底部内面の最深部となり、連通部１２１ｂに向かってバッファ液が流れるように傾斜が設けられている。さらに、バッファ液収容タンク１３０ｂの底部内面には溝１２３ｂが設けられ、バッファ液が連通部１２１ｂに向かって流れやすくなっている。これにより、バッファ液収容タンク１３０ｂに収容されたバッファ液が、連通部１２１ｂに効率良く流れ込むようになっている。
【００６８】
また、サンプル液回収タンク１３０ｃの底部内面は、連通部１２１ｃが底部内面の最浅部となり、底部内面の中央部付近に設けられた滞留部１２４ｃが底部内面の最深部となるように傾斜が設けられている。さらに、サンプル液回収タンク１３０ｃの底部内面には溝１２３ｃが設けられ、サンプル液が滞留部１２４ｃに向かって流れやすくなっている。これにより、連通部１２１ｃから流出したサンプル液は滞留部１２４ｃに溜まるようになっている。滞留部１２４ｃは、上部部材１１０ｃのサンプル液回収口１１１ｃの略鉛直下方に配置されており、サンプル液を回収するためにサンプル液回収口１１１ｃから略鉛直下方に挿入されるピペットの先端が滞留部１２４ｃの上方に位置するようになっている。
【００６９】
また、バッファ液回収タンク１３０ｄの底部内面は、連通部１２１ｄが底部内面の最浅部となり、底部内面の中央部付近に設けられた滞留部１２４ｄが底部内面の最深部となるように傾斜が設けられている。さらに、バッファ液回収タンク１３０ｄの底部内面には溝１２３ｄが設けられ、バッファ液が滞留部１２４ｄに向かって流れやすくなっている。これにより、連通部１２１ｄから流出したバッファ液は滞留部１２４ｄに溜まるようになっている。滞留部１２４ｄは、上部部材１１０ｄのバッファ液回収口１１１ｄの略鉛直下方に配置されており、バッファ液を回収するためにバッファ液回収口１１１ｄから略鉛直下方に挿入されるピペットの先端が滞留部１２４ｄの上方に位置するようになっている。
【００７０】
図６に示すように、サンプル液充填口１１１ａにキャップ１７０ａを着脱することができるようになっている。サンプル液充填口１１１ａにキャップ１７０ａを装着することで、サンプル液充填口１１１ａがキャップ１７０ａに覆われて、サンプル液収容タンク１３０ａ内の貯留空間を密封することが可能である。
【００７１】
キャップ１７０ａは、例えばねじ式蓋としてもよい。この場合、サンプル液充填口１１１ａの側面には螺旋状のねじ溝が成形され、キャップ１７０ａの内周面には螺旋状のねじ山（不図示）が成形される。キャップ１７０ａをサンプル液充填口１１１ａに嵌合させて回転させることで、キャップ１７０ａがサンプル液充填口１１１ａに嵌合して螺合するようになっており、キャップ１７０ａを締め付けることでサンプル液収容タンク１３０ａ内部を密封することが可能である。なお、Ｏリング等を用いて、サンプル液収容タンク１３０ａ内部が確実に密封されるようにしてもよい。
【００７２】
また同様の構成により、バッファ液充填口１１１ｂにキャップ１７０ｂを装着することでバッファ液収容タンク１３０ｂ内の貯留空間を密封し、サンプル液回収口１１１ｃにキャップ１７０ｃを装着することでサンプル液回収タンク１３０ｃ内の貯留空間を密封し、バッファ液回収口１１１ｄにキャップ１７０ｄを装着することでバッファ液回収タンク１３０ｄ内の貯留空間を密封することができるようになっている。
【００７３】
なお、本実施の形態では上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０とを個別に成形して準備し、上部部材１１０ａ〜１１０ｄを下部部材１２０に取り付けることで各タンク１３０ａ〜１３０ｄを形成しているが、上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０とが一体となった部材を成形してもよい。この場合、各タンク１３０ａ〜１３０ｄは継ぎ目なく成形され、各タンク１３０ａ〜１３０ｄから空気漏れまたは液漏れが起こる可能性を低減することができる。
【００７４】
上記のように、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジ１００は、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を含んで構成されており、標的粒子を含むサンプル液を収容するサンプル液収容タンク１３０ａ、バッファ液を収容するバッファ液収容タンク１３０ｂ、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を通って標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を収容するサンプル液回収タンク１３０ｃ、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を通って標的粒子を含むバッファ液を収容するバッファ液回収タンク１３０ｄを一体に備えている。さらに、粒子分離回収カートリッジ１００は、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の側面や連通部１２１ａ〜１２１ｄが樹脂からなる封止材１４５、１５０ａ〜１５０ｄで覆われており、粒子分離に係る動作時にサンプル液およびバッファ液が液漏れしないように構成されている。
【００７５】
（粒子分離回収カートリッジの製造方法）
本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジ１００を製造する場合には、例えば射出成形の手法を用いることが可能であり、特に、粒子分離回収カートリッジ１００がＤＬＤマイクロ流路チップ６０を一体に含んだ構成とするためにインサート成形の手法を用いることが可能である。なお、インサート成形とは、インサートと呼ばれる挿入物を成形型の所定の位置にセットし、その後、成形型内にプラスチック等の溶融樹脂を充填して冷却および固化させることで、固化した樹脂とインサートが一体となった成形品を作製する手法である。本実施の形態では、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０をインサートとしてインサート成形が行われる。
【００７６】
図７は、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジ１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、上部部材１１０ａ〜１１０ｄのそれぞれの成形型を準備し、成形型内に溶融樹脂を充填させて冷却および固化させる射出成形を行って、上部部材１１０ａ〜１１０ｄを作製する（ステップＳ１）。また同様に、下部部材１２０の成形型を準備し、成形型内に溶融樹脂を充填させて冷却および固化させる射出成形を行って、下部部材１２０を作製する（ステップＳ２）。上記ステップＳ１およびステップＳ２は、完成品である粒子分離回収カートリッジを構成する上部部材１１０ａ〜１１０ｄおよび下部部材１２０を、一次成形品として作製する工程を含む。
【００７８】
次に、完成品である粒子分離回収カートリッジ１００の成形型を準備し、ステップＳ１で作製した上部部材１１０ａ〜１１０ｄと、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０を裏側に嵌め込んだ下部部材１２０とをこの成形型の所定の位置にインサートとしてセットし、成形型内に溶融樹脂を充填して冷却および固化させるインサート成形を行って、上部部材１１０ａ〜１１０ｄ、下部部材１２０およびＤＬＤマイクロ流路チップ６０が一体化された粒子分離回収カートリッジ１００を作製する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３で用いられる粒子分離回収カートリッジ１００の成形型は、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の側面や各導入口および排出口６１ａ〜６１ｄの周囲、および上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０との継ぎ目部分がインサート成形において溶融樹脂に覆われるように形成されている。これにより、ステップＳ３においてインサート成形が行われると、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の側面や連通部１２１ａ〜１２１ｄ、上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０との継ぎ目部分が樹脂で覆われた状態となり、粒子分離に係る動作時にサンプル液およびバッファ液が液漏れしない構成が実現される。
【００７９】
なお、ここでは、上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０とを個別に射出成形によって作製し、上部部材１１０ａ〜１１０ｄとＤＬＤマイクロ流路チップ６０が嵌め込まれた下部部材１２０とをインサートとしてインサート成形を行うことで、粒子分離回収カートリッジ１００を製造する方法について説明したが、本発明はこの方法に限定されるものではない。上述した方法では、一次成形品として、ステップＳ１およびＳ２において上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０とを個別に作製しているが、ステップＳ１およびＳ２を１回の工程にまとめて、上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０とが一体となった部材を一次成形品として作製してもよい。この場合、上部部材１１０ａ〜１１０ｄと下部部材１２０とを個別に作製したときに生じる継ぎ目部分がなくなることから、各タンク１３０ａ〜１３０ｄは継ぎ目なく成形され、各タンク１３０ａ〜１３０ｄから空気漏れまたは液漏れが起こる可能性を低減することができる。
【００８０】
従来技術および先行出願に係る技術によれば、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０においてサンプル液やバッファ液が流入または流出する箇所、すなわち、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の各導入口および排出口６１ａ〜６１ｄや、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の側面からサンプル液やバッファ液が液漏れしてしまう場合があった。これに対し、本発明の実施の形態では、ＤＬＤマイクロ流路チップをセットした成形型に樹脂を充填するインサート成形を行って粒子分離回収カートリッジ１００を製造しており、ＤＬＤマイクロ流路チップ６０の側面、サンプル液収容タンク１３０ａとサンプル液導入口６１ａとの連通部１２１ａ、バッファ液収容タンク１３０ｂとバッファ液導入口６１ｂとの連通部１２１ｂ、サンプル液回収タンク１３０ｃとサンプル液排出口６１ｃとの連通部１２１ｃ、バッファ液回収タンク１３０ｄとバッファ液排出口６１ｄとの連通部１２１ｄが樹脂からなる封止材により覆われた状態とすることができ、液漏れを確実に防止することができるようになる。
【００８１】
（粒子分離装置の構成）
図８および図９を参照しながら、上記の粒子分離回収カートリッジ１００を用いた粒子分離装置の構成の一例について説明する。
【００８２】
図８は、本発明の実施の形態における粒子分離装置の構成の一例を示す斜視図である。図９は、本発明の実施の形態において、キャップが装着された状態の粒子分離回収カートリッジを含む粒子分離装置の構成の一例を示す斜視図である。
【００８３】
本発明の実施の形態における粒子分離装置１０は、例えばＣＴＣ分離装置であり、上述した粒子分離回収カートリッジ１００と、この粒子分離回収カートリッジ１００に接続された加圧装置２００とより構成される。
【００８４】
加圧装置２００は、圧力発生部としてのシリンジ２０、分岐管を含む圧力分配部３０を備えて構成されている。
【００８５】
シリンジ２０は、排出口（不図示）を有するバレル２１およびピストン２２からなるピストンシリンジである。ピストン２２を押し込む方向にスライドすると、バレル２１内の気体がバレル２１下部に設けられた排出口から排出され、ピストン２２を引き出す方向にスライドすると、気体が排出口からバレル２１内に吸引される。
【００８６】
圧力分配部３０は、シリンジ２０により発生された圧力を分配するものであり、シリンジ２０のバレル２１の排出口に接続された第１管路３１、第１管路３１から二股に分岐した一方の管路である第２管路３２、および第１管路３１から二股に分岐した他方の管路である第３管路３３を備えている。
【００８７】
第１管路３１は、一方向弁３１ａ、３１ｂ、Ｔ型チューブコネクタ３１ｃ、三方活栓３１ｄ、およびチューブ３１ｅを備えて構成されている。
【００８８】
第１管路３１の途中には、一方向弁３１ａが介装されている。一方向弁３１ａは、シリンジ２０側が第２管路３２側および第３管路３３側に対して陽圧時に開放し、陰圧時に閉塞するように設けられた逆流防止用の弁である。一方向弁３１ａとしては、ダイヤフラム式チェックバルブを用いることができる。一方向弁３１ａにより、シリンジ２０のピストン２２の押圧により押し出された気体が逆流することを防止できる。
【００８９】
第１管路３１の一方向弁３１ａよりもシリンジ２０側には、外気吸入用の通気口が設けられている。通気口は、第１管路３１の壁部に内外に貫通するように設けられ、シリンジ２０側が外気圧に対して陽圧時に閉塞し、陰圧時に開放するように設けられた一方向弁３１ｂを備えている。一方向弁３１ｂとしては、一方向弁３１ａと同様に、ダイヤフラム式チェックバルブを用いることができる。一方向弁３１ｂにより、通気口を介して外気の吸入のみが行われ、第１管路３１内の気体が通気口を介して外部へ排出されないようになっている。
【００９０】
通気口は、例えば、第１〜第３接続口を有するＴ型チューブコネクタ３１ｃを第１管路３１の途中に介装することにより実現される。すなわち、Ｔ型チューブコネクタ３１ｃの第１接続口がシリンジ２０のバレル２１の排気口に接続され、第２接続口が一方向弁３１ａの上流側の接続口に接続され、第３接続口が一方向弁３１ｂの一方の接続口に接続されるとともに、一方向弁３１ｂの他方の接続口が外部に開放されることによって、通気口が実現される。
【００９１】
第１管路３１の一方向弁３１ａよりも下流側には、第１〜第３接続口および流路変更用のレバーを備える三方活栓３１ｄが介装されている。より具体的には、三方活栓３１ｄの第１接続口が一方向弁３１ａの下流側の接続口に接続され、第２接続口がチューブ３１ｅに接続され、第３接続口が外部に開放されている。三方活栓３１ｄは、そのレバーを所定の向きに回動させることにより、第１接続口から第２接続口に至る経路のみを開放し、第１接続口から第３接続口に至る経路のみを開放し、または第２接続口から第３接続口に至る経路のみを開放することができる。粒子分離に係る動作時には、三方活栓３１ｄは、第１接続口から第２接続口に至る経路のみを開放する状態に設定される。
【００９２】
第２接続口とは反対側となるチューブ３１ｅの下流側には、第１〜第３接続口を備えるＹ型チューブコネクタ３４が介装されている。より具体的には、Ｙ型チューブコネクタ３４の第１接続口がチューブ３１ｅの下流側の接続口に接続され、第２接続口が第２管路３２に接続され、第３接続口が第３管路３３に接続されている。Ｙ型チューブコネクタ３４はチューブ３１ｅを第２管路３２および第３管路３３の二股に分岐しており、Ｙ型チューブコネクタ３４によって、チューブ３１ｅ内の気圧、第２管路３２内の気圧、第３管路３３内の気圧が等圧となる。
【００９３】
第２管路３２および第３管路３３は、例えば可撓性の素材からなるチューブである。第２管路３２の上流側の端部はＹ型チューブコネクタ３４の第２接続口に接続され、第３管路３３の上流側の端部はＹ型チューブコネクタ３４の第３接続口に接続されている。また、第２管路３２の下流側の端部は、上記の粒子分離回収カートリッジ１００の加圧装置接続部１１２ａに着脱可能なように構成されており、第３管路３３の下流側の端部は、上記の粒子分離回収カートリッジ１００の加圧装置接続部１１２ｂに着脱可能なように構成されている。
【００９４】
例えば、第２管路３２は、第２管路３２の下流側の端部に加圧装置接続部１１２ａが挿入されることで加圧装置接続部１１２ａに装着できるようになっており、第３管路３３は、第３管路３３の下流側の端部に加圧装置接続部１１２ｂが挿入されることで加圧装置接続部１１２ｂに装着できるようになっている。なお、粒子分離に係る動作時に、第２管路３２と加圧装置接続部１１２ａとの接続部や、第３管路３３と加圧装置接続部１１２ｂとの接続部から空気漏れが起こらないようにする必要がある。例えば、第２管路３２および第３管路３３の内径に対して加圧装置接続部１１２ａ、１１２ｂの外径を大きく設定することで、第２管路３２および第３管路３３の内腔に加圧装置接続部１１２ａ、１１２ｂが圧入されるようにしてもよく、あるいはホースバンド等の補助具で接続部を固定してもよい。
【００９５】
加圧装置２００は、上記のように構成されており、粒子分離に係る動作時には、三方活栓３１ｄが第１接続口から第２接続口に至る経路のみを開放する状態に設定される。ピストン２２を引き出す方向にスライドして、バレル２１内の容積が大きくなった場合には、一方向弁３１ａによって上流方向へ気体が逆流しないようになっており、バレル２１内には一方向弁３１ｂを通じて外気が吸入される。ピストン２２を押し込む方向にスライドして、バレル２１内の容積が小さくなった場合には、一方向弁３１ｂによって外部へ気体が排出されないようになっており、バレル２１内の気体は、一方向弁３１ａを通じて第２管路３２および第３管路３３へと排出される。
【００９６】
（粒子分離に係る動作および作用）
次に、本発明の実施の形態における粒子分離回収カートリッジを用いた粒子分離装置を用いて、粒子分離を行う際の動作及び作用について説明する。
【００９７】
上述のように、粒子分離装置１０は、粒子分離回収カートリッジ１００の加圧装置接続部１１２ａ、１１２ｂに加圧装置２００の第２管路３２および第３管路３３を接続するだけで簡単に実現され得る。以下、被験者の血液を希釈したものであるサンプル液から、ＣＴＣを標的粒子として分離する動作について説明する。ここでは、図９に示すように、粒子分離回収カートリッジ１００にキャップ１７０ａ〜１７０ｄが装着された状態で粒子分離装置１０が組み立てられており、三方活栓３１ｄが第１接続口から第２接続口に至る経路のみを開放している状態を初期状態とする。
【００９８】
まず、初期状態の粒子分離装置１０から、キャップ１７０ａ〜１７０ｄがすべて外された状態（図８に示す状態）として、サンプル液収容タンク１３０ａにサンプル液が充填され、バッファ液収容タンク１３０ｂにバッファ液が充填される。
【００９９】
サンプル液が充填されるとサンプル液収容タンク１３０ａは再びキャップ１７０ａで密封される。同様に、バッファ液が充填されるとバッファ液収容タンク１３０ｂは再びキャップ１７０ｂで密封される。これにより、バレル２１の内部および圧力分配部３０の内部、サンプル液収容タンク１３０ａの内部、ならびにバッファ液収容タンク１３０ｂの内部は気密になる。
【０１００】
この状態で、ピストン２２を引き出す方向にスライドすると一方向弁３１ｂからバレル２１内に外気が吸引され、ピストン２２を押し出す方向にスライドするとバレル２１内の気体が一方向弁３１ａを通って下流に排出される。一方向弁３１ａは上流方向へ気体が逆流することを防止するものであり、一方向弁３１ａの下流に連通する密閉された空間内の内圧、すなわち、三方活栓３１ｄからチューブ３１ｅ、Ｙ型チューブコネクタ３４、第２管路３２、第３管路３３を通じて、サンプル液収容タンク１３０ａおよびバッファ液収容タンク１３０ｂに至るまでの空間内の内圧が高められる。
【０１０１】
サンプル液収容タンク１３０ａおよびバッファ液収容タンク１３０ｂの内圧が、サンプル液回収タンク１３０ｃおよびバッファ液回収タンク１３０ｄの内圧、すなわち外気圧に対して陽圧となると、サンプル液収容タンク１３０ａ内のサンプル液は連通部１２１ａを通じて、バッファ液収容タンク１３０ｂ内のバッファ液は連通部１２１ｂを通じて、それぞれＤＬＤ流路部６２に同時に圧送される。ＤＬＤ流路部６２内では、ＤＬＤ法に従ってサンプル液およびバッファ液が流れて、サンプル液回収タンク１３０ｃにサンプル液が回収され、バッファ液回収タンク１３０ｄにサンプル液から分離されたＣＴＣを含むバッファ液が回収される。ピストン２２を適宜押し引きすることで、サンプル液収容タンク１３０ａおよびバッファ液収容タンク１３０ｂにおける陽圧を維持することで、ＤＬＤ流路部６２内にサンプル液およびバッファ液を適量な流量で円滑に流すことができ、適切な分離を実現することができる。
【０１０２】
なお、粒子分離に係る動作が行われる前に、ＤＬＤ流路部６２および連通部１２１ａ、１２１ｂにバッファ液を予め浸潤させておくことが望ましい。例えば、サンプル液収容タンク１３０ａおよびバッファ液収容タンク１３０ｂに適量のバッファ液を充填して、加圧装置２００によりＤＬＤ流路部６２内にバッファ液を圧送することで、ＤＬＤ流路部６２および連通部１２１ａ、１２１ｂにバッファ液を予め浸潤させることが可能である。
【０１０３】
粒子分離回収カートリッジ１００は、血液中のＣＴＣを検査する医師や技師等の使用者に対して、使い捨て製品として提供することができる。粒子分離回収カートリッジ１００を使い捨て製品とすることで、繰り返し使用する場合に必要となる洗浄などの手間が軽減されるだけでなく、感染症等のリスクを低減した衛生面に優れた粒子分離回収カートリッジ１００が提供される。
【０１０４】
また、使用者の手間を軽減するため、上述のようにＤＬＤ流路部６２にバッファ液が浸潤された状態で粒子分離回収カートリッジ１００が提供されてもよく、さらには、バッファ液収容タンク１３０ｂにバッファ液が収容された状態で粒子分離回収カートリッジ１００が提供されてもよい。ＤＬＤ流路部６２にバッファ液が浸潤されており、かつバッファ液収容タンク１３０ｂにバッファ液が収容された状態の粒子分離回収カートリッジ１００が提供された場合、使用者は、この粒子分離回収カートリッジ１００に加圧装置２００を接続し、サンプル液収容タンク１３０ａにサンプル液を充填してピストン２２の押し引きする作業を行うだけで、サンプル液から分離されたＣＴＣを含むバッファ液を得ることができる。
【０１０５】
以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上述した実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１０  粒子分離装置
２、２０  シリンジ
３、３０  圧力分配部
４  サンプル液収容部
５  バッファ液収容部
６  分離部
７  サンプル液回収部
８  バッファ液回収部
２１  バレル
２２  ピストン
３１  第１管路
３１ａ、３１ｂ  一方向弁
３１ｃ  Ｔ型チューブコネクタ
３１ｄ  三方活栓
３１ｅ  チューブ
３２  第２管路
３３  第３管路
３４  Ｙ型チューブコネクタ
６０  ＤＬＤマイクロ流路チップ
６１ａ  サンプル液導入口
６１ｂ  バッファ液導入口
６１ｃ  サンプル液排出口
６１ｄ  バッファ液排出口
６２  ＤＬＤ流路部
１００  粒子分離回収カートリッジ
１１０ａ〜１１０ｄ  上部部材
１１１ａ  サンプル液充填口
１１１ｂ  バッファ液充填口
１１１ｃ  サンプル液回収口
１１１ｄ  バッファ液回収口
１１２ａ、１１２ｂ  加圧装置接続部
１１３ａ、１１３ｄ  マーク
１２０  下部部材
１２１ａ〜１２１ｄ  連通部
１２３ａ〜１２３ｄ  溝
１２４ｃ、１２４ｄ  滞留部
１２５  鍔部
１３０ａ  サンプル液収容タンク
１３０ｂ  バッファ液収容タンク
１３０ｃ  サンプル液回収タンク
１３０ｄ  バッファ液回収タンク
１４０、１４５、１５０ａ〜１５０ｄ  封止材
１７０ａ〜１７０ｄ  キャップ
２００  加圧装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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