(57)【要約】【課題】一つの導入口から注入された液体を複数の反応部に均等量分配し、且つ同じタイミングで反応部に到達させることが可能であるマイクロ流路チップを提供する。【解決手段】１つの液体導入口１０を有する導入部と、液体導入口１０に対し、液体と反応する薬剤が配置される複数の反応部５１〜５４と、導入部２０に連通し、液体導入口１０から導入された液体を分配する複数の分配部３１〜３４と、分配部に連通し、反応部の各々と連通する第一流路１４１〜１４４と、分配部３１〜３４と第一流路１４１〜１４４を連通する分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａを備えるマイクロ流路チップ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの液体導入口を有する導入部と、
前記液体導入口に対し、液体と反応する薬剤が配置される複数の反応部と、
前記導入部に連通し、前記液体導入口から導入された液体を分配する複数の分配部と、
前記分配部に連通する分岐流路と、
前記分岐流路と前記反応部とを連通させる流路とを備える、
ことを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項２】
前記流路は前記分岐流路よりも流路断面積が大きい第一流路を少なくとも有する
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項３】
前記流路は、前記第一流路よりも流路断面積が小さく、かつ液体と薬剤が反応した反応液を観察する領域を有する第二流路を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項４】
前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ少なくとも当該仮想半円の一端および他端を除き、当該複数分配部の入口の一端は、他方の分配部入口の他端と重なる
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項５】
前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ当該分配部の出口の一端及び他端が前記分岐流路の入口の一端および他端に連結されている
ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項６】
前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ当該等間隔で存在する前記分配部入口の一端と他端を結ぶ線分の長さは、前記分岐流路の入口に連結される分配部の一端及び他端を結ぶ線分の長さより長い
ことを特徴とする請求項１、請求項４または請求項５のいずれか一項に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項７】
前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ少なくとも当該仮想半円の一端および他端を除き、当該分配部の入口の一端は、他方の分配部入口の他端と重なり、さらに該重なりの部分は、前記導入部方向に所定曲率を有する凸状である
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項８】
前記分岐流路の平均断面積は、前記分配部の平均断面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項９】
前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ各々の分配部入口の一端および他端は、当該分配部の出口の一端及び他端に曲線で連結されている
ことを特徴とする請求項１、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１０】
前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ各々の分配部入口の一端および他端は、当該分配部の出口の一端及び他端に直線で連結されている
ことを特徴とする請求項１、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項１１】
前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ各々の分配部入口の一端および他端は、当該分配部の出口の一端及び他端に直線で連結され、
さらに当該直線の一部に少なくとも１つの屈曲点を有する
ことを特徴とする請求項１、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載のマイクロ流路チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、試験液に対する複数の薬剤の効果を比較するために使用されるマイクロ流路チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤の感受性評価試験、薬剤の分析又は反応度評価等には、マイクロ流路チップが使用される。マイクロ流路チップは、ガラス又は合成樹脂からなる基板にマイクロ流路を形成した構成となっている。マイクロ流路は、試験液の注入口、薬剤が保持される反応部、及び注入口と反応部とを連通させる流路を備える。
【０００３】
例えば、薬剤の感受性評価試験等を行うためのマイクロ流路は、一つの注入口から注入された試験液が複数の反応部に到達するように構成される。
【０００４】
特許文献１では、複数の反応部に同じタイミングで試験液を到達させるように構成されたマイクロ流路が提案されている。これによれば、１つの導入口を有する導入部と複数の反応部、それらを接続する流路を備え、導入部から複数の反応部までの流路の長さ、幅、表面状態等の流路抵抗を全て同一にすることで、各流路内の試験液の流量が一定になり、試験液が各反応部に対して同じタイミングで到達することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１９９２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したような感受性試験を行うためのマイクロ流路チップでは、導入口から導入された試験液は、分配（分岐）された後、各流路を経由して均等量、かつ同一タイミングで複数の反応部に到達する必要がある。その理由は、感受性試験において、試験液の量が不均一あるいは複数の反応部への試験液が到達するタイミングにずれが発生してしまうと、異なる薬剤を保持した複数の反応部において、同一試験液に対する薬剤の効果を十分に検証できなくなる（＝薬剤選定の誤り）危険性があるためである。
上述したように、同一試験液に対する複数の薬剤の中で、どの薬剤が最も効果的であるかを分析するためには、１つのマイクロ流路チップに異なる薬剤が保持された複数の反応部を設ける必要がある。しかし、特許文献１の図５に示されたマイクロ流路では、反応部が導入口を起点として放射状に広がっているために、マイクロ流路チップの基板面積が大きくなってしまい、小型化できない難点がある。
また、特許文献１の図４に示すように、マイクロ流路チップを小型化するため反応部を集約した場合には、導入口から反応部に向かうマイクロ流路の出射角度が不均一になるため、各々のマイクロ流路内の試験液量がばらつく原因となる。
加えて、特許文献１の図５では、複数の薬剤と試験液との反応状態を同時に観察することが難しく、観察装置自体が大型化してしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、一つの注入口から注入された液体を複数の反応部に均等量分配し、且つ同じタイミングで反応部に到達させることが可能であり、さらに、マイクロ流路チップ自体を小型化でき、かつ各反応部に分配された液体を同時に観察することができるマイクロ流路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】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明のマイクロ流路チップは、１つの液体導入口を有する導入部と、前記液体導入口に対し、液体と反応する薬剤が配置される複数の反応部と、前記導入部に連通し、前記液体導入口から導入された液体を分配する複数の分配部と、前記分配部に連通する分岐流路と、前記分岐流路と前記反応部とを連通させる流路とを備える。
【０００９】
（２）好ましくは、上記（１）のマイクロ流路チップにおいて、前記流路は前記分岐流路よりも流路断面積が大きい第一流路を少なくとも有する。
【００１０】
（３）好ましくは、上記（２）のマイクロ流路チップにおいて、前記流路は、前記第一流路よりも流路断面積が小さく、かつ液体と薬剤が反応した反応液を観察する領域を有する第二流路を有する。
【００１１】
（４）好ましくは、上記（１）のマイクロ流路チップにおいて、前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ少なくとも当該仮想半円の一端および他端を除き、当該複数分配部の入口の一端は、他方の分配部入口の他端と重なる。
【００１２】
（５）好ましくは、上記（１）又は（４）のマイクロ流路チップにおいて、前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ当該分配部の出口の一端及び他端が前記分岐流路の入口の一端および他端に連結されている。
【００１３】
（６）好ましくは、上記（１）、（４）又は（５）のいずれかのマイクロ流路チップにおいて、前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ当該等間隔で存在する前記分配部入口の一端と他端を結ぶ線分の長さは、前記分岐流路の入口に連結される分配部の一端及び他端を結ぶ線分の長さより長い。
【００１４】
（７）好ましくは、上記（１）のマイクロ流路チップにおいて、前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ少なくとも当該仮想半円の一端および他端を除き、当該分配部の入口の一端は、他方の分配部入口の他端と重なり、さらに該重なりの部分は、前記導入部方向に所定曲率を有する凸状である。
【００１５】
（８）好ましくは、上記（１）又は（２）のマイクロ流路チップにおいて、前記分岐流路の平均断面積は、前記分配部の平均断面積よりも小さい。
【００１６】
（９）好ましくは、上記（１）、（４）、（５）、（６）又は（７）のマイクロ流路チップにおいて、前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ各々の分配部入口の一端および他端は、当該分配部の出口の一端及び他端に曲線で連結されている。
【００１７】
（１０）好ましくは、上記（１）、（４）、（５）、（６）又は（７）のマイクロ流路チップにおいて、前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ各々の分配部入口の一端および他端は、当該分配部の出口の一端及び他端に直線で連結されている。
【００１８】
（１１）好ましくは、上記（１）、（４）、（５）、（６）又は（７）のマイクロ流路チップにおいて、前記複数分配部の入口は、前記導入部を２次元平面で見たとき、前記導入部内に円弧の中心を有する仮想半円の一端から他端にわたる円弧上に等間隔で存在し、且つ各々の分配部入口の一端および他端は、当該分配部の出口の一端及び他端に直線で連結され、さらに当該直線の一部に少なくとも１つの屈曲点を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のマイクロ流路チップによれば、一つの注入口から注入された液体を複数の反応部に均等量分配し、且つ同じタイミングで反応部に到達させることが可能であり、さらに、マイクロ流路チップ自体を小型化でき、かつ各反応部に分配された液体を同時に観察することができるマイクロ流路チップを提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るマイクロ流路チップの構成を示す平面図である。
【図２】図１の複数のマイクロ流路のうちの１つのマイクロ流路の拡大図である。
【図３】図２の分岐構造部分の拡大図である。
【図４】マイクロ流路に導入された試験液の挙動を示す模式図である。
【図５】図２の分配部の拡大図を示す。
【図６】マイクロ流路に試験液導入に連続して導入される空気の挙動を示す模式図である。
【図７】図２の分岐点形状の他の実施例を示す図である。
【図８】図２の分配部の他の実施例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップについて、図面を参照しつつ説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではない。
【００２２】
［マイクロ流路チップの構成］
以下、図１〜図６を用いて詳細に説明する。
図１は、複数のマイクロ流路２を第一基板１０１に形成した後、第二基板１０２を貼り付けて形成されたマイクロ流路チップ１００の平面模式図である。図中、マイクロ流路２は、第一基板１０１に形成される凹溝（図示せず）と、基板１０１に接合される第二基板１０２とにより形成される。
【００２３】
ところで、第一基板１０１は透明であることが好ましい。第一基板１０１が透明であることで、試験液の変化の観察、薬剤保持部の薬剤量、薬剤と菌に反応状態（後述する感受性評価）の確認等に有利であり、好ましい。また、第一基板１０１はゴム弾性を有することが好ましい。更に、第一基板１０１が気体透過性を有することも好ましい。具体的には、少なくとも天然ゴム以上の気体透過性を有することが好ましい。これは、第一基板と第二基板の貼り合せの際、両者に挟まれて不可避的に残存する空気を大気中に放出し、加熱による気体の膨張によるマイクロ流路チップの破損を防止することが期待されるからである。ここで、ゴム弾性を有する好ましい素材は、ＪＩＳ  Ｋ６２５１：２０１０に従って測定された引張強さが４０−１００ｋｇ／ｃｍ２であり、伸びが５０−５００％のものである。上記のような物性を備えたゴムとしてはシリコーンゴムが挙げられ、特にポリジメチルシロキサンが推奨される。なお、ポリジメチルシロキサンのＪＩＳ  Ｋ６２５１：２０１０に従って測定された引張強さは７０−１００ｋｇ／ｃｍ２であり、伸びが１００−５００％であり、特にこの範囲であることが好ましい。さらに、ポリジメチルシロキサンは撥水性を有するために、後述する感受性評価の際に使用する試験液が表面エネルギを最小にするように働くと同時に、試験液導入口および反応部が大気解放されているため、試験液が流路内で逆流しづらいという特徴を有する。
【００２４】
また、第二基板１０２はマイクロ流路チップに慣用されている基板を用いればよい。素材としては、例えば、ガラス、シリコン、有機ポリマー、ガラス・有機ポリマー複合体等が挙げられる。特にガラスは好適である。
【００２５】
図２は、１つのマイクロ流路２の拡大図である。マイクロ流路２は、試験液導入口１０および分配部３１〜３４を含む導入部２０、分配部３１〜３４に連通する分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａと反応部５１〜５４を連通させるための逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄが形成されている。ここで、反応部５１〜５４は、薬剤保持部も兼ねており、試験液導入口１０から導入された試験液は、分配部３１〜３４により等量分割されて、分配部３１〜３４に連通するマイクロメートル（μｍ）レベルの微細な分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄを介して、反応部５１〜５４に送液されて、薬剤と試験液とを接触させる。
これにより、薬剤と試験液とを反応させて反応液を得る。特に、反応部と連通する第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄの流路断面積を小さく、密集させることで第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄの領域の一部を後述する試験液の感受性評価等の観察領域６０として使用することができる。
【００２６】
ここで、図３に示すように、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂと第一流路１４１〜１４４の連通境界部には、試験液の逆流防止機構４０が設けられていることが好ましい。逆流防止機構４０は、分岐流路側１４１Ａ〜１４４Ａを上流、反応部側５１〜５４を下流として、上流端から下流側に向けて流路幅が狭くなったテーパ状の絞り部入口４０ａと、この絞り部入口に連通するほぼ一定幅の絞り部４０ｂとを有しており、絞り部４０ｂは反応液流動方向に略直交する壁面を有する絞り部出口４０ｃに連なっている。通常、絞り部入口４０ａの更に上流側の部分の流路幅は、絞り部出口４０ｃの下流側の流路幅とほぼ同一である。
【００２７】
試験液導入口１０から流入して分岐流路１４１Ｂ〜１４４Ｂを通過した試験液は、絞り部入口４０ａ、絞り部４０ｂ、絞り部出口４０ｃを経て、反応部５１〜５４に向けて送液される。その際、試験液と薬剤が反応した反応液は、反応部５１〜５４から試験液導入口１０に向けて逆流、つまり液戻りが、上述した逆流防止機構４０により防止される。なお、逆流防止機構４０の構造はこれに限定されるものではなく、慣用の逆流防止機構とすることができる。例えば、試験液導入口１０から反応部５１〜５４に向かって逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ幅が漸減する構造を有するものであってもよい。
【００２８】
さらに、第一基板１０１の背面、つまり第二基板１０２との接合面には、４つの反応部５１〜５４の各々と連通する４つの連通流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ（第二流路）が形成されている。第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄは、反応液を観察する観察領域６０を有する。複数の第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄは、単一の視野内において複数の第二流路の一部を観察できるように流路幅が設計されているので、反応液の同時観察が可能となる。
【００２９】
［マイクロ流路チップの製造方法］
以降、マイクロ流路チップを作製する手順を説明する。
図１および図２に示すように、第一基板１０１の背面（第二基板１０２と接する面；図示せず）に貫通孔である試験液導口１０を含む導入部２０、反応部５１〜５４（薬剤保持部を兼ねる）を形成する貫通孔、導入部２０の一部である分配部３１〜３４、分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ等が形成され、その背面に第二基板１０２が貼り合わされ、マイクロ流路チップ１００が作製される。
【００３０】
［第一基板の準備］
前述したとおり、第一基板１０１の素材は特に限定されないが、透明素材であることが好ましく、ゴム弾性を有することが好ましく、気体透過性を有するシリコーンゴムが好ましく、ポリジメチルシロキサンが特に好ましい。第一基板１０１としてゴム弾性を有する素材を使用すると、第一基板１０１を第二基板１０２上に載置するだけで密着し、接着剤等を使用することなく、第一基板１０１と第二基板１０２の積層を行うことができる。
【００３１】
第一基板１０１を作製するには、まず、導入部２０、分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ等を構成する凹溝が設けられた鋳型を用意し、基板１０１の原材料となる液状の未架橋シリコーンゴムをこの鋳型に流し込んで硬化させる。これにより、第一基板１０１の背面（図示せず）に、図２のような導入部２０、分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ等を構成する凹溝が形成された矩形状のシリコーンゴム製の基板１０１が得られる。
【００３２】
続いて、このシリコーンゴム製の基板１０１を鋳型から脱型した後、導入部２０の一端側に対応する部分の基板１０１を加工することにより試験液導入口１０が形成される。
同様に、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ末端に対応する部分の基板を加工することにより反応部５１〜５４がそれぞれ形成される。なお、これらは、鋳型による基板１０１成型時に同時に形成しても良い。
【００３３】
なお、第一基板１０１は、例えば、長辺が５０ｍｍ、短辺が４０ｍｍであり、厚さは２ｍｍである。第一流路１４１〜１４４凹溝の幅は約３００μｍであり、分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄを構成する凹溝の幅は約５０μｍである。試験液導入口１０の内径は約１ｍｍであり、反応部１４の外形は約３ｍｍである。なお、図２のような構造はフォトマスクを用いた微細加工により一括形成することができる。
【００３４】
このように、本例示形態のマルチ分析用マイクロ流路チップは、１つのマイクロ流路２に合計４個の反応部５１〜５４が設けられた形態であるが、任意の数の反応部をマイクロ流路２に設けることができる。また、例示では、１つの試験液導入口１０に対して、４つの反応部５１〜５４と、これに対応した本数の分岐流路、逆流防止流路、第一流路及び第二流路とを１セットとして設けているが、この試験液導入口、反応部、分岐流路、第一流路及び第二流路の数は、任意の数とすることができる。
【００３５】
［第二基板の準備］
第二基板１０２はマイクロ流路チップに慣用されている基板を用いればよいが、以下ガラス基板を例として説明する。
【００３６】
［第一基板と第二基板の積層］
上述したように作製された第一基板１０１の背面に第二基板１０２を接合することにより、図１に示されるように、マイクロ流路チップ１００が作製される。
【００３７】
なお、第一基板１０１と第二基板１０２が透明な材料により形成され、マイクロ流路チップ１０の内部に形成された分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ等が外部から目視観察できることが好ましい。
【００３８】
［薬液の導入］
試験液の感受性評価試験にマイクロ流路チップが使用される場合には、反応部（薬剤保持部を兼ねる）５１〜５４には、感受性評価試験により比較評価が行われる反応物である薬剤が供給される。
【００３９】
反応部内５１〜５４に薬剤を配置するには、予め薬剤を水などの溶媒に溶かして調製した後、マイクロシリンジなどを使用して液状の薬剤を反応部導入口（図示せず）から内部に滴下する。その後、反応部５１〜５４の内部に貯留された薬剤の溶媒を蒸発させることにより、反応部５１〜５４の底部１５に固形の薬剤が固定される。
【００４０】
［マイクロ流路チップの使用方法］
以下、マイクロ流路チップの使用方法を、感受性評価試験を例に説明する。
この説明の中で本件発明のポイントである分配部３１〜３４の機能を詳細に説明する。
［感受性評価試験手順］
本発明に係るマルチ分析用のマイクロ流路チップにおいては、試験液が複数の薬剤と個別に反応し、それらを比較評価することができる。図２は、導入部２０の一部である分配部３１〜３４を介して、試験液を４つに分岐させ、４つの反応部５１〜５４に４種類の薬剤を配置可能な流路形状例である。この時、試験液の導入口１０を１つにし、その液体の流路を分岐させることで、異なる薬剤に対する試験液の感受性評価を同時に行うことができる。
【００４１】
以下、感受性評価を行う際の手順を示す。
(Step1)
予め薬剤を反応部（薬剤保持部を兼ねる）５１〜５４に供給、配置する。
(Step2)
反応部５１〜５４に薬剤が配置された状態で、試験液導入口１０から試験液は、例えば、所定の細菌を含んだ培養液からなり、試験液導入口１０に挿入される
マイクロシリンジ等により導入部２０内に供給される。
(Step3)
導入された試験液は、分配部３１〜３４にて均等量分配され、複数の分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａに送液され、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄを介して各々の反応部５１〜５４に蓄積される。試験液が分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａ、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ等を流れると、各流路内の空気は、反応部５１〜５４に設けられた薬剤導入口（図示せず）から外部に排出され、反応部の薬剤導入口は排気口としての機能を有している。
(Step4)
所望量の試験液導入を行った後に、試験液と混合を起こさないバッファ液又は空気を導入口１０から後追いで導入する。
(Step5)
これにより、既に試験液導入口１０から導入部２０内に導入された試験液は、分配部３１〜３４にて均等量に分岐された後、４本の微細な分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａに導入され、逆流防止流路１４１Ｂ〜１４４Ｂ、第一流路１４１〜１４４、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄ等を流れて、反応部５１〜５４の各々に蓄積される。
試験液導入口１０のサイズに比して分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａは、相当に微細な部分を有しており、マイクロ流路チップ１０を傾斜させて試験液を自重で第一流路１４１〜１４４内に流動させることは難しいが、バッファ液又は空気によって、試験液を第一流路１４１〜１４４内に押し込むことにより、均等量の試験液を確実に同じタイミングで試験液を反応部５１〜５４に配置された薬剤に接触させることができる。このように、複数の流路を有するマルチ分析用のマイクロ流路チップでは、それぞれの分岐流路１４１Ａ〜１４４Ａに試験液を均等に分配する事を促進させるためにバッファ液又は空気供給による送液は有用である。
(Step6)
反応部５１〜５４の底部に固定された薬剤に試験液が接触すると、薬剤が試験液に溶解し、薬剤に含まれる薬効成分と試験液に含まれる細菌との反応が開始される。
(Step7)
反応部５１〜５４での反応開始と同時に、反応液は流路断面積が小さい（流路幅が狭い）第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄにも満たされるため、第二流路の一部に設けた観察領域６０にて、反応液の観察、分析を行う。
具体的には、試験液として細胞や細菌を分散させた培養液を用い、これを反応部内で添加剤や薬剤と反応させ、培養のために数時間保持した後、細胞や細菌の形態変化や増殖を、観察領域６０を位相差顕微鏡等で観察することで、添加剤や薬剤の効果を迅速、かつ高精度に評価することができる。特に、図２に示すように、複数の第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄに観察領域６０を設けることで、異なる反応液の状態を同時に観察でき、効率的な分析が可能となる。
【００４２】
上述したように、感受性評価を正確に行うためには、試験液導入口１０から、挿入された試験液を異なる薬剤を保持する複数の反応部に試験液を均等量与えると同時に、複数の反応部に同じタイミングで到達することが、特に異なる薬剤に対する試験液の感受性評価においては重要である。
【００４３】
［分配部機能］
感受性評価において重要な複数流路に均等量の試験液を同じタイミングで分配する分配部の機能について、図４〜図６を用いて詳細に説明する。なお、図中グレー部分が試験液を示す。
【００４４】
図４（Ａ）に示すように、一つの菌種が培養された試験液を、たとえばマイクロシリンジ等を用いて、試験液導入口１０に導入することで、試験液の界面（試験液前端である試験液と空気の境界）は、導入部２０の一側に円形状に広がる。その後、図４（Ｂ）〜図４（Ｃ）に示すように、試験液は分配部３１〜３４近傍まで試験液界面を円形状に保った状態で到達する。
【００４５】
その後、図４（Ｃ）に示すように、試験液円形状界面は、四つの分配部３１〜３４の入口を構成する複数の分岐点３５、３６に到達する。これら分岐点は、図５に示すように、４つの分配部３１〜３４に試験液を均等量分配できるように、導入部２０内に円弧の中心（Ｐ２）を有する仮想半円Ｑを等間隔に分割した分配部入口３１Ａ〜３４Ａを形成している。このように、試験液円形状界面と略相似形の仮想半円Ｑの円弧上に分配部入口３１Ａ〜３４Ａを設けることで、試験液は、分配部３１〜３４に均等に分配される（図４（Ｄ））。同時に、４つの分配部３１〜３４に導入された試験液は、分配部３１〜３４から各々の流路を経由して、同じタイミングで反応部５１〜５４に到達することができる。（図４（Ｅ）〜図４（Ｆ））
【００４６】
次に、試験液導入口１０に試験液を導入した後に、さらに追加で試験液導入口１０に空気を導入した場合の、分配部機能について、図６を用いて説明する。なお、図中グレー部分は、前述したように試験液を示す。
【００４７】
前述したようにマイクロシリンジ等を用いて、試験液を試験液導入口１０に導入した後、同じマイクロシリンジに入っている空気を連続して試験液導入口１０に導入することにより、すでに導入された試験液を後方から加圧して試験液を迅速に流路に送液することができる。同時に、試験液を図２に示すように第一流路１４１〜１４４の任意の位置（図２では、マーク１６０の下流で、反応部５１〜５４側の任意の位置）で停止させ、第一流路１４１〜１４４に送液された試験液の逆流を抑えることができる。
【００４８】
マイクロシリンジ等を用いて、試験液を流路全体に満たした（図６（Ａ））後に、図６（Ｂ）に示すように、さらに試験液に連続してマイクロシリンジ等に存在する空気（Ｓ）を、試験液導入口１０に導入すると、空気も前述した試験液の界面（試験液前端である試験液と空気の境界）の挙動と同様に、導入部２０の一側に円形に広がり、その後、図６（Ｃ）に示すように、空気は分配部３１〜３４近傍まで空気界面が円形状に保たれたままで到達する。
【００４９】
その後、図６（Ｄ）に示すように、空気の円形状界面は、四つの分配部の入口を構成する複数の分岐点３５、３６に到達する。さらに、前述した試験液同様に、４つの分配部３１〜３４に空気は均等量分配される。分配部３１〜３４に導入された空気は、同じタイミングで分配部３１〜３４から流路に送られる。（図６（Ｅ））
【００５０】
上述したように、後から追加された空気は、分岐点３５，３６および分配部入口３１Ａ〜３４Ａの構成により、一つの試験液導入口１０から注入された試験液を後方から押すことで、四つの反応部５１〜５４に均等に分配し、且つ同じタイミングで到達させることが可能となる。これにより、各反応部５１〜５４での感受性試験条件が揃い、各反応部５１〜５４に保持された複数の薬剤の効果を正確に評価することができる。さらに、試験液が流路内で逆流することなく、図２に示すように試験液を流路内の所定の位置に停止されることができる。
【００５１】
このように、２次元平面上で見たとき、導入部２０内に液体分配部３１〜３４を設けることにより、複数の流路の合計幅を小さくすることができ、マイクロ流路の小型化、ひいてはマイクロ流路チップの小型化を図ることができる。
［分岐点形状の変形例］
【００５２】
図７に示すように、分岐点３６の形状を、試験液導入口１０方向に所定曲率を有する凸状とすることで、試験液をより均等な量に分配することができ、反応部５１〜５４のそれぞれに保持される薬剤の効果を正確に評価することができる。
［分配部の変形例］
【００５３】
分配部３１〜３４の形状として、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すような各種の形状を採ることができる。図８（Ａ）は、分配部３１〜３４が半円形状であり、図８（Ｂ）は、分配部３１〜３４が四角形であり、図８（Ｃ）は五角形の分配部３１〜３４を有する。いずれの形状も、試験液を均等量分配できるとともに、反応部５１〜５４に試験液を同じタイミングで送液することができる。
【００５４】
なお、本発明のマイクロ流路２は、１つの試験液導入口に対して、４つの反応部を有するが、反応部の数は４つに限定されるものではなく、反応部に保持される異なる薬剤の種類に応じて、任意の数とできることは勿論である。さらに、基板上に形成されるマイクロ流路２の本数も、図１においては、５つの場合を説明したが、基板上に任意の数のマイクロ流路２を形成しても良いことは勿論である。加えて、第二流路１４１Ｄ〜１４４Ｄにある観察領域６０も、第二流路の長さの範囲にあればよいことは勿論である。
【００５５】
上述したように、マイクロ流路チップを、薬剤に対する細菌の感受性評価に適用する場合について説明したが、このマイクロ流路チップは、感受性評価以外にも、試薬の分析、反応度評価等、種々の対象物の分析、評価に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のマイクロ流路チップによれば、一つの注入口から注入された液体を複数の反応部に均等量分配し、且つ同じタイミングで到達させることが可能であり、さらに、マイクロ流路チップ自体を小型化でき、かつ各反応部に分配された液体を同時に観察することができるマイクロ流路チップを提供することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１、２  マイクロ流路
１０  試験液導入口
２０  導入部
３１〜３４  分配部
３１Ａ〜３４Ａ  分配部入口
３１Ｂ〜３４Ｂ  分配部出口
３５、３６  分岐点
４０  逆流防止機構
５１〜５４  反応部
６０  観察領域
１００  マイクロ流路チップ
１０１  第１基板
１０２  第２基板
１４１〜１４４  第一流路
１４１Ａ〜１４４Ａ  分岐流路
１４１Ｂ〜１４４Ｂ  逆流防止流路
１４１Ｄ〜１４４Ｄ  第二流路
１６０  マーク
Ｏ  中心軸
Ｐ１、Ｐ２  中心点
Ｑ  仮想半円
Ｓ  空気
【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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