(57)【要約】  本発明は、製造が容易であり、少量の検体で多数の分析測定ができる、特に、多数の濃度の異なる検体や異なるアナライトを同時に容易に分析測定しうるマイクロ分析測定装置及びそれを用いたマイクロ分析測定方法を提供する。  それぞれ廃液用微細流路と連通している、ｍ行、ｎ列の検出部、各検出部に混合流路を介して連通しているｍ行、ｎ列のチャンバー、各行毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｎ本の第１の微細流路、各列毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｍ本の第２の微細流路並びに各チャンバーに連通し、ガス及び／又は洗浄液を供給するための第３の微細流路からなることを特徴とするマイクロ分析測定装置。
2008047875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ廃液用微細流路と連通している、ｍ行、ｎ列の検出部、各検出部に混合流路を介して連通しているｍ行、ｎ列のチャンバー、各行毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｎ本の第１の微細流路、各列毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｍ本の第２の微細流路並びに各チャンバーに連通し、ガス及び／又は洗浄液を供給するための第３の微細流路からなることを特徴とするマイクロ分析測定装置。
【請求項２】
第１の微細流路、第２の微細流路及び第３の微細流路がガス湧出源に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項３】
ｎ本の第１の微細流路がそれぞれ独立していることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項４】
ｍ本の第２の微細流路がそれぞれ独立していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項５】
チャンバー及び検出部の容積が、ピコリットル〜マイクロリットルオーダーの大きさであり、チャンバーの容積が検出部の容積と同一又は検出部の容積より大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項６】
第１の基板の一面に混合流路用凹部、チャンバー用凹部、第１の微細流路用凹部、第１の微細流路用凹部とチャンバー用凹部に連通しているパッシブバルブ用凹部及び第３の微細流路用凹部が形成され、第２の基板の一面に第２の微細流路用凹部、第２の微細流路用凹部に連通しているパッシブバルブ用凹部及び廃液用微細流路用凹部が形成され、第３の基板に検出部用貫通孔及び第２の微細流路に連通しているパッシブバルブとチャンバー用凹部とを連通する貫通孔が形成されており、第１の基板の一面と第２の基板の一面の間に第３の基板を積層することにより検出部、チャンバー、パッシブバルブ、第１の微細流路、第２の微細流路、第３の微細流路及び廃液用微細流路が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項７】
第２の基板又は第２の基板の検出部に対応する部分が透明であることを特徴とする請求項７に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項８】
第１の基板の検出部に対応する表面に、アナライトと同等の標準物質が固定されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、次いで混合液を検出部に送り、混合液中の未反応の認識分子を検出部に固定されている標準物質と結合させて、検出部を洗浄した後、標準物質と結合した認識分子を蛍光、光散乱または吸光をもたらす光学標識により光学的に測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、次いで混合液を検出部に送り、混合液中の未反応の認識分子を検出部に固定されている標準物質と結合させて、検出部を洗浄した後、標準物質と結合した認識分子を電気化学的に測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に反応して発色または発光する試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、検出部で混合液の発色または発光を測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に反応して凝集する試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、検出部で混合液の濁度を測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合溶液とし、チャンバー内に固定された別のアナライト認識分子と、アナライトと、試薬由来の認識分子とをサンドイッチ状に接合させ、続いて、第３の微細流路から認識分子の標識酵素により消化される物質の溶液を導入してチャンバー内の混合溶液を置換し、標識酵素により消化された生成物を検出部へ導いて検出部においてトラップし、標識酵素により消化された生成物の濃度を検出部で測定することで間接的に検体中のアナライト濃度を求めることを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ分析測定装置及びそれを用いたマイクロ分析測定方法、特に、多数の測定を同時並行的に行うことのできるマイクロ分析測定装置及びそれを用いたマイクロ分析測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体産業における微細加工技術の発展に伴い、シリコンやガラスなどの基板上に微小な流路や反応器や、検出のための電極など化学分析に必要な要素を集積化したマイクロチップを用いた分析機器が用いられるようになってきた。ＤＮＡやタンパク質の分析のためのマイクロチップを用いた電気泳動装置は既に開発され、市販されている。このようなマイクロチップを用いた分析デバイス（マイクロ分析システム、μ−Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ；μ−ＴＡＳ）は、化学分析実験の集積化、ハイスループット、省資源、省スペース、及びローエミッションを可能にするものであり、現在、種々のマイクロチップの開発が世界的規模で行われている。開発が進められている種々のマイクロチップの具体例としては、生化学分析を中心に電気泳動やクロマトグラフィーを行う分離用マイクロチップ、イムノアッセイや酵素分析を行うアッセイ用マイクロチップ、及びポリメラーゼチェーンリアクション（ＰＣＲ）を行う合成反応用マイクロチップなどが挙げられる。これらのマイクロチップは、持ち運びが容易であるので、これらのマイクロチップを用いることにより、サンプリングしたその場で環境分析を行ったり、高精度な臨床試験をベッドサイドで行うことも可能にし得るものとして期待されている。【０００３】
このようなマイクロチップを用いた測定装置として、例えば特許文献１には、以下のような装置が開示されている。すなわち、特許文献１に開示の流体試料中の特異的結合物を光学的に測定する装置では、蛍光標識又は光散乱標識が結合された第２の特異的結合メンバーと結合した被測定物質に特異的に結合して前記特異的結合物を構成し得る第１の特異的結合メンバーが、少なくとも一表面に固定されている反応部が備えられている。また、出光側縁面を有する透明な導波路の一面に第一の空間層を介して透明基材層が積層され、他面に第二の空間層を介して光吸収層が積層されている。前記第一の空間層と第二の空間層は連通された、流体試料注入するための層である。ここでは、導波路の屈折率が流体試料の屈折率より大きくされている。【０００４】
また、特許文献２には、複数の測定を同時に行い得る方法として、以下のオンチップバイオアッセイ方法が開示されている。ここでは、格子状に配列した複数の微細孔が貫通された基板からなる微細孔チップの下面に、細胞導入用微小流体チップが固着されて、微細孔チップと細胞導入用微小流体チップ間に複数の微細な細胞導入用流路が形成されている。該流路を介して懸濁した細胞を微細孔チップの微細孔に流し込む。次いで、微細孔チップの上面に、被検物質導入用微小流体チップを、その複数の微細な被検物質導入用流路が前記複数の微細な細胞導入用流路と交叉するように固着して、微細孔チップと被検物質導入用微小流体チップ間に複数の微細な被検物質導入用流路を形成する。該流路を介して被検物質を流し込み、微細孔チップの微細孔内の細胞と接触させ、所定時間後あるいは所定の時間間隔で、被検物質が細胞に及ぼす影響の程度をインサイチューに検出する。
【特許文献１】特開２００５−１４０６８２号公報
【特許文献２】特開２００５−４６１２１号公報
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の光学的測定装置を用いた場合では、一つの装置で一種類の被検体についての測定しかできず、一つの装置で多数の異なる被検体を同時に測定することはできなかった。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたオンチップバイオアッセイ方法では、所望の混合比に基づいて正確に混合することは困難であった。また、検体・試薬を導入する際にも、チップに接続された送流ポンプやバルブ操作する必要があった。このため、検体・試薬の導入作業が煩雑であった。従って、特許文献２に記載されたオンチップバイオアッセイ方法を用いる場合、高い再現性で定量的に測定するためには、高度な技術が必要であり、容易且つ安定に測定を行うのは困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、上記欠点に鑑み、製造が容易であり、少量の検体で多数の分析測定ができる、特に、多数の濃度の異なる検体や異なるアナライトを同時に容易に分析測定しうるマイクロ分析測定装置及びそれを用いたマイクロ分析測定方法を提供することにある。
【０００８】
本発明に係るマイクロ分析測定装置は、それぞれ廃液用微細流路と連通している、ｍ行、ｎ列の検出部、各検出部に混合流路を介して連通しているｍ行、ｎ列のチャンバー、各行毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｎ本の第１の微細流路、各列毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｍ本の第２の微細流路並びに各チャンバーに連通し、ガス及び／又は洗浄液を供給するための第３の微細流路からなることを特徴とする。
【０００９】
上記検出部において、光学的測定方法または電気化学的測定方法等の適宜の測定方法で測定が行われる。ｍ×ｎ個の検出部が縦横略等間隔にｍ行、ｎ列設置されている。ｍ及びｎは正の整数である。ｍ及びｎが小さすぎると一度に分析測定することができる数が少なくなる。一方、ｍ及びｎが大きすぎると装置が大型化するという欠点や、製造が困難になるという欠点などがある。従って、ｍ及びｎのそれぞれは２〜１０であることが好ましく、３〜６であることがより好ましい。チャンバー及び混合流路のそれぞれも、縦横略等間隔にｍ行、ｎ列設置されている。すなわち、チャンバー及び混合流路は、それぞれ合計ｍ×ｎ個づつ設置されている。
【００１０】
第１の微細流路はｎ本設置されており、パッシブバルブを介して各列のチャンバーにそれぞれ連通されている。このため、第１の微細流路の一端部から供給された液体がパッシブバルブで一定量だけ秤取され、その秤取された液体がチャンバーに供給される。ｎ本の第１の微細流路は独立していることが好ましい。これによれば、濃度や種類の異なるｎ種類の液体を検出部に供給することが可能となるからである。
【００１１】
第２の微細流路はｍ本設置されており、パッシブバルブを介して各行のチャンバーに連通されている。このため、第２の微細流路の一端部から供給された液体はパッシブバルブにおいて一定量だけ秤取され、その秤取された液体がチャンバーに供給される。ｍ本の第２の微細流路は独立していることが好ましい。これによれば、濃度や種類の異なるｍ種類の液体を供給することが可能となるからである。
【００１２】
第１の微細流路及び第２の微細流路は、検体や試薬等の液体をパッシブバルブを介して、マトリクス状に配列された複数のチャンバーのそれぞれに一定量の検体や試薬を分配供給するものである。このため、第１の微細流路の上流側端部及び第２の微細流路の上流側端部それぞれには、ガスポンプ等のガス湧出源が接続されていることが好ましい。ガス湧出源は、直接接続されていてもよく、検体貯留部や試薬留めを介して接続されていてもよい。
【００１３】
チャンバーは混合流路を介して検出部と接続されている。第１の微細流路で秤取された液体と第２の微細流路で秤取された液体とは共にチャンバーに供給され、混合流路で混合されながら検出部に送られる。混合流路の形状は第１の微細流路で秤取された液体と第２の微細流路で秤取された液体とが混合されうる形状であればよく、例えば、流路が屈曲し往復する形状などが挙げられる。混合流路は、一部分において大きく拡径されていてもよい。また、混合流路は、左右非対称な壁面を有していてもよい。
【００１４】
チャンバーの混合流路が連通された側と反対側の上流側には、第３の微細流路が接続されている。第３の微細流路は、チャンバーに供給された液体を検出部に送るため及び／又はチャンバーと検出部とを洗浄するために、ガス及び／又は洗浄液を供給するものであり、ガス及び／又は洗浄液を供給するために、第３の微細流路の上流側の一端部に洗浄液溜およびガスポンプ等のガス湧出源が接続されているのが好ましい。
【００１５】
検出部には廃液用微細通路が接続されている。廃液用微細通路の他端部は大気に連通しており、液体を送る際に系内の気体はこの他端部から排出され、またこの他端部から不要な廃液を排出させることも可能である。なお、「大気に連通している」ことには、大容量容器に接続されていることや、ガス拡散透過膜を有する容器に接続されていることも含まれる。
【００１６】
上記マイクロ分析測定装置はマイクロチップ等に組み込んで少量の検体で分析測定する装置であるから、チャンバー及び検出部の容積はピコリットル〜マイクロリットルオーダーの大きさが好ましく、正確な分析測定を行うためにはチャンバーに供給された液体で検出部が充満されるのが好ましいので、チャンバーの容積が検出部の容積以上であることが好ましい。
【００１７】
廃液用微細流路、検出部、混合流路、チャンバー、パッシブバルブ、第１の微細流路、第２の微細流路及び第３の微細流路は基板内に形成されていることが好ましい。しかし、これら全ての部材を同一の基板内に形成するのは困難であるので、複数の基板に分けて形成した後、複数の基板を積層して貼り合わせるようにしてもよい。例えば、第１の基板の一面に混合流路用凹部、チャンバー用凹部、第１の微細流路用凹部、第１の微細流路用凹部とチャンバー用凹部に連通しているパッシブバルブ用凹部及び第３の微細流路用凹部を形成すると共に、第２の基板の一面に第２の微細流路用凹部、第２の微細流路用凹部に連通しているパッシブバルブ用凹部及び廃液用微細流路用凹部を形成し、第３の基板に検出部用貫通孔及び第２の微細流路に連通しているパッシブバルブとチャンバー用凹部とを連通する貫通孔が形成されており、第１の基板の一面と第２の基板の一面との間に第３の基板を積層することにより検出部、チャンバー、パッシブバルブ、第１の微細流路、第２の微細流路、第３の微細流路及び廃液用微細流路を形成するのが好ましい。
【００１８】
本発明に係る第１のマイクロ分析測定方法は、上記本発明に係るマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、次いで混合液を検出部に送り、混合液中の未反応の認識分子を検出部に固定されている標準物質と結合させて、検出部を洗浄した後、標準物質と結合した認識分子を蛍光、光散乱または吸光をもたらす光学標識により光学的に測定することを特徴とする。
【００１９】
上記アナライトと特異的に結合する認識分子は、典型的には、アナライトと特異的に結合する分子と定量のための標識物質とが結合したものである。標識物質としては、光学標識、酵素標識、金属標識等が好適に用いられる。光学標識は蛍光、光散乱または吸光、化学発光等の光学効果をもたらす光学標識であって、特に、蛍光を発する光学標識を蛍光標識と呼ぶ。蛍光標識は、光線の照射を受けた際に光線を変換することにより蛍光を発生する物質である。蛍光標識の具体例としては、例えば、光線の照射を受けた際に蛍光を発生する化合物、この蛍光を発生する化合物を含有する合成樹脂粒子等が挙げられる。酵素標識、金属標識を用いる場合には、前記第３の微細流路から、これらの標識と相互さようして発光する試薬を導入することにより、光学標識と同様の発光系を構成できる。
【００２０】
蛍光を発生する化合物の具体例としては、例えば、フルオレインイソチオシアネート、フルオレセイン、フルオレセイン−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、６−（（４−（４，４−ジフルオロ−５−２−チエニル）４−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−５−インダセン−３−イル）フェノキシ）アセチル）アミノ）ヘキサン酸、スクシンイミジルエステル、４−アセトアミド−４’−イソシアナトスチルベン−２，２’−ジスルホン酸、７−アミノ−４−メチルクマリン、７−アミノ−４−トリメチルクマリン、Ｎ−４−アニリノ−１−ナフチル）マレイミド、ダンシルクロライド、４’６−ジアミジノ−２−フェニルインドール、５−（４，６−ジクロトリアジン−２−イル）アミノフルオレセイン、４，４’−ジイソチオシアナトスチルベン−２，２’−ジスルホン酸、エオシンイソチオシアネート、エリトロシンＢ、フルオレサミン、フルオレセイン−５（６）−カルボキシアミドカプロン酸Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、５−イソチオシアネート（ｉｓｏｔｈｉｏｓｙａｎａｎｔｅ）ジアセテート、４−メチルウンベリフェロン、ｏ−フタルジアルデヒド、ＱＦＩＴＣ、ローダミンＢイソチオシアネート、硫酸ローダミン１０１酸クロライド、テトラメチルローダミンイソチオシアネート、２’，７’−ジフルオロフルオレセイン、シアニン系色素、ローダミン、希土類金属錯体等が挙げられ、発光寿命の長い希土類金属錯体が特に好適である。
【００２１】
光散乱標識は、光線の照射を受けた際に光線を散乱しうる化合物又は微粒子である。光散乱標識の具体例としては、例えば、金，銀など金属のコロイド微粒子凝集体、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどのカルコゲナイト微粒子、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂などのポリマー微粒子、シリカゲル、アルミナ、酸化チタンなどの無機酸化物微粒子、これらの２種以上の組合せによるコアシェル微粒子等が挙げられる。上記ポリマー微粒子及び無機酸化物微粒子は、染色されていてもよいし、蛍光分子や金属ナノ粒子が分散されたものであってもよい。光散乱標識は、波長依存性のある光散乱特性を有していてもよい。
【００２２】
上記アナライトと特異的に結合する分子は、被測定物質に特異的に結合しうるものである。
【００２３】
従って、上記アナライトと特異的に結合する分子の種類は、アナライト及び標準物質に対応して異なるが、この分子の具体例としては、例えば、酵素、微生物、抗原、抗体、抗体断片、レクチン、レセプター、イオノフォア、プロトンポンプ、生体膜、人工生体素子、ＤＮＡの分子、ＲＮＡの分子、ＰＮＡの分子、膜タンパク質、核内受容体、アプタマー、糖鎖、糖タンパク質、メタロプロティンよりなる群から選ばれた１種もしくはこれらの混合物等が挙げられる。
【００２４】
上記標準物質は、上記アナライトと特異的に結合する分子に対して、アナライトと同じ振る舞いをする物質である。標準物質はアナライトと全く同一構造の分子または物質であってよく、アナライトと特異的に結合する分子の認識部分に対応する構造をもつ分子または物質であってもよい。標準物質の具体例としては、例えば、酵素、微生物、抗原、抗体、抗体断片、レクチン、レセプター、イオノフォア、プロトンポンプ、生体膜、人工生体素子、ＤＮＡの分子、ＲＮＡの分子、ＰＮＡの分子、タンパク質、アミノ酸、糖鎖、糖タンパク質、メタロプロティン、金属イオン等が挙げられる。
【００２５】
従って、免疫測定方法の場合には、アナライトと標準物質と抗体又は抗原とが使用され、アナライトと特異的に結合する分子としては、それに特異的に反応する抗原又は抗体が使用される。
【００２６】
本発明に係る第２のマイクロ分析測定方法は、本発明に係るマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、次いで混合液を検出部に送り、混合液中の未反応の認識分子を検出部に固定されている標準物質と結合させて、検出部を洗浄した後、標準物質と結合した認識分子を電気化学的に測定することを特徴とする。認識分子は、電気化学的応答が大きな化合物または物質によって標識付けがされていてもよい。
【００２７】
本発明に係る第２のマイクロ分析測定方法は、標準物質と結合した認識分子を電気化学的に測定する以外は本発明に係るマイクロ分析測定方法と同一である。本発明においても従来公知の任意の電気化学測定方法が採用することができ、電気化学測定方法の具体例としては、例えば、ボルタンメトリ法、ストリッピングボルタンメトリ法、アンペロメトリ法、ポテンシオメトリー法、クーロンメトリ法などが挙げられる。これらの電気化学測定方法に際して印加する電圧や電流の波形の具体例としては、例えば、適宜パルス波、微分パルス波、三角波、ステップ波等が挙げられる。
【００２８】
本発明に係る第３のマイクロ分析測定方法は、本発明に係るマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路のそれぞれに、アナライトを含む検体及びアナライトと特異的に反応して、または第三成分の添加によりあるいはそのまま発色または発光する試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、検出部で混合液の発色または発光を測定することを特徴とする。第三成分の添加が必要な場合には、例えば第３の流路から導入することができる。
【００２９】
アナライトと特異的に反応する物質に修飾する化合物の具体例としては、ペルオキシダーゼやアルカリホスファターゼ等の酵素が挙げられ、反応して発色または発光する試薬の具体例としては、Ｔｅｔｒａ−ｍｅｔｈｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ、ＡＭＰＲＥＸ  ＲＥＤ、ルミノール等が挙げられる。
【００３０】
本発明に係る第４のマイクロ分析測定方法は、本発明に係るマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に反応して凝集する物質を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、検出部で混合液の濁度を測定することを特徴とする。
【００３１】
アナライトと特異的に反応する物質に修飾する化合物の具体例としては、脂質膜、金コロイド、ラテックス粒子等があげられる。
【００３２】
本発明における第５のマイクロ分析測定方法は、本発明に係るマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合溶液とし、チャンバー内に固定された別のアナライト認識分子と、アナライトと、試薬由来の認識分子とをサンドイッチ状に結合させ、続いて、第３の流路から認識分子の標識酵素により消化される物質の溶液を導入してチャンバー内の混合溶液を置換し、標識酵素により消化された生成物を検出部へ導いて検出部にトラップし、検出部にトラップされた標識酵素により消化された生成物の濃度を検出部で測定することで間接的に検体中のアナライト濃度を求めることを特徴とする。
【００３３】
具体的には、標識酵素としてチオコリンエステラーゼ、標識酵素により消化される物質としてチオコリン、標識酵素により消化された生成物としてチオールを用い、検出部に金または銀などの貴金属を含ませる構成としてもよい。その場合、チオールなどの標識酵素により消化された生成物が検出部においてトラップされる。貴金属膜上のチオールは、表面プラズモン吸収計測または電気化学的計測により定量することができる。
【００３４】
また、標識酵素としてアルコール酸化酵素、標識酵素により消化される物質として低分子アルコール、標識酵素により消化された生成物としてアルデヒドを用いてもよい。その場合、低分子アルコールの酸化物に対応するアルデヒドが検出部においてトラップされる。このため、検出部に、例えば低分子アルデヒドをトラップするためのアミン類等のアルカリ官能基をもつ分子修飾を含ませてもよい。
【００３５】
（発明の効果）
本発明によれば、製造が容易であり、少量の検体で多数の分析測定ができる、特に、多数の濃度の異なる検体や異なるアナライトを同時並行的に容易に分析測定しうるマイクロ分析測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、基板１ａの平面図である。
【図２】図２は、基板１ｂの平面図である。
【図３】図３は、基板１ｂの要部を示す拡大平面図である。
【図４】図４は、基板２ａの平面図である。
【図５】図５は、基板２ａの要部を示す拡大平面図である。
【図６】図６は、基板２ｂの平面図である。
【図７】図７は、第３の基板の平面図である。
【図８】図８は、マイクロ分析測定装置の図２に示すＡ−Ａ断面図である。
【図９】図９は、マイクロ分析測定装置の図２に示すＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】図１０は、パッシブバルブの原理を説明するための概念的な説明図である。
【図１１】図１１は、パッシブバルブの原理を説明するための概念的な説明図である。
【図１２】図１２は、パッシブバルブの原理を説明するための概念的な説明図である。
【図１３】図１３は、第４の実施形態に係るマイクロ分析測定装置における基板１ａの平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…第１の基板
１ａ…基板
１ｂ…基板
２…第２の基板
２ａ…基板
２ｂ…基板
３…第３の基板
４…第１の微細流路
５…第２の微細流路
６…第３の微細流路
７…廃液用微細流路
８、９…パッシブバルブ
１０…チャンバー
１１…検出部
１２…混合流路
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第１の実施形態）
まず、パッシブバルブの原理を図面を参照して説明する。図１０〜１２はパッシブバルブの原理を説明するための概念的説明図である。
流路Ｃと流路Ｄとの間には、流路Ｅと流路Ｆとが配置されている。流路Ｅは流路Ｃに接続されている。流路Ｅの先端部と流路Ｄとは流路Ｆによって接続されている。【００３９】
図１０に示すように、流路Ｃに液体１３を導入すると、液体１３は流路Ｅに引き込まれる。流路Ｅが比較的太い場合は流路Ｃに液体を導入する圧力で液体１３は流路Ｅに引き込まれる。流路Ｅが比較的細い場合において、流路Ｅが濡れやすい流路壁を有するときは、毛管引力によって液体１３は流路Ｅに容易に引き込まれる。一方、流路Ｅが比較的細い場合において、流路Ｅが濡れにくい流路壁を有するときは、流路Ｃ側から適度な圧力を加えることにより流路Ｅに液体１３を圧入することができる。なお、「濡れにくい流路壁」とは、「毛管引力が働きにくい流路壁」と言い換えることができる。【００４０】
流路Ｃ及び流路Ｅが濡れやすい性質の流路壁を有する場合は、流路Ｃより流路Ｅを細くしておけば、液体１３はより強い毛管引力により流路Ｃ流路Ｅに自発的に引き込まれる。流路Ｃおよび流路Ｅが濡れにくい性質の流路壁を有する場合は、流路Ｃ側から液体１３に適当な圧力を付与することにより液体１３を流路Ｅに導入することができる。【００４１】
流路Ｆは流路Ｃ、流路Ｄ及び流路Ｅより細いため、流路Ｆの入口境界面又は出口境界面で液体１３は停止する。【００４２】
具体的には、流路Ｆの流路Ｅ側の端面まで到達した液体１３は、流路Ｆが濡れにくい流路壁を有する場合は、図１０及び１１に示したように、流路Ｆの毛管斥力によって液体１３がせき止められ、流路Ｆには入り込まない。流路Ｅが濡れにくい流路壁の場合にも、流路Ｅの毛管斥力よりも流路Ｆの毛管斥力の方が強いため、流路Ｆに液体１３が入り込むことはない。【００４３】
一方、流路Ｆが濡れやすい流路壁を有する場合は、図１２に示すように、流路Ｆの流路Ｄ側の端面まで到達した液体１３は、流路Ｆの毛管引力によって流路に引き込まれる。但し、流路Ｆは流路Ｄより細いので、毛管引力により流路Ｆの出口境界面で液体１３は停止し、流路Ｄには液体１３は入り込まない。【００４４】
尚、流路Ｆの出口における流路壁と流路Ｄにおける流路壁とが直角ではなく、なだらかな曲面を構成している場合には、流路下の出口における毛管引力が小さくなり液体が少しずつ流路Ｄに漏れるおそれがある。また、流路Ｆの出口境界面を直角に成形することは困難である。従って、流路Ｆは濡れにくい性質を有する流路壁により形成されていることが好ましい。【００４５】
尚、「濡れにくい性質」とは、液体が流路Ｃに引き込まれたときに、そのままの圧力では流路を通過することができず、流路内で液体が停止する場合の流路壁の性質をいい、一般に液体と流路壁との接触角が９０度以上であることをいう。【００４６】
流路Ｅに流体を導入後、流路Ｃ内に残留する液体１３を、例えば、流路Ｃの両端部に適当な圧力差を生じさせるなどして、流路Ｃ内の流路Ｅと接触しない部分にまで液体１３を移動させる。流路Ｃ内から液体１３を取り除いてもよい。この際、流路Ｅ内の液体１３は、通常、流路Ｃ内には戻らない。このため、流路Ｅの容積又は流路Ｅの容積と流路Ｆの容積との総容積に応じた体積の液体の秤取が可能となる。【００４７】
流路Ｃの圧力が流路Ｄの圧力より僅かに大きくなるように、両流路間に適当な圧力差を生じさせるなどして、流路Ｅ又は流路Ｅと流路Ｆ内に秤取された液体１３を流路Ｄに移送することができる。【００４８】
次に、図１〜図９を参照して、本実施形態のマイクロ分析測定装置について説明する。図１は基板１ａを示す平面図であり、図２は基板１ｂを示す平面図である。図８に示すように基板１ａと基板１ｂを積層することにより第１の基板１が形成される。図３は基板１ｂの要部を示す拡大平面図である。図４は基板２ａを示す平面図であり、図６は基板２ｂを示す平面図である。図８に示すように基板２ａと基板２ｂとを積層することにより第２の基板２が形成される。図５は基板２ａの要部を示す拡大平面図である。図７は第３の基板３を示す平面図である。図８はマイクロ分析測定装置のＡ−Ａ断面図であり、図９はＢ−Ｂ断面図である。尚、このマイクロ分析測定装置においてはｍ＝ｎ＝４である。【００４９】
図２に示すように、マイクロ分析測定装置には、第１の微細流路用貫通孔４１、４２、４３及び４４と、第３の微細流路用貫通孔６１、６２、６３及び６４が形成されている。第３の微細流路用貫通孔６１、６２、６３、６４は等間隔に平行に形成されている。第３の微細流路用貫通孔６１、６２、６３、６４のそれぞれは一端部において第３の微細流路用貫通孔６に接続されている。【００５０】
細長い形状の１６個のチャンバー用貫通孔１０１１、１０１２、１０１３、１０１４・・・１０４３、１０４４は４行、４列に等間隔に形成されている。１列目のチャンバー用貫通孔１０１１・・・１０４１は上流側において第３の微細流路用貫通孔６１に連通されている。２列目のチャンバー用貫通孔１０１２、・・・１０４２は上流側において第３の微細流路用貫通孔６２に接続されている。３列目のチャンバー用貫通孔１０１３、・・・１０４３は上流側において第３の微細流路用貫通孔６３に接続され、４列目のチャンバー用貫通孔１０１４、・・・１０４４は上流側において第３の微細流路用貫通孔６４に接続されている。【００５１】
第１の微細流路用貫通孔４１には等間隔にパッシブバルブ用貫通孔８１１、・・・８４１が接続されている。第１の微細流路用貫通孔４２には等間隔にパッシブバルブ用貫通孔８１２、・・・８４２が接続されている。第１の微細流路用貫通孔４３には等間隔にパッシブバルブ用貫通孔８１３、・・・８４３が接続されている。第１の微細流路用貫通孔４２には等間隔にパッシブバルブ用貫通孔８１４、・・・８４４が設けられている。図３に示すように、各パッシブバルブ８はバルブ８１と秤量部８２とを備え、秤量部８２は第１の微細流路４より細い微細流路により構成されている。バルブ８１は秤量部８２及びチャンバー１０のいずれよりも細く形成されており、対応するチャンバー１０に接続されている。【００５２】
各チャンバー用貫通孔１０11、１０12、１０13、１０14・・・１０43、１０44の下流側には、混合流路用貫通孔１２11、１２12、１２13、１２14・・・１２43、１２44が接続されている。混合流路用貫通孔１２は微細流路であり、直角に屈曲され往復する形状に形成されている。換言すれば、混合流路用貫通孔１２は、途中部において複数回屈曲されて、両端が同方向を向いた形状に形成されている。混合流路用貫通孔１２の下流側は第３の基板３と積層した際に形成される検出部１１と接続されている。尚、図２に示す符号１１11、１１12、１１13、１１14・・・１１43、１１44は、図７に示す第３の基板３と積層した際に形成される検出部１１の位置を示している。【００５３】
基板１ａと基板１ｂとにより形成された第１の基板１には、を積層することにより、一面に混合流路１２用凹部、チャンバー１０用凹部、第１の微細流路５用凹部、第１の微細流路用凹部とチャンバー用凹部に連通しているパッシブバルブ８用凹部及び第３の微細流路６用凹部が形成されている。【００５４】
図４に示すように、基板２ａには、等間隔に平行に配置された第２の微細流路用貫通孔５1、５2、５3及び５4と、等間隔に平行に配置された廃液用微細流路用貫通孔７1、７2、７3及び７4とが形成されている。廃液用微細流路用貫通孔７1 、７2、７3及び７4はそれぞれ一端部において廃液用微細流路用貫通孔７に接続されている。【００５５】
第２の微細流路用貫通孔５１にはパッシブバルブ用貫通孔９１１、９１２、９１３、９１４が接続されている。第２の微細流路用貫通孔５２にはパッシブバルブ用貫通孔９２１、・・・９２４が接続されている。第２の微細流路用貫通孔５３にはパッシブバルブ用貫通孔９３１、・・・９３４が接続されている。第２の微細流路用貫通孔５４にはパッシブバルブ用貫通孔９４１、・・・９４４が接続されている。図５に示すように、各パッシブバルブ９はバルブ９１と秤量部９２とを備えている。秤量部９２は第２の微細流路５より細く形成されている。バルブ９１は秤量部９２及びチャンバー１０のいずれよりも細く形成されている。尚、図５に示すバルブ９１の先端９１ａは、図３に示すようにチャンバー１０に繋がっている。【００５６】
図７において、第３の基板３には１６個のバルブ用貫通孔９３１１、９３１２、９３１３、９３１４・・・９３４３、９３４４が４行、４列に等間隔に形成されている。バルブ用貫通孔９３の太さ、形状はバルブ９１と同一である。第３の基板３と基板２ａを積層した際に対応するバルブ用貫通孔９３とバルブ９１とが接続されると共に、第３の基板３と基板１ｂを積層した際に対応するバルブ用貫通孔９３とチャンバー１０とが接続されている。【００５７】
図５に示すように、廃液用微細流路用貫通孔７１、７２、７３及び７４には、それぞれ４個、合計１６個の突起貫通孔７１が接続されている。廃液用微細流路用貫通孔７１、７２、７３、７４は、検出部１１と連通するように形成されている。【００５８】
図７において、第３の基板３には１６個の検出部用貫通孔１１１１、１１１２、１１１３、１１１４・・・１１４３、１１４４が４行、４列に等間隔に形成されている。検出部用貫通孔１１１１、１１１２、１１１３、１１１４は、第３の基板と基板２ａを積層した際に、廃液用微細流路用貫通孔７１  の各突起貫通孔７１と検出部用貫通孔１１１１、１１１２、１１１３、１１１４とが接続され、廃液用微細流路用貫通孔７２の各突起貫通孔７１と検出部用貫通孔１１２１、・・・、１１２４とが接続され、廃液用微細流路用貫通孔７３の各突起貫通孔７１と検出部用貫通孔１１３１、・・・、１１３４とが接続され、廃液用微細流路用貫通孔７４の各突起貫通孔７１と検出部用貫通孔１１４１、１１４２、１１４３、１１４４とが接続されるように形成されている。【００５９】
基板２ａと基板２ｂとを積層することにより、一面に第２の微細流路用凹部、第２の微細流路用凹部に接続されたパッシブバルブ用凹部９及び廃液用微細流路用凹部７が形成された第２の基板２が形成される。【００６０】
基板２ａ、基板２ｂ及び第３の基板３には、貫通孔４１１〜４１４、４２１〜４２４、４３１〜４３４、４４１〜４４４、４５１〜４５４及び４６１〜４６４が形成されている。貫通孔４１１〜４１４、４２１〜４２４、４３１〜４３４、４４１〜４４４、４５１〜４５４、４６１〜４６４は、基板１ｂ、第３の基板３、基板２ａ及び基板２ｂが順次積層された際に、貫通孔４１１、４２１及び４３１が第１の微細流路用貫通孔４１の一端部に接続されるように形成されている。同様に、貫通孔４１２〜４１４、４２２〜４２４、４３２〜４３４は、それぞれ第１の微細流路用貫通孔４２〜４４の一端部（図２において上側端部）に接続されるように形成されている。貫通孔４４１〜４４４、４５１〜４５４、４６１〜４６４は、それぞれ第１の微細流路用貫通孔４１〜４４の他端部に接続されるように形成されている。従って、貫通孔４３から液体が供給されると、液体は貫通孔４２、貫通孔４１、第１の微細流路４、貫通孔４４、貫通孔４５を経由して貫通孔４６から排出される。【００６１】
基板２ａ、基板２ｂ及び第３の基板３には、貫通孔５１１〜５１４、５２１〜５２４、５３１〜５３４、５４１〜５４４、５５１〜５５４、５６１〜５６４が形成されている。貫通孔５１１〜５１４、５２１〜５２４、５３１〜５３４、５４１〜５４４、５５１〜５５４、５６１〜５６４は、基板１ｂ、第３の基板３、基板２ａ及び基板２ｂが順次積層された際に、貫通孔５１１、５２１及び５３１が第２の微細流路用貫通孔５１の一端部に接続されるように形成されている。同様に、貫通孔５１２〜５１４、５２２〜５２４、５３２〜５３４はそれぞれ第２の微細流路用貫通孔５２〜５４の一端部に接続されるように形成されている。貫通孔５４１〜５４４、５５１〜５５４、５６１〜５６４はそれぞれ第２の微細流路用貫通孔５１〜５４の他端部に接続されるように形成されている。従って、貫通孔５３から液体が供給されると、液体は貫通孔４２、貫通孔４１、第２の微細流路５、貫通孔５４、貫通孔５５を経由して貫通孔５６から排出される。【００６２】
第３の基板３、基板２ａ及び基板２ｂには、貫通孔６１、６２及び６３が形成されている。貫通孔６１、６２、６３は、基板１ｂ、第３の基板３、基板２ａ及び基板２ｂを順次積層した際に、第３の微細流路用貫通孔６の一端部に接続されるように形成されている。従って、第３の微細流路６から排出された廃液及びガスは貫通孔６１及び貫通孔６２を経由して貫通孔６３から排出される。【００６３】
検出部１１、チャンバー１０、パッシブバルブ８、９、第１の微細流路４、第２の微細流路５、第３の微細流路６及び廃液用微細流路７は、第１の基板１と第２の基板２と第３の基板３とにより構成されている。第１の微細流路４、第２の微細流路５及び第３の微細流路６への液体の注入口並びに第１の微細流路４、第２の微細流路５、第３の微細流路６及び廃液用微細流路７からの排出口は全て第２の基板２具体的には基板２ｂに開口している。【００６４】
尚、本実施形態のマイクロ分析測定装置は、光学的測定方法、電気化学的測定方法等の測定方法で測定が実施されるため、検出部の上下の少なくとも一方の基材は透明であることが好ましい。特に、第１の基板１の検出部に対応する表面に、アナライトと同等の標準物質を固定して測定する際には、少なくとも第２の基板２の検出部に対応する部分は透明であることが好ましい。【００６５】
基板の材料としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ガラス、シリコン、光反応性樹脂やその他の樹脂、金属、セラミック、ダイヤモンドライクカーボンおよびそれらの組み合わせなどが挙げられる。【００６６】
基板の作成法としては、例えば、機械加工、射出成型や圧縮成型に代表される転写技術、ドライエッチング（ＲＩＥ、ＩＥ、ＩＢＥ、プラズマエッチング、レーザーエッチング、反応性イオンエッチング、レーザーアブレーション、ブラスト加工、放電加工、ＬＩＧＡ、電子ビームエッチング、ＦＡＢ）、ウエットエッチング（化学浸食）、光造形やセラミックス敷詰等の一体成型、各種物質を層状にコート、蒸着、スパッタリング、堆積し、部分的に除去することにより微細構造物を形成するＳｕｒｆａｃｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｉｎｇ、フィルムテープなどの１枚以上のシート状物質により開口部分を形成して溝を形成する方法、インクジェットやディスペンサーにより流路構成材料を滴下、注入して形成させる方法等が挙げられる。【００６７】
各基板の貼り合わせ法としては、例えば、接着剤による接着、プライマーによる樹脂接合、拡散接合、陽極接合、共晶接合、熱融着、超音波接合、レーザー溶融、溶剤・溶解溶媒による貼り合わせ、粘着テープ、接着テープ、表面官能基架橋、圧着、自己吸着剤による結合、物理的な保持、凹凸による組み合わせが挙げられる。【００６８】
本実施形態では、５枚の基板を張り合わせたマイクロ分析測定装置を説明するが、基板１ａと基板１ｂが積層された形状の第１の基板及び基板２ａと基板２ｂが積層された形状の第２の基板をそれぞれ一体的に製造して、第１の基板、第３の基板及び第２の基板の３枚の基板によりマイクロ分析測定装置を構成してもよい。【００６９】
本実施形態のマイクロ分析測定装置の構成は上述の通りであり、本実施形態のマイクロ分析測定装置は製造が容易であり、検体や試薬のデッドボリュームを減らすことができるとともに、装置全体の省スペース化と低コスト化とを実現することができる。【００７０】
また、本実施形態のマイクロ分析測定装置では、複数の検出部１１が設けられており、かつ検出部１１ごとにその検出部１１に専用のパッシブバルブ８及び９と、チャンバー１０が設けられている。このため、各検出部１１での測定は、実質的に同時並列的に実行される。各パッシブバルブ８，９における秤取量を異ならしめることで、複数の検出部１１に検体とアナライトを検出するための試薬との混合比率が異なる混合液を導入することができる。従って、一種類の検体に対して、検体とアナライトを検出するための試薬との混合比率が異なる複数種類の混合液について、同一のマイクロ分析測定装置で、同時並列的に測定することが可能となる。【００７１】
また、各パッシブバルブにおける秤取量を同じにすることで、複数の検出部１１に供給する検体や試薬を列もしくは行毎に変更することも可能である。従って、異なる複数種類の検体について、同一のマイクロ分析測定装置で、同時に測定することが可能となるし、異なる複数種類の試薬を用いた同一検体に対する複数アナライトの測定についても、同一のマイクロ分析測定装置で、同時並列的に測定することが可能となる。【００７２】
このように、本実施形態のマイクロ分析測定装置によれば、複数種類の測定を同時並列的に行うことができる。具体的に、本実施形態では、検出部１１が合計１６個設けられているため、一つのマクロ分析測定装置で最大１６種類の測定を同時に行うことができる。【００７３】
次に、本実施形態に係るマイクロ分析測定装置を用いたマイクロ分析測定方法について説明する。まず、検出部１１における第１の基板１の表面にアナライトと同等の標準物質を固定しておく。次に、第１の微細流路４にアナライトを含む検体を供給し、パッシブバルブ８においてアナライトを含む検体を秤取する。一方、第２の微細流路５からは、アナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、アナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬をパッシブバルブ９において秤取する。【００７４】
パッシブバルブ８に秤取された所定量のアナライトを含む検体を、例えば、第１の微細流路４にガス湧出源からガスを供給することにより加圧し、秤量部８２からバルブ８１を経由させてチャンバー１０に送る。パッシブバルブ９に秤取された所定量のアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を、例えば、第２の微細流路５にガス湧出源からガスを供給することにより加圧し、秤量部９２からバルブ９１及びバルブ用貫通孔９３を経由させてチャンバー１０に送る。チャンバー１０内でアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬が混合され混合液が調整される。【００７５】
第３の微細流路６側にガス湧出源からガスを供給することにより加圧し、チャンバー１０内の混合液を混合流路１２を通過して検出部１１に送る。混合液は混合流路１２においてさらに均一に混合されて、混合液内のアナライトと、アナライトと特異的に結合する認識分子が反応する。検出部１１内においては、検出部１１の第１の基板面１１ａに固定されているアナライトと同等の標準物質と混合液中の未反応の認識分子が結合する。その後、検出部１１を洗浄し、第１の基板面１１ａに固定された標準物質と結合した認識分子を蛍光、光散乱または吸光をもたらす光学標識により光学的に測定する。【００７６】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、アナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を用いたマイクロ分析測定方法について説明したが、アナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬に替えてアナライトと特異的に反応して発色または発光する試薬を用いてもよい。この場合、検出部１１では、上記試薬の発色または発光を検出する。【００７７】
（第３の実施形態）
上記第１の実施形態のアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬に替えてアナライトと特異的に反応して凝集する物質を含む試薬を用いてもよい。この場合、検出部１１は、混合液の濁度を検出する。【００７８】
（第４の実施形態）
図１３は第４の実施形態に係るマイクロ分析測定装置における基板１ａの平面図である。本第４の実施形態に係るマイクロ分析測定装置は、ストップバルブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、試薬溜め２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、ガス湧出源としてのポンプ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとを有する点で上記第１の実施形態に係るマイクロ分析測定装置とは異なる。具体的には、本実施形態では、各第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４の図１３において上側に位置する下流側端部には、ストップバルブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが設けられている。一方、各第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４の図１３において下側に位置する上流側端部は、試薬溜め２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを介して、ポンプ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが接続されている。【００７９】
このため、パッシブバルブ８において秤量する液体をあらかじめ試薬溜め２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに溜めておくことで、ポンプ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを作動させることにより液体をパッシブバルブ８に容易に供給することができる。また、ストップバルブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設けておくことで、パッシブバルブ８に供給されずに第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４に残存した液体を第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４のパッシブバルブ８と接続された接続部から容易に除去することも可能となる。よって、本第４の実施形態に係るマイクロ分析測定装置によれば、パッシブバルブ８において液体を容易に秤量することができる。【００８０】
ストップバルブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設けない場合は、第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４に残存した液体を第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４のパッシブバルブ８と接続された部分から除去するために、第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４の下流側端部を複雑な構造にする必要がある。このため、第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４の下流側端部は交錯した複雑な構造となるのが通常であった。それに対して、本実施形態のように、ストップバルブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設けることで、従来必要であった第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４の下流側端部の複雑な構造は不要となり、第１の微細流路用貫通孔４１，４２，４３，４４の下流側端部を交錯しないようにすることができる。すなわち、ストップバルブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設けることで、マイクロ分析測定装置の構成をシンプルにすることができる。【００８１】
パッシブバルブ９における液体の秤量を容易にする観点から、パッシブバルブ９側においても同様に、ストップバルブと、試薬溜めと、ポンプを設けることが好ましい。【００８２】
なお、本実施形態では、マイクロ分析測定装置内にポンプ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが配置される構成について説明したが、ポンプ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄはマイクロ分析測定装置外に配置してもよい。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月28日(2008.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ廃液用微細流路と連通している、ｍ行、ｎ列の検出部、各検出部に混合流路を介して連通しているｍ行、ｎ列のチャンバー、各行毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｎ本の第１の微細流路、各列毎のチャンバーにパッシブバルブを介して連通しているｍ本の第２の微細流路並びに各チャンバーに連通し、ガス及び／又は洗浄液を供給するための第３の微細流路からなることを特徴とするマイクロ分析測定装置。
【請求項２】
第１の微細流路、第２の微細流路及び第３の微細流路がガス湧出源に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項３】
ｎ本の第１の微細流路がそれぞれ独立していることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項４】
ｍ本の第２の微細流路がそれぞれ独立していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項５】
チャンバー及び検出部の容積が、ピコリットル〜マイクロリットルオーダーの大きさであり、チャンバーの容積が検出部の容積と同一又は検出部の容積より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項６】
第１の基板の一面に混合流路用凹部、チャンバー用凹部、第１の微細流路用凹部、第１の微細流路用凹部とチャンバー用凹部に連通しているパッシブバルブ用凹部及び第３の微細流路用凹部が形成され、第２の基板の一面に第２の微細流路用凹部、第２の微細流路用凹部に連通しているパッシブバルブ用凹部及び廃液用微細流路用凹部が形成され、第３の基板に検出部用貫通孔及び第２の微細流路に連通しているパッシブバルブとチャンバー用凹部とを連通する貫通孔が形成されており、第１の基板の一面と第２の基板の一面の間に第３の基板を積層することにより検出部、チャンバー、パッシブバルブ、第１の微細流路、第２の微細流路、第３の微細流路及び廃液用微細流路が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項７】
第２の基板又は第２の基板の検出部に対応する部分が透明であることを特徴とする請求項６に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項８】
第１の基板の検出部に対応する表面に、アナライトと同等の標準物質が固定されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のマイクロ分析測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、次いで混合液を検出部に送り、混合液中の未反応の認識分子を検出部に固定されている標準物質と結合させて、検出部を洗浄した後、標準物質と結合した認識分子を蛍光、光散乱または吸光をもたらす光学標識により光学的に測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、次いで混合液を検出部に送り、混合液中の未反応の認識分子を検出部に固定されている標準物質と結合させて、検出部を洗浄した後、標準物質と結合した認識分子を電気化学的に測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に反応して発色または発光する試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、検出部で混合液の発色または発光を測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に反応して凝集する試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合液とし、チャンバー及び混合流路で混合反応させ、検出部で混合液の濁度を測定することを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ分析測定装置の第１の微細流路及び第２の微細流路にそれぞれアナライトを含む検体及びアナライトと特異的に結合する認識分子を含む試薬を供給し、パッシブバルブで秤取してチャンバーに送り混合溶液とし、チャンバー内に固定された別のアナライト認識分子と、アナライトと、試薬由来の認識分子とをサンドイッチ状に接合させ、続いて、第３の微細流路から認識分子の標識酵素により消化される物質の溶液を導入してチャンバー内の混合溶液を置換し、標識酵素により消化された生成物を検出部へ導いて検出部においてトラップし、標識酵素により消化された生成物の濃度を検出部で測定することで間接的に検体中のアナライト濃度を求めることを特徴とするマイクロ分析測定方法。
【国際調査報告】
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