(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過可能な材料からなり、流体を流すための第１の流路を形成するための第１の溝と、流体を流すための第２の流路を形成するための第２の溝が形成された基板と、
光を透過可能な材料からなり、前記基板に貼り付けられて前記第１の溝及び前記第２の溝を封止するフィルムと、
を備える流路チップであって、
前記基板の中央部にプリズムが一体的に形成されているとともに、前記第１の流路と前記第２の流路が前記プリズムを中心に左右に相互に疎通しないように配置されており、
前記基板には、前記第１の流路と外部とを疎通するための一対の貫通孔と、該一対の貫通孔とは独立した前記第２の流路と外部とを疎通するための一対の貫通孔が設けられていることを特徴とする流路チップ。
【請求項２】
前記貫通孔の外部側の開口部は、外部に向かってテーパ状に拡がって開口していることを特徴とする請求項１に記載の流路チップ。
【請求項３】
前記開口部は、外部に向かって拡径度合が大きくなるように角度の異なる複数のテーパ部で構成されることを特徴とする請求項２に記載の流路チップ。
【請求項４】
前記基板は、樹脂成形品であり、
前記流路の路面の広さを、前記貫通孔が開口する領域において前記貫通孔の開口部よりも広くしたことを特徴とする請求項２または３に記載の流路チップ。
【請求項５】
前記基板は、前記フィルムとの接合面において、前記第１の流路または前記第２の流路の一方の路面の一部を含む領域に形成される第１の金属膜と、前記第１の流路または前記第２の流路の他方の路面一部を含む領域に形成される第２の金属膜と、が互いに連続しないで設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流路チップ。
【請求項６】
光を透過可能な材料からなり、前記フィルムの前記基板との接着面とは反対側の面に当接する平坦面を有する支持部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流路チップ。
【請求項７】
前記フィルムは、前記平坦面に接着されることを特徴とする請求項６に記載の流路チップ。
【請求項８】
前記流路は、前記流路内を流れる流体に光を照射するための流路であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の流路チップ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の流路チップを保持するための治具であって、
前記流路チップが前記基板を下にして載置される台座と、
光を透過可能な材料からなり、前記フィルムの前記基板との接着面とは反対側の面に当接する平坦面を有するカバーと、
を備えることを特徴とする治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路チップ、特に、微細な流路を備えたマイクロ流路チップ及びこれに関連する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流路チップは、マイクロマシン技術等を応用して作成される化学分析チップとして知られている。一つのチップ上に様々な機能を集積することができ、高度な検体検出を実現するものとして、医療や環境、食品、マイクロ化学合成等、種々の分野で利用されている（特許文献１、２等）。マイクロ流路チップを用いた反応検出方法としては、蛍光分子を利用する方式や、吸光度測定、電気化学的な測定、表面プラズモン共鳴法などが従来から知られている。また、マイクロ流路チップ上では、混合、分離等の液体操作のみを行なって、検出はチップ外部で行なうような使用方法もある。
【０００３】
マイクロ流路チップは、深さが数十ｕｍ（マイクロメートル）、幅が数十〜数百ｕｍの非常に微細な流路を利用して、混合、分離等の液体操作や流路内の液体の反応検出等が行なわれる。このような微細な流路を備えるマイクロ流路チップには、次のような利点がある。例えば、拡散反応時間は拡散距離の２乗に比例するので、微細な流路による狭い空間により反応時間を短縮することができる。また、単位体積に対する界面の面積（比界面積）が広くなり、流路内で異なる液を接触させたときの面積の割合を大きく取れるので、拡散効果が大きい。また、熱容量が小さいため、急速な加熱、冷却が可能である。
【０００４】
図２９及び図３０に従来技術に係るマイクロ流路チップの構成を示す。図２９は、従来技術に係るマイクロ流路チップの模式的斜視図である。図３０は、従来技術に係るマイクロ流路チップの模式的断面図である。図に示すように、従来のマイクロ流路チップ１００は、流路を形成するための溝が形成された基板１０１と、カバーである基板１０２とにより構成されている。基板１０１の溝形成面に基板１０２を貼り合わせることにより、溝が封止されて送液用の流路１０３が形成される。
【０００５】
流路封止の手法としては、一定時間圧力と熱を加えることにより接合面を溶解させて接合させる熱圧着方式が一般的である。その他、基板に熱可塑性樹脂を使用し超音波振動と加圧により瞬時に溶融・接合させる方法や（特許文献３）、接合面に紫外線硬化樹脂を塗布し、ＵＶ照射して接合する方法も知られている（特許文献４）。
【０００６】
しかし、これら従来の流路封止方法には次のような課題がある。
【０００７】
熱圧着方式による流路封止では、熱による流路変形や圧力ムラによる接合不良が生じやすく、流路がつぶれてしまったり、接合面間に漏れ流路が形成されてしまう等、プロセス安定性が低いという問題がある。また、加熱工程に付随して徐冷等の工程が必要となるため、工程数が多くなりプロセススループットが低い。また、超音波方式による流路封止においても、摩擦熱による流路変形が生じやすく、ＵＶ接着方式では、流路形状に応じた接着剤のパターニングが必要となるため、生産コストが増大するとともに、接着層厚さのばらつきも大きくなりやすい。
【０００８】
さらに、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）センサに使用する場合（特許文献５参照）には、流路上のセンサ表面に種々の抗体を付着させて使用するが、抗体は熱の影響を受けやすく加熱やＵＶ照射により失活しやすい。
【０００９】
また、該センサにおいては、センサ表面に光を照射するためのプリズムを流路チップに一体的に密着させて使用されるが、プリズムと流路チップが別構造のため取り扱いが煩雑なものとなっていた。例えば、プリズムとチップとの接合面にマッチングオイルを滴下するマッチングオイル方式では、マッチングオイルの塗布、拭き取りが煩雑であり、気泡によるエラー等が発生することがある。また、オプトゲルをプリズムと流路チップとの接合面に介在させるオプトゲル方式では、オプトゲルの汚れ、気泡によるエラーが発生することがあり、オプトゲルへの押し付け機構が別途必要となる。このような煩雑性を解消するために、プリズムと流路チップとが予め一体化されたデバイスとすることが考えられるが、流路封止の際の熱によりプリズムが変形してしまうため実現が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−７６２０８号公報
【特許文献２】特開２００８−１７５７９５号公報
【特許文献３】特開２００８−２１６１２１号公報
【特許文献４】特開２００７−２４０４６１号公報
【特許文献５】特開２００８−２１６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、製作性に優れるとともに安定したセンシングを可能とすることができる流路チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１３】
すなわち、本発明における流路チップは、
流体を流すための流路を備えた流路チップであって、
光を透過可能な材料からなり、前記流路を形成するための溝が形成された基板と、
光を透過可能な材料からなり、感圧型接着剤により前記基板に貼り付けられて前記溝を封止するフィルムと、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、基板に設けられた溝の封止を常温により行うことができる。すなわち、加熱することなく流路封止が可能となる。したがって、加熱による基板の変形等、熱による影響が排除され、プロセス安定性が高められる。また、熱による変形が抑制されることで形状精度の高い製品とすることができ、精度の高いセンシングに寄与することができる。また、加熱工程が不要となることにより、加熱工程に付随する徐冷等の他の工程も不要となるため、プロセススループットが向上される。また、熱を加えず製造することができるのでバイオセンサとして使用する場合における抗体の失活の問題も生じない。
【００１５】
前記基板は、プリズムが一体化されているとよい。
【００１６】
本発明によれば、加熱することなく常温による流路封止が可能なので、プリズムを基板に予め一体化しておくことができる。すなわち、従来のように後からプリズムをチップと一体化する等の煩雑な工程をなくすことができる。これにより、プロセススループットを大きく向上させることができる。
【００１７】
前記流路と外部とを疎通する貫通孔を、前記基板に設けるとよい。
【００１８】
このように、流路開口部をフィルムよりも剛性の高い基板に設けたことにより、外部流路系との接続（例えば、チューブやシール部材の押し付け）によって、流路の変形やつぶれ等の発生を回避することができる。
【００１９】
前記貫通孔の外部側の開口部は、外部に向かってテーパ状に拡がって開口しているとよい。また、前記開口部は、外部に向かって拡径度合が大きくなるように角度の異なる複数のテーパ部で構成されるとさらに好適である。
【００２０】
これにより、外部流路系のチューブ等の流路部材と流路チップ開口部との接続において、テーパ面がガイドとなり、流路部材と開口部との位置決めを容易にすることができる。
【００２１】
前記基板は、樹脂成形品であり、
前記流路の路面の広さを、前記貫通孔が開口する領域において前記貫通孔の開口部よりも広くするとよい。
【００２２】
これにより、基板を射出成形で作製する場合において、金型の流路溝形成部と貫通孔形成部の位置ずれや樹脂の伸縮等による流路と貫通孔の位置ずれを吸収することができ、基板の成形性の向上を図ることができる。
【００２３】
前記流路は、前記基板上において互いに流通しない少なくとも２つの流路で構成され、
前記基板は、前記フィルムとの接合面において、前記少なくとも２つの流路の一方の路面の一部を含む領域に形成される第１の金属膜と、前記少なくとも２つの流路の他方の路面一部を含む領域に形成される第２の金属膜と、が互いに連続しないで設けられるとよい。
【００２４】
例えば、金属膜上にＳＡＭ膜を形成して使用する場合において、２つの金属膜が連続して設けられていると、金属膜上に形成したＳＡＭ膜によって生じる基板とフィルタとの接着面間の微小隙間により、２つの流路間の流体漏れを生じることが懸念される。本発明によれば、２つの金属膜を互いに連続させないで設けることにより、２つの流路が互いに疎通して流体漏れを生じてしまうのを抑制することができる。
【００２５】
光を透過可能な材料からなり、前記フィルムの前記基板との接着面とは反対側の面に当接する平坦面を有する支持部材を備えるとよい。
【００２６】
これにより、流路内を流れる流体の圧力の増加に伴うフィルムの変形を抑制することができる。これにより、フィルムの変形による流路面積の変動を抑制することができ、安定したセンシングを可能とすることができる。
【００２７】
前記フィルムが、前記平坦面に接着されるとよい。
【００２８】
これにより、流量変動等により流路内部に陰圧が発生した場合のフィルムの変形を抑制することができる。これにより、流路面積の変動をより効果的に抑制することができ、さらなる安定したセンシングを可能とすることができる。
【００２９】
前記流路は、前記流路内を流れる流体に光を照射するための流路であるとよい。
【００３０】
上述のように、本発明によれば形状精度の高い流路形成が可能となるので、流路内の流体に光を照射してセンシングする用途において、センシングの精度向上に寄与することができる。
【００３１】
また、本発明における治具は、
上記流路チップを保持するための治具であって、
前記流路チップが前記基板を下にして載置される台座と、
光を透過可能な材料からなり、前記フィルムの前記基板との接着面とは反対側の面に当接する平坦面を有するカバーと、
を備えることを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、カバーの平坦面がフィルムに当接することにより、流路内を流れる流体の圧力の増加に伴うフィルムの変形を抑制することができる。これにより、フィルムの変形による流路面積の変動を抑制することができ、安定したセンシングを可能とすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明により、製作性に優れるとともに安定したセンシングを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係る流路チップの模式図。
【図２】実施例１に係る流路チップの模式的斜視図。
【図３】ＳＰＲセンサの構成を説明する模式図。
【図４】各加熱温度における抗体活性を示すグラフ。
【図５】比較例に係る流路チップの模式的断面図。
【図６】比較例に係る流路チップの模式的断面図。
【図７】実施例１に係る流路チップの模式的断面図。
【図８】基板における溝と貫通孔の位置関係を説明する模式図。
【図９】比較例について説明する模式図。
【図１０】各流路における信号の時間変化を示すグラフ。
【図１１】本実施例について説明する模式図。
【図１２】各流路における信号の時間変化を示すグラフ。
【図１３】金薄膜パターニング用治具の構成を示す模式図。
【図１４】金属膜スパッタリングについて説明する模式図。
【図１５】基板とマスクとの寸法関係を説明する模式的断面図。
【図１６】評価実験の結果を示す図表。
【図１７】流路封止用治具の構成について説明する模式図。
【図１８】スキージ先端の寸法設定について説明する模式的断面図。
【図１９】スキージ先端の寸法設定について説明する模式的断面図。
【図２０】実施例１に係る保持治具の構成を示す模式的断面図。
【図２１】流路の変形の様子を説明する模式図。
【図２２】各流速におけるフィルム表面移動量を示すグラフ。
【図２３】センシングに対する流路変形の影響を説明する模式図。
【図２４】センシングに対する流路変形の影響を説明する模式図。
【図２５】局在型ＳＰＲセンサの構成を示す模式図。
【図２６】実施例１の流速変化と信号変化との関係を示すグラフ。
【図２７】実施例２に係る流路チップの模式的断面図。
【図２８】実施例２の流速変化と信号変化との関係を示すグラフ。
【図２９】従来技術に係るマイクロ流路チップの模式的斜視図。
【図３０】従来技術に係るマイクロ流路チップの模式的断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３６】
（実施例１）
図１及び図２を参照して本発明の実施例１に係る流路チップについて説明する。図１は、本実施例に係る流路チップの模式図であり、（Ａ）は模式的平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡＡ断面である。図２は、本実施例に係る流路チップの模式的斜視図であり、（Ａ）は基板とフィルムが分離した状態、（Ｂ）は基板にフィルムが貼り付けられた状態を示している。
【００３７】
なお、本実施例では、本発明に係る流路チップをいわゆる表面プラズモン共鳴センサのセンサチップとして用いる場合の構成について例示するが、他の用途への適用を否定するものではない。
【００３８】
＜流路チップ＞
図１に示すように、流路チップ１は、略長方形の薄板状のチップ本体１０と、チップ本体１０の内部を延びる流路１１と、流路１１をチップ本体外部と疎通させる開口部１２と、チップ本体１０に一体成形されたプリズム１３と、チップ本体１０内部であってプリズム１３の上方に形成される金属膜１４と、を備えている。
【００３９】
本実施例に係る流路チップ１は、２チャンネルのフローセル（反応空間）を備えたセンサチップである。すなわち、流路１１は、第１の流路（セル１）１１ａと第２の流路（セル２）１１ｂの２つの流路で構成されており、これら２つの流路により２つのフローセルが形成される（以下、区別して説明する必要がない場合は、２つの流路１１ａ、１１ｂをまとめて流路１１として説明する）。２つの流路１１ａ、１１ｂは、それぞれ、チップ本体１０内部をチップ本体１０の長手方向に沿って延びるとともに、プリズム１３の上方で互いに逆向に折り返すことにより、流路チップ１上において互いに疎通しない構成となっている。
【００４０】
開口部１２は、２つの流路１１ａ、１１ｂに対してそれぞれ２箇所ずつ設けられており、各流路の流入口と排出口を構成する。
【００４１】
金属膜１４は、２つの流路１１ａ、１１ｂに対応してチップ本体１０内の２箇所に形成されている。金属膜１４が形成される領域は、流路１１の路面の一部を含むチップ本体１０の内部領域であってプリズム１３を介して光が照射される領域である。具体的には、２つの流路１１ａ、１１ｂのそれぞれの押し返し部及びその近傍に、第１の金属膜１４ａ、第２の金属膜１４ｂとしてそれぞれ形成される（以下、区別して説明する必要がない場合は、２つの金属膜１４ａ、１４ｂをまとめて金属膜１４として説明する）。第１の金属膜１４ａと第２の金属膜１４ｂは、チップ本体１０内部において互いに独立して形成される。
【００４２】
図２に示すように、流路チップ１（チップ本体１０）は、基板２にフィルム３を貼り合わせることで形成される。
【００４３】
基板２は、基板本体２０と、流路１１を形成する溝２１と、開口部１２を形成する貫通孔２２と、を備えており、溝２１の折り返し部の下方にプリズム１３が一体成形されている。基板２は、光を透過可能な材料で作成され、材料としては、例えば、プラスチック等の透明樹脂やガラス等が挙げられる。基板本体２０の下面には、不図示の固定治具に位置
決めするための凹部２４が設けられている。
【００４４】
溝２１は、基板本体２０のフィルム３との接合面上に形成されている。流路１１は、基板２にフィルム３が貼り付けられて溝２１が封止されることで形成される。貫通孔２２は、溝２１の溝底面から基板本体２０の下面（フィルム３との接合面とは反対側の面）まで延びて基板本体２０を貫通している。貫通孔２２の外部側（基板下面側）の開口部は、外部に向かってテーパ状に拡がって開口している。このテーパ開口部は、外部に向かって拡径度合が大きくなる２段テーパとなっている。
【００４５】
金属膜１４は、基板本体２０のフィルム３との接合面上において、溝２１の折り返し部を含む一部の領域に積層形成されている。金属膜１４の表面には、生体分子を固定化するための有機分子層が形成されている、すなわち、特定のタンパク質（抗原）と結合可能な抗体（プローブ）が固定化されている。
【００４６】
フィルム３は、片面に感圧型接着剤が塗布された感圧接着式フィルムであり、接着対象に押し付けられる際の圧力により接着剤が接着性を発揮するように構成されている。フィルム自体は、光を透過可能な材料、例えば、プラスチック等の透明樹脂等で構成されている。
【００４７】
フィルム３に塗布される感圧型接着剤は、光の透過性を備え、かつ、常温により接着性を発揮できるものであって基板２に対して十分な接着力を得られるものでれば、特に限定されるものではなく、従来公知のものを適宜用いればよい（例えば、特表２００１−５１９４５５号公報等を参照のこと）。
【００４８】
＜ＳＰＲセンサ＞
図３を参照して、本実施例に係る流路チップを用いたＳＰＲセンサ（伝搬型）について説明する。図３は、ＳＰＲセンサの構成を説明する模式図であり、（Ａ）はＳＰＲセンサの光学系の構成を示す模式図であって（Ｂ）のＢＢ断面に対応する図であり、（Ｂ）は流路チップを位置決め保持するための治具の構成を示す模式図であって（Ａ）のＣＣ断面に対応する図である。
【００４９】
ＳＰＲセンサは、表面プラズモン共鳴を利用して、タンパク質など生体分子の相互作用を検出するセンサである。表面プラズモン共鳴とは、金属膜表面の自由電子と光の共鳴現象である。特定の波長や特定の入射角度においては、共鳴によって入射光のエネルギーが金属自由電子の振動に変化し、反射光の強度が著しく低下する。この共鳴条件（共鳴波長、共鳴入射角）は、金属膜周辺の物質の誘電率（屈折率）の変化に応じて変化する。ＳＰＲセンサは、金属膜表面に特定のタンパク質（抗原）と特異的に結合する抗体（プローブ）が予め固定化されており、検査試料中に含まれる抗原が抗体に結合することで金属膜周辺の屈折率が変化するように構成されている。これにより、検査試料の導入前後における共鳴波長や共鳴入射角の変化、それらの時間的変化を測定することで、検査試料中に抗原が含まれているか否か、どの程度の濃度で抗原が含まれているか等をセンシングすることができる。
【００５０】
図３（Ａ）に示すように、ＳＰＲセンサ４は、単色光源４０、コリメータレンズ４１、４３、集光レンズ４２、偏光板４４、受光部４５等により構成される光学系を備えている。流路チップ１は、治具５により、集光レンズ４２で集光される光の光路上に位置決め保持される。
【００５１】
単色光源４０から出射された光は、コリメータレンズ４１によりコリメートされ、集光レンズ４２により集光されて流路チップ１のプリズム１３に入射する。
プリズム１３に入射した光は、流路チップ１の流路１１内のセンシング領域（金属膜１４が形成された領域）に入射する。
【００５２】
センシング領域で反射してプリズム１３から出射した反射光は、コリメータレンズ４３によりコリメートされ、偏光板４４により偏光されて受光部４５に受光される。ＰＣ等のデータ処理装置４６は、受光部４５で受光した反射光から得られる情報（反射光の強度等）を基に、検出結果を出力する。
【００５３】
図３（Ｂ）に示すように、治具５は、流路チップ１が載置される台座５１と、台座５１を貫通して設けられるチューブ５２と、流路チップ１の上面に重ねられる平坦基板であるカバー５３と、を備える。流路チップ１は、開口部１２及びプリズム１３が形成された側の面を下にして台座５１に載せられる。チューブ５２は、例えば、外形１／１６インチのＰＥＥＫチューブであり、台座５１の座面から突出した端部が流路チップ１の開口部１２に接続される。チューブ５２の外周にはＯリング等のシール部材５４が装着されている。シール部材５４が流路チップ１と台座５１との間で弾性圧縮されることで、開口部１２とチューブ５２との接続部が外部に対して封止され、外部への液漏れが防止される。カバー５３は、台座部５１の上方を開閉可能に治具本体５０に軸支されている。
【００５４】
流路チップ１の２つの流路１１は、それぞれ、各流路内に検査試料溶液を給送するためのポンプ４７と、各流路内を通過した検査試料溶液を回収するための廃液溜め４８に接続されている。２つの流路は、一方がターゲット用のセルとして、他方がリファレンス用のセルとしてそれぞれ使用される。流路の表面（路面）には、金属膜に種々の抗体（プローブ）を固定化したセンサ表面が形成されている。なお、両方ともターゲット用及びリファレンス用のセルとして利用することもできる。
【００５５】
一般的なセンサ表面の作製方法について、一例を簡単に説明する。洗浄した基板２の表面にＡｕ、Ａｇ等の金属膜を形成し、その金属膜上にＳＡＭ膜（自己組織化単分子膜：Ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）を形成する。形成したＳＡＭ膜を、ＥＤＣ（１−ｅｔｈｙｌ−３−（３ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ）、ＮＨＳ（Ｎ−ｈｙｄｒｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ）により活性化し、ＩｇＧ抗体（ｐＨ４．０〜６．０）を固定する。ＥｔｈａｎｏｌＡｍｉｎｅ（ｐＨ８．５）によりＳＡＭ膜を不活性化し、Ｇｌｙ−ＨＣｌ（ｐＨ１．５〜２．５）によりトリートメントする。
【００５６】
＜本実施例の優れた点＞
以下、本実施例に係る流路チップの優れた点について説明する。
【００５７】
＜＜常温封止であること＞＞
本実施例によれば、流路チップの流路形成、すなわち、基板に設けられた溝の封止を常温により行うことができる。すなわち、加熱することなく流路封止が可能となる。したがって、加熱による基板の変形等、すなわち、流路の変形等が抑制され、形状精度の高い作製が可能となり、センシングの精度の向上に寄与することができる。
【００５８】
また、加熱工程が不要となることにより、加熱工程に付随する他の工程も不要となるため、加熱工程が必要な従来品と比較して、大幅な作製時間の短縮、作製コストの低減を図ることができる。例えば、従来品では、加熱・加圧した後、加圧を維持しながら徐冷し、さらに加圧を解いてからも徐冷するといったような工程が必要となり、チップ作製時間が約７分／チップであった。本実施例では、封止工程（基板へのフィルムの貼り付け）のみとなり、約３０秒／チップと作製時間が大幅に短縮された。
【００５９】
また、本実施例によれば、熱を加えず製造することができるのでバイオセンサとして使用する場合における抗体の失活の問題が生じない。この点について図４を参照して説明する。図４は、各加熱温度における抗体活性を示すグラフである。
【００６０】
ここで、本実験においては、高温における生体分子の活性（本来の機能を維持する）を確認するため、ＳＰＲセンサ（Ｂｉａｃｏｒｅ、ＧＥヘルスケア社製）を用いた。また、生体分子としてはＡＦＰ抗体を用いた。ＡＦＰとは肝臓ガンの腫瘍マーカーである。実験方法は、銅の基板固定プレートを用いて５０、８０、１２０℃の各温度で６分間センサチップを加熱し、その後ＳＰＲセンサで信号検出を行った。
【００６１】
図４に示すように、５０℃では常温の約５０％、８０℃では約３０％程度に活性が低下することが確認できる。したがって、センサチップに抗体を固定化して使用する場合には、流路封止の際の加熱によって抗体の失活が生じやすく、例えば、封止温度が８０℃以上の従来品では、約７０％の抗体の失活が生じてしまうことがわかる。一方、常温封止である本実施例では、このような失活が生じないことは言うまでもない。
【００６２】
また、本実施例によれば、プリズムを基板に予め一体化しておくことができる。すなわち、本実施例は、常温により流路封止が可能なので、加熱によるプリズムの変形を懸念する必要がなく、プリズムと基板とを同時に作製することができる。したがって、従来のように後からプリズムをチップと一体化する等の煩雑な工程を排除することができる。これにより、作製時間の短縮、作製コストの低減を図ることができ、プロセススループットを大きく向上させることができる。
【００６３】
＜＜貫通孔を基板に設けたこと＞＞
本実施例によれば、流路開口部１２をフィルム３よりも剛性の高い基板２に設けたことにより、外部流路系との接続によって、流路の変形やつぶれ等の発生を回避することができる。この点について図５を参照して説明する。図５は、フィルタに貫通孔を設けた比較例に係る流路チップの模式的断面図である。
【００６４】
図５に示すように、フィルム３に貫通孔３２を設けた構成にすると、チューブ５２とシール部材５４の押し付けによって、フィルム３がたわんでしまい、流路１１がつぶれてしまうことが懸念される。図５の比較例の構成において、このような不具合を回避するためには、フィルム３を内側から支える部材や構造等、チューブ５２やシール部材５４の押し付けに対してフィルム３の変形を抑制するための構成を追加する必要がある。本実施例によれば、剛性の確保が容易な流路基板側に貫通穴を設けることで、これらの問題を回避することができる。
【００６５】
＜＜貫通孔の開口部にテーパを設けたこと＞＞
本実施例によれば、基板の貫通孔がテーパ状の開口部を有することにより、チューブ５４と貫通孔２２とのアライメントが容易となる。すなわち、開口部のテーパ面がガイドとなり、チューブ５４と開口部１２を容易に位置決めすることが可能となる。
【００６６】
この点について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、貫通孔の開口部にテーパを設けていない比較例に係る流路チップの模式的断面図であり、（Ａ）は貫通穴の直径がチューブと同程度の比較例、（Ｂ）は貫通穴の直径がチューブより大きい比較例の断面をそれぞれ示している。図７は、本実施例に係る流路チップの模式的断面図であり、（Ａ）は、貫通孔開口部のテーパが一段テーパの場合、（Ｂ）は２段テーパの場合をそれぞれ示している。
【００６７】
図６（Ａ）に示すように、流路チップ１の開口部１２（貫通穴２２）の径とチューブ５
２の外径とが同程度の場合、開口部１２とチューブ５２のアライメントが困難となる。図６（Ｂ）に示すように、開口部１２の径がチューブ５２より大きい場合、接合部の隙間から液漏れが発生することがある。
【００６８】
図７（Ａ）に示すように、本実施例では、貫通孔２２は、外部側から流路１１側に向かって、テーパ部２２ａと、端面部２２ｂと、孔部２２ｃと、で構成されている。
【００６９】
テーパ部２２ａは、外部側（基板２の下面側）の径がチューブ５２の外径よりも大きくシール部材５４の外径よりも小さい範囲で設定されている。テーパ部２２ａは、端面部２２ｂに向かって徐々に縮径し、端面部２２ｂとの境における内部側径がチューブ５２の外径と同等又は若干大きめとなっている。
【００７０】
貫通孔２２は、端面部２２ｂにおいて孔径が絞られる構成となっている。テーパ部２２ａの深さ（貫通孔２２の軸方向（貫通方向）におけるテーパ部２２ａの形成範囲）は、チューブ５２の突出長さと同等又は若干浅めに設定されている。したがって、流路チップ１が台座５２に載せられたときに、チューブ５２先端の端面が端面部２２ｂに当接する。
【００７１】
孔部２２ｃは、チューブ５２の内径と略同径に設けられている。チューブ５２の先端面と貫通孔２２の端面部２２ｂとが当接することにより、貫通孔２２の孔部２２ｃとチューブ５２とにより連続的な流路が形成される。
【００７２】
上記構成により、治具５の台座５１に対する流路チップ１のアライメントが容易となる。すなわち、流路チップ１を台座５１に載せる際、貫通孔２２（開口部２２）とチューブ５２の位置が多少ずれていても、テーパ部２２ａがガイドとなって流路チップ１の位置が修正され、所望の位置へ容易に設置することが可能となる。
【００７３】
また、チューブ５２の先端面と貫通孔２２の端面部２２ｂが当接し、貫通孔２２の孔部２２ｃとチューブ５２とにより連続的な流路が形成されることで、試料を無駄なく流路チップ１の流路１１に送り込むことが可能となり、試料のデッドボリュームを最小限にすることができる。
【００７４】
ここで、テーパ部２２ａのテーパ角度（端面部１２ｂとなす角度）αは、９０〜１００°の範囲が好ましい。このような範囲にしておくことで、チューブ５２の抜けや、液漏れを効果的に抑制することができる。
【００７５】
また、図７（Ｂ）に示すように、２段階にテーパ角度を変化させる構成も好ましい。位置ズレの許容誤差を広くするには、テーパ部を大きく開口させる、すなわち、テーパ角度を大きくする必要がある。しかし、テーパ角度が大きくなると、チューブが抜けたり、液が漏れやすくなる。そこで、テーパ部２２ａを、チップアライメント用のテーパ２２ａ１と、チューブ保持用のテーパ２２ａ２の２種類を連続的に設けた構成とすることで、チップセット時の位置ズレ許容誤差（チップの置きやすさ）とチューブの保持の両方を達成することが可能となる。
【００７６】
実施例では、チューブ保持用のテーパ２２ａ２のテーパ角βを９５°、アライメント用のテーパ２２ａ１のテーパ角γを１３５°としている。
【００７７】
また、上述した貫通孔２２の構成は、射出成形による流路部分（溝２１部分）との一括作製が可能であり、チップコストの低減が可能である。なお、本実施例では２段テーパとしているがこれに限られるものではなく、例えば、３段テーパ等のように、テーパ角度の変化を２段階よりもさらに複数回変化させる構成であってもよい。
【００７８】
＜＜流路面広さを貫通孔開口領域において貫通孔開口部よりも広くしたこと＞＞
本実施例によれば、流路の路面の広さを貫通孔が開口する領域において貫通孔の開口部よりも広くしたことにより、基板を射出成形で作製する場合における基板の成形性の向上を図ることができる。
【００７９】
本実施例に係る流路チップの基板を射出成形で作製する場合には、一方の金型に溝形成部（流路形状に沿って延びる凸状部）を設け、他方の金型に貫通孔形成部（根元がテーパのピン）を設けることになる。流路チップにおいて流路に送液する試料を少量化するためには、流路のデッドボリュームを低減する必要があり、そのためには、溝と貫通孔が互いの位置がずれて形成されてしまうことを回避する必要がある。
【００８０】
本実施例では、基板形状を、流路の貫通孔開口領域における路面広さが貫通孔の開口部よりも広くなるように、すなわち、成形金型の形状を、溝形成部の上面の広さが貫通孔形成部のピン径（孔部２２ｃの径）をよりも広くなるように構成した。これにより、金型におけるピンとピン嵌合部との位置ずれや樹脂の伸縮等による溝と貫通孔の位置ずれを吸収することができ、デッドボリュームの低減を図ることができる。
【００８１】
この点について、図８を参照して説明する。図８は、基板における溝と貫通孔の位置関係を説明する模式図であり、（Ａ）は比較例、（Ｂ）は本実施例、（Ｃ）〜（Ｅ）は変形例をそれぞれ示している。なお、各図において左側が基板の上面図、右側が基板の断面図をそれぞれ示している。
【００８２】
図８（Ａ）は、一方の金型に溝形成部と貫通孔形成部を形成する場合の構成を示している。この場合、溝と貫通孔のアライメントは不要であり、流路のデッドボリュームは無い。
【００８３】
しかしながら、本実施例では貫通孔２２のテーパ部２２ａがアンダーカット部となるため、このような金型構成を採用することができない。
【００８４】
図８（Ｂ）に示すように、本実施例では、貫通孔２２が開口する領域における溝２１の底面形状を貫通孔２２と略同心の略円形状部とし、かつ該略円形状部の径を貫通孔２２の径よりも大きくした。すなわち、成形金型において、貫通孔成形部のピンの先端径よりも溝形成部におけるピン嵌合部が広くなるように構成した。具体的には、貫通孔形成部におけるピン先端径をφ３６０ｕｍとし、溝形成部におけるピン嵌合部の径をφ７００ｕｍとした。これにより、ピンと嵌合部の位置ずれを回避することが可能となる。
【００８５】
なお、図８（Ｃ）に示すように、成形時に樹脂が流路方向に伸縮することを考慮して、流路方向にピン嵌合部を拡大した形状にすることで位置ズレを回避することもできる。また、図８（Ｄ）に示すように、ピンの先端の断面形状を長方形または楕円形にすることで、より簡便に位置ずれを回避することもできる。さらに、図８（Ｅ）に示すように、ピン嵌合部の広さよりもピン先端面積を大きくすることで、位置ずれを回避するようにしてもよい。
【００８６】
＜＜金属膜を複数の流路に対応して複数の領域に分けて形成したこと＞＞
本実施例によれば、流路チップの複数の流路の路面に金属膜を形成してセンサ面として使用する場合、金属膜を複数の流路に対応して複数の領域に分けて形成することにより、複数の流路間の流体漏れを抑制することができる。
【００８７】
この点について、図９〜図１２を参照して説明する。図９は、金属膜を複数に分けずに
形成した比較例について説明する模式図であり、（Ａ）は流路チップの上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＤＤ断面図である。図１０は、各流路における信号の時間変化を示すグラフであり、（Ａ）は一方の流路（セル１）における信号変化を示し、（Ｂ）は他方の流路（セル２）における信号変化を示している。図１１は、本実施例について説明する模式図であり、（Ａ）は流路チップの上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＥＥ断面図である。図１２は、各流路における信号の時間変化を示すグラフであり、（Ａ）は一方の流路（セル１）における信号変化を示し、（Ｂ）は他方の流路（セル２）における信号変化を示している。
【００８８】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、比較例に係る流路チップ１´では、２つの流路１１ａ、１１ｂのそれぞれの路面上にセンシング用の金属膜を形成するために、１つの金属膜１４の層を基板２とフィルム３との間に形成している。上述したように、金属膜１４の表面には、フィルム３を基板２に積層する前に、センシング用抗体を固定化するためのＳＡＭ膜１５が形成される。
【００８９】
上記構成の比較例に係る流路チップ１´について液漏れ実験を行った。まず、流路１１ａ（セル１）と流路１１ｂ（セル２）の両方にバッファー（ＨＢＳ−Ｐ）を流速８０ｕｌ／ｍｉｎで導入した。セル１にバッファーが満たされた状態でセル２に純水（Ｍｉｌｌ−Ｑ）を流速２０ｕｌ／ｍｉｎで導入した。
【００９０】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、上記実験の結果、セル１においてセル２と同じＳＰＲの信号変化が発生した。すなわち、セル１にバッファーが満たされた状態で、図中の矢印Ｂの時点において、セル２を純水に切り替えたところ、矢印Ｃの時点で再びセル２をバッファーに切り替えるまでの間（ＢＣ間）、セル１においてセル２と同じＳＰＲの信号変化が発生した。本来であれば、流体の切り替えがないセル１には信号変化は生じないはずであり、この結果は、セル２の純水がセル１への液漏れが発生したためと考えられる。また、この液漏れは、２つのセル間のＳＡＭ膜が引き起こしていると考えられる。すなわち、２つのセル間にあるＳＡＭ膜により基板２とフィルタ３との接着面間に微小な隙間が発生し、毛細管現象により試料溶液が通過してしまうためであると考えられる。
【００９１】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、本実施例に係る流路チップ１では、金属膜１４を形成する領域を２つに分けた。すなわち、一方の流路１１ａの一部を含む領域に第１の金属膜１４ａを、他方の流路１１ｂの一部を含む領域に第２の金属膜１４ｂをそれぞれ設け、両金属膜の間に金属膜が形成されない領域を設けた（２つの金属膜を互いに連続させないで設けた）。ＳＡＭ膜は金属膜上に形成されるため、両金属膜間の領域には、基板２とフィルム３との間に何も介在せず、基板２とフィルム３とが直接接着される。なお、図では隙間が形成されているように図示しているが、実際には、フィルム３が基板２に押し付けられて貼り付けられるため、２つの金属膜の間の隙間はつぶれた状態となる。
【００９２】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、本実施例の流路チップ１について上記と同様の液漏れ実験を行ったところ、比較例のような液漏れが発生しないことが確認された。すなわち、まず、図中の矢印Ａの時点において、セル１及びセル２にバッファー（ＨＢＳ−Ｐ）を流速８０ｕｌ／ｍｉｎで導入した。次いで図中の矢印Ｂの時点において、セル１にバッファーが満たされた状態で、セル２に純水（Ｍｉｌｌ−Ｑ）を流速２０ｕｌ／ｍｉｎで導入した。そして、図中の矢印Ｃの時点において、セル２をバッファーに切り替えた。その結果、図１２（Ａ）に示すように、セル１ではセル２と異なりＳＰＲの信号が変化しないことが確認された。よって、流路間にＳＡＭ膜が無いことで液漏れが防止されることが確認された。以上より、金薄膜形成時に流路形状に応じたパターニングを行うことで、液漏れの無いセンサチップの作製が可能である。
【００９３】
＜金薄膜パターニング＞
図１３〜図１６を参照して、本実施例に係る流路チップにおける金薄膜パターニングについて説明する。図１３は、金薄膜パターニング用治具の構成を示す模式図である。図１４は、金属膜スパッタリングについて説明する模式図であり、（Ａ）はスパッタリングの様子を示す基板とマスクの模式的断面図、（Ｂ）は基板２の模式的断面図である。図１５は、基板とマスクとの寸法関係を説明する模式的断面図である。図１６は、評価実験の結果を示す図表である。
【００９４】
図１３に示すように、金薄膜パターニング用治具６は、基板２が保持固定される固定治具６０と、スパッタリング用のマスク６１と、で構成される。固定治具６０には、基板２を嵌め込むことができる凹部６２が複数設けられている。マスク６１は、金属膜の形成領域を規定する開口部６３が複数設けられている。金属膜のスパッタリングは、固定治具６０の凹部６２に基板２を嵌め込んで固定し、マスク６１を被せ、基板２において金属膜を形成すべき領域のみを外部に露出させることにより行う。これにより所望の金属膜１４がパターニングされた基板２を作製することができる。
【００９５】
図１４（Ａ）に示すように、マスク６１の開口部６３の大きさ（幅）が溝２１と同程度であると、斜めから入ってくるスパッタ粒子が、溝２１の中央部のみに到達し、溝２１の端には到達しない。その結果、図１４（Ｂ）に示すように、マスクを使用しない場合よりも溝２１内における金属膜１４の厚みのばらつきが大きくなり、溝２１中央部での厚みが端に比べて厚くなる。この厚みのばらつきは、金属膜をＳＰＲ用として用いる際に、光学特性面内ばらつきの原因となる。
【００９６】
図１５に示すように、本実施例では、スパッタ時のマスク６１による金属膜１４の厚さばらつきを抑制すべく、マスク６１の開口部６３のサイズとマスク６１の厚さが適切なものを用いた。すなわち、溝幅をＷｒ、溝深さをＴｒ、マスク６１の厚さをＴｍとしたときに、マスク６１の開口幅Ｗｍが次式の関係を満たすマスクを使用した。
0005585138.tif 000002
【００９７】
例えば、溝幅（Ｗｒ）０．５ｍｍ、溝深さ（Ｔｒ）５０ｕｍの基板２に対して、厚さ（Ｔｍ）０．１ｍｍのマスク６１を使用する場合、マスク６１の開口幅は２．５ｍｍ以上であることが望ましい。このようなマスク６１を用いることにより、溝内のスパッタ面内ばらつきを、マスク６１を用いない場合と同等とすることができた。
【００９８】
図１６に示すように、上記関係式の評価実験を行った。図１６（Ａ）は、評価実験の条件を示す図表であり、図１６（Ｂ）は、マスクサイズとばらつきの関係を示すグラフである。図１６（Ａ）に示すようにマスクの条件を変えて金属膜スパッタリングを実施し、各条件における膜厚ばらつきを評価した。その結果、
0005585138.tif 000003
としたときにＷｍ≧Ａの条件において膜厚のばらつきは小さくなり、ほぼ飽和することが確認された。このことから、次の条件を満たすマスクでのスパッタリングが望ましいといえる。
0005585138.tif 000004
【００９９】
＜流路封止用治具＞
図１７〜図１９を参照して、本実施例に係る流路チップ１の流路封止用治具について説明する。図１７は、流路封止用治具の構成について説明する模式図であり、（Ａ）は複数のフィルム３が形成されたフィルムシート３０の模式図、（Ｂ）は基板２を固定保持するための固定治具７０の模式図、（Ｃ）は流路封止の様子を示す模式図である。図１８は、流路封止におけるスキージ先端の好適な寸法設定について説明する模式的断面図であり、（Ａ）はスキージ押し付け前、（Ｂ）はスキージ押し付け後の状態をそれぞれ示す。図１９は、流路封止におけるスキージ先端の好適な寸法設定について説明する模式的断面図であり、（Ａ）はスキージ押し付け前、（Ｂ）はスキージ押し付け後の状態をそれぞれ示す。
【０１００】
図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）に示すように、本実施例は、基板２を位置決め保持する固定治具７０と、基板２にフィルム３を押し付けるためのスキージ７１と、からなる流路封止用治具７により、一回の作業で同時に複数の流路封止が可能である。
【０１０１】
図１７（Ａ）に示すように、フィルムシート３０は、フィルム３が長手方向に平行に複数形成されるとともに、固定治具７０とのアライメント用の貫通孔３１が形成されている。フィルムシート３０は、基板２の封止部分（溝２１が形成されている面）と同じサイズ（４８ｍｍ×６ｍｍ）にカットされている。シート３０の感圧型接着剤が塗布された面には保護シートが貼り付けられている。
【０１０２】
図１７（Ｂ）に示すように、固定治具７０は、基板２が嵌め込まれる複数の凹部７２と、フィルムシート３０とのアライメント用のピン７３と、を有している。凹部７２は、フィルムシート３０のフィルム３の形成ピッチと同様のピッチで、基板２を長手方向に複数並列配置できるように構成されている。
【０１０３】
図１７（Ｃ）に示すように、固定治具７０の基板３を並列に並べた面に、保護シートを剥離したフィルム３を貫通孔３１にピン７３を通して重ね合わせ、スキージ７１をフィルムシート３０の背面に押し付けながら長手方向にスライドさせる。フィルム３と基板３の位置合わせは、ピン７３と貫通孔３１により簡易かつ精度よく行うことができる。本実施例では、フィルムシート３０の貫通穴３１の径を４ｍｍ、ピッチを３４．３ｍｍとし、固定治具７０のピン７３の径を３．９ｍｍ、ピッチを３４．３ｍｍとした。スキージ７１は、複数並べられた流路チップの幅を満足する幅を有し、一回のスライド操作により流路チップの流路封止を複数同時に行うことができる。
【０１０４】
ここで、図１８に示すように、スキージ７１の先端半径Ｒが小さすぎると、フィルム３が溝２１の底まで到達してしまい、流路１１内の液の流れを阻害してしまう。そのため、スキージ７１の先端半径Ｒは適切なサイズであることが望まれる。
【０１０５】
フィルム３の厚さが薄い場合（厚さを無視できる場合）、
0005585138.tif 000005
スキージ７１（フィルム３の流路側の面）が流路の底に付かないためには、
0005585138.tif 000006
この式をＲについて解くと、
0005585138.tif 000007
の関係を満たすスキージ７１を用いることが望ましい。
【０１０６】
例えば、流路深さ５０ｕｍ（Ｔｒ）、流路幅０．５ｍｍ（Ｗｒ）の場合、Ｒ＞０．６５ｍｍである。実施例では、スキージ先端Ｒ＝１．５ｍｍとしている。なお、複数の異なる流路が存在する場合は、それらのうち最大となるＲよりも大きく設定する。
【０１０７】
図１９に示すように、フィルム３の厚さを無視しない場合（フィルム厚さが流路深さに対して十分小さくない場合）、フィルム厚さも考慮してスキージ７１の先端半径Ｒを決めても良い。このとき、フィルム３の厚さ分だけスキージ７１のみかけの半径が大きくなるので、次式の関係を満たすスキージを用いることが望ましい。
0005585138.tif 000008
【０１０８】
例えば流路深さ５０ｕｍ（Ｔｒ)、流路幅０．５ｍｍ（Ｗｒ）、フィルム３の厚さ１０
０ｕｍの場合、Ｒ＞０．５５ｍｍである。本実施例ではＲ＝１．５ｍｍとした。複数の流路が存在する場合は、最大となるＲよりも大きく設定する。
【０１０９】
＜保持治具＞
図２０〜図２４を参照して、本発明の実施例に係る流路チップの保持治具について説明する。図２０は、本実施例に係る保持治具の構成を示す模式的断面図である。図２１は、流路の変形の様子を説明する模式図であり、（Ａ）は送液前の状態、（Ｂ）は送液中の状態、（Ｃ）は（Ｂ）のＦＦ断面図である。図２２は、各流速におけるフィルム表面移動量を示すグラフである。図２３は、センシングに対する流路変形の影響を説明する模式図であり、（Ａ）は流路チップの模式的断面図、（Ｂ）は流速変化時の信号変化を示すグラフである。図２４は、本実施例におけるセンシングに対する流路変形の影響を説明する模式図であり、（Ａ）は流路チップの模式的断面図、（Ｂ）は流速変化時の信号変化を示すグラフである。
【０１１０】
本実施例に係る保持治具５は、図３に示すＳＰＲセンサ等の検出装置において、流路チップ１を位置決め保持するための治具である。その概略構成は、図３（Ｂ）に示した構成と同様であり、説明は省略する。ここでは、特徴となる部分についてのみ説明する。
【０１１１】
本実施例に係る保持治具５は、カバー５３を、流路チップ１の上面に重ねられる平坦基板により構成したことを特徴とする。カバー５３を構成する平坦基板としては、例えば、ガラス板等が挙げられる。このような平坦なカバー５３を流路チップ１の上面に重ねることにより、流路内の流体圧力によるフィルム３のたわみ等の変形を抑え、検出精度への影響を少なくすることができる。
【０１１２】
ここで、図２１〜図２３を参照して、本実施例のような平坦なカバーによるフィルタ３のたわみ押えを設けない場合の影響について説明する。
【０１１３】
図２１に示すように、フィルム３によって封止された流路１１へ送液すると、流体圧力によりフィルム３がたわみ、流路１１の略中央部において流路面積が大きく変化する。また、図２２に示すように、流体圧力（流速）の増加に伴い、フィルム表面の移動量は増加する。
【０１１４】
図２３に示すように、フィルム３の変形による流路１１の変形は、センシングにも影響を与える。ここで、圧力変動時のセンサ信号への影響について、特許文献５に記載の局在型ＳＰＲセンサを用いて確認した。
【０１１５】
図２３（Ａ）に示すように、このセンサは、センサ表面に対して垂直に白色光を入射させ、その反射光の反射率の極小値を得る波長（ピーク波長）をセンシングする。局在型ＳＰＲセンサ表面に深さ２００ｕｍの流路１１を設け、フィルム３で封止した流路チップ１に純水を送液して局在型ＳＰＲの信号を検出した。
【０１１６】
図２３（Ｂ）に示すように、流速を２０ｕｌ／ｍｉｎから４０ｕｌ／ｍｉｎに変化させたときに信号変化が発生した。これはフィルム３のたわみによって反射率が変化したことによると考えられる。
【０１１７】
図２４に示すように、フィルム３上に平坦基板によるカバー５３を設けることで、フィルム３のたわみの影響が無くなり流速変化時に信号が変化しないことが確認された。これにより、安定したセンサ信号を得ることが可能となる。
【０１１８】
＜局在型ＳＰＲセンサ＞
図２５を参照して、本実施例に係る流路チップ１を局在型ＳＰＲセンサに使用する場合の構成例について説明する。図２５は、局在型ＳＰＲセンサの構成を示す模式図である。なお、ここで説明する構成例は一例であって、かかる構成に限定されるものではなく、従来周知の種々の構成を適宜適用可能であることは言うまでもない。また、上述した図３に示す構成例と同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【０１１９】
図２５に示すように、局在型ＳＰＲセンサ８は、ハロゲンランプ等の光源８０と、虹彩絞り８１、８４と、コリメータレンズ８２、偏光板８３、ハーフプリズム８５、集光レンズ８６、分光器８７等により構成される光学系を備えている。流路チップ１は、治具５により、集光レンズ８６で集光される光の光路上に位置決め保持される。
【０１２０】
光源８０から出射された光は、虹彩絞り８１によって絞られてコリメータレンズ８２へ導かれる。コリメータレンズ８２によってコリメートされた光は、直線偏光だけが偏光板８３を通過する。偏光板８３を通過した直線偏光は虹彩絞り８４によって絞られてハーフプリズム８５に入射する。ハーフプリズム８５に入射した光は、入射光量の約１／２がハーフプリズム８５を真っ直ぐに透過し、集光レンズ８６を通過して、流路チップ１のセンシング領域に集光される。
【０１２１】
流路チップ１のセンシング領域に照射された光は、センシング領域で反射して元の方向に戻り、集光レンズ８６を通過して再びハーフプリズム８５に入射する。ハーフプリズム８５に入射した光は、その光量の約１／２がハーフプリズム８５内で９０度方向を変えて反射される。ハーフプリズム８５で方向を変えられた反射光は、分光器８７を通過して各波長の光に分光され、分光器８７に一体化された光検出器で受光される。分光器８７は、各波長毎に光強度の検出が可能に構成されている。本実施例では、分光器８７としてＯｃｅａｎ  Ｏｐｔｉｃｓ社製の分光器（品名：ＵＳＢ４０００）を使用した。ＰＣ等のデータ処理装置８８は、分光器８７で検出される各波長毎の光強度と、予めデータとして与えられている各波長毎の光強度と、を比較して、流路チップ１における各波長毎の反射率の分光特性（反射率スペクトル）などを求めることができる。
【０１２２】
流路チップ１は、局在型ＳＰＲセンサに使用される場合と、上述した伝搬型ＳＰＲセンサ（図３）に使用される場合とで構成が若干異なる。局在型ＳＰＲセンサに使用される場合、基板２にプリズムは一体化されていない。また、流路１１のセンシング領域においては、金属層１４の表面に複数の微細な凹部（金属膜による凹構造）が形成されている。金属層１４に入射した光のエネルギーが表面プラズモン共振によって凹部へ集中することで、金属層１４へ入射した光の一部が吸収される。これにより、分光器８７で受光する光から求められる反射率は特定の波長（共鳴波長）において小さくなる。この特定の波長は、
検査試料の屈折率によって変化するので、反射率の極小点の波長又はその変化を調べることで検査試料に含まれる誘電体物質の屈折率や種類などをセンシングすることができる。また、特定のタンパク質を特異的に結合させる抗体などを用いて、検査試料中の特定のタンパク質の有無や含有量などのセンシングも可能である。
【０１２３】
＜その他＞
本実施例の流路チップ１の使用例としては、上記に限られるものではなく、例えば、蛍光分子を利用する方式や、吸光度測定、電気化学的な測定、など従来既知の利用に供することができることは言うまでもない。また、マイクロ流路チップ上では、混合、分離等の液体操作のみを行なって、検出はチップ外部で行なうような使用方法であってもよい。
【０１２４】
また、溝が形成される基板は、上述したように金型を用いて射出成形等により製作されるものに限られるものではなく、エッチング等によって基板上に流路パターンを掘り込むことにより製作されるものであってもよい。
【０１２５】
（実施例２）
図２６〜図２８を参照して本発明の実施例２に係る流路チップについて説明する。図２６は、実施例１に係る流路チップにおける流速変化と信号変化との関係を示すグラフである。図２７は、実施例２に係る流路チップの模式的断面図である。図２８は、実施例２に係る流路チップにおける流速変化と信号変化との関係を示すグラフである。ここでは、実施例１と同様の構成については、説明を省略し、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【０１２６】
図２６に示すように、流量が大きく変動する場合、実施例１のように、フィルム３の外面に平坦基板を当てるだけでは、フィルム３の変動を抑えるのに不十分な場合がある。特に、高流速から低流速に変動する場合、流路１１内部に陰圧が発生するためフィルム３が流路１１側へ変動しようとすることが分かる。
【０１２７】
図２７に示すように、本実施例に係る流路チップ１ａでは、フィルム３の外側面にガラス等の光を透過可能な材料からなる基板（保持部材）９を接着剤９０により接着する構成とした。フィルム３がフィルム３よりも剛性の高い基板９に接着されることにより、流量変動時におけるフィルム３の変動を抑制することができる。基板９の接着は、例えば、光を透過可能な透明な接着剤を、ローラ等によりフィルム３の表面に塗布し、その上に基板９を置いて接着する。
【０１２８】
図２８に示すように、流量が変化しても信号変化はほとんど発生していないことが分かる。すなわち、保持部材としての基板９によってフィルム３の変動が抑えられていることが確認できる。
【０１２９】
基板９としては、プラスチックなどの透明基板でもよい。保持部材の形状としては平坦な基板９に限られるものではなく、フィルム３の変動を抑制することができ、センシングへの影響がないものであれば種々の形状を採用することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１   流路チップ
１０ チップ本体
１１ 流路（セル）
１２ 開口部
１３ プリズム
１４ 金属膜
２   基板
２０ 基板本体
２１ 溝
２２ 貫通孔
４   ＳＰＲセンサ
４０ 単色光源
４１ コリメータレンズ
４２ 集光レンズ
４３ コリメータレンズ
４４ 偏光版
４５ 受光部
４６ データ処理装置
４７ ポンプ
４８ 廃液溜め
５   治具
５０ 治具本体
５１ 台座
５２ チューブ
５３ カバー
５４ シール部材
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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