(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに異なった位置に配列された複数のチャンバーが並列に連結され、且つ別途の駆動源無しで流体が效率的に定量分配される微細流動構造物及びこれを備えた微細流動装置を提供する。【解決手段】回転中心Ｃを有し、且つ微細流動構造物を備えているプラットホーム１００を具備する微細流動装置１０であって、微細流動構造物が、回転中心との距離が互いに異なった位置に、プラットホームの円周方向に沿って配列された複数の第１チャンバー１２０と、複数の第１チャンバーのうち該当する一つにそれぞれ連結された複数のサイフォンチャンネル１２５と、を具備する。【選択図】図３
2014021112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心を有し、且つ微細流動構造物を備えているプラットホームを具備する微細流動装置であって、
前記微細流動構造物は、
前記回転中心との距離が互いに異なった位置に、前記プラットホームの円周方向に沿って配列された複数の第１チャンバーと、
前記複数の第１チャンバーのうち該当する一つにそれぞれ連結された複数のサイフォンチャンネルと、
を具備する、微細流動装置。
【請求項２】
前記複数のサイフォンチャンネルにより前記複数の第１チャンバーに連結された複数の第２チャンバーをさらに具備する、請求項１に記載の微細流動装置。
【請求項３】
前記微細流動構造物は、
サンプルを収容するように構成され、且つ排出口を備えているサンプル供給チャンバーと、
前記サンプル供給チャンバーの排出口、及び前記複数の第１チャンバーに連結されて、前記サンプル供給チャンバー中のサンプルを前記複数の第１チャバーに供給するように構成された分配チャンネルと、
をさらに具備する、請求項１に記載の微細流動装置。
【請求項４】
前記複数の第１チャンバーのそれぞれは、自身よりも前にサンプルが流入した前記複数の第１チャンバーのうち隣接した第１チャンバーに比べて、前記回転中心からより離れて配置される、請求項１に記載の微細流動装置。
【請求項５】
前記複数の第１チャンバーが、前記プラットフォームの回転中心を中心にしてらせん状に配列される、請求項１に記載の微細流動装置。
【請求項６】
前記複数の第１サイフォンチャンネルのそれぞれは、該第１サイフォンチャンネルに連結された該当の第１チャンバーに充満される流体のレベルよりも高い位置に最高地点を有する、請求項１に記載の微細流動装置。
【請求項７】
前記微細流動構造物は、
前記複数の第２チャンバーのうち少なくとも一つに連結された少なくとも一つの反応チャンバーと、
前記反応チャンバーに隣接した位置に配置されたチャンバーに設けられている磁性体と、
をさらに具備する、請求項１に記載の微細流動装置。
【請求項８】
前記微細流動構造物は、
前記少なくとも一つの第２チャンバーと前記少なくとも一つの反応チャンバーとの間に設けられ、前記少なくとも一つの第２チャンバーから移送される流体の量をメータリングするように構成されたメータリングチャンバーと、
前記メータリングチャンバーと前記少なくとも一つの反応チャンバーとを連結する流体移送補助部と、
をさらに具備する、請求項７に記載の微細流動装置。
【請求項９】
前記流体移送補助部は、
前記メータリングチャンバーに収容された流体を前記反応チャンバー内に移送するように構成された流体通過部と、
前記メータリングチャンバーに収容された流体の移動を前記流体通過部に導くように構成された流体ガイド部と、
を具備する、請求項８に記載の微細流動装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の微細流動装置と、
前記微細流動装置のプラットホームを回転させるように構成された回転駆動部と、
前記プラットホームの放射方向に移動可能に構成された磁石モジュールと、
前記回転駆動部及び前記磁石モジュールを制御するように構成された制御部と、
を具備する、検査装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記メータリングチャンバーから前記反応チャンバーへの流体移送時に、前記プラットホームを回転させ、前記プラットホームの回転中の所定時点に前記磁石モジュールを前記プラットホームの上方又は下方に移動させて前記磁性体と対面させるように構成された、請求項１０に記載の検査装置。
【請求項１２】
流体を収容する第２チャンバー、流体の量をメータリングする第３チャンバー、前記第３チャンバーでメータリングされた流体が流入すると、該流入した流体を用いてクロマトグラフィー反応を起こす第４チャンバー、及び前記第２チャンバー、第３チャンバー及び第４チャンバーをそれぞれ連結するチャンネルが形成されたプラットホームを具備する微細流動装置の制御方法であって、
前記プラットホームを回転させて、前記第２チャンバーに収容された流体を前記第３チャンバーに移送し、
前記プラットホームの回転速度の増加及びその回転の停止を含む区間を反復して、前記流体を前記第４チャンバーに流入させる、微細流動装置の制御方法。
【請求項１３】
さらに、前記流体が前記第３チャンバーに移送された後、前記プラットホームを停止させて、前記流体と前記第３チャンバーに収容された標識接合体との１次反応が起きるようにする、請求項１２に記載の微細流動装置の制御方法。
【請求項１４】
さらに、前記流体が前記第４チャンバー内に流入すると、プラットホームを停止させる、請求項１３に記載の微細流動装置の制御方法。
【請求項１５】
さらに、前記プラットホームが停止すると、前記第４チャンバーに設けられている検出領域に前記流体を吸収させ、前記第３チャンバーに残っている流体を前記第４チャンバーへと移送させる、請求項１４に記載の微細流動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例による装置及び方法は、サンプルを複数のチャンバーに效率的に分配し、且つ流体の分配速度及び供給速度の調節ができる微細流動構造物及びこれを備えた微細流動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細流動装置とは、少量の流体を操作して生物学的又は化学的な反応を行うのに使われる装置のことをいう。
【０００３】
一般に、微細流動装置において一つの独立した機能を果たす微細流動構造物は、流体を収容するチャンバー、流体が流れるようにするチャンネル、及び流体の流れを調節する手段（例えば、バルブ）を備えており、これらの種々の組み合わせを有することができる。小型のチップ（chip）上で兔疫血清反応又は生化学的反応などを含む検査を行うように上記の微細流動構造物をチップ形態の基板に配置し、複数段階の処理及び操作が行われるように作製した装置を、ラボオンチップ（lab-on-a chip）という。
【０００４】
微細流動構造物内で流体を移送するためには駆動圧力が必要であるが、駆動圧力として毛細管圧が用いられたり、別途のポンプによる圧力が用いられたりする。最近では、ディスク状のプラットホームに微細流動構造物を配置し、遠心力を用いて流体を移動させて一連の作業を行うディスク型微細流動装置が提案されている。これをラボＣＤ（Lab CD）又はラボ・オン・ア・ディスク（Lab-on a disk）と呼ぶこともできる。
【０００５】
微細流動構造物では、サンプルや反応液などの流体を定量に調節すること、及びチャンバー間を移動する流体の流れを調節することが重要である。そのためにチャンネルに別途のバルブを装着してもよいが、その場合には、バルブの開閉のために別途の駆動源が必要とされることがある。
【０００６】
このような問題点を補完するために、別途の駆動源を要しないサイフォン（siphon）チャンネルが提案されている。しかしながら、現在提案されているサイフォンチャンネルは、サンプル供給チャンバーと分配チャンネルとの間に配置されて、サンプルの分配にのみ用いられるだけで、分配されたサンプルの移送については提案されたところがない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一実施例は、複数のチャンバーを相互に異なった位置に配列して並列に連結し、各チャンバーとその次の動作のためのチャンバーとをサイフォンチャンネルで連結することによって、別途の駆動源無しで流体を複数のチャンバーに效率的に定量分配することができる微細流動構造物及びこれを備えた微細流動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施例の一態様に係る、回転中心を有し、且つ微細流動構造物を備えているプラットホームを具備する微細流動装置は、前記微細流動構造物が、前記回転中心との距離が互いに異なった位置に、前記プラットホームの円周方向に沿って配列された複数の第１チャンバーと、前記複数の第１チャンバーのうち該当する一つにそれぞれ連結された複数のサイフォンチャンネルと、を具備することを特徴とする。
【０００９】
前記微細流動構造物は、サンプルを収容するように構成され、且つ排出口を有するサンプル供給チャンバーと、前記サンプル供給チャンバーの排出口、及び前記複数の第１チャンバーに連結されて、前記サンプル供給チャンバー中のサンプルを前記複数の第１チャンバーに分配するように構成された分配チャンネルと、をさらに備えるものであってもよい。
【００１０】
前記複数の第１チャンバーのそれぞれは、自身よりも前にサンプルが流入した前記複数の第１チャンバーのうち隣接した第１チャンバーに比べて、前記回転中心からより離れて配置されるものであってもよい。
【００１１】
前記複数の第１チャンバーは、前記流体の分配チャンネルに沿ってより大きい順序番号を有するいずれかの第１チャンバーが、より小さい順序番号を有する他の第１チャンバーに比べて前記回転中心からより離れるようにして配列されるものであってもよい。
【００１２】
前記複数の第１チャンバーは、他の第１チャンバーに比べて、前記サンプル供給チャンバーの排出口からより離れて位置するいずれかの第１チャンバーが、前記他のチャンバーに比べて前記プラットフォームの回転中心からより離れるようにして配列されるものであってもよい。
【００１３】
前記複数の第１チャンバーは、前記プラットホームの回転中心を中心にしてらせん状に配列されるものであってもよい。
【００１４】
前記サイフォンチャンネルのそれぞれは、該サイフォンチャンネルに連結された該当の第１チャンバーに充満される流体のレベルよりも高い位置に最高地点を有するものであってもよい。
【００１５】
前記複数のサイフォンチャンネルの幅は０．０１ｍｍ乃至３ｍｍで、前記複数のサイフォンチャンネルの深さは０．０１ｍｍ乃至３ｍｍであればよい。
【００１６】
前記微細流動構造物は、前記複数の第２チャンバーのうち少なくとも一つに連結される少なくとも一つの反応チャンバーをさらに具備するものであってもよい。
【００１７】
前記複数の第１チャンバー、前記複数の第２チャンバー及び前記反応チャンバーは、前記サンプル供給チャンバーに比べてプラットホームの中心からより離れて配列されるものであってもよい。
【００１８】
前記複数の第２チャンバーのうち少なくとも一つには、前記サンプル中の分析対象物質と特異的に結合する第１標識接合体が収容されていてもよく、前記第１標識接合体は、前記分析対象物質と特異的に結合する捕獲物質及び標識物質の結合体であってよい。
【００１９】
前記反応チャンバーは、前記分析対象物質と特異的に結合する捕獲物質が固定された検出領域を有するものであってもよい。
【００２０】
前記検出領域は、多孔性メンブレイン、マイクロポア及びマイクロピラーからなるグループから選ばれるいずれか１種で形成され、毛細管力により流体を移動させるものであってもよい。
【００２１】
前記微細流動構造物は、前記反応チャンバーに隣接した位置に配置されたチャンバーに設けられた磁性体をさらに具備するものであってもよい。
【００２２】
他の実施例の一態様に係るプラットホームに形成された微細流動構造物は、サンプルを収容するように構成され、且つ排出口を備えているサンプル供給チャンバーと、前記サンプル供給チャンバーの排出口に連結された分配チャンネルと、前記分配チャンネルに連結されて、該分配チャンネルから供給される前記サンプルを取り込み、且つ前記プラットホームの回転中心から異なった半径にそれぞれ配列された複数の第１チャンバーと、前記複数の第１チャンバーのうち該当する第１チャンバーにそれぞれ連結された複数のサイフォンチャンネルと、を具備することを特徴とする。
【００２３】
前記複数の第１チャンバーは、サンプルを前記複数の第１チャンバーに供給する順序に該当する、前記回転中心からの半径の増加順で配列されるものであってもよい。
【００２４】
前記複数の第１チャンバーは、前記分配チャンネルを通したサンプルの流れの順序に該当する、前記回転中心からの半径の増加順で配列されるものであってもよい。
【００２５】
前記複数の第１チャンバーは、前記サンプルの供給順序に該当する、前記回転中心からの半径の増加順で配列されるものであってもよい。
【００２６】
前記複数の第１チャンバーは、前記分配チャンネルに沿う、前記サンプル供給チャンバーの排出口からの前記第１チャンバーの距離の増加順序に該当する、前記回転中心からの半径の増加順で配列されるものであってもよい。
【００２７】
前記サイフォンチャンネルのそれぞれは、該サイフォンチャンネルに連結された該当の第１チャンバーに充満される流体のレベルよりも高い位置に最高地点を有するものであってもよい。
【００２８】
前記複数のサイフォンチャンネルの幅は０．０１ｍｍ乃至３ｍｍで、前記複数のサイフォンチャンネルの深さは０．０１ｍｍ乃至３ｍｍであればよい。
【００２９】
前記微細流動構造物は、前記複数の第２チャンバーのうち少なくとも一つに連結される少なくとも一つの反応チャンバーをさらに具備するものであってもよい。
【００３０】
前記複数の第１チャンバー、前記複数の第２チャンバー及び前記反応チャンバーは、前記サンプル供給チャンバーに比べてプラットホームの中心からより離れて配列されるものであってもよい。
【００３１】
前記複数の第２チャンバーのうち少なくとも一つには第１標識接合体が収容されていてもよく、該第１標識接合体は前記サンプル中の分析対象物質と特異的に結合するものであればよい。
【００３２】
前記反応チャンバーは、前記分析対象物質と特異的に結合する捕獲物質が固定された検出領域を有するものであってもよい。
【００３３】
前記検出領域は、多孔性メンブレイン、マイクロポア及びマイクロピラーからなるグループから選ばれるいずれか１種で形成され、毛細管力により流体を移動させるものであってもよい。
【００３４】
前記微細流動構造物は、前記反応チャンバーに隣接した位置に配置されたチャンバーに設けられた磁性体をさらに具備するものであってもよい。
【００３５】
前記微細流動構造物は、前記少なくとも一つの第２チャンバーと前記少なくとも一つの反応チャンバーとの間に設けられ、前記少なくとも一つの第２チャンバーから移送される流体の量をメータリングするように構成されたメータリングチャンバーと、前記メータリングチャンバーと前記少なくとも一つの反応チャンバーとを連結する流体移送補助部と、をさらに具備するものであってもよい。
【００３６】
前記流体移送補助部は、前記メータリングチャンバーに収容された流体を前記反応チャンバー内に移送するように構成された流体通過部をさらに具備するものであってもよい。
【００３７】
前記流体移送補助部は、前記メータリングチャンバーに収容された流体の移動を前記流体通過部に導くように構成された流体ガイド部をさらに具備するものであってもよい。
【００３８】
前記微細流動構造物は、一端が前記メータリングチャンバーに連結される第２サイフォンチャンネルと、該第２サイフォンチャンネルの他端に連結されるウエストチャンバーと、をさらに具備するものであってもよい。
【００３９】
前記第２サイフォンチャンネルは、前記メータリングチャンバーに収容された流体が前記反応チャンバーに移送された後に、該第２サイフォンチャンネルに流入する流体サンプルを前記ウエストチャンバーに移送させるものであればよい。
【００４０】
前記微細流動構造物は、チャンバーに収容された磁性体をさらに具備するものであってもよい。
【００４１】
他の態様に係る検査装置は、微細流動装置と、前記微細流動装置のプラットホームを回転させるように構成された回転駆動部と、前記プラットホームの放射方向に移動可能に構成された磁石モジュールと、前記回転駆動部及び前記磁石モジュールを制御するように構成された制御部と、を具備することを特徴とする。
【００４２】
前記制御部は、前記メータリングチャンバーから前記反応チャンバーへの流体移送時に、前記プラットホームを回転させ、前記プラットホームの回転中の所定時点に前記磁石モジュールを前記プラットホームの上方又は下方に移動させて前記磁性体と対面させるように構成されたものであってもよい。
【００４３】
他の実施例の一態様に係る微細流動装置の制御方法は、流体を収容する第２チャンバー、流体の量をメータリングする第３チャンバー、前記第３チャンバーでメータリングされた流体が流入すると、該流入した流体を用いてクロマトグラフィー反応を起こす第４チャンバー、及び前記第２チャンバー、第３チャンバー及び第４チャンバーをそれぞれ連結するチャンネルが形成されたプラットホームを具備する微細流動装置の制御方法であって、前記プラットホームを回転させて、前記第２チャンバーに収容された流体を前記第３チャンバーに移送し、前記プラットホームの回転速度の増加及びその回転の停止を含む区間を反復して、前記流体を前記第４チャンバーに流入させることを特徴とする。
【００４４】
前記方法は、さらに、前記流体が前記第３チャンバーに移送された後、前記プラットホームを停止させて、前記流体と前記第３チャンバーに収容された標識接合体との１次反応が起きるようにしてもよい。
【００４５】
前記方法は、さらに、前記流体が前記第４チャンバー内に流入すると、プラットホームを停止させてもよい。
【００４６】
前記方法は、さらに、前記プラットホームが停止すると、前記第４チャンバーに設けられている検出領域に前記流体を吸収させ、前記第３チャンバーに残っている流体を前記第４チャンバーへと移送させてもよい。
【００４７】
前記方法は、さらに、前記第４チャンバーでクロマトグラフィー反応が起きるようにし、以降、前記プラットホームを回転させて、前記第４チャンバーに残っている流体を除去してもよい。
【発明の効果】
【００４８】
上記のように、一実施例に係る微細流動構造物及びこれを備えた微細流動装置によれば、プラットフォーム１００上の異なった位置に各チャンバーを配置し、これらのチャンバーをサイフォンチャンネルにより並列に連結することによって、別途の駆動源無しで流体の分配速度及び供給速度を調節したため、複数のチャンバーに流体を效率的に定量分配することが可能になる。
【００４９】
また、第１チャンバー（収容チャンバー）、第２チャンバー（１次反応チャンバー）、第３チャンバー（メータリングチャンバー）、及び第４チャンバー（２次反応チャンバー）が連結されていて多段階の反応ができるため、反応の敏感度を向上させることが可能になる。
【００５０】
また、メータリングチャンバーとウエストチャンバーとの間に２次サイフォンチャンネルが設けられているため、反応完了後に流入する流体サンプルが反応チャンバーに流れ込まないでウエストチャンバーに流れ込むようにし、反応結果の汚染を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一実施例に係る微細流動装置の構造を簡略に示す斜視図である。
【図２】サイフォンチャンネルの基本原理を示すグラフである。
【図３】一実施例によって、サイフォンチャンネルが適用された微細流動構造物とこれを備えた微細流動装置の基本的な構造を概略的に示す平面図である。
【図４Ａ】複数のユニットで構成される微細流動構造物及びこれを備えた微細流動装置を概略的に示す平面図である。
【図４Ｂ】複数のユニットで構成される微細流動構造物及びこれを備えた微細流動装置を概略的に示す平面図である。
【図５Ａ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを概略的に示す平面図である。
【図５Ｂ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを概略的に示す平面図である。
【図５Ｃ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを概略的に示す平面図である。
【図５Ｄ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを概略的に示す平面図である。
【図６】一実施例に係る微細流動装置において、第１チャンバーへの流体分配順序を示す平面図である。
【図７】一実施例に係る微細流動装置の具体的な構造を示す平面図である。
【図８】反応チャンバーに設けられる検出領域の構造を示す図である。
【図９Ａ】クロマトグラフィーにより分析対象物質が検出される原理を示す図である。
【図９Ｂ】クロマトグラフィーにより分析対象物質が検出される原理を示す図である。
【図９Ｃ】クロマトグラフィーにより分析対象物質が検出される原理を示す図である。
【図１０】コンジュゲートパッドを備えている検出領域の構造を示す図である。
【図１１Ａ】コンジュゲートパッドを備えている検出領域における検出原理を示す図である。
【図１１Ｂ】コンジュゲートパッドを備えている検出領域における検出原理を示す図である。
【図１１Ｃ】コンジュゲートパッドを備えている検出領域における検出原理を示す図である。
【図１２】一実施例に係る微細流動装置に備えられている磁性体収容チャンバーの機能を示す図である。
【図１３】一実施例に係る微細流動装置において、流体の移送段階別プラットホームの回転速度を概略的に示すグラフである。
【図１４Ａ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１４Ｂ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１４Ｃ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１４Ｄ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１４Ｅ】一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１５】流体移送補助部をさらに備える微細流動装置の具体的な構造を示す平面図である。
【図１６Ａ】図１５の微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１６Ｂ】図１５の微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１６Ｃ】図１５の微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１６Ｄ】図１５の微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１６Ｅ】図１５の微細流動装置において流体の流れを示す平面図である。
【図１７】図１６の流体移送段階別プラットホームの回転速度を概略的に示すグラフである。
【図１８】第２サイフォンチャンネルをさらに備える微細流動装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、添付の図面を参照して一実施例について詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には同一の参照符号を付する。
【００５３】
図１は、一実施例に係る微細流動装置とこれを備えた検査システムの構造を示す概略斜視図である。
【００５４】
図１を参照すると、一実施例に係る微細流動装置１０は、微細流動構造物が形成されるプラットホーム１００と、プラットホーム１００上に形成される微細流動構造物と、を備えている。
【００５５】
微細流動構造物は、流体を収容する複数のチャンバーと、複数のチャンバーを連結するチャンネルと、を有している。
【００５６】
ここでいう微細流動構造物は、特定形態の構造物を指すものではなく、複数のチャンバーとチャンバーとを連結するチャンネルを有し、且つ流体の流動を起こさせるために微細流動装置、特に微細流動装置のプラットホーム上に形成された構造物を包括的に指す。微細流動構造物は、チャンバーとチャンネルの配置、及びチャンバーに収容されたりチャンネルに沿って移動されたりする流体の種類によって異なった機能を果たすものでよい。
【００５７】
プラットホーム１００は、成形がしやすく、その表面が生物学的に不活性である、ＰＭＭＡ（polymethylmethacrylate）、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）、ＰＣ（polycarbonate）、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール及びポリエチレンのようなプラスチック素材、ガラス、雲母、シリカ、及びシリコンウエハーなどの様々な材料で作製可能である。これらの物質は、プラットホーム１００の材料として使用可能な物質の例示に過ぎず、これら例示に、ここに開示される実施例が限定されるものではない。したがって、化学的、生物学的安全性、光学的透明性、及び機械的加工性を有するいかなる素材もプラットホーム１００の材料とすることができる。
【００５８】
プラットホーム１００は複数層の板で構成されるとよい。板同士が接する面に、チャンバーやチャンネルなどの微細流動構造物に該当する陰刻構造物を作り、これら両板を貼り合わせることによって、プラットホーム１００の内部に流体を収容できる空間と流体移動が可能な通路を提供すればよい。この両板の張り合わせは、接着剤又は両面接着テープを用いた接着、超音波融着、及びレーザー溶接などの様々な方法のいずれかで行ってもよい
【００５９】
図１の実施例では円板状のディスク型プラットホーム１００を使用しているが、実施例で使用されるプラットホーム１００は、それ自体として回転可能な完全な円板形状だけでなく、回転可能なフレーム（frame）に載せられて回転し得る扇形状であってもよく、駆動部３１０から提供される動力により回転可能ないかなる多角形のものであってもよい。
【００６０】
微細流動装置１０は、駆動部３１０及び制御部３２０を備えている検査装置３００に装着されて、図１に示すように、駆動部３１０により回転されればよく、制御部３２０は駆動部３１０の駆動を制御することができる。
【００６１】
具体的に、駆動部３１０は、モーターを備えてプラットホーム１００に回転力を提供し、プラットホーム１００に配置された各チャンバーに収容された流体が遠心力により他のチャンバーに移動可能にする。駆動部３１０を介したプラットホーム１００の回転、後述する磁石の位置や検出部の検出動作などを含む検査装置３００の全般的な動作は制御部３２０により制御されてよい。
【００６２】
一つのプラットホーム１００には一つの検査ユニットが設けられてもよいが、検査の迅速性及び費用の効率性の面で、一つのプラットホーム１００を複数の区域に分け、各区域ごとに相互独立して作動する微細流動構造物が設けられてもよい。複数の微細流動構造物を相互に異なった検査を行うものとし、同時に種々の検査を行ってもよく、同一の検査を行う複数の検査ユニットが設けられてもよい。以下に説明する実施例では、説明の便宜のために、一つのサンプル供給チャンバーからサンプルが供給されるチャンバー及び該チャンバーに連結されるチャンネルを一つのユニットとし、サンプル供給チャンバーが異なっていると、相互に異なったユニットであるとする。
【００６３】
一実施例に係る微細流動装置１０は遠心力により流体を移動させるから、図１に示すように、流体の供給されるチャンバー１３０の方が、流体を供給するチャンバー１２０に比べて、プラットホーム１００の中心Ｃからより外側に配置されている。
【００６４】
これら両チャンバーはチャンネル１２５により連結され、チャンネルを通した流体の流れを制御するために、開示された実施例の微細流動装置１０は上記チャンネルをサイフォン（siphon）チャンネルとする。
【００６５】
図２は、サイフォンチャンネルの基本原理を示すグラフである。
【００６６】
ここでいうサイフォンは、圧力の差を用いて流体を移動させる管を指す。微細流動装置１０では、断面積の非常に小さい管中に流体が登る毛細管力、及びプラットホーム１００の回転により発生する遠心力を用いて、サイフォンチャンネルを通した流体の流れを制御する。
【００６７】
図２のグラフは、上方から見たプラットホーム１００に対応する。流体が収容されているチャンバーに、断面積の非常に小さいサイフォンチャンネルの入口が連結され、サイフォンチャンネルの出口は、流体が移送されるべき他のチャンバーに連結される。図示のように、サイフォンチャンネルが折れる地点、すなわち、サイフォンチャンネルの最高地点ｒｃｒｅｓｔは、チャンバーに収容された流体のレベルよりも高くなっていなければならない。また、サイフォンチャンネルの入口よりもプラットホーム１００の外周側に位置している流体は移送されないから、サイフォンチャンネルの入口の位置は移送されるべき流体の量に依存する。サイフォンチャンネルの毛細管力によりサイフォンチャンネルが流体で満たされると、サイフォンチャンネルを満たしている流体が遠心力により次のチャンバーに移動する。
【００６８】
図３は、一実施例によって、サイフォンチャンネルが適用された微細流動構造物とこれを備えた微細流動装置の基本的な構造を概略的に示す平面図である。以下の実施例では、微細流動構造物を見せるために、微細流動装置の上板と下板とが結合されていないものを挙げて説明する。
【００６９】
図３を参照すると、プラットホーム１００の回転中心Ｃの最寄りにサンプル供給チャンバー１１０が形成されており、プラットホーム１００の回転中心Ｃと中心が一致する円の円周上に複数のチャンバーが並列に配置されている。
【００７０】
以下に説明する実施例では、サンプル供給チャンバー１１０から流体サンプルが供給されるチャンバーを第１チャンバー１２０とし、第１チャンバーから流体サンプルが移送されるチャンバーを第２チャンバー１３０とする。また、複数の第１チャンバー１２０のそれぞれは、サンプル供給順序に従って第１−１チャンバー１２０−１乃至第１−ｎチャンバー１２０−ｎとし、複数の第２チャンバー１３０のそれぞれは、それと連結された第１チャンバーに応じて第２−１チャンバー１３０−１乃至第２−ｎチャンバー１３０−ｎとする。これは、続いて連結されるチャンバーに対しても同様に適用する。また、説明の便宜のために、単に第１チャンバー１２０という時は、複数の第１チャンバー１２０−１〜１２０−ｎのうち少なくとも一つを指すものとする。これは、第２チャンバー１３０乃至第５チャンバー１７０（図７参照）の構造物に対しても同様である。
【００７１】
第１チャンバー１２０である第１−１チャンバー１２０−１乃至第１−ｎチャンバー１２０−ｎは、分配チャンネル１１５を介してサンプル供給チャンバー１１０に連結され、第１−１チャンバー１２０−１乃至第１−ｎチャンバー１２０−ｎのそれぞれは、サイフォンチャンネル１２５を介して、第２チャンバー１３０である第２−１チャンバー１３０−１乃至第２−ｎチャンバー１３０−ｎに連結されている。
【００７２】
図３を参照すると、第１チャンバー１２０−１〜１２０−ｎは、プラットホーム１００上の円周上に配置されているが、これら第１−１チャンバー１２０−１乃至第１−ｎチャンバー１２０−ｎのそれぞれは同一の円周上に配置されていない。すなわち、それぞれの第１チャンバー１２０−１〜１２０−ｎは、プラットホーム１００の回転中心Ｃとの距離が相互に異なっている。
【００７３】
具体的に、サンプル供給チャンバー１１０から最初にサンプルが供給される第１−１チャンバー１２０−１が、プラットホーム１００の中心から最短距離の円周、すなわち、半径が最も短い円周上に配置され、第１−２チャンバー１２０−２は、第１−１チャンバー１２０−１に比べてプラットホーム１００の回転中心Ｃからより遠い距離の円周、すなわち、半径がより大きい円周上に配置されている。そして、第１−３チャンバー１２０−３、第１−４チャンバー１２０−４乃至第１−ｎチャンバー１２０−ｎの順にプラットホーム１００の回転中心Ｃからより遠ざかって配置されている。
【００７４】
プラットホーム１００が回転すると、サンプル供給チャンバー１１０に収容された流体サンプルが分配チャンネル１１５を通って流れ、第１−１チャンバー１２０−１にサンプルが充満されると、分配チャンネル１１５を流れるサンプルは遠心力によりプラットホーム１００の中心からより遠くにある第１−２チャンバー１２０−２に流れ込む。同様の原理により第１−２チャンバー１２０−２乃至第１−ｎチャンバー１２０−ｎにサンプルが充満される。そして、第１チャンバー１２０−１〜１２０−ｎの全てを満たしてから残ったサンプルは、剰余流体を収容する過剰チャンバー１８０に流れ込む。
【００７５】
第１チャンバー１２０に満たされたサンプルは、サイフォンチャンネル１２５を通って第２チャンバー１３０に流れ込むが、図２で説明した通り、サイフォンチャンネル１２５を通して流体を移送するには、上方から見た時、サイフォンチャンネル１２５の最高地点がサンプル供給チャンバー１１０中のサンプルの最高レベルよりも高くなっていなければならない。図３に示すように、一実施例に係る微細流動構造物は、第１−１チャンバー１２０−１から第１−ｎチャンバー１２０−ｎへ行くに従ってプラットホーム１００の中心から遠ざかりながら、サイフォンチャンネル１２５の最高地点と第１チャンバー１２０中のサンプルの最高レベルとの高さの差を一定に維持可能である。
【００７６】
サイフォンチャンネル１２５の毛細管力は、サイフォンチャンネル１２５の断面積を小さくしたり、又はサイフォンチャンネル１２５の内面に親水処理をしたりすることによって達成するとよい。開示の実施例では、サイフォンチャンネルの断面積に制限はないが、サイフォンチャンネル１２５の幅と深さをそれぞれ、０．０１ｍｍ乃至３ｍｍ、０．０５ｍｍ乃至１ｍｍ、又は０．０１ｍｍ乃至０．５ｍｍの範囲に調節することによって、優れた毛細管力を達成することもでき、サイフォンチャンネル１２５の内面へのプラズマ処理又は親水高分子処理により毛細管力を達成することもできる。
【００７７】
開示の実施例に係る微細流動装置１０において、流体サンプルは、血液、リンパ液及び組織液などの体液や小便などのバイオサンプルであってもよく、水質管理や土壌管理などのための環境サンプルであってもよい。しかし、これらに制限されず、遠心力及び毛細管力により移動可能ないかなる種類の流体も使用可能である。
【００７８】
図３の実施例では微細流動構造物を一つのユニットとしたが、微細流動構造物は複数のユニットとしてもよい。
【００７９】
図４Ａ及び図４Ｂは、複数のユニットを有する微細流動構造物を備えた微細流動装置を概略的に示す平面図である。
【００８０】
図４Ａを参照すると、一実施例に係る微細流動装置１０は、プラットホーム１００が二つの区域に分けられ、各区域ごとに一つのユニットが形成されている。図示のように、一つのユニットは、一つのサンプル供給チャンバー１１０、複数の第１チャンバー１２０、及び複数の第２チャンバー１３０を有している。
【００８１】
図４Ｂを参照すると、一実施例に係る微細流動装置１０は、プラットホーム１００が四つの区域に分けられ、各区域ごとに一つのユニットが形成されている。
【００８２】
そのため、プラットホーム１００が回転すると、各ユニットのサンプル供給チャンバー１１０に収容されたサンプルはそれぞれ独立して第１チャンバー１２０に分配され、続いて各サイフォンチャンネル１２５を通って各第２チャンバー１３０に流れ込む。
【００８３】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、一つのプラットホーム１００に２つ以上の検査ユニットが設けられると、複数種の検査を同時に行うことが可能になる。
【００８４】
例えば、体液サンプルを用いて、図４Ａの第１検査ユニットでは兔疫血清検査を行い、第２検査ユニットでは生化学検査を行うことができる。又は、第１検査ユニット及び第２検査ユニットにおいて、相互に異なったサンプルを用いて、異なった種類の兔疫血清検査、又は異なった種類の生化学検査を行うこともできる。
【００８５】
より具体的には、図４Ｂに示すように、第１検査ユニットでは、心臓疾患標識因子（cardiac marker）である、例えばトロポニンＩ（TnI:Troponin I）を検出する第１免疫血清検査を行い、第２検査ユニットでは、妊娠の有無を表す、例えばβ−ｈＣＧを検出する第２兔疫血清検査を行い、第３検査ユニットでは、肝機能検査項目群（liver panel）に属する、例えばＡＬＴ（Alanine Aminotransferase）とＡＳＴ（Aspartate Aminotransferase）を検出する第１生化学検査を行い、第４検査ユニットでは、消化器系統の異常有無を表す、例えばアミラーゼ（amylase）とリパーゼ（lipase）を検出する第２生化学検査を行ってもよい。
【００８６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、一つのプラットホーム１００に複数の検査ユニットを備えて複数種の検査を同時に行うと、少量のサンプルで迅速な検査結果が得られる。
【００８７】
ただし、図４Ａ及び図４Ｂは例示に過ぎず、一つのプラットホーム１００に形成されるユニットの個数や各ユニットで行われる検査の種類は制限されない。
【００８８】
図５Ａ乃至図５Ｄは、一実施例に係る微細流動装置において流体の流れを概略的に示す平面図である。図５Ａ乃至図５Ｄに示す微細流動装置の構造は、図３の微細流動装と同一である。
【００８９】
まず、図５Ａに示すように、プラットホーム１００が停止した状態でサンプル供給チャンバー１１０に流体サンプルを注入する。第１チャンバー１２０及び／又は第２チャンバー１３０の機能、又は行われるべき検査に応じて、いかなる種類の流体が注入されてもよい。
【００９０】
そして、図５Ｂに示すように、プラットホーム１００を回転させて、サンプル供給チャンバー１１０に収容されたサンプルを、分配チャンネル１１５を通して第１チャンバー１２０の全てに分配する。図５Ｂには結果として第１−１チャンバー１２０−１乃至第１−ｎチャンバー１２０−ｎの全てにサンプルが満たされた微細流動構造物が示されているが、実際は第１−１チャンバー１２０−１から第１−ｎチャンバー１２０−ｎへとサンプルが順次に満たされる。
【００９１】
図６は、一実施例に係る微細流動装置において、第１チャンバーの流体分配順序を示す平面図である。
【００９２】
図６を参照すると、プラットホーム１００が回転すると、サンプル供給チャンバー１１０に収容されたサンプルは出口から分配チャンネル１１５へ流れ、分配チャンネル１１５を流れつつ第１−１チャンバー１２０−１に流れ込む。この時、プラットホーム１００の回転方向は時計回り方向であってもよく、反時計回り方向であってもよい。プラットホーム１００の回転方向に制限はない。
【００９３】
第１−１チャンバー１２０−１がサンプルで充満されると、分配チャンネル１１５を流れる流体はそれ以上第１−１チャンバー１２０−１に流れ込まず、第１−２チャンバー１２０−２の入口まで流れて第１−２チャンバー１２０−２に入る。同様に、第１−２チャンバー１２０−２がサンプルで充満されると、分配チャンネル１１５を流れるサンプルはそれ以上第１−２チャンバー１２０−２に流れ込まず、その次のチャンバーである第１−３チャンバー１２０−３の入口まで流れて第１−３チャンバー１２０−３に入る。引き続き、同様の方式で第１−ｎチャンバー１２０−ｎまで充満され、第１−ｎチャンバー１２０−ｎまで満たしてから残ったサンプルは、過剰チャンバー１８０に収容される。
【００９４】
再び図５Ｂを参照すると、遠心力により第１チャンバー１２０にサンプルが満たされる時、第１チャンバー１２０に連結されたサイフォンチャンネル１２５にもサンプルがある程度満たされることがある。ただし、サイフォンチャンネル１２５の最高地点までは満たされず、サイフォンチャンネル１２５の最高地点と第１チャンバー１２０中のサンプルの最高レベルとの間のある地点までにしか満たされない。
【００９５】
第１チャンバー１２０−１〜１２０−ｎに満たされてから残ったサンプルは過剰チャンバー１８０に流れ込む。
【００９６】
第１チャンバー１２０−１〜１２０−ｎへのサンプルの分配が完了すると、プラットホーム１００の回転を停止させる。プラットホーム１００が停止すると、図５Ｃに示すように、第１チャンバー１２０−１〜１２０−ｎ中のサンプルが毛細管力によりサイフォンチャンネル１２５−１〜１２５−ｎに流れて全体サイフォンチャンネル１２５−１〜１２５−ｎを満たす。
【００９７】
サイフォンチャンネル１２５−１〜１２５−ｎがサンプルで充満されると、プラットホーム１００を再び回転させて、図５Ｄに示すように、サイフォンチャンネル１２５−１〜１２５−ｎ中のサンプルが遠心力により第２チャンバー１３０−１〜１３０−ｎへ流れ込むようにする。
【００９８】
したがって、図５Ａ乃至図５Ｄの動作により、サンプル供給チャンバー１１０に収容されたサンプルが第１チャンバー１２０及びサイフォンチャンネル１２５を通って第２チャンバー１３０に定量分配される。このとき、第２チャンバー１３０に分配されるサンプルの量は、第１チャンバー１２０の大きさ、及びサイフォンチャンネル１２５の入口に接する第１チャンバー１２０の出口の位置を変えることによって調節すればよい。
【００９９】
図５Ａ乃至図５Ｄに示すように、サイフォンチャンネル１２５の入口に接する第１チャンバー１２０の出口が第１チャンバー１２０の最下部（回転中心から最も遠位側）に位置する場合には、第１チャンバー１２０中のサンプルが全て第２チャンバー１３０に流入するから、第１チャンバー１２０を、第２チャンバー１３０に分配しようとするサンプルの量に対応する大きさにする。
【０１００】
図５Ａ乃至図５Ｄの実施例では、第１チャンバー１２０の大きさがいずれも同一になっているが、複数の第１チャンバー１２０は、相互に異なったサンプル量を収容できるようにそれぞれ異なった大きさにしてもよく、その大きさは、連結されているチャンバーから要求されるサンプル量に応じて可変すればよい。
【０１０１】
以下、図７乃至図１４を参照して、一実施例に係る微細流動装置の具体的な構造及び具体的な動作についてより詳しく説明する。
【０１０２】
図７は、一実施例に係る微細流動装置の具体的な構造を示す平面図である。以下、図７を参照して一実施例に係る微細流動装置１０の具体的な構造を説明する。
【０１０３】
上述したように、プラットホーム１００は、円形、扇形、多角形などの様々な形状のものであってよい。また、当該実施例では、説明の便宜のために、分配チャンネル１１５に並列に連結された第１チャンバー１２０の個数を３個、すなわち、１２０−１，１２０−２，１２０−３とし、３個の第２チャンバー１３０−１，１３０−２，１３０−３がそれぞれの第１チャンバー１２０に一つずつ連結されているとする。
【０１０４】
各第１チャンバー１２０、第１チャンバー１２０に連結された対応の各第２チャンバー１３０、及び対応の第２チャンバー１３０に連結された微細流動構造物が一つの検査部を形成するから、当該実施例では３個の検査部が形成される。それぞれの検査部は、その構造、又は内部に収容された物質などを別々にすることで、相互に異なった検査を独立して行うようにしてもよい。
【０１０５】
サンプル供給チャンバー１１０は回転中心Ｃから最も近い位置に設けられ、外部から供給されるサンプルを収容する。サンプル供給チャンバー１１０には流体状態のサンプルが収容され、例えば、流体状態のサンプルとして血液が供給されるとする。
【０１０６】
サンプル供給チャンバー１１０の一側にはサンプル注入口１１１が設けられ、ピペット（pipet）などのツールを用いて血液をサンプル注入口１１１から注入するとよい。血液の注入時にサンプル注入口１１１の周辺に血液が落ちたり、プラットホーム１００の回転時にサンプル注入口１１１から血液が逆流したりすることがある。このような血液により微細流動装置１０が汚れることを防止するために、サンプル注入口１１１と隣接した位置に逆流収容チャンバー１１２を形成し、注入時に落ちたり逆流したりするサンプルを収容してもよい。
【０１０７】
他の実施例では、サンプル供給チャンバー１１０に注入された血液の逆流を防止するために、所定大きさ以上の圧力が作用する場合に限ってサンプルを通過させる、毛細管バルブの役割を担う構造物をサンプル供給チャンバー１１０内に形成してもよい。
【０１０８】
さらに他の実施例では、サンプル供給チャンバー１１０に注入された血液の逆流を防止するために、サンプル供給チャンバー１１０内にリブ形態の逆流防止装置を形成してもよい。このようなリブ形態の逆流防止装置は、サンプル供給チャンバー１１０の表面に形成された一つ以上の突起を備えてもよい。サンプル注入口１１１からサンプル排出口に流れるサンプルの方向と交差する方向に逆流防止装置を形成することによって、サンプルに流れ抵抗を与え、サンプルがサンプル注入口１１１に流れることを抑えることができる。
【０１０９】
サンプル供給チャンバー１１０は、収容されたサンプルがサンプル排出口１１３から容易に排出されるように、サンプル注入口１１１からサンプル排出口１１３側に向かってその幅が増加していてもよい。すなわち、サンプル供給チャンバー１１０の少なくとも一つの側壁の曲率半径が、サンプル注入口１１１からサンプル排出口１１３側に行くに従って次第に増加していてもよい。
【０１１０】
サンプル供給チャンバー１１０のサンプル排出口１１３は、プラットホーム１００上の円周方向に形成された分配チャンネル１１５と連結され、分配チャンネル１１５は、反時計回り方向に第１−１チャンバー１２０−１、第１−２チャンバー１２０−２及び第１−３チャンバー１２０−３と順次に連結されている。そして、分配チャンネル１１５の末端には、サンプルの供給完了を表すＱＣ（Quality Control）チャンバー１２８、及び供給されてから残ったサンプルを収容する過剰チャンバー１８０が連結されている。
【０１１１】
第１チャンバー１２０（すなわち、１２０−１，１２０−２，１２０−３）は、サンプル供給チャンバー１１０から供給されるサンプルを収容すると同時に、遠心力によりサンプルを上澄み液と沈降物とに分離するものであってよい。当該実施例で使われるサンプルは血液であり、該血液は第１チャンバー１２０で血清、血しょうなどの上澄み液と、血球などの沈降物とに分離されうる。
【０１１２】
第１チャンバー１２０−１，１２０−２，１２０−２にはサイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３がそれぞれ連結されている。上述したように、サイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３の最高地点（すなわち、カーブ）は第１チャンバー１２０−１，１２０−２，１２０−２中のサンプルレベルよりも高くなっていなければならず、この高さ差を確保するために、第１−１チャンバー１２０−１よりも第１−２チャンバー１２０−２の方が、回転中心Ｃからより遠い円周又は半径のより大きい円周上に位置し、第１−２チャンバー１２０−２よりも第１−３チャンバー１２０−３の方が、回転中心Ｃからより遠い円周又は半径のより大きい円周上に位置している。
【０１１３】
この構造では、分配チャンネル１１５の流れ方向に沿ってサンプル排出口１１３から遠ざかるに従って第１チャンバー１２０の半径方向の長さは減少するが、必要によって、複数の第１チャンバー１２０の大きさを同一にしたい場合は、図７に示すように、第１チャンバー１２０の円周方向の幅を広くすればよい。
【０１１４】
上述したように、サイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３の入口と第１チャンバー１２０−１，１２０−２，１２０−３の出口とが会う位置は、移送すべき流体の量によって可変すればよい。したがって、当該実施例のようにサンプルが血液である場合は、上澄み液に対してのみ検査を行う場合が多いから、澄み液が位置する第１チャンバー１２０の上部（すなわち、中間部分の上方）に出口を設けるとよい。ただし、これは例示に過ぎず、サンプルが血液でない場合、又は血液とはいっても沈降物に対しても検査を行う場合には、第１チャンバー１２０の下部に出口を設けてもよい。
【０１１５】
サイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３の出口は第２チャンバー１３０−１、１３０−２、１３０−３とそれぞれ連結されている。第２チャンバー１３０はサンプル（例えば、血液）を収容のみしてもよく、第２チャンバー１３０内に試薬や反応物質などをあらかじめ貯蔵しておいてもよい。この試薬や反応物質は、例えば、血液に対して前処理又は１次反応を行ったり、本（main）検査を行う前に簡単な検査を行ったりするのに用いればよい。当該実施例では、第２チャンバー１３０で分析対象物質と第１標識接合体との結合反応が起きるとする。
【０１１６】
具体的に、第２チャンバー１３０には第１標識接合体が液相又は固相に存在でき、第１標識接合体が固相に存在する場合には、第２チャンバー１３０の内壁にコーティングされていたり、第２チャンバー１３０内の多孔性パッドなどに臨時固定されていたりすればよい。
【０１１７】
第１標識接合体は、サンプルにおいて分析対象物質と特異的に反応する捕獲物質と標識物質との結合体である。例えば、分析対象物質が抗原Ｑであれば、第１標識接合体は、抗原Ｑに特異的に反応する抗体Ｑと標識物質との接合体であってよい。
【０１１８】
標識物質は、次の物質に限定されないが、例えば、ラテックスビーズ、ゴールドコロイド及びシルバーコロイドのような金属コロイド、過酸化酵素などの酵素、蛍光物質、発光物質、超常磁性物質、ランタン族キレートを含む物質、及び放射能同位元素のうち少なくとも１種でよい。
【０１１９】
また、クロマトグラフィー反応が起きる試験紙（test paper）が後述の反応チャンバー１５０に挿入される場合、反応の信頼度を確認するために、第２捕獲物質と結合する第２標識接合体が試験紙の対照ラインに固定されていることがある。様々な実施例において、第２標識接合体も同様、液相又は固相に存在可能であり、固相に存在する場合には、第２チャンバー１３０の内壁にコーティングされたり、第２チャンバー１３０内の多孔性パッドなどに臨時固定されたりしていればよい。
【０１２０】
この第２標識接合体は、対照ラインに固定された第２捕獲物質と特異的に反応する物質と標識物質との接合体であり、ここで、標識物質は、上に例示した標識物質の１種であってよい。対照ラインに固定された第２捕獲物質がビオチン（biotin）であれば、第２チャンバー１３０にストレプトアビジン（streptavidin）と標識物質との接合体が臨時固定されているとよい。
【０１２１】
したがって、第２チャンバー１３０に血液が流入すると、血液中に存在する抗原Ｑは、抗体Ｑを持つ第１標識接合体と結合された状態で血液の流れと共に第３チャンバー１４０に排出され、この時、ストレプトアビジンを持つ第２標識接合体も共に排出される。
【０１２２】
第２チャンバー１３０−１，１３０−２，１３０−３は第３チャンバー１４０−１，１４０−２，１４０−３と連結され、当該実施例では第３チャンバー１４０−１，１４０−２，１４０−３をメータリングチャンバーとする。メータリングチャンバー１４０は、第２チャンバー１３０に収容されたサンプル（例えば、血液）を定量にメータリングして第４チャンバー１５０に供給する役割を担う。メータリングチャンバーのメータリング原理については、図１４、及び図１５乃至図１７の説明で後述する。
【０１２３】
メータリングチャンバー１４０から第４チャンバー１５０に流入されずに残った残余物は、ウエスト（waste）チャンバー１７０（１７０−１，１７０−２，１７０−３）に移送されるとよい。ただし、実施例において、メータリングチャンバー１４０とウエストチャンバー１７０との連結関係が同図に制限されるものではなく、場合によって、メータリングチャンバー１４０とウエストチャンバー１７０が直接に連結されていなくてもよく（図１５及び図１６参照）、メータリングチャンバー１４０とウエストチャンバー１７０とが、他の構造物で連結されていてもよい（図１８参照）。
【０１２４】
第３チャンバー１４０−１，１４０−２，１４０−３は第４チャンバーである反応チャンバー１５０−１、１５０−２、１５０−３とそれぞれ連結されている。同図には具体的に示していないが、第３チャンバーと第４チャンバーとはチャンネルで連結されてもよく、流体を移送させる特定構造物により連結されてもよい。後者についての具体的な説明は、図１５乃至図１７で後述する。
【０１２５】
反応チャンバー１５０では様々な方式で反応が起きてよい。当該実施例では、反応チャンバー１５０で毛細管力に基づくクロマトグラフィー（Chromatography）を利用するとする。そのために、反応チャンバー１５０は、クロマトグラフィーにより分析対象物質の有無を検出できる検出領域２０を有することができる。
【０１２６】
図８は、反応チャンバーに含まれている検出領域の構造を示し、図９Ａ乃至図９Ｃは、クロマトグラフィーによる分析対象物質の検出を示している。
【０１２７】
検出領域２０は、セルローズのような多孔性の薄膜（メンブレイン）、マイクロポア及びマイクロピラーからなるグループから選ばれるいずれか１種により形成されて、毛細管力が作用する。図８を参照すると、検出領域２０の一端部にはサンプルがつくサンプルパッド２２が形成され、反対の端部には、分析対象物質を検出する第１捕獲物質２４ａが永久固定されたテストライン２４が形成されている。ここでいう永久固定とは、テストライン２４に固定された第１捕獲物質２４ａがサンプルの流れに押し流されて共に移動しないことを意味する。
【０１２８】
図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、サンプルパッド２２上に血液や小便のようなバイオサンプルが点滴されると、このバイオサンプルが毛細管力により反対側に流れる。例えば、分析対象物質が抗原Ｑであり、第２チャンバー１３０で分析対象物質−第１標識接合体の結合反応が起きた場合には、該バイオサンプルに抗原Ｑ−第１標識接合体の結合体２２ａが含まれるはずである。
【０１２９】
分析対象物質が抗原Ｑである場合、テストラインに永久固定される捕獲物質２４ａは抗体Ｑであればよい。したがって、図９Ｃに示すように、毛細管力によりバイオサンプルが流れてテストライン２４に到達すると、抗原Ｑ−第１標識接合体の結合体２２ａが抗体Ｑ２４ａと結合してサンドウィッチ結合体２４ｂを形成する。そのため、バイオサンプル中に分析対象物質が含まれた場合には、テストライン２４で標識物質による検出が可能になる。
【０１３０】
サンプルの量が少ない場合、又はサンプルが汚染した場合のような様々な原因によりテストが正しく行われない場合がある。そのため、テストが正しく行われたかどうかを判定するために、分析対象物質の存在有無にかかわらず、サンプルに存在する特定物質と特異的に反応する第２捕獲物質２５ａが永久固定された対照ライン２５を備えるとよい。
【０１３１】
対照ライン２５に固定される第２捕獲物質２５ａとしてビオチン（biotin）を使用することができ、よって、第２チャンバー１３０でサンプルに含まれる第２標識接合体２３ａはビオチンと結合特性に優れたストレプトアビジン（streptavidin）−標識物質接合体とすることができる。
【０１３２】
再び図９Ａ乃至図９Ｃを参照すると、サンプルには、第２捕獲物質２５ａと特異的に反応する特定物質を持つ第２標識接合体２３ａが含まれている。サンプルが毛細管力により反対端部まで正しく流れると、サンプルの移動と共に第２標識接合体２３ａも移動する。そのため、サンプルに分析対象物質が存在するか否かによらず、図９Ｃに示すように、第２標識接合体２３ａと第２捕獲物質２５ａとの結合体２５ｂが形成され、対照ライン２５に標識物質による標識が現れることとなる。
【０１３３】
すなわち、対照ライン２５、テストライン２４の両方に標識物質による標識が現れると、サンプル中に分析対象物質が存在するという陽性判定を下すことができ、対照ライン２５にのみ標識が現れると、分析対象物質が存在しないという陰性判定を下すことができる。しかし、対照ライン２５に標識が現れないと、正常のテストがなされていないと判断できる。
【０１３４】
図８及び図９に示すように、第２チャンバー１３０から標識接合体を提供してもよいが、これに限定されず、反応チャンバー１５０内の検出領域２０に標識接合体が臨時固定されているコンジュゲートパッド２３を備えてもよい。ここでいう臨時固定とは、コンジュゲートパッド２３に固定された標識接合体がサンプルに押し流されて共に移動することを意味する。
【０１３５】
図１０及び図１１に、コンジュゲートパッドを有している検出領域の構造及び検出動作を示す。
【０１３６】
図１０を参照すると、検出領域２０には、サンプルパッド２２、テストライン２４及び対照ライン２５の他にも、コンジュゲートパッド２３が設けられている。コンジュゲートパッド２３上には、分析対象物質と特異的に反応する第１捕獲物質と標識物質との接合体である第１標識接合体２２ａ'が臨時固定されており、また、対照ライン２５に固定された第２捕獲物質２５ａと特異的に反応する物質と標識物質との接合体である第２標識接合体２３ａも共に臨時固定されている。
【０１３７】
図１１Ａを参照すると、血液などのバイオサンプルはサンプルパッド２２に点滴され、毛細管力により対照ライン２５の方に流れ、該サンプルに分析対象物質が含まれた場合は、図１１Ｂに示すように、コンジュゲートパッド２３で第１標識接合体２２ａ'と結合して分析対象物質−標識接合体の結合体２２ａを形成する。バイオサンプルは毛細管力によりさらに流れ、これと共に、分析対象物質−第１標識接合体の結合体２２ａ及び第２標識接合体２３ａも流れる。
【０１３８】
バイオサンプルの流れがテストライン２４及び対照ライン２５に到達すると、図１１Ｃに示すように、テストライン２４では捕獲物質２４ａと結合体２２ａとが結合してサンドウィッチ結合体２４ｂを形成する。対照ライン２５では、第２標識接合体２３ａと第２捕獲物質２５ａとが結合して結合体２５ｂを形成する。
【０１３９】
微細流動装置の反応チャンバー１５０が、図１０及び図１１の検出領域２０を備えた場合には、検出領域２０に標識接合体２２ａ'，２３ａが臨時固定されているため、第２チャンバー１３０をメータリングチャンバーとして用いてもよい。第２チャンバー１３０がメータリングチャンバーとして用いられると、第３チャンバー１４０を反応チャンバーとして用いればよい。
【０１４０】
また、他の実施例として、クロマトグラフィーを利用せずに、サンプル内の特定抗原又は特定抗体と反応する捕集抗体又は捕集抗原を反応チャンバー１５０内に提供し、反応チャンバー１５０内でそれらの結合反応が起きるようにしてもよい。
【０１４１】
再び図７を参照すると、反応チャンバー１５０−１，１５０−２，１５０−３は、第５チャンバーであるウエストチャンバー１７０−１，１７０−２，１７０−３と連結されており、ウエストチャンバー１７０−１，１７０−２，１７０−３は、反応チャンバー１５０−１，１５０−２，１５０−３から廃棄する不純物、及び／又は反応後の残余物を収容する。
【０１４２】
一方、プラットホーム１００には、一つ以上の位置確認用磁性体が提供されてもよい。例えば、磁性体収容チャンバー１６０−１，１６０−２，１６０−３，１６０−４には磁性体が収容される。この磁性体は、鉄、コバルト、ニッケルのように、磁化強度が強く、永久磁石のように強い磁石になり得る強磁性体であってもよく、クロム、白金、マンガン、アルミニウムのように磁化強度が弱いためそれ自体としては磁石になれないが、磁石が接近すると磁化強度が大きくなって磁石になる常磁性体であってもよく、ビスマス、アンチモン、金、水銀のように磁化強度は弱いが、磁石が接近すると反発する力ができる反磁性体であってもよい。
【０１４３】
図１２は、一実施例に係る微細流動装置に備えられた磁性体収容チャンバーの機能を示す図である。
【０１４４】
図１２を参照すると、微細流動装置１０を用いる検査装置３００は、プラットホーム１００の下方から磁性体を引き付ける磁石モジュール３３０を備えており、プラットホーム１００の上方に、プラットホーム１００に関する各種情報を検出する検出部３５０を備えている。このとき、検出部３５０を磁石モジュール３３０と対面する位置に隣接するように配置するとよい。磁石モジュール３３０及び検出部３５０の動作は制御部３２０により制御されるとよい。
【０１４５】
磁石モジュール３３０は、プラットホーム１００の回転に影響を与えないような位置に置かれており、位置確認が必要となる場合に、プラットホーム１００の下部に移送されればよい。磁石モジュール３３０は、プラットホーム１００の下部に移送されると、磁性体収容チャンバー１６０に収容された磁性体を引きつけ、該引きつける力によりプラットホーム１００が回転し、磁性体収容チャンバー１６０に収容された磁性体が磁石モジュール３３０の上部に並ぶようにする。磁性体収容チャンバー１６０に収容された磁性体が磁石モジュール３３０により容易に引き付けられるように、磁性体収容チャンバー１６０がプラットホーム１００の下方に突出していてもよい。
【０１４６】
検出部３５０が磁石モジュール３３０と対面する位置に隣接して位置するから、検出しようとする情報を持つプラットホーム１００内の検出対象領域と隣接した位置に磁性体収容チャンバー１６０を形成することによって、検出対象領域に含まれた情報を検出部３５０により検出することができる。検出対象領域はＱＣチャンバー１２８であってもよく、反応チャンバー１４０であってもよい。これに限定されず、検出可能な情報を有するいかなる領域も検出対象領域とすることができる。
【０１４７】
検出部３５０は、発光部と受光部を備えることができ、発光部と受光部は、図１２に示すように一体型として同一の側に配置されてもよく、発光部と受光部が個別として互いに向かい合って配置されてもよい。このとき、発光部を発光面積の広い面発光体にすると、磁性体収容チャンバー１６０と検出対象チャンバーとの距離が多少大きくても検出部３５０が検出対象チャンバーに関する情報を検出することができる。検出部３５０による検出動作については、図１４で詳細に後述する。
【０１４８】
当該実施例では、磁石モジュール３３０がプラットホームの下部において移動するとしたが、プラットホームの上部で移動するようにしてもよい。
【０１４９】
磁性体収容チャンバー１６０−１，１６０−２，１６０−３，１６０−４と磁石モジュール３３０を用いたプラットホーム１００の位置確認は、一例示に過ぎず、他の例示として、微細流動装置１０に磁性体収容チャンバー１６０を備える代わりに、プラットホーム１００の角位置（angular position）を制御するのにモータードライブ装置を用い、プラットホーム１００上の特定位置と検出部３５０とが対面するようにしてもよい。
【０１５０】
図１３は、一実施例に係る微細流動装置において流体の移送段階別プラットホーム１００の回転速度を概略的に示すグラフであり、図１４Ａ乃至図１４Ｅは、一実施例に係る微細流動装置における流体の流れを示す平面図である。図１４Ａ乃至図１４Ｅの微細流動装置は、図７に示した微細流動装置と同じ構造を有する。
【０１５１】
図１３を参照すると、微細流動装置１０における流体の移送は、大きく、サンプル注入段階Ａ、サンプル分配段階Ｂ、サイフォンチャンネルウェッティング（wetting）段階Ｃ、サンプル移送段階Ｄに区別される。参考として、流体がサイフォンチャンネル１２５を満たすことをウェッティング（wetting）という。以下、図１３のグラフと図１４Ａ乃至図１４Ｅの各段階別平面図とを対応付けて微細流動装置の動作を説明する。
【０１５２】
図１４Ａは、サンプル注入段階Ａにおける微細流動装置１０の平面図である。プラットホーム１００が停止した状態（ｒｐｍ＝０）でサンプル注入口１１１からサンプルをサンプル供給チャンバー１１０に注入する。当該実施例でも血液サンプルが注入されるとする。サンプル注入時にサンプル注入口１１１以外の箇所に血液を落としても、サンプル注入口と隣接した位置に逆流防止チャンバー１１２が設けられているため、血液による微細流動装置１０の汚染を防止することが可能である。
【０１５３】
図１４Ｂは、サンプル分配段階Ｂにおける微細流動装置１０の平面図である。サンプル注入が完了すると、第１チャンバー１２０へのサンプル分配を開始し、このためにプラットホーム１００が回転し始めながら回転速度（ｒｐｍ）が増加する。当該実施例のように、血液サンプルに対する検査を行う場合には、サンプルの分配と同時に遠心分離がなされてもよく、血液は遠心分離により上澄み液と沈降物とに分離される。上澄み液には血清、血しょうなどが含まれ、沈降物には血球などが含まれるが、実質的に検査に使われるサンプルは上澄み液となる。
【０１５４】
図１３の例示のように、回転速度をｖ１まで増加させて、サンプル供給チャンバー１１０に収容された血液を遠心力により第１−１チャンバー１２０−１から第１−３チャンバー１２０−３にまで分配し、その後、回転速度をｖ２まで増加させて、各チャンバー内で遠心分離が起きるようにするとよい。各チャンバーに収容された血液が遠心分離されると、回転中心から近い部分に上澄み液が集り、回転中心から遠い部分に沈降物が集まることになる。図１４Ａ乃至図１４Ｅの実施例では、第１チャンバー１２０がいずれも同一のサンプル量を含むようになっているが、第１チャンバー１２０のそれぞれの大きさを、分配しようとする流体の量に従って別々にしてもよい。
【０１５５】
また、図５Ｂで説明した通り、血液の分配時にも毛細管力によりサイフォンチャンネル１２５の一部が血液で満たされることがある。第１−１チャンバー１２０−１乃至第１−３チャンバー１２０−３まで血液の供給が完了すると、サンプル供給チャンバー１１０に収容された血液のうち、第１チャンバー１２０に供給されなかった残り血液の一部は、分配チャンネル１１５を通ってＱＣ（Quality Control）チャンバー１２８に流れ込み、ＱＣチャンバー１２８に流れ込まずに残った血液はいずれも過剰チャンバー１８０に流れ込む。
【０１５６】
図１４Ｂに示すように、ＱＣチャンバー１２８と隣接した位置に磁性体収容チャンバー１６０−４が形成されているため、図１２で説明した磁石モジュール３３０によりＱＣチャンバー１２８を検出部３５０と対面させればよい。したがって、検出部３５０がＱＣチャンバー１２８と対面すると、ＱＣチャンバー１２８の透過度を測定して、第１チャンバー１２０への血液の供給が完了したか否かを判断することができる。
【０１５７】
図１４Ｃは、サイフォンチャンネルのウェッティング段階Ｃにおける微細流動装置の平面図である。血液の分配と遠心分離が完了すると、図１３に示すように、プラットホーム１００が停止（ｒｐｍ＝０）し、これにより、第１チャンバー１２０−１，１２０−２，１２０−３に収容された血液が毛細管力によりサイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３を満たすようになる。
【０１５８】
図１４Ｄは、サンプルの第２チャンバー１３０への移送段階Ｄにおける微細流動装置の平面図である。サイフォンチャンネル１２５のウェッティングが完了すると、再びプラットホーム１００を回転させて、サイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３に満たされた血液が第２チャンバー１３０−１，１３０−２，１３０−３に取り込まれるようにする。図１４Ｄに示すように、サイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３の入口が第１チャンバー１２０−１，１２０−２，１２０−３の上部（回転中心に近い側）に連結されているため、サイフォンチャンネル１２５−１，１２５−２，１２５−３から第２チャンバー１３０−１，１３０−２，１３０−３に取り込まれるものは血液サンプルの上澄み液となる。
【０１５９】
第２チャンバー１３０は、取り込まれた上澄み液を臨時に収容のみしてもよく、上述したように、標識接合体をあらかじめ提供しておき、該標識接合と血液中の特定抗原とが結合反応するにようにしてもよい。
【０１６０】
図１４Ｅは、サンプルのメータリングチャンバー１４０への移送段階Ｄにおける微細流動装置の平面図である。第２チャンバー１３０−１，１３０−２，１３０−３に取り込まれた血液は、遠心力により第３チャンバーであるメータリングチャンバー１４０−１，１４０−２，１４０−３に流れ込む。第２チャンバー１３０中の血液が、遠心力により、メータリングチャンバー１４０−１，１４０−２，１４０−３の下部、すなわち、回転中心から遠い側から満たされ始め、その出口まで満たされると、続いて流入する血液は出口を通って反応チャンバー１５０−１，１５０−２，１５０−３へと流れ込む。したがって、メータリングチャンバー１４０の出口の位置を調節することによって、反応チャンバー１５０に定量の血液を供給することができる。ただし、これはメータリング方式の一例に過ぎず、図１５乃至図１７の方式により流体サンプルをメータリングしてもよい。
【０１６１】
反応チャンバー１５０内で起きる反応は、上述したように、免疫クロマトグラフィーによる反応でもよく、捕獲抗原又は捕獲抗体との結合反応でもよい。
【０１６２】
図１４Ｅに示すように、反応チャンバー１５０−１，１５０−２，１５０−３と隣接した位置に磁性体収容チャンバー１６０−１、１６０−２、１６０−３を形成すると、磁石により反応チャンバー１５０−１，１５０−２，１５０−３の位置を確認することができる。
【０１６３】
したがって、反応が完了すると、磁石がプラットホーム１００の下方に移送され、磁石３３０と磁性体との引力により検出部３５０と反応チャンバー１５０とが対面するようにする。検出部３５０は反応チャンバー１５０を撮影して反応チャンバー１５０における反応結果を検出すればよい。
【０１６４】
以下、微細流動装置において流体をメータリングする他の例を具体的に説明する。
【０１６５】
図１５は、流体移送補助部をさらに備えている微細流動装置の構造を示す平面図である。
【０１６６】
図１５を参照すると、図７で説明した微細流動装置１０においてメータリングチャンバー１４０と反応チャンバー１５０との間に流体の移送を補助する流体移送補助部１５５をさらに備えている。当該実施例では、３個のメータリングチャンバー１４０−１，１４０−２，１４０−３及び反応チャンバー１５０−１，１５０−２，１５０−３がいずれも流体移送補助部１５０−１，１５０−２，１５０−３を有するとする。
【０１６７】
流体移送補助部１５０は、流体がメータリングチャンバー１４０から反応チャンバー１５０に移動するように案内する流体ガイド部１５５ｂと、流体をメータリングチャンバー１４０から反応チャンバー１５０へと通過させる流体通過部１５５ａを有している。流体ガイド部１５５ｂは、反応チャンバー１５０からメータリングチャンバー１４０の方に突き出た形態となっており、流体通過部１５５ａは、流体の通過を容易にするために、他のチャンネルの幅よりも広い幅となっている。しかし、流体移送補助部１５５が流体ガイド部１５５ｂを必ずしも備える必要はなく、流体通過部１５５ａのみで構成されてもよい。
【０１６８】
また、当該実施例では反応チャンバー１５０でクロマトグラフィーを用いた反応がおきるとし、そのために、反応チャンバー１５０には、図８乃至図１１で説明した検出領域２０が備えられている。３個の検査部はそれぞれ独立して検査を行ってもよく、当該実施例では３個の検査部に検出領域２０−１，２０−２，２０−３がそれぞれ設けられているとする。
【０１６９】
流体移送補助部１５５は、以下に詳述するプラットホーム１００の回転速度制御と共に、メータリングチャンバー１４０に収容された流体がユーザー所望の量だけ反応チャンバー１５０に移送されるようにする役割を担う。流体移送補助部１５５の具体的な役割を、図１６を参照して以下に説明する。
【０１７０】
図１６Ａ乃至図１６Ｅは、図１５の微細流動装置における流体の流れを示す平面図であり、図１７は、図１６Ａ乃至図１６Ｅの流体移送段階別プラットホームの回転速度を概略的に示すグラフである。ここで、プラットホーム１００の回転速度は、プラットホームが装着された検査装置３００の制御部３２０により制御されるとよい。
【０１７１】
図１６Ａ乃至図１６Ｅは、流体サンプルが第２チャンバー１３０に移送された後の流体移送段階を示しており、サンプルが注入されて第２チャンバー１３０に移送されるまでの過程は、図１４で説明した通りである。
【０１７２】
図１６Ａは、第２チャンバー１３０から第３チャンバー１４０への移送段階における微細流動装置の平面図である。第３チャンバー１４０はメータリングチャンバーであり、第２チャンバー１３０には、上述した標識接合体が含まれているとする。ここで、標識接合体は、第１標識接合体のみを含んでいてもよく、第１標識接合体と第２標識接合の両方を含んでいてもよい。標識接合体が第１標識接合体のみを含んでいる場合は、反応チャンバー１５０の検出領域２０に第２標識接合体が含まれている場合であり、標識接合体が第１標識接合体と第２標識接合体の両方を含んでいる場合は、検出領域２０に第２標識接合体が含まれていない場合でよい。
【０１７３】
プラットホーム１００を回転させると、第２チャンバー１３０の標識接合体、サンプルが両方ともメータリングチャンバー１４０に移動し、図１７の（ａ）区間に示すように、プラットホーム１００の回転速度をｖ１からｖ３に上げて充分の遠心力を提供すると、第２チャンバー１３０に残っている標識接合体の大部分がメータリングチャンバー１４０に移動する。第１標識接合体とサンプル中の分析対象物質との結合反応は第２チャンバー１３０で起きてもよく（図７参照）、メータリングチャンバー１４０で起きてもよい。当該実施例では、メータリングチャンバー１４０で結合反応が起きるとする。
【０１７４】
移動したサンプルと第１標識接合体間、すなわち、分析対象物質と第１標識接合体間の１次反応がメータリングチャンバー１４０で起きると共に、図１７の（ｂ）区間に示すように、プラットホーム１００が停止する。これにより、メータリングチャンバー１４０内では、遠心力により発生した反応物議位置別の濃度ばらつきがなくなる。
【０１７５】
図１６Ｂは、メータリングチャンバー１４０から反応チャンバー１５０への移送段階における微細流動装置の平面図である。ユーザー所望の時間の間にメータリングチャンバー１４０での１次反応が完了すると、該反応完了したサンプルは反応チャンバー１５０に供給される。
【０１７６】
図１７の（ｃ）区間を参照すると、サンプルを反応チャンバー１５０に移送するために、プラットホーム１００の回転速度を鋸歯状（saw-shape）に制御することができる。回転速度の鋸歯状のパターンは、プラットホーム１００の回転速度の増加と停止の反復区間を意味する。鋸歯状の回転速度制御は、検査装置３００の制御部３２０がプラットホーム１００の回転速度を、図１７の（ｃ）区間のように直接制御するようにして実現してもよく、磁石モジュール３３０と磁性体収容チャンバー１６０を用いて実現してもよい。後者の場合、プラットホーム１００の回転速度を増加させながら、回転初期には磁石モジュール３３０を磁性体収容チャンバー１６０に影響を与えない位置にさせ、回転速度が上昇する一時点に磁石モジュール３３０を磁性体収容チャンバー１６０の上方又は下方に位置させることによって、鋸歯状の回転速度制御を行えばよい。
【０１７７】
この場合、磁性体の磁気力の組み合わせとサンプルの回転による慣性力が同時に作用してプラットフォーム１００を回転させることから、図１６Ｂに示すように、流体サンプルが反応チャンバー１５０側に寄せられる。流体ガイド部１５５ｂは、寄せられた流体サンプルが反応チャンバー１５０内に流れ込むように導き、流体通過部１５５ａは、流体ガイド部１５５ｂにより導かれた流体サンプルを反応チャンバー１５０内へと通過させる。プラットホーム１００の回転方向は、メータリングチャンバー１４０から反応チャンバー１５０に向かう方向、すなわち、当該実施例では反時計回り方向にする。
【０１７８】
そのため、上述した回転速度の制御により、メータリングチャンバー１４０と反応チャンバー１５０との連結部よりも外側に位置する流体サンプルを反応チャンバー１５０に移送させることができる。これにより、使用者は制御時点を調節して所望の時点に反応チャンバー１５０で２次反応が起こるようにし、プラットホーム１００に小さい回転力を加えて流体サンプルを所望の量だけ反応チャンバー１５０に供給することが可能になる。ここでいう２次反応は、検出領域２０によるクロマトグラフィー反応を指す。
【０１７９】
図１６Ｃは、反応チャンバー１５０での２次反応開始段階における微細流動装置の平面図である。流体サンプルが流体通過部１５５ａを通過して検出領域２０のサンプルパッド２２に到達すると、毛細管力により流体サンプルが移動しながら２次反応が始まると同時に、メータリングチャンバー１４０に残っていた流体サンプルも検出領域２０に吸収される。図１７の（ｄ）区間に示すように、２次反応開始以降ではサンプルが毛細管力により移動するから、プラットホーム１００の回転を停止させればよい。
【０１８０】
図１６Ｄは、反応チャンバーでの２次反応完了段階における微細流動装置の平面図である。反応チャンバー１５０に供給されたサンプルが、検出領域２０のサンプルパッド２２においてテストライン２４及び対照ライン２５の両方を通過することで２次反応が完了する。図８乃至図１１には示していないが、検出領域２０のテストライン及び対照ラインの後段に吸収パッドが設けられてもよく、該吸収パッドは、テストライン及び対照ラインで反応完了したサンプルを吸収する。
【０１８１】
図１６Ｅは、２次反応が完了した反応チャンバーの乾燥段階における微細流動装置の平面図である。反応チャンバー１５０で２次反応が完了すると、プラットホーム１００を高速で回転させて検出領域２０を乾燥させることによって、検出領域２０に残っている流体サンプルを除去する。
【０１８２】
この時、第１チャンバー１２０に流体サンプルが残っていると、毛細管力によりサイフォンチャンネル１２５に流体サンプルが満たされ、該流体サンプルがプラットホーム１００の高速回転により第２チャンバー１３０を通過してメータリングチャンバー１４０にさらに流入することがある。メータリングチャンバー１４０にさらに流入した流体サンプルが反応チャンバー１５０へ流れ込むと、２次反応結果を示す検出領域２０が汚染することにつながる恐れがある。そこで、微細流動装置１０は、さらに流入した流体サンプルをウエストチャンバー１７０に移送させる第２サイフォンチャンネルをさらに備えてもよい。
【０１８３】
図１８は、第２サイフォンチャンネルをさらに備えている微細流動装置の平面図である。
【０１８４】
図１８を参照すると、図１５で説明した微細流動装置１０において、メータリングチャンバー１４０とウエストチャンバー１７０とを連結するサイフォンチャンネル１４５がさらに備えられている。さらに備えられたサイフォンチャンネル１４５は第２サイフォンチャンネルとして働き、第１チャンバー１２０と第２チャンバー１３０とを連結するサイフォンチャンネル１２５は第１サイフォンチャンネルとして働く。第１チャンバー１２０に残っていた流体サンプルが検出領域２０の乾燥のための高速回転時にメータリングチャンバー１４０に流入すると、メータリングチャンバー１４０の下部に連結された第２サイフォンチャンネル１４５に流れ込む。該流体サンプルは毛細管力により第２サイフォンチャンネル１４５を満たすようになり、第２サイフォンチャンネル１４５に満たされた流体サンプルは、プラットホーム１００の回転時に遠心力によりウエストチャンバー１７０に捨てられる。
【０１８５】
したがって、第１チャンバーに流体サンプルが残っていても、反応の完了した反応チャンバーに流体サンプルがさらに流入することを防止することが可能である。
【０１８６】
以上、いくつかの実施例が開示及び説明されてきたが、これらの実施例は発明の概念における原理や思想から逸脱することなく様々な改変が可能であるということは、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとっては明らかであり、その範囲は請求項及びその等価物により定められる。
【符号の説明】
【０１８７】
１００    プラットホーム
１１０    サンプル供給チャンバー
１２０    第１チャンバー
１３０    第２チャンバー
１４０    第３チャンバー（メータリングチャンバー）
１５０    第４チャンバー（反応チャンバー）
１１５    分配チャンネル
１２５    サイフォンチャンネル（第１サイフォンチャンネル）
１４５    第２サイフォンチャンネル
１５２    流体移送補助部
【図１】
2014021112.tif 000003
【図２】
2014021112.tif 000004
【図３】
2014021112.tif 000005
【図４Ａ】
2014021112.tif 000006
【図４Ｂ】
2014021112.tif 000007
【図５Ａ】
2014021112.tif 000008
【図５Ｂ】
2014021112.tif 000009
【図５Ｃ】
2014021112.tif 000010
【図５Ｄ】
2014021112.tif 000011
【図６】
2014021112.tif 000012
【図７】
2014021112.tif 000013
【図８】
2014021112.tif 000014
【図９Ａ】
2014021112.tif 000015
【図９Ｂ】
2014021112.tif 000016
【図９Ｃ】
2014021112.tif 000017
【図１０】
2014021112.tif 000018
【図１１Ａ】
2014021112.tif 000019
【図１１Ｂ】
2014021112.tif 000020
【図１１Ｃ】
2014021112.tif 000021
【図１２】
2014021112.tif 000022
【図１３】
2014021112.tif 000023
【図１４Ａ】
2014021112.tif 000024
【図１４Ｂ】
2014021112.tif 000025
【図１４Ｃ】
2014021112.tif 000026
【図１４Ｄ】
2014021112.tif 000027
【図１４Ｅ】
2014021112.tif 000028
【図１５】
2014021112.tif 000029
【図１６Ａ】
2014021112.tif 000030
【図１６Ｂ】
2014021112.tif 000031
【図１６Ｃ】
2014021112.tif 000032
【図１６Ｄ】
2014021112.tif 000033
【図１６Ｅ】
2014021112.tif 000034
【図１７】
2014021112.tif 000035
【図１８】
2014021112.tif 000036