(57)【要約】【課題】鋳型成形される、検体導入部を有するマイクロ流路チップの提供。【解決手段】検体導入部を有するマイクロ流路チップであって、検体導入部は検体を流路に導入するための導入路を有し、導入路は流路に近づくほどその径が連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増することを特徴とするマイクロ流路チップを提供する。【選択図】図１
2014055940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型成形される、検体導入部を有するマイクロ流路チップであって、
検体導入部は検体を流路に導入するための導入路を有し、
導入路は流路に近づくほどその径が連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増することを特徴とするマイクロ流路チップ。
【請求項２】
検体導入路はその径が導入口では０．５ｍｍまたはそれ以下であることを特徴とする請求項１のマイクロ流路チップ。
【請求項３】
検体導入部はその外径が上面から底面にかけて連続的に漸増することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のマイクロ流路チップ。
【請求項４】
検体導入部の導入口における外壁の厚みが０．４ｍｍまたはそれ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載されるマイクロ流路チップ。
【請求項５】
検体導入部の高さが２ｍｍまたはそれ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載されるマイクロ流路チップ。
【請求項６】
検体導入路内部に、さらに、凸部を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載されるマイクロ流路チップ。
【請求項７】
検体導入部の外壁を転写する形状が形成された金型と、前記検体導入部の内壁を転写する形状を有する突出部が形成された金型とを合わせて空隙を形成し、
前記空隙に樹脂を充填して検体導入部形成部品を成形し、マイクロ流路チップを製造することを特徴とするマイクロ流路チップの製造方法。
【請求項８】
流路を転写する形状が形成された金型によって流路形成部品を成形し、前記検体導入部形成部品を貼り合わせることを特徴とする請求項７記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【請求項９】
前記検体導入部の内壁を転写する形状を有する突出部が形成された金型は、さらに、流路を転写する形状が形成されていることを特徴とする請求項７記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【請求項１０】
前記検体導入部の外壁を転写する形状が形成された金型には、液だまり部の外壁を転写する形状及び液だまり部の底面を転写する形状がさらに形成されていることを特徴とする請求項７記載のマイクロ流路チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路チップおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、リソプロセスや厚膜プロセス技術を応用して、微細な反応場を形成し、数μＬ〜ｎＬ単位での検査を可能とする技術が提案されている。このような微細な反応場を利用した技術をμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｓｙｓｔｅｍ）という。
【０００３】
μ−ＴＡＳは、遺伝子検査、染色体検査、細胞検査などの領域や、バイオ技術、環境中の微量な物質検査、農作物等の飼育環境の調査、農作物の遺伝子検査などに応用される。μ−ＴＡＳ技術の導入により、自動化、高速化、高精度化、低コスト、迅速性、環境インパクトの低減など、大きな効果を得られる。
【０００４】
μ−ＴＡＳでは、多くの場合、基板上に形成されたマイクロサイズの流路（マイクロ流路、マイクロチャンネル）が利用され、このような基板はチップ、マイクロチップ、マイクロ流路チップなどと呼ばれる。
【０００５】
マイクロ流路チップを使用する際は、検体（試料）の導入をいかに行うかが課題のひとつであり、特にデバイスを自動化する場合には重要な課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開２０１２／００５８５１９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開２０１１／０００８２２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第１の課題は、気泡の混入が生じないで検体を導入できるマイクロ流路チップの提供である。気泡が混入すると、送液が乱れる、流路を詰まらせるなどの問題が生じる。
【０００８】
第２の課題は鋳型成形により作製可能なマイクロ流路チップの提供である。特に、マイクロ流路デバイス全体のうち、チップ部分は使い捨てとされることが多く、チップの作製コストの低減は重要である。コストを下げるためには、マイクロ流路チップは鋳型成形で作製されることが望ましい。
【０００９】
特許文献１は検体の導入の方法として、直径０．１ｍｍ程度の細いガラス管をアクセスチューブとしてチップに取り付け、毛細管現象により検体を導入する方法を開示する。毛細管現象を利用すれば、気泡が混入することなく試料を導入することができる。しかし、ガラス管をチップに取り付ける作業に手間がかかり、チップ作製のコストがかかる。
特許文献２は検体導入部の別な形態を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のマイクロ流路チップは、鋳型成形される、検体導入部を有するマイクロ流路チップであって、検体導入部は検体を流路に導入するための導入路を有し、導入路は流路に近づくほどその径が連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増することを特徴とする。
また、本発明のマイクロ流路チップの製造方法は、検体導入部の外壁を転写する形状が形成された金型と、前記検体導入部の内壁を転写する形状を有する突出部が形成された金型とを合わせて空隙を形成し、前記空隙に樹脂を充填して検体導入部形成部品を成形し、マイクロ流路チップを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のマイクロ流路チップは、検体の表面張力により検体が検体導入口に一定の高さで保持される。その結果、連続的に検体を導入する場合に、気泡の混入を防ぐ。本発明のマイクロ流路チップは、鋳型成形により作製されるため、作製のコストが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】検体導入部（ａ）３Ｄ図  （ｂ）透過図  （ｃ）断面図  （ｄ）断面図
【図２】検体導入部を有するマイクロ流路チップ（ａ）検体導入部を有するマイクロ流路チップ  （ｂ）穴形状形成部品  （ｃ）流路形状形成部品
【図３】分析用デバイス（ａ）分析用デバイス及び分析用デバイスの詳細を示す図  （ｂ）ガラス製のチップの拡大図
【図４】分析用デバイスの使用方法を示す図（ａ）第１の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップに導く第１の形態を示す図（ｂ）第１の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップからガラス製チップに導く第２の形態を示す図（ｃ）第２の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップに導く第３の形態を示す図（ｄ）第２の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップからガラス製チップに導く第４の形態を示す図（ｅ）数種類の検体を分析用デバイスに導いた状態を示す図
【図５】検体の導入を説明する図（ａ）第１の検体が検体導入部に満たされている状態を示す図（ｂ）第２の検体を挿入したシリンジが検体導入部上部に設置された状態を示す図（ｃ）シリンジから第２の検体を滴下し、検体導入部に導く形態を示す図（ｄ）第２の検体が検体導入部に満たされている状態を示す図
【図６】本発明の実施する形態に係る検体導入部の流路の導入口の径のサイズについて説明する図（ａ）コンタミネーションが起こりにくい例（ｂ）コンタミネーションが起こりやすい例（ｃ）コンタミネーションが起こりにくい例
【図７】検体導入路に保持される液面の高さを示すグラフ
【図８】導入路の滞留部分を示す図
【図９】導入路の別形態の口元形状を示す図（ａ）断面が花弁状であることを示す図（ｂ）断面が花弁状であることを示す図
【図１０】液滴と廃液との混じりを説明する図（ａ）液滴と廃液が混じることを示す図（ｂ）液滴と廃液が混じらないことを示す図
【図１１】マイクロ流路チップの製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、鋳型成形される、検体導入部を有するマイクロ流路チップであって、検体導入部は検体を流路に導入するための導入路を有し、導入路は流路に近づくほどその径が連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増することを特徴とするマイクロ流路チップ提供する。
【００１４】
また本発明は、検体導入路はその径が導入口では０．５ｍｍまたはそれ以下であることを特徴とする上記マイクロ流路チップを提供する。
【００１５】
また本発明は、検体導入部はその外径が上面から底面にかけて連続的に漸増することを特徴とする上記マイクロ流路チップを提供する。
【００１６】
また本発明は、検体導入部の導入口における外壁の厚みが０．４ｍｍまたはそれ以下であることを特徴とする上記マイクロ流路チップを提供する。
【００１７】
また本発明は、検体導入部の高さが２ｍｍまたはそれ以上であることを特徴とする上記マイクロ流路チップを提供する。
【００１８】
さらに、本発明は、検体導入路内部に、検体導入部の底面に突部を有することを特徴とする上記いずれかのマイクロ流路チップを提供する。
【００１９】
マイクロ流路チップとは、マイクロ流路を有する基板であり、例えばＤＮＡチップ、Ｌａｂ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ、マイクロアレイ、プロテインチップなど挙げることができる。
【００２０】
鋳型成形とは、樹脂、プラスチック、金属などの加工方法であり、鋳型に充填して成形する方法を指す。本発明のマイクロ流路チップの素材は、鋳型成形されるものであれば、特に制限はなく、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン共重合）、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂などが使用される。
【００２１】
なお、マイクロ流路チップは必ずしも一の鋳型から成形されなくともよく、鋳型成形後に部品同士を貼りあわせて完成してもよい。たとえば図２（ａ）のマイクロ流路チップは、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示される部品それぞれに成形した後にこれらを貼りあわせて作製される。
【００２２】
検体導入部とは、流路に検体などの液体を流路に導入するための部分を指す。検体導入部は導入口から流路に通じる導入路を有し、検体などは導入路を経て流路に送り込まれる。
【００２３】
本発明中の検体導入部は、表面張力により、検体導入路の導入口あるいは導入口付近まで、導入された液体が維持される。従って、断続的に検体を導入する際に、間に気泡が入らないという特徴を有する。
【００２４】
本発明において、導入路の径が連続的に漸増するとは、一定の割合で直線的に漸増することを含むが、必ずしもそうである必要はない。
【００２５】
また、導入路の断面は必ずしも円である必要はなく、楕円形、多角形、その他の形状であってもよい。径とは、円であれば、直径を指し、その他の形状であれば、中心となる位置からの距離の平均を２倍した値とする。
【００２６】
導入路が導入口近傍で径が一定の部分を有する場合、この箇所を本明細書中で口元部という。
【００２７】
本発明のマイクロ流路チップは第二のマイクロ流路への送液のために使用することができる。第二のマイクロ流路は第二のマイクロ流路チップとして存在してもよいし、チップ以外に存在してもよい。以下の図３では第二のマイクロ流路が第二のマイクロ流路チップであるガラス製マイクロ流路チップ５に存在する例を示す。第二のマイクロ流路チップは鋳型成形されるものであっても、そうでなくともよい。ガラス製チップとすれば、耐熱性にすぐれるため、導入した検体をＰＣＲにより増幅する場合などに望ましい。
【００２８】
また、本発明の第二の形態として、検体導入路内部に、さらに、凸部を有することを特徴とする、マイクロ流路チップを提供する。凸部は、検体導入路内の体積を実質的に減らすための物体を指し、材質、形状、検体導入路内部での位置は問わない。
【００２９】
以下、図に従い本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
検体導入部の導入路の形状に関する検討
導入路が一定の径からなる（ｅｘ．円柱）形状である検体導入部は、金型成形が困難であるため鋳型成形できない。従って、本発明の検体導入部は、その導入路が流路に近づくほどその径が連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増する形状を有する。つまり、導入路の中心軸を含む任意の面で切断した断面形状において、中心軸と垂直に交わる方向の内壁と内壁との距離が、流路に近づくほど連続的に漸増する形状を有する。中心軸と垂直に交わる方向の内壁と内壁との距離を本明細書においては、導入路の径と称する。
【００３１】
図１は本発明のマイクロ流路チップの検体導入部１を示す。図１（ａ）は、検体導入部１の外観の３Ｄ図である。図１（ｂ）は検体導入部１の透過図であり、内部に導入路２を有することを示す。図１（ｃ）および（ｄ）は検体導入部１の流路の中心軸を含む断面形状の例を示す。
【００３２】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は口元部を有する導入路の例を示す。図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）で示される口元部を有する導入路は、導入路の中心軸を含む任意の面で切断した断面形状において、中心軸と垂直に交わる方向の内壁と内壁との距離（径）が、導入口近傍２ａで一定であり、その後、流路に近づくほど直線的に漸増する導入路２ｂを有する。３２は、流路３００との合流点における内壁と内壁との距離（径）を示す。図１（ｄ）は径が流路に近づくほど直線的に漸増する導入路の例を示す。
【００３３】
検体導入部の導入路は、流路に近づくほど漸増する径を有し、この空洞の形状が、錐台であるもの、もしくは、口元部を有し、錐台と口元部からなるもの（例：円錐台形と円柱からなる組み合わせ）が、金型を製作しやすいため、低コストで製作できる。口元部は、高さ３が０．５ｍｍあるいはそれ以下が望ましい。０．５ｍｍを超えると金型の製作が困難なためである。
【００３４】
口元部を設けることで、検体導入部の強度が上がり、鋳型成形の際に、より有利な場合がある。
【００３５】
なお、導入路の断面（中心軸と垂直に交わる方向の面で切断）は必ずしも円である必要はなく、楕円形、多角形、その他の形状の断面を持ってよい。ただし、三角形や四角形は角の部分が鋭角であり、表面張力により底面および側面の角部に検体の液が残りやすいため、円、五角以上の多角形、楕円形のほうが好ましい。
検体導入部はその外周に液だまり９を有してもよい。液だまりの底部３５から、検体導入部の導入口３７の中心軸と垂直に交わる方向の面３４までの距離（液だまりの高さ）２２は、２ｍｍ以上あることが好ましい。導入口における壁の厚み３３は、大きくなりすぎると、排出の効率が悪くなるため、導入口の壁の厚みは０．４ｍｍまたはそれ以下であることが望ましい。
検体導入部の外壁３０３は、導入路の中心軸を含む任意の面で切断した断面形状において、中心軸と垂直に交わる方向の外壁と外壁との距離が、液だまりの底面３５に近づくほど直線的に漸増する。本明細書において、中心軸と垂直に交わる方向の外壁と外壁との距離を外径と称する。
【実施例２】
【００３６】
本発明のマイクロ流路チップの作製および使用例
図２はマイクロ流路チップ４の作製の例を示す。図２（ａ）はマイクロ流路チップ４を示す図である。図２（ｂ）はマイクロ流路チップ４の一方の部品（４ａ）を示す図である。図２（ｃ）はマイクロ流路チップ４のもう一方の部品（４ｂ）を示す。４ａは検体導入部形成部品、４ｂは流路形状形成部品、２５は流路、２９はマイクロ流路チップ４とガラス製チップを連結する穴を示す。
【００３７】
すなわち、マイクロ流路チップ４（４）は２体の部品（４ａ／４ｂ）からなっていて、その部品を熱圧着や接着剤接合で貼り合わせることで検体導入部を有するマイクロ流路チップ４（４）としている。
図１１（ａ）は、検体導入部形成部品４ａの製造方法を示す図である。図１１（ｂ）は、流路形状形成部品４ｂの製造方法を示す図である。
図１１（ａ）は、検体導入部形成部品４ａを成形するための鋳型を示す。検体導入部形成部品４ａは、図１に示す、検体導入部の導入路の内壁３０２、検体導入部の外壁３０３、液たまり部９の底面３５、液たまり部の外壁３５１を有している。まず、検体導入部の導入路の内壁３０２を転写する形状を有する突出部４７を、第一の金型４１に形成する。  また、検体導入部の外壁３０３を転写する形状４６、液たまり部９の底面３５を転写する形状４６１、および液たまり部の外壁３５１を転写する形状４６２を第二の金型４２に形成する。そして、第一の金型４１と第二の金型４２を合わせることによって形成される空隙（キャビティ）に、スプルー４３、ランナー４４、ゲート４５を介して樹脂を注入し、冷却、固化させることによって、検体導入部形成部品４ａを製造する。
図１１（ｂ）は、流路形成部品４ｂを成形するための金型を示す。流路形成部品４ｂは、図１に示す、流路３００を有している。この流路を転写する形状４８を例えば第四の金型４２１に形成する。そして第三の金型４１１と第四の金型４２１を合わせることによって形成される空隙（キャビティ）に、スプルー４３、ランナー４４、ゲート４５を介して樹脂を充填し、冷却、固化させることによって、流路形成部品４ｂを製造する。
このように製造した、検体導入部形成部品４ａと流路形成部品４ｂを熱圧着や接着剤接合で貼り合わせることで検体導入部を有するマイクロ流路チップ４（４）を製造する。
【００３８】
なお、流路３００を転写する形状４８を、検体導入部の導入路の内壁３０２を転写する形状を有する突出し形状４７とともに、第一の金型４１に形成することも可能である。そして、検体導入部の外壁３０３を転写する形状４６、液たまり部９の底面３５を転写する形状４６１、および液たまり部の外壁３５１を転写する形状４６２を第二の金型４２に形成する。そして、第一の金型４２と第二の金型４１を合わせることによって形成される空隙（キャビティ）に、スプルー４３、ランナー４４、ゲート４５を介して樹脂を注入し、冷却、固化させることによって、検体導入部および流路部が形成された部品を製造する。そして、この部品に平板を貼り合わせることで、検体導入部を有するマイクロ流路チップ４は製作できる。
【００３９】
図３は検体導入部を有するマイクロ流路チップと第二のマイクロ流路であるガラス製チップを組み合わせた分析用デバイス２８を示す。
【００４０】
図中の１は検体導入部、４は検体導入部を有するマイクロ流路チップ、５はガラス製チップ、８はシリンジ、９は液溜まり、１０と１２はマイクロポンプ、１１と１３は検体排出口、６は加熱用ヒーター、７は蛍光量測定部分、２５は検体導入部１を有するマイクロ流路チップの流路、２６はガラス製チップの流路、２７はヒーター用配線を示す。
【００４１】
検体はシリンジ８より、検体導入部１から導入され、マイクロポンプ１０によって流路２５を介して、ガラス製のチップの流路に導かれ、その後、ヒーター６と接することで加熱される。発熱するヒーターに白金を用いて、その抵抗値から温度を検出することもできる。その後検体の蛍光量を蛍光測定部分７で計測する。
【００４２】
次に検体の導入について、図４を用いて説明する。図４は図３で説明した分析用デバイスに基づいて、検体を連続的に導入する例を示す。図４（ａ）は第１の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップに導く第１の形態を示す図である。図４（ｂ）は第１の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップからガラス製チップに導く第２の形態を示す図である。図４（ｃ）は第２の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップに導く第３の形態を示す図である。図４の（ｄ）は第２の検体を検体導入部を有するマイクロ流路チップ４からガラス製チップに導く第４の形態を示す図である。図４の（ｅ）は数種類の検体を分析用デバイスに導いた状態を示す図である。図中の１４は廃液、１５は第１の検体、１６は第２の検体、１７は第３の検体、１８は第４の検体、１９は第５の検体、２０は第６の検体を示す。
【００４３】
第１検体（１５）はシリンジで液滴として検体導入部に導かれ、その後、検体排出口１（１１）からマイクロポンプ１０やシリンジを使用して負圧により流路２５内に満たされる（図４（ａ））。次に検体導入部に、チャネル流路を満たすだけの充分な第１の検体を滴下しつつ、検体排出口２（１３）から、第１の検体をマイクロポンプ２（１２）で吸引することで、流路２５の検体はガラス製チップの流路２６に導かれる。ガラス製チップの流路２６が、第１の検体で充填された後も、検体導入部は表面張力により、導入口あるいは導入口近くまで第１検体で満たされている（図４（ｂ））。
【００４４】
次に第２の検体１６を検体導入部に導入する（図４（ｃ））。検体導入部の導入路は第１の検体で満たされているので、表面張力により第１の検体と導入された第２の検体は一体化する。この際、もし、気泡が発生しても、表面張力により、検体導入部の上面開口より脱気される。第２の検体は第１の検体と同様にガラスチップの流路に導かれる（図４（ｄ））。
【００４５】
この操作を繰り返すことで複数の検体（１５〜２０）を一定量で、ガラス製チップに導かれる（図４（ｅ））。
【実施例３】
【００４６】
検体導入部の形状に関する検討
図５は検体の導入の状態を示す図である。図５（ａ）は第１の検体が検体導入部に満たされている状態を示す。
【００４７】
図５の（ｂ）は第２の検体を挿入したシリンジが検体導入部の上部に設置された状態を示す。図５の（ｃ）はシリンジから第２の検体を滴下し、検体導入部に導く形態を示す。図５は（ｄ）第２の検体が検体導入部１に満たされている状態を示す。図中の８は検体用シリンジ、９は液溜まり、１４は廃液、１５は第１の検体、１６は第２の検体、２１は液滴、２２は検体導入部の高さ、３３は検体導入部の導入口における壁の厚みを示す。
【００４８】
検体は検体導入部から図４の説明のようにポンプで送られるが、厳密なコントロールは難しいため、検体を過剰に導入し、一部は導入部の外周に流すこととなる。このため、検体導入部は、過剰な溶液を外周に効率よく排出できる形状が好ましい。
【００４９】
すなわち、検体導入部はその外壁面の断面が上面から底面にかけて連続的に漸増する形状で、高さ２２は２ｍｍ以上あることが好ましい。
【００５０】
また、導入口における壁の厚み３３が大きくなりすぎると、排出の効率が悪くなるため、導入口の壁の厚みは０．４ｍｍまたはそれ以下であることが望ましい。
【実施例４】
【００５１】
検体導入部の導入路の導入口の径の大きさに関する検証
導入路の表面張力は、その径が大きくなることで増大するが、体積は半径の３乗で増えるので、径が大きくなりすぎると、重力が大きくなり、液面の維持が困難となる。
【００５２】
また、上述のように、導入口の径が大きすぎると、検体導入の際にコンタミネーションがおきやすい。
【００５３】
図６（ａ）は導入口の径が適当な導入路を有する検体導入部を示す図である。図６（ｂ）は導入口の径が大きすぎる導入路を有する検体導入部示す。また図６（ｃ）はコンタミネーションを、より低減できる、検体導入部の例を示す。図中の２３はコンタミネーション、３０は液滴の径、３１ａは適当な径、３１ｂは大きすぎる径を示す。
【００５４】
マイクロ流路チップに導入される検体の一回の量は５μＬ（マイクロリットル）あるいはそれ以下である。仮に１μＬの溶液はその径が１．２４ｍｍであり、５μＬであれば２．１２ｍｍである。
【００５５】
実験により、導入口の最大径が液滴径の５０％以上になると、液滴と導入口に隙間が発生し、コンタミネーション２３が生じることが分かった（図６（ｂ））。導入口の最大径が液滴径の５０％以上になると液滴と導入口とのの少しのずれで、隙間が発生してしまい、空気中のコンタミネーション（２３）を吸引してしまうことで所望の測定ができなくなる。以上を考慮し、導入口の径は０．５ｍｍ以下が望ましい。
【００５６】
さらには、図６（ｃ）のように、導入口の外壁まで液滴で包み込むことができればコンタミネーションのより効率的な抑制が望める。このためには、導入口の外径が１ｍｍあるいはそれ以下が望ましく、すなわち、導入口の最大径と、両側の導入口の壁の厚みを足した和が１ｍｍ以下であることが望ましい。
【実施例５】
【００５７】
円錐台形状の導入路で液面の維持が可能であることの検証
導入路の径は流路に近づくほど連続的に漸増、もしくは導入口近傍において一定でその後流路に近づくほど連続的に漸増する。この形状で液体が導入口まで十分に維持されるかどうかをシミュレーションによって検証した。
【００５８】
図７は検体導入口の径が０．２ｍｍの時において、維持される液面の高さを、導入路の断面が円であって、検体導入部の導入路が流路に近づくほど漸増する（円錐台形状）導入路と、導入路の径が連続的に漸増せず、円柱と円柱の組み合わせからなる（二段円柱形上）導入路について、それぞれ、検体が流路と接する面３２からどれだけの高さで維持されるかをシミュレーションにより求めた結果を示す。なお、シミュレーションでは、導入口の表面張力と、導入路中の検体の体積に基づいて検体が維持される高さを求めた。
【００５９】
実線は円錐台形の形状をもつ導入路についての結果である。円錐台形は導入口の径が０．２ｍｍであり、流路と接する面においてグラフ横軸が示す径を有する。破線は二段円柱形状をもつ導入路についての結果である（二段円柱形状をもつ導入路の例を図８に示す）。二段円柱の上段（入口側）の円柱は、径が０．２ｍｍで高さが０．５ｍｍの円柱であり、下段（流路側）は流路までグラフ横軸が示す径からなる円柱からなる。グラフ縦軸は維持される液面の高さを示す。
【００６０】
シミュレーションの結果、円錐台形状では流路と接する面での径が１ｍｍのときに、検体の高さは７ｍｍ以上と十分の高さが得られることが分かった。径が１ｍｍの円柱形状で維持される検体の高さは２．３ｍｍであり不十分である。７ｍｍの高さを円柱で維持しようとすると、径が０．５ｍｍとなるが、径が０．５ｍｍの円柱状のピンは変形や折れを生じるため、金型を作製することが困難である。
【００６１】
図８は、導入路の径が連続的に漸増せず、円柱と円柱のような組み合わせからなる二段円柱形状の導入路を示す。このような導入路は、検体の滞留部２４が発生し検体の切り替えにより多くの液量が必要になることから望ましくない。
【実施例６】
【００６２】
導入路断面の形状に関する検証
図９は導入路断面の形状を示す図である。導入路の断面は必ずしも円である必要はなく、楕円形、多角形、その他の形状であってもよい。図９（ａ）は、花弁状の断面を示す。図９（ｂ）は別の花弁状の断面を示す。
【００６３】
花弁の形状の導入路は、円よりも、同じ径でありながら、外周が長くなるため、表面張力を大きくするという点において有利である。
【実施例７】
【００６４】
凸部を設けた導入部
図１０は液滴と廃液との混じりを説明する図である。図１０（ａ）は、液滴と廃液が混じることを示す。図１０（ｂ）は、液滴と廃液が混じらないことを示す。図中の３８は凸部である。
【００６５】
複数の検体の導入を繰り返し行う場合、導入部の外周に徐々に廃液１４が増えていく。したがって検体導入の回数を重ねていくと、液滴２１と廃液１４が混ざり合うことがあり、これを防ぐために検体導入部の高さ２２を高くする必要がある場合がある。図１０（ａ）では検体導入部の高さ２２が低いために検体導入を繰り返し行った結果、液滴２１と廃液１４が混じり合い、所望の測定がこれ以上できなくなった状態である。
【００６６】
しかし、単純に検体導入部の高さ２２を高くするとその分だけ導入路中の検体の体積が増え検体の重さが増すため、導入路入口の表面張力で検体の高さを維持できなくなり、気泡が混入してしまう。よって、導入路の体積を減らすため導入路の流路と接する面における径３２を小さくすることが考えられるが、その場合、導入路を形成する金型内部のピンがより細くなるため、ピンの折れ、変形が生じ鋳造成形が困難となる。
【００６７】
上記問題を解決するためには、図１０（ｂ）に示す、内部に凸部３８を有する検体導入路が有効である。なお、凸部３８は流路形状形成部品４ｂに設けておき、検体導入部が形成されている穴形状形成部品４ａと貼り合わせる方法を取る方法が好ましい。凸部を設けることで、導入路の流路と接する面における径３２を小さくすることなく、導入路内部の体積を減らすことができるため、鋳型成形が可能な形状で検体導入部の高さ２２を高くすることができる。図１０（ｂ）では、検体導入部の高さ２２が十分に高いため廃液１４と混じり合うことを抑制することができる。
【００６８】
図１０においては凸部３８は便宜上、円錐台形状の場合を示したが、他の形状でも構わない。例えば、円錐形状、多角錐形状、多角錐台形状等であっても同様な効果を得ることができる。ただし、鋳型成形に適していない円柱形状、多角柱形状は好ましくない。また、凸部は必ずしも導入路の中央に存在しなくともよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  検体導入部
２  検体導入路  ２ａ  口元部  ２ｂ  流路接続部
３  検体導入部の口元部の高さ
４  検体導入部を有するマイクロ流路チップ
４ａ  穴形状形成部品
４ｂ  流路形状形成部品
５  ガラス製チップ
６  加熱用ヒーター
７  蛍光測定部分
８  シリンジ
９  液溜まり（廃液用）
１０  マイクロポンプ１
１１  検体排出口１
１２  マイクロポンプ２
１３  検体排出口２
１４  廃液
１５  第１の検体
１６  第２の検体
１７  第３の検体
１８  第４の検体
１９  第５の検体
２０  第６の検体
２１  液滴
２２  検体導入部の高さ
２３  コンタミネーション
２４  検体の滞留部分
２５  検体導入部を有するマイクロ流路チップの流路
２６  ガラス製のチップの流路
２７  ヒーター用配線
２８  分析用デバイス
２９  検体導入部を有するマイクロ流路チップとガラス製チップが連結する穴
３０  液滴の径
３１  導入路の導入口の径
３２  導入路の流路と接する面における径
３３  導入口の壁の厚み
３４  検体導入部の上面
３５  検体導入部の底面
３６  検体が流路と接する面
３７  導入口
３８  凸部
１０８  検体容器
１３４  検体導入部
【図２】
2014055940.tif 000003
【図３】
2014055940.tif 000004
【図４】
2014055940.tif 000005
【図５】
2014055940.tif 000006
【図６】
2014055940.tif 000007
【図７】
2014055940.tif 000008
【図８】
2014055940.tif 000009
【図９】
2014055940.tif 000010
【図１０】
2014055940.tif 000011
【図１１】
2014055940.tif 000012
【図１】
2014055940.tif 000013