(57)【要約】【課題】サンプル液の前処理を簡便に行うためのサンプル液注入用具を提供する。【解決手段】サンプル液を貯留する貯留部と、一端が外表面に突設され、内部の前記サンプル液を突出端から外部に排出するチャネルと、前記貯留部と前記チャネルとの間に通液可能に設けられた加熱部及びフィルタと、を備えるサンプル液注入用具等を提供する。このサンプル液注入用具により、簡便にサンプル液に加熱処理とろ過とを行うことが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル液を貯留する貯留部と、
一端が外表面に突設され、内部の前記サンプル液を突出端から外部に排出するチャネルと、
前記貯留部と前記チャネルとの間に通液可能に設けられた加熱部及びフィルタと、を備えるサンプル液注入用具。
【請求項２】
一端が外部に開口され、他端が前記チャネルが直接接続する空間に連通されたシリンダ管路と、
前記シリンダ管路内に挿入されたプランジャと、
前記シリンダ管路の内部あるいは前記空間への連通口に配置された気液分離膜と、を備える請求項１記載のサンプル液注入用具。
【請求項３】
前記加熱部に熱伝導性部材を備え、
該熱伝導性部材は、前記加熱部に収容される前記サンプル液と接触可能で、かつ一部が外部に露出する位置に配されている請求項２記載のサンプル液注入用具。
【請求項４】
前記チャネルの径が、前記貯留部と前記チャネルとの間の前記サンプル液の通流部位の径よりも小さく形成されている請求項３記載のサンプル液注入用具。
【請求項５】
前記貯留部の容積に比して、前記加熱部の容積が小さく形成されている請求項４記載のサンプル液注入用具。
【請求項６】
前記貯留部に前記加熱部が接続され、該加熱部に前記フィルタが配設された空間が接続され、
該空間内において、前記フィルタの通液方向下流に、前記チャネル及び前記シリンダ管路が連通している請求項５記載のサンプル液注入用具。
【請求項７】
前記貯留部と前記加熱部との間、及び、前記加熱部と前記空間との間、の前記サンプル液の通流部位にバルブが配設されている請求項６記載のサンプル液注入用具。
【請求項８】
前記空間への前記シリンダ管路の連通口は、前記空間への前記加熱部の接続口に比して、前記空間への前記チャネルの連通口により近い位置に設けられている請求項７記載のサンプル液注入用具。
【請求項９】
前記熱伝導性部材が銅又はアルミニウムで形成されている請求項８記載のサンプル液注入用具。
【請求項１０】
前記フィルタの平均孔径が、０．１〜１０μｍである請求項９記載のサンプル液注入用具。
【請求項１１】
前記チャネルは、前記サンプル液が導入される溝が形成されたマイクロチップに穿刺されるものである請求項１０記載のサンプル液注入用具。
【請求項１２】
前記溝の内空は、大気圧に対して負圧とされている請求項１１記載のサンプル液注入用具。
【請求項１３】
プラスチック製の基板層の積層により形成されている請求項１２記載のサンプル液注入用具。
【請求項１４】
前記基板層間に前記マイクロチップが挿入される挿入部が構成され、
前記チャネルは、前記基板層の層方向に沿って一端が前記挿入部に突出するように配設されている請求項１３記載のサンプル液注入用具。
【請求項１５】
前記貯留部と前記加熱部との間に前記フィルタが配設され、
前記加熱部に前記チャネル及び前記シリンダ管路が連通している請求項５記載のサンプル液注入用具。
【請求項１６】
請求項３記載のサンプル液注入用具の前記熱伝導性部材に接触するヒータを備えるサンプル液熱処理装置。
【請求項１７】
前記ヒータがペルチェ素子である請求項１６記載のサンプル液熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、サンプル液注入用具及びサンプル液熱処理装置に関する。より詳しくは、サンプル液の前処理を簡便に行うためのサンプル液注入用具等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体産業における微細加工技術を応用し、シリコンやガラス製の基板上に化学的及び生物学的分析を行うためのウェルや流路が形成されたマイクロチップが開発されてきている。これらのマイクロチップは、例えば、液体クロマトグラフィーの電気化学検出器や医療現場における小型の電気化学センサなどに利用され始めている。
【０００３】
このようなマイクロチップを用いた分析システムは、μ−ＴＡＳ（ｍｉｃｒｏ−Ｔｏｔａｌ−Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）やラボ・オン・チップ、バイオチップ等と称され、化学的及び生物学的分析の高速化や高効率化、集積化、あるいは、分析装置の小型化を可能にする技術として注目されている。μ−ＴＡＳは、少量の試料で分析が可能なことや、マイクロチップのディスポーザブルユーズ（使い捨て）が可能なことから、特に貴重な微量試料や多数の検体を扱う生物学的分析への応用が期待されている。
【０００４】
μ−ＴＡＳの応用例として、マイクロチップ上に配設された複数の領域内に物質を導入し、該物質を化学的に検出する光学検出装置がある。このような光学検出装置としては、例えば、マイクロチップ上のウェル内で核酸増幅反応等の複数の物質間の反応を進行させ、生成する物質を光学的に検出する反応装置（例えば、リアルタイムＰＣＲ装置）などがある。
【０００５】
μ−ＴＡＳを用いた分析では、試料が微量であるため、マイクロチップ上に配設されたウェル等の領域への試料の導入が難しく、また、試料をマイクロチップ内へ導入する際、マイクロチップ内に気泡が混入する場合があった。
【０００６】
そこで、上記の問題に対し、例えば特許文献１では、「内部が減圧されて気密に封止された第一の領域と、内部に液体を収容可能な第二の領域と、を有し、外部から第一の領域の内部に対して中空針が穿刺される第一の穿通部と、第一の穿通部に挿通されて第一の領域内部に到達した中空針が、第二の領域の内部に対して穿刺される第二の穿通部と、が設けられたサンプル液供給容器」が開示されている。当該サンプル液供給装置では、第一の領域の陰圧を利用してマイクロチップ内の空気を吸引し、次に、このマイクロチップ内の陰圧を利用して、第二の領域内のサンプル液をマイクロチップ内に導入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のサンプル液供給容器によって、微量のサンプル液を簡便にマイクロチップ内へ導入することができる。しかし、マイクロチップ内へ導入されるサンプル液は、分析手法に合わせて、適切な前処理を行うことが好ましい場合が多く、微量のサンプル液の前処理は困難であった。そこで、本技術は、サンプル液の前処理を簡便に行うためのサンプル液注入用具を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題解決のため、本技術は、サンプル液を貯留する貯留部と、一端が外表面に突設され、内部の前記サンプル液を突出端から外部に排出するチャネルと、前記貯留部と前記チャネルとの間に通液可能に設けられた加熱部及びフィルタと、を備えるサンプル液注入用具を提供する。
一端が外部に開口され、他端が前記チャネルが直接接続する空間に連通されたシリンダ管路と、前記シリンダ管路内に挿入されたプランジャと、前記シリンダ管路の内部あるいは前記空間への連通口に配置された気液分離膜と、を備えるサンプル液注入用具が好ましい。
前記加熱部に熱伝導性部材を備え、該熱伝導性部材は、前記加熱部に収容される前記サンプル液と接触可能で、かつ一部が外部に露出する位置に配されているサンプル液注入用具であってもよい。
前記チャネルの径は、前記貯留部と前記チャネルとの間の前記サンプル液の通流部位の径よりも小さく形成されていることが好ましい。
また、前記貯留部の容積に比して、前記加熱部の容積が小さく形成されていることが好ましい。
本技術に係るサンプル液注入用具は、前記貯留部に前記加熱部が接続され、該加熱部に前記フィルタが配設された空間が接続され、該空間内において、前記フィルタの通液方向下流に、前記チャネル及び前記シリンダ管路が連通している構成であってもよい。
前記貯留部と前記加熱部との間、及び、前記加熱部と前記空間との間、の前記サンプル液の通流部位にバルブが配設されていてもよい。
前記空間への前記シリンダ管路の連通口は、前記空間への前記加熱部の接続口に比して、前記空間への前記チャネルの連通口により近い位置に設けられていることが好ましい。
前記熱伝導性部材が銅又はアルミニウムで形成されていてもよく、前記フィルタの平均孔径は、０．１〜１０μｍであることが好ましい。
前記チャネルは、前記サンプル液が導入される溝が形成されたマイクロチップに穿刺されるものとすることができ、前記溝の内空は、大気圧に対して負圧とされているものが好ましい。
また、本技術に係るサンプル液注入用具は、プラスチック製の基板層の積層により形成されていることが好ましい。
さらに、前記基板層間に前記マイクロチップが挿入される挿入部が構成され、前記チャネルは、前記基板層の層方向に沿って一端が前記挿入部に突出するように配設されていることが好ましい。
本技術に係るサンプル液注入用具は、前記貯留部と前記加熱部との間に前記フィルタが配設され、前記加熱部に前記チャネル及び前記シリンダ管路が連通している構成であってもよい。
【００１０】
本技術はまた、サンプル液注入用具の前記熱伝導性部材に接触するヒータを備えるサンプル液熱処理装置を提供する。前記ヒータは、ペルチェ素子であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本技術により、簡便にサンプル液に加熱処理とろ過とを行うことが可能な、サンプル液注入用具が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術の第一実施形態に係るサンプル液注入用具の構成を示す模式図である。図１Ａは上面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＬ１−Ｌ１線の矢視断面図である。
【図２】第一実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理を説明するための模式図である。
【図３】第一実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具の構成を示す模式図である。図３Ａは上面図であり、図３Ｂは、図１ＡのＬ２−Ｌ２線の矢視断面図である。
【図４】第一実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理を説明するための模式図である。
【図５】本技術の第二実施形態に係るサンプル液注入用具の構成を示す断面模式図である。
【図６】第二実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理を説明するための模式図である。
【図７】第二実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具の構成を示す断面模式図である。
【図８】第二実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。
１．本技術の第一実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
（１）貯留部
（２）加熱部
（３）シリンジ管路
（４）フィルタ収容部
（５）チャネル
（６）挿入部
２．第一実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理と注入
３．第一実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
（１）フィルタ収容部
（２）加熱部
４．本技術の第二実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
（１）貯留部
（２）フィルタ
（３）加熱部
（４）チャネル
５．第二実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理と注入
６．第二実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
（１）加熱部
（２）チャネル
（３）挿入部
【００１４】
１．本技術の第一実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
本技術に係るサンプル液注入用具においては、試薬液と試料とが混合された液体（サンプル液）を、加熱とろ過の前処理によって調製し、ウェル等の微細構造が形成されたマイクロチップなどに注入する。
【００１５】
本技術に係るサンプル液注入用具において、試料には、核酸やタンパク質、細胞等を含むものが広く包含され得る。試料としては、例えば、スワブ（鼻や喉の拭い液、鼻水、痰など）、血液、涙液、尿などの生体試料等が挙げられる。
【００１６】
図１は、符号Ｔ１１で示すサンプル液注入用具の模式図である。図１Ａは、上面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＬ１−Ｌ１線の矢視断面図である。図１Ａに示すように、サンプル液注入用具Ｔ１１は、サンプル液を貯留する貯留部２１と、一端が外表面に突設され、内部のサンプル液を突出端から外部に排出するチャネル６１と、貯留部２１とチャネル６１との間に通液可能に設けられた加熱部３１ａ及びフィルタ５１とを備える。貯留部２１は、流路８１を介して加熱部３１ａと接続され、加熱部３１ａは、流路８２を介してフィルタ５１が配設された空間（フィルタ収容部５ａ）と接続されている。また、フィルタ収容部５ａは、フィルタ５１の混合液の通液方向下流において、チャネル６１及びシリンダ管路４と連通している。
【００１７】
図１Ｂに示すように、サンプル液注入用具Ｔ１１は、複数の基板層１１，１２の積層により形成されている。図１Ｂにおいて、サンプル液注入用具Ｔ１１は、基板層１１と基板層１２の２枚の基板層から形成される場合を例示しているが、基板層の枚数は特に限定されない。
【００１８】
サンプル液注入用具Ｔ１１を構成する基板層１１，１２の材料には、各種プラスチック類を用いることができる。プラスチック類とは、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート：アクリル樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が挙げられる。また、基板層１１と基板層１２に同じ材料を採用してもよく、各々異なる材料を採用してもよい。
【００１９】
サンプル液注入用具Ｔ１１の貯留部２１に収容されたサンプル液は、後述するシリンジ管路４内におけるプランジャ４１の移動によって、符号Ｆで示す矢印の方向に、サンプル液注入用具Ｔ１１内を通流し、チャネル６１へ到達する（図１Ａ参照。）。以下に、サンプル液注入用具Ｔ１１の各構成を説明する。
【００２０】
（１）貯留部
貯留部２１は、サンプル液注入用具Ｔ１１に形成された空間Ｅ１１であり、サンプル液の調製に必要な試薬液を収容する領域である。試薬液には、サンプル液の調製に必要な成分が含まれていればよく、分析の種類に応じて適宜選択できる。試薬液には、例えば、界面活性剤や緩衝液などが含まれる。また、マイクロチップなどに分析に必要な試薬の一部が収容されている場合、貯留部２１に収容される試薬液には、サンプル液注入用具Ｔ１１を用いた試料の前処理に必要な成分のみが含まれていてもよい。
【００２１】
貯留部２１では、試薬液と試料とを混合することができる。例えば、試料がスワブである場合には、スワブを拭った綿棒（図１において、綿棒は不図示。）を開口部２１１から貯留部２１へ導入し、スワブを試薬液に懸濁させてもよい。この場合、綿棒による試薬液の撹拌を可能とする大きさの開口部２１１が貯留部２１に設けられていることが好ましい。なお、別容器で試薬液と試料とを混合して、その混合液を貯留部２１に導入してもよい。
【００２２】
（２）加熱部
加熱部３１ａは、サンプル液注入用具Ｔ１１において、貯留部２１に収容されている試薬液と試料とが混合されたサンプル液を加熱するための構成を備えている。加熱部３１ａは、混合液を収容する空間Ｅ１２を有し、空間Ｅ１２内に収容された混合液に熱を伝える熱伝導性部材３１１を備える。熱伝導性部材３１１は、加熱部３１ａに収容されるサンプル液と接触可能で、かつ熱伝導性部材３１１の一部がサンプル液注入用具Ｔ１１の外部に露出する位置に配されていることが好ましい。例えば図１Ｂに示すように、熱伝導性部材３１１の一部が、空間Ｅ１２の一の面として構成され、一部が、サンプル液注入用具Ｔ１１の外面として構成されていてもよい。
【００２３】
熱伝導性部材３１１は、熱伝導性を有する材料から形成される。熱伝導性を有する材料としては、例えば、金属、セラミック、シリコン、ガラスなどが挙げられる。金属としては、例えば、銅、アルミニウム、真鍮、ステンレスなどが挙げられる。
【００２４】
加熱部３１ａによるサンプル液の加熱時間を短縮するために、空間Ｅ１２の容量は、マイクロチップを用いた分析に必要なサンプル液の容量に近似していることが好ましい。マイクロチップを用いた分析に必要なサンプル液の容量は、数百マイクロリットル程度の場合が多い。一方、貯留部２１の空間Ｅ１１の容積は、例えば、綿棒が浸る程度の試薬液を収容することが好ましく、数ミリリットル程度の試薬液が必要とされる。従って、加熱部３１ａの容積は、貯留部２１の容積に比して、小さく形成されていることが好ましい（図１Ａ及び図１Ｂ参照）。
【００２５】
なお、貯留部２１と加熱部３１ａとを連絡する流路８１には、加熱部３１ａへ通流したサンプル液の貯留部２１への逆流を防止するためのバルブ８１１が設けられていることが好ましい。例えば、図１Ｂに示すように、流路８１を構成する面の一部に他の部分と親疎水性が異なる部分を設け、これをバルブ８１１としてもよい。流路８１の壁面の親疎水性が、流路８１の一部で変化することにより、後述するプランジャ４１の移動によってサンプル液へ外力が加えられるまで、流路８１におけるサンプル液の通流が妨げられる。
【００２６】
また、ワックスなどの熱可塑性材料を流路８１に備え、これをバルブ８１１としてもよい。この場合、レーザ等を用いて、流路８１内の熱可塑性材料（バルブ８１１）を溶融させ、流路の開閉を制御する。この他、流路８１の壁面の一部を弾性を有する部材で構成し、その弾性部材をサンプル液注入用具Ｔ１１の外部から加圧可能とすることで、バルブ８１１の機能をサンプル液注入用具Ｔ１１に備えさせてもよい。弾性部材をサンプル液注入用具Ｔ１１の外部から加圧し、流路８１の内空を閉塞させることで、流路８１内をサンプル液が通流することが妨げられる。
【００２７】
（３）シリンジ管路
シリンジ管路４は、サンプル液注入用具Ｔ１１において、プランジャ４１が挿入される領域であり、一端がサンプル液注入用具Ｔ１１の外部に開口し、他端がチャネル６１が直接接続する空間（フィルタ収容部５ａ）に連通している。シリンジ管路４は、後述するサンプル液注入用具Ｔ１１によるサンプル液の前処理方法において、貯留部２１に収容されたサンプル液を、チャネル６１まで通流させるための構成である。また、シリンジ管路４には、ユーザがプランジャ４１を引き出す際に目安とする目盛や、プランジャ４１のシリンジ管路４内の摺動において、所定の位置で、一度プランジャ４１が係り止まるような係止構造が設けられていてもよい。
【００２８】
プランジャ４１の材質は特に限定されず、基板層１１，１２と同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。また、シリンジ管路４の壁面とプランジャ４１との密着性を高めるために、プランジャ４１のガスケット４２には弾性を有する材料を用いることが好ましい。弾性を有する材料としては、例えば、シリコーン系エラストマー、アクリル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、フッ素系エラストマー、スチレン系エラストマー、エポキシ系エラストマー、天然ゴムなどが挙げられる。
【００２９】
（４）フィルタ収容部
フィルタ収容部５ａは、サンプル液注入用具Ｔ１１において、フィルタ５１が収容される空間である。フィルタ５１は、サンプル液に含まれる夾雑物を分析対象物から分離するために用いられる。
【００３０】
フィルタの材料としては、例えば、酢酸セルロース、再生セルロース、ポリエーテルスルホン、グラスファイバー、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。例えば、サンプル液に含まれる分析対象物が核酸である場合には、フィルタには、親水性を示し、サンプル液中で負電荷となる材料を用いることが好ましい。また、分析対象物が核酸である場合、フィルタの平均孔径は、細胞膜や細胞内小器官などを通過しない大きさが好ましく、０．１〜１０μｍであることが好ましい。平均孔径がこれより小さいと、核酸鎖の回収率が低下する。一方、平均孔径がこれより大きいと、核酸鎖以外の細胞膜や細胞内小器官などの分析に不要な物質の除去の効率が低下する。
【００３１】
（５）チャネル
チャネル６１は、一端でフィルタ収容部５ａに接続する管状構造体であり、例えば、中空針である。チャネル６１の他端は、基板層１１，１２の層方向に沿って一端が挿入部７１に突出するように配設されている。
【００３２】
（６）挿入部
挿入部７１は、サンプル液注入用具Ｔ１１において、マイクロチップ等の分析用部材が挿入される部分であり、基板層１１，１２の切欠き部分に相当する（図１Ｂ参照）。挿入部７１の大きさは、マイクロチップとチャネル６１との接続を妨げない大きさであればよいが、挿入部７１の大きさがマイクロチップの挿入部７１への挿入部分と略同一の形状に形成されている場合、後述するチャネル６１によるマイクロチップの穿刺において、穿刺の位置決めが容易となる。また、挿入部７１を有することによって、チャネル６１がサンプル液注入用具Ｔ１１から突出せず、ユーザが誤ってチャネル６１で手などを刺してしまうことが防止される。
【００３３】
２．第一実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理と注入
上述したサンプル液注入用具Ｔ１１を用いたサンプル液の前処理とマイクロチップへの注入について、図１と図２を参照して説明する。図２Ａ〜Ｄは、図１Ｂと同様に図１ＡのＬ１−Ｌ１線の断面に対応する。
【００３４】
図２Ａは、貯留部２１に試薬液が収容され、スワブが付着した綿棒Ｓを試薬液に浸し、試料（スワブ）を試薬液に懸濁する状態を示す。
【００３５】
試料の試薬液への懸濁が完了した時点で、図２Ｂに示すように、貯留部２１に収容されている懸濁液（サンプル液）の一部を流路８１へ通流させ、加熱部３１ａへ導入する。サンプル液のサンプル液注入用具Ｔ１１内の移動は、矢印Ｐ（図１Ａ参照。）で示すように、シリンジ管路４へ挿入されたプランジャ４１をサンプル液注入用具Ｔ１１の外部の方向へ引くことによって行う。
【００３６】
プランジャ４１を矢印Ｐの方向に引くと、サンプル液注入用具Ｔ１１内の他の領域に比べ陰圧となったシリンジ管路４内へサンプル液注入用具Ｔ１１の内部の空気が流れ込む。貯留部２１に収容されているサンプル液は、サンプル液注入用具Ｔ１１内部の空気の移動に伴い、流路８１を通流して、加熱部３１ａへ導入される（矢印Ｆ１参照）。なお、プランジャ４１のシリンジ管路４からの引き出しによる空気の移動において、サンプル液の一部がシリンジ管路４内へ流入することを防止するために、シリンダ管路４の内部、あるいは空間（フィルタ収容部５ａ）への連通口８３ａに気液分離膜４３ａが設けられていることが好ましい。
【００３７】
図２Ｂに示すように、加熱部３１ａに収容されたサンプル液については、例えば、サンプル液熱処理装置Ｒ１を用いて、加熱する。サンプル液熱処理装置Ｒ１には、サンプル液注入用具Ｔ１１の熱伝導性部材３１１に接触するヒータｈ１を備えている。ヒータｈ１を熱伝導性部材３１１と接触させることにより、ヒータｈ１で発生する熱をサンプル液に伝える。その他、サンプル液熱処理装置Ｒ１には、ヒータｈ１に熱を発生させ、サンプル液の加熱温度や時間などを制御可能とする構成が、備えられている。
【００３８】
サンプル液の加熱温度や加熱時間は、核酸、タンパク質等の分析対象物の種類や分析手法に合わせ適宜設定すればよい。例えば、分析対象物が核酸の場合、加熱温度は、９０℃付近が好ましい。加熱により、サンプル液に含まれる核酸は直鎖状となる。また、サンプル液に細菌等の細胞が含まれている場合、加熱、又は加熱と試薬液に含まれる成分により、細胞膜が破砕され、細胞内に存在するゲノムがサンプル液中に拡散する。
【００３９】
サンプル液熱処理装置Ｒ１のヒータｈ１には、例えば、ペルチェ素子を用いることができる。ヒータｈ１にペルチェ素子を用いる場合、加熱部３１ａに収容されたサンプル液に対しては、加熱だけでなく、冷却も含めて広くサンプル液の温度制御が可能となる。例えば、分析対象物が核酸である場合、加熱によってサンプル液に含まれる核酸を直鎖状にした後、その直鎖状の形状を保持するために、サンプル液を急冷してもよい。
【００４０】
加熱が完了したサンプル液については、流路８２を通流させ、フィルタ収容部５ａへ導入させる。空間（フィルタ収容部５ａ）へのシリンダ管路４の連通口８３ａは、空間（フィルタ収容部５ａ）への加熱部３１ａの接続口（連通口８４ａ）に比して、空間（フィルタ収容部５ａ）へのチャネル６１の連通口８５ａに、より近い位置に設けられている。このため、プランジャ４１を矢印Ｐの方向に引き出すと、加熱部３１ａに収容されていたサンプル液は、矢印Ｆ２で示すようにフィルタ収容部５ａへ移動する（図２Ｂ参照。）。なお、貯留部２１に収容されているサンプル液の容量によっては、プランジャ４１を引いてサンプル液を移動させていく過程で、開口部２１１から流路８１へ空気が流入する可能性があるが、サンプル液の移動の後に流路８１内へ空気が流入しても構わない。
【００４１】
チャネル６１の径は、貯留部２１とチャネル６１との間のサンプル液の通流部位（流路８１，８２）の径よりも小さく形成されている。このため、フィルタ収容部５ａに到達したサンプル液は、フィルタ５１の孔を透過し、フィルタ収容部５ａと接続されたチャネル６１の先端まで到達する（図２Ｃ、矢印Ｆ３参照。）。サンプル液は、フィルタ５１の孔を透過する過程で、孔を透過できなかった成分がサンプル液から取り除かれる。例えば、サンプル液に細菌などの細胞が含まれている場合、加熱によりサンプル液中に拡散されたゲノムは、フィルタ５１の孔を透過し、細胞膜などの分析に不要な夾雑物がフィルタ５１を透過できないために、サンプル液から取り除かれる。なお、加熱部３１ａと空間（フィルタ収容部５ａ）とを連絡する流路８２には、逆流防止用のバルブ８２１が配設されていることが好ましい（図１Ａ参照。）。バルブ８２１の構成については、上述したバルブ８１１と同様である。
【００４２】
チャネル６１の先端へサンプル液が到達した時点で、挿入部７１へマイクロチップＭ１を挿入して、マイクロチップＭ１の一部をチャネル６１に穿通させる。マイクロチップＭ１には、サンプル液が導入される溝ｄが形成されているため、マイクロチップＭ１の溝ｄとチャネル６１とがチャネル６１の穿刺によって連絡する（図２Ｄ参照。）。この時、マイクロチップＭ１の溝ｄの内空が、大気圧に対して負圧とされている場合、溝ｄとチャネル６１との間の圧力差によって、チャネル６１内のサンプル液は、マイクロチップＭ１内へ注入される（図２Ｄ、矢印Ｆ４参照。）。
【００４３】
なお、マイクロチップＭ１へのサンプル液の導入を促進するために、マイクロチップＭ１が挿入部７１へ挿入された時点で、シリンジ管路４からプランジャ４１が取り外されていることが好ましい。また、シリンジ管路４とフィルタ収容部５ａとの間に気液分離膜４３ａが設けられることによって、シリンジ管路４からプランジャ４１を取り外す際に、フィルタ収容部５ａ内のサンプル液がシリンジ管路４内へ流入することが防止される。プランジャ４１が取り外されることによって、シリンジ管路４を介して空気がフィルタ収容部５ａとチャネル６１に流入して、マイクロチップＭ１内とチャネル６１との間の圧力差が保たれ、マイクロチップＭ１へのサンプル液の注入がより短時間となる。
【００４４】
本技術の第一実施形態に係るサンプル液注入用具Ｔ１１においては、サンプル液注入用具Ｔ１１内で、サンプル液を調製するための、加熱とろ過の操作が行われる。従って、サンプル液の前処理のための容器を別途用意したり、調製されたサンプル液をサンプル液の注入のための用具に移す作業がなく、サンプル液の前処理とマイクロチップＭ１への導入が簡便となる。また、加熱、ろ過及び注入の操作を一つの用具内にサンプル液を保持した状態で行うことができるため、サンプル液の汚染や、感染性の試料を含むサンプル液を用いる際のユーザへの感染が防止され得る。
【００４５】
また、マイクロチップＭ１での分析に必要なサンプル液の容量は、数百マイクロリットル程度の場合が多いのに対し、例えば、スワブが付着した綿棒から試料を試薬液に懸濁させるためには、数ミリリットル程度の試薬液が必要となる。この、試料が懸濁された試薬液の全てを加熱する場合に比べ、サンプル液注入用具Ｔ１１においては、分析に必要な容量程度の試料を加熱部３１ａに移して加熱するため、試料の加熱時間を短縮することができる。
【００４６】
サンプル液注入用具Ｔ１１によるサンプルの前処理は、例えば、分析対象物が試料に含まれる細菌のゲノムなどの場合に好適である。加熱部３１ａにおいて、サンプル液内の細菌の細胞膜が破砕され、フィルタ収容部５ａのフィルタ５１によって、細胞膜などの分析に対する夾雑物が取り除かれ、細菌のゲノムを直接サンプル液中に拡散された状態でマイクロチップＭ１に導入することができる。このため、サンプル液注入用具Ｔ１１を用いて導入された試料においては、酵素やプライマー等の核酸増幅反応に必要な試薬類との反応性が高まり、一方、反応を阻害する夾雑物の混入が低減され、核酸増幅反応の精度が向上する。
【００４７】
また、フィルタ５１をサンプル液が透過することにより、フィルタの孔を透過できない程度の大きさの物質がマイクロチップＭ１に導入されて、マイクロチップＭ１に設けられた流路やウェル等の微細構造を詰まらせることが防止される。
【００４８】
３．第一実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
図３は、第一実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具Ｔ１２の模式図である。図３Ａは上面図を示し、図３Ｂは、図３ＡのＬ２−Ｌ２線の矢視断面図である。サンプル液注入用具Ｔ１２において、加熱部３１ｂとフィルタ収容部５ｂ以外の構成については、第一実施形態と同一である。第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
（１）フィルタ収容部
サンプル液注入用具Ｔ１２において、フィルタ収容部５ｂは、貯留部２１と加熱部３１ｂとの間に配設されている。また、サンプル液注入用具Ｔ１１と同様に、フィルタ収容部５ｂ内には、フィルタ５１が備えられている。
【００４９】
（２）加熱部
サンプル液注入用具Ｔ１２において、加熱部３１ｂは、チャネル６１及びシリンダ管路４に連通している。また、加熱部３１ｂには、サンプル液注入用具Ｔ１１と異なり、熱伝導性部材３１１が備えられていない。本技術に係るサンプル液注入用具においては、熱伝導性部材３１１は必須の構成ではない。サンプル液注入用具Ｔ１２におけるサンプル液の加熱については、後述する。
【００５０】
サンプル液注入用具Ｔ１２によるサンプル液の前処理方法と注入方法について、図４Ａ〜Ｄを参照して説明する。また、サンプル液注入用具Ｔ１１によるサンプル液の前処理方法及び注入方法と同一の部分については、説明を省略する。
【００５１】
サンプル液注入用具Ｔ１１と同様に、貯留部２１に収容されているサンプル液は、シリンジ管路４に挿入されたプランジャ４１を矢印Ｐで示す方向へ引き出して、フィルタ収容部５ｂへ通流させる（図４Ａ、矢印Ｆ１参照。）。サンプル液注入用具Ｔ１２においては、フィルタ５１によるろ過がサンプル液の加熱前に行われるため、この時点でサンプル液に含まれる分析対象物よりサイズの大きい成分は排除される。
【００５２】
フィルタ収容部５ｂ内のサンプル液は、シリンジ管路４内のプランジャ４１をさらにシリンジ管路４から引き出すことによって、加熱部３１ｂへ流入する（図４Ｂ、矢印Ｆ２参照。）。ここで、サンプル液熱処理装置Ｒ２のヒータｈ２をサンプル液注入用具Ｔ１２と接触させ、サンプル液を加熱する。なお、サンプル液の貯留部２１からフィルタ収容部５ｂへの通流（図４Ａ、矢印Ｆ１参照）とフィルタ収容部５ｂから加熱部３ｂへの通流（図４Ｂ、矢印Ｆ２参照）は、連続的な操作として行うことができるため、サンプル液をフィルタ収容部５ｂに一度留める必要がない。このため、サンプル液注入用具Ｔ１２の流路８１，８２においては、バルブ８１１，８２１は備えられていなくてもよい。
【００５３】
サンプル液注入用具Ｔ１２においては、サンプル液の加熱を促進するために、加熱部３１ｂのサンプル液熱処理装置Ｒ２との接触部分は、他の部分に比べ基板層１２が薄く形成されている。基板層１２のヒータｈ２との接触部分を薄くすることで、ヒータｈ２の熱のサンプル液への伝わりがより効率的となる。
【００５４】
加熱が完了したサンプル液については、シリンジ管路４に挿入されたプランジャ４１をさらに引き出して、加熱部３１ｂに接続されたチャネル６１の先端へ到達させる（図４Ｃ、矢印Ｆ３参照。）。
【００５５】
チャネル６１の先端にサンプル液が到達した後、図４Ｄに示すように、マイクロチップＭ１を挿入部７１から挿入して、マイクロチップＭ１の一部をチャネル６１に穿刺させ、チャネル６１内のサンプル液をマイクロチップＭ１内の溝ｄへ注入する（図４Ｄ、矢印Ｆ４参照）。
【００５６】
上記のサンプル液注入用具Ｔ１２においては、サンプル液の調製は、フィルタ５１によるろ過とその後の加熱とから構成されている。このため、例えばウィルスゲノムなど、試料中に直接分散されている核酸などを分析対象物とする場合に好適である。分析対象物がウィルスゲノムの場合、フィルタ５１によるろ過により、サンプル液に含まれるウイルス粒子と夾雑物がと分離され、加熱部３１ｂにおける加熱により、ウィルス粒子に含まれるエンベロープが変性して、ウィルスゲノムがサンプル液中に拡散される。サンプル液注入用具Ｔ１２の他の効果については、サンプル液注入用具Ｔ１１と同様である。
【００５７】
４．本技術の第二実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
図５は、符号Ｔ２１で示す、第二実施形態に係るサンプル液注入用具の断面模式図である。サンプル液注入用具Ｔ２１は、略円柱状の形状の筐体１３にチャネル６２が接続されている。筐体１３内には、サンプル液を収容する貯留部２２と、加熱部３２ａとが設けら、貯留部２２と加熱部３２ａとはフィルタ５２によって区切られている。なお、筐体１３の形状は、略円柱状の他、略四角柱状や略多角柱状とすることもでき、形状は図５に示す形状には限定されない。また、筐体１３を構成する材料には、プラスチック類を用いることができる。
【００５８】
また、サンプル液注入用具Ｔ２１には、ユーザがチャネル６２を誤って自分の手などに刺してしまう事故を防止する観点と、サンプル液注入用具Ｔ２１の自立を可能とするために、チャネル６２には蓋９２が施されていることが好ましい。なお、貯留２２内のサンプル液への汚染を防止するために蓋９１が備えられていてもよい。サンプル液注入用具Ｔ２１の各構成について、順に説明する。
【００５９】
（１）貯留部
貯留部２２は、試薬液を収容する空間Ｅ２１であり、第一実施形態に係るサンプル液注入用具Ｔ１１の場合と同様に、試薬液と試料とを混合するための空間としても利用できる。筐体１３の貯留部２２を構成する面は、後述するサンプル液のろ過において、変形可能となるよう構成されていることが好ましい。変形可能となる材料としては、各種エラストマーや天然ゴムなどが挙げられる。
【００６０】
（２）フィルタ
サンプル液注入用具Ｔ２１に備えられるフィルタ５２は、第一実施形態の説明において述べたフィルタと同様である。フィルタの材質や孔径は、試料や分析対象物の特徴に合わせ適宜選択できる。
【００６１】
（３）加熱部
加熱部３２ａは、サンプル液注入用具Ｔ２１においてサンプル液を加熱するための空間Ｅ２２である。サンプル液注入用具Ｔ２１においては、加熱部３２ａには、第一実施形態と異なり、熱伝導性部材３１１が備えられていない。このため、混合液への熱の伝わりが十分となるよう、加熱部３２ａを構成する面は、熱可塑性材料によって構成されていることが好ましい。加熱部３２ａにおけるサンプル液の加熱については、後述する。
【００６２】
（４）チャネル
サンプル液注入用具Ｔ２１に備えられるチャネル６２は、第一実施形態の説明において述べたチャネルと同様である。チャネル６２は、一端で加熱部３２ａと接続し、他端は、サンプル液注入用具Ｔ２１から突出している。
【００６３】
５．第二実施形態に係るサンプル液注入用具によるサンプル液の前処理と注入
サンプル液注入用具Ｔ２１によるサンプル液の前処理方法と注入方法について、図６Ａ〜Ｄを参照して説明する。
【００６４】
図６Ａに示すように、貯留部２２には、試薬液が収容されている。この試薬液に、スワブなどの試料が付着した綿棒Ｓを入れ、試料を試薬液に懸濁させる。
【００６５】
試薬液への試料の懸濁が完了した後、貯留部２２には蓋９１が施されることが好ましい。その後、ユーザが指などで貯留部２２をサンプル液注入用具Ｔ２１の外部から押すことによってサンプル液には外力が加えられ、サンプル液は、矢印Ｆ１に示すようにフィルタ５２を透過し、加熱部３２ａへ流入する（図６Ｂ参照。）。
【００６６】
加熱部３２ａ内のサンプル液は、サンプル液熱処理装置Ｒ３を用いることで加熱される（図６Ｃ参照。）。サンプル液熱処理装置Ｒ３のヒータｈ３は、加熱部３２ａに接触する方が接触しない場合に比べヒータｈ３の熱のサンプル液への伝わりが効率的となる。この時、筐体１３のヒータｈ３と接触する部分が熱可塑性材料で構成されている場合、筐体１３とヒータｈ３との密着性が高まり、ヒータｈ３で発生する熱のサンプル液への伝わりがより効率的となる。
【００６７】
加熱部３２ａにおける加熱が終了したサンプル液については、チャネル６２をマイクロチップＭ２の一部に穿刺して、加熱部３２ａとマイクロチップＭ２に形成された溝ｄとを接続して、サンプル液をマイクロチップＭ２内へ注入する（図６Ｄ、矢印Ｆ２参照。）。この時、マイクロチップＭ２の溝ｄの内空が、大気圧に対して負圧とされている場合、溝ｄとチャネル６２との間の圧力差によって、チャネル６２内のサンプル液が、マイクロチップＭ２内へ注入される（図６Ｄ、矢印Ｆ３参照。）。
【００６８】
本技術の第二実施形態に係るサンプル液注入用具Ｔ２１は、第一実施形態と異なり、シリンジ管路４やプランジャ４１などの構成が不要であるため、サンプル液注入用具Ｔ２１の構成を単純化することができる。そのため、サンプル液注入用具Ｔ２１の大きさを縮小することが可能となる。サンプル液注入用具Ｔ２１の他の効果については、第一実施形態と同様である。
【００６９】
６．第二実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具の構成
図７に第二実施形態の変形実施形態に係るサンプル液注入用具Ｔ２２の断面模式図を示す。サンプル液注入用具Ｔ２２において、加熱部３２ｂ、チャネル６３及び挿入部７２以外の構成については、第二実施形態と同一である。第二実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００７０】
（１）加熱部
サンプル液注入用具Ｔ２２において、加熱部３２ｂの底面は、一部が加熱部３２ｂの内側へ向かって陥凹している。加熱部３２ｂにおけるサンプル液の加熱については、後述する。
【００７１】
（２）チャネル
図７に示すように、サンプル液注入用具Ｔ２２においてチャネル６３は、加熱部３２ｂと接続してない。チャネル６３は、その一部が後述する基板層１６に固定され、両端は挿入部７２内に突出している。
【００７２】
（３）挿入部
サンプル液注入用具Ｔ２２においては、筐体１３に挿入部７２を形成する基板層１４，１５が接続されている。挿入部７２は、第一実施形態における挿入部７１と同様に、マイクロチップを挿入する空間である。図７において挿入部７２は、複数の基板層１４，１５，１６によって形成されている。筐体１３と一端で接続する基板層１４，１５は、後述する理由により、筐体１３との接続部分が可撓性を有する材料で構成されていることが好ましい。なお、挿入部７２は、内部に備えられたチャネル６３が筐体１３に接続可能で、かつチャネル６３のマイクロチップへの穿刺を妨げないように設けられていればよく、図７に示す形状には限定されない。また、第一実施形態における挿入部７１と同様に、サンプル液注入用具Ｔ２２に挿入部７２が備えられることにより、チャネル６３によるマイクロチップの穿刺において、位置決めが容易となる。
【００７３】
サンプル液注入用具Ｔ２２によるサンプル液の前処理方法と注入方法について、図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。なお、第二実施形態に係るサンプル液注入用具Ｔ２１によるサンプル液の前処理方法及び注入方法と同様の部分については、説明を省略する。
【００７４】
図８Ａは、サンプル液が収容された筐体１３の貯留部２２に相当する部分を外部から押して、サンプル液がフィルタ５２を透過して、加熱部３２ｂへ導入された状態である。加熱部３２ｂに収容されたサンプル液の加熱には、サンプル液熱処理装置Ｒ４を用いることができる。
【００７５】
サンプル液熱処理装置Ｒ４に備えられたヒータｈ４は、一部が凸状に形成されている。一方、サンプル液注入用具Ｔ２２の筐体１３において加熱部３２ｂを構成する面の一部は、凹状に陥凹している。このため、ヒータｈ４を加熱部３２ｂの窪みに嵌入させて、加熱部３２ｂとヒータｈ４とを密着させ、加熱部３２ｂ内のサンプル液を加熱させる。
【００７６】
加熱部３２ｂにおける加熱が終了したサンプル液の、マイクロチップＭ１への注入は、挿入部７２へマイクロチップＭ１を挿入させて、挿入部７２の内部に備えられたチャネル６３を加熱部３２ｂへ押して、筐体１３を穿通させて行う。
【００７７】
図８Ｂに示すように、マイクロチップＭ１を挿入部７２へ挿入させると、マイクロチップＭ１の一部にチャネル６３の一端が穿通され、チャネル６３とマイクロチップＭ１内の溝ｄとが連絡する。この時、挿入部７２の筐体１３と接続する部分は可撓性を有するため、マイクロチップＭ１を挿入部７２へ挿入する外力によって撓む（図８Ｂ、矢印Ｆ１参照。）。この結果、チャネル６３の他端が筐体１３に穿通され、加熱部３２ｂとチャネル６３とが連絡する。チャネル６３を介して、加熱部３２ｂと溝ｄとが連絡されることによって、サンプル液はマイクロチップＭ１内へ注入される（図８Ｂ、矢印Ｆ２参照。）。
【００７８】
サンプル液注入用具Ｔ２２は、加熱部３２ｂを構成する筐体１３の一部が凹状に形成されていることにより、ヒータｈ４との接触面積が増し、サンプル液熱処理装置Ｒ４によるサンプル液の加熱を効率的に行うことができる。このため、サンプル液をマイクロチップＭ１へ注入するまでの時間を短縮できる。サンプル液注入用具Ｔ２２の他の効果については、本技術の第二実施形態に係るサンプル液注入用具Ｔ２１と同様である。
【００７９】
本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）サンプル液を貯留する貯留部と、一端が外表面に突設され、内部の前記サンプル液を突出端から外部に排出するチャネルと、前記貯留部と前記チャネルとの間に通液可能に設けられた加熱部及びフィルタと、を備えるサンプル液注入用具。
（２）一端が外部に開口され、他端が前記チャネルが直接接続する空間に連通されたシリンダ管路と、前記シリンダ管路内に挿入されたプランジャと、前記シリンダ管路の内部あるいは前記空間への連通口に配置された気液分離膜と、を備える上記（１）記載のサンプル液注入用具。
（３）前記加熱部に熱伝導性部材を備え、該熱伝導性部材は、前記加熱部に収容される前記サンプル液と接触可能で、かつ一部が外部に露出する位置に配されている上記（１）又は（２）記載のサンプル液注入用具。
（４）前記チャネルの径が、前記貯留部と前記チャネルとの間の前記サンプル液の通流部位の径よりも小さく形成されている上記（１）〜（３）の何れかに記載のサンプル液注入用具。
（５）前記貯留部の容積に比して、前記加熱部の容積が小さく形成されている上記（１）〜（４）の何れかに記載のサンプル液注入用具。
（６）前記貯留部に前記加熱部が接続され、該加熱部に前記フィルタが配設された空間が接続され、該空間内において、前記フィルタの通液方向下流に、前記チャネル及び前記シリンダ管路が連通している上記（１）〜（５）の何れかに記載のサンプル液注入用具。
（７）前記貯留部と前記加熱部との間、及び、前記加熱部と前記空間との間、の前記サンプル液の通流部位にバルブが配設されている上記（６）記載のサンプル液注入用具。
（８）前記空間への前記シリンダ管路の連通口は、前記空間への前記加熱部の接続口に比して、前記空間への前記チャネルの連通口により近い位置に設けられている上記（７）記載のサンプル液注入用具。
（９）前記熱伝導性部材が銅又はアルミニウムで形成されている上記（３）〜（８）の何れかに記載のサンプル液注入用具。
（１０）前記フィルタの平均孔径が、０．１〜１０μｍである上記（１）〜（９）の何れかに記載のサンプル液注入用具。
（１１）前記チャネルは、前記サンプル液が導入される溝が形成されたマイクロチップに穿刺されるものである上記（１）〜（１０）の何れかに記載のサンプル液注入用具。
（１２）前記溝の内空は、大気圧に対して負圧とされている上記（１１）記載のサンプル液注入用具。
（１３）プラスチック製の基板層の積層により形成されている上記（１）〜（１２）の何れかにのサンプル液注入用具。
（１４）前記基板層間に前記マイクロチップが挿入される挿入部が構成され、前記チャネルは、前記基板層の層方向に沿って一端が前記挿入部に突出するように配設されている上記（１３）記載のサンプル液注入用具。
（１５）前記貯留部と前記加熱部との間に前記フィルタが配設され、前記加熱部に前記チャネル及び前記シリンダ管路が連通している上記（１）〜（５）の何れかに記載のサンプル液注入用具。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本技術に係るサンプル液注入用具によれば、サンプル液を簡便に加熱し、ろ過することができる。従って、マイクロチップ等で分析する試料の準備が簡便となる。また、試料の前処理によって、マイクロチップ等を用いて行う試料の分析において、分析の精度が向上する。このため、本技術に係るサンプル液注入用具は、核酸増幅反応などの微量試料を用いる分析のための前処理等に好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【００８１】
Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２：サンプル液注入用具
１１，１２, １４，１５，１６：基板層
１３：筐体
２１，２２：貯留部
２１１：開口部
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ：加熱部（空間）
３１１：熱伝導性部材
４：シリンジ管路
４１：プランジャ
４２：ガスケット
４３ａ，４３ｂ：気液分離膜
５ａ，５ｂ：フィルタ収容部（空間）
５１，５２：フィルタ
６１，６２，６３：チャネル
７１，７２：挿入部
８１，８２：流路
８１１，８２１：バルブ
８３ａ：連通口（シリンダ管路）
８４ａ：連通口（加熱部）
８５ａ：連通口（チャネル）
９１，９２：蓋
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４：サンプル液熱処理装置
ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４：ヒータ
Ｍ１，Ｍ２：マイクロチップ
ｄ：溝
Ｓ：綿棒
【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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