(57)【要約】      （修正有）【課題】異物の混入を防止して、低コストで精度良くかつ確実に被検液を簡便な方法にて分注できる被検液の充填方法を提供する。【解決手段】第１ウェル１２と、試薬を含む複数の第２ウェル１４とを基板１０の第１の面に備えたバイオチップ１００の第１ウェルに被検液を供給する工程と、第１ウェル及び第２ウェルが覆われるように、基板上に被覆部材が配置された状態で、被覆部材と基板との接合面のうち第１ウェル及び第２ウェルを取り囲むループ状の領域において被覆部材と基板とを密着させる工程と、遠心力を利用して、ループ状の領域より内側の領域において被覆部材と基板との間に設けられた空間を介して被検液を第１ウェルから第２ウェルに移動させる工程と、被覆部材を基板に密着させて、第１ウェル及び第２ウェルを密閉する工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ウェルと、前記第１ウェルと分離した、試薬を含む複数の第２ウェルとを基板の第１の面に備えたバイオチップの前記第１ウェルに被検液を供給する工程と、
前記第１ウェル及び前記第２ウェルが覆われるように、前記基板上に被覆部材が配置された状態で、前記被覆部材と前記基板との接合面のうち前記第１ウェル及び前記第２ウェルを囲むループ状の領域について前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程と、
前記第２ウェルから回転軸までの前記回転軸に対して垂直方向の距離が前記第１ウェルから前記回転軸までの前記回転軸に対して垂直方向の距離よりも長くなるように前記バイオチップが配置された状態で、前記回転軸を中心として前記バイオチップを回転させることにより、前記被覆部材と前記基板との間の空間を介して前記被検液を前記第１ウェルから前記第２ウェルに移動させる工程と、
前記被覆部材を前記基板に密着させることによって、前記第１ウェル及び前記第２ウェルを密閉する工程と、
を含む、被検液の充填方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記被検液を前記第１ウェルから前記第２ウェルに移動させる工程において、前記バイオチップを回転させる際に、前記第１の面が前記回転軸と対向するように前記バイオチップを配置する、被検液の充填方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記被検液を前記第１ウェルから前記第２ウェルに移動させる工程において、前記バイオチップを回転させる際に、前記第１の面から前記回転軸までの前記回転軸に対して垂直方向の距離が、前記第１の面と対向する第２の面から前記回転軸までの前記回転軸に対して垂直方向の距離よりも短くなるように前記バイオチップを配置する、被検液の充填方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記被覆部材は、接着剤が配置され、
前記ループ状の領域について前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程において、前記ループ状の領域を加圧して、前記ループ状の領域について前記基板と前記被覆部材とを接着させる、被検液の充填方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記基板及び前記被覆部材は、熱により溶融する性質を有し、
前記ループ状の領域において前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程において、前記ループ状の領域に超音波を照射して、前記ループ状の領域において前記基板と前記被覆部材とを溶着させる、被検液の充填方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記基板の表面は、凸部を有し、
前記第１ウェル及び前記第２ウェルを密閉する工程において、前記凸部と前記被覆部材とが密着される、被検液の充填方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記被覆部材は、弾性変形する性質を有する、被検液の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検液の充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等に微細流路が設けられたマイクロ流体チップを使用して、化学分析や化学合成、あるいはバイオ関連の分析等を行う方法が注目されている。マイクロ流体チップは、マイクロTotal Analytical System（マイクロＴＡＳ）や、ラボオンチップ（Lab-on-a-chip）等とも呼ばれ、従来の装置に比較して試料や試薬の必要量が少ない、反応時間が短い、廃棄物が少ない等のメリットがあり、医療診断、環境や食品のオンサイト分析、医薬品や化学品等の生産等、広い分野での利用が期待されている（特許文献１）。試薬の量が少なくてよいことから、検査のコストを下げることが可能となり、また、試料及び試薬の必要量が少ないため、反応時間も大幅に短縮でき、検査の効率化を図ることができる。特に、医療診断に使用する場合には、試料となる血液等の検体の必要量を少なくすることができるため、患者の負担を軽減できるというメリットがある。
【０００３】
一方、試料や試薬等の被検液の量が少なくなると、分注精度が低下したり、被検液の蒸発量が試料の量に及ぼす影響が大きかったりすることに起因して、測定結果がばらつきやすい。また、被検液の分注作業は一般に煩雑であり、作業時間が長くなるうえ、ピペットやチップなどの消耗品を大量に消費するため、検査のコストが高くなる。さらに、人手による被検液の分注作業はミスが発生しやすく、望ましくない物質が被検液に混入する可能性が高い。このような背景から、被検液を正確にかつ確実に分注する技術が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００６−５０９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、異物の混入を防止して、低コストで精度良くかつ確実に被検液を簡便な方法にて分注できる被検液の充填方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る被検液の検査方法は、
第１ウェルと、前記第１ウェルと分離した、試薬を含む複数の第２ウェルとを基板の第１の面に備えたバイオチップの前記第１ウェルに被検液を供給する工程と、
前記第１ウェル及び前記第２ウェルが被覆部材で覆われるように、前記基板上に被覆部材が配置された状態で、前記被覆部材と前記基板との接合面のうち前記第１ウェル及び前記第２ウェルを取り囲むループ状の領域において前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程と、
前記第２ウェルから回転軸までの距離が前記第１ウェルから前記回転軸までの距離よりも長くなるように前記バイオチップが配置された状態で、前記回転軸を中心として前記バイオチップを回転させることにより、遠心力を利用して、前記ループ状の領域より内側の領域において前記被覆部材と前記基板との間に形成された空間を介して前記被検液を前記第１ウェルから前記第２ウェルに移動させる工程と、
前記被覆部材を前記基板に密着させて、前記第１ウェル及び前記第２ウェルを密閉する工程と、
を含む。
【０００７】
本発明において、「第１ウェルと分離した第２ウェル」とは、第２ウェルが第１ウェルと独立して設けられていることをいい、例えば、第１ウェルと第２ウェルとが流路を介して接続されていないことをいう。また、本発明において、「密着」とは、「溶着：複数の部材の接合部を溶融させて密着させること」及び「接着：接着剤を用いて複数の部材を密着させること」の両方を含む概念である。
【０００８】
前記被検液の検査方法において、前記被検液を前記第１ウェルから前記第２ウェルに移動させる工程において、前記バイオチップを回転させる際に、前記第１の面が前記回転軸と対向するように前記バイオチップを配置することができる。ここで、「対向する」という語は、第１の面が回転軸と平行に向き合う場合だけでなく、例えば第１の面と回転軸の成す角のうちの鋭角の角度θ1が０＜θ1＜９０の場合を含む概念である。
【０００９】
この場合、前記被検液を前記第１ウェルから前記第２ウェルに移動させる工程において、前記バイオチップを回転させる際に、前記第１の面から前記回転軸までの前記回転軸に対して垂直方向の距離が、前記第１の面と対向する第２の面から前記回転軸までの前記回転軸に対して垂直方向の距離よりも短くなるように前記バイオチップを配置することができる。ここで、「対向する」という語は、第１の面が第２の面と平行に向き合う場合だけでなく、例えば第１の面と第２の面の成す角のうちの鋭角の角度θ2が０＜θ2＜９０の場合を含む概念である。
【００１０】
前記被検液の検査方法において、前記被覆部材は、接着剤が配置された表面を有し、前記ループ状の領域において前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程において、前記ループ状の領域を加圧して、前記ループ状の領域において前記基板と前記被覆部材とを接着させることができる。
【００１１】
また、前記被検液の検査方法において、前記基板及び前記被覆部材は、熱により溶融する性質を有し、前記ループ状の領域において前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程において、前記ループ状の領域に超音波を照射して、前記ループ状の領域において前記基板と前記被覆部材とを溶着させることができる。
【００１２】
前記被検液の検査方法において、前記第２ウェルの上端部はそれぞれ、凸部で構成され、前記第１ウェル及び前記第２ウェルを密閉する工程において、前記バイオチップの凸部と前記被覆部材とが密着されることができる。
【００１３】
前記被検液の検査方法において、前記被覆部材は、弾性変形する性質を有することができる。
【００１４】
前記被検液の検査方法によれば、前記バイオチップの前記第１ウェルに前記被検液を供給する工程と、前記第１ウェル及び前記第２ウェルが被覆部材で覆われるように、前記基板上に被覆部材が配置された状態で、前記被覆部材と前記基板との接合面のうち前記第１ウェル及び前記第２ウェルを取り囲むループ状の領域において前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程と、前記第２ウェルから回転軸までの距離が前記第１ウェルから前記回転軸までの距離よりも長くなるように前記バイオチップが配置された状態で、前記回転軸を中心として前記バイオチップを回転させることにより、遠心力を利用して、前記ループ状の領域より内側の領域において前記被覆部材と前記基板との間に形成された空間を介して前記被検液を前記第１ウェルから前記第２ウェルに移動させる工程と、前記被覆部材を前記基板に密着させて、前記第１ウェル及び前記第２ウェルを密閉する工程とを含むことにより、前記被検液を前記第２ウェルに簡便な方法にて充填させることができる。また、
異物の混入を防止して、低コストで精度良くかつ確実に前記被検液を分注することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図（上図は平面図、下図は上図に対応する断面図、図２、図５、図７及び図９においても同様）。
【図２】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図。
【図４】図３に示される加圧部材を模式的に示す斜視図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する断面図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図。
【図７】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図。
【図８】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する断面図。
【図９】本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図（上図は平面図、下図は上図に対応する断面図、図１１及び図１３においても同様）。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図。
【図１２】図１０に示されるバイオチップと被覆部材とを超音波溶着装置を用いて溶着させる工程を説明する図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図。
【図１４】図１１に示されるバイオチップと被覆部材とを超音波溶着装置を用いて溶着させる工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態に係る被検液の検査方法について具体的に説明する。
【００１７】
１．第１実施形態（被検液の検査方法）
図１〜図３及び図５〜図９は、本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図である（図１、図２、図５、図７及び図９において上図は平面図、下図は上図に対応する断面図である）。図４は、図３に示される加圧部材を模式的に示す斜視図である。
【００１８】
本発明の第１実施形態に係る被検液の検査方法は、第１ウェル１２と、第１ウェル１２と分離した、試薬を含む複数の第２ウェル１４とを基板１０の第１の面１０ａに備えたバイオチップ１００の第１ウェル１２に被検液２０を供給する工程（図１及び図２）と、第１ウェル１２及び第２ウェル１４が被覆部材１６で覆われるように、基板１０上に被覆部材１６が配置された状態で、被覆部材１６と基板１０との接合面のうち第１ウェル１２及び第２ウェル１４を取り囲むループ状の領域１８（以下単に「領域」ともいう。）において被覆部材１６と基板１０とを密着させる工程（図３〜図５）と、第２ウェル１４から回転軸Ａまでの距離が第１ウェル１２から回転軸Ａまでの距離よりも長くなるようにバイオチップ１００が配置された状態で、回転軸Ａを中心としてバイオチップ１００を回転させることにより、遠心力を利用して、ループ状の領域１８より内側の領域において被覆部材１６と基板１０との間に形成された空間１７を介して被検液２０を第１ウェル１２から第２ウェル１４に移動させる工程（図６及び図７）と、被覆部材１６をバイオチップ１００に密着させて、第１ウェル１２及び第２ウェル１４を密閉する工程（図８及び図９）とを含む。本実施形態では、バイオチップ１００が被検液２０に対してＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）を行うために用いられる場合について説明する。
【００１９】
１．１．被検液２０を供給する工程
本実施形態に係る被検液の検査方法で用いられるバイオチップ１００は、図１に示されるように、第１ウェル１２と、第１ウェル１２と分離した、試薬を含む複数の第２ウェル１４とを基板１０の第１の面１０ａに備えている。図１に示されるように、第１ウェル１２及び第２ウェル１４は、基板１０に設けられた凹部（くぼみ）であり、これらの凹部は基板１０を貫通しない。また、基板１０において、第１ウェル１２は、複数の第２ウェル１４から独立して設けられており、第１ウェル１２と第２ウェル１４とは流路等を介して接続されていない。
【００２０】
１．１．１．基板
本実施形態において、第１の面１０ａとは、基板１０において第１ウェル１２及び第２ウェル１４が設けられている面である。
【００２１】
第１ウェル１２には被検液２０が収容される（図２参照）。第２ウェル１４に含まれる試薬は例えば、被検液２０に対する検査に使用されるものである。また、第２ウェル１４に含まれる試薬は、第２ウェル１４の内壁面に配置させることができる。この場合、試薬を含む液を第２ウェル１４に注入した後、該液中の溶媒を乾燥させることにより、第２ウェル１４の内壁面に試薬を配置させることができる。
【００２２】
第１ウェル１２及び第２ウェル１４の容積はそれぞれ、検査対象及び検査方法等の条件に応じて適宜決定される。後述する工程において複数の第２ウェル１４のすべてを充填させるために十分な被検液２０の量を収容できる点で、第１ウェル１２の容積は、複数の第２ウェル１４の総容積よりも大きいことが好ましい。
【００２３】
複数の第２ウェル１４は、図１に示されるように、複数の列及び行をなすように配置させることができる。複数の第２ウェル１４はそれぞれ独立して設けられており、第２ウェル１４同士は流路等を介して接続されていない。例えば、複数の第２ウェル１４は同じ容積を有する凹部であることができる。
【００２４】
バイオチップ１００を用いてＰＣＲを行う場合、例えば、第１ウェル１２は試薬を含まず、第２ウェル１４は、検体に含まれる標的核酸を増幅するための蛍光プローブを含む試薬を含むことができる。この場合、バイオチップ１００の複数の第２ウェル１４において、それぞれ異なる標的核酸を増幅するためのプライマーを含有させて、第２ウェル１４内の試薬を各第２ウェル１４内の被検液２０に溶出させてからＰＣＲを行うことにより、バイオチップ１００を用いて一度に２種以上の核酸の増幅及び解析を行うことができる。
【００２５】
基板１０の材質は特に限定されないが、基板１０は、被検液２０に含まれる成分にダメージを及ぼさない材質からなることが好ましく、例えば無機材料（例えば単結晶シリコン、パイレックス（登録商標）ガラス）、有機材料（例えばポリカーボネート等の樹脂）からなることができる。例えば、基板１０が無機材料からなる場合、フォトリソグラフィー法を用いたドライエッチングにより、基板１０に第１ウェル１２及び第２ウェル１４を形成することができる。また、例えば、基板１０が樹脂からなる場合、鋳型成形、射出成形またはホットエンボス加工によって基板１０に第１ウェル１２及び第２ウェル１４を形成することができる。本実施形態では、基板１０がポリカーボネートからなる場合について説明する。
【００２６】
１．１．２．被覆部材１６
被覆部材１６の材質は特に限定されないが、被覆部材１６は、被検液２０に含まれる成分にダメージを及ぼさない材質からなることが好ましく、後述するバイオチップ１００を回転させる工程（図６参照）において、空間１７を確実に発生させるためには、被覆部材１６は弾性変形する性質を有することがより好ましい。このような被覆部材１６としては
例えば樹脂やゴムが挙げられる。
【００２７】
また、バイオチップ１００を蛍光強度の測定に用いる場合、少なくとも被覆部材１６が透明でかつ低自家蛍光の材質からなるのが好ましく、基板１０及び被覆部材１６がいずれも透明でかつ低自家蛍光の材質からなるのが好ましい。また、バイオチップ１００をＰＣＲに用いる場合、基板１０及び被覆部材１６はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましく、このような材質としては、透明でかつ低自家蛍光の樹脂（例えばポリカーボネート）が挙げられる。
【００２８】
被覆部材１６は、接着剤が配置された表面１６ａを有することができる。接着剤が配置された表面１６ａを有する被覆部材１６は、接着剤が配置された表面１６ａを対象物（本実施形態では基板１０の第１の面１０ａ）に強く押し当てることで対象物と密着することができる。このような被覆部材１６としては、例えば、商品名：LightCycler 480 Sealing Foil・型名：04 729 757 001・ロシュ・ダイアグノスティクス社製、商品名：ポリオレフィン マイクロプレートシーリングテープ・型名：9793・３Ｍ社製、商品名：アンプリフィケーションテープ96・型名：232702・Nunc社製が挙げられる。また、加圧しない状態では接着力を発揮せず、加圧により接着力を発揮できる点で、被覆部材１６の接着剤が配置された表面１６ａは多孔質であってもよい。あるいは、被覆部材１６の表面１６ａに配置される接着剤は、例えば、エネルギー（例えば電子線）の付加によって接着力を発揮するものであってもよい。
【００２９】
１．１．３．被検液２０
図２に示されるように、被検液２０は第１ウェル１２に供給される。被検液２０は例えば、人手（例えばピペットを用いて）または機械によって第１ウェル１２に収容させることができる。バイオチップ１００が例えばＰＣＲに用いられる場合、被検液２０は、標的核酸を含み得る検体、標的核酸を増幅するためのプライマー、増幅産物量を測定するための蛍光試薬（例えばＳＹＢＲ  ＧＲＥＥＮ（商標））、およびＰＣＲマスターミックスをそれぞれ適度な濃度含むものであることができる。
【００３０】
被検液２０の量は、第１ウェル１２及び第２ウェル１４の容積に応じて適宜決定されるが、例えば複数の第２ウェル１４の総容積と同じかまたは前記総容積より多いことが好ましく、複数の第２ウェル１４により確実に被検液２０を充填できる点で、被検液２０の量は、複数の第２ウェル１４の総容積より多いことがより好ましい。
【００３１】
被検液２０は検体から調製されたものである。被検液２０がＰＣＲの対象である場合、測定対象となる標的核酸としては、例えば、血液、尿、唾液、髄液等の検体から抽出されたＤＮＡ、または該検体から抽出したＲＮＡから逆転写したｃＤＮＡ等が挙げられる。
【００３２】
１．２．ループ状の領域１８において被覆部材１６と基板１０とを密着させる工程
次に、図３に示されるように、バイオチップ１００の上に被覆部材１６を配置して、第１ウェル１２及び第２ウェル１４を被覆部材１６で覆う。この状態にて、基板１０と被覆部材１６とが接する状態で、バイオチップ１００において第１ウェル１２及び第２ウェル１４を取り囲むループ状の領域１８（図５において斜線で示した領域）を加圧して、領域１８において基板１０と被覆部材１６とを密着（接着）させる。
【００３３】
領域１８は図５に示されるように、第１ウェル１２及び第２ウェル１４をループ状に取り囲むものであり、加圧部材４０を被覆部材１６の上に配置して図３の矢印の方向に加圧して基板１０と被覆部材１６とを密着させることにより形成される。
【００３４】
加圧部材４０は例えば図４に示されるように、空洞部４２と、空洞部４２の入口に位置
するループ状の端面４４とを有する。加圧部材４０の端面４４が被覆部材１６と接する状態で、加圧部材４０をバイオチップ１００に加圧する。すなわち、被覆部材１６が端面４４と接した状態で図３の矢印の方向に加圧することにより、被覆部材１６が基板１０と接着して、ループ状の領域１８が形成される。
【００３５】
したがって、領域１８では基板１０と被覆部材１６とが接着されているが、領域１８の内側及び外側の領域では、基板１０と被覆部材１６とが単に接しているだけで接着されていない。すなわち、領域１８より内側の領域では、基板１０と被覆部材１６とが接着されておらず、基板１０の上に被覆部材１６が単に接しているにすぎないため、領域１８より内側の領域では、遠心力により基板１０と被覆部材１６との間に被検液が入り込むことによって空間が形成される。
【００３６】
１．３．被検液２０を第１ウェル１２から第２ウェル１４に移動させる工程
次いで、図６に示されるように、第２ウェル１４から回転軸Ａまでの距離が第１ウェル１２から回転軸Ａまでの距離よりも長くなるようにバイオチップ１００が配置された状態で、回転軸Ａを中心としてバイオチップ１００を回転させることにより、図７に示されるように、遠心力を利用して、ループ状の領域１８より内側の領域において被覆部材１６と基板１０との間に形成された空間１７を介して被検液２０を第１ウェル１２から第２ウェル１４に移動させる。これにより、第２ウェル１４に被検液２０が充填される。ここで、第１ウェル１２（第２ウェル１４）から回転軸Ａまでの距離とは、図６に示されるように、バイオチップ１００の回転状態において第１ウェル１２（第２ウェル１４）の上端部ｄ1（ｄ2）から回転軸Ａまでの距離をいう。回転軸Ａを中心としてバイオチップ１００を回転させる装置としては、例えば市販の遠心分離装置を用いることができる。
【００３７】
すなわち、領域１８より内側の領域では、基板１０と被覆部材１６とは接しているに過ぎないため、バイオチップ１００を上述したように回転させると、回転軸Ａと垂直な面において回転軸Ａから遠ざかる方向に遠心力が被検液２０に加わるため、図７に示されるように、空間１７を介して第１ウェル１２から第２ウェル１４へと被検液２０が移動する。一方、領域１８では基板１０と被覆部材１６とが密着されているため、領域１８より外側の領域には被検液２０が漏れることなく、被検液２０は領域１８より内側に留まる。
【００３８】
より具体的には、被検液２０の液圧および被覆部材１６に加わる遠心力により、被覆部材１６が弾性変形し、被覆部材１６に歪みが生じる結果、被覆部材１６と基板１０との間に空間１７が形成される。この空間１７を介して被検液２０が第１ウェル１２から第２ウェル１４へと移動する。
【００３９】
なお、バイオチップ１００を回転させる際、図６に示されるように、バイオチップ１００の第１の面１０ａが回転軸に対向するようにバイオチップを配置する。より具体的には、第１の面１０ａから回転軸までの回転軸に対して垂直方向の距離が、第１の面１０ａと対向する第２の面１０ｂから回転軸までの回転軸に対して垂直方向の距離よりも短くなるようにバイオチップ１００を配置することができる。
【００４０】
１．４．第１ウェル１２及び第２ウェル１４を密閉する工程
次いで、被覆部材１６を基板１０に密着させて、第１ウェル１２及び第２ウェル１４を密閉する。これにより、基板１０と被覆部材１６との接合面がすべて接着される（図９参照）。
【００４１】
被覆部材１６を基板１０に密着する方法としては、例えば図８に示されるように、ローラー３０を被覆部材１６の上を矢印の方向（第２ウェル１４から第１ウェル１２に向かう方向）に回転させながら加圧する方法が挙げられる。この方法により、基板１０と被覆部
材１６との間の空間１７に存在する被検液２０が第１ウェル１２に移動するとともに、被覆部材１６と基板１０との接合面が接着される。この結果、第１ウェル１２及び第２ウェル１４が被覆部材１６によって密閉される。なお、ローラー３０の代わりにブレード（図示せず）を用いて同様の加圧操作を行ってもよい。
【００４２】
１．５．バイオチップ１００の用途
本実施形態に係る被検液の検査方法によって、第２ウェル１４に被検液２０が充填されたバイオチップ１００に対して各種の検査を行うことができる。このバイオチップ１００を用いてＰＣＲを行う場合、第２ウェル１４に被検液２０が充填されたバイオチップ１００を、平坦なヒートブロック（図示せず）を備えたサーマルサイクラー（図示せず）にセットして、ＰＣＲを行うことができる。
【００４３】
この場合、バイオチップ１００の第２ウェル１４は被覆部材１６で密閉されているため、ＰＣＲの温度サイクル処理における被検液２０の蒸発を防ぐことができる。また、被覆部材１６が透明でかつ低自家蛍光の材質からなるため、増幅と同時に蛍光輝度を測定することにより、標的核酸の定量（リアルタイムＰＣＲ）が可能である。また、このバイオチップ１００を用いて、ＳＮＰなどの遺伝子の変異やＤＮＡのメチル化等、ＰＣＲの原理を用いた様々な核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）の解析を行うことができる。
【００４４】
１．６．特徴
本実施形態に係る被検液の検査方法によれば、第１ウェル１２と、第１ウェル１２と分離した、試薬を含む複数の第２ウェル１４とを基板１０の第１の面１０ａに備えたバイオチップ１００の第１ウェル１２に被検液２０を供給する工程と、第１ウェル１２及び第２ウェル１４が被覆部材１６で覆われるように、第１の面１０ａ上に被覆部材１６が配置された状態で、被覆部材１６と基板１０との接合面のうち第１ウェル１２及び第２ウェル１４を取り囲むループ状の領域１８において被覆部材１６と基板１０とを密着させる工程と、第２ウェル１４から回転軸Ａまでの距離が第１ウェル１２から回転軸Ａまでの距離よりも長くなるようにバイオチップ１００が配置された状態で、回転軸Ａを中心としてバイオチップ１００を回転させることにより、遠心力を利用して、ループ状の領域１８より内側の領域において被覆部材１６と基板１０との間に設けられた空間１７を介して被検液２０を第１ウェル１２から第２ウェル１４に移動させる工程と、被覆部材１６をバイオチップ１００に密着させて、第１ウェル１２及び第２ウェル１４を密閉する工程と、を含むことにより、第１ウェル１２に供給された被検液２０を、遠心という簡便な方法にて第２ウェル１４に充填させることができる。その際、第１ウェル１２及び第２ウェル１４を囲むループ状の領域１８について被覆部材１６と基板１０とが密着しているため、被検液２０を第２ウェル１４に充填するにあたって、外部から異物が混入することがない。さらに、被覆部材１６と基板１０との間の空間１７を介して被検液２０を第１ウェル１２から第２ウェル１４に移動させることができるため、第１ウェル１２と第２ウェル１４とを接続する流路を基板１０に製造する必要がなく、低コストで精度良くかつ確実に被検液２０を簡便な方法にて分注することができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る被検液の検査方法によれば、例えば、ピペットを用いて人手によって被検液を分注する場合に困難である、微少量の被検液の分注が可能である。
【００４６】
さらに、本実施形態に係る被検液の検査方法によれば、バイオチップ１００の複数の第２ウェル１４がそれぞれ第１ウェル１２と分離した状態で第１ウェル１２及び第２ウェル１４が密閉されていることにより、第２ウェル１４から第１ウェル１２へと被検液２０の逆流を防止することができる。これにより、被検液の正確な測定が可能となる。
【００４７】
加えて、本実施形態に係る被検液の検査方法によれば、試薬の調製及び被検液の分注工
程を大幅に削減することができ、例えば自動分注装置のような高価な設備を用いる必要がないため、低コストにて被検液を分注することができる。
【００４８】
そのうえ、基板１０及び被覆部材１６がいずれも透明でかつ低自家蛍光の材質からなる場合、本実施形態に係る被検液の検査方法によって第２ウェル１４に被検液２０が充填されたバイオチップ１００を用いて蛍光測定することができる。このため、簡便な測定が可能である。
【００４９】
なお、被検液２０を第１ウェル１２から第２ウェル１４に移動させる工程において、バイオチップ１００を回転させる際に、図６に示されるように、第１の面１０ａが回転軸と対向し、かつ、第２ウェル１４から回転軸までの回転軸に対して垂直方向の距離が第１ウェル１２から回転軸までの回転軸に対して垂直方向の距離よりも長くなるようにバイオチップを１００を配置してもよい。
【００５０】
また、被覆部材１６は、接着剤が配置され、ループ状の領域１８について被覆部材１６と基板１０とを密着させる工程において、ループ状の領域１８を加圧して、ループ状の領域１８について基板１０と被覆部材１６とを接着させるようにしてもよい。この方法によれば、ループ状の領域１８を加圧することにより被覆部材１６に配置された接着剤にて基板１０と被覆部材１６とが接着されるため、簡便かつ低コストで基板１０と被覆部材１６とを密着させることができる。また、密着させる工程においてはループ状の領域１８を加圧させるだけなので、熱が発生することがなく、バイオチップ２００の温度の上昇を抑制することができ、被検液２０に与えるダメージを少なくすることができる。
【００５１】
また、被覆部材１６は、弾性変形する性質を有することが好ましい。この方法によれば、被検液２０の液圧および被覆部材１６に加わる遠心力により、被覆部材１６が弾性変形し、被覆部材１６に歪みが生じる結果、被覆部材１６と基板１０との間に空間１７が形成されやすくすることができる。そして、この空間１７を介して被検液２０が第１ウェル１２から第２ウェル１４へと移動させることができる。
【００５２】
本実施形態では、バイオチップ１００がＰＣＲに用いられる場合について説明したが、本実施形態に係る被検液の検査方法により得られたバイオチップ１００は例えば、ウイルス、細菌、タンパク質、低分子〜高分子化合物、細胞、粒子、コロイド、例えば花粉等のアレルギー物質、毒物、有害物質、環境汚染物質の検査に使用することができる。なお、本実施形態では、バイオチップ１００の第２ウェル１４が試薬を含む場合について説明したが、検査内容によっては、第２ウェル１４は試薬を含まなくてもよい。
【００５３】
２．第２実施形態
図１０、図１１及び図１３は、本発明の第２実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図である（図１０、図１１及び図１３において上図は平面図、下図は上図に対応する断面図である）。図１２は、図１０に示されるバイオチップ２００と被覆部材２６とを超音波溶着装置３００を用いて溶着させる工程を説明する図であり、図１４は、図１１に示されるバイオチップ２００と被覆部材２６とを超音波溶着装置３００を用いて密着（溶着）させる工程を説明する図である。
【００５４】
本実施形態に係る被検液の検査方法では、図１０に示されるバイオチップ２００を用いる。すなわち、バイオチップ２００は、複数の第２ウェル２４の上端部２４ａがそれぞれ凸部１１で構成されている点で、凸部１１が設けられていない第１実施形態のバイオチップ１００と異なる。なお、バイオチップ２００を第１実施形態に係る被検液の検査方法で用いてもよいし、あるいは、第１実施形態に係る被検液の検査方法で用いたバイオチップ１００を本実施形態に係る被検液の検査方法で用いてもよい。なお、バイオチップ２００
の第１ウェル２２及び第２ウェル２４は、第１実施形態のバイオチップ１００の第１ウェル１２及び第２ウェル１４と同様の構成及び機能を有する。
【００５５】
本実施形態に係る被検液の検査方法において、上述の第１実施形態に係る被検液の検査方法と同様の構成成分については同じ符号を付して示し、詳しい説明は省略する。したがって、本実施形態に係る被検液の検査方法の構成成分において、上述の第１実施形態に係る被検液の検査方法と同じ符号で示された構成成分は同様の構成及び機能を有する。
【００５６】
本実施形態に係る被検液の検査方法では、基板１１０と被覆部材２６とを密着させる手段が超音波照射による溶着である点で、接着によって基板１０と被覆部材１６とを密着させる第１実施形態に係る被検液の検査方法と異なる。よって、本実施形態に係る被検液の検査方法では、第１実施形態に係る被検液の検査方法と共通する工程については説明を省略し、第１実施形態に係る被検液の検査方法とは異なる工程について主に説明する。
【００５７】
被覆部材２６は、上述した第１実施形態における被覆部材１６と同様に、透明でかつ低自家蛍光の材質からなるのが好ましい。さらに、バイオチップ２００では、基板１１０及び被覆部材２６がいずれも、熱により溶融する性質を有する。この場合、基板１１０及び被覆部材２６を確実に溶着させることができる点で、基板１１０及び被覆部材２６は同じ材質からなることがより好ましい。また、バイオチップ２００をＰＣＲに用いる場合、基板１１０及び被覆部材２６はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましく、このような材質としては、透明でかつ低自家蛍光の樹脂（例えばポリカーボネート）が挙げられる。
【００５８】
まず、第１実施形態に係る被検液の検査方法（上記１．１．参照）と同様の方法にて、第１ウェル２２に被検液２０を供給する。
【００５９】
次に、図１０に示されるように、第１ウェル２２及び第２ウェル２４が被覆部材２６で覆われるように基板１１０上に被覆部材２６が配置された状態で、図１１に示されるように、被覆部材２６と基板１１０との接合面のうち第１ウェル２２及び第２ウェル２４を取り囲むループ状の領域（以下単に「領域」ともいう。）２８に超音波を照射して、領域２８において基板１１０及び被覆部材２６を溶着させる。これにより、領域２８においては基板１１０と被覆部材２６とが密着されているが、領域２８より内側及び外側の領域では、基板１１０及び被覆部材２６が単に接している。このため、領域２８より内側の領域では、基板１１０と被覆部材２６との間を被検液２０が移動できる隙間（図示せず）が存在する。
【００６０】
ここで、超音波の照射は例えば、図１２に示される超音波溶着装置３００を用いることができる。超音波溶着装置３００では、超音波振動子３０４にて電気エネルギーを機械的振動エネルギー（超音波）に変換し、ホーン３０２から超音波を照射する。ここで、照射される超音波は、例えば２０ｋＨｚである。
【００６１】
超音波溶着装置３００は、図１２に示されるように、超音波振動子３０４と、超音波振動子３０４に取り付けられたホーン３０２とを備える。ホーン３０２は、図１２に示されるように、空洞部３０５を有する。ホーン３０２は、図４に示される加圧部材４０と同様の形状を有する。すなわち、ホーン３０２は空洞部３０５及び端面３０６を有し、この空洞部３０５及び周縁部３０６はそれぞれ、図４に示される加圧部材４０の空洞部４２及び端面４４と同様の構造を有する。
【００６２】
ホーン３０２の端面３０６をバイオチップ２００上の被覆部材２６に押し当てた状態で、バイオチップ２００に対して図１２の矢印の方向に加圧するとともに、端面３０６から
超音波が集中して放出される。その結果、端面３０６と接する領域２８（図１１参照）に超音波が集中的に照射されて摩擦熱が発生し、領域２８にて基板１１０及び被覆部材２６が溶融して基板１１０と被覆部材２６とが密着（溶着）する。
【００６３】
次いで、第１実施形態に係る被検液の検査方法（上記１．３．参照）と同様の方法にて、遠心力を利用して、ループ状の領域２８より内側の領域において被覆部材２６と基板１１０との間に形成された空間（図示せず）を介して被検液２０を第１ウェル２２から第２ウェル２４に移動させる。
【００６４】
続いて、被覆部材２６全体に対して超音波を照射することにより、図１３に示されるように、基板１１０と被覆部材２６との接合面全体を密着（溶着）させる。これにより、第１ウェル２２及び第２ウェル２４を密閉する。
【００６５】
ここで、超音波の照射は例えば、図１４に示される超音波溶着装置３００を用いることができる。超音波溶着装置３００は、図１４に示されるように、超音波振動子３０４と、超音波振動子３０４に取り付けられたホーン３０３とを備える。ホーン３０３は、内部に空洞部３０５が設けられていない点以外は、図１２に示されるホーン３０２と同様の構成を有する。
【００６６】
図１４に示されるように、バイオチップ２００に積層された被覆部材２６の上方から、被覆部材２６全体に対して、超音波溶着装置３００によって超音波を照射する。ホーン３０３の端面３０７を被覆部材２６に押し当てた状態でバイオチップ２００に対して図１４の矢印の方向に加圧するとともに、ホーン３０３の端面３０７と被覆部材２６との接合面に超音波を照射する。これにより、基板１１０と被覆部材２６との接合面が密着（溶着）する。これにより、第１ウェル２２及び第２ウェル２４が密閉される。
【００６７】
本実施形態に係る被検液の検査方法によれば、第１実施形態に係る被検液の検査方法と同様の作用効果を有する。さらに、本実施形態に係る被検液の検査方法によれば、基板１１０と被覆部材２６とを超音波照射によって密着（溶着）させるため、被検液２０への熱の付加を抑えることができるため、被検液２０に与えるダメージが少ない。このため、第２ウェル２４に含まれる試薬の活性を維持することができる。さらに、溶着による基板１１０と被覆部材２６との接合力は強いため、第２ウェル２４からの液漏れを確実に防止することができる。
【００６８】
また、本実施形態に係る被検液の検査方法で用いるバイオチップ２００は、第２ウェル２４の上端部２４ａがそれぞれ凸部１１で構成されているため、凸部１１と被覆部材２６とを超音波照射により溶着させる際に、超音波が凸部１１と被覆部材２６との接合面に集中しやすいため、凸部１１と被覆部材２６とをより確実に溶着させることができる。また、超音波照射による溶着は、バイオチップ２００の温度の上昇を抑制することができるため、被検液２０に与えるダメージが少ない。
【００６９】
本発明に係る実施の形態の説明は以上である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００７０】
１０，１１０…基板、１０ａ…第１の面、１０ｂ…第２の面、１１…凸部、１２，２２
…第１ウェル、１４，２４…第２ウェル、２４ａ…上端部、１６，２６…被覆部材、１６ａ…表面、１７…空間、１８，２８…領域、２０…被検液、３０…ローラー、４０…加圧部材、４２，３０５…空洞部、４４，３０６…端面、１００，２００…バイオチップ、３００…超音波溶着装置、３０２，３０３…ホーン、３０４…超音波振動子、３０７…端面、Ａ…回転軸
【図１】
2014194431.tif 000003
【図４】
2014194431.tif 000004
【図１２】
2014194431.tif 000005
【図１４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
2014194431.tif 000009
【図６】
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【図７】
2014194431.tif 000011
【図８】
2014194431.tif 000012
【図９】
2014194431.tif 000013
【図１０】
2014194431.tif 000014
【図１１】
2014194431.tif 000015
【図１３】
2014194431.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月8日(2014.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検液を配置した第１ウェルと、前記第１ウェルと分離した、試薬を配置した複数の第２ウェルと、を第１面に備えた基板を、回転軸の回りに回転させて前記第１ウェルから前記第２ウェルに前記被検液を充填する被検液の充填装置であって、
回転軸と、
前記基板を回転軸の周りに回転させる回転機構と、
前記基板の第１面が前記回転軸と対向し、前記回転軸に垂直な方向に配置された前記第２ウェルから前記回転軸までの距離が、前記回転軸に垂直な方向に配置された前記１ウェルから前記回転軸までの距離より長くなるように前記基板を配置する基板装着部と、を備え、
前記基板は、前記第１ウェルと前記第２ウェルとを覆う被覆部材を備え、
前記基板が前記回転軸の回りに回転する遠心力によって前記第１ウェルから前記基板と前記被覆部材との間に被検液が入り込み、前記第２ウェルへ被検液が移動する、被検液の充填装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板の第１面に凸部を有した、被検液の充填装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板の第１面に配置され、被検液を配置した第１ウェルと、
前記基板の第１面に配置され、前記第１ウェルと分離した試薬を配置した複数の第２ウェルと、
前記基板の第１面に、前記第１ウェルと前記第２ウェルとが覆われるように配置された被覆部材と、
前記基板を平面視したとき、前記基板と前記被覆部材とは前記第１ウェルおよび前記複数の第２ウェルを囲むループ状の領域で密着されており、
前記基板を回転軸の周りに回転させ、前記第１ウェルから前記第２ウェルに前記被検液を充填する際に、前記回転軸に垂直な方向に配置された前記１ウェルから前記回転軸までの距離より、前記回転軸に垂直な方向に配置された前記第２ウェルから前記回転軸までの距離が長くなるように、かつ、前記第１面が前記回転軸と対向するように前記基板を配置
して前記基板を回転したとき、回転による遠心力によって前記第１ウェルから前記ループ状の領域の内側で前記基板と前記被覆部材との間に被検液が入り込み、前記第２ウェルへ被検液が移動する、バイオチップ。
【請求項４】
請求項３において、
前記基板の第１面に凸部を有する、バイオチップ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、被検液の充填装置及びバイオチップに関する。