(57)【要約】【課題】散乱光の検出感度および検出精度が高いマイクロチップ、および、当該マイクロチップを用いた分析装置を提供する。【解決手段】少なくとも、光透過性を有する第１基板１と、第１基板１を介してチャンバー５内へ入射した光の少なくとも一部をチャンバー５の内側へ向かって反射させる第２基板２と、によって形成されているチャンバー５を有するマイクロチップを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子を収容するためのチャンバーを備えているマイクロチップであって、
上記チャンバーは、少なくとも、光透過性を有する第１基板と、上記第１基板を介して上記チャンバー内へ入射した光の少なくとも一部を上記チャンバーの内側へ向かって反射させる第２基板と、によって形成されていることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
上記第２基板は、光透過率よりも光反射率の方が大きいものであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
上記第２基板は、散乱光量よりも正反射光量の方が大きいものであることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
上記第２基板は、ベース基板と、上記ベース基板の表面のうちの上記チャンバーの内側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項５】
上記第２基板は、ベース基板と、上記ベース基板の表面のうちの上記チャンバーの外側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されており、
上記ベース基板は、光透過性基板であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
上記第１基板は、光透過性基板によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項７】
上記第２基板は、正反射方向への光の反射率が１０％以上１００％未満であり、
上記正反射方向への光の強度は、正反射方向以外へ反射される光の強度よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項８】
上記第２基板の光反射面は、少なくとも金属によって形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項９】
上記金属は、チタン、クロム、銅、アルミ、アルミ合金、銀、白金および金からなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項８に記載のマイクロチップ。
【請求項１０】
上記第２基板の光反射面は、少なくとも誘電体膜によって形成されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項１１】
上記チャンバーの内側の空間へ試料を注入するための、上記チャンバーに連通している孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のマイクロチップ。
【請求項１２】
上記孔は、上記チャンバー内へ、上記微粒子としてラテックス粒子を導入するためのものであることを特徴とする請求項１１に記載のマイクロチップ。
【請求項１３】
上記チャンバーは、マイクロチャネルと連結しており、
上記チャンバーの、送液方向に直行する断面の形状と、上記マイクロチャネルの、送液方向に直行する断面の形状とは、同じ形状であることを特徴とする請求項１〜１２に記載のマイクロチップ。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載のマイクロチップの上記第１基板へ光を照射するための光源と、
上記チャンバーに収容された上記微粒子から発生した散乱光を検出するための検出器と、を備えていることを特徴とする分析装置。
【請求項１５】
上記検出器は、上記マイクロチップの上記第１基板を境として、上記光源と同じ側に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の分析装置。
【請求項１６】
上記微粒子から発生した散乱光を上記第２基板の側へ反射する反射鏡を備え、
上記検出器は、上記マイクロチップの上記第１基板を境として、上記光源と反対側に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の分析装置。
【請求項１７】
上記光源と、上記マイクロチップの上記第１基板と、の間に配置される光学スリットおよび集光レンズの少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項１４〜１６の何れか１項に記載の分析装置。
【請求項１８】
上記検出器は、上記光源から上記マイクロチップに対して照射される光のうち、上記マイクロチップの上記第２基板の正反射方向への光を受光しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１４〜１７の何れか１項に記載の分析装置。
【請求項１９】
上記検出器によって上記微粒子を収容していない上記マイクロチップの散乱光を検出したときに、検出値が、上記光源が上記第１基板に向かって照射する光の強度の５％以下になっているか否かを判定する判定部を備えていることを特徴とする請求項１４〜１８の何れか１項に記載の分析装置。
【請求項２０】
上記光源は、上記チャンバー内へ入射した光の、送液方向に直行する方向における照射エリアが、上記第１基板および上記第２基板以外の壁面と重ならないものであることを特徴とする請求項１４〜１９の何れか１項に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップおよびマイクロチップを用いた分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な粒子に光を照射したときに発生する散乱光に基づいた各種測定装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、散乱光に基づいた測定装置として、濁度計およびラテックス凝集反応測定装置などを挙げることができる（例えば、特許文献１および特許文献２など参照）。
【０００４】
上述した様々な装置は、基本的に同じ原理に基づいて設計されている。上述した各種測定装置の原理を、図９を用いて説明する。
【０００５】
図９に示すように、従来技術では、基板１０１と基板１０２との間の空間内に粒子１０３が導入される。なお、光を透過させる必要があるために、上記基板１０１および基板１０２は、共に光透過性基板によって形成されている。
【０００６】
光源（図示せず）から粒子１０３に対して光が照射され、その結果、粒子１０３から、異なる方向へ向かう後方散乱光および前方散乱光が発生する。
【０００７】
上記後方散乱光は、基板１０１を通過して、基板に挟まれた空間の外側へ散乱する。一方、上記前方散乱光は、基板１０２を通過して、基板に挟まれた空間の外側であって、かつ後方散乱光が散乱する方向とは逆側へ散乱する。
【０００８】
そして、従来技術では、後方散乱光または前方散乱光の何れか一方を検出器（図示せず）にて検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２３０８８９号公報（１９９９年８月２７日公開）
【特許文献２】特開２００２−８２１１８号公報（２００２年３月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような従来技術は、特にマイクロチップスケールでの検出を考えた場合、散乱光の検出感度および検出精度が低いという問題点を有している。
【００１１】
図９に示したように、従来技術では、後方散乱光または前方散乱光の何れか一方を検出するので、検出し得る散乱光の量が少ない。それ故に、従来技術では、散乱光の検出感度および検出精度が低いという問題点を有している。
【００１２】
また、図９に示したように、従来技術では、光源からの光が流路内を通過する距離が極めて短い。具体的には、従来技術では、光源からの光は、基板１０１を通過してから基板１０２へ至るまでの距離しか、基板間の空間を通過しない。その結果、当該光が照射される粒子の総数が少なくなる。それ故に、従来技術では、発生する散乱光の総量が少ないので、散乱光の検出感度および検出精度が低いという問題点を有している。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、散乱光の検出感度および検出精度が高いマイクロチップ、および、当該マイクロチップを用いた分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のマイクロチップは、上記課題を解決するために、微粒子を収容するためのチャンバーを備えているマイクロチップであって、上記チャンバーは、少なくとも、光透過性を有する第１基板と、上記第１基板を介して上記チャンバー内へ入射した光の少なくとも一部を上記チャンバーの内側へ向かって反射させる第２基板と、によって形成されていることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、第１基板を介してチャンバー内へ入射した光が、第１基板から第２基板に向かって進む過程において、チャンバー内の微粒子に対して照射される。そして、このとき、当該微粒子から第１基板の側へ向かって後方散乱光が発生する。また、上記構成によれば、第１基板を介してチャンバー内へ入射した光の少なくとも一部は、第２基板によってチャンバーの内側へ反射され、当該反射光が、チャンバー内の微粒子に対して照射される。そして、このとき、当該微粒子から第１基板の側へ向かって前方散乱光が発生する。つまり、上記構成によれば、同じ側に向かって、後方散乱光と前方散乱光とを発生させることができる。そして、当該後方散乱光と前方散乱光とを同時に測定することによって、散乱光の検出感度および検出精度を飛躍的に向上させることができる。
【００１６】
本発明のマイクロチップでは、上記第２基板は、光透過率よりも光反射率の方が大きいものであることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、第２基板によってチャンバーの内側へ反射される光を増すことができるので、その結果、微粒子から発生する前方散乱光を増すことができる。
【００１８】
本発明のマイクロチップでは、上記第２基板は、散乱光量よりも正反射光量の方が大きいものであることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、微粒子からの散乱光の測定においてバックグラウンドとなる、第２基板の散乱光量が小さくなるので、微粒子からの散乱光の検出感度を上げることができる。
【００２０】
本発明のマイクロチップでは、上記第２基板は、ベース基板と、上記ベース基板の表面のうちの上記チャンバーの内側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されていることが好ましい。
【００２１】
光反射層がチャンバーの内側の空間に近い方がより効果的に前方散乱光を検出することができるので、当該条件を満たす上記構成によれば、信号値（検出器等によって散乱光を検出したときの信号値）のダイナミックレンジを大きくすることができる。
【００２２】
本発明のマイクロチップでは、上記第２基板は、ベース基板と、上記ベース基板の表面のうちの上記チャンバーの外側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されており、上記ベース基板は、光透過性基板であることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、ベース基板がチャンバーの内側の空間に向かって配置されている。つまり、チャンバーの内側の空間と光反射層との間にはベース基板が配置されている。それ故に、上記構成であれば、光反射層を保護（例えば、表面の酸化防止や、汚れの防止や、劣化の防止など）することができるので、当該光反射層によってより効率よく光を反射させて、微粒子から発生する前方散乱光を増すことができる。なお、ベース基板が光透過性基板であるので、ベース基板内を光を通過させることができるとともに、ベース基板内を通過した後の光を、光反射層によって効率よく反射することができる。
【００２４】
本発明のマイクロチップでは、上記第１基板は、光透過性基板によって形成されていることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、第１基板を通過する際の光のロスを小さくすることができるため、信号値を大きくすることができる。
【００２６】
本発明のマイクロチップでは、上記第２基板は、正反射方向への光の反射率が１０％以上１００％未満であり、上記正反射方向への光の強度は、正反射方向以外へ反射される光の強度よりも大きいことが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、簡易かつ効率よく、第２基板（更に具体的には、第２基板の光反射層）を作製することができる。
【００２８】
本発明のマイクロチップでは、上記第２基板の光反射面は、少なくとも金属によって形成されていることが好ましい。
【００２９】
更に、本発明のマイクロチップでは、上記金属は、チタン、クロム、銅、アルミ、アルミ合金、銀、白金および金からなる群から選択される少なくとも１つであることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、第２基板によってチャンバーの内側へ反射される光を増すことができ、その結果、微粒子から発生する前方散乱光を増すことができる。また、上記構成によれば、第２基板を簡単に作製することができる。
【００３１】
本発明のマイクロチップでは、上記第２基板の光反射面は、少なくとも誘電体膜によって形成されていることが好ましい。
【００３２】
上記構成によれば、第２基板の光の反射率を上げることができる。
【００３３】
本発明のマイクロチップでは、上記チャンバーの内側の空間へ試料を注入するための、上記チャンバーに連通している孔が設けられていることが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、上記孔を介して、微粒子などを含む様々な試料を容易にチャンバー内へ注入することができる。それ故に、様々な試料を用いた所望の測定を、容易に行うことができる。
【００３５】
本発明のマイクロチップでは、上記孔は、上記チャンバー内へ、上記微粒子としてラテックス粒子を導入するためのものであることが好ましい。
【００３６】
上記構成によれば、本発明のマイクロチップを、ラテックス凝集免疫比濁法を実施するためのマイクロチップ（ラテックス凝集免疫比濁法用マイクロチップ）として用いることができる。
【００３７】
本発明のマイクロチップでは、上記チャンバーは、マイクロチャネルと連結しており、上記チャンバーの、送液方向に直行する断面の形状と、上記マイクロチャネルの、送液方向に直行する断面の形状とは、同じ形状であることが好ましい。
【００３８】
上記構成によれば、マイクロチップの形状を簡易なものにすることができるとともに、サンプルの送液を容易に行うことができる。
【００３９】
本発明の分析装置は、上記課題を解決するために、本発明のマイクロチップの上記第１基板へ光を照射するための光源と、上記チャンバーに収容された上記微粒子から発生した散乱光を検出するための検出器と、を備えていることを特徴としている。
【００４０】
上記構成によれば、光源によって第１基板へ光を照射し、当該光が、第１基板を介してチャンバー内へ入射する。そして、当該チャンバー内へ入射した光によって発生する前方散乱光と後方散乱光とが検出器によって検出される。それ故に、上記構成によれば、本発明のマイクロチップを用いた高感度および高精度の分析装置を、簡単な構成にて実現することができる。
【００４１】
本発明の分析装置では、上記検出器は、上記マイクロチップの上記第１基板を境として、上記光源と同じ側に配置されていることが好ましい。
【００４２】
上記構成によれば、チャンバー内へ入射した光によって発生する前方散乱光と後方散乱光とを、少ない数の検出器（例えば、１つ）によって検出することができる。
【００４３】
本発明の分析装置は、上記微粒子から発生した散乱光を上記第２基板の側へ反射する反射鏡を備え、上記検出器は、上記マイクロチップの上記第１基板を境として、上記光源と反対側に配置されていることが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、本発明のマイクロチップを用いた高感度および高精度の分析装置を、簡単な構成にて実現することができる。
【００４５】
本発明の分析装置は、上記光源と、上記マイクロチップの上記第１基板と、の間に配置される光学スリットおよび集光レンズの少なくとも一方を備えていることが好ましい。
【００４６】
上記構成によれば、チャンバー内の微粒子に対して効率よく光を照射することができるので、その結果、散乱光の検出感度および検出精度を更に向上させることができる。
【００４７】
本発明の分析装置では、上記検出器は、上記光源から上記マイクロチップに対して照射される光のうち、上記マイクロチップの上記第２基板の正反射方向への光を受光しない位置に設けられていることが好ましい。
【００４８】
上記構成によれば、検出器が、微粒子から発生する前方散乱光および後方散乱光以外の光を検出することを防ぐことができる。つまり、測定時のバックグラウンドを低く抑えることができる。その結果、散乱光の検出感度および検出精度を更に向上させることができる。
【００４９】
本発明の分析装置は、上記検出器によって上記微粒子を収容していない上記マイクロチップの散乱光を検出したときに、検出値が、上記光源が上記第１基板に向かって照射する光の強度の５％以下になっているか否かを判定する判定部を備えていることが好ましい。
【００５０】
上記構成によれば、測定時のバックグラウンドが低いか否か、換言すれば、検出感度および検出精度が高い状態にて測定を行うことが可能か否か、を判定することができる。具体的には、検出器によって、微粒子を収容していないマイクロチップの散乱光を検出したときに、検出値が、光源が第１基板に向かって照射する光の強度の５％以下になっていれば、測定時のバックグラウンドが低い（換言すれば、検出感度および検出精度が高い状態にて測定を行うことが可能）と判断することができる。測定時のバックグラウンドを上げる要因としては、例えば、検出器の位置や、マイクロチップの品質などを挙げることができる。それ故に、判定部が、測定時のバックグラウンドが高いと判断した場合には、検出器の位置を調節したり、測定に用いるマイクロチップを交換することが可能である。
【００５１】
本発明の分析装置では、上記光源は、上記チャンバー内へ入射した光の、送液方向に直行する方向における照射エリアが、上記第１基板および上記第２基板以外の壁面と重ならないものであることが好ましい。
【００５２】
上記構成によれば、第１基板を介してチャンバー内へ入射した光は、第２基板以外の構成によって反射されることがない。つまり、上記構成によれば、チャンバー内に入射した光が反射する方向を制御する（例えば、１つの方向へ限定する）ことが容易になる。その結果、検出器が、微粒子から発生する前方散乱光および後方散乱光以外の光を検出することによって発生する測定時のバックグラウンドを、低く抑えることができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明は、マイクロチップを用いた散乱光の検出を可能にするので、より簡便かつ安価に散乱光を測定することができる。
【００５４】
本発明は、前方散乱と後方散乱とを同時に検出することができるため、散乱光の検出感度および検出精度を向上させることができる。
【００５５】
本発明は、マイクロチップを小型化（例えば、薄型化）したとしても、マイクロチップ内を通過する光の光路長を長く維持することができる。つまり、本発明は、散乱光の高い検出感度および検出精度を維持したままで、マイクロチップを小型化（例えば、薄型化）することができる。
【００５６】
本発明は、様々な測定法（例えば、ラテックス凝集免疫比濁法、濁度計、パーティクルカウンタなど）に基づいた、マイクロチップによる簡便な測定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のマイクロチップの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明のマイクロチップの一実施形態における、第２基板に照射された照射光による正反射光、散乱光および吸収光の関係を示した図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明のマイクロチップにおける、チャンバーおよびマイクロチャネルの実施形態の一例を示す模式図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の分析装置の一実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の分析装置の一実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明の分析装置における、光源の実施形態の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例における試験結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例における試験結果を示すグラフである。
【図９】従来の散乱光測定装置の概念を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明の一実施形態について図１〜図８を用いて以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５９】
〔１．マイクロチップ〕
〔１−１．マイクロチップの作用・効果〕
まず、図１を用いて、本実施の形態のマイクロチップの作用・効果について説明する。
【００６０】
本実施の形態のマイクロチップは、第１基板１と第２基板２とによって形成されたチャンバー５を有しており、当該チャンバー５内に、様々な微粒子３を収容することができる。
【００６１】
光源（図示せず）からの光は、第１基板１を介して、チャンバー５内へ入射する。そして、微粒子３に対して、チャンバー５内へ入射した直後の光（換言すれば、第１基板１側から第２基板２側へ向かう光）と、チャンバー５内へ入射した後に第２基板２によって反射された光（換言すれば、第２基板２側から第１基板１側へ向かう光）と、が照射されることになる。
【００６２】
上記微粒子３に対して、チャンバー５内へ入射した直後の光が照射された場合には、第１基板１の方向へ向かう後方散乱光が発生する。一方、上記微粒子３に対して、チャンバー５内へ入射した後に第２基板２によって反射された光が照射された場合には、第１基板１の方向へ向かう前方散乱光が発生する。
【００６３】
本実施の形態のマイクロチップは、同じ方向へ向かう後方散乱光と前方散乱光とを同時に発生させることができるので、これらの散乱光を例えば１つの検出器によって検出することによって、散乱光の検出感度および検出精度を飛躍的に上昇させることができる。
【００６４】
また、図１に示すように、本実施の形態のマイクロチップでは、第２基板２によって光が反射されるので、光がチャンバー５内を通過する距離を長くすることができる。この場合、光は、第１基板１を通過してから第２基板２へ至るまでの間、後方散乱光を発生させ、反射して第２基板２から第１基板へ至るまでの間、前方散乱光を発生させることになる。つまり、本実施の形態のマイクロチップは、従来技術と比較して、同じ強度の光によって発生させる散乱光の総量を飛躍的に増加させることができる。そして、これによっても、本実施の形態のマイクロチップであれば、散乱光の検出感度および検出精度を飛躍的に上昇させることができる。
【００６５】
以下に、各構成について、詳細に説明することにする。
【００６６】
〔１−２．マイクロチップの構成〕
本実施の形態のマイクロチップは、微粒子３を収容するためのチャンバー５を備えている。
【００６７】
上記微粒子３は、光が照射された時に散乱光を発生させ得るものであればよく、その構成は特に限定されない。例えば、上記微粒子３は、人工的に作製された微粒子（例えば、金属ビーズ、ラテックスビーズ、ミセルなど）であってもよいし、自然界に存在する天然の微粒子（例えば、アレルゲン物質となる埃や塵、微生物など）であってもよい。また、微粒子３は同一の微粒子の集合体であってもよいし、異なる微粒子の集合体であってもよい。
【００６８】
上述したように、微粒子３として、ラテックスビーズを用いることも可能である。また、微粒子３として、表面が所望の抗体によって覆われているラテックスビーズを用いることも可能である。上記構成によれば、本実施の形態のマイクロチップを、ラテックス凝集免疫比濁法を実施するためのマイクロチップをして利用することができる。
【００６９】
上記チャンバー５は、少なくとも、光透過性を有する第１基板１と、第１基板１を介してチャンバー５内へ入射した光の少なくとも一部をチャンバー５の内側へ向かって反射させる第２基板２と、によって形成されている。
【００７０】
上記第１基板１および第２基板２の各々の表面（例えば、互いに対向しあう表面）の形状は特に限定されず、平面であってもよいし、曲面であってもよいし、凹凸を有する平面または曲面であってもよいし、これらの任意の組み合わせであってもよい。
【００７１】
第１基板１と第２基板２との位置関係は特に限定されず、第１基板１を介してチャンバー内へ入射した光が照射され得る位置に、第２基板２を設ければよい。
【００７２】
例えば、第１基板１と第２基板２とが対向するように、両者を設けることも可能である。更に具体的には、第１基板１と第２基板２とが平行して向かい合うように、両者を設けることも可能である。第１基板１と第２基板２とが平行して向かい合うように、両者を設ける場合には、更に具体的には、第１基板１および第２基板２の互いに対向しあう表面が互いに平行になるようにすればよい。勿論、本発明は、このような第１基板１および第２基板２の配置関係に限定されない。
【００７３】
上記チャンバー５の空間は、第１基板１と第２基板２との間の空間として形成され得る。例えば、第１基板１と第２基板２との間に別の部材（例えば、第３基板および第４基板など）を挟み、当該別の部材を介して第１基板１と第２基板２とを接着させることによって、チャンバー５の空間を形成することも可能である。上記別の部材としては、両面接着が可能なテープ等が好ましい。また、射出成形による一体加工や、マイクロチャネルパターン付きの第１基板１と第２基板２とを直接接着させることによって、チャンバー５の空間を形成することも可能である。
【００７４】
上記第１基板１は、光源などから第１基板１に対して照射された光の少なくとも一部をチャンバー５内へ入射させ得る基板（光透過性基板）であればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
【００７５】
例えば、上記第１基板１は、光源から第１基板１に対して照射された光の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、更に好ましくは少なくとも７０％、更に好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは少なくとも９０％をチャンバー５内へ入射させ得る基板であり得る。
【００７６】
更に具体的には、上記第１基板１として、ガラス基板または光透過性樹脂（例えば、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＣＯＣ（Cyclo Olefin Copolymer）など）などを用いることが可能である。
【００７７】
上記第２基板２は、第１基板１を介してチャンバー５内へ入射した光の少なくとも一部をチャンバー５の内側へ向かって反射させ得る基板であればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
【００７８】
ここで、まず、図２を用いて、第２基板２に対して照射された光がどのように分解・吸収されるかについて説明する。
【００７９】
図２に示すように、第２基板２に対して照射された光は、正反射光、散乱光（散乱反射）および透過光にわかれ、その一部は、第２基板２によって吸収される。
【００８０】
第２基板２に対して照射される光の強度を「Ｉ照射」とし、第２基板２によって反射される光の強度を「Ｉ反射」とし、第２基板２にて発生する散乱光の強度を「Ｉ散乱」とし、第２基板２を透過する光の強度を「Ｉ透過」とし、第２基板２によって吸収される光の強度を「Ｉ吸収」としたときに、以下の関係式１が成り立つ。つまり、
Ｉ照射＝Ｉ反射＋Ｉ散乱＋Ｉ透過＋Ｉ吸収    ・・・・（関係式１）。
【００８１】
第２基板２の具体的な構成は、上述した各パラメータおよび関係式１に基づいて決定することができる。その一例を、以下に示す。
【００８２】
例えば、上記第２基板２は、光透過率よりも光反射率の方が大きいものであり得る。換言すれば、上記第２基板２は、「Ｉ透過＜Ｉ反射」の条件を満たす基板であり得る。
【００８３】
また、上記第２基板２は、散乱光量よりも正反射光量の方が大きいものであり得る。換言すれば、上記第２基板２は、「Ｉ散乱＜Ｉ反射」の条件を満たす基板であり得る。
【００８４】
また、上記第２基板２は、正反射方向への光の反射率が１０％以上１００％未満であり、正反射方向への光の強度は、正反射方向以外へ反射される光の強度よりも大きいものであり得る。換言すれば、上記第２基板２は、「０．１×Ｉ照射≦Ｉ反射＜１．０×Ｉ照射」および「Ｉ散乱＋Ｉ透過＋Ｉ吸収＜Ｉ反射」の条件を満たす基板であり得る。
【００８５】
上記構成であれば、何れも第２基板によって反射される光の量を増すことができる。そして、その結果、当該反射光がチャンバー内の微粒子に照射された結果生じる前方散乱光を増すことができる。
【００８６】
上述したような条件を満たす基板は、周知の光学装置（例えば、日立ハイテクノロジーズ社の分光光度計）によって各パラメータを実測することによって、容易に選択することができる。また、本願出願時において、上述した各パラメータのデータは、周知である（例えば、化学便覧（日本化学会編）参照）。したがって、当該文献に基づいて、上述したような条件を満たす基板を選択することも可能である。
【００８７】
上記第２基板２は、１つの構成によって形成されていてもよいし、複数の構成によって形成されていてもよい。
【００８８】
上記第２基板２が複数の構成によって形成される場合には、例えば、第２基板２は、ベース基板と、ベース基板の表面のうちのチャンバー５の内側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されていてもよい。なお、当該構成の場合、第１基板１を介してチャンバー５内へ入射した光の少なくとも一部は、上記光反射層によって、チャンバー５の内側へ向かって反射することになる。
【００８９】
上記ベース基板の構成としては特に限定されず、適宜、所望の構成を用いることが可能である。ベース基板として、例えば、光透過性基板を用いることも可能であるし、光非透過性基板を用いることも可能である。本実施の形態の場合、光反射層がチャンバー５の内側の空間に向かって配置されており、当該光反射層によって効率よく光を反射できるので、ベース基板の具体的な構成は特に限定されない。
【００９０】
また、上記第２基板２が複数の構成によって形成される場合には、例えば、第２基板２は、ベース基板と、ベース基板の表面のうちのチャンバーの外側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されており、かつ、上記ベース基板は、光透過性基板であってもよい。なお、当該構成の場合、第１基板１を介してチャンバー５内へ入射した光の少なくとも一部は、上記光反射層によって、チャンバー５の内側へ向かって反射することになる。
【００９１】
この場合、ベース基板を通過した後の光を光反射層によって反射するので、ベース基板は光透過性基板である必要がある。当該光透過性基板の具体的な構成としては特に限定されないが、例えば、上述した第１基板１と同様に、ガラス基板または光透過性樹脂（例えば、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ、ＣＯＣなど）などを用いることが可能である。
【００９２】
上記第２基板２が１つの構成によって形成される場合には、その具体的な構成は特に限定されないが、例えば、上述した光反射層を形成する材料を基板状に加工したものを第２基板２として用いることが可能である。
【００９３】
上記第２基板２の光反射面（例えば、第２基板２の表面や、上述した光反射層など）は、誘電体膜（例えば、誘電体多層膜）および／または金属膜によって形成され得る。上記金属膜を構成する金属としては特に限定されないが、例えば、チタン、クロム、銅、アルミ、アルミ合金、銀、白金および金からなる群から選択される少なくとも１つであり得る。勿論、本発明は、これらに限定されない。
【００９４】
上記金属膜上に、増反射膜として誘電体膜をコーティングすることも可能である。上記構成によれば、光の反射率を上げることができる。当該誘電体膜の材料としては特に限定されないが、例えば、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｓｉ２またはＭｇＦ２を挙げることができる。
【００９５】
例えば、周知の方法（蒸着またはスパッタ）によって、上述した金属を用いて第２基板２を形成したり、上述した金属によって第２基板２の表面の少なくとも一部をコーティングすることによって、光反射面を形成することが可能である。
【００９６】
本実施の形態のマイクロチップは、チャンバー５内の空間へ試料を注入するために、チャンバー５に連通している孔が設けられていてもよい。
【００９７】
更に具体的には、本実施の形態のマイクロチップには１つまたは複数のマイクロチャネルが設けられているとともに、当該マイクロチャネルの少なくとも１つは、その一端がチャンバー５に繋がり、別の一端が上記孔に繋がっていてもよい。
【００９８】
上記構成であれば、上記孔を介して、微粒子（例えば、ラテックス粒子）などを含む様々な試料を容易にチャンバー５内へ注入することができる。それ故に、様々な試料を用いた所望の測定を、簡便に行うことができる。
【００９９】
本実施の形態のマイクロチップに複数のマイクロチャネルを設ける場合、当該マイクロチャネルの少なくとも１つは、その一端がチャンバー５に繋がり、別の一端が上述した孔とは別の孔に繋がっていてもよい。当該構成であれば、当該別の孔を、試料をチャンバー５の外へ放出するための孔として利用することができる。
【０１００】
チャンバー５内の空間へ試料を注入するための孔と、試料をチャンバー外へ放出するための孔との両方を備えていれば、本実施の形態のマイクロチップを用いて、連続的に試料を測定することができる。
【０１０１】
上記チャンバー５と上記マイクロチャネルとは、送液方向に直行する方向における断面の形状が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０１０２】
図３（ａ）に、チャンバー５およびマイクロチャネル６の送液方向（図３（ａ）の紙面において左から右へ向かう方向）に直行する方向における断面の形状が異なる場合のマイクロチップ１０を、上から見たときの様子の一例を示す。
【０１０３】
図３（ａ）に示すマイクロチップ１０は、チャンバー５の送液方向に直行する方向における断面の面積が、マイクロチャネル６の送液方向に直行する方向における断面の面積よりも大きくなるように形成されている。なお、図示してはいないが、チャンバー５の送液方向に直行する方向における断面の面積が、マイクロチャネル６の送液方向に直行する方向における断面の面積よりも小さくなるようにマイクロチップ１０を形成することも可能である。
【０１０４】
図３（ｂ）に、チャンバー５およびマイクロチャネル６の送液方向（図３（ｂ）の紙面において左から右へ向かう方向）に直行する方向における断面の形状が同じ場合のマイクロチップ１０を、上から見たときの様子の一例を示している。この場合、マイクロチャネル６の一部の領域がチャンバー５として機能することになる。
【０１０５】
上記構成によれば、マイクロチップ１０の構成の複雑さが低減するので、簡便かつ低コストにてマイクロチップ１０を作製することができる。
【０１０６】
なお、図３（ａ）および図３（ｂ）では、チャンバー５とマイクロチャネル６とを別々の構成として記載しているが、これらの構成を単一の構成として形成することも可能である。例えば、図３（ｂ）に記載のマイクロチャネル６とチャンバー５とを、単一のチャンバー５として構成し、当該チャンバー５に、チャンバーとしての機能とマイクロチャネルとしての機能との両方を担わせることも可能である。この場合、図３（ｂ）のマイクロチャネル６およびチャンバー５の上側全体を第１基板とし、図３（ｂ）のマイクロチャネル６およびチャンバー５の下側全体を第２基板としてもよい。図３（ａ）に記載のマイクロチャネル６とチャンバー５とについても同様であり得る。
【０１０７】
〔２．分析装置〕
本実施の形態の分析装置は、本発明のマイクロチップの第１基板へ光を照射するための光源と、本発明のマイクロチップのチャンバーに収容された微粒子から発生した散乱光を検出するための検出器と、を備えている。
【０１０８】
本発明のマイクロチップについては既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。
【０１０９】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、本実施の形態の分析装置２０は、マイクロチップ１０を挿入するための挿入部１５を備え得る。なお、当該挿入部１５は、分析装置２０に対して１つ設けてもよいし、複数設けてもよい。
【０１１０】
上記挿入部１５は、マイクロチップ１０を分析装置２０に対して装着および脱着し得るものであることが好ましい。上記構成によれば、所望の試料を簡便かつ迅速に測定することができる。特に試料が複数の場合には、測定時間を飛躍的に短縮することができる。また、上記構成によれば、劣化等によってマイクロチップ１０が所望の性能を失ったときに、容易にマイクロチップ１０を交換することができるので、測定の検出感度および検出精度を高く維持することができる。
【０１１１】
上記光源の具体的な構成は特に限定されず、適宜、周知の光源を用いることが可能である。また、本実施の形態の分析装置に設けられる光源の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。
【０１１２】
本実施の形態の分析装置は、光源と、マイクロチップの第１基板と、の間に配置される光学スリットおよび集光レンズの少なくとも一方を備え得る。
【０１１３】
上記構成によれば、強度が高い光をマイクロチップに対して照射することが可能であるので、微粒子からより強い散乱光を発生させることができる。その結果、散乱光の検出感度および検出精度を向上させることができる。
【０１１４】
また、上記構成によれば、マイクロチップの局所へ光を照射することができる。更に具体的には、チャンバーのみに光を照射することができる。そして、第２基板以外による反射光の発生を抑えることができるので、その結果、反射光が直接検出器によって検出されることを防止し易くなる。その結果、散乱光の検出感度および検出精度を向上させることができる。
【０１１５】
上記光学スリットおよび集光レンズの構成としては特に限定されず、適宜、周知の光学スリットおよび集光レンズを用いることが可能である。
【０１１６】
図５に、本実施形態の分析装置における、光学スリット１６および集光レンズ１７の配置の一例を示すが、本発明は、これに限定されない。
【０１１７】
図５に示すように、本実施形態の分析装置では、光源１８とマイクロチップ（チャンバー５）との間に、光学スリット１６および集光レンズ１７が配置されている。更に具体的に、光源１８に近い方に光学スリット１６が配置され、マイクロチップに近い方に集光レンズ１７が配置されている。光源１８からの光は、光学スリット１６を通過した後、集光レンズ１７へ入射する。そして、当該集光レンズ１７を通過した光はマイクロチップ（チャンバー５）へ照射され、それによって、微粒子から多くの散乱光（後方散乱光および前方散乱光）が発せられる。
【０１１８】
上記集光レンズ１７によって集光された光の焦点の位置は特に限定されず、チャンバー５内の空間内であればよい。但し、毎回ピント位置を一定にする必要がある。その理由はピント位置により照射光の反射の効果が変わるため信号値が増減するためである。例えば、焦点の位置は、チャンバー５内の第１基板表面またはチャンバー５内の第２基板表面である。これらの焦点の中では、第２基板表面が好ましい。その理由は反射面とピント位置が近い方がより効果が大きいためである。
【０１１９】
上記光源１８は、チャンバー５内へ入射した光の、送液方向（図５に示すマイクロチップ（チャンバー５およびマイクロチャネル６にて示す）において、紙面左から右へ向かう方向）に直行する方向における照射エリアが、チャンバー５の第１基板および第２基板以外の壁面と重ならないものであることが好ましい。
【０１２０】
また、図６に示すように、上記光源１８は、光源１８から照射される光の水平方向成分と、マイクロチャネル６の伸長方向（換言すれば、送液方向）とが略平行であることが好ましい。なお、図６において、上記水平方向成分を方向Ａにて示し、マイクロチャネル６の伸長方向を方向Ｂにて示す。この場合、更に、光源１８によって照射される光の光路幅が、チャンバー５の幅よりも短いことが好ましい。
【０１２１】
上記構成によれば、チャンバー５の第２基板以外の構成によって光が反射されることを防止することができる。
【０１２２】
上記検出器は散乱光を検出することができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。上記検出器としては、適宜、周知の検出器を用いればよい。
【０１２３】
上記検出器は、上記マイクロチップの第１基板を境として、光源と同じ側に配置され得る。なお、上記検出器の位置は、マイクロチップの第１基板を境として、光源と同じ側であればよく、その具体的な位置は特に限定されない。勿論、上記検出器は、上記マイクロチップの第１基板を境として、光源と反対側に配置されていてもよい。この場合には、例えば、光源と同じ側に反射鏡を配置し、光源と反対側に、当該反射鏡の光を検出する検出器を配置すればよい。
【０１２４】
上記構成によれば、チャンバー内へ入射した光によって発生する前方散乱光と後方散乱光とを、少ない数の検出器（例えば、１つ）によって同時に検出することができる。つまり、上記構成によれば、本実施の形態の分析装置の構成を簡略化することができる。
【０１２５】
上記検出器は、光源からマイクロチップに対して照射される光のうち、マイクロチップの第２基板の正反射方向への光を受光しない位置に設けられ得る。一般的には、光源の光線とチャンバー内の照射面との間の角度をθとすると、検出器の位置は、１８０−θ以外の角度を取ることができる。
【０１２６】
上述した位置に検出器が設けられているか否かは、例えば、微粒子を収容していないマイクロチップの散乱光を検出器によって検出したときに、検出値が、光源が第１基板に向かって照射する光の強度の５％以下、更に好ましくは３％以下、更に好ましくは１％以下、最も好ましくは０％になっているか否かを判定することによって確認することができる。
【０１２７】
つまり、微粒子を収容していないマイクロチップの散乱光を検出器によって検出したときに、検出値が、光源が第１基板に向かって照射する光の強度の５％以下、更に好ましくは３％以下、更に好ましくは１％以下、最も好ましくは０％になっていれば、上述した位置に検出器が設けられていると判定することができる。
【０１２８】
それ故に、本実施の形態の分析装置は、検出器によって上記微粒子を収容していない上記マイクロチップの散乱光を検出したときに、検出値が、上記光源が上記第１基板に向かって照射する光の強度の５％以下になっているか否か、３％以下になっているか否か、１％以下になっているか否か、または、０％になっているか否か、を判定する判定部を備えていることが好ましい。
【０１２９】
上記判定部の構成としては特に限定されず、適宜、周知の構成を用いることが可能である。また、判定部と検出器とを、同じ一つの構成とすることも可能である。
【実施例】
【０１３０】
＜１．チップの作製（実施例）＞
チップ基板（第２基板に対応）として、（１）鏡面仕上げのシリコン基板、（２）スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したＴｉ薄膜（５０ｎｍ）基板、（３）スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したＴｉ（５０ｎｍ）−Ａｕ（１００ｎｍ）薄膜（表面は金）基板、（４）スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したＴｉ（５０ｎｍ）−Ｐｔ（１００ｎｍ）薄膜（表面は白金）基板、（５）スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したＴｉ（５０ｎｍ）−Ａｌ（１００ｎｍ）薄膜（表面はアルミ）基板、（６）スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したＴｉ（５０ｎｍ）−Ａｇ（１００ｎｍ）薄膜（表面は銀）基板を用いた。なお、上記（２）Ｔｉ薄膜基板は、２０％の光透過率であったが、その他の基板は、光を透過しなかった。
【０１３１】
更に、レーザー加工機（ＧＣＣ社製）でＩ字（長さ２ｃｍ、幅６００μｍ）に切り抜いた両面テープ（厚さ５０μｍ）を上述した各基板に貼り、当該基板に対して上記両面テープを介して１．５ｃｍ角のガラス基板（第１基板に対応）を図１のように貼り合わせて、チップ基板とガラス基板との間に流路が形成されたチップを作製した。
【０１３２】
＜２．チップの作製（比較例）＞
チップ基板（第２基板に対応）として、（０）ガラス基板を用いた。実施例と同様に、レーザー加工機（ＧＣＣ社製）でＩ字（長さ２ｃｍ、幅６００μｍ）に切り抜いた両面テープ（厚さ５０μｍ）を上記ガラス基板に貼り、更に１．５ｃｍ角の別のガラス基板（第１基板に対応）を図のように貼り合わせることによって、ガラス基板とガラス基板との間に流路が形成されたチップを作製した。
【０１３３】
＜３．評価方法＞
抗ＣＲＰモノクローナル抗体にて修飾したラテックスビーズ（φ０．１μｍ）の懸濁液と、ＣＲＰ溶液（０ｍｇ／ｄＬ、または、３．５ｍｇ／ｄＬ）とを、１：１のボリューム比で混合した。
【０１３４】
混合した溶液を作製したチップ内に注入し、混合後３分後に暗視野像を撮影した。撮影した暗視野像の輝度情報はラテックス粒子の散乱光の大きさに依存するため、各チップの輝度情報を比較した。
【０１３５】
なお、上述した暗視野像の撮影は、暗視野顕微鏡（オリンパス社）を用いて行った。ただし、流路壁に当たる光はマスクをすることでカットしている。照射光の波長は５５０±５０ｎｍを用いた（ただし、試験結果は、照射光の波長に左右されるものではない）。
【０１３６】
＜４．結果＞
図７に、０ｍｇ／ｄＬＣＲＰ濃度の場合の試験結果を示し、図８に、３．５ｍｇ／ｄＬＣＲＰ濃度の場合の試験結果を示す。実際の感度（＝（３．５ｍｇ／ｄＬのときの輝度）−（０ｍｇ／ｄＬのときの輝度））を導出すると、チップ基板がシリコン基板の場合には４０倍も感度が上昇し、チップ基板がＴｉ薄膜基板の場合には４２倍も感度が上昇し、チップ基板がＴｉ−Ａｕ薄膜基板の場合には１００倍も感度が上昇し、チップ基板がＴｉ−Ｐｔ薄膜基板の場合には１８０倍も感度が上昇し、チップ基板がＴｉ−Ａｌ薄膜基板の場合には２９０倍も感度が上昇し、チップ基板がＴｉ−Ａｇ薄膜基板の場合には３００倍も感度が向上した。
【０１３７】
本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、様々な測定法（例えば、ラテックス凝集免疫比濁法、濁度計またはパーティクルカウンタなど）を実施するためのマイクロチップに利用することができる。更に具体的に、本発明は、濁度計またはパーティクルカウンタなどに利用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１  第１基板
２  第２基板
３  微粒子
５  チャンバー
６  マイクロチャネル
１０  マイクロチップ
１５  挿入部
１６  光学スリット
１７  集光レンズ
１８  光源
２０  分析装置
３０  検出器
４０  判定部
５０  移動装置
【図１】
2014006084.tif 000003
【図２】
2014006084.tif 000004
【図３】
2014006084.tif 000005
【図４】
2014006084.tif 000006
【図５】
2014006084.tif 000007
【図６】
2014006084.tif 000008
【図７】
2014006084.tif 000009
【図８】
2014006084.tif 000010
【図９】
2014006084.tif 000011