(57)【要約】  小型で、短時間且つ少ない労力で対象物質を分析可能な対象物質分析チップを提供する。  対象物質分析チップは、第１可撓性基板１、第２可撓性基板２、第３基板３を有する。第１可撓性基板１と第２可撓性基板２との接着面に、帯状の流路用非接着領域１１が形成され、流路用非接着領域１１の一部に帯幅が広がった抽出室用非接着領域５が形成されている。第１可撓性基板１は、流路用非接着領域１１と接する貫通孔７を有し、第２可撓性基板２と第３基板３の接着面に、シャッター用非接着領域１２ｂが、流路用非接着領域１１と上下で交差するように、抽出室用非接着領域５より貫通孔７から遠い側に帯状に形成され、第１可撓性基板１と第２可撓性基板２とは、シャッター用非接触領域１２ｂと接するように貫通する圧力供給口１８ｂを有し、抽出室用非接着領域５上部に、対象物質と結合する磁性体粒子１６が配置されている。
2013140846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１可撓性基板、第２可撓性基板及び第３基板が積層された積層体を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、流路用非接着領域が帯状に形成され、且つ、前記流路用非接着領域の一部に帯幅が広がった抽出室用非接着領域が形成されており、
前記第１可撓性基板は、前記流路用非接着領域と接する貫通孔を有し、
前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、シャッター用非接着領域が、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、前記抽出室用非接着領域より前記貫通孔から遠い側に帯状に形成されており、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板の両基板、及び前記第３基板の少なくとも一方は、前記シャッター用非接着領域と接するように貫通する圧力供給口を有し、
前記抽出室用非接着領域の上に、対象物質と結合する磁性体粒子が配置されており、
前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部及び前記抽出室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び抽出室を形成可能であり、
前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞可能であり、
前記第３基板の下面であって、前記抽出室における前記貫通孔側とは反対側の端部の真下の位置、及び前記第１可撓性基板の上面であって、前記抽出室における前記貫通孔側とは反対側の端部の真上の位置の少なくとも一方の位置に、磁界を発生させ、前記磁性体粒子と結合した前記対象物質を捕捉可能とされている
ことを特徴とする対象物質分析チップ。
【請求項２】
第１可撓性基板、第２可撓性基板及び第３基板が積層された積層体を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、流路用非接着領域が帯状に形成され、且つ、前記流路用非接着領域の一部に帯幅が広がった混合室用非接着領域が形成されており、
前記第１可撓性基板は、前記流路用非接着領域と接する貫通孔を有し、
前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、シャッター用非接着領域が、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、前記混合室用非接着領域より前記貫通孔に近い側及び遠い側に帯状に形成されており、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板の両基板、及び前記第３基板の少なくとも一方は、前記シャッター用非接着領域と接するように貫通する圧力供給口を有し、
前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部及び前記混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び混合室を形成可能であり、
前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞可能であり、
前記第１可撓性基板の上面における前記混合室の上部に圧力をかけて前記混合室を変形させることにより、前記混合室内部において、対象物質及び試薬を混合可能とされている
ことを特徴とする対象物質分析チップ。
【請求項３】
第１可撓性基板、第２可撓性基板及び第３基板が積層された積層体を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、流路用非接着領域が帯状に形成されており、
前記第１可撓性基板は、前記流路用非接着領域と接する貫通孔を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、前記貫通孔側から、前記流路用非接着領域の一部に帯幅が広がった第１混合室用非接着領域及び第２混合室用非接着領域が、この順で形成されており、
前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、シャッター用非接着領域が、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、前記第１混合室用非接着領域より前記貫通孔に近い側及び前記第２混合室用非接着領域より前記貫通孔から遠い側に帯状に形成されており、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板の両基板、及び前記第３基板の少なくとも一方は、前記シャッター用非接着領域と接するように貫通する圧力供給口を有し、
前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部、前記第１混合室用非接着領域の上部及び前記第２混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路、第１混合室及び第２混合室を形成可能であり、
前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞可能であり、
対象物質及び試薬を、前記第１混合室と前記第２混合室との間で往復させることにより混合可能とされている
ことを特徴とする対象物質分析チップ。
【請求項４】
さらに、前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、シャッター用非接着領域が、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、前記第１混合室用非接着領域より前記貫通孔に遠い側に帯状に形成されている、
ことを特徴とする請求項３記載の対象物質分析チップ。
【請求項５】
さらに、増幅部を含む
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の対象物質分析チップ。
【請求項６】
前記増幅部が、ＰＣＲ増幅部を含む
ことを特徴とする請求項５記載の対象物質分析チップ。
【請求項７】
さらに、解析部を含む
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の対象物質分析チップ。
【請求項８】
前記解析部が、電気泳動解析部を含む
ことを特徴とする請求項７記載の対象物質分析チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物質分析チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＤＮＡ分析装置が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来のＤＮＡ分析装置は、反応容器、光検出器及び増幅器等が、それぞれ独立して設けられた大型なものであり、広い設置スペースを必要とした。また、従来のＤＮＡ分析装置は、分析に多大な時間と労力を要した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４７２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、小型で、短時間且つ少ない労力でＤＮＡ等の対象物質を分析可能な対象物質分析チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明の第１の対象物質分析チップは、
第１可撓性基板、第２可撓性基板及び第３基板が積層された積層体を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、流路用非接着領域が帯状に形成され、且つ、前記流路用非接着領域の一部に帯幅が広がった抽出室用非接着領域が形成されており、
前記第１可撓性基板は、前記流路用非接着領域と接する貫通孔を有し、
前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、シャッター用非接着領域が、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、前記抽出室用非接着領域より前記貫通孔から遠い側に帯状に形成されており、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板の両基板、及び前記第３基板の少なくとも一方は、前記シャッター用非接着領域と接するように貫通する圧力供給口を有し、
前記抽出室用非接着領域の上に、対象物質と結合する磁性体粒子が配置されており、
前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部及び前記抽出室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び抽出室を形成可能であり、
前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞可能であり、
前記第３基板の下面であって、前記抽出室における前記貫通孔側とは反対側の端部の真下の位置、及び前記第１可撓性基板の上面であって、前記抽出室における前記貫通孔側とは反対側の端部の真上の位置の少なくとも一方の位置に、磁界を発生させ、前記磁性体粒子と結合した前記対象物質を捕捉可能とされている
ことを特徴とする。【０００６】
本発明の第２の対象物質分析チップは、
第１可撓性基板、第２可撓性基板及び第３基板が積層された積層体を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、流路用非接着領域が帯状に形成され、且つ、前記流路用非接着領域の一部に帯幅が広がった混合室用非接着領域が形成されており、
前記第１可撓性基板は、前記流路用非接着領域と接する貫通孔を有し、
前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、シャッター用非接着領域が、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、前記混合室用非接着領域より前記貫通孔に近い側及び遠い側に帯状（例えば、２本の帯状）に形成されており、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板の両基板、及び前記第３基板の少なくとも一方は、前記シャッター用非接着領域と接するように貫通する圧力供給口を有し、
前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部及び前記混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び混合室を形成可能であり、
前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞可能であり、
前記第１可撓性基板の上面における前記混合室の上部に圧力をかけて前記混合室を変形させることにより、前記混合室内部において、対象物質及び試薬を混合可能とされている
ことを特徴とする。【０００７】
本発明の第３の対象物質分析チップは、
第１可撓性基板、第２可撓性基板及び第３基板が積層された積層体を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、流路用非接着領域が帯状に形成されており、
前記第１可撓性基板は、前記流路用非接着領域と接する貫通孔を有し、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板との接着面に、前記貫通孔側から、前記流路用非接着領域の一部に帯幅が広がった第１混合室用非接着領域及び第２混合室用非接着領域が、この順で形成されており、
前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、シャッター用非接着領域が、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、前記第１混合室用非接着領域より前記貫通孔に近い側及び前記第２混合室用非接着領域下部より前記貫通孔から遠い側に帯状（例えば、２本の帯状）に形成されており、
前記第１可撓性基板と前記第２可撓性基板の両基板、及び前記第３基板の少なくとも一方は、前記シャッター用非接着領域と接するように貫通する圧力供給口を有し、
前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部、前記第１混合室用非接着領域の上部及び前記第２混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路、第１混合室及び第２混合室を形成可能であり、
前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞可能であり、
対象物質及び試薬を、前記第１混合室と前記第２混合室との間で往復させることにより混合可能とされている
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型で、短時間且つ少ない労力でＤＮＡ等の対象物質を分析可能な対象物質分析チップを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の対象物質分析チップの構成の一例を示す図であり、図１（Ａ）が模式透視平面図、図１（Ｂ）が図１（Ａ）のＩ−Ｉ方向から見た模式断面図、図１（Ｃ）が図１（Ａ）のＩＩ−ＩＩ方向から見た模式断面図である。
【図２】図２は、図１に示す対象物質分析チップの使用方法の一例を示す模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の対象物質分析チップの構成の一例を示す模式断面図である。
【図４】図４は、本発明の第３の対象物質分析チップの構成の一例を示す模式断面図である。
【図５】図５は、本発明の対象物質分析チップの構成のその他の例を示す模式透視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の対象物質分析チップについて、例をあげて説明する。なお、本発明は、これらの例には制限されない。また、各実施形態は、特に示さない限り、他の実施形態における記載を援用できる。
【００１１】
（実施形態１）
図１に、本発明の第１の対象物質分析チップの構成の一例を示す。図１において、図１（Ａ）が模式透視平面図、図１（Ｂ）が図１（Ａ）のＩ−Ｉ方向から見た模式断面図、図１（Ｃ）が図１（Ａ）のＩＩ−ＩＩ方向から見た模式断面図である。図示のとおり、この対象物質分析チップ１０は、第１可撓性基板１、第２可撓性基板２及び第３基板３が積層された積層体を有する。前記積層体において、各基板の積層方向を上下方向という（以下、同様）。第１可撓性基板１と第２可撓性基板２との接着面には、流路用非接着領域１１が帯状に形成され、且つ、流路用非接着領域１１の一部に帯幅が広がった抽出室用非接着領域５が形成されている。第１可撓性基板１は、流路用非接着領域１１と接する貫通孔７を有する。第２可撓性基板２と第３基板３との接着面には、第２可撓性基板２を介して流路用非接着領域１１と上下で交差するように、抽出室用非接着領域５より貫通孔７から近い側及び遠い側にシャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂが帯状に形成されている。第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２は、シャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂと接するように貫通する圧力供給口１８ａ及び１８ｂを有する。圧力供給口１８ａ及び１８ｂは、第３基板３に、シャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂと接するように貫通させて形成されていてもよい。図示していないが、抽出室用非接着領域５の上部には、対象物質と結合する磁性体粒子が配置されている。本実施形態において、シャッター用非接着領域１２ａ及び圧力供給口１８ａは、任意の構成要素であり、あることが好ましいが、なくてもよい。
【００１２】
本実施形態において、形成される流路における液体の流れ方向は、流路用非接着領域１１に沿って、貫通孔７側が上流側となる。このため、シャッター用非接着領域１２ａは、貫通孔７の下流側であって、抽出室用非接着領域５の上流側、すなわち、貫通孔７と抽出室用非接着領域５との間に形成され、シャッター用非接着領域１２ｂは、抽出室用非接着領域５の下流側に形成されているともいえる。
【００１３】
図１では、貫通孔７は、流路用非接着領域１１の左端に１つ設けられている。ただし、本発明は、これに限定されない。前記貫通孔は、流路用非接着領域１１に接しさえすれば、任意の位置に適当な数設けてよい。
【００１４】
また、図１では、圧力供給口１８ａ及び１８ｂは、それぞれ、シャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂ端部に１つ設けられている。ただし、本発明は、これに限定されない。前記圧力供給口は、シャッター用非接着領域に接しさえすれば、任意の位置に適当な数設けてよい。
【００１５】
シャッター用非接着領域１２ａおよび１２ｂと流路用非接着領域１１とは、第２可撓性基板２を介して上下で交差していればよく、その交差の形態の交差は、特に制限されない。例えば、図１において、シャッター用非接着領域１２ａおよび１２ｂと流路用非接着領域１１とは、直交しているが、これには制限されない。
【００１６】
第１可撓性基板１の下面と第２可撓性基板２の上面は、流路用非接着領域１１、貫通孔７及び抽出室用非接着領域５の周囲において、互いに接着しており、好ましくは、流路用非接着領域１１、貫通孔７及び抽出室用非接着領域５以外の部分で、互いに接着している。また、第２可撓性基板２下面と第３基板３上面は、シャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂ、圧力供給口１８ａ及び１８ｂ以外の部分では、互いに接着している。
【００１７】
対象物質分析チップ１０は、例えば、つぎのようにして製造できる。まず、第１可撓性基板１、第２可撓性基板２及び第３基板３を準備する。第１可撓性基板１の下面、第２可撓性基板２の上面及び下面、並びに第３基板３上面には、各基板間の接着強度を高めることを目的とした表面改質処理を施してもよい。前記表面改質処理としては、例えば、酸素プラズマ処理、エキシマＵＶ光照射処理等があげられる。前記酸素プラズマ処理は、例えば、酸素存在下で、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置等を用いて実施できる。前記エキシマＵＶ光照射処理は、例えば、誘電体バリア放電ランプを用いて、大気圧の空気雰囲気下で実施できる。
【００１８】
第１可撓性基板１の形成材料としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコーンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー等があげられる。これらの形成材料は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、ＰＤＭＳ等のシリコーンゴムが特に好ましい。第１可撓性基板１の厚みは、強度ならびに後述の流路及び抽出室の形成を考慮すると、例えば、１０μｍ〜５ｍｍの範囲である。
【００１９】
第１可撓性基板１への貫通孔７、圧力供給口１８ａ及び１８ｂの形成方法は、特に制限されず、従来公知の方法を用いてよい。貫通孔７、圧力供給口１８ａ及び１８ｂの形状も、特に制限されず、例えば、図１に示す円筒状、角柱状等、任意の形状とすればよい。貫通孔７、圧力供給口１８ａ及び１８ｂの大きさは、例えば、後述の流路用非接着領域及びシャッター用非接着領域の幅に応じて、適宜設定すればよい。
【００２０】
第２可撓性基板２の形成材料としては、例えば、第１可撓性基板１の形成材料と同様のものを例示できる。第２可撓性基板２の形成材料は、第１可撓性基板１の形成材料と同じであってもよいし、異なっていてもよいが、前者が好ましく、具体例として、第１可撓性基板１がシリコーンゴムである場合、第２可撓性基板２もシリコーンゴムであることが好ましい。第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２を共にシリコーンゴムとすれば、両者を、接着剤を用いることなく自己吸着により接着できる。第２可撓性基板２の厚みは、強度及び後述の流路の閉塞を考慮すると、例えば、１０μｍ〜５００μｍの範囲である。
【００２１】
第２可撓性基板２への圧力供給口１８ａ及び１８ｂの形成方法は、特に制限されず、従来公知の方法を用いてよい。第２可撓性基板２の圧力供給口１８ａ及び１８ｂの形状及び大きさは、例えば、第１可撓性基板１の圧力供給口１８ａ及び１８ｂの形状及び大きさと同じとする。
【００２２】
第２可撓性基板２の上面には、流路用非接着領域１１を帯状に形成し、且つ、流路用非接着領域１１の一部に、帯幅が広がった抽出室用非接着領域５を形成する。流路用非接着領域１１及び抽出室用非接着領域５は、例えば、従来公知の化学的薄膜形成技術により、例えば、電極膜、誘電体保護膜、半導体膜、蛍光膜、超伝導膜、誘電体膜、太陽電池膜、反射防止膜、耐摩耗性膜、光学干渉膜、反射膜、帯電防止膜、導電膜、防汚膜、ハードコート膜、バリア膜、電磁波遮蔽膜、赤外線遮蔽膜、紫外線吸収膜、潤滑膜、形状記憶膜、磁気記録膜、発光素子膜、生体適合膜、耐食性膜、触媒膜、ガスセンサー膜等として形成できる。
【００２３】
前述の薄膜は、具体的には、例えば、プラズマ放電処理装置により、反応性ガスとして、有機フッ素化合物又は金属化合物を用いて形成できる。
【００２４】
前記有機フッ素化合物としては、例えば、フッ化メタン、フッ化エタン、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロメタン、１，１，２，２−テトラフルオロエチレン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロペン、６−フッ化プロピレン等のフッ化炭素化合物；１，１−ジフルオロエチレン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン等のフッ化炭化水素化合物；ジフルオロジクロロメタン、トリフルオロクロロメタン等のフッ化塩化炭素化合物；１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、１，３−ジフルオロ−２−プロパノール、パーフルオロブタノール等のフッ化アルコール；ビニルトリフルオロアセテート、１，１，１−トリフルオロアセテート等のフッ化カルボン酸エステル；アセチルフルオライド、ヘキサフルオロアセトン、１，１，１−トリフルオロアセトン等のフッ化ケトン：等があげられる。
【００２５】
前記金属化合物としては、例えば、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ又はＺｒ等の単一、あるいは合金金属化合物若しくは有機金属化合物等があげられる。
【００２６】
前述の薄膜は、例えば、マスクを介してフルオロカーボン（ＣＨＦ３）の存在下で、反応性イオンエッチングシステム（ＲＩＥ）、印刷法等により形成することもできる。前記印刷法としては、例えば、ロール印刷、パターン印刷、転写、静電複写等の従来公知の印刷法を採用できる。前述の薄膜を印刷法で形成する場合、形成材料としては、例えば、金属微粒子、導電インク、絶縁インク、カーボン微粒子、シラン剤、パリレン、塗料、顔料、染料、水性染料インク、水性顔料インク、油性染料インク、油性顔料インク、溶剤性インク、ソリッドインク、ゲルインク、ポリマーインク等が好適に使用できる。前記金属粒子は、例えば、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ又はＺｒ等の単一金属微粒子、これらの２種類以上の合金微粒子、これらの単一金属又は合金の酸化物微粒子（例えば、ＩＴＯ微粒子等）、及びこれらの有機金属化合物微粒子等があげられる。
【００２７】
流路用非接着領域１１及び抽出室用非接着領域５の厚みは、均一な形成及び非接着領域以外における第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２の接着性を考慮すると、例えば、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲であり、好ましくは、５０ｎｍ〜３μｍの範囲である。流路用非接着領域１１の幅は、後述の流路の形成、ＤＮＡ等の対象物質及び試薬の供給量等を考慮すると、例えば、１０μｍ〜３０００μｍの範囲である。抽出室用非接着領域５の面積は、後述の抽出室の形成、ＤＮＡ等の対象物質及び試薬の供給量等を考慮すると、例えば、３ｍｍ２〜３００ｍｍ２の範囲であり、好ましくは、１６ｍｍ２〜５０ｍｍ２の範囲である。
【００２８】
流路用非接着領域１１の形状は、図１に示す直線状の帯に限定されず、例えば、Ｙ字状の帯、Ｌ字状の帯等の様々な帯状を採用できる。抽出室用非接着領域５の形状も、図１に示す円形に限定されず、例えば、四角形等、任意の形状を採用できる。
【００２９】
第３基板３の形成材料としては、例えば、アクリル、ＰＤＭＳ等のシリコーンゴム、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートフタレート、セルローストリアセテート、セルロースナイトレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、ポリアリレート、ポリ乳酸樹脂、ポリブチレンサクシネート、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー等があげられる。これらの形成材料は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリルが特に好ましい。第３基板３の厚みは、強度及び経済性を考慮すると、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍの範囲である。
【００３０】
第３基板３の上面には、非接着領域以外における第２可撓性基板２の下面との接着性を高める目的で、表面処理剤を用いた表面処理を施すことが好ましい。前記表面処理剤は、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン等のアルキルシラン；テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等の珪素アルコキシシランの有機珪素化合物；モノシラン、ジシラン等の珪素水素化合物；ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のハロゲン化珪素化合物；ヘキサメチルジシラザン等のシラザン；ビニル、エポキシ、スチリル、メタクリロキシ、アクリロキシ、アミノ、ウレイド、クロロプロピル、メルカプト、スルフィド、イソシアネート等の官能基が導入された珪素化合物；等があげられる。
【００３１】
第３基板３の上面には、シャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂを、帯状に形成する。シャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂは、例えば、流路用非接着領域１１及び抽出用非接着領域５と同様の形成材料を用いて、同様の厚みに形成すればよい。シャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂの幅は、後述の流路の閉塞及び経済性を考慮すると、例えば、１０μｍ〜５０００μｍの範囲である。
【００３２】
つぎに、第１可撓性基板１、第２可撓性基板２及び第３基板３を積層する。このとき、図示していないが、抽出室用非接着領域５の上部に、ＤＮＡ等の対象物質と結合する磁性体粒子を配置する。「結合」は、例えば、前記磁性体粒子に対する前記対象物質の直接的な結合でもよいし、間接的な結合でもよい。前者の場合、例えば、前記磁性体粒子自体への付着等があげられ、後者の場合、例えば、前記磁性体粒子にコーティングされた所定物質への吸着もしくは接着、又は反応物質による反応等により前記磁性体粒子に結び付ける場合等を含む。
【００３３】
磁性体粒子は、例えば、球形が好ましく、その粒子径は、例えば、０．３μｍ〜５μｍの範囲が好ましい。磁性体粒子としては、例えば、その表面が多孔質であるか、シリカゲル及びセルロースの少なくとも一方が混合された物質が好適である。
【００３４】
このようにして、図１に示す対象物質分析チップ１０を得ることができる。
【００３５】
つぎに、本発明の第１の対象物質分析方法は、前記本発明の第１の対象物質分析チップを使用して行うことができる。前記第１の対象物質分析方法は、例えば、前記本発明の第１の対象物質分析チップを使用し、下記（ａ１）工程〜（ｄ１）工程を含むことを特徴とする。
（ａ１）前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞するシャッター部を形成する工程、
（ｂ１）前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部及び前記抽出室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び抽出室を形成する工程、
（ｃ１）前記流路及び前記抽出室に分析サンプルを注入する工程、及び、
（ｄ１）前記第３基板の下面であって、前記抽出室における前記貫通孔側とは反対側の端部の真下の位置、及び前記第１可撓性基板の上面であって、前記抽出室における前記貫通孔側とは反対側の端部の真上の位置の少なくとも一方の位置に、磁界を発生させ、前記磁性体粒子と結合した前記分析サンプル中の前記対象物質を捕捉する工程
【００３６】
本発明の第１の対象物質分析方法において、前記各工程の順番は特に制限されない。例えば、前記（ａ１）工程〜（ｄ１）工程の順番に行ってもよい。前記（ａ１）のシャッター部の形成工程と、前記（ｂ１）の流路及び抽出室の形成工程は、例えば、いずれを先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。また、前記（ｃ１）の分析サンプルの注入工程は、例えば、前記（ｂ１）の流路及び抽出室の形成工程と同時に行ってもよい。
【００３７】
本発明の第１の対象物質分析方法として、図２を参照して、図１に示す対象物質分析チップ１０の使用方法の一例について説明する。図２に示す形態は、一例であって、本発明は、この形態には制限されない。
【００３８】
まず、図２（Ａ）に示すように、液体又は気体の導入部となる貫通孔７の開口部にアダプター１４を設置し、アダプター１４に注入チューブ１５を接続する。アダプター１４の形状は、図２（Ａ）に示したものに限定されない。例えば、アダプター１４は、貫通孔７内に一部が挿入される形態ではなく、第１可撓性基板１の上面に直接固着される形態でもよい。また、アダプター１４を用いず、貫通孔７に注入チューブ１５を直接接続してもよい。アダプター１４の形成材料としては、ＰＤＭＳ等のシリコーンゴムが好ましいが、他の材料も使用できる。前記他の材料を使用する場合には、アダプター１４を第１可撓性基板１上面に固着させるために、適当な接着剤を用いてもよい。注入チューブ１５としては、例えば、テフロン（登録商標）チューブ等があげられる。注入チューブ１５の一端は、アダプター１４に、適当な接着剤を用いて固着させる。注入チューブ１５の他端は、図示していないが、適当な原液供給手段、加圧手段（例えば、マイクロポンプ、シリンジ等）等に接続されている。
【００３９】
図示していないが、圧力供給口１８ａ及び１８ｂにも、注入チューブ１５が接続されたアダプター１４を設置する。そして、圧力供給口１８ｂを介して注入チューブ１５から、気体を高圧で注入する。これによって、図２（Ｂ）に示すように、シャッター用非接着領域１２ｂの上部が隆起し、シャッター用空隙１７ｂが形成される。具体的には、第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２のうち、シャッター用非接着領域１２ｂの上部に位置する部分のみが、第３基板３の上面から隆起し、シャッター用空隙１７ｂが生じる。前記隆起により形成されたシャッター用空隙１７ｂは、シャッター部ともいう（以下、同様）。前記気体は、例えば、空気等であり、高圧の程度は、例えば、１０ｋＰａ〜３００ｋＰａの範囲である（以下、同様）。
【００４０】
つぎに、対象物質分析チップ１０に、分析対象となる液体の分析サンプルを注入する。本発明において、前記分析サンプルの種類は、特に制限されず、例えば、対象物質の種類に応じて適宜選択できる。前記対象物質は、例えば、細胞、細胞内成分があげられ、具体例として、例えば、ＤＮＡ及びＲＮＡ等の核酸があげられる。前記対象物質が、前記核酸等の前記細胞内成分の場合、前記分析サンプルは、例えば、細胞から対象物質が溶出したサンプル、すなわち細胞の溶出サンプル（対象物質溶出サンプルともいう）でもよいし、細胞から対象物質が溶出されていないサンプル、すなわち、細胞を含有するサンプルでもよい。後者の場合、例えば、対象物質分析チップ１０において、前記分析サンプル中の細胞から、前記核酸等の対象物質を溶出させてもよい。
【００４１】
具体的には、貫通孔７内に前記分析サンプルを注入後、注入チューブ１５から気体を高圧で注入する、又は、貫通孔７内に前記分析サンプルを、陽圧を印加しながら注入する。これによって、図２（Ｂ）に示すように、流路用非接着領域１１の上部および抽出室用非接着領域５の上部が隆起し、流路８及び抽出室６が形成される。具体的には、第１可撓性基板１のうち、流路用非接着領域１１の上部及び抽出室用非接着領域５の上部に位置する部分のみが、第２可撓性基板２の上面から隆起し、流路８及び抽出室６が生じる。この際、流路用非接着領域１１において、シャッター用空隙１７ｂから先の部分の上部、すなわち、流路用非接着領域１１におけるシャッター用空隙１７ｂよりも下流側の上部については、シャッター用空隙１７ｂにより閉塞されているため、流路を生じない。このとき、抽出室６において、注入された前記分析サンプルに含まれる前記対象物質が、磁性体粒子１６に結合する。
【００４２】
前記分析サンプルが、前述のような細胞含有サンプルの場合、例えば、前記細胞から核酸等の対象物質を溶出させる溶出試薬を、前記分析サンプルの注入の前、同時または後に、対象物質分析チップ１０に注入してもよい。注入の方法は、例えば、前記分析サンプルと同様である。そして、前記溶出試薬によって前記細胞から溶出した前記対象物質を、抽出室６において、磁性体粒子１６に結合させる。前記溶出試薬は、例えば、予め、抽出室用非接着領域５の上、または、貫通孔７から抽出室用非接着領域５の間の流路用非接着領域１１の上に配置しておくこともできる。
【００４３】
つぎに、対象物質分析チップ１０に、洗浄試薬を注入する。前記洗浄試薬の注入方法は、特に制限されず、例えば、前記分析サンプルと同様の方法により、貫通孔７を介して注入チューブ１５から前記洗浄試薬を注入する。
【００４４】
その後、第３基板３の下面に、磁界を発生させる。具体的には、第３基板３の下面であって、抽出室６における貫通孔７側とは反対側の端部の真下の位置に、磁界を発生させる。これによって、抽出室６内において、磁性体粒子１６と結合したＤＮＡ等の対象物質を捕捉する。このように、第３基板３の下面において磁界を発生させることで、抽出室６から先の流路８、すなわち、抽出室６の下流側に流路８が形成されている場合であっても、磁性体粒子１６が流れ出すのを防止できる。磁界は、例えば、第１可撓性基板１の上面側に発生させてもよく、具体的には、第１可撓性基板１の上面側であって、抽出室６における貫通孔７側とは反対側の端部の真上の位置に発生させてもよい。
【００４５】
磁界の発生方法は、特に制限されず、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等の永久磁石、電磁石等の磁石１３を接触させる方法等があげられる。
【００４６】
つぎに、貫通孔７及び圧力供給口１８ｂから注入する気体の圧力を、大気圧程度とする。これによって、図２（Ｃ）に示すように、流路８、抽出室６及びシャッター用空隙１７ｂの空隙を消滅させる。その後、貫通孔７を介して注入チューブ１５から気体を高圧で注入する。これによって、磁性体粒子１６に結合した前記対象物質以外、例えば、前記洗浄試薬等を、流路８から排出できる。本実施形態の対象物質分析チップによれば、このようにして、磁性体粒子１６によって、効率よく前記分析サンプルからＤＮＡ等の対象物質を抽出可能である。前記対象物質の抽出は、前記分析サンプルからの前記対象物質の分離ともいえることから、抽出室は、例えば、対象物質の分離室ともいえる。
【００４７】
（実施形態２）
図３に、本発明の第２の対象物質分析チップの構成の一例を示す。図３に示す形態は、一例であって、本発明は、この形態には制限されない。図３において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付している。図３に示す対象物質分析チップ１０は、抽出室用非接着領域５が混合室用非接着領域９として機能すること、及び、磁性体粒子１６を含まないこと以外、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０と同様の構成である。
【００４８】
前記対象物質の分析においては、例えば、種々の試薬が使用される。本実施形態の対象物質分析チップによれば、例えば、以下のようにして、混合室１９において、前記試薬と、前記分析サンプルまたは前記分析サンプル中の対象物質とを混合できる。前記試薬は、特に制限されず、例えば、前記分析サンプルの種類、前記対象物質の種類及び分析方法によって適宜選択でき、具体例としては、例えば、前述のような、前記細胞から対象物質を溶出させる溶出試薬、前記対象物質と反応する反応試薬、前記洗浄試薬等があげられる。
【００４９】
つぎに、本発明の第２の対象物質分析方法は、前記本発明の第２の対象物質分析チップを使用して行うことができる。前記第２の対象物質分析方法は、例えば、前記本発明の第２の対象物質分析チップを使用し、下記（ａ２）工程〜（ｆ２）工程を含むことを特徴とする。
（ａ２）前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記混合室用非接着領域より前記貫通孔に遠い側の前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させ、流路を閉塞するシャッター部を形成する工程、
（ｂ２）前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部及び前記混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び混合室を形成する工程、
（ｃ２）前記流路及び前記混合室に分析サンプルを注入する工程、
（ｄ２）前記流路及び前記混合室に試薬を注入する工程、
（ｅ２）前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記混合室用非接着領域より前記貫通孔に近い側の前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞するシャッター部を形成する工程、及び、
（ｆ２）前記第１可撓性基板の上面における前記混合室の上部に圧力をかけて前記混合室を変形させることにより、前記混合室内部において、前記分析サンプル中の前記対象物質及び前記試薬を混合する工程
【００５０】
本発明の第２の対象物質分析方法において、前記各工程の順番は特に制限されない。例えば、前記（ａ２）工程〜（ｆ２）工程の順番に行ってもよい。前記（ａ２）のシャッター部の形成工程と、前記（ｂ２）の流路及び混合室の形成工程は、例えば、いずれを先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。前記（ｃ２）の分析サンプルの注入工程と、前記（ｄ２）の試薬の注入工程は、例えば、いずれを先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。また、前記（ｃ２）の分析サンプルの注入工程および前記（ｄ２）のサンプルの注入工程は、例えば、前記（ｂ２）の流路及び混合室の形成工程と同時に行ってもよい。
【００５１】
本発明の第２の対象物質分析方法として、図３を参照して、対象物質分析チップ１０の使用方法の一例について説明する。まず、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、実施形態１と同様にして、前記分析サンプルの注入工程まで（洗浄試薬を注入する前までの工程）を実施する。このとき、実施形態１では抽出室６が生じたのに対し、本実施形態では混合室１９が生じる。
【００５２】
ここで、前述した各種試薬は、例えば、前記分析サンプルの注入の前、同時又は後に、対象物質分析チップ１０に注入してもよい。注入の方法は、例えば、前記分析サンプルと同様である。前記分析サンプルが、前述のような細胞含有サンプルの場合、例えば、前記試薬として、前記溶出試薬、溶出した前記対象物質と反応する前記反応試薬、および前記対象物質を洗浄する前記洗浄試薬等を注入してもよい。また、前記分析サンプルが、前述のような、対象物質溶出サンプルの場合、例えば、前記試薬として、前記反応試薬および前記洗浄試薬等を注入してもよい。前記溶出試薬および前記反応試薬は、例えば、予め、混合室用非接着領域９の上、または、貫通孔７から混合室用非接着領域９の間の流路用非接着領域１１の上に配置しておくこともできる。
【００５３】
つぎに、圧力供給口１８ａを介して注入チューブ１５から、気体を高圧で注入する。これによって、図３（Ｃ）に示すように、シャッター用非接着領域１２ａの上部が隆起し、シャッター用空隙１７ａが形成される。具体的には、第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２のうち、シャッター用非接着領域１２ａの上部に位置する部分のみが、第３基板３の上面から隆起し、シャッター用空隙１７ａが生じる。前記気体は、例えば、空気等であり、高圧の程度は、例えば、１０ｋＰａ〜３００ｋＰａの範囲である（以下、同様）。ついで、貫通孔７から注入する気体の圧力を、大気圧程度とする。これによって、図３（Ｃ）に示すように、シャッター用空隙１７ａの上流側における流路８の空隙を消滅させる。
【００５４】
つぎに、図３（Ｄ）に示すように、第１可撓性基板１の上面における混合室１９の上部に圧力をかけることで、混合室１９を変形させる。これによって、混合室１９の内部において、前記対象物質及び前記試薬を混合する。混合室１９の上部の位置に圧力をかける方法は、特に制限されず、例えば、高圧の気体を吹き付けてもよいし、物体を押しつけてもよい。
【００５５】
つぎに、圧力供給口１８ａ及び１８ｂから注入する気体の圧力を、大気圧程度とする。これによって、図３（Ｅ）に示すように、シャッター用空隙１７ａ、１７ｂ及び混合室１９の空隙を消滅させる。その後、貫通孔７を介して注入チューブ１５から気体を高圧で注入する。これによって、前記試薬と混合された前記対象物質を、次工程に送り出すことができる。
【００５６】
本実施形態の対象物質分析チップは、混合室用非接着領域９に、実施形態１と同様の磁性体粒子を配置してもよい。この場合には、混合室１９が、抽出室としての機能も兼ねることとなる。
【００５７】
（実施形態３）
本発明の第３の対象物質分析チップは、前述のように、前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、前記第１混合室用非接着領域より前記貫通孔に近い側及び前記第２混合室用非接着領域より前記貫通孔から遠い側に２本のシャッター用非接着領域が形成されている。前記第３の対象物質分析チップは、例えば、さらに、前記第２可撓性基板と前記第３基板との接着面に、前記第２可撓性基板を介して前記流路用非接着領域と上下で交差するように、３本目のシャッター用非接着領域が帯状に形成されてもよい。このシャッター用非接着領域は、例えば、前記第１混合室用非接着領域より前記貫通孔に遠い側に形成されてもよい。この場合、前記第１混合室の上流側と下流側の流路を、それぞれ、シャッター部によって閉塞できる。
【００５８】
図４に、本発明の第３の対象物質分析チップの構成の一例を示す。図４に示す形態は、一例であって、本発明は、この形態には制限されない。図４において、図１〜図３と同一部分には同一符号を付している。図４に示す対象物質分析チップ１０は、混合室用非接着領域を２つ（９ａ及び９ｂ）、シャッター用非接着領域を４つ（１２ａ〜１２ｄ）、圧力供給口を４つ有すること以外、図３に示した対象物質分析チップと同様の構成である。なお、図示していないが、４つの圧力供給口は、便宜上、圧力供給口１８ａ〜１８ｄという。
【００５９】
図示していないが、シャッター用非接着領域１２ｃ及び１２ｄは、図１（Ａ）に示すシャッター用非接着領域１２ａ及び１２ｂと同様に、第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２を貫通する圧力供給口１８ｃ及び１８ｄと、それぞれ接している。圧力供給口１８ｃ及び１８ｄは、第３基板３に、シャッター用非接着領域１２ｃ及び１２ｄと接するように貫通させて形成されていてもよい。本実施形態において、シャッター用非接着領域１２ｂ及び１２ｃならびに圧力供給口１８ｂ及び１８ｃは、任意の構成要素であり、あることが好ましいが、なくてもよい。また、本実施形態において、シャッター用非接着領域１２ｂ及び１２ｃ、ならびに圧力供給口１８ｂおよび１８ｃは、それぞれ１つにまとめて、シャッター用非接着領域及び圧力供給口を、それぞれ３つとしてもよい。
【００６０】
つぎに、本発明の第３の対象物質分析方法は、前記本発明の第３の対象物質分析チップを使用して行うことができる。前記第３の対象物質分析方法は、例えば、前記本発明の第３の対象物質分析チップを使用し、下記（ａ３）工程〜（ｆ３）工程と含むことを特徴とする。
（ａ３）前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記流路用非接着領域の上部、前記第１混合室用非接着領域の上部及び前記第２混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路、第１混合室及び第２混合室を形成する工程、
（ｂ３）前記流路及び前記混合室に分析サンプルを注入する工程、
（ｃ３）前記流路及び前記混合室に試薬を注入する工程、
（ｄ３）前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記第１混合室用非接着領域より前記貫通孔に近い側の前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞するシャッター部を形成する工程、
（ｅ３）前記圧力供給口から圧力を供給することにより、前記第２混合室用非接着領域より前記貫通孔に遠い側の前記シャッター用非接着領域の上部を隆起させて、前記流路を閉塞するシャッター部を形成する工程、及び、
（ｆ３）前記分析サンプル中の対象物質及び前記試薬を、前記第１混合室と前記第２混合室との間で往復させることにより混合する工程
【００６１】
本発明の第３の対象物質分析方法において、前記各工程の順番は特に制限されず、例えば、前記（ａ３）工程〜（ｆ３）工程の順番に行うことができる。前記（ｄ３）工程は、例えば、前記（ａ３）工程の前、同時または後のいずれに行ってもよく、前記（ｂ３）および（ｃ３）工程の前に行うことが好ましい。前記（ｅ３）工程は、例えば、前記（ｂ３）および（ｃ３）工程の後に行うことが好ましい。
【００６２】
また、本発明において、前記（ａ３）工程における、前記第１混合室と前記第２混合室の形成は、例えば、別工程として行うこともできる。この場合、前記（ａ３）工程を、下記（ａ３−１）工程および下記（ａ３−２）工程としてもよい。
（ａ３−１）前記貫通孔から圧力を供給することにより、前記貫通孔と前記第１混合室用非接着領域との間における前記流路用非接着領域の上部及び前記第１混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び第１混合室を形成する工程
（ａ３−２）前記第１混合室の上部に圧力をかけて前記第１混合室を変形させることにより、前記１混合室用非接着領域と前記第２混合室用非接着領域の間における前記流路用非接着領域の上部及び前記第２混合室用非接着領域の上部を隆起させて、流路及び第２混合室を形成する工程
【００６３】
前記（ａ３−１）の第１混合室の形成工程は、前記（ｂ３）の分析サンプルの注入工程および前記（ｃ３）の試薬の注入工程の前または同時に行うことが好ましい。前記（ａ３−２）の第２混合室の形成工程は、例えば、前記（ｄ３）および（ｅ３）のシャッター部の形成工程の前後または間のいずれで行ってもよい。
【００６４】
また、前記第３の対象物質分析チップが、前記３本目のシャッター用非接着領域を有する場合、前記（ａ３−１）の第１混合室の形成に先立って、または、前記（ｂ３）の分析サンプルの注入工程および前記（ｃ３）の試薬の注入工程に先立って、前記３本目のシャッター用非接着領域の上部を隆起させて、シャッター部を形成してもよい。
【００６５】
図４に示す対象物質分析チップ１０は、例えば、つぎのようにして使用する。まず、図４（Ａ）に示すように、実施形態１と同様にして、貫通孔７、圧力供給口１８ａ〜１８ｄに、それぞれ、注入チューブ１５が接続されたアダプター１４を設置する。
【００６６】
つぎに、圧力供給口１８ｂを介して注入チューブ１５から気体を高圧で注入する。これによって、図４（Ｂ）に示すように、まず、シャッター用非接着領域１２ｂの上部が隆起し、シャッター用空隙１７ｂが形成される。具体的には、第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２のうち、シャッター用非接着領域１２ｂの上部に位置する部分のみが、第３基板３の上面から隆起し、シャッター用空隙１７ｂが生じる。前記気体は、例えば、空気等であり、高圧の程度は、例えば、１０ｋＰａ〜３００ｋＰａの範囲である（以下、同様）。
【００６７】
つぎに、貫通孔７内に前記分析サンプルを注入後、注入チューブ１５から気体を高圧で注入する、又は、貫通孔７内に前記分析サンプルを、陽圧を印加しながら注入する。これによって、図４（Ｂ）に示すように、流路用非接着領域１１の上部および第１混合室用非接着領域９ａの上部が隆起し、流路８及び第１混合室１９ａが形成される。具体的には、第１可撓性基板１のうち、流路用非接着領域１１の上部及び第１混合室用非接着領域９ａの上部に位置する部分のみが、第２可撓性基板２の上面から隆起し、流路８及び第１混合室１９ａが生じる。この際、流路用非接着領域１１におけるシャッター用空隙１７ｂから先の部分の上部、すなわち、流路用非接着領域１１におけるシャッター用空隙１７ｂよりも下流側の上部については、シャッター用空隙１７ｂにより閉塞されているため、流路を生じない。この際、前記実施例１および２と同様にして、例えば、対象物質分析チップ１０に、前記試薬を注入する。前記分析サンプルが、前述のような細胞含有サンプルであり、前記試薬として前記溶出試薬を使用した場合、第１混合室１９ａにおいて、前記細胞からＤＮＡ等の対象物質が溶出する。
【００６８】
つぎに、圧力供給口１８ａを介して注入チューブ１５から気体を高圧で注入する。これによって、図４（Ｃ）に示すように、シャッター用非接着領域１２ａの上部が隆起し、シャッター用空隙１７ａが形成される。具体的には、第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２のうち、シャッター用非接着領域１２ａの上部に位置する部分のみが、第３基板３上面から隆起し、シャッター用空隙１７ａが生じる。前記気体は、例えば、空気等であり、高圧の程度は、例えば、１０ｋＰａ〜３００ｋＰａの範囲である（以下、同様）。ついで、貫通孔７から注入する気体の圧力を、大気圧程度とする。これによって、図４（Ｃ）に示すように、シャッター用空隙１７ａの上流側における流路８の空隙を消滅させる。
【００６９】
つぎに、圧力供給口１８ｂから注入する気体の圧力を、大気圧程度とする。これによって、図４（Ｄ）に示すように、シャッター用空隙１７ｂの空隙を消滅させる。その後、圧力供給口１８ｄを介して注入チューブ１５から、気体を高圧で注入する。これによって、図４（Ｄ）に示すように、シャッター用非接着領域１２ｄの上部が隆起し、シャッター用空隙１７ｄが形成される。具体的には、第１可撓性基板１及び第２可撓性基板２のうち、シャッター用非接着領域１２ｄの上部に位置する部分のみが、第３基板３の上面から隆起し、シャッター用空隙１７ｄが生じる。
【００７０】
ついで、第１可撓性基板１の上面における第１混合室１９ａの上部に圧力をかける。これによって、第１可撓性基板１の第１混合室用非接着領域９ａと第２混合室用非接着領域９ｂとの間における流路用非接着領域１１の上部、及び第２混合室用非接着領域９ｂの上部を、第２可撓性基板２の上面から隆起させ、流路８及び第２混合室１９ｂを生じさせる。これによって、第１混合室１９ａから第２混合室１９ｂに、前記対象物質及び前記試薬が移動する。
【００７１】
つぎに、図４（Ｅ）に示すように、第１可撓性基板１の上面における第２混合室１９ｂの上部に圧力をかける。これによって、第２混合室１９ｂから第１混合室１９ａに、前記対象物質及び前記試薬が移動する。
【００７２】
この後、第１可撓性基板１の上面における第１混合室１９ａの上部の位置及び第２混合室１９ｂの上部の位置に、交互に圧力をかけて第１混合室１９ａ及び第２混合室１９ｂを交互に変形させる。これによって、前記対象物質及び前記試薬を、第１混合室１９ａと第２混合室１９ｂとの間で往復させることにより混合する。第１混合室１９ａの上部及び第２混合室１９ｂの上部に圧力をかける方法は、特に制限されず、例えば、高圧の気体を吹き付けてもよいし、物体を押しつけてもよい。
【００７３】
また、前記対象物質及び前記試薬を、第１混合室１９ａと第２混合室１９ｂとの間で往復させて混合する方法は、第１混合室１９ａの上部及び第２混合室１９ｂの上部に交互に圧力をかけて、第１混合室１９ａ及び第２混合室１９ｂを交互に変形させる方法に限定されず、いかなる方法であってもよい。例えば、第１混合室１９ａと第２混合室１９ｂとの間に空気圧をかけることで、前記対象物質及び前記試薬を、第１混合室１９ａと第２混合室１９ｂとの間で往復させて混合してもよい。
【００７４】
つぎに、貫通孔７、圧力供給口１８ａ及び１８ｄから注入する気体の圧力を、大気圧程度とする。これによって、図４（Ｆ）に示すように、流路８、シャッター用空隙１７ａ及び１７ｄ、並びに第１混合室１９ａ及び第２混合室１９ｂの空隙を消滅させる。その後、貫通孔７を介して注入チューブ１５から気体を高圧で注入する。これによって、前記試薬と混合された前記対象物質を、次工程に送り出すことができる。
【００７５】
本実施形態の対象物質分析チップは、第１混合室用非接触領域９ａ及び第２混合室用非接触領域９ｂの少なくとも一方に、実施形態１と同様の磁性体粒子を配置してもよい。この場合には、第１混合室１９ａ及び第２混合室１９ｂの少なくとも一方が、抽出室としての機能も兼ねることとなる。
【００７６】
（実施形態４）
図５に、本発明の対象物質分析チップの構成のその他の例を示す。図５に示す形態は、一例であって、本発明は、この形態には制限されない。図５において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付している。図５に示す対象物質分析チップ２０は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の構成に加え、洗浄試薬供給部３０、ＰＣＲ反応試薬供給部４０、洗浄試薬回収部７０、ＰＣＲ増幅部５０、シャッター用非接触領域１２ｍ、圧力供給口１８ｍ及び電気泳動解析部６０を、主要な構成要素として含む。洗浄試薬供給部３０、ＰＣＲ反応試薬供給部４０、洗浄試薬回収部７０、ＰＣＲ増幅部５０及び電気泳動解析部６０は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０と同様の素材の第１可撓性基板１、第２可撓性基板２及び第３基板３が積層された積層体を有する。シャッター用非接触領域１２ｍ及び圧力供給口１８ｍは、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の対応する構成要素と同様にして形成できる。
【００７７】
洗浄試薬供給部３０は、貫通孔３７、流路用非接着領域３１、シャッター用非接着領域１２ｅ及び圧力供給口１８ｅを主要な構成要素として含む。これらの構成要素は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の対応する構成要素と同様にして形成できる。流路用非接着領域３１は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の抽出室用非接着領域５に接している。本実施形態の対象物質分析チップ２０において、洗浄試薬供給部３０は、任意の構成要素であり、あることが好ましいが、なくてもよい。洗浄試薬供給部３０がない場合には、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の貫通孔７から洗浄試薬を供給すればよい。
【００７８】
ＰＣＲ反応試薬供給部４０は、貫通孔４７、流路用非接着領域４１、シャッター用非接着領域１２ｆ及び圧力供給口１８ｆを主要な構成要素として含む。これらの構成要素は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の対応する構成要素と同様にして形成できる。流路用非接着領域４１は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の抽出室用非接着領域５に接している。本実施形態の対象物質分析チップ２０において、ＰＣＲ試薬供給部４０は、任意の構成要素であり、あることが好ましいが、なくてもよい。ＰＣＲ試薬供給部４０がない場合には、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の貫通孔７からＰＣＲ試薬を供給すればよい。
【００７９】
洗浄試薬回収部７０は、流路用非接着領域７１、シャッター用非接着領域１２ｎ及び１２ｏ、圧力供給口１８ｎ及び１８ｏ、及び廃液槽７８を主要な構成要素として含む。廃液槽７８以外の構成要素は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の対応する構成要素と同様にして形成できる。廃液槽７８は、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の抽出室用非接着領域５と同様にして形成できる。
【００８０】
ＰＣＲ増幅部５０において、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０から続く流路用非接着領域１１は、シャッター用非接着領域１２ｇ〜１２ｌ及び圧力供給口１８ｇ〜１８ｌを介して、８つの流路用非接着領域５１ａ〜５１ｈに分割される。流路用非接着領域の分割は、８つに制限されず、所望の前記対象物質の分析精度に応じて、適宜増減できる。シャッター用非接着領域１２ｇ〜１２ｌ、圧力供給口１８ｇ〜１８ｌ及び流路用非接着領域５１ａ〜５１ｈは、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の対応する構成要素と同様にして形成できる。８つの流路用非接着領域５１ａ〜５１ｈは、それぞれ、８つの反応槽５２ａ〜５２ｈと接している。流路用非接着領域５１ａ〜５１ｈは、それぞれ、反応槽５２ａ〜５２ｈとの接点の前後において、シャッター用非接着領域１２ｐ〜１２ｚ、１２α〜１２ε及び圧力供給口１８ｐ〜１８ｚ、１８α〜１８εが形成されている。反応槽５２ａ〜５２ｈの形成方法は、特に制限されず、例えば、従来公知のＰＣＲチップにおける形成方法を採用できる。シャッター用非接着領域１２ｐ〜１２ｚ、１２α〜１２ε及び圧力供給口１８ｐ〜１８ｚ、１８α〜１８εは、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の対応する構成要素と同様にして形成できる。
【００８１】
図示していないが、第３基板３の下面における反応槽５２ａ〜５２ｈの真下の位置、及び第１可撓性基板１の上面における反応槽５２ａ〜５２ｈの真上の位置の少なくとも一方の位置には、ヒータ等の加熱手段が配置される。
【００８２】
電気泳動解析部６０は、試薬槽６７ａ〜６７ｈ、貫通孔６８ａ〜６８ｈ、流路用非接着領域６１ａ〜６１ｈ及び６２ａ〜６２ｈ、廃液槽６５ａ〜６５ｈ及び６６ａ〜６６ｈ、並びに電極６７ｉ〜６７ｐ、６８ｉ〜６８ｐ、６５ｉ〜６５ｐ及び６６ｉ〜６６ｐを有する。シャッター用非接触領域１２ｍ及び圧力供給口１８ｍを介して、ＰＣＲ増幅部５０の流路用非接着領域５１ａ〜５１ｈと接するように、試薬槽６７ａ〜６７ｈが形成されている。流路用非接着領域６１ａ〜６１ｈは、その一端が試薬槽６７ａ〜６７ｈと接し、その他端が廃液槽６５ａ〜６５ｈと接するように形成されている。流路用非接着領域６２ａ〜６２ｈは、流路用非接着領域６１ａ〜６１ｈと交差し、その一端が貫通孔６８ａ〜６８ｈと接し、その他端が廃液槽６６ａ〜６６ｈと接するように形成されている。試薬槽６７ａ〜６７ｈ、貫通孔６８ａ〜６８ｈ、廃液槽６５ａ〜６５ｈ及び６６ａ〜６６ｈには、それぞれ、電極６７ｉ〜６７ｐ、６８ｉ〜６８ｐ、６５ｉ〜６５ｐ及び６６ｉ〜６６ｐが配置されている。電極６７ｉ〜６７ｐ、６８ｉ〜６８ｐ、６５ｉ〜６５ｐ及び６６ｉ〜６６ｐは、第１可撓性基板１の上部又は第３基板３の下部から電圧を印加可能とされている。貫通孔６７ａ〜６７ｈ、並びに流路用非接着領域６１ａ〜６１ｈ及び６２ａ〜６２ｈは、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の対応する構成要素と同様にして形成できる。なお、流路用非接着領域６１ａ〜６１ｈ及び６２ａ〜６２ｈに代えて、従来公知の方法に従い、第３基板３に溝を形成し、これを流路としてもよい。前記溝は、例えば、幅１００μｍ程度、深さ３０μｍ程度のものとすればよい。試薬槽６７ａ〜６７ｈ、廃液槽６５ａ〜６５ｈ及び６６ａ〜６６ｈは、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の抽出室用非接着領域５と同様にして形成できる。電極６７ｉ〜６７ｐ、６８ｉ〜６８ｐ、６５ｉ〜６５ｐ及び６６ｉ〜６６ｐは、従来公知のものを使用できる。
【００８３】
図示していないが、第３基板３の下面における流路用非接触領域６２ａ〜６２ｈの下部、及び第１可撓性基板１の上面における流路用非接触領域６２ａ〜６２ｈの上部の少なくとも一方の位置には、吸光度測定装置等の光学的分析手段が配置される。
【００８４】
本実施形態の対象物質分析チップ２０は、図１及び図２に示した抽出室用非接触領域５を有する対象物質分析チップ１０の構成に代えて、図３又は図４に示した混合室用非接触領域を有する対象物質分析チップ１０の構成を含んでもよい。また、本実施形態の対象物質分析チップ２０は、さらに、抽出室用非接触領域又は混合室用非接触領域と接するように形成された乾燥エアー供給用の貫通孔及び流路用非接触領域を有してもよい。
【００８５】
本実施形態の対象物質分析チップ２０の大きさは、例えば、長さが５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲、幅が２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲である。このように、本発明の対象物質分析チップは、小型であるため、設置スペースが少なくて済む。
【００８６】
また、本実施形態の対象物質分析チップ２０の厚みは、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の構成における磁界を発生させる機構、ＰＣＲ増幅部５０における加熱手段及び電気泳動解析部６０における光学的分析手段等を除くと、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。このため、本実施形態の対象物質分析チップ２０は、所定のスペースに固定することなく、持ち運ぶことも可能である。
【００８７】
図５に示す対象物質分析チップ２０は、例えば、つぎのようにして使用する。まず、図１及び図２に示した対象物質分析チップ１０の構成及び洗浄試薬供給部３０を用いて、実施形態１と同様にして、前記分析サンプルからＤＮＡ等の前記対象物質を抽出する。前記対象物質の抽出に要する時間は、例えば、約５分である。
【００８８】
つぎに、ＰＣＲ反応試薬供給部４０からＰＣＲ反応試薬を供給し、磁性体粒子に結合している前記対象物質を、洗浄試薬回収部７０に移送する。ついで、洗浄試薬回収部７０において、前記対象物質、洗浄試薬及びＰＣＲ反応試薬等の混合物から前記洗浄試薬を除去したものをＰＣＲ増幅部５０に移送する。そして、反応槽５２ａ〜５２ｈに貯めた前記対象物質及び前記ＰＣＲ反応試薬に、温度サイクルを加える等の従来公知の方法で、ＰＣＲ増幅を行う。このＰＣＲ増幅に要する時間は、例えば、１０分〜６０分であり、好ましくは、約１５分である。
【００８９】
つぎに、ＰＣＲ増幅後、前記対象物質の増幅物を、電気泳動解析部６０の試薬槽６７ａ〜６７ｈに移送し、電極６７ｉ〜６７ｐ及び６５ｉ〜６５ｐに電圧を印加し、試薬槽６７ａ〜６７ｈと廃液槽６５ａ〜６５ｈとの間に電位差を生じさせる。これにより、流路用非接着領域６１ａ〜６１ｈの上部に形成した流路を、前記対象物質の増幅物で満たす。ついで、貫通孔６８ａ〜６８ｈから電気泳動液を供給するとともに、電極６８ｉ〜６８ｐ及び６６ｉ〜６６ｐに電圧を印加し、貫通孔６８ａ〜６８ｈと廃液槽６６ａ〜６６ｈとの間に電位差を生じさせる。これにより、流路用非接着領域６１ａ〜６１ｈ及び６２ａ〜６２ｈの交差部分から、微量の前記対象物質の増幅物を流路用非接着領域６２ａ〜６２ｈの上部に形成した流路に導入し、電気泳動解析を行う。この電気泳動解析に要する時間は、例えば、約５分である。このような電気泳動解析方法は、従来公知である。
【００９０】
このように、本実施形態の対象物質分析チップ２０によれば、ＤＮＡ等の対象物質の抽出、増幅及び解析を、少ない労力で、約２０分〜約７０分という短時間で実施可能である。
【００９１】
図５に示した対象物質分析チップ２０は、ＰＣＲ増幅部５０及び電気泳動解析部６０を含む。ただし、本実施形態は、これに限定されない。本実施形態の対象物質分析チップは、ＰＣＲ増幅を行うことなく、電気泳動解析を行うものでもよい。また、本実施形態の対象物質分析チップは、化学発光、蛍光、酵素呈色等の電気泳動解析以外の方法により、前記対象物質を解析するものでもよい。例えば、ＤＮＡ等の前記対象物質の解析は、インターカレーター法、蛍光標識プローブを用いる方法等の従来公知の方法で実施してもよい。
【００９２】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００９３】
この出願は、２０１２年３月２１日に出願された日本出願特願２０１２−０６３６４５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のように、本発明の対象物質分析チップは、小型で、短時間且つ少ない労力でＤＮＡ等の対象物質を分析可能なものである。本発明の対象物質分析チップは、例えば、犯罪捜査におけるＤＮＡ鑑定をはじめとした幅広い用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１  第１可撓性基板
２  第２可撓性基板
３  第３基板
５  抽出室用非接着領域
６  抽出室
７、３７、４７、６８ａ〜６８ｈ  貫通孔
８  流路
９  混合室用非接着領域
１０、２０  対象物質分析チップ
１１、３１、４１、５１ａ〜５１ｈ、６１ａ〜６１ｈ、６２ａ〜６２ｈ、７１  流路用非接着領域
１２ａ〜１２ｚ、１２α〜１２ε  シャッター用非接着領域
１３  磁石
１４  アダプター
１５  注入チューブ
１６  磁性体粒子
１７ａ、１７ｂ、１７ｄ  シャッター用空隙
１８ａ〜１８ｚ、１８α〜１８ε  圧力供給口
１９  混合室
３０  洗浄試薬供給部
４０  ＰＣＲ反応試薬供給部
５０  ＰＣＲ増幅部
６０  電気泳動解析部
６５ａ〜６５ｈ、６６ａ〜６６ｈ、７８  廃液槽
７０  洗浄試薬回収部
【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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【国際調査報告】
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