(57)【要約】  回転による遠心力を用いて懸濁液から不溶性成分を分離するための分離チップであって、回転時の内周側からこの順に配置される懸濁液保持槽、分離液保持槽、不溶性成分保持槽を有し、懸濁液保持槽と不溶性成分保持槽とが接続され、不溶性成分保持槽と分離液保持槽とが狭隘部により接続され、不溶性成分保持槽において、懸濁液保持槽との接続部が、狭隘部より外周側に位置する、分離チップ。
2009096391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転による遠心力を用いて懸濁液から不溶性成分を分離するための分離チップであって、
回転時の内周側からこの順に配置される懸濁液保持槽、分離液保持槽、不溶性成分保持槽を有し、
前記懸濁液保持槽と前記不溶性成分保持槽とが接続され、
前記不溶性成分保持槽と前記分離液保持槽とが狭隘部により接続され、
前記不溶性成分保持槽において、前記懸濁液保持槽との接続部が、前記狭隘部より外周側に位置する、分離チップ。
【請求項２】
前記懸濁液保持槽及び前記不溶性成分保持槽は、懸濁液導入路により連結され、該懸濁液導入路の前記不溶性成分保持槽の開口が前記狭隘部より外周側に位置しており、
前記分離液保持槽は前記狭隘部を通過した液状成分を保持できる槽である、請求項1に記載の分離チップ。
【請求項３】
前記不溶性成分保持槽と前記懸濁液保持槽との接続部が、該不溶性成分保持槽の前記外周側壁面に位置する請求項１に記載の分離チップ。
【請求項４】
前記分離液保持槽に接続されており、重力方向に延伸して、該分離液保持槽から前記液状成分を排出する分離液排出路をさらに備える、請求項１に記載の分離チップ。
【請求項５】
前記分離液排出路が、重力方向かつ外周側に延伸する、請求項４に記載の分離チップ。
【請求項６】
前記分離液排出路が、前記分離液保持槽との接続部における流路断面積より小さな流路断面積となる部位を流路途中に有する、請求項４に記載の分離チップ。
【請求項７】
前記狭隘部が、前記不溶性成分保持槽の上方に位置する、請求項１に記載の分離チップ。
【請求項８】
前記分離液保持槽の上方に配置されて、該分離液保持槽に接続されており、回転時に洗浄液を保持できる洗浄液保持槽をさらに備える、請求項１に記載の分離チップ。
【請求項９】
前記懸濁液導入路および前記不溶性成分保持槽に一端が接続される、オーバーフロー流路をさらに備え、該オーバーフロー流路は、前記懸濁液導入路または前記不溶性成分保持槽との接続部から一旦内周側に延伸した後、外周側に方向転換して延伸する、請求項１に記載の分離チップ。
【請求項１０】
前記オーバーフロー流路の前記折り返し部が、前記分離チップ外に連通した通気穴をさらに備える、請求項９に記載の分離チップ。
【請求項１１】
前記不溶性成分保持槽、前記懸濁液導入路および前記オーバーフロー流路を含む群から選択される１または２以上に接続された、不溶性成分排出路をさらに備える、請求項１に記載の分離チップ。
【請求項１２】
前記不溶性成分排出路が、前記不溶性成分保持槽との接続部から一旦内周側に延伸した後、前記オーバーフロー流路の折り返し部よりも内周側で外周側に折り返される、請求項１１に記載の分離チップ。
【請求項１３】
前記不溶性成分排出路の折り返し部が、前記狭隘部より上方に位置する、請求項１２に記載の分離チップ。
【請求項１４】
請求項１に記載の分離チップを用いて、懸濁液から不溶性成分を分離する分離方法であって、
懸濁液保持槽に懸濁液が導入された前記分離チップを、回転軸の周りに回転させ、前記懸濁液を不溶性成分保持槽に送液し、前記不溶性成分を遠心力を用いて分離して保持し、
前記遠心力により分離され、かつ、前記不溶性成分保持槽と分離液保持槽とを接続している狭隘部を通過した前記液状成分を、前記分離液保持槽で保持し、
前記分離チップの回転を停止して前記分離液保持槽で保持された前記液状成分を、前記分離液保持槽から排出する、分離方法。
【請求項１５】
前記懸濁液を血液とする、請求項１４に記載の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離チップおよび分離方法に関し、特に血液といった懸濁液を不溶成分と液状成分とに分離するための分離チップおよびかかる分離チップを用いた分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、臨床診断、食品衛生、環境分析に関わる微量分子の分析の殆どは、試料を遠心分離器、ガスクロマトグラフィ装置、液体クロマトグラフィ装置などの装置を用いて処理した後、質量分析装置を用いることにより高精度な分析が行われている。これらの装置は高価で操作に専門知識が必要であることから、前述したような分離、測定および分析は臨床検査会社や分析会社で行われてきた。近年、世の中の流れとして患者のベッドサイド、食品の加工、および食品の輸入といった現場においての簡便かつ迅速な診断、分析および／または測定を行うことが求められている。すなわち、例えば病気の診断、河川や廃棄物中の有害物質の分析を、患者のベッドサイド、河川や廃棄物処理場などの現場で行うことが注目されており、簡便に、迅速に、安価に、高精度にかつ高感度に試料の分離、測定および分析が可能な方法や装置の開発が重要視されている。【０００３】
特に、臨床診断においては、病気の状態を早期に診断するために、分析時間をより短縮し、分析に要する検体（試料）量をより微量化し、微量の検体を用いて簡便に、迅速に、安価に、高精度に、かつ高感度に検出することが重要である。【０００４】
そこで近年、これらの課題を解決するために微細加工技術を応用し、数ｃｍ（角）サイズのチップ内に微細な流路を形成配置して、チップ内に被験者の血液などの体液（試料）を極微量注入し、分析することができる新しいデバイスの開発が進められている。このようなデバイスには、血液からの血球採取や血球除去をはじめとして、微量な（生体）試料から特定成分を分離する機能が求められており、そのための様々な技術が開発されてきた。【０００５】
例えば、チップを回転させて遠心力を付与することにより特定の成分を分離する技術が知られている。
特許文献１には、略水平面に配置された微細な流路を有するチップを回転させることにより血液から血球を分離し、回転停止後、外部吸引ポンプを用いて血漿成分を分取する手法が開示されている。【０００６】
特許文献１が開示しているチップは、（１）血球成分を含む血液を保持する槽と、（２）血液を保持する槽よりも外周側に連結されて位置し、血漿を保持する機能を有する流路と、（３）血漿を保持する流路の外周側に連結されて位置する、血球分画収容部を有する構造を備えている。【０００７】
また、特許文献２には、略水平面に配置された微細な流路を有するチップの回転及び停止を繰り返すことで、遠心力、毛細管現象、サイフォン効果を利用することにより血清の分取が可能な化学分析装置が記載されている。
このチップは（１）血球成分を含む血液などの懸濁液を保持する槽と、（２）懸濁液を保持する槽よりも外周側に、血清などの分離液を保持する槽と、（３）分離液を保持する槽よりも外周側に、分離液保持槽と堰などの狭隘部により連結された、血球などの不溶性成分を保持する槽とを有し、懸濁液を保持する槽と分離液を保持する槽が堰などの狭隘部により接続された構造である。【０００８】
また、分離液を保持する槽から表面張力により毛細管流動させるための毛細管が用いられている。【０００９】
【特許文献１】特許第３８０３０７８号公報
【特許文献２】特開２００６−２００９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に開示されているチップでは、血球分離後に、外部接続の吸引ポンプを接続して血漿成分を回収している。よって特許文献１が開示するチップは、外部接続の吸引ポンプを準備し、かつ接続する手間が必要であるなど、簡便、迅速かつ安価な分析手段とはいえない。【００１１】
また、特許文献１が開示しているチップは、血漿を保持する機能を有する流路よりも外周側に血球分画収容部を有する構造であり、吸引ポンプによる血漿の分取、回収時には血球成分が血球分画収容部に付着している必要がある。しかし個人差や病態などにより粘度や組成、溶血状態などの血球の性質などが異なる多様な性状を持つ臨床血液検体などにおいては、血球成分の血球分画収容部での付着が不十分なため、ポンプによる吸引回収時に血球分画収容部に印加される引き込み力により、血漿に血球成分が混入するおそれがある。そこで特許文献１には、ポンプによる吸引回収時に血球分画に印加される引き込み力を小さくし、血球成分が血漿に混入する危険性を防止するため、血球分画収容部と血漿を保持する機能を有する流路の接続部を狭隘な構造とする手法が開示されている。【００１２】
しかし、血球分画収容部は、血漿を保持する機能を有する流路との接続部が狭隘な構造であるため、接続部が血球成分により閉塞しやすいという問題があった。さらに、血球分画収容部は、血漿を保持する機能を有する流路との接続部以外は密閉された空間であるため、内部の気体の逃げ場が無く、そのため個人差や病態などにより粘度や組成などが異なる多様な性状を持つ臨床血液検体などにおいては、血球分画収容部に気体の層ができて血液が入らなかったり、気泡が血球分画収容部に残存してしまったりするおそれがある。【００１３】
さらに、特許文献２が開示しているチップは、血清分離動作後にチップを停止させ、血清を毛細管流動によって下流の混合部まで導いており外部接続のポンプは必要としない。しかし、特許文献２が開示しているチップにおいては、懸濁液は回転による遠心力によって分離液保持槽を通過した後、狭隘部を通過して不溶性成分保持槽に流入するよう流路と各槽が配置されている。【００１４】
すなわち、不溶性成分保持槽は、懸濁液の流入口以外は密閉された空間であるため、内部の気体の逃げ場がなく、そのため個人差や病態などにより粘度や組成などが異なる多様な性状を持つ臨床血液検体などにおいては、不溶性成分保持槽に気体の層ができて懸濁液が入らないといった現象や、気泡が不溶性成分保持槽に残存し、分離液保持槽に不溶性成分が残存してしまうおそれがある。さらに不溶性成分保持槽に気泡が残存すると、分離液の定量性が損なわれるなどの問題があった。こうした場合には、例えば不溶性成分保持槽に通気穴を設けることで改善するものの、気泡の残存を完全に防止することはできない。【００１５】
また、特許文献２に開示されているチップは、回転により分離した分離液を、回転停止後表面張力により分離液排出路としての血清毛細管に毛細管流動させ、その後再度回転させてサイフォン効果により血清を回収、分取している。このように、遠心力が働かない状態で微細流路に表面張力だけで毛細管流動させる必要があるが、前述のように個人差や病態などにより粘度や組成などが異なる多様な性状を持つ血清などの臨床血液検体などにおいては、常に安定な毛細管流動を起こすことは困難である。安定な毛細管流動を起こすためには、管の径をなるべく小さくする必要があるが、管の径を小さくすることは、血清毛細管への血餅などの固形物の混入や毛細管内部での気泡の発生、混入などにより、サイフォン効果が容易に働かなくなる危険性を高めてしまう。【００１６】
このように、血清などの分離液を正確な量で、安定して回収、分取できなかった場合には、得られる分析、検査結果に誤差や間違いが生じ、特に医療分野において重大な問題となる。【００１７】
また、特許文献２に開示されているチップは、血清を回収、分取するためには、回転、回転停止、再度の回転を必要とする。【００１８】
さらに定量性をより高めるために、オーバーフロー流路に折り返し部位を設けた場合には、回転中に折り返し部を越えた懸濁液が、オーバーフロー液保持槽に向けて流れる際に、不溶性成分保持槽に流入すべき懸濁液がサイフォン現象により折り返し部に向かって逆流する、すなわち回転中にオーバーフロー流路内を満たした懸濁液によりサイフォン現象が起こることで分離前の懸濁液が流出してしまい、定量性が損なわれるおそれがあった。【００１９】
本発明はこのような現状に鑑み、外部接続のポンプといった外部機器を必要とせず、より正確に、安定して懸濁液中の不溶性成分と液状成分とを分離することが可能な分離チップ、およびかかる分離チップを用いた所望の成分の分離方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者らは、鋭意研究を進めたところ、回転による遠心力を用いて懸濁液から不溶性成分を除去する分離チップにおいて、分離液保持槽と不溶性成分保持槽の接続部を狭隘な構造とし、かつ懸濁液保持槽と不溶性成分保持槽とを連結することで、まず懸濁液が狭隘な接続部の外周側に位置する不溶性成分保持槽に遠心力により導入され、分離された分離液（液状成分）が回転中に、より内周側にある分離液保持槽に狭隘部を経て満ちてくる機構とすることにより、上記課題が解決できることを見出し本発明を完成するに至った。【００２１】
本発明は下記〔１〕〜〔１５〕に示す発明を提供するものである。
〔１〕  回転による遠心力を用いて懸濁液から不溶性成分を分離するための分離チップであって、回転時の内周側からこの順に配置される懸濁液保持槽、分離液保持槽、不溶性成分保持槽を有し、前記懸濁液保持槽と前記不溶性成分保持槽とが接続され、前記不溶性成分保持槽と前記分離液保持槽とが狭隘部により接続され、前記不溶性成分保持槽において、前記懸濁液保持槽との接続部が、前記狭隘部より外周側に位置する、分離チップ。
〔２〕  前記懸濁液保持槽及び前記不溶性成分保持槽は、懸濁液導入路により連結され、該懸濁液導入路の前記不溶性成分保持槽の開口が前記狭隘部より外周側に位置しており、
前記分離液保持槽は前記狭隘部を通過した液状成分を保持できる槽である、〔１〕に記載の分離チップ。
〔３〕  前記不溶性成分保持槽と前記懸濁液保持槽との接続部が、該不溶性成分保持槽の前記外周側壁面に位置する〔１〕に記載の分離チップ。
〔４〕  前記分離液保持槽に接続されており、重力方向に延伸して、該分離液保持槽から前記液状成分を排出する分離液排出路をさらに備える、〔１〕から〔３〕のいずれか１つに記載の分離チップ。
〔５〕  前記分離液排出路が、重力方向かつ外周側に延伸する、〔４〕に記載の分離チップ。
〔６〕  前記分離液排出路が、前記分離液保持槽との接続部における流路断面積より小さな流路断面積となる部位を流路途中に有する、〔４〕または〔５〕に記載の分離チップ。
〔７〕  前記狭隘部が、前記不溶性成分保持槽の上方に位置する、〔１〕から〔６〕のいずれか１つに記載の分離チップ。
〔８〕  前記分離液保持槽の上方に配置されて、該分離液保持槽に接続されており、回転時に洗浄液を保持できる洗浄液保持槽をさらに備える、〔１〕から〔７〕のいずれか１つに記載の分離チップ。
〔９〕  前記懸濁液導入路および前記不溶性成分保持槽に一端が接続される、オーバーフロー流路をさらに備え、該オーバーフロー流路は、前記懸濁液導入路または前記不溶性成分保持槽との接続部から一旦内周側に延伸した後、外周側に方向転換して延伸する、〔１〕から〔８〕のいずれか１つに記載の分離チップ。
〔１０〕  前記オーバーフロー流路の前記折り返し部が、前記分離チップ外に連通した通気穴をさらに備える、〔９〕に記載の分離チップ。
〔１１〕  前記不溶性成分保持槽、前記懸濁液導入路および前記オーバーフロー流路を含む群から選択される１または２以上に接続された、不溶性成分排出路をさらに備える、〔１〕から〔１０〕のいずれか１つに記載の分離チップ。
〔１２〕  前記不溶性成分排出路が、前記不溶性成分保持槽との接続部から一旦内周側に延伸した後、前記オーバーフロー流路の折り返し部よりも内周側で外周側に折り返される、〔１１〕に記載の分離チップ。
〔１３〕  前記不溶性成分排出路の折り返し部が、前記狭隘部より上方に位置する、〔１２〕に記載の分離チップ。
〔１４〕  〔１〕から〔１３〕のいずれか１つに記載の分離チップを用いて、懸濁液から不溶性成分を分離する分離方法であって、懸濁液保持槽に懸濁液が導入された前記分離チップを、回転軸の周りに回転させ、前記懸濁液を不溶性成分保持槽に送液し、前記不溶性成分を遠心力を用いて分離して保持し、前記遠心力により分離され、かつ、前記不溶性成分保持槽と分離液保持槽とを接続している狭隘部を通過した前記液状成分を、前記分離液保持槽で保持し、前記分離チップの回転を停止して前記分離液保持槽で保持された前記液状成分を、前記分離液保持槽から排出する、分離方法。
〔１５〕  前記懸濁液を血液とする、〔１４〕に記載の分離方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の分離チップによれば、懸濁液中の不溶性成分と液状成分とをより正確に、安定して分離することができる。【００２３】
また、本発明の分離チップによれば、重力による送液を可能にすることにより、回転停止時に、表面張力による毛細管流動よりも安定して、かつ確実に分離液を回収、分取することができる。【００２４】
さらに、本発明の分離チップによれば、分離液保持槽から重力方向に延伸する分離液排出路を設けることにより、回転中に分離液保持槽に満ちてきた分離液を、回転を停止するだけで、重力の作用により他の槽に送液を行い、分離液を回収または次の分析段階に移行できる。【００２５】
さらにまた、本発明の分離チップによれば、分離液保持槽の上方に、回転中に洗浄液を保持する洗浄液保持槽を設けることにより、重力の作用を利用して洗浄液を送液し、分離液保持槽や流路を洗浄することができる。よって、ステップ数を増やすことなく分離液の回収率や定量性を向上させることができる。【００２６】
また、本発明の分離チップによれば、折り返し部の内周側に通気穴を設けることにより、サイフォン現象の発生を防止することができ、このサイフォン現象により分離前の懸濁液が流出してしまい、定量性が損なわれるという問題を解決することができる。【００２７】
さらに、本発明の分離チップによれば、不溶性成分排出路を設けることにより、重力によって分離された液状成分をチップ外に排出した後、再度の遠心分離ステップにより不溶性成分保持槽内の不溶性成分や液状成分の一部が分離液排出路へ漏出し、分取した液状成分の定量性を損なうといった問題の発生を防止することができ、分取した液状成分への不溶性成分の混入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１−１】図１−１は、従来の分離チップの構成例を模式的に示す斜視図である。
【図１−２】図１−２は、図１−１に示された従来の分離チップを模式的に示す厚み方向から見た図である。
【図２】図２は、比較例２の分離チップを模式的に示す平面図である。
【図３−１】図３−１は、分離チップの一例を模式的に示す斜視図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１に示された分離チップを模式的に示す厚み方向から見た図である。
【図４】図４は、分離チップの別の構成例を模式的に示す平面図である。
【図５】図５は、分離チップの別の構成例を模式的に示す平面図である。
【図６−１】図６−１は、分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（１）である。
【図６−２】図６−２は、図６−１に続く、分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（２）である。
【図６−３】図６−３は、図６−２に続く、分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（３）である。
【図６−４】図６−４は、図６−３に続く、分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（４）である。
【図７−１】図７−１は、分離チップの動作を説明するための模式図（１）である。
【図７−２】図７−２は、分離チップの動作を説明するための模式図（２）である。
【図７−３】図７−３は、分離チップの動作を説明するための模式図（３）である。
【図７−４】図７−４は、分離チップの動作を説明するための模式図（４）である。
【図８】図８は、分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図である。
【図９−１】図９−１は、分離チップの動作を説明するための模式図（１）である。
【図９−２】図９−２は、分離チップの動作を説明するための模式図（２）である。
【図９−３】図９−３は、分離チップの動作を説明するための模式図（３）である。
【図９−４】図９−４は、分離チップの動作を説明するための模式図（４）である。
【符号の説明】
【００２９】
１  懸濁液保持槽
２  分離液保持槽
３  不溶性成分保持槽
４  分離液排出路
４Ａ  第１部分領域
４Ｂ  第２部分領域
４Ｃ  第３部分領域
５  洗浄液保持槽
６  懸濁液導入路
６ａ、３０ａ、３１ａ、３３ａ  ストップバルブ
７、１８  オーバーフロー流路
７ａ  第１オーバーフロー流路部
７ｂ  第２オーバーフロー流路部
８、１７、１９ａ、２０、２２、２３  通気穴
９  洗浄液貯液槽
１０  狭隘部
１１、１２  接続部
１３、３１  前半部分
１４、２１、３２  折り返し部
１５、３３  後半部分
１６  洗浄液導入路
１９、２４  オーバーフロー用保持槽
２５  気体流路
３０  不溶性成分排出路
４０  廃液槽
５０Ａ  基部
５０Ｂ  第１突出部
５０Ｂａ  部分領域
５０Ｃ  第２突出部
６０  屈曲部
７０Ａ  第１流路群
７０Ｂ  第２流路群
８０  懸濁液
８０Ａ  不溶性成分
８０Ｂ  液状成分
９０  洗浄液
１００  主面
１００ａ  第１主面
１００ｂ  第２主面
２００  混合液
３００  分離液回収容器
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図を参照して、本発明の実施形態につき説明する。なお、各図は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさおよび配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、図中、パターンを付した箇所は、懸濁液、不溶性成分および液状成分自体を、またはこれらが存在していることを意味している。以下の説明に用いる各図において、同様の構成要素については同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する場合がある。【００３１】
本発明の分離チップは、回転させることにより、懸濁液から不溶性成分と液状成分とを分離するためのチップである。【００３２】
本発明において回転とは、ある中心軸（回転軸）を基準にその周囲を回ることを意味し、自転に対する公転と呼ばれることがある。【００３３】
図３−１から図５を参照して、本発明の分離チップの構成および動作につき説明する。
図３−１は、本発明の分離チップの一例を模式的に示す斜視図である。図３−２は、図３−１に示された従来の分離チップを模式的に示す厚み方向から見た図である。図４は、本発明の分離チップの別の一例を模式的に示す平面図である。図５は、本発明の分離チップの別の一例を模式的に示す平面図である。
例えば、図３−１および図３−２に示されるように、本発明の分離チップの形状は、通常は、立方体状または直方体状の薄板状である。本発明の分離チップのサイズは、回転装置（遠心機）に装着可能な大きさであればよい。【００３４】
本発明の分離チップは、透過的に見たときに、分離チップのソリッドな厚み内に空間として設けられている槽および流路を観察できる側の面である主面１００を有している。主面１００は、例えば第１主面１００ａと、第１主面１００ａと対向する第２主面１００ｂとを有している。なお、各図において、分離チップの厚み内の槽および流路は、原則として輪郭が実線で示されている。【００３５】
本発明の分離チップは、ローターに装着されて用いられることが好ましい。ローターとしては、アングルローターがより好ましく用いられる。また、例えば数センチメートル程度の厚みを有する円柱状のローターも用いることができる。【００３６】
本発明の分離チップが、アングルローターに装着して使用することが想定されている場合には、流路の延伸方向（延伸角度）、槽の形状などは、アングルローターに装着された状態のチップの傾きを考慮して、設計される。【００３７】
以下の説明において、本発明の分離チップの形状および状態の説明、特に角度の説明は、分離チップが回転装置に装着された状態、すなわちアングルローターが用いられる場合には、アングルローターに装着されて傾いた状態を基準として説明する場合がある。【００３８】
以下の説明において、上方、下方（重力方向）、外周側、内周側などと称される配置関係の説明は、分離チップ使用時、すなわち分離チップが回転装置に設置された状態を基準として定義される。後述するように、回転時に分離チップを傾ける場合には、傾けた状態を基準とする。また、分離チップの主面１００を水平として回転させる場合には、この状態を基準として説明する。【００３９】
以下の説明において、「外周側」とは回転軸を基準として、遠心力の働く方向、すなわち回転軸から遠ざかる方向を意味する。「内周側」とは外周側とは反対方向、すなわち回転軸に向かう方向を意味する。
また、「重力方向」とは、分離チップ回転時に重力が働く方向として定義され、下方とも表現される。ここで重力方向とは、必ずしも鉛直方向に限られず、鉛直方向の成分を含むベクトルが示す方向（略鉛直方向）も含まれる。また、重力方向は、重力の作用により分離チップ内の液体が流れる方向を意味するとも表現できる。なお、本発明において上方とは、重力方向とは反対の方向として定義される。以下の説明において上方、下方と表現する場合には、何らかの基準に対する相対的位置をいう場合がある。
さらに、以下の説明において、「送液」とは、液体（懸濁液、分離液および洗浄液）を分離チップ内部の複数の槽間で、例えば流路により流動的に移動させることを意味する【００４０】
なお、本発明の分離チップの回転の軌道は略円形であればよく、軌道半径について特に限定はない。回転時のチップの方向、すなわち配置状態は特に限定されない。通常は、分離チップの主面１００のいずれかを上方に向けて回転させるか、または主面１００のいずれかを回転周方向に向けて回転させる。【００４１】
例えば図３−１および図３−２に示されるように、分離チップの主面１００、すなわち第１主面１００ａを上方に向けて回転させる場合には、鉛直方向（重力方向）に延在する回転軸に対し、主面１００（この例では第１主面１００ａおよび第２主面１００ｂのいずれも）が直交するように、すなわち分離チップの主面が水平になるように配置して回転させることができる。【００４２】
主面１００を回転軌道の周方向に向けて回転させる場合には、主面１００を回転軸に対して平行に立てて回転させることができる。この場合には、例えば分離チップの回転軸側かつ上側の角隅部を、回転軸側かつ下側の角隅部を支点として回転軸側に傾けて回転させることもできる。具体的には、回転軸と対向する端縁を回転軸に対し１０°から８０°、好ましくは２０°から５０°の角度をなすように傾けて回転させることができる。【００４３】
以下の説明において、回転停止とは、完全に回転が停止し、分離チップに加わる遠心力が０Ｇとなる状態を意味する。しかしながら、ごく低速での回転であっても、重力が送液の動力源となる程度に低速であれば、回転停止（状態）と定義される。具体的には、分離チップに加わる遠心力が３Ｇ以下程度であれば、重力方向に延伸する流路や接続部を介して、重力の作用により重力方向の送液を行うことが可能である。したがって、この場合は回転停止（状態）である。【００４４】
本発明における懸濁液とは、１種または２種類以上の固体、液体が混合された液体を意味する。中でも、生体成分の混合液（生体試料）が好ましい。例えば、血液、尿、髄液、唾液、痰、細胞懸濁液などをはじめとする生体から採取される液体といった生体試料や細胞培養液を挙げることができる。本発明の分離チップに適用される懸濁液としては、これらのうち、血液、尿が好ましい。【００４５】
本発明における不溶性成分とは、懸濁液に遠心力および重力をかけることにより溶質（液状成分：分離液）から分離される成分を意味する。不溶性成分は、通常比重が分離液よりも大きい。【００４６】
不溶性成分としては、例えば血球などの細胞、血餅、微生物、変性したタンパク質などの澱状の固形物や凝集物、尿酸などの結晶などが挙げられる。【００４７】
懸濁液が例えば血液であるとき、分離、または除去される不溶性成分の具体例としては、血球などの細胞成分や血餅が挙げられ、分取される分離液として、血清や血漿が挙げられる。【００４８】
懸濁液が例えば尿であるとき、分離される不溶性成分の具体例としては、細胞成分や尿酸が挙げられ、分取される分離液として、尿上清が挙げられる。【００４９】
例えば図３−１に示されるように、本発明の分離チップは、懸濁液保持槽１、分離液保持槽２、不溶性成分保持槽３を備える。これらの槽は、本発明の分離チップの回転時、すなわち回転装置に設置された状態において、内周側（回転軸寄りの側）から、懸濁液保持槽１、分離液保持槽２、不溶性成分保持槽３の順に配置される。【００５０】
懸濁液保持槽１は、懸濁液を保持可能な槽である。懸濁液は、通常回転開始前（回転停止時）に、この例では図示されていない流路、開口部または通気穴により、懸濁液保持槽１内に予め貯液される。【００５１】
分離液保持槽２は、チップ回転時に懸濁液保持槽１より送液された懸濁液のうち、分離された液状成分である分離液を保持可能な槽である。分離液保持槽の形状は、チップ回転時に一時的に分離液を保持可能であればよいので必ずしも槽構造である必要はなく、流路の壁面の一部分（例えば流路の湾曲部の窪み部分など）であってもよい。【００５２】
不溶性成分保持槽３は、チップ回転時に懸濁液保持槽１より送液された懸濁液から分離された不溶性成分を保持可能な槽を意味する。【００５３】
懸濁液保持槽１、分離液保持槽２、不溶性成分保持槽３のサイズは、それぞれ懸濁液、分離液、不溶性成分を保持するのに十分な容積があればよい。各槽の容積は、例えば、懸濁液保持槽１は１０マイクロリットル（μＬ）から６０００マイクロリットル、分離液保持槽２は３マイクロリットルから４０００マイクロリットル、不溶性成分保持槽３は３マイクロリットルから４０００マイクロリットルの容量であることが好ましい。【００５４】
懸濁液が血液である場合を例にとると、懸濁液保持槽１は、１０マイクロリットルから６０００マイクロリットルの血液が貯液できるサイズであることが好ましい。また、分離液保持槽２は、３マイクロリットルから２０００マイクロリットルの血漿など血球以外の成分を回転時に貯液できるサイズであることが好ましい。さらに不溶性成分保持槽３は、７マイクロリットルから４０００マイクロリットルの血球を含む成分を回転時に保持できるサイズであることが好ましい。【００５５】
血液の場合には、不溶性成分である血液中の血球成分の割合が、通常４０％から６０％であるため、分離液保持槽２と不溶性成分保持槽３との容積比は、血球成分が分離液保持槽２に混入しないように４：６より不溶性成分保持槽３の方が大きいことが好ましく、特に３：７より大きくすることが好ましい。【００５６】
懸濁液が例えば尿である場合には、懸濁液保持槽１は１０マイクロリットルから６０００マイクロリットルの尿が貯液できるサイズであることが好ましい。分離液保持槽２は７マイクロリットルから４０００マイクロリットルの尿上清を回転時に貯液できるサイズであることが好ましい。不溶性成分保持槽は３マイクロリットルから２０００マイクロリットルの尿酸などの結晶や細胞などを含む成分を回転時に保持できるサイズであることが好ましい。【００５７】
本発明の分離チップにおいて、懸濁液保持槽１、分離液保持槽２および不溶性成分保持槽３は、回転軸側（内周側）から回転軸から遠ざかる方向（外周側）に向かってこの順に並列的に配置されている。不溶性成分保持槽３と分離液保持槽２とは、これらの槽よりもくびれた（より細径の）狭隘部１０で接続されているため、相互に隣接させることが望ましい。また、不溶性成分保持槽３を分離液保持槽２よりも外周側に位置させることが好ましい。さらに、懸濁液保持槽１は、分離液保持槽２よりも内周側に位置させることが好ましい。
すなわち、懸濁液保持槽１、分離液保持槽２および不溶性成分保持槽３は回転軸に近いほうからこの順に並んでいる。分離液保持槽２と不溶性成分保持槽３とは隣接し、狭隘部１０で接続（連通）されている。懸濁液保持槽１は不溶性成分保持槽３よりも上方かつ内周側に位置している。【００５８】
本発明の分離チップにおいては懸濁液保持槽１と不溶性成分保持槽３とが、３次元的に延在するトンネル状（虫食い穴状）の孔（流路）である懸濁液導入路６により接続されている。すなわちこれらの２つの槽は、分離液保持槽２を介さずに連結されている。これにより、図１−１および図１−２に示されるような懸濁液保持槽１が分離液保持槽２を介して不溶性成分保持槽３と連通している従来の分離チップと比較して、分離液保持槽２と不溶性成分保持槽３との間の狭隘部１０に、遠心力により懸濁液が流入することがなく、閉塞や不溶性成分保持槽内への気泡の混入といった問題を起こすことがない。【００５９】
図１−１、図１−２および図２を参照して、従来のチップの問題点につき説明する。図１−１は、従来の分離チップの一例を模式的に示す斜視図である。図１−２は、図１−１に示された従来の分離チップを模式的に示す厚み方向から見た図である。図２は、後述する比較例２に示した分離チップの別の一例を模式的に示す平面図である。【００６０】
図１−１、図１−２示される従来の分離チップおよび図２に示される比較例２にかかる分離チップにおいては、懸濁液保持槽１、分離液保持槽２および不溶性成分保持槽３が、回転軸側からこの順番に並列的に接続されて配列されている。分離チップを回転させて懸濁液保持槽１から懸濁液導入路６を経て分離液保持槽２に送液された懸濁液のうち、不溶性成分は、不溶性成分保持槽３にトラップされることになるが、その際、分離液保持槽２と不溶性成分保持槽３との間の狭隘部１０を通る必要があり、懸濁液がこの狭隘部１０の内周側（回転軸に向かう側）から外周側（回転軸から遠ざかる側）に向けて遠心力により通過する際、不溶性成分が狭隘部１０を閉塞してしまうという問題があった。また、遠心力により狭隘部１０を通じて懸濁液中の不溶性成分が不溶性成分保持槽３に流入するため、不溶性成分保持槽３内の気体の逃げ場がなく、結果として不溶性成分保持槽３中に気泡が入りやすいという問題があった。【００６１】
本発明の分離チップは、回転により、懸濁液保持槽１、不溶性成分保持槽３および分離液保持槽２の順に送液できるように接続されており、かつ狭隘部１０の外周側の不溶性成分保持槽３から内周側の分離液保持槽２に分離液または懸濁液が送液される機構であるため、遠心力により分離された不溶性成分は直接的に不溶性成分保持槽３にトラップ（保持）され狭隘部１０での不溶性成分による閉塞は起こらない。また、不溶性成分保持槽３は、狭隘部１０と、懸濁液保持槽１との不溶性成分保持槽３側の接続部１１の少なくとも２カ所の接続部を有しているため、接続部１１から不溶性成分保持槽３に流入した懸濁液量だけ、不溶性成分保持槽３の内部の気体は狭隘部１０を通じて分離液保持槽２側に安定して流出することとなり、不溶性成分保持槽３での気泡の残存は起こらない。よって、不溶性成分と分離液との分離を安定して行うことができる。【００６２】
本発明の分離チップにおいて、不溶性成分保持槽３の懸濁液保持槽１との接続部１１は、分離液保持槽２と不溶性成分保持槽３との間の狭隘部１０より外周側に位置する。「狭隘部１０より外周側」とは、狭隘部１０の不溶性成分保持槽３側の開口部よりも外周側に位置することを意味する。【００６３】
さらに、不溶性成分保持槽３と懸濁液保持槽１との接続部１１、すなわち懸濁液導入路６の不活性成分保持槽３側の開口部は、不溶性成分保持槽３の外周側壁面に位置することが好ましい。これにより、懸濁液の分離液保持槽２への混入をさらに効率的に防止することができるとともに、不溶性成分保持槽３内部での気泡の残存をより効果的に抑制することができる。ここで「不溶性成分保持槽３の外周側壁面」とは、本発明の分離チップを回転させた際の不溶性成分保持槽３の側壁のうち、より外周側に位置する側壁の壁面である。【００６４】
懸濁液保持槽１と不溶性成分保持槽３との間の接続は、開口部により相互に直接的に連結されていてもよいし、例えばトンネル状の流路である懸濁液導入路６により連結されていてもよい。このうち懸濁液導入路６により連結することが好ましい。懸濁液導入路６を設けることにより、不溶性成分保持槽３において懸濁液保持槽１との接続部１１を不溶性成分保持槽３の外周側壁面に設ける場合にも、懸濁液保持槽１の位置や形状の自由度が高まるので好ましい。【００６５】
懸濁液導入路６は、懸濁液保持槽１から外周方向に延伸し不溶性成分保持槽３に接続されて開口する。懸濁液導入路６の不溶性成分保持槽３との接続部１１は、不溶性成分保持槽３と懸濁液保持槽１との接続部について既に説明した構成と同様であり、不溶性成分保持槽３と分離液保持槽２との間の狭隘部１０よりも外周側に位置することが好ましく、特に、不溶性成分保持槽３の外周側壁面に位置することが好ましい。かかる接続部１１が狭隘部１０よりも外周側に位置することにより、閉塞や不溶性成分保持槽３内での気泡の混入を引き起こすことなく、不溶性成分の分離を円滑に進めることができる。【００６６】
図３−１、図３−２、図４および図５に示される分離チップの構成例では、いずれも懸濁液導入路６が懸濁液保持槽１と不溶性成分保持槽３との間に設けられている。図３−１、図３−２および図４に示される分離チップでは、懸濁液導入路６と不溶性成分保持槽３との接続部１１、すなわち懸濁液導入路６の不溶性成分保持槽３側の開口部は、狭隘部１０よりも外周側に位置しており、かつ、不溶性成分保持槽３の外周側上端の側面に位置している。
図５に示される分離チップでは、懸濁液導入路６は後述するオーバーフロー流路７と合流した後に、不溶性成分保持槽３に接続部１２として開口して接続している。かかる接続部１２は、狭隘部１０よりも外周側に位置しており、かつ不溶性成分保持槽３の外周側側面に位置している。【００６７】
懸濁液導入路６のサイズ（径、流路長など）には特に制限はなく、懸濁液が通液可能であればよい。短径は例えば通常１０マイクロメートル（μｍ）から１０００マイクロメートルであり、５０マイクロメートルから５００マイクロメートルであることが好ましい。長さは例えば通常１マイクロメートルから１００ミリメートル（ｍｍ）であり、１０マイクロメートルから５０ミリメートルであることが好ましい。【００６８】
本発明の分離チップには、懸濁液や分離液などの液体が通過せず、単に気体が懸濁液保持槽１と分離液保持槽２との間を通過するだけの通気用の流路が設けられていてもよい。【００６９】
本発明の分離チップにおいて、分離液保持槽２と不溶性成分保持槽３とは、上述のように狭隘部１０により接続されている。すなわちこれらの槽の接続部は狭隘なくびれ状の構造であればよく、狭隘な開口部で連結されていてもよいし、微細な流路で連結されていてもよい。図３、図４および図５に示される分離チップの構成例では、狭隘部１０は分離液保持槽２と不溶性成分保持槽３とを連通する開口部である。狭隘部１０のサイズは、横断面の短径が通常５マイクロメートルから５０００マイクロメートルであり、中でも１０マイクロメートルから１０００マイクロメートルであることが好ましい。懸濁液中の不溶性成分が通りにくいサイズであることが好ましいので短径が１０マイクロメートルから１００マイクロメートルの範囲であることが好ましい。また、狭隘部１０が流路である場合、流路の長さは比較的短いことが好ましく、通常は１０マイクロメートルから１００００マイクロメートル、好ましくは１００マイクロメートルから１０００マイクロメートルである。【００７０】
不溶性成分保持槽３において、狭隘部１０の開口部はより上方に位置することが好ましい。これにより、回転停止時に不溶性成分保持槽３内や懸濁液導入路６内および後述するオーバーフロー流路内の不溶性成分が、分離液保持槽２に混入することを効果的に防止することができる。「上方に位置する」とは、回転停止時に不溶性成分保持槽３の上半分部分にあることを示す。特に、不溶性成分保持槽３の上側かつ内周側の壁面に位置すると、回転停止時に比重の大きな不溶性成分が流出し難くなるので好ましい。図４および図５に示される構成例で説明すると、くびれ状の狭隘部１０は、不溶性成分保持槽３の壁面のうち、回転軸からみて上側かつ内周側の壁面に開口している。【００７１】
本発明の分離チップにおいては、分離液保持槽２に分離液排出路４を設けることができる。本発明における分離液排出路４は、回転中に分離液保持槽２に蓄積された分離液（液状成分）を、回転停止時に重力の作用により分離液保持槽２から、ひいては分離チップ外へ排出する機能を有する。分離液排出路４は、分離液保持槽２から重力方向に延伸することが好ましく、さらに、重力方向かつ外周側に延伸することが好ましい。すなわち、本発明の分離液排出路は、重力方向に伸びる流路の途中で、回転軸を基準として外周方向に屈曲している屈曲部を有することが好ましい。これにより、再度の遠心時に分離液を遠心力を利用して送液することができることから、分離液の逆流や液残りを防ぎ、効率よく分離液を回収することができる。【００７２】
図３−１、図３−２および図４に示される構成例では、分離液保持槽２に分離液排出路４が接続され、分離液排出路４は外周側に向かって延伸し、分離チップの外周側の外壁（図４に示される構成例の場合には外周側下端部の切欠部分）に開口する。また図５に示される構成例では、分離液排出路４の第１部分領域４Ａが、洗浄液保持槽５、分離液保持槽２と共通の流路を構成し、この流路の途中の第２部分領域４Ｂにおいて、分離液排出路４の後半部分である第３部分領域４Ｃが接続されている。分離液排出路４の部分領域４Ａ、４Ｂおよび４Ｃにかけての部分は、チップの重力方向かつ外周側に延伸している。さらに分離液排出路４の第３部分領域４Ｃはチップの外周側へ延伸し、外周側の外壁に開口するか、またはさらに後段の流路に連通する。【００７３】
本発明の分離チップの分離液排出路４は、分離液保持槽２との接続部における流路断面積より小さな流路断面積となる部位を流路途中に有することが好ましい。より好ましくは、流路断面積が徐々に小さくなる部位を流路途中に有するのがよい。分離液排出路４の断面積がより小さくなることにより、重力に加えて毛細管力（毛細管現象）を併せて利用できるため、分離液の排出をより短時間で効率よく行うことができる。【００７４】
図５に示すように、本発明の分離チップは洗浄液保持槽５を有するものであってもよい。本発明における洗浄液保持槽５は、回転中に洗浄液を保持し、回転停止時に重力の作用により分離液保持槽２に洗浄液を排出（供給）する機能を有する。よって洗浄液保持槽５は、洗浄液を蓄積するのに十分な容積があればよく、洗浄液を、例えば１０マイクロリットルから１０００マイクロリットル蓄積できる程度であればよい。【００７５】
洗浄液保持槽５は、分離液保持槽２の上方に設けられている。洗浄液保持槽５と分離液保持槽２とは流路により互いに接続することが好ましい。これにより、分離チップの回転停止時に、洗浄液を分離液保持槽２に送液することができる。実際には、洗浄液保持槽５は、回転時に洗浄液を一時的に保持することができればよいので、分離液保持槽２と同様に槽の形になっていなくても、すなわち流路状であってもよく、洗浄液保持槽５と分離液保持槽２とを共通の流路のそれぞれ一部分として設けることも可能である。【００７６】
図５に示される分離チップの構成例では、洗浄液保持槽５が分離液保持槽２の上方に設けられている。この構成例では、洗浄液保持槽５、分離液保持槽２、分離液排出路４の第１部分領域４Ａが一つの共通の流路を構成している。この流路における分離液排出路４の第２部分領域４Ｂおよび第３部分領域４Ｃから分岐する部分は、一旦、内周側下方に延伸後、折り返し部２１で向きを変えて上方に延伸し、中途で行き止まって末端部を構成している。流路が行き止まった末端部の第１主面１００ａ側には通気穴２２が開口されている。【００７７】
本発明における洗浄液は、分離液保持槽２を洗浄する機能だけでなく、分離液を希釈する機能を有していてもよい。また、洗浄液は、分離液中の特定の成分と反応する試薬としての機能を有していてもよい。具体的には分離液中の特定の成分と反応する抗体や抗原、酵素、核酸などを含んでいてもよい。例えば標識抗体を洗浄液として用いることで、槽内の洗浄と抗原抗体反応とを同時に行うこともできる。洗浄液の具体例としては、界面活性剤を含む溶液や、グリセロールなどの安定化剤を含む溶液、標識抗体や標識抗原、酵素を含むタンパク質溶液、酵素反応の基質溶液などが挙げられる。【００７８】
本発明の分離チップにおいては、洗浄液保持槽５に接続される洗浄液貯液槽９を設けることができる。これにより、洗浄液保持槽５に洗浄液を予め保持する必要がない。したがって、洗浄液貯液槽９を設ければ、洗浄液保持槽５は回転時に洗浄液を保持できる構造でありさえすればよいため、洗浄液保持槽５のサイズや形状の自由度が高まる。洗浄液貯液槽９のサイズは洗浄液を貯液できる範囲で適宜定めることができ、洗浄液１０マイクロリットルから１０００マイクロリットルを蓄積できればよく、通常は槽の容積が２０マイクロリットルから１５００マイクロリットルであり、なかでも５０マイクロリットルから５００マイクロリットルであることが好ましい。洗浄液保持槽５と洗浄液貯液槽９とはそれぞれの槽に連通する開口部で接続されるものであってもよいし、図５に示されるように洗浄液導入路１６で接続されるものであってもよい。【００７９】
図５に示される分離チップの構成例では、洗浄液貯液槽９が洗浄液保持槽５の下部かつ内周側に設けられている。洗浄液保持槽５と洗浄液貯液槽９とは、洗浄液貯液槽９から外周側上方に延伸する洗浄液導入路１６により接続されている。洗浄液貯液槽９、洗浄液保持槽５には、それぞれ第１主面１００ａに開口する通気穴１７、２３が設けられている。本発明の分離チップにおいては、洗浄液貯液槽９が洗浄液保持槽５の内周側に位置し、洗浄液導入路１６で連結された構造をとることにより、洗浄液貯液槽９内に予め貯液された洗浄液が、回転による遠心力により洗浄液導入路１６を介して洗浄液保持槽５に保持されることになる。また、洗浄液貯液槽９に通気穴１７を設けることにより洗浄液貯液槽９から洗浄液保持槽５への遠心力による洗浄液の移動を効率的に行うことができる。回転の停止により洗浄液保持槽５内に保持されていた洗浄液は分離液保持槽２を洗浄し、重力方向に延びる分離液排出路４に、分離液保持槽２に蓄積された分離液を押し出すことができる。また、洗浄液保持槽５に通気穴２３を設けることにより、回転の停止による洗浄液の重力方向への移動を効率的に行うことが可能となる。さらに図５に示される分離チップにおいては、洗浄液保持槽５から分離液保持槽２に洗浄液が移動する際、洗浄液の移動を効率的に行うため、分離液保持槽２と洗浄液保持槽５とをつなぐ、気体が移動するための気体流路２５が設けられている。【００８０】
例えば図５に示されるように、本発明の分離チップは、懸濁液保持槽１および不溶性成分保持槽３にそれぞれ接続されるオーバーフロー流路１８および７を有していてもよい。オーバーフロー流路１８および７は、懸濁液保持槽１中の懸濁液を回転により不溶性成分保持槽３および分離液保持槽２に送液する際、送液される懸濁液の量または回転中に分離液保持槽２で形成される液面を規定し、その結果として、回転停止時に分取、回収される分離液の液量を規定する機能を付与するための流路である。オーバーフロー流路１８および７を懸濁液保持槽１および不溶性成分保持槽３に接続して設けることにより、懸濁液保持槽１の懸濁液の量にかかわらず分取、回収される分離液の量を一定にすることができ、定量性を確保することができる。【００８１】
分離チップには、オーバーフロー流路１８および７に接続されて、オーバーフローした懸濁液を保持するための槽、すなわちオーバーフロー用保持槽１９および２４を設けることができる。オーバーフロー用保持槽１９および２４の位置は特に限定されないが、通常はオーバーフロー流路１８および７の外周側に設けることができる。【００８２】
オーバーフロー流路７は、懸濁液導入路６または不溶性成分保持槽３との接続部１２から内周側に延伸した後、折り返し部１４で外周側に折り返された構造をとる。これによりチップ回転時に、分離液保持槽２内で形成される液面とオーバーフロー流路７の折り返し部１４とが同一円周面上に規定されることになり、分離液保持槽２における液面の高さを一定に規定することができる。【００８３】
オーバーフロー流路７は、好ましくは懸濁液導入路６または不溶性成分保持槽３との接続部１２から一旦内周側に延伸させた後、外周側かつ重力方向に折り返した構造とするのがよい。こうした構造とすることにより折り返し部１４から先のオーバーフロー流路７中およびその先の槽に移動した液が、回転停止時に懸濁液導入路６または不溶性成分保持槽３への逆流を、重力の作用により防止することができ、その結果として定量性を確保することおよび不溶性成分の分離液保持槽２への混入を効果的に防止することができる。【００８４】
図５に示される分離チップの構成例のオーバーフロー流路について具体的に説明する。オーバーフロー流路７は、懸濁液導入路６に接続部１２で接続されている。オーバーフロー流路７の前半部分１３は、一旦接続部１２から上方かつ内周側に延伸し、折り返し部１４を経て後半部分１５において下方かつ外周側に延伸している。後半部分１５は、接続部１２とほぼ平行な位置の末端部１５Ａにおいてオーバーフローした懸濁液を貯液するオーバーフロー用保持槽１９と接続される。【００８５】
オーバーフロー流路７は、折り返し部１４の内周側に、さらに主面１００に開口する通気穴８を備えるのが好ましい。折り返し部１４に通気穴８を設けることにより、回転時にオーバーフロー流路７を満たした懸濁液によりサイフォン現象が起きるのを完全に抑制することができる。これにより、分離液や懸濁液が分離液保持槽２や不溶性成分保持槽３から流出することを防ぐことができる。【００８６】
折り返し部１４に通気穴８を設けた場合には、折り返し部１４までの内周側に延伸したオーバーフロー流路７の前半部分１３内の液体が回転停止時に懸濁液導入路６または不溶性成分保持槽３に逆流するおそれがある。これを防止するため、折り返し部１４までの内周側に延伸したオーバーフロー流路７の容積を、不溶性成分保持槽３の容積よりも小さくすることが望ましい。例えば不溶性成分保持槽３の容積に対する内周側に延伸したオーバーフロー流路７の容積は、通常は２０％以下であり好ましくは１０％以下の容積とすることができる。さらに、回転停止時にオーバーフロー流路７の前半部分１３内の溶液が、表面張力により保持され続け、不溶性成分保持槽３または懸濁液導入路６に逆流しない構造であることが望ましい。従ってオーバーフロー流路７の前半部分１３の断面積は小さいことが好ましく、通常は０．３平方ミリメートル以下であり、好ましくは０．１平方ミリメートル以下である。【００８７】
図５に示されるように、オーバーフロー流路７の折り返し部１４の内周側に延伸する先端部には、通気穴８が設けられている。オーバーフロー流路７の前半部分１３の容積は、この例では不溶性成分保持槽３の容積の５％程度と小さいものとしてある。【００８８】
懸濁液保持槽１に接続されるオーバーフロー流路１８を設けることもできる。これにより、懸濁液保持槽１の懸濁液の量にかかわらず分取、回収される分離液の量を一定にすることができ、定量性を確保することができる。このオーバーフロー流路１８と、懸濁液導入路６または不溶性成分保持槽３に接続される前述したオーバーフロー流路７と組み合わせることにより、懸濁液の量をより効率的に調節することができる。【００８９】
懸濁液保持槽１とオーバーフロー流路１８との接続部は、懸濁液保持槽１と、不溶性成分保持槽３との接続部１２よりも上方に位置させる。懸濁液導入路６を設ける場合には懸濁液導入路６の懸濁液保持槽１との接続部よりも上方に位置させる。懸濁液保持槽１と接続されるオーバーフロー流路１８は、懸濁液導入路６および不溶性成分保持槽３に接続されるオーバーフロー流路７とは異なり、懸濁液保持槽１に懸濁液を大量に入れた際、遠心（回転）による分離チップからの懸濁液の流出を防止する機能を有する。【００９０】
図５に示されるように、オーバーフロー流路１８は、懸濁液保持槽１に接続されている。接続部は、懸濁液導入路６よりも上方に位置している。オーバーフロー流路１８の外周側の端部には、オーバーフローした懸濁液を貯液するオーバーフロー用保持槽２４が接続されている。オーバーフロー用保持槽２４には通気穴２０が設けられている。【００９１】
図６−１、図６−２、図６−３および図６−４を参照して、本発明の分離チップの別の構成例につき説明する。
図６−１は、本発明の分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（１）である。図６−２は、図６−１に続く、本発明の分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（２）である。図６−３は、図６−２に続く、本発明の分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（３）である。図６−４は、図６−３に続く、本発明の分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図（４）である。【００９２】
図６−１、図６−２および図６−３に示されるように、この構成例の分離チップは、第１主面１００ａ寄りに設けられている第１流路群７０Ａ（図６−２参照。）と、この第１流路群７０Ａと分離チップの厚み方向に重なるように第２主面１００ｂ寄りに設けられている、第２流路群７０Ｂ（図６−３参照。図６−１において破線で示されている。）とを有している。なお、第１流路群７０Ａと第２流路群７０Ｂとを接続している、一体である流路の境界を白抜き○で示す場合がある。【００９３】
第１流路群７０Ａは、第１主面１００ａ寄りに配置されており、第２流路群７０Ｂと分離チップの厚み方向に重なるように設けられている。
第１流路群７０Ａは、分離液保持槽２と、分離液保持槽２と狭隘部１０により接続されている不溶性成分保持槽３と、分離液保持槽２の下端部に接続されている分離液排出路４と、懸濁液保持槽１および不溶性成分保持槽３を接続している懸濁液導入路６と、一端がオーバーフロー用保持槽１９と接続されている第１オーバーフロー流路部７ａとを有している。【００９４】
分離チップは、懸濁液保持槽１を最も下側に位置する構成としてみたときに、基部５０Ａから突出する長さの異なる２つの突出部を有する、全体としてＦ字状の形状を有している。この例では、基部５０Ａから同一方向に延在する第１突出部５０Ｂ及びこの第１突出部５０Ｂよりも延在長が長い第２突出部５０Ｃを備えている。
このようにすれば、後述するように例えば別体の分離液回収容器を装着しやすくなり、またこうした分離液回収容器を装着する際に突出部同士の間の空間を利用することで、全体としてのサイズを拡張することなく、分離チップにさらなる機能を追加することができる。
分離液保持槽２は、略逆Ｃ字状の形状を有している。不溶性成分保持槽３は、分離液保持槽２の逆Ｃ字の屈曲部分が狭隘部１０により接続されている。分離液排出路４は、先端に向かうほど径が徐々に小さくなり、流路途中で外周側に屈曲した後、直線状に下方（重力方向）に延伸して分離チップ外に開口している。【００９５】
図６−４に示されるように、分離液排出路４が内部に延伸している第１突出部５０Ｂには、分離チップとは別体の分離液回収容器３００を装着することができる。この分離液回収容器３００は、分離液排出路４から分離チップ外へ流出する分離液を内部に貯留する。
分離液回収容器３００は、この例では外観が直方体状であって、上面のみが開放され、かつ厚み内に分離液を貯留できる凹みを有する容器状の形態を有している。
分離液回収容器３００は、この例では分離液排出路４が内部に延伸しており、その先端部に分離液排出路４が開口する第１突出部５０Ｂを、凹み内に収め、かつ流出してくる分離液を凹み内に貯留することができるように構成されている。このとき、分離液回収容器３００および第１突出部５０Ｂは、互いに着脱自在に嵌合するように構成するのがよい。この例では第１突出部５０Ｂの基部５０Ａ近傍、すなわち先端部とは反対側の部分領域５０Ｂａをその他の領域と比較して若干太く形成することにより、分離液回収容器３００と第１突出部５０Ｂとが着脱自在に嵌合するようにしてある。
また、懸濁液導入路６は、流路途中にこぶ状のストップバルブ６ａを備えている。【００９６】
第２流路群７０Ｂは、第１オーバーフロー流路部７ａと接続されている第２オーバーフロー流路部７ｂと、不溶性成分保持槽３と接続されている不溶性成分排出路３０と、第２オーバーフロー流路部７ｂと接続されており、上方に延伸して分離チップ外に開口している通気穴８とを有している。この第２オーバーフロー流路部７ｂは第１オーバーフロー流路部７ａと一体的にオーバーフロー流路７を構成している。【００９７】
不溶性成分排出路３０は、不溶性成分保持槽３の懸濁液導入路６との接続部よりも下側の位置で外周側の壁面に開口するように接続されている。不溶性成分排出路３０は、内周側に延伸する前半部分３１と、折り返し部３２、外周側に延伸する後半部分３３からなっている。前半部分３１は、一旦上方に延伸し、さらに屈曲して不溶性成分保持槽３に対して第２主面１００ｂ側をくぐるように内周側に延伸して折り返し部３２に接続されている。折り返し部３２はＵ字状に屈曲しており、内周側に延伸している前半部分３１を外周側に延伸している後半部分３３と接続している。すなわち、不溶性成分保持槽３の外周側の壁面から内周側に向かって延伸している不溶性成分排出路３０は、折り返し部３２により折り返されて方向転換し、外周側に延伸している。外周側に延伸する後半部分３３は、さらに下方（重力方向）に屈曲してオーバーフロー用保持槽１９に接続されている。【００９８】
第２オーバーフロー流路部７ｂは、一端が不溶性成分保持槽３の外周側の壁面に開口するように接続されている。このとき、第２オーバーフロー流路部７ｂは、懸濁液導入路６と一体的に不溶性成分保持槽３の外周側の壁面に接続されている。第２オーバーフロー流路部７ｂは、不溶性成分保持槽３の外周側から一旦上方に延伸し、さらに屈曲して不溶性成分保持槽３に対して第２主面１００ｂ側をくぐるように内周側に延伸して折り返し部１４に接続されている。折り返し部１４は内周側に延伸している第２オーバーフロー流路部７ｂを外周側に折り返して方向転換させる。外周側に折り返された第２オーバーフロー流路部７ｂの他端は、さらに第１主面１００ａに向かう方向に屈曲して第１オーバーフロー流路部７ａの他端に接続されている。すなわち、オーバーフロー流路７は、不溶性成分保持槽３とオーバーフロー用保持槽１９とを接続している。【００９９】
折り返し部１４の端部には通気穴８が接続されている。通気穴８はこの例では、第１主面１００ａと第２主面１００ｂとに挟まれた上方の側面に開口している。
第２オーバーフロー流路７ｂと不溶性成分排出路３０の前半部分３１とはほぼ平行に配置されている。また、不溶性成分排出路３０の折り返し部３２は、オーバーフロー流路７の折り返し部１４よりも内周側に設けられている。【０１００】
オーバーフロー用保持槽１９が設けられている第２突出部５０Ｃには、通気穴１９ａが設けられている。通気穴１９ａは、オーバーフロー用保持槽１９の上端部から内周側に向かって延伸して第２突出部５０Ｃの内周側端縁に開口する。この通気穴１９ａは、オーバーフロー用保持槽１９内の気体を分離チップ外に逃がす機能を有している。【０１０１】
不溶性成分排出路３０は、不溶性成分保持槽３内に保持された不溶性成分を含む成分（不溶性成分の比率が高まった懸濁液）を、不溶性成分保持槽３から排出する機能を有する。これにより、分離液への不溶性成分の混入をより効果的に防止することが可能となる。【０１０２】
特に、重力により分離液を排出する際、懸濁液導入路６やオーバーフロー流路７内の懸濁液が重力の作用により不溶性成分保持槽３に流入し、その結果として分離液保持槽２に不溶性成分を含む懸濁液が混入する可能性が残る。しかしながら、不溶性成分排出路３０を設けることで、分離液への不溶性成分の混入をより効果的に抑えることができる。【０１０３】
さらに、重力による分離液の排出後に、分離液の完全な排出などを目的として再度の回転操作を行う場合には、懸濁液導入路６またはオーバーフロー流路７内の懸濁液の液面は最初の回転時よりも外周側に移動する。これにより、懸濁液導入路６、オーバーフロー流路７または不溶性成分保持槽３内の分離液が、分離液保持槽２に流入してしまう可能性が残る。その結果として、再度の回転停止の際に分離液が重力により更に排出されることになり、分離液の定量性や分析の正確性を損なう可能性があった。そこで、不溶性成分排出路３０を設けることで、分離液の再度の回転による分離液保持槽２への流入を効果的に抑えることができ、結果として分離液の定量性や分析の正確性を損なわないようにできる。【０１０４】
不溶性成分排出路３０は、毛細管現象を起こす流路とされる。不溶性成分排出路３０は、その一端が、狭隘部１０よりも外周側において接続されていればよい。不溶性成分排出路３０は、狭隘部１０より外周側において、好ましくは懸濁液導入路６もしくはオーバーフロー流路７、または不溶性成分保持槽３に接続される構成とするのがよい。不溶性成分排出路３０は、最も好ましくは不溶性成分保持槽３の外周側の壁に接続される構成とするのがよい。このようにすれば、不溶性成分を完全に排出することができる。【０１０５】
不溶性成分排出路３０の他端は、通気穴、流路、槽などいずれに接続されていてもよいが、好ましくは廃液槽に接続されるのがよい。不溶性成分排出路３０は、オーバーフロー用保持槽１９と接続されていてもよく、この場合には、オーバーフロー用保持槽１９が廃液槽の機能を兼ねることになり、必要な槽の数を減らし、分離チップをより小型化することができる。【０１０６】
不溶性成分排出路３０は、不溶性成分保持槽３との接続部から一旦内周側に延伸し、さらに外周側に折り返した構造とするのが好ましい。この構成により、最初の回転時には不溶性成分を不溶性成分保持槽３内に留めておき、回転停止時の毛細管現象および再度の回転時のサイフォン効果により不溶性成分を排出することができる。さらに好ましくは、不溶性成分排出路３０の折り返し部３２を、オーバーフロー流路７の折り返し部１４よりも内周側に設ける構成とするのがよい。この構成により、懸濁液の液量が過剰であっても、過剰分の懸濁液は回転中にオーバーフロー流路７を通じて棄てられるので液量を正確に規定することができ、また不溶性成分排出路３０内の液面を、内周側に延伸する流路中に確実に位置させることができる。その後、回転停止時に不溶性成分排出路３０で起きる毛細管現象により、不溶性成分を含む懸濁液が折り返し部３２を通過し、外周側に延伸する流路である後半部分３３を満たす。その後の回転時に発生するサイフォン効果により、不溶性成分を例えばオーバーフロー用保持槽１９に排出することができる。【０１０７】
不溶性成分排出路３０の折り返し部３２、すなわち内周側へ延伸する前半部分３１および外周側へ延伸する後半部分３３を接続する折り返し部３２は、不溶性成分保持槽３と分離液保持槽２との間に位置する狭隘部１０より上方に位置させることが好ましい。この構成により、回転から回転停止までの間に、不溶性成分排出路３０内の懸濁液が、不溶性成分排出路３０の折り返し部３２を乗り越えてしまうことを防止することができる。そのため、回転から回転停止までの工程でサイフォン効果が発揮されることを防止し、分取すべき分離液が不溶性成分と共に排出されてしまう可能性をなくすことができる。【０１０８】
不溶性成分排出路３０は、流路の途中において、流路断面積（径）が大きくなるこぶ状のストップバルブ３１ａを有することが好ましい。不溶性成分排出路３０におけるストップバルブ３１ａは、好ましくは不溶性成分排出路３０の外周側へ折り返された後半部分３３よりも下流に位置し、かつ狭隘部１０よりも外周側に位置させるのがよい。回転停止時における不溶性成分を多く含む懸濁液は、毛細管現象によりストップバルブ３１ａまで流動後、貯留される。したがってストップバルブ３１ａを設けることにより、不溶性成分排出路３０内を流動する懸濁液の量を少なくすることができ、分離液の回収率を損なうことを防ぐことができる。【０１０９】
図７−１、図７−２、図７−３および図７−４を参照して、図６−１、図６−２および図６−３を用いて説明した構成を備える分離チップの動作の一例を説明する。
図７−１は、分離チップの動作（回転停止状態）を説明するための模式図（１）である。図７−２は、分離チップの動作（最初の回転時）を説明するための模式図（２）である。図７−３は、分離チップの動作（回転停止状態）を説明するための模式図（３）である。図７−４は、本発明の分離チップの動作（再度の回転時）を説明するための模式図（４）である。【０１１０】
図７−１に示されるように、回転停止状態で、懸濁液８０が分離チップの懸濁液保持槽１に導入される。この時、懸濁液８０の不溶性成分保持槽３への流入を、懸濁液導入路６に設けられたストップバルブ６ａにより防止することができる。
図７−２に示されるように、最初の回転動作により、分離チップの回転を開始すると、懸濁液８０は懸濁液導入路６を通じて流動的に送液されて、不溶性成分保持槽３に導入される。懸濁液８０は、回転により発生する遠心力によって不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとに分離される。不溶性成分８０Ａは、主として不溶性成分保持槽３の外周側の側壁に付着する。液状成分８０Ｂは不溶性成分保持槽３からあふれて、外周側から狭隘部１０を経て分離液保持槽２に導入（送液）される。余剰の懸濁液８０は、オーバーフロー流路７によりオーバーフロー用保持槽１９に排出（送液）される。このとき、分離液保持槽２内、懸濁液導入路６内、不溶性成分排出路３０内の液面はすべてオーバーフロー流路７の折り返し部１４のほぼ垂直面に規定されることとなる。このようにして、回転により生じる遠心力を利用して懸濁液８０の不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとを分離した後、回転を停止させる。【０１１１】
ここで、懸濁液中の不溶性成分の比重と、液状成分との比重差が小さい場合の分離動作について説明する。最初の回転動作により、分離チップの回転を開始すると、懸濁液８０は懸濁液導入路６を通じて流動的に送液されて、不溶性成分保持槽３に導入される。懸濁液８０は不溶性成分保持槽３からあふれ、外周側から狭隘部１０を経て分離液保持槽２に導入（送液）される。余剰の懸濁液８０は、オーバーフロー流路７によりオーバーフロー用保持槽１９に排出（送液）される。このとき、分離液保持槽２内、懸濁液導入路６内、不溶性成分排出路３０内の液面はすべてオーバーフロー流路７の折り返し部１４のほぼ垂直面に規定されることとなる。懸濁液８０は、回転により発生する遠心力によって次第に不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとに分離される。不溶性成分８０Ａは、主として不溶性成分保持槽３の外周側の側壁に付着する。液状成分８０Ｂは、主として分離液保持槽２に保持される。このようにして、回転により生じる遠心力を利用して懸濁液８０の不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとを分離した後、回転を停止させる。【０１１２】
図７−３に示されるように、分離チップの回転停止後、重力の作用により分離液、すなわち液状成分８０Ｂのうち、分離液保持槽２に保持された分は、分離液排出路４中を落下し、外周側への屈曲部よりも下方に移動する。前述したように分離液排出路４は、分離液保持槽２との接続部における流路断面積よりも小さな流路断面積となる部位を流路途中に有しており、延伸方向である重力方向に向かうにしたがって徐々に断面積が小さくなっている。これにより、重力に加えて毛細管力（毛細管現象）が併せて利用でき、分離液をより短時間で重力方向に落下させることができる。また、分離液排出路４は流路の途中で外周側に屈曲した構造をしており、重力方向かつ外周側に延伸する部位を有する。このように分離液排出路４を外周側に屈曲させた流路とすると、液状成分８０Ｂは分離液排出路４のうち、重力方向かつ外周側に延伸する部位に留まる。【０１１３】
このとき、不溶性成分８０Ａを多く含む懸濁液８０は、毛細管現象により不溶性成分排出路３０内を進行し、不溶性成分排出路３０の前半部分３１、折り返し部３２、後半部分３３を順次に通って不溶性成分排出路３０を満たす。【０１１４】
図７−４に示されるように、再度の回転で発生する遠心力により、外周側に屈曲した部位よりも下方に位置する分離液排出路４内に留まっていた液状成分８０Ｂは、外周側に延伸する分離液排出路４から、遠心力の作用により分離チップ外に完全に排出される。不溶性成分保持槽３内の不溶性成分８０Ａを多く含む懸濁液８０は、不溶性成分排出路３０を通じて、サイフォン効果により、この例では廃液槽を兼ねたオーバーフロー用保持槽１９に全て排出（送液）される。【０１１５】
図８を参照して、本発明の分離チップのさらに別の構成例につき説明する。図８は、本発明の分離チップの別の構成例を透過的に示す平面図である。
図８に示されるように、この構成例の分離チップは、略矩形状（略正方形状）の主面１００、すなわち第１主面１００ａおよびこの第１主面１００ａと対向する第２主面１００ｂを有している。【０１１６】
不溶性成分保持槽３の外周側上方の壁面には、懸濁液導入路６の一端と、オーバーフロー流路７の一端と、不溶性成分排出路３０の一端とが合流して一体とされた流路が開口するように接続されている。
不溶性成分排出路３０は、内周側に延伸する前半部分３１、Ｕ字状の折り返し部３２、折り返し部３２により折り返されて外周側に方向転換して延伸する後半部分３３からなっている。【０１１７】
オーバーフロー流路７の他端は、分離チップの最も外周側かつ最も上方に設けられているオーバーフロー用保持槽１９に開口するように接続されている。
不溶性成分排出路３０は、前述したオーバーフロー用保持槽１９の機能を兼ねている廃液槽４０に開口するように接続されている。不溶性成分排出路３０の折り返し部３２は、オーバーフロー流路７の折り返し部１４よりも内周側に位置させて設けられている。また、不溶性成分排出路３０の後半部３３には、こぶ状のストップバルブ３３ａが設けられている。【０１１８】
懸濁液導入路６の他端は、分離チップの最も内周側かつ最も上方に配置されている懸濁液保持槽１の外周側に開口するように接続されている。懸濁液導入路６は、懸濁液保持槽１との接続部から一旦水平方向に延伸し、次いで屈曲して重力方向かつ外周方向に延伸し、さらに屈曲して水平方向に延伸しており、この部分領域にこぶ状のストップバルブ６ａが設けられている。懸濁液導入路６は、ストップバルブ６ａの先方で、後述する洗浄液保持槽５の上端側を回り込むようにさらに重力方向かつ外周方向に延伸してオーバーフロー流路７および不溶性成分排出路３０と合流して不溶性成分保持槽３に接続されている。【０１１９】
この構成例の分離チップは、洗浄液貯液槽９を備えている。洗浄液貯液槽９は、分離チップの最も内周側に、懸濁液保持槽１の直下に並列的に設けられている。洗浄液貯液槽９は、この例では懸濁液保持槽１とほぼ同一形状、同一サイズとされている。
洗浄液貯液槽９の内周側には洗浄液導入路１６の一端が接続されている。洗浄液導入路１６は、一旦外周方向かつ重力方向に延伸し、次いで屈曲して水平方向に延伸して洗浄液保持槽５の内周側上方に開口するように接続されている。【０１２０】
洗浄液保持槽５は、この例では逆Ｃ字状に屈曲した形状を有している。洗浄液保持槽５の内周側の上端部および内周側の下端部には、これらの部分を互いに連通するように、重力方向（鉛直方向）に延在している気体流路２５が接続されている。
洗浄液保持槽５の内周側の下端部は、前述とほぼ同様の逆Ｃ字状の構成を有する分離液保持槽２の上端に接続されている。【０１２１】
分離液保持槽２の屈曲部分（外周側の頂点）は、くびれ状の狭隘部１０により不溶性成分保持槽３の内周側の上端部に接続されている。分離液保持槽２の下端部には、分離液排出路４が一体的に接続されている。分離液排出路４の屈曲部６０で、一旦内周側かつ重力方向に延伸している分離液排出路４は、外周側かつ重力方向に方向を変える。さらに分離液排出路４は延伸し、次いで外周方向かつ上方に屈曲して略Ｃ字状の形状を構成した後、さらに屈曲して水平方向に延伸して分離チップ外に開口している。【０１２２】
図９−１、図９−２、図９−３および図９−４を参照して、前述の分離チップの動作の一例を説明する。
図９−１は、分離チップの動作を説明するための模式図（１）である。図９−２は、分離チップの動作を説明するための模式図（２）である。図９−３は、分離チップの動作を説明するための模式図（３）である。図９−４は、分離チップの動作を説明するための模式図（４）である。【０１２３】
図９−１に示されるように、懸濁液保持槽１に、懸濁液８０を導入し、また洗浄液貯液槽９に洗浄液９０を導入して、分離チップを図示しない回転装置（遠心機）に装着する。または、予め回転装置に装着された分離チップの懸濁液保持槽１に懸濁液８０を導入し、および洗浄液保持槽９に、洗浄液９０を導入する。【０１２４】
図９−２に示されるように、最初の回転動作により、分離チップの回転を開始すると、懸濁液８０は、懸濁液導入路６を通じて流動的に送液されて、不溶性成分保持槽３に導入される。懸濁液８０は、回転により発生する遠心力によって不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとに分離される。不溶性成分８０Ａは、主として不溶性成分保持槽３の外周側の側壁に付着する。液状成分８０Ｂは不溶性成分保持槽３からあふれて、外周側から狭隘部１０を経て分離液保持槽２に導入（送液）される。余剰の懸濁液８０はオーバーフロー流路７を通じてオーバーフロー用保持槽１９に排出（送液）される。このとき、分離液保持槽２内、懸濁液導入路６内、不溶性成分排出路３０内の液面はすべてオーバーフロー流路７の折り返し部１４のほぼ垂直面に規定されることとなる。このようにして、回転により生じる遠心力を利用して懸濁液８０の不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとを分離し、分離液保持槽２には液状成分８０Ｂが保持される。このとき、洗浄液貯液槽９内の洗浄液９０は、洗浄液保持槽５の外周側の壁面に付着するように保持される。こうして不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとを分離した後、回転を停止させる。【０１２５】
懸濁液中の不溶性成分の比重と、液状成分との比重差が小さい場合について説明する。最初の回転動作により、分離チップの回転を開始すると、懸濁液８０は懸濁液導入路６を通じて流動的に送液されて、不溶性成分保持槽３に導入される。懸濁液８０は不溶性成分保持槽３からあふれ、外周側から狭隘部１０を経て分離液保持槽２に導入（送液）される。余剰の懸濁液８０は、オーバーフロー流路７によりオーバーフロー用保持槽１９に排出（送液）される。このとき、分離液保持槽２内、懸濁液導入路６内、不溶性成分排出路３０内の液面はすべてオーバーフロー流路７の折り返し部１４のほぼ垂直面に規定されることとなる。懸濁液８０は、回転により発生する遠心力によって次第に不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとに分離される。不溶性成分８０Ａは、主として不溶性成分保持槽３の外周側の側壁に付着する。液状成分８０Ｂは、主として分離液保持槽２に保持される。このようにして、回転により生じる遠心力を利用して懸濁液８０の不溶性成分８０Ａと液状成分８０Ｂとを分離した後、回転を停止させる。【０１２６】
図９−３に示されるように、分離チップの回転が停止すると、分離液８０は重力の作用により分離液排出路４を重力方向に落下し、分離液排出路４における外周側への屈曲部６０よりも下方に移動して貯留される。このとき、分離液保持槽２の上方に位置する洗浄液保持槽５から、洗浄液９０が落下し、分離液保持槽２内および分離液排出路４内を洗浄すると同時に、液状成分８０Ｂの重力による落下を促進する。こうして洗浄液９０も分離液排出路４に貯留されて、液状成分８０Ｂと混合された混合液２００を生成する。洗浄液９０を用いる結果として、液状成分８０Ｂの回収率を高め、ひいては液状成分８０Ｂの回収率を安定化させることができる。【０１２７】
分離液排出路４は分離液保持槽２との接続部における流路断面積よりも小さな流路断面積となる部位を流路途中に有しており、徐々に断面積が小さくなっている。これにより、重力に加えて毛細管力が併せて利用でき、液状成分８０Ｂをより短時間で落下させることができる。また、分離液排出路４は流路の途中で外周側に屈曲した構造をしており、重力方向かつ外周側に延伸する部位を有する。液状成分８０Ｂは分離液排出路のうち、重力方向かつ外周側に延伸する部位に留まる。【０１２８】
このとき、不溶性成分８０Ａを多く含む懸濁液８０が毛細管現象により不溶性成分排出路３０内を進行し、不溶性成分排出路３０の前半部分３１から折り返し部分３２、後半部分３３を順次に通って、ストップバルブ３３ａまで進行して不溶性成分排出路３０を満たす。その後、再び分離チップを回転させる。【０１２９】
図９−４に示されるように、再度の回転で発生する遠心力により、分離液排出路４内に貯留されていた混合液２００は分離チップ外に完全に排出される。
このとき、不溶性成分保持槽３内、オーバーフロー流路７内、懸濁液導入路６内および不溶性成分排出路３０内の不溶性成分８０Ａを多く含む懸濁液（不溶性成分８０Ａの割合がより高められた懸濁液８０）は、不溶性成分排出路３０を通じて、サイフォン効果により廃液槽４０を兼ねるオーバーフロー用保持槽１９に全て排出（送液）される。【０１３０】
本発明の分離チップにおいて必要に応じて設けてもよい通気穴のサイズ（径）は、通常０．１ｍｍから５．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍから２．０ｍｍの範囲とすることができる。また、通気穴は管形状の通気流路に代えることもできる。通気流路の場合の位置や角度については特に限定はないが、送液時における検体や試薬の流入を防止するため、各貯液槽から回転軸方向（内周側）に延伸し開口していることが好ましい。【０１３１】
本発明の分離チップは、槽や流路のうち少なくとも一部の内壁面が吸着抑制処理されていることが好ましい。分離チップの内壁面が吸着抑制処理されていれば、懸濁液の吸着による成分濃度の減少が原因となる測定、分析、反応の誤差を小さくすることができ、精度を向上させることが可能となる。また、槽に導入された懸濁液が分離チップの内壁面に吸着すると、送液が滞ることがあるが、吸着抑制処理を施すことによりこのような問題を解消することができる。吸着抑制処理としては、親水性高分子材料を静電的に表面に吸着させるコーティング処理、高エネルギー線を照射し、親水性高分子を樹脂表面に共有結合させて強固に固定化する方法などが用いられる。【０１３２】
本発明の分離チップの材料は特に限定されず、例えば、樹脂、ガラスなどが挙げられる。特に、槽および流路を分離チップ外から観察することが容易になるという観点から、少なくとも槽および流路の一部が透明であってもよいし、不透明であってもよい。分離チップの槽および流路を透明とすれば、送液状況を分離チップ外から容易に観察することができる。【０１３３】
分離チップを構成するための透明材料としては、各種有機材料、無機材料を挙げることができ、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコン等の樹脂、これらの高分子化合物を含む共重合体または複合体；石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、ソーダガラス、ホウ酸ガラス、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス類およびその複合体；表面を絶縁材料で被覆した金属およびその複合体、セラミックスおよびその複合体などが好ましく用いられる。このうち、ポリメチルメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンが特に好ましく用いられる。【０１３４】
また、耐薬品性、耐水性を有する化学的に安定な材料としては、各種有機材料、無機材料を挙げることができ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、シリコンなどの樹脂、それらの高分子化合物を含む共重合体または複合体；石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、ソーダガラス、ホウ酸ガラス、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスなどのガラス類およびその複合体；セラミックスおよびその複合体などが好ましく用いられる。このうち、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレンが特に好ましく用いられる。【０１３５】
本発明の分離チップの製造方法は、特に限定されない。例えば、各槽および各流路の凹部を形成した板状の基板を別の基板またはフィルムと接合して作製することができる。または、流路を形成するスリットを有する基板を両側から２枚の基板で挟み込むことによって作成することができる。各槽や各流路の凹部の形成は、材料が樹脂である場合には金型を用いた一般的な成形方法、例えば、射出成形、プレス成形、ブロー成形、真空成形、ホットエンボッシングなどによることができる。【０１３６】
本発明の分離チップは、懸濁液からの不溶性成分および液状成分の分離に用いることができる。例えば、分離チップの懸濁液保持槽に懸濁液を導入した後、分離チップをローターなどで回転すると、分離チップ内の懸濁液が、懸濁液保持槽から不溶性成分保持槽に送液され、不溶性成分は不溶性成分保持槽に保持され、分離液は分離液保持槽に送液される。その後、回転を停止することにより、不溶性成分を得ることができる。分離チップの回転速度、回転時間は、懸濁液の種類や量などによるが、例えば血液から血球を分離する場合には、回転速度は通常１０Ｇから６０００Ｇであり、回転時間は通常１分から１０分である。好ましくは回転速度は１０００Ｇから４０００Ｇであり、回転時間は１分から５分である。
【実施例】
【０１３７】
比較例１
図１−１および図１−２を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。この分離チップは、懸濁液保持槽の容量が３００μＬであり、不溶性成分保持槽の容量が９０μＬである。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は分離液保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は２．１ｍｍ２である。【０１３８】
７個の分離チップを用い、７人のヒトからＥＤＴＡ採血管により採取したヒト血液１５０μＬを、懸濁液保持槽に導入し、分離チップの上面をシールした。懸濁液保持槽が内周側に位置するよう水平ローターに装着し、遠心力２０００Ｇを与える回転速度で２分間回転させた。図１−１は、分離チップを水平ローターに設置した状態を斜め上から見た態様を示している。回転停止後、７検体中３検体では不溶性成分保持槽に気泡が混入しており、うち１検体では分離液保持槽にまで血球成分があふれていた。分離液排出路から得られた血漿の量を、表１に示す。【０１３９】
【表１】
2009096391.tif 000003
【０１４０】
分離液排出路に血漿を得ることができた６検体の、血漿の量は、５３．８μＬから７１．１μＬまでばらつきがあり、不溶性成分保持槽に残存した気泡の影響が確認された。【０１４１】
比較例２
図２を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。この分離チップは、懸濁液保持槽の容量が４００μＬであり、不溶性成分保持槽の容量９０μＬである。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は分離液保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は２．１ｍｍ２である。【０１４２】
７個のチップを用い、７人のヒトからＥＤＴＡ採血管により採取したヒト血液１５０μＬを、懸濁液保持槽に導入した。分離チップを懸濁液保持槽が内周側に位置するようにアングルローターに装着し、遠心力２０００Ｇを与える回転速度で２分間回転させた。図２は、分離チップをアングルローターに設置した状態を水平面から見た態様を示している。回転停止後、７検体中２検体では不溶性成分保持槽に気泡が混入しており、うち１検体では分離液に血球成分が混入していた。【０１４３】
実施例１
図３−１および図３−２を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。この分離チップは、懸濁液保持槽の容量が３００μＬであり、不溶性成分保持槽の容量が９０μＬである。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は不溶性成分保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は２．１ｍｍ２である。【０１４４】
７個の分離チップを用い、７人のヒトからＥＤＴＡ採血管により採取したヒト血液１５０μＬを、懸濁液保持槽に導入し、分離チップの上面をシールした。分離チップを懸濁液保持槽が内周側に位置するよう水平ローターに装着し、遠心力２０００Ｇを与える回転速度で２分間回転させた。図３−１は、分離チップを水平ローターに設置した状態を斜め上から見た態様を示している。回転停止後、７検体中、不溶性成分保持槽に気泡が混入したチップは観察されず、全ての検体において血球成分と血漿を分離することができた。分離液排出路から得られた血漿の量を、表２に示す。【０１４５】
【表２】
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【０１４６】
分離液排出路に血漿を得ることができた７検体の、血漿の量は、５２．８μＬから５６．７μＬの範囲に収まっていた。【０１４７】
実施例２
図４を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。この分離チップは、懸濁液保持槽の容量が３００μＬであり、不溶性成分保持槽の容量９０μＬである。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は不溶性成分保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は２．１ｍｍ２である。【０１４８】
７個の分離チップを用い、７人のヒトからＥＤＴＡ採血管により採取したヒト血液１５０μＬを、懸濁液保持槽に導入した。分離チップをチューブに入れた後、懸濁液保持槽が内周側に位置するようアングルローターに装着し、遠心力２０００Ｇを与える回転速度で２分間回転させた。図４は、分離チップをアングルローターに設置した状態を水平面から見た態様を示している。回転停止後、７検体中、不溶性成分保持槽に気泡が混入したチップは観察されず、全ての検体において血球成分と血漿を分離することができた。分離液排出路から得られた血漿の量を、表３に示す。【０１４９】
【表３】
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【０１５０】
得られた血漿量は、５３．９μＬから５８μＬの範囲に収まっていた。【０１５１】
実施例３
図４を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、１０００Ｇ、２０００Ｇ、３０００Ｇの遠心力を与え、全血から血漿を分離した。遠心力を変えたこと、検体を１種類とした以外は前述の実施例２と同様の条件で行い、全血および血漿の成分分析をシスメックス社製多項目自動血球計算装置Ｋ−１０００を用いて行った。全血の分析結果は表４に、血漿の分析結果は表５にそれぞれ示されるとおりであり、２０００Ｇ、１分間の遠心分離で十分血球成分を除去することができた。【０１５２】
【表４】
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【０１５３】
【表５】
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【０１５４】
実施例４
図５を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。本実施例で用いた分離チップは、懸濁液保持槽の容量が２００μＬであり、不溶性成分保持槽の容量が９３μＬである。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は不溶性成分保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は２．１平方ミリメートル（ｍｍ２）である。オーバーフロー流路の前半部分の断面積は０．０３ｍｍ２である。なお、本実施例において用いた分離チップは洗浄液貯液槽を備えているが、洗浄液の導入は行わなかった。【０１５５】
７個の分離チップを用い、７人のヒトからＥＤＴＡ採血管により採取したヒト血液１６０μＬから２００μＬを、懸濁液保持槽に導入した。分離チップをチューブに入れた後、懸濁液保持槽が内周側に位置するよう水平ローターに装着し、遠心力２０００Ｇを与える回転速度で２分間回転させた。図５は、分離チップをアングルローターに設置した状態を水平面から見た態様を示している。本実施例において用いた分離チップは、分離チップを２０００Ｇで回転させたとき、オーバーフロー流路の機能によって、分離液保持槽と不溶性成分保持槽には合わせて１３３μＬの溶液が回転中に保持されるように設計されている。回転停止後、７検体中、不溶性成分保持槽に気泡が混入したチップは観察されず、全ての検体において血球成分と血漿を分離することができた。オーバーフロー流路を介して、余分な全血は排出されていた。得られた血漿量を調べたところ、導入した全血量が異なるにもかかわらず、得られた血漿の液量のバラツキは少なく、オーバーフロー流路を設けたことにより定量性が確保されていた。分離液排出路から得られた血漿の量を、表６に示す。【０１５６】
【表６】
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【０１５７】
実施例５
図５を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。本実施例で用いた分離チップは、懸濁液保持槽の容量が２００μＬであり、不溶性成分保持槽の容量が９３μＬである。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は不溶性成分保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は２．１ｍｍ２である。オーバーフロー流路の前半部分の断面積は０．０３ｍｍ２である。【０１５８】
図５に示される分離チップは、図３および図４に示される分離チップと比較して、洗浄液保持槽、洗浄液貯液槽とオーバーフロー流路を設けている点で相違する。洗浄液貯液槽には、洗浄液として１％グリセロール溶液４０μＬを導入した。【０１５９】
７個の分離チップを用い、７人のヒトからＥＤＴＡ採血管により採取したヒト血液１６０〜２００μＬを、懸濁液保持槽に導入した。分離チップをチューブに入れた後、懸濁液保持槽が内周側に位置するよう水平ローターに装着し、遠心力２０００Ｇを与える回転速度で２分間回転させた。図５は、分離チップをアングルローターに設置した状態を水平面から見た態様を示している。本実施例で用いた分離チップは、チップを２０００Ｇで回転させたとき、オーバーフロー流路の機能によって、分離液保持槽と不溶性成分保持槽には合わせて１３３μＬの溶液が回転中に保持されるように設計されている。回転停止後、７検体中、不溶性成分保持槽に気泡が混入したチップは観察されず、全ての検体において血球成分と血漿を分離することができた。また、分離液保持槽と分離液排出路は、洗浄液で洗浄されていた。オーバーフロー流路を介して、余分な全血は排出されていた。得られた血漿と洗浄液の合計量を調べた。結果を、表７に示す。【０１６０】
【表７】
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【０１６１】
得られた血漿と洗浄液の量は、表７に示すように７３．３μＬから７８．１μＬの範囲に収まっていた。導入した全血量が異なるにもかかわらず、得られた血漿と洗浄液の混合液の液量のバラツキは少なく、オーバーフロー流路を設けたことにより定量性が確保されていた。さらに洗浄液を利用したことにより回収量の差異が小さくなっていた。【０１６２】
実施例６
図６−１、図６−２、図６−３および図６−４を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。本実施例で用いた分離チップは、懸濁液保持槽の容量が１ｍＬであり、不溶性成分保持槽の容量が５００μＬである。分離液保持槽に保持される分離液の容量は２００μＬになるよう、オーバーフロー流路の折り返し部の位置により規定されている。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は不溶性成分保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は３ｍｍ２である。【０１６３】
図６−１に示される分離チップは、図５に示される分離チップと比較して、洗浄液保持槽、洗浄液貯液槽が設けられていない点および不溶性成分排出路が設けられている点で相違する。また、図６−４を参照して説明したように、分離液排出路４が設けられている第１突出部５０Ｂには、分離液回収用の分離液回収容器３００を装着することができる。これにより、人による作業やそのための器具を必要とせず、分離液を容器に回収することができ、そのまま分析や測定に用いることもできる。【０１６４】
図６−１、図６−２および図６−３を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。ヒト血液８００μＬを懸濁液保持槽１に導入し、分離液排出路４が設けられた箇所に血漿回収用の２ｍＬチューブを装着し、遠心機（回転装置）に分離チップを装着した。狭隘部１０における遠心力が２０００Ｇとなるような回転速度で２分間回転させた後、回転を停止させ３０秒間静置した。その後再度同じ回転速度で３０秒間回転させ、回転を停止させた。その結果、設計値通り、約２００μＬの血漿が２ｍＬチューブ内に回収され、血球成分が除去できていることが確認できた。また、不溶性成分保持槽３内、懸濁液導入路６内およびオーバーフロー流路７内の不溶性成分を多く含む懸濁液は、オーバーフロー用保持槽１９に排出されていた。【０１６５】
実施例７
図８を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。本実施例で用いた分離チップは、懸濁液保持槽の容量が２５０μＬであり、不溶性成分保持槽の容量が５５μＬである。分離液保持槽の容量は２６μＬになるよう、オーバーフロー流路の折り返し部の位置により規定されている。分離液保持槽は分離液排出路と一体的に、流路を形成している。懸濁液保持槽は不溶性成分保持槽と連結され、分離液保持槽は不溶性成分保持槽と狭隘部により連結されている。狭隘部の断面積は３ｍｍ２である。【０１６６】
図８に示される分離チップは、図６−１に示される分離チップと比較して、洗浄液保持槽、洗浄液貯液槽が設けられている点で相違する。
図８を参照して既に説明した構成を有する分離チップを用いて、ヒト血液からの血漿分離を行った。ヒト血液１５０μＬを懸濁液保持槽１に導入し、洗浄液８０μＬを洗浄液貯液槽９に導入し、遠心機（回転装置）に分離チップを装着した。狭隘部１０における遠心力が１５００Ｇとなるような回転速度で２分間回転させた後、回転を停止させ３０秒間静置した。その後再度同じ回転速度で３０秒間回転させ、回転を停止させた。その結果、設計値通り、約２６μＬの血漿が分離チップ外に回収され、血球成分が除去できていることが確認できた。また、不溶性成分保持槽３内、懸濁液導入路６内およびオーバーフロー流路７内の不溶性成分を多く含む懸濁液は、オーバーフロー用保持槽１９（廃液槽４０）に排出されていた。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明の分離チップは、例えば血液といった懸濁液を不溶性成分と液状成分とに分離して、各種測定、検査を行う場合などに好適に使用できる。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図６−４】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図７−４】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図９−３】
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【図９−４】
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【国際調査報告】
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