(57)【要約】      （修正有）【課題】不純物を混入させることなく特定の位置に反応試薬を担持させることができるマイクロ流体デバイス等を提供する。【解決手段】マイクロ流体デバイス１は、液体試料が流れる本流路１０と、本流路１０の一部として設けられた第１の反応流路１１１と、本流路１０に接続され、第１の反応流路１１１より上流側に位置する第１の開口部３１と、第１の反応流路１１１より下流側で本流路１０から分岐する第１の分岐流路２１に接続された第２の開口部３２とを備え、第１の反応流路１１１の内壁面には、第１の反応試薬が担持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料が流れる本流路と、
前記本流路の一部として設けられた第１の反応流路と、
前記本流路に接続され、前記第１の反応流路より上流側に位置する第１の開口部と、
前記第１の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第１の分岐流路に接続された第２の開口部とを備え、
前記第１の反応流路の内壁面には、第１の反応試薬が担持されている、
マイクロ流体デバイス。
【請求項２】
さらに、
前記第１の反応流路の下流側に位置し、前記本流路の一部として設けられた第２の反応流路と、
前記第２の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第２の分岐流路に接続された第３の開口部とを備え、
前記第１の分岐流路は、前記第１の反応流路及び前記第２の反応流路の間の前記本流路から分岐しており、
前記第２の反応流路の内壁面には、第２の反応試薬が担持されている、
請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記第１の開口部及び前記第２の開口部の少なくとも１つは、前記第１の反応試薬を含む第１の液体が導入される導入口であり、
前記第２の開口部及び前記第３の開口部の少なくとも１つは、前記第２の反応試薬を含む第２の液体が導入される導入口である、
請求項２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記第１の反応流路と前記本流路における前記第１の分岐流路の分岐部との間の前記本流路の断面積をＳ１とし、前記分岐部と前記第２の反応流路との間の前記本流路の断面積をＳ２とし、前記第１の分岐流路における前記分岐部近傍の断面積をＳ３とすると、
Ｓ３＞Ｓ２＞Ｓ１の関係式を満たす、
請求項２又は３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記マイクロ流体デバイスは、微生物検査用デバイスであって、
前記液体試料は、検査対象の微生物を含み、
前記第１の反応流路に担持された前記第１の反応試薬は、死滅した前記微生物を除去するための死菌除去試薬であり、
前記第２の反応流路に担持された前記第２の反応試薬は、前記微生物から核酸を抽出するための核酸抽出試薬である、
請求項２〜４のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
さらに、前記第２の反応流路よりも下流側で前記本流路の一部として設けられた主反応流路を含み、
前記第１の反応流路及び前記第２の反応流路では、前記主反応流路に送液される前の前記液体試料に対しての前処理が行われる、
請求項２〜５のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記主反応流路は、前記微生物の核酸を増幅させるための核酸増幅流路である、
請求項６に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
マイクロ流体デバイスの製造方法であって、
前記マイクロ流体デバイスは、
液体試料が流れる本流路と、
各々が前記本流路の一部として設けられた第１の反応流路と、
前記本流路に接続され、前記第１の反応流路より上流側に位置する第１の開口部と、
前記第１の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第１の分岐流路に接続された第２の開口部とを備え、
前記マイクロ流体デバイスの製造方法は、
前記第１の開口部及び前記第２の開口部の一方から第１の反応試薬を含む第１の液体を導入して前記第１の反応流路の内壁面に前記第１の反応試薬を担持させる工程を含む、
マイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記マイクロ流体デバイスは、
さらに、
前記第１の反応流路の下流側に位置し、前記本流路の一部として設けられた第２の反応流路と、
前記第２の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第２の分岐流路に接続された第３の開口部とを備え、
前記第１の分岐流路は、前記第１の反応流路及び前記第２の反応流路の間の前記本流路から分岐しており、
前記マイクロ流体デバイスの製造方法は、さらに、前記第２の反応流路の内壁面に前記第２の反応試薬を担持させる工程を含み、
前記第１の反応試薬を担持させる工程では、前記第３の開口部を密閉した状態で、前記第１の開口部及び前記第２の開口部の一方から第１の反応試薬を含む第１の液体を導入して前記第１の反応流路の内壁面に前記第１の反応試薬を担持させ、
前記第２の反応試薬を担持させる工程では、前記第１の開口部を密閉した状態で、前記第３の開口部及び前記第２の開口部の一方から第２の反応試薬を含む第２の液体を導入して前記第２の反応流路の内壁面に前記第２の反応試薬を担持させる
請求項８に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第１の反応試薬を担持させる工程では、前記第１の開口部及び前記第２の開口部の一方から導入した前記第１の液体の余剰分を前記第２の開口部及び前記第１の開口部の他方から排出し、
前記第２の反応試薬を担持させる工程では、前記第３の開口部及び前記第２の開口部の一方から導入した前記第２の液体の余剰分を前記第３の開口部及び前記第２の開口部の他方から排出する、
請求項８に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
マイクロ流体デバイスの製造方法であって、
前記マイクロ流体デバイスは、
液体試料が流れる本流路と、
各々が前記本流路の一部として設けられた第１の反応流路と、
前記本流路に接続され、前記第１の反応流路より上流側に位置する第１の開口部と、
前記第１の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第１の分岐流路に接続された第２の開口部とを備え、
前記第１の反応流路と前記本流路における前記第１の分岐流路の分岐部との間の前記本流路の断面積をＳ１とし、前記分岐部より下流側の前記本流路の断面積をＳ２とし、前記第１の分岐流路における前記分岐部近傍の断面積をＳ３とすると、Ｓ３＞Ｓ２＞Ｓ１の関係式を満たし、
前記マイクロ流体デバイスの製造方法は、
前記第１の開口部から第１の反応試薬を含む第１の液体を導入して前記第１の反応流路の内壁面に前記第１の反応試薬を担持させる工程とを含む、
マイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記マイクロ流体デバイスは、
さらに、
前記第１の反応流路の下流側に位置し、前記本流路の一部として設けられた第２の反応流路と、
前記第２の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第２の分岐流路に接続された第３の開口部とを備え、
前記第１の分岐流路は、前記第１の反応流路及び前記第２の反応流路の間の前記本流路から分岐しており、
前記マイクロ流体デバイスの製造方法は、さらに、前記第２の反応流路の内壁面に前記第２の反応試薬を担持させる工程を含み、
前記第１の反応試薬を担持させる工程では、前記第１の開口部から第１の反応試薬を含む第１の液体を導入して前記第１の反応流路の内壁面に前記第１の反応試薬を担持させ、
前記第２の反応試薬を担持させる工程では、
前記第２の開口部及び前記第３の開口部の一方から第２の反応試薬を含む第２の液体を導入して前記第２の反応流路の内壁面に前記第２の反応試薬を担持させる、
請求項１１に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記第１の反応試薬を担持させる工程では、前記第１の開口部から導入した前記第１の液体の余剰分を前記第２の開口部から排出し、
前記第２の反応試薬を担持させる工程では、前記第２の開口部及び前記第３の開口部の一方から導入した前記第１の液体の余剰分を前記第２の開口部及び前記第３の開口部の他方から排出する、
請求項１２に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記第２の反応試薬を担持させる工程の後に、前記第１の反応試薬を担持させる工程を行う、
請求項９、１０、１２、１３のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記第１の反応試薬を担持させる工程では、前記第１の液体が前記第１の反応流路内に満たされた状態で加熱することで、前記第１の反応流路の内壁面に前記第１の反応試薬を担持させ、
前記第２の反応試薬を担持させる工程では、前記第２の液体が前記第２の反応流路内に満たされた状態で加熱することで、前記第２の反応流路の内壁面に前記第２の反応試薬を担持させる、
請求項９、１０、１２〜１４のいずれか１項に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体デバイス及びマイクロ流体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料又は食品等に含まれる細菌等の微生物の検査においては、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ：ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）を利用したＰＣＲ検査法が知られている。ＰＣＲ検査法は、培養法と比べて大幅に検査工程を高速化及び簡略化することができる利点がある。
【０００３】
ＰＣＲは、マイクロ流路を有するマイクロ流体デバイスを用いて行われる。例えば、高温領域と低温領域とに温度制御されたマイクロ流体デバイスのマイクロ流路に、検査対象となる微生物を含む液体試料（検体原液）とＰＣＲ試薬との混合溶液を反応溶液として導入し、マイクロ流路に送液された反応溶液に温度サイクルを与える。これにより、液体試料に含まれる微生物の標的核酸を高速に増幅することができ、迅速に液体試料の検査を行うことができる。
【０００４】
このようなＰＣＲを行う際、反応溶液に温度サイクルを与える前に、検査対象となる微生物を含む液体試料に対して、反応試薬を用いて死菌除去（生菌抽出）や核酸抽出等の前処理を行うことが望ましい。
【０００５】
この場合、マイクロ流体デバイスに液体試料を導入する前に、混合容器で液体試料と反応試薬とを混合して反応させることによって、液体試料の前処理を行う方法が知られている。
【０００６】
また、液体試料と反応試薬とを事前に混合するのではなく、一つのマイクロ流体デバイス内で液体試料と反応試薬とを反応させる方法も知られている（特許文献１）。特許文献１には、反応試薬をマイクロ流体デバイスのマイクロ流路内に担持させておく方法が開示されている。具体的には、液体試料が送液されるマイクロ流路の途中に開口部を設けておき、この開口部から液状の反応試薬を滴下して乾燥させることによって、反応試薬をマイクロ流路の所定の位置に担持させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２６４０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された方法は、反応試薬をマイクロ流体デバイスに担持させた後、開口部に蓋を貼り合わせて開口部を閉じる必要があるので、蓋を貼り合わせる工程が別途必要になる。このため、蓋の貼り合わせ工程時に、担持させた反応試薬が変性してしまったり、検査対象物とは異なる菌等の不純物が混入（コンタミ）したりするおそれがある。
【０００９】
また、マイクロ流路の一部に開口部を設けるのではなく、マイクロ流路が形成された第１の基板に反応試薬を予め担持させてから第１の基板に第２の基板を貼り合わせることによってマイクロ流体デバイスを製造することも考えられるが、この場合も特許文献１と同様に、第２の基板を貼り合わせる際に、反応試薬が変性してしまったり反応試薬に不純物が混入したりするおそれがある。
【００１０】
そこで、液体試料の導入口から液状の反応試薬をマイクロ流路に流して乾燥させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、マイクロ流体デバイス内の狙った特定の位置に反応試薬を担持させることが難しい。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、不純物を混入させることなく特定の位置に反応試薬を担持させることができるマイクロ流体デバイス及びマイクロ流体デバイスの製造方法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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係るマイクロ流体デバイスの一態様は、液体試料が流れる本流路と、前記本流路の一部として設けられた第１の反応流路と、前記本流路に接続され、前記第１の反応流路より上流側に位置する第１の開口部と、前記第１の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第１の分岐流路に接続された第２の開口部とを備え、前記第１の反応流路の内壁面には、第１の反応試薬が担持されている。
【００１３】
また、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の一態様は、マイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記マイクロ流体デバイスは、液体試料が流れる本流路と、各々が前記本流路の一部として設けられた第１の反応流路と、前記本流路に接続され、前記第１の反応流路より上流側に位置する第１の開口部と、前記第１の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第１の分岐流路に接続された第２の開口部とを備え、前記マイクロ流体デバイスの製造方法は、前記第１の開口部及び前記第２の開口部の一方から第１の反応試薬を含む第１の液体を導入して前記第１の反応流路の内壁面に前記第１の反応試薬を担持させる工程を含む。
【００１４】
また、本発明に係るマイクロ流体デバイスの製造方法の他の一態様は、マイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記マイクロ流体デバイスは、液体試料が流れる本流路と、各々が前記本流路の一部として設けられた第１の反応流路と、前記本流路に接続され、前記第１の反応流路より上流側に位置する第１の開口部と、前記第１の反応流路より下流側で前記本流路から分岐する第１の分岐流路に接続された第２の開口部とを備え、前記第１の反応流路と前記本流路における前記第１の分岐流路の分岐部との間の前記本流路の断面積をＳ１とし、前記分岐部より下流側の前記本流路の断面積をＳ２とし、前記第１の分岐流路における前記分岐部近傍の断面積をＳ３とすると、Ｓ３＞Ｓ２＞Ｓ１の関係式を満たし、前記マイクロ流体デバイスの製造方法は、前記第１の開口部から第１の反応試薬を含む第１の液体を導入して前記第１の反応流路の内壁面に前記第１の反応試薬を担持させる工程とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、不純物を混入させることなく特定の位置に反応試薬を担持させることができるマイクロ流体デバイス及びマイクロ流体デバイスの製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの平面図である。
【図２】図１のII−II線における実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図３】図１のIII−III線における実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図４】実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの要部拡大図である。
【図５Ａ】実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの本流路における幅狭流路の断面図である。
【図５Ｂ】実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの本流路における幅広流路の断面図である。
【図５Ｃ】実施の形態に係るマイクロ流体デバイスにおける分岐流路の断面図である。
【図６】実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの使用例を説明するための図である。
【図７】実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図８】変形例１に係るマイクロ流体デバイスの平面図である。
【図９】変形例２に係るマイクロ流体デバイスの平面図である。
【図１０】変形例３に係るマイクロ流体デバイスの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１８】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１９】
（実施の形態）
［マイクロ流体デバイスの構成］
まず、実施の形態に係るマイクロ流体デバイス１の構成について、図１〜図５Ｃを用いて説明する。
【００２０】
図１は、実施の形態に係るマイクロ流体デバイス１の平面図である。図２及び図３は、それぞれ図１のII−II線及びIII線−III線における同マイクロ流体デバイス１の断面図である。図４は、同マイクロ流体デバイス１の要部拡大図である。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ同マイクロ流体デバイス１の本流路１０における幅狭流路及び幅広流路の断面図である。図５Ｃは、同マイクロ流体デバイス１における分岐流路２０の断面図である。
【００２１】
図１に示すように、マイクロ流体デバイス１は、マイクロ流体としてマイクロ流体デバイス１に導入された液体試料が流れる本流路１０を備える。つまり、マイクロ流体デバイス１は、マイクロ流路として本流路１０を備えるマイクロ流路チップである。
【００２２】
本実施の形態において、マイクロ流体デバイス１は、微生物検査用デバイスである。したがって、検体原液である液体試料（液体サンプル）には、検査対象として、例えば、細菌、ウイルス又は組織細胞等の微生物が含まれる。微生物を含む液体試料は、飲料等から採取することができる。
【００２３】
マイクロ流体デバイス１には、本流路１０の一部として、第１の反応流路１１１と、第２の反応流路１１２と、第１の送液流路１２１と、第２の送液流路１２２と、第３の送液流路１２３と、主反応流路１３０とが設けられている。つまり、本流路１０は、第１の反応流路１１１、第２の反応流路１１２及び主反応流路１３０の３つの反応流路と、第１の送液流路１２１、第２の送液流路１２２及び第３の送液流路１２３の３つの送液流路とによって構成されており、これらの流路は、それぞれ本流路１０の一部である。
【００２４】
第１の反応流路１１１、第２の反応流路１１２及び主反応流路１３０は、マイクロ流体デバイス１に導入された液体試料に対して所定の反応を生じさせるための反応部であり、本流路１０の途中に設けられている。
【００２５】
また、マイクロ流体デバイス１には、本流路１０から分岐する分岐流路２０が設けられている。本実施の形態において、マイクロ流体デバイス１には、分岐流路２０として、第１の分岐流路２１と第２の分岐流路２２とが設けられている。第１の分岐流路２１は、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２の間の本流路１０から分岐し、第２の分岐流路２２は、第２の反応流路１１２及び主反応流路１３０の間の本流路１０から分岐している。
【００２６】
図２及び図３に示すように、マイクロ流体デバイス１は、下基板である平板状の第１の基板２と上基板である平板状の第２の基板３とによって構成されている。
【００２７】
マイクロ流体デバイス１における本流路１０及び分岐流路２０は、マイクロオーダサイズのマイクロ流路（微細流路）である。本流路１０及び分岐流路２０は、例えば第１の基板２の内面側に形成された溝である。本流路１０及び分岐流路２０を構成する溝は、例えば、断面形状が矩形状であって深さは一定であるが、後述するように、流路幅（溝幅）については本流路１０及び分岐流路２０で異なる部位が存在する。一例として、本流路１０及び分岐流路２０を構成する溝は、流路幅が２０μｍ〜３００μｍで、深さが５０μｍ〜１５０μｍであるが、これに限らない。また、本流路１０及び分岐流路２０は、マイクロオーダサイズに限るものではない。
【００２８】
第１の基板２の溝を塞ぐように平板状の第２の基板を第１の基板２に貼り合わせることによってマイクロ流体デバイス１を作製することができる。なお、第１の基板２及び第２の基板３としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリル等の樹脂基板、ガラス基板、又は、シリコン基板等を用いることができる。また、本流路１０及び分岐流路２０は、第１の基板２ではなく、第２の基板３に形成されていてもよい。
【００２９】
このように構成されえるマイクロ流体デバイス１では、本流路１０には液体試料が一方通行的に流れる。具体的には、本流路１０に導入された液体試料は、本流路１０内を第１の開口部３１から排出開口部４０に向かう方向に流れる。
【００３０】
また、本実施の形態において、液体試料は、本流路１０内を毛管力（キャピラリ力）により送液される。例えば本流路１０の内壁面に表面処理を行ったり薄膜を形成したりして本流路１０の内面を親水性表面にすることで、液体試料を毛管力によって送液することができる。また、分岐流路２０内を流れる液体についても毛管力により送液される。
【００３１】
さらに、マイクロ流体デバイス１には、液体の導入口又は排出口として、第１の開口部３１と、第２の開口部３２と、第３の開口部３３と、排出開口部４０とが設けられている。本実施の形態において、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０は、第２の基板３に形成された貫通孔である。第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０の平面視形状は、例えば円形であるが、これに限らない。
【００３２】
以下、マイクロ流体デバイス１の各部位の構成について、詳細に説明する。
【００３３】
［反応流路］
第１の反応流路１１１は、マイクロ流体デバイス１における複数の反応流路のうち最も上流側に位置している。つまり、第１の反応流路１１１は、マイクロ流体デバイス１に導入された液体試料に対して、最初の反応を生じさせるための第１の反応部である。
【００３４】
図２に示すように、第１の反応流路１１１の内壁面には、第１の反応試薬５１が担持されている。第１の反応試薬５１には、第１の反応流路１１１に送液された液体試料と反応する反応物質が含まれる。
【００３５】
本実施の形態において、第１の反応流路１１１は、液体試料に含まれる死滅した微生物（死菌）を除去するための死菌除去流路（死菌除去部）である。つまり、第１の反応流路１１１では、液体試料から死菌を除去して生菌を抽出する。この場合、第１の反応流路１１１に担持された第１の反応試薬５１は、液体試料中の微生物に含まれる死滅した微生物を除去するための試薬（死菌除去試薬）である。これにより、第１の反応流路１１１に液体試料が送液されると、第１の反応試薬５１によって液体試料に含まれる死菌が不活化されて除去される。一例として、死菌除去試薬である第１の反応試薬５１は、死菌のみの核酸に作用（インターカレート）して死菌の核酸の増幅反応を不活化させる試薬（死菌不活化試薬）である。
【００３６】
第２の反応流路１１２は、第１の反応流路１１１よりも下流側（後段側）に位置している。つまり、第２の反応流路１１２は、第１の反応流路１１１で反応処理済みの液体試料に対して、さらに反応を生じさせるための第２の反応部である。
【００３７】
図３に示すように、第２の反応流路１１２の内壁面には、第２の反応試薬５２が担持されている。第２の反応試薬５２には、第２の反応流路１１２に送液された液体試料と反応する反応物質が含まれる。第２の反応試薬５２は、第１の反応試薬５１と異なる種類の反応試薬である。
【００３８】
本実施の形態において、第２の反応流路１１２は、微生物から核酸を抽出するための核酸抽出流路（核酸抽出部）である。この場合、第２の反応流路１１２に担持された第２の反応試薬５２は、液体試料中の微生物から核酸を抽出するための試薬であり、例えば微生物の細胞膜から核酸を取り出す作用を有する。これにより、第２の反応流路１１２に液体試料が送液されると、第２の反応試薬５２によって液体試料に含まれる微生物から核酸が抽出される。
【００３９】
このように構成される第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２では、主反応流路１３０に送液される前の液体試料に対しての前処理が行われる。つまり、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２は、主反応流路１３０で主反応処理を行う前の前処理が行われる前処理流路である。したがって、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２は、通過する液体試料に対して所定の前処理反応を生じさせるために、一定量の第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持しているとともに、所定の流路容積を有する。このため、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２は、本流路１０の中で最も断面積が大きい流路となっている。具体的には、本流路１０は深さが一定であるので、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２は、本流路１０の中で最も流路幅が大きくなっている。
【００４０】
なお、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路の内壁面を凹凸面にするとよい。これにより、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路の内壁面の表面積を大きくすることができるので、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持させやすくできるとともに、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路の内壁面が平面である場合よりも第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２の担持量を大きくできる。
【００４１】
主反応流路１３０は、第２の反応流路１１２よりも下流側（後段側）に位置している。つまり、主反応流路１３０は、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２の各々で反応処理済みの液体試料に対して、主目的とする主反応処理を行うための主反応部である。
【００４２】
本実施の形態において、主反応流路１３０は、液体試料中の微生物の核酸（標的核酸）を増幅させるための核酸増幅流路（核酸増幅部）である。これにより、主反応流路１３０に液体試料が送液されると、微生物の核酸が増幅される。
【００４３】
具体的には、主反応流路１３０は、微生物の核酸増幅処理としてＰＣＲを行う反応流路であり、ヒータブロック等の温度制御部材によって温度制御された高温領域と低温領域とを交互に複数回繰り返して通過する。本実施の形態において、主反応流路１３０は、蛇行するように形成された蛇行流路である。この場合、例えばマイクロ流体デバイス１が、高温に設定された第１のヒータブロックと低温に設定された第２のヒータブロックとの上に配置された場合に、主反応流路１３０は、第１のヒータブロックの上（高温領域）と第２のヒータブロックの上（低温領域）とを往復するように、複数サイクルで折り返す形で設けられている。このように構成された主反応流路１３０に液体試料を送液させることによって、液体試料に含まれる微生物の標的核酸を高速に増幅させることができる。
【００４４】
なお、蛇行流路である主反応流路１３０の折り返し回数（サイクル数）は、例えば２０〜７０サイクル程度であるが、図１では、１０サイクル程度しか図示されていない。また、高温領域に対応する第１のヒータブロックの設定温度は、例えば９３℃〜９８℃であり、本実施の形態では、核酸増幅反応の変性反応温度である約９５℃としている。低温領域に対応する第２のヒータブロックの設定温度は、例えば５０℃〜７５℃であり、本実施の形態では、アニール・伸長反応温度である約６０℃としている。
【００４５】
［送液流路］
図１及び図４に示すように、第１の送液流路１２１は、第１の開口部３１と第１の反応流路１１１とを繋ぐ流路であり、第１の開口部３１と第１の反応流路１１１との間に設けられている。第１の送液流路１２１は、流路幅が一定の直線状であるが、これに限らない。
【００４６】
第２の送液流路１２２は、第１の反応流路１１１と第２の反応流路１１２とを繋ぐ流路であり、第１の反応流路１１１と第２の反応流路１１２との間に設けられている。
【００４７】
図４に示すように、第２の送液流路１２２は、流路幅が異なる２つの流路によって構成されている。具体的には、第２の送液流路１２２は、流路幅が狭い幅狭流路１２２ａと、幅狭流路１２２ａよりも流路幅が広い幅広流路１２２ｂとによって構成されている。
【００４８】
幅狭流路１２２ａと幅広流路１２２ｂとの境界は、本流路１０と第１の分岐流路２１との第１の分岐部Ｊ１である。したがって、第２の送液流路１２２において、幅狭流路１２２ａは、第１の反応流路１１１と第１の分岐部Ｊ１との間の流路であり、幅広流路１２２ｂは、第１の分岐部Ｊ１と第２の反応流路１１２との間の流路である。つまり、第２の送液流路１２２において、幅狭流路１２２ａは、第１の分岐部Ｊ１よりも上流側に位置し、幅広流路１２２ｂは、第１の分岐部Ｊ１よりも下流側に位置している。なお、幅狭流路１２２ａ及び幅広流路１２２ｂは、それぞれ流路幅が一定の直線状であるが、これに限らない。
【００４９】
第３の送液流路１２３は、第２の反応流路１１２と主反応流路１３０とを繋ぐ流路であり、第２の反応流路１１２と主反応流路１３０との間に設けられている。
【００５０】
図４に示すように、第３の送液流路１２３は、第２の送液流路１２２と同様に、流路幅が異なる２つの流路によって構成されている。具体的には、第３の送液流路１２３は、流路幅が狭い幅狭流路１２３ａと、幅狭流路１２３ａよりも流路幅が広い幅広流路１２３ｂとによって構成されている。
【００５１】
幅狭流路１２３ａと幅広流路１２３ｂとの境界は、本流路１０と第２の分岐流路２２との第２の分岐部Ｊ２である。したがって、第３の送液流路１２３において、幅狭流路１２３ａは、第２の反応流路１１２と第２の分岐部Ｊ２との間の流路であり、幅広流路１２３ｂは、第２の分岐部Ｊ２と主反応流路１３０との間の流路である。つまり、第３の送液流路１２３において、幅狭流路１２３ａは、第２の分岐部Ｊ２よりも上流側に位置し、幅広流路１２２ｂは、第２の分岐部Ｊ２よりも下流側の位置している。なお、幅狭流路１２３ａ及び幅広流路１２３ｂは、それぞれ流路幅が一定の直線状であるが、これに限らない。
【００５２】
図４に示すように、第２の送液流路１２２の幅狭流路１２２ａと第３の送液流路１２３の幅狭流路１２３ａとは、流路幅がＷ１で同じである。
【００５３】
また、第１の送液流路１２１と、第２の送液流路１２２の幅広流路１２２ｂと、第３の送液流路１２３の幅広流路１２３ｂとは、流路幅がＷ２で同じである。つまり、第１の送液流路１２１は、第２の送液流路１２２の幅広流路１２２ｂと同様に、本流路１０の中では流路幅が広い幅広流路である。
【００５４】
このように、第２の送液流路１２２の幅狭流路１２２ａ及び第３の送液流路１２３の幅狭流路１２３ａの流路幅Ｗ１は、第１の送液流路１２１、第２の送液流路１２２の幅広流路１２２ｂ及び第３の送液流路１２３の幅広流路１２３ｂの流路幅Ｗ２よりも狭くなっている（Ｗ１＜Ｗ２）。
【００５５】
本実施の形態では、第１の送液流路１２１、第２の送液流路１２２（幅狭流路１２２ａ、幅広流路１２２ｂ）及び第３の送液流路１２３（幅狭流路１２３ａ、幅広流路１２３ｂ）は、深さが一定であるので、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第２の送液流路１２２の幅狭流路１２２ａ及び第３の送液流路１２３の幅狭流路１２３ａの各々の断面積をＳ１とし、第１の送液流路１２１及び第２の送液流路１２２の幅広流路１２２ｂの各々の断面積をＳ２とすると、Ｓ１＜Ｓ２の関係式を満たしている。
【００５６】
なお、第１の送液流路１２１の流路幅は、第２の送液流路１２２の幅広流路１２２ｂの流路幅（Ｗ２）としたが、これに限らず、第２の送液流路１２２の幅狭流路１２２ａの流路幅（Ｗ１）と同じであってもよい。
【００５７】
［分岐流路］
第１の分岐流路２１は、第１の反応流路１１１より下流側で本流路１０から分岐している。また、第１の分岐流路２１は、第２の反応流路１１２より上流側で本流路１０から分岐している。具体的には、第１の分岐流路２１は、第１の反応流路１１１と第２の反応流路１１２との間に位置する第１の分岐部Ｊ１において本流路１０から分岐している。第１の分岐流路２１は、流路幅が一定の直線状であるが、これに限らない。
【００５８】
また、第２の分岐流路２２は、第２の反応流路１１２より下流側で本流路１０から分岐している。また、第２の分岐流路２２は、主反応流路１３０より上流側で本流路１０から分岐している。具体的には、第２の分岐流路２２は、第１の分岐部Ｊ１よりも下流側に位置し且つ第２の反応流路１１２と主反応流路１３０との間に位置する第２の分岐部Ｊ２において本流路１０から分岐している。なお、第２の分岐流路２２は、流路幅が一定の直線状であるが、これに限らない。
【００５９】
図４に示すように、第１の分岐流路２１と第２の分岐流路２２とは、流路幅がＷ３で同じであり、かつ、第１の送液流路１２１及び第２の送液流路１２２の幅広流路１２２ｂの流路幅Ｗ２よりも流路幅が広い（Ｗ３＞Ｗ２）。
【００６０】
本実施の形態では、第１の分岐流路２１及び第２の分岐流路２２は、第１の送液流路１２１、第２の送液流路１２２（幅狭流路１２２ａ、幅広流路１２２ｂ）及び第３の送液流路１２３（幅狭流路１２３ａ、幅広流路１２３ｂ）と深さが同じで一定であるので、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、第１の分岐流路２１及び第２の分岐流路２２の各々の断面積をＳ３とすると、Ｓ３＞Ｓ２＞Ｓ１の関係式を満たしている。
【００６１】
なお、本実施の形態において、第１の分岐流路２１と第２の分岐流路２２とは、同じ方向に延在するように形成されているが、これに限らない。例えば、第１の分岐流路２１と第２の分岐流路２２とが逆方向に延在するように形成されていてもよい。
【００６２】
［開口部］
第１の開口部３１は、本流路１０に接続されている。第１の開口部３１は、第１の反応流路１１１より上流側に位置している。具体的には、第１の開口部３１は、本流路１０の始点となる始点開口部である。また、第１の開口部３１は、液体試料が導入される導入口である。つまり、液体試料は、第１の開口部３１から本流路１０に導入される。
【００６３】
第２の開口部３２は、第１の分岐流路２１に接続されている。本実施の形態において、第２の開口部３２は、本流路１０から分岐した第１の分岐流路２１の先端部に設けられているが、これに限らない。
【００６４】
第３の開口部３３は、第２の分岐流路２２に接続されている。本実施の形態において、第３の開口部３３は、本流路１０から分岐した第２の分岐流路２２の先端部に設けられているが、これに限らない。
【００６５】
排出開口部４０は、本流路１０に接続されている。排出開口部４０は、主反応流路１３０より下流側に位置している。具体的には、排出開口部４０は、本流路１０の終点となる終点開口部である。つまり、排出開口部４０は、液体試料の送液の終点となる排出口であり、本流路１０が送液されて排出開口部４０に到達した液体試料は、排出開口部４０から排出可能である。なお、第１の開口部３１から導入された液体試料は、排出開口部４０から排出されなくてもよく、本流路１０の全域にとどまっていてもよい。
【００６６】
また、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０の少なくとも一つは、第１の反応流路１１１に第１の反応試薬５１を担持させる際に、第１の反応試薬５１を含む第１の液体５１ａが導入される導入口であってもよい。同様に、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０の少なくとも一つは、第２の反応流路１１２に第２の反応試薬５２を担持させる際に、第２の反応試薬５２を含む第２の液体が導入される導入口であってもよい。つまり、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０には、第１の反応試薬５１を含む第１の液体及び第２の反応試薬５２を含む第２の液体５２ａが導入されてもよい。
【００６７】
［マイクロ流体デバイスの使用例］
次に、実施の形態に係るマイクロ流体デバイス１の使用例について、図６を用いて説明する。図６は、実施の形態に係るマイクロ流体デバイス１の使用例を説明するための図である。
【００６８】
まず、マイクロ流体デバイス１に投入する液体試料５３として飲料等から検体サンプルを採取し、秤量する。液体試料５３には、検査対象となる微生物が含まれている。このとき、本実施の形態では、微生物に含まれる核酸を増幅させることを主目的としているので、液体試料５３に、検査試薬としてＰＣＲ試薬を混ぜておく。ＰＣＲ試薬には、例えば、核酸の量を蛍光発光強度で検査するための核酸染色蛍光試薬及び核酸を増幅させるための反応試薬等が含まれている。一例として、ＰＣＲ試薬には、例えば、ＰＣＲプライマやポリメラーゼ酵素、バッファー等が含まれている。
【００６９】
次に、図６に示すように、図１〜図３に示されるマイクロ流体デバイス１を、高温に設定された第１のヒータブロック６１と低温に設定された第２のヒータブロック６２との上に配置する。具体的には、主反応流路１３０が第１のヒータブロックの上（高温領域）と第２のヒータブロックの上（低温領域）とに位置するようにマイクロ流体デバイス１を配置する。
【００７０】
そして、ＰＣＲ試薬との混合溶液である液体試料５３をピペット等によってマイクロ流体デバイス１に滴下することにより、第１の開口部３１から本流路１０に液体試料５３を導入する。
【００７１】
このとき、第１の開口部３１及び第２の開口部３２については塞いで密閉しておく。一方、排出開口部４０は密閉せずに開放しておく。これにより、第１の開口部３１から導入された液体試料５３は、図６に示すように、分岐流路２０（第１の分岐流路２１、第２の分岐流路２２）に引き込まれることなく、排出開口部４０に向かって本流路１０内を毛管力によって自走する。
【００７２】
具体的には、液体試料５３は、第１の反応流路１１１と、第２の反応流路１１２と、主反応流路１３０とを連続して通過する。そして、液体試料５３が各反応流路を通過する際、各反応流路では液体試料５３に対して所定の反応処理が行われる。以下、各反応流路での反応処理について、詳細に説明する。
【００７３】
第１の開口部３１から導入された液体試料５３は、まず、第１の送液流路１２１を通って第１の反応流路１１１に到達する。第１の反応流路１１１に到達した液体試料５３は、第１の反応流路１１１の内壁面に担持された第１の反応試薬５１と反応する。
【００７４】
本実施の形態では、第１の反応流路１１１には、第１の反応試薬５１として、死菌を不活化して除去するための死菌除去試薬を用いているので、第１の反応流路１１１に到達した液体試料５３は、第１の前処理として第１の反応流路１１１内で死菌除去処理が行われる。これにより、液体試料５３中の微生物から死菌が除去されて生菌が抽出される。
【００７５】
その後、液体試料５３は、第２の送液流路１２２を通って第２の反応流路１１２に到達する。第２の反応流路１１２に到達した液体試料５３は、第２の反応流路１１２の内壁面に担持された第２の反応試薬５２と反応する。
【００７６】
本実施の形態では、第２の反応流路１１２には、第２の反応試薬５２として核酸抽出試薬を用いているので、第２の反応流路１１２に到達した液体試料５３は、第２の前処理として第２の反応流路１１２内で核酸抽出処理が行われる。これにより、液体試料５３中の微生物の細胞膜から核酸が抽出される。
【００７７】
その後、液体試料５３は、第３の送液流路１２３を通って主反応流路１３０に到達する。主反応流路１３０に到達した液体試料５３は、所定の反応処理が行われる。本実施の形態では、液体試料５３は、主反応流路１３０において、液体試料５３中の核酸を増幅させる核酸増幅処理が行われる。
【００７８】
具体的には、主反応流路１３０は蛇行流路であり、主反応流路１３０を送液する液体試料５３は、第１のヒータブロック６１の上（高温領域）と第２のヒータブロック６２の上（低温領域）との２つの温度領域を交互に繰り返して通過する。これにより、液体試料５３には、加熱と冷却とが交互に繰り返される周期的な温度変化（温度サイクル）を与えることができるので、液体試料５３に含まれる核酸（標的核酸）は、高温領域での変性反応と低温領域でのアニール・伸長反応との繰り返しにより増幅する。
【００７９】
このように、送液しながら液体試料５３を昇降温させることができるので、非常に高速なフローＰＣＲを実現することができる。したがって、液体試料５３に含まれる標的核酸を高速に増幅させることができる。
【００８０】
なお、液体試料５３が本流路１０の全域に行き渡った後は、光学検出装置を用いて、液体試料５３に含まれる標的核酸の増幅量を検出する。例えば、レーザ光（励起光）をスキャンしながら反射光（蛍光）を受光し、受光した反射光量（蛍光量）に基づいて、蛇行流路のサイクル毎（温度サイクル毎）の核酸の増幅量を増幅曲線として検出する。具体的には、ＰＣＲサイクルの増加に従って核酸の増幅量が増加する増幅曲線が得られる。これにより、ＰＣＲによって増幅させた標的核酸の初期濃度を定量することができる。
【００８１】
このように、本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１では、本流路１０の一部として設けられた第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２の各々に、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２が担持されている。
【００８２】
これにより、液体試料５３が本流路１０を流れる途中で、液体試料５３に対して第１の反応試薬５１による反応と第２の反応試薬５２による反応とを連続的に起こさせることができる。
【００８３】
また、本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１は、微生物検査用デバイスであって、第１の反応流路１１１に担持される第１の反応試薬５１として死菌除去試薬を用いており、第２の反応流路１１２に担持される第２の反応試薬５２として核酸抽出試薬を用いている。そして、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２の下流に設けられた主反応流路１３０において、液体試料５３に含まれる微生物の核酸を増幅させている。
【００８４】
これにより、マイクロ流体デバイス１に液体試料５３を投入する前に死菌除去試薬及び核酸抽出試薬を事前に混合させる必要がなく、１つのマイクロ流体デバイス１の中で死菌除去処理及び核酸抽出処理の前処理を行ってそのまま引き続き核酸増幅処理を行うことができる。つまり、核酸増幅機能と核酸増幅の前処理機能とを１チップ化したマイクロ流体デバイスを実現できる。
【００８５】
以上、本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１によれば、１つのマイクロ流体デバイス１内で複数の反応を連続的に起こさせることができる。
【００８６】
［マイクロ流体デバイスの製造方法］
次に、マイクロ流体デバイス１の製造方法の一例を説明する。具体的には、マイクロ流体デバイスに第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持させる方法について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態に係るマイクロ流体デバイス１の製造方法を説明するための図である。
【００８７】
本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法では、まず、図１〜図３に示されるマイクロ流体デバイス１において第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２が担持されていない状態のものを準備する。例えば、本流路１０及び分岐流路２０が形成された第１の基板２に、第１の基板２の溝を塞ぐように平板状の第２の基板を貼り合わせることによって、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持する前の状態のマイクロ流体デバイス１を作製することができる。これにより、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０を除いて封止された状態のマイクロ流体デバイス１を作製することができる。つまり、このように作製されたマイクロ流体デバイス１は、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０のみが開放している。
【００８８】
その後、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせたマイクロ流体デバイスに対して、第１の反応流路１１１の内壁面に第１の反応試薬５１を担持させるとともに、第２の反応流路１１２の内壁面に第２の反応試薬５２を担持させる。本実施の形態では、第２の反応試薬５２を担持させてから、その後に、第１の反応試薬５１を担持させる。以下、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２の担持方法について、詳細に説明する。
【００８９】
まず、図７（ａ）に示すように、第２の開口部３２から第２の反応試薬５２を含む第２の液体５２ａを導入する。
【００９０】
これにより、第２の開口部３２から導入された第２の液体５２ａ（液状の第２の反応試薬）は、第１の分岐流路２１に送液されて本流路１０に流れ込む。具体的には、第２の液体５２ａは、第２の送液流路１２２に到達する。
【００９１】
このとき、第２の送液流路１２２は、下流側に位置する幅広流路１２２ｂの方が上流側に位置する幅狭流路１２２ａよりも断面積が大きくなっている（Ｓ２＞Ｓ１）。これにより、第１の分岐流路２１から送液されて第２の送液流路１２２に到達した第２の液体５２ａは、上流側の幅狭流路１２２ａに送液されることなく、断面積が大きい幅広流路１２２ｂの方に送液されて、第２の反応流路１１２に流れ込む。これは、流路は、断面積が大きいほど圧力損失が小さくなって流路内の液体は断面積が大きい流路を優先して流れるからである。
【００９２】
このように、第１の分岐流路２１の第１の分岐部Ｊ１を境界に本流路１０の流路幅を変えておくことによって、バルブ弁を操作したり第１の開口部３１を塞いで密閉したりすることなく、第２の開口部３２から導入された第２の液体５２ａを第２の反応流路１１２に選択的に流し込んで、第２の反応流路１１２を第２の液体５２ａで充填させることができる。
【００９３】
このとき、第２の液体５２ａを多めに導入した場合、第２の液体５２ａの余剰分は、第２の反応流路１１２をこえて第３の送液流路１２３に流れ込むことになるが、第３の送液流路１２３の第２の分岐部Ｊ２から分岐する第２の分岐流路２２の断面積Ｓ３は、第２の分岐部Ｊ２の下流側の第３の送液流路１２３（幅狭流路１２３ａ）の断面積Ｓ１よりも大きくなっているので（Ｓ３＞Ｓ１）、第３の送液流路１２３に送液された第２の液体５２ａの余剰分は、第２の分岐部Ｊ２よりも下流側に送液されることなく、第２の分岐流路２２に選択的に送液されて第３の開口部３３から排出される。
【００９４】
このように、第２の分岐部Ｊ２から分岐する第２の分岐流路２２の断面積Ｓ３を、第２の分岐部Ｊ２より下流側の第３の送液流路１２３（幅狭流路１２３ａ）の断面積Ｓ１よりも大きくしておくことで、バルブ弁を操作したり排出開口部４０を塞いで密閉したりすることなく、第２の液体５２ａの余剰分が主反応流路１３０に流れ込むことを抑制できる。
【００９５】
その後、第２の液体５２ａを第２の反応流路１１２に送液させた後は、第２の液体５２ａが第２の反応流路１１２内に満たされた状態で第２の反応流路１１２を加熱することで、第２の反応流路１１２内の第２の液体５２ａを乾燥させる。これにより、固化した第２の反応試薬５２を第２の反応流路１１２の内壁面に担持させることができる。
【００９６】
なお、第２の液体５２ａの余剰分が第２の分岐流路２２に送液された場合、第２の分岐流路２２にも第２の反応試薬５２が担持されてしまうが、第２の分岐流路２２は本流路１０ではなく第２の分岐流路２２には液体試料５３が流れないので、液体試料５３は、適量分を大きく超えて第２の反応試薬５２と反応することはない。
【００９７】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１の開口部３１から第１の反応試薬５１を含む第１の液体５１ａを導入する。
【００９８】
これにより、第１の開口部３１から導入された第１の液体５１ａ（液状の第１の反応試薬）は、第１の送液流路１２１に送液されて第１の反応流路１１１に流れ込む。これにより、第１の液体５１ａを第１の反応流路１１１に充填させることができる。
【００９９】
このとき、第１の液体５１ａを多めに導入した場合、第１の液体５１ａの余剰分は、第１の反応流路１１１をこえて第２の送液流路１２２に流れ込むことになるが、第２の送液流路１２２の第１の分岐部Ｊ１から分岐する第１の分岐流路２１の断面積Ｓ３は、第１の分岐部Ｊ１の下流側の第２の送液流路１２２（幅広流路１２２ｂ）の断面積Ｓ２よりも大きくなっているので（Ｓ３＞Ｓ２）、第２の送液流路１２２に送液された第１の液体５１ａの余剰分は、第１の分岐部Ｊ１よりも下流側に送液されることなく、第１の分岐流路２１に選択的に送液されて第２の開口部３２から排出される。
【０１００】
このように、第１の分岐部Ｊ１から分岐する第１の分岐流路２１の断面積Ｓ３を、第１の分岐部Ｊ１より下流側の第２の送液流路１２２（幅広流路１２２ｂ）の断面積Ｓ２よりも大きくしておくことで、バルブ弁を操作したり第３の開口部３３を塞いで密閉したりすることなく、第１の液体５１ａの余剰分が第２の反応流路１１２に流れ込むことを抑制できる。これにより、先に第２の反応流路１１２に担持させた第２の反応試薬５２に、第１の反応試薬５１が混ざってしまうことを抑制できる。
【０１０１】
その後、第１の液体５１ａを第１の反応流路１１１に送液させた後は、第１の液体５１ａが第１の反応流路１１１内に満たされた状態で第１の反応流路１１１を加熱することで、第１の反応流路１１１内の第１の液体５１ａを乾燥させる。これにより、固化した第１の反応試薬５１を第１の反応流路１１１の内壁面に担持させることができる。
【０１０２】
なお、第１の液体５１ａの余剰分が第１の分岐流路２１に送液された場合、第１の分岐流路２１にも第１の反応試薬５１が担持されてしまうが、第１の分岐流路２１は本流路１０ではなく第１の分岐流路２１には液体試料５３が流れないので、液体試料５３は、適量分を大きく超えて第１の反応試薬５１と反応することはない。
【０１０３】
これにより、図１〜図３に示される本実施の形態に係るマイクロ流体デバイス１を製造することができる。
【０１０４】
以上、本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法によれば、本流路１０の一部として設けられた第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２の各々の内壁面に、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を容易に担持させることができる。したがって、１つのマイクロ流体デバイス１内で複数の反応を連続的に起こさせることができるマイクロ流体デバイス１を容易に製造することができる。
【０１０５】
しかも、本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法によれば、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持させる前に、第１の基板２と第２の基板３とが貼り合わされて全ての本流路１０が封止されている。具体的には、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持させる前に、本流路１０は、断面において上下左右を囲む４つの壁によって封止されており、マイクロ流体デバイス１は、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０のみが開放した状態となっている。
【０１０６】
これにより、本実施の形態では、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持させた後に本流路１０の一部が開放している状態がないので、担持させた第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２が変性してしまったり、担持させた第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２に不純物が混入したりすることを抑制できる。
【０１０７】
しかも、本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法によれば、第１の開口部３１、第２の開口部３２及び第３の開口部３３の複数の開口部と、第１の分岐流路２１及び第２の分岐流路２２とを利用して、第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持させている。これにより、マイクロ流体デバイス１内の狙った特定の位置に第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を容易に担持させることができる。つまり、第１の反応試薬５１を第１の反応流路１１１に担持させることができるとともに、第２の反応試薬５２を第２の反応流路１１２に担持させることができる。
【０１０８】
このように、本実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法によれば、不純物を混入させることなく特定の位置に第１の反応試薬５１及び第２の反応試薬５２を担持させることができる。したがって、信頼性が高いマイクロ流体デバイス１を実現できる。
【０１０９】
なお、上記実施の形態では、本流路１０内に断面積が異なる（Ｓ１、Ｓ２）部分を設けるとともに本流路１０と分岐流路２０とで断面積（Ｓ１（Ｓ２）、Ｓ３）を異ならせることによって、余剰分の第１の液体５１ａ及び第２の液体５２ａを本流路１０の下流側ではなく分岐流路２０の方に選択的に引き込んで第１の反応試薬５１と第２の反応試薬５２とが混ざることを抑制したが、マイクロ流体デバイス１の製造方法は、このような方法に限定されるものではない。
【０１１０】
つまり、図１〜図３に示されるマイクロ流体デバイス１内の全ての流路（本流路１０、分岐流路２０）の断面積が同じであるマイクロ流体デバイスを用いて、第１の反応試薬５１と第２の反応試薬５２とが混ざらないように担持させることもできる。
【０１１１】
この場合、第１の反応試薬５１を第１の反応流路１１１に担持させる工程では、第３の開口部３３を密閉した状態で、第１の開口部３１及び第２の開口部３２の一方から第１の反応試薬５１を含む第１の液体５１ａを導入すればよい。具体的には、第３の開口部３３及び排出開口部４０を密閉して第１の開口部３１及び第２の開口部３２のみが開放した状態で、第１の開口部３１及び第２の開口部３２の一方から第１の液体５１ａを導入する。これにより、第１の開口部３１及び第２の開口部３２の一方から導入された第１の液体５１ａを選択的に第１の反応流路１１１に引き込んで、第１の液体５１ａが第２の反応流路１１２に流れ込むことを抑制できる。このとき、第１の液体５１ａを多めに導入した場合は、第１の液体５１ａの余剰分は、第１の開口部３１及び第２の開口部３２の他方から排出される。
【０１１２】
同様に、第２の反応試薬５２を第２の反応流路１１２に担持させる工程では、第１の開口部３１を密閉した状態で、第３の開口部３３及び第２の開口部３２の一方から第２の反応試薬５２を含む第２の液体５２ａを導入すればよい。具体的には、第１の開口部３１及び排出開口部４０を密閉して第３の開口部３３及び第２の開口部３２のみが開放した状態で、第３の開口部３３及び第２の開口部３２の一方から第２の液体５２ａを導入する。これにより、第３の開口部３３及び第２の開口部３２の一方から導入された第２の液体５２ａを選択的に第２の反応流路１１２に引き込んで、第２の液体５２ａが第１の反応流路１１１及び主反応流路１３０に流れ込むことを抑制できる。このとき、第２の液体５２ａを多めに導入した場合は、第２の液体５２ａの余剰分は、第３の開口部３３及び第２の開口部３２の他方から排出される。
【０１１３】
このように、全ての流路（本流路１０、分岐流路２０）の断面積が同じであるマイクロ流体デバイスを用いても、第１の開口部３１、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０の密閉状態と開放状態とを調整することで、第１の液体５１ａ及び第２の液体５２ａを選択的に第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２のいずれか一方のみに流し込むことができる。
【０１１４】
（変形例）
以上、本発明について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１１５】
例えば、上記実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法では、第２の反応試薬５２を第２の反応流路１１２に担持させた後に、第１の反応試薬５１を第１の反応流路１１１に担持させたが、これに限らない。つまり、第１の反応試薬５１を第１の反応流路１１１に担持させた後に、第２の反応試薬５２を第２の反応流路１１２に担持させてもよい。
【０１１６】
また、上記実施の形態において、第２の反応試薬５２を担持させる工程では、第２の開口部３２から第２の液体５２ａを導入したが、これに限らない。例えば、第３の開口部３３から第２の液体５２ａを導入して第２の反応流路１１２に第２の反応試薬５２を担持させることもできる。この場合、排出開口部４０を密閉しておくことで、第３の開口部３３から導入された第２の液体５２ａが主反応流路１３０に流れ込むことを抑制できる。
【０１１７】
また、上記実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１では、主反応流路１３０の上流側に、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２の２つの反応流路を設けたが、これに限らない。例えば、図８に示されるマイクロ流体デバイス１Ａのように、主反応流路１３０の上流側に、本流路１０Ａの一部として、第１の反応流路１１１、第２の反応流路１１２及び第３の反応流路１１３の３つの反応流路を設けてもよい。この場合、第３の反応流路１１３と主反応流路１３０とをつなげる第４の送液流路１２４を本流路１０Ａの途中に設けるとともに、第４の送液流路１２４の途中から分岐する第３の分岐流路２３を設けてもよい。さらに、第３の分岐流路２３の先に第４の開口部３４を設けてもよい。
【０１１８】
このように構成されるマイクロ流体デバイス１Ａにおいては、上記実施の形態のように、第３の反応流路１１３の内壁面に第３の反応試薬を担持させてもよい。これにより、第３の反応流路１１３においても、液体試料と第３の反応試薬との反応処理を行うことができる。つまり、液体試料を３種類の反応試薬と反応させることができる。なお、第３の反応流路１１３に第３の反応試薬を担持させることなく、第３の反応流路１１３で別の反応処理等を行ってもよい。また、図示しないが、第３の反応流路１１３の下流側に、さらに、１つ又は複数の反応流路及び分岐流路を設けてもよい。
【０１１９】
また、上記実施の形態では、第１の反応流路１１１と第２の反応流路１１２の２つの反応流路を設けたが、反応流路は１つのみであってもよい。具体的には、図１に示すマイクロ流体デバイス１において、第２の反応流路１１２及び第２の分岐流路２２を無くして、第１の反応流路１１１と主反応流路１３０とを連結してもよい。また、このように構成されたマイクロ流体デバイスを製造する場合（反応試薬を担持させる場合）、上記実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法において、第１の反応流路１１１に第１の反応試薬５１を担持させる工程と第２の反応流路１１２に第２の反応試薬５２を担持させる工程とのうち、第１の反応流路１１１に第１の反応試薬５１を担持させる工程のみを行えばよい。
【０１２０】
なお、このように第２の反応流路１１２を無くして第１の反応流路１１１と主反応流路１３０とを連結したマイクロ流体デバイスについては、第１の反応流路１１１のみ反応試薬を担持してもよいが、第１の反応流路１１１だけではなく主反応流路１３０の内壁面にも反応試薬を担持させてもよい。この場合、上記実施の形態におけるマイクロ流体デバイス１の製造方法において、主反応流路１３０を第２の反応流路１１２に置き換えて、さらに排出開口部１４０も利用することで主反応流路１３０の内壁面に反応試薬を担持させることができる。
【０１２１】
また、上記実施の形態において、液体試料等が導入される第１の開口部３１は、１つの導入口として構成されていたが、これに限らない。例えば、図９に示されるマイクロ流体デバイス１Ｂのように、第１の導入口３１ａ及び第２の導入口３１ｂの２つの導入口で構成された第１の開口部３１Ｂであってもよい。本変形例では、第１の導入口３１ａは第１の送液流路１２１に直結され、第２の導入口３１ｂは導入流路７０を介して第１の送液流路１２１に合流している。
【０１２２】
この場合、第１の導入口３１ａ及び第２の導入口３１ｂには、同じ液体を導入してもよいし、異なる液体を導入してもよい。異なる液体を導入する場合、例えば、第１の導入口３１ａに液体試料を導入し、第２の導入口３１ｂにＰＣＲ試薬を導入することで、本流路１０（第１の送液流路１２１）で液体試料とＰＣＲ試薬とを混合してもよい。これにより、液体試料とＰＣＲ試薬とを事前に混合する必要がなくなるので、液体試料に不純物が混入することを一層抑制できる。なお、第１の開口部３１は、２つではなく、３つ以上の複数の開口で構成されていてもよい。また、第２の開口部３２、第３の開口部３３及び排出開口部４０についても同様に、複数の開口で構成されていてもよい。
【０１２３】
また、上記実施の形態では、主目的とする主反応処理（上記実施の形態では、核酸増幅処理）を行うために主反応流路１３０を設けたが、これに限らない。例えば、図１０に示されるマイクロ流体デバイス１Ｃのように、本流路１０Ｃには主反応流路１３０が設けられていなくてもよい。この場合、マイクロ流体デバイス１Ｃは、例えば、第１の反応流路１１１及び第２の反応流路１１２で前処理のみを行う前処理用デバイス（前処理チップ）として用いることができる。図１０に示すように、マイクロ流体デバイス１Ｃでは、第３の送液流路１２３が排出開口部４０Ｃに直結されており、前処理を行った液体試料は、排出開口部４０Ｃから取り出すことができる。
【０１２４】
また、上記実施の形態では、第１の反応流路１１１で死菌除去処理（生菌抽出処理）を行い、第２の反応流路１１２で核酸抽出処理を行ったが、これに限らない。例えば、第１の反応流路１１１で核酸抽出処理を行い、第２の反応流路１１２で死菌除去処理（生菌抽出処理）を行ってもよい。この場合、第１の反応流路１１１には、第１の反応試薬５１として核酸抽出試薬を担持させ、第２の反応流路１１２には、第２の反応試薬５２として死菌除去処理を担持させればよい。
【０１２５】
また、上記実施の形態では、第１の反応流路１１１と第２の反応流路１１２とには異なる反応試薬を担持させたが、これに限らない。つまり、第１の反応流路１１１と第２の反応流路１１２とに同じ反応試薬を担持させてもよい。
【０１２６】
また、上記実施の形態では、深さを一定にして流路幅のみを変えることで本流路１０及び分岐流路２０の断面積を異ならせたが、これに限らない。例えば、流路幅を一定とし深さのみを変えることによって本流路１０及び分岐流路２０に断面積が異なる部分を設けてもよいし、流路幅及び深さの両方を変えることによって本流路１０及び分岐流路２０に断面積が異なる部分を設けてもよい。あるいは、流路幅及び深さをいずれも一定とし、流路内にピラー等を設けることによって、本流路１０及び分岐流路２０に断面積が異なる部分を設けてもよい。
【０１２７】
また、上記実施の形態では、毛管力によって液体試料を送液したが、これに限るものではない。例えば、本流路１０にシリンジポンプをつないで液体試料を送液してもよい。また、毛管力以外の方法で液体試料を自送液させてもよい。
【０１２８】
その他、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１２９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  マイクロ流体デバイス
１０、１０Ａ、１０Ｃ  本流路
２１  第１の分岐流路
２２  第２の分岐流路
３１、３１Ｂ  第１の開口部
３２  第２の開口部
３３  第３の開口部
５１  第１の反応試薬
５２  第２の反応試薬
５３  液体試料
１１１  第１の反応流路
１１２  第２の反応流路
１３０  主反応流路
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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