(57)【要約】      （修正有）【課題】血液等の流体中の粒子を、効率的分離する為の、作業性の優れた粒子分離デバイスの提供。【解決手段】液体に含まれる粒子を分離して抽出可能であり、共通流路２０と複数の分岐流路（３０、４０、５０）とを有し、共通流路２０が流入口（開口２１）を有し、複数の分岐流路（３０、４０、５０）が、共通流路２０に各々接続されており、各々流出口（開口３１、開口４１、開口５１）を有している粒子分離デバイス。流入口（開口２１）に流入した液体が、複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出し、複数の分岐流路（３０、４０、５０）の各々の容積の大小関係は、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められている粒子分離デバイス。【選択図】図１
2018158328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口を有する共通流路と、該共通流路に各々接続されており、各々流出口を有する複数の分岐流路と、を有しており、
前記流入口から流入した液体が複数の前記流出口から流出するまでの間に、液体に含まれる粒子を分離可能な粒子分離デバイスであって、
複数の前記分岐流路の各々の容積の大小関係が、各々の前記分岐流路の前記流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められていることを特徴とする粒子分離デバイス。
【請求項２】
複数の前記分岐流路の各々の容積が、各々の前記分岐流路の前記流出口から単位時間に流出する液体の体積に比例するように定められていることを特徴とする請求項１に記載の粒子分離デバイス。
【請求項３】
複数の前記流出口の形状および面積が等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粒子分離デバイス。
【請求項４】
デバイス本体と、複数の採取管と、を有しており、
前記共通流路は、前記デバイス本体に設けられており、
複数の前記分岐流路の各々は、前記デバイス本体に設けられた分岐流路本体と、該分岐流路本体に着脱可能に接続された前記採取管と、で構成されており、
複数の前記採取管の各々は、前記分岐流路本体に接続された接続口と、前記流出口と、を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の粒子分離デバイス。
【請求項５】
複数の前記採取管の各々の容積の大小関係が、各々の前記採取管の前記流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められていることを特徴とする請求項４に記載の粒子分離デバイス。
【請求項６】
複数の前記採取管の断面積が等しくされており、複数の前記採取管の各々の長さの大小関係が、各々の前記採取管の前記流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められていることを特徴とする請求項５に記載の粒子分離デバイス。
【請求項７】
複数の前記採取管の各々の容積が、各々の前記採取管の前記流出口から単位時間に流出する液体の体積に比例するように定められていることを特徴とする請求項５に記載の粒子分離デバイス。
【請求項８】
複数の前記採取管の断面積が等しくされており、複数の前記採取管の各々の長さが、各々の前記採取管の前記流出口から単位時間に流出する液体の体積に比例するように定められていることを特徴とする請求項７に記載の粒子分離デバイス。
【請求項９】
平面視において、複数の前記分岐流路本体の各々における、前記採取管が接続される部分の幅が、前記分岐流路本体の他の部分における幅よりも大きいことを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれかに記載の粒子分離デバイス。
【請求項１０】
複数の前記採取管の各々において、前記接続口の開口面積が、前記採取管の他の部分における断面積よりも大きいことを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれかに記載の粒子分離デバイス。
【請求項１１】
複数の前記採取管の前記デバイス本体へ接続される部分の形状が互いに異なっているこ
とを特徴とする請求項４乃至請求項１０のいずれかに記載の粒子分離デバイス。
【請求項１２】
複数の前記採取管の断面が多角形状であることを特徴とする請求項４乃至請求項１１のいずれかに記載の粒子分離デバイス。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の粒子分離デバイスと、前記流入口に液体を流入させるためのポンプと、を有することを特徴とする粒子分離装置。
【請求項１４】
前記流出口から流出する液体を収容する容器と、該容器を収容する空間を前記粒子分離デバイスとともに形成する筐体と、を有しており、前記粒子分離デバイスが前記空間を取り囲む壁の一部を構成していることを特徴とする請求項１３に記載の粒子分離装置。
【請求項１５】
前記粒子分離デバイスは、前記筐体に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の粒子分離装置。
【請求項１６】
前記ポンプと前記流入口とを繋ぐチューブを有しており、該チューブは、前記ポンプに接続された第１部分と、前記流入口に接続された第２部分と、前記第１部分および前記第２部分よりも低い位置にある第３部分と、を有していることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の粒子分離装置。
【請求項１７】
前記ポンプはシリンジを有するシリンジポンプであり、前記シリンジは、先端部にノズルが設けられたシリンダを有しており、前記ノズルは、前記シリンダの前記先端部における中央よりも下側に設けられており、前記シリンダは前記先端部が低くなるように傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれかに記載の粒子分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、粒子分離デバイスおよびそれを用いた粒子分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流入口と複数の流出口とを有する幅が数μｍ〜数百μｍの微小な流路構造（マイクロ流路）を用いて、液体中の粒子を分離抽出する粒子分離デバイスが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような粒子分離デバイスでは、例えば、複数種類の粒子を含む液体（例えば血液）を流入口へ流入すると、複数種類の粒子（例えば、赤血球や白血球）を分離して、複数の流出口から別々に抽出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７６０１６号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の粒子分離デバイスは、共通流路と複数の分岐流路とを有している。前記共通流路は流入口を有している。複数の前記分岐流路は、前記共通流路に各々接続されており、各々流出口を有している。本開示の粒子分離デバイスは、前記流入口から流入した液体が複数の前記流出口から流出するまでの間に、液体に含まれる粒子を分離することができる。複数の前記分岐流路の各々の容積の大小関係は、各々の前記分岐流路の前記流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められている。
【０００５】
本開示の粒子分離装置は、前記粒子分離デバイスと、前記流入口に液体を流入させるためのポンプと、を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の粒子分離デバイスの構成の第１の例を模式的に示す平面図である。
【図２】本開示の粒子分離デバイスの構成の第２の例を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図４】本開示の粒子分離装置の構成の第１の例を模式的に示す図である。
【図５】本開示の粒子分離装置の構成の第２の例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
粒子分離デバイスでは、内部が空気で満たされた状態のマイクロ流路に血液等の液体を流入すると、流路中の液体の流れが安定して正常に粒子の分離ができるようになる迄に時間を要し、それまでに流入した貴重な血液等の試料が無駄になるという問題があった。また、流路に粒子が詰まってトラブルが生じることもあった。
【０００８】
このような問題を解決するため、生理食塩水等の充填液で予めマイクロ流路を満たしておき、その状態のマイクロ流路に血液等の液体を流入する方法を採用することができる。その場合、流出口から流出する液体は、最初は充填液であり、ある時点において、所望の液体（例えば、検体となる血液中の特定の成分を含む液体）に切り替わる。しかしながら、流出口から流出する液体が、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングが、複数の流出口の各々で異なるため、例えば、所望の液体を収容する容器をセットするタイミングが複数の流出口の各々で異なり、作業効率が非常に悪いという問題がある。また、例えば、血液中の血漿のような、目視による充填液との判別が困難なものの場合には、流出口から流出する液体が、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングがわからないという問
題がある。
【０００９】
本開示の粒子分離デバイスは、このような問題を改善することができる。以下、本開示の粒子分離デバイスおよびそれを用いた粒子分離装置について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本開示の粒子分離デバイスの構成の第１の例を模式的に示す平面図である。なお、図１においては、作図を容易にするために、隠れた構造を示す本来破線で示すべき線も実線で示している。
【００１１】
本開示の粒子分離デバイスは、共通流路２０と複数の分岐流路（３０、４０、５０）とを有している。共通流路２０は流入口（開口２１）を有している。複数の分岐流路（３０、４０、５０）は、共通流路２０に各々接続されており、各々流出口（開口３１、開口４１、開口５１）を有している。流入口（開口２１）から流入した液体は、複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出する。複数の分岐流路（３０、４０、５０）の各々の容積の大小関係は、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められている。そして、本開示の粒子分離デバイスは、流入口（開口２１）から流入した液体が複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出するまでの間に、液体に含まれる粒子を分離することができる。この構成が、本開示の粒子分離デバイスの基本構成である。本開示の粒子分離デバイスはこの基本構成を有していれば良く、その他の構成は必須ではなく適宜変更が可能である。
【００１２】
なお、「複数の分岐流路（３０、４０、５０）の各々の容積の大小関係が、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められている」とは、複数の分岐流路（３０、４０、５０）の容積の大小関係と、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係とが一致することを意味する。すなわち、分岐流路３０の容積をＶ３０、分岐流路４０の容積をＶ４０、分岐流路５０の容積をＶ５０とし、分岐流路３０の流出口（開口３１）から単位時間に流出する液体の体積をＶ３１、分岐流路４０の流出口（開口４１）から単位時間に流出する液体の体積をＶ４１、分岐流路５０の流出口（開口５１）から単位時間に流出する液体の体積をＶ５１としたとき、例えば、Ｖ４１＜Ｖ５１＜Ｖ３１であればＶ４０＜Ｖ５０＜Ｖ３０となることを意味する。
【００１３】
この基本構成により、複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出する液体が、充填液から所望の液体（例えば、検体となる血液中の特定の成分を含む液体）へ切り替わるタイミングを互いに近づけることができる。これにより、例えば、複数の流出口の各々における、所望の液体を収容する容器をセットするタイミングを、互いに近づける（あるいは同じにする）ことができる。また、目視による充填液との判別が容易な液体が流出する流出口における、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングを知ることにより、目視による充填液との判別が困難な液体が流出する流出口における、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングを推定することができる。よって、作業性の優れた粒子分離デバイスを得ることができる。
【００１４】
以下、本開示の粒子分離デバイスの構成の第１の例について、詳細に説明する。共通流路２０および分岐流路（３０、４０、５０）は、基板１１に形成されている。基板１１は、種々の材料を用いて形成することができる。例えば、アクリル、ポリカーボネート等の各種樹脂材料や、ガラス、シリコン、セラミクス等の無機材料や、ステンレスなどの各種金属材料を用いることができる。また、複数種類の材料を組み合わせて用いても良い。透明な材料を用いて基板１１を構成すると、内部の流路を流れる液体を外部から視認できるので良い。
【００１５】
例えば、一方もしくは両方に溝や穴を形成した２枚の基板を、例えば直接接合や接着剤を用いた接合によって貼り合わせることにより、共通流路２０および分岐流路（３０、４０、５０）を有する基板１１を容易に作製することができる。溝や穴等の形成には、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザー加工、機械加工等の従来周知の技術を用いることができる。共通流路２０および分岐流路（３０、４０、５０）の断面形状は矩形とされており、流路深さは均一とされているが、矩形以外の断面形状を有する部分があっても良く、流路深さが異なる部分が存在しても構わない。共通流路２０および分岐流路（３０、４０、５０）の幅は、分離する粒子の大きさに応じて、例えば、数μｍ〜数百μｍ程度に設定される。
【００１６】
共通流路２０は、開口２１および粒子分離構造２２を有している。開口２１は、液体が流入する流入口であり、基板１１の上面に開口している。粒子分離構造２２は、液体に含まれる粒子が流れる位置（共通流路２０の横断面における粒子が流れる位置）を制御する構造であり、図１では、複数のバイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）で構成されている。なお、図１では、図示を容易にするために３つのバイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）を有する例を示したが、実際には１０本〜３０本程度のバイパス流路が形成されるものであっても良い。
【００１７】
バイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）の各々は、開口２１側の接続口およびその反対側の接続口の２つの接続口で共通流路２０の本体と接続されており、各々のバイパス流路の断面の大きさは、分離する粒子の大きさよりも小さくされている。そして、開口２１側の接続口から各々のバイパス流路に流入した液体は、開口２１と反対側の接続口から共通流路２０の本体へ流出する。これにより、共通流路２０の断面におけるバイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）側からその反対側へ向かう液体の流れを作り出し、流れの方向へ粒子を移動させる。これにより、液体中の粒子は、共通流路２０におけるバイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）と反対側の壁面に沿って流れるようになる。
【００１８】
なお、図１では、粒子分離構造２２が複数のバイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）で構成された例を示したが、これに限定されるものではない。粒子分離構造２２は、共通流路２０の横断面における粒子が流れる位置を所望の位置へ動かす機能を有していればよく、例えば、共通流路２０の内壁に設けられた１つ以上の段差または突起であっても構わない。すなわち、粒子分離構造２２は、バイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）、共通流路２０の内壁に設けられた段差および共通流路２０の内壁に設けられた突起の少なくとも１つであってもよく、他の物であっても構わない。また、共通流路２０内の流速分布を利用して粒子の位置を制御する場合等では、粒子分離構造２２を有していなくても構わない。
【００１９】
複数の分岐流路（３０、４０、５０）は、共通流路２０に各々接続されている。分岐流路３０は、開口３１と、接続口３２と、開口３１と接続口３２とを繋ぐ流路３３と、を有している。開口３１は、液体が流出する流出口であり、基板１１の下面に開口している。接続口３２は共通流路２０の内壁面に開口しており、接続口３２を介して分岐流路３０と共通流路２０とが繋がっている。
【００２０】
分岐流路４０は、開口４１と、接続口４２と、開口４１と接続口４２とを繋ぐ流路４３と、を有している。開口４１は、液体が流出する流出口であり、基板１１の下面に開口している。接続口４２は共通流路２０の内壁面に開口しており、接続口４２を介して分岐流路４０と共通流路２０とが繋がっている。
【００２１】
分岐流路５０は、開口５１と、接続口５２と、開口５１と接続口５２とを繋ぐ流路５３と、を有している。開口５１は、液体が流出する流出口であり、基板１１の下面に開口し
ている。接続口５２は共通流路２０の内壁面に開口しており、接続口５２を介して分岐流路５０と共通流路２０とが繋がっている。
【００２２】
接続口３２および接続口４２は、共通流路２０におけるバイパス流路（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）と反対側の壁面、すなわち、共通流路２０における粒子が近接して流れる壁面に設けられている。接続口３２および接続口４２は、液体が流れる方向に沿って並んで設けられており、流入口（開口２１）に近い側に接続口３２が位置している。
【００２３】
接続口３２の開口の大きさは、分離したい粒子のうちの最も小さいものは流入し、それより大きい粒子は流入し難い大きさに設定される。よって、分離抽出したい粒子のうちの最も小さいものは接続口３２から分岐流路３０へ流入し、流出口である開口３１から抽出される。例えば、血液中の赤血球および白血球を分離抽出する場合では、赤血球の方が白血球よりも小さいため、接続口３２から分岐流路３０へ赤血球が流入する。この場合には、接続口３２の大きさは、例えば１５μｍ程度に設定される。
【００２４】
接続口４２の開口の大きさは、分離したい粒子のうちの２番目に小さいものは流入し、それより大きい粒子は流入し難い大きさに設定される。よって、分離抽出したい粒子のうちの２番目に小さいものは接続口４２から分岐流路４０へ流入し、流出口である開口４１から抽出される。例えば、血液中の赤血球および白血球を分離抽出する場合では、白血球の方が赤血球よりも大きいため、接続口４２から分岐流路４０へ白血球が流入する。この場合には、接続口４２の大きさは、例えば２０μｍ程度に設定される。
【００２５】
接続口５２は、接続口４２よりも流入口（開口２１）から遠い側に、接続口４２に隣り合うように設けられており、分岐流路３０および分岐流路４０へ流入しなかった残りの液体が接続口５２から分岐流路５０へ流入する。例えば、血液中の赤血球および白血球を分離抽出する場合では、血液から赤血球および白血球を除いた残りの成分が分岐流路５０へ流入して流出口である開口５１から抽出される。
【００２６】
なお、例えば、血液中の赤血球および白血球を分離抽出する場合、赤血球の大きさおよび白血球の大きさには各々バラツキがあるため、例えば、サイズが小さめの白血球が、最も小さい接続口３２を介して分岐流路３０に流入し、赤血球とともに流出口（開口３１）から抽出されることがある。また、その逆に、分岐流路４０の流出口（開口４１）から流出した液体中に赤血球が混在することもある。しかしながら、分岐流路３０の流出口（開口３１）から流出する液体中の赤血球の数は白血球の数よりもはるかに多く、分岐流路４０の流出口（開口４１）から流出する液体中の赤血球の数は白血球の数よりもはるかに多い。本開示における「分離して抽出可能」とは、このような状態にできることを意味するものであり、１つの混在も無いように分離して抽出できることを意味するものではない。
【００２７】
このようにして、流入口（開口２１）に流入した液体が複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出し、液体中の粒子が分離されて異なる流出口から抽出される。
【００２８】
そして、複数の分岐流路（３０、４０、５０）の各々の容積の大小関係は、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められている。これにより、複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出する液体が、充填液から所望の液体（例えば、検体となる血液中の特定の成分を含む液体）へ切り替わるタイミングを互いに近づけることができる。そして、これにより、例えば、複数の流出口の各々における、所望の液体を収容する容器をセットするタイミングを、互いに近づけることができる。また、目視による充填液との判別が容易な液体（例えば、赤血球を含む液体）が流出する流出口における、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングを知ることにより、目視による充填液との判別が困難な液体が流出する流出口における、充填液から所
望の液体へ切り替わるタイミングを推定することができる。よって、作業性の優れた粒子分離デバイスを得ることができる。
【００２９】
また、複数の分岐流路（３０、４０、５０）の各々の容積が、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積に比例するように定められているようにしても良い。すなわち、分岐流路３０の容積をＶ３０、分岐流路４０の容積をＶ４０、分岐流路５０の容積をＶ５０とし、分岐流路３０の流出口（開口３１）から単位時間に流出する液体の体積をＶ３１、分岐流路４０の流出口（開口４１）から単位時間に流出する液体の体積をＶ４１、分岐流路５０の流出口（開口５１）から単位時間に流出する液体の体積をＶ５１としたとき、例えば、Ｖ３１：Ｖ４１：Ｖ５１＝７：１：２であれば、Ｖ３０：Ｖ４０：Ｖ５０＝７：１：２となるようにしても良い。このような構成を有するときには、複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出する液体が、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングを互いに更に近づけることができる。これにより、更に作業性の優れた粒子分離デバイスを得ることができる。
【００３０】
また、複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）の形状および面積が等しいようにしても良い。このような構成を有するときには、複数の流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から液体が流出する（滴下する）挙動を互いに近づけることができるので、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングを互いに更に近づけることができる。これにより、更に作業性の優れた粒子分離デバイスを得ることができる。
【００３１】
なお、図１では、粒子分離デバイスが３本の分岐流路（３０、４０、５０）を有する例を示したが、分岐流路の数は分離したい粒子の種類の数に応じて適宜設定することができる。例えば２本であっても良く、４本以上であっても構わない。また、図１では、各々の分岐流路の幅が一定である場合を示したが、これに限定されるものではない。分岐流路の幅が場所によって異なっていても構わない。また、図１では、各々の分岐流路が１つの流出口と１つの接続口とを有する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、１つの分岐流路における流出口と反対側が、それぞれ接続口を有する複数の部分流路に分岐しており、それぞれの部分流路の接続口が共通流路２０の内壁面に開口するようにしても構わない。
【００３２】
また、図１では、複数の分岐流路（３０、４０、５０）の全てにおいて、各々の容積の大小関係が、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められている場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の分岐流路（３０、４０、５０）のうちの、一部の複数の分岐流路（３０、４０）の各々容積の大小関係が、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められているようにしても構わない。例えば、血液中の赤血球および白血球のみが必要で他の成分が不要な場合など、複数の分岐流路（３０、４０、５０）から抽出される液体のうちの一部のみが必要な場合には、この構成で構わない。同様に、複数の分岐流路（３０、４０、５０）のうちの、一部の複数の分岐流路（３０、４０）の各々の容積が、各々の分岐流路の流出口から単位時間に流出する液体の体積に比例するように定められているようにしても良い。
【００３３】
次に、本開示の粒子分離デバイスの構成の第２の例について説明する。図２は、本開示の粒子分離デバイスの構成の第２の例を模式的に示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。なお、図２においては、図１と同様に、作図を容易にするために、隠れた構造を示す本来破線で示すべき線も実線で示している。また、本例では、前述した第１の例と異なる部分について説明し、同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００３４】
本例の粒子分離デバイスは、デバイス本体１０と、デバイス本体１０に着脱可能に接続された複数の採取管（３５、４５、５５）と、を有している。デバイス本体１０は、前述した第１の例の粒子分離デバイスと同じ構造を有しており、第１の例における分岐流路（３０、４０、５０）が、本例における分岐流路本体（３４、４４、５４）に相当する。
【００３５】
すなわち、分岐流路本体３４は、開口３１と、接続口３２と、流路３３と、を有しており、デバイス本体１０に設けられている。採取管３５は、両端（第１端部および第２端部）が開口した管であり、第１端部が分岐流路本体３４の開口３１に挿入されている。そして、採取管３５は、流路３３に繋がる接続口３７を第１端部に有しており、流出口である開口３６を第２端部に有している。このようにして、分岐流路本体３４と、分岐流路本体３４に接続された採取管３５と、によって、分岐流路３０が構成されている。
【００３６】
また、分岐流路本体４４は、開口４１と、接続口４２と、流路４３と、を有しており、デバイス本体１０に設けられている。採取管４５は、両端（第１端部および第２端部）が開口した管であり、第１端部が分岐流路本体４４の開口４１に挿入されている。そして、採取管４５は、流路４３に繋がる接続口４７を第１端部に有しており、流出口である開口４６を第２端部に有している。このようにして、分岐流路本体４４と、分岐流路本体４４に接続された採取管４５と、によって分岐流路４０が構成されている。
【００３７】
また、分岐流路本体５４は、開口５１と、接続口５２と、流路５３と、を有しており、デバイス本体１０に設けられている。採取管５５は、両端（第１端部および第２端部）が開口した管であり、第１端部が分岐流路本体５４の開口５１に挿入されている。そして、採取管５５は、流路５３に繋がる接続口５７を第１端部に有しており、流出口である開口５６を第２端部に有している。このようにして、分岐流路本体５４と、分岐流路本体５４に接続された採取管５５と、によって分岐流路５０が構成されている。
【００３８】
採取管（３５、４５、５５）は、種々の材料を用いて形成することができる。例えば、アクリル、ポリカーボネート等の各種樹脂材料や、ガラス、シリコン、セラミクス等の無機材料や、ステンレスなどの各種金属材料を用いることができる。透明な材料を用いて採取管（３５、４５、５５）を構成すると、内部を流れる液体を外部から視認できるので良い。採取管（３５、４５、５５）の長さは、採取管（３５、４５、５５）の中に保持したい液体の量に応じて適宜設定することができる。採取管の断面形状および太さも適宜設定することができるが、毛細管現象により管内に液体を保持可能な程度の太さであると良い。採取管（３５、４５、５５）の基板１１への固定については、基板１１または採取管（３５、４５、５５）の弾性を利用しても良く、基板１１と採取管（３５、４５、５５）との接続部に、ゴム等の弾性を有する材料からなる接続部材を設けても良い。
【００３９】
このように、本例の粒子分離デバイスは、デバイス本体１０と、複数の採取管（３５、４５、５５）と、を有している。共通流路２０は、デバイス本体１０に設けられている。複数の分岐流路（３０、４０、５０）の各々は、デバイス本体１０に設けられた分岐流路本体と、分岐流路本体に着脱可能に接続された採取管と、で構成されている。そして、複数の採取管（３５、４５、５５）の各々は、分岐流路本体に接続された接続口と、流出口と、を有している。このような構成を有する場合には、例えば血液中の特定の成分のような所望の液体が採取管に溜まった時点で採取管を取り外して分析装置にセットして、そのまま液体中の粒子を分析することができるので、作業性の優れた粒子分離デバイスを得ることができる。
【００４０】
また、複数の採取管（３５、４５、５５）の各々の容積の大小関係が、各々の採取管の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められているようにしても良い。このような構成を有するときには、各々の採取管が所望の液体（例えば、検体と
なる血液中の特定の成分を含む液体）で満たされるのに要する時間を互いに近づけることができる。これにより、採取管（３５、４５、５５）を取り外すタイミングを近づけることができるので、更に作業性の優れた粒子分離デバイスを得ることができる。
【００４１】
また、複数の採取管（３５、４５、５５）の断面積が等しくされており、複数の採取管（３５、４５、５５）の各々の長さの大小関係が、各々の採取管の流出口から単位時間に流出する液体の体積の大小関係に応じて定められているようにしても良い。このような構成を有しているときには、複数の採取管（３５、４５、５５）内における液体の挙動および複数の流出口（開口３６、開口４６、開口５６）から液体が流出（滴下）する挙動を互いに更に近づけることができる。これにより、各々の採取管が所望の液体で満たされるのに要する時間を互いに更に近づけることができるとともに、複数の流出口（開口３６、開口４６、開口５６）から流出する液体が、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングを互いに更に近づけることができる。
【００４２】
また、複数の採取管（３５、４５、５５）の各々の容積が、各々の採取管の流出口から単位時間に流出する液体の体積に比例するように定められているようにしても良い。このような構成を有するときには、各々の採取管が所望の液体で満たされるのに要する時間を互いに更に近づけることができる。
【００４３】
また、複数の採取管（３５、４５、５５）の断面積が等しくされており、複数の採取管（３５、４５、５５）の各々の長さが、各々の採取管の流出口から単位時間に流出する液体の体積に比例するように定められているようにしても良い。このような構成を有しているときには、各々の採取管が所望の液体で満たされるのに要する時間を互いに更に近づけることができるとともに、複数の流出口（開口３６、開口４６、開口５６）から流出する液体が、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングを互いに更に近づけることができる。
【００４４】
また、平面視において、複数の分岐流路本体（３４、４４、５４）の各々における、採取管（３５、４５、５５）が接続される部分の幅が、分岐流路本体の他の部分における幅よりも大きいようにしても良い。このような構成を有するときには、分岐流路本体（３４、４４、５４）と、採取管（３５、４５、５５）との接続部において流路の断面積が減少して液体中の粒子が詰まることを防止することができるので、信頼性の優れた粒子分離デバイスを得ることができる。
【００４５】
また、複数の採取管（３５、４５、５５）の各々において、接続口（接続口３７、接続口４７、接続口５７）の開口面積が、採取管の他の部分における断面積よりも大きいようにしても良い。例えば、接続口（接続口３７、接続口４７、接続口５７）を、採取管（３５、４５、５５）の長さ方向に垂直な切断面ではなく、採取管（３５、４５、５５）の長さ方向に対して傾斜した切断面とすることにより、このような構成を得ることができる。このような構成を有しているときには、分岐流路本体（３４、４４、５４）から採取管（３５、４５、５５）への液体の流れをスムーズなものにすることができるので、接続口（接続口３７、接続口４７、接続口５７）における液体中の粒子の堆積等を防止することができる。
【００４６】
また、複数の採取管（３５、４５、５５）のデバイス本体１０へ接続される部分の形状が互いに異なっているようにしても良い。すなわち、複数の採取管（３５、４５、５５）のデバイス本体１０へ接続される部分の形状が互いに異なっており、それに応じて、分岐流路本体（３４、４４、５４）における採取管（３５、４５、５５）が取り付けられる部分の形状が互いに異なっているようにしても良い。このような構成を有しているときには、採取管（３５、４５、５５）の分岐流路本体（３４、４４、５４）への取り付けにおけ
る間違いを防止でき、採取管（３５、４５、５５）の各々を、取り付けるべき分岐流路本体に正しく取り付けることができる。これにより、複数の流出口（開口３６、開口４６、開口５６）から流出する液体が、充填液から所望の液体へ切り替わるタイミングがバラバラになってしまうことや、採取管（３５、４５、５５）を取り外すタイミングがバラバラになってしまうことを防止することができる。
【００４７】
また、複数の採取管（３５、４５、５５）の断面が多角形状であるようにしても良い。このような構成を有しているときには、採取管が有する複数の側面の１つに垂直に光を当てて分析を行うことにより、採取管内の液体の分析を効率良く正確に行うことができる。
【００４８】
次に、本開示の粒子分離装置について説明する。図４は、本開示の粒子分離装置の構成の一例を模式的に示す図である。本開示の粒子分離装置は、粒子分離デバイス６１と、ポンプ６２と、を有している。粒子分離デバイス６１は、前述した第１の例の粒子分離デバイスであり、粒子分離デバイス６１の流入口（開口２１）とポンプ６２とがチューブ６３で接続されている。そして、ポンプ６２から送られた液体は、チューブ６３を通って粒子分離デバイス６１の流入口（開口２１）へ流入する。
【００４９】
ポンプ６２は、粒子を含んだ液体を粒子分離デバイス６１の流入口（開口２１）へ流入するためのものであり、既知の種々のポンプを使用することができる。粒子を含んだ少量の液体を一定の流速で粒子分離デバイス６１の流入口（開口２１）へ流入させる機能を有していることが望ましく、例えばシリンジポンプを好適に使用することができるが、電気浸透流ポンプ、蠕動ポンプ、ガスポンプ等の他のポンプを用いることもできる。
【００５０】
チューブ６３は、使用する液体に応じて既知の種々の材質からなるチューブを用いて構成することができる。例えば、シリコーンチューブを好適に用いることができる。なお、チューブ６３は必須ではなく、例えば、粒子分離デバイス６１とポンプ６２とを直接接続するような場合には、チューブ６３を有していなくても構わない。
【００５１】
図５は、本開示の粒子分離装置の構成の第２の例を模式的に示す図である。なお、本例では、前述した粒子分離装置の第１の例と異なる部分について説明し、同一の構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省略する。本開示の粒子分離装置は、粒子分離デバイス６１ａと、ポンプ６２と、チューブ６３と、容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）と、筐体６５とを有している。粒子分離デバイス６１ａは、開口２１が基板１１の下面に開口していることを除いて、前述した粒子分離デバイスの第１の例と同様の構成を有している。
【００５２】
筐体６５は、略直方体状の箱状の形状を有しており、内部に形成された空間６５ａに容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）を収容している。また、筐体６５は、下板６６と、枠体６７と、上板６８とで構成されている。
【００５３】
下板６６は略平板状の形状を有している。下板６６の上面には複数の凹部（６６ａ、６６ｂ、６６ｃ）が形成されており、各々の凹部に容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）が着脱可能に取り付けられている。すなわち、凹部６６ａに容器６４ａが取り付けられており、凹部６６ｂに容器６４ｂが取り付けられており、凹部６６ｃに容器６４ｃが取り付けられている。枠体６７は、矩形の枠状の形状を有しており、下板６６の上面に、容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）を囲むように取り付けられている。
【００５４】
上板６８は、略平板状の形状を有しており、枠体６７で囲まれた空間６５ａに蓋をするように、枠体６７の上面に開閉可能に取り付けられている。上板６８の上面には凹部６８ｂが設けられており、凹部６８ｂに粒子分離デバイス６１ａが着脱可能に取り付けられて
いる。また、上板６８は貫通孔６８ａを有しており、流入口（開口２１）および流出口（開口３１、開口４１、開口５１）を含む粒子分離デバイス６１ａの下面の一部が、貫通孔６８ａを介して空間６５ａに露出している。このように、粒子分離デバイス６１ａおよび筐体６５によって、容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）を収容する密閉した空間６５ａが形成されており、粒子分離デバイス６１ａは、空間６５ａを取り囲む壁の一部を構成している。
【００５５】
筐体６５および容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）は、種々の材料を用いて形成することができる。例えば、アクリル、ポリカーボネート等の各種樹脂材料や、ガラス、シリコン、セラミクス等の無機材料や、ステンレスなどの各種金属材料を用いることができる。また、複数種類の材料を組み合わせて用いても良い。透明な材料を用いて筐体６５および容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）を構成すると、筐体６５の外部から容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）の内部を視認できるので良い。筐体６５および容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）の形状および大きさも適宜設定することができる。
【００５６】
貫通孔６８ａを介して露出した流入口（開口２１）には、チューブ６３の一方端に位置する第２部分６３ｂが接続されている。チューブ６３は、枠体６７に設けられた貫通孔６７ａを介して筐体６５の外部に引き出されており、チューブ６３の他方端に位置する第１部分６３ａがポンプ６２に接続されている。なお、流入口（開口２１）を粒子分離デバイス６１ａの上面に設けて、その流入口（開口２１）にチューブ６３を接続するようにしても良く、その場合には貫通孔６７ａは不要である。
【００５７】
ポンプ６２は、シリンジ７１を有するシリンジポンプ７０であり、シリンジ７１は、シリンダ７２と、ノズル７３と、ピストン７４とを有している。シリンダ７２およびノズル７３は、それぞれ図５のＸ方向に長い略円筒形の形状を有しており、ピストン７４は、図５のＸ方向に長い略円柱形の形状を有している。ノズル７３はシリンダ７２の先端部（図５のＸ方向の端部）に設けられており、チューブ６３の第１部分６３ａがノズル７３に接続されている。
【００５８】
分離すべき粒子を含んだ液体はシリンダ７２内に充填される。そして、可動部７５が一定速度で図５のＸ方向に移動することによって、ピストン７４がシリンダ７２の先端部に向けて移動して液体が押圧される。そして、押圧された液体は、ノズル７３およびチューブ６３を介して流入口（開口２１）から粒子分離デバイス６１ａに流入し、粒子分離デバイス６１ａの内部で粒子の分離が行われる。そして、開口３１から流出（滴下）した液体は、開口３１の直下に配置された容器６４ａに溜められ、開口４１から流出（滴下）した液体は、開口４１の直下に配置された容器６４ｂに溜められ、開口５１から流出（滴下）した液体は、開口５１の直下に配置された容器６４ｃに溜められる。
【００５９】
本例の粒子分離装置は、流出口（開口３１、開口４１、開口５１）から流出する液体を収容する容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）と、容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）を収容する空間６５ａを粒子分離デバイス６１ａとともに形成する筐体６５と、を有しており、粒子分離デバイス６１ａが空間６５ａを取り囲む壁の一部を構成している。このような構成を有しているときには、単純な構成によって容器（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）が配置された空間６５ａを外部から遮蔽することができる。これにより、例えば、ウィルス等の有害な物質を含む血液等の液体が外部へ飛散して周囲を汚染するのを防止することができるとともに低コストで製造可能な粒子分離装置を得ることができる。
【００６０】
また、本例の粒子分離装置では、粒子分離デバイス６１ａが、筐体６５に着脱可能に設けられている。このような構成を有するときには、粒子分離デバイス６１ａを使い捨てにして筐体６５を繰り返し使用することにより、安全に精度良く低コストで使用可能な粒子
分離装置を得ることができる。なお、粒子分離デバイス６１ａが筐体６５に着脱可能に設けられているようにするとともに、ポンプ６２としてシリンジ７１を有するシリンジポンプ７０を使用し、シリンジ７１と粒子分離デバイス６１ａとをチューブ６３で接続する構成とすると更に良い。このような構成を有するときには、粒子分離デバイス６１ａ、シリンジ７１およびチューブ６３を使い捨てにして残りの部分を繰り返し使用することにより、更に安全に精度良く低コストで使用可能な粒子分離装置を得ることができる。
【００６１】
また、本例の粒子分離装置では、ポンプ６２はシリンジ７１を有するシリンジポンプ７０であり、シリンジ７１は、先端部７２ａにノズル７３が設けられたシリンダ７２を有しており、ノズル７３は、シリンダ７２の先端部７２ａにおける中央よりも下側に設けられており、シリンダ７２は先端部７２ａが低くなるように傾斜して設けられている。このような構成を有するときには、例えば、血液中の血球成分の分離抽出に用いる際に、血球成分を短時間で抽出することができる。
【００６２】
また、本例の粒子分離装置は、ポンプ６２と流入口（開口２１）とを繋ぐチューブ６３を有しており、チューブ６３は、ポンプ６２に接続された第１部分６３ａと、流入口（開口２１）に接続された第２部分６３ｂと、第１部分６３ａおよび第２部分６３ｂよりも低い位置にある第３部分６３ｃと、を有している。このような構成を有するときには、例えば、血液中の白血球の分離抽出に用いる際に、第３部分６３ｃに赤血球の沈降が生じるため、赤血球が高濃度で粒子分離デバイス６１ａに流入することによる分離不良等の不具合の発生を抑制しつつ短時間で白血球を抽出することができる。なお、第１部分６３ａおよび第２部分６３ｂと第３部分６３ｃとの高さの差については、ポンプ６２から送り出す血液の流速に応じて適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０：デバイス本体
１１：基板
２０：共通流路
３０、４０、５０：分岐流路
２１、３１、４１、５１、３６、４６、５６：開口
２２：粒子分離構造
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：バイパス流路
３２、４２、５２、３７、４７、５７：接続口
３４、４４、５４：分岐流路本体
３５、４５、５５：採取管
６１：粒子分離デバイス
６２：ポンプ
６３：チューブ
６３ａ：第１部分
６３ｂ：第２部分
６３ｃ：第３部分
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ：容器
６５：筐体
６５ａ：空間
７０：シリンジポンプ
７１：シリンジ
７２：シリンダ
７２ａ：先端部
７３：ノズル
【図１】
2018158328.tif 000003
【図２】
2018158328.tif 000004
【図３】
2018158328.tif 000005
【図４】
2018158328.tif 000006
【図５】
2018158328.tif 000007