(57)【要約】【課題】短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得る。【解決手段】この検体処理方法は、貯留部１１０を有する検体処理チップ１００を用いて、検体中の対象成分１０を１分子毎または１個毎に包含する液滴１４を形成するために対象成分１０を希釈して液滴形成用試料１３を調整するための検体処理方法であって、対象成分１０を含む処理液（１１）と、処理液１１を希釈する希釈液１２とを貯留部１１０に貯留し、貯留部１１０内に気体を導入することにより、貯留部１１０内の処理液１１と希釈液１２とを撹拌する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留部を有する検体処理チップを用いて、検体中の対象成分を１分子毎または１個毎に包含する液滴を形成するために前記対象成分を希釈して液滴形成用試料を調製するための検体処理方法であって、
前記対象成分を含む処理液と、前記処理液を希釈する希釈液とを前記貯留部に貯留し、
前記貯留部内に気体を導入することにより、前記貯留部内の前記処理液と前記希釈液とを撹拌する、検体処理方法。
【請求項２】
前記貯留部は、前記検体処理チップの基板上に接続された筒状の貯留槽であり、
前記貯留槽の底部から気体を導入して、気体を前記貯留槽内で上昇させることにより、前記処理液と前記希釈液とを撹拌する、請求項１に記載の検体処理方法。
【請求項３】
０．１秒以上６０秒以下の所定時間の間、前記貯留部内に気体を導入することにより、前記処理液と前記希釈液とを撹拌する、請求項１または２に記載の検体処理方法。
【請求項４】
１００ｍｂａｒ以上１０００ｍｂａｒ以下の圧力により前記貯留部内に気体を導入することにより、前記処理液と前記希釈液とを撹拌する、請求項３に記載の検体処理方法。
【請求項５】
前記希釈液を前記貯留部に貯留した後、前記処理液を前記貯留部に気体により送液する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項６】
前記検体処理チップは、気体を導入する導入口を有し、
前記希釈液を前記貯留部に貯留した後、前記導入口から気体を導入することにより前記処理液を前記貯留部に送液し、
前記導入口から導入された気体により前記処理液の送液に続いて前記貯留部の底部から気体を導入する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項７】
前記検体処理チップは、気体を導入する導入口を有し、
前記処理液を前記貯留部に貯留した後、前記導入口から気体を導入することにより前記希釈液を前記貯留部に送液し、
前記導入口から導入された気体により前記希釈液の送液に続いて前記貯留部の底部から気体を導入する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項８】
前記検体処理チップは、定量部をさらに有しており、
前記定量部を用いて定量された前記処理液を前記貯留部に送液する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項９】
前記定量部は、前記検体処理チップ内に形成された所定の内容量を有する内腔により形成されている、請求項８に記載の検体処理方法。
【請求項１０】
前記検体処理チップは、前記定量部の前記内腔と接続され、かつ、各々開閉弁を有する第１流路および第２流路をさらに有し、
前記第１流路は、前記処理液の導入口に接続され、
前記第２流路は、廃棄口に接続されており、
前記第１流路および前記第２流路を開状態とし、前記第１流路から前記処理液を送液して前記定量部の前記内腔に充填させて、前記処理液を定量する、請求項９に記載の検体処理方法。
【請求項１１】
前記検体処理チップは、前記定量部の前記内腔と接続され、かつ、各々開閉弁を有する第３流路および第４流路をさらに有し、
前記第３流路は、前記貯留部に接続され、
前記第４流路は、気体を送る送気部に接続されており、
前記第１流路および前記第２流路を開状態とし、前記第３流路および前記第４流路を閉状態とし、前記第１流路から前記処理液を送液して前記定量部の前記内腔に充填させる工程と、前記第１流路および前記第２流路を閉状態とし、前記第３流路および前記第４流路を開状態とし、前記送気部からの気体により前記定量部の前記内腔に充填された前記処理液を送液する工程とにより、所定量の前記処理液を前記貯留部に送液する、請求項１０に記載の検体処理方法。
【請求項１２】
前記第１流路から前記処理液を送液して前記定量部の前記内腔に充填させる工程において、前記処理液を前記第１流路と前記第２流路と前記内腔とにおいて往復移動させて前記処理液の定量を行う、請求項１０または１１に記載の検体処理方法。
【請求項１３】
前記検体処理チップは、前記処理液の流れに沿って前記定量部および前記貯留部がこの順に複数直列に接続されており、
前段の前記定量部および前記貯留部により希釈された前記対象成分を含む混合液に対して、後段の前記定量部および前記貯留部により前記対象成分をさらに希釈する、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項１４】
前記対象成分の希釈倍率は、１０倍以上１０００００倍以下である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項１５】
前記希釈液には、前記対象成分と反応する試薬が含有されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項１６】
前記対象成分と、前記希釈液と、を前記貯留部に貯留し、
前記対象成分と反応する試薬をさらに前記貯留部に送液する、請求項１５に記載の検体処理方法。
【請求項１７】
前記検体処理チップは、試薬定量部をさらに有しており、
前記試薬定量部を用いて定量された前記試薬を前記貯留部に送液する、請求項１６に記載の検体処理方法。
【請求項１８】
前記対象成分は、前記検体を処理することにより得られた前処理後の処理対象の成分である、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項１９】
前記対象成分は、核酸であり、
前記対象成分の前処理は、前記検体中の前記核酸を増幅する処理である、請求項１８に記載の検体処理方法。
【請求項２０】
前記検体処理チップは前記対象成分の前処理を行うための処理流路を有しており、
前処理後の前記対象成分を、前記貯留部に貯留する、請求項１８または１９に記載の検体処理方法。
【請求項２１】
調製された前記液滴形成用試料を含む液滴を分散媒体中に形成する、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項２２】
前記液滴形成用試料を含む液滴を前記分散媒体中に形成する処理は、前記液滴形成用試料が流れる第１チャネルと、前記液滴形成用試料に対して非混和性を有する前記分散媒体が流れる第２チャネルと、前記第１チャネルと前記第２チャネルとが交わる交差部分と、を有する液滴形成流路により行われる、請求項２１に記載の検体処理方法。
【請求項２３】
前記検体処理チップは、前記液滴形成流路をさらに有しており、
前記液滴形成用試料の所定量を前記液滴形成流路に供給する、請求項２２に記載の検体処理方法。
【請求項２４】
前記貯留部と前記液滴形成流路とは、別体で前記検体処理チップに設けられている、請求項２３に記載の検体処理方法。
【請求項２５】
前記貯留部と前記液滴形成流路とは、一体的に前記検体処理チップに設けられている、請求項２３に記載の検体処理方法。
【請求項２６】
前記検体は、複数種類の前記対象成分を含み、
前記検体処理チップは、複数の前記液滴形成流路を有しており、
前記液滴形成用試料中における複数種類の前記対象成分の存在量に応じて、前記対象成分の種類毎に供給する前記液滴形成用試料の量を算出し、
各々算出した量の前記液滴形成用試料を、前記対象成分の種類毎に設けた前記液滴形成流路にそれぞれ供給する、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項２７】
前記貯留部は、平板状の前記検体処理チップ内に形成されており、
前記検体処理チップの主平面が水平方向と交差する方向になるように前記検体処理チップを配置した状態で、前記貯留部の下部から気体を導入し、前記貯留部内で気体を上昇させることにより前記処理液と前記希釈液とを撹拌する、請求項１に記載の検体処理方法。
【請求項２８】
前記貯留部に送液する前記対象成分を含む前記処理液の流速および時間を制御することにより、所定量の前記処理液を前記貯留部に貯留する、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の検体処理方法。
【請求項２９】
検体中の対象成分を処理するための検体処理方法であって、
前記対象成分を含む処理液と、前記処理液を希釈する希釈液とを検体処理チップの貯留部に貯留し、
前記貯留部内に気体を導入することにより、前記貯留部内の前記処理液と前記希釈液とを撹拌して液滴形成用試料を調製し、
調製された液滴形成用試料に含まれる前記対象成分を１分子毎または１個毎に包含する液滴を分散媒体中に形成する、検体処理方法。
【請求項３０】
前記対象成分の希釈倍率は、１０倍以上１０００００倍以下である、請求項２９に記載の検体処理方法。
【請求項３１】
前記液滴は、前記貯留部を有する前記検体処理チップとは異なる検体処理チップで、分散媒体中に形成される、請求項２９または３０に記載の検体処理方法。
【請求項３２】
検体処理装置に設置され、前記検体処理装置により供給される検体中の対象成分を含む液滴形成用試料を調製する検体処理チップであって、
前記対象成分を含む処理液と、前記対象成分を1分子毎または１個毎に液滴中に包含させるために前記処理液を希釈する希釈液とを貯留するための貯留部と、
前記貯留部内に気体を供給するための気体供給部と、を備える、検体処理チップ。
【請求項３３】
前記貯留部は、筒状の貯留槽により形成されている、請求項３２に記載の検体処理チップ。
【請求項３４】
前記貯留槽は、底部に導入口を有し、
前記導入口は、中心軸線が前記貯留槽の中心軸線からずれる位置に配置されている、請求項３３に記載の検体処理チップ。
【請求項３５】
前記貯留部に送液される前記処理液を定量するための定量部をさらに備える、請求項３３または３４に記載の検体処理チップ。
【請求項３６】
前記定量部が設けられた基板と、
前記定量部と前記貯留部とを接続し、前記定量部から前記貯留部に前記処理液を移動させるための第１接続流路と、をさらに備え、
前記貯留部の前記貯留槽は、前記基板上に接続されている、請求項３５に記載の検体処理チップ。
【請求項３７】
前記定量部は、前記基板に形成された所定の内容量を有する内腔を含み、
前記処理液の導入口に接続する第１流路と、廃棄口に接続する第２流路と、前記貯留部に接続する前記第１接続流路としての第３流路と、気体を送る送気部に接続する第４流路とをさらに備え、
前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路および前記第４流路の各々には開閉弁が設けられている、請求項３６に記載の検体処理チップ。
【請求項３８】
前記貯留槽は、内側面が親水性を有するように形成されている、請求項３３〜３７のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
【請求項３９】
前記貯留槽は、水平方向における断面積が前記貯留槽の上部にいくにしたがって大きくなるように形成されている、請求項３３〜３８のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
【請求項４０】
前記貯留槽は、導入された気体が内側を通って上昇するための内筒を有する、請求項３３〜３９のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
【請求項４１】
前記検体中の前記対象成分を前処理するための処理流路と、
前処理された前記対象成分を前記処理流路から前記定量部へ移送する第２接続流路と、をさらに備える、請求項３５に記載の検体処理チップ。
【請求項４２】
前記液滴形成用試料を包含する液滴を分散媒体中に形成するための液滴形成流路と、
前記液滴形成用試料を前記貯留部から前記液滴形成流路へ移送する第３接続流路とを、さらに備え、
前記第３接続流路には前記液滴形成用試料を定量する液滴形成定量部が設けられている、請求項３３〜４１のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
【請求項４３】
検体処理装置に設置され、前記検体処理装置により供給される検体中の対象成分を含む液滴形成用試料を調製する検体処理チップであって、
筒状の貯留槽を含み、前記対象成分を含む処理液と、前記対象成分を1分子毎または１個毎に液滴中に包含させるために前記処理液を希釈する希釈液とを貯留するための貯留部と、
前記貯留槽の下方に配置され、前記貯留部に気体を導入する導入口と、
前記貯留槽の上方に配置され、気体を透過可能なフィルタと、を備える、検体処理チップ。
【請求項４４】
前記フィルタは、フッ素を含むポリマーにより形成されている、請求項４３に記載の検体処理チップ。
【請求項４５】
前記導入口は、中心軸線が前記貯留槽の中心軸線からずれる位置に配置されている、請求項４３または４４に記載の検体処理チップ。
【請求項４６】
検体処理装置に設置され、前記検体処理装置により供給される検体中の対象成分を処理する検体処理チップであって、
前記対象成分を含む処理液と、前記処理液を希釈する希釈液とを貯留するための貯留部と、
前記貯留部内に気体を供給するための気体供給部と、
前記貯留部により希釈して調製された液滴形成用試料に含まれる前記対象成分を１分子毎または１個毎に包含する液滴を分散媒体中に形成する液滴形成流路と、を備える、検体処理チップ。
【請求項４７】
請求項３２〜４６のいずれか１項に記載の検体処理チップを用いて、検体中の前記対象成分を処理するための検体処理装置であって、
前記検体処理チップが設置される設置部と、
前記対象成分を含む前記処理液と気体とを前記検体処理チップの前記貯留部に供給する供給部と、を備える、検体処理装置。
【請求項４８】
前記検体処理チップにおける前処理のための処理流路を温度調整するための加熱部をさらに備える、請求項４７に記載の検体処理装置。
【請求項４９】
前記設置部は、チップ保持部に保持された前記検体処理チップがカートリッジとして設置される、請求項４７または４８に記載の検体処理装置。
【請求項５０】
前記チップ保持部は、上下方向に貫通する孔が設けられた枠状に形成されており、前記検体処理チップを枠により保持する、請求項４９に記載の検体処理装置。
【請求項５１】
前記検体処理チップは、所定の内容量を有する内腔により形成された定量部と、前記内腔に接続され、かつ、各々開閉弁を有する第１流路および第２流路とを有し、
前記第１流路は、前記処理液の導入口に接続され、
前記第２流路は、廃棄口に接続され、
前記第１流路の開閉弁および前記第２流路の開閉弁を、それぞれ、押圧の有無により開閉する押圧部をさらに備える、請求項４７〜５０のいずれか１項に記載の検体処理装置。
【請求項５２】
前記検体処理チップは、前記内腔に接続され、かつ、各々開閉弁を有する第３流路および第４流路とを有し、
前記第３流路は、前記貯留部に接続され、
前記第４流路は、気体を送る前記供給部に接続されており、
前記押圧部は、前記第３流路の開閉弁および前記第４流路の開閉弁を、それぞれ、押圧の有無により開閉する、請求項５１に記載の検体処理装置。
【請求項５３】
前記押圧部により、前記第１流路および前記第２流路を開状態とし、前記第３流路および前記第４流路を閉状態とし、前記第１流路から前記処理液を送液して前記定量部の前記内腔に充填させ、前記第１流路および前記第２流路を閉状態とし、前記第３流路および前記第４流路を開状態とし、前記供給部により前記定量部の前記内腔に充填された前記処理液を送液することにより、所定量の前記処理液を前記貯留部に送液する、請求項５２に記載の検体処理装置。
【請求項５４】
検体中の対象成分を含む液滴形成用試料を調製する検体処理チップが設置される設置部と、
前記対象成分を含む処理液と気体とを前記検体処理チップの貯留部に供給する供給部と、を備え、
前記供給部は、０．１秒以上６０秒以下の所定時間の間、前記貯留部内に気体を導入する、検体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
検体処理方法、検体処理チップおよび検体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検体中の対象成分を、１分子毎または１個毎に検出する技術（デジタル検出）が求められている。対象成分は、例えば、核酸、タンパク質、細胞などである。デジタル検出では、例えば、対象成分を１分子毎または１個毎に１つの液滴内に包含させる。このことは、個々の液滴により構成される単位領域内に対象成分を１分子または１個ずつ配置することから、対象成分を１分子毎または１個毎に「区画化」するという。対象成分を１分子毎または１個毎に区画化するためには、対象成分を高い希釈倍率で希釈することが求められる。
【０００３】
特許文献１には、図３９に示すように、対象成分９０５と、所定の希釈液との混合液９０１を貯留した検体処理チップ９０２の貯留部９０３の下側部分を加熱部９０４により加熱することにより熱対流を生じさせて撹拌することにより、対象成分９０５を高い希釈倍率で希釈する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１５８４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の撹拌方法では、貯留部９０３を加熱して、熱対流により撹拌するため、完全に撹拌させるためには時間を要する。このため、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることが望まれている。
【０００６】
この発明は、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることに向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面による検体処理方法は、貯留部（１１０）を有する検体処理チップ（１００）を用いて、検体中の対象成分（１０）を１分子毎または１個毎に包含する液滴（１４）を形成するために対象成分（１０）を希釈して液滴形成用試料（１３）を調整するための検体処理方法であって、対象成分（１０）を含む処理液（１１）と、処理液（１１）を希釈する希釈液（１２）とを貯留部（１１０）に貯留し、貯留部（１１０）内に気体を導入することにより、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを撹拌する。
【０００８】
第１の局面による検体処理方法では、上記のように構成することによって、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを貯留部（１１０）内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部（１１０）を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。また、加熱しないので、対象成分（１０）が熱により変化するのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、貯留部（１１０）は、検体処理チップ（１００）の基板（１４０）上に接続された筒状の貯留槽であり、貯留槽の底部から気体を導入して、気体を貯留槽内で上昇させることにより、処理液（１１）と希釈液（１２）とを撹拌する。このように構成すれば、検体処理チップ（１００）の基板（１４０）内に貯留部（１１０）を設ける場合と比べて、気体が通る部分の断面積を大きくすることができるので、貯留槽内に気体を通しやすくすることができる。これにより、より短時間で撹拌を行うことができる。
【００１０】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、０．１秒以上６０秒以下の所定時間の間、貯留部（１１０）内に気体を導入することにより、処理液（１１）と希釈液（１２）とを撹拌する。このように構成すれば、熱対流に比べて、効果的に撹拌の時間を短くすることができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、１００ｍｂａｒ以上１０００ｍｂａｒ以下の圧力により貯留部（１１０）内に気体を導入することにより、処理液（１１）と希釈液（１２）とを撹拌する。このように構成すれば、１００ｍｂａｒ以上１０００ｍｂａｒ以下の圧力の気体により貯留槽内を効果的に撹拌することができる。
【００１２】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、希釈液（１２）を貯留部（１１０）に貯留した後、処理液（１１）を貯留部（１１０）に気体により送液する。このように構成すれば、撹拌に用いる気体と同様の方法により気体を供給することにより、貯留部（１１０）に処理液（１１）を容易に送液することができる。
【００１３】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、気体を導入する導入口（１１２）を有し、希釈液（１２）を貯留部（１１０）に貯留した後、導入口（１１２）から気体を導入することにより処理液（１１）を貯留部（１１０）に送液し、導入口（１１２）から導入された気体により処理液（１１）の送液に続いて貯留部（１１０）の底部から気体を導入する。このように構成すれば、貯留部（１１０）への処理液（１１）の送液と、貯留部（１１０）への気体の導入を連続して同じ動作により行うことができるので、処理液（１１）の送液と撹拌とを別個の動作により行う場合に比べて、処理時間を短縮することができる。
【００１４】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、気体を導入する導入口（１１２）を有し、処理液（１１）を貯留部（１１０）に貯留した後、導入口（１１２）から気体を導入することにより希釈液（１２）を貯留部（１１０）に送液し、導入口（１１２）から導入された気体により希釈液（１２）の送液に続いて貯留部（１１０）の底部から気体を導入する。このように構成すれば、貯留部（１１０）への希釈液（１２）の送液と、貯留部（１１０）への気体の導入を連続して同じ動作により行うことができるので、希釈液（１２）の送液と撹拌とを別個の動作により行う場合に比べて、処理時間を短縮することができる。
【００１５】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、定量部（１４３）をさらに有しており、定量部（１４３）を用いて定量された処理液（１１）を貯留部（１１０）に送液する。このように構成すれば、定量部（１４３）により処理液（１１）を定量することができるので、所望の希釈倍率の希釈混合液を得るための一定の量の処理液（１１）を容易に貯留部（１１０）に送液することができる。
【００１６】
この場合、好ましくは、定量部（１４３）は、検体処理チップ（１００）内に形成された所定の内容量を有する内腔により形成されている。このように構成すれば、所定の内容量を有する内腔により、処理液（１１）を精度よく定量することができる。
【００１７】
上記定量部（１４３）が内腔により形成されている構成において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、定量部（１４３）の内腔と接続され、かつ、各々開閉弁（１４７ａ、１４７ｂ）を有する第１流路（１４１）および第２流路（１４４）をさらに有し、第１流路（１４１）は、処理液（１１）の導入口（１４１ａ）に接続され、第２流路（１４４）は、廃棄口（１４４ａ）に接続されており、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を開状態とし、第１流路（１４１）から処理液（１１）を送液して定量部（１４３）の内腔に充填させて、処理液（１１）を定量する。このように構成すれば、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を開状態にして、処理液（１１）を内腔内に導入して、処理液（１１）を精度よく定量することができる。
【００１８】
この場合、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、定量部（１４３）の内腔と接続され、かつ、各々開閉弁（１４７ｃ、１４７ｄ）を有する第３流路（１４５）および第４流路（１４６）をさらに有し、第３流路（１４５）は、貯留部（１１０）に接続され、第４流路（１４６）は、気体を送る送気部（２０２）に接続されており、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を開状態とし、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）を閉状態とし、第１流路（１４１）から処理液（１１）を送液して定量部（１４３）の内腔に充填させる工程と、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を閉状態とし、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）を開状態とし、送気部（２０２）からの気体により定量部（１４３）の内腔に充填された処理液（１１）を送液する工程とにより、所定量の処理液（１１）を貯留部（１１０）に送液する。このように構成すれば、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を開状態にして、処理液（１１）を内腔内に導入して、処理液（１１）を精度よく定量するとともに、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）を開状態にして、定量された処理液（１１）を残さず貯留部（１１０）に送液することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、第１流路（１４１）から処理液（１１）を送液して定量部（１４３）の内腔に充填させる工程において、処理液（１１）を第１流路（１４１）と第２流路（１４４）と内腔とにおいて往復移動させて処理液（１１）の定量を行う。このように構成すれば、第１流路（１４１）、第２流路（１４４）および内腔に予め存在する気体を処理液（１１）の往復移動により定量部（１４３）から排出することができるので、定量の際に定量部（１４３）に気体が残るのを抑制することができる。これにより、より精度よく処理液（１１）を定量することができる。
【００２０】
上記検体処理チップ（１００）が定量部（１４３）を有している構成において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、処理液（１１）の流れに沿って定量部（１４３）および貯留部（１１０）がこの順に複数直列に接続されており、前段の定量部（１４３ａ）および貯留部（１１０ａ）により希釈された対象成分（１０）を含む混合液に対して、後段の定量部（１４３ｂ）および貯留部（１１０ｂ）により対象成分（１０）をさらに希釈する。このように構成すれば、複数段の希釈により希釈倍率を効果的に高めることができる。
【００２１】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、対象成分（１０）の希釈倍率は、１０倍以上１０００００倍以下である。このように構成すれば、対象成分（１０）を１分子毎または１個毎に区画化するための希釈倍率で対象成分（１０）を希釈することができる。
【００２２】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、希釈液（１２）には、対象成分（１０）と反応する試薬（１６）が含有されている。このように構成すれば、後の処理により対象成分（１０）を試薬（１６）により反応させて処理することができる。
【００２３】
この場合、好ましくは、対象成分（１０）と、希釈液（１２）と、を貯留部（１１０）に貯留し、対象成分（１０）と反応する試薬（１６）をさらに貯留部（１１０）に送液する。このように構成すれば、貯留部（１１０）により、対象成分（１０）を希釈することに加えて、試薬（１６）の混合処理も行うことができる。
【００２４】
上記対象成分（１０）と反応する試薬（１６）を貯留部（１１０）に送液する構成において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、試薬定量部（１４８）をさらに有しており、試薬定量部（１４８）を用いて定量された試薬（１６）を貯留部（１１０）に送液する。このように構成すれば、必要な量の試薬（１６）を試薬定量部（１４８）により容易に定量することができる。
【００２５】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、対象成分（１０）は、検体を処理することにより得られた前処理後の処理対象の成分である。このように構成すれば、前処理が行われた対象成分（１０）を含む処理液（１１）を貯留部（１１０）により容易に希釈することができる。
【００２６】
この場合、好ましくは、対象成分（１０）は、核酸であり、対象成分（１０）の前処理は、検体中の核酸を増幅する処理である。このように構成によれば、対象成分（１０）として増幅された核酸を含む処理液（１１）を貯留部（１１０）により容易に希釈することができる。
【００２７】
上記対象成分（１０）が前処理後の処理対象の成分である構成において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は対象成分（１０）の前処理を行うための処理流路（１５０）を有しており、前処理後の対象成分（１０）を、貯留部（１１０）に貯留する。このように構成すれば、検体処理チップ（１００）の処理流路（１５０）により前処理を行ってから、処理液（１１）を希釈するために貯留部（１１０）に送液することができる。
【００２８】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、調製された液滴形成用試料（１３）を含む液滴（１４）を分散媒体（１５）中に形成する。このように構成すれば、希釈を行った処理液（１１）を分散媒体（１５）中の液滴（１４）にすることができる。
【００２９】
この場合、好ましくは、液滴形成用試料（１３）を含む液滴（１４）を分散媒体（１５）中に形成する処理は、液滴形成用試料（１３）が流れる第１チャネル（１８１）と、液滴形成用試料（１３）に対して非混和性を有する分散媒体（１５）が流れる第２チャネル（１８２）と、第１チャネル（１８１）と第２チャネル（１８２）とが交わる交差部分（１８３）と、を有する液滴形成流路（１８０）により行われる。このように構成すれば、液滴形成流路（１８０）により、液滴形成用試料（１３）を容易に分散媒体（１５）中の液滴（１４）にすることができる。
【００３０】
上記液滴形成用試料（１３）を分散媒体（１５）中に液滴（１４）として形成する構成において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、液滴形成流路（１８０）をさらに有しており、液滴形成用試料（１３）の所定量を液滴形成流路（１８０）に供給する。このように構成すれば、処理液（１１）を貯留部（１１０）により希釈してから、検体処理チップ（１００）の液滴形成流路（１８０）により、液滴形成用試料（１３）を分散媒体（１５）中の液滴（１４）にすることができる。
【００３１】
この場合、好ましくは、貯留部（１１０）と液滴形成流路（１８０）とは、別体で検体処理チップ（１００）に設けられている。このように構成すれば、処理液（１１）の希釈と、液滴（１４）の形成とを別個の検体処理チップ（１００）により行うことができる。
【００３２】
上記検体処理チップ（１００）が液滴形成流路（１８０）を有する構成において、好ましくは、貯留部（１１０）と液滴形成流路（１８０）とは、一体的に検体処理チップ（１００）に設けられている。このように構成すれば、貯留部（１１０）と液滴形成流路（１８０）とを別個の検体処理チップに設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができる。
【００３３】
上記液滴形成用試料（１３）を分散媒体（１５）中に液滴（１４）として形成する処理を液滴形成流路（１８０）により行う構成において、好ましくは、検体は、複数種類の対象成分（１０）を含み、検体処理チップ（１００）は、複数の液滴形成流路（１８０）を有しており、液滴形成用試料（１３）中における複数種類の対象成分（１０）の存在量に応じて、対象成分（１０）の種類毎に供給する液滴形成用試料（１３）の量を算出し、各々算出した量の液滴形成用試料（１３）を、対象成分（１０）の種類毎に設けた液滴形成流路（１８０）にそれぞれ供給する。このように構成すれば、検体処理チップ（１００）を用いて複数種類の対象成分（１０）の液滴（１４）を並行して形成することができる。
【００３４】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、貯留部（１１０ｃ）は、平板状の検体処理チップ（１００）内に形成されており、検体処理チップ（１００）の主平面が水平方向と交差する方向になるように検体処理チップ（１００）を配置した状態で、貯留部（１１０ｃ）の下部から気体を導入し、貯留部（１１０ｃ）内で気体を上昇させることにより処理液（１１）と希釈液（１２）とを撹拌する。このように構成すれば、検体処理チップ（１００）を平板状にすることができるので、筒状の貯留槽を設ける場合に比べて、小型化を図ることができる。
【００３５】
上記第１の局面による検体処理方法において、好ましくは、貯留部（１１０）に送液する対象成分（１０）を含む処理液（１１）の流速および時間を制御することにより、所定量の処理液（１１）を貯留部（１１０）に貯留する。このように構成すれば、定量するための空間を設けなくても、処理液（１１）を定量することができるので、検体処理チップ（１００）の小型化を図ることができる。
【００３６】
この発明の第２の局面による検体処理方法は、検体中の対象成分（１０）を処理するための検体処理方法であって、対象成分（１０）を含む処理液（１１）と、処理液（１１）を希釈する希釈液（１２）とを検体処理チップ（１００）の貯留部（１１０）に貯留し、貯留部（１１０）内に気体を導入することにより、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを撹拌して液滴形成用試料（１３）を調製し、調製された液滴形成用試料（１３）に含まれる対象成分（１０）を１分子毎または１個毎に包含する液滴（１４）を分散媒体（１５）中に形成する。
【００３７】
第２の局面による検体処理方法では、上記のように構成することによって、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを貯留部（１１０）内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部（１１０）を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。また、希釈を行った処理液（１１）を分散媒体（１５）中の液滴（１４）にすることができる。
【００３８】
上記第２の局面による検体処理方法において、好ましくは、対象成分（１０）の希釈倍率は、１０倍以上１０００００倍以下である。このように構成すれば、対象成分（１０）を１分子毎または１個毎に区画化するための希釈倍率で対象成分（１０）を希釈することができる。
【００３９】
上記第２の局面による検体処理方法において、好ましくは、液滴（１４）は、貯留部（１１０）を有する検体処理チップ（１００）とは異なる検体処理チップで、分散媒体（１５）中に形成される。このように構成すれば、処理液（１１）の希釈と、液滴（１４）の形成とを別個の検体処理チップ（１００）により行うことができる。
【００４０】
この発明の第３の局面による検体処理チップ（１００）は、検体処理装置（２００）に設置され、検体処理装置（２００）により供給される検体中の対象成分（１０）を含む液滴形成用試料（１３）を調製する検体処理チップ（１００）であって、対象成分（１０）を含む処理液（１１）と、対象成分（１０）を1分子毎または１個毎に液滴（１４）中に包含させるために処理液（１１）を希釈する希釈液（１２）とを貯留するための貯留部（１１０）と、貯留部（１１０）内に気体を供給するための気体供給部（１１１）と、を備える。
【００４１】
第３の局面による検体処理チップ（１００）では、上記のように構成することによって、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを貯留部（１１０）内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部（１１０）を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。また、加熱しないので、対象成分（１０）が熱により変化するのを抑制することができる。
【００４２】
上記第３の局面による検体処理チップ（１００）において、好ましくは、貯留部（１１０）は、筒状の貯留槽により形成されている。このように構成すれば、検体処理チップ（１００）の基板（１４０）内に貯留部（１１０）を設ける場合と比べて、気体が通る部分の断面積を大きくすることができるので、貯留槽内に気体を通しやすくすることができる。これにより、より短時間で撹拌を行うことができる。
【００４３】
この場合、好ましくは、貯留槽は、底部に導入口（１１２）を有し、導入口（１１２）は、中心軸線が貯留槽の中心軸線からずれる位置に配置されている。このように構成すれば、気泡を貯留槽の中心軸線からずれた位置から供給することができるので、気泡が貯留槽の内側面の全周に渡って接触するのを抑制することができる。これにより、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができるので、液体が貯留槽から流出するのを抑制することができる。その結果、コンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【００４４】
上記貯留部（１１０）が筒状の貯留槽により形成されている構成において、好ましくは、貯留部（１１０）に送液される処理液（１１）を定量するための定量部（１４３）をさらに備える。このように構成すれば、定量部（１４３）により所望の希釈倍率の希釈混合液を得るための一定の量の処理液（１１）を容易に定量することができる。
【００４５】
この場合、好ましくは、定量部（１４３）が設けられた基板（１４０）と、定量部（１４３）と貯留部（１１０）とを接続し、定量部（１４３）から貯留部（１１０）に処理液（１１）を移動させるための第１接続流路と、をさらに備え、貯留部（１１０）の貯留槽は、基板（１４０）上に接続されている。このように構成すれば、基板（１４０）に設けられた定量部（１４３）から基板（１４０）上に接続された貯留槽に、第１接続流路を介して、所定の量の処理液（１１）を移動させることができる。
【００４６】
上記基板（１４０）を備える構成において、好ましくは、定量部（１４３）は、基板（１４０）に形成された所定の内容量を有する内腔を含み、処理液（１１）の導入口（１４１ａ）に接続する第１流路（１４１）と、廃棄口（１４４ａ）に接続する第２流路（１４４）と、貯留部（１１０）に接続する第１接続流路としての第３流路（１４５）と、気体を送る送気部（２０２）に接続する第４流路（１４６）とをさらに備え、第１流路（１４１）、第２流路（１４４）、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）の各々には開閉弁（１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ）が設けられている。このように構成すれば、開閉弁（１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ）の開閉を行うことにより、定量部（１４３）により処理液（１１）を定量して、定量した処理液（１１）を貯留部（１１０）に送液することができる。
【００４７】
上記貯留部（１１０）が筒状の貯留槽により形成されている構成において、好ましくは、貯留槽は、内側面が親水性を有するように形成されている。このように構成すれば、気泡が内側面に着いた状態で大きくなるのを抑制することができるので、気泡が貯留槽の内側面の全周に渡って接触するのを抑制することができる。これにより、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができるので、液体が貯留槽から流出するのを抑制することができる。その結果、コンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【００４８】
上記貯留部（１１０）が筒状の貯留槽により形成されている構成において、好ましくは、貯留槽は、水平方向における断面積が貯留槽の上部にいくにしたがって大きくなるように形成されている。このように構成すれば、気泡が上昇するにしたがって、貯留槽の内側面と接触しにくくなるので、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができる。
【００４９】
上記貯留部（１１０）が筒状の貯留槽により形成されている構成において、好ましくは、貯留槽は、導入された気体が内側を通って上昇するための内筒（１６０）を有する。このように構成すれば、気泡の通り道ができるので、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができる。
【００５０】
上記定量部（１４３）を備える構成において、好ましくは、検体中の対象成分（１０）を前処理するための処理流路（１５０）と、前処理された対象成分（１０）を処理流路（１５０）から定量部（１４３）へ移送する第２接続流路と、をさらに備える。このように構成すれば、前処理が行われた対象成分（１０）を含む処理液（１１）を定量部（１４３）に移送して所望の量の処理液（１１）を定量することができる。
【００５１】
上記第３の局面による検体処理チップ（１００）において、好ましくは、液滴形成用試料（１３）を包含する液滴（１４）を分散媒体（１５）中に形成するための液滴形成流路（１８０）と、液滴形成用試料（１３）を貯留部（１１０）から液滴形成流路（１８０）へ移送する第３接続流路とを、さらに備え、第３接続流路には液滴形成用試料（１３）を定量する液滴形成定量部（１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄ）が設けられている。このように構成すれば、希釈を行った処理液（１１）を定量して所望の量を液滴形成流路（１８０）に供給することができるので、所望の液滴（１４）を容易に形成することができる。
【００５２】
この発明の第４の局面による検体処理チップ（１００）は、検体処理装置（２００）に設置され、検体処理装置（２００）により供給される検体中の対象成分（１０）を含む液滴形成用試料（１３）を調製する検体処理チップ（１００）であって、筒状の貯留槽を含み、対象成分（１０）を含む処理液（１１）と、対象成分（１０）を1分子毎または１個毎に液滴（１４）中に包含させるために処理液（１１）を希釈する希釈液（１２）とを貯留するための貯留部（１１０）と、貯留槽の下方に配置され、貯留部（１１０）に気体を導入する導入口（１１２）と、貯留槽の上方に配置され、気体を透過可能なフィルタ（１１３）と、を備える。
【００５３】
第４の局面による検体処理チップ（１００）では、上記のように構成することによって、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを貯留部（１１０）内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部（１１０）を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。また、加熱しないので、対象成分（１０）が熱により変化するのを抑制することができる。また、気体を貯留槽に導入した場合に、フィルタ（１１３）により貯留槽の液体が外に漏れるのを抑制することができるので、コンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【００５４】
上記第４の局面による検体処理チップ（１００）において、好ましくは、フィルタ（１１３）は、フッ素を含むポリマーにより形成されている。このように構成すれば、液体がフィルタ（１１３）を通過するのを効果的に抑制することができる。
【００５５】
上記第４の局面による検体処理チップ（１００）において、好ましくは、導入口（１１２）は、中心軸線が貯留槽の中心軸線からずれる位置に配置されている。このように構成すれば、気泡を貯留槽の中心軸線からずれた位置から供給することができるので、気泡が貯留槽の内側面の全周に渡って接触するのを抑制することができる。これにより、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができるので、液体が貯留槽から流出するのを抑制することができる。その結果、コンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【００５６】
この発明の第５の局面による検体処理チップ（１００）は、検体処理装置（２００）に設置され、検体処理装置（２００）により供給される検体中の対象成分（１０）を処理する検体処理チップ（１００）であって、対象成分（１０）を含む処理液（１１）と、処理液（１１）を希釈する希釈液（１２）とを貯留するための貯留部（１１０）と、貯留部（１１０）内に気体を供給するための気体供給部（１１１）と、貯留部（１１０）により希釈して調製された液滴形成用試料（１３）に含まれる対象成分（１０）を１分子毎または１個毎に包含する液滴（１４）を分散媒体（１５）中に形成する液滴形成流路（１８０）と、を備える。
【００５７】
第５の局面による検体処理チップ（１００）では、上記のように構成することによって、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを貯留部（１１０）内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部（１１０）を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。また、希釈を行った処理液（１１）を分散媒体（１５）中の液滴（１４）にすることができる。
【００５８】
この発明の第６の局面による検体処理装置（２００）は、上記第３、４または５の局面による検体処理チップ（１００）を用いて、検体中の対象成分（１０）を処理するための検体処理装置（２００）であって、検体処理チップ（１００）が設置される設置部（２０１）と、対象成分（１０）を含む処理液（１１）と気体とを検体処理チップ（１００）の貯留部（１１０）に供給する供給部（２０３）と、を備える。
【００５９】
第６の局面による検体処理装置（２００）では、上記のように構成することによって、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを貯留部（１１０）内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部（１１０）を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。また、加熱しないので、対象成分（１０）が熱により変化するのを抑制することができる。
【００６０】
上記第６の局面による検体処理装置（２００）において、好ましくは、検体処理チップ（１００）における前処理のための処理流路（１５０）を温度調整するための加熱部（２０７）をさらに備える。このように構成すれば、加熱して前処理を行ってから、貯留部（１１０）により処理液（１１）を希釈することができる。
【００６１】
上記第６の局面による検体処理装置（２００）において、好ましくは、設置部（２０１）は、チップ保持部（１７０）に保持された検体処理チップ（１００）がカートリッジ（３００）として設置される。このように構成すれば、複数の検体処理チップ（１００）をチップ保持部（１７０）に保持させることにより、複数の検体を並行して処理することができる。
【００６２】
この場合、好ましくは、チップ保持部（１７０）は、上下方向に貫通する孔（１７１）が設けられた枠状に形成されており、検体処理チップ（１００）を枠により保持する。このように構成すれば、検体処理チップ（１００）に対して上方および下方の両方からアクセスすることができるので、たとえば、検体処理チップ（１００）の下方から加熱部（２０７）を当接させることができる。
【００６３】
上記第６の局面による検体処理装置（２００）において、好ましくは、検体処理チップ（１００）は、所定の内容量を有する内腔により形成された定量部（１４３）と、内腔に接続され、かつ、各々開閉弁（１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ）を有する第１流路（１４１）、第２流路（１４４）、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）とを有し、第１流路（１４１）は、処理液（１１）の導入口（１４１ａ）に接続され、第２流路（１４４）は、廃棄口（１４４ａ）に接続され、第３流路（１４５）は、貯留部（１１０）に接続され、第４流路（１４６）は、気体を供給する供給部（２０３）に接続されており、第１流路（１４１）の開閉弁（１４７ａ）、第２流路（１４４）の開閉弁（１４７ｂ）、第３流路（１４５）の開閉弁（１４７ｃ）および第４流路（１４６）の開閉弁（１４７ｄ）を、それぞれ、押圧の有無により開閉する押圧部（２０６）をさらに備える。このように構成すれば、押圧部（２０６）により開閉弁（１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ）の開閉を行うことにより、定量部（１４３）により処理液（１１）を定量して、定量した処理液（１１）を貯留部（１１０）に送液することができる。
【００６４】
この場合、好ましくは、押圧部（２０６）により、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を開状態とし、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）を閉状態とし、第１流路（１４１）から処理液（１１）を送液して定量部（１４３）の内腔に充填させ、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を閉状態とし、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）を開状態とし、供給部（２０３）により定量部（１４３）の内腔に充填された処理液（１１）を送液することにより、所定量の処理液（１１）を貯留部（１１０）に送液する。このように構成すれば、第１流路（１４１）および第２流路（１４４）を開状態にして、処理液（１１）を内腔内に導入して、処理液（１１）を精度よく定量するとともに、第３流路（１４５）および第４流路（１４６）を開状態にして、定量された処理液（１１）を残さず貯留部（１１０）に送液することができる。
【００６５】
この発明の第７の局面による検体処理装置（２００）は、検体中の対象成分（１０）を含む液滴形成用試料（１３）を調製する検体処理チップ（１００）が設置される設置部（２０１）と、対象成分（１０）を含む処理液（１１）と気体とを検体処理チップ（１００）の貯留部（１１０）に供給する供給部（２０３）と、を備え、供給部（２０３）は、０．１秒以上６０秒以下の所定時間の間、貯留部（１１０）内に気体を導入する。
【００６６】
第７の局面による検体処理装置（２００）では、上記のように構成することによって、貯留部（１１０）内の処理液（１１）と希釈液（１２）とを貯留部（１１０）内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部（１１０）を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。
【発明の効果】
【００６７】
短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】検体処理方法の例を示した図である。
【図２】検体処理装置の例を示した図である。
【図３】検体処理チップの構成例を示す斜視図である。
【図４】検体処理チップの基板の構成例を示す平面図である。
【図５】流体モジュールの構成例を示す平面図である。
【図６】検体処理チップの構成例を示す縦断面図である。
【図７】検体処理方法の第１例を説明するための図である。
【図８】検体処理方法の第２例を説明するための図である。
【図９】検体処理方法の第３例を説明するための図である。
【図１０】検体処理方法の第４例を説明するための図である。
【図１１】検体処理方法の第５例を説明するための図である。
【図１２】検体処理チップの構成例を示す斜視図である。
【図１３】図１２の検体処理チップを示した平面図である。
【図１４】貯留部の第１例を示す断面図である。
【図１５】貯留部の第２例を示す断面図である。
【図１６】貯留部の第３例を示す断面図である。
【図１７】貯留部の第４例を示す断面図である。
【図１８】開閉弁を示した図である。
【図１９】複数の検体処理チップを含むカートリッジを示した斜視図である。
【図２０】チップ保持部を示した平面図である。
【図２１】複数の検体処理チップを含むカートリッジを示した正面図である。
【図２２】貯留部における希釈処理を説明するための図である。
【図２３】液滴形成流路の第１例を示した図である。
【図２４】液滴形成流路の第２例を示した図である。
【図２５】液滴形成流路の第３例を示した図である。
【図２６】液滴形成流路の第４例を示した図である。
【図２７】液滴形成流路の第５例を示した図である。
【図２８】液滴形成流路を示した図である。
【図２９】検体処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図３０】設置部の構成例を示す図である。
【図３１】コネクタの構成例を示す図である。
【図３２】検体処理装置による検体処理を示すフローチャートである。
【図３３】エマルジョンＰＣＲアッセイの一例を示すフローチャートである。
【図３４】エマルジョンＰＣＲアッセイにおける反応の進行過程を説明する図である。
【図３５】実施例を説明するための図である。
【図３６】実施例の結果を示した図である。
【図３７】比較例の結果を示した図である。
【図３８】実施例および比較例の結果を示した図である。
【図３９】従来技術における検体処理方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００７０】
（検体処理方法の概要）
図１を参照して、本実施形態による検体処理方法の概要について説明する。
【００７１】
本実施形態による検体処理方法は、貯留部１１０を有する検体処理チップ１００を用いて、検体中の対象成分１０を処理するための検体処理方法である。
【００７２】
検体処理チップ１００は、対象成分１０を含む処理液１１を受け入れ可能に構成されており、検体処理装置２００にセットされることにより、検体処理装置２００による検体処理を行えるようにするためのカートリッジ型の検体処理チップである。また、検体処理チップ１００は、所望の処理工程を実施するための微細な流路を備えたマイクロ流体チップである。流路は、たとえば、断面寸法（幅、高さ、内径）が０．１μｍ〜１０００μｍのマイクロ流路である。
【００７３】
検体処理チップ１００には、患者から採取された体液や血液（全血、血清または血漿）などの液体、または、採取された体液や血液に所定の前処理を施して得られた検体が注入される。対象成分１０は、たとえば、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）などの核酸、細胞および細胞内物質、抗原または抗体、タンパク質、ペプチドなどである。たとえば対象成分１０が核酸である場合、血液などから所定の前処理によって核酸を抽出した抽出液が検体処理チップ１００に注入される。
【００７４】
検体処理チップ１００に注入された対象成分１０を含む検体は、検体処理装置２００によって検体処理チップ１００内を送液される。検体が送液される過程で、１または複数の工程による対象成分１０の処理が所定の順序で実施される。対象成分１０の処理の結果、検体処理チップ１００内では、検体を分析するのに適した測定用試料、または、別の装置を用いた処理に適した液体試料が生成される。
【００７５】
本実施形態の検体処理方法は、対象成分１０を含む処理液１１を、対象成分１０を１分子毎または１個毎に液滴１４中に包含させるために希釈する。つまり、対象成分１０を包含する液滴１４を形成するための液滴形成用試料１３を、対象成分１０を希釈して調製する。液滴１４は、オイルなどの分散媒体１５中に分散して形成される。液滴１４には、対象成分１０を含む液滴形成用試料１３のほか、対象成分１０と反応する試薬１６が含まれている。試薬１６には、たとえば、プライマー１７や、担体１８などが含まれている。
【００７６】
本実施形態では、対象成分１０を含む処理液１１と、希釈液１２とを貯留部１１０に貯留する。そして、貯留部１１０内に気体を導入することにより、貯留部１１０内の処理液１１と希釈液１２とを撹拌して、処理液１１を希釈する。これにより、希釈された対象成分１０を包含する液滴１４を形成するための液滴形成用試料１３が調製される。
【００７７】
これにより、貯留部１１０内の処理液１１と希釈液１２とを貯留部１１０内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部１１０を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。その結果、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。
【００７８】
たとえば、０．１秒以上６０秒以下の所定時間の間、貯留部１１０内に気体を導入することにより、処理液１１と希釈液１２とを撹拌する。また、たとえば、１００ｍｂａｒ以上１０００ｍｂａｒ以下の圧力により貯留部１１０内に気体を導入することにより、処理液１１と希釈液１２とを撹拌する。
【００７９】
また、対象成分１０の希釈倍率は、１０倍以上１０００００倍以下である。これにより、対象成分１０を１分子毎または１個毎に区画化するための希釈倍率で対象成分１０を希釈することができる。
【００８０】
また、希釈液１２には、対象成分１０と反応する試薬１６が含有されていてもよい。これにより、後の処理により対象成分１０を反応させて処理することができる。
【００８１】
（検体処理チップの概要）
図２を参照して、本実施形態による検体処理チップ１００の概要について説明する。
【００８２】
本実施形態による検体処理チップ１００は、検体処理装置２００に設置され、検体処理装置２００により供給される検体中の対象成分１０を含む液滴形成用試料１３を調製する検体処理チップである。
【００８３】
また、検体処理チップ１００は、対象成分１０を含む処理液１１と、対象成分１０を1分子毎または１個毎に液滴１４中に包含させるために処理液１１を希釈する希釈液１２とを貯留するための貯留部１１０と、貯留部１１０内に気体を供給するための気体供給部１１１と、を備えている。これにより、貯留部１１０内の処理液１１と希釈液１２とを貯留部１１０内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部１１０を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。
【００８４】
また、検体処理チップ１００は、筒状の貯留槽を含み、対象成分１０を含む処理液１１と、対象成分１０を1分子毎または１個毎に液滴１４中に包含させるために処理液１１を希釈する希釈液１２とを貯留するための貯留部１１０と、貯留槽の下方に配置され、貯留部１１０に気体を導入する導入口１１２と、貯留槽の上方に配置され、気体を透過可能なフィルタ１１３と、を備える。これにより、気体を貯留槽に導入した場合に、フィルタ１１３により貯留槽の液体が外に漏れるのを抑制することができるので、コンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【００８５】
（検体処理装置の概要）
図２を参照して、本実施形態による検体処理装置２００の概要について説明する。
【００８６】
本実施形態による検体処理装置２００は、検体処理チップ１００を用いて、検体中の対象成分１０を処理するための検体処理装置である。
【００８７】
また、検体処理装置２００は、検体処理チップ１００が設置される設置部２０１と、対象成分１０を含む処理液１１と気体とを検体処理チップ１００の貯留部１１０に供給する供給部２０３を備えている。供給部２０３は、気体を検体処理チップ１００の貯留部１１０に供給する送気部２０２と、処理液１１を検体処理チップ１００の貯留部１１０に送液する送液部２０３ａと、を含んでいる。これにより、貯留部１１０内の処理液１１と希釈液１２とを貯留部１１０内に導入された気体（気泡）により撹拌することができるので、貯留部１１０を加熱する必要がないとともに、熱対流を用いる場合と比べて撹拌に要する時間を短縮することができる。これにより、短時間で撹拌を行って、所望の希釈混合液を得ることができる。送気部２０２と送液部２０３ａとは、一体的に設けられて、供給部２０３として機能してもよい。また、送気部２０２と送液部２０３ａとは、別個に設けられて、供給部２０３として機能してもよい。
【００８８】
（検体処理チップの構成例）
図３は、本実施形態の検体処理チップ１００の構成例を示す。基板１２０上には、機能が異なる複数種類の流体モジュール１３０が設置される。図３の例では、検体を含む液体が、流体モジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを順次流れることにより、複数種類の流体モジュールの組み合わせに対応したアッセイが実行される。流体モジュール１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、それぞれ、異なる種類の流体モジュールである。基板１２０に設置する流体モジュール１３０の組み合わせを変更することにより、組み合わせに応じた様々なアッセイが実施可能である。基板１２０に設置する流体モジュール１３０の数に制限はない。流体モジュール１３０の形状が種類毎に異なっていてもよい。
【００８９】
図４は、基板１２０の構成例を示す。基板１２０は、複数の基板流路１２１を有する。基板１２０は、平板形状を有し、主表面である第１面および第２面を有する。第２面は、第１面とは反対の面である。たとえば、基板１２０は樹脂またはガラスにより形成されている。
【００９０】
基板１２０の厚さｄは、たとえば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。これにより、流体モジュール１３０に形成される流路の流路高さ（およそ１０μｍ〜５００μｍのオーダー）と比較して、基板１２０を十分大きな厚みを有するように形成できる。その結果、容易に、基板１２０に十分な耐圧力性能を確保できる。
【００９１】
基板流路１２１は、たとえば、基板１２０を厚み方向に貫通する貫通孔である。基板流路１２１は、流体モジュール１３０の流路と接続される他、検体処理チップ１００内に液体や試薬を供給するためのポートや、検体処理チップ１００内から液体を回収するためのポートとして機能できる。
【００９２】
図４の例では、基板１２０は、４行×６列の基板流路１２１を２組有する。基板１２０に設けられる基板流路１２１の個数および組数は、図４の例に限定されない。
【００９３】
基板流路１２１は、たとえば、所定のピッチで配置される。図４の例では、各基板流路１２１は、縦方向のピッチＶ、横方向のピッチＨで配列されている。この場合、流体モジュール１３０を、基板１２０上にピッチ単位の任意の位置に配置して、流路を任意の基板流路１２１に接続できる。基板流路１２１は、基板１２０上に配置される各種流体モジュール１３０と接続するために必要な位置にのみ形成されていてもよい。
【００９４】
図５は、流体モジュール１３０の構成例を示す。接続部１３２、１３４および１３５は、基板１２０の基板流路１２１のピッチと一致するように、流体モジュール１３０上に配置される。すなわち、接続部１３２、１３４および１３５は、基板１２０の基板流路１２１のピッチＶおよびＨの整数倍のピッチで、流体モジュール１３０上に配置される。チャネル１３３は、所定のピッチで配置された接続部１３２、１３４および１３５の間を接続するように配置される。所定のピッチで配置された接続部１３２、１３４および１３５と、チャネル１３３とが、流体モジュール１３０に複数組配置されてもよい。
【００９５】
各流体モジュール１３０ａ〜１３０ｃは、それぞれ異なる流路形状を有してよい。各流体モジュール１３０は、第１面のみならず第２面にも配置されてよいし、第２面のみに配置されてもよい。
【００９６】
図６の構成例では、検体処理チップ１００は、流体モジュール１３０ｄをさらに備える。流体モジュール１３０ｄは、流体モジュール１３０ｄが配置される基板１２０の第１面とは反対の第２面に配置されている。流体モジュール１３０ｄは、流路１３６を備え、流体モジュール１３０同士を接続する機能を有する接続モジュールである。なお、接続モジュールに相当する流路構造を基板１２０に形成してもよい。
【００９７】
各流体モジュール１３０（接続モジュールを含む）は、たとえば、基板１２０と固相接合により接続される。固相接合は、たとえば、接合面をプラズマ処理してＯＨ基を形成し、接合面同士を水素結合により接合する方法や、真空圧接などの方法を採用することができる。固相接合により、流体モジュール１３０と基板１２０とを強固に接合できる。流体モジュール１３０は、接着剤等によって基板１２０と接続されてもよい。
【００９８】
図６の例では、基板１２０の基板流路１２１が、液体を注入するためのポートとして機能する。また、基板１２０の基板流路１２１が、液体を回収するためのポートとして機能する。ポートは、いくつ設けられてもよい。
【００９９】
図７の構成例では、検体処理チップ１００は、基板１４０に設けられている。具体的には、検体処理チップ１００は、貯留部１１０と、気体供給部１１１と、第１流路１４１と、流路１４２とを備えている。貯留部１１０には、導入口１１２と、フィルタ１１３とが設けられている。気体供給部１１１には、開閉弁１１１ａが設けられている。第１流路１４１には、導入口１４１ａが設けられている。流路１４２には、液滴形成用試料供給部１４２ａが設けられている。導入口１４１ａには、対象成分１０を供給する送液部２０３ａが接続されている。導入口１４１ａと送液部２０３ａの間には、流量センサ２０３ｂが設けられている。
【０１００】
貯留部１１０は、検体処理チップ１００の基板１４０上に接続された筒状の貯留槽である。また、貯留部１１０の貯留槽の底部から気体を導入して、気体を貯留槽内で上昇させることにより、処理液１１と希釈液１２とが撹拌される。これにより、検体処理チップ１００の基板１４０内に貯留部１１０を設ける場合と比べて、気体が通る部分の断面積を大きくすることができるので、貯留槽内に気体を通しやすくすることができる。その結果、より短時間で撹拌を行うことができる。
【０１０１】
貯留部１１０には、予め希釈液１２が入れられている。また、貯留部１１０には、送液部２０３ａにより、第１流路１４１を介して、対象成分１０を含む処理液１１が供給される。また、たとえば、貯留部１１０に送液する対象成分１０を含む処理液１１の流速および時間を制御することにより、所定量の処理液１１を貯留部１１０に貯留する。これにより、定量するための空間を設けなくても、処理液１１を定量することができるので、検体処理チップ１００の小型化を図ることができる。
【０１０２】
貯留部１１０に、処理液１１と希釈液１２とが収容された状態で、気体供給部１１１から気体が供給される。この際、開閉弁１１１ａは、開状態とされる。具体的には、貯留部１１０の底部に配置された導入口１１２を介して、気体が貯留部１１０内に供給される。
【０１０３】
フィルタ１１３は、気体を透過可能である。一方、フィルタ１１３は、液体を通しにくい。つまり、フィルタ１１３は、貯留部１１０の上方から気体を逃がすとともに、液体を通過させない。フィルタ１１３は、貯留部１１０の上部を覆うように配置されている。つまり、貯留部１１０に気体が導入された際に、気体の上昇に伴って、液体が貯留部１１０を上昇して貯留部１１０から流出するのを抑制することができる。フィルタ１１３は、キャップ状に形成され、貯留部１１０の上方に配置されるようにしてもよい。フィルタ１１３は、たとえば、フッ素を含むポリマーや吸水性ポリマーにより形成されている。これにより、液体がフィルタ１１３を通過するのを効果的に抑制することができる。フィルタ１１３は、多孔質の部材により形成されていてもよい。また、フィルタ１１３は、スポンジ状の材料により形成されていてもよい。また、フィルタ１１３は、フィルム状に形成されていてもよい。
【０１０４】
貯留部１１０により調製された液滴形成用試料１３は、流路１４２を介して次の工程に送られる。送液部２０３ａは、たとえば、ポンプを含む。
【０１０５】
図８の構成例では、検体処理チップ１００は、処理液１１を定量する定量部１４３が設けられている。また、図８の構成例では、検体処理チップ１００は、第１流路１４１と、流路１４２と、第２流路１４４と、第３流路１４５と、第４流路１４６と、開閉弁１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃおよび１４７ｄと、が設けられている。また、図８の構成例では、対象成分１０を含む処理液１１と気体とを検体処理チップ１００の貯留部１１０に供給する供給部２０３が、一体的に設けられている。つまり、気体を送気する送気部２０２と、液体を送液する送液部２０３ａとが、共通の供給部２０３として設けられている。
【０１０６】
定量部１４３を用いて定量された処理液１１は、貯留部１１０に送液される。具体的には、定量部１４３は、検体処理チップ１００内に形成された所定の内容量を有する内腔により形成されている。また、定量部１４３には、第１流路１４１を介して処理液１１が供給される。この際に、定量部１４３により定量する量よりも多くの処理液１１が供給される。余分な処理液１１は、第２流路１４４を介して廃棄口１４４ａに送られる。これにより、定量部１４３に所定量の処理液１１が充填される。
【０１０７】
第１流路１４１は、一方が処理液１１の導入口１４１ａに接続され、他方が定量部１４３に接続されている。第１流路１４１には、開閉弁１４７ａが設けられている。第２流路１４４は、一方が廃棄口１４４ａに接続され、他方が定量部１４３に接続されている。第２流路１４４には、開閉弁１４７ｂが設けられている。第３流路１４５は、一方が貯留部１１０に接続され、他方が定量部１４３に接続されている。第３流路１４５には、開閉弁１４７ｃが設けられている。第４流路１４６は、一方が気体供給部１１１を介して気体を送る送気部２０２に接続されており、他方が定量部１４３に接続されている。第４流路１４６には、開閉弁１４７ｄが設けられている。
【０１０８】
また、希釈液１２を貯留部１１０に貯留した後、処理液１１を貯留部１１０に気体により送液する。これにより、貯留部１１０への処理液１１の送液と、貯留部１１０への気体の導入を連続して同じ動作により行うことができるので、処理液１１の送液と撹拌とを別個の動作により行う場合に比べて、処理時間を短縮することができる。
【０１０９】
具体的には、開閉弁１４７ａおよび１４７ｂを開として、第１流路１４１および第２流路１４４を開状態とする。また、開閉弁１４７ｃおよび１４７ｄを閉として、第３流路１４５および第４流路１４６を閉状態とする。この状態で、第１流路１４１から処理液１１を送液して定量部１４３の内腔に充填させる。その後、開閉弁１４７ａおよび１４７ｂを閉として、第１流路１４１および第２流路１４４を閉状態とする。また、開閉弁１４７ｃおよび１４７ｄを開として、第３流路１４５および第４流路１４６を開状態とする。この状態で、送気部２０２からの気体により定量部１４３の内腔に充填された処理液１１を送液する。これにより、所定量の処理液１１を貯留部１１０に送液する。
【０１１０】
第１流路１４１から処理液１１を送液して定量部１４３の内腔に充填させる際に、処理液１１を第１流路１４１と第２流路１４４と定量部１４３の内腔とにおいて往復移動させて処理液１１の定量を行ってもよい。これにより、第１流路１４１、第２流路１４４および定量部１４３の内腔に予めある気体を処理液１１の往復移動により定量部１４３から排出することができるので、定量の際に定量部１４３に気体が残るのを抑制することができる。これにより、より精度よく処理液１１を定量することができる。
【０１１１】
図９の構成例では、検体処理チップ１００は、定量部１４３および貯留部１１０が複数設けられている。具体的には、検体処理チップ１００には、対象成分１０が含まれる処理液１１の流れる方向における上流側に定量部１４３ａおよび貯留部１１０ａが設けられている。また、検体処理チップ１００には、下流側に定量部１４３ｂおよび貯留部１１０ｂが設けられている。
【０１１２】
また、図９の構成例では、検体処理チップ１００は、第１流路１４１と、流路１４２と、第２流路１４４と、第３流路１４５と、第４流路１４６と、開閉弁１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ、１４７ｅ、１４７ｆ、１４７ｇおよび１４７ｈと、が設けられている。定量部１４３ｂでは、定量部１４３ａと同様にして処理液１１の定量が行われる。
【０１１３】
検体処理チップ１００は、処理液１１の流れに沿って定量部１４３および貯留部１１０がこの順に複数直列に接続されている。また、検体処理チップ１００は、前段の定量部１４３ａおよび貯留部１１０ａにより希釈した対象成分１０を含む混合液を、後段の定量部１４３ｂおよび貯留部１１０ｂにより対象成分１０をさらに希釈する。これにより、複数段の希釈により希釈倍率を効果的に高めることができる。
【０１１４】
図１０の構成例では、検体処理チップ１００は、試薬１６を定量する試薬定量部１４８が設けられている。また、図１０の構成例では、検体処理チップ１００は、第１流路１４１と、流路１４２と、第２流路１４４と、第３流路１４５と、第４流路１４６と、開閉弁１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃおよび１４７ｄと、流路１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃおよび１４８ｄと、開閉弁１４９ａ、１４９ｂ、１４９ｃおよび１４９ｄと、が設けられている。
【０１１５】
対象成分１０と、希釈液１２と、が貯留部１１０に貯留された状態で、対象成分１０と反応する試薬１６がさらに貯留部１１０に送液される。これにより、貯留部１１０により、対象成分１０を希釈することに加えて、試薬１６の混合処理も行うことができる。
【０１１６】
具体的には、希釈液１２が入れられた貯留部１１０に、定量部１４３により定量された対象成分１０を含む処理液１１が送液される。その後、貯留部１１０に試薬定量部１４８により定量された試薬１６が送液される。試薬定量部１４８は、たとえば、検体処理チップ１００内に形成された内腔により構成されている。試薬定量部１４８の内腔は、所定の容量を有している。開閉弁１４９ａおよび１４９ｂを開として、流路１４８ａおよび流路１４８ｂを開状態とする。また、開閉弁１４９ｃおよび１４９ｄを閉として、流路１４８ｃおよび流路１４８ｄを閉状態とする。この状態で、流路１４８ａから試薬１６を送液して試薬定量部１４８に充填させる。その後、開閉弁１４９ａおよび１４９ｂを閉として、流路１４８ａおよび流路１４８ｂを閉状態とする。また、開閉弁１４９ｃおよび１４９ｄを開として、流路１４８ｃおよび流路１４８ｄを開状態とする。この状態で、気体により試薬定量部１４８に充填された試薬１６を送液する。これにより、所定量の試薬１６が貯留部１１０に送液される。
【０１１７】
図１１の構成例では、貯留部１１０ｃは、平板状の検体処理チップ１００内に形成されている。また、検体処理チップ１００の主平面が水平方向と交差する方向になるように検体処理チップ１００を配置した状態で、貯留部１１０ｃの下部から気体を導入し、貯留部１１０ｃ内で気体を上昇させることにより処理液１１と希釈液１２とを撹拌する。これにより、検体処理チップ１００を平板状にすることができるので、筒状の貯留槽を設ける場合に比べて、小型化を図ることができる。
【０１１８】
なお、検体処理チップ１００の主方面は、水平方向に対して、垂直に立ててもよいし、傾斜させて立ててもよい。
【０１１９】
また、図１１の構成例では、検体処理チップ１００は、気体供給部１１１と、開閉弁１１１ｂと、導入口１１２と、導入口１４１ａと、開閉弁１４１ｂと、希釈液導入口１４１ｃと、開閉弁１４１ｄと、液滴形成用試料供給部１４２ａと、開閉弁１４２ｂと、が設けられている。気体供給部１１１は、検体処理チップ１００に設けられた気体を導くためのポートである。気体供給部１１１は、たとえば、筒状の部材により構成されていてもよい。また、気体供給部１１１は、検体処理チップ１００の流路に気体を導く貫通穴や溝により構成されていてもよい。
【０１２０】
貯留部１１０ｃには、希釈液１２が希釈液導入口１４１ｃを介して導入される。この際に、開閉弁１４１ｄが開状態となり、開閉弁１１１ｂ、１４１ｂおよび１４２ｂが閉状態となる。その後、貯留部１１０ｃには、導入口１４１ａを介して対象成分１０を含む処理液１１が導入される。この際に、開閉弁１４１ｂが開状態となり、開閉弁１１１ｂ、１４１ｄおよび１４２ｂが閉状態となる。そして、貯留部１１０ｃには、気体供給部１１１を介して導入口１１２から気体が導入される。これにより、処理液１１と希釈液１２とが撹拌されて、液滴形成用試料１３が調整される。その後、貯留部１１０ｃから液滴形成用試料供給部１４２ａに液滴形成用試料１３が送液される。この際に、開閉弁１４２ｂが開状態となり、開閉弁１１１ｂ、１４１ｂおよび１４１ｄが閉状態となる。
【０１２１】
（検体処理チップの構成）
図１２〜図１８を参照して、本実施形態による検体処理チップ１００の一例について説明する。
【０１２２】
図１２〜図１８の例では、検体処理チップ１００には、処理液１１と希釈液１２とを撹拌して希釈する貯留部１１０と、希釈する処理液１１の前処理を行う処理流路１５０と、処理液１１が希釈されて調整された液滴形成用試料１３を後処理に供給する液滴形成用試料供給部１４２ａが設けられている。つまり、図１２〜図１８の例では、検体処理チップ１００において、対象成分１０の前処理、および、対象成分１０の前処理後の希釈処理が行われる。
【０１２３】
図１２および図１３に示すように、検体処理チップ１００は、貯留部１１０と、気体供給部１１１と、第１流路１４１と、流路１４２と、液滴形成用試料供給部１４２ａと、定量部１４３と、第２流路１４４と、廃棄口１４４ａと、第３流路１４５と、第４流路１４６と、開閉弁１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ、１４７ｉとを備える。また、検体処理チップ１００は、処理流路１５０と、検体供給槽１５１と、流路１５２と、接続部１５３、１５４と、内腔１５５と、開閉弁１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄとを備える。
【０１２４】
貯留部１１０と、気体供給部１１１と、液滴形成用試料供給部１４２ａと、廃棄口１４４ａと、検体供給槽１５１と、接続部１５３、１５４とは、基板１４０上に接続された筒状の槽である。貯留部１１０と、気体供給部１１１と、液滴形成用試料供給部１４２ａと、廃棄口１４４ａと、検体供給槽１５１と、接続部１５３、１５４とは、下方に接続用の孔が設けられ、上方に延びる筒形状を有している。
【０１２５】
第１流路１４１と、流路１４２と、定量部１４３と、第２流路１４４と、第３流路１４５と、第４流路１４６と、開閉弁１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ、１４７ｉと、処理流路１５０と、流路１５２と、内腔１５５と、開閉弁１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄとは、基板１４０の内部または主表面に設けられている。
【０１２６】
検体供給槽１５１は、流路１５２を介して処理流路１５０に接続されている。処理流路１５０は、第１流路１４１を介して定量部１４３に接続されている。定量部１４３は、第２流路１４４を介して、廃棄口１４４ａに接続されている。また、定量部１４３は、第３流路１４５を介して、貯留部１１０に接続されている。また、定量部１４３は、第４流路１４６を介して、気体供給部１１１に接続されている。
【０１２７】
貯留部１１０は、開閉弁１５６ａを介して内腔１５５に接続されている。内腔１５５は、開閉弁１５６ｂを介して液滴形成用試料供給部１４２ａに接続されている。また、内腔１５５は、開閉弁１５６ｃを介して接続部１５４に接続されている。また、内腔１５５は、開閉弁１５６ｄを介して接続部１５３に接続されている。
【０１２８】
貯留部１１０と、気体供給部１１１と、廃棄口１４４ａと、検体供給槽１５１と、接続部１５３、１５４とは、検体処理装置２００の送気部２０２に接続されている。これにより、貯留部１１０と、気体供給部１１１と、廃棄口１４４ａと、検体供給槽１５１と、接続部１５３、１５４とに、正圧および負圧を供給することができる。
【０１２９】
第１流路１４１には、開閉弁１４７ａが設けられている。第２流路１４４には、開閉弁１４７ｂが設けられている。第３流路１４５には、開閉弁１４７ｃが設けられている。第４流路１４６には、開閉弁１４７ｄが設けられている。流路１５２には、開閉弁１４７ｉが設けられている。第３流路１４５は、定量部１４３から貯留部１１０に処理液１１を移動させるための第１接続流路として用いられる。第１流路１４１は、前処理された対象成分１０を処理流路１５０から定量部１４３へ移送する第２接続流路として用いられる。
【０１３０】
検体供給槽１５１には、対象成分１０を含む検体が供給される。検体は、たとえば、ユーザがピペットなどで所定量を測りとり供給してもよいし、検体処理装置２００により、分注して供給してもよい。検体供給槽１５１の検体は、送気部２０２から検体供給槽１５１に正圧が印加されることにより、流路１５２を介して処理流路１５０に送液される。この際、開閉弁１４７ｉは開状態である。
【０１３１】
処理流路１５０では、対象成分１０の前処理が行われる。たとえば、対象成分１０の前処理は、検体中の核酸を増幅する処理である。つまり、貯留部１１０に送液される対象成分１０は、検体を処理することにより得られた前処理後の処理対象の成分である。処理流路１５０は、加熱されることにより対象成分１０の前処理が行われる。処理流路１５０の処理後の処理液１１は、送気部２０２から検体供給槽１５１に正圧が印加されることにより、第１流路１４１を介して定量部１４３に送液される。
【０１３２】
定量部１４３は、貯留部１１０に送液される処理液１１を定量する。定量部１４３は、基板１４０に形成された所定の内容量を有する内腔を含む。たとえば、定量部１４３は、１μＬ〜１００μＬ程度の処理液１１を定量する。たとえば、定量部１４３は、１０μＬ程度の処理液１１を定量する。定量部１４３の定量された処理液１１は、送気部２０２から気体供給部１１１に正圧が印加されるとともに、送気部２０２から貯留部１１０に負圧が印加されることにより、第３流路１４５を介して貯留部１１０に送液される。
【０１３３】
貯留部１１０では、処理液１１を希釈液１２により希釈する。希釈液１２は、貯留部１１０に予め入れられていてもよい。貯留部１１０には、所定の希釈倍率に応じた量の希釈液１２が入れられる。貯留部１１０には、たとえば、希釈液１２が数十μＬ〜数百μＬ入れられる。たとえば、貯留部１１０には、希釈液１２が１９０μＬ入れられる。たとえば、貯留部１１０における処理液１１の希釈倍率は、１０倍以上１０００００倍以下である。
【０１３４】
貯留部１１０は、気体を導入することにより、貯留部１１０内の処理液１１と希釈液１２とを撹拌する。気体は、気体供給部１１１を介して供給される。これにより、貯留部１１０内において、希釈された対象成分１０を包含する液滴１４を形成するための液滴形成用試料１３が調製される。たとえば、貯留部１１０は、検体処理チップ１００の基板１４０上に接続された筒状の貯留槽である。貯留部１１０の貯留槽の底部から気体を導入して、気体を貯留槽内で上昇させることにより、処理液１１と希釈液１２とを撹拌する。貯留部１１０の調整後の液滴形成用試料１３は、送気部２０２から貯留部１１０に正圧が印加されることにより、流路１４２を介して液滴形成用試料供給部１４２ａに送液される。流路１４２は、液滴形成用試料１３を貯留部１１０から液滴形成流路１８０へ移送する第３接続流路として用いられる。
【０１３５】
図１４に示す例では、貯留部１１０は、円筒形状に形成されている。また、貯留部１１０の導入口１１２は、中心軸線が貯留槽の中心軸線Ｃ１と略一致するように配置されている。また、貯留部１１０の貯留槽は、内側面が親水性を有するように形成されている。たとえば、貯留部１１０の貯留槽は、ポリカーボネートにより形成されている。また、他の検体処理チップ１００の部分は、たとえば、ポリプロピレンにより形成されている。また、貯留部１１０の貯留槽の内面を親水性を有するように、内側面に親水性のフィルムを貼付したり、親水性ポリマーを塗布してもよい。貯留槽は、たとえば、液体の接触角が９０度以下となる親水性を有する。これにより、気泡が内側面に着いた状態で大きくなるのを抑制することができるので、気泡が貯留槽の内側面の全周に渡って接触するのを抑制することができる。その結果、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができるので、液体が貯留槽から流出するのを抑制することができる。その結果、コンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【０１３６】
図１５に示す例では、貯留部１１０は、導入口１１２が、中心軸線Ｃ２が貯留槽の中心軸線Ｃ１からずれる位置に配置されている。これにより、気泡を貯留槽の中心軸線からずれた位置から供給することができるので、気泡が貯留槽の内側面の全周に渡って接触するのを抑制することができる。これにより、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができる。
【０１３７】
図１６に示す例では、貯留部１１０の貯留槽は、水平方向における断面積が貯留槽の上部にいくにしたがって大きくなるように形成されている。具体的には、貯留槽の底面部の内径はＤ１であり、貯留槽の上端における内径は、Ｄ１より大きいＤ２である。これにより、気泡が上昇するにしたがって、貯留槽の内側面と接触しにくくなるので、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができる。また、貯留部１１０を樹脂成型により形成する場合、型を抜きやすくすることができる。
【０１３８】
図１７に示す例では、貯留部１１０の貯留槽は、導入された気体が内側を通って上昇するための内筒１６０を有する。これにより、気泡の通り道ができるので、気泡とともに貯留槽中の液体が液面よりも上昇するのを抑制することができる。また、貯留部１１０は、内筒１６０を支持する支持部１６１を有する。支持部１６１は、内筒１６０と、貯留部１１０の側面とを接続している。
【０１３９】
開閉弁１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ、１４７ｉ、１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃおよび１５６ｄは、図１８に示す開閉弁１４７のように、開閉する。図１８の例では、開閉弁１４７は、基板１４０上の弾性部材１５７の変形により開状態と閉状態とに切り替えられる。弾性部材１５７は、たとえば、基板１４０上に貼られた樹脂フィルムである。開状態では、検体処理装置２００の押圧部２０６が弾性部材１５７から離間している。これにより、基板１４０内の流路が開いた状態となる。一方、閉状態では、押圧部２０６が弾性部材１５７を上方から押圧する。これにより、基板１４０内の流路が閉じた状態となる。つまり、押圧部２０６は、押圧の有無により開閉弁１４７を開閉する。
【０１４０】
図１９に示す例では、複数の検体処理チップ１００を、チップ保持部１７０により保持することができる。図１９の例では、４つの検体処理チップ１００がチップ保持部１７０に保持されてカートリッジ３００として、検体処理装置２００に供給される。なお、チップ保持部１７０は、４つ以外の検体処理チップ１００を保持してもよい。
【０１４１】
図２０に示す例のように、チップ保持部１７０は、上下方向に貫通する孔１７１が設けられた枠状に形成されていてもよい。また、チップ保持部１７０は、検体処理チップ１００を枠により保持する。これにより、検体処理チップ１００に対して上方および下方の両方からアクセスすることができる。
【０１４２】
図２１に示す例のように、チップ保持部１７０に保持された検体処理チップ１００に対して、孔１７１を介して下方から加熱部２０７を当接させてもよい。加熱部２０７は、検体処理チップ１００の温度を調整する。たとえば、検体処理チップ１００内でＤＮＡをＰＣＲにより増幅するために、加熱部２０７が検体処理チップ１００を加温する。たとえば、加熱部２０７は、検体処理チップ１００における前処理のための処理流路１５０を温度調整する。加熱部２０７は、たとえば、ヒータを含む。また、たとえば、加熱部２０７は、ペルチェ素子を含んでいてもよい。
【０１４３】
（検体処理チップの処理フロー）
図２２を参照して、図１２の例の検体処理チップ１００の処理フローを説明する。
【０１４４】
図２２（Ａ）において、検体供給槽１５１に、対象成分１０を含む検体が供給される。また、貯留部１１０に希釈液１２が供給される。図２２（Ｂ）において、開閉弁１４７ａ、１４７ｂおよび１４７ｉが開状態で、検体供給槽１５１に正圧が印加される。これにより、検体供給槽１５１から検体が処理流路１５０に液送される。
【０１４５】
図２２（Ｃ）において、開閉弁１４７ａおよび１４７ｉが閉状態で、処理流路１５０が加熱部２０７により加温される。これにより、処理流路１５０において、対象成分１０の前処理が行われる。図２２（Ｄ）において、開閉弁１４７ａおよび１４７ｂを開として、第１流路１４１および第２流路１４４を開状態とする。また、開閉弁１４７ｃおよび１４７ｄを閉として、第３流路１４５および第４流路１４６を閉状態とする。この状態で、検体供給槽１５１に正圧および負圧が印加される。また、検体供給槽１５１の正圧のタイミングにおいて、廃棄口１４４ａに負圧が印加される。また、検体供給槽１５１の負圧のタイミングにおいて、廃棄口１４４ａに正圧が印加される。これにより、処理液１１が第１流路１４１と第２流路１４４と定量部１４３の内腔とにおいて往復移動される。そして、定量部１４３の内腔に処理液１１が充填させて定量される。
【０１４６】
図２２（Ｅ）において、開閉弁１４７ａおよび１４７ｂを閉として、第１流路１４１および第２流路１４４を閉状態とする。また、開閉弁１４７ｃおよび１４７ｄを開として、第３流路１４５および第４流路１４６を開状態とする。この状態で、気体供給部１１１に正圧が印加される。また、貯留部１１０に負圧が印加される。これにより、送気部２０２からの気体により定量部１４３の内腔に充填された処理液１１が貯留部１１０に送液される。
【０１４７】
そして、さらに、気体供給部１１１に正圧が印加される。これにより、貯留部１１０に気体が導入される。気体の導入時間は、送液と合わせて、たとえば、０．１秒〜６０秒程度である。好ましくは、気体の導入時間は、送液と合わせて、０．４秒以上５０秒以下である。さらに好ましくは、気体の導入時間は、送液と合わせて、０．４秒以上１０秒以下である。これにより、確実かつ短時間で貯留部１１０内を撹拌することができる。たとえば、気体の導入時間は、０．４秒程度である。これにより、貯留部１１０において、処理液１１と希釈液１２とが撹拌されて、液滴形成用試料１３が調整される。
【０１４８】
図２２の（Ｆ）において、開閉弁１５６ａおよび１５６ｂを開として、流路１４２を開状態とする。また、開閉弁１４７ｃ、１５６ｃおよび１５６ｄを閉とする。この状態で、貯留部１１０に正圧が印加される。これにより、貯留部１１０の液滴形成用試料１３が液滴形成用試料供給部１４２ａに送液される。
【０１４９】
（後処理）
図２３に示す例のように、検体処理チップ１００は、貯留部１１０による液滴形成用試料１３の調整後の後処理に用いられる流路が形成されていてもよい。
【０１５０】
図２３の例の検体処理チップ１００は、後処理のための液滴形成流路１８０が設けられている。液滴形成流路１８０は、液滴形成用試料１３を分散媒体１５中に液滴１４として形成する。これにより、希釈を行った処理液１１を分散媒体１５中の液滴１４にすることができる。
【０１５１】
液滴形成流路１８０は、液滴形成用試料１３が流れる第１チャネル１８１と、液滴形成用試料１３に対して非混和性を有する分散媒体１５が流れる第２チャネル１８２と、第１チャネル１８１と第２チャネル１８２とが交わる交差部分１８３とを有する。これにより、液滴形成流路１８０により、液滴形成用試料１３を容易に分散媒体１５中の液滴１４にすることができる。
【０１５２】
また、液滴形成用試料１３の所定量が液滴形成流路１８０に供給される。また、液滴形成用試料１３の流量に対応させて分散媒体１５が供給される。これにより、液滴１４の滴数および平均粒径が制御される。
【０１５３】
検体処理チップ１００は、分散媒体１５が供給される分散媒体供給部１８２ａと、流路１８４と、液滴１４が形成されたエマルジョンをさらなる後処理に供給するエマルジョン供給部１８４ａが設けられている。
【０１５４】
図２３の例では、貯留部１１０と液滴形成流路１８０とが、一体的に検体処理チップ１００に設けられている。
【０１５５】
検体が、複数種類の対象成分１０を含む場合、図２４に示す例のように、検体処理チップ１００は、複数の液滴形成流路１８０を有していてもよい。
【０１５６】
図２４に示す例では、対象成分１０の量に応じた液滴形成用試料１３が、対象成分１０の種類毎に設けられた液滴形成流路１８０にそれぞれ供給される。つまり、検体処理チップ１００には、液滴形成用試料１３を定量する液滴形成定量部１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄが設けられている。液滴形成定量部１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄは、対象成分１０の量に応じて定量する量が設定されている。これにより、検体処理チップ１００を用いて複数種類の対象成分１０の液滴１４を並行して形成することができる。液滴形成定量部１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄは、たとえば、検体処理チップ内に形成された内腔により構成されている。液滴形成定量部１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄの内腔は、所定の容量を有している。
【０１５７】
たとえば、液滴形成用試料１３中における複数種類の対象成分１０の存在量に応じて、対象成分１０の種類毎に供給する液滴形成用試料１３の量を算出する。そして、各々算出した量の液滴形成用試料１３を供給するように、液滴形成定量部１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄの各々の定量する量が設定される。
【０１５８】
液滴形成定量部１８５ａ（１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄ）は、開閉弁１８６ａ、１８６ｂ、１８６ｃ、１８６ｄの開閉を制御して、液滴形成用試料１３を送液することにより行われる。具体的には、開閉弁１８６ａおよび１８６ｂを開として、開閉弁１８６ｃおよび１８６ｄを閉とする。この状態で、貯留部１１０から液滴形成用試料１３を送液して液滴形成定量部１８５ａ（１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄ）の内腔に充填させる。その後、開閉弁１８６ａおよび１８６ｂを閉として、開閉弁１８６ｃおよび１８６ｄを開とする。この状態で、送気部２０２からの気体により液滴形成定量部１８５ａ（１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄ）の内腔に充填された液滴形成用試料１３を送液する。これにより、所定量の液滴形成用試料１３が液滴形成流路１８０に送液される。
【０１５９】
図２５の例では、液滴形成流路１８０は、貯留部１１０とは、別体で設けられている。図２５の例では、液滴形成流路１８０は、液滴形成用試料導入部１８１ａを有している。液滴形成用試料導入部１８１ａには、検体処理チップ１００の液滴形成用試料供給部１４２ａから液滴形成用試料１３が供給される。
【０１６０】
図２６の例では、液滴形成流路１８０は、貯留部１１０とは、別体で設けられている。また、図２６の例では、対象成分１０の量に応じた液滴形成用試料１３が、対象成分１０の種類毎に設けた液滴形成流路１８０にそれぞれ供給される。液滴形成流路１８０は、対象成分１０の種類毎にポンプ１８７ａ、１８７ｂ、１８７ｃおよび１８７ｄと、開閉弁１８８ａ、１８８ｂ、１８８ｃおよび１８８ｄとが設けられている。
【０１６１】
図２６の例では、ポンプ１８７ａ、１８７ｂ、１８７ｃおよび１８７ｄの流量と、開閉弁１８８ａ、１８８ｂ、１８８ｃおよび１８８ｄの開閉により、それぞれの流路に供給される液滴形成用試料１３の流量が調整される。
【０１６２】
図２７の例では、液滴形成流路１８０は、貯留部１１０とは、別体で設けられている。また、図２７の例では、対象成分１０の量に応じた液滴形成用試料１３が、対象成分１０の種類毎に設けた液滴形成流路１８０にそれぞれ供給される。液滴形成流路１８０は、ポンプ１８７ｅと、対象成分１０の種類毎に開閉弁１８８ｅ、１８８ｆ、１８８ｇおよび１８８ｈとが設けられている。
【０１６３】
図２７の例では、ポンプ１８７ｅの流量と、開閉弁１８８ｅ、１８８ｆ、１８８ｇおよび１８８ｈの開閉により、それぞれの流路に供給される液滴形成用試料１３の流量が調整される。
【０１６４】
図２８は、交差部分１８３で液滴１４が形成される例を示す。第１チャネル１８１から液滴形成用試料１３が交差部分１８３に流入し、１対の第２チャネル１８２から交差部分１８３に分散媒体１５が交差部分１８３に流入する。対象成分１０を含む液滴形成用試料１３は、図２８の上下方向から分散媒体１５が流入する交差部分１８３に流れ込む。液滴形成用試料１３は、交差部分１８３において分散媒体１５によって挟まれることにより生じたせん断力によって、液滴状に分断される。分断された液滴１４が交差部分１８３に流入した分散媒体１５に包まれることで、エマルジョンが形成される。エマルジョンとなった試料流は、流路１８４を介して、隣接する流体モジュール１３０に移送される。
【０１６５】
（検体処理装置の構成例）
図２９は、検体処理装置２００の概略を示す。
【０１６６】
検体処理装置２００は、検体処理チップ１００を用いて、検体中の対象成分１０を処理するための検体処理装置である。検体処理の内容は、使用する検体処理チップ１００により決まる。検体処理装置２００は、使用する検体処理チップ１００の種類によって異なる種類の検体処理を行うことが可能である。
【０１６７】
検体処理装置２００は、設置部２０１と、送気部２０２と、電磁弁２０４と、電磁弁２０５と、押圧部２０６と、加熱部２０７とを備える。また、検体処理装置２００は、制御部２１０を備える。
【０１６８】
制御部２１０は、検体処理チップ１００により検体の処理が実施されるように各部を制御する。制御部２１０は、ＣＰＵやメモリを含んでいる。
【０１６９】
各種処理工程に用いる処理ユニットが検体処理装置２００に設置される場合、制御部２１０がそれらの処理ユニットを制御してもよい。各種処理工程に用いるユニットは、たとえば、液体の温度を制御するヒーターユニットまたは冷却ユニット、液体に磁力を作用させる磁石ユニット、液体の撮像を行うカメラユニット、液体中の検体や標識の検出を行う検出ユニットなどである。これらの処理ユニットは、複数の流体モジュール１３０の少なくともいずれかに対応して設けられ、対応する流体モジュール１３０により処理工程を実施する際に作動するように構成される。
【０１７０】
検体処理装置２００は、モニタ２１１、入力部２１２、および、読取部２１３などを備えることができる。モニタ２１１には、制御部２１０により、検体処理装置２００の動作に応じた所定の表示画面が表示される。検体処理装置２００が外部のコンピュータ（図示せず）と接続され、コンピュータのモニタ上に画面表示をしてもよい。入力部２１２は、たとえばキーボードやマウスなどからなり、情報入力を受け付ける機能を有する。読取部２１３は、たとえばバーコードや２次元コードなどのコードリーダ、ＲＦＩＤタグなどのタグリーダからなり、検体処理チップ１００に付与された情報を読み取る機能を有する。読取部２１３は、検体を収容する検体容器（図示せず）などの情報も読み取り可能である。
【０１７１】
送気部２０２は、検体処理装置２００の各部に正圧および負圧を供給することができる。送気部２０２は、負圧発生部２０２ａと、正圧発生部２０２ｂを含んでいる。負圧発生部２０２ａは、たとえば、負圧ポンプを含んでいる。正圧発生部２０２ｂは、たとえば、コンプレッサを含んでいる。送気部２０２は、電磁弁２０４を介して、検体処理チップ１００に正圧または負圧を供給する。送気部２０２により供給される正圧および負圧により、検体処理チップ１００内において、液体が送られる。送気部２０２の正圧発生部２０２ｂは、電磁弁２０５を介して押圧部２０６に正圧を供給する。押圧部２０６は、正圧が供給されると、下方に付勢されて検体処理チップ１００の開閉弁１４７を押圧して、閉状態とする。押圧部２０６は、正圧の供給が停止されると、バネなどの弾性部材により上方に付勢されて検体処理チップ１００の開閉弁１４７の押圧を解除して、開状態とする。送気部２０２は、気体を送気するとともに、液体を送液する送液部としても機能する。
【０１７２】
電磁弁２０４は、複数設けられている。電磁弁２０４は、制御部２１０に個別に制御されて、開閉状態が切り替えられる。電磁弁２０５は、複数設けられている。電磁弁２０５は、制御部２１０に個別に制御されて、開閉状態が切り替えられる。加熱部２０７は、検体処理チップ１００を加熱する。
【０１７３】
（設置部の構成例）
設置部２０１には、設置部２０１に対応するコネクタ２２０および２３０を設けてもよい。図３０は、設置部２０１の構成例を示す。コネクタ２２０は、送気部２０２による正圧および負圧を検体処理チップ１００に供給するための複数の穴２２１が設けられている。コネクタ２３０は、検体処理チップ１００の開閉弁１４７を制御するための複数の押圧部２０６が設けられている。コネクタ２２０および２３０は、検体処理チップ１００が設置部２０１に設置されると、下方に下がって、検体処理チップ１００に接続される。
【０１７４】
（コネクタの構成例）
図３１は、コネクタ２２０の構成例を示す。コネクタ２２０は、基板１２０の基板流路１２１にアクセスするための穴２２１を有する。コネクタ２２０は、基板１２０の基板流路１２１に対応する位置に設置される。コネクタ２２０は、任意の基板流路１２１に対応する位置にのみ設置されてもよい。コネクタ２２０は、複数の送液管が形成されたマニホールドとして構成されてもよい。この場合、コネクタ２２０を下げることにより、各送液管と、検体処理チップ１００の複数のポートとが、コネクタ２２０を介して一括で接続される。図１２に示す検体処理チップ１００が設置される場合、コネクタ２２０には、貯留部１１０と、気体供給部１１１と、液滴形成用試料供給部１４２ａと、廃棄口１４４ａと、検体供給槽１５１と、接続部１５３、１５４とが接続される。
【０１７５】
（検体処理装置による検体処理フロー）
図３２を参照して、図２９の検体処理装置に図１２の例の検体処理チップ１００を設置して検体処理を行う処理フローを説明する。検体処理の制御は、検体処理装置２００の制御部２１０により行われる。
【０１７６】
検体処理チップ１００が検体処理装置２００の設置部２０１に設置された状態で、検体処理が開始される。なお、この場合、対象成分１０を含む検体は検体供給槽１５１に供給されており、希釈液１２は貯留部１１０に供給されている状態である。
【０１７７】
ステップＳ１において、対象成分１０を含む検体が処理流路１５０に液送される（図２２（Ｂ）参照）。具体的には、開閉弁１４７ａ、１４７ｂおよび１４７ｉが開状態にされた状態で、検体供給槽１５１に正圧が印加される。これにより、検体供給槽１５１から検体が処理流路１５０に液送される。
【０１７８】
ステップＳ２において、Ｐｒｅ−ＰＣＲが行われる（図２２（Ｃ）参照）。具体的には、開閉弁１４７ａおよび１４７ｉが閉状態にされた状態で、処理流路１５０が加熱部２０７により加温される。これにより、処理流路１５０において、対象成分１０のＰｒｅ−ＰＣＲ処理が行われる。
【０１７９】
ステップＳ３において、Ｐｒｅ−ＰＣＲが行われた処理液１１が定量部１４３に液送される（図２２（Ｄ）参照）。具体的には、開閉弁１４７ａおよび１４７ｂが開状態にされ、開閉弁１４７ｃおよび１４７ｄを閉状態にされる。この状態で、検体供給槽１５１に正圧および負圧が印加される。また、検体供給槽１５１の正圧のタイミングにおいて、廃棄口１４４ａに負圧が印加される。また、検体供給槽１５１の負圧のタイミングにおいて、廃棄口１４４ａに正圧が印加される。これにより、処理液１１が第１流路１４１と第２流路１４４と定量部１４３の内腔とにおいて往復移動される。そして、定量部１４３の内腔に処理液１１が充填させて定量される。
【０１８０】
ステップＳ４において、定量が行われた処理液１１が貯留部１１０に液送される（図２２（Ｅ））。具体的には、開閉弁１４７ａおよび１４７ｂが閉状態にされ、開閉弁１４７ｃおよび１４７ｄが開状態にされる。この状態で、気体供給部１１１に正圧が印加される。また、貯留部１１０に負圧が印加される。これにより、送気部２０２からの気体により定量部１４３の内腔に充填された処理液１１が貯留部１１０に送液される。
【０１８１】
ステップＳ５において、気体（気泡）により貯留部１１０内が撹拌される。具体的には、処理液１１を貯留部１１０に送液後、続けて、気体供給部１１１に正圧が印加される。これにより、貯留部１１０に気体が導入される。気体の導入時間は、送液と合わせて、たとえば、０．４秒程度である。これにより、貯留部１１０において、処理液１１と希釈液１２とが撹拌されて、液滴形成用試料１３が調整される。
【０１８２】
ステップＳ６において、液滴形成用試料１３が送液される（図２２（Ｆ）参照）。具体的には、開閉弁１５６ａおよび１５６ｂが開状態にされ、開閉弁１４７ｃ、１５６ｃおよび１５６ｄが閉状態にされる。この状態で、貯留部１１０に正圧が印加される。これにより、貯留部１１０の液滴形成用試料１３が液滴形成用試料供給部１４２ａに送液される。
【０１８３】
（検体処理チップを用いたアッセイの例）
次に、検体処理チップ１００を用いた具体的なアッセイの例を説明する。
【０１８４】
（エマルジョンＰＣＲアッセイの説明）
図３３は、エマルジョンＰＣＲアッセイのフローの例を示す。図３４は、エマルジョンＰＣＲアッセイにおける処理の進行過程を説明する図である。ここでは、対象成分１０が核酸のＤＮＡであり、担体１８が磁性粒子であるとする。
【０１８５】
ステップＳ１１において、前処理により、血液等の試料からＤＮＡが抽出される（図３４（Ａ）参照）。前処理は、専用の核酸抽出装置を用いて行ってもよいし、検体処理装置２００に前処理機構を設けてもよい。
【０１８６】
ステップＳ１２において、抽出されたＤＮＡは、Ｐｒｅ−ＰＣＲ処理によって増幅される（図３４（Ｂ）参照）。Ｐｒｅ−ＰＣＲ処理は、前処理後の抽出液に含まれるＤＮＡを、後続するエマルジョン作成処理が可能となる程度に予備増幅する処理である。Ｐｒｅ−ＰＣＲ処理では、抽出されたＤＮＡと、ポリメラーゼやプライマーを含むＰＣＲ増幅用の試薬とが混合され、サーマルサイクラによる温度制御によって、混合液中のＤＮＡが増幅される。サーマルサイクラは、混合液に対して、複数の異なる温度に変化させる１つのサイクルを複数回繰り返す処理を行う。増幅後のＤＮＡ数を安定させるためには、エマルジョン作成処理に必要とされる以上の十分な数まで増幅することが好ましい。そのため、Ｐｒｅ−ＰＣＲ処理によって増幅したＤＮＡを、希釈処理によって所定倍率まで希釈する。
【０１８７】
ステップＳ１３において、ＤＮＡが希釈液１２によって希釈される（図３４（Ｃ）参照）。ステップＳ１３の希釈処理は、図３４（Ｂ）の処理と図３４（Ｄ）のエマルジョン化の処理の間に実行される。ＤＮＡは、たとえば約１０００倍から数十万倍の希釈倍率で希釈される。希釈処理によって、Ｐｒｅ−ＰＣＲ処理により増幅されたＤＮＡが、エマルジョン作成処理に必要とされる所定濃度（混合液の単位体積当たりのＤＮＡ数）になるまで希釈される。
【０１８８】
ステップＳ１４において、磁性粒子や増幅反応のための試薬１６とＤＮＡとを包含するエマルジョンが形成される（図３４（Ｄ）参照）。つまり、磁性粒子やポリメラーゼ等を含む試薬１６とＤＮＡとの混合液を内部に含む液滴１４が形成され、多数の液滴１４が分散媒体１５中に分散される。液滴１４内に閉じ込められる磁性粒子は、表面に核酸増幅用のプライマー１７が付与されている。液滴１４は、磁性粒子とターゲットＤＮＡ分子とが液滴１４内にそれぞれ１個程度含まれるように形成される。分散媒体１５は混合液に対して非混和性を有する。この例では、混合液は水系であり、分散媒体１５は油系である。分散媒体１５は、たとえば、オイルである。
【０１８９】
ステップＳ１５において、サーマルサイクラによる温度制御によって、エマルジョンの各液滴１４内で、ＤＮＡが磁性粒子上のプライマー１７と結合し、増幅される（エマルジョンＰＣＲ）（図３４（Ｅ）参照）。これにより、個々の液滴１４内で、ターゲットＤＮＡ分子が増幅する。
【０１９０】
磁性粒子上でＤＮＡを増幅後、ステップＳ１６において、エマルジョンが破壊され、増幅されたＤＮＡを含む磁性粒子が液滴１４から取り出される（エマルジョンブレーク）（図３４（Ｆ）参照）。液滴１４を破壊するための試薬としては、アルコールや界面活性剤などを含む１または複数種類の試薬が用いられる。
【０１９１】
ステップＳ１７において、液滴１４から取り出された磁性粒子は、ＢＦ分離工程により洗浄される（１次洗浄）。ＢＦ分離工程は、増幅されたＤＮＡを含む磁性粒子を磁力によって集磁した状態で洗浄液中を通過させることにより、磁性粒子に付着した不要な物質を除去する処理工程である。１次洗浄工程では、たとえば、アルコールを含む洗浄液が用いられる。アルコールは、磁性粒子上の油膜を除去し、かつ、増幅された二本鎖ＤＮＡを一本鎖に変性させる（図３４（Ｇ）参照）。
【０１９２】
洗浄後、ステップＳ１８において、磁性粒子上で一本鎖に変性したＤＮＡが、検出用の標識物質１９と結合される（ハイブリダイゼーション）（図３４（Ｈ）参照）。標識物質１９は、たとえば、蛍光を発する物質である。標識物質１９は、検出対象のＤＮＡに特異的に結合するように設計されている。
【０１９３】
ステップＳ１９において、標識物質１９と結合した磁性粒子は、ＢＦ分離工程により洗浄される（２次洗浄）。２次ＢＦ分離工程は、１次ＢＦ分離工程と同様の処理により行われる。２次洗浄工程では、たとえば、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）が洗浄液として用いられる。ＰＢＳは、ＤＮＡと結合しなかった未反応の標識物質（磁性粒子に非特異的に吸着している標識物質を含む）を除去する。
【０１９４】
ステップＳ２０において、ハイブリダイズされた標識物質１９を介して、ＤＮＡが検出される。ＤＮＡは、たとえば、フローサイトメーターにより検出される。フローサイトメーターにおいて、標識物質１９と結合したＤＮＡを含む磁性粒子がフローセルを流れ、磁性粒子にレーザー光が照射される。照射されたレーザー光によって発せされた標識物質１９の蛍光が検出される。
【０１９５】
ＤＮＡは、画像処理によって検出されてもよい。たとえば、標識物質１９と結合したＤＮＡを含む磁性粒子が平板スライド上あるいは流路上に分散され、分散された磁性粒子がカメラユニットにより撮像される。撮像された画像に基づいて、蛍光を発している磁性粒子数がカウントされる。
【０１９６】
（実施例の説明）
次に、本実施形態の検体処理方法の効果を確認するために行った実施例について説明する。本実施例では、対象成分１０が含まれる処理液１１と、希釈液１２とを貯留部１１０により撹拌する実験を行った。また、対象成分１０をＤＮＡとして実験を行った。
【０１９７】
実施例に用いた構成を図３５に示す。実施例では、貯留部１１０に処理液１１および希釈液１２を供給し、貯留部１１０に気体を所定時間（５０秒）導入して、貯留部１１０内の撹拌を行った。具体的には、貯留部１１０内にまず希釈液１２を導入し、その後、貯留部１１０の下方から処理液１１を導入した。そして、貯留部１１０の下方から所定時間気体を導入した。その後、貯留部１１０内の混合液の一部を接続部１５４に移送した。この際、貯留部１１０の下方から混合液を流出させて移送した。つまり、貯留部１１０内の混合液の下方部分を接続部１５４に移送した。そして、貯留部１１０内には、混合液の上方部分が残る。貯留部１１０内に残る混合液をサンプルＡとして取出し、ＤＮＡの濃度を測定した。また、接続部１５４の混合液をサンプルＢとして取出し、ＤＮＡの濃度を測定した。
【０１９８】
実施例では、図３６に示すように、サンプルＡおよびＢのＤＮＡ濃度は、どちらも約１０００ｐｇ／ｍＬとなった。つまり、サンプルＡとサンプルＢのＤＮＡ濃度は、略等しくなった。これにより、気体を導入することにより、貯留部１１０内において良好に攪拌が行われていることが確認できた。
【０１９９】
図３７に示す比較例では、貯留部１１０内において、気体を導入する撹拌処理を行っていない。具体的には、貯留部１１０内にまず希釈液１２を導入し、その後、貯留部１１０の下方から処理液１１を導入した。そして、貯留部１１０内の混合液の一部を接続部１５４に移送した。
【０２００】
比較例では、サンプルＡのＤＮＡ濃度は、約６００ｐｇ／ｍＬとなった。また、サンプルＢのＤＮＡ濃度は、約１４００ｐｇ／ｍＬとなった。つまり、下方の混合液のほうがＤＮＡの濃度が高くなっている。つまり、気体を導入する撹拌処理を行っていない比較例では、処理液１１と希釈液１２との撹拌が良好に行われていないことが確認できた。
【０２０１】
次に、熱対流により撹拌を行った場合（比較例）と、気泡により撹拌を行った場合（実施例）について説明する。実施例では、貯留部１１０に処理液１１および希釈液１２を供給し、貯留部１１０に気体を導入して、貯留部１１０内を気泡により撹拌した。また、実施例では、処理液１１を希釈液１２により、１０倍または５０倍に希釈した。比較例では、貯留部に処理液１１および希釈液１２を供給し、貯留部を加熱して、貯留部内を熱対流により撹拌した。比較例では、処理液１１を希釈液１２により、３０倍または５０倍に希釈した。
【０２０２】
図３８に示すように、実施例では、０．４秒で撹拌が終了した。また、比較例では、撹拌が終了するまで、１０分要した。これにより、気体を導入することにより、貯留部１１０内において短時間により攪拌が行われることが確認できた。
【０２０３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【符号の説明】
【０２０４】
１０：対象成分（核酸）、１１：処理液、１２：希釈液、１３：液滴形成用試料、１４：液滴、１５：分散媒体、１６：試薬、１００：検体処理チップ、１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ：貯留部、１１１：気体供給部、１１２：導入口、１１３：フィルタ、１４０：基板、１４１：第１流路、１４１ａ：導入口、１４３：定量部、１４４：第２流路、１４４ａ：廃棄口、１４５：第３流路、１４６：第４流路、１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ：開閉弁、１４８：試薬定量部、１５０：処理流路、１６０：内筒、１７０：チップ保持部、１７１：孔、１８０：液滴形成流路、１８１：第１チャネル、１８２：第２チャネル、１８３：交差部分、１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄ：液滴形成定量部、２００：検体処理装置、２０１：設置部、２０２：送気部、２０３：供給部、２０６：押圧部、２０７：加熱部、３００：カートリッジ
【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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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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