(57)【要約】【課題】マイクロ流体チップに接触することなく、充填材料によって液流路の出入り口を塞ぎ、コンタミネーションやハンドリングトラブルがなく、正確且つ信頼性の高い分析結果を低コスト、短時間で得られるマイクロ流体チップの液流路封止方法およびその装置を提供する。【解決手段】基板２１内に形成された液流路に沿って液処理部が配設されたマイクロ流体チップ１００の液流路封止装置５０であって、液流路の出入り口ＰＴに充填材料１２１を滴下して液流路を塞ぐ充填材料滴下手段６０と、液流路の出入り口ＰＴに滴下した硬化型材料１２１に向けて活性エネルギーを照射する活性エネルギー照射手段７０を備えた。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内に形成された液流路に沿って液処理部が配設されたマイクロ流体チップの液流路封止方法であって、
前記液流路の出入り口に、充填材料を滴下して前記液流路を塞ぐことを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止方法。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロ流体チップの液流路封止方法であって、
前記充填材料が活性エネルギーにより硬化する硬化型材料であり、
前記液流路の出入り口に滴下した前記硬化型材料に向けて活性エネルギー照射部から前記活性エネルギーを照射することを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止方法。
【請求項３】
請求項２記載のマイクロ流体チップの液流路封止方法であって、
前記活性エネルギーが紫外線であり、
前記硬化型材料が、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止方法。
【請求項４】
基板内に形成された液流路に沿って液処理部が配設されたマイクロ流体チップの液流路封止装置であって、
前記液流路の出入り口に、充填材料を滴下して前記液流路を塞ぐ充填材料滴下手段を備えたことを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止装置。
【請求項５】
請求項４記載のマイクロ流体チップの液流路封止装置であって、
前記充填材料が活性エネルギーにより硬化する硬化型材料であり、
前記液流路の出入り口に滴下した前記硬化型材料に向けて前記活性エネルギーを照射する活性エネルギー照射手段を更に備えたことを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止装置。
【請求項６】
請求項５記載のマイクロ流体チップの液流路封止装置であって、
前記硬化型材料が、紫外線硬化型樹脂であり、
前記活性エネルギー照射手段が、紫外線を照射する紫外線照射装置であることを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液等の生体物質を分析するマイクロ流体チップの液流路封止方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の分子生物学の進歩により、血液等の生体物質を分析する事により、病気の治療における薬剤投与の効果や副作用の体質による個人差を予知することが可能であることが示されてきており、これを利用して、個人個人にとって最適な治療を施していこうという気運が高まっている。例えば、特定の遺伝子と、特定の治療薬剤の効果や副作用が強く相関することがわかっている場合、この情報を特定の患者の治療に役立てるためには、患者の遺伝子の塩基配列を知る必要がある。内因性遺伝子の変異又は一塩基多型（ＳＮＰ）に関する情報を得るための遺伝子診断は、そのような変異又は一塩基多型を含む標的核酸の増幅及び検出により行なうことができる。このため、サンプル中の標的核酸を迅速且つ正確に増幅及び検出し得る簡便な方法が求められる。
【０００３】
この場合、被検出物質と特異的に結合する抗体又は抗原等のタンパク質或いは一本鎖の核酸をプローブに使い、微粒子、ビーズ、ガラス板等の固相表面に固定し、被検出物質と抗原抗体反応又は核酸ハイブリダイゼーションを行う。そして、酵素等の検知感度の高い標識物質を担持した特異的な相互作用を有する標識化物質、例えば標識化抗体や標識化抗原又は標識化核酸等を用いて、抗原抗体化合物や２本鎖の核酸を検出して、被検物質の有無の検出或いは被検物質の定量を行っている。
【０００４】
この種の技術として、例えば特許文献１に開示される細菌芽胞処理チップ及び細菌芽胞処理装置は、芽胞を形成した細菌を含む試料が供給される注入口と、注入口に供給された試料に導入される発芽促進剤を保管する発芽促進液保管部と、試料と発芽促進剤とを混合した液に導入される溶解液を保管する溶解液保管部と、試料と発芽促進剤と溶解液とを混合し、試料から遺伝子が溶出される遺伝子溶出部と、溶出遺伝子と結合する遺伝子結合担体を備える遺伝子抽出部と、遺伝子抽出部に導入される洗浄液を保管する洗浄液保管部と、遺伝子抽出部に導入される溶離液を保管する溶離液保管部と、溶離液により溶離された遺伝子が導入される反応部とを備え、細菌芽胞から遺伝子の抽出・分析を行う。試料注入口が大気開放されていることによる大気からの汚染や、試薬類の漏れを防止するため、試料を試料注入口に分注した後、ガラス薄板（例えば顕微鏡用のカバーガラス）等の試料注入口カバーを手動または自動により試料注入口に被せることが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２に開示される塩基配列検出装置及び塩基配列自動解析装置は、塩基配列検出チップに設けられた流路、該流路に沿って設けられた作用極と対極と参照極、流路に上流側から薬液またはエアを送入する送入ポート、流路から薬液またはエアを送出する送出ポート、および該流路内に試料を注入する試料注入口を備え、試料注入口から注入された試料の塩基配列を検出する。試料注入口の近傍には蓋が配設されており、試料を注入した後、蓋を押圧して試料注入口に挿入し、試料や薬液の漏れを防止している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５３３６５号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特許文献１及び上記特許文献２では、試料注入口を試料注入口カバーや蓋によって塞ぐ際、分析装置側に設けられたカバー装着機構が試料注入口カバーや蓋に直接接触することになる。万一、試料注入口カバーや蓋に異物や試料注入口に注入した試料などが付着していると、これらの異物などがカバー装着機構に付着してしまい、それ以降に分析装置にかけられるチップが汚染される可能性がある。このことは、多くのチップが連続して自動的に処理される分析装置においては、チップ汚染に気が付くまでに多量のチップが処理されてしまい、それらの分析結果に重大な影響を与えることとなるので深刻な問題である。また、カバー装着機構が流路内の試料に触れると、チップ間の試料混合によるコンタミネーションが発生し、検査結果の信頼性が低下する。更に、試料注入口とカバー装着機構の位置を正確に合わせる必要があるため、カバー装着機構が複雑となってハンドリングトラブル発生が懸念されるばかりでなく、分析装置の製作費が嵩む問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイクロ流体チップに接触することなく、充填材料によって液流路の出入り口を塞ぎ、コンタミネーションやハンドリングトラブルがなく、正確且つ信頼性の高い分析結果を低コスト、短時間で得られるマイクロ流体チップの液流路封止方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る上記目的は、下記方法により達成できる。
（１）  基板内に形成された液流路に沿って液処理部が配設されたマイクロ流体チップの液流路封止方法であって、
前記液流路の出入り口に、充填材料を滴下して前記液流路を塞ぐことを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止方法。
【００１０】
このような液流路封止方法によれば、マイクロ流体チップの液流路の出入り口に、充填材料を滴下して液流路を塞ぐようにしたので、マイクロ流体チップに接触することなく液流路を塞ぐことができる。これにより、コンタミネーションの発生を防止して信頼性の高い分析を行うことができる。また、液流路閉塞機構を簡素化することができ、機械故障などのハンドリングトラブルを防止することができる。
【００１１】
（２）  上記（１）記載のマイクロ流体チップの液流路封止方法であって、
前記充填材料が活性エネルギーにより硬化する硬化型材料であり、
前記液流路の出入り口に滴下した前記硬化型材料に向けて活性エネルギー照射部から前記活性エネルギーを照射することを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止方法。
【００１２】
このような液流路封止方法によれば、活性エネルギーにより硬化する硬化型材料を液流路の出入り口に滴下し、活性エネルギー照射部から活性エネルギーを照射して硬化させるようにしたので、マイクロ流体チップに非接触で、短時間且つ確実に液流路の出入り口を塞ぐことができる。また、硬化型材料を容易に出入り口へ滴下でき、且つ硬化した硬化型材料は高い耐久性を有するので、薬液や試料の漏れ、コンタミネーションの発生を確実に防止して信頼性の高い分析結果が得られる。尚、硬化型材料は、予め加熱などの殺菌処理を施して無菌状態としてから使用することがコンタミネーション防止の観点から望ましい。
【００１３】
（３）  上記（２）記載のマイクロ流体チップの液流路封止方法であって、
前記活性エネルギーが紫外線であり、
前記硬化型材料が、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止方法。
【００１４】
このような液流路封止方法によれば、紫外線硬化型樹脂を液流路の出入り口に滴下し、紫外線を照射して硬化させるようにしたので、マイクロ流体チップに非接触で、短時間且つ確実に液流路の出入り口を塞ぐことができ、薬液や試料の漏れ、コンタミネーションの発生を確実に防止して信頼性の高い分析結果が得られる。
【００１５】
また、本発明に係る上記目的は、下記装置により達成できる。
（４）  基板内に形成された液流路に沿って液処理部が配設されたマイクロ流体チップの液流路封止装置であって、
前記液流路の出入り口に、充填材料を滴下して前記液流路を塞ぐ充填材料滴下手段を備えたことを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止装置。
【００１６】
このように構成された液流路封止装置においては、充填材料滴下手段から液流路の出入り口に充填材料を滴下して液流路を塞ぐようにしたので、マイクロ流体チップに接触することなく液流路を塞ぐことができる。これにより、コンタミネーションの発生を防止して信頼性の高い分析を行うことができる。また、液流路閉塞機構は、機構が簡単な充填材料滴下手段であるので、機械故障などのハンドリングトラブルを防止することができる。
【００１７】
（５）  上記（４）記載のマイクロ流体チップの液流路封止装置であって、
前記充填材料が活性エネルギーにより硬化する硬化型材料であり、
前記液流路の出入り口に滴下した前記硬化型材料に向けて前記活性エネルギーを照射する活性エネルギー照射手段を更に備えたことを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止装置。
【００１８】
このように構成された液流路封止装置においては、充填材料滴下手段から活性エネルギーにより硬化する硬化型材料を液流路の出入り口に滴下した後、活性エネルギー照射手段によって活性エネルギーを照射して硬化させるようにしたので、マイクロ流体チップに非接触で、短時間且つ確実に液流路の出入り口を塞ぐことができる。これにより、コンタミネーションの発生を防止して信頼性の高い分析を行うことができる。
【００１９】
（６）  上記（５）記載のマイクロ流体チップの液流路封止装置であって、
前記硬化型材料が、紫外線硬化型樹脂であり、
前記活性エネルギー照射手段が、紫外線を照射する紫外線照射装置であることを特徴とするマイクロ流体チップの液流路封止装置。
【００２０】
このように構成された液流路封止装置においては、充填材料滴下手段から紫外線硬化型樹脂を液流路の出入り口に滴下し、紫外線照射装置から紫外線を照射して硬化させるようにしたので、マイクロ流体チップに非接触で、短時間且つ確実に液流路の出入り口を塞ぎ、コンタミネーションの発生を防止して信頼性の高い分析を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のマイクロ流体チップの液流路封止方法およびその装置によれば、マイクロ流体チップに接触することなく、充填材料によって液流路の出入り口を塞ぎ、コンタミネーションやハンドリングトラブルがなく、正確且つ信頼性の高い分析結果を低コスト、短時間で得られるマイクロ流体チップの液流路封止方法およびその装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るマイクロ流体チップの液流路封止装置の好適な各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は本発明に係るマイクロ流体チップの液流路封止装置を備えた検査装置をマイクロ流体チップと共に示す概略構成図、図２は検査装置およびマイクロ流体チップの詳細な構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、検査装置１１は、制御部１９と、送液部２０と、加熱・検出部３０と、液流路封止装置４０と、を備える。マイクロ流体チップ（以下、単に「チップ」とも称す。）１００は、検査装置１１にセットされて使用され、一回の使用後に廃棄される。本実施の形態は、検体である血液（全血）がマイクロ流体チップ１００に注入される。マイクロ流体チップ１００は、検査装置１１にセットされることで、チップ外部からの物理的作用力によって検体液がハンドリングされ、例えば一塩基多型の複数ターゲット遺伝子が検査されるものであり、特開2005-160387号に示されているような、ターゲット配列の核酸を等温で特異的に増幅するための反応とその検出をチップ１００上で実現可能とするものである。これにより、例えば、標的核酸を増幅してこれを検出することで、感染症の原因となる病原体に特異的な標的核酸の増幅及び検出が可能となり、検体中の該病原体の存否等が判定可能となる。
【００２５】
本実施の形態において、物理的作用力は、液流路の始点と終点に設けたポート部ＰＴからエア供給又はエア吸引することにより発生する空気圧作用力（空圧駆動力）である。したがって、液流路内に供給された液体が、液流路の始点と終点とに作用されるエア供給又はエア吸引により、液流路内の所望位置へ移動制御可能となる。この際、液体は、始点と先端部、後端部と終点との間に介在する気体に挟持された状態で保持され、引っ張り力の作用により途中で分断されることがない。
【００２６】
なお、ＤＮＡ増幅反応は、等温増幅反応により、使用する酵素の活性が一定に維持できる温度に保たれる。ここで、「等温」とは、酵素およびプライマーが実質的に機能しうるような、ほぼ一定の温度をいう。さらに、「ほぼ一定の温度」とは、酵素及びプライマーの実質的な機能を損なわない程度の温度変化であれば許容されることを意味する。
【００２７】
図２に示すように、検査装置１１の送液部２０は、作動流体として空気が使用されるポンプＰＭＰと、バルブＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４を備える。また、加熱・検出部３０は、検体加熱部１３と、温調部１５と、液位置検出部１６と、蛍光検出部１７とを備える。送液部２０および加熱・検出部３０の各装置は、これらに接続されて検出信号が入力され、或いは制御信号を送出する制御部１９に接続されている。
【００２８】
送液部２０のバルブＳＶ４はポンプＰＭＰとバルブＳＶ２との間に介装され、バルブＳＶ２は作動流体制御側がチップ１００の第４ポートＰＴ−Ｃと、バルブＳＶ１は作動流体制御側がチップ１００の第２ポートＰＴ−Ｄと、バルブＳＶ３は作動流体制御側が第１ポートＰＴ−Ａとに接続され、バルブＳＶ２の作動流体制御側とバルブＳＶ１の作動流体入力側はチップ１００の第３ポートＰＴ−Ｂに接続される。また、加熱・検出部３０の検体加熱部１３は、チップ１００の被加熱部Ｂを加熱し、温調部１５はチップ１００の反応部Ｆの温度調節を行い、蛍光検出部１７は反応部Ｆの蛍光を検出可能としている。これら各構成要素の動作については後に詳述する。
【００２９】
図３は図１に示した液流路封止装置４０の概略構成図である。
液流路封止装置４０は、図３に示すように、第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、および第４ポートＰＴ−Ｃにそれぞれ対応して配置された４つの滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７を備える。各滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７は、充填材料１１１が貯留されるタンク１０９に定量ポンプ１１３を介して接続されており、定量ポンプ１１３を作動させて滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７から各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃに所定量の充填材料１１１を滴下させる。液流路封止装置４０は、図示しない搬送機構によって、各滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７がポート部ＰＴに対応する作動位置と、ポート部ＰＴから離間した待機位置との間を移動自在となっている。
【００３０】
図４は図２に示したマイクロ流体チップの分解斜視図、図５はマイクロ流体チップの上面視を（ａ）、下面視を（ｂ）に表した平面図である。
マイクロ流体チップ１００は、図４に示すように、流路基板２１と、この流路基板２１の一方の面（下面）２２に貼着される蓋材２３とにより構成されている。流路基板２１は、熱可塑性の高分子ポリマーの射出成形により製作される。使用する高分子ポリマーは、特に限定されないが、光学的に透明であり、耐熱性が高く、化学的に安定であり、射出成形が容易なものが望ましく、ＣＯＰ、ＣＯＣ、ＰＭＭＡ等が好適である。光学的に透明とは、検出に用いる励起光や蛍光の波長において透過性が高く、散乱が小さく、自家蛍光が少ないことである。チップ１００は、蛍光を検出可能とする透光性を有していることで、検出試薬に例えばサイバーグリーンが用いられ、反応によって増幅された２本鎖ＤＮＡにインターカレートすることで発する蛍光が測定可能となる。これにより、ターゲットとする遺伝子配列の存在の有無が検出可能となる。
【００３１】
流路基板２１の他方の面（上面）２８には掘り込み２９，３１が形成され、掘り込み２９，３１は被加熱部Ｂ、反応部Ｆに対応して位置している。また、流路基板２１の下面２２には図５に示すように、上記の第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、第４ポートＰＴ−Ｃに連通する開口３３，３５，３７，３９が設けられている。流路基板２１は、外形が例えば縦横Ｗ２，Ｗ１が５５×９１ｍｍであり、厚みｔが２ｍｍ程度で形成される。
【００３２】
蓋材２３は、流路基板２１の流路面（下面２２）に形成されたポート、セル、流路（溝）に蓋をするための部材であり、蓋材２３と流路基板２１は接着剤や粘着剤により接合される。蓋材２３としては、流路基板同様、光学的に透明であり、耐熱性が高く、化学的に安定であるシート状の高分子ポリマーを用いる。本実施の形態では、１００μｍの厚みのＰＣＲ用プレートシールを用いた（プラスチックフィルムに粘着剤が塗布されている）。
【００３３】
図６は図５（ｂ）の拡大図、図７はポート出口流路の近傍を表す要部拡大平面図である。
流路基板２１には、液体に必要な操作（詳しくは後述）するためのポート、セル、流路等が構成されている。すなわち、図６に示すように、流路基板２１は、生体細胞を含む検体液と前処理試薬（第１液）とを投入する第１ポートＰＴ−Ａと、反応増幅試薬（第２液）を投入する第２ポートＰＴ−Ｄと、流路内に空気圧を供給する第３ポートＰＴ−Ｂと、減圧される流路終端の第４ポートＰＴ−Ｃと、第１ポートＰＴ−Ａから投入された検体液と前処理試薬とを混合して第１混合液を生成する第１の流路（検体混合部）Ａと、第１混合液を加熱して生体細胞よりＤＮＡを抽出し１本鎖に分解する第２の流路（被加熱部）Ｂと、被加熱部Ｂで処理された第１混合液に反応増幅試薬を合流させる第３の流路（試薬合流部）Ｃと、試薬合流部Ｃで合流された第２混合液が通過することにより溶解が進む酵素（第１固体）を固化実装した第４の流路（酵素保持部）Ｄと、酵素保持部Ｄで処理される第２混合液への酵素の混合を助長する第５の流路（酵素混合部）Ｅと、酵素混合部Ｅに接続され、流路内に固化実装されたプライマー（第２固体）の溶解、加熱によるＤＮＡ増幅、ＤＮＡ増幅の検出を同一位置で行う複数の第６の流路（反応部）Ｆと、反応部Ｆの流路に接続され酵素混合部Ｅで処理された第２混合液を反応部Ｆの複数の反応検出セル２７それぞれに定量分注するための第７の流路（定量分注流路）Ｇと、を備える。
【００３４】
第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、第４ポートＰＴ−Ｃ（ポート部ＰＴ）は、流路基板２１を上下面に貫通した穴により構成され、蓋材２３を貼り付けることにより、流路と連結した凹部が形成される。各ポート部ＰＴは、流路基板２１の他の部分より若干厚みが大きくなっており、この部分に検査装置１１の送液用のポートパッド（図示せず）が接続される。各ポートパッドは、配管を経由してバルブＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４（バルブＳＶ）に接続される。このバルブＳＶには送液駆動のための上記したポンプＰＭＰが接続されている。これらバルブＳＶとポンプＰＭＰの動作を制御部１９によって制御することにより、ポート部ＰＴの空気を減圧、加圧、大気開放、密閉状態にすることができ、流路内の液滴を自在に搬送することができる。
【００３５】
また、マイクロ流体チップ１００は、所望の搬送が完了した時点で、ポート部ＰＴからポートパッドを脱離させた後、液流路封止装置４０を待機位置から作動位置へ移動させ、図３に示すように、滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７をそれぞれ各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃに対向配置して充填材料１１１を滴下させる。これにより、各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃの出入り口が充填材料１１１によって塞がれて、チップ１００が密閉状態とされる。チップ１００を密閉しない状態で増幅反応を行った場合、増幅されたＤＮＡがチップ外に流出して環境を汚染し、キャリーオーバーの危険性があり、これを防止するために増幅反応前にチップ１００を密閉状態にする。充填材料１１１によるポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃの封止については、後に詳述する。
【００３６】
第１ポートＰＴ−Ａは、検体ポートとして使用され、血液１μＬと前処理試薬３μＬとが投入される。前処理試薬は、血液中の白血球から核酸成分を単離するために用いられる。界面活性剤や強アルカリを用いて化学的に溶解処理が行われる。例えば、界面活性剤として、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。また、血液の凝固を防ぐために、へパリンやEDTA等の凝固防止剤を添加しても良い。
【００３７】
第２ポートＰＴ−Ｄは、液体試薬ポートとして使用され、反応増幅試薬が５６μＬ投入される。反応増幅試薬には、酵素、プライマー以外の増幅反応と検出に必要とする試薬が含まれている。例えば、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等の触媒、ｄＮＴＰミックス等の基質、トリス塩酸バッファー、トライシンバッファー、リン酸ナトリウムバッファー、リン酸カリウムバッファー等の緩衝液を使用することができる。さらに、ジメチルスルホキシド(dimethyl sulfoxide)やベタイン（N,N,N-trimethylglycine）等の添加物、国際公開第９９／５４４５５号パンフレットに記載の酸性物質、陽イオン錯体等を使用してもよい。
【００３８】
検出試薬にはサイバーグリーンを用いることができる。サイバーグリーンは、反応によって増幅された２本鎖ＤＮＡにインターカレートすることにより、強い蛍光を発する。この蛍光強度を測定することにより、ターゲットとする遺伝子配列の存在の有無を検出する。
【００３９】
第３ポートＰＴ−Ｂ、第４ポートＰＴ−Ｃは、送液ポートとして使用され、ポンプＰＭＰやバルブＳＶによって、減圧、加圧や大気開放状態、閉状態に切り替えられるにより流路内の液滴を駆動する。
【００４０】
図７に示すように、検体混合部Ａは、第１ポートＰＴ−Ａに投入した血液と前処理試薬の全量より大きな亀の甲状セルが複数連結した流路になっており、この流路を通過させることにより、第１ポートＰＴ−Ａに投入した血液と前処理試薬を均一に混合する。すなわち、検体混合部Ａの流路は、液体の流動方向に直交する方向の断面積が他の流路における断面積に比して大きい広幅流路部４１と、該広幅流路部４１より断面積が小さい狭幅流路部４３とが交互に形成されている。したがって、第１ポートＰＴ−Ａに投入された血液が、検体混合部Ａに到達すると、液体が流動する方向に沿って広幅流路部４１と狭幅流路部４３とが交互に形成された流路を通過することで、オリフィス作用による撹拌が複数回行われ、血液と前処理試薬とが均一に混合される。
【００４１】
被加熱部Ｂは、図２に示す検体加熱部１３により９８℃に加熱される。すなわち、マイクロ流体チップ１００は、液処理の制御動作条件が、液体を液処理部で加熱処理するための加熱設定温度を含む条件となる。例えば、ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）法による核酸増幅反応等において、液流路内の送液制御により、鋳型ＤＮＡ、プライマー、基質、耐熱性ポリメラーゼ酵素等の混合された反応液が温度調節され、所定の３種類の温度に順次変化されることを繰り返すことで、目的とするＤＮＡが増幅可能となる。本実施の形態では、この部分を血液と前処理試薬が通過することにより、前処理試薬により白血球から抽出されたＤＮＡ２本鎖が１本鎖になる。被加熱部Ｂは、加熱を均一に行うために、流路基板２１には掘り込み２９が設けられ、この部分の厚みが１．２ｍｍ程度に薄くなっている。
【００４２】
試薬合流部Ｃは、加熱処理された血液と前処理試薬に反応増幅試薬を合流させる。第２ポートＰＴ−Ｄにおける流路の毛細管力の大小関係は、ポートＤ出口流路４５＞主流路４７＞ポートＤ流路（第２ポートＰＴ−Ｄ）  という関係になっており、ポートＤ出口流路４５と主流路４７の接続部はラプラス圧バルブが構成されている。第２ポートＰＴ−Ｄに投入した反応増幅試薬は主流路４７に流出することなく、ポートＤ出口流路４５と主流路４７の接続面で留まる。また、後述する操作により血液と前処理試薬の混合液がポートＤ出口流路４５に到着すると、ラプラス圧バルブが破壊され、上記の２液体が合流する。
【００４３】
酵素混合部Ｅは、図６に示すように、液溜め室である第１混合部４９と第２混合部５１とを有する。酵素保持部Ｄは、第１混合部４９と第２混合部５１との間に設けられ、第１保持部５３と第２保持部５５とからなる。第１保持部５３は、第１混合部４９と第２混合部５１の間に設置された、試薬保持用のセルであり、ポリミラーゼとデキストリンの水溶解液を点着後、凍結乾燥により乾燥、固化した試薬５７が保持される。
【００４４】
この保持部の上流と下流の流路は、その保持部より細くなっており、乾燥固化した試薬５７の流路への密着力が無い場合でも、チップ１００の保存、運搬等の振動により固化試薬５７が剥がれ落ちて前後の流路へ流出してしまうことを防いでいる。
【００４５】
ポリメラーゼは、鎖置換（strand displacement）活性（鎖置換能）を有するものであればよく、常温性、中温性、もしくは耐熱性のいずれのものも好適に使用できる。また、このポリメラーゼは、天然体もしくは人工的に変異を加えた変異体のいずれであってもよい。このようなポリメラーゼとしては、ＤＮＡポリメラーゼが挙げられる。さらに、このＤＮＡポリメラーゼは、実質的に５’→３’エキソヌクレアーゼ活性を有しないものであることが好ましい。このようなＤＮＡポリメラーゼとしては、バチルス・ステアロサーモフィルス（Bacillus stearothermophilus、以下「Ｂ．ｓｔ」という）、バチルス・カルドテナックス（Bacillus caldotenax、以下「Ｂ．ｃａ」という）等の好熱性バチルス属細菌由来ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性を欠失した変異体、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）由来ＤＮＡポリメラーゼＩのクレノウフラグメント等が挙げられる。
【００４６】
デキストリンは酵素の安定化剤として用いられる。これにより、酵素の長期保存が可能になると共に、増幅反応においても、反応液中の酵素が安定化されるため、核酸の増幅効率を高めることが可能となる。その他の酵素安定化剤として、グリセロール、ウシ血清アルブミン、糖類などを用いることができる。
【００４７】
第２保持部５５は第１保持部５３の下流に設置され、第１保持部５３と同様の構造になっている。第２保持部５５には、MutSとデキストリンの水溶液を点着後、凍結乾燥により乾燥、固化させた試薬５９が保持される。MutSは、「ミスマッチ結合タンパク質」（「ミスマッチ認識タンパク質」とも称される）と呼ばれるタンパク質群の１つである。これは、ＤＮＡの２本鎖において部分的に対合できない（ミスマッチ）塩基対が生じたときに、これを修復する機能を有するタンパク質群であり、ＭｕｔＳタンパク質（特表平９−５０４６９９号公報）以外に、ＭｕｔＭタンパク質（特開２０００−３００２６５号公報）などの様々なミスマッチ結合タンパクが知られている。
【００４８】
酵素混合部Ｅは、血液、前処理試薬、反応増幅試薬の合流液を第１混合部４９、第２混合部５１の間を往復させることにより、第１の酵素である試薬５７、第２の酵素である試薬５９を溶解し、前記液体を均一に混合する。往復時に液滴が気泡を巻き込まないように安定に搬送するために、酵素混合部Ｅは混合液に対して撥水的であることが望ましく、本実施の形態では流路基板２１の材料にＣＯＰ（水の接触角約１１０°）を選択した。
【００４９】
反応部Ｆには、ターゲットＤＮＡのプライマーとゼラチンの水溶解液が点着後冷却固化、固定されている。プライマーは、ターゲットＤＮＡの特定部分に相補的な塩基配列を有する２０塩基長程度のオリゴヌクレオチドであり、ポリメラーゼによるＤＮＡの合成の起点となる。本実施の形態では１３個の反応検出セル２７ａ〜２７ｍが構成されており、検査対象の遺伝子に対して、ｗｉｌｄとｍｕｔａｎｔの配列に特異的に増幅反応を行うために、ｗｉｌｄを増幅させるプライマー６１及び、ｍｕｔａｎｔを増幅させるためのプライマー６３を一対として、それぞれ異なる反応・検出セルに固定している。
【００５０】
すなわち、１２個の反応検出セル２７ａ〜２７ｌで６ケ所Ｄ１〜Ｄ６の遺伝子を検査対象としている。残りの１ケ所ＰＤの反応検出セル２７ｍには、多型の存在しない遺伝子配列を増幅させるためのプライマー６５が固定されており、このセルはポジコンとして用いられる。第１混合部４９、第２混合部５１で混合された検体は、各反応検出セル２７ａ〜２７ｍに定量分注される。
【００５１】
この反応検出セル２７ａ〜２７ｍを６０℃に加熱することにより、固化したゼラチンが溶解し、各反応検出セル２７ａ〜２７ｍ内に分散し、等温増幅反応が行われる。プライマーの水溶液のみを反応検出セル２７に点着し、乾燥固定化することもできるが、この場合、セル内に液体が流入した際に、プライマーが流れ方向に流されてしまい、セル内での反応、検出が行えない。このため、常温の水溶液では溶解しにくいゼラチンを０．５％含有させて点着、固化した。
【００５２】
図８は反応検出セルの拡大平面図である。
各反応検出セル２７ａ〜２７ｍの前後には反応検出セル入り口流路６９と反応検出セル出口流路７１が配置され、この入り口出口流路６９，７１は細い流路となっている。分注後の液体の端面は、入り口流路６９と主流路７３の接続面、及び出口流路７１と排気流路７５の接続面に留まっている。反応部Ｆには加熱部７７が形成され、加熱部７７は、加熱を均一に行うために、上記の掘り込み３１によって、流路基板２１の厚みが１．２ｍｍ程度に薄くなっている。加熱部７７は、反応検出セル２７全体と、入り口出口流路６９，７１の一部分までを加熱する配置になっており、加熱部７７以外は、他の温度調整手段によって常温に温度調節されている。すなわち、反応検出セル２７内の液体の両端面は、加熱されることなく、常温に保持される。このことにより、加熱により水分が蒸発することを防ぐことができる。この加熱部７７及びその周りの温度調節手段が、図２の温調部１５を構成している。
【００５３】
入り口出口流路６９，７１、主流路７３、排気流路７５は、定量分注流路Ｇを構成している。定量分注流路Ｇは、酵素混合部Ｅで処理された第２混合液を反応部Ｆの複数の反応検出セル２７それぞれに定量分注する。
【００５４】
反応検出セル２７に定量分注された液体は、生態細胞を有する検体液、前処理試薬、反応増幅試薬を含む。反応検出セル２７には核酸の断片であるプライマー６１、６３、…が実装されており、この反応検出セル２７に液体を定量分注し、加熱しながら励起光を照射する事により、液処理部内で発生する蛍光を検出する。反応検出セル２７では、被検出物質の核酸増幅反応が行われる。この際、検知感度の高い標識物質である発光性物質を担持した特異的な相互作用を有する標識化物質、例えば標識化抗体や標識化抗原又は標識化核酸等が用いられる。サイバーグリーンは、反応によって増幅された２本鎖ＤＮＡにインターカレートすることにより、強い蛍光を発する。この蛍光強度を測定することにより、ターゲットとする遺伝子配列の存在の有無が検出可能となる。
【００５５】
図９はターゲット配列がある場合を（ａ）、ターゲット配列が無い場合を（ｂ）に表した蛍光測定結果のグラフである。
反応検出セル２７ａ〜２７ｍは、光学系により、約４９０ｎｍの波長で励起し、インターカレートしたサイバーグリーンの約５２０ｎｍの蛍光を測定することにより、ターゲットＤＮＡの増幅が確認される。すなわち、図９に示すように、ターゲットとする核酸配列が存在する場合には、蛍光強度Ｉの増加が確認され、存在しない場合には蛍光強度Ｉの増加が確認されない。
【００５６】
反応部Ｆでは、反応検出セル２７ａ〜２７ｍへの分注時に液体がスムーズに進入し、出口部でのラプラス圧バルブによる停止が安定に行えるためには、反応検出セル２７とその前後の細い入り口出口流路６９，７１は適度に親水的であることが望ましい。本実施の形態では、少なくとも入り口出口流路６９，７１が、プラズマ照射により親水化されている（水の接触角約７０°）。
【００５７】
流路基板２１を部分的に親水化、又は撥水化する方法としては、プラズマ照射以外に公知の方法（親水化／撥水化処理液を塗布する方法、ＵＶ照射、蒸着やスパッタにより親水化／撥水化材料の薄膜を形成する方法、２色成形やインサート成形により、濡れ性の異なる樹脂を用いて成形する方法等）を用いることができる。本実施の形態では、各流路（少なくとも入り口出口流路６９，７１）の流路内壁面が、少なくとも２段階以上の濡れ性を有している。これにより、各反応検出セル２７ａ〜２７ｍへの分注時に液体がスムーズに進入し、出口部でのラプラス圧バルブによる停止が安定に行えるようになっている。
【００５８】
本実施の形態では、上記のように、６組の一塩基多型を判定するための１２個の反応検出セル２７ａ〜２７ｌと、ポジコン用の１個の反応検出セル２７ｍにより構成されている。ポジコン用反応検出セル２７ｍには、多型が存在しない遺伝子配列部をターゲットとするプライマー６５が実装されており、どんな検体を検査しても、蛍光強度の増大が確認される。このポジコン用反応検出セル２７ｍの蛍光を確認することにより、一連の送液操作が正常に行われ、且つ正常な反応が行われたことを確認することができ、検査結果の信頼性を保障することが可能となる。
【００５９】
また、ネガコンの保障方法としては、血液の代わりに水を投入して一連の反応を行わせ、蛍光強度の増大が無いことを確認しても良いし、同一基板上に２組の回路を形成し、検査とネガコンの保障を同時に行っても良い。
【００６０】
有限な液体をマイクロ流体チップ１００で操作する場合、特に、能動的なバルブやポンプを内蔵していないシンプルな流路により構成されているマイクロ流体チップ１００で、液体の複雑なハンドリングをチップ外部からの空圧駆動で行うには、液体の位置を正確に検出することが不可欠となる。液体の位置を検出しないで、例えば駆動空気の流量で制御しようとすると、ポンプからマイクロ流体チップ１００のポート部ＰＴまでの配管や、チップ内の流路の空気の体積（デッドボリューム）の温度変化による膨張や収縮、流路内の微小な傷や静電気による流量抵抗の変化、或いは流体を加熱した時に流体が蒸発することによる蒸気圧の影響などの外乱により、再現性良く液体をハンドリングすることは困難となる。このため、液体の位置を正確に検出することは非常に重要となる。
【００６１】
マイクロ流体チップ１００は、液流路の特定位置において液流路内の液体の先端部、後端部の少なくともいずれかを検出し、検出されたタイミングに応じて液体の制御動作条件を決定する。これにより、ピペッティングの操作、装置への出し入れ等の煩雑な操作を不要にして、液流路内での検体中のＤＮＡの抽出或いは増幅等の反応が可能となる。液体の制御動作条件は、液体に対する移動の方向、移動速度、移動のための駆動力のうち、少なくとも１つを含むものであれば、液流路内における送液の移動制御が可能となる。また、液体移動の方向、移動速度、駆動力の全てを制御可能とした構成によれば、これらの動作条件が自在に切り替えられることで、ピペッティングの操作、装置への出し入れ等を行うのと同等の送液制御が可能となる。
【００６２】
本実施の形態では、液体の位置を検出することにより、液体の駆動速度、駆動方向、駆動力の制御を、検査装置１１の制御部１９によって切り替えている。ここで駆動力とは、一定圧力による吸引や加圧以外に、ポート部ＰＴの大気開放、閉状態、及び複数ポート部ＰＴの連結状態を含むものとする。
【００６３】
図１０は液位置検出部の平面視を（ａ）、そのＰ１−Ｐ１断面視を（ｂ）に表した説明図、図１１は液位置検出部の入反射光を表した模式図、図１２は反射率と入射角度との相関を表したグラフである。
マイクロ流体チップ１００には液位置検出のためのセンシング部ＰＨ１〜５（図２，図６参照）が配置されている。本実施の形態では、このセンシング部ＰＨ１〜５に対向する位置に、液位置検出部１６が配置される。図２には纏めて１つの液位置検出部１６を示しているが、センシング部ＰＨ１〜５の合計５箇所それぞれに対向して配置される。この液位置検出部１６の具体例として、図１０に示す反射型光ファイバーセンサー８７が使用されている。各ファイバーセンサー８７の先端は、図１０に示すように、チップ１００の蓋材２３側から流路８３に向けて配置されている。
【００６４】
反射型光ファイバーセンサー８７は、流路８３の特定位置に光を照射して流路８３からの反射光を検出し、特定位置おける流路内の液体の有無を、反射光の空気と液体との屈折率変化に基づく光量変化から判定する。したがって、チップ１００の外部から光りを照射し、その反射光の屈折率変化によって判定が可能となるので、流路８３にセンサ等が露出せず、検体液の汚染されることがない。また、超音波を利用した場合の振動が発生せず、反応液等との混ざり具合にバラツキの発生することがない。
【００６５】
具体的には、反射型光ファイバーセンサー８７は、特定位置を照射する光を投光側光ファイバー８９を通じて供給し、流路８３からの反射光を受光側光ファイバー９１に導入して検出する。この反射型光ファイバーセンサー８７によれば、照射光と反射光を、投光側光ファイバー８９と受光側光ファイバー９１を統合した小面積なファイバー先端面で行うことができ、小面積の被検出領域に対する光照射及び当該照射領域からの反射光の受光が可能となり、微小な流路８３の特定位置における液体の有無が検出可能となる。
【００６６】
反射型光ファイバーセンサー８７の受光側光ファイバー９１は、チップ１００より反射される反射光の強度を検出する。
流路８３中の液滴のあり／なしは、主に蓋材２３の流路側面からの反射率が流路中に空気がある場合と、水がある場合の反射率の違いにより検出することができる。
【００６７】
一般に、図１１に示すような入射光に対する反射率は次式で表される。
【数１】
2008139237.tif 000003
ここで、Rp：p偏光、Rs：ｓ偏光であり、n=n2/n1とおいた。
【数２】
2008139237.tif 000004
とおき、蓋材２３の屈折率をn1＝1.49、流路８３中の流体の屈折率を
液滴なしの場合・・・n2（空気）＝1.00
液滴ありの場合・・・n2（水）＝1.33
とおいて計算すると、流路８３中の流体が空気の場合と水の場合とで図１２のような反射率の違いを求めることができる。
【００６８】
使用している投光側光ファイバー８９の投光の広がり角が６０°の場合、図１２の０°から３０°の範囲で考えればよく、流路８３中の流体が空気の場合は反射率が約４％、水の場合は０．５％以下になる。この違いにより、液滴の有り無しで反射型光ファイバーセンサー８７の受光量が変化し、液滴の到着を検出することができる。
【００６９】
このように、反射型光ファイバーセンサー８７による検出は、空気と流体の屈折率の差を検出するものであり、流体の光透過率や、光の散乱を検出する原理による検出方法と比較して、流体中の溶解物質の種類やその濃度変化があっても、安定して検出することができるという利点を備えている。
【００７０】
上記の構成を有する本実施の形態によるマイクロ流体チップ１００によれば、検体液と理試薬とを投入する第１ポートＰＴ−Ａと、反応増幅試薬を投入する第２ポートＰＴ−Ｄと、流路内に空気圧を供給する第３ポートＰＴ−Ｂと、第１ポートＰＴ−Ａから投入された検体液と前処理試薬とを混合して第１混合液を生成する検体混合部Ａと、第１混合液を加熱して生体細胞よりＤＮＡを抽出し１本鎖に分解する被加熱部Ｂと、被加熱部Ｂで処理された第１混合液に反応増幅試薬を合流させる試薬合流部Ｃと、試薬合流部Ｃで合流された第２の混合液が通過することにより溶解が進む酵素を固化実装した酵素保持部Ｄと、酵素保持部Ｄで処理される第２の混合液への酵素の混合を助長する酵素混合部Ｅと、酵素混合部Ｅに接続され、流路内に固化実装されたプライマーの溶解、加熱によるＤＮＡ増幅、このＤＮＡ増幅の検出を同一位置で行う複数の反応検出セル２７からなる反応部Ｆと、複数の反応検出セル２７に接続され酵素混合部Ｅで処理された第２混合液を複数の反応検出セル２７のそれぞれに定量分注するための定量分注流路Ｇと、を備えたので、立体的に複雑な構造を必要とせず、簡単な構造で複雑な送液制御が行えるとともに、ピペッティングの操作、装置への出し入れ等の煩雑な操作が不要になり、熟練を要さない簡単な操作で、正確かつ信頼性の高い分析結果を低コスト、短時間で得ることができる。
そして、マイクロ流体チップの液流路の出入り口に、充填材料を滴下して液流路を塞ぐようにしたので、マイクロ流体チップに接触することなく液流路を塞ぐことができる。これにより、コンタミネーションの発生を防止して信頼性の高い分析を行うことができる。また、液流路閉塞機構を簡素化することができ、機械故障などのハンドリングトラブルを防止することができる。
【００７１】
次に、上記のマイクロ流体チップ１００を使用した送液フローについて説明する。
図１３はマイクロ流体チップの駆動制御に伴う各要素の作動状態を時間軸に沿って表したタイムチャート、図１４は液セットから最初の加熱までの動作説明図、図１５は酵素混合までの動作説明図、図１６は反応部注入までの動作説明図、図１７は分注から検査完了までの動作説明図である。
以下の説明においては、図１３の制御動作Ｖ１〜Ｖ１３と図１４〜図１７の各ステップＳ１〜Ｓ２０における状態を対応させて説明する。
【００７２】
先ず、チップ１００を準備し、検査装置１１のＲＥＡＤＹスイッチを押す（Ｖ１、Ｓ１）。そして、第２ポートＰＴ−Ｄに反応増幅試薬を投入する（Ｓ２）。第２ポートＰＴ−Ｄにおける流路の毛細管力の大小関係は、ポートＤ出口流路４５＞主流路４７＞第２ポートＰＴ−Ｄという関係になっており、ポートＤ出口流路４５と主流路４７の接続部はラプラス圧バルブが構成されている。このため、反応増幅試薬は主流路４７に流出することなく、ポートＤ出口流路４５と主流路４７の接続面で留まる。
【００７３】
次いで、第１ポートＰＴ−Ａに血液と前処理試薬を投入する（Ｓ３）。チップ１００を検査装置１１にセットし、検査装置１１のＳＴＡＲＴスイッチを押す（Ｖ２）。すると、第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、第４ポートＰＴ−Ｃにポートパッドが押し付けられる。この時、第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、第４ポートＰＴ−Ｃに対応するパッドは大気開放状態になっており、パッドが押し付けられる事によりチップに投入されている液体が移動する事がない。そして、パッド押し付けが完了すると、第３ポートＰＴ−Ｂが減圧され（Ｖ３）、血液と前処理試薬Ｌが検体混合部Ａを高速（１００μＬ／ｍｉｎ）に通過することにより均一に混合される（Ｓ４）。第２ポートＰＴ−Ｄは、第３ポートＰＴ−Ｂと同一の減圧で吸引されており、血液と前処理試薬の送液抵抗が大きくても、第２ポートＰＴ−Ｄ内の前処理試薬が流路に流出することがない。
【００７４】
液がセンシング位置ＰＨ１に到達し、液位置検出部のセンサーＰＨ−１がＯＮし（Ｖ４）、吸引速度が低速（３０μｌ／ｍｉｎ）に切り替えられる（Ｓ５）。
被加熱部Ｂを液が低速（３０μｌ／ｍｉｎ）で通過することにより（Ｓ６）、血液と前処理試薬の混合液Ｌは一定時間（例えば１５秒間）、９８℃に加熱され、白血球中のＤＮＡが抽出され、１本鎖となる。
液がセンシング位置ＰＨ２に到達し、センサーＰＨ−２がＯＮすると（Ｖ５）、第２ポートＰＴ−Ｄが大気開放となり、同時に第１ポートＰＴ−Ａが閉となり、吸引により、第２ポートＰＴ−Ｄのみから増幅反応試薬が流出し（Ｓ７）、血液と前処理試薬の混合液Ｌと泡を含むことなく合流する（Ｓ８）。
【００７５】
液がセンシング位置ＰＨ３に到達し、センサーＰＨ−３がＯＮすると（Ｖ６）、吸引速度が高速（１００μｌ／ｍｉｎ）に切り替えられ、一定流量（４５μｌ）が吸引される（Ｓ９，Ｓ１０）。
そして、第１ポートＰＴ−Ａが大気開放となり（Ｖ７）、さらに１５μＬ吸引され、第２ポートＰＴ−Ｄは空になり、第１混合部４９で混合される（Ｓ１１）。
さらに高速（５００μｌ／ｍｉｎ）で８０μＬ吸引されることにより（Ｖ８）、混合液Ｌは第１保持部５３、第２保持部５５を通過し、酵素が溶解され、第２混合部５１で混合される（Ｓ１２）。
【００７６】
さらに高速（５００μｌ／ｍｉｎ）で８０μＬ加圧されることにより（Ｖ９）、混合液Ｌは第１混合部４９に搬送され、未溶解の酵素が溶解され、第１混合部４９で混合される（Ｓ１３）。
さらに高速（５００μｌ／ｍｉｎ）で８０μＬ吸引されることにより（Ｖ１０）、第１保持部５３、第２保持部５５の酵素は完全に溶解され、また液体は第２混合部５１で均一に混合される（Ｓ１４）。
次に、第３ポートＰＴ−Ｂより、０．２ｋＰａで吸引することにより（Ｖ１１）、第２混合部５１の混合液Ｌは、反応部Ｆの流路に搬送される（Ｓ１５）。
【００７７】
液がセンシング位置ＰＨ５に到達し、センサーＰＨ−５がＯＮすると（Ｖ１２）、第３ポートＰＴ−Ｂは閉状態になり、第４ポートＰＴ−Ｃが０．３ｋＰａで吸引され、この状態が５秒間保持される。混合液Ｌは、反応検出セル２７内に搬送され、セル下流の細い反応検出セル出口流路７１で停止する（Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８）。
【００７８】
この時、各反応検出セル２７は常温に保たれており、予めゼラチンにより固定化されているプライマーは溶解することなくセル内に保持されている。
次に、第４ポートＰＴ−Ｃを閉状態とし（Ｖ１３）、第３ポートＰＴ−Ｂより１００μｌ／ｍｉｎの速度で加圧することにより、反応検出セル２７を連結している主流路７３内の混合液は第２混合部５１に押し戻され（Ｓ１９）、各反応検出セル２７には、２．５μＬの混合液Ｌが秤量分注され、これらはお互いに液で連結していない状態となる（Ｓ２０）。
【００７９】
次に、検査装置１１のパッドデバイスが離脱した後、図３に示すように、液流路封止装置４０が、図示しない搬送機構によって待機位置から作動位置に移動して滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７を第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、および第４ポートＰＴ−Ｃにそれぞれ対向させる。そして、定量ポンプ１１３が作動して滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７から各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃに所定量の充填材料１１１を滴下させて出入り口を封止する。これにより、チップ１００は密閉状態となり、増幅反応による増幅産物がチップ外に流出することにより、環境を汚染する心配がなくなる。なお、充填材料１１１による汚染を防止するため、充填材料１１１は予め加熱するなど、適宜の殺菌装置により殺菌処理してから用いるのがよい。
【００８０】
第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、および第４ポートＰＴ−Ｃは、検査装置１１のパッドデバイスとの接続を容易にするため、大きく形成されていることが望ましい。これにより、パッドデバイスの位置制御が容易となる。特に、第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄは、血液と前処理試薬、及び反応増幅試薬を投入するので、投入ミスを防止する観点からノズルの挿入が容易に行えるように大きく形成される。しかし、ポート部ＰＴが大きくなるとその容量も大きくなるので、従来の封止方法のようにガラス薄板等の試料注入口カバーやシールによってポート部ＰＴを封止するとポート部ＰＴ内に蓄積される残留空気の容量が大きくなり、温度変化による膨張や収縮代が大きくなる傾向がある。このため、液流路内での液の移動が発生して分析結果に影響を及ぼす可能性がある。
【００８１】
しかし、本発明に係る液流路封止装置４０のように、充填材料１１１を滴下させ、ポート部ＰＴ内に充填材料１１１を充填して出入り口を封止するようにすれば、ポート部ＰＴの大きさに拘わらず、液流路内の残留空気の容量を少なくすることができ、且つ漏れのない状態で確実に封止することができる。これにより、反応部加熱時に空気の膨張による液流路内での液拡散が抑制されて高精度の解析結果が得られる。更に、試料注入口カバーやシールによる封止と比較して高い耐久性を有する。
【００８２】
ポート部ＰＴ（液流路）の封止に用いられる充填材料１１１としては、滴下後に時間経過とともに硬化する材料が好ましく、例えば以下のような接着剤、シーリング材、ＵＶ硬化型樹脂などの材料が挙げられる。
（１）接着剤：エポキシ樹脂系、アクリル系、酢酸ビニル系
（２）シーリング材：シリコン系、ウレタン系、二トリルゴム
（３）ＵＶ硬化型樹脂：変性アクリレート
【００８３】
次に反応部Ｆは、図示しない温調デバイスにより、６０℃に急速に加熱される。加熱により、ゼラチンにより固定化されていたプライマーは、反応検出セル２７内に均一に拡散し、等温増幅反応が始まる。
このとき、反応検出セル２７両端の細い反応検出セル入り口流路６９と反応検出セル出口流路７１との液体端面は、温調デバイスとの熱的な接触が無い構造で常温近くに保たれており、６０℃に加熱されることはない。そのため、反応検出セル２７内の液体が、上記の加熱によって移動し、流路内から無くなってしまうことはない。
【００８４】
各反応検出セル２７ａ〜２７ｍを図２に示す蛍光検出部１７で励起光を照射し一定時間間隔で蛍光測定することにより、各反応検出セル２７ａ〜２７ｍに予め実装していたプライマーに対応するターゲット遺伝子配列が存在しているかどうかを知ることができる。ターゲット遺伝子配列が存在している場合には、蛍光強度の増大が確認されるのに対して、ターゲット遺伝子配列が存在していない場合には、蛍光強度の増大がない。
【００８５】
したがって、本実施の形態によるマイクロ流体チップの液流路封止装置４０によれば、マイクロ流体チップ１００に接触することなく、充填材料１１１によって液流路の出入り口（ポート部ＰＴ）を塞ぎ、コンタミネーションやハンドリングトラブルがなく、正確且つ信頼性の高い分析結果を低コスト、短時間で得られる。
【００８６】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態のマイクロ流体チップの液流路封止装置について説明する。図１８は第２実施形態のマイクロ流体チップの液流路封止装置を備えた検査装置をマイクロ流体チップと共に示す概略構成図、図１９（ａ）は図１８に示した硬化型材料滴下部からマイクロ流体チップの出入り口に硬化型材料が滴下される状態を示すブロック図、図１９（ｂ）は活性エネルギー照射手段から活性エネルギーが照射されて硬化型材料が硬化する状態を示すブロック図である。
【００８７】
図１８及び図１９に示すように、第２実施形態のマイクロ流体チップの液流路封止装置５０は、硬化型材料滴下部６０と、活性エネルギー照射手段７０とを備え、硬化型材料滴下部６０からマイクロ流体チップ１００の出入り口に活性エネルギーにより硬化する硬化型材料（以下、単に硬化型材料と言う）１２１を滴下した後、活性エネルギー照射手段７０から活性エネルギーを照射して硬化型材料１２１を硬化させる。それ以外は、マイクロ流体チップ１００の構成も含めて、第１実施形態の液流路封止装置４０と同様であるので、同一部分には同一符号または相当符号を付して説明を省略、または簡略化する。
【００８８】
液流路封止装置５０の硬化型材料滴下部６０は、図１９（ａ）に示すように、第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、および第４ポートＰＴ−Ｃにそれぞれ対応して配置された４つの滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７を備える。各滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７は、活性エネルギーにより硬化する硬化型材料１２１が貯留されるタンク１０９に定量ポンプ１１３を介して接続されており、定量ポンプ１１３を作動させて滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７から各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃに所定量の硬化型材料１２１を滴下させる。
【００８９】
また、図１９（ｂ）に示すように、活性エネルギー照射手段７０が各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、ＰＴ−Ｃに対応して配置されており、滴下された硬化型材料１２１に活性エネルギーを照射して硬化させる。
なお、液流路封止装置５０は、遮光壁１２３によって外部から光学的に遮断されており、外光による硬化型材料１２１の硬化が防止されている。また、液流路封止装置５０は、図示しない搬送機構によって、滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７がポート部ＰＴに対応する作動位置と、ポート部ＰＴから離間した待機位置との間を移動自在となっている。
【００９０】
そして、第１実施形態において説明したと同一のタイミング、即ち、各反応検出セル２７に混合液Ｌが秤量分注され、検査装置１１のパッドデバイスが離脱した後、図１９に示すように、液流路封止装置５０の硬化型材料滴下部６０が、図示しない搬送機構によって待機位置から作動位置に移動して滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７を第１ポートＰＴ−Ａ、第２ポートＰＴ−Ｄ、第３ポートＰＴ−Ｂ、および第４ポートＰＴ−Ｃにそれぞれ対向させる。そして、定量ポンプ１１３が作動して滴下ノズル１０１、１０３、１０５、１０７から各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃに所定量の硬化型材料１２１を滴下させる。次いで、図１９（ｂ）に示すように、活性エネルギー照射手段７０から活性エネルギーを照射して各ポートＰＴ−Ａ、ＰＴ−Ｄ、ＰＴ−Ｂ、およびＰＴ−Ｃ内に滴下・注入された硬化型材料１２１を硬化させて出入り口を確実に封止する。
【００９１】
硬化型材料１２１は、活性エネルギーの照射によって短時間で硬化するので効率的に出入り口を封止することができる。これにより、チップ１００は密閉状態となり、増幅反応による増幅産物がチップ外に流出することにより、環境を汚染する心配がなくなる。その他の作用及び効果については、第１実施形態において述べたものと同様であるので省略する。
【００９２】
ここで、本発明で言う「活性エネルギー」とは、その照射により硬化型材料中において開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広く、α線、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、電子線、熱などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。
【００９３】
活性エネルギー照射手段としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が利用可能であり、特に紫外線の照射手段としては、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。更には、発光ダイオードＬＥＤ（ＵＶ−ＬＥＤ），レーザーダイオードＬＤ（ＵＶ−ＬＤ）は小型、高寿命、高効率、低コストであり、活性エネルギー照射手段として好ましい。
【００９４】
以下に、本発明の硬化型材料に用いられる成分について順次説明する。
本発明に用いられる硬化型材料組成物は、活性エネルギーの照射により硬化可能な組成物であり、例えば、カチオン重合系組成物、ラジカル重合系組成物、水性組成物等が挙げられる。これら組成物について以下詳細に説明する。
【００９５】
（カチオン重合系組成物）
カチオン重合系組成物は、（ａ）カチオン重合性化合物と、（ｂ）活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物を含有する。
【００９６】
〔（ａ）カチオン重合性化合物〕
本発明に用いられる（ａ）カチオン重合性化合物は、後述する（ｂ）活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物から発生する酸により重合反応を生起し、硬化する化合物であれば特に制限はなく、光カチオン重合性モノマーとして知られる各種公知のカチオン重合性のモノマーを使用することができる。カチオン重合性モノマーとしては、例えば、特開平６−９７１４号、特開２００１−３１８９２、同２００１−４００６８、同２００１−５５５０７、同２００１−３１０９３８、同２００１−３１０９３７、同２００１−２２０５２６などの各公報に記載されている、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。
【００９７】
エポキシ化合物としては、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、脂肪族エポキシドなどが挙げられる。
芳香族エポキシドとしては、少なくとも１個の芳香族核を有する多価フェノール或いはそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジ又はポリグリシジルエーテルが挙げられ、例えば、ビスフェノールＡ或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールＡ或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、並びにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここで、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【００９８】
脂環式エポキシドとしては、少なくとも１個のシクロへキセン又はシクロペンテン環等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキサイド又はシクロペンテンオキサイド含有化合物が好ましく挙げられる。
【００９９】
脂肪族エポキシドとしては、脂肪族多価アルコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル等が挙げられる。その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル又は１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリン或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテルに代表されるポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここで、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【０１００】
エポキシ化合物は、単官能であっても多官能であってもよい。
本発明に用いうる単官能エポキシ化合物の例としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、１，２−ブチレンオキサイド、１，３−ブタジエンモノオキサイド、１，２−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、１，２−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、３−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。
【０１０１】
また、多官能エポキシ化合物の例としては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、水添ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル−３’，４’−エポキシ−６’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールのジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、１，１，３−テトラデカジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、１，２，７，８−ジエポキシオクタン、１，２，５，６−ジエポキシシクロオクタン等が挙げられる。
【０１０２】
これらのエポキシ化合物の中でも、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが、硬化速度に優れるという観点から好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。
【０１０３】
ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−Ｏ−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
【０１０４】
ビニルエーテル化合物は、単官能であっても多官能であってもよい。
具体的には、単官能ビニルエーテルの例としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、ｎ−ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、４−メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、２−ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフリフリルビニルエーテル、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、２−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、４−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル等が挙げられる。
【０１０５】
また、多官能ビニルエーテルの例としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールＡアルキレンオキサイドジビニルエーテル、ビスフェノールＦアルキレンオキサイドジビニルエーテルなどのジビニルエーテル類；トリメチロールエタントリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテルなどの多官能ビニルエーテル類等が挙げられる。
【０１０６】
ビニルエーテル化合物としては、ジ又はトリビニルエーテル化合物が、硬化性の観点から好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。
【０１０７】
本発明におけるオキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物を指し、特開２００１−２２０５２６、同２００１−３１０９３７、同２００３−３４１２１７の各公報に記載される如き、公知オキセタン化合物を任意に選択して使用できる。オキセタン環を有する化合物としては、その構造内にオキセタン環を１〜４個有する化合物が好ましい。このような化合物を使用することで、硬化型材料の粘度をハンドリング性の良好な範囲に維持することが容易となる。
【０１０８】
このようなオキセタン環を有する化合物については、前記特開２００３−３４１２１７公報、段落番号〔００２１〕乃至〔００８４〕に詳細に記載され、ここに記載の化合物は本発明にも好適に使用しうる。本発明で使用するオキセタン化合物の中でも、硬化型材料の粘度と粘着性の観点から、オキセタン環を１個有する化合物を使用することが好ましい。
【０１０９】
本発明の硬化型材料組成物には、これらのカチオン重合性化合物を、１種のみを用いても、２種以上を併用してもよいが、硬化時の収縮を効果的に抑制するといった観点からは、オキセタン化合物とエポキシ化合物とから選ばれる少なくとも１種の化合物と、ビニルエーテル化合物とを併用することが好ましい。
【０１１０】
［（ｂ）活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物］
本発明の硬化型材料組成物は、活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物（以下、適宜、「光酸発生剤」と称する。）を含有する。
本発明に用いうる光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、或いはマイクロレジスト等に使用されている光（４００〜２００ｎｍの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、ｇ線、ｈ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光）、ＡｒＦエキシマレーザー光、電子線、Ｘ線、分子線又はイオンビームなどの照射により酸を発生する化合物を適宜選択して使用することができる。
【０１１１】
このような光酸発生剤としては、例えば、活性エネルギーの照射により分解して酸を発生する、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属／有機ハロゲン化物、ｏ−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、イミノスルフォネート等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物を挙げることができる。
【０１１２】
光酸発生剤としては、また、特開２００２−１２２９９４公報、段落番号〔００２９〕乃至〔００３０〕に記載のオキサゾール誘導体、ｓ−トリアジン誘導体なども好適に用いられる。更に、特開２００２−１２２９９４公報、段落番号〔００３７〕乃至〔００６３〕に例示されるオニウム塩化合物、スルホネート系化合物も、本発明における光酸発生剤として、好適に使用しうる。光酸発生剤は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【０１１３】
[ラジカル重合系組成物]
ラジカル重合系組成物は、（ｄ）ラジカル重合性化合物と（ｅ）重合開始剤を含有する。以下、ラジカル重合系組成物に用いられる各構成成分について順次説明する。
【０１１４】
（ｄ）[ラジカル重合性化合物]
ラジカル重合性化合物としては、例えば、以下に挙げるような付加重合化能なエチレン性不飽和結合を有する化合物が含まれる。
【０１１５】
［付加重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物］
本発明のインク組成物に用い得る付加重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など）と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、上記不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド等があげられる。
【０１１６】
脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、へキサンジオールジアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー等がある。
【０１１７】
メタクリル酸エステルとしては、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、へキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔ｐ−（３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔ｐ−（アクリルオキシエトキシ）フェニル〕ジメチルメタン等がある。イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、１，３−ブタンジオールジイタコネート、１，４−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。
【０１１８】
クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等がある。イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネー卜等がある。マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。さらに、前述のエステルモノマーの混合物もあげることができる。また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、１，６−へキサメチレンビス−アクリルアミド、１，６−へキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。
【０１１９】
その他の例としては、特公昭４８−４１７０８号公報中に記載されている１分子に２個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記の一般式（Ａ）で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加した１分子中に２個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等があげられる。ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ（Ｒ'）ＯＨ （Ａ）（ただし、ＲおよびＲ'はＨあるいはＣＨ3を示す。）
また、特開昭５１−３７１９３号に記載されているようなウレタンアクリレー卜類、特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、特公昭５２−３０４９０号公報に記載されているようなポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートをあげることができる。さらに日本接着協会誌vol.２０、No．７、３００〜３０８ページ（１９８４年）に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。本発明において、これらのモノマーはプレポリマー、すなわち２量体、３量体およびオリゴマー、またはそれらの混合物ならびにそれらの共重合体などの化学的形態で使用しうる。
【０１２０】
[水性組成物]
水性組成物は、重合性化合物と活性エネルギーの作用によってラジカルを生成する水溶性光重合開始剤を含有する。
【０１２１】
[重合性化合物]
本発明の水性組成物に含まれる重合性化合物としては、公知の水性組成物に含まれる重合性化合物を用いることができる。
水性組成物は、硬化速度、密着性、柔軟性などのエンドユーザー特性を考慮した処方を最適化するために、反応性材料を加えることができる。このような反応性材料としては、(メタ)クリレート(即ち、アクリレート及び／又はメタクリレート)モノマー及びオリゴマー、エポキサイド並びにオキセタンなどが用いられる。
アクリレートモノマーの例としては、フェノキシエチルアクリレート、オクチルデシルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート(例えば、テトラエチレングリコールジアクリレート)、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリ(プロピレングリコール)トリアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ビス(ペンタエリスリトール)ヘキサアクリレート、エトキシ化又はプロポキシ化グリコール及びポリオールのアクリレート(例えば、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート)、及びこれらの混合物が挙げられる。
アクリレートオリゴマーの例としては、エトキシ化ポリエチレングリコール、エトキシ化トリメチロールプロパンアクリレート及びポリエーテルアクリレート及びそのエトキシ化物、及びウレタンアクリレートオリゴマーが挙げられる。
メタクリレートの例としては、ヘキサンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、及びこれらの混合物が挙げられる。
【０１２２】
〔活性エネルギーの作用によってラジカルを生成する水溶性光重合開始剤〕
重合開始剤の一例としては、例えば、波長４００ｎｍ前後までの光重合開始剤が挙げられる。このような光重合開始剤としては、例えば、長波長領域に官能性、即ち、紫外線を受けてラジカルを生成する感受性を持つ物質である下記一般式で表される光重合開始剤（以下、ＴＸ系と略称する）が挙げられ、本発明においては、これらの中から適宜に選択して使用することが特に好ましい。
【０１２３】
【化１】
2008139237.tif 000005
【０１２４】
上記一般式ＴＸ−１〜ＴＸ−３中、Ｒ２は−(ＣＨ2)x−（ｘ＝０または１）、−Ｏ−(ＣＨ2)y−（ｙ＝１または２）、置換若しくは未置換のフェニレン基を表わす。またＲ２がフェニレン基の場合には、ベンゼン環中の水素原子の少なくとも１つが、例えば、カルボキシル基若しくはその塩、スルホン酸若しくはその塩、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素等）、炭素数１〜４のアルコキシル基、フェノキシ基等のアリールオキシ基等から選ばれる１つまたは２つ以上の基や原子で置換されていてもよい。Ｍは、水素原子若しくはアルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等）を表わす。更に、Ｒ３及びＲ４は各々独立に、水素原子、または置換若しくは未置換のアルキル基を表わす。ここでアルキル基の例としては、例えば、炭素数１〜１０程度、特には、炭素数１〜３程度の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。また、これらのアルキル基の置換基の例としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、シュウ素原子等）、水酸基、アルコキシル基（炭素数１〜３程度）等が挙げられる。また、ｍは１〜１０の整数を表わす。
【０１２５】
更に本発明において、下記一般式からなる光重合開始剤 Ｉｒｇａｃｕｒｅ２９５９（商品名：Ciba Specialty Chemicals製）の水溶性の誘導体（以下、ＩＣ系と略称する）を使用することもできる。具体的には、下記式からなるＩＣ−１〜ＩＣ−３を使用することができる。
【０１２６】
【化２】
2008139237.tif 000006
【０１２７】
なお、本発明に係る液流路封止装置は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良等が可能である。
例えば、紫外線硬化型樹脂をマイクロ流体チップ内に予め組み込んでおき、上述したエア供給または吸引などの物理的作用力によって特定の液流路に紫外線硬化型樹脂を移動させた後、紫外線を照射して硬化させるようにしてもよい。この場合、液流路の紫外線硬化型樹脂を硬化させる部位は、紫外線が透過可能な材料で構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る第１実施形態のマイクロ流体チップの液流路封止装置を備えた検査装置をマイクロ流体チップと共に示す概略構成図である。
【図２】図１に示した検査装置およびマイクロ流体チップの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した液流路封止装置の概略構成図である。
【図４】図２に示したマイクロ流体チップの分解斜視図である。
【図５】マイクロ流体チップの上面視を（ａ）、下面視を（ｂ）に表した平面図である。
【図６】図５（ｂ）の拡大図である。
【図７】ポート出口流路の近傍を表す要部拡大平面図である。
【図８】反応検出セルの拡大平面図である。
【図９】ターゲット配列がある場合を（ａ）、ターゲット配列が無い場合を（ｂ）に表した蛍光測定結果のグラフである。
【図１０】液位置検出部の平面視を（ａ）、そのＰ１−Ｐ１断面視を（ｂ）に表した説明図である。
【図１１】液位置検出部の入反射光を表した模式図である。
【図１２】反射率と入射角度との相関を表したグラフである。
【図１３】マイクロ流体チップの駆動制御に伴う各要素の作動状態を時間軸に沿って表したタイムチャートである。
【図１４】液セットから最初の加熱までの動作説明図である。
【図１５】酵素混合までの動作説明図である。
【図１６】反応部注入までの動作説明図である。
【図１７】分注から検査完了までの動作説明図である。
【図１８】本発明に係る第２実施形態のマイクロ流体チップの液流路封止装置を備えた検査装置をマイクロ流体チップと共に示す概略構成図である。
【図１９】図１８に示した硬化型材料滴下部からマイクロ流体チップの出入り口に硬化型材料が滴下される状態を（ａ）、活性エネルギー照射手段から活性エネルギーが照射されて硬化型材料が硬化する状態を（ｂ）に示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２１    流路基板
４０    液流路封止装置
５０    液流路封止装置
６０    硬化型材料滴下部
７０    活性エネルギー照射手段（紫外線照射装置）
１００    マイクロ流体チップ
１０１    滴下ノズル（充填材料滴下手段）
１０３    滴下ノズル（充填材料滴下手段）
１０５    滴下ノズル（充填材料滴下手段）
１０７    滴下ノズル（充填材料滴下手段）
１１１    充填材料
１２１    活性エネルギーにより硬化する硬化型材料（紫外線硬化型樹脂）
Ａ      検体混合部（液処理部）
Ｂ      被加熱部（液処理部）
Ｃ      試薬合流部（液処理部）
Ｄ      酵素保持部（液処理部）
Ｅ      酵素混合部（液処理部）
Ｆ      反応部（液処理部）
Ｇ      定量分注流路（液処理部）
ＰＴ    ポート（液流路の出入り口）
【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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