(57)【要約】【課題】装置の大型化を招くことなく、少量の検体及び試薬によって分析を行なうことができ、しかも検体と試薬とを素早く均一に混合することが可能な分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を提供する。【解決手段】流れ方向に垂直な断面の面積が拡大するような流路２を形成したチップを用い、検体と試薬とを隔離液によって隔離しながらチップの流路２に流すことにより、検体と試薬とを速やかに混合させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に流路を形成された分析用チップであって、
該流路が第１の流路と第２の流路とを有し、該第１の流路と該第２の流路とが直列に接続されていて、該第２の流路の断面積が該第１の流路の断面積よりも大きいことを特徴とする、分析用チップ。
【請求項２】
該第１の流路の断面積に対して該第２の流路の断面積が該第１の流路と該第２の流路との接続部から次第に大きくなるように、該第２の流路が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の分析用チップ。
【請求項３】
該流路が、該第２の流路に対して該第１の流路とは反対側に、該第２の流路よりも小さい断面積を有する第３の流路を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の分析用チップ。
【請求項４】
該第３の流路の断面積に対して該第２の流路の断面積が該第２の流路と該第３の流路との接続部に向けて次第に小さくなるように、該第２の流路が形成されていることを特徴とする、請求項３記載の分析用チップ。
【請求項５】
該流路の両端部に一対以上の電極が付設されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析用チップ。
【請求項６】
該流路の表面に親水性処理が施されている、又は該流路の表面が予め親水性材料で形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分析用チップ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析用チップと、
該流路内の液体を流れさせる駆動装置と、
該流路内の分析対象を分析する分析部とを備えることを特徴とする、分析装置。
【請求項８】
該駆動装置が、該流路に電場を与えることができる電場式駆動装置であることを特徴とする、請求項７記載の分析装置。
【請求項９】
該電場式駆動装置が、位置調整可能に設置された電極と電源とで構成されることを特徴とする、請求項８記載の分析装置。
【請求項１０】
該電場式駆動装置が、該流路の表面に付設された電極と電源とで構成されることを特徴とする、請求項８記載の分析装置。
【請求項１１】
該第１の流路に検体、試薬、及び隔離液のうち１種又は複数種を、それぞれ選択的に供給することができる供給装置が設置されていることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析用チップの該第１の流路に、検体と、試薬と、該検体及び該試薬に対して互いに難溶性で且つ該検体及び該試薬と反応しない隔離液とを、該検体と該試薬との間が該隔離液によって隔離されるように流し、
該第２の流路で該検体と該試薬とを混合させて該検体の分析を行なうことを特徴とする、分析方法。
【請求項１３】
１種類の検体に対し、複数種の試薬を用いて分析を行なうことを特徴とする、請求項１２記載の分析方法。
【請求項１４】
複数種の検体に対し、１種類の試薬を用いて分析を行なうことを特徴とする、請求項１２記載の分析方法。
【請求項１５】
複数種の検体に対し、複数種の試薬を用いて分析を行なうことを特徴とする、請求項１２記載の分析方法。
【請求項１６】
該流路に電場を与えて該検体、該試薬及び該隔離液が該流路を流れるようにすることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項１７】
該検体、該試薬及び該隔離液とは別に、該流路に、電場を与えることにより電気浸透流を発生させる浸透流液体を流すとともに、該浸透流液体を該検体及び該試薬から該隔離液で隔離することを特徴とする、請求項１６に記載の分析方法。
【請求項１８】
該浸透流液体が洗浄液であることを特徴とする、請求項１７記載の分析方法。
【請求項１９】
該浸透流液体が光学的分析のための校正液であることを特徴とする、請求項１７記載の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分析用チップ及び分析装置並びに分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生物分野や化学分野の研究開発においては、複数種の検体を一種の試薬を用いて検出する分析（以下適宜、多検体分析という）や、一種の検体を複数種の試薬を用いて分析する分析（以下適宜、多項目分析という）や、又はこれらの多検体検査及び多項目検査を組み合わせて行なう分析が広く行なわれている。
【０００３】
これらの分析の一般的な方法としては、例えば特許文献１のように、キュベットやタイタープレートなどの容器に検体及び試薬を個別に入れて混合し、検出する方法が広く行なわれている。
また、上記の分析を液体の流れ中において行なう方法も行なわれている。その一般的な方法は、例えば特許文献２のように、検体又は試薬をバルブの切り替えによって選択的に供給しながら、検体と試薬とを圧力流れ中で混合し、検出するのである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３１８１０１号公報
【特許文献２】
特開昭６１−２１７７６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のキュベットを用いた方法では、検体と試薬との組み合わせの数に応じてキュベットを用意する必要があるために装置が大型化し、また、使用する検体や試薬の量が多量になるという課題があった。
また、タイタープレートを用いた方法では、一般にタイタープレート自体が大型であり、さらに装置のロボット化が必要であるために装置全体の大きさが大型化し、そのうえ、使用する検体や試薬の量が多量になるという課題があった。
【０００６】
また、液体の流れ中において分析を行なう方法では、検体と試薬とが均一に混合するために長い時間がかかる他、使用する検体や試薬の量が多量になるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、可搬性があり装置の大型化を招くことなく、少量の検体及び試薬によって分析を行なうことができ、しかも検体と試薬とを素早く均一に混合することが可能な分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記の状況に鑑み鋭意検討した結果、流れ方向に垂直な断面の面積が途中で拡大するような流路を形成したチップを用い、検体と試薬とを隔離液によって隔離しながらチップの流路に流すことにより、該検体と該試薬とを速やかに混合させることができ、しかも装置の大型化を招くことなく、少量の検体及び試薬によって分析を行なうことが可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本願は、基体に流路を形成された分析用チップであって、該流路が第１の流路と第２の流路とを有し、該第１の流路と該第２の流路とが直列に接続されていて、該第２の流路の断面積が該第１の流路の断面積よりも大きいことを特徴とする、分析用チップを要旨とする（請求項１）。この分析用チップを用いれば、第１の流路に、該検体と該試薬との間が該隔離液によって隔離されるように該検体、該試薬及び該隔離液を流し、該第２の流路で該検体と該試薬とを混合させて、検体の分析を行なうことができる（請求項１２）。したがって、装置の大型化を招くことなく、少量の検体及び試薬によって分析を行なうことができ、しかも検体と試薬とを素早く混合することができる。
【００１０】
このとき、１種類の検体に対し、複数種の試薬を用いて分析を行なってもよく（請求項１３）、また、複数種の検体に対し、１種類の試薬を用いて分析を行なってもよく（請求項１４）、さらに、複数種の検体に対し、複数種の試薬を用いて分析を行なってもよい（請求項１５）。これにより、検体と試薬との組み合わせ毎にそれぞれ分析の準備をすることなく、複数の検体と試薬との組み合わせについての分析をフローを用いて簡単に行なうことができる。
【００１１】
また、該流路に電場を与えて該検体、該試薬及び該隔離液が流れるようにしてもよい（請求項１６）。これにより、流路内に電気浸透流を発生させ、正確な分析を行なうことができる。
【００１２】
また、該検体、該試薬及び該隔離液とは別に、該流路に、電場を与えることにより電気浸透流を発生させる浸透流液体を流すとともに、該浸透流液体を該検体及び該試薬から該隔離液で隔離することが好ましい（請求項１７）。これにより、該流路に電場を与えて該検体、該試薬及び該隔離液を流す際に、より少ない電場によって効率的に該検体、該試薬及び該隔離液が該流路を流れることが可能となる。
【００１３】
また、該浸透流液体は洗浄液であってもよく（請求項１８）、光学的分析のための校正液であってもよい（請求項１９）。これにより、より正確な分析が可能となる。
【００１４】
また、該流路が、該第２の流路に対して該第１の流路とは反対側に、該第２の流路よりも小さい断面積を有する第３の流路を有するよう構成してもよい（請求項３）。これにより、分析を行なう際に小さい検出領域を用いて、流路を流通する液体から確実に多くの情報を得ることができる。例えば、光学分析を行なう際に検出領域を小さくすることは、表面の傷や変形等のノイズ要因を減少させることとなり、分析を確実に行なうことができる。
【００１５】
また、該第１の流路の断面積に対して該第２の流路の断面積が該第１の流路と該第２の流路との接続部から次第に大きくなるように該第２の流路を形成してもよく（請求項２）、該第３の流路の断面積に対して該第２の流路の断面積が該第２の流路と該第３の流路との接続部に向けて次第に小さくなるよう該第２の流路を形成してもよい（請求項４）。これにより、意図しない混合を防止しながら流路内に液体を流すことができる。
【００１６】
また、該流路の両端部に一対以上の電極を付設してもよい（請求項５）。これにより、簡単な構成によって該流路に電場を与えることができ、簡単に電気浸透流によって該流路内の液体を流れさせることができる。
【００１７】
また、該流路表面に親水性処理を施したり、又は該流路表面を予め親水性材料により形成したりしてもよい（請求項６）。これにより、該隔離液が疎水性である場合に、該隔離液が該試薬あるいは該検体と比較して該流路表面との親和性が低いために、拡大流路部において検体と試薬との間の隔離液を効率的に取り除くことができる。
【００１８】
また、本願の別の要旨は、上記の分析用チップと、該流路内の液体を流れさせる駆動装置と、該流路内の分析対象を分析する分析部とを備えることを特徴とする、分析装置に存する（請求項７）。この分析装置によれば、装置の大型化を招くことなく、少量の検体及び試薬によって分析を行なうことができ、しかも検体と試薬とを素早く混合することができる。
【００１９】
このとき、該駆動装置として、該流路に電場を与えることができる電場駆動部を設置することが好ましい（請求項８）。この電場駆動部は、位置調整可能に設置された電極及び電源であってもよく（請求項９）、該流路の表面に設置された電極及び電源であってもよい（請求項１０）。これにより、流路内に電気浸透流を発生させ、正確な分析を行なうことができる。
【００２０】
また、該検体、該試薬、及び該隔離液のうち１種又は複数種を、それぞれ選択的に供給する供給装置が設置してもよい（請求項１１）。これにより、分析をより速やかに且つ正確に行なうことが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
［第一実施形態］
図１〜図９及び図１３は本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を説明するもので、図１０〜図１２は本発明の第一実施形態及び第二実施形態の変形例を示すものである。図１は分析装置の概要を示す模式図、図２は分析装置の要部の断面を拡大して模式的に示す断面図、図３〜図７は分析用チップの要部を拡大して示す平面図、図８は分析用チップの変形例を説明する模式的な平面図、図９は分析装置の要部の変形例の断面を拡大して模式的に示す断面図、図１０は分析用チップの模式図、図１１及び図１２は分析装置を説明する模式図、図１３は分析装置を説明するため要部を拡大して模式的に示す断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明の第一実施形態としての分析用チップを構成する基体１の表面には、液体が流れることが可能な流路２が直線状に形成され、フタ１ａにより蓋をされている。基体１は、通常ガラス、石英、合成樹脂などから作られる。また、後述するコネクタ４及び電極６，７を配設する箇所では、フタ１ａに開放口１ｂが形成されていて、コネクタ４及び電極６，７が分析用チップの外部から流路２に到達できるように構成されている。したがって、流路２はコネクタ４及び電極６，７以外の位置においては閉断面となり、コネクタ４及び電極６，７においてのみフタ１ａに形成された開放口１ｂを通して外部に開放されている（図１３参照）。
【００２４】
流路２には、表面が親水性の性質を有するように、親水性処理が施されている。
親水性処理の方法としては、流路２の表面が親水性の性質を有するようにすることができれば特に制限は無いが、例えば表面コーティング、湿式化学的改質、ガス改質、界面活性剤処理、コロナ放電、疎面化、金属の蒸着、金属のスパッタリング、紫外線処理、加工雰囲気に依存する親水性官能基又は親水性分子の表面への付与を伴う方法（プラズマ法、イオン注入法、レーザー処理等）が挙げられる。
【００２５】
流路２は、一端側から順に、第１の流路２ａ、第２の流路２ｂ、及び第３の流路２ｃからなっており、第１の流路２ａ、第２の流路２ｂ、及び第３の流路２ｃは、それぞれ同じ深さで形成されている。また、第１の流路２ａと第３の流路２ｃとは、同じ幅で形成されている。
【００２６】
ここで第２の流路２ｂは、第１の流路２ａ及び第３の流路２ｃよりも大きい幅を有するよう形成されていて、第１の流路２ａから第２の流路２ｂにかけて、流路２の幅が第１の流路２ａと第２の流路２ｂとの接続部から次第に大きくなり、第２の流路２ｂから第３の流路２ｃにかけて、流路２の幅が第２の流路と第３の流路との接続部に向けて次第に小さくなるよう形成されている。したがって、流路２は第２の流路２ｂにおいて、滑らかに且つ連続的に幅が広がり、その後、滑らかに且つ連続的に元の幅に戻るように形成されていて、第２の流路２ｂはいわば角が丸くなったひし形状に形成されている。
【００２７】
また、流路２の他端には、流路２から流出する液体をためておくための廃液収納部３が形成されている。したがって、一端側から流路２を流れる液体は、最終的には廃液収納部３に流入し、この廃液収納部３にためられる事となる。
なお、流路の寸法は使用する液体の特性を考慮して決定することになるが、流路の深さを５０μｍとし、第１の流路２ａ及び第３の流路２ｃの幅を５０μｍとし、第２の流路２ｂの最大幅を５００μｍとしたものを現実的範囲の一例として挙げることができる。
【００２８】
以上のようにして本発明の第一実施形態としての分析用チップは構成されており、この分析用チップを用いて、本発明の第一実施形態としての分析装置が構成されている。以下、分析装置について説明する。
【００２９】
流路２の一端、即ち、第１の流路２ａの一端にはフタ１ａに開放部が形成されており、この開放部には、第１の流路２ａに検体、試薬、及び隔離液を供給するためのコネクタ４が取り付けられていて、このコネクタ４は供給装置５に連結されている。この供給装置５は、コネクタ４を通じて第１の流路２ａへ検体、試薬、及び隔離液を供給するためのものである。
【００３０】
供給装置５は内部に図示しない制御弁を有しており、この制御弁によってコネクタ４から第１の流路２ａに検体、試薬、及び隔離液のうちのどれを供給するかという制御をしており、さらに、供給する検体、試薬、及び隔離液の種類や量についても制御を行なっている。
【００３１】
流路２の一端、即ち、第１の流路２ａの一端近傍には線状電極６が流路２から位置調節可能に設置されており、また、流路２の他端、即ち、第３の流路２ｃの他端近傍にも線状電極７が位置調節可能に設置されている。これらの線状電極６，７はともに電圧を調整可能な電源装置８に連結されていて、流路２内に電場を発生させることができるように構成されている。この線状電極６，７及び電源装置８が電場駆動装置（駆動装置）９を構成する。また、線状電極６，７は位置調節可能であるため、使用時には、線状電極６，７の先端がそれぞれ流路２を流れる液体に触れるよう位置調節される（図２参照）。
【００３２】
なお、この電場駆動装置９により流路２内に電場を与える際には、電場の向きは流路２の壁面における電荷に応じて調整する必要がある。また、流路２の壁面電荷（ζ電位）を均一に形成するために、流路２が形成される分析用チップ表面の材料は流路２を通じて等しく、また流路２の表面の形成方法や親水性処理方法も均一であることが好ましい。なお、ここで流路２の表面の形成方法とは、例えば分析用チップの材料が熱硬化性樹脂である場合における熱の与え方など、流路２を形成する際に施されるすべての操作を含む意に解すべきである。
【００３３】
さらに、第３の流路３ｃには、第３の流路を流れる液体を分析することができる分析部としての分析機器１０が設置されている。
【００３４】
本発明の分析用チップ及び分析装置は上述のように構成されている。この分析装置を用いれば、流路２に検体、試薬、及び隔離液を流すことにより、検体を試薬と混合させて分析することが可能となる。
【００３５】
検体は、本発明の分析用チップ及び分析装置並びに分析方法によって分析する対象となる化合物である。本実施形態において検体は、流路２を流れることができる液体であり、検体が溶解又は分散している溶媒が親水性であれば特に制限はない。通常は、水溶液として調製されたものが用いられる。
【００３６】
試薬は、検体と混合させることによって分析を行なうために、検体と混合させる液体である。試薬の種類は分析する検体及び項目に応じて決められるが、本実施形態においては流路２を流れることができる親水性の液体であれば特に制限はなく、検体に応じて様々なものを用いることができる。
【００３７】
隔離液は、検体及び試薬に対して互いに難溶性で且つ検体及び試薬と反応しない液体であれば特に制限はない。ここで検体及び試薬に対して難溶性とは、検体及び試薬に溶けないか、または、溶けたとしても分析に影響を与えない程度に少量だけ溶けることを意味する。検体及び試薬が親水性の液体である場合には、隔離液の例としては疎水性の液体が挙げられる。また、疎水性の隔離液の例としてはアセトニトリルや不活性フッ素溶媒、例えばフロリナート（３Ｍ社登録商標）及びそれらの混合物や塩が混合されたものなどが挙げられる。
【００３８】
本実施形態における流路２の作製方法は、上記の流路２を作製できる限り如何なる方法であってもよい。例えば機械加工、射出成型や圧縮成型に代表される転写技術、ドライエッチング（ＲＩＥ、ＩＥ、ＩＢＥ、プラズマエッチング、レーザーエッチング、レーザーアブレーション、ブラスト加工、放電加工、ＬＩＧＡ、電子ビームエッチング、ＦＡＢ）、ウェットエッチング（化学浸食）、光造形やセラミックス敷詰等の一体成型、各種物質を層状にコート、蒸着、スパッタリング、堆積し、部分的に除去することにより微細構造物を形成するＳｕｒｆａｃｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｉｎｇ、１枚以上のシート状物質（フィルム、テープ等）により開口部分を形成して溝を形成する方法、インクジェットやディスペンサーにより流路２を構成する材料（以下適宜、流路構成材料という）を滴下、注入して形成させる方法が挙げられる。
【００３９】
分析用チップ１を作製するために、上記方法においてマスクを利用してもよい。マスクは、分析用チップ１を最終的に作製できる限りにおいてどのようなデザインでもよいし、複数であってもよい。マスクは、通常は流路２を平面に射影した形状で設計されるが、張り合わせる流路構成材料の両側に加工を行なう場合や、複数の部材を用いて流路２を形成する場合などは、複数のマスクを用いたり、一部はマスクを用いずに直接加工することができるため、マスクは必ずしも最終的な流路２の形状の投影であるとは限らない。例えば光硬化性樹脂などに用いる電磁波遮蔽用のマスクとしては、水晶あるいはガラスにクロムをコートしたもの、あるいは樹脂のフィルムにレーザーの焼付けを行なったものなどが挙げられる。
【００４０】
上記マスクは、例えばコンピュータを用い、適当なソフトウェアにより流路２の構造の少なくとも一部を描画し、透明な樹脂フィルムに印刷することにより作製することもできる。上記ソフトウェアにより描画された、上記流路構造の少なくとも一部の電子情報を、上記マスク又はマスターチップを作製するために用いるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。ここで適当な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ等の時期媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリなどを挙げることができる。
【００４１】
分析用チップ１を作製するにあたり、上記方法によって直接分析用チップ１を作製してもよいが、作製された分析用チップ１を型として分析用チップ１を成型してもよい。当然、さらにこの作製された分析用チップ１を型にして分析用チップ１を成型することも可能である。本発明においては、初めに作製された型から、実際に操作に用いる分析用チップの手前までの各段階の型を「マスターチップ」と呼ぶことがある。マスターチップは、通常は実際の分析用チップ１と同じ凹凸パターンを有するもの（ポジ）を作製し、これを２回転写するか、実際の分析用チップと逆の凹凸パターンを有するもの（ネガ）を作製し、１回転写して用いられる。本実施形態のマスターチップは、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４２】
分析用チップ１は、２つ以上の材料の貼り合わせによっても製造できる。貼り合わせ方としては、接着剤による接着、プライマーによる樹脂接合、拡散接合、陽極接合、共晶接合、熱融着、超音波接合、レーザー溶融、溶剤・溶解溶媒による貼り合わせ、粘着テープ、接着テープ、圧着、自己吸着剤による接合、物理的な保持、凹凸による組み合わせ等が挙げられる。
また、貼り合わせを必要とせず、流路２とコネクタ４の液供給部とフタ１ａとを一体に形成させる方法も可能である。具体的には、光造形方などの一体成型により閉空間を含む構造を形成することが可能である。
【００４３】
以下、分析方法について詳細に説明する。
まず、供給装置５からコネクタ４を経由して第１の流路２に隔離液を供給する。供給された隔離液は、圧力供給や毛細管現象によって第１の流路２ａから第２の流路２ｂを経て第３の流路２ｃへ流れる。
【００４４】
続いて線状電極６，７の位置を調整し、線状電極６，７の先端が隔離液に接する位置とする。この際の線状電極６，７近傍を流路２の流れ方向に平行に切った断面を側面から見た模式的な断面図を図２に示す。このように線状電極６，７を隔離液に接させて、電源装置８から線状電極６，７に電圧を与えると、流路２に電場が発生し、隔離液は電気浸透流によってコネクタ４側から廃液収納部３側へ流れる。
【００４５】
次いで、供給装置５から第１の流路２ａに検体、隔離液、試薬、及び隔離液をこの順で供給する。ここで供給する隔離液の量は、第１の流路２ａでは検体と試薬とが混ざらないようにするために、隔離液が検体と試薬とを隔離することができるだけの量としなくてはならない。さらに、上記の条件に加え、検体と試薬との間に供給する隔離液の量については、検体と試薬とが速やかに混合できるよう、できるだけ少量であることが好ましい。
【００４６】
以下、図３〜図６を用いて検体と試薬とが混合する様子を説明する。
供給された検体と試薬とは間に隔離液を挟んで第１の流路２ａを流れる。よく知られているように、微小空間内における電気浸透流による流れでは、流路２の幅方向の各位置において流速が均一になるか、圧力流と比べて各位置における流速の差が小さくなる。このため図３に示すように、検体及び試薬は幅方向に延在するベルト状となって第１の流路２ａを流れる。以下、図３〜図６においてベルト状に延在する検体の部分を検体１１、試薬の部分を試薬１２といい、検体１１と試薬１２とを隔離している隔離液を隔離液１３という。
【００４７】
検体１１及び試薬１２が第２の流路２ｂの入口に入ると、図４に示すように、第２の流路２ｂは第１の流路２ａよりも幅が大きく、流れ方向に垂直な断面積が大きくなっているために、検体１１、試薬１２及び隔離液１３は幅方向にさらに伸び、また、検体１１、試薬１２及び隔離液１３はそれぞれ流れ方向の厚みが小さくなる。なおこのとき、第２の流路２ｂが次第に幅が広くなるように形成されているために、検体１１及び試薬１２はきれいなベルト状を保ったまま第２の流路２ｂ内を流れることができる。
【００４８】
検体１１及び試薬１２がさらに進むと、検体１１と試薬１２とを隔離する隔離液１３は、その流れ方向の幅と流れに垂直な方向の幅との差が著しく異なるため、検体１１と試薬１２とを隔離するために必要な細いベルト状の形状を保持できなくなり、また、流路２の表面が親水性となっているために疎水性の隔離液１３は流路２表面からは離れやすいために、図５に示すように、隔離液１３は検体１１と試薬１２とを隔離することができなくなる。このため、隔離液１３は流路２の表面から離れた位置に集まり、その結果、検体１１と試薬１２とは直接に接することとなる。
【００４９】
図６に示すように、直接に接することによって検体１１と試薬１２とは混合し、混合液１４となる。この際、検体１１及び試薬１２の流れ方向の厚みが小さくなっているために、両者は速やかに完全に拡散混合することができる。
【００５０】
また図７に示すように、隔離液１３は、流路２の表面との親和性の悪さから、検体１１と試薬１２とが混合した混合液１４中から排出される。
【００５１】
その後、混合液１４は、流れによって第３の流路２ｃにある分析機器１０まで流れる。このとき、第２の流路２ｂが第３の流路２ｃにかけて次第に幅が小さくなるように形成されているために、混合液１４はきれいなベルト状を保ったまま流れることができる。
【００５２】
混合液１４が分析機器１０まで流れると、分析機器１０によって分析が行なわれる。この際、第３の流路２ｃの幅が元の幅まで小さくなっているために、混合液１４の流れ方向の厚みは大きくなっているので、小さい検出領域を用いて、流路を流通する液体から確実に多くの情報を得ることができる。例えば、光学分析を行なう際に検出領域を小さくすることは、表面の傷や変形等のノイズ要因を減少させることとなり、分析を確実に行なうことができる。なお、分析機器１０の位置で混合液１４中に隔離液１３が残留している場合であっても、蛍光や化学発光の強度を積算するなど適宜変更を行なえば分析が可能である。
【００５３】
また、電気浸透流は一般に、疎水性の液体には起こり難い現象であり、疎水性の液体でたとえ電気浸透流が起こったとしても大きな電場が必要であることが多い。したがって、用いる隔離液の量は少ないことが好ましい。そこで、図８に示すように、検体１１又は試薬１２とは別に、隔離液１３によって隔離しながら電場を与えることにより電気浸透流を発生させる浸透流液体１５を流路２に流すことが好ましい。これにより、より効率的に流路２内の液体を流すことができる。ただし、検体１１と浸透流液体１５とが混ざらないように、且つ、試薬１２と浸透流液体１５とが混ざらないように、隔離液の量は調整されるべきである。
【００５４】
浸透流液体１５は、電気浸透流を起こしやすい液体であれば特に制限はなく、例えば水のように安価なものを利用してもよいが、浸透流液体１５として流路２を洗浄することができる洗浄液を使用すれば、流路２内の不純物を簡単に除去することができる。また、浸透流液体１５として校正液を用い、且つ、光学的分析のための分析機器１０を用いて分析を行なえば、分析をより正確なものとすることができる。
【００５５】
以上の操作により、検体と試薬とを混合して検体を分析することができる。また、上述した操作を繰り返すことにより、一つの流路２を用いて、複数種の検体を１種の試薬を用いて分析することや、１種の検体を複数種の試薬を用いて分析することや、複数種の検体を複数種の試薬を用いて分析することが可能となり、装置の大型化を招くことなく、様々な検体と試薬とを用いて分析を行なうことができる。
【００５６】
また、電気浸透流を利用して流路２内に流れを作り出しているため、流路２の幅方向の各位置において流速が均一になるか、微小空間内における圧力流と比べて各位置における流速の差が小さくなるので、検体１１と試薬１２とを正確に素早く混合することができ、正確な分析をすることができる。
【００５７】
また、本発明の分析用チップ及び分析装置は簡単な構成となっているので小型化することが可能であり、しかも、第２の流路２ｂでは少量の検体又は試薬であっても確実に混合することが可能であるので、使用する検体や試薬の量を少なくすることができる。
【００５８】
以上、本発明の第一実施形態を説明したが、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００５９】
例えば、電場駆動装置を構成する電極は線状電極６，７に限定されるものではなく、一般に使用される電極はいずれも用いることができる。たとえば、図９に示すように、線状電極の代わりにあらかじめ流路２の表面に電極１６を設置しておけば、簡単な構成によって電場駆動装置を構成することができる。
【００６０】
［第二実施形態］
本実施形態では、流路２の表面に疎水性の化合物が塗布されている分析用チップを用い、溶媒が疎水性でありそれに分散あるいは溶解された検体及び試薬を用い、隔離液としては親水性のものを用いて分析を行なうことを特徴としている。また、その他の構成は、第一実施形態と同じ構成となっている。
【００６１】
第二実施形態においては隔離液が親水性であるために、隔離液自体が電気浸透流を発生させやすい。このため、浸透流液体１５を用いなくとも隔離液の量を増やすことによって効率的に流路２内の液体を流すことができる。もちろん、隔離液とは別に校正液を流路２に流して分析を正確に行なったり、洗浄液を流路２に流して流路２を洗浄する等を行なってもよい。
また、他の構成は第一実施形態と同じであるので、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
［その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００６３】
例えば、分析用チップ１に、廃液収納部５の代わりに廃液排出部を形成し、流路２から排出される液体を分析用チップ１の外に排出するように構成してもよい。
また、駆動装置としては流路２内の液体を流れさせることができるものであれば特に限定は無く、例えばポンプなど、様々なものを用いることができる。但し通常、ポンプ等を使用して圧力流を用いた場合には、上記ベルト状の流れは形成し難いことを理解するべきである。すなわち、一種類の液体を流路２全体に満たす場合や、微量液体を不連続的に注入する場合に圧力流を用いることが好ましい。
【００６４】
また、分析機器１１としては、特に限定されず、蛍光分析装置、ＳＰＲセンサ、吸光度計等の光学的分析機器や、電極を用いた電気化学的な測定機器や、ＩＳＦＥＴ（Ｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような電気的分析機器などを用いることができる。
【００６５】
また、流路２内に施す親水性処理又は疎水性処理の具体的方法は、特に限定されず、例えば分析用チップ１自体を親水性又は疎水性を有する物質で形成するなど、一般に用いられる方法を適宜用いることができる。
【００６６】
また、流路２の形状は直線状に限定されるものではなく、曲線状であったり、直線と曲線とを組み合わせた形状であったりしてもよい。
【００６７】
また、第２の流路２ｂの形状は第一実施例又は第二実施例のようなひし形に限定されるものではなく、様々な形状のものを用いてもよい。
【００６８】
また、流路２を基体１表面に設けず基体１の内部に形成された孔として形成してもよい。
また、第２の流路２ｂの下流の幅を狭めず、流路２が拡大した状態のままで分析を行うようにしてもよい。
【００６９】
また、図１０に示すように、一つの分析用チップ１上に複数の独立した流路２を設けることで、分析効率を向上させることができる。
【００７０】
また、流路２に電場を与える際、第２の流路２ｂでは断面積が拡大しているために電界密度が減少し、第１及び第３の流路２ａ，２ｃの電気浸透流による輸送効率が減少する可能性がある。その場合、第２の流路２ｂ内の流れは第１の流路２ａによる圧力（加圧）及び第３の流路２ｃによる圧力（陰圧）の影響を受けるため、第２の流路２ｃ内の流れが電気浸透流に加えて圧力輸送の影響が出てくる。
【００７１】
これを防ぐために、図１１に示すように第１の流路２ａ、第２の流路２ｂ、及び第３の流路２ｃのそれぞれに電場駆動装置９を設けてもよい。また、各電場駆動装置ごとに電場を順次切り替えたりしてもよい。即ち、例えば図１２（ａ），（ｂ）に示すように、流路２全体に電場を与える電場駆動装置９ａと第２の流路２ｂにのみ電場を与える電場駆動装置９ｂとを設け、電場駆動装置９ａ，９ｂを切り替えながら流路２に電場を与えれば、流路２内の流れのための最適な電場強度を調整することができ、流路２内の流れを正確且つ確実に制御することができる。
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の分析用チップ及び分析装置並びに分析方法によれば、装置の大型化を招くことなく、少量の検体及び試薬によって分析を行なうことができ、しかも検体と試薬とを素早く均一に混合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置の概要を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置の電極周辺の断面を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を説明する模式的な平面図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を説明する模式的な平面図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を説明する模式的な平面図である。
【図６】図６は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を説明する模式的な平面図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置並びに分析方法を説明する模式的な平面図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置並びに分析方法の変形例を説明する模式的な平面図である。
【図９】図９は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置の変形例の電極周辺の断面を拡大して模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第一実施形態又は第二実施形態の分析用チップの変形例を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の第一実施形態又は第二実施形態の分析装置の変形例を説明する模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の第一実施形態又は第二実施形態の分析装置の変形例を説明する模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の第一実施形態としての分析用チップ及び分析装置を説明するために要部を拡大して模式的に示す断面図である
【符号の説明】
１  基体
１ａ  フタ
１ｂ  要部に形成された開放口
２  流路
２ａ  第１の流路
２ｂ  第２の流路
２ｃ  第３の流路
３  廃液収納部
４  コネクタ
５  供給装置
６，７  電極
８  電源装置
９，９ａ，９ｂ  電場駆動装置（駆動装置）
１０  分析部
１１  検体
１２  試薬
１３  隔離液
１４  （検体と試薬とが混合した）混合液
１５  浸透流液体
１６  電極
【図１】
2004279202.tif 000003
【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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