(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル非親和性基板と、該サンプル非親和性基板上に設けられた多孔質部材の流路とを含むフローセルであって、前記多孔質部材は、網目構造である外気非接触領域と、前記外気非接触領域を覆い、前記外気非接触領域よりも孔密度が低い外気接触領域とからなり、前記多孔質部材内に生ずる毛細管力が送液の駆動力となることを特徴とするフローセル。
【請求項２】
前記外気非接触領域は、前記外気接触領域よりも高いサンプル親和性を有することを特徴とする請求項１に記載のフローセル。
【請求項３】
前記多孔質部材がセルロース類で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフローセル。
【請求項４】
前記多孔質部材が、微粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフローセル。
【請求項５】
前記外気接触領域の少なくとも一部が剥離されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフローセル。
【請求項６】
前記多孔質部材の少なくとも一部が、前記サンプル非親和性基板表面に形成されたサンプル親和性領域と連通されており、前記サンプル親和性領域がドレインとして作用することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフローセル。
【請求項７】
前記多孔質部材上に、微小間隙を介して配置される第２のサンプル非親和性基板をさらに含み、前記微小間隙の幅が１０〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフローセル。
【請求項８】
前記第２のサンプル非親和性基板が、前記多孔質部材と対向して配置される段差部を含むことを特徴とする請求項７に記載のフローセル。
【請求項９】
前記サンプル非親和性基板が透明であり、および前記サンプル非親和性基板と前記多孔質部材との間に金属薄膜をさらに含むことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のフローセル。
【請求項１０】
前記多孔質部材が、含水状態において、表面プラズモン共鳴測定に用いるプリズムの屈折率よりも低い平均屈折率を有することを特徴とする請求項９に記載のフローセル。
【請求項１１】
（ａ）  高揮発性良溶媒と低揮発性貧溶媒との溶媒混合物中に多孔質材料を溶解させた塗布溶液を調製する工程と、
（ｂ）  塗布溶液をサンプル非親和性基板上に塗布する工程と、
（ｃ）  前記溶媒混合物を蒸発させて、網目構造である外気非接触領域と、前記外気非接触領域を覆い、前記外気非接触領域よりも孔密度が低い外気接触領域とからなる多孔質部材を形成する工程と
を含むことを特徴とするフローセルの製造方法。
【請求項１２】
前記多孔質材料がセルロース類であることを特徴とする請求項１１に記載のフローセルの製造方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）が、分注装置による描画によって実施されることを特徴とする請求項１１または１２に記載のフローセルの製造方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）において、前記サンプル非親和性基板上に、所望形状のスクリーンマスクを設置して、前記スクリーンマスクの開口部に前記塗布溶液を塗布することを特徴とする請求項１１または１２に記載のフローセルの製造方法。
【請求項１５】
工程（ａ）において、微粒子を含む第１の塗布溶液と、微粒子を含まない第２の塗布溶液とを調製し、工程（ｂ）において前記第１および第２の塗布溶液を別個に同時塗布することを特徴とする請求項１１または１２に記載のフローセルの製造方法。
【請求項１６】
（ｄ）  前記多孔質部材中のサンプル移送速度を調整する工程
をさらに含むことを特徴とする請求項１１から１５のいずれかに記載のフローセルの製造方法。
【請求項１７】
工程（ｄ）が、金型による押圧、封止材料の塗布、溶剤蒸気に対する曝露、および界面活性剤の滴下からなる群から選択される方法によって実施されることを特徴とする請求項１６に記載のフローセルの製造方法。
【請求項１８】
（ｅ）  多孔質部材の外気接触領域の一部を剥離する工程
をさらに含むことを特徴とする請求項１１から１７のいずれかに記載のフローセルの製造方法。
【請求項１９】
工程（ｅ）は、粘着テープによる剥離および反応性イオンエッチングからなる群から選択される方法によって実施されることを特徴とする請求項１８に記載のフローセルの製造方法。
【請求項２０】
（ｆ）  多孔質部材の上に、微小間隙を介して第２のサンプル非親和性基板を配置する工程
をさらに含み、前記微小間隙の幅が１０〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載のフローセルの製造方法。
【請求項２１】
前記第２のサンプル非親和性基板が、前記多孔質部材と対向して配置される段差部を含むことを特徴とする請求項２０に記載のフローセルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロＴＡＳ、Lab-on-a-chip、マイクロコンビナトリアルケミストリ、化学ＩＣ、化学センサ、バイオセンサ、微量分析、電気化学分析、クロマトグラフィ、ＱＣＭ測定、ＳＰＲ測定、およびＡＴＲ測定等の、微量溶液をハンドリングする分野において利用されるフローセルに関する。より詳しくは、サンプル非親和性基板上に内部がサンプル親和性の多孔質部材を配置し、ポンプなど外部からの送液のための部品が不要なフローセルに関する。また、本発明は、上蓋をさらに有するフローセルに関する。本発明は、上記フローセルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の各分野では、微量溶液サンプルを移送することが必要な場合がある。また該移送により、各分野における所望の結果を得るための効率、感度および処理能力が飛躍的に増大することがある。微量溶液サンプルの移送を実現する手段としては、基板上に形成した微細な流路を用いることを前提に外部からの圧力でサンプルを移送させる方法、静電気力で移送させる方法、エレクトロウエッティングによる方法、加熱による体積変化または気泡の生成を利用する方法、および電気浸透流による方法等を利用する手段が知られている。【０００３】
しかしながら、これらの手段により微量溶液サンプルを移送するには、微細加工技術を利用して、基板上に微細な溝を形成すること、および／または電極およびヒーターなどの構成部品を配設することが必要であった。また、流路形成には基板同士の接着が必要であった。さらに、外部からの圧力でサンプルを移送する場合には、ポンプおよび配管などの付随的な部品が必要となるばかりではなく、いわゆるデッドボリュームが大きくなり、サンプルの微量化を実現するための、測定システム等の小型化には限界があった。【０００４】
一方、微量溶液サンプルを分析する方法として、水溶液がろ紙へ滲み込む効果を利用したペーパークロマトグラフィーが従来から知られている。生物関連物質の簡便かつ安価な検出手段としては、イムノクロマト法が開発および改良されてきている（例えば、特許文献１参照）。また、プラスティクの流路にろ紙を配設した測定チップも類似技術として開示されている（例えば、非特許文献１参照）。【０００５】
【特許文献１】特公平０７−３６０１７号公報
【特許文献２】特開２００１−８９１３４号公報
【特許文献３】特開２００４−２５０２９０号公報
【非特許文献１】J-E. Kim他, Anal. Chem., 2005, 77, 7901-7907
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように、プラスチック等の流路中に加工したろ紙を配設する測定チップにおいては、プラスチック等にろ紙が接触した場合に、接触した部分に溶液が流れてしまい、ろ紙の内部を流れて送液したことにはならないおそれがある。また、ろ紙の加工においても、微細化は限界に達してきている。このように、ろ紙の配設に起因する問題、および上記微細化についての限界の観点から、流路の形状および機能には制限があり、前述の測定チップにおいて溶液を自由にハンドリングすることは困難である。また、ろ紙の加工および配設によって得られる測定チップは、ろ紙と基板との密着性が悪く、ＳＰＲ（表面プラズモン共鳴）測定において利用することはできなかった。このため、ろ紙による方法は、複雑な化学分析または合成などを行うには、必ずしも十分なものではなかった。【０００７】
上述のように、微細加工による溝形成および電極等の構成部品の形成は、大掛かりな設備投資が必要となり、作製コストが大幅に上昇する。このため、これらの形成は、医療および民生用途などの一回限りの使用を想定する分野においては、そのような微細加工を必要とする製品の実用化が困難であった。また、微量溶液サンプルを移送させるために必要なポンプ、電源等の外部構成品が必要な場合には、測定システムとしての大きさおよび重量が増大する。このため、測定システムを所望の場所に移動して簡易に測定を行う場合（いわゆるその場測定）にそのようなシステムを応用することはコスト的に困難であった。さらに、基板上で微量溶液サンプルを移送させる構成を低コストで簡便に実現することは重要である。加えて、溶液サンプルを自由にハンドリングして、複雑な化学分析または合成などを実現することも望まれている。【０００８】
以上のように、基板への微細加工技術による溝および電極などの構成部品の形成を不要とし、ポンプ等の付随的な部品を必要とせず、しかも溶液サンプルを自由にハンドリングして複雑な化学分析または合成などを実現することができる、フローセル等に対する要求が存在する。【０００９】
従って、本発明の目的は、基板への溝形成および電極等の構成部品の形成が不要であるとともに、ポンプ等の付随的な部品を必要とせず、しかも複雑な化学分析および合成などを実現可能な種々のフローセルを提供することである。特に、ＳＰＲ測定に用いるフローセルにあっては、エバネッセント波の存在領域において分子認識材料を三次元的に固定することができる構造を提供することが本発明のさらなる目的である。また、本発明の別の目的は、このようなフローセルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のフローセルは、サンプル非親和性基板と、該サンプル非親和性基板上に設けられた多孔質部材の流路とを含むフローセルであって、前記多孔質部材は、網目構造である外気非接触領域と、前記外気非接触領域を覆い、前記外気非接触領域よりも孔密度が低い外気接触領域とからなり、前記多孔質部材内に生ずる毛細管力が送液の駆動力となることを特徴とする。ここで、前記外気非接触領域は、前記外気接触領域よりも高いサンプル親和性を有してもよい。前記多孔質部材はセルロース類で形成することができる。また、前記多孔質部材が、微粒子をさらに含んでもよい。【００１１】
本発明の変形例のフローセルにおいて、前記多孔質部材の外気接触領域の少なくとも一部が剥離されていてもよい。あるいはまた、前記多孔質部材の少なくとも一部が、前記サンプル非親和性基板表面に形成されたドレインとして作用するサンプル親和性領域と連通されていてもよい。【００１２】
本発明のさらなる変形例のフローセルにおいて、前記多孔質部材上に、微小間隙を介して、配置される第２のサンプル非親和性基板を配置してなるさらに含んでもよい。ここで前記微小間隙の幅が１０〜１００μｍの範囲内であることが望ましい。さらに、前記第２のサンプル非親和性基板が、前記多孔質部材と対向して配置される段差部を含んでもよい。【００１３】
上記のフローセルにおいて、前記サンプル非親和性基板を透明とし、および前記サンプル非親和性基板と前記多孔質部材との間に金属薄膜をさらに設けて、ＳＰＲ測定に適した構造としてもよい。この際に、多孔質部材が、含水状態において、ＳＰＲ測定に用いるプリズムの屈折率よりも低い平均屈折率を有することが望ましい。【００１４】
本発明のフローセルの製造方法は、
（ａ）  高揮発性良溶媒と低揮発性貧溶媒との溶媒混合物中に多孔質材料を溶解させた塗布溶液を調製する工程と、
（ｂ）  塗布溶液をサンプル非親和性基板上に塗布する工程と、
（ｃ）  セルロース類を溶媒に溶かした溶液を塗布し、次いで前記溶媒混合物を蒸発させて、網目構造である外気非接触領域と、前記外気非接触領域を覆い、前記外気非接触領域よりも孔密度が低い外気接触領域とからなる多孔質部材を形成する工程と
を含むことを特徴とする。ここで、前記多孔質材料がセルロース類であってもよい。また、工程（ｂ）は、（１）分注装置による描画、または（２）前記サンプル非親和性基板上に、所望形状のスクリーンマスクまたはシール部材を設置して、前記スクリーンマスクまたはシール部材の開口部に前記塗布溶液を塗布することによって実施してもよい。あるいはまた、工程（ａ）において、微粒子を含む第１の塗布溶液と、微粒子を含まない第２の塗布溶液とを調製し、工程（ｂ）において前記第１および第２の塗布溶液を別個に同時塗布することによって複数の部分からなる多孔質部材を形成してもよい。【００１５】
本発明のフローセルの製造方法の変形例は、（ｄ）前記多孔質部材中のサンプル移送速度を調整する工程をさらに含んでもよい。工程（ｄ）は、金型による押圧、封止材料の塗布、溶剤蒸気に対する曝露、または界面活性剤の滴下によって実施することができる。【００１６】
本発明のフローセルの製造方法の別の変形例は、（ｅ）多孔質部材の外気接触領域の一部を剥離する工程をさらに含んでもよい。工程（ｅ）は、粘着テープによる剥離、あるいは反応性イオンエッチングによって実施することができる。【００１７】
本発明のフローセルの製造方法のさらなる変形例は、（ｆ）多孔質部材の上に、微小間隙を介して第２のサンプル非親和性基板を配置する工程をさらに含んでもよい。ここで、前記微小間隙の幅が１０〜１００μｍの範囲内であることが望ましい。さらに、前記第２のサンプル非親和性基板が、前記多孔質部材と対向して配置される段差部を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフローセルは、以上のような構成を採ることにより、以下のような効果を奏する。
（１）多孔質部材の毛細管力を送液の駆動力とするため、基板への微細加工技術による溝形成および電極等の構成部品の形成が不要であり、ポンプ等の付随的な部品も必要としない。
（２）多孔質部材の形状を適宜設定することにより、溶液サンプルを自由にハンドリングして複雑な化学分析（ＳＰＲ測定など）または合成などを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態１のフローセルの平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施形態１のフローセルの断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施形態１のフローセルの製造方法の例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施形態２のフローセルの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施形態２のフローセルの上面図である。
【図３】図３は、例３で得られた高密度多孔質膜の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図４】図４は、例３で得られた低密度多孔質膜の電子顕微鏡写真を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施形態３のパターンニング後のフローセルを示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施形態３のフローセルの製造方法において、パターニングに用いるスクリーンマスクを示す平面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の実施形態３のフローセルの製造方法において、パターンニング時のサンプル非親和性基板とスクリーンマスクとの積層状態でのスキージによる膜材料の塗布を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施形態４のフローセルを示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施形態４のフローセルの多孔質部材の構造を示す概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施形態５のフローセルの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施形態５のフローセルの製造方法を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の実施形態５のフローセルの製造方法に用いられる容器の底面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態６のフローセルを示す平面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の実施形態７のフローセルの製造方法の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の実施形態７のフローセルの製造方法の一例を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の実施形態７のフローセルの製造方法の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の実施形態８のフローセルの製造方法の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の実施形態８のフローセルの製造方法の一例を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施形態９のフローセルの製造方法に用いられる加工前のフローセルを示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施形態９のフローセルの製造方法に用いられるシャドーマスクを示す平面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明の実施形態９の製造方法により得られるフローセルを示す平面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、本発明の実施形態９の製造方法により得られるフローセルの、図１１Ｃの切断線ＸＩＤ−ＸＩＤに沿った断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の実施形態１０において用いられるフローセルの平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の実施形態１０において用いられる第２のサンプル非親和性基板の底面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、本発明の実施形態１０の上蓋付フローセルの断面図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図１２Ｃの領域ＸＩＩＤの拡大断面図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、図１２Ｃの領域ＸＩＩＥの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０    フローセル
１２    サンプル非親和性基板
１４    多孔質部材
１４ａ  外気非接触領域
１４ｂ  外気接触領域
１８    多孔質材料溶液
２０    シリンジ
２２    線状パターン
２４    サンプル滴下領域
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明のフローセルおよびその製造方法を詳細に説明する。【００２２】
（実施形態１）
図１Ａは本実施形態のフローセルの上面図であり、図１Ｂは本実施形態のフローセルの断面図であり、および図１Ｃは本発明のフローセルの製造方法を説明する図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本発明のフローセル１０は、サンプル非親和性基板１２と、基板１２上に設けられた多孔質部材１４とから構成されている。多孔質部材１４は、外気非接触領域１４ａと、外気非接触領域１４ａを覆い、外気非接触領域１４ａよりも孔密度が低い外気接触領域１４ｂとから構成される。外気非接触領域１４ａは、網目構造を有し、よりサンプル親和性が高い領域である。外気接触領域１４ｂは、外気非接触領域１４ａよりもサンプル非親和性の領域である。これら両領域１４ａ，１４ｂにより、全体として網目構造の流路が形成されている。本発明における用語「孔密度」とは、網目構造内の所定領域における孔の存在する割合を意味し、例えば、孔密度が高い状態とは、網目構造を構成する網目要素の存在する割合が少ない状態をいう。【００２３】
このような構成の下、フローセル１０は、多孔質部材１４内に生ずる毛細管力を送液の駆動力とする。その駆動原理は以下のとおりである。すなわち、フローセル１０の多孔質部材１４の一端に微量溶液サンプルを滴下する際、当該サンプルは、サンプル非親和性基板１２およびサンプル非親和性の外気接触領域１４ｂに対する当該サンプルの表面張力の差のため、液滴としてその場に留まる。したがって、サンプルはサンプル非親和性基板１２上に展開することはなく、多孔質部材１４の外気接触領域１４ｂを通してその内部に浸透する。次いで、外気接触領域１４ｂを通して外気非接触領域１４ａに到達したサンプルは、サンプル親和性の外気非接触領域１４ａの網目構造による毛細管現象により、徐々に拡散、浸透する。ここで、外気接触領域１４ｂに均質に形成された多数の微細孔がガス抜き孔として作用するため、サンプルが外気非接触領域１４ａに到達した後に多孔質部材１４の内部圧力が上昇することはない。したがって、サンプルは多孔質部材１４の反対側まで何の障害も無く到達することができる。なお、外気接触領域１４ｂの側面部分に微細孔があっても、基板１２がサンプル非親和性であるため、サンプル非親和性基板１２上にはサンプルが漏れ出すことはない。【００２４】
上記した各構成要素について説明する。サンプル非親和性基板１２としては、ガラス、プラスチック、金属、半導体等、およびそれらの表面を化学修飾等によりサンプル非親和性化処理した基板等を用いることができる。すなわち、水性のサンプルを用いる場合にはサンプル非親和性基板１２は疎水性であり、非水性のサンプルを用いる場合にはサンプル非親和性基板１２は親水性である。また、製造上の観点から、優れた平面性および耐溶媒性を有する基板を用いることが好ましい。【００２５】
内部にサンプル親和性領域を有する多孔質部材１４としては、セルロース類、多孔質ガラス、ゼオライト等の部材を用いることができ、製造コストの観点からは、特に、セルロース類を用いることが好ましい。上記セルロース類としてはニトロセルロース、セルロースアセテート、メチルセルロース等を用いることができ、サンプル非親和性基板１２との密着性および孔密度を考慮して、所望の構造が得られる材料を選択する必要がある。ここで、多孔質部材１４は、外気非接触領域１４ａと、外気接触領域１４ｂとからなる。また、外気非接触領域１４ａは、外気接触領域１４ｂよりも高いサンプル親和性を有することが望ましい。本発明において、両領域１４ａ、ｂの「サンプル親和性」および「サンプル非親和性」とは、両領域１４ａ、１４ｂの相対的なサンプル親和性（またはサンプル非親和性）の程度を意味する。即ち、セルロース類を用いた多孔質部材１４においては、外気非接触領域１４ａでは、親水性の【００２６】
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【００２７】
が優先的に存在し、外気接触領域１４ｂでは疎水性の（１１０）面が優先的に存在する。【００２８】
次に、本実施形態のフローセルの製造方法について説明する。このようなフローセル１０を製造するには、まず、例えば、ガラス材料に金の薄膜を形成し、次いでサンプル非親和性処理を施し、サンプル非親和性基板１２を用意する。次に、セルロース類に対して、より高揮発性の良溶媒（例えば、ケトン類）とより低揮発性の貧溶媒（例えば、アルコール類または水）とを所定の割合で混合した混合溶媒を加えて、多孔質材料溶液１８を用意する。次いで、この溶液１８を、図１Ｃに示すようなシリンジ２０などの分注手段に収容し、溶液１８を吐出させながら、シリンジ２０を矢印の方向に移動させて、線状パターン２２を描画塗布する。また、多孔質ガラスを用いる場合、ガラス材料粒子とバインダーとの混合物の塗布および焼成を反復し、その際にガラス材料の粒子を順次細かくしていくことによって、多孔質部材１４を形成することができる。また、ゼオライトを用いる場合、たとえば、電気泳動堆積法を用いてサンプル非親和性基板１２上に膜を形成し、引き続いて水熱処理などによる緻密化を行うことによって多孔質部材１４を形成することができる（特許文献２参照）。あるいはまた、原料成分が連続的に供給される希薄溶液中での緩やかな膜形成方法を用いて、ゼオライトからなる多孔質部材１４を形成することができる（特許文献３参照）。【００２９】
さらに、サンプル非親和性基板１２に形成された線状パターン２２を、室温の大気中に放置し、パターン２２中の溶媒成分を蒸発させる。この蒸発工程時において、当初透明であった線状パターン２２が徐々に白濁し、多孔質部材１４が形成され、フローセル１０が得られる。また、蒸発工程時における２つの溶媒成分の蒸発挙動の相違により、外気非接触領域１４ａと外気接触領域１４ｂとは、異なる孔密度を有する。ここで、線状パターン２２全体にわたって均一（例えば、等方的）に溶媒成分を蒸発させて、外気接触領域１４ｂの厚みに大きな局所的な差が出ないようにすることが好ましい。【００３０】
この蒸発挙動の相違により異なる孔密度の領域が形成される原理は、以下のとおりである。すなわち、蒸発の初期過程においては、蒸発速度の高い良溶媒が主に蒸発し、蒸発速度の低い貧溶媒が残存する。そのため、線状パターン２２の内部では網目構造が形成される。一方、線状パターン２２の外気に触れる部分では、内部から蒸発する良溶媒が通過していくためセルロース類は溶解している状態である。この際に、外気に触れる部分では貧溶媒も蒸発しているため、貧溶媒の割合が低下する。内部からの良溶媒の蒸発が終了した後には、外気に触れる部分でも蒸発が起きるが、貧溶媒の割合が低下しているため網目が緻密になる。このようにして、孔密度の低い外気接触領域１４ｂが形成される。蒸発の最終過程では貧溶媒が蒸発し、空気と入れ替わる。空気と網目要素との大きな屈折率差のため、多孔質部材１４は、光の散乱により白濁した外観を有する。【００３１】
（例１）
本発明者らは、実際に、図１に示すフローセル１０を作製し、微量溶液サンプルの移送速度について調査した。すなわち、サンプル非親和性基板１２上に、長さ１ｃｍ、幅１ｍｍの多孔質部材１４を形成し、図１Ａに示した多孔質部材１４の一端の領域２４に、色素（赤色１０２号（共立食品株式会社製））入りのサンプル水溶液を５マイクロリットル滴下した。該水溶液は当初液滴として留まっていたが、直ちに多孔質部材１４中に浸透していき、４分後には多孔質部材１４の反対側の端部まで到達した。【００３２】
この滴下においては、サンプル水溶液が反対側に到達するまで、多孔質部材１４の側面からのサンプル水溶液のサンプル非親和性基板１２への滲み出しは皆無であった。以上のように、移送速度が約２．５ｍｍ／分のポンプ不要のフローセルを好適に作製することができた。【００３３】
（実施形態２）
本実施形態は、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）測定に適したフローセルに関する。図２Ａに、本実施形態のフローセルの構成例の断面図を示し、図２Ｂに本実施形態のフローセルの構成例の上面図を示す。本実施形態のフローセルは、サンプル非親和性基板１２が透明である点、およびサンプル非親和性基板１２と多孔質部材１４との間に金属薄膜１３が設けられている点を除いて、実施形態１と類似している。【００３４】
本発明において、「透明」なサンプル非親和性基板１２とは、測定に用いる励起光（入射光）および反射光の波長において透明である基板を意味する。本実施形態のサンプル非親和性基板１２は、実施形態１に記載の材料のうち、透明な材料（たとえば、ガラスなど）を用いて形成することができる。【００３５】
金属薄膜１３は、金属表面に存在する表面プラズモンを励起させるための金属製の薄膜である。金属薄膜１３は、金、銀、銅などの金属を用いて作製することができる。また、多孔質部材１４中のエバネッセント波と表面プラズモンとを効率よく結合させるため、４０〜５０ｎｍ程度の膜厚を有することが望ましい。金属薄膜１３は、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーションなどの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。【００３６】
多孔質部材１４は、実施形態１に記載の材料および方法を用いて形成することができる。本実施形態においても、多孔質部材１４は、外気非接触領域１４ａと、外気非接触領域１４ａを覆い、外気非接触領域１４ａよりも孔密度が低い外気接触領域１４ｂとから構成される。本実施形態において、多孔質部材１４はセルロース類を用いて作製することが望ましい。本実施形態の多孔質部材１４は、含水状態において、表面プラズモン共鳴測定に用いるプリズムの屈折率よりも低い平均屈折率を有することが望ましい。そのような範囲内の屈折率を有することによって、エバネッセント波の励起条件を満たすという利点が得られる。なお、本明細書における「平均屈折率」とは、微細構造（細孔など）を有する膜を均一の構造を有する膜であると仮定して測定した屈折率を意味する。また、本明細書における「含水状態」とは、多孔性膜に対して純水を含浸させ平衡に達した状態を意味する。【００３７】
多孔質部材１４の形成前に金属薄膜１３の上にシール部材１５（図２Ａおよび図２Ｂ参照）を配設して、多孔質部材１４の形成位置および形状を画定してもよい。シール部材１５を用いることによって、多孔質部材１４の形成にスピンコート法などの塗布法を用いることができる。シール部材１５を形成するための材料としては、パターニング可能な材料を用いることができ、そのような材料は、たとえばフォトレジストなどの高分子材料、またはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮなどの無機酸化物あるいは窒化物、金属、半導体などを含む。シール部材１５の形成は、当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。【００３８】
以上のようにして形成される多孔質部材の細孔は、抗体、酵素、および核酸（オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチドを含む）などの分子認識材料をエバネッセント波の存在領域に三次元的に固定化するのに適当な構造を提供する。それら分子認識材料は、セルロース誘導体の表面に物理的に吸着してもよいし、あるいは、セルロース類の表面の官能基（ヒドロキシル基など）と反応する官能基を用いてセルロース類の表面に化学的に結合してもよい。【００３９】
セルロース類を含む塗布溶液の配合比率などを変化させることにより、多孔質部材１４（特に外気非接触領域１４ａ）内の細孔の大きさを１μｍ以下から約１０μｍ程度まで変化させることができる。また、セルロース類を含む塗布溶液の配合比率に加えて、塗布条件および溶媒の蒸発条件などを変化させることによって、約５００ｎｍ〜約１０μｍまでの範囲内で変動する膜厚を有する多孔質部材１４を得ることができる。このことによって、種々の分子認識材料を固定化するのに最適な多孔質部材１４を得ることができ、多様な種類の測定対象分子の測定に有用なフローセルを得ることができる。【００４０】
また、本明細書に記載の他の実施形態のフローセルも、透明なサンプル非親和性基板を用いること、およびサンプル非親和性基板と多孔質部材との間に金属薄膜をさらに設けることによって、ＳＰＲ測定に適したフローセルとすることができる。【００４１】
（例２）
ガラス基板１２の上に、真空蒸着法を用いて膜厚５０ｎｍの金薄膜１３を形成した。次いで、金薄膜１３を覆い、所望の形状の開口部を有するシール部材１５をフォトレジストを用いて形成した。次に、アセトン／エタノール混合溶媒中のセルロースアセテート溶液を滴下するスピンコート法を用いて、該開口部に試料導入部１７ａ、流路１７ｂ（長さ１ｃｍ×幅２ｍｍ×膜厚１μｍ）および試料排出部１７ｃから構成される多孔質部材１４を形成して、図２Ａおよび図２Ｂに示すようなセンサ基板を得た。【００４２】
得られたセンサ基板の試料導入部１７ａに対して、純水、リン酸緩衝液（ＰＢＳ）、ＰＢＳと抗体または抗原の混合溶液などの液体試料を滴下したところ、液体試料は流路１７ｂを通って試料排出部１７ｃへと円滑に送液された。また、得られたセンサ基板の多孔質部材１４は、屈折率１．５１のプリズムを用いるＳＰＲ測定に適当である、含水状態の平均屈折率を有した。【００４３】
（例３）
膜厚５０ｎｍの金薄膜を形成したガラス基板上に、アセトン／イソプロパノール（ＩＰＡ）混合溶媒中のニトロセルロース溶液（ニトロセルロース含量約９．２重量％）を滴下するスピンコート法を用いて多孔質部材を形成した。その結果、図３に示すような単位体積当たりの細孔数が多く、分子認識材料に対してより多くの固定部位を提供することができる多孔質部材が得られた。【００４４】
一方、別のアセトン／ＩＰＡ混合溶媒中のニトロセルロース溶液（ニトロセルロース含量約７．８重量％）用いたことを除いて、同様の条件のスピンコート法を用いて多孔質部材を形成した。その結果、図４に示すような単位体積当たりの細孔数が少ないが、細孔のサイズが大きく、より大きなサイズの分子認識材料の固定に適した多孔質部材が得られた。【００４５】
以上のように、使用するセルロース誘導体の溶液の配合を変化させることによって、所望の適性を有する多孔質部材を作り分けることができることが明らかとなった。【００４６】
（例４）
膜厚５０ｎｍの金薄膜を形成したガラス基板上に、アセトン／イソプロパノール混合溶媒中のニトロセルロース溶液を滴下し、１０００ｒｐｍで１０秒間、続いて４０００ｒｐｍで６０秒間の条件のスピンコート法を用いて多孔質部材を形成した。得られた多孔質部材は１．３μｍの膜厚を有した。【００４７】
一方、同様の基板および溶液を用い、スピンコート法の条件を１０００ｒｐｍで１０秒間、続いて８０００ｒｐｍで６０秒間に変更して多孔性膜を形成した。得られた多孔質部材は５００ｎｍの膜厚を有した。【００４８】
以上のように、使用するスピンコート法の条件を変化させることによって、所望の膜厚を有する多孔質部材を形成できることが明らかとなった。【００４９】
（実施形態３）
本実施形態は、スクリーン印刷を使用した本発明のフローセルの製造方法の改良型に関する。図５Ａはパターニング後のフローセルを示す平面図、図５Ｂはパターニングに用いるスクリーンマスクを示す平面図、および図５Ｃはパターニング時のサンプル非親和性基板とスクリーンマスクとの積層状態での、スキージによる膜材料の塗布態様を示す側面図である。なお、図５Ｂ中の斜線および図５Ｃの点線は、スクリーンの網目を示す。【００５０】
実施形態１（図１Ｃ）のような描画方法では、パターンは描画された部分から順に、継続的に実施される描画中に溶媒が蒸発する。このような状況では、例えば合流流路または分岐流路のような比較的複雑なパターンを描画する場合には、合流部および分岐部の付近を描画するに際し、再度同じ場所およびその近辺を塗布しなければならない。このため、所望されるパターン全体を通した連続的な描画が実現されず、全体として網目構造が不連続な多孔質部材が形成される恐れがある。このように、網目構造が不連続な多孔質部材を含むフローセルは、液体サンプルの移送速度を予測することが困難なため、所定の流路として使用するには不適である。【００５１】
このような欠点を克服すべく、本実施形態の方法によれば、図５Ｃに示すように、サンプル非親和性基板３２上にスクリーンマスク３４を積層し、次いで多孔質部材の材料を含む溶液３６をスクリーンマスク３４上に準備して、スキージ３８を例えば矢印の方向に移動させて、パターンを塗布する。このような方法によれば、たとえば図５Ａに示すように、連続的な網目構造を有する多孔質部材からなる合流流路４０ａを有するフローセル４０を得ることができる。【００５２】
本実施形態においては、メッシュ１２０、メッシュ２３０（太陽精機株式会社製）に対して流路パターンを転写することによって、スクリーンマスク３４を作製することができる。メッシュ１２０は、セルロース類を高濃度で溶解させた粘度の高い溶液を用いて線幅１ｍｍ程度の多孔質部材（流路）を作製する場合に好適である。また、メッシュ２３０は、セルロース類を低濃度で溶解させた粘度の低い溶液を用いて線幅０．５ｍｍ程度の多孔質部材（流路）を作製する場合に好適である。さらに、スキージ３８の移動速度は、特に限定するものではなく、上記多孔質部材の網目構造を連続的なものとし、しかも、その網目構造を均質にすることができれば、いかなる速度を採用することもできる。【００５３】
本実施形態の製造方法によれば、例えば合流流路または分岐流路のような複雑なパターンを塗布する場合においても、所望のパターンを連続的に塗布することができる。これにより、所望パターン形状内において、溶媒の蒸発が同時に起こる。したがって、所望パターン全体として連続的な多孔質部材を含む、所定の流路が精度高く形成されたフローセルを得ることができる。【００５４】
（実施形態４）
図６Ａは、実施形態１のフローセルの改良型の一例を示す平面図である。本実施形態においては、良溶媒と貧溶媒とを所定割合で混合した混合溶媒によりセルロース類を溶解した溶液に、微粒子を混合して、その懸濁液を分注手段（図１Ｃに示すシリンジなど）に収容した。次いで、実施形態１と同様の方法で、線状パターンを描画し、その後乾燥させた。なお、本実施形態において、実施形態２に示したシール部材を伴うスピンコート法、または実施形態３に示したスクリーン印刷法を使用して、多孔質部材を形成してもよい。【００５５】
本実施形態において、微粒子は、ガラス、ゼオライトなどの無機材料、および均一な粒径を有するプラスチック材料などを用いることができる。本実施形態においては、無機多孔質粉末としては、溶液サンプルの吸収力、およびセルロース網目構造との密着性の観点から、微粒子として、多数の微細孔を有する無機多孔質粉末５８を用いることが好ましい。本実施形態において用いることができる無機多孔質粉末５８は、バイコールガラス、ゼオライト、メソポーラスシリカなどを含む。【００５６】
このような方法によって形成されたフローセル５０は、図６Ａに示すように、サンプル非親和性基板５２上に多孔質部材５４が形成されており、この多孔質部材５４は、実施形態１で説明したように、網目構造の外気非接触領域５４ａと、外気非接触領域５４ａを覆う外気接触領域５４ｂとから形成されている。また、本形態では、多孔質部材５４は、図６Ｂに示すように、網目構造を構成する網目要素（スケルトン）５６と無機多孔質微粉末５８とからなり、同部分に示すように、微粉末５８は不規則に網目要素５６中に分散されている。【００５７】
（例５）
本発明者らは、実際に、図６Ａに示すフローセルを作製し、微量溶液サンプルの移送速度について調査した。すなわち、サンプル非親和性基板５２上に、長さ１ｃｍ、幅１ｍｍの無機多孔質微粉末５８入りの多孔質部材５４を形成した。次に、該部材５４の一端に、色素（赤色１０２号（共立食品株式会社製））入りの水溶液を５マイクロリットル滴下した。該水溶液は当初液滴として留まっていたが、その後多孔質部材５４中に浸透していき、３０秒後には反対側の端部まで到達した。【００５８】
この際の微量溶液サンプルの移送速度は２０ｍｍ／分であり、例１のフローセルの移送速度より大きかった。このサンプルの移送速度の増大は、多孔質部材５４が無機多孔質微粉末５８がセルロースからなる網目要素５６中に入り込んだ構造となった結果、実施形態１の多孔質部材に比べて吸水力が向上したためである。このように、実施形態３においては、移送速度が約２０ｍｍ／分のポンプ不要のフローセルを好適に作製することができた。【００５９】
（実施形態５）
本実施形態は、実施形態１のフローセルの改良型の一例およびその製造方法に関する。図７Ａは該フローセルの平面図であり、図７Ｂは該フローセルの製造方法の一例を示す図である。この例は、図７Ａに示すように、サンプル非親和性基板６２に、実施形態１で使用した溶液（無機多孔質微粉末を含まない多孔質材料溶液）を塗布した部分６４ａと、実施形態３で使用した溶液（無機多孔質微粉末を含む多孔質材料溶液）を塗布した部分６４ｂとからなる多孔質部材６４を形成したフローセル６０を得る例である。【００６０】
このようなフローセル６０を得るには、図７Ｂに示すように、例えば、塗布溶液を３部屋６６ａ〜６６ｃに分割して各部屋をそれぞれ気密封止可能な容器６６を用いる。容器６６は、たとえばテフロン（登録商標）を用いて作製することができる。容器６６は、その底面７４に必要とする流路形状を点描するように複数の微小な開口を有する。また、容器６６はチューブ６８を介してシリンジ７０などの加圧手段に連結されており、加圧手段（シリンジ７０）からの空気圧により、サンプル非親和性基板６２上に各溶液７２ａ、７２ｂを塗布する。【００６１】
図７Ｃは、各溶液７２ａ、７２ｂの塗布を実施するための容器６６の底面７４を示す図である。このような塗布を行うことによって、異なる溶液７２ａ、７２ｂを用いて部分的に移送速度の異なる構成要素６４ａ、６４ｂを有する多孔質部材６４を好適に形成することができる。なぜなら、所望する多孔質部材６４の各構成要素６４ａ、６４ｂを同時に塗布、乾燥により形成することができるからである。【００６２】
（例６）
本発明者らは、実際に、図７Ａに示すフローセル６０を作製し、微量溶液サンプルの移送速度について調査した。すなわち、サンプル非親和性基板６２上に、長さ１ｃｍ、幅１ｍｍの多孔質部材６４を形成した。この多孔質部材６４は、長手方向において、その両端の１／３ずつの領域を無機多孔質微粉末を含有しない部分であり、その中央領域を無機多孔質微粉末を含有する部分であった。このようなフローセル６０に対し、多孔質部材６４の一端に、色素（赤色１０２号（共立食品株式会社製））入りの水溶液を５マイクロリットル滴下した。溶液サンプルは、当初液滴として留まっていたが、その後多孔質部材６４中に浸透していき、２．５分後に反対側の端部まで到達した。【００６３】
この滴下においては、液滴が反対側に到達するまで、多孔質部材６４の側面からの溶液サンプルのサンプル非親和性基板６２への滲み出しは皆無であり、そのサンプル移送速度は、４ｍｍ／分であった。この移送速度は、例１（実施形態１）に示すフローセルの場合に比べて高い値であるが、例５（実施形態３）に示すフローセルの場合に比べて低い値であった。これは、多孔質部材６４の中央部に部分的に吸水性の高い無機微粉末を含有させたことによる。したがって、実施形態１，４および５により、多孔質部材の一部に吸水性の高い無機微粉末を含有させた部分を介在させ、かつその長手方向における長さを適宜変更することにより、多孔質部材の一端から他端までのサンプル移動時間（すなわちサンプル移送速度）を調節することができることが判明した。【００６４】
（実施形態６）
図８は、実施形態１のフローセルの改良型の一例を示す平面図である。この例は、同一の溶液サンプルを用いて、複数の測定または試験を同時に行うために使用するフローセルに関する例である。即ち、図８に示すフローセル８０は、サンプル非親和性基板８２上に、３本の多孔質部材８４，８６，８８が形成され、さらにこれら部材８４，８６，８８へ通ずる円筒形のサンプルのリザーバ９０が形成された構造を有している。【００６５】
このタイプのフローセル８０は、リザーバ９０にサンプルを供給したのち、サンプルが同時に各多孔質部材８４，８６，８８の一端に浸透する。本例では３つの測定または試験を同時に行うことを所望しているため、各多孔質部材８４，８６，８８に浸透したサンプルは、その他端に同時に到達することが望まれる。図８に示す例では、中央に形成した多孔質部材８６とその両側に形成した多孔質部材８４，８８とは長さが異なるものである。よって、サンプルの他端への到達時間を全て同じにするために、比較的長い多孔質部材８４，８８は、吸水力の高い無機多孔質微粉末を含まない部分８４ａ、８８ａと、該粉末を含む部分８４ｂ、８８ｂとから形成されており、部分８４ｂ，８８ｂにおけるサンプル移送速度を他の部分８４ａ、８６、８８ａに比して増大するようにしている。【００６６】
（実施形態７）
本実施形態は、実施形態１により形成されたフローセルを追加の工程によってさらに加工し、多孔質部材の少なくとも一部の孔密度または濡れ性を制御することにより、サンプル移送速度を調整する改良型の製造方法に関する。図９Ａは金型による押圧を用いる改良型を示し、図９Ｂは封止材料の塗布による改良型を示し、図９Ｃは溶媒蒸気に対する曝露による改良型を示す図である。【００６７】
図９Ａに示すフローセルの後加工の例は、図１Ｃの方法に従いサンプル非親和性基板１０２上に多孔質部材１０４が形成されたフローセル１００の上方から、金型１０６により多孔質部材１０４を押圧し、その圧力によって任意の位置の網目構造を圧縮し、サンプル移送速度を調整する例である。このように、金型１０６により圧縮された多孔質部材１０４の領域では、圧縮によって多孔質部材の液体流路が小さくなることから、吸水力が低くなる。このため、図９Ａに示す後加工は、移送速度をより低くする場合に用いる後加工として有利である。【００６８】
図９Ｂに示すフローセルの後加工は、図１Ｃの方法に従いサンプル非親和性基板１１２上に多孔質部材１１４が形成されたフローセル１１０の上方から、分注手段（例えばシリンジ１１６など）により封止材料１１８を塗布し、サンプル移送速度を調整する例である。ここで、封止材料１１８として、パラフィン、紫外線硬化樹脂など、液相から固層へ容易に変化させることができる材料を用いることが好ましい。このように、封止材料１１８が塗布され、乾燥された多孔質部材１１４の領域では、サンプルの蒸発が阻止される効果、ならびに流路が狭くなる効果が奏される。このため、図９Ｂに示す後加工を施したフローセルは、移送速度を低くしてもサンプルの蒸発が起こりにくいため、長時間の測定を完遂できるという効果を奏する。【００６９】
図９Ｃに示すフローセルは、図１Ｃの方法に従いサンプル非親和性基板１２２上に多孔質部材１２４が形成されたフローセル１２０の多孔質部材１２４と対向する側（同図においては下方）から、例えば、アセトン等の溶媒蒸気１２８に曝露して、サンプル移送速度を調整する例である。ここで、蒸気源と多孔質部材との間に、たとえばシャドーマスク１２６を配置して、多孔質部材１２４の溶媒蒸気１２８に曝露される領域１２９を画定することができる。溶媒蒸気１２８に暴露された領域１２９では、外気非接触領域１２４ａの外側に位置し、該領域１２４ａよりも孔密度が小さい外気接触領域１２４ｂの孔密度が小さくなる。なぜなら、領域１２９の外気接触領域１２４ｂの材料が溶媒蒸気に溶解し、再組織化するためである。これによって領域１２９におけるサンプルの蒸発が抑制され、多孔質部材１２４の吸水力が低くなる。よって、図９Ｃに示す後加工は、移送速度をより低くする場合に用いる後加工として有利である。【００７０】
また、後加工の別法として、図１に従い形成したフローセルの所定箇所に、界面活性剤入りの溶液を滴下、浸漬させた後、乾燥して、多孔質部材内部の外気非接触領域のサンプル親和性をさらに増大させる例を挙げることができる。この例は、多孔質部材の少なくとも一部の濡れ性を制御することにより、サンプルの吸水力を高め、サンプルの移送速度を増大させる例である。界面活性剤としては、ｔｗｅｅｎ２０（ＧＥヘルスケアバイオサイエンス株式会社製）等を用いることができる。たとえば、０．０５％のｔｗｅｅｎ２０と９９．９５％の水との混合溶液を多孔質部材の所定箇所に滴下し、浸漬、乾燥させる。このような後加工は、移送速度をより増大させる場合に用いる後加工として有利である。【００７１】
（実施形態８）
図１０Ａおよび図１０Ｂは、実施形態１のフローセルの改良型の一例を示す側面図であり、図１０Ａは粘着テープによる改良型を示し、図１０Ｂは反応性イオンエッチング法（以下、「ＲＩＥ法」と称する場合がある）による改良型を示す図である。これらの例のいずれも、実施形態７と同様に、実施形態１の方法により形成されたフローセルを後加工して、サンプル移送速度を調整する例である。【００７２】
図１０Ａに示すフローセルは、図１Ｃの方法に従いサンプル非親和性基板１３２上に、外気非接触領域１３４ａと外気接触領域１３４ｂとからなる多孔質部材１３４が形成されたフローセル１３０の一端の外気接触領域１３４ｂの一部を粘着テープにより剥離し、サンプル移送速度を調整する例である。このような構成のフローセル１３０の一端に色素を含む溶液サンプル１３６を滴下すると、実施形態１の例１に比べてより短時間でサンプルが剥離部分１３８に到達した。また、この滴下により、該剥離部分１３８にサンプルが集中した。これは、外気接触領域１３４ｂの剥離により、サンプルの蒸発速度が増大したため、当該部分１３８に色素が濃縮したことによって確認できた。よって、図１０Ａに示す後加工は、移送速度をより増大させるとともに、流路中の任意の位置に溶液サンプルの高濃度領域をパターニングする場合に用いる後加工として有利である。【００７３】
図１０Ｂに示すフローセルは、図１Ｃの方法に従いサンプル非親和性基板１４２上に、外気非接触領域１４４ａと外気接触領域１４４ｂとからなる多孔質部材１４４が形成されたフローセル１４０の一端の外気接触領域１４４ｂの一部（同図においては２箇所）を、シャドーマスクを用いるＲＩＥ法により剥離し、サンプル移送速度を調整する例である。このような構成のフローセル１４０の一端に色素を含む溶液サンプル１４６を滴下すると、実施形態１の例１に比べてより短時間でサンプルが剥離部分１４８，１５０に到達した。また、この滴下により、該剥離部分１４８，１５０にサンプルが集中した。これは、当該剥離部分１４８，１５０で溶媒の蒸発速度が増大したため、当該部分１４８，１５０に色素が濃縮したことによって確認できた。よって、図１０Ｂに示す後加工は、移送速度をより増大させるとともに、流路中の任意の位置に溶液サンプルの高濃度領域をパターニングする場合に用いる後加工として有利である。【００７４】
（実施形態９）
図１１Ａ〜Ｄは、実施形態１のフローセルの改良型の一例とその製造例を示す図であり、図１１Ａは図１Ｃの方法に従い形成されたフローセルの平面図であり、図１１Ｂは図１１Ａに示すフローセルを後加工するために用いるシャドーマスクの平面図であり、図１１Ｃは図１１Ａのフローセルを後加工した後の本例のフローセルの平面図であり、図１１Ｄは、図１１Ｃに示すフローセルの切断線ＸＩＤ−ＸＩＤに沿った断面図である。【００７５】
この例に示すフローセルの形成方法は以下のとおりである。最初に、実施形態１に従い、サンプル非親和性基板１５２上に多孔質部材１５４を形成して、図１１Ａに示す線状の多孔質部材１５４を有するフローセル１５０を得る。次いで、フローセル１５０上に図１１Ｂに示すシャドーマスク１６０を積層し、ＲＩＥ装置内でのプラズマ処理を施す。このプラズマ処理により、図１１Ｃに示すように、プラズマ処理領域において一部が剥離した多孔質部材１７２が形成されるとともに、サンプル非親和性基板の一部１７４がサンプル親和性となる。その結果、一部が剥離した多孔質部材１７２およびサンプル親和性化されたサンプル非親和性基板の一部１７４からなるサンプル親和性部分１７６が形成されたサンプル非親和性基板１７８を含むフローセル１７０が得られる。この例は、サンプル非親和性基板の少なくとも一部の濡れ性を制御することにより、サンプル移送速度を調整する例である。【００７６】
このフローセル１７０は、図１１Ｄに示すように、サンプル非親和性基板１７８上に、外気非接触領域１５４ａと外気接触領域１５４ｂとからなる多孔質部材１５４が形成されている。ここで、一部が剥離した多孔質部材１７２およびサンプル非親和性基板の一部１７４から構成されるサンプル親和性部分１７６は、多孔質部材１５４と連通されている。このような構成のフローセル１７０の一端に色素を含有する溶液サンプル１８０を滴下した場合には、サンプルは同図の左端のサンプル親和性部分１７６まで達し、さらにサンプル親和性部分１７６に展開する。この際、サンプル親和性部分１７６がドレイン（排出口）の役割を担うため、連続的に送液を行うことができるフローセル１７０を得ることができる。【００７７】
（実施形態１０）
図１２Ａ〜Ｅは、実施形態７のフローセルのうち、界面活性剤によるサンプル親和性化処理を施したフローセルの改良型の一例を示し、図１２Ａは該サンプル親和性処理を施したフローセルの平面図を示し、図１２Ｂは図１２Ａのフローセルと組み合わせて使用する段差付きサンプル非親和性基板の底面図を示し、図１２Ｃは図１２Ａに示すフローセルと図１２Ｂに示す段差付き第２サンプル非親和性基板とを、微小間隙を介して、段差部２０２と多孔質部材１９４とが対向するように配置した上蓋付フローセルの側面図を示し、図１２Ｄは図１２Ｃに示す領域ＸＩＩＤの拡大断面図を示し、図１２Ｅは図１２Ｃに示す領域ＸＩＩＥの拡大断面図を示す。【００７８】
図１２Ａに示すフローセル１９０は、サンプル非親和性基板１９２上に多孔質部材１９４が形成されたものを、例えば、多孔質部材１９４についてサンプル親和性化処理したものである。また、図１２Ｂに示す第２サンプル非親和性基板２００には、段差部２０２と、開口形状の溶液サンプル供給部２０４が形成されている。第２サンプル非親和性基板２００は、サンプル非親和性化処理を施したガラス基板などを用いて作製することができる。この第２サンプル非親和性基板２００は、以下に示す上蓋付フローセル２１０における上蓋の役割を担う部材である。【００７９】
本例の上蓋付フローセル２１０は、図１２Ｃに示すように、フローセル１９０と第２サンプル非親和性基板２００とを配置するに際し、これらの間に微小間隙２２０を形成する。微小間隙２２０の幅（同図の鉛直方向幅）は、毛細管力が働くよう十分に狭くする必要がある。好ましくは、微小間隙の幅は、１０〜１００μｍの範囲内である。図１２Ｃに示す上蓋付フローセル２１０は、この微小間隙２２０の形成により、上述した実施形態１〜９の各種フローセルと比較して、以下のような利点を有する。【００８０】
溶液サンプルを図１２Ｃに示す溶液サンプル供給部２０４から供給すると、サンプルは多孔質部材１９４に到達する。この際、図１２Ｄに示すように、溶液サンプル２３０の一部が多孔質部材１９４中に浸透すると同時に、その他の部分は多孔質部材１９４と第２サンプル非親和性基板２００との間に画成された微小間隙２２０内に働く毛細管力により、同図の左側に向かって移動する。この部分においては、毛細管力により移動する溶液サンプル２３０の量が、多孔質部材１９４に浸透する溶液サンプル２３０の量よりも多い。【００８１】
次いで、溶液サンプルが第２サンプル非親和性基板２００の段差部２０２まで到達すると、図１２Ｅに示すように、上記毛細管力により移動する溶液サンプル２３０の量に比べて、多孔質部材１９４へ浸透する溶液サンプル２３０の量が増大する。加えて、この部分においては、段差部２０２において、サンプル中の溶媒が蒸発するが、飽和蒸気圧に達すると第２サンプル非親和性基板２００が蓋の役割をする。このため、サンプル溶液の濃度変化が小さく、比較的長時間の反応時間を必要とする分析を行うのに有利である。【００８２】
このような構成の上蓋付フローセル２１０は、３本の流路に対応する段差部２０２に到達するまでの領域（図１２Ｄに示す領域）においては、サンプルの移動は３本の流路においてほぼ同時に比較的高速で達成される。これに対し、図１２Ｅに示すように段差部分２０２への到達後においては、段差部２０２において毛細管力が働かないため、サンプルは多孔質部材１９４の中を比較的低速で流れるようになる。これは、実施形態６と同様の効果を単一の多孔質部材によって実現できたことを意味する。以上のような作用を示す上蓋付フローセルによれば、生体関連物質の検出を行う場合、１本の流路をリファレンスとし、他の２本の流路にそれぞれ異なる抗体を固定化し、リファレンスに対する差を見ることで、高感度な検出を実現することができる。たとえば、それぞれの流路への異なる種類の抗体の固定化は、スポッティング装置（NanoPlotter（GeSiM社、ドイツ）など）によるスポッティングによって実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のフローセルは、マイクロＴＡＳ、Lab-on-a-chip、マイクロコンビナトリアルケミストリ、化学ＩＣ、化学センサ、バイオセンサ、微量分析、電気化学分析、クロマトグラフィ、ＱＣＭ測定、ＳＰＲ測定、およびＡＴＲ測定などの、微量化学物質溶液をハンドリングする全ての分野において応用可能である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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