(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された試薬を保持する試薬保持部、混合槽、検出部及び前記混合槽と検出部とを連結して全長に亘って同じ断面積を有しているマイクロ流路を少なくとも備え、
前記混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成され
るマイクロチップに、第１の方向及び前記第１の方向との間の角度θが０＜θ＜１８０°である第２の方向の遠心力を順次付加して前記マイクロチップを使用する方法であって、
（ｂ）前記第２の方向の遠心力によって試料及び試薬を前記混合槽に導入し、前記混合槽において試料を試薬と混合する工程、
（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、前記第１の方向の遠心力によって前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液を前記検出部に導入して前記検出部を濡らす工程、
（ｃ１）前記第２の方向の遠心力によって前記混合液を前記混合槽に戻す工程、
（ｄ）前記（ｃ）の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に、前記第１の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行う工程、
を含み、
前記第１の方向の遠心力によって、混合液が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第２の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って混合槽に移動する位置に、前記混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするマイクロチップを使用する方法。
【請求項２】
マイクロチップが、さらに計量部を備えており、
さらに、（ａ）計量部において試料を計量する工程を含み、
（ｂ）の工程では、（ａ）の工程で計量された試料を試薬と混合する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
マイクロチップが、さらに試料導入口及び分離部を備えており、
さらに、（aa）導入された試料を前記分離部において遠心分離する工程を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
（ｃ）の濡らす工程の前において、（bb）試薬を、検出部に通して検出部を濡らす工程をさらに含む請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
（ａ）計量を、前記第１の方向の遠心力によって行う請求項２〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
（aa）遠心分離を、第２の方向の遠心力によって行う請求項３〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
（ａ）計量と、（bb）試薬による検出部の濡らしとを同時に行う請求項４〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
マイクロチップが、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部をこの順で直列に連結して構成される請求項２〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
マイクロチップが、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、少なくとも１つ前記試薬保持部を配置して構成される請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記分離部は、計量部と混合槽との双方に連結されており、第１の方向の遠心力によって、試料が前記分離部から計量部に移動するが、混合槽には移動しないように、分離部、計量部及び混合槽が配置されて構成される請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
混合槽が、計量部に対して第２の方向に配置されてなる請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
検出部が、混合槽に対して第１の方向に配置され、検出部に連結されたマイクロ流路が、混合槽と検出部とを連結し、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、第１の方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となるように配置されてなる請求項１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
基板に形成された試薬を保持する試薬保持部、混合槽、第２混合槽、検出部及び前記第２混合槽と検出部とを連結して全長に亘って同じ断面積を有しているマイクロ流路を少なくとも備え、
前記第２混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成されるマイクロチップに、第１の方向及び前記第１の方向との間の角度θが０＜θ＜１８０°である第２の方向の遠心力を順次付加して前記マイクロチップを使用する方法であって、
（ｂ）前記第２の方向の遠心力によって、計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動して混合液を構成し、第１の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽に移動する工程、
（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、第２の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動して前記検出部を濡らす工程、
（ｃ１）前記第１の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽に移動する工程、
（ｄ）前記（ｃ）の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に、前記第２の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行う工程、
を含み、
前記第２の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第１の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って第２混合槽に移動する位置に、前記第２混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするマイクロチップを使用する方法。
【請求項１４】
（ａ）計量を、前記第１の方向の遠心力によって行う請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
（ｂ）混合と、（bb）試薬による検出部の濡らしとを同時に行う請求項１３又は１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
検出部が、第２混合槽に対して第２の方向に配置され、検出部に連結されたマイクロ流路が、第２混合槽と検出部とを連結し、マイクロ流路の第２混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、第２の方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となるように配置されてなる請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
マイクロチップに形成され、混合槽と検出部とを連結して全長に亘って同じ断面積を有しているマイクロ流路と、
前記マイクロチップに第１の方向及び前記第１の方向との間の角度θが０＜θ＜１８０°である第２の方向の遠心力を順次付加して回転させる回転手段と、を含むシステムであって、
前記混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部はこの順で直列に連結して構成されており、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、第１の方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となる形状に形成されてなり、
前記回転手段により前記マイクロチップを回転することにより、
（ｂ）前記第２の方向の遠心力によって試料及び試薬を前記混合槽に導入し、前記混合槽において試料を試薬と混合し、
（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、前記第１の方向の遠心力によって前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液を前記検出部に導入して前記検出部を濡らし、
（ｃ１）前記第２の方向の遠心力によって前記混合液を前記混合槽に戻す工程、
（ｄ）前記（ｃ）によりすでに濡れた検出部に、前記第１の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行い、
前記第１の方向の遠心力によって、混合液が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第２の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って混合槽に移動する位置に、前記混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
基板に形成された混合槽、検出部及び前記混合槽と検出部とを連結して全長に亘って同じ断面積を有しているマイクロ流路を少なくとも備えるマイクロチップと、
前記マイクロチップに第１の方向及び前記第１の方向との間の角度θが０＜θ＜１８０°である第２の方向の遠心力を順次付加して回転させる回転手段と、を含むシステムであって、
前記混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成され、
前記マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、マイクロ流路の全長において、前記第１の方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となる形状に形成されてなり、
前記回転手段により前記マイクロチップを回転することにより、
（ｂ）第２の方向の遠心力によって試料及び試薬を前記混合槽に導入し、前記混合槽において試料を試薬と混合し、
（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、前記第１の方向の遠心力によって前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液を前記検出部に導入して前記検出部を濡らし、
（ｃ１）前記第２の方向の遠心力によって前記混合液を前記混合槽に戻す工程、
（ｄ）前記（ｃ）によりすでに濡れた検出部に、前記第１の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行い、
前記第１の方向の遠心力によって、混合液が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第２の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って混合槽に移動する位置に、前記混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
マイクロチップが、さらに計量部を有しており、
第２の方向の遠心力を負荷した際に、計量部で計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動
する請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
さらに、混合槽が計量部に対して、第２の方向に配置され、かつ検出部が混合槽に対して第１の方向に配置されて構成される請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
マイクロチップが、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、少なくとも１つ試薬保持部が配置して構成される請求項１８〜２０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２２】
マイクロチップが、さらに、分離部を有しており、該分離部は、第１の方向へ遠心力を負荷した際に、試料が前記分離部から計量部に移動するが、混合槽には移動しないように、計量部と混合槽との双方に連結されて構成される請求項１８〜２１のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２３】
基板に形成された計量部、混合槽、第２混合槽、検出部及び前記第２混合槽と検出部とを連結して全長に亘って同じ断面積を有しているマイクロ流路を少なくとも備えるマイクロチップと、
前記マイクロチップに、第１の方向及び前記第１の方向との間の角度θが０＜θ＜１８０°である第２の方向の遠心力を順次付加して前記マイクロチップを回転させる回転手段と、を含むシステムであって、
前記第２混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成され、
前記回転手段により前記マイクロチップを回転することにより、
（ｂ）前記第２の方向の遠心力によって、計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動して混合液を構成し、第１の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽に移動する工程、
（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、第２の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動して前記検出部を濡らす工程、
（ｃ１）前記第１の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽に移動する工程、
（ｄ）前記第２の方向の遠心力によって混合液を（ｃ）の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に導入して、前記検出部で試料の検出を行う工程、
を含み、
前記第２の方向の遠心力によって、混合液が第２混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第１の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って第２混合槽に移動する位置に、前記第２混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項２４】
さらに、混合槽が計量部に対して第２の方向に配置され、前記第２混合槽が混合槽に対して第１の方向に配置され、かつ検出部が第２混合槽に対して第２の方向に配置されて構成される請求項２３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップに関し、生体物質を分離、混合、検出するために利用されるマイクロ流路及びこれを備えたマイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療等の分野で、血液などの生体物質を、数センチの大きさの基板上で分離、反応、混合、測定及び検出等するLab on Chipと呼ばれる技術が注目されている。このチップには数ｎｍから数ｍｍのマイクロ流路が設けられており、その流路内で、微量の試料の移動、反応及び測定などが実現される。よって、短時間で、簡便に、種々の測定、検出等を行うことができる。
【０００３】
しかし、通常、試料にはタンパク質、油脂などが含まれているためマイクロ流路の壁面にこれらが付着することがある。また、試料の操作中の温度変化に起因して気泡が発生することがあり、この気泡により試料自体の流れを阻害したり、検出系を妨害するなどして、正確な測定を行うことができないという問題がある。
【０００４】
これに対して、マイクロ流路の壁面を親水化処理する方法がある。例えば、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの表面処理、成形材料への親水性物質の練り込みがよく知られている。
しかし、表面処理では、親水化の程度が弱く、工程数の増加によってマイクロチップの生産性が低下する。また、親水性物質の練り込みでは、マイクロチップ自体が脆くなるなど物性が低下したり、マイクロチップから親水性物質が流失したり、部分的な親水化ができないなどの問題がある。
【０００５】
そこで、未硬化のエネルギー線硬化樹脂成形物の表面に親水性の重合性化合物をグラフト重合させ、表面を親水化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１）。この方法では、マイクロ流路に親水性を付与するとともに、マイクロチップからの親水性物質の流失等を防止することを意図している。
【特許文献１】特開平１０−５３６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような親水化方法では、親水性重合性樹脂の塗布、硬化のためのエネルギー照射、未硬化樹脂の除去という工程を経なければならず、製造工程が煩雑化する。また、光を照射して樹脂を硬化させるため、マイクロ流路の側壁など、光照射しにくい部分への適用は困難である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、マイクロ流路の全表面にわたって、簡便な親水化などの適切な処理を行うことにより、試料の付着及び気泡の発生等を防止することができ、微量の試料で正確な分析を行うことができるマイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のマイクロチップの使用方法は、試薬を保持する試薬保持部、混合槽、検出部及び前記混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路を少なくとも備えるマイクロチップの使用方法であって、（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液によって前記検出部を濡らす工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
このような構成により、従来のように、マイクロチップの製造時に、それ自体に特別な親水化処理を行う必要がなく、マイクロチップの生産性の低下を防止することができるとともに、親水化処置に伴うマイクロチップの物性を損なうことなく、処理に用いられた添加剤や処理剤等のマイクロチップ内又は測定対象となる試料又は試薬等への混入を防止することができる。また、マイクロチップに導入された試料又は試薬を検出部に通すことにより、検出部における濡れた状態で、試薬及び試料の混合液の接触角が０〜１０°程度と非常に小さい接触角を確保することができ、検出部の形状や寸法による制限がなくなり、検出部の上面、側面、底面のすべての内表面を、同時に、均一かつ確実に親水化することができる。さらに、検出部のみに液体を流すことで、特定の部分にのみ親水化処理を行うことができるため、任意の部分で、親水性及び疎水性の仕分けが可能になる。また、上述したように接触角を小さくすることで、検出部表面へのタンパク質及び油脂等の物質の吸着を有効に抑えることができる。しかも、同時に、検出部表面での微細な凹凸によるエアーポケットの発生を抑制することができ、その結果、エアーポケットを成長核とする気泡の発生を抑えることができ、微量の試料でのより正確な分析を実現することができる。
【００１０】
本発明のマイクロチップの使用方法では、（１）マイクロチップが、さらに計量部を備えており、さらに、（ａ）試料を計量する工程、（ｂ）計量された試料を試薬と混合する工程、（ｄ）混合液を、（ｃ）の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に導入して試料の検出を行う工程を含み、（ｃ）の濡らす工程は、（ｂ）工程の後（ｄ）の工程前に行われる。これにより、上述した効果をより確実に実現することができる。
また、マイクロチップが、さらに試料導入口及び前記分離部において分離部を備えており、さらに、（aa）導入された試料を遠心分離する工程を含む。これにより、導入した試料中の測定対象物質のみを簡便に取り出して、測定することができ、より正確な検出を可能にする。
【００１１】
さらに、（bb）試薬を、検出部に通して検出部を濡らす工程を含む。これにより、固形物等が含まれない試薬等で検出部を濡らすことができるために、試料中に固形物等が含有されている場合でも、より固形物等の検出部への付着等を防止するとともに、混合液の接触角をより低減することができる。
また、本発明のマイクロチップの使用方法では、少なくとも１つの工程を遠心力を利用して行う。これにより、上述したような検出部を濡らす工程を非常に簡便かつ迅速に、さらに確実に行うことができる。
【００１２】
特に、（ｂ）混合を、所定方向の力を利用して行い、（ａ）計量、（ｃ）検出部の濡らし及び（ｄ）検出部への導入を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行うか、あるいは、（ｂ）混合、（ｃ）検出部の濡らし及び（ｄ）検出部への導入を、所定方向の力を利用して行い、（ａ）計量を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行うか、あるいは、さらに（aa）遠心分離を所定方向の力を利用して行うことが好ましい。これにより、検出部を濡らす工程と、他の工程とを、適切な時点において適切に行うことができる。
【００１３】
さらに、（ａ）計量と、（bb）試薬による検出部の濡らしとを同時に行うか、あるいは、（ｂ）混合と、（bb）試薬による検出部の濡らしとを同時に行う。これにより、検出部を濡らすために別途の工程を行う必要がなく、より簡便かつ迅速に検出部の濡らしを実行することができる。
所定方向と異なる方向との間の角度θが０＜θ＜１８０°である場合、あるいは、マイクロチップが、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部をこの順で直列に連結して構成される場合には、使用するマイクロチップの設計が容易であり、一連工程をスムーズの行うことが可能となる。
また、マイクロチップが、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、少なくとも１つ試薬保持部を配置して構成される場合には、試薬と試料との混合を容易かつ確実に行いながら、適時に検出部の濡らし工程を実行することができ、有利である。
【００１４】
さらに、本発明のマイクロチップの使用方法においては、（１）マイクロチップが、所定方向の力によって、計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動し、所定方向とは異なる方向の力によって、試料及び／又は試薬が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、（２）マイクロチップが、さらに、第２混合槽を有しており、所定方向とは異なる方向の力により、計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動して混合液を構成し、所定方向の力により、混合液が第２混合槽に移動し、さらに所定方向とは異なる方向の力により、混合液が第２混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、第２混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、（３）マイクロチップが、さらに、計量部と混合槽との双方に連結され、前記試料を遠心分離する分離部を有しており、所定方向とは異なる方向の力により、試料が前記分離部から計量部に移動するが、混合槽には移動しないように、分離部、計量部及び混合槽が配置されて構成されるか、（４）マイクロチップが、所定方向の力によって、計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動し、所定方向とは異なる方向の力によって、試料及び／又は試薬が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されることで、混合槽が、計量部に対して所定方向に配置されて構成されるか、（５）検出部が、混合槽に対して所定方向に配置され、検出部が、混合槽に対して所定方向に配置され、検出部に連結されたマイクロ流路が、混合槽と検出部とを連結し、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、所定の方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となるように配置されて構成される場合には、上述した効果をより確実に実現することができる。
【００１５】
特に、検出部が、混合槽に対して所定方向とは異なる方向に配置され、検出部に連結されたマイクロ流路が、混合槽と検出部とを連結し、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、所定方向とは異なる方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となるように配置されてなる場合には、マイクロチップに一方向の力を負荷するという簡便な方法により、検出部全体を確実に濡らすことができる。
また、本発明のマイクロ流路は、マイクロチップに形成され、混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路であって、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、所定方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となる形状に形成されてなり、（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液によって前記検出部を濡らすことを特徴とする。
【００１６】
このようなマイクロ流路を備えることにより、このマイクロ流路に所定の一方向の力を負荷するという簡便な手法を利用することにより、液体状の物質を混合槽から検出部にスムーズに移動させることができ、乾いた状態の検出部を濡らすことができ、液体状の物質の検出部内面への接触角を小さくすることが可能となる。その結果、検出部で液体状の物質を検出する場合に、気泡が発生したり、固形成分が検出部内面に付着することによる検出の妨害を防止して、正確な測定を行うことができる。さらに、異なる方向の力を負荷することにより、試料及び／又は試薬の検出部における往復を簡便に行うことができることにより、より有利である。
【００１７】
本発明のマイクロチップは、基板に形成された混合槽、検出部及び前記混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路を少なくとも備えるマイクロチップであって、前記検出部が混合槽に対して所定方向に配置され、かつ、前記マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、マイクロ流路の全長において、前記所定方向に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となる形状に形成されてなり、（ｃ）試料を前記検出部にて検出する前に、前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液によって前記検出部を濡らすことを特徴とする。
これにより、上述したように、マイクロチップに一方向の力を負荷するという簡便な方法により、検出部全体を確実に濡らすことができるとともに、さらに異なる方向の力を負荷することにより、試料及び／又は試薬の検出部における往復を簡便に行うことができることにより、より有利である。
【００１８】
特に、マイクロチップが、（１）さらに計量部を有しており、
所定方向の力を負荷した際に、計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動し、
所定方向とは異なる方向の力を負荷した際に、試料及び／又は試薬が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、前記計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、（２）さらに、計量部及び第２混合槽を有しており、
所定方向の力を負荷した際、計量された試料及び／又は試薬が混合槽に移動し、
所定方向とは異なる方向の力を負荷した際、該移動した試料及び／又は試薬が第２混合槽に移動し、さらに
所定方向の力を負荷した際、試料及び／又は試薬が第２混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、第２混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、（３）さらに、混合槽が計量部に対して、所定方向に配置され、かつ検出部が混合槽に対して所定方向とは異なる方向に配置されて構成されるか、（４）さらに、混合槽が計量部に対して所定方向に配置され、前記第２混合槽が混合槽に対して所定方向とは異なる方向に配置され、かつ検出部が第２混合槽に対して所定方向に配置されて構成されるか（５）マイクロチップが、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、少なくとも１つ試薬保持部が配置して構成されるか、（６）マイクロチップが、さらに、分離部を有しており、該分離部は、所定方向とは異なる方向へ力を負荷した際に、試料が前記分離部から計量部に移動するが、混合槽には移動しないように、計量部と混合槽との双方に連結されて構成される場合には、上述したマイクロチップの使用方法を確実に適用することができ、より正確かつ迅速な試料の検出を実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マイクロ流路の大きさにかかわらず、マイクロ流路の全表面にわたって、親水化などの適切な処理を行うことにより、微量のサンプル量であっても、試料の付着及び気泡の発生等を防止することができ、その結果、測定対象である試料の流れが乱されることなく、測定系に対して適切にサンプル導入することによって、正確な分析を行うことができるマイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（１）マイクロ流路
本発明のマイクロ流路は、マイクロチップに形成された混合槽と検出部とを連結するものであって、試料及び／又は試薬（好ましくは液体）の通過が可能であるように、二次元及び／又は三次元的に所望の形状で、マイクロチップに形成されている。このマイクロ流路は、混合槽から検出部に至る向きが、マイクロ流路の全長において、所定方向（つまり、予め定められた一方向）に対して、−９０°より大きく、＋９０°未満となる（±９０°の範囲内、ただし、−９０°及び＋９０°は除外される、以下同義）形状に形成されてなる。言い換えると、所定方向に向かう力、例えば一方向への遠心力が負荷された場合に、混合槽に収容されている液体状態の物質のほぼ全てが、マイクロ流路を通って確実に検出部に移動されるような形状に形成されてなる。
【００２１】
具体的には、図１（ａ）に示すようなマイクロチップ１０において、混合槽２と検出部３とを連結するマイクロ流路４が、１本の直線形状で形成されている場合には、通常、その直線は、混合槽２と検出部３とを結ぶ最短距離で構成される。従って、所定方向が、図１（ａ）中、G１に示す方向であるとすると、上述の最短距離であって、かつ混合槽２から検出部３へ向かう方向が、G１に対して、±９０°の範囲内であることを意味する。
また、２本以上の直線で形成されている場合には、例えば、図１（ｂ）に示すように、マイクロ流路４の混合槽２から検出部３に至る向き（ｂ１及びｂ２）が、マイクロ流路４の全長において、所定方向Ｇ１に対して、±９０°の範囲内に形成されることを意味する。
【００２２】
さらに、図１（ｃ）に示すように、混合槽２と検出部３とを連結するマイクロ流路４が、曲線によって形成されている場合には、混合槽２から検出部３に至るマイクロ流路４の向き（ｃ１〜ｃ４）、つまり、混合槽２から検出部３に至るマイクロ流路４の任意の点における接線が、マイクロ流路４の全長において、所定方向G１に対して、±９０°の範囲内に形成されていることを意味する。
【００２３】
このような形状のマイクロ流路、好ましくはこのマイクロ流路を含むマイクロチップにおいて、液体状の物質（試料及び／又は試薬）に、所定の一方向のみへの力を負荷することにより、混合槽から検出部への液体状物質の移動をスムーズに行うことができる。
なお、所定方向に対する力とは異なる任意の方向への力を負荷することにより、検出部に移動した液体物質を混合槽へもどすことができる。これにより、所定の二方向を選択し、順次これらの方向への力を負荷することにより、混合槽−検出部間で液体物質を往復運動させることが可能となる。ここでの任意の方向は、検出部から混合槽に至る向きが、マイクロ流路の全長において、任意の方向に対して、±９０°の範囲内となるような方向を含む。
【００２４】
このマイクロ流路の断面（流体の流れ方向に垂直に交わる断面）形状は、例えば、四角形、台形等の多角形及びこれらの角部分が丸みを帯びた形状、円形、だ円形、ドーム形状あるいは左右非対称の不均一形等どのような形状であってもよい。マイクロ流路は微量の液体試料を流すものであり、その目的を適切に果たすのであれば、その大きさ及び長さは特に限定されるものではなく、例えば、断面積が０．０００１〜２ｍｍ2程度、長さが１０〜１００ｍｍ程度のものが挙げられる。特に、流路の断面積が小さくなるほど、マイクロ流路内での流体の流れ、さらに流体に発生する気泡の影響、固形物の付着等が大きくなるため、マイクロ流路の断面積として、０．０００１〜１ｍｍ2程度のものに対して本発明は有利である。マイクロ流路は、全長にわたって同じ断面形状及び大きさであってもよいが、部分的に異なる形状及び大きさであってもよい。
【００２５】
マイクロ流路は、例えば、これらを製造する方法に応じて、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ポリシロキサン、アリルエステル樹脂、シクロオレフィンポリマー、Ｓｉゴムなどの有機化合物あるいは、Ｓｉ、Ｓｉ酸化膜、石英、ガラス、セラミック等の無機化合物等のいずれを用いて形成してもよい。また、これらの材料は、透明であってもよいし、カーボンブラック等の顔料等を混入させることにより、半透明、不透明又は遮光性としてもよい。
【００２６】
マイクロ流路は、当該分野で公知の方法を利用することにより、簡便に製造することができる。例えば、所望のマイクロチップ、マイクロ流路に対応する形状を有する金型を準備する。この金型は、機械的加工により形成することができる。次に、この金型に、ＰＥＴをモールドしてマイクロ流路に対応するパターンが転写された基板を得る。最後に、この基板を、このパターン同士が対向するように、２枚張り合わせることにより、所望の位置にマイクロ流路を備えるマイクロチップを形成することができる。マイクロ流路に対応するパターンを有する基板を一方のみとし、他方を平板基板としてもよい。また、金型を用いたモールディングに代えて、射出成型法あるいはインプリント法等を利用してもよい。さらに、平板基板の一方又は双方に、フォトリソグラフィー工程、機械的加工等を直接施して、マイクロ流路に対応するパターンが転写された基板を得てもよい。
【００２７】
（２）マイクロチップの構成
マイクロチップは、例えば、主として、一方又は双方に凹部による種々の形状のパターンを有する第１基板と第２基板とが、例えば、熱圧着、接着剤等によって、貼り合わせられて構成される。なお、これら基板は、上述した製造方法に準じて形成することができる。
【００２８】
このようなマイクロチップは、医療、食品、創薬等の種々の分野において、ＤＮＡ、酵素、タンパク質、ウィルス、細胞などの種々の生体物質（試料、主に液体の状態）を、分析、検出、反応、測定等するための基板として利用されるものであり、例えば、臨床分析チップ、環境分析チップ、遺伝子分析チップ（ＤＮＡチップ）、たんぱく質分析チップ（プロテオームチップ）、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップ等と種々の呼び名で提供されている全てのチップを包含する。
【００２９】
このようなマイクロチップは、少なくとも、混合槽、検出部、上述したような混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路を備えており、任意に、その用途に応じて、例えば、試料導入口、排出口及び／又は廃液溜、遠心分離部、計量部、混合槽、試薬保持部、ミキサー等が、それぞれ１つずつ又は複数、それら自体又はそれらを連結させる種々の二次元及び／又は三次元形状の直線的なあるいは屈曲又は湾曲したパターンを有する流路とともに配置されて構成されている。
特に、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部は、この順で直列に連結して構成されることが好ましい。
【００３０】
混合槽は、通常、試料と試薬とを混合するための空間であって、その大きさは、特に限定されるものではなく、この目的を実現するために十分な大きさを有していることが必要であるが、これらの物質の種類、量などに応じて適宜設定することができる。例えば、１０-2〜１０3ｍｍ3程度が挙げられる。また、混合槽の形状は混合目的に適切なものであれば特に限定されるものではなく、平面及び断面形状ともに、例えば、四角形、台形等の多角形及びこれらの角部分が丸みを帯びた形状、円形、だ円形、ドーム形状あるいは左右非対称の不均一形等どのような形状であってもよい。
なお、混合槽は、混合のみならず、その内部に試薬を保持することにより、上述した試薬保持部としての機能を有していてもよく、複数の混合槽が形成されていてもよい。
【００３１】
検出部は、試料を検出するための空間であって、その大きさ及び形状は特に限定されず、例えば、検出方法（手法）、試料及び／又は試薬等の種類及び量等に応じて適宜設定することができる。具体的には、１〜１０3ｍｍ3程度が挙げられる。また、その形状は、混合槽と同様に、種々の形状に設定することができる。
特に、検出部は、光学的方法を用いて検出（分析、測定）することが好ましい。従って、検出部において、試料に光を照射し、その光の通過、反射及び散乱光等を検出し得るように、光の入出射が可能な所定長さの光路を確保することができる形状及び大きさであることが好ましい。検出部は、例えば、長さ１〜５０ｍｍ程度で、断面積が０．１〜１００ｍｍ2程度の一定形状を有しているものが利用される。
【００３２】
計量部は、測定（検出）に用いるための試料の量、通常、容量を測定し、所定の量のみを抽出することができる機能を有しているものであり、その容量は、計量部を構成する空間を狭めるか広げることによって調整することができる。計量部での計量は、マイクロチップ内で所定方向に向かう力（例えば、遠心力等）を発生させることにより実行できるような形状に形成されている。
試料導入口、排出口、廃液溜、分離部、試薬保持部、ミキサー等は、当該分野で公知の形状及び機能を確保し得るものから、試料の種類、量、分析手法等に応じて適宜選択又は変更して用いることができる。
【００３３】
本発明のマイクロチップでは、検出部は、混合槽に対して所定方向に配置されている。ここで、「混合槽に対して所定方向に配置される」とは、混合槽から任意の方向に向かう直線に対して、±９０°以内の範囲に検出部（全部又は一部であってもよい）が配置されることを意味する。言い換えると、混合槽に対して任意の方向に向かう力、例えば、遠心力が負荷された場合、混合槽に収容されていた液体状の物質の全てが、上述したマイクロ流路を通って検出部に移動するように配置されていることを意味する。
【００３４】
例えば、図２（ｃ）に示すように、任意の方向に向かう直線をｇ１の方向とする場合には、検出部３は、混合槽２に対してｇ１方向又はその±９０°以内に配置され、図４（ｄ）に示すように、任意の方向に向かう直線をｇ２の方向とする場合には、検出部３は、混合槽２ａに対してｇ２方向又はその±９０°以内に配置される。
【００３５】
計量部は、混合槽が計量部に対して所定方向に配置されるように設定されている。ここでの「所定方向に配置されている」とは、上述した意味と同様である。例えば、「所定方向」が図２（ｂ）に示すように、ｇ２の方向である場合には、混合槽２は計量部８のｇ２方向に配置される。ただし、この場合、上述した検出部３は、この場合の所定方向とは異なる方向（例えば、ｇ１）に配置されていることが好ましい。いいかえると、第２方向（例えば、ｇ２）への力を負荷した際に、計量された試料等が混合槽２に移動し、かつ、第１方向（例えば、ｇ１）への力を負荷した際に、試料等が混合槽２からマイクロ流路４を通って検出部３に移動するように、計量部８、混合槽２、マイクロ流路４及び検出部３が配置されていることが好ましい。
【００３６】
また、例えば、図４（ｂ）に示すように、混合槽２、２ａが２つ配置されている場合には、計量部８は、第１の混合槽２が計量部８に対して所定方向（例えば、図４（ｂ）に示すｇ２方向）に配置され、かつ第２の混合槽２ａが、第１の混合槽２に対して、所定方向とは異なる方向（例えば、ｇ１）に配置されていることが好ましい。いいかえると、第２方向（例えば、ｇ２）への力を負荷した際、計量された試料及び／又は試薬が混合槽２に移動し、かつ、第１方向（例えば、ｇ１）への力を負荷した際、移動した試料及び／又は試薬が第２混合槽２ａに移動し、さらに、第２方向の力を負荷した際、試料及び／又は試薬が第２混合槽２ａからマイクロ流路４を通って検出部３に移動するように、計量部８、混合槽２、第２混合槽２ａ、マイクロ流路４及び検出部３が配置されていることが好ましい。
【００３７】
分離部は、試料を分離、好ましくは遠心分離して、比重の差異によって２つ以上に分離することを意図する部位であり、計量部が分離部に対して、第１方向（例えば、ｇ１）側に配置するように設定されている。言い換えると、第１方向へ力を負荷した際に、試料が分離部から計量部に移動するように配置されている。ただし、この際、分離部は、試料が分離部から直接混合槽に移動しないように、計量部と混合槽との双方に連結されて構成されていることが好ましい。
【００３８】
試薬保持部は、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、１つ又は２以上配置していることが好ましい。ここで、「上流」とは、マイクロチップに試料が導入され、試薬等と混合される等して、最終的に試料が検出（分析、測定）される一連の流れにおいて、より初期段階に近い方（つまり、より試料導入口に近い方）を意味する。
【００３９】
（３）マイクロチップの使用方法
通常、マイクロチップは、微量の試料を、より短時間で迅速かつ正確に分析するために、使い捨ての態様で、かつ最小限の工程を行うことにより使用されるものであるが、本発明では、検出部における試料内のタンパク及び油脂等の固形成分の内表面への付着、気泡の発生等を防止するために、マイクロチップ内に導入した試料、試薬又はこれらの混合液を、検出部にて検出する前（好ましくは直前）に、一旦検出部に通して検出部の内表面を濡らし、このように濡れた状態で（完全に乾燥する前に）、再度検出部に被検試料を導入し、検出するというマイクロチップの使用方法である。
【００４０】
本発明の使用方法に用いることができるマイクロチップは、上述したものを好適に使用することができる。
検出部に試料及び／又は試薬を予め通すための手段は、特に限定されず、例えば、ポンプによる吸引又は排出；遠心力；落下、振動又は動揺；等による少なくとも１方向への力等を利用することができる。なかでも、遠心力を用いることが好ましい。
なお、本発明においては、「・・・方向へ向かう力を負荷する」、「・・・方向の力を利用する」というフレーズは、マイクロチップ内に存在する液体を・・・方向へ移動させる力をこの液体に与えることを意味する。また、「遠心力を利用する」とは、「マイクロチップ内又は外に設定される所定の回転軸を中心にマイクロチップを回転させる」と言い換えることができる。
【００４１】
本発明においては、検出前に、液体状物質を検出部に通すものであるが、この液体状物質は、試料であってもよいし、試薬のみであってもよいし、試料と試薬との混合物であってもよい。また、検出部に通すことは、１回のみの往路又は復路としてもよいし、往復するように２回以上通してもよい。なお、液体状物質の検出部への１回の通過は、１回の工程でのみ行うことが適当である。つまり、１方向への力を負荷するという１つの工程により、液状物質の検出部全長にわたる濡れを実現することができる。また、同様に、１方向への力を負荷するという１つの工程により、試料の分離、計量、混合等をそれぞれ行うことができる。
【００４２】
マイクロチップの使用方法の具体例としては、任意に、（aa）導入された試料を遠心分離する工程及び／又は（bb）試薬を、検出部に通して検出部を濡らす工程を含み、さらに、少なくとも（ａ）試料を計量する工程、（ｂ）計量された試料を試薬と混合する工程、（ｃ）試料を試薬との混合液を、検出部に通して検出部を濡らす工程、（ｄ）混合液を、すでに濡れた検出部に導入して試料の検出する工程を含むが、このうち、（ｂ）混合を、所定方向の力を利用して行い、（ａ）計量、（ｃ）検出部の濡らし及び（ｄ）検出部への導入を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行うことが好ましい。
あるいは、（ｂ）混合、（ｃ）検出部の濡らし及び（ｄ）検出部への導入を、所定方向の力を利用して行い、（ａ）計量を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行ってもよい。
【００４３】
これらのいずれの場合にも、遠心分離を行う場合には、（aa）遠心分離を、所定方向の力を利用して行うことが好ましい。
また、上述した各工程において、（ａ）計量は、（bb）検出部の濡らしと同時に行ってもよいし、あるいは、（ｂ）混合を、（bb）検出部の濡らしと同時に行ってもよい。
なお、所定方向と異なる方向との間の角度θは、０＜θ＜１８０°とすることができ、６０≦θ≦１２０°程度であることが好ましい。
【００４４】
実施形態１
この実施形態では、図１（ａ）に示すマイクロチップ１０を用いた使用方法を説明する。
まず、マイクロチップ１０を準備する。このマイクロチップ１０は、試料導入口６、流路９、混合槽２、マイクロ流路４及び検出部３を一連で連結して構成されている。検出部３は、混合槽２に対して、例えば、Ｇ１で表す矢印方向側に配置されており、さらに、混合槽２と検出部３とを連結するマイクロ流路４は、マイクロ流路４における全長において、ｇ１方向に対して±９０°の範囲内で交差するように、つまり、混合槽２から検出部３へ向かう向き（矢印Ｘ）で、θ°の角度の方向（例えば、Ｇ１方向の＋５０°の方向）に向かうように配置されている。
【００４５】
次に、このマイクロチップ１０に、被検物質を含む試料及び試薬を、順次、試料導入口６から導入し、流路９に通す。
その後、上述した所定方向とは異なる方向、例えば、所定方向に対して−９０°の方向の遠心力（矢印Ｇ２）を負荷することにより、つまり、所定の回転軸（例えば、図１（ａ）中、点Ｂ）を中心に回転させることにより、試料及び試薬が流路９を通過して混合槽２に導入され、均一な混合液５ａとなる。
【００４６】
次いで、Ｇ１方向の遠心力により、混合液５ａがマイクロ流路４を通過し、検出部３に入り、検出部３の全内表面を混合液５ｂで濡らす。
続いて、再度Ｇ２の方向の遠心力により、混合液５ｂが混合槽２に戻る。
最後に、再度Ｇ１の方向の遠心力により、混合液５ａが検出部に導入され、検出を行うことができる。
【００４７】
このようなマイクロチップの使用方法により、遠心力の負荷またはマイクロチップの回転という簡便な方法により試料をマイクロチップ内で自由に移動、往復させることができる。また、乾いた状態ではなく、予め検出部を試料及び試薬の混合液によって濡らすために、検出時の混合液の導入時に、被検物質（混合液）の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができる。これにより、最初の混合液５ｂでの検出部３の全内表面の濡らし時には、視認できる約３０個の気泡が発生したが、２回目以降の混合液５ｂの検出部３への導入時には、エアーポケットの発生を防止することができ、検出中に気泡の発生が起こらず、さらに固形成分の付着も起こらずに正確な測定を行うことができた。
【００４８】
なお、上記方法において、Ｇ１方向の遠心力により検出部３の全内表面を混合液で濡らした後、Ｇ２及びＧ１方向の遠心力の負荷を２サイクル以上行ってもよい。これにより、試料と試薬との混合をより均一に行うことができる。
【００４９】
実施形態２
まず、図２（ａ）に示すマイクロチップ２０を準備する。このマイクロチップ２０は、試料導入口６、分離部７、計量部８、試薬保持部１１、第２試薬保持部１２、流路９、混合槽２、マイクロ流路４及び検出部３を連結して構成されている。
検出部３は、混合槽２に対して、例えば、遠心力を負荷することを意図した第１方向（例えば、ｇ１で表す矢印方向）側に配置されており、さらに、混合槽２と検出部３とを連結するマイクロ流路４は、マイクロ流路４における全長において、ｇ１方向に対して±９０°の範囲内でｇ１方向と交差するように、つまり、混合槽２から検出部３への向きで、例えば、ｇ１方向の約＋６０°の方向に向かうように配置されている。
【００５０】
混合槽２は、計量部８に対して、ｇ２で表わす矢印方向（つまり、ｇ１に対して−９０°）側に配置されている。
計量部８は、分離部７に対して、ｇ１で表わす矢印方向側に配置されている。計量部８の下流には廃液溜１３が配置されている。
【００５１】
分離部７は、試料注入口６に対して、ｇ２で表わす矢印方向側に配置されている。また、分離部７は、ｇ１方向への遠心力によって、分離された試料が分離部７から計量部８に移動するが、混合槽２には移動しないように、計量部８と混合槽２との双方に連結されている。
なお、試薬保持部１１及び第２試薬保持部１２には、それぞれ異なる試薬１６ａ、第２試薬１６ｂが保持されており、計量部８と混合槽２との間の流路９（つまり、混合槽２の上流）にそれぞれ別々に連結されている。
【００５２】
次に、図２（ａ）及び図７のステップ１に示すように、このマイクロチップ２０に、被検物質を含む試料として血液１４を、試料導入口６から導入する。
続いて、図２（ｂ）及び図７のステップ２に示すように、ｇ２方向の遠心力により、分離部７において、血液を血球１４ａと血漿１４ｂとに遠心分離する。
その後、図２（ｃ）及び図７のステップ３に示すように、分離された血漿１４ｂを、ｇ１方向の遠心力により、計量部８に導入する。この際、計量部８では、血漿１４ｂの所定量が計量部８内に保持され、余分な血漿１４ｂは、廃液溜１３に集められ、その結果、血漿１４ｂの所定量が計量される。
【００５３】
次いで、図２（ｄ）及び図７のステップ４に示すように、計量された所定量の血漿１４ｂを、ｇ２方向の遠心力により、混合槽２に導入する。また、これと同時に、試薬保持部１１及び第２試薬保持部１２に保持されていた試薬１６ａ及び第２試薬１６ｂもそれぞれ混合槽２に導入され、血漿１４ｂと試薬１６と第２試薬１６ｂとの混合液１５が与えられる。
その後、図２（ｅ）及び図７のステップ５に示すように、ｇ１方向の遠心力により、混合液１５がマイクロ流路４を通過し、検出部３に入り、検出部３の全内表面を混合液１５で濡らす。
【００５４】
続いて、図２（ｆ）及び図７のステップ６に示すように、再度のｇ２の方向の遠心力により、混合液１５を混合槽２に戻す。
最後に、図２（ｇ）及び図７のステップ７に示すように、再度のｇ１の方向の遠心力により、混合液１５が検出部に導入される。その後、被検物質に光Ｌを照射し、その透過光を、例えばフォトダイオードのような受光素子によって検出することにより、試料を検出する。
【００５５】
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態１と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。
なお、上記方法においても、実施形態１と同様に、図２（ｅ）及び図７のステップ５のｇ１方向の遠心力による検出部の濡らし、図２（ｆ）及び図７のステップ６の再度のｇ２の方向に遠心力による混合液１５の戻しを、２サイクル以上行ってもよい。これにより、試料と試薬との混合をより均一に行うことができる。
【００５６】
実施形態３
まず、図３（ａ）に示すマイクロチップ３０を準備する。このマイクロチップ１は、試薬保持部１１及び第２試薬保持部１２の形状、混合槽２の上流の連結位置が若干異なる以外、図２（ａ）のマイクロチップ２０と実質的に同様の構成である。
次に、図３（ａ）及び（ｂ）ならびに図８のステップ１及び２に示すように、マイクロチップ２０に、血液１４を導入し、ｇ２方向に遠心力を負荷して、分離部７において血漿１４ｂを分離する。この際、試薬保持部１１及び第２試薬保持部１２に保持されていた各試薬１６ａ、１６ｂがそれぞれ混合槽２に移動し、混合されて混合試薬１６を与える。
【００５７】
その後、図３（ｃ）及び図８のステップ３に示すように、血漿１４ｂを、ｇ１方向に遠心力を負荷して、計量部８に導入して計量する。また、これと同時に、混合槽２の混合試薬１６がマイクロ流路４を通過し、検出部３に入り、検出部３の全内表面を混合試薬１６で濡らす。
次いで、図３（ｄ）及び図８のステップ４、５に示すように、計量された所定量の血漿１４ｂを、ｇ２方向に遠心力を負荷することにより、混合槽２に導入する。また、これと同時に、混合試薬１６が混合槽２に戻され、血漿１４ｂと混合試薬１６との混合液１５が与えられる。
【００５８】
その後、図３（ｅ）から（ｇ）及び図８のステップ６から８に示すように、実施形態２と同様に、検出部の濡らし及びもどしを行って、試料の検出を行う。
このようなマイクロチップの使用方法によっても、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００５９】
実施形態４
まず、図４（ａ）に示すマイクロチップ４０を準備する。このマイクロチップ４０は、試料導入口６、分離部７、計量部８、試薬保持部１１、流路９、混合槽２、第２混合槽２ａ、マイクロ流路４及び検出部３を連結して構成されている。
検出部３は、第２混合槽２ａに対して、遠心力を負荷することを意図した所定方向、例えば、ｇ２で表す矢印方向側に配置されており、さらに、第２混合槽２ａと検出部３とを連結するマイクロ流路４は、マイクロ流路４における全長において、ｇ２方向に対して±９０°の範囲内で交差するように、つまり、第２混合槽２ａから検出部３への向きで、例えば、ｇ２方向の−４０°の方向に向かうように配置されている。
【００６０】
第２混合槽２ａは、混合槽２に対して、ｇ１で表わす矢印方向（つまり、ｇ２に対して＋９０°）側に配置されている。また、混合槽２は、計量部８に対して、ｇ２で表わす矢印方向側に配置されている。
計量部８は、分離部７に対して、ｇ１で表わす矢印方向側に配置されている。計量部８の下流には廃液溜１３が配置されている。
【００６１】
分離部７は、試料注入口６に対して、ｇ２で表わす矢印方向側に配置されている。また、分離部７は、ｇ１方向への遠心力が負荷された場合、分離された試料が分離部７から計量部８に移動するが、混合槽２には移動しないように、計量部８と混合槽２との双方に連結されている。
試薬保持部１１及び第２混合槽２ａには、それぞれ異なる試薬１６ａ、第２試薬１６ｂが保持されており、試料保持部１１は、計量部８と混合槽２との間の流路９（つまり、混合槽の上流）に連結されている。
【００６２】
次に、図４（ａ）及び図９のステップ１に示すように、このマイクロチップ４０に、血液１４を導入する。
続いて、図４（ｂ）及び図９のステップ２に示すように、ｇ２方向に遠心力を負荷して、分離部７において、血液を血球１４ａと血漿１４ｂとに遠心分離する。これと同時に、第２混合槽２ａに保持されていた第２試薬１６ｂがマイクロ流路４を通過し、検出部３に入り、検出部３の全内表面を第２試薬１６ｂで濡らす。
【００６３】
その後、図４（ｃ）及び図９のステップ３に示すように、分離された血漿１４ｂを、ｇ１方向に遠心力を負荷して、計量部８に導入する。これと同時に、第２試薬１６ｂが検出部３から第２混合槽２ａに戻る。
次いで、図４（ｄ）及び図９のステップ４に示すように、計量された所定量の血漿１４ｂを、ｇ２方向に遠心力を負荷することにより、混合槽２に導入するとともに、試薬保持部１１に保持されていた試薬１６も混合槽２に導入され、第１の混合が行われて血漿１４ｂと試薬１６ａとの第１の混合液１５ａが与えられる。また、これと同時に、第２混合槽２ａに移動した第２試薬１６ｂが、再度マイクロ流路９を通って、検出部３に移動し、検出部３の内表面を濡らす。
【００６４】
その後、図４（ｅ）ならびに図９のステップ５及び６に示すように、ｇ１方向の遠心力を負荷することにより、第２試薬１６ｂが検出部３から第２混合槽２ａに戻り、これと同時に、第１の混合液１５ａが混合槽２から第２混合槽２ａに移動して第２の混合が行われ、混合液１５を与える。
その後、図４（ｆ）及び図９のステップ７に示すように、ｇ２方向の遠心力を負荷することにより、混合液１５がマイクロ流路４を通過し、検出部３に入り、検出部３の全内表面を混合液１５で濡らす。
【００６５】
続いて、図４（ｇ）及び図９のステップ８に示すように、再度ｇ１の方向に遠心力を負荷することにより、混合液１５を第２混合槽２ａに戻す。
最後に、図４（ｈ）及び図９のステップ９に示すように、再度ｇ２の方向に遠心力を負荷することにより、混合液１５が検出部３に導入され、検出を行う。
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態１と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。
【００６６】
実施形態５
まず、図５（ａ）に示すマイクロチップ５０を準備する。このマイクロチップ５０は、試料導入口６、分離部７、計量部８、流路９、混合槽２、マイクロ流路４、検出部３及び試薬保持部１１を連結して構成されており、試薬保持部１１の位置が異なる以外、試料導入口６、分離部７、計量部８、流路９、混合槽２、マイクロ流路４及び検出部３の配置関係は、実質的に実施形態２と同様である。
【００６７】
試薬保持部１１は、検出部３の下流であって、かつ、検出部３が試薬保持部１１の、例えば、ｇ２で表す矢印方向側に配置されている。
また、試薬保持部１１と混合槽２には、それぞれ異なる試薬１６ａ及び第２試薬１６ｂが保持されている。
【００６８】
次に、図５（ａ）及び図１０のステップ１に示すように、マイクロチップ２０に、血液１４を導入する。
続いて、図５（ｂ）及び図１０のステップ２に示すように、ｇ２方向に遠心力を負荷して、分離部７において、血液を血球１４ａと血漿１４ｂとに遠心分離する。これと同時に、試薬保持部１１に保持されていた第２試薬１６ｂが検出部３に導入され、検出部３を濡らし、さらにマイクロ流路４を通って、混合槽２に導入され、試薬１６ａとあわさって、混合試薬１６を与える。
【００６９】
その後、図５（ｃ）及び図１０のステップ３に示すように、分離された血漿１４ｂを、ｇ１方向に遠心力を負荷して、計量部８に導入する。これと同時に、混合槽２に導入された試薬１６が、マイクロ流路４を通って、検出部３に導入され、検出部３を濡らす。
次いで、図５（ｄ）及び図１０のステップ４に示すように、計量された所定量の血漿１４ｂを、ｇ２方向に遠心力を負荷することにより、混合槽２に導入するとともに、検出部３を濡らした混合試薬１６を混合槽２に導入し、血漿１４ｂと試薬１６と第２試薬１６ｂとの混合液１５が与えられる。
【００７０】
その後、図５（ｅ）から（ｇ）及び図１０のステップ５から７に示すように、実施形態２と同様に検出を行う。
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態２と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。
【００７１】
実施形態６
まず、図６（ａ）に示すマイクロチップ６０を準備する。このマイクロチップ６０は、試料導入口６、分離部７、試薬保持部１１、第２試薬保持部１２、計量部８、流路９、混合槽２、ミキサー１７及び検出部３を連結して構成されており、試料導入口６、分離部７、計量部８、試薬保持部１１、第２試薬保持部１２、流路９、混合槽２の位置関係は、実施形態２と実質的に同様である。
【００７２】
検出部３は、混合槽２に対して、所定の方向、例えば、遠心力を負荷することを意図した第１方向、ｇ１で表す矢印方向側に配置されているが、この位置関係でなくてもよい。混合槽２と検出部３とを連結する流路９は、その途中にＨ型のミキサー１７が３つ直列に配置されている。
また、混合槽２の上流、検出部３の下流には、それぞれポンプを接続するためのポンプ孔１８ａ、１８ｂが形成されている。
【００７３】
次に、図６（ａ）及び図１１のステップ１に示すように、マイクロチップ２０に、血液１４を導入する。
続いて、図６（ｂ）及び図１１のステップ２に示すように、ｇ２方向に遠心力を負荷して、分離部７において、血液を血球１４ａと血漿１４ｂとに遠心分離する。これと同時に、試薬保持部１１、第２試薬保持部に保持されていた試薬１６ａ及び第２試薬１６ｂが、混合槽２に導入され、混合試薬１６を与える。
【００７４】
その後、図６（ｃ）及び図１０のステップ３に示すように、分離された血漿１４ｂを、ｇ１方向に遠心力を負荷して、計量部８に導入する。この際、混合槽２に保持されている試薬１６は、Ｈ型ミキサー１７の存在により、ｇ１方向の遠心力のみによっては検出部３に導入されない。
【００７５】
次いで、図６（ｄ）及び図１０のステップ４に示すように、計量された所定量の血漿１４ｂを、ｇ２方向に遠心力を負荷することにより、混合槽２に導入するとともに、混合試薬１６と混合され、血漿１４ｂと試薬１６ａと第２試薬１６ｂとの混合液１５が与えられる。
その後、図６（ｅ）及び図１０のステップ５に示すように、ポンプ孔１８ａから吸引することにより、混合液１５がＨ型ミキサー１７によって十分混合され、さらに流路９ａを通過し、検出部３に入り、検出部３の全内表面を混合液１５で濡らす。
【００７６】
続いて、図６（ｆ）及び図１０のステップ６に示すように、ポンプ孔１８ｂから吸引することにより、混合液１５を混合槽２に戻す。
最後に、図６（ｇ）及び図１０のステップ７に示すように、再度ポンプ孔１８ｂから吸引することにより、混合液１５が検出部に導入され、検出を行う。
【００７７】
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態２と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、医療、食品、創薬等の分野で使用される、臨床分析チップ、環境分析チップ、遺伝子分析チップ（ＤＮＡチップ）、たんぱく質分析チップ（プロテオームチップ）、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップなどと称される気体及び液体等に適用することができる種々の基板に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のマイクロ流路の一実施形態を示す平面図。
【図２】本発明のマイクロチップの使用方法を説明するための一連動作を示す平面図である。
【図３】本発明の別のマイクロチップの使用方法を説明するための一連の動作を示す平面図である。
【図４】本発明のさらに別のマイクロチップの使用方法を説明するための一連の動作を示す平面図である。
【図５】本発明のさらに別のマイクロチップの使用方法を説明するための一連の動作を示す平面図である。
【図６】本発明のさらに別のマイクロチップの使用方法を説明するための一連の動作を示す平面図である。
【図７】図２の一連動作を示すフローチャートである。
【図８】図３の一連動作を示すフローチャートである。
【図９】図４の一連動作を示すフローチャートである。
【図１０】図５の一連動作を示すフローチャートである。
【図１１】図６の一連動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０、２０、３０、４０、５０、６０  マイクロチップ
２  混合槽
２ａ  第２混合槽
３  検出部
４  マイクロ流路
５ａ、５ｂ  試料と試薬との混合液
６  試料導入口
７  遠心分離部
８  計量部
９、９ａ  流路
１１  試料保持部
１２  第２試料保持部
１３  廃液溜
１４  血液
１４ａ  血球
１４ｂ  血漿
１５  混合液
１６  混合試薬
１６ａ  試薬
１６ｂ  第２試薬
１７  ミキサー
１８ａ、１８ｂ  ポンプ孔
【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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