(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的手段によって流路内の試料を検出する複数の検出部と、流路の深さ（光路長）が等しい流路と、前記流路に試料を導入する導入部と、前記流路から試料を排出する排出部と、を少なくとも備え、
少なくとも片側の基板面において、複数の前記検出部の検出部表面は、流路までの距離が異なるように形成され、基板の厚みが異なる、流路基板。
【請求項２】
複数の前記検出部の検出部表面は、両側の基板面において前記流路までの距離が異なる請求項１記載の流路基板。
【請求項３】
前記流路には、二以上の前記導入部が接続された請求項１又は２記載の流路基板。
【請求項４】
形状の違いに基づいて前記基板に係る情報が識別されうる識別形状が設けられた請求項１〜３の何れか１項記載の流路基板。
【請求項５】
前記識別形状は、切り欠き形状である請求項４記載の流路基板。
【請求項６】
設置時において位置が規定されうる位置決め形状が設けられた請求項１〜５の何れか１項記載の流路基板。
【請求項７】
前記位置決め形状は、少なくとも片側の基板面に設けられた請求項６記載の流路基板。
【請求項８】
前記位置決め形状は、基板上面及び基板下面に設けられ、基板上面に設けられた前記位置決め形状は、基板下面に設けられた前記位置決め形状と嵌合しうる形状である請求項６記載の流路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路基板に関する。より詳しくは、検出部表面を備えた流路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細加工技術を駆使し、化学反応、合成、生成、分析等の各種操作を微細領域で行う技術（μＴＡＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が、幅広い分野に応用されている。流路やキャピラリー、あるいは二次元又は三次元のプラスチックやガラス等の基板上に形成した流路中に、各種溶液、細胞や微生物等の生体微小粒子、マイクロビーズなどの微小粒子等を通流させ、これらを物理的手段や光学的手段等によって測定し、解析や分離等を行ったり、前記流路中で、物質感の相互作用や反応を進行させて、これらを物理的手段や光学的手段等によって測定を行ったりする。
【０００３】
μＴＡＳを用いた処理は、従来の処理と比較して微量の試料で操作を行うことができる、短時間かつ高感度処理が可能である、様々な場所で操作を行うことができるなどの利点を有するため、疾病診断、薬物等の化合物スクリーニング、法医学、遺伝情報等の網羅的解析、生体物質の機能解析、生体内反応の解析、食品分や、農業分野、光学分野等の幅広い分野で既に実用化されている。
【０００４】
μＴＡＳ技術において用いられる代表的な測定原理の一つとして、光学的手段による測定が挙げられる。例えば、蛍光測定、散乱光測定、透過光測定、反射光測定、回折光測定、紫外分光測定、赤外分光測定、ラマン分光測定、ＦＲＥＴ測定、ＦＩＳＨ測定、その他各種蛍光スペクトラム測定等を用いて光学的物性の測定を行うことができる。
【０００５】
このようなμＴＡＳにおける光学的手段による測定に関する従来技術の一例として、図１５を参照して説明する。透明な基板内部に試料を通流する流路が設けられ、試料導入部から試料排出部に向かって試料が通流されている。光源Ｄ１から発せられた励起光Ｌ１は、集光レンズＤ２を介して流路基板６中の流路６２を通流する試料へ照射される。
【０００６】
この試料に励起光Ｌ１が照射されることによって、蛍光（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌｉｇｈｔ：ＦＬ）等が発生する。これらの蛍光Ｌ２を集光レンズＤ３にて集光し、検出器Ｄ４で測定することができる。
【０００７】
特許文献１には、少なくとも一部分に透光性を有する基材と、前記基材の透光性を有する部分を含む領域に形成された微小流路と、前記微小流路の透光性を有する部分に設けられた微小凹凸を有するタンパク質固定部と、前記タンパク質固定部に固定されて被検物質と特異的に反応するタンパク質と、を備えてなるものであるマイクロチップが開示されている。
【０００８】
特許文献２には、基板の内部に設けられた流路に試料を流通させた状態で、該流路内の試料に光を照射して得られる特定波長の検出光を検出する方法に用いられる基板であって、該流路の内壁面に微細な凹凸が周期的に設けられており、該凹凸の周期が前記検出光の波長の５０％以下であることを特徴とする光学検査用基板が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−０５７３７８号公報。
【特許文献２】特開２００７−１７０８２８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記流路基板６等は、様々な種類の光学測定手段で好適に試料の測定を行うことができないという問題があった。
【００１０】
光学測定手段は、その種類によって用いられる集光レンズの性能が異なる。集光レンズの性能を示す指標の一つとして、開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐａｒａｔｕｒｅ：ＮＡ）が挙げられる。開口数ＮＡとは、レンズの分解能を示す指数であり、（１）式で表される。レンズの分解能は開口数ＮＡに反比例するため、開口数ＮＡが大きいほど高分解能のレンズとなる。
【数１】
0005157629.tif 000002
【００１１】
即ち、開口数ＮＡの大きなレンズは、試料からレンズに入射する光線の光軸に対する最大角度θが大きいため、レンズ先端から焦点までの距離を指す作動距離ＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇ  ｄｉｓｔａｎｃｅ：ＷＤ）が短くなる（図１６参照）。このため、基板表面から流路までの距離が一定である従来の流路基板では、開口数ＮＡが大きく作動距離ＷＤの短い集光レンズは、前記流路に充分に接近することができず、好適に試料の測定を行うことができない等の問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、光学測定手段の種類や性能に関わらず、高精度に流路中の試料等の測定を行うことができる流路基板を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記技術的課題を解決するために、本発明は、光学的手段によって流路内の試料を検出する複数の検出部と、前記流路に試料を導入する導入部と、前記流路から試料を排出する排出部と、を少なくとも備え、複数の前記検出部の検出部表面は、少なくとも片側の基板面において前記流路までの距離が異なる流路基板を提供する。複数の前記検出部の検出部表面を、少なくとも片側の基板面において前記流路までの距離が異なるものとすることにより、測定に用いられる光学測定手段の性能に応じて、好適な検出部表面を有する検出部を選択することができる。この結果、様々な光学測定手段で高精度に測定を行うことができる。
複数の前記検出部の検出部表面は、少なくとも片側の基板面において前記流路までの距離が異なるものであれば特に限定されないが、両側の基板面において前記流路までの距離が異なるものとするのが好適である。両側の基板面において前記流路までの距離が異なることにより、光源側の集光レンズの性能と、検出器側の集光レンズの性能との両者に合わせて好適な検出部表面を有する検出部を選択することにより、さらに高精度に光学的手段により検出を行うことができるため望ましい。
前記導入部の数は、特に限定されず、前記流路に二以上の前記導入部を接続することができる。二以上の前記導入部を前記流路に接続することにより、複数の試料を同時に前記流路内に導入することができる。
また、本発明に係る流路基板は、形状の違いに基づいて前記基板に係る情報が識別されうる識別形状を設けるのが好適である。前記識別形状を設けることにより、基板の誤用等を防止することができる。
さらに、前記識別形状は、切り欠き形状であるのが好適である。前記識別形状を切り欠き形状とすることにより、前記基板に係る情報を複合的に識別しうるものとし、かつスキャナやセンサ等によってかかる情報を読み取ることができる。
そして、本発明に係る基板は、設置時において位置が規定されうる位置決め形状を設けるのが好適である。前記位置決め形状を設けることにより、流路内で各種処理を行う際や、基板の保存、運搬時等に基板を安定して保持することができる。
かかる位置決め形状を設ける位置は特に限定されないが、少なくとも片側の基板面に設けるのが好適である。
さらに、前記位置決め形状は、基板上面及び基板下面に設け、基板上面に設けられた前記位置決め形状は、基板下面に設けられた前記位置決め形状と嵌合しうる形状とするのが好適である。かかる構成とすることにより、複数の流路基板を上下方向に重ねた際に、前記流路基板同士が上下方向に嵌合し、安定的に保存、運搬等を行うことができるため望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、そこで、本発明は、光学測定手段の種類や性能に関わらず、高精度に流路中の試料等の測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照としながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１６】
図１は、本発明に係る流路基板の第一実施形態の概念図である。図１中の符号１ａは、本発明に係る流路基板を示している。この流路基板１ａのサイズは、目的に応じて適宜設計することができるが、例えば、Ｌを約２５ｍｍ、Ｗを約７５ｍｍ、Ｄを約２ｍｍとすることができる。かかるサイズは一般的なスライドグラスと同等の大きさであり、規格性に優れ、汎用的に用いることができる。
【００１７】
流路基板１ａは、複数の検出部１１ａ、１１ｂ（以下、１１と総称することがある）と、流路１２と、前記流路に試料を導入する導入部１３と、前記流路から試料を排出する排出部１４と、を備えている。前記検出部１１は、光学的手段によって流路内の試料を検出するものである。
【００１８】
そして、前記検出部１１ａ、１１ｂの検出部表面１５ａ、１５ｂ（以下、１５と総称することがある）は、基板上面において前記流路までの距離が異なる。基板正面において、複数の前記検出部１１の検出部表面１５の前記流路までの距離が異なることにより、試料の測定等に際し、光学測定手段の種類や性能に応じて好適な検出部表面１５を有する検出部１１を選択することができる。
【００１９】
図２及び図３は、本発明に係る流路基板１ａにおいて、流路１２に試料を通流させた状態で、前記流路１２内の試料を光学的手段によって検出する場合の概念図を示している。以下、本発明に係る流路基板１ａにおいて、前記流路１２内の試料を光学的手段で測定する一例について詳説する。
【００２０】
導入部１３から導入された試料は、流路１２内を通流し、排出部１４から排出される。前記流路１２の通流方向と垂直方向に設けられた前記検出部１１ａ、１１ｂは、流路１２までの距離の異なる検出部表面１５ａ、１５ｂを有する。
【００２１】
検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡが小さい場合、前記集光レンズＤ３の作動距離ＷＤは比較的長いため、検出部表面１５ａから前記流路１２までの距離が大きい検出部表面１５ａを有する検出部１１ａおいて試料の測定を行うことができる（図２参照）。
【００２２】
前記検出部１１ａの基板下面方向に設けられた光源Ｄ１から励起光Ｌ１が発せられ、集光レンズＤ２を介して、流路基板１ａ内の流路１２を通流する試料へ照射される。この試料に励起光Ｌ１が照射されることによって、蛍光等が発生する。この蛍光Ｌ２を、検出器Ｄ４で測定することができる。これによって、前記流路１２中の試料の解析を行うことができる。
【００２３】
これに対し、検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡが大きい場合、前記集光レンズＤ３の作動距離ＷＤは比較的短いため、前記流路１２までの距離が小さい検出部表面１５ｂを有する検出部１１ｂにおいて試料の測定を行うのが好適である（図３参照）。
【００２４】
前記検出部１１ｂの基板下面方向に設けられた光源Ｄ１から励起光Ｌ１が発せられ、集光レンズＤ２を介して、流路基板１ａ内の流路１２を通流する試料へ照射される。この試料に励起光Ｌ１が照射されることによって、蛍光等が発生する。この蛍光Ｌ２を、検出器Ｄ４で測定することができる。これによって前記流路１２中の試料の解析を行うことができる。
【００２５】
従来の流路基板は、基板面から流路まで一定の厚みを有するものであったため、開口数ＮＡが大きく作動距離ＷＤの短い集光レンズは、前記流路に充分に接近することができず、好適に試料の測定を行うことができなかった。しかしながら、本発明に係る流路基板１ａは、複数の前記検出部１１ａ、１１ｂの夫々の検出部表面１５ａ、１５ｂは、前記流路までの距離が異なるため、好適な検出部表面を有する検出部を選択することにより、光学測定手段の集光レンズの開口数ＮＡに関わらず、高精度に前記流路１２内の試料を測定することができる。
【００２６】
以下、本発明に係る流路基板１ａの具体的構成について説明する。
【００２７】
本発明に係る流路基板１ａの材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができる。特に、可視光域で透明で発光性の低いポリカーボネート、ポリオレフィン系ポリマー、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、等のプラスチックやシリコンゴム、又は石英ガラス等のガラス材料等が好適に用いられる。
【００２８】
本発明において試料の種類等は特に限定されず、例えば、細胞やタンパク質やビーズ等といった微小粒子であってもよいし、各種の抗体や試薬等といった流体であってもよい。
【００２９】
本発明に係る流路基板１ａの流路１２は、基板内部に設けられるものであれば、その流路長や流路幅や流路深さ等は特に限定されず、目的に応じて適宜好適な長さや幅長や深さとすることができる。
【００３０】
本発明に係る流路基板１ａの導入部１３は、前記流路１２に接続され、前記流路に試料を導入するものであれば、その大きさや形状等は特に限定されず、目的に応じて適宜好適な大きさや形状とすることができる。また、前記流路１２に接続される前記導入部１３の数についても特に限定されず、後述するように一の前記流路１２に前記導入部１３を複数接続してもよい。
【００３１】
本発明に係る流路基板１ａの排出部１４は、前記流路１２に接続され、前記流路１２から試料を排出するものであれば、その大きさや形状等は特に限定されず、目的に応じて適宜好適な大きさや形状とすることができる。また、前記流路１２に接続される前記排出部１４の数についても特に限定されず、試料の分離・分収を目的として一の前記流路１２に前記排出部１４を複数接続してもよい。
【００３２】
本発明に係る流路基板１ａにおいて、前記流路１２内の試料を測定する光学測定手段は特に限定されず、例えば、蛍光測定、散乱光測定、透過光測定、反射光測定、回折光測定、紫外分光測定、赤外分光測定、ラマン分光測定、ＦＲＥＴ測定、ＦＩＳＨ測定その他各種スペクトラム測定等を用いることができる。例えば、蛍光測定を行う場合には蛍光色素を用いることができるし、励起波長が異なる蛍光色素を併用することで、より検出精度を向上させること等もできる。
【００３３】
また、光学測定手段の構成は図２及び図３に示すものに限定されず、例えば、図示はしないが、光源Ｄ１が基板上面方向に設けられ、検出器Ｄ４が基板下面方向に設けられた構成であってもよく、光源Ｄ１と検出器Ｄ４とが基板面に対して同一方向に設けられた構成であってもよい。
【００３４】
また、光学測定手段の集光レンズの開口数ＮＡは特に限定されず、本発明に係る流路基板１ａは、幅広い範囲の開口数ＮＡを有する集光レンズに対応することができる。例えば、前記検出部表面１５から前記流路１２までの距離が約０．１ｍｍである場合には、約０．７〜０．９の開口数ＮＡを有する集光レンズを用いることができ、前記検出部表面１５から前記流路１２までの距離が約０．６ｍｍである場合には、約０．５〜０．７の開口数ＮＡを有する集光レンズを用いることができ、前記検出部表面１５から前記流路１２までの距離が約１ｍｍである場合には、約０．１〜０．５の開口数ＮＡを有する集光レンズを用いることができる。
【００３５】
さらに、例えば、前記検出部表面１５から前記流路１２までの距離が約０．１ｍｍ以下等の短い距離である場合には、基板上に高屈折率の水やオイル、ゲル等を載せて検出を行う液浸光学系や、基板上に小型の光学レンズを載せて検出を行うマイクロレンズ光学系等を組み合わせて光学的手段による検出を行うことができる。
【００３６】
本発明に係る流路基板１ａにおいて、前記流路１２内の試料を、光学測定以外の各種処理に供することができる。本発明において行う「処理」の内容については限定されず、各種測定・検出・分離・反応処理等が挙げられる。例えば、光学測定に加え、電気的物性、磁気的物性等の測定・検出等を行うことができる。また、光学測定によって得られた情報に基づいて、前記排出部１４から取り出した試料を、分取・回収等することもできる。
【００３７】
本発明に係る流路基板において、複数の前記検出部１１の検出部表面１５は、少なくとも片側の基板面において前記流路１２までの距離が異なっていれば特に限定されず、例えば、図４に示すように、検出部１１ｃ、１１ｄは、基板の下面において前記流路１２までの距離が異なる検出部表面１５ｃ、１５ｄを有するものとしてもよい。この場合、検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡに応じて、好適な検出部表面１５を有する検出部１１を選択することができる。
【００３８】
また、本発明に係る流路基板において、前記検出部１１の数は、用途等に応じて適宜設定することができる。例えば、図５に示すように基板上面において前記流路１２までの距離の異なる三の検出部表面１５ｅ、１５ｆ、１５ｇを有する検出部１１ｅ、１１ｆ、１１ｇを設けてもよい。前記検出部表面１５の面積や、前記流路１２からの距離についても特に限定されず、光学検出系の性能や流路基板の用途等に応じて適宜設計することができる。例えば、図示はしないが、前記流路１２までの距離の異なる検出部表面１５のうちの一の検出部表面は、基板面と同一平面上に設けてもよい。
【００３９】
本発明に係る流路基板１ａの製造方法の一例について説明する。図６は、本発明に係る流路基板の製造方法の一例の説明に供する概念図である。本発明に係る基板は、両面金型を用いた射出成形や、微小ドリル等による機械的加工等によって簡便に製造できる。流路１２を備えた流路基板１ａは、２層の基板１ａ１、１ａ２から得ることができる。
【００４０】
基板１ａ１は第１層目の基板であり、基板上面に前記流路１２に対応する溝が形成されている。
【００４１】
基板１ａ２は第２層目の基板であり、基板上面に、基板下面までの距離の異なる二以上の検出部表面１５ａ、１５ｂが形成され、導入部１３と、排出部１４とは基板下面に貫通するように形成されている。
【００４２】
基板１ａ１を下層として、基板１ａ１の上面に基板１ａ２を積層することで、流路１２を備えた流路基板とすることができる。
【００４３】
基板１ａ１、１ａ２の製造については、公知の手法によって製造することができる。例えば、基板１ａ１の製造については、図示はしないが、流路形状を有する上面金型と下面金型を射出成型機にセットし、基板１ａ１への形状転写を行う手法等を採用できる。これにより射出成形された基板１ａ１には、流路形状が形成される。
【００４４】
また、基板１ａ１、１ａ２の貼り合わせの手法は、従来の手法を適宜用いることができる。貼り合わせとしては、例えば、熱融着、接着剤、陽極接合、粘着シートを用いた接合、プラズマ活性化接合、超音波接合等を適宜用いることができる。基板の材質や形状や大きさ等を考慮して、好適な貼り合わせ手法を選択することができる。
【００４５】
更に、図示はしないが、射出成形後の各基板１ａ１、１ａ２の表面について、表面加工を施す工程を適宜行うこともできる。これにより、流路１２の表面の疎水性等のような物性についてもコントロールできる。
【００４６】
なお、基板の製造方法としては、いわゆる両面成型に限定されず、片面成型等の手法を採用することもできる。片面成型の手法としては、いわゆるプレート打ち抜き等といった従来の方法を適宜用いることができるが、成型精度等の観点から両面成型を用いることが望ましい。このように、本発明に係る流路構造を採用する基板であれば、両面金型による射出成形等といった簡便な方法で、高精度の流体制御が可能な流路基板を製造できる。このように、本発明に係る流路構造や流路基板は、製造上の利点も有している。
【００４７】
そして、本発明に係る流路基板の製造に際して、射出成形に用いる材料や手法については適宜好適な材料や手法を選択することができる。基板は、成型可能な樹脂類を用いることができ、その種類は限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、ポリメタクリル酸メチルやシリコン樹脂等が挙げられる。分光分析を流路基板上で行う場合には、光透過性の樹脂を用いることが望ましい。また、低融点ガラスを用いた射出成形基板や、紫外硬化樹脂を用いたナノインプリントの手法等を用いることができる。
【００４８】
図７は、本発明に係る流路基板の第二実施形態の概念図である。以下、第一実施形態との相違点を中心に説明し、共通する部分についてはその説明を割愛する。
【００４９】
流路基板２は、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（以下、２１と総称することがある）と、流路２２と、前記流路に試料を導入する導入部２３と、前記流路から試料を排出する排出部２４と、を備えている。前記検出部２１は、光学的手段によって流路内の試料を検出するものである。
【００５０】
そして、前記検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの検出部表面２５１ａｂ、２５
１ｃｄ（以下、２５１と総称することがある）は、基板上面において前記流路２２までの距離が異なり、検出部表面２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄ（以下、２５２と総称することがある）は、基板下面において前記流路２２までの距離が異なる（２５１ａｂ、２５１ｃｄ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄは、検出部表面２５と総称することがある）。
【００５１】
このように、両側の基板面において、複数の前記検出部２１の検出部表面２５の前記流路までの距離が異なることにより、検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡ及び光源側の集光レンズＤ２の開口数ＮＡの両方に好適な検出部表面２５を有する検出部２１を選択して、光学的手段により検出を行うことができる。
【００５２】
一例として、基板下面方向に光源Ｄ１が、基板上面方向に検出器Ｄ４がそれぞれ設けられ、基板下面から前記流路２２中の試料に励起光Ｌ１が照射され、基板上面から前記流路２２中の試料より発生した蛍光Ｌ２を検出する場合の具体例を説明する。
【００５３】
検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡに応じて、基板上面側の検出部表面を決定する。検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡが比較的小さい場合は、前記集光レンズＤ３の作動距離ＷＤが比較的長いため、前記流路２２までの距離の大きな検出部表面２５１ａｂを有する検出部２１ａ、２１ｂにて光学的手段により検出を行うことができる。一方、検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡが比較的大きい場合は、前記集光レンズＤ３の作動距離ＷＤが比較的短いため、前記流路２２までの距離の小さな検出部表面２５１ｃｄを有する検出部２１ｃ、２１ｄにて光学的手段により検出を行うのが好適である。
【００５４】
そして、光源側の集光レンズＤ２の開口数ＮＡに応じて、基板下面側の検出部表面を決定する。光源側の集光レンズＤ２の開口数ＮＡが比較的小さい場合は、前記集光レンズＤ２の作動距離ＷＤが比較的長いため、前記流路２２までの距離の大きな検出部表面２５２ａ、２５２ｃを有する検出部２１ａ、２１ｃにて励起光を照射することができる。一方、光源側の集光レンズＤ２の開口数ＮＡが比較的大きい場合は、前記集光レンズＤ２の作動距離ＷＤが比較的短いため、前記流路２２までの距離の小さな検出部表面２５２ｂ、２５２ｄを有する検出部２１ｂ、２１ｄにて励起光を照射するのが好適である。
【００５５】
このように、検出器側の集光レンズＤ３の開口数ＮＡと、光源側の集光レンズＤ２の開口数ＮＡとの組み合わせによって、光学測定を好適に行うことのできる基板上の位置が定められる。検出器側の集光レンズＤ３の性能及び光源側の集光レンズＤ２の性能と好適な検出部２１との関係を表１に示す。
【００５６】
【表１】
0005157629.tif 000003
【００５７】
本発明に係る流路基板２は、前記検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの検出部表面２５１ａｂ、２５１ｃｄは、基板上面において前記流路２２までの距離が異なり、検出部表面２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄは、基板下面において前記流路２２までの距離が異なるため、光源側の集光レンズＤ２の性能と、検出器側の集光レンズＤ３の性能との両者に合わせて好適な検出部表面２５を有する検出部２１を選択することにより、さらに高精度に光学的手段による検出を行うことができる。
【００５８】
なお、両側の基板面において、複数の前記検出部２１の検出部表面２５の前記流路までの距離が異なる場合、本発明に係る流路基板の前記検出部２１の数や面積等は、図７に示した流路基板２に限定されず、例えば、前記検出部２１の数は、流路基板の用途等に応じて適宜設定することができる。また、前記検出部表面２５の面積や前記流路２２までの距離についても特に限定されず、前記検出部表面２５の面積や前記流路２２までの距離が、基板上面側の前記検出部表面２５１と、基板下面側の前記検出部表面２５２とで異なっていてもよい。
【００５９】
図８は、本発明に係る流路基板の第三実施形態の概念図である。以下、第一実施形態、第二実施形態との相違点を中心に説明し、共通する部分についてはその説明を割愛する。
【００６０】
流路基板３は、複数の検出部３１ａ、３１ｂ（以下、３１と総称することがある）と、流路３２と、前記流路３２に試料を導入する三つの導入部３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、前記流路３２から試料を排出する排出部３４と、を備えている。前記検出部３１は、光学的手段によって流路内の試料を検出するものである。
【００６１】
前記導入部３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、前記流路３２中に設けられた支流路３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃに接続され、合流部３２２で主流路３２３と連通されている。
【００６２】
そして、検出部３１ａは、前記支流路３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃの通流方向と垂直方向に設けられ、検出部３１ｂは、前記主流路３２３の通流方向と垂直方向に設けられている。前記検出部３１ａ、３１ｂの検出部表面３５ａ、３５ｂ（以下、３５と総称することがある）は、基板上面において前記流路までの距離が異なる。
【００６３】
前記流路３２に、二以上の前記導入部３３ａ、３３ｂ、３３ｃが接続されることにより、複数の試料を同時に前記流路３２内に導入することができる。これにより、流路基板３は、マイクロリアクターやマイクロアナライザー、フローサイトメトリー等の幅広い用途に使用することができる。
【００６４】
また、流路基板３は、一の検出部３１ａが、前記支流路３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃの通流方向と垂直方向に設けられ、他の一の検出部３１ｂが、前記主流路３２３の通流方向と垂直方向に設けられており、前記検出部３１ａ、３１ｂの検出部表面３５ａ、３５ｂ（以下、３５と総称することがある）は、基板上面において前記流路までの距離が異なる。このため、各導入部３３ａ、３３ｂ、３３ｃから導入された各試料が前記合流部３２２で合流する前と、該合流部３２２で合流した後とで光学測定手段の性能が異なる場合にも、好適に光学的手段により検出を行うことができる。
【００６５】
一般に、流路基板内で複数の試料の相互作用を観測する場合、合流前の各試料の分析と比較して、各試料の合流後の試料の分析はより高い精度が要求される。この際、流路基板３は、合流後の主流路３２３の通流方向と垂直方向に前記流路３２までの距離の比較的小さな検出部表面３５ｂを有する検出部３１ｂが設けられているため、集光レンズの開口数ＮＡが小さい場合でも、好適に光学的手段により検出を行うことができる。
【００６６】
前記導入部３３ａ、３３ｂ、３３ｃから導入される試料は特に限定されず、例えば、細胞やタンパク質やビーズ等といった微小粒子であってもよいし、各種の抗体や試薬等といった流体であってもよい。
【００６７】
また、前記導入部３３ａ、３３ｃからシース液を導入し、前記導入部３３ｂから導入される試料を挟み込んで搬送してもよい。シース液の種類等は特に限定されず、試料として用いるものの性質等を考慮して適宜好適な流体を選択できる。また、必要に応じて添加物等を加えてもよい。
【００６８】
例えば、フローサイトメトリーの分野であれば、試料として細胞やタンパク質やビーズ等を用い、流体として、生理食塩水等のシース液を用いることができる。また、各種アナライザーやマイクロリアクターとして用いる場合であれば、シース液として、種々の油、有機溶媒、電解液等をもちいることで、ナノエマルジョン、ナノカプセル、各種サンプルの結晶化、危険物質の化学合成や成分分析等が可能となる。
【００６９】
図９は、本発明に係る流路基板の第四実施形態の概念図である。以下、第一実施形態乃至第三実施形態との相違点を中心に説明し、共通する部分についてはその説明を割愛する。
【００７０】
流路基板４ａは、複数の検出部４１ａ、４１ｂ（以下、４１と総称することがある）と、流路４２と、前記流路に試料を導入する導入部４３と、前記流路から試料を排出する排出部４４と、を備えている。前記検出部４１は、光学的手段によって流路内の試料を検出するものである。
【００７１】
そして、前記検出部４１ａ、４１ｂの検出部表面４５ａ、４５ｂ（以下、４５と総称することがある）は、基板上面において前記流路までの距離が異なる。前記検出部４１ａ、４１ｂの検出部表面４５ａ、４５ｂは、基板上面において前記流路までの距離が異なるため、試料の測定等に際し、光学測定手段の種類や性能に応じて好適な検出部表面を選択することができる。
【００７２】
そして、流路基板４ａの上方視一の側方には、半円型の形状が形成されている。かかる形状は、形状の違いに基づいて基板に係る情報を識別しうる識別形状として設けられたものである。
【００７３】
本発明に係る流路基板に、形状の違いに基づいて基板に係る情報を識別しうる識別形状を設けることにより、基板に設けられた流路等の方向等の情報を簡単に識別することができ、例えば、試料の導入方向を誤ったり、光学測定時に基板の設置方向を誤ったりするのを防止することができる。また、基板の種類によって前記識別形状を変えることにより、基板の誤用を防止すること等ができる。
【００７４】
前記識別形状は、図９に示した半円型の形状に限定されるものではなく、例えば図１０に示すように矢印型等の形状にしてもよい。さらに、図１１に示す流路基板４ｃのように、基板側面に切り欠き形状４６を設けてもよい。また、前記識別形状の大きさ等も特に限定されない。
【００７５】
前記識別形状の形成方法は特に限定されず、基板の製造の際に、金型に前記識別形状の形状を形成しておき、射出成型による基板の製造と同時に形状が形成されるものとしてもよい。また、所望の形状を得るために、基板の製造後に、微小ドリル等による機械的加工等によって形成してもよい。
【００７６】
前記識別形状が設けられる部分は、形状の違いに基づいて基板に係る情報が識別されうるものであれば特に限定されない。流路基板４ａのように側面に設けてもよく、基板上面又は下面に設けてもよい。例えば、基板に係る情報が、前記識別形状が視認されることにより識別される場合は、基板を上方視したときに識別しうる箇所に設けるのが好ましい。また、一の流路基板に設けられる前記識別形状の個数は特に限定されず、複数の前記識別形状を設けてもよい。
【００７７】
本発明において、前記識別形状により識別される情報は特に限定されず、例えば、基板の向きに係る情報、基板の種類に係る方法、基板の大きさに係る情報、基板に設けられた前記検出部表面に係る情報等が挙げられる。また、前記識別される情報は一種類であってもよく、二種類以上であってもよい。
【００７８】
前記識別形状が識別される方法は特に限定されず、例えば、視認されることにより識別されうるものであってもよく、スキャナやセンサ等によって識別されうるものであってもよい。例えば、図１１に示す流路基板４ｃの切り欠き形状４６は、その形状や切り欠き形状４６の位置を適宜設計することにより、上記に列挙した様々な基板に係る情報を複合的に識別しうるものとすることができる。そして、かかる切り欠き形状４６をスキャナやセンサ等によって読み取り、基板に係る情報を得ることができる。
【００７９】
例えば、図１１において、流路基板４ｃに設けられた切り欠き形状４６に、前記検出部表面４４ａ、４４ｂの位置や、各検出部表面４５ａ、４５ｂから前記流路４２までの距離に係る情報をコードする。かかる切り欠き形状４６を光学検出器に設けられたスキャナやセンサ等によって読み取り、得られた情報に基づいて、光学測定を行う基板の位置等を決定すること等ができる。
【００８０】
また、例えば、あらかじめ光学測定手段に、特定の流路基板に設けられた切り欠き形状４６に嵌合する形状を設け、光学測定手段側の形状と、流路基板側の切り欠き形状４６とが嵌合した場合にのみ、光学測定が行われるようにすること等ができる。
【００８１】
即ち、前記流路基板に設けられた切り欠き形状４６は、前記基板に係る情報をコードするバーコードとして機能するものとすることができ、また、外部機器等に設けられた形状と共に、鍵と鍵穴のように機能するものとすることもできる。
【００８２】
図１２は、本発明に係る流路基板の第五実施形態の概念図である。以下、第一実施形態乃至第四実施形態との相違点を中心に説明し、共通する部分についてはその説明を割愛する。
【００８３】
流路基板５は、複数の検出部５１ａ、５１ｂ（以下、５１と総称することがある）と、流路５２と、前記流路に試料を導入する導入部５３と、前記流路から試料を排出する排出部５４と、を備えている。前記検出部５１は、光学的手段によって流路内の試料を検出するものである。
【００８４】
そして、前記検出部５１ａ、５１ｂの検出部表面５５ａ、５５ｂ（以下、５５と総称することがある）は、基板上面において前記流路までの距離が異なる。前記検出部５１ａ、５１ｂの検出部表面５５ａ、５５ｂは、基板上面において前記流路までの距離が異なるため、試料の測定等に際し、光学測定手段の種類や性能に応じて好適な検出部表面を選択することができる。
【００８５】
そして、流路基板５の基板下面には、二か所の凹状溝形状の位置決め形状５６が形成されている。かかる形状は、基板の設置時において位置を規定しうるものとして設けられたものである。
【００８６】
本発明に係る流路基板に、基板の設置時において位置を固定しうる位置決め形状５６を設けることにより、基板の運搬時や前記流路５１内の試料の処理時に、基板の方向を規定したり、基板の位置がずれること等を防止したりすることができる。
【００８７】
前記位置決め形状５６は、図１２に示した形状に限定されるものではなく、本発明に係る基板を設置する場所の形状等に応じて適宜設計することができる。例えば、光学測定手段等に設けられた基板固定治具と嵌合しうる形状とすることにより、光学測定を行う際に、基板の向きを規定したり、基板がずれるのを防止したりすることができる。また、前記位置決め形状５６の大きさ等も特に限定されない。
【００８８】
前記位置決め形状５６の形成方法は特に限定されず、基板の製造の際に、金型に前記識別形状の形状を形成しておき、射出成型による基板の製造と同時に形状が形成されるものとしてもよい。また、所望の形状を得るために、基板の製造後に、微小ドリル等による機械的加工等によって形成してもよい。
【００８９】
前記位置決め形状５６が設けられる部分は、基板の設置時において位置が固定されうるものであれば特に限定されない。流路基板５のように基板下面に設けてもよく、基板側面に設けてもよい。また、一の流路基板に設けられる前記位置決め形状５６の個数は特に限定されず、複数の前記位置決め形状５６を設けてもよい。
【００９０】
特に、前記位置決め形状は、図１３に示すように、基板の上面及び下面に設け、基板上面に設けられた位置決め形状５６が、基板下面に設けられた位置決め形状５７と嵌合しうる形状とするのが好適である。前記位置決め形状５６、５７をかかる構成とすることにより、複数の流路基板を上下方向に積層した際に（図１４参照）、流路基板同士が上下方向に嵌合し、安定的に運搬、保存等を行うことができるため望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る流路基板の第一実施形態の概念図である。
【図２】本発明に係る流路基板１ａにおいて、流路１２に試料を通流させた状態で、前記流路１２内の試料に係る光学的手段により検出を行う一例に係る概念図である。
【図３】本発明に係る流路基板１ａにおいて、流路１２に試料を通流させた状態で、前記流路１２内の試料に係る光学的手段により検出を行う他の一例に係る概念図である。
【図４】本発明に係る流路基板の第一実施形態の図１とは異なる一例の概念図である。
【図５】本発明に係る流路基板の第一実施形態の図１及び図４とは異なる一例の概念図である。
【図６】本発明に係る流路基板の製造方法の一例の説明に供する概念図である。
【図７】本発明に係る流路基板の第二実施形態の概念図である。
【図８】本発明に係る流路基板の第三実施形態の概念図である。
【図９】本発明に係る流路基板の第四実施形態の概念図である。
【図１０】本発明に係る流路基板の第四実施形態の図９とは異なる一例の概念図である。
【図１１】本発明に係る流路基板の第四実施形態の図１０とは異なる一例の概念図である。
【図１２】本発明に係る流路基板の第五実施形態の概念図である。
【図１３】本発明に係る流路基板の第五実施形態の図１２とは異なる一例の概念図である。
【図１４】本発明に係る流路基板を積層した状態の概念図である。
【図１５】流路基板に関する従来技術の説明に供する概念図である。
【図１６】レンズの性能の説明に供する概念図である。
【符号の説明】
【００９２】
１，２，３，４，５                        流路基板
１１，２１，３１，４１，５１              検出部
１２，２２，３２，４２，５２              流路
１３，２３，３３，４３，５３              導入部
１４，２４，３４，４４，５４              排出部
１５，２５，３５，４５，５５              検出部表面
【図１】
0005157629.tif 000004
【図２】
0005157629.tif 000005
【図３】
0005157629.tif 000006
【図４】
0005157629.tif 000007
【図５】
0005157629.tif 000008
【図６】
0005157629.tif 000009
【図７】
0005157629.tif 000010
【図８】
0005157629.tif 000011
【図９】
0005157629.tif 000012
【図１０】
0005157629.tif 000013
【図１１】
0005157629.tif 000014
【図１２】
0005157629.tif 000015
【図１３】
0005157629.tif 000016
【図１４】
0005157629.tif 000017
【図１５】
0005157629.tif 000018
【図１６】
0005157629.tif 000019