(57)【要約】【課題】複雑な構成でなく、小型でコンパクトであり、コストも低減でき、しかも、加圧ロスが発生することなく、正確に流路内の流体の移動を制御することが可能な流路内蔵基板および流路内蔵基板の流路制御装置ならびに流路内蔵基板の流路制御方法を提供する。【解決手段】基板内に流路が形成された流路内蔵基板であって、流路の開放面を被覆するように形成された弾性被覆部材を備える。【選択図】図２１
2007113520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内に流路が形成された流路内蔵基板であって、
前記流路の開放面を被覆するように形成された弾性被覆部材を備えることを特徴とする流路内蔵基板。
【請求項２】
前記基板内に複数の流路が形成されるとともに、前記複数の流路が、相互に連結された流路であることを特徴とする請求項１に記載の流路内蔵基板。
【請求項３】
前記流路の途中に、攪拌板またはフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流路内蔵基板。
【請求項４】
前記流路の途中に、流路断面積が大きいトラップ部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の流路内蔵基板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の流路内蔵基板の流路制御装置であって、押圧機構、流体供給機構、流体排出機構、または、差圧発生機構の少なくとも１つを備えることを特徴とする流路制御装置。
【請求項６】
前記押圧機構が、流路の弾性被覆部材を押圧することによって、流路の断面積を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の流路制御装置。
【請求項７】
前記押圧機構が、流路部分の弾性被覆部材に対して、その流路に沿って移動可能な押圧部から構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の流路制御装置。
【請求項８】
基板内に複数の流路が相互に連結され状態で形成されるとともに、前記流路の開放面を被覆するように形成された弾性被覆部材を備える流路内蔵基板において、
前記基板内流路の複数の流路が連結された所定連結分岐部分を、押圧機構により押圧することによって、
前記流路部分の弾性被覆部材を変形させ、流路の所定連結分岐部分を閉塞することにより、連結流路を限定することを特徴とする流路制御方法。
【請求項９】
前記押圧機構が、流路の弾性被覆部材を押圧することによって、流路の断面積を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の流路制御方法。
【請求項１０】
基板内に複数の流路が相互に連結され状態で形成されるとともに、前記流路の開放面を被覆するように形成された弾性被覆部材を備える流路内蔵基板において、
前記基板内流路の複数の流路が連結された所定連結分岐部分を、押圧機構により移動押圧することによって、
前記流路部分の弾性被覆部材を変形させ、流路内の流体を移動させることを特徴とする流路制御方法。
【請求項１１】
前記押圧機構が、流路の弾性被覆部材を押圧することによって、流路の断面積を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の流路制御方法。
【請求項１２】
前記押圧機構が、流路部分の弾性被覆部材に対して、その流路に沿って移動可能な押圧部から構成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の流路制御方法。
【請求項１３】
基板内に複数の流路が形成された流路内蔵基板において、
（１）基板内流路と差圧機構を接続し、
（２）流路の所定部分と差圧機構との間の流路部分Ａと接続された全ての流路接続部を押圧して流路を遮断し、
（３）押圧部と差圧機構接続部との間の流路部分Ａを差圧機構により減圧状態にし、
（４）減圧状態にある流路部分Ａとは接続遮断されている流路部分Ｂに流体を投入し、
（５）接続遮断されている流路部分Ａの押圧機構を開放し、流路部分Ｂ内流体を流路部分Ａ内に移動させることを特徴とする流路制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、生体高分子、化学物質などの溶液同士、または、溶液、モノマー、あるいは、ガスなどの混合、反応、分離・精製、検出を、チップ上で行うための流路が形成された流路内蔵基板および流路制御装置ならびに流路制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体高分子や各種化学物質の操作には、各種の流体同士、または、流体とガスなどの混合、反応、分離・精製、検出などの複数の操作工程が必要である。
【０００３】
このため、従来より、これらの複数の操作工程を、それぞれ個別の工程として、それぞれのシリンジ中で単位操作を行い、単位操作後の溶液を、別のシリンジに分注させる、いわゆる「バッチ処理方法」が採用されている。
【０００４】
最近では、これらのバッチ処理による単位操作を１つのチップ上で行う、いわゆる「集積化チップ」、または、「ラボ・オン・チップ（ＬＯＣ）」が各種提案され始めている。
このようなチツプは、分注処理が不要であるために操作時間が短縮され、また、分注ピペットによるサンプルのロスがなく、さらに反応空間が小さく、分子拡散に要する時間が反応空間距離の二乗に比例して短くなり、迅速な混合・反応、分離操作が出来るために、微量なサンプルを取り扱う用途に採用され始めている。
【０００５】
これらの集積化チップ、または、ラボ・オン・チップでは、シリコンのエッチング基板や、ジメチルシロキサンや各種樹脂のスタンピング成型基板上に、略１ｍｍ以下の流路径を有するマイクロ流路が形成されている。
【０００６】
これらのチップでは、操作として、複数の流路の交差、分岐を利用して、溶液同士、または、流体とガスなどの混合、反応、分離・精製、検出を行うために、流路制御のポンプやバルブが必要なことがある。
【０００７】
このようなマイクロポンプとしては、機械的方式、電磁的な方式などの各種方式が実用化されている。
【０００８】
例えば、これらのマイクロポンプの方式が、非特許文献１（「マイクロ化学チップの技術と応用」、丸善株式会社、２００４年９月刊行、ｐｐ．２７１〜２８０）に記載されている。
【０００９】
また、このようなポンプとして、「チューブポンプ」と称されるゴム弾性を持ったチューブと、ローラーなどによる加圧機構を備えたチューブポンプも、医療分野などにおいて広く実用化されている。
【００１０】
このようなチューブポンプが、例えば、特許文献１（特開昭６０−７５７８５号公報）、特許文献２（特開昭６４−５６９７９号公報）などに、その詳細が開示されている。
【００１１】
すなわち、図２８に示したように、これらのチューブポンプ１００では、ポンプ本体（ベッド）１０２に配置した、いわゆる「ゴム弾性チューブ」１０４と、このゴム弾性チューブ１０４の内部に配設したローラー１０６などの加圧機構１０８を備えている。
【００１２】
そして、このローラー１０６によって、ゴム弾性チューブ１０４の内部から、ゴム弾性
チューブ１０４の所定距離部分を順次加圧して、ゴム弾性チューブ１０４の加圧によって、ゴム弾性チューブ１０４の外側とポンプ本体１０２の内側との間の間隙１１０の容積変形の場所を変えるようになっている。これにより、この間隙１１０内から流体をポンプ本体１０２の外部に圧送させるように構成したものである。
【００１３】
一方、マイクロバルプについては、ダイヤフラムを駆動素子にて開閉させる方法が代表的なものであるが、非特許文献２（「マイクロ化学チップの技術と応用」、丸善株式会社、２００４年９月２０日刊行、ｐｐ．２８０〜２９２）にその詳細が記載されている。
【特許文献１】特開昭６０−７５７８５号公報
【特許文献２】特開昭６４−５６９７９号公報
【非特許文献１】「マイクロ化学チップの技術と応用」、丸善株式会社、２００４年９月２０日刊行、ｐｐ．２７１〜２８０
【非特許文献２】「マイクロ化学チップの技術と応用」、丸善株式会社、２００４年９月２０日刊行、ｐｐ．２８０〜２９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、このような従来の流路制御のバルブやポンプでは、三方弁バルブ、または、ダイヤフラムを、電気的に、熱的に、空気圧によって、または、化学的な変形によって、流路の閉塞、開放、体積変化を行うものである。
【００１５】
このため、このような方法によるバルブやポンプでは、バルブやポンプに電気的、機械的な機構を組み込むために、機構が複雑で大型になり、コストが高くなってしまうことになる。
【００１６】
また、三方弁バルブやダイヤフラムを流路中に組み込むことにより、流路中の壁面が増加することになる。このため、バイオ由来のサンプル流体を流路中に流す場合には、蛋白などが壁面へ非特異吸着作用によって吸着する機会が増えることになって、これらが反応や検出時のノイズの原因となる。
【００１７】
また、図２８に示したような構成のチューブポンプ１００では、ゴム弾性チューブ１０４は、ゴム弾性チューブ１０４を保持するポンプ本体１０２とは別体で独立した構成となっている。
【００１８】
このため、ローラー１０６によって、ゴム弾性チューブ１０４を加圧して、ゴム弾性チューブ１０４の外側とポンプ本体１０２の内側との間の間隙１１０の容積を変形させる際に、この間隙１１０内の流体の圧縮流体圧と、ゴム弾性チューブ１０４の圧縮力からなる反力が生じることになる。
【００１９】
この反力が、ローラー１０６の加圧力よりも大きい場合、または、ゴム弾性チューブ１０４とローラー１０６との配置が、正確に対峙する位置に配置されていない場合には、ゴム弾性チューブ１０４の変形が、ローラー１０６の加圧部以外へ変形が移行するいわゆる「変形逃げ」が発生することになる。このため、この変形逃げによって、加圧ロスが発生するとともに、変形による流体の脈動が生じることにもなる。
【００２０】
また、複数のゴム弾性チューブ１０４を密接して並設した場合には、溶液を流した際に、ゴム弾性チューブ１０４が膨張や脈動をするために、ゴム弾性チューブ１０４の膨張や脈動が、隣接するゴム弾性チューブ１０４に影響してしまい、流体制御に支障をきたすことになる。
【００２１】
さらに、バルブ用途に使用するためには、従来のチューブポンプ１００では、ゴム弾性チューブ１０４は、通常押し出し成型で製造されるために、分岐型のゴム弾性チューブ１０４を一体で作成することは困難であり、分岐のためには別途、分岐コネクターを介在させる方法が一般的である。
【００２２】
しかしながら、分岐コネクターとゴム弾性チューブ１０４の接続は、いずれかの内径部と外径部を接続するために、接続流路径に段差が生じ、流体やガスの滞留が生じやすくなってしまう。
【００２３】
本発明は、このような現状に鑑み、複雑な構成でなく、小型でコンパクトであり、コストも低減でき、しかも、加圧ロスが発生することなく、正確に流路内の流体の移動を制御することが可能な流路が形成された流路内蔵基板および流路制御装置ならびに流路制御方法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】
【００２４】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の流路内蔵基板は、
基板内に流路が形成された流路内蔵基板であって、
前記流路の開放面を被覆するように形成された弾性被覆部材を備えることを特徴とする。
【００２５】
このように構成することによって、流路の開放面を、例えば、ゴムなどの弾性材料からなる弾性被覆部材で被覆するだけでよく、極めて簡単な構成であり、安価な流路内蔵基板を提供できる。
【００２６】
しかも、この流路内蔵基板とは別体の押圧装置を用意して、弾性被覆部材を押圧したり、押圧を解除することによって、流路の所定部位の断面積を変化させることができ、弾性被覆部材が基板と一体化されているために、加圧時の弾性被覆部材の「変形逃げ」による加圧ロスが発生することなく、正確に流路内の流体の移動を制御することが可能である。
【００２７】
従って、ポンプやバルブとしての流路制御機能、または、ポンプとバルブの両方の流路制御機能を有する流路内蔵基板を提供することができる。
【００２８】
しかも、流路内蔵基板としては、弾性被覆部材で被覆した流路を備えた流路内蔵基板だけでよく、この流路内蔵基板とは別体の押圧装置を用意すればよく、流路内蔵基板として簡便で安価な基板を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の流路内蔵基板は、前記基板内に複数の流路が形成されるとともに、前記複数の流路が、相互に連結された流路であることを特徴とする。
【００３０】
このように、流路内蔵基板内の流路を複数形成して、その間を相互に連結することによって、流路の流路距離を短くすることができる。
【００３１】
従って、流路の流路壁と流体との間の流路抵抗を小さくすることができるとともに、流路の流路壁に流体中の物質が付着して、物質ロスや付着した物質の再溶解に伴う汚染を低減することが可能である。
【００３２】
また、本発明の流路内蔵基板は、前記流路の途中に、攪拌板またはフィルターが設けられていることを特徴とする。
【００３３】
このように流路の途中に、攪拌板が設けられていることによって、攪拌板によって、流路内で複数の流体を混合攪拌することができる。
【００３４】
また、流路の途中に、フィルターが設けられていることによって、流路内を流れる流体中の所定物質を捕捉することが可能であるとともに、所定物質以外の物質をろ過することが可能である。
【００３５】
また、本発明の流路内蔵基板は、前記流路の途中に、流路断面積が大きいトラップ部を有することを特徴とする。
【００３６】
このように、流路の途中に、流体のたまり場所である流路断面積が大きいトラップ部を設けることによって、流体の移動のために、何らかの方法で流路に差圧をかけた場合、流体が流路内蔵基板外に排出されずに、このトラップ場所に滞留させることができる。
【００３７】
また、流体に空気などの気泡がある場合に、気泡抜きの役割を果たすことができる。
【００３８】
また、本発明の流路制御装置は、前述のいずれかに記載の流路内蔵基板の流路制御装置であって、押圧機構、流体供給機構、流体排出機構、または、差圧発生機構の少なくとも１つを備えることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明の流路制御装置は、前記押圧機構が、流路の弾性被覆部材を押圧することによって、流路の断面積を変化させるように構成されていることを特徴とする。
【００４０】
これにより、押圧機構によって、流路部分の弾性被覆部材を変形させるだけで、流路の流路断面積を変化させることができるので、極めて簡単な構成で、安価であり、しかも、正確に流路内の流体の移動を制御することが可能である。
【００４１】
また、本発明の流路制御装置は、前記押圧機構が、流路部分の弾性被覆部材に対して、その流路に沿って移動可能な押圧部から構成されていることを特徴とする。
【００４２】
この押圧機構によって、流路部分の弾性被覆部材を移動押圧するだけで、流路内部の流体を移動させるポンプの機能を果たすことができる。
【００４３】
しかも、押圧機構による加圧に際して、加圧時の弾性被覆部材の「変形逃げ」による加圧ロスが発生することがなく加圧できるので、正確に流路内の流体の移動を制御することが可能である。
【００４４】
また、本発明の流路制御方法は、基板内に複数の流路が相互に連結され状態で形成されるとともに、前記流路の開放面を被覆するように形成された弾性被覆部材を備える流路内蔵基板において、
前記基板内流路の複数の流路が連結された所定連結分岐部分を、押圧機構により押圧することによって、
前記流路部分の弾性被覆部材を変形させ、流路の所定連結分岐部分を閉塞することにより、連結流路を限定することを特徴とする。
また、本発明の流路制御方法は、前記押圧機構が、流路の弾性被覆部材を押圧することによって、流路の断面積を変化させるように構成されていることを特徴とする。
【００４５】
これにより、複数の流路が連結された流路チップにおいて、連結分岐された所定部分を遮断することでバルブとして機能し、複数の連結分岐流路から任意の流路だけを連結することができる。
【００４６】
また、本発明の流路制御方法は、基板内に複数の流路が相互に連結され状態で形成されるとともに、前記流路の開放面を被覆するように形成された弾性被覆部材を備える流路内蔵基板において、
前記基板内流路の複数の流路が連結された所定連結分岐部分を、押圧機構により移動押圧することによって、
前記流路部分の弾性被覆部材を変形させ、流路内の流体を移動させることを特徴とする。
また、本発明の流路制御方法は、前記押圧機構が、流路の弾性被覆部材を押圧することによって、流路の断面積を変化させるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の流路制御方法は、前記押圧機構が、流路部分の弾性被覆部材に対して、その流路に沿って移動可能な押圧部から構成されていることを特徴とする
【００４７】
このように構成することによって、移動押圧装置の押圧部が、流路に沿って移動することによって、流路内の流体を流路に沿って流路内に液残りを生じさせることなく移動させることが可能である。
【００４８】
また、本発明の流路制御方法は、基板内に複数の流路が形成された流路内蔵基板において、
（１）基板内流路と差圧機構を接続し、
（２）流路の所定部分と差圧機構との間の流路部分Ａと接続された全ての流路接続部を押圧して流路を遮断し、
（３）押圧部と差圧機構接続部との間の流路部分Ａを差圧機構により減圧状態にし、
（４）減圧状態にある流路部分Ａとは接続遮断されている流路部分Ｂに流体を投入し、
（５）接続遮断されている流路部分Ａの押圧機構を開放し、流路部分Ｂ内流体を流路部分Ａ内に移動させることを特徴とする。
【００４９】
これにより、減圧状態にされた流路部分Ａに、流路部分Ｂの流体を、両者が接続する接続部の押圧状態を開放し、流者の流路を接続する事で、流路Ａに流路Ｂの流体を移動することができるとともに、流路Ａまたは流路Ａの一部に微細な空隙がある場合も、気泡などによる流体の浸透を妨げることなく、流路の隅々まで流体を含浸させることができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、流路の開放面を、例えば、ゴムなどの弾性材料からなる弾性被覆部材で被覆するだけでよく、極めて簡単な構成であり、安価な流路内蔵基板を提供できる。
【００５１】
しかも、この流路内蔵基板とは別体の押圧装置を用意して、弾性被覆部材を押圧したり、押圧を解除することによって、流路の所定部位の断面積を変化させることができ、弾性被覆部材が基板と一体化されているために、加圧時の弾性被覆部材の「変形逃げ」による加圧ロスが発生することなく、正確に流路内の流体の移動を制御することが可能である。
【００５２】
従って、ポンプやバルブとしての流路制御機能、または、ポンプとバルブの両方の流路制御機能を有する流路内蔵基板を提供することができる。
【００５３】
しかも、流路内蔵基板としては、弾性被覆部材で被覆した流路を備えた流路内蔵基板とこの流路内蔵基板とは別体の押圧装置を用意すればよく、流路内蔵基板として簡便で安価な流路内蔵基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００５５】
図１は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図２は、図１の流路内蔵基板の断面図である。
【００５６】
図１〜図２において、１０は全体で本発明の流路内蔵基板を示している。
【００５７】
本発明の流路内蔵基板１０は、例えば、バイオ検体、化学物質などの溶液同士、または、溶液とガスなどの混合、反応、分離・精製、検出を、チップ上で行うための流路が形成された流路内蔵基板である。
【００５８】
すなわち、図１および図２に示したように、本発明の流路内蔵基板１０は、流路内蔵基板の本体を構成する基板１２を備えており、この基板１２の表面１４に流路１６が形成されている。
【００５９】
この流路１６の上面は、開放面１８となっており、この開放面１８を被覆するように弾性被覆部材２０が形成されている。
【００６０】
この実施例では、流路１６は、基板１２の表面１４に断面略矩形状の溝を凹設することによって形成されている。
【００６１】
そして、流路１６の上面の開放面１８を被覆するとともに、基板１２の表面１４の表面全体が弾性被覆部材２０によって被覆されている。
【００６２】
なお、この実施例では、図１および図２に示したように、基板１２の表面１４の表面全体が弾性被覆部材２０によって被覆されているが、図示しないが、基板１２の表面１４の表面全体が弾性被覆部材２０によって被覆されている必要はなく、流路１６の上面部分のみ、または、後述するように弾性被覆部材２０を押圧する領域部分のみを、弾性被覆部材２０で被覆するようにすることも可能である。
【００６３】
さらに、基板１２の側面、裏面までも弾性被覆部材２０で被覆するようにすることも可能である。
【００６４】
また、この実施例では、流路１６を一直線状としたが、各種のパターンが可能である。さらに、流路１６の端面は、必要に応じて、基板１２の末端で開放されている場合、または、基板中で基板の上面若しくは下面に開放口を有する場合、基板１２中で閉塞している場合などのいずれの場合も可能である。
【００６５】
すなわち、流路１６の形状としては、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示したように、交差状の流路１６ａ、１６ｂを有する形状とすることができる。
【００６６】
また、図４（Ａ）に示したように、中央部分に円形状の合流部１６ｃを有する形状、図４（Ｂ）に示したように、中央部分にループ形状の合流部１６ｄを有する形状、図４（Ｃ）に示したように、中央部分に半ループ形状の迂回流路部１６ｅを有する形状、図４（Ｄ）に示したように、複数の平行な流路１６ｆと、それらの中央部分に矩形ループ形状の迂回流路部１６ｇを有する形状なども採用することができる。
【００６７】
さらに、流路１６の形状として、図５（Ａ）に示したように、単一の流路１６ｊと、この単一の流路１６ｊから分岐した複数の流路１６ｋを有する形状、または、図５（Ｂ）に示したように、単一の流路１６ｍと、この単一の流路１６ｍから分岐した複数の流路１６ｎと、単一の流路１６ｍの複数の流路１６ｎに分岐する分岐点１６ｐよりも上流側に接続
され、これらの複数の流路１６ｎを迂回して、これらの複数の流路１６ｎの下流側に接続される迂回流路を構成する流路１６ｑを有する形状などを採用することができる。
【００６８】
さらに、流路１６の長さは、特に限定されるものではないが、あまりに長い場合は、流路１６を流れる流体と流路壁との抵抗により流体の移動が困難となるので、一連の接続された流路１６の全長さで、好ましくは、１ｍ以下、より好ましくは、３０ｃｍ以下、にするのが望ましい。
【００６９】
また、流路１６の太さは、特に限定されるものではないが、流路断面積で、２５ｍｍ2
未満、好ましくは、１０ｍｍ2未満、より好ましくは、５ｍｍ2以下とするのが望ましい。
【００７０】
この場合、流路１６の太さが、２５ｍｍ2以上の場合は、既存のチューブなどにより形
成可能であり、本発明の作用効果をより奏するようにするためには、２５ｍｍ2未満とす
るのが望ましい。
【００７１】
また、図２に示した実施例では、流路１６を、基板１２内に埋設状態で形成したが、流路１６を、基板１２の表面１４から突出するように形成することもできる。
【００７２】
すなわち、図６（Ａ）に示したように、基板１２の表面１４から一定間隔離間して突出する２つの突設部２２によって、流路１６を形成することもでき、また、図６（Ｂ）に示したように、一つの突設部２２のみを突設させることによって、断面略三角形状の流路１６を形成することもできる。
【００７３】
さらに、図６（Ｃ）に示したように、弾性被覆部材２０側を突設させて、この突設部２４によって流路１６を形成するようにすることもできる。
【００７４】
また、図２に示した実施例では、流路１６を基板１２の表面１４側に形成したが、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示したように、流路１６を基板１２の裏面２６側に、流路１６を形成することも可能である。
【００７５】
また、流路１６は、図８（Ａ）（Ｂ）に示したように、マイクロ流路１６の底面が略円形状とすることも可能である。
【００７６】
このように、流路１６の底面が略円形状である場合には、溶液のメニスカスを最小化することが可能であり、この場合には、後述の図１８〜図２１に示したように、流路１６の容積可変部を、押圧装置４２で押圧して容積を可変させるために、押圧装置４２と容積可変部の密着接触が良好で、加圧ロスが少なく加圧効率を最大化することが可能であり、特に好ましい。
【００７７】
また、図９（Ａ）（Ｂ）に示したように、流路１６が、基板１２内に、上方流路１６ｈと下方流路１６ｉのように多層に形成されるとともに、これらの多層に形成されたマイクロ流路１６ｈ、１６ｉが、スルーホール２８を介して、相互に連結されるようにすることもできる。
【００７８】
このように、流路内蔵基板１０内の流路１６を多層に形成して、その間をスルーホール２８を介して相互に連結することによって、流路１６の流路距離を短くすることができる。
【００７９】
従って、流路１６の流路壁と流体との間の抵抗を小さくすることができるとともに、流路１６の流路壁に流体中の物質が付着して、物質ロスや付着物質の再溶出に伴う汚染を低
減することができる。
【００８０】
この場合、このような多層構造の基板１２を形成する方法としては、予め溝とスルーホールが形成された基板を射出成型などの方法により作成し、このように形成した複数の基板と、弾性被覆部材２０を構成するフィルムを重ね合わせて、熱溶着または接着剤による接着によって、張り合わせることにより製造することができる。
【００８１】
この場合、熱溶着によって、基板と、弾性被覆部材２０から多層構造の基板１２を形成する方法としては、基板として、弾性被覆部材２０よりも耐熱性の高い材料を使用して、予め基板を、基板の融点以下で、且つ、弾性被覆部材２０の融点以上に熱し、熱した基板と弾性被覆部材を熱接着する方法も使用可能である。
【００８２】
また、接着剤によって、基板と、弾性被覆部材２０とを張り合わせることにより多層構造の基板１２を形成する方法としては、基板または弾性被覆部材２０のいずれかを、ＵＶ光透過性の材料を用いて、接着剤として、ＵＶ硬化接着剤を使用して、基板と弾性被覆部材を張り合わせて、ＵＶ透過性の材料側から、ＵＶ光を照射して硬化させることも可能である。
【００８３】
また、流路１６の途中に、攪拌板またはフィルターが設けられていてもよい。
【００８４】
すなわち、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、流路１６の途中に、フィルター３０を設けることも可能である。
【００８５】
この場合、フィルター３０は、流路内を流れる流体中の所定物質を捕捉するとともに、所定物質以外の物質をろ過することを目的としたものであり、フィルター３０としては、既存の各種フィルター、例えば、ガラスフィルター、不織布フィルター、メンブレンフィルター、無機または有機粒子の焼結フィルター、ストレート孔のフィルターなどが使用可能である。
このようなストレート孔フィルターは、特開２００５−１４８０４８号に記載の各種方法により得ることが出来る。
【００８６】
これらのフィルター３０を設ける方法は、フィルターの種類により異なるが、通常は、流路１６に、単に埋め込む方法、接着剤や熱溶着する方法、が使用可能である。
【００８７】
また、フィルター３０を流路１６に機械的に埋め込む方法としては、流路１６の流体の流れ方向の下流側に、フィルター３０を支持するフィルター支持体を形成しておくことによって、フィルター３０をマイクロ流路１６内に固定することが可能である。
また、フィルター支持体として、フィルター３０の表面と弾性体被覆部材２０との間に、ガスケットを装着して、弾性被覆部材２０で加圧することによって、加圧シールする方法も使用可能である。
【００８８】
同様にして、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、流路１６の途中に、攪拌板３２を設けることも可能である。
【００８９】
この場合、攪拌板３２は、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、流路１６の流体の流れ方向に直角方向に配置された少なくとも１つの攪拌板部材３４から構成されている。攪拌板部材３４は、各種の既知の穴あき部材を使用することが可能である。
【００９０】
このように流路１６の途中に、攪拌板３２が設けられていることによって、攪拌板３２によって、流路１６内で２つの流体を均一に混合攪拌することができる。
【００９１】
また、図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、流路１６の途中に、流路断面積が大きいトラップ部３６を形成することもできる。なお、図１２（Ｂ）は、流路１６の幅のみを大きくした実施例を示しており、図１２（Ｃ）は、流路１６の幅と深さを大きくした実施例を示している。
【００９２】
このように、流路１６の途中に、流体のたまり場所である流路断面積が大きいトラップ部３６を設けることによって、流体の移動のために、何らかの方法で流路に差圧をかけた場合、流体が流路内蔵基板１０の外部に排出されずに、このトラップ場所に滞留させることができる。
【００９３】
さらに、流路１６には、その端面または途中に流体投入、排出、加圧、減圧などのための制御機構と接続するための接続ノズルを有するものである。
【００９４】
図１３〜図１４に示したように、このような接続ノズル３８は、基板１２の上下面に設けられる以外に、図１５〜図１６に示したように、基板１２の端面に設けることも可能である。
【００９５】
そして、図１７に示したように、このような接続ノズル３８を介して、流路１６に流体制御装置４０が可能なように構成されている。
【００９６】
この場合、流体制御装置４０としては、流体供給装置、流体排出装置、加圧装置、または、減圧装置から構成すればよい。
【００９７】
なお、図１７では、流体制御装置４０として、流体供給装置４３と、流体排出装置４４を示している。
【００９８】
このように流体供給装置、流体排出装置、加圧装置、または、減圧装置からなる流体制御装置を、流路内蔵基板１０の流路１６に接続することができるので、これらの流体制御装置４０の作動によって、流路１６内の流体をさらに正確に移動することができる。
【００９９】
また、流路内蔵基板１０は、流路１６の部分の弾性被覆部材２０を移動させることによって、流路１６の流路断面積を変化させるように構成した流路制御装置を備えることができる。
【０１００】
この場合、流路制御装置としては、流路内蔵基板１０の弾性被覆部材２０の部分を押圧することによって、流路１６の部分の弾性被覆部材２０を移動させ、これにより、流路１６の断面積を変化させ、この押圧を解除することによって、流路１６の断面積を元の状態に復帰させる押圧装置から構成されているのが望ましい。
【０１０１】
このような押圧装置としては、弾性被覆部材２０に被覆された流路１６の部分の容積可変部の容積を変化させる形状のものであれば良く、特に限定されるものではなく、容積可変部の断面形状と同一形状、または押圧装置の押圧部をゴム弾性体にして、容積可変部と同一形状で、容積可変部よりも多少大きい形状物にすることも可能である。
【０１０２】
このような押圧装置の押圧部の具体的な形状は、その押圧装置の目的によって適宜選択すれば良く、例えば、流路１６の閉止または流路断面積形状の制御のためには、図１８〜図２０の形状を採用することができる。
【０１０３】
すなわち、図１８（Ａ）〜（Ｃ）は、断面が略矩形状の流路１６に適用した押圧装置４
２の押圧部の形状を示しており、図１８（Ａ）は、基板１２の内部に流路１６を形成した場合、図１８（Ｂ）は、２つの突設部２２によって、流路１６を形成した場合、図１８（Ｃ）は、弾性被覆部材２０側を突設させて、この突設部２４によって流路１６を形成した場合について示している。
【０１０４】
また、図１９（Ａ）〜（Ｂ）は、断面が略三角形状の流路１６に適用した押圧装置４２の押圧部の形状を示しており、図１９（Ａ）は、流路１６に応じて小さい押圧部を有するもの、図１９（Ｂ）は、流路１６よりも大きい弾性部材からなる押圧部を有するものを示している。
【０１０５】
さらに、図２０（Ａ）〜（Ｂ）は、断面が底面が略円形形状の流路１６に適用した押圧装置４２の押圧部の形状を示しており、図２０（Ａ）は、基板１２の内部に流路１６を形成した場合、図２０（Ｂ）は、２つの突設部によって、流路１６を形成した場合について示している。
【０１０６】
この場合、流路１６を押圧する押圧装置４２の押圧部の形状は、その幅が、流路１６の容積可変部の最大幅とするのが、押圧、押圧解除の際に、流路１６の流路径の断面積を正確に制御することができ、押圧残しが生じない点で好ましい。
【０１０７】
なお、図１８〜図２０では、左側に示した押圧装置の押圧部４２ａが、剛性を有する部材からなる押圧部を示しており、左側に示した押圧装置の押圧部４２ｂが、弾性を有するゴム弾性体などの弾性部材からなる押圧部を示していおる。
【０１０８】
また、このような押圧装置４２の押圧部の押圧作動させる機構としては、通常のＸ，Ｙ．Ｚ軸のシリンダー制御技術が使用可能であり、空圧、水圧制御、または電動制御により基板１２との間との距離を任意に制御することが可能である。
【０１０９】
さあに、マイクロ流路１６を押圧しながら移動させるポンプとして使用する場合には、図１８〜図２０に示したような形状のもの以外に、ローラー状の形状の押圧装置４２の押圧部も使用可能である。
【０１１０】
すなわち、図２１（Ａ）は、基板１２の内部に流路１６を形成した場合、図２１（Ｂ）は、２つの突設部２２によって、流路１６を形成した場合、図２１（Ｃ）は、弾性被覆部材２０側を突設させて、この突設部２４によって流路１６を形成した場合について示している。
なお、図２１において、左側に、流路１６の部分の弾性被覆部材２０に対して、接近・離反する方向に移動自在な押圧部４２ｃを備えた押圧装置４２を示しており、右側に、押圧装置４２の押圧部としてローラー部材４２ｄを示している。
【０１１１】
このように構成することによって、押圧装置４２によって、流路１６の部分の弾性被覆部材２０を押圧するだけで、流路１６の部分の弾性被覆部材２０を移動させ、流路１６の断面積を変化させることができる。
【０１１２】
しかも、押圧装置４２による加圧が正確に行えるので、加圧時の弾性被覆部材２０の「変形逃げ」による加圧ロスが発生することがなく、正確に流路１６内の流体の移動を制御することが可能である。
【０１１３】
従って、ポンプやバルブとしての流路制御機能、または、ポンプとバルブの両方の流路制御機能を有するマイクロチップ１０を提供することができる。
【０１１４】
この場合、基板１２の材質は、機械的な強度と流路成型加工しやすいものであれ良く、無機材料、有機材料の何れも使用可能である。
【０１１５】
このような基板１２を構成する無機材料としては、例えば、
・鉄、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、チタン、ステンレス
・シリカ、アルミナ、チタニア、
・ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラスなどのガラス、
・ポリジメチルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフルオロシロキサンなどのいわゆるシリコーンゴム、
などが使用可能である。
【０１１６】
また、基板１２を構成する有機材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート樹脂、液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィン、ポリメチルペンテン、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンビニル樹脂、架橋ポリビニルアルコール、ポリグリコール酸、セルロースアセテート樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、硝酸セルロース樹脂、エポキシ樹脂などが使用できる。
【０１１７】
さらに、基板１２を構成する有機材料としては、ゴム弾性体も使用可能である。
【０１１８】
このようなゴム弾性体としては、例えば、
・ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンなどに可塑剤を添加したもの、
・天然ゴム、
・スチレンブダジエンゴム、ポリブタジエンゴム，イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、
・ジメチルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフルオロシロキサン、
・多硫化ゴム、フッ素ゴム、
・フルオロホスファゼンゴム、アクリルゴム、テトラフルオロエチレン、フッ化エチレンポリプロピレンコポリマー、テトラフルオロエチレンパーフロロアルキルビニルエーテルコーポリマー、テトラフルオロエチレンエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、エチレンアクリルゴム、ノルボルネンゴム、
・これらのゴムの加硫物、
・スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリブダジエン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマー、
・エチレン系アイオノマー、プロピレン系アイオノマー、エチレンプロビレン系アイオノマー、
などが使用可能である。
【０１１９】
なお、これらのゴム弾性体は、機械的な強度が不足するために、基板をゴム弾性体で形成する場合は、機械的な強度の高い材料で補強して複層構成とすることが望ましい。
【０１２０】
一方、これらの材料からなる基板１２の表面１４にマイクロ流路１６を形成する方法としては、
・上記のような材料を基にして、
プレス成型、射出成型、押し出し成型などによって、マイクロ流路１６が形成された基板１２を一体成型する方法
・上記のような材料を基にして形成された平板に対して、ナノインプリント、機械的切削、エッチング、レーザー切削、サンドブラスト、ウォータージェト切削などにより流路形成する方法、または、
・上記のような材料を基にして形成されたゴム弾性体フィルムを、支持体表面において、その上に光造形によって溝付き基板を形成する方法、
などを採用することが可能である。
【０１２１】
一方、弾性被覆部材２０としては、後述するように押圧することによって、マイクロ流路１６の断面積を減少でき、この押圧を解除することによって、元の状態に復帰することが可能であれば良く、弾性力があれば特に限定されるものではない。
【０１２２】
このような弾性被覆部材２０としては、好ましくは、低弾性を有するゴム弾性体が望ましい。
【０１２３】
弾性被覆部材２０としては、ヤング率が、１〜１００Ｍｐａ、好ましくは、５〜５０Ｍｐａである材料であるのが望ましい。
【０１２４】
すなわち、弾性被覆部材２０のヤング率が、１ＭＰａ以下の場合には、機械的な強度が不足し、逆に、ヤング率が、１００ＭＰａ以上の場合には、ゴム弾性が不足するからでる。
【０１２５】
また、弾性被覆部材２０の破断伸びが、好ましくは、５０〜１０００％、より好ましくは、１００〜８００％であるのが望ましい。
【０１２６】
すなわち、弾性被覆部材２０の破断伸びが、５０％以下の場合には、伸びが不足して、ゴム弾性体の破壊が生じるからである。また、１０００％以上の伸びを示す材料は存在しないからである。
【０１２７】
従って、後述するように、弾性被覆部材２０を押圧することによって、加圧時の体積変化が、上記の間にあれば、弾性被覆部材２０の材料としては特に限定されるものではない。
【０１２８】
このような弾性被覆部材２０を構成する材料としては、例えば、
・ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンなどに可塑剤を添加したもの、
・天然ゴム、
・スチレンブダジエンゴム、ポリブタジエンゴム，イソプレンゴム、イソブチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、
・リジメチルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフルオロシロキサン、
・多硫化ゴム、フッ素ゴム、
・フルオロホスファゼンゴム、アクリルゴム、４フッ化エチレン・プロビレン・フッ化ビニリデンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、エチレンアクリルゴム、ノルボルネンゴム、
・これらのゴムの加硫物、
・スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリブダジエン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、塩
ビ系熱可塑性エラストマー、
・エチレン系アイオノマー、プロピレン系アイオノマー、エチレンプロビレン系アイオノマー、
などが使用可能である。
【０１２９】
また、これらの弾性被覆部材２０を構成する材料同士のコンパウンド、または、これらの弾性被覆部材２０を構成する材料と他の材料、例えば、可塑剤、架橋剤、フィラーなどのコンパウンドも使用可能である。
【０１３０】
さらに、これらの弾性被覆部材２０を構成する材料は、流路内蔵基板１０の流路１６を流れる流体の種類と流路内蔵基板１０の使用条件により選択することが好ましい。
【０１３１】
すなわち、例えば、流路内蔵基板１０の流路１６を流れる流体が有機溶媒である場合は、使用する溶媒耐性のある材料を使用することが必要である。また、例えば、流路内蔵基板１０を高熱雰囲気で使用する場合は、耐熱性のある材料を選択する必要がある。
【０１３２】
このような条件で使用できる材料として、汎用的に使用可能な材料は、フッ素ゴム、４フッ化エチレン・プロピレンゴム、パーフルオロエチレンゴム、フッ化ビニリデンゴムである。
【０１３３】
これらの材料は、熱成型可能であり、また、基板１２と熱成型により容易に張り合わせることが出来る。
【０１３４】
これらの弾性被覆部材２０を構成するゴム弾性体は、既知の方法、例えば、Ｔダイ押し出し、インフレーション法、カレンダー法、溶媒キャスト法などの既知の方法によりフィルム状に成型される。
【０１３５】
そして、溝形状の流路１６が形成された基板１２と張り合わされる方法によって、流路内蔵基板１０を製造することができる。
【０１３６】
この場合、弾性被覆部材２０のフィルムの厚さは、特に限定されないが、通常、１０μｍ〜５００μｍであるのが好ましく、より好ましくは、３０μｍ〜２００μｍであるのが望ましい。
【０１３７】
すなわち、弾性被覆部材２０のフィルムの厚さが、１０μｍ未満の場合には、機械的な強度が不足し、５００μｍ以上の場合は変形に際して大きな加圧力が必要となり、基板の変形などを生じるおそれがあるからである。
【０１３８】
また、これらの弾性被覆部材２０のフィルムの厚さは、流路１６の断面積に応じて変化させることが好ましく、流路１６の流路径が小さい場合には、薄いフィルムを使用し、流路１６の流路径が大きい場合には、厚いフィルムを使用するのが望ましい。
【０１３９】
この場合、これらの基板１２と弾性被覆部材２０のフィルムとの張り合わせは、熱接着による接着、または、接着剤による接着のいずれの方法も使用可能である。
【０１４０】
すなわち、基板１２と弾性被覆部材２０のフィルムとを張り合わせる方法としては、例えば、
・基板１２と弾性被覆部材２０のフィルムを重ね合わせ、熱ロールや誘電加熱により熱接着する方法、
・基板１２の流路１６の部分以外に接着剤を塗布して張り合わせる方法、
・弾性被覆部材２０のフィルムを金型に挿入して、金型内で基板１２を熱成型して張り合わせる方法、
・流路１６の形状によっては、流路付き基板１２と弾性被覆部材２０を共押し出しする方法、
などの方法で形成することが可能である。
【０１４１】
さらに、流路１６の形状が、例えば、図６（Ａ）（Ｂ）に示したように、凸形状の場合には流路１６の凸形状とは相補的な逆の凹形状を有する加熱金型または加圧金型を用いて、張り合わせ接着すればよい。
【０１４２】
これによって、流路１６の突出部の側面と弾性被覆部材２０のフィルムを密着させて接着させることができる。
【０１４３】
また、弾性被覆部材２０のフィルムに、予めプレス法などによって、流路１６を形成しておき、流路１６の部分以外の部分と基板１２とを、熱溶着によって接着、または、接着剤によって接着することも可能である。
【０１４４】
さらに、弾性被覆部材２０と基板１２との張り合わせに際して、基板１２や弾性被覆部材２０の材料によっては、予め、基板１２や弾性被覆部材２０に対して、
・プラズマ処理、コロナ処理あるいはイオン処理などを施す方法、
・ヒドロキシル基やカルボキシル基などを形成して、接着性を向上する方法、などを採用することも可能である。
【０１４５】
すなわち、例えば、極性基の無いポリプロビレン、ポリエチレンなどからなる基板１２、または接着し難いフッ素系材料からなる基板１２と、フッ素系、シリコーンゴム系などのゴム弾性フィルムからなる弾性被覆部材２０とを張り合わせる場合に、プラズマ処理、コロナ処理またはイオン処理を、これらの部材表面に予め施すことによって、これらの部材の間の熱接着張り合わせが可能となる。
【０１４６】
また、フッ素系基板１２と、ゴム弾性フィルムからなる弾性被覆部材２０を張り合わせる場合には、予めこれらの部材表面にシランカップリング剤を塗布することによって、接着性を向上することができる。
【０１４７】
また、接着剤による接着法としては、エポキシやウレタンアクリレー系の無溶剤接着剤を使用することによって、溶剤揮発による間隙ができない点からすれば好ましい。また、必要に応じて、基板１２または弾性被覆部材２０のフィルムを、透明にすることによって、光硬化型接着剤も使用可能となる。
【０１４８】
なお、図１０に示したように、流路１６の途中に、フィルター３０を設けて、これをいわゆる「バイオセパレーション」に用いる場合には、フィルター３０にプローブを担持する粒子を設けることもできる。
【０１４９】
このような粒子としては、無機粒子、有機粒子のいずれも使用することができる。
【０１５０】
すなわち、無機系の粒子としては、金属酸化物粒子、金属硫化物粒子、金属粒子を使用することができる。
【０１５１】
この場合、金属酸化物粒子として最も好ましいのは、シリカ粒子であり、市販の各種シリカ粒子を使用することができる。
【０１５２】
そして、この粒子表面を、アミノ基、カルボキシル基、カルボジイミド基、エポキシ基、トシル基、Ｎ−サクシイミド基、マレイミド基、チオール基、スルフィド基、ヒドロキシル基、トリメトキキシリル基、ニトリル三酢酸基、ベンゾスルホアミド基、ポリエチレンイミン基等の各種官能基、またはγ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシランなどにより表面修飾して、プローブ結合サイトとすることができる。
【０１５３】
プローブを担持する粒子として、有機粒子を使用する場合、その粒子径は、０．０２μｍ〜１２０μｍが好ましく、より好ましくは０．１μｍ〜６０μｍである。粒子径が小さい場合にはハンドリング性に難点が生じ、これらの粒子を捕捉するフィルターの作成が困難となり、またフィルター孔が小さいために被検体が目詰まりしやすくなる。また粒子径が大きい場合には、立体障害のために反応性が低下することがある。
【０１５４】
また、粒子に担持するプローブとしては、例えば、核酸、分子量５００〜１００万のタンパク質、脂質、糖鎖、細胞、タンパク質発現細胞、アプタマー、ウイルス、酵素、分子量５０〜１００万の、薬理活性を有するリード化合物、または、特定の生理活性作用を持つか、これを持つ可能性のある化学物質などを使用することができる。
【０１５５】
これらの粒子は、図２２（Ａ）に示したように、フィルター部材３０に投入しても構わないが、複数のフィルター３０を使い分ける場合には、図２２（Ｂ）に示したように、複数のフィルター３０、３０の間に設けられたマイクロ流路１６から粒子を投入し、フィルター３０、３０の間に粒子を存在させる様な形態をとることにより、固定化担体粒子によりフィルター分離が可能となり、反応、洗浄・濾過、反応，洗浄・濾過などの繰り返し操作を同一チップで行うことが可能となる。
【０１５６】
このように構成される本発明の流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法について、図２３〜図２４に基づいて、以下に説明する。
【０１５７】
先ず、図２３（Ａ）に示したように、流路内蔵基板１０の流路１６の下流側に減圧装置４６を接続し、流路内蔵基板１０との間で、接続流路４８を形成する。
【０１５８】
そして、図２３（Ｂ）に示したように、接続流路４８の上流側の所定位置、すなわち、この実施例では、流路１６の上流の所定位置を、押圧装置５０の押圧部によって、弾性被覆部材２０を押圧することによって、流路１６を閉止して、上流側が閉止された接続流路５２を形成する。
【０１５９】
次に、図２３（Ｃ）に示したように、減圧装置５４を作動させて、上流側が閉止された接続流路５２内を減圧状態とする。
【０１６０】
そして、図２４（Ａ）に示したように、減圧状態となった接続流路５２の下流側の所定位置、すなわち、この実施例では、流路１６の下流の所定位置を、押圧装置５６の押圧部によって、弾性被覆部材２０を押圧することによって、流路１６を閉止して、上下流側が閉止された接続流路５８の状態とする。
【０１６１】
次に、図２４（Ｂ）に示したように、流路内蔵基板１０の流路１６の上流側に、流体供給装置６０を接続する。
【０１６２】
そして、図２４（Ｃ）に示したように、流路１６の上流の所定位置を閉止している押圧装置５０の押圧部の押圧状態を解除することによって、弾性被覆部材２０が元の状態に復帰させて、接続流路５８の上流側の閉止状態を解除するとともに、流体供給装置６０を作動させることによって、流体供給装置６０を介して、流路内蔵基板の接続流路５８内に流
体Ｌを供給する。
【０１６３】
このように構成することによって、流路１６内の一定範囲の接続流路５８の部分を減圧状態にすることができ、接続流路５８の上流側の閉止状態を解除するだけで、流路１６の上流側に接続した流体供給装置６０を介して、接続流路５８内に流体を正確かつ円滑に供給することができる。
【０１６４】
しかも、流路１６内に空気の気泡が残存することがないので、流路内蔵基板１０の流路１６内への流体の供給が阻害されることがなく、正確かつ円滑に流路１６内に所定量の流体を供給することができる。
【０１６５】
また、流路１６の上流側を閉止する閉止機構である押圧装置５０を備えるだけで、流路１６内の一定範囲の接続流路５８の部分を減圧状態にすることができるので、複雑な構成とならず、コストを低減することができる。
【０１６６】
図２５〜図２６は、本発明の流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法の別の実施例を説明する概略図である。
【０１６７】
先ず、図２５（Ａ）に示したように、流路内蔵基板１０の流路１６の下流側に減圧装置４６を接続し、流路内蔵基板１０との間で、接続流路４８を形成する。
【０１６８】
また、流路内蔵基板１０の流路１６の上流側に、流体供給装置６０を接続する。なお、この流体供給装置６０には、その接続管路６２の途中に、バルブなどの開閉装置６４が設けられている。
【０１６９】
そして、図２５（Ｂ）に示したように、接続流路４８の上流側の所定位置、すなわち、この実施例では、流体供給装置６０との間の所定位置である、接続管路６２の途中に配設した開閉装置６４によって、接続管路６２を閉止することによって流路１６を閉止して、上流側が閉止された接続流路５２を形成する。
【０１７０】
次に、図２５（Ｃ）に示したように、減圧装置４６を作動させて、上流側が閉止された接続流路５２内を減圧状態とする。
【０１７１】
そして、図２６（Ａ）（Ｂ）に示したように、減圧状態となった接続流路５２の下流側の所定位置、すなわち、この実施例では、流路１６の下流の所定位置を、押圧装置５６の押圧部によって、弾性被覆部材２０を押圧することによって、マイクロ流路１６を閉止して、上下流側が閉止された接続流路５８の状態とする。
【０１７２】
そして、図２６（Ｃ）に示したように、流路１６の上流の所定位置を閉止している開閉装置６４の閉止状態を解除することによって、接続流路５８の上流側の閉止状態を解除するとともに、流体供給装置６０を作動させることによって、流体供給装置６０を介して、流路内蔵基板の接続流路５８内に流体Ｌを供給する。
【０１７３】
このように構成することによって、流路内蔵基板１０と流路１６の上流側に接続された流体供給装置６０との間の所定位置に、すなわち、流体供給装置６０の接続管路６２に、流路１６の上流側を閉止するバルブなどの閉止機構である開閉装置６４を備えるだけで、流路１６内の一定範囲の接続流路の部分を減圧状態にすることができるので、複雑な構成とならず、コストを低減することができる。
【０１７４】
図２７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法の別
の実施例を説明する概略図である。
【０１７５】
先ず、図２７（Ａ）に示したような流路１６が開放された状態から、図２７（Ｂ）に示したように、流路１６の主流路６６の下流の分岐部分６８の下流７０を、図示しない押圧装置によって押圧することによって閉止して閉止部７２を形成する。
【０１７６】
また、流路１６の主流路６６の上流の分岐部分７４から分岐する分岐路７６の入口部分を、図示しない押圧装置によって押圧することによって閉止して閉止部７８を形成する。
【０１７７】
そして、図２７（Ｃ）に示したように、流路１６の主流路６６の上流の閉止部７２、７８以外の所定位置を、図示しない押圧装置によって押圧して、図２７（Ｃ）の矢印で示したように、この押圧位置８２を流路に沿って移動させることによって、流路１６内の流体を、流路１６の主流路６６から、下流の分岐部分６８から、分岐流路８０へと移動させる。
【０１７８】
このように構成することによって、流路１６の一部を閉止するとともに、この閉止部７２、７８の閉止位置以外の所定位置を押圧して、この押圧位置を流路１６に沿って移動することによって、流路１６内の流体を流路に沿って、所定の流路を通って、正確に移動させることが可能である。
【０１７９】
しかも、流路１６の所定位置を押圧して移動する、例えば、加圧ローラーなどからなる押圧装置を設けるだけで良いので、複雑な構成とならず、コストを低減することができる。
【０１８０】
なお、この実施例では、図２７（Ｃ）に示したように、流路１６の主流路６６の上流の閉止部７２、７８以外の所定位置を、押圧装置によって押圧して、図２７（Ｃ）の矢印で示したように、この押圧位置を流路に沿って移動させることによって、流路１６内の流体を分岐流路８０へと移動させるようにしている。
【０１８１】
しかしながら、図２７（Ｄ）に示したように、流路内蔵基板１０の流路１６の端部、すなわち、流路１６の主流路６６の上流端に、流体制御装置８２を接続して、流体制御装置８４を作動させることによって、流路１６内の流体を移動させるようにしても良い。
【０１８２】
この場合、流体制御装置８２としては、流体供給装置、流体排出装置、加圧装置、または、減圧装置から構成することができる。
【０１８３】
このように構成することによって、流路１６の一部を閉止するとともに、流路内蔵基板１０の流路１６の端部に、例えば、流体供給装置、流体排出装置、加圧装置、または、減圧装置などの流体制御装置を接続して、流体制御装置を作動させるだけで、流路１６内の流体を流路に沿って、所定の流路を通って、正確に移動させることが可能であり、複雑な構成とならず、コストを低減することができる。
【０１８４】
この様にして得られた流路内蔵基板は、各種の試薬、化合物および生体分子の混合、反応、分離、検出に使用することができる。
特に、本流路内蔵基板は、合流流路、分岐流路、弾性体バルブおよび弾性体ポンプを併用することにより、流路内での各種試薬の逐次投入と、逐次反応、および分離を１つの流路内で行う事が可能であり、試薬のロス低減、反応効率の向上が可能となる。
【０１８５】
また、流路を並列に設ける事で、上記一連の操作を平行して行う、いわゆる「コンビナトリアルケミストリー用ラボラトリオンチツプ」として使用することができる。
また、基板を透明にして検出系と組み合わせることで、各種検出も併せて行う事ができる。
【０１８６】
また、流路内に粒子をせき止めるダムまたはフィルターを設け、各種のプローブ、リガンドを結合した粒子を投入することで、粒子による固液反応、固液分離、アフィニティー分離、ビーズアッセイなどを行うことができる。
【０１８７】
これらの粒子に結合するプローブ、リガンド、基質としては、例えば、核酸、ポリ核酸、抗原、ホルモン、ペフチド、分子量５００〜１００万のタンパク質、抗体、糖鎖、多糖類、細胞、アプタマー、ウィルス、酵素、各種のアフィニティー用タグ捕捉物質、ビオチンなどの補酵素、または特定の生理活性作用を持つか、これを持つ可能性のある化学物質などを使用することができる。
核酸としては、ＤＮＡ，ｃ−ＤＮＡ，オリゴＤＮＡ，ＲＮＡ，ｍＲＮＡ、マイクロＲＮＡ，アンチセンスＲＮＡ，miＲＮＡ，siＲＮＡ，ｓｔRNAなどが挙げられる。
【０１８８】
分子量５０〜１００万のタンパク質としては、具体的には、合成ペプチド、膜タンパク質、核内受容体、酵素、アビジン，レクチン、キナーゼ、ホスファターゼ，ホルモン、転写因子、輸送蛋白、サイトカイン、リンフォカイン、抗体、あるいはルシフェリン、ルシフェラーゼ、エクオリン、蛍光タンパク質等の生物発光機能を有するものなどが挙げられる。
脂質としては、具体的には、ホスファチジン酸、ホスファチジルイノシトーマンノシド、ウルシオール、各種のガングリオシドなどが挙げられる。
【０１８９】
アプタマーは、タンパク質、酵素、色素、アミノ酸、ヌクレオチド、成長因子、遺伝子発現調節因子、細胞接着分子、生物個体などと結合能力のある機能性核酸であり、具体的には、トランビンアプタマー、エラスターゼアプタマー、活性化プティンＣ，Ｃ型肝炎ウイルスのＮＳ３プロテアーゼアプタマーなどが挙げられる。
【０１９０】
アフィニティータグ捕捉物質としては、酵素（ＧＳＴ）基質タグに対するグルタチオン、マルトース結合蛋白タグに対するアミロース、ＤＹＫＤＤＤＤＫ配列のＦＬＡＧペフチドタグに対する抗FLAGモノクロール抗体、ヒチスジンヘキサマータグに対するニッケル錯体、コバルト錯体、マンガン錯体、チオレドキシンタグに対するＰＡＯ（paraaminophenylarsine  oxide）、ビオチンリガーゼ蛋白タグ（商品名“アビタグ”AVITAG社“にたいするストレプトアビジン、カルモデュリン結合性ペフチド融合蛋白質タグに対するカルモデュリンなどが挙げられる。
【０１９１】
また、本流路内蔵基板と熱装置を組み合わせることで、ＰＣＲ反応を流路内で行うことも可能である。さらに、ビーズを利用した核酸分離と分離物のＰＣＲ反応とを同一流路で行うことも可能である。
【０１９２】
また、本基板は、陽極、陰極を基板内または基板外に設けることで、蛋白質、核酸などのイオン性物質を含む溶液のキャピラリー電気泳動（Capillary  Electrophoresis）、マイクロチップ電気泳動などのゾーン電気泳動に使用することが可能である。
また、基板を透明にすることで、電気泳動を利用した蛍光検出、ＵＶ吸収検出なども適用可能であり、検体と検出系を組み合わせることで、ＤＮＡ・ゲノム解析、蛋白解析、糖鎖解析、細胞解析などに使用することができる。
【０１９３】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】図１は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図である。
【図２】図２は、図１の流路内蔵基板の断面図である。
【図３】図３は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図である。
【図４】図４は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図である。
【図５】図５は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図である。
【図６】図６は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図７】図７は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図８】図８は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図９（Ｂ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）（Ｂ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図１０（Ｃ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図１２（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図１３（Ｂ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図１４（Ｂ）は、本発明の流路内蔵基板実施例の断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図１５（Ｂ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図、図１６（Ｂ）は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の流路内蔵基板の実施例の断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の流路内蔵基板の実施例の上面図である。
【図２３】図２３は、本発明の流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法について説明する概略図である。
【図２４】図２４は、本発明の流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法について説明する概略図である。
【図２５】図２５は、本発明の流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法について説明する概略図である。
【図２６】図２６は、本発明の流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法について説明する概略図である。
【図２７】図２７は、流路内蔵基板１０を用いた流路１６の制御方法について説明する概略図である。
【図２８】図２８は、従来のチューブポンプ１００の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１９５】
１０  流路内蔵基板
１２  基板
１４  表面
１６  流路
１６ａ、１６ｂ    流路
１６ｃ      合流部
１６ｄ      合流部
１６ｅ      迂回流路部
１６ｆ      流路
１６ｇ      迂回流路部
１６ｈ      上方流路
１６ｉ      下方流路
１８  開放面
２０  弾性被覆部材
２２  突設部
２４  突設部
２６  裏面
２８  スルーホール
３０  フィルター
３２  攪拌板
３４  攪拌板部材
３６  トラップ部
３８  接続ノズル
４０  流体制御装置
４２  押圧装置
４２ａ      押圧部
４２ｂ      押圧部
４２ｃ      押圧部
４２ｄ      ローラー部材
４３  流体供給装置
４４  流体排出装置
４６  減圧装置
４８  接続流路
５０  押圧装置
５２  接続流路
５６  押圧装置
５８  接続流路
６０  流体供給装置
６２  接続管路
６４  開閉装置
６６  主流路
６８  分岐部分
７０  下流
７２  閉止部
７４  分岐部分
７６  分岐路
７８  閉止部
８０  分岐流路
８４  流体制御装置
１００      チューブポンプ
１０２      ポンプ本体
１０４      ゴム弾性チューブ
１０６      ローラー
１０８      加圧機構
１１０      間隙
Ｌ    流体
【図１】
2007113520.tif 000003
【図２】
2007113520.tif 000004
【図３】
2007113520.tif 000005
【図４】
2007113520.tif 000006
【図５】
2007113520.tif 000007
【図６】
2007113520.tif 000008
【図７】
2007113520.tif 000009
【図８】
2007113520.tif 000010
【図９】
2007113520.tif 000011
【図１０】
2007113520.tif 000012
【図１１】
2007113520.tif 000013
【図１２】
2007113520.tif 000014
【図１３】
2007113520.tif 000015
【図１４】
2007113520.tif 000016
【図１５】
2007113520.tif 000017
【図１６】
2007113520.tif 000018
【図１７】
2007113520.tif 000019
【図１８】
2007113520.tif 000020
【図１９】
2007113520.tif 000021
【図２０】
2007113520.tif 000022
【図２１】
2007113520.tif 000023
【図２２】
2007113520.tif 000024
【図２３】
2007113520.tif 000025
【図２４】
2007113520.tif 000026
【図２５】
2007113520.tif 000027
【図２６】
2007113520.tif 000028
【図２７】
2007113520.tif 000029
【図２８】
2007113520.tif 000030