(57)【要約】【課題】微小断面の流路の内壁面の微小エリアに、精度良く目的物質を塗布できるようにする。【解決手段】まず、流路Ｂ３の内壁における第１領域（図(a) に符号Ｍ１で示す斜線領域であって、流路Ｂ３の長手方向Ｊと交差する方向Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３に沿った領域）に親和性物質を塗布する。次に、目的物質を含む第１溶液Ｄ１と、目的物質を含まない第２溶液Ｄ２とを層流状態で前記流路Ｂ３に流す。これにより、前記第１領域Ｍ１のうち、前記第１溶液Ｄ１と接触する第２領域（つまり、図(b)に符号Ｍ２で示す部分）に精度良く目的物質が付着される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路の内壁における、該流路の長手方向と交差する方向に沿った第１領域に親和性物質を塗布する工程と、
目的物質を含む第１溶液を層流状態で前記流路に流すことによって、前記親和性物質が塗布された領域のうち、前記第１溶液と接触する第２領域に前記目的物質を付着させる工程と、
を備えたことを特徴とする目的物質の塗布方法。
【請求項２】
前記流路には、前記第１溶液、及び前記目的物質を含まない第２溶液を層流状態で流す、
ことを特徴とする請求項１に記載の目的物質の塗布方法。
【請求項３】
前記目的物質は、血液中の血小板を凝集させるための凝集惹起剤であり、
前記親和性物質は、該凝集惹起剤を吸着することのできる生体親和性物質である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の目的物質の塗布方法。
【請求項４】
目的物質を含む第１溶液が流れる第１流路と、
目的物質をほとんど含まない第２溶液が流れる第２流路と、
これら第１及び第２流路の下流側に接続されることにより前記第１溶液及び前記第２溶液が層状に流される第３流路と、
を備えたマイクロ化学チップ。
【請求項５】
前記第１流路への前記第１溶液の供給量を制御することに基づき前記第３流路中における前記第１溶液の層流幅を調整するように構成された第１溶液供給手段と、
前記第２流路への前記第２溶液の供給量を制御することに基づき前記第３流路中における前記第２溶液の層流幅を調整するように構成された第２溶液供給手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載のマイクロ化学チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小断面の流路の内壁の微小エリアに目的物質を塗布するための塗布方法及びマイクロ化学チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学反応を微小空間で実現させるためのマイクロ化学チップが、種々の分野で利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかるマイクロ化学チップには、微小断面の流路が形成されているが、化学反応に必要な特定の物質（本明細書においては“目的物質”とする）を該流路の内壁に塗布したい場合がある。
【特許文献１】特開２００３−２１５１４０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、極めて微小なエリアに目的物質を塗布するための有効な塗布方法は未だ提案されていない。
【０００５】
本発明は、流路内壁の微小エリアに目的物質を塗布するための塗布方法、及びマイクロ化学チップを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、図１(a) に例示するように、流路（Ｂ３）の内壁における、該流路（Ｂ３）の長手方向（Ｊ）と交差する方向（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）に沿った第１領域（Ｍ１）に親和性物質を塗布する工程と、
図１(b) に例示するように、目的物質を含む第１溶液（Ｄ１）を層流状態で前記流路（Ｂ３）に流すことによって、前記親和性物質が塗布された領域（Ｍ１）のうち、前記第１溶液（Ｄ１）と接触する第２領域（Ｍ２）に前記目的物質を付着させる工程と、を備えたことを特徴とする目的物質の塗布方法に関する。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、図１(b) に例示するように、前記流路（Ｂ３）には、前記第１溶液（Ｄ１）、及び前記目的物質を含まない第２溶液（Ｄ２）を層流状態で流すことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記目的物質は、血液中の血小板を凝集させるための凝集惹起剤であり、
前記親和性物質は、該凝集惹起剤を吸着することのできる生体親和性物質であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、図２及び図３に例示するものであって、目的物質を含む第１溶液（Ｄ１）が流れる第１流路（Ｂ１）と、
目的物質をほとんど含まない第２溶液（Ｄ２）が流れる第２流路（Ｂ２）と、
これら第１及び第２流路（Ｂ１，Ｂ２）の下流側に接続されることにより前記第１溶液（Ｄ１）及び前記第２溶液（Ｄ２）が層状に流される第３流路（Ｂ３）と、を備えたマイクロ化学チップ（Ａ）に関する。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記第１流路（Ｂ１）への前記第１溶液（Ｄ１）の供給量を制御することに基づき前記第３流路（Ｂ３）中における前記第１溶液（Ｄ１）の層流幅（Ｗ１）を調整するように構成された第１溶液供給手段（Ｐ１）と、
前記第２流路（Ｂ２）への前記第２溶液（Ｄ２）の供給量を制御することに基づき前記第３流路（Ｂ３）中における前記第２溶液（Ｄ２）の層流幅（Ｗ２）を調整するように構成された第２溶液供給手段（Ｐ２）と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至５に係る発明によれば、流路内壁の所定エリアに精度良く目的物質を塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１乃至図４に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ここで、図１(a) は、流路内壁に親和性物質を塗布する工程を示す斜視図であり、図１(b) は、目的物質を含む第１溶液を層流状態で流すことにより、親和性物質が塗布された領域に目的物質を付着させる工程を示す斜視図であり、図２は、目的物質が塗布されるマイクロ化学チップの構造を示す平面図であり、図３は、図２のマイクロ化学チップの詳細構造を示す拡大図である。また、図４は、該マイクロ化学チップの利用方法の一例を説明するための断面図である。
【００１４】
本発明は、微小断面の流路（具体的には、その内壁面の微小領域）に目的物質を塗布するための塗布方法、及び該目的物質が塗布されるマイクロ化学チップについてのものである。また、本発明は、微小断面の流路中を流れる流体の特性を利用して前記目的物質を塗布するための塗布方法、及び目的物質が塗布されるマイクロ化学チップについてのものである。
【００１５】
本発明に係る目的物質の塗布方法は、図１に例示するように、
・  流路Ｂ３の内壁における第１領域（符号Ｍ１で示す斜線領域であって、流路Ｂ３の長手方向Ｊと交差する方向Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３に沿った領域）に親和性物質を塗布する工程と、
・  目的物質を含む第１溶液Ｄ１を層流状態で前記流路Ｂ３に流すことによって、前記第１領域Ｍ１のうち、前記第１溶液Ｄ１と接触する第２領域（つまり、図１(b) に符号Ｍ２で示す部分）に前記目的物質を付着させる工程と、
からなる。ここで、前記第１溶液Ｄ１を層流状態で前記流路Ｂ３に流す方法としては、目的物質を含まない第２溶液Ｄ２を第１溶液Ｄ１と共に流路Ｂ３に流す方法を挙げることができる。また、前記目的物質としては、血液中の血小板を凝集させるための凝集惹起剤を挙げることができ、前記親和性物質としては、該凝集惹起剤を吸着することのできる生体親和性物質を挙げることができる。なお、前記第１領域Ｍ１の幅（長手方向Ｊの幅）は例えば５０μｍとし、前記第１溶液Ｄ１の層流幅Ｗ１は例えば５０μｍにすると良い。ところで、図１の流路Ｂ３は矩形断面であるが、もちろんこれに限られるものではなく、他の形状であっても良い。また、図１(a) では、親和性物質を上壁及び両側壁に塗布しているが、もちろんこれに限られるものではない。
【００１６】
一方、目的物質が塗布されるマイクロ化学チップとしては、図２及び図３に符号Ａで例示するもののように、目的物質を含む第１溶液Ｄ１が流れる第１流路Ｂ１、目的物質をほとんど含まない（全く含まないか、含んだとしても微量である）第２溶液Ｄ２が流れる第２流路Ｂ２、並びに、これら第１及び第２流路Ｂ１，Ｂ２の下流側に接続されることにより前記第１溶液Ｄ１及び前記第２溶液Ｄ２が層状に流される第３流路Ｂ３を有する構造のものを挙げることができる。なお、図２中の符号Ｃは、第１流路Ｂ１及び第２流路Ｂ２の合流部を示す。また、図３中の符号Ｅは、前記第１溶液Ｄ１及び前記第２溶液Ｄ２の界面を示す。さらに、図２中の符号Ｉは、図１(a) 中の符号Iと同じ方向を示す。
【００１７】
この場合、前記第１流路Ｂ１に第１溶液供給手段Ｐ１を接続しておいて前記第１流路Ｂ１への前記第１溶液Ｄ１の供給量を制御できるようにしておき、その制御によって、前記第３流路Ｂ３中における前記第１溶液Ｄ１の層流幅Ｗ１を調整できるようにしておくと良い。同様に、前記第２流路Ｂ２に第２溶液供給手段Ｐ２を接続しておいて前記第２流路Ｂ２への前記第２溶液Ｄ２の供給量を制御できるようにしておき、その制御によって、前記第３流路Ｂ３中における前記第２溶液Ｄ２の層流幅Ｗ２を調整できるようにしておくと良い。これらの溶液供給手段Ｐ１，Ｐ２により各溶液Ｄ１，Ｄ２の層流幅Ｗ１，Ｗ２を調整することにより、適正な幅の領域に目的物質を塗布することができる。なお、図５に示すように、第３流路Ｂ３の下流側を、第１溶液Ｄ１が流れる側に配置される第４流路Ｂ４と、第２溶液Ｄ２が流れる側に配置される第５流路Ｂ５に分岐しておいて、第１流路Ｂ１には第１溶液供給手段としての押出ポンプＰ１を配置し、第５流路Ｂ５には密閉容器Ｌ１を介して第１吸引ポンプ（第２溶液供給手段）Ｐ３を配置するようにしても良い。このような装置において押出ポンプＰ１を最初に稼動させると、第１流路Ｂ１、第３流路Ｂ３、第４流路Ｂ４及び第５流路Ｂ５が第１溶液Ｄ１により満たされることとなる。この状態で第１吸引ポンプＰ３を稼動させると、その吸引力は、密閉容器Ｌ１内の空気→第５流路Ｂ５中の第１溶液Ｄ１→第３流路Ｂ３中の第１溶液Ｄ１を介して第２流路Ｂ２中の第２溶液Ｄ２にまで及ぶこととなり、その結果、第５流路Ｂ５中の第１溶液Ｄ１及び第３流路Ｂ３中の第１溶液Ｄ１が該容器Ｌ１内に排出され、それに伴って、第２溶液Ｄ２が第２流路Ｂ２から第３流路Ｂ３に供給されて層流状態で流れ、その後、第５流路Ｂ５から前記容器Ｌ１内に排出される。押出ポンプＰ１による第１溶液Ｄ１の押出量と、第１吸引ポンプＰ３による第２溶液Ｄ２の吸引量とを調整することにより、第１溶液Ｄ１の層流幅Ｗ１と第２溶液Ｄ２の層流幅Ｗ２とを変化させることができる。また、第２流路Ｂ２には第２溶液供給手段としての押出ポンプを配置し（図２の符号Ｐ２参照）、前記第４流路Ｂ４に第１溶液供給手段としての第２吸引ポンプ（不図示）を配置するようにしても良い。また、図６に示すように、第１流路Ｂ１には第１溶液供給手段としての押出ポンプＰ１を配置し、第２流路Ｂ２にはバルブＶを配置し、第４流路Ｂ４には密閉容器Ｌ２を介して第１溶液供給手段としての第２吸引ポンプＰ４を配置し、第５流路Ｂ５には密閉容器Ｌ１を介して第２溶液供給手段としての第１吸引ポンプＰ３を配置するようにしても良い。このような装置において、バルブＶを閉じると共に各吸引ポンプＰ３，Ｐ４を停止状態として押出ポンプＰ１だけを稼動させると、第１流路Ｂ１、第３流路Ｂ３、第４流路Ｂ４及び第５流路Ｂ５が第１溶液Ｄ１により満たされることとなる。この状態で両方の吸引ポンプＰ３及びＰ４を稼動させると、その吸引力は、密閉容器Ｌ１及びＬ２内の空気→第５流路Ｂ５及び第４流路Ｂ４中の第１溶液Ｄ１→第３流路Ｂ３中の第１溶液Ｄ１を介して第２流路Ｂ２中の第２溶液Ｄ２にまで及ぶこととなる。このとき、バルブＶを開けていくと同時に押出ポンプＰ１の押出量をある一定のところまで低下させると、各流路Ｂ４，Ｂ５中の第１溶液Ｄ１及び第３流路Ｂ３中の第１溶液Ｄ１が該容器Ｌ１及びＬ２内に排出され、それに伴って、第２溶液Ｄ２が第２流路Ｂ２から第３流路Ｂ３に供給されて層流状態で流れ、その後、第５流路Ｂ５から前記容器Ｌ１内に排出される。第１吸引ポンプＰ３による第２溶液Ｄ２の吸引量と、第２吸引ポンプＰ４による第１溶液Ｄ１の吸引量とを調整することにより、第１溶液Ｄ１の層流幅Ｗ１と第２溶液Ｄ２の層流幅Ｗ２とを変化させることができる。あるいは、吸引ポンプＰ３及びＰ４とともに、押出ポンプＰ１も同時に稼動させ、吸引ポンプＰ３と押出ポンプＰ１の両方によって、第１流路Ｂ１、第３流路Ｂ３、第４流路Ｂ４を流れる緩衝液Ｄ１の流路幅を調整してもよい。
【００１８】
なお、上述したマイクロ化学チップＡの本体部分はガラスや樹脂により形成しておくと良い。
【００１９】
次に、上述のようにして凝集惹起剤を流路内壁に塗布したマイクロ化学チップの利用方法について説明する。
【００２０】
このマイクロ化学チップを利用するに当たっては、第１溶液Ｄ１として緩衝液を流し、第２溶液Ｄ２として血液を流す。そして、前記第１溶液供給手段Ｐ１により前記緩衝液Ｄ１の供給量が調整され、前記第２溶液供給手段Ｐ２により前記血液Ｄ２の供給量が調整されることに基づいて、前記第３流路Ｂ３における、前記緩衝液Ｄ１と血液Ｄ２の層流幅Ｗ１，Ｗ２が調整されることとなり、
・  図４(a) に示すように、凝集惹起剤Ｇが緩衝液Ｄ１とのみ接触していて、血液Ｄ２とは接触していない状態、
・  図４(b) に示すように、血液Ｄ２が凝集惹起剤Ｇに接触し始める状態
・  図４(c) に示すように、凝集惹起剤Ｇの塗布領域全てが血液Ｄ２と接触している状態
を作り出すことができる。
【００２１】
これにより、血小板の未凝集状態、及び凝集される様子を観察することができ、詳細な分析（例えば、凝集塊の大きさや面積や体積が時間と共にどのように変化するかの分析）を行うことができる。また、未凝集状態と凝集状態との比較のために静止画像や動画像を撮らなければならない場合においても、“凝集惹起剤が塗布された箇所Ｇ”を撮影するだけで足り、撮影作業はいたって簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１(a) は、流路の内壁面に親和性物質を塗布する工程を示す斜視図であり、図１(b) は、目的物質を含む第１溶液を層流状態で流すことにより、親和性物質が塗布された領域に目的物質を付着させる工程を示す斜視図である。
【図２】図２は、目的物質が塗布されるマイクロ化学チップの構造を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のマイクロ化学チップの詳細構造を示す拡大図である。
【図４】図４は、マイクロ化学チップの利用方法の一例を説明するための、図２のＨ部分の拡大図である。
【図５】図５は、マイクロ化学チップに目的物質を塗布する装置の構成の一例を示す平面図である。
【図６】図６は、マイクロ化学チップに目的物質を塗布する装置の構成の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ            マイクロ化学チップ
Ｂ１            第１流路
Ｂ２            第２流路
Ｂ３            第３流路
Ｄ１            第１溶液
Ｄ２            第２溶液
Ｊ              流路の長手方向
Ｍ１            第１領域
Ｍ２            第２領域
Ｐ１            第１溶液供給手段
Ｐ２            第２溶液供給手段
【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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