(57)【要約】【課題】微量の液体試料であっても、簡便な構成でマイクロチップの液体流路における送液状態を制御できる試料分析装置を提供する。【解決手段】対象となる液体を分析するために、液体を貯留する液体貯留部３０と、液体貯留部３０から得た液体を分析する分析部２０と、分析が終了した液体を貯留する廃液貯留部４０と、を液体流路１０で接続したマイクロチップＡを用いる試料分析装置Ｘであって、マイクロチップＡを保持するチップ保持部５０が、駆動手段Ｂによって回転可能に構成され、かつ、チップ保持部５０の回転中心Ｚから外方に向けて、液体貯留部３０・分析部２０・廃液貯留部４０の順に位置するようにマイクロチップＡを保持可能に構成してある。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象となる液体を分析するために、前記液体を貯留する液体貯留部と、当該液体貯留部から得た液体を分析する分析部と、分析が終了した液体を貯留する廃液貯留部と、を液体流路で接続したマイクロチップを用いる試料分析装置であって、
前記マイクロチップを保持するチップ保持部が、駆動手段によって回転可能に構成され、かつ、前記チップ保持部の回転中心から外方に向けて、前記液体貯留部・前記分析部・前記廃液貯留部の順に位置するように前記マイクロチップを保持可能に構成してある試料分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の試料分析装置に使用するマイクロチップであって、
前記液体貯留部・前記分析部・前記廃液貯留部・前記液体流路を有するユニットの複数を、前記回転中心に対して周方向に分散配置してある請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記ユニットのうち前記液体貯留部と前記分析部との間に、前記チップ保持部が回転駆動されない状態で、前記液体貯留部の液体が前記分析部に流下するのを抑制する抵抗部を備えている請求項２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
前記抵抗部が、前記液体貯留部の底部を、前記液体貯留部と接続する前記液体流路の底部に対して低くすることで構成してある請求項３に記載のマイクロチップ。
【請求項５】
前記廃液貯留部の底部を、前記廃液貯留部と接続する前記液体流路の底部に対して低く構成してある請求項２〜４の何れか一項に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
回転径方向において、前記廃液貯留部のうち回転径方向内側の領域の上方位置であって、かつ、回転周方向において前記廃液貯留部に前記液体流路が接続される排出口に対して回転径方向外方を除く領域に、前記廃液貯留部の空気抜き穴を設けてある請求項２〜５の何れか一項に記載のマイクロチップ。
【請求項７】
前記液体貯留部における液体流路との接続部位に、前記分析部に近付くほど流路断面積が小さくなる領域を設けてある請求項２〜６の何れか一項に記載のマイクロチップ。
【請求項８】
前記ユニットの夫々が互いに分離可能であり、前記チップ保持部に対して、前記ユニットを各別に装着可能に構成してある請求項２〜７の何れか一項に記載のマイクロチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料が流下する液体流路と、液体試料を分析する分析部とを設けてあるマイクロチップを備えた試料分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロチップには、所謂バイオチップの一種であり、近年、半導体等の微細加工技術（ＭＥＭＳ）を応用して製造されたものが、生化学・医療等の分野において汎用されている。
マイクロチップは、例えば、基板中に、サンプル注入孔やサンプル排出孔、微小な毛細管状の液体流路、或いは、この流路と接続する分析領域としてのチャンバ・電気泳動カラム・膜分離機構等の分析部が形成される。
【０００３】
特許文献１には、マイクロチップの液体流路において、液体の流通を制御するシリンジポンプ等の流通制御手段について記載してある。当該流通制御手段はサンプル注入孔に接続され、液体を所定流速に制御する。
【０００４】
特許文献２には、マイクロチップにおける液体流路の内壁面を光感応性物質によって修飾することが記載してある。光の照射による光感応性物質の変化に伴い、液体流路の内壁の極性や、液体に対する濡れ性・親和性・表面張力等の相互作用、が変化する。これにより、液体流路内での液体の挙動が制御できる。
例えば、紫外光および可視光の照射を切り替えること等により前記内壁―液体間の相互作用を変化させる。これにより、液体の流路方向を制御する流路切り替えバルブ、あるいは、液体を送液するポンプとして利用することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１４２２９号公報
【特許文献２】特開２００５−６２０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のマイクロチップにおいて、流通制御手段によって液体流路に液体を送液する場合、流通制御手段とマイクロチップとをシリコンチューブで接続している。このとき、シリコンチューブ内を流通させる液量分だけ、実際の反応に必要とされる量より多くの液量を必要とする。当該シリコンチューブに充填される液体試料は反応に関与しないため、その分の液体試料は無駄となる。
また、例えば周辺環境からは、微量の液体試料しか採取できないことがある。所定濃度を維持した状態で液体試料を分析部に導入する場合、液体試料が少なすぎると分析部まで到達しない虞がある。
さらに、マイクロチップの液体流路を多チャンネル化する場合、各液体流路に対応する数のシリコンチューブを流通制御手段と接続する必要があり、装置が複雑化する。
【０００７】
特許文献２に開示のマイクロチップにおいて、光感応性物質を利用して液体の送液制御を行う際には、光感応性物質を変化させるために光照射手段等が必要となり、装置が大型化・複雑化する。
【０００８】
従って、本発明の目的は、微量の液体試料であっても、簡便な構成でマイクロチップの液体流路における送液状態を制御できる試料分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の第一特徴構成は、対象となる液体を分析するために、前記液体を貯留する液体貯留部と、当該液体貯留部から得た液体を分析する分析部と、分析が終了した液体を貯留する廃液貯留部とを液体流路で接続したマイクロチップを用いる試料分析装置であって、前記マイクロチップを保持するチップ保持部が、駆動手段によって回転可能に構成され、かつ、前記チップ保持部の回転中心から外方に向けて、前記液体貯留部・前記分析部・前記廃液貯留部の順に位置するように前記マイクロチップを保持可能に構成した点にある。
【００１０】
上記第一特徴構成によれば、マイクロチップを回転させたとき、液体貯留部に貯留してある液体に遠心力が作用し、液体は回転中心から外方に向けて移動しようとする。即ち、液体貯留部・分析部・廃液貯留部がこの順で回転中心から外方に向けて配置してあるため、液体貯留部から流下した液体を遠心力の作用のみで分析部に導くことができる。さらに、分析部を流下した液体を、遠心力の作用のみで廃液貯留部に導くことができる。
【００１１】
このように、本発明の試料分析装置において、液体の送液を、当該液体自身に作用する遠心力のみを利用しているため、マイクロチップを流通制御手段等と接続する必要がない。また、分析部を設けた液体流路を多チャンネル化する場合であっても、全てのチャンネルを、単一のマイクロチップにおける遠心力の作用を利用するように構成できることから、送液するために、チャンネルごとにマイクロチップを流通制御手段等と接続する必要がない。従って、試料分析装置の構造を簡略化することができる。
このように装置を簡略化できる構成でありながら、例え液体が微量であっても、微量の液体のみで液体流路を流下させることができる。従って、液体を送液するために、反応に関与しない液体は存在せず、液体を無駄なく利用することができる。
【００１２】
さらに、駆動手段は、任意の回転速度に設定可能である。回転数を適宜設定することで、液体に作用する遠心力を種々設定することができる。そのため、駆動手段によってマイクロチップを回転させたとき、その回転数によって液体流路を流下する液体の流速を制御できる。
【００１３】
本発明の第二特徴構成は、第一特徴構成に記載の試料分析装置に使用するマイクロチップであって、前記液体貯留部・前記分析部・前記廃液貯留部・前記液体流路を有するユニットの複数を、前記回転中心に対して周方向に分散配置した点にある。
【００１４】
上記第二特徴構成によれば、ユニットの数だけ対象となる液体が存在することになるが、複数の液体が存在する場合、各液体に対して均等に遠心力が作用する。よって、各液体を等しい流速でそれぞれの液体流路を流下させることができるため、各ユニットにおける分析部の反応時間等の条件を一致させることができる。
また、ユニットを分散配置することで、マイクロチップをバランスよく回転させることができる。従って、マイクロチップを回転に適した構成とすることができる。
【００１５】
本発明の第三特徴構成は、前記ユニットのうち前記液体貯留部と前記分析部との間に、前記チップ保持部が回転駆動されない状態で、前記液体貯留部の液体が前記分析部に流下するのを抑制する抵抗部を備えているマイクロチップとした点にある。
【００１６】
上記第三特徴構成によれば、当該抵抗部により、マイクロチップが回転しないときには、液体試料が例えば毛管現象によって液体流路を流下するのを防止することができる。そのため、例えば複数の液体試料を分析するとき、マイクロチップを回転させるまでは、各液体試料を流下させない状態を維持できる。そして、マイクロチップを回転させると、各液体試料を同時に流下させることができるため、液体試料の挙動を制御し易くなって分析条件を整え易くなる。
【００１７】
本発明の第四特徴構成は、前記抵抗部が、前記液体貯留部の底部を、前記液体貯留部と接続する前記液体流路の底部に対して低くすることで構成してあるマイクロチップとした点にある。
【００１８】
仮に、液体貯留部の液面が液体流路の底部より上のレベルになると、マイクロチップが回転しない状態であるにもかかわらず、毛管現象により液体が液体流路に進入する。
しかし、上記第四特徴構成によれば、液体貯留部における液面を、液体流路の底部より下方となるようにできる。よって、上述した毛管現象による不都合を、液体貯留部および液体流路のそれぞれの底部の位置を異ならせるという、簡便な構成で防止し易くなる。
【００１９】
本発明の第五特徴構成は、前記廃液貯留部の底部を、前記廃液貯留部と接続する前記液体流路の底部に対して低く構成してあるマイクロチップとした点にある。
【００２０】
マイクロチップの回転が終了したとき、廃液貯留部に貯留される分析が終了した液体は、廃液貯留部の底に貯留している。
このとき、上記第五特徴構成によれば、廃液貯留部における液面を、液体流路の底部より下方となるようにできる。そのため、当該液体が毛管現象により、液体流路に逆流し難くなる。
【００２１】
本発明の第六特徴構成は、回転径方向において、前記廃液貯留部のうち回転径方向内側の領域の上方位置であって、かつ、回転周方向において前記廃液貯留部に前記液体流路が接続される排出口に対して回転径方向外方を除く領域に、前記廃液貯留部の空気抜き穴を設けてあるマイクロチップとした点にある。
【００２２】
上記第六特徴構成によれば、マイクロチップが回転しているとき、廃液貯留部に貯留される分析が終了した液体は、遠心力によって廃液貯留部の外周側に溜まる。そのため、空気抜き穴を、廃液貯留部のうち回転径方向内側の領域に設けておくことで当該液体が流出し難くなる。
また、空気抜き穴は、回転周方向において排出口に対して回転径方向外方を除く領域に設けてあるため、前記液体が液体流路から流出した直後においても、当該液体は空気抜き穴から流出し難い。
さらに、マイクロチップの回転が停止したときにおいても、前記液体は、廃液貯留部の底面に溜まるため、上方位置に設けてある空気抜き穴から流出しない。
【００２３】
尚、本構成における、「排出口に対して回転径方向外方を除く領域」とは、遠心力により排出口から排出された液体が到達しない領域を指すものとする。通常、マイクロチップの回転数によって、排出口から排出される液体が飛散する領域は変動する。そのため、本構成の空気抜き穴を設ける位置は、回転数の変動によっては液体が飛散する可能性のある「排出口に対する回転径方向外方」を除いた位置とする。
【００２４】
本発明の第七特徴構成は、前記液体貯留部と前記分析部との間に、前記分析部に近付くほど流路断面積が小さくなる領域を設けてあるマイクロチップとした点にある。
【００２５】
上記第七特徴構成によれば、当該領域は、分析部の方向に向けて先細り形状となるように形成することができる。
このため、マイクロチップが回転したときに、遠心力が作用する液体試料は容易に前記領域を分析部の方向に流れる。これにより、液体貯留部に貯留される液体が、液体貯留部の内部に残留するのを防止できる。そのため、微量の液体であっても確実に分析部に流入させることができる。
【００２６】
本発明の第八特徴構成は、前記ユニットの夫々が互いに分離可能であり、前記チップ保持部に対して、前記ユニットを各別に装着可能に構成してあるマイクロチップとした点にある。
【００２７】
上記第八特徴構成によれば、必要な数のユニットのみを使用することができるため、ユニットを無駄なく使用して対象となる液体の分析を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１〜６に本発明の試料分析装置Ｘを示す。
当該試料分析装置Ｘは、対象となる液体を分析するために、液体を貯留する液体貯留部３０と、当該液体貯留部３０から得た液体を分析する分析部２０と、分析が終了した液体を貯留する廃液貯留部４０とを液体流路１０で接続したマイクロチップＡを用いる装置である。
試料分析装置Ｘには、マイクロチップＡを保持するチップ保持部５０が設けてあり、当該チップ保持部５０は駆動手段Ｂによって回転可能に構成され、かつ、チップ保持部５０の回転中心Ｚから外方に向けて、液体貯留部３０・分析部２０・廃液貯留部４０の順に位置するようにマイクロチップＡを保持可能に構成してある
【００２９】
本明細書の「液体」とは、分析を行なうべき対象となる測定物質を含む、或いは、含む可能性のある液体の液体試料Ｓ、および、その他分析に使用するバッファー等のことを指す。液体試料Ｓについての詳細は後述する。
【００３０】
＜マイクロチップの概要＞
本実施形態のマイクロチップＡは、略円形のプレート状に形成してある（図１〜２）。しかし、このような形状に限られるものではなく、種々の形状を取り得る。例えば回転軸に対して左右対称となる形状であれば、マイクロチップＡが回転した際に、駆動手段Ｂの回転軸Ｚが水平方向に軸ブレするのを防止できる。
【００３１】
マイクロチップＡは安価に入手でき、耐薬品性に優れているガラスプレートを構成材料として利用する。また、ガラスの他に、石英板やシリコン樹脂・アクリル樹脂等がマイクロチップＡの構成材料として利用できる。シリコン樹脂のうち、特に成形容易性および光学的特性の観点から、ポリジメチルシロキサン（以下、ＰＤＭＳと略する。）を主成分とするＰＤＭＳ基板が好適に利用できる。
【００３２】
ＰＤＭＳ基板の表面に微細加工を施す方法は、公知の微細加工技術のいずれの方法をも使用することができる。
直接的に基板に微細加工を施す方法として、微細加工用ドリル等を用いての機械的切削加工法、フォトリソグラフィー等の電離放射線リソグラフィーまたはＡＦＭリソグラフィー、物理的・化学的エッチングによる方法等が例示される。
一方、間接的に基板に微細加工を施す方法として、所望の構造に対応する鋳型を用いて微細構造を転写する方法を用いることが可能である。
【００３３】
ＰＤＭＳ基板はそれ自体、ガラス・アクリル樹脂などと密着性がよい性質を有している。本実施形態では、ＰＤＭＳ基板１を適用し、微細加工を施されたＰＤＭＳ基板１に平坦なガラス板２を当接させることにより、液体流路１０・分析部２０・液体貯留部３０・廃液貯留部４０を形成している。
【００３４】
本発明に係るマイクロチップＡは回転させて使用するものである。そのため、チップ保持部５０の回転中心Ｚから外方に向けて、液体貯留部３０・分析部２０・廃液貯留部４０の順に位置するように形成してある。
【００３５】
マイクロチップＡを回転させたとき、液体貯留部３０に貯留してある液体試料Ｓに遠心力が作用し、液体試料Ｓは回転中心Ｚから外方に向けて移動しようとする。即ち、液体貯留部３０・分析部２０・廃液貯留部４０がこの順で回転中心Ｚから外方に向けて配置してあるため、液体貯留部３０から流下した液体試料Ｓを遠心力の作用のみで分析部２０に導くことができる。さらに、分析部２０を流下した液体試料Ｓを、遠心力の作用のみで廃液貯留部４０に導くことができる。
【００３６】
ガラス板２には、液体試料を注入する注入孔２ａ、および、廃液貯留部４０の空気抜き穴２ｂを設けている。また、円形のマイクロチップＡの中心部は、ＰＤＭＳ基板１およびガラス板２を貫通する貫通孔２ｃが設けてある。
【００３７】
注入孔２ａから注入された液体試料Ｓは、液体貯留部３０に貯留された後、マイクロチップＡの回転により、液体流路１０および分析部２０を経て、排出口４２から廃液貯留部４０に排出される。
【００３８】
本明細書では、液体貯留部３０・分析部２０・廃液貯留部４０・液体流路１０を１ユニットと称する。マイクロチップＡは、少なくとも１つのユニットを備え、好ましくは、ユニットの複数を、回転中心Ｚに対して周方向に分散配置する。例えばユニットが局所的に偏ることがないよう、略等間隔でユニットを分散配置する。
【００３９】
マイクロチップＡが回転軸Ｚを中心として回転すると、液体試料Ｓに対して当該回転軸Ｚを中心として外方に遠心力が作用する。このとき、ユニットの数だけ液体試料Ｓが存在することになるが、複数の液体試料Ｓが存在する場合、各液体試料Ｓに対して均等に遠心力が作用する。よって、各液体試料Ｓを等しい流速でそれぞれの液体流路１０を流下させることができるため、各ユニットにおける分析部２０の反応時間等の反応条件を一致させることができる。
【００４０】
また、複数のユニットを分散配置することで、マイクロチップＡをバランスよく回転させる構造に形成することができる。そのため、マイクロチップＡの回転時に、駆動手段Ｂの回転軸Ｚが水平方向に軸ブレするのを防止できるため、駆動手段Ｂに損傷を与えることは殆どない。
【００４１】
（液体流路）
液体流路１０は、単数あるいは複数設けることが可能である。本実施形態では、８本の液体流路１０を設け、駆動手段Ｂの回転軸Ｚ（或いは、マイクロチップＡの貫通孔２ｃ）を中心として放射状に配置してある。この場合、液体試料Ｓに作用する遠心力と、液体試料Ｓが流下する方向とが一致することとなるため、液体試料Ｓは容易に液体流路１０を流下する。
【００４２】
（分析部）
分析部２０は、液体流路１０の途中に設けてある。
本実施形態では、結合対アッセイとして抗原抗体反応による免疫学的手法を用いて測定物質を分析する場合を示す。この場合、液体試料中に含まれる測定物質と結合して特異的複合体を形成する結合性物質を担持した固定化物質２１を分析部２０に配置する（図４〜５）。これらの詳細は後述する。
【００４３】
当該固定化物質２１は、液体試料Ｓが液体流路１０を流下するときにおいても分析部２０に留まる必要がある。そのため、分析部２０では、凹部２２に固定化物質２１を収容している。
凹部２２の上流に、液体流路１０の流路方向に平行な複数の溝２３ａを有する溝部２３を設ける。液体試料Ｓの一部は、溝部２３の複数の溝２３ａの間を通過するため、液体試料Ｓは分析部２０の凹部２２の上方および下方を偏りなく流下する。従って、結合性物質を担持した固定化物質２１と液体試料Ｓとが効率よく接触する。
凹部２２の下流にも同様に複数の溝２４ａを備える溝部２４を設ける。これにより、液体試料Ｓが複数の溝２４ａの間を通過して液体試料Ｓを澱みなく分析部２０から流出させることができる。よって、凹部２２に保持してある固定化物質２１が凹部２２の中で激しく攪拌されるのを防止でき、分析部２０の内部の下流側においても、固定化物質２１と液体試料Ｓとが効率よく接触する。
複数の溝２４ａの間隔は、液体試料Ｓが液体流路１０を流下するときに、固定化物質２１が各溝部２４ａの間を通過して分析部２０の下流に流出しないサイズを適宜選択する。
【００４４】
（液体貯留部）
液体貯留部３０は、液体流路１０の上流側、即ち、回転軸Ｚ側に設ける。これにより、マイクロチップＡが回転したときに、液体貯留部３０に貯留してある液体試料Ｓは遠心力によって下流の分析部２０まで流下する。
【００４５】
本実施形態のマイクロチップＡは、ユニットのうち液体貯留部３０と分析部２０との間に、チップ保持部５０が回転駆動されない状態で、液体貯留部３０の液体試料Ｓが分析部２０に流下するのを抑制する抵抗部６０を備えている。
当該抵抗部６０により、マイクロチップＡが回転しないときには、液体試料Ｓが例えば毛管現象によって液体流路１０を流下するのを防止することができる。そのため、例えば複数の液体試料Ｓを分析するとき、マイクロチップＡを回転させるまでは、各液体試料Ｓを流下させない状態を維持できる。そして、マイクロチップＡを回転させると、各液体試料を同時に流下させることができるため、液体試料Ｓの挙動を制御し易くなって分析条件を整え易くなる。
【００４６】
本実施形態では、抵抗部６０の具体例として、液体貯留部３０の底部３１を、液体貯留部３０と接続する液体流路１０の底部１１に対して低くすることで構成する（図３）。
図６において、ピペット等の試料分注手段Ｃにより、注液孔２ａから液体貯留部３０に微量の液体試料Ｓを注液したとき、液体貯留部３０の底部３１が液体流路１０の底部１１より下方に設けてあると、液体貯留部３０における液体試料Ｓの液面を液体流路１０の底部１１より下方となるようにできる。
このような簡便な構成にした結果、マイクロチップＡが回転しない状態であるにもかかわらず、毛管現象により液体試料Ｓが液体流路１０に進入する、といった不都合を防止し易くなる。
【００４７】
図２および図３に示すように、液体貯留部３０における液体流路１０との接続部位には、分析部２０に近付くほど流路断面積が小さくなる領域を設けてある。例えば、当該領域を傾斜部１２とし、この傾斜部１２は、マイクロチップＡの平面視（図２）、および、マイクロチップＡの断面視（図３）において、分析部２０に近づくに従い先細り形状となるように形成する。このとき、傾斜部１２は、先細り形状の先端部分で液体流路１０と接続するが、これに限らず、当該先端部分が直接分析部２０と接続するように構成することが可能である。
【００４８】
例えば、マイクロチップＡの断面視（図３）において、液体貯留部３０の底部３１からのテーパ面１２ａによって液体流路１０に接続するように構成すると、マイクロチップＡが回転したときに、遠心力が作用する液体試料Ｓは容易にテーパ面１２ａを分析部２０の方向に流れる。マイクロチップＡの平面視（図２）において、液体貯留部３０から液体流路１０に先細り形状に接続されているテーパ面１２ｂも同様である。これにより、液体貯留部３０に貯留される液体試料Ｓが、液体貯留部３０の内部に残留するのを防止できる。そのため、微量の液体試料Ｓであっても確実に分析部２０に流入させることができる。
【００４９】
（廃液貯留部）
廃液貯留部４０は、液体流路１０の下流側に設けてあり、分析部２０を流下した分析済溶液Ｓ’を貯留する。マイクロチップＡの回転により、分析済溶液Ｓ’は、液体流路１０および分析部２０を経て、廃液貯留部４０に液体流路１０が接続される排出口４２から廃液貯留部４０に排出される。
【００５０】
廃液貯留部４０の底部４１は、廃液貯留部４０と接続する液体流路１０の底部１１に対して低く構成してある。このため、マイクロチップＡの回転が終了したとき、廃液貯留部４０に貯留された分析済溶液Ｓ’は、廃液貯留部４０の底４１に貯留する。本構成であれば、廃液貯留部４０における分析済溶液Ｓ’の液面を、液体流路１０の底部１１より下方に設定できる。そのため、分析済溶液Ｓ’が毛管現象等により、排出口４２から液体流路１０に逆流し難くなる。
【００５１】
廃液貯留部４０の上面には、ガラス板２に空気抜き穴２ｂが設けてある。当該空気抜き穴２ｂから、廃液貯留部４０の内部の空気が排出されるため、液体試料Ｓが液体流路１０を流下し易くなる。
【００５２】
この空気抜き穴２ｂは、回転径方向において、廃液貯留部４０のうち回転径方向内側の領域の上方位置であって、かつ、回転周方向において排出口４２に対して回転径方向外方を除く領域に設けてある。
【００５３】
マイクロチップＡが回転しているとき、廃液貯留部４０に貯留される分析済溶液Ｓ’は、遠心力によって廃液貯留部４０の外周側に溜まる（図６（ｃ））。そのため、空気抜き穴２ｂを廃液貯留部４０のうち回転径方向内側の領域に設けておくことで、分析済溶液Ｓ’は流出し難くなる。
さらに、当該空気抜き穴２ｂは、回転周方向において排出口４２に対して回転径方向外方を除く領域に設けてあるため、分析済溶液Ｓ’が液体流路１０から流出した直後においても、当該分析済溶液Ｓ’は空気抜き穴２ｂから流出し難い。
マイクロチップＡの回転が停止したときにおいても、分析済溶液は、廃液貯留部４０の底面４１に溜まるため、上方位置に設けてある空気抜き穴２ｂから流出しない。
【００５４】
＜駆動手段＞
図６に示したように、駆動手段Ｂは、マイクロチップＡを保持するチップ保持部５０、マイクロチップＡの回転中心となる回転軸Ｚ、マイクロチップＡを固定する固定部材５１を備える。
【００５５】
駆動手段Ｂは、任意の回転速度に設定可能に構成してある。回転数を適宜設定することで、マイクロチップＡに注入した液体試料Ｓに作用する遠心力を種々設定することができる。そのため、駆動手段ＢによってマイクロチップＡを回転させたとき、その回転数によって液体流路１０を流下する液体試料Ｓの流速を制御できる。
【００５６】
（マイクロチップを回転させたときの液体試料の動態）
以下に、マイクロチップＡを駆動手段Ｂによって回転させたときの、液体試料Ｓの動態を説明する。
【００５７】
まず、図６（ａ）に示すように、回転軸Ｚが貫通口２ｃを貫通するように、駆動手段Ｂのチップ保持部５０にマイクロチップＡをセッティングする。固定部材５１によってマイクロチップＡを回転軸Ｚに固定する。
そして、試料分注手段Ｃにより、注液孔２ａから液体貯留部３０に微量の液体試料Ｓを注液する。このとき、液体試料Ｓの液面は、液体流路１０の底部１１より下方とする。これにより、液体試料Ｓが毛管現象によって液体流路１０に進入することがなく、不意に液体試料Ｓが分析部２０を流下するのを防止できる。
【００５８】
駆動手段Ｂを所望の回転数に設定してマイクロチップＡを回転させる（図６（ｂ））。液体貯留部３０の液体試料Ｓは、回転軸Ｚを中心とした径方向に作用する遠心力によって傾斜流路１２を経由して液体流路１０に流入した後、分析部２０を流下する。
【００５９】
分析部２０を流下した液体試料Ｓ（分析済溶液Ｓ’）が全て廃液貯留部４０に排出される（図６（ｃ））。分析済溶液Ｓ’は、遠心力によって廃液貯留部４０の外周側に溜まる。
【００６０】
駆動手段Ｂの回転を停止させると、分析済溶液Ｓ’は、廃液貯留部４０の底面４１に溜まる（図６（ｄ））。
【００６１】
このように、本発明の試料分析装置Ｚにおいて、液体試料Ｓの送液を、当該液体試料自身に作用する遠心力のみを利用しているため、マイクロチップを流通制御手段等と接続する必要がない。また、分析部２０を設けた液体流路１０を多チャンネル化する場合であっても、全てのチャンネルを、単一のマイクロチップＡにおける遠心力の作用を利用できるように構成できる。
例え液体試料Ｓが微量であっても、微量の液体試料Ｓのみで液体流路１０を流下させることができる。
【００６２】
（液体試料とその分析方法の詳細）
上述した液体試料Ｓはどのような起源由来のものであってもよい。例えば、環境試料・細胞・培養物・組織・体液・尿・血清および生検試料等から得ることができる。
【００６３】
液体試料Ｓに含まれる「測定物質」は、この測定物質と特異的結合体を形成しうる結合性物質（後述）との結合により捕捉される。特異的複合体は、結合対アッセイを行った結果生じるものであり、後述するように、抗原抗体反応の結果生じる免疫化学的複合体や、相補的な核酸同士のハイブリダイゼーションの結果生じる複合体等が好適に例示される。
尚、本実施形態では、測定物質を検出する際に利用する物質として、測定物質を捕捉する結合性物質について説明するが、これに限らず、例えば測定物質と反応する反応性物質であって、測定物質の検出・定量ができるものであればよい。
【００６４】
測定物質は、化学物質・タンパク質等の高分子・ＤＮＡ断片・微生物又はウィルスおよびその断片・ホルモン等、あらゆる物質が対象となりうる。例えば、土壌中に含まれる毒性物質（ＰＣＢ，ダイオキシン）や、油性物質（重油）等の環境汚染の要因となりうる物質、或いは、河川の水に含まれる病原性大腸菌の菌体等が好適に例示される。
【００６５】
分析部２０における分析では、例えば、結合対アッセイとして抗原抗体反応による免疫学的手法、或いは、公知の核酸等のハイブリダイゼーションによる生化学的手法を用いる。
免疫学的手法を用いる場合、分析部２０には、液体試料Ｓ中に含まれる測定物質と結合して特異的複合体を形成する結合性物質を担持した固定化物質を配置した構成とする。
【００６６】
「結合性物質」は、測定物質を認識し得る物質、つまり、結合性物質と親和性を有する測定物質を選択的に検出し得る分子認識能を有する物質を意味する。
例えば、測定物質としてのＰＣＢ、ダイオキシンに対する結合性物質は、それぞれ抗ＰＣＢ抗体、抗ダイオキシン抗体である。
【００６７】
結合性物質は、分析部２０を形成する部材表面に固相化、或いは、当該結合性物質を固定化物質２１の表面に担持させた状態で分析部２０中に収容することにより分析部２０に配置することができる。
【００６８】
「固定化物質２１」は、その表面に結合性物質を担持できる水不溶性の物質であれば適用できる。例えば、ラテックス・ポリエチレン・ポリスチレン・ポリプロピレン等の高分子からなる担体、ガラス等のケイ酸無機担体、プラスチック等の有機担体、活性炭等の炭素系材料、金属粒子・マグネタイト等の磁性体等を挙げることができる。
【００６９】
さらに、固定化物質の形状は、粒子（ビーズ）状・シート状・チューブ状など種々の形態をとりうる。好ましい例としては、粒径０．１〜１０００μｍ程度のビーズ状である。
【００７０】
結合性物質を固定化物質２１に固定する方法は、公知の手法により行うことができる。
【００７１】
「免疫化学的手法」としては、例えば、固相法によるイムノアッセイの手法を適用することにより液体試料中の測定物質の存在を検出、或いは、定量的測定ができる。イムノアッセイとして公知の所謂「サンドイッチ法」では、例えば抗原のような標的となる測定物質を、標識化抗体と固定化物質表面に固定化された抗体（結合性物質）との間に挟むことにより、分析部２０において特異的複合体を形成させ、測定物質を捕捉することができる。
このように、特異的複合体を形成する抗体等を標識化しておくことで、測定物質の存在を検出、或いは、定量的測定ができる。
【００７２】
抗原抗体反応により形成された特異的複合体の検出は、以下のように行う。
例えば、抗体を蛍光（発光）物質により標識化し、その蛍光（発光）強度を直接検出する。  蛍光標識した抗体を使用した場合における反応の結果、生成する特異的複合体中に、「測定物質」の量に応じて標識物質が存在することになる。分析部２０に洗浄用バッファーなどを流下させて未反応物を除去した後、標識物質の量を測定することで、「測定物質」を定量することができる。標識物質の定量は、標識物質の種類と共に種々の方法をとりうる。
例えば、標識物質が励起光により蛍光を発する蛍光物質である場合、励起光照射手段（図外）からの励起光によって標識物質から発せられる光信号を蛍光測定装置（図外）により検出することにより、蛍光物質の蛍光強度を測定する。測定された蛍光強度（標識強度）を、既知量の「測定物質」を測定した場合の標識強度と比較することにより、液体試料Ｓ中の測定物質量を決定できる。
【００７３】
〔別実施の形態〕
上述した実施形態では、一体形成されたマイクロチップＡに８つのユニットを形成した場合について説明した。以下に説明する実施形態では、ユニットの夫々を互いに分離可能に構成し、チップ保持部５０に対して、ユニットを各別に装着可能に構成する（図外）。
【００７４】
これにより、１つのユニットの複数を集合させたものをマイクロチップＡとすることができる。各ユニットをチップ保持部５０の上に載置することにより、ユニットを集合させることができる。このとき、各ユニットは互いに結合させてもよい。
【００７５】
これにより、必要な数のユニットのみを使用することができるため、ユニットを無駄なく使用して分析を行うことができる。
【００７６】
本発明は、液体試料が流下する液体流路と、液体試料を分析する分析部とを設けたマイクロチップに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の試料分析装置で使用するマイクロチップの概略図
【図２】マイクロチップの平面視概略図
【図３】マイクロチップの断面視概略図
【図４】分析部周辺の平面視概略図
【図５】分析部周辺の断面視概略図
【図６】本発明の試料分析装置の使用態様の概略図
【符号の説明】
【００７８】
Ｘ          試料分析装置
Ａ          マイクロチップ
Ｂ          駆動手段
Ｚ          回転中心
１０        液体流路
２０        分析部
３０        液体貯留部
４０        廃液貯留部
５０        チップ保持部
【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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