(57)【要約】【課題】本発明は、キュベット部を通過する透過光を精度良く制御し、かつ製造工程の簡単化及び製造コストの低下を図ることができるマイクロチップを提供することを目的とする。【解決手段】基板内部に形成され、試料が導入される検出路２３と、検出路２３の一端の基板により形成され、検出路２３に光を入射する入射端部２９と、検出路２３の他端の基板により形成され、検出路２３を通過後の光を基板外部に出射する出射端部３１とを含み、出射端部３１は、検出路２３の一端に対応する基板の外壁の切り欠き部３３を有して形成されており、切り欠き部３３及は、検出路２３から出射される光の出射面積を制限するマイクロチップを提供する。【選択図】図２
2007298474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内部に形成され、定量対象の試料が導入される検出路と、
前記検出路の一端の基板により形成され、検出路に光を入射する入射端部と、
前記検出路の他端の基板により形成され、前記検出路を通過後の光を前記基板外部に出射する出射端部とを含み、
前記検出路から出射される光の出射面積を制限するために、前記出射端部の前記検出路の一端に対応する基板外壁の切り欠き部及び前記入射端部の検出路内壁の面取り部の少なくともいずれかが形成されている、マイクロチップ。
【請求項２】
前記出射端部の切り欠き部及び／又は前記入射端部の面取り部は、前記検出路の断面方向の中央部分を通過した光が選択的に出射されるように、光の出射方向を制御する、請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記出射端部には、前記検出路の一端に対応する基板外壁に切り欠き部が形成されており、
前記出射端部の切り欠き部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されている、請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
前記出射端部の切り欠き部の底面と傾斜面とがなす角θ1（θ1＜９０°）は、下記式（１）で表される臨界角θxよりも大きい、請求項３に記載のマイクロチップ
【数１】
2007298474.tif 000017
ここで、ｎ0は基板が載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は前記基板の屈折率である。
【請求項５】
前記出射端部には、前記検出路内壁に面取り部がさらに形成されており、
前記出射端部の面取り部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されている、請求項３に記載のマイクロチップ。
【請求項６】
前記出射端部における切り欠き部の底面及び傾斜面がなす角θ2（θ2＜９０°）は、前記出射端部における面取り部の底面及び傾斜面がなす角θ3（θ3＜９０°）との関係が下記式（２）で表される臨界各θxよりも大きい、請求項５に記載のマイクロチップ
【数２】
2007298474.tif 000018
ここで、ｎ0は基板が載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は前記基板の屈折率、
ｎ2は前記検出路に導入される試料の屈折率である。
【請求項７】
前記入射端部には、前記検出路内壁に面取り部が形成されており、
前記入射端部の面取り部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されている、請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項８】
前記入射端部の面取り部の底面と傾斜面とがなす角θ4（θ4＜９０°）は、下記式（３）で表される臨界各θxよりも大きい、請求項７に記載のマイクロチップ
【数３】
2007298474.tif 000019
ここで、ｎ1は前記基板の屈折率、
ｎ2は前記検出路に導入される試料の屈折率である。
【請求項９】
前記入射端部には、前記検出路の他端に対応する基板外壁に切り欠き部がさらに形成されており、
前記入射端部の切り欠き部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されている、請求項７に記載のマイクロチップ。
【請求項１０】
前記入射端部における面取り部の底面及び傾斜面がなす角θ5（θ5＜９０°）は、前記入射端部における切り欠き部の底面及び傾斜面がなす角θ6（θ6＜９０°）との関係が下記式（４）で表される臨界各θxよりも大きい、請求項９に記載のマイクロチップ
【数４】
2007298474.tif 000020
ここで、ｎ0は基板が載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は前記基板の屈折率、
ｎ2は前記検出路に導入される試料の屈折率である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療、食品、創薬等の分野で、数ｍｍ、数ｃｍの大きさの基板上で、酵素、タンパク質、ウィルス、細胞などの生体物質を分離、反応、混合、測定及び検出等するLab on a Chipと呼ばれる技術が近年注目されている。Lab on a Chipで用いられるチップは一般にマイクロチップと呼ばれており、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などがある。
【０００３】
マイクロチップを用いた試料の定量方法の１つに、光の透過量を用いた定量方法がある。このようなマイクロチップには、前述の分離、反応、混合、測定を行うための処理部の他に、光が照射される端部と透過された光を出射する端部とを有するキュベット部が設けられている。そして、マイクロチップを光の透過量を測定する測定装置に設置して、キュベット部を透過する透過光を測定し試料の定量を行う。測定装置にはキュベット部を通過する透過光を制限するためのスリットが設けられており、キュベット部とスリットとを位置あわせしてマイクロチップを設置する。しかし、このように測定装置側に透過光を制限するスリットが設けられていると、マイクロチップと測定装置とを正確に位置あわせできない場合には、キュベット部とスリットとの位置ずれが生じてしまう。そのため、キュベット部を通過する透過光を精度良く制御、つまり透過光を正確に制限することができず、試料の定量を正確に行うことができない。
【０００４】
そこで、スリットをマイクロチップ側に設けることで、キュベット部とスリットとの位置ずれを阻止し、キュベット部を通過する透過光を精度良く制御している構成が特許文献１に開示されている。特許文献１のスリットは、キュベット部以外の部分を金属クロム膜で覆うことにより形成されている。
【特許文献１】特開２００４−５３３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、石英ガラス板上に金属クロム膜をスパッタリングにより成膜し、キュベット部に対応する部分の金属クロム膜をエッチングにより除去することでスリットを形成する。このように特許文献１の方法では、スパッタリング、エッチング等の工程を経る必要があり製造工程が複雑である。また、これらの工程には真空装置などの高価な装置を使用する必要があるため、マイクロチップの低コスト化が困難である。
【０００６】
さらに、このようなエッチング工程を、マイクロチップで一般的に用いられているプラスチップ基板に適用することは困難である。これは、エッチング工程で使用するフォトレジストをパターンニングするためには、熱処理やアルカリ液等による薬液処理の工程が必要であり、プラスチック基板に適用した場合には変形やクラックが生じるからである。
また、特許文献１では、スリットを成す金属クロム膜と蓋部をなす石英ガラス基板との材質が異なるため、溶着等の手法で貼り合わせた場合にはマイクロチップの強度が弱くなってしまい、またそもそも貼り合わせが困難である。そのため、金属クロム膜上に石英ガラスをスパッタリングすることで材質を同一にし、両基板の接着性を高める必要がある。このような別途の膜の成膜により製造コストはさらに高くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、キュベット部を通過する透過光を精度良く制御し、かつ製造工程の簡単化及び製造コストの低下を図ることができる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】
本願第１発明は、上記の課題を解決するために、基板内部に形成され、定量対象の試料が導入される検出路と、前記検出路の一端の基板により形成され、検出路に光を入射する入射端部と、前記検出路の他端の基板により形成され、前記検出路を通過後の光を前記基板外部に出射する出射端部とを含み、前記検出路から出射される光の出射面積を制限するために、前記出射端部の前記検出路の一端に対応する基板外壁の切り欠き部及び前記入射端部の検出路内壁の面取り部の少なくともいずれかが形成されている、マイクロチップを提供する。
【０００９】
光の透過量は検出路に導入される試料の性質に依存すべきであるが、光の透過量はそれが出射される出射面積によっても変動する。本発明では、前述の構成により、出射端部から出射される光の出射面積を所望の面積に制限する。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。また、光の出射面積を制限する入射端部及び出射端部が、検出路と一体に基板から形成されているため、光の出射面積を制限する出射端部の切り欠き部又は入射端部の面取り部と、検出路を通過する光の光軸との位置ずれがない。これによっても、透過光の出射面積を正確に所望の面積に制限して、試料を正確に定量することができる。以上より、本発明の構成によれば、微量の試料であっても誤差を少なくして正確に定量することができる。
【００１０】
光の出射面積を制限する出射端部の切り欠き部及び／又は入射端部の面取り部は、検出路と同一基板を切り欠いて形成されるため、射出成形を用いて検出路と同一工程で一度に形成可能である。よって、製造面からも光の出射面積を制限する出射端部の切り欠き部及び／又は入射端部の面取り部と検出路との位置ずれを防止することができる。
また、出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部の形成と検出路の形成とが同一工程のため、出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部を形成するための特別な工程が不要であり製造コストの低下を図ることができる。さらに、射出成形でのマイクロチップの製造には、フォトレジストをパターンニングするための熱処理、アルカリ溶液等を用いたウェットエッチングやドライエッチング等のエッチング工程が不要である。そのため、エッチングに対する耐性が比較的弱い材料よってもキュベット部を形成可能である。例えば、プラスチック基板等のガラス基板以外への適用を検討できる。また、射出成形は、前述のようなエッチング工程と比較して低コストであるため、マイクロチップを安価に製造することが可能となる。
【００１１】
本願第２発明は、第１発明において、前記出射端部の切り欠き部及び／又は前記入射端部の面取り部は、前記検出路の断面方向の中央部分を通過した光が選択的に出射されるように、光の出射方向を制御するマイクロチップを提供する。
検出路の内壁には、検出路への試料の導入の際などに気泡が発生する場合がある。この検出路内壁に付着した気泡により、検出路の内壁付近を通過した光は散乱され、出射端部から検出される光の透過量に変動を与える可能性がある。本発明の出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部は、検出路の内壁付近を通過し気泡により乱反射されるなど影響を受けた光が出射端部から出射されるのを阻止し、検出路の中央部分を通過した光のみを出射させる。これにより、検出路の内壁に付着した気泡に起因した光の透過量の変動をなくし、試料を正確に定量することができる。
【００１２】
本願第３発明は、第１発明において、前記出射端部には、前記検出路の一端に対応する基板外壁に切り欠き部が形成されており、前記出射端部の切り欠き部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されているマイクロチップを提供する。
【００１３】
出射端部の外壁において凹部の開口が底面に向かうほど狭まるとは、光の出射方向に凹部の開口が徐々に広がるように形成されていることを意味する。つまり、出射端部の切り欠き部を形成する凹部の傾斜面は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面に対して光軸から離れるように傾斜する。よって、検出路を通過した光のうち、出射端部の切り欠き部の傾斜面に入射された光は、傾斜面で反射されて出射端部から基板外部に出射されない。一方、検出路を通過した光のうち、光軸と概ね垂直な底面に入射された光は、出射端部の切り欠き部の底面を通過して基板外部に出射される。よって、出射端部から基板外部に出射される光の出射面積を、出射端部の切り欠き部を形成する凹部の底面の面積に制限することができる。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。
【００１４】
また、検出路の内壁付近を通過し気泡より乱反射されるなど影響を受けた光は、出射端部の切り欠き部の傾斜面により反射されるため、気泡に起因した光の透過量の変動をなくすことができる。さらに、出射端部の切り欠き部の傾斜面が光の出射方向に向かうにつれて光軸から離れるように傾斜しているため、傾斜面に入射された光は検出路の外側方向に反射され、検出路内部に向かわない。そのため、傾斜面で反射された光が凹部の底面に入射される光に影響を与えて、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【００１５】
本願第４発明は、第３発明において、前記出射端部の切り欠き部の底面と傾斜面とがなす角θ1（θ1＜９０°）は、下記式（１）で表される臨界角θxよりも大きいマイクロチップを提供する。
【００１６】
【数１】
2007298474.tif 000003
ここで、ｎ0は基板が載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は前記基板の屈折率。
出射端部の切り欠き部の底面と傾斜面とがなす角θ1が関係式（１）を満たす臨界角θxよりも大きい場合、出射端部の切り欠き部の傾斜面に入射された光は全反射される。よって、出射端部の切り欠き部がこのような傾斜面を有する場合には、検出路を通過した光のうち出射端部の切り欠き部の傾斜面に入射された光は検出路の外側に全反射され、切り欠き部の底面に入射された光は出射端部から基板外部に出射される。このようにして、出射端部から出射される光の出射面積を所定面積に制限することで、試料を正確に定量することができる。
【００１７】
本願第５発明は、第３発明において、前記出射端部には、前記検出路内壁に面取り部がさらに形成されており、前記出射端部の面取り部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されているマイクロチップを提供する。
【００１８】
出射端部側の検出路の内壁において凹部の開口が底面に向かうほど狭まるとは、光の出射方向に沿って凹部の開口が徐々に狭まるように形成されていることを意味する。つまり、出射端部の面取り部を形成する凹部の傾斜面は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面に対して光軸に近づくように傾斜する。よって、検出路を通過した光のうち、出射端部の面取り部の傾斜面に入射された光は光軸から離れるように屈折されて出射端部内を進み、切り欠き部の傾斜面に入射される。結局、出射端部側において、面取り部の傾斜面に入射され屈折された光は、切り欠き部の傾斜面で反射されて出射端部から基板外部に出射されない。このように出射端部の面取り部の傾斜面で光軸から離れるように光を屈折させた後に、出射端部の切り欠き部の傾斜面に入射することで、切り欠き部の底面及び傾斜面がなす角θ2（θ2＜９０°）を小さくすることができる。これは、面取り部の傾斜面で屈折された光を切り欠き部の傾斜面に入射することで、切り欠き部の傾斜面への光の入射角が大きくなり、角θ2を小さくしても切り欠き部の傾斜面での光の反射条件を維持することができるからである。これにより、出射端部と透過光の検出器との距離を、より近づけることができ埃等によるノイズの除去が期待できる。
【００１９】
本願第６発明は、第５発明において、前記出射端部における切り欠き部の底面及び傾斜面がなす角θ2（θ2＜９０°）は、前記出射端部における面取り部の底面及び傾斜面がなす角θ3（θ3＜９０°）との関係が下記式（２）で表される臨界各θxよりも大きいマイクロチップを提供する。
【００２０】
【数２】
2007298474.tif 000004
ここで、ｎ0は基板が載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は前記基板の屈折率、
ｎ2は前記検出路に導入される試料の屈折率。
【００２１】
出射端部の切り欠き部の底面と傾斜面とがなす角θ2が関係式（２）を満たす臨界角θxよりも大きくなるように設計することで、光の出射面積を所定面積に制限にして試料を正確に定量することができるとともに、出射端部と透過光の検出器との距離を近づけて埃等によるノイズの除去が期待できる。
本願第７発明は、第１発明において、前記入射端部には、前記検出路内壁に面取り部が形成されており、前記入射端部の面取り部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されているマイクロチップを提供する。
【００２２】
入射端部側の検出路の内壁において凹部の開口が底面に向かうほど狭まるとは、光の出射方向に沿って凹部の開口が徐々に広がるように形成されていることを意味する。つまり、入射端部の面取り部を形成する凹部の傾斜面は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面に対して光軸から離れるように傾斜する。よって、入射端部に入射された光のうち、入射端部の面取り部の傾斜面に入射された光は、傾斜面で反射されて検出路に入射されない。一方、入射端部に入射された光のうち、光軸と概ね垂直な底面に入射された光は、入射端部の面取り部の底面を通過して検出路に入射される。よって、出射端部から出射される光の出射面積を、入射端部の面取り部を形成する凹部の底面の面積に制限することができる。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。
【００２３】
また、入射端部の面取り部を形成する凹部の底面に入射された光を検出路に入射するため、光は検出路の中央部分を通過する。よって、検出路の内壁付近を通過し気泡により乱反射されるなど、気泡に起因した透過量の変動をなくすことができる。
さらに、入射端部の傾斜面が光の出射方向に向かうにつれて光軸から離れるように傾斜しているため、傾斜面に入射された光は検出路の外側方向に反射され、検出路内部に向かわない。そのため、傾斜面で反射された光が凹部の底面に入射される光に影響を与えて、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【００２４】
本願第８発明は、第７発明において、前記入射端部の面取り部の底面と傾斜面とがなす角θ4（θ4＜９０°）は、下記式（３）で表される臨界各θxよりも大きいマイクロチップを提供する。
【００２５】
【数３】
2007298474.tif 000005
ここで、ｎ1は前記基板の屈折率、
ｎ2は前記検出路に導入される試料の屈折率である。
入射端部の面取り部の底面と傾斜面とがなす角θ4が関係式（３）を満たす臨界角θxよりも大きい場合、入射端部の面取り部の傾斜面に入射された光は全反射される。よって、入射端部の面取り部がこのような傾斜面を有する場合には、入射端部に入射された光のうち入射端部の面取り部の傾斜面に入射された光は検出路の外側方向に全反射され、面取り部の底面に入射された光は検出路に入射される。このようにして、出射端部から出射される光の出射面積を所定面積に制限することで、試料を正確に定量することができる。
【００２６】
本願第９発明は、第７発明において、前記入射端部には、前記検出路の他端に対応する基板外壁に切り欠き部がさらに形成されており、前記入射端部の切り欠き部は、前記検出路を通過する光の光軸と概ね垂直な底面と、前記底面を囲む少なくとも１面の傾斜面を含む側面と、からなる凹部を形成し、前記凹部は、前記凹部の開口が前記底面に向かうほど狭まるように形成されているマイクロチップを提供する。
【００２７】
入射端部の外壁において凹部の開口が底面に向かうほど狭まるとは、光の出射方向に凹部の開口が徐々に狭まるように形成されていることを意味する。つまり、入射端部の切り欠き部を形成する凹部の傾斜面は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面に対して光軸に近づくように傾斜する。よって、入射端部の外壁に入射された光のうち、入射端部の切り欠き部の傾斜面に入射された光は、光軸から離れるように屈折されて入射端部内を進み、面取り部の傾斜面に入射される。結局、入射端部側において、切り欠き部の傾斜面に入射され屈折された光は、面取り部の傾斜面で反射されて検出路内に入射されない。このように入射端部の切り欠き部の傾斜面で光軸から離れるように光を屈折させた後に、入射端部の面取り部の傾斜面に入射することで、面取り部の底面及び傾斜面がなす角θ5（θ5＜９０°）を小さくすることができる。これは、切り欠き部の傾斜面で屈折された光を面取り部の傾斜面に入射することで、面取り部の傾斜面への光の入射角が大きくなり、角θ5を小さくしても面取り部の傾斜面での光の反射条件を維持することができるからである。これにより、入射端部の面取り部の底面から検出路に入射された光が、面取り部の傾斜面に付着した気泡により乱反射されるのが抑制され得る。
【００２８】
本願第１０発明は、第９発明において、前記入射端部における面取り部の底面及び傾斜面がなす角θ5（θ5＜９０°）は、前記入射端部における切り欠き部の底面及び傾斜面がなす角θ6（θ6＜９０°）との関係が下記式（４）で表される臨界各θxよりも大きいマイクロチップを提供する。
【００２９】
【数４】
2007298474.tif 000006
ここで、ｎ0は基板が載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は前記基板の屈折率、
ｎ2は前記検出路に導入される試料の屈折率である。
【００３０】
入射端部の面取り部の底面と傾斜面とがなす角θ5が関係式（４）を満たす臨界角θxよりも大きくなるように設計することで、光の出射面積を所定面積に制限にして試料を正確に定量することができるとともに、入射端部の面取り部の底面から検出路に入射された光が、面取り部の傾斜面に付着した気泡により乱反射されるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、キュベット部を通過する透過光を精度良く制御し、かつ製造工程の簡単化及び製造コストの低下を図ることができるマイクロチップ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】
【００３２】
＜発明の概要＞
マイクロチップ内に形成される本発明に係るキュベット部は、検出路、入射端部及び出射端部により形成される。検出路は、基板内部に形成され、定量対象の試料が導入される。入射端部は、検出路の一端の基板により形成され、検出路に光を入射する。出射端部は、検出路の他端の基板により形成され、検出路を通過後の光を基板外部に出射する。ここで、キュベット部は、出射端部の切り欠き部又は入射端部の面取り部の少なくともいずれかを有して形成されている。出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部は、検出路から出射される光の出射面積を制限する。
【００３３】
ここで、光の透過量は検出路に導入される試料の性質に依存すべきであるが、光の透過量はそれが出射される出射面積によっても変動する。本発明では、前述の構成により、出射端部から出射される光の出射面積を所望の面積に制限する。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。また、光の出射面積を制限する入射端部及び出射端部が、検出路と一体に基板から形成されているため、光の出射面積を制限する出射端部の切り欠き部又は入射端部の面取り部と、検出路を通過する光の光軸との位置ずれがない。これによっても、透過光の出射面積を正確に所望の面積に制限して、試料を正確に定量することができる。以上より、本発明の構成によれば、微量の試料であっても誤差を少なくして正確に定量することができる。
【００３４】
光の出射面積を制限する出射端部の切り欠き部及び／又は入射端部の面取り部は、検出路と同一基板を切り欠いて形成されるため、射出成形を用いて検出路と同一工程で一度に形成可能である。よって、製造面からも光の出射面積を制限する出射端部の切り欠き部及び／又は入射端部の面取り部と検出路との位置ずれを防止することができる。
また、出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部の形成と検出路の形成とが同一工程のため、出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部を形成するための特別な工程が不要であり製造コストの低下を図ることができる。さらに、射出成形でのマイクロチップの製造には、フォトレジストをパターンニングするための熱処理、アルカリ溶液等を用いたウェットエッチングやドライエッチング等のエッチング工程が不要である。そのため、エッチングに対する耐性が比較的弱い材料よってもキュベット部を形成可能である。例えば、プラスチック基板等のガラス基板以外への適用を検討できる。また、射出成形は、前述のようなエッチング工程と比較して低コストであるため、マイクロチップを安価に製造することが可能となる。
【００３５】
以上のように、本発明のマイクロチップを用いれば正確に試料の定量を行いつつ、またそのマイクロチップを容易に製造することができる。
なお、出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部は、検出路の断面方向の中央部分を通過した光が選択的に出射されるように、光の出射方向を制御することもできる。検出路の内壁には、検出路への試料の導入の際などに気泡が発生する場合がある。この検出路内壁に付着した気泡により、検出路の内壁付近を通過した光は散乱され、出射端部から検出される光の透過量に変動を与える可能性がある。本発明の出射端部の切り欠き部及び入射端部の面取り部は、検出路の内壁付近を通過し気泡により乱反射されるなど影響を受けた光が出射端部から出射されるのを阻止し、検出路の中央部分を通過した光のみを出射させる。これにより、検出路の内壁に付着した気泡に起因した光の透過量の変動をなくし、試料を正確に定量することができる。
【００３６】
＜第１実施形態例＞
（１）マイクロチップの全体構成
図１は、本発明の第１実施形態例に係るキュベット部を含むマイクロチップの全体斜視図である。
マイクロチップ１００は、基板である上部基板１００ａと下部基板１００ｂとで形成されている。マイクロチップ１００の下部基板１００ｂは、対象成分を含む試料の取込口１、遠心分離管３、保持部５、計量部７、廃液溜９、試薬が貯蔵される試薬溜（１１ａ、１１ｂ）１１、１次混合部１３、ミキサ部からなる２次混合部１５、取出口１７、検出路１９を含むキュベット部２０及びこれらの各部を接続するマイクロ流路を有している。また、マイクロチップ１００の上部基板１００ａは、下部基板１００ｂを覆い、試料の取込口１や取出口１７などの基板外部に貫通する開口を有している。このマイクロチップ１００は、図１に示すように、中心１及び中心２を中心する回転により対象成分を分離、秤量及び試薬との混合を行う。以下に、マイクロチップ１００に導入する試料を血液とし、血漿中に定量対象の成分が含まれるものとして、各部の説明を行う。
【００３７】
取込口１は、マイクロチップ１００外部から血液を取り込む。
遠心分離管３は、中心１に対して開口を有するように概ねＵ字形をしており、一方の開口した端部は計量部７に、他方の開口した端部は取込口１に接続されている。また、遠心分離管３は、中心１を中心とする回転により取込口１から血液を取り込み、かつ血液から対象成分を含む血漿を遠心分離する。ここで、中心１を中心とする回転とは、中心１を中心としてマイクロチップ１００を回転し、マイクロチップ１００内部の液体に所定方向の遠心力を印加することを意味する。中心２及び中心３についても同様である。
【００３８】
保持部５は、遠心分離管３のＵ字形の底部に設けられており、中心１とする遠心分離により、血液から対象成分以外の成分である血球を分離し保持する。保持部５を設けることにより、対象成分を含む血漿と非対象成分である血球とを効率よく分離することができる。
計量部７は、遠心分離管３と接続されており、遠心分離管３から血液中の血漿が導入される。また、計量部７は廃液溜９と接続されており、所定の容積を有する。よって、所定の容積を超える過剰量の血漿が導入されると、廃液溜９に排出される。
【００３９】
廃液溜９は、計量部７に接続されており、前述のように過剰量の血漿を保持する。
試薬溜１１ａ、１１ｂは、１次混合部１３に接続されており、マイクロチップ１００の使用前に試薬が予め導入されている。試薬溜１１ａ、１１ｂ内の試薬は、遠心分離の際の中心１を中心とする回転により１次混合部１３に導入される。
１次混合部１３は、マイクロ流路を介して計量部７に接続されており、計量部７から血漿が導入される。さらに、１次混合部１３は、試薬が蓄積された試薬溜１１と接続されており、試薬が導入される。そのため、１次混合部１３では血漿及び試薬が合流、混合される。
【００４０】
２次混合部１５は、１次混合部１３と接続されており、１次混合部１３で混合された混合試料が導入される。２次混合部１５は、Ｈ字形状のミキサ部が複数直列に接続されて形成されており、１次混合部１３から導入された混合試料はこのミキサ部を通過してその流れ方向が変化させられることでさらに混合される。
検出路１９は、キュベット部２０に形成されており、２次混合部１５に接続されて、試薬と血漿との混合試料が導入される。混合試料の定量を光学的に行う場合には、キュベット部２０の一端から検出路１９に光を導入し、検出路１９を通過後の光を他端から取り出す。そして、光の透過量を測定することで、血液成分の定量を行う。
【００４１】
取出口１７は、検出路１９内の混合試料をマイクロチップ１００外部に取り出す。
（２）キュベット部の各種構成
以下に、キュベット部２０の構成について各種例を挙げて説明する。
（２−１）パターンＡ
（ｉ）構成
図２は、パターンＡのキュベット部の一例を示す構成図である。ここで、図２（ａ）はパターンＡのキュベット部２０Ａの斜視図であり、図２（ｂ）は同図（ａ）のＡ１−Ａ１’断面図であり、図２（ｃ）は同図（ｂ）のＡ２−Ａ２’断面図である。
【００４２】
キュベット部２０Ａは、上部基板２１ａ及び下部基板２１ｂから形成されている。キュベット部２０Ａは、検出路２３と、検出路２３に血漿及び試薬の混合試料を導入する導入路２５及び混合試料を検出路２３から排出する排出路２７と、基板外部から光が入射される入射端部２９と、検出路２３を通過後の光を基板外部に出射する出射端部３１とを含む。
【００４３】
検出路２３は、下部基板２１ｂ内部の溝と、上部基板２１ａの下面とにより囲まれて形成されている。また、入射端部２９は検出路２３の一端の基板により形成され、出射端部３１は検出路２３の他端の基板により形成されている。入射端部２９は基板外部から光が照射される入射端部外壁面２９ａを有しており、出射端部３１は基板外部に光を出射する出射端部外壁面を有している。ここで、検出路２３に光を入射する入射面２３ａは入射端部２９の入射端部内壁面を兼ねており、検出路２３を通過した光が出射される出射面２３ｂは出射端部３１の出射端部内壁面を兼ねている。
【００４４】
出射端部３１の出射端部外壁には、切り欠き部３３が形成されている。切り欠き部３３は、検出路２３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面３３−２と、底面３３−２を囲む３面の傾斜面３３−１及び１面の上部基板２１ａの下面を含む側面と、からなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面３３−２に向かうほど狭まるように形成されている。言い換えれば、切り欠き部３３を形成する凹部の傾斜面３３−１は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面３３−２に対して光軸から離れるように傾斜している。
【００４５】
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
検出路２３に血漿及び試薬の混合試料を導入後、入射端部２９の入射端部外壁面２９ａに光が照射され、入射端部２９に光が入射される。光は、入射端部２９を通過し、入射面２３ａから検出路２３に導入され、混合試料で満たされた検出路２３内部を通過する。そして、検出路２３の内部を通過した光は、出射面２３ｂから出射端部３１に導入される。次に、出射端部３１を通過した光は、出射端部３１外壁の切り欠き部３３に導入される。ここで、切り欠き部３３を形成する凹部の底面３３−２は検出路２３を通過する光の光軸と垂直であり、底面３３−２を囲む傾斜面３３−１は底面３３−２に対して光軸から離れるように傾斜している。よって、検出路２３を通過した光のうち傾斜面３３−１に入射された光は反射されて出射端部３１から基板外部に出射されない。一方、検出路２３を通過した光のうち、光軸と概ね垂直な底面３３−２に入射された光は、底面３３−２を通過して基板外部に出射される。よって、出射端部３１から基板外部に出射される光の出射面積を、出射端部３１における凹部の底面３３−２の面積に制限することができる。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、定量対象の血液成分を正確に定量することができる。
【００４６】
また、検出路２３の内壁には、検出路２３への試料の導入の際などに気泡がする場合がある。しかし、検出路２３の内壁付近を通過し気泡より乱反射されるなど影響を受けた光は、凹部の底面３３−２を囲む傾斜面３３−１により反射されるため、気泡に起因した光の透過量の変動をなくすことができる。
さらに、切り欠き部３３の傾斜面３３−１が光の出射方向に向かうにつれて光軸から離れるように傾斜しているため、傾斜面３３−１に入射された光は検出路２３の外側方向に反射され、検出路２３内部に向かわない。よって、傾斜面３３−１で反射された光が凹部の底面３３−２に入射される光に影響を与えて、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【００４７】
（ｉｉｉ）全反射の条件
図３は、光が全反射されるための条件を示す説明図である。
切り欠き部３３の底面３３−２と傾斜面３３−１とがなす角θa（θa＜９０°）は、下記式（５）で表される臨界角θxよりも大きい（θa＞θx）。
【００４８】
【数５】
2007298474.tif 000007
ここで、ｎ0はキュベット部２０Ａが載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は下部基板２１ｂの屈折率である。
出射端部３１の切り欠き部３３における底面３３−２と傾斜面３３−１とがなす角θaが関係式（５）を満たす臨界角θxよりも大きい場合、切り欠き部３３の傾斜面３３−１に入射された光は全反射される。よって、出射端部３１の切り欠き部３３がこのような傾斜面３３−１を有する場合には、検出路２３を通過した光のうち切り欠き部３３の傾斜面３３−１に入射された光は検出路２３の外側に全反射され、切り欠き部３３の底面３３−２に入射された光は出射端部３１から基板外部に出射される。このようにして、出射端部３１から出射される光の出射面積を所定面積に制限することで、試料を正確に定量することができる。
【００４９】
ここで、キュベット部２０Ａを空気中（屈折率ｎ0＝１）に載置した場合、キュベット部２０Ａを形成する基板の屈折率と上記角θaとの関係は、例えば表１のようになる。
【００５０】
【表１】
2007298474.tif 000008
なお、角θaが小さい場合には、キュベット部２０Ａの出射端部３１と、出射端部３１に対応するように配置される透過光の検出器（図示せず）との距離を、より近づけることができ埃等によるノイズを除去することができる。これは、同じ出射面積の場合には角θaが小さくなることで、底面３３−２から基板外壁までの距離が短くなるためである。
【００５１】
（２−２）パターンＢ
（ｉ）構成
図４は、パターンＢのキュベット部の一例を示す構成図である。ここで、図４（ａ）はパターンＢのキュベット部２０Ｂの斜視図であり、図４（ｂ）は同図（ａ）のＢ１−Ｂ１’断面図であり、図４（ｃ）は同図（ｂ）のＢ２−Ｂ２’断面図である。
【００５２】
キュベット部２０Ｂは、上部基板４１ａ及び下部基板４１ｂから形成されている。キュベット部２０Ｂは、検出路４３と、検出路４３に血漿及び試薬の混合試料を導入する導入路４５及び混合試料を検出路４３から排出する排出路４７と、基板外部から光が入射される入射端部４９と、検出路４３を通過後の光を基板外部に出射する出射端部５１とを含む。
【００５３】
検出路４３は、下部基板４１ｂ内部の溝と、上部基板４１ａの下面とにより囲まれて形成されている。また、入射端部４９は検出路４３の一端の基板により形成され、出射端部５１は検出路４３の他端の基板により形成されている。入射端部４９は基板外部から光が照射される入射端部外壁面４９ａを有しており、出射端部５１は基板外部に光を出射する出射端部外壁面を有している。ここで、検出路４３に光を入射する入射面４３ａは入射端部４９の入射端部内壁面を兼ねており、検出路４３を通過した光が出射される出射面は出射端部５１の出射端部内壁面を兼ねている。
【００５４】
出射端部５１の出射端部内壁面には、面取り部４３ｂが形成されている。面取り部４３ｂは、検出路４３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面４３ｂ−２と、底面４３ｂ−２を囲む３面の傾斜面４３ｂ−１及び１面の上部基板４１ａの下面を含む側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面４３ｂ−２に向かうほど狭まるように形成されている。言い換えれば、出射端部５１の面取り部４３ｂを形成する凹部の傾斜面４３ｂ−１は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面４３ｂ−２に対して光軸に近づくように傾斜している。
【００５５】
出射端部５１の出射端部外壁には、切り欠き部５３が形成されている。切り欠き部５３は、検出路４３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面５３−２と、底面５３−２を囲む３面の傾斜面５３−１及び１面の上部基板４１ａの下面を含む側面と、からなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面５３−２に向かうほど狭まるように形成されている。言い換えれば、切り欠き部５３を形成する凹部の傾斜面５３−１は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面５３−２に対して光軸から離れるように傾斜している。
【００５６】
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
血漿及び試薬の混合試料で満たされた検出路４３内部を通過した光は、出射端部５１の面取り部４３ｂに入射される。ここで、面取り部４３ｂを形成する凹部の底面４３ｂ−２は検出路４３を通過する光の光軸と垂直であり、底面４３ｂ−２を囲む傾斜面４３ｂ−１は底面４３ｂ−２に対して光軸に近づくように傾斜している。よって、検出路４３を通過した光のうち、出射端部５１の面取り部４３ｂの傾斜面４３ｂ−１に入射された光は光軸から離れるように屈折されて出射端部内を進み、切り欠き部５３の傾斜面５３−１に入射される。結局、出射端部側において、面取り部４３ｂの傾斜面４３ｂ−１に入射され屈折された光は、切り欠き部５３の傾斜面５３−１で反射されて出射端部５１から基板外部に出射されない。このように出射端部５１の面取り部４３ｂの傾斜面４３ｂ−１で光軸から離れるように光を屈折させた後に、出射端部５１の切り欠き部５３の傾斜面５３−１に入射することで、切り欠き部５３の底面５３−２及び傾斜面５３−１がなす角θb（θb＜９０°）を小さくすることができる。これは、面取り部４３ｂの傾斜面４３ｂ−１で屈折された光を切り欠き部５３の傾斜面５３−１に入射することで、切り欠き部５３の傾斜面５３−１への光の入射角が大きくなり、角θbを小さくしても切り欠き部５３の傾斜面５３−１での光の反射条件を維持することができるからである。これにより、出射端部５１と透過光の検出器（図示せず）との距離を、より近づけることができ埃等によるノイズの除去が期待できる。
【００５７】
なお、面取り部４３ｂの底面４３ｂ−２に入射された光は屈折されることなくそのまま出射端部５１に入射される。そして、出射端部５１に入射された光のうち、切り欠き部５３の傾斜面５３−１に入射された光は検出路４３の外側に反射され、切り欠き部５３の底面５３−２に入射された光は出射端部５１から基板外部に出射される。このようにして、出射端部５１から出射される光の出射面積は、切り欠き部５３の凹部の底面５３−２の面積に制限されるため、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。
【００５８】
また、検出路４３の内壁には、検出路４３への試料の導入の際などに気泡が付着する場合がある。しかし、検出路４３の内壁付近を通過し気泡より乱反射されるなど影響を受けた光は、切り欠き部５３の傾斜面５３−１により反射されるため、気泡に起因した光の透過量の変動をなくすことができる。
さらに、切り欠き部５３の傾斜面５３−１が光の出射方向に向かうにつれて光軸から離れるように傾斜しているため、傾斜面５３−１に入射された光は検出路４３の外側方向に反射され、検出路４３内部に向かわない。よって、傾斜面５３−１で反射された光が凹部の底面５３−２に入射される光に影響を与えて、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【００５９】
なお、面取り部４３ｂの底面４３ｂ−２の面積と切り欠き部５３の底面５３−２の面積とは、光の出射面積を一定にするために同一であるのが好ましい。
（ｉｉｉ）全反射の条件
図５（ａ）は光が全反射されるための条件を示す説明図、図５（ｂ）は同図（ａ）の拡大図である。
【００６０】
図５（ａ）において、出射端部５１における切り欠き部５３の底面５３−２及び傾斜面５３−１がなす角θb（θb＜９０°）は、出射端部５１における面取り部４３ｂの底面４３ｂ−２及び傾斜面４３ｂ−１がなす角θc（θc＜９０°）との関係が下記式（６）で表される臨界各θxよりも大きい（θb＞θx）。
【００６１】
【数６】
2007298474.tif 000009
ここで、ｎ0はキュベット部２０Ｂが載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は下部基板４１ｂの屈折率、
ｎ2は検出路４３に導入される試料の屈折率である。
【００６２】
切り欠き部５３の底面５３−２と傾斜面５３−１とがなす角θbが関係式（６）を満たす臨界角θxよりも大きい場合、切り欠き部５３の傾斜面５３−１に入射された光は検出路４３の外側に全反射される。よって、光の出射面積を所定面積に制限にして試料を正確に定量することができる。
具体的に、図５（ｂ）を用いて説明する。
【００６３】
検出路４３と出射端部５１との界面に入射される光と、界面から出射端部５１に入射された光との屈折率の関係は次式（７）で表される。
【００６４】
【数７】
2007298474.tif 000010
ここで、角θcは、検出路４３と出射端部５１との界面に入射される光が界面の垂直線となす角であり、前述の面取り部４３ｂの底面４３ｂ−２及び傾斜面４３ｂ−１がなす角θcと同じである。また、角θdは、界面から出射端部５１に入射された光が界面の垂直線となす角である。
【００６５】
また、出射端部５１と基板外部との界面に入射される光と、界面から基板外部に出射された光との屈折率の関係は次式（８）で表される。
【００６６】
【数８】
2007298474.tif 000011
ここで、角θb＋θc−θdは、出射端部５１と基板外部との界面に入射される光が界面の垂直線となす角である。また、角θeは、界面から基板外部に出射された光が界面の垂直線となす角である。
【００６７】
光が傾斜面５３−１で全反射されるためには、上記式（８）において角θeが９０°以上である必要がある。よって、式（８）において角θe＝９０°の場合の角θbを臨界角θxとして、上記式（６）が求まる。
ここで、キュベット部２０Ｂを空気中（屈折率ｎ0＝１）に載置し、試料の屈折率をｎ2＝１．３３とし、角θc＝４５°とした場合、キュベット部２０Ｂを形成する基板の屈折率ｎ1と上記角θbとの関係は、例えば表２のようになる。
【００６８】
【表２】
2007298474.tif 000012
なお、角θbが小さい場合には、キュベット部２０Ｂの出射端部５１と、出射端部５１に対応するように配置される透過光の検出器（図示せず）との距離を、より近づけることができ埃等によるノイズを除去することができる。これは、同じ出射面積の場合には角θbが小さくなることで、底面５３−２から基板外壁までの距離が短くなるためである。
【００６９】
以上より、切り欠き部５３の底面５３−２と傾斜面５３−１とがなす角θbが関係式（６）を満たす臨界角θxよりも大きい場合、光の出射面積を所定面積に制限にして試料を正確に定量することができるとともに、出射端部５１と透過光の検出器（図示せず）との距離を近づけて埃等によるノイズの除去が期待できる。
なお、前述の通り、出射端部に切り欠き部及び面取り部を設けるパターンＢの構成は、出射端部に切り欠き部のみを設けるパターンＡの構成よりもノイズの除去が期待できるが、一方でパターンＢの面取り部の傾斜面に付着した気泡により検出路内の光が乱反射される可能性がある。しかし、検出路に導入される液体の濡れ性が高く気泡が発生し難い場合や、界面活性剤等が混合され気泡の発生が抑制されている場合などには、パターンＢを採用することでノイズの除去という効果をより活用することができる。
【００７０】
（２−３）パターンＣ
（ｉ）構成
図６は、パターンＣのキュベット部の一例を示す構成図である。ここで、図６（ａ）はパターンＣのキュベット部２０Ｃの斜視図であり、図６（ｂ）は同図（ａ）のＣ１−Ｃ１’断面図であり、図６（ｃ）は同図（ｂ）のＣ２−Ｃ２’断面図である。
【００７１】
キュベット部２０Ｃは、上部基板６１ａ及び下部基板６１ｂから形成されている。キュベット部２０Ｃは、検出路６３と、検出路６３に血漿及び試薬の混合試料を導入する導入路６５及び混合試料を検出路６３から排出する排出路６７と、基板外部から光が入射される入射端部６９と、検出路６３を通過後の光を基板外部に出射する出射端部７１とを含む。
【００７２】
検出路６３は、下部基板６１ｂ内部の溝と、上部基板６１ａの下面とにより囲まれて形成されている。また、入射端部６９は検出路６３の一端の基板により形成され、出射端部７１は検出路６３の他端の基板により形成されている。入射端部６９は基板外部から光が照射される入射端部外壁面６９ａを有しており、出射端部７１は基板外部に光を出射する出射端部外壁面７１ａを有している。ここで、検出路６３に光を入射する入射面は入射端部６９の入射端部内壁面を兼ねており、検出路６３を通過した光が出射される出射面６３ｂは出射端部７１の出射端部内壁面を兼ねている。
【００７３】
入射端部６９の入射端部内壁面には、面取り部６３ａが形成されている。面取り部６３ａは、検出路６３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面６３ａ−２と、底面６３ａ−２を囲む３面の傾斜面６３ａ−１及び１面の上部基板６１ａの下面を含む側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面６３ａ−２に向かうほど狭まるように形成されている。言い換えれば、面取り部６３ａを形成する凹部の傾斜面６３ａ−１は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面６３ａ−２に対して光軸から離れるように傾斜している。
【００７４】
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
検出路６３に血漿及び試薬の混合試料を導入後、入射端部６９の入射端部外壁面６９ａに光が照射され、入射端部６９に光が入射される。光は、入射端部６９を通過し検出路６３に入射される。ここで、面取り部６３ａを形成する凹部の底面６３ａ−２は検出路６３を通過する光の光軸と垂直であり、底面６３ａ−２を囲む傾斜面６３ａ−１は底面６３ａ−２に対して光軸から離れるように傾斜している。よって、入射端部６９に入射された光のうち傾斜面６３ａ−１に入射された光は、反射されて検出路６３に入射されない。そして、入射端部６９に入射された光のうち、光軸と概ね垂直な底面に入射された光は、底面６３ａ−２を通過して検出路６３に入射される。よって、出射端部７１から出射される光の出射面積を、入射端部６９の面取り部６３ａの底面６３ａ−２の面積に制限することができる。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。
【００７５】
また、検出路６３の内壁には試料の導入の際などに気泡がする場合があるが、面取り部６３ａの底面６３ａ−２に入射された光を検出路６３に入射するため、光は検出路６３の中央部分を通過する。よって、検出路６３の内壁付近を通過し気泡より乱反射されるなど、気泡に起因した透過量の変動をなくすことができる。
さらに、入射端部６９の傾斜面６３ａ−２が光の出射方向に向かうにつれて光軸から離れるように傾斜しているため、傾斜面６３ａ−１に入射された光は検出路６３の外側方向に反射され、検出路６３内部に向かわない。よって、傾斜面６３ａ−１で反射された光が凹部の底面６３ａ−２に入射される光に影響を与えて、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【００７６】
なお、上述のように入射端部６９の面取り部６３ａにより光の出射面積を制限する場合には、出射端部の切り欠き部により光の出射面積を制限するよりも、出射端部７１と透過光の検出器とをより近づけてノイズのさらなる除去が期待できる。
（ｉｉｉ）全反射の条件
図７は、光が全反射されるための条件を示す説明図である。
【００７７】
面取り部６３ａの底面６３ａ−２と傾斜面６３ａ−１とがなす角θf（θf＜９０°）は、下記式（９）で表される臨界各θxよりも大きい（θf＞θx）。
【００７８】
【数９】
2007298474.tif 000013
ここで、ｎ1は下部基板６１ｂの屈折率、
ｎ2は検出路６３に導入される試料の屈折率である。
面取り部６３ａの底面６３ａ−２と傾斜面６３ａ−１とがなす角θfが関係式（９）を満たす臨界角θxよりも大きい場合、面取り部６３の傾斜面６３ａ−１に入射された光は全反射される。よって、入射端部６９の面取り部６３ａがこのような傾斜面６３ａ−１を有する場合には、入射端部６９に入射された光のうち面取り部６３ａの傾斜面６３ａ−１に入射された光は検出路６３の外側方向に全反射され、面取り部６３ａの底面６３ａ−２に入射された光は検出路６３に入射される。このようにして、出射端部７１から出射される光の出射面積を所定面積に制限することで、試料を正確に定量することができる。
【００７９】
ここで、キュベット部２０Ｃを空気中（屈折率ｎ0＝１）に載置した場合、キュベット部２０Ｃを形成する基板の屈折率と上記角θfとの関係は、例えば表３のようになる。
【００８０】
【表３】
2007298474.tif 000014
なお、角θfが小さい場合には、検出路４３を通過する光が傾斜面６３ａ−１に付着した気泡により乱反射されるのを抑制することができる。これは、角θfが小さくなることで、検出路に入射された光の光軸と傾斜面６３ａ−１とのなす角が大きくなり、光軸と傾斜面６３ａ−１上の気泡との距離が大きくなり気泡の影響が小さくなるためである。
【００８１】
（２−４）パターンＤ
（ｉ）構成
図８は、パターンＤのキュベット部の一例を示す構成図である。ここで、図８（ａ）はパターンＤのキュベット部２０Ｄの斜視図であり、図８（ｂ）は同図（ａ）のＤ１−Ｄ１’断面図であり、図８（ｃ）は同図（ｂ）のＤ２−Ｄ２’断面図である。
【００８２】
キュベット部２０Ｄは、上部基板８１ａ及び下部基板８１ｂから形成されている。キュベット部２０Ｄは、検出路８３と、検出路８３に血漿及び試薬の混合試料を導入する導入路８５及び混合試料を検出路８３から排出する排出路８７と、基板外部から光が入射される入射端部８９と、検出路８３を通過後の光を基板外部に出射する出射端部９１とを含む。
【００８３】
検出路８３は、下部基板８１ｂ内部の溝と、上部基板８１ａの下面とにより囲まれて形成されている。また、入射端部８９は検出路８３の一端の基板により形成され、出射端部９１は検出路８３の他端の基板により形成されている。入射端部８９は基板外部から光が照射される入射端部外壁面を有しており、出射端部９１は基板外部に光を出射する出射端部外壁面９１ａを有している。ここで、検出路８３に光を入射する入射面は入射端部８９の入射端部内壁面を兼ねており、検出路８３を通過した光が出射される出射面８３ｂは出射端部９１の出射端部内壁面を兼ねている。
【００８４】
入射端部８９の入射端部外壁には、切り欠き部９３が形成されている。切り欠き部９３は、検出路８３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面９３−２と、底面９３−２を囲む３面の傾斜面９３−１及び１面の上部基板２１ａの下面を含む側面と、からなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面９３−２に向かうほど狭まるように形成されている。言い換えれば、入射端部８９の切り欠き部９３を形成する凹部の傾斜面９３−１は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面９３−２に対して光軸に近づくように傾斜している。
【００８５】
入射端部８９の入射端部内壁面には、面取り部８３ａが形成されている。面取り部８３ａは、検出路８３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面８３ａ−２と、底面８３ａ−２を囲む３面の傾斜面８３ａ−１及び１面の上部基板８１ａの下面を含む側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面８３ａ−２に向かうほど狭まるように形成されている。言い換えれば、面取り部８３ａを形成する凹部の傾斜面８３ａ−１は、光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面８３ａ−２に対して光軸から離れるように傾斜している。
【００８６】
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
まず、入射端部８９を通過した光は、入射端部８９外壁の切り欠き部９３に導入される。ここで、切り欠き部８３を形成する凹部の底面９３−２は光軸と垂直であり、底面９３−２を囲む傾斜面９３−１は光の出射方向に向かうにつれて凹部の底面９３−２に対して光軸に近づくように傾斜している。よって、入射端部８９の外壁に入射された光のうち、入射端部８９の切り欠き部９３の傾斜面９３−１に入射された光は、光軸から離れるように屈折されて入射端部内を進み、面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１に入射される。結局、入射端部側において、切り欠き部９３の傾斜面９３−１に入射され屈折された光は、面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１で反射されて検出路８３内に入射されない。このように入射端部８９の切り欠き部９３の傾斜面９３−１で光軸から離れるように光を屈折させた後に、入射端部８９の面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１に入射することで、面取り部８３ａの底面８３ａ−２及び傾斜面８３ａ−１がなす角θg（θg＜９０°）を小さくすることができる。これは、切り欠き部９３の傾斜面９３−１で屈折された光を面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１に入射することで、面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１への光の入射角が大きくなり、角θgを小さくしても面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１での光の反射条件を維持することができるからである。これにより、面取り部８３ａの底面８３ａ−２から検出路８３に入射された光が、面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１に付着した気泡により乱反射されるのが抑制され得る。
【００８７】
なお、切り欠き部９３の底面９３−２に入射された光は屈折されることなくそのまま入射端部８９に入射される。そして、入射端部８９に入射された光のうち、面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１に入射された光は検出路８３の外側に反射され、面取り部８３ａの底面８３ａ−２に入射された光が検出路８３に入射される。このようにして、出射端部９１から出射される光の出射面積は、面取り部８３ａの底面８３ａ−２の面積に制限されるため、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。
【００８８】
また、検出路８３の内壁には、検出路８３への試料の導入の際などに気泡がする場合がある。しかし、切り欠き部９３及び面取り部８３ａを有する入射端部８９により光の出射方向が制限されるため、光は検出路８３の光軸の中央部分を通過し、検出路８３の内壁付近を通過しない。よって、光は、気泡により乱反射されるなど影響を受けることなく、出射端部９１から出射される。これにより、気泡に起因した光の透過量の変動をなくすことができる。
【００８９】
さらに、面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１が光の出射方向に向かうにつれて光軸から離れるように傾斜しているため、傾斜面８３ａ−１に入射された光は検出路８３の外側方向に反射され、検出路８３内部に向かわない。よって、傾斜面８３ａ−１で反射された光が凹部の底面８３ａ−２に入射される光に影響を与えて、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【００９０】
なお、上述のように入射端部８９の面取り部８３ａにより光の出射面積を制限する場合には、出射端部の切り欠き部により光の出射面積を制限するよりも、出射端部９１と透過光の検出器とをより近づけてノイズのさらなる除去が期待できる。
なお、切り欠き部９３の底面９３−２の面積と面取り部８３ａの底面８３ａ−２の面積とは、光の出射面積を一定にするために同一であるのが好ましい。
【００９１】
（ｉｉｉ）全反射の条件
図９は光が全反射されるための条件を示す説明図である。
図９において、入射端部９３における面取り部８３ａの底面８３ａ−２及び傾斜面８３ａ−１がなす角θg（θg＜９０°）は、入射端部９３における切り欠き部９３の底面９３−２及び傾斜面９３−１がなす角θh（θh＜９０°）との関係が下記式（１０）で表される臨界各θxよりも大きい（θg＞θx）。
【００９２】
【数１０】
2007298474.tif 000015
ここで、ｎ0はキュベット部２０Ｄが載置されている雰囲気の屈折率、
ｎ1は下部基板８１ｂの屈折率、
ｎ2は検出路８３に導入される試料の屈折率である。
【００９３】
面取り部８３ａの底面８３ａ−２と傾斜面８３ａ−１とがなす角θgが関係式（１０）を満たす臨界角θxよりも大きい場合、面取り部８３ａの傾斜面８３ａ−１に入射された光は検出路８３の外側に全反射される。よって、光の出射面積を所定面積に制限にして試料を正確に定量することができる。上記式の具体的な算出方法は、パターンＢのキュベット部２０Ｂで上述したものと同様であるので説明を省略する。
【００９４】
ここで、キュベット部２０Ｄを空気中（屈折率ｎ0＝１）に載置し、試料の屈折率をｎ2＝１．３３とし、角θh＝４５°とした場合、キュベット部２０Ｄを形成する基板の屈折率ｎ1と上記角θgとの関係は、例えば表４のようになる。
【００９５】
【表４】
2007298474.tif 000016
なお、角θgが小さい場合には、検出路８３を通過する光が傾斜面８３ａ−１に付着した気泡により乱反射されるのを抑制することができる。これは、角θgが小さくなることで、検出路に入射された光の光軸と傾斜面８３ａ−１とのなす角が大きくなり、光軸と傾斜面８３ａ−１上の気泡との距離が大きくなり気泡の影響が小さくなるためである。
【００９６】
また、入射端部に切り欠き部及び面取り部を設けるパターＤの構成は、入射端部に面取り部のみを設けるパターンＣの構成よりも面取り部の傾斜面に付着した気泡により光が乱反射され難いので好ましい。しかし、パターンＤの場合、入射光をキュベット部に照射する装置から切り欠き部の底面までの距離が、切り欠き部を有している分だけパターンＣの構成よりも長くなってしまう。そのため、入射光が埃等によるノイズの影響を受けてしまう場合がある。このようなノイズの影響が小さい場合には、パターンＤを採用することで光が乱反射され難いという効果をより活用することができる。
【００９７】
（２−５）パターンＥ
（ｉ）構成
図１０は、パターンＥのキュベット部の一例を示す構成図である。ここで、図１０（ａ）はパターンＥのキュベット部２０Ｅの斜視図であり、図１０（ｂ）は同図（ａ）のＥ１−Ｅ１’断面図であり、図１０（ｃ）は同図（ｂ）のＥ２−Ｅ２’断面図である。
【００９８】
このパターンＥのキュベット部２０Ｅは、前述のパターンＡのキュベット部２０ＡとパターンＣのキュベット部２０Ｃの組み合わせであり、以下に簡単に構成を説明する。
キュベット部２０Ｅは、上部基板１０１ａ及び下部基板１０１ｂから形成されている。キュベット部２０Ｅは、検出路１０３、導入路１０５、排出路１０７、検出路１０３の一端の基板により形成されている入射端部１０９、及び検出路１０３の他端の基板により形成されている出射端部１１１を含む。
【００９９】
出射端部１１１の出射端部外壁には、切り欠き部１１３が形成されている。切り欠き部１１３は、検出路１０３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面１１３−２と、底面１１３−２を囲む３面の傾斜面１１３−１及び１面の上部基板１０１ａの下面を含む側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面１１３−２に向かうほど狭まるように形成されている。
【０１００】
入射端部１０９の入射端部内壁面には、面取り部１０３ａが形成されている。面取り部１０３ａは、光軸と概ね垂直な底面１０３ａ−２と、底面１０３ａ−２を囲む３面の傾斜面１０３ａ−１及び１面の上部基板１０１ａの下面を含む側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面１０３ａ−２に向かうほど狭まるように形成されている。
【０１０１】
なお、パターンＥの場合に入射端部及び出射端部で光を全反射させるためには、パターンＡ及びＣでの各関係式を満たす必要がある。
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
キュベット部２０Ｅでの光の挙動は、前述のパターンＡのキュベット部２０Ａ及びパターンＣのキュベットＣと同様である。そして、このキュベット部２０Ｅ構成では、パターンＡのキュベット部２０Ａ及びパターンＣのキュベット部２０Ｃそれぞれにより得られる作用効果に加えて次のような作用効果を得ることができる。
【０１０２】
キュベット部２０Ｅでは、出射端部１１３から出射される光の出射面積は、まず入射端部１０９の面取り部１０３ａの凹部の底面１０３ａ−２の面積に制限され、さらに出射端部１１１の切り欠き部１１３の凹部の底面１１３−２の面積に制限される。よって、入射端部１０９の面取り部１０３ａで光の出射面積が制限された後、検出路１０３及び出射端部１１１を通過している間に光が光軸と離れるように広がった場合でも、再度切り欠き部１１３により出射面積が制限される。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。
【０１０３】
また、光は、入射端部１０９における面取り部１０３ａの底面１０３ａ−２を通過することで、検出路１０３の中央部分を通過する。ここで、光は、検出路１０３を通過している間に検出路１０３の内壁に近づく場合もある。しかし、検出路１０３の内壁に近づいた光は、出射端部１１１における切り欠き部１１３の傾斜面１１３−１により反射されるため、気泡に起因した光の透過量の変動をなくすことができる。
【０１０４】
また、面取り部１０３ａを形成する凹部の開口及び切り欠き部１１３を形成する凹部の開口は、ともに光の出射方向に徐々に広がるように形成されている。よって、まず傾斜面１０３ａ−１に入射された光は基板の外側方向に反射され、検出路１０３内部に向かわない。さらに、光が検出路１０３及び出射端部１１１を通過している間に光軸と離れるように広がった場合でも傾斜面１１３−１に入射された光は検出路４３の外側方向に反射され、検出路４３内部に向かわない。よって、傾斜面１０３ａ−１及び傾斜面１１３−１に反射された光が、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【０１０５】
（ｉｉｉ）設計の一例
図１１は、パターンＥにおけるキュベット部２０Ｅの設計の一例を示す説明図である。ここで、キュベット部２０Ｅの各部の寸法は、次の通りである。
ａ（入射端部外壁面１０９ａ〜底面１０３ａ−２）＝０．５ｍｍ
ｂ（傾斜面１０３ａ−１の傾斜している距離）＝０．７ｍｍ
ｃ（検出路の長さ：底面１０３ａ−２〜出射端部内壁面１０３ｂ）＝１０．０ｍｍ
ｄ（出射端部内壁面１０３ｂ〜底面１１３−２）＝０．５ｍｍ
ｅ（底面１１３−２〜入射端部外壁面）＝０．５ｍｍ
ｆ（底面１０３ａ−２及び底面１１３−２の幅）＝０．７ｍｍ
ｇ（切り欠き部１１３の開口の最大幅）＝１．９ｍｍ
ｈ（検出路１０３の幅）＝１．５ｍｍ
ｉ（検出路１０３の深さ）＝１．５ｍｍ
Ｗ（基板外部から入射端部外壁面１０９ａに入射される入射光の幅）＝１．０ｍｍ
ここで、上述のような本発明の効果を得るためには、Ｗ＞ｆである必要がある。
【０１０６】
なお、上記寸法は、あくまで一例であり上記寸法に限定されない。
（２−６）パターンＦ
（ｉ）構成
図１２は、パターンＦのキュベット部の一例を示す構成図である。ここで、図１２（ａ）はパターンＦのキュベット部２０Ｆの斜視図であり、図１２（ｂ）は同図（ａ）のＦ１−Ｆ１’断面図であり、図１２（ｃ）は同図（ｂ）のＦ２−Ｆ２’断面図である。
【０１０７】
このパターンＦのキュベット部２０Ｆは、前述のパターンＢのキュベット部２０ＢとパターンＤのキュベット部２０Ｄの組み合わせであり、以下に簡単に構成を説明する。
キュベット部２０Ｆは、上部基板１２１ａ及び下部基板１２１ｂから形成されている。キュベット部２０Ｅは、検出路１２３、導入路１２５、排出路１２７、検出路１２３の一端の基板により形成されている入射端部１２９、及び検出路１２３の他端の基板により形成されている出射端部１３１を含む。
【０１０８】
入射端部１２９の入射端部外壁には、切り欠き部１４３が形成されている。切り欠き部１４３は、検出路１２３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面１４３−２と、底面１４３−２を囲む３面の傾斜面１４３−１及び１面の上部基板１２１ａの下面を含む側面と、からなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面１４３−２に向かうほど狭まるように形成されている。また、入射端部１２９の入射端部内壁面には、面取り部１２３ａが形成されている。面取り部１２３ａは、光軸と概ね垂直な底面１２３ａ−２と、底面１２３ａ−２を囲む３面の傾斜面１２３ａ−１及び１面の上部基板１２１ａの下面を含む側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面１２３ａ−２に向かうほど狭まるように形成されている。
【０１０９】
出射端部１３１の出射端部内壁面には、面取り部１２３ｂが形成されている。面取り部１２３ｂは、光軸と概ね垂直な底面１２３ｂ−２と、底面１２３ｂ−２を囲む３面の傾斜面１２３ｂ−１及び１面の上部基板１２１ａの下面を含む側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面１２３ｂ−２に向かうほど狭まるように形成されている。また、出射端部１３１の出射端部外壁には、切り欠き部１３３が形成されている。切り欠き部１３３は、光軸と概ね垂直な底面１３３−２と、底面１３３−２を囲む３面の傾斜面１３３−１及び１面の上部基板２１ａの下面を含む側面と、からなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面１３３−２に向かうほど狭まるように形成されている。
【０１１０】
なお、パターンＦの場合に入射端部及び出射端部で光を全反射させるためには、パターンＢ及びＤでの各関係式を満たす必要がある。
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
キュベット部２０Ｆでの光の挙動は、前述のパターンＢのキュベット部２０Ｂ及びパターンＤのキュベット部２０Ｄと同様である。そして、このキュベット部２０Ｆ構成では、パターンＢのキュベット部２０Ｂ及びパターンＤのキュベット部２０Ｄそれぞれにより得られる作用効果に加えて次のような作用効果を得ることができる。
【０１１１】
キュベット部２０Ｆでは、出射端部１１３から出射される光の出射面積は、入射端部１２９の面取り部１２３ａの凹部の底面１２３ａ−２の面積及び出射端部１１１の切り欠き部１３３の凹部の底面１３３−２の面積に制限される。つまり、光が光軸と離れるように広がった場合でも、広がった光が常に反射されて除去されるため、出射端部１３１での光の出射面積が制限される。これにより、光の出射面積が異なることによる光の透過量の誤差をなくし、試料を正確に定量することができる。
【０１１２】
また、光は、入射端部１２９における面取り部１２３ａの底面１２３ａ−２を通過することで、検出路１２３の中央部分を通過する。ここで、光は、検出路１２３を通過している間に検出路１０３の内壁に近づく場合もある。しかし、検出路１２３の内壁に近づいた光は、出射端部１３１における切り欠き部１３３の傾斜面１３３−１により反射されるため、気泡に起因した光の透過量の変動をなくすことができる。
【０１１３】
また、入射端部１２９の面取り部１２３ａ及び出射端部１３１の切り欠き部１３３は、その開口が光の出射方向に徐々に広がるように形成されている。よって、まず傾斜面１２３ａ−１に入射された光は検出路１２３の外側方向に反射され、検出路１２３内部に向かわない。さらに、光が検出路１２３及び出射端部１３１を通過している間に光軸と離れるように広がった場合でも傾斜面１３３−１に入射された光は検出路１２３の外側方向に反射され、検出路１２３内部に向かわない。よって、傾斜面１２３ａ−１及び傾斜面１３３−１に反射された光が、光の透過量に変動を与えるのを阻止することができる。
【０１１４】
（ｉｉｉ）設計の一例
図１３は、パターンＦにおけるキュベット部２０Ｆの設計の一例を示す説明図である。ここで、キュベット部２０Ｆの各部の寸法は、次の通りである。
ａ（入射端部外壁面〜底面１４３−２）＝０．５ｍｍ
ｂ（底面１４３−２〜底面１２３ａ−２）＝０．５ｍｍ
ｃ（傾斜面１２３ａ−１の傾斜している距離）＝０．２ｍｍ
ｄ（傾斜面１２３ｂ−１の傾斜している距離）＝０．２ｍｍ
ｅ（底面１２３ｂ−２〜底面１３３−２）＝０．５ｍｍ
ｆ（傾斜面１３３−１の傾斜している距離）＝０．５ｍｍ
ｇ（切り欠き部１３３の開口の最大幅）＝１．５ｍｍ
ｈ（底面１４３−２及び底面１２３ａ−２の幅）＝０．５ｍｍ
ｉ（検出路１２３の幅）＝０．９ｍｍ
ｊ（底面１２３ｂ−２及び底面１３３−２の幅）＝０．５ｍｍ
ｋ（切り欠き部１３３の開口の最大幅）＝１．９ｍｍ
ｌ（検出路の長さ：底面１２３ａ−２〜底面１２３ｂ−２）＝１０．０ｍｍ
ｍ（検出路１２３の深さ）＝０．９ｍｍ
Ｗ（基板外部から入射端部外壁面に入射される入射光の幅）＝０．９ｍｍ
ここで、上述のような本発明の効果を得るためには、Ｗ＞ｈ及びＷ＞ｊである必要がある。
【０１１５】
なお、上記寸法は、あくまで一例であり上記寸法に限定されない。
（２−７）その他のパターン
その他、パターンＡのキュベット部２０Ａ及びパターンＤのキュベット部２０Ｄを組み合わせても良い。これらを組み合わせたキュベットは、キュベット部２０Ａに示す切り欠き部３３を有する出射端部と、キュベット部２０Ｄに示す切り欠き部９３及び面取り部８３ａを有する入射端部とを含む。この場合には、キュベット部２０Ａ及びキュベット部２０Ｄの効果を奏するキュベット部を形成することができる。
【０１１６】
また、パターンＢのキュベット部２０Ｂ及びパターンＣのキュベット部２０Ｃを組み合わせても良い。これらを組み合わせたキュベット部は、キュベット部２０Ｂに示す面取り部４３ｂ及び切り欠き部５３を有する出射端部と、キュベット部２０Ｃに示す面取り部６３ａを有する入射端部とを含む。この場合には、キュベット部２０Ｂ及びキュベット部２０Ｃの効果を奏するキュベット部を形成することができる。
【０１１７】
なお、前述のパターンＡ〜パターンＤで述べた関係式（５）〜（１０）から求まる角度、つまり光の出射面積を制限するための傾斜角度は、各キュベット部２０Ａ〜２０Ｄの寸法には依存しない。パターンＥ及びＦについても同様である。ただし、本発明の効果を得るためには、検出路の幅が凹部の底面の幅よりも大きく、かつ入射される入射光の凹部の幅が底面の幅より大きい必要がある。
【０１１８】
（２−８）各パターンの比較
出射面積を確実に制限する構成としては、パターンＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆのように出射端部外壁面に切り欠き部を設けている構成が好ましい。透過光の検出器に最も近接した出射端部を加工して光の出射面積を制限するので、確実に出射面積を制限することができる。特に、パターンＡのキュベット部２０Ａでは、入射端部及び出射端部に面取り部が形成されていないため、面取り部の傾斜面に付着した気泡により光が乱反射されることがないので好ましい。なお、検出路に導入される液体の濡れ性が高く気泡が発生し難い場合や、界面活性剤等が混合され気泡の発生が抑制されている場合などには、面取り部が設けられているパターンＢ、Ｅ、Ｆのような構成であっても面取り部の傾斜面に気泡が付着し難い。
【０１１９】
また、出射端部に切り欠き部及び面取り部を設けるパターンＢの構成は、出射端部に切り欠き部のみを設けるパターンＡの構成よりもノイズの除去が期待できるが、一方でパターンＢの面取り部の傾斜面に付着した気泡により検出路内の光が乱反射される可能性がある。しかし、検出路に導入される液体の濡れ性が高く気泡が発生し難い場合や、界面活性剤等が混合され気泡の発生が抑制されている場合などには、パターンＢを採用することでノイズの除去という効果をより活用することができる。
【０１２０】
また、入射端部に切り欠き部及び面取り部を設けるパターＤの構成は、入射端部に面取り部のみを設けるパターンＣの構成よりも面取り部の傾斜面に付着した気泡により光が乱反射され難いので好ましい。しかし、パターンＤの場合、入射光をキュベット部に照射する装置から切り欠き部の底面までの距離が、切り欠き部を有している分だけパターンＣの構成よりも長くなってしまう。そのため、入射光が埃等によるノイズの影響を受けてしまう場合がある。よって、このようなノイズの影響が小さい場合には、パターンＤを採用することで光が乱反射され難いという効果をより活用することができる。
【０１２１】
また、入射端部に面取り部を設けるパターンＣ及びＤの構成は、入射端部に面取り部が無いパターンＡ及びＢの構成よりも、面取り部により検出路内を進む光のビーム幅が制限されるので好ましい。しかし、面取り部上の気泡により光が乱反射される可能性があるため、パターンＣ及びＤの構成は気泡の発生が少ない場合に有効である。
以上より、流体の性質及び透過光の測定環境等に応じて各パターンのキュベット部を選択的に適用するのが良い。
【０１２２】
（３）製造方法
次に、上記キュベット部２０を有するマイクロチップ１００の製造方法について説明する。マイクロチップ１００は、当該分野で公知の射出成形を用いることにより、簡便に製造することができる。
下部基板１００ｂに各部を射出成形により形成し、上部基板１００ａには基板外部から試料を導入するための開口や排出するための開口を射出成形により形成する。そして、これらの上部基板１００ａ及び下部基板１００ｂを互いに貼り合わせることでマイクロチップ１００が完成する。
【０１２３】
なお、射出成形は、各部に対応する形状を有する金型を準備しておき、基板に金型を押し当てることにより行われる。
例えば、金型としては三菱レーヨン製ダイアナイトＭＡ５２１を用い、基板としてＰＥＴ（poly ethylene terephthalate）を用いた。また、ＰＥＴ及び三菱レーヨン製ダイアナイトＭＡ５２１を熱風式乾燥機により１５０℃で５〜１０時間乾燥して除湿し、成形温度（シリンダー温度）２７５℃、樹脂圧１５ｋｇ／ｃｍ２により射出成形を行った。さらに、第３基板２５〜第１基板２１の貼り合わせには熱圧着を用い、例えば基板上下側から加圧する金属プレートの温度を８０℃に設定し、０．１ＭＰａで３〜５分加圧して基板を貼り合わせた。
【０１２４】
基板材料としては、ＰＥＴ基板以外に、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＡＲ（ポリアリレート樹脂）、ＡＢＳ（アクリルにトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン樹脂）、ＰＢＤ（ポリブタジエン樹脂）、ＢＰ（生物分解性ポリマー）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などを使用しても良い。
【０１２５】
また、基板の貼り合わせには、粘着材、接着剤を用いても良く、超音波及びレーザー法による融着法を用いても良い。
（４）マイクロチップの動作
次に、マイクロチップの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を説明する。図１４は、マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例である。
【０１２６】
（ａ）血液導入
マイクロチップ１００の試薬溜１１ａ、１１ｂには、予め試薬が保持されている。まず、取込口１に血液が導入される。次に、中心１を中心とする回転により、マイクロチップ１００内の液体に矢印方向（同図（ａ）参照）の遠心力を印加する。これにより、まず、血液は、取込口１から遠心分離管３に導入される。この中心１と中心とする遠心分離の際に、試薬溜１１ａ、１１ｂに保持されている試薬が１次混合部１３に導入される。
【０１２７】
（ｂ）血球／血漿分離
さらなる中心１を中心とする回転により、血液中の血球は保持部５の底部に導入され、血漿が上澄みとして分離される（同図（ｂ）参照）。
（ｃ）血漿の計量
次に、中心２を中心とする回転により矢印方向（同図（ｃ）参照）の遠心力を印加し、遠心分離管３内の血漿を計量部７に導入する。血球は、保持部５に保持され計量部７には導入されない。計量部７に導入された血漿のうち計量部７の容積を超える過剰量の血漿は、計量部７から廃液溜９に廃棄される。
【０１２８】
（ｄ）１次混合
次に、中心１を中心とする回転により矢印方向（同図（ｄ）参照）の遠心力を印加し、計量部７で計量された血漿を１次混合部１３に導入し、血漿と試薬とを混合する。
（ｅ）２次混合
取出口１７にポンプを接続して吸引することで、１次混合部１３で混合された混合試料を２次混合部１５に導入し、さらに混合試料を混合する（同図（ｅ）参照）。
【０１２９】
（ｆ）比色測定
さらに、ポンプで吸引して混合試料を検出部２０に導入する（同図（ｆ）参照）。そして、混合試料が導入されたキュベット部２０に光を透過させて、キュベット部２０を通過後の光の透過量を測定することで、血液成分の定量を行う。
上記で、試料及び定量対象の対象成分を血液及び血液成分としたが、マイクロチップに導入される試料等はこれらに限定されない。また、出射端部の切り欠き部の傾斜面及び／又は入射端部の面取り部の傾斜面により、出射端部から基板外部に出射される光の出射面積を所望の面積に制限できれば良く、傾斜面の面数は限定されない。例えば、底面を囲む面の一部のみを傾斜面で形成しても良いし、底面を囲む全面を傾斜面で形成しても良い。よって、上記のように傾斜面の面数は３面に限られず、全面が傾斜していても良い。
【０１３０】
＜第２実施形態例＞
（１）マイクロチップの全体構成
図１５は、本発明の第２実施形態例に係るキュベット部を含むマイクロチップの全体斜視図である。
マイクロチップ２００は、基板である第１基板２００ａ、第２基板２００ｂ及び第３基板２００ｃで形成されている。このように、第２実施形態例のマイクロチップ２００は３枚の基板から形成されている点が第１実施形態例と異なる。その他の構成は同様であるので、以下に簡単に説明する。
【０１３１】
マイクロチップ２００の第２基板２００ｂは、対象成分を含む試料の取込口２０１、遠心分離管２０３、保持部２０５、計量部２０７、廃液溜２０９、試薬が貯蔵される試薬溜（２１１ａ、２１１ｂ）２１１、１次混合部２１３、ミキサ部からなる２次混合部２１５、取出口２１７、検出路２１９を含むキュベット部２２０及びこれらの各部を接続するマイクロ流路を有している。また、マイクロチップ２００の第１基板２００ａは、第２基板２００ｂの一面を覆い、試料の取込口２０１や取出口２１７などの基板外部に貫通する開口を有している。また、第３基板２００ｃは第２基板２００ｂの他面を覆う。このように、第３基板２００ｃが第２基板２００ｂの他面を覆うように形成されるため、第２基板２００ｂに形成される各部は、第２基板を貫通するように深さが深く形成されても良い。よって、３枚の基板を用いた場合には、深さ方向に各部を形成してチップの平面積を小さくし、マイクロチップを小型化することができる。
【０１３２】
（２）キュベット部の各種構成
以下に、キュベット部２２０の構成について各種例を挙げて説明する。
（２−１）パターンＡ
（ｉ）構成
図１６は、パターンＡのキュベット部の一例を示す斜視図、図１７は図１６のパターンＡのキュベット部の各断面図である。このパターンＡのキュベット部２２０Ａは、第１実施形態例のパターンＥのキュベット部２０Ｅ構成と同様に、出射端部に切り欠き部を有し、入射端部に面取り部を有する。ここで、パターンＡのキュベット部２２０Ａは、検出路が第２基板の深さ方向に形成されているという点と、切り欠き部及び面取り部が円錐状に形成されている点とにおいて、第１実施形態例のパターンＥのキュベット部２０Ｅと異なるのみでその他の構成は同様の構成である。よって、以下に簡単にのみ説明を行う。
【０１３３】
キュベット部２２０Ａは、第１基板２２１ａ、第２基板２２１ｂ及び第３基板２２１ｃから形成されている。キュベット部２２０Ａは、検出路２２３、導入路２２５、排出路２２７、検出路２２３の一端の基板により形成されている入射端部２２９、及び検出路２２３の他端の基板により形成されている出射端部２３１とを含む。
出射端部２３１の出射端部外壁には、切り欠き部２３３が形成されている。切り欠き部２３３は、検出路２２３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面２３３−２と、底面２３３−２を囲む円錐状の傾斜面２３３−１である側面と、からなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面２３３−２に向かうほど狭まるように形成されている。
【０１３４】
入射端部２２９の入射端部内壁面には、面取り部２２３ａが形成されている。面取り部２２３ａは、光軸と概ね垂直な底面２２３ａ−２と、底面２２３ａ−２を囲む円錐状の傾斜面２２３ａ−１である側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面２２３ａ−２に向かうほど狭まるように形成されている。
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
キュベット部２２０Ａでは、第３基板２２１ｃ側の入射端部２２９から光が照射され、第１基板２２１ａ側の出射端部２３１から光が出射される。キュベット部２２０Ａでの光の挙動は、第１実施形態例のパターンＥのキュベット部２０Ｅと同様であるので説明を省略する。
【０１３５】
（ｉｉｉ）設計の一例
図１８は、パターンＡにおけるキュベット部２２０Ａの設計の一例を示す説明図である。ここで、キュベット部２２０Ａの各部の寸法は、次の通りである。
ａ（入射端部外壁面〜底面２２３ａ−２）＝０．５ｍｍ
ｂ（傾斜面２２３ａ−１の傾斜している距離）＝０．５ｍｍ
ｃ（検出路の長さ：底面２２３ａ−２〜出射端部内壁面）＝５．０ｍｍ
ｄ（出射端部内壁面〜底面２３３−２）＝０．５ｍｍ
ｅ（底面２３３−２〜入射端部外壁面）＝０．５ｍｍ
ｆ（底面２２３ａ−１及び底面２３３−２の幅）＝０．５ｍｍ
ｇ（切り欠き部２３３の開口の最大幅）＝１．６ｍｍ
ｈ（検出路２２３の幅）＝０．９ｍｍ
Ｗ（基板外部から入射端部外壁面に入射される入射光の幅）＝０．７ｍｍ
ここで、上述のような本発明の効果を得るためには、Ｗ＞ｈである必要がある。
【０１３６】
なお、上記寸法は、あくまで一例であり上記寸法に限定されない。
（２−２）パターンＢ
（ｉ）構成
図１９は、パターンＢのキュベット部の一例を示す斜視図、図２０は図１９のパターンＢのキュベット部の各断面図である。このパターンＢのキュベット部２２０Ｂは、第１実施形態例のパターンＦのキュベット部２０Ｆ構成と同様に、出射端部及び入射端部ともに、面取り部及び切り欠き部を有する。ここで、パターンＢのキュベット部２２０Ｂは、検出路が第２基板の深さ方向に形成されているという点と、切り欠き部及び面取り部が円錐状に形成されている点とにおいて、第１実施形態例のパターンＦのキュベット部２０Ｆと異なるのみでその他の構成は同様の構成である。よって、以下に簡単にのみ説明を行う。
【０１３７】
キュベット部２２０Ｂは、第１基板２４１ａ、第２基板２４１ｂ及び第３基板２４１ｃから形成されている。キュベット部２０Ｅは、検出路２４３、導入路２４５、排出路２４７、検出路２４３の一端の基板により形成されている入射端部２４９、及び検出路２４３の他端の基板により形成されている出射端部２５１を含む。
入射端部２４９の入射端部外壁には、切り欠き部２６３が形成されている。切り欠き部２６３は、検出路２４３を通過する光の光軸と概ね垂直な底面２６３−２と、底面２６３−２を囲む円錐状の傾斜面２６３−１である側面と、からなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面２６３−２に向かうほど狭まるように形成されている。また、入射端部２４９の入射端部内壁面には、面取り部２４３ａが形成されている。面取り部２４３ａは、光軸と概ね垂直な底面２４３ａ−２と、底面２４３ａ−２を囲む円錐状の傾斜面２４３ａ−１である側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面２４３ａ−２に向かうほど狭まるように形成されている。
【０１３８】
出射端部２５１の出射端部内壁面には、面取り部２４３ｂが形成されている。面取り部２４３ｂは、光軸と概ね垂直な底面２４３ｂ−２と、底面２４３ｂ−２を囲む円錐状の傾斜面２４３ｂ−１である側面と、からなる凹部を有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面２４３ｂ−２に向かうほど狭まるように形成されている。また、出射端部２５１の出射端部外壁には、切り欠き部２５３が形成されている。切り欠き部２５３は、光軸と概ね垂直な底面２５３−２と、底面２５３−２を囲む円錐状の傾斜面２５３−１である側面とからなる凹部有するように形成されている。この凹部は、凹部の開口が底面２５３−２に向かうほど狭まるように形成されている。
【０１３９】
（ｉｉ）キュベット部での光の挙動
キュベット部２２０Ｂでは、第３基板２４１ｃ側の入射端部２４９から光が照射され、第１基板２４１ａ側の出射端部２５１から光が出射される。キュベット部２２０Ｂでの光の挙動は、第１実施形態例のパターンＦのキュベット部２０Ｆと同様であるので説明を省略する。
【０１４０】
（ｉｉｉ）設計の一例
図２１は、パターンＢにおけるキュベット部２２０Ｂの設計の一例を示す説明図である。ここで、キュベット部２２０Ｂの各部の寸法は、次の通りである。
ａ（入射端部外壁面〜底面２６３−２）＝０．５ｍｍ
ｂ（底面２６３−２〜底面２４３ａ−２）＝０．５ｍｍ
ｃ（傾斜面２４３ａ−１の傾斜している距離）＝０．２ｍｍ
ｄ（傾斜面２４３ｂ−１の傾斜している距離）＝０．２ｍｍ
ｅ（底面２４３ｂ−２〜底面２５３−２）＝０．５ｍｍ
ｆ（傾斜面２５３−１の傾斜している距離）＝０．５ｍｍ
ｇ（切り欠き部２５３の開口の最大幅）＝１．５ｍｍ
ｈ（底面２６３−２及び底面２４３ａ−２の幅）＝０．５ｍｍ
ｉ（検出路２４３の幅）＝０．９ｍｍ
ｊ（底面２４３ｂ−２及び底面２５３−２の幅）＝０．５ｍｍ
ｋ（切り欠き部２５３の開口の最大幅）＝１．９ｍｍ
ｌ（検出路の長さ：底面２４３ａ−２〜底面２４３ｂ−２）＝１０．０ｍｍ
Ｗ（基板外部から入射端部外壁面に入射される入射光の幅）＝０．９ｍｍ
ここで、上述のような本発明の効果を得るためには、Ｗ＞ｈ及びＷ＞ｊである必要がある。
【０１４１】
なお、上記寸法は、あくまで一例であり上記寸法に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
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】
【０１４３】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るキュベット部を含むマイクロチップの全体斜視図。
【図２】（ａ）パターンＡのキュベット部２０Ａの斜視図。  （ｂ）同図（ａ）のＡ１−Ａ１’断面図。  （ｃ）同図（ｂ）のＡ２−Ａ２’断面図。
【図３】光が全反射されるための条件を示す説明図
【図４】（ａ）パターンＢのキュベット部２０Ｂの斜視図。  （ｂ）同図（ａ）のＢ１−Ｂ１’断面図。  （ｃ）同図（ｂ）のＢ２−Ｂ２’断面図。
【図５】（ａ）光が全反射されるための条件を示す説明図。  （ｂ）は同図（ａ）の拡大図
【図６】（ａ）パターンＣのキュベット部２０Ｃの斜視図。  （ｂ）同図（ａ）のＣ１−Ｃ１’断面図。  （ｃ）同図（ｂ）のＣ２−Ｃ２’断面図。
【図７】光が全反射されるための条件を示す説明図。
【図８】（ａ）パターンＤのキュベット部２０Ｄの斜視図。  （ｂ）同図（ａ）のＤ１−Ｄ１’断面図。  （ｃ）同図（ｂ）のＤ２−Ｄ２’断面図。
【図９】光が全反射されるための条件を示す説明図。
【図１０】（ａ）パターンＥのキュベット部２０Ｅの斜視図。  （ｂ）同図（ａ）のＥ１−Ｅ１’断面図。  （ｃ）同図（ｂ）のＥ２−Ｅ２’断面図。
【図１１】パターンＥにおけるキュベット部２０Ｅの設計の一例を示す説明図。
【図１２】（ａ）パターンＦのキュベット部２０Ｆの斜視図。  （ｂ）同図（ａ）のＦ１−Ｆ１’断面図。  （ｃ）同図（ｂ）のＦ２−Ｆ２’断面図。
【図１３】パターンＦにおけるキュベット部２０Ｆの設計の一例を示す説明図。
【図１４】マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例。
【図１５】本発明の第２実施形態例に係るキュベット部を含むマイクロチップの全体斜視図。
【図１６】パターンＡのキュベット部の一例を示す斜視図。
【図１７】図１６のパターンＡのキュベット部の各断面図。
【図１８】パターンＡにおけるキュベット部２２０Ａの設計の一例を示す説明図。
【図１９】パターンＢのキュベット部の一例を示す斜視図。
【図２０】図１９のパターンＢのキュベット部の各断面図。
【図２１】パターンＢにおけるキュベット部２２０Ｂの設計の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【０１４４】
取込口：１、２０１
遠心分離管：３、２０３
保持部：５、２０５
計量部：７、２０７
廃液溜：９、２０９
試薬溜：１１ａ       、１１ｂ、２１１ａ、２１１ｂ
１次混合部：１３、２１３
２次混合部：１５、２１５
取出口：１７、２１７
検出路：１９、２１９
キュベット部：２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｅ、２０Ｆ、２２０Ａ、２２０Ｂ
検出路：２３、４３、６３、８３、１０３、１２３、２２３、２４３
入射端部：２９、４９、６９、８９、１０９、１２９、２２９、２４９
出射端部：３１、５１、７１、９１、１１１、１３１、２３１、２５１
切り欠き部：３３、５３、９３、１１３、１３３、１４３、２３３、２５３、２６３
面取り部：４３、６３ａ、８３ａ、１０３ａ、１２３ａ、１２３ｂ、２２３ａ、２４３ａ
マイクロチップ：１００、２００
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2007298474.tif 000039
【図２０】
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【図２１】
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