(57)【要約】  本発明によって新規なマイクロ流路デバイスおよびその製法を提供する。マイクロ流路デバイスは、注入口およびそれに連通した流体流路を具備する。流体流路は、流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備する。第２流路の周面および第３流路の周面からなる群から選択される少なくとも一方の周面には抗体が固定されている。第３流路の断面積は、第２流路から第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加している。第２流路の断面積は、第２流路の一端から他端にかけて、方向Ｘに沿って単調に増加している。第１流路の断面積は、第２流路の一端での断面積よりも大きい。
2018530745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流路デバイスを製造する方法であって、以下の工程を具備する：
流体流路を具備する第１基板上に、抗体を含有する水溶液を供給する工程（ａ）、
ここで、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第３流路の断面積は、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、
前記第１流路の断面積は、前記第２流路の一端での断面積よりも大きく、かつ
前記水溶液は、前記第２流路に供給され、
前記水溶液を前記第２流路および前記第３流路の少なくとも一方に含まれる分析領域に接触させる工程（ｂ）
ここで、以下の関係（ＩＡＡ）が充足され、
ＬＳ≦Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＡＡ）
ここで、
ＬＳは、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の一端からの前記水溶液の長さを表し、
Ｌ２は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の長さを表し、かつ
Ｌ３は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第３流路の長さを表し、
前記水溶液を保持させる工程（ｃ）、ここで、
前記水溶液の一端は、前記第２流路の一端に位置しており、
前記水溶液の他端は、前記Ｘ方向とは逆の方向に沿って移動し、かつ
前記抗体は、前記分析領域に固定される。
ここで、以下の関係（ＩＢＢ）が充足される：
ＬＡ＜ＬＳ’＜ＬＳ    （ＩＢＢ）
ここで、ＬＡは、前記分析領域および前記第２流路の一端の間の距離を表し、かつＬＳ’は、工程（ｃ）における前記水溶液の長さを表す。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
以下の関係（ＩＩ）が充足される。
ＬＳ＜Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＩ）
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記工程（ａ）において、前記水溶液は前記第３流路にも供給される。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、さらに以下の工程を備える：
前記第１基板上に、第２基板を蓋として配置する工程（ｄ）。
【請求項５】
以下を具備するマイクロ流路デバイス：
注入口、および
前記注入口に連通した流体流路
ここで、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記注入口および前記第２流路の間に挟まれており、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第２流路の周面および前記第３流路の周面からなる群から選択される少なくとも一方の周面には抗体が固定されており、
前記第３流路の断面積は、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、
前記第１流路の断面積は、前記第２流路の一端での断面積よりも大きい。
【請求項６】
請求項５に記載のマイクロ流路デバイスであって、
前記マイクロ流路デバイスは、さらに排出口を具備し、
前記流体流路は、前記注入口および前記排出口の間に挟まれ、
前記流体流路は、前記第３流路および前記排出口の間に、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向に沿って断面積が減少する部分を有さない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、マイクロ検査チップおよび検査装置を開示する特許文献１に含まれる図５の写しである。図１０に示されるように、特許文献１においては、まず、マイクロ検査チップ８００が用意される。マイクロ検査チップ８００は、注入流体流路１４１、増幅部８１１、および排出流体流路１５１を有している。増幅部１１１は、それぞれ注入流体流路１４１および排出流体流路１５１に近い壁面８１１ａおよび壁面８１１ｂを有している。壁面８１１ａおよび壁面８１１ｂは、互いに向かい合っている。
【０００３】
液体１２３・１３３の混合液が、注入流体流路１４１から増幅部８１１に、混合液の界面１６１が壁面８１１ｂに接しないように供給される。次いで、混合液が加熱部２３３で加熱されて生成液１６１を得る。増幅部８１１に含まれる検出領域２５５上の生成液１６１が、光源２５１および受光素子２５３を含む検出部２５０を用いて分析される。最後に、バルブ１５３を開け、排出流体流路１５１を通って生成液１６１は除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０４７４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、新規なマイクロ流路デバイスおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、マイクロ流路デバイスを製造する方法であって、以下の工程を具備する：
流体流路を具備する第１基板上に、抗体を含有する水溶液を供給する工程（ａ）、
ここで、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第３流路の断面積は、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、
前記第１流路の断面積は、前記第２流路の一端での断面積よりも大きく、かつ
前記水溶液は、前記第２流路に供給され、
前記水溶液を前記第２流路および前記第３流路の少なくとも一方に含まれる分析領域に接触させる工程（ｂ）
ここで、以下の関係（ＩＡＡ）が充足され、
ＬＳ≦Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＡＡ）
ここで、
ＬＳは、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の一端からの前記水溶液の長さを表し、
Ｌ２は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の長さを表し、かつ
Ｌ３は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第３流路の長さを表し、
前記水溶液を保持させる工程（ｃ）、ここで、
前記水溶液の一端は、前記第２流路の一端に位置しており、
前記水溶液の他端は、前記方向Ｘとは逆の方向に沿って移動し、
前記抗体は、前記分析領域に固定され、かつ、
ここで、以下の関係（ＩＢＢ）が充足される：
ＬＡ＜ＬＳ’＜ＬＳ    （ＩＢＢ）
ここで、ＬＡは、前記分析領域および前記第２流路の一端の間の距離を表し、かつＬＳ’は、工程（ｃ）における前記水溶液の長さを表す。
本発明は、以下を具備するマイクロ流路デバイスである：
注入口、および
前記注入口に連通した流体流路
ここで、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記注入口および前記第２流路の間に挟まれており、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第２流路の周面および前記第３流路の周面からなる群から選択される少なくとも一方の周面には抗体が固定されており、
前記第３流路の断面積は、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、
前記第１流路の断面積は、前記第２流路の一端での断面積よりも大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、新規なマイクロ流路デバイスおよびその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態によるマイクロ流路デバイスの断面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、マイクロ流路デバイスの平面図を示す。
【図２】図２は、工程（ｂ）において流体流路に液体試料が供給されたマイクロ流路デバイスの平面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における断面図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図４】図４は、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における断面図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、図４に続き、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに続き、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに続き、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図６】図６は、図５Ｃに続き、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図７】図７は、図６に続き、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図８】図８は、図７に続き、実施形態によるマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における断面図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、従来のマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、従来のマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、従来のマイクロ流路デバイスを製造する方法に含まれる１工程における平面図を示す。
【図１０】図１０は、特許文献１に含まれる図５の写しである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態が説明される。
【００１０】
（マイクロ流路デバイス）
まず、実施形態によるマイクロ流路デバイスが説明される。マイクロ流路デバイスは、微量の液体試料に含まれる成分を分析するMicro-Total Analysis system（以下、「μ−ＴＡＳ」という）のために用いられる。液体試料の例は、ヒトを含む動物から得られた血液、尿、または汗である。
【００１１】
図１Ａは、実施形態において用いられるマイクロ流路デバイス１００の断面図を示す。図１Ａに示されるように、マイクロ流路デバイス１００は、上側基板１５０および下側基板１６０を具備している。下側基板１６０および上側基板１５０は、それぞれ、第１基板および第２基板とも呼ばれ得る。図１Ｂは、マイクロ流路デバイス１００の平面図を示す。厳密に言えば、図１Ｂは、下側基板１６０の平面図を示す。図１Ｂでは、上側基板１５０は省略されている。
【００１２】
図１Ａに示されるように、上側基板１５０の裏面は、下側基板１６０の表面に密着している。上側基板１５０は、注入口１０２および排出口１０６を具備している。注入口１０２および排出口１０６は、上側基板１５０を貫通している。下側基板１６０は、表面に流体流路１０４を具備している。流体流路１０４は、注入口１０２および排出口１０６と連通している。流体流路１０４は非常に細いため、毛細管力が流体流路１０４内で生じる。
【００１３】
このように、マイクロ流路デバイス１００は、注入口１０２、流体流路１０４、および排出口１０６を具備している。液体試料は注入口１０２から流体流路１０４に供給される。次いで、流体流路１０４に保持された液体試料が分析される。最後に、液体試料は、流体流路１０４から排出口１０６を通って排出される。
【００１４】
図１Ａおよび図１Ｂでは、下側基板１６０の表面に流体流路１０４が形成されている。これに代えて、上側基板１５０の裏面に、流体流路１０４が形成されていてもよい。また、上側基板１５０の裏面および下側基板１６０の表面の両者に流体流路１０４が形成されていても良い。この場合、上側基板１５０の裏面に形成された流体流路は、下側基板１５０の表面に形成された流体流路と同一の形状を有することが望ましい。
【００１５】
図１Ｂに示されるように、流体流路１０４は、第１流路１０４ａ、第２流路１０４ｂ、および第３流路１０４ｃを具備している。これらの流路は、流体流路１０４の長手方向に沿って連続的に配置されている。
【００１６】
第２流路１０４ｂは、注入口１０２側および排出口１０６側に、それぞれ、一端１０４ｂ１および他端１０４ｂ２を有している。
【００１７】
第１流路１０４ａは、注入口１０２および第２流路１０４ｂの間に挟まれている。第１流路１０４ａは、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１を介して、第２流路１０４ｂに連通している。
【００１８】
第２流路１０４ｂは、第１流路１０４ａおよび第３流路１０４ｃの間に挟まれている。第２流路１０４ｂは、前記第２流路１０４ｂの他端１０４ｂ２を介して、第３流路１０４ｃに連通している。
【００１９】
このように、第１流路１０４ａおよび第２流路１０４ｂは、流体流路１０４の長手方向に沿って連続的に配置されているので、他の流路は第１流路１０４ａおよび第２流路１０４ｂの間に存在しない。言い換えれば、第１流路１０４ａは、第２流路１０４ｂに直接的に連通している。同様に、他の流路は第２流路１０４ｂおよび第３流路１０４ｃの間にも存在しない。言い換えれば、第２流路１０４ｂは、第３流路１０４ｃに直接的に連通している。
【００２０】
第１流路１０４ａ、第２流路１０４ｂ、および第３流路１０４ｃのいずれにおいても毛細管力が生じ得る。本発明においては、少なくとも第２流路１０４ｂに毛細管力が生じている。なぜなら、第２流路１０４ｂは、流体流路１０４において最も小さい断面積を有する部分（すなわち、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１）を含むからである。
【００２１】
流体流路１０４は、下側基板１６０に形成された溝１５２の壁面および上側基板１５０の裏面に囲まれている。そのため、第２流路１０４ｂおよび第３流路１０４ｃも、下側基板１６０に形成された溝１５２の壁面および上側基板１５０の裏面に囲まれている。第２流路１０４ｂの周面または第３流路１０４ｃの周面に抗体が位置するように、溝１５２の壁面に抗体が固定されている。抗体が固定された領域は、抗体領域１０５と呼ばれる。図１Ｂでは、抗体領域１０５は、第２流路１０４ｂおよび第３流路１０４ｃの両者に位置している。これに代えて、抗体領域１０５は、第２流路１０４ｂまたは第３流路１０４ｃのいずれか一方に形成され得る。抗体領域１０５は分析領域１７０を覆うように形成され得る。
【００２２】
第２流路１０４ｂの断面積は、第２流路１０４ｂから第３流路１０４ｃに向かう方向に沿って単調に増加している。言い換えれば、第２流路１０４ｂの断面積は、図１Ｂに描写された方向Ｘ（すなわち、矢印Ｘ）の方向に沿ってその一端１０４ｂ１から他端１０４ｂ２にかけて単調に増加している。一例として、第２流路１０４ｂの幅Ｗ２は、方向Ｘの方向に沿って単調に増加している。これに代えて、第２流路１０４ｂの高さＨ２（図１Ａ参照）が方向Ｘの方向に沿って単調に増加してもよい。第２流路１０４ｂの幅Ｗ２および高さＨ２の両者が、方向Ｘの方向に沿って単調に増加してもよい。第２流路１０４ｂは、方向Ｘの方向に沿って一定の断面積を有する部分を有しない。同様に、第２流路１０４ｂは、方向Ｘの方向に沿って断面積が減少する部分を有しない。
【００２３】
一方、第３流路１０４ｃの断面積は、方向Ｘの方向に沿って一定であるか、または単調に増加している。第３流路１０４ｃの断面積は方向Ｘの方向に沿って一定であることが望ましい。第３流路１０４ｃの断面積が方向Ｘの方向に沿って単調に増加している場合、一例として、第３流路１０４ａの幅Ｗ３は、方向Ｘの方向に沿って単調に増加している。これに代えて、第３流路１０４ｃの高さＨ３（図１Ａ参照）が方向Ｘの方向に沿って単調に増加してもよい。
【００２４】
第１流路１０４ａの断面積は、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１での断面積よりも大きい。このことは重要である。その理由は後述される。
【００２５】
一例として、μ−ＴＡＳのために適切な流体流路１０４は、以下のような長さおよび幅を有し得る。
第１流路１０４ａの長さＬ１：１０マイクロメートル−５０００マイクロメートル
第１流路１０４ａの幅Ｗ１：１０マイクロメートル−５００マイクロメートル
第２流路１０４ｂの長さＬ２：１０マイクロメートル−５００マイクロメートル
第２流路１０４ｂの幅Ｗ２：１０マイクロメートル−５００マイクロメートル
第３流路１０４ｃの長さＬ３：１０マイクロメートル−５０００マイクロメートル
第３流路１０４ｃの幅Ｗ３：１０マイクロメートル−５００マイクロメートル
【００２６】
流体流路１０４は、第３流路１０４ｃおよび排出口１０６の間に、方向Ｘに沿って断面積が減少する部分を有さないことが望ましい。一例として、図１Ｂに示されるように、第３流路１０４ｃは排出口１０６に直接的に連通している。
【００２７】
（マイクロ流路デバイスを製造する方法）
以下、上記のマイクロ流路デバイスを製造する方法が、図３Ａ〜図８を参照しながら説明される。
【００２８】
まず、所定の厚みを有する基板の表面に溝が形成され、基板の表面に流体流路１０４を形成する。溝はフォトリソグラフィー法またはエッチング法を用いて形成される。このようにして、図３Ａおよび図３Ｂに示されるような下側基板１６０が用意される。図３Ａおよび図３Ｂでは、注入口１０２および排出口１０６は、下側基板１６０に形成されている。しかし、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、注入口１０２および排出口１０６は、上側基板１５０に形成され得る。
【００２９】
（工程（ａ））
次に、図４に示されるように、抗体を含有する水溶液が液滴３０１として下側基板１６０に向けて滴下される。液滴３０１は、第２流路１０４ｂに供給される。液滴３０１は、第２流路１０４ｂ上に滴下されることが望ましい。液滴３０１は、第３流路１０４ｃ上に滴下され得る。このようにして、図５Ａに示されるように、抗体を含有する水溶液３０２が第２流路１０４ｂに供給される。液滴３０１は、１０ピコリットル−１０ナノリットルの容量を有し得る。
【００３０】
（工程（ｂ））
液滴３０１は複数回、下側基板１６０に向けて滴下され得る。図５Ｂに示されるように、水溶液３０２は、第２流路１０４ｂの周面に広がる。最終的に、図５Ｃに示されるように、水溶液３０２は第３流路１０４ｃの周面にも広がる。１滴の液滴３０１を下側基板１６０に向けて滴下し、図５Ｃに示されるように水溶液３０２を流体流路１０４上に広げても良い。
工程（ｂ）では、以下の関係（ＩＡＡ）が充足される。
ＬＳ≦Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＡＡ）
ここで、
ＬＳは、方向Ｘに沿った第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１からの水溶液３０２の長さを表し、
Ｌ２は、流体流路１０４において方向Ｘに沿った第２流路１０４ｂの長さを表し、
Ｌ３は、流体流路１０４において方向Ｘに沿った第３流路１０４ｃの長さを表す。
水溶液３０２は、一端３０２ａおよび他端３０２ｂを有する。
以下の関係（ＩＩ）が充足されることが望ましい。
ＬＳ＜Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＩ）
このとき、水溶液３０２は、第１流路１０４ａにはほとんど広がらない。なぜなら、第１流路１０４ａの断面積は、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１での断面積よりも大きいからである。第２流路１０４ｂの断面積が方向Ｘに沿って単調に増加しているので、毛細管力により、第２流路１０４ｂに含まれる水溶液３０２は方向Ｘとは逆の方向（以下、「−Ｘ方向」という）に引っ張られる。
第１流路１０４ａの断面積は、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１での断面積よりも大きいので、第１流路１０４ａにおいて生じる毛細管力は、第２流路１０４ｂにおいて生じる毛細管力よりも小さい。このため、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１に到達した水溶液３０２は、第１流路１０４ａに広がらない。
万一、第１流路１０４ａの断面積が、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１での断面積と同一または小さい場合には、第１流路１０４ａにおいて生じる毛細管力は、第２流路１０４ｂにおいて生じる毛細管力と同じまたは大きいため、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１に到達した水溶液３０２は、第１流路１０４ａに広がる。本発明は、このような場合を含まない。
このようにして流体流路１０４に供給された水溶液３０２は、第２流路１０４ｂおよび第３流路１０４ｃに接触される。
【００３１】
（工程（ｃ））
次に、図６に示されるように、水溶液３０２は保持される。このとき、水溶液３０２は自然乾燥され得る。これに代えて、下側基板１６０が加湿雰囲気中で保管され、水溶液３０２の乾燥を最小限に抑制し得る。
その結果、図６に示されるように、水溶液３０２の体積が減少する。言い換えれば、以下の関係（ＩＢＢ）が充足される。
ＬＡ＜ＬＳ’＜ＬＳ    （ＩＢＢ）
ここで、ＬＡは、分析領域１７０および第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１の間の距離を表し、かつ
ＬＳ’は、水溶液３０２保持後（図６を参照せよ）の方向Ｘに沿った第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１からの水溶液３０２の他端３０２ｂの距離を表す。
【００３２】
以下、流路の断面積が一定であるμ−ＴＡＳのために用いられる一般的なマイクロ流路デバイスの場合の問題点が、図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃを参照しながら説明される。図９Ａに示されるように、抗体を含有する水溶液３０２が流体流路９０４に供給される。ついで、水溶液３０２を洗浄、乾燥することによって分析領域１７０を被覆する抗体領域が形成される。しかし、流路の断面積が一定であるので、水溶液３０２が乾燥されている間、水溶液３０２は右方向または左方向のいずれか一方の方向に移動し得る。そのため、図９Ｂおよび図９Ｃに示されるように、水溶液３０２は、分析領域１７０を被覆しないことがある。その結果、抗体領域が、分析領域１７０上に形成されないことがある。
【００３３】
一方、本実施形態においては、図６に示されるように、第２流路１０４ｂの断面積が方向Ｘに沿って単調に増加しているので、毛細管力により、水溶液３０２は−Ｘ方向に引っ張られる。言い換えれば、第２流路１０４ｂの断面積が−Ｘ方向に向けて単調に減少しているので、毛細管力により、水溶液３０２は−Ｘ方向に引っ張られる。このようにして、水溶液３０２の一端３０２ａは、常に第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１に位置する。
【００３４】
水溶液３０２が乾燥されている間、水溶液３０２の他端３０２ｂが、−Ｘ方向に沿って移動する。しかし、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１には水溶液３０２が必ず存在する。これは、第２流路１０４ｂにおいて−Ｘ方向に沿った毛細管力が生じるからである。
先述したように、第１流路１０４ａの断面積は、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１での断面積よりも大きいので、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１に到達した水溶液３０２は、第１流路１０４ａに広がらない。
このような理由のため、第１流路１０４ａの断面積は、第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１での断面積よりも大きいことが本発明では必要とされる。
従って、水溶液３０２に含有される抗体は、必ず第２流路１０４ｂの周囲に固定される。
【００３５】
このようにして、図７に示されるように、抗体領域１０５が必ず第２流路１０４ｂの周囲上に形成される。水溶液３０２が下側基板１６０に向けて滴下される前に、下側基板１６０は表面処理に供され得る。これは、下側基板１６０上に抗体を固定することを容易にする。このような表面処理は周知である。
【００３６】
（工程（ｄ））
最後に、図８に示されるように、上側基板１５０が蓋として下側基板１６０上に配置される。このようにして、本実施形態によるマイクロ流路デバイスが製造される。
【００３７】
（マイクロ流路デバイスを用いた分析方法）
次に、上記のマイクロ流路デバイスを用いて、抗原を含有する液体試料を分析する方法が説明される。
【００３８】
図２に示されるように、注入口１０２から流体流路１０４に液体試料１４０を供給する。  一例として、μ−ＴＡＳのために提供される液体試料１４０は、０．０１マイクロリットル／分−２マイクロリットル／分の流速で注入口１０２から供給される。
その結果、液体試料１４０は、抗体領域１０５中の分析領域１７０に固定された抗体に接触される。分析領域１７０は、第２流路１０４ｂおよび第３流路１０４ｃの少なくとも一方に配置されているので、少なくとも一部の液体試料１４０は、第２流路１０４ｂに供給される必要がある。
このとき液体試料１４０に含有される抗原は分析領域１７０の抗体に結合される。
【００３９】
次に、第２流路１０４ｂおよび第３流路１０４ｃの少なくとも一方に含まれる分析領域１７０上の抗体に結合した抗原が分析される。分析方法は限定されない。一例として、液体試料中１４０中の抗原は光学的または電気化学的に分析される。抗原の分析の前に、分析領域１７０上の不要物質が、例えば、洗浄により除去され得る。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、被験者から得られた液体試料を当該被験者の近くで分析するために用いられ得る。
【００４１】
上記の説明から導出される発明は以下の通りである。
【００４２】
１．マイクロ流路デバイスを製造する方法であって、以下の工程を具備する：
流体流路を具備する第１基板上に、抗体を含有する水溶液を供給する工程（ａ）、
ここで、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第３流路の断面積は、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、
前記第１流路の断面積は、前記第２流路の一端での断面積よりも大きく、かつ
前記水溶液は、前記第２流路に供給され、
前記水溶液を前記第２流路および前記第３流路の少なくとも一方に含まれる分析領域に接触させる工程（ｂ）
ここで、以下の関係（ＩＡＡ）が充足され、
ＬＳ≦Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＡＡ）
ここで、
ＬＳは、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の一端からの前記水溶液の長さを表し、
Ｌ２は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の長さを表し、かつ
Ｌ３は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第３流路の長さを表し、
前記水溶液を保持させる工程（ｃ）、ここで、
前記水溶液の一端は、前記第２流路の一端に位置しており、
前記水溶液の他端は、前記Ｘ方向とは逆の方向に沿って移動し、かつ
前記抗体は、前記分析領域に固定される。
ここで、以下の関係（ＩＢＢ）が充足される：
ＬＡ＜ＬＳ’＜ＬＳ    （ＩＢＢ）
ここで、ＬＡは、前記分析領域および前記第２流路の一端の間の距離を表し、かつＬＳ’は、工程（ｃ）における前記水溶液の長さを表す。
２．上記項目１に記載の方法であって、
以下の関係（ＩＩ）が充足される。
ＬＳ＜Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＩ）
３．上記項目１に記載の方法であって、
前記工程（ａ）において、前記水溶液は前記第３流路にも供給される。
４．上記項目１に記載の方法であって、さらに以下の工程を備える：
工程（ｃ）の後に、前記第１基板上に、第２基板を蓋として配置する工程（ｄ）。
５．以下を具備するマイクロ流路デバイス：
注入口、および
前記注入口に連通した流体流路
ここで、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記注入口および前記第２流路の間に挟まれており、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第２流路の周面および前記第３流路の周面からなる群から選択される少なくとも一方の周面には抗体が固定されており、
前記第３流路の断面積は、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、
前記第１流路の断面積は、前記第２流路の一端での断面積よりも大きい。
６．上記項目５に記載のマイクロ流路デバイスであって、
前記マイクロ流路デバイスは、さらに排出口を具備し、
前記流体流路は、前記注入口および前記排出口の間に挟まれ、
前記流体流路は、前記第３流路および前記排出口の間に、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向に沿って断面積が減少する部分を有さない。
７．抗原を含有する液体試料を分析する方法であって、以下の工程を具備する：
マイクロ流路デバイスを用意する工程（ａ）
ここで、前記マイクロ流路デバイスは、
注入口、および
前記注入口に連通した流体流路
を具備し、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記注入口および前記第２流路の間に挟まれており、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第２流路の周面および前記第３流路の周面からなる群から選択される少なくとも一方の周面には抗体が固定されており、
前記第３流路の断面積は、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、かつ
前記第１流路の断面積は、前記第２流路の一端での断面積よりも大きく、
前記注入口から前記流体流路に前記液体試料を供給し、前記液体試料を前記抗体に接触させ、前記液体試料が前記第２流路内に保持されながら、前記液体試料に含有される抗原を前記抗体に結合させる工程（ｂ）、および
第２流路および第３流路の少なくとも一方に含まれる分析領域上の前記抗体に結合した前記抗原を分析する工程（ｃ）。
８．上記項目７に記載の方法であって、
前記マイクロ流路デバイスは、さらに排出口を具備し、
前記流体流路は、前記注入口および前記排出口の間に挟まれ、
前記流体流路は、前記第３流路および前記排出口の間に、前記第２流路から前記第３流路に向かう方向に沿って断面積が減少する部分を有さない。
【符号の説明】
【００４３】
１００  マイクロ流路デバイス
１５０  上側基板
１６０  下側基板
１０２  注入口
１０４  流体流路
１０４ａ  第１流路
１０４ｂ  第２流路
１０４ｂ１  一端
１０４ｂ２  他端
１０４ｃ  第３流路
１０５  抗体領域
１０６  排出口
１４０  液体試料
１４０ａ  一端
１４０ｂ  他端
１５２  溝
１７０  分析領域
３００  インクジェットヘッド
３０１  液滴
３０２  抗原を含有する水溶液
３０２ａ  水溶液３０２の一端
３０２ｂ  水溶液３０２の他端
Ｈ１  第１流路１０４ａの高さ
Ｈ２  第２流路１０４ｂの高さ
Ｈ３  第３流路１０４ｃの高さ
Ｌ１  第１流路１０４ａの長さ
Ｌ２  第２流路１０４ｂの長さ
Ｌ３  第３流路１０４ｃの長さ
ＬＡ  分析領域１７０および第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１の間の長さ
ＬＳ  第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１からの液体試料３０２の長さ
ＬＳ’  第２流路１０４ｂの一端１０４ｂ１からの液体試料３０２の長さ
Ｗ１  第１流路１０４ａの幅
Ｗ２  第２流路１０４ｂの幅
Ｗ３  第３流路１０４ｃの幅
【図１Ａ】
2018530745.tif 000003
【図１Ｂ】
2018530745.tif 000004
【図２】
2018530745.tif 000005
【図３Ａ】
2018530745.tif 000006
【図３Ｂ】
2018530745.tif 000007
【図４】
2018530745.tif 000008
【図５Ａ】
2018530745.tif 000009
【図５Ｂ】
2018530745.tif 000010
【図５Ｃ】
2018530745.tif 000011
【図６】
2018530745.tif 000012
【図７】
2018530745.tif 000013
【図８】
2018530745.tif 000014
【図９Ａ】
2018530745.tif 000015
【図９Ｂ】
2018530745.tif 000016
【図９Ｃ】
2018530745.tif 000017
【図１０】
2018530745.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月17日(2018.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流路デバイスを製造する方法であって、
流体流路を具備する第１基板を用意する工程（ａ）であって、ここで、
前記流体流路は、前記流体流路の長手方向に沿って連続的に配置された第１流路、第２流路、および第３流路を具備しており、
前記第２流路は、一端および他端を有し、
前記第１流路は、前記第２流路の一端を介して、前記第２流路に連通しており、
前記第２流路は、前記第１流路および前記第３流路の間に挟まれており、
前記第２流路は、前記第２流路の他端を介して、前記第３流路に連通しており、
前記第３流路の断面積は、前記第１基板の平面視において、前記第１流路から前記第２流路に向かう方向Ｘに沿って一定であるか、または単調に増加しており、
前記第２流路の断面積は、前記第１基板の平面視において、前記第２流路の一端から他端にかけて、前記方向Ｘに沿って単調に増加しており、
前記第１流路の断面積は、前記第１基板の平面視において、前記第２流路の一端での断面積よりも大きい、工程（ａ）と、
抗体を含有する水溶液を前記第２流路の周面に滴下する工程（ｂ）であって、ここで、
以下の関係（ＩＡＡ）
ＬＳ≦Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＡＡ）
が充足され、ここで、
ＬＳは、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の一端からの前記水溶液の長さを表し、
Ｌ２は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第２流路の長さを表し、かつ
Ｌ３は、前記流体流路の長手方向に沿った前記第３流路の長さを表す、工程（ｂ）と、
前記水溶液を乾燥させ、前記抗体を前記第２流路上の周面に固定する工程（ｃ）であって、ここで、
前記水溶液の一端は、前記第２流路の一端に位置しており、
前記水溶液の他端は、前記Ｘ方向とは逆の方向に沿って移動し、かつ
前記抗体は、前記第２流路上の周面に固定され、
ここで、以下の関係（ＩＢＢ）
ＬＡ＜ＬＳ’＜ＬＳ    （ＩＢＢ）
が充足され、ここで、
ＬＡは、前記第２流路上の周面に固定された抗体および前記第２流路の一端の間の距離を表し、かつＬＳ’は、工程（ｃ）における前記水溶液の長さを表す、工程（ｃ）と、
を含む、マイクロ流路デバイスを製造する方法。
【請求項２】
以下の関係（ＩＩ）
ＬＳ＜Ｌ２＋Ｌ３    （ＩＩ）
が充足される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）において、前記水溶液は前記第３流路の周面にも滴下される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１基板上に、第２基板を蓋として配置する工程（ｄ）をさらに含む請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2018530745.tif 000019
2018530745.tif 000020
2018530745.tif 000021