(57)【要約】【課題】微細流路での流体の漏洩を防止することができ、かつ微細流路の変形を抑制して所定量の流体を精度良く安定して微細流路に流す。【解決手段】マイクロ流体チップ３０は、センサーチップ４０と重ね合わせることによって、センサーチップ４０が底面を形成する微細流路５０の底面以外の全ての壁面を形成する。マイクロ流体チップ３０は、微細流路５０に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつセンサーチップ４０の底面の構成材料よりゴム硬度の小さいＰＤＭＳゴムで構成されている。マイクロ流体チップ３０の下部ゴム層３１は、少なくともベースチップの底面に接触する部分にゴム硬度が５以上４０以下である。下部ゴム層３１の上部は、ゴム硬度が５０以上の上部ゴム層３２で覆われている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースチップと重ね合わせることによって、前記ベースチップが底面を形成する微細流路の前記底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップであって、
前記微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつ前記ベースチップの前記底面の構成材料よりゴム硬度の小さい高分子材料で構成されている不活性層を備え、
前記不活性層は、少なくとも前記ベースチップの前記底面に接触する部分にゴム硬度が５以上４０以下の下部ゴム層を含み、前記下部ゴム層の上部がゴム硬度５０以上の上部層で覆われている、マイクロ流体チップ。
【請求項２】
前記下部ゴム層は、ゴム硬度５以上４０以下のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなる、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項３】
前記上部層は、ゴム硬度が５０以上のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなる、
請求項１又は請求項２に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項４】
前記不活性層は、前記微細流路の前記壁面のうち、前記微細流路の側壁の少なくとも一部が前記下部ゴム層で形成され、前記微細流路の上壁が前記上部層で形成されている、
請求項３に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項５】
前記ベースチップは、前記底面で照射光を反射するように構成され、
前記微細流路の上方にある全ての部材が透明な材料で構成されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項６】
前記不活性層は、厚みが２ｍｍ以下である、
請求項５に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項７】
前記ベースチップは、前記微細流路の前記底面に形成されている導電パターンを有し、
前記下部ゴム層は、前記導電パターンに接触して配置される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項８】
前記微細流路につながっている液流入口及び液排出口を有する、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のマイクロ流体チップと、
前記マイクロ流体チップの前記液流入口及び前記液排出口に接続される送液コネクタと
を備え、
前記マイクロ流体チップは、前記液流入口及び前記液排出口の周囲の硬さがゴム硬度で５以上１００以下であることを特徴とする、
化学装置。
【請求項９】
ベースチップと重ね合わせることによって、前記ベースチップが底面を形成する微細流路の前記底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップの製造方法であって、
前記微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつゴム硬度が５以上４０以下の高分子材料で構成される下部ゴム層を、第１型と第２型で形成される第１キャビティにより成形する第１成形工程と、
前記微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性で、前記ベースチップの前記底面の構成材料よりゴム硬度の小さくかつゴム硬度が５０以上の上部層を前記第１型及び前記下部ゴム層と第３型との間に形成される第２キャビティにより成形する第２成形工程と
を備えるマイクロ流体チップの製造方法。
【請求項１０】
ベースチップと重ね合わせることによって、前記ベースチップが底面を形成する微細流路の前記底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップの製造方法であって、
前記微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性で、前記ベースチップの前記底面の構成材料よりゴム硬度の小さくかつゴム硬度が５０以上の上部層を構成するためのシートを第１型と第２型で形成されるキャビティ内にインサートするインサート工程と、
前記シートがインサートされている前記第１型と前記第２型のキャビティにより、前記微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつゴム硬度が５以上４０以下の高分子材料で構成される下部ゴム層を成形する成形工程と、
を備えるマイクロ流体チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体チップ及びその製造方法並びにマイクロ流体チップを備える化学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、経済性や環境保護の観点から、ガラスなどの小さな基板に微細な溝や空洞を形成し、化学反応、細胞培養、分離検出等のプロセスに用いる検体の量をできるだけ減らすことが試みられている。
例えば、特許文献１（特開２００６−２６７９１号公報）には、厚さ１ｍｍのガラス基板の上に、幅及び高さが各２００μｍ、長さが５０ｍｍの微細流路を持つマイクロ流体チップが記載されている。一般的に、マイクロ流体チップの基板上に形成される微細流路の幅や高さは様々であるが、例えば幅が５μｍから５０００μｍまでのものがしばしば用いられる。
また、特許文献１には、微細流路をシリコーンゴム系のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）ゴムを用いて形成し、ガラス基板にＰＤＭＳゴムを貼り付けて微細流路からの流体の漏洩を完全に防止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、微細流路の底面をガラス基板で形成し、かつ側壁や上壁をＰＤＭＳで形成することで流体の漏洩を完全に防止した微細流路を提供できる反面、微細流路はシリコーンゴム系のＰＤＭＳという素材に依存してその形状を維持することになる。
このように、微細流路の側壁及び上壁がＰＤＭＳゴムで形成されていると、何らかの理由で微細流路の上方から力が加わることによって微細流路が変形し、大きな力が加わると微細流路が閉塞してしまう事態を生じることもある。また、液体輸送の吸引によっても微細流路が閉塞することがある。
【０００５】
本発明の目的は、流体の漏洩を防止することのできる微細流路において、微細流路の変形を抑制し、所定量の流体を精度良く安定して微細流路に流すことのできるマイクロ流体チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これらの態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係るマイクロ流体チップは、ベースチップと重ね合わせることによって、ベースチップが底面を形成する微細流路の底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップであって、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつベースチップの底面の構成材料よりゴム硬度の小さい高分子材料で構成されている不活性層を備え、不活性層は、少なくともベースチップの底面に接触する部分にゴム硬度が５以上４０以下の下部ゴム層を含み、下部ゴム層の上部がゴム硬度５０以上の上部層で覆われているものである。
このマイクロ流体チップでは、下部ゴム層によって微細流路からの流体の漏洩が防止しやすくなり、上部層によって微細流路の変形が防止しやすくなる。
【０００７】
本発明の一見地に係る化学装置は、微細流路につながっている液流入口及び液排出口を有するマイクロ流体チップと、マイクロ流体チップの液流入口及び液排出口に接続される送液コネクタとを備えるものである。このマイクロ流体チップは、ベースチップと重ね合わせることによって、ベースチップが底面を形成する微細流路の底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップであって、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつベースチップの底面の構成材料よりゴム硬度の小さい高分子材料で構成されている不活性層を備え、不活性層は、少なくともベースチップの底面に接触する部分にゴム硬度が５以上４０以下の下部ゴム層を含み、ゴム硬度が５０以上の上部層で下部ゴム層の上部が覆われているものであり、液流入口及び液排出口の周囲の硬さがゴム硬度で５以上１００以下であることを特徴とするものである。
この化学装置では、マイクロ流体チップが下部ゴム層によって微細流路からの流体の漏洩が防止しやすくなり、上部層によって微細流路の変形が防止しやすくなるので、送液の精度を向上させ易くなる。
【０００８】
本発明の一見地に係るマイクロ流体チップの製造方法は、ベースチップと重ね合わせることによって、ベースチップが底面を形成する微細流路の底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップの製造方法であって、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつゴム硬度が５以上４０以下の高分子材料で構成される下部ゴム層を、第１型と第２型で形成される第１キャビティにより成形する第１成形工程と、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性で、ベースチップの底面の構成材料よりゴム硬度の小さくかつゴム硬度が５０以上の上部層を第１型及び下部ゴム層と第３型との間に形成される第２キャビティにより成形する第２成形工程とを備えるものである。
このマイクロ流体チップの製造方法では、第１成形工程と第２成形工程の２つの工程を経ることで、下部ゴム層と上部層を有するマイクロ流体チップを容易に製造することができる。
【０００９】
本発明の他の見地に係るマイクロ流体チップの製造方法は、ベースチップと重ね合わせることによって、ベースチップが底面を形成する微細流路の底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップの製造方法であって、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性で、ベースチップの底面の構成材料よりゴム硬度の小さくかつゴム硬度が５０以上の上部層を構成するためのシートを第１型と第２型で形成されるキャビティ内にインサートするインサート工程と、シートがインサートされている第１型と第２型のキャビティにより、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつゴム硬度が５以上４０以下の高分子材料で構成される下部ゴム層を成形する成形工程とを備えるものである。
このマイクロ流体チップの製造方法では、成形工程の前にインサート工程を経ることで、下部ゴム層と上部層を有するマイクロ流体チップを容易に製造することができる。
【００１０】
また、下部ゴム層は、ゴム硬度５以上４０以下のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなるものであってもよい。
また、上部層は、ゴム硬度が５０以上のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなるものであってもよい。
また、不活性層は、微細流路の壁面のうち、微細流路の側壁の少なくとも一部が下部ゴム層で形成され、微細流路の上壁が上部層で形成されているものであってもよい。
【００１１】
また、ベースチップは、底面で照射光を反射するように構成されている場合に、微細流路の上方にある全ての部材が透明な材料で構成されているものであってもよい。
また、不活性層は、厚みが２ｍｍ以下であってもよい。
【００１２】
また、ベースチップが微細流路の底面に形成されている導電パターンを有する場合に、下部ゴム層は、導電パターンに接触して配置されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マイクロ流体チップにおいて、微細流路での流体の漏洩を防止することができ、かつ微細流路の変形を抑制して所定量の流体を精度良く安定して微細流路に流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係るマイクロ流体チップが使用されている検査装置の概要を示すブロック図。
【図２】図１の検査装置の外観を示す斜視図。
【図３】（ａ）マイクロ流体チップとセンサーチップの配置を説明するための断面形状の模式図、（ｂ）マイクロ流体チップ及びセンサーチップの配置を説明するための平面形状の模式図。
【図４】マイクロ流体チップ及びセンサーチップの構造を説明するための斜視図。
【図５】（ａ）マイクロ流体チップの微細流路を説明するための部分拡大平面図、（ｂ）図５（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面形状を示す模式図、（ｃ）図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面形状を示す模式図。
【図６】（ａ）第１実施形態に係るマイクロ流体チップ及びセンサーチップの断面形状を説明するための模式図、（ｂ）マイクロ流体チップ及びセンサーチップの断面形状の一部を拡大した模式図。
【図７】（ａ）図６のマイクロ流体チップを製造するための一組のモールドの断面構造の一例を示す模式図、（ｂ）図６のマイクロ流体チップを製造するための他の一組のモールドの断面構造の一例を示す模式図。
【図８】（ａ）図６のマイクロ流体チップを製造するときの型開き工程を説明するための図、（ｂ）型締め後に下部ゴム層が成形される工程を説明するための図、（ｃ）型開き工程と型の移動工程とを説明するための図、（ｄ）型締め後に上部ゴム層が成形される工程を説明するための図、（ｅ）型開きと成形品の取出しを説明するための図、（ｆ）マイクロ流体チップとセンサーチップの貼り合わせを説明するための図。
【図９】（ａ）第２実施形態に係るマイクロ流体チップ及びセンサーチップの断面形状を説明するための模式図、（ｂ）マイクロ流体チップ及びセンサーチップの断面形状の一部を拡大した模式図。
【図１０】（ａ）図９のマイクロ流体チップを製造するための一組のモールドの断面構造の一例を示す模式図、（ｂ）図９のマイクロ流体チップの製造に用いられるシートの断面構造の一例を示す模式図。
【図１１】（ａ）図９のマイクロ流体チップを製造するときの型開き工程を説明するための図、（ｂ）シートがインサートされる工程を説明するための図、（ｃ）型締め後に下部ゴム層が成形される工程を説明するための図、（ｄ）型開きと成形品の取出しを説明するための図、（ｅ）マイクロ流体チップとセンサーチップの貼り合わせを説明するための図。
【図１２】（ａ）第３実施形態に係るマイクロ流体チップ及びセンサーチップの断面形状を説明するための模式図、（ｂ）マイクロ流体チップ及びセンサーチップの断面形状の一部を拡大した模式図。
【図１３】（ａ）図１２のマイクロ流体チップを製造するための一組のモールドの断面構造の一例を示す模式図、（ｂ）図１２のマイクロ流体チップを製造するための他の一組のモールドの断面構造の一例を示す模式図、（ｃ）図１３（ａ）の可動型の平面形状を説明するための模式図。
【図１４】（ａ）図１２のマイクロ流体チップを製造するときの型開き工程を説明するための図、（ｂ）型締め後に下部ゴム層が成形される工程を説明するための図、（ｃ）型開き工程と型の移動工程とを説明するための図、（ｄ）型締め後に上部ゴム層が成形される工程を説明するための図、（ｅ）型開きと成形品の取出しを説明するための図、（ｆ）マイクロ流体チップとセンサーチップの貼り合わせを説明するための図。
【図１５】第４実施形態に係るマイクロ流体チップが使用されている検査装置の概要を示す概念図。
【図１６】（ａ）マイクロ流体チップの微細流路を説明するための模式的な平面図、（ｂ）図１６（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面形状を示す模式図、（ｃ）図１６（ｂ）の一部を拡大して示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
（１）検査装置の概要
まず、本発明の第１実施形態に係るマイクロ流体チップを用いて化学的な検査を行う検査装置の概要について説明する。なお、本発明に係るマイクロ流体チップは、化学的な検査だけでなく、合成や生成や抽出などを行う他の化学装置にも適用することができるものであり、検査装置に用いるものに限られるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態に係るマイクロ流体チップを使用する検査装置の概要を示す模式図である。検査装置１０は、例えば特定の細菌の有無を検査する装置である。検査装置１０は、流体によって検体を供給する供給部１１と、検体を検査する検査部１２と、検査にとって不要になった流体を排出する排出部１３と、検査結果を出力する出力部１４とを備えている。
供給部１１には、流体が充填されているシリンジ２１ａがセットされる送液ポンプ２１が設置されている。シリンジ２１ａからは送液チューブ２２とバルブ２３で構成された供給経路２５が供給側の送液コネクタ５５ａまで続いている。供給経路２５の途中には、検体を供給するための検体供給経路２５ａと、検体を排出するための検体排出経路２５ｂが設けられている。
検査部１２に検体を供給するときは、シリンジ２１ａから送液コネクタ５５ａにまっすぐに続く送液チューブ２２の間のバルブ２３が開かれるとともに、検体供給経路２５ａに設けられているバルブ２３を開けて検体排出経路２５ｂに設けられているバルブ２３が閉じられる。この状態でシリンジ２１ａから圧力を加えて流体を検査部１２に送液コネクタ５５ａを通じて流し込むと、流体と一緒に検体が送液コネクタ５５ａを通じて検査部１２に流し込まれる。
検体を排出するときは、シリンジ２１ａから検体排出経路２５ｂに続く送液チューブ２２の間のバルブ２３と検体供給経路２５ａから検体排出経路２５ｂに続く送液チューブ２２の間のバルブ２３とが開かれる。このとき、送液コネクタ５５ａの手前のバルブ２３が閉じられる。この状態でシリンジ２１ａから流体を検体排出経路２５ｂに流すと、検体供給経路２５ａに残っている検体も一緒に排出される。
【００１７】
検査部１２には、送液コネクタ５５ａ，５５ｂに接続されているマイクロ流体チップ３０と、マイクロ流体チップ３０に重ねられるセンサーチップ４０と、マイクロ流体チップ３０を保持するためのチップホルダ５１と、マイクロ流体チップ３０及びセンサーチップ４０に照射する照射光及びセンサーチップ４０で反射した反射光を導くための光ファイバ５２と、光ファイバ５２に与える光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）を有する光源５３と、光ファイバ５２で導かれてきたセンサーチップ４０での反射光を分光するためＣＣＤ（電荷結合素子）を有する分光器５４と、送液コネクタ５５ａ，５５ｂや光ファイバ５２をマイクロ流体チップ３０の上方に配置して固定するためのアクリルブロック５５とが含まれる。
上述のように、送液コネクタ５５ａに検体を流し込むためにシリンジ２１ａにより加圧されることから、マイクロ流体チップ３０の中を流れる流体に圧力が加わっている。そのため、マイクロ流体チップ３０は、この流体の圧力に耐えて液漏れなどが防止されるように構成されている。また、光ファイバ５２によって導かれる光もマイクロ流体チップ３０の内部にまで入射できるように、マイクロ流体チップ３０は透明である。検査装置１０の検査の精度や確度を高く保つために、マイクロ流体チップ３０の透明度が高いことが好ましい。
【００１８】
排出部１３には、送液コネクタ５５ｂに接続されている排出用のチューブ２８と、チューブ２８に接続されている廃液タンク２９が含まれる。マイクロ流体チップ３０から排出される流体は、廃液として、送液コネクタ５５ｂとチューブ２８を経由して廃液タンク２９に送られて貯留される。
出力部１４には、分光器５４から分光に関するデータを受信するフィッティング処理デバイス６１と、フィッティング処理デバイス６１からフィッティング処理の結果を受信して検査結果を表示出力するためのモニタ出力デバイス６２とが含まれる。フィッティング処理デバイス６１は、例えば分光フィッティング処理により得られる照射光に対する反射光のピークシフトの違いから、センサーチップ４０に形成されている検出領域に特定の細菌が残留して検出領域の厚みが変化したか否かを識別する。つまり、フィッティング処理デバイス６１において干渉スペクトルの波長変化を観測することで、検体中に含まれている所定種類の細菌の有無を確認することができる。モニタ出力デバイス６２には、フィッティング処理デバイス６１における検出結果に基づいて、特定の細菌などが検体に含まれているか否かの検出結果が表示される。ここでは細菌について説明したが、ウィルスや毒素についても適切なセンサーチップを選定することにより検査を行うことができる。
【００１９】
（２）検査装置の概観
図２には、正面上方から検査装置１０を見たときの外観が示されている。検査装置１０の上部には、モニタ出力デバイス６２が取り付けられている。このモニタ出力デバイス６２には例えば透明タッチパネルが設けられており、この検査装置１０は、モニタ出力デバイス６２を使って検査装置１０の操作も行える構成になっている。また、検査装置１０の上面には、検体の入った容器を接続する接続部５２ｃが設けられている。
検査装置１０の内部中央には、図１に示されている光源５３や分光器５４等が格納される内部格納部１０ａがある。検査装置１０の下方にはチップセット部１０ｂがあり、チップセット部１０ｂの開閉を行う下部前面扉１０ｃが設けられている。下部前面扉１０ｃを開けると、マイクロ流体チップ３０及びセンサーチップ４０をセットするためのチップホルダ５１の保持領域５１ａが現れる。チップホルダ５１の台座５１ｃの上にマイクロ流体チップ３０及びセンサーチップ４０をセットするときは、位置決めピン５１ｂを基準にしてマイクロ流体チップ３０及びセンサーチップ４０のセット位置が定まる。
また、検査装置１０には、前面側端部から側面側端部にかけた角部に側方扉１０ｇが設けられている。側方扉１０ｇを開けると、送液ポンプ２１のシリンジ２１ａ及び廃液タンク２９が現れる。検査を始める前に、シリンジ２１ａに流体を入れてセットし、検査時には例えば流速が２０μリットル／分程度になるようにシリンジ２１ａから流体を送り出す。
【００２０】
（２−１）マイクロ流体チップとセンサーチップの保持構造
図３（ａ）及び図３（ｂ）には、マイクロ流体チップ３０及びセンサーチップ４０をチップホルダ５１にセットしたときのマイクロ流体チップ３０及びセンサーチップ４０とアクリルブロック５５との位置関係が示されている。図３（ａ）に示されている断面から、台座５１ｃ上の位置決めピン５１ｂの間にセンサーチップ４０が設置され、センサーチップ４０の上にマイクロ流体チップ３０が重ねられ、マイクロ流体チップ３０の上からアクリルブロック５５が押し当てられている状態が分かる。
また、図３（ａ）の断面と図３（ｂ）に示されている平面から、送液コネクタ５５ａの円形開口部５５ａａの直径が液流入口３０ａの直径よりも大きく、液流入口３０ａの全体が送液コネクタ５５ａの円形開口部５５ａａの内側に配置されていることが分かる。同様に、送液コネクタ５５ｂの円形開口部５５ｂａの直径が液排出口３０ｂの直径より大きく、液排出口３０ｂの全体が送液コネクタ５５ｂの円形開口部５５ｂａの内側に配置されていることが分かる。
さらに、図３（ａ）及び図３（ｂ）には、マイクロ流体チップ３０とセンサーチップ４０と間に形成されている微細流路５０が示され、液流入口３０ａ及び液排出口３０ｂが微細流路５０につながっていることが示されている。また、これらの図から、アクリルブロック５５によって支持されている光ファイバ５２が、微細流路５０の直上に配置されていることが分かる。
マイクロ流体チップ３０及びセンサーチップ４０の構成の詳細については後述するが、マイクロ流体チップ３０が主にＰＤＭＳゴムで構成されていることから、アクリルブロック５５によってマイクロ流体チップ３０を押さえ付けることにより、液流入口３０ａ及び液排出口３０ｂの周囲においてマイクロ流体チップ３０の表面とアクリルブロック５５の下面とが密着するとともに、微細流路５０の周囲においてセンサーチップ４０の上面とマイクロ流体チップ３０の下面とが密着する。既に説明したように、送液コネクタ５５ａからマイクロ流体チップ３０の液流入口３０ａ、微細流路５０及び液排出口３０ｂを経由して送液コネクタ５５ｂへ流体が流れる。流体を流すために送液ポンプ２１によって流体に圧力が掛かっていても、上述のようにアクリルブロック５５とマイクロ流体チップ３０とセンサーチップ４０が密着して、送液コネクタ５５ａ，５５ｂとマイクロ流体チップ３０の間やマイクロ流体チップ３０とセンサーチップ４０の間から流体が漏れ出さない構成となっている。そのために、送液コネクタ５５ａ，５５ｂが密着する液流入口３０ａ及び液排出口３０ｂの周囲の硬さがゴム硬度で５以上１００以下であることが好ましい。
【００２１】
（２−２）マイクロ流体チップとセンサーチップを用いた検査の概要
図４には、マイクロ流体チップ３０とセンサーチップ４０を用いた検査の一例が模式的に示されている。マイクロ流体チップ３０は、例えば長さと幅が十数ｍｍ程度で、高さ（厚さ）が数ｍｍ程度である。センサーチップ４０も、例えば長さと幅が十数ｍｍ程度で、高さが数ｍｍ程度であるが、この実施形態では、長さと幅はセンサーチップ４０の方がマイクロ流体チップ３０よりも大きく設定され、高さ（厚さ）はマイクロ流体チップ３０の方がセンサーチップ４０よりも大きく設定されている。
センサーチップ４０は、シリコン基板４１の上に窒化シリコン膜４２が形成されており、窒化シリコン膜４２にマイクロ流体チップ３０が密着する構成になっている。窒化シリコン膜４２の表面のうち微細流路５０の底面となる部分に、例えば抗体のような検出構造のコーティングされている検出領域４２ａが形成されている。
検体に特定の細菌が含まれているか否かを検査する場合、検出領域４２ａには特定の細菌に対して抗体抗原反応を起こす抗体がコーティングされる。検体が流体とともに微細流路５０を通過するとき、もし特定の細菌が含まれていれば、抗体抗原反応によって抗体に細菌が結合する。このように、特定の細菌が含まれている場合に、抗体に細菌が結合することによって検出領域４２ａのコーティング層の光学的な厚みが増加するので、検出領域４２ａの光学的な厚みの変化から特定の細菌が検体に含まれていたか否かの識別を行うことができる。
【００２２】
光学的な厚みの変化を検出するために、図１に示した光源５３から出た照射光Ｂ１が、図３に示した微細流路５０の直上の光ファイバ５２から窒化シリコン膜４２の検出領域４２ａに対して垂直に照射される。検出領域４２ａで反射した反射光Ｂ２は、再び、光ファイバ５２を通って図１に示した分光器５４に導かれる。
このように、検出領域４２ａの非常に僅かな光学的な厚みの変化を精度よく検出するために、照射光Ｂ１や反射光Ｂ２を十分に検出領域４２ａから分光器５４まで導くことが好ましい。照射光Ｂ１や反射光Ｂ２の減少を防ぐには、マイクロ流体チップ３０の光の透過率が高いことが好ましく、マイクロ流体チップ３０が薄いことが好ましい。また、精度のよい測定を行うためには、マイクロ流体チップ３０の形状が安定的であることが好ましい。
ところで、図５（ａ）には、改良前のマイクロ流体チップ１３０の平面形状の一部が示され、図５（ｂ）には、図５（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面が示され、図５（ｃ）には、図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面が示されている。図４に示されているシリコン基板４１上の窒化シリコン膜４２は、光を反射するために平坦かつ鏡面に仕上げられている。しかし、窒化シリコン膜４２は極めて硬い物質であるから、ガラスなどのような硬質な物質でマイクロ流体チップ１３０を形成しようとすると、マイクロ流体チップ１３０とセンサーチップ４０（窒化シリコン膜４２）との密着が難しくなり、微細流路１５０からの流体の漏洩防止が難しくなる。同様に、マイクロ流体チップ１３０が硬質な物質で形成されていると、図３に示されているアクリルブロック５５との密着も難しくなる。
そこで、マイクロ流体チップ１３０に、透明度が高くかつセンサーチップ４０よりもゴム硬度の小さいＰＤＭＳゴムを使用することが考えられる。しかし、窒化シリコン膜やアクリルブロックとの密着性を良くするためにゴム硬度が小さいＰＤＭＳゴムを使用すると、図５（ｂ）や図５（ｃ）に二点差線で示されているように、微細流路１５０の上面１５０ａが変形しやすくなる。なお、微細流路１５０の上面１５０ａが変形する一つの要因として改良前のマイクロ流体チップ１３０の上面の変形が挙げられる。例えば、マイクロ流体チップ１３０の上面が指で押されて変形したままアクリルブロック５５やセンサーチップ４０に密着して、検査が始まるまでに元通りに復元しない場合がある。また、柔軟性の高いＰＤＭＳゴムをマイクロ流体チップ１３０に使用した場合には、微細流路１５０の側壁１５０ｂの強度が弱くなることによる流体の漏洩の可能性がでてくるため、複数の微細流路１５０を高密度に形成するには不利になる。
例えば、マイクロ流体チップ１３０は、全体を構成するＰＤＭＳゴムのゴム硬度が３５でかつ厚さＴ１が２ｍｍ以下、微細流路１５０の長さＬ１が２５ｍｍ、幅Ｗ１が５ｍｍ、高さＨ１が２５μｍの仕様で形成すると、検査装置１０にセットしたときにマイクロ流体チップ１３０がアクリルブロック５５によって押さえられて微細流路１５０が閉塞する場合があることが確認されている。そこで、前述の仕様のうち、マイクロ流体チップ１３０の厚さＴ１を２ｍｍ以上とすると、閉塞は改善されるが、検出感度の低下が確認されている。このような検出感度の原因の一つとして、厚さＴ１を２ｍｍ以上としたことによって、微細流路１５０と光ファイバ５２との距離が長くなることが考えられる。以下に説明する本実施形態のマイクロ流体チップ３０は、このような改良前のマイクロ流体チップ１３０が有する不具合を改善できる構成を持っている。
【００２３】
（２−３）マイクロ流体チップの構成
図６（ａ）には、アクリルブロック５５と台座５１ｃとの間にセットされている本実施形態に係るマイクロ流体チップ３０とセンサーチップ４０の断面構造が模式的に示されている。マイクロ流体チップ３０は、ＰＤＭＳゴムで形成されているが、下部ゴム層３１と上部ゴム層３２が異なる特性を有するＰＤＭＳゴムで形成されている。すなわち、下部ゴム層３１のゴム硬度は５以上４０以下であり、ここではゴム硬度４０のＰＤＭＳゴムが選択されている。上部ゴム層３２のゴム硬度は５０以上であり、ここではゴム硬度７０のＰＤＭＳゴムが選択されている。下部ゴム層３１のゴム硬度は微細流路５０の形状を維持するには５以上であることが好ましく、マイクロ流体チップをセンサーチップ４０に隙間なく貼り付けるためには４０以下であることが好ましい。また、上部ゴム層３２のゴム硬度は、微細流路５０の上に加わる力で微細流路５０を変形させないために５０以上であってセンサーチップ４０のゴム硬度よりも小さいことが好ましい。ここでゴム硬度は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６３０１Ａに準拠して測定した値である。測定条件は、３ｍｍ厚の試料片を用い、温度２１℃、湿度４０％、測定時間３秒である。
微細流路５０の上壁５０ａ及び側壁５０ｂは、下部ゴム層３１の内面によって構成される。従って、下部ゴム層３１の厚さＴ３は、微細流路５０の高さＨ２よりも大きくなる。下部ゴム層３１の厚さＴ３は、高さＨ２よりも大きくかつ５００μｍ〜１０００μｍの範囲内で設定されることが好ましい。例えば、高さＨ２が２００μｍで厚さＴ３が５００μｍに設定される。下部ゴム層３１の厚さＴ３と上部ゴム層３２の厚さＴ４の厚さの合計（Ｔ３＋Ｔ４）、つまりマイクロ流体チップ３０の厚さＴ２は２０００μｍ以下であることが好ましい。従って、上部ゴム層３２の厚さＴ４は、厚さＴ２が前述の条件を満たしかつ５００μｍ〜１５００μｍの範囲内の値に設定されることが好ましい。また、厚さＴ４と厚さＴ３の比（Ｔ４/Ｔ３）は、上部ゴム層３２の微細流路５０の直上の領域に加わる力を十分に分散させて微細流路５０の上壁５０ａが変形するのを防止するために、１以上が好ましい。
【００２４】
ＰＤＭＳゴム材料は、光学的な厚みの変化を精度良く測定するために、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１０５に準拠して測定される波長３００ｎｍの全光線透過率が８５％以上、波長５００ｎｍの全光線透過率が９０％以上であることが好ましい。また、同規格に準拠して厚さ１ｍｍの試験片を用いて測定したヘーズが１％以下であることが好ましい。
【００２５】
マイクロ流体チップ３０の微細流路５０の長さＬ２は、通常、１０〜５０ｍｍの範囲内の値に設定され、高さＨ２は１〜３００μｍの範囲内の値に設定され、アスペクト比（幅Ｗ２／高さＨ２）は５〜１００の範囲内の値に設定される。従って、微細流路５０の幅Ｗ２は、通常５〜３００００μｍの範囲内に設定されていれば使用が可能であるが、５０〜１００００μｍの範囲内の値をとることが好ましく、５００〜５０００μｍの範囲内の値をとることがさらに好ましい。微細流路５０の幅Ｗ２が大きくなると、アスペクト比が大きくなって微細流路５０が変形しやすくなる。一方、微細流路５０の幅Ｗ２が小さすぎると、微細流路５０において流体に生じる抵抗が大きくなって流れにくくなり、大きな抵抗に抗して流体を流そうとして送液ポンプ２１で大きな圧力を発生させると、流体が微細流路５０から漏洩する可能性が増大する。また、上述のような検査装置１０においては、微細流路５０の幅Ｗ２が狭いと反射光Ｂ２を発生する面積が小さくなるので、検査精度の低下を招く。
【００２６】
（２−４）マイクロ流体チップの製造方法
図７（ａ）及び図７（ｂ）には、マイクロ流体チップ３０を成形するための２組のモールドの断面形状が模式的に示されている。図７（ａ）には、可動側の第１型８１と、第１型８１と合わさって下部ゴム層３１を成形するためのキャビティを形成する固定側の第２型８２とが示されている。第１型８１には、微細流路５０を形成するための形状８１ｓが掘り込まれている。図７（ｂ）には、図７（ａ）に示されている第１型８１とともに、それに合わさって上部ゴム層３２を形成するための第３型８３が示されている。第３型８３には、微細流路５０を形成するための形状８３ｓが掘り込まれている。円柱状の突出部８１ｔが形成されており、突出部８１ｔはマイクロ流体チップ３０の液流入口３０ａと液排出口３０ｂを形成するための構造である。例えば、第１型８１にキャビティ面の凹凸や段差が下部ゴム層３１や微細流路５０を形成するためのものであることから、マイクロメートルオーダーの精密加工を用いて第１型８１が作製される。このような凹凸や段差の形成には、機械加工だけでなく、エッチングや蒸着や化学機械研磨などの表面処理（微細加工）の技術を用いることができる。また、第２型８２や第３型８３も第１型８１と同様に製作することができる。また、円柱状の突出部８３ｔもマイクロ流体チップ３０の液流入口３０ａと液排出口３０ｂを形成するための構造である。
【００２７】
図８（ａ）には型開き工程が示され、図８（ｂ）には型締め工程後の射出工程が示され、図８（ｃ）には型開き工程と型移動工程が示され、図８（ｄ）には型締め工程後の射出工程が示され、図８（ｅ）には成形品取り出し前の型開き工程が示され、図８（ｆ）には貼り合わせ工程が示されている。
最初の型開き工程では、第１型８１と第２型８２が組み合わされる（図８（ａ））。次に、第１型８１と第２型８２の型締めが行われ、第２型８２のスプルーゲート８２ｇを通して第１型８１と第２型８２で形成されるキャビティ内に未硬化のＰＤＭＳゴム材料が射出される（図８（ｂ））。第１型８１と第２型８２の間のキャビティ内で加熱により硬化してＰＤＭＳゴムが生成されて下部ゴム層３１が形成される。下部ゴム層３１の加熱硬化後に第１型８１と第２型８２の型開きが行われ、下部ゴム層３１が載置されたままで第１型８１が第３型８３に対向する位置に移動する（図８（ｃ））。次に、第１型８１と第３型８３の型締めが行われ、第３型８３のスプルーゲート８３ｇを通して第１型８１と第３型８３で形成されるキャビティのうち下部ゴム層３１が形成されていない領域内に未硬化のＰＤＭＳゴム材料が射出される（図８（ｄ））。第１型８１と第３型８３のキャビティ内で加熱により硬化してＰＤＭＳゴムが生成されて下部ゴム層３１の上に上部ゴム層３２が形成される。上部ゴム層３２の加熱硬化後に第１型８１と第３型８３の型開きが行われ（図８（ｅ））、マイクロ流体チップ３０が取り出される。第１型８１と第３型８３から取り出されたマイクロ流体チップ３０は、センサーチップ４０の窒化シリコン膜４２上に貼り付けられる（図８（ｆ））。
【００２８】
＜第２実施形態＞
（１）マイクロ流体チップの構成
本発明の第２実施形態に係るマイクロ流体チップについて図９乃至図１１を用いて説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）に断面構造が示されている第２実施形態に係るマイクロ流体チップ３０Ａは、層構造を除いて、第１実施形態のマイクロ流体チップ３０と同様に構成される。第１実施形態のマイクロ流体チップ３０が下部ゴム層３１と上部ゴム層３２の２層構造であったのに対し、第２実施形態に係るマイクロ流体チップ３０Ａは、下部ゴム層３３と上部ゴム層３４と表面ゴム層３５の３層からなる。
マイクロ流体チップ３０Ａの下部ゴム層３３は、例えばマイクロ流体チップ３０の下部ゴム層３１と同じＰＤＭＳゴム材料を用いて同様の形状に成形することができる。従って、マイクロ流体チップ３０Ａが有する微細流路５０の構造もマイクロ流体チップ３０と同じになる。好ましい微細流路５０の形状がマイクロ流体チップ３０もマイクロ流体チップ３０Ａも同じになるため、図９（ａ）及び図９（ｂ）において、微細流路５０の長さＬ２、高さＨ２及び幅Ｗ２を図６（ａ）及び図６（ｂ）と同じ符号で示して説明を省く。
マイクロ流体チップ３０Ａの上部ゴム層３４は、例えばマイクロ流体チップ３０の上部ゴム層３２と同じＰＤＭＳゴム材料を用いて同様の形状に成形することができる。ただし、マイクロ流体チップ３０Ａにおいては、上部ゴム層３４の上に表面ゴム層３５を設けるために、表面ゴム層３５の厚さＴ７の分だけマイクロ流体チップ３０Ａの上部ゴム層３４の厚さＴ６と下部ゴム層３３の厚さＴ５の合計は、マイクロ流体チップ３０の上部ゴム層３２の厚さＴ４と下部ゴム層３１の厚さＴ３の合計よりも小さく設定されることが好ましい。ここでは、マイクロ流体チップ３０Ａとマイクロ流体チップ３０の厚さＴ２が同じ設定になっており、つまり、マイクロ流体チップ３０Ａの下部ゴム層３３の厚さＴ５と上部ゴム層３４の厚さＴ６と表面ゴム層３５の厚さＴ７の和（Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７）はマイクロ流体チップ３０の下部ゴム層３１の厚さＴ３と上部ゴム層３２の厚さＴ４の和（Ｔ３＋Ｔ４）に等しいものとして構成されており、これらは２ｍｍ以下に設定されることが好ましい。
マイクロ流体チップ３０Ａの表面には表面ゴム層３５が形成されていてマイクロ流体チップ３０Ａの表面に加わった力が上部ゴム層３４に直接伝わらないためマイクロ流体チップ３０に比べてさらに微細流路５０が変形し難くなっている。だが、厚さＴ６と厚さＴ５の比（Ｔ６/Ｔ５）は、上部ゴム層３４の微細流路５０の直上の領域に加わる力を十分に分散させて微細流路５０の上壁５０ａが変形するのを防止するために、１以上が好ましい。
マイクロ流体チップ３０Ａの表面ゴム層３５は、マイクロ流体チップ３０Ａとアクリルブロック５５とを適切に密着させるために上部ゴム層３４よりもゴム硬度が小さいことが好ましく、ゴム硬度が５以上４０以下であることがさらに好ましい。つまり、マイクロ流体チップ３０Ａにおいて、下部ゴム層３３のゴム硬度が５以上４０以下であり、上部ゴム層３４のゴム硬度が５０以上であり、表面ゴム層３５のゴム硬度が５以上４０以下であることが好ましい。例えば、表面ゴム層３５は、マイクロ流体チップ３０の下部ゴム層３１と同じＰＤＭＳゴム材料を用いて成形することができる。
また、表面ゴム層３５を形成するためのＰＤＭＳゴム材料も、光学的な厚みの変化を精度良く測定するために、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１０５に準拠して測定される波長３００ｎｍの全光線透過率が８５％以上、波長５００ｎｍの全光線透過率が９０％以上であることが好ましい。また、同規格に準拠して厚さ１ｍｍの試験片を用いて測定したヘーズが１％以下であることが好ましい。
【００２９】
（２）マイクロ流体チップの製造方法
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）には、マイクロ流体チップ３０Ａを成形するための１組のモールドと図１０（ｂ）のモールドにインサートされる成形品の断面形状が模式的に示されている。図１０（ａ）には、可動側の第１型８４と、第１型８４と合わさって下部ゴム層３３を成形するためのキャビティを形成する固定側の第２型８５とが示されている。図１０（ｂ）には、図１０（ａ）に示されている第１型８４と第２型８５で形成されるキャビティ内にインサートされる成形品９０が示されている。第１型８４には、成形品９０を嵌め込むための形状８４ｓが掘り込まれ、第２型８５には、上述の下部ゴム層３３を形成するための形状８５ｓが掘り込まれている。また、円柱状の突出部８４ｔ，８５ｔが形成されており、突出部８４ｔ，８５ｔはマイクロ流体チップ３０の液流入口３０ａと液排出口３０ｂを形成するための構造である。
成形品９０は、例えば、２枚のＰＤＭＳゴムのシートを貼り合わせて、プレス加工によって所定の平面形状に打ち抜いて作製することができる。このとき成形品９０に形成される開口部９０ａ，９０ｂが、成形が完了したときにマイクロ流体チップ３０Ａの液流入口と液排出口になる。
【００３０】
図１１（ａ）には型開き工程が示され、図１１（ｂ）にはインサート工程が示され、図１１（ｃ）には型締め工程後の射出工程が示され、図１１（ｄ）には成形品取り出し前の型開き工程が示され、図１１（ｅ）には貼り合わせ工程が示されている。
型開き工程で第１型８４と第２型８５の型開きが行われ（図１１（ａ））、第１型８４と第２型８５の間に成形品９０がインサートされる（図１１（ｂ））。インサート時の位置合わせは、例えば成形品９０の開口部９０ａ，９０ｂを第１型８４の突起８４ｔに挿入することによって行うことができる。成形品９０がインサートされた後、型締めが行われ、第２型８５のスプルーゲート８５ｇを通して第１型８４と第２型８５で形成されるキャビティ内に未硬化のＰＤＭＳゴム材料が射出される（図１１（ｃ））。第１型８４と第２型８５の間のキャビティ内で加熱により硬化してＰＤＭＳゴムが生成されて下部ゴム層３３が形成される。下部ゴム層３３の成形後、第１型８４と第２型８５の型開きが行われ、マイクロ流体チップ３０Ａが取り出される（図１１（ｄ））。第１型８４と第２型８５から取り出されたマイクロ流体チップ３０Ａは、センサーチップ４０の窒化シリコン膜４２上に貼り付けられる（図１１（ｅ））。
【００３１】
＜第３実施形態＞
（１）マイクロ流体チップの構成
本発明の第３実施形態に係る流体チップについて図１２乃至図１４を用いて説明する。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に断面構造が示されている第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３０Ｂは、層構造を除いて、第１実施形態のマイクロ流体チップ３０と同様に構成される。第１実施形態のマイクロ流体チップ３０が下部ゴム層３１で微細流路５０を形成していたのに対し、第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３０Ｂは、下部ゴム層３６と上部ゴム層３７で微細流路５０Ｂが形成されている点が異なっている。
マイクロ流体チップ３０Ｂの下部ゴム層３６は、例えばマイクロ流体チップ３０の下部ゴム層３１と同じＰＤＭＳゴム材料を用いて同様の形状に成形することができる。そして、マイクロ流体チップ３０Ｂが有する微細流路５０Ｂの寸法もマイクロ流体チップ３０の微細流路５０と同じ寸法に構成できる。好ましいマイクロ流体チップ３０Ｂの微細流路５０Ｂの形状がマイクロ流体チップ３０の微細流路５０と同じになるため、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、微細流路５０Ｂの長さＬ２、高さＨ２及び幅Ｗ２を図６（ａ）及び図６（ｂ）と同じ符号で示して説明を省く。
マイクロ流体チップ３０Ｂの上部ゴム層３７は、例えばマイクロ流体チップ３０の上部ゴム層３２と同じＰＤＭＳゴム材料を用いて成形することができる。ただし、マイクロ流体チップ３０Ｂにおいては、上部ゴム層３７が微細流路５０Ｂの上壁５０Ｂａを構成するために、下部ゴム層３６の厚さＴ８は、微細流路５０Ｂの高さＨ２と同じか又は小さくなる。その結果、マイクロ流体チップ３０Ｂの上部ゴム層３７の厚さＴ９は、マイクロ流体チップ３０とマイクロ流体チップ３０Ｂの厚さＴ２を同じにするものとすると、マイクロ流体チップ３０の上部ゴム層３２の厚さＴ４よりも大きくなる。
【００３２】
（２）マイクロ流体チップの製造方法
図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）には、マイクロ流体チップ３０Ｂを成形するための２組のモールドの断面形状と、そのモールドを構成する第１型の平面形状が模式的に示されている。図１３（ａ）には、可動側の第１型８６と、第１型８６と合わさって下部ゴム層３６を成形するためのキャビティを形成する固定側の第２型８７とが示されている。第１型８６には、図１３（ｃ）に示すように微細流路５０Ｂを形成するための凹部８６ｓが堀込まれている。図１３（ａ）には、図１３（ｃ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断したときの断面の形状が示されている。図１３（ｂ）には、図１３（ａ）に示されている第１型８６とともに、それに合わさって上部ゴム層３７を形成するための第３型８８が示されている。第３型８８には、微細流路５０Ｂを形成するための凹部８８ｓが掘り込まれている。また、凹部８８ｓには円柱状の突出部８８ｔが形成されており、突出部８８ｔはマイクロ流体チップ３０Ｂの液流入口３０Ｂａと液排出口３０Ｂｂを形成するための構造である。特に、第１型８６の凹部８６ｓが下部ゴム層３６を形成するためのものであることから、マイクロメートルオーダーの精密加工を用いて第１型８６が作製される。このような凹凸や段差の形成には、機械加工だけでなく、エッチングや蒸着や化学機械研磨などの表面処理（微細加工）の技術を用いることができる。また、第３型８８の凹部８８ｓや突出部８８ｔも機械加工や表面処理技術を用いて形成することができる。
【００３３】
図１４（ａ）には型開き工程が示され、図１４（ｂ）には型締め工程後の射出工程が示され、図１４（ｃ）には型開き工程と型移動工程が示され、図１４（ｄ）には型締め工程後の射出工程が示され、図１４（ｅ）には成形品取り出し前の型開き工程が示され、図１４（ｆ）には貼り合わせ工程が示されている。
最初の型開き工程では、第１型８６と第２型８７が組み合わされる（図１４（ａ））。次に、第１型８６と第２型８７の型締めが行われ、第２型８７のスプルーゲート８７ｇを通して第１型８６と第２型８７で形成されるキャビティ内に未硬化のＰＤＭＳゴム材料が射出される（図１４（ｂ））。第１型８６と第２型８７の間のキャビティ内で加熱により硬化してＰＤＭＳゴムが生成されて下部ゴム層３６が形成される。下部ゴム層３６の加熱硬化後に第１型８６と第２型８７の型開きが行われ、下部ゴム層３６が載置されたままで第１型８６が第３型８８に対向する位置に移動する（図１４（ｃ））。次に、第１型８６と第３型８８の型締めが行われ、第３型８８のスプルーゲート８８ｇを通して第１型８６と第３型８８で形成されるキャビティのうち下部ゴム層３６が形成されていない領域内に未硬化のＰＤＭＳゴム材料が射出される（図１４（ｄ））。第１型８６と第３型８８のキャビティ内で加熱により硬化してＰＤＭＳゴムが生成されて下部ゴム層３６の上に上部ゴム層３７が形成される。上部ゴム層３７の加熱硬化後に第１型８６と第３型８８の型開きが行われ（図１４（ｅ））、マイクロ流体チップ３０Ｂが取り出される。第１型８６と第３型８８から取り出されたマイクロ流体チップ３０Bは、センサーチップ４０の窒化シリコン膜４２上に貼り付けられる（図１４（ｆ））。
【００３４】
＜第４実施形態＞
上述の第１実施形態乃至第３実施形態に係るマイクロ流体チップ３０，３０Ａ，３０Ｂは、いずれも検査装置１０で使用することを前提とする構成を備えている。そのため、これらは、検査装置１０の検体が流れる微細流路５０，５０Ｂまで光が透過するように透明なＰＤＭＳゴムで形成されている。しかし、本発明の適用できるマイクロ流体チップは例えば第４実施形態に示すように透明な材料で形成されるものには限られない。
図１５は、誘電泳動によって検体から特定の検査対象を検出する検査装置の概要を示す概念図である。図１５に示されている検査装置１０Ｃは、誘電泳動によって特定の検査対象を抽出することのできる機能を備える誘電泳動装置である。この検査装置１０Ｃは、チップ部１５Ｃと装置本体２０Ｃとを備えている。
【００３５】
（１）装置本体
装置本体２０Ｃは、送液ポンプ２１Ｃと送液チューブ２２Ｃ，２８Ｃとバルブ２３Ｃと電源部２７とサンプル回収部２９Ｃａ，２９Ｃｂとを備えている。送液ポンプ２１Ｃは、図１及び図２に示されたようなシリンジ（図示せず）を含んでいる。このシリンジの中に流体と一緒に、例えば分離する対象の２種類のサンプルが入っている。これら２種類のサンプルは、この流体中で所定周波数の高周波電界によって異なる誘電泳動力を生じるものであるから、このような高周波電界中を流体とともに通すことにより、２種類のサンプルを互いに分離することができる。
送液ポンプ２１Ｃから送液チューブ２２Ｃを通ってチップ部１５Ｃの液流入口３０Ｃａに流入した流体は、チップ部１５Ｃの液排出口３０Ｃｂから送液チューブ２８Ｃを通ってサンプル回収部２９Ｃａ，２９Ｃｂに送られる。送液チューブ２８Ｃとサンプル回収部２９Ｃａ，２９Ｃｂの間にはバルブ２３Ｃが設けられている。検査装置１０Ｃは、バルブ２３Ｃを通ってきた流体をサンプル回収部２９Ｃａに流すか又はサンプル回収部２９Ｃｂに流すかを切り替えられる構成になっている。例えば、一方のサンプルをくし型ＩＴＯパターン４３，４４の間に捕らえられる高周波電界を印加してサンプル回収部２９Ｃｂに流体を回収する。次に、高周波電界を止めて流体のみを流すときに、くし型ＩＴＯパターン４３，４４の間に捕らえられているサンプルをサンプル回収部２９Ｃａに回収するようにバルブ２３Ｃが切り替えられる。
電源部２７は、交流電源であって、例えば２種類のサンプルを分離検出するための所定周波数の高周波電圧を発生する機能を有する。電源部２７が発生する高周波電圧の周波数は、分離したいサンプルの種類や流体の種類に対応して変更することが可能に構成されている。
【００３６】
（２）チップ部
チップ部１５Ｃは、図１６に示されているように主に、マイクロ流体チップ３０Ｃとセンサーチップ４０Ｃからなる。図１６（ａ）にはチップ部の平面形状が示され、図１６（ｂ）には図１６（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿ったチップ部の断面形状が示され、図１６（ｃ）にはチップ部の断面形状のうちマイクロ流体チップ３０Ｃとセンサーチップ４０Ｃの界面の近傍が拡大されて示されている。センサーチップ４０Ｃは、ガラス基板４１Ｃと、一対のくし型ＩＴＯパターン４３，４４と、受電側パッシブ電極４５及び受電側アクティブ電極４６とを有している。くし型ＩＴＯパターン４３，４４は、ガラス基板４１Ｃの上に形成されており、一方のくし型ＩＴＯパターン４３のくし歯４３ａとくし歯４３ａの間に他方のくし型ＩＴＯパターン４４のくし歯４４ａが配置されている。くし型ＩＴＯパターン４３，４４のくし歯４３ａ，４４ａは微細流路５０Ｃの長手方向（流体の流れる方向）に対して垂直に延びかつ交互に並べられている。
くし型ＩＴＯパターン４３，４４は、膜厚が１μｍ程度かそれよりも薄いものであるが、微細流路５０Ｃの高さ（１〜３００μｍ）からすると決して小さなものではない。特に、くし型ＩＴＯパターン４３，４４の抵抗値が小さいほうが好ましいことから、くし型ＩＴＯパターン４３，４４の厚さも許容される範囲で大きいほうが好ましい。そのため、微細流路５０Ｃの側壁５０Ｃｂからくし型ＩＴＯパターン４３，４４に沿って延びるきわめて小さな隙間５０ｘが形成され易くなる。図１６（ｃ）には誇張して記しているが、通常、この隙間５０ｘは極めて小さいものであって流体が漏れるようなものではない。しかし、製造時のばらつきを考慮して製造時に想定される最大値をとっても流体が漏れないように構成することが好ましい。そのため、下部ゴム層３１Ｃのゴム硬度は５以上４０以下に設定される。また、第１実施形態で説明したマイクロ流体チップ３０の下部ゴム層３１や上部ゴム層３２のゴム硬度の設定と同様の理由から、マイクロ流体チップ３０Ｃの下部ゴム層３１Ｃや上部ゴム層３２Ｃのゴム硬度も同様の値に設定されることが好ましい。
また、マイクロ流体チップ３０Ｃの下部ゴム層３１Ｃや上部ゴム層３２Ｃや微細流路５０Ｃの形状は、第１実施形態の下部ゴム層３１Ｃや上部ゴム層３２Ｃや微細流路５０Ｃの形状と同様の範囲で設定されることが好ましい。
【００３７】
＜変形例＞
（１）上記第１実施形態乃至第４実施形態では、マイクロ流体チップ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６と上部ゴム層３２，３２Ｃ，３４，３７を含む多層構造になっている。このような多層構造にする方がマイクロ流体チップにおいて、微細流路での流体の漏洩を防止するとともに、かつ微細流路の変形を抑制して所定量の流体を精度良く安定して微細流路に流すには好ましいが、マイクロ流体チップをＰＤＭＳゴムのみで形成する場合に、ＰＤＭＳゴムのゴム硬度を極めて狭い範囲で精密に設定することによって、微細流路での流体の漏洩の防止と微細流路の変形の抑制との両立をある程度図れる場合がある。そのためには、下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６と上部ゴム層３２，３２Ｃ，３４，３７に相当する部分のゴム硬度が５５〜７５の範囲内に収まるように製造する。このように製造することによって次のようなマイクロ流体チップを得ることができる。
それは、ベースチップと重ね合わせることによって、ベースチップが底面を形成する微細流路の底面以外の全ての壁面を形成するためのマイクロ流体チップであって、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性でかつベースチップの底面の構成材料よりゴム硬度の小さい高分子材料で構成されている不活性層を備え、不活性層は、ゴム硬度が７５以下５５以上であるマイクロ流体チップである。
【００３８】
（２）上記第１実施形態乃至第４実施形態では、ＰＤＭＳゴムを主成分とする下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６とＰＤＭＳゴムを主成分とする上部ゴム層３２，３２Ｃ，３４，３７で厚み２ｍｍ以下の不活性層が形成されている。しかし、不活性層がＰＤＭＳゴムのみで構成されている場合以外に、他の材料が含まれていてもかまわない。例えば波長４００ｎｍ〜１５００ｎｍの全光線透過率が８５％以上（全光線透過率は高いほど良い）かつヘーズが２．５〜３．５％のポリカーボネート、波長３６０ｎｍ〜２２００ｎｍの範囲の全光線透過率が９０％以上（全光線透過率は高いほど良い）かつヘーズが１％以下のガラスが好適に用いられる。これらが微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの直上を覆う場合には微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの変形を抑制する効果が得られる。
【００３９】
（３）上記第１実施形態乃至第３実施形態では、センサーチップ４０の底面（窒化シリコン膜４２）で照射光を反射するように構成されているので、微細流路５０，５０Ｂの上方にある全ての部材が透明なＰＤＭＳゴムで構成されている。例えば、これらの上に上述のガラスやポリカーボネートの薄い層があってもよい。
（４）上記第１実施形態乃至第３実施形態では、センサーチップ４０の底面が窒化シリコン膜４２で形成されているが、センサーチップ４０を構成する材料はシリコン基板４１や窒化シリコン膜４２に限られるものではなく、微細流路に流れる所定の物質に対して化学的に不活性な金属やガラスなど他の材料で構成されてもよい。
（５）上記第４実施形態では、くし型パターンにくし型ＩＴＯパターン４３，４４が用いられているが、くし型パターン（導電パターン）を形成する材料はＩＴＯに限られるものではなく、タングステンやモリブデンなど他の導電材料を用いることができる。ただし、微細流路５０Ｃを光学的に観察したい場合には、ＩＴＯなどの透明導電材料とガラスなどの透明基板とを組み合わせて用いることが好ましい。
【００４０】
＜特徴＞
（１）
本発明のマイクロ流体チップ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、センサーチップ４０，４０Ｃと重ね合わせることによって、センサーチップ４０，４０Ｃが底面を形成する微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの底面以外の全ての壁面５０ａ，５０ｂ，５０Ｂａ，５０Ｂｂ，５０Ｃａ，５０Ｃｂを形成する。このセンサーチップ４０，４０Ｃがベースチップに相当するが、ベースチップは、少なくとも検出の一部を担う検出機能を持つ検出領域４２ａやくし型ＩＴＯパターン４３，４４などの検出機能部を有しない場合もある。
そして、微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの壁面を構成する下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６及び上部ゴム層３７は、微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃに流れる所定の物質に対して化学的に不活性なＰＤＭＳを主成分とするＰＤＭＳゴム（高分子材料）で構成されている不活性層である。下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６及び上部ゴム層３７は、センサーチップ４０，４０Ｃの底面の構成材料である窒化シリコン膜４２やガラス基板４１Ｃよりもゴム硬度が小さい。そのため、微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃに流れる物質と化学反応を起こさないＰＤＭＳゴムで壁面５０ａ，５０ｂ，５０Ｂａ，５０Ｂｂ，５０Ｃａ，５０Ｃｂが形成されているので、その化学反応によって検査の精度が低下するのを防止することができる。
下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６は、少なくともセンサーチップ４０，４０Ｃの底面に接触する部分に配置されており、ゴム硬度が５以上４０以下である。この下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６によってマイクロ流体チップ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃとセンサーチップ４０，４０Ｃが密接に貼り付けられて流体の漏洩が防止される。
その一方で、下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６の上部はゴム硬度が５０以上の上部ゴム層３２，３２Ｃ，３４，３７（上部層）で覆われており、第２実施形態にあっては微細流路５０Ｂの上壁５０Ｂａが上部ゴム層３７で形成されている。そのため、微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの直上のマイクロ流体チップ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの変形が抑制され、微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの変形特に微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの上壁５０ａ，５０Ｂａ，５０Ｃａの変形が抑制される。
微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃの変形が抑制されるので、所定量の流体を精度良く安定して微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃに流すことができる。また、微細流路５０，５０Ｂ，５０Ｃにおける光の透過や電界の印加も精度良く行えるようになる。その結果、検査装置１０，１０Ｃ(化学装置)においては、送液の精度を向上させ、検査精度を向上させ易くなる。
【００４１】
マイクロ流体チップ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、液流入口３０ａ，３０Ｃａ及び液排出口３０ｂ、３０Ｃｂにつなげられる送液コネクタ５５ａ，５５ｂなどによって検査装置１０，１０Ｃに接続される。液流入口及び液排出口の周囲は、硬さがゴム硬度で５以上１００以下の部材で形成されていることが好ましい。第１実施形態乃至第４実施形態では上部ゴム層３２，３２Ｃ，３７及び表面ゴム層３５がゴム硬度５以上１００以下のＰＤＭＳゴムで形成され、このような送液コネクタ５５ａ，５５ｂなどとマイクロ流体チップ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの接続部においても流体の漏洩が防がれている。
【００４２】
上述の下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６は、ゴム硬度５以上４０以下のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなるものである。従来からポリジメチルシロキサンに添加剤を添加して加熱による硬化を促し、ＰＤＭＳゴムを形成する技術が知られている。ポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムとは、ゴム弾性を得るためにポリジメチルシロキサンに添加剤を添加して成形されたゴムのことである。
下部ゴム層３１，３１Ｃ，３３，３６は、ゴム硬度５以上４０以下のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなるものであることが好ましいが、ＰＤＭＳゴム以外の材料を用いて形成することもできる。
また、上部ゴム層３２，３２Ｃ，３４，３７（上部層）は、ゴム硬度が５０以上のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなるものであることが好ましいが、ＰＤＭＳゴム以外の材料を用いて形成することもできる。
【００４３】
また、センサーチップ４０Ｃが微細流路５０Ｃの底面（ガラス基板４１Ｃ）に形成されているくし型ＩＴＯパターン４３，４４（導電パターン）を有する場合に、下部ゴム層３１Ｃは、くし型ＩＴＯパターン４３，４４に接触して配置されるものである。くし型ＩＴＯパターン４３，４４の膜厚によってガラス基板４１の表面に段差ができるが、下部ゴム層３１Ｃがゴム硬度５以上４０以下のポリジメチルシロキサンを主成分とするゴムからなるものであるため、くし型ＩＴＯパターン４３，４４に沿ってできる隙間５０ｘが極めて小さくなる。それにより、隙間５０ｘからの流体の漏洩が防止される。
【符号の説明】
【００４４】
１０，１０Ｃ  検査装置
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  マイクロ流体チップ
３１、３１Ｃ，３３，３６  下部ゴム層
３２，３２Ｃ、３４，３７  上部ゴム層
４０，４０Ｃ  センサーチップ
４３，４４  くし型ＩＴＯパターン
５０，５０Ｂ，５０Ｃ  微細流路
５０ａ，５０Ｂａ，５０Ｃａ  上壁
５０ｂ，５０Ｂｂ，５０Ｃｂ  側壁
８１，８４，８６  第１型
８２，８５，８７  第２型
８３，８８  第３型
９０  シート
【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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