(57)【要約】【課題】試料の検出と同時に、試料を含有する層流の状況を検出することが可能な検出方法を提供すること。【解決手段】流路内を通流する試料の検出方法であって、前記試料を含有するサンプル流をシース流で挟み込むことにより、検出方向に面する前記流路の壁面に対して垂直に積層された状態の層流を形成する第１層流形成工程と、該第１層流形成工程を経た後に、前記層流を、前記壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させる層流曲折工程と、該層流曲折工程を経た後に、前記試料の検出を行う試料検出工程と、を少なくとも行う検出方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を通流する試料の検出方法であって、
前記試料を含有するサンプル流をシース流で挟み込むことにより、検出方向に面する前記流路の壁面に対して垂直に積層された状態の層流を形成する第１層流形成工程と、
該第１層流形成工程を経た後に、前記層流を、前記壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させる層流曲折工程と、
該層流曲折工程を経た後に、前記試料の検出を行う試料検出工程と、
を少なくとも行う検出方法。
【請求項２】
前記第１層流形成工程を経た後に、該第１層流形成工程において形成された前記層流の層流幅及び／又は位置を検出する層流情報検出工程を行うことを特徴とする請求項１記載の検出方法。
【請求項３】
前記試料検出工程では、前記層流情報検出工程において検出された層流情報に基づいて、前記試料の検出を行うことを特徴とする請求項２記載の検出方法。
【請求項４】
前記層流曲折工程では、下記（１）工程と、（２）工程とを少なくとも行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の検出方法。
（１）前記層流の通流方向をＸ方向とすると、前記層流をＹ軸方向に略９０度曲折させる第１曲折工程。
（２）前記層流をＺ軸方向に略９０度曲折させる第２曲折工程。
【請求項５】
前記試料検出工程を行う前に、前記層流の層流幅及び／又は位置を制御する層流制御工程を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項６】
前記試料検出工程を行う前に、前記試料検出工程における検出条件を制御する検出条件制御工程を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項７】
前記層流曲折工程を経た後に、前記層流を、前記積層状態の両側方向からシース流で更に挟み込む第２層流形成工程を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項８】
第２層流形成工程を経た２以上の層流を合流させることにより、複数の層流を形成する第３層流形成工程を行うことを特徴とする請求項７記載の検出方法。
【請求項９】
前記層流情報検出工程では、光学的な検出を行うことを特徴とする請求項２から８のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１０】
前記試料検出工程では、光学的な検出を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１１】
流路内を通流する物質Ａと物質Ｂ間の相互作用を検出する方法であって、
物質Ａを含有するサンプル流を、少なくとも一部に物質Ｂを含有するシース流で挟み込むことにより、検出方向に面する前記流路の壁面に対して垂直に積層された状態の層流を形成する第１層流形成工程と、
該第１層流形成工程を経た後に、前記層流を、前記壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させる層流曲折工程と、
該層流曲折工程を経た後に、前記物質Ａと物質Ｂ間の相互作用の検出を行う相互作用検出工程と、
を少なくとも行う相互作用検出方法。
【請求項１２】
前記第１層流形成工程を経た後に、該第１層流形成工程において形成された前記層流の層流幅及び／又は位置を検出する層流情報検出工程を行うことを特徴とする請求項１１記載の相互作用検出方法。
【請求項１３】
前記相互作用検出工程では、前記層流情報検出工程において検出された層流情報に基づいて、前記物質Ａと物質Ｂ間の相互作用の検出を行うことを特徴とする請求項１２記載の相互作用検出方法。
【請求項１４】
前記層流曲折工程では、下記（１）工程と、（２）工程とを少なくとも行うことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の相互作用検出方法。
（１）前記層流の通流方向をＸ方向とすると、前記層流をＹ軸方向に略９０度曲折させる第１曲折工程。
（２）前記層流をＺ軸方向に略９０度曲折させる第２曲折工程。
【請求項１５】
前記相互作用検出工程を行う前に、前記層流の層流幅及び／又は位置を制御する層流制御工程を行うことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の相互作用検出方法。
【請求項１６】
前記相互作用検出工程を行う前に、前記相互作用検出工程における検出条件を制御する検出条件制御工程を行うことを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載の相互作用検出方法。
【請求項１７】
前記層流曲折工程を経た後に、前記層流を、前記積層状態の両側方向からシース流で更に挟み込む第２層流形成工程を行うことを特徴とする請求項１１から１６のいずれか一項に記載の相互作用検出方法。
【請求項１８】
第２層流形成工程を経た２以上の層流を合流させることにより、複数の層流を形成する第３層流形成工程を行うことを特徴とする請求項１７記載の相互作用検出方法。
【請求項１９】
前記層流情報検出工程では、光学的な検出を行うことを特徴とする請求項１２から１８のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項２０】
前記相互作用検出工程では、光学的な検出を行うことを特徴とする請求項１１から１９のいずれか一項に記載の相互作用検出方法。
【請求項２１】
流路内を通流する試料の検出装置であって、
前記通流方向をＸ方向とした場合に、Ｙ軸方向に略９０度に流路が曲折する第１曲折部と、Ｚ軸方向に略９０度に流路が曲折する第２曲折部と、を少なくとも備える流路と、
前記第１曲折部及び第２曲折部の少なくとも上流側の流路において、前記試料を含有する層流の層流幅及び／又は位置を検出する第１検出部と、
前記第１曲折部及び第２曲折部の少なくとも下流側の流路において、前記試料の検出を行う第２検出部と、
を少なくとも備える検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路を用いた検出方法に関する。より詳しくは、流路内を通流する試料を検出する検出方法、流路内における物質間の相互作用を検出する相互作用検出方法、並びに、前記検出方法及び相互作用検出方法に適した検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、流路やキャピラリー、あるいは２次元又は３次元のプラスチックやガラス等の基板上に形成した流路中に、細胞や微生物等の生体微小粒子、マイクロビーズなどの微小粒子等を通流させ、これらを物理的手段や光学的手段等によって検出し、解析や分離等を行ったり、前記流路中で、物質間の相互作用や反応を進行させて、これらを物理的手段や光学的手段等によって検出を行ったりする技術が進展している。
【０００３】
当該技術は、疾病診断、薬物等の化合物スクリーニング、法医学、遺伝情報の網羅的解析、生体物質の機能解析、プロテオーム解析、生体内反応の解析、食品分野、農業分野、工学分野、犯罪鑑識分野などでは、既に重要な基幹技術となりつつある。このような流路を用いた微小粒子等の解析又は分離の手法の代表的な一例としては、フローサイトメトリーと呼ばれる分析手法がある。
【０００４】
フローサイトメトリーとは、解析の対象となる微小粒子等を流体中に流し込み、該微小粒子の列を形成し、整列した該微小粒子にレーザ光等を照射することにより、各微小粒子から発せられた蛍光や散乱光を検出することで微小粒子の解析を行い、更には、解析結果に基づいて、微小粒子の分取を行う分析手法である。
【０００５】
フローサイトメトリーのように、流路等に通流させた試料の検出等を行う場合には、一般的に、試料を含有させた層流を形成することにより、該層流中で検出対象となる細胞等を整然と搬送しながら、物理的手段や光学的手段等による検出が行われる。
【０００６】
層流の形成方法について、フローサイトメトリーを例に挙げて、より具体的に説明すると、例えば、三叉路形の流路などでは、その両側の流路にシース流と呼ばれる細胞等のサンプルの整流を促すための流体媒体を一定の流量で流入させ、更に、三叉路流路の中央流路に検出対象となる細胞等を含むサンプル流を一定の流量で注入する。この時、流路内のレイノルズ数が比較的小さいために、流路中のlaminar flow（層流）の原理によりそれぞれの流れは互いに混合されず、層を成した流れ（層流）が形成される。
【０００７】
このように、流路等に通流させた試料の検出や分取等を精度良く行うには、層流をいかに制御できるか否かが重要である。例えば、特許文献１には、簡便に精度高く細胞等の微粒子を分別するために、微粒子の移動方向を制御できるマイクロチップとして、基板上に、微粒子含有溶液導入流路と、当該流路の少なくとも一方の側部に配置されたシース流形成流路と、導入された微粒子を計測するための微粒子計測部位と、該微粒子計測部位の下流に設置された微粒子を分別回収するための２以上の微粒子分別流路と、微粒子計測部位から微粒子分別流路への流路口付近に設置された微粒子の移動方向を制御するための２以上の電極を有する微粒子分別マイクロチップが開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、微小流動の流体の流れを効率良く制御又は集束させる方法として、中央チャネル（流路）内にサンプル流体を流し、集束チャネル（流路）内にシース流を流し、シース流体の流速を制御することにより、サンプル流体の流れを制御または集束させる方法が開示されている。
【０００９】
更に、特許文献３では、非安定なフロー（層流）を安定させるための技術として、シース流に水の粘度よりも高い粘度を与えるために、粘度増加剤を添加したシース流を使用する技術を提案している。
【特許文献１】特開２００３−１０７０９９号公報
【特許文献２】特開２００４−９３５５３号公報
【特許文献３】特表２００４−５００５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
流路等に通流させた試料の検出や分取等を精度良く行うには、層流をいかに制御できるか否かが重要であり、前記の様に、従来から、層流を制御する技術や層流を安定させる技術が開発されている。
【００１１】
しかし、従来の方法では、目的の試料を流路に通流させる前に、予め、目的の試料に対応した参照スペクトルビーズや参照直径ビーズ等を流路内に通流させ、最適な層流の位置、層流の量、光照射位置、受光位置、光源パワー、印加電圧等を決定する必要があり、煩雑であった。
【００１２】
また、流路中は、流路壁側での通流抵抗や流路壁の表面張力等の影響により、層流の幅や位置が、検出中に変化する場合がある。また、サンプル液中には、大きさや性質の異なる試料が存在することが多いため、検出中に、対象の試料に最適な層流の位置、層流の量、光照射位置、受光位置、光源パワー、印加電圧等を変化させたい場合もある。
【００１３】
この場合、従来の方法では、検出中に、試料を含有する層流の状況を検出することができないため、検出中に、層流の位置、層流の量、光照射位置、受光位置、光源パワー、印加電圧等を制御することは難しかった。
【００１４】
更に、従来は、流路内を通流する流体の層流形状を、検出方向に対して平行若しくは垂直方向に制御することが難しく、精度の高い検出を行うことが難しかった。
【００１５】
そこで、本発明では、目的の試料の検出と同時に、試料を含有する層流からの情報を検出することが可能な検出方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明では、まず、流路内を通流する試料の検出方法であって、
前記試料を含有するサンプル流をシース流で挟み込むことにより、検出方向に面する前記流路の壁面に対して垂直に積層された状態の層流を形成する第１層流形成工程と、
該第１層流形成工程を経た後に、前記層流を、前記壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させる層流曲折工程と、
該層流曲折工程を経た後に、前記試料の検出を行う試料検出工程と、
を少なくとも行う検出方法を提供する。
本発明に係る検出方法では、前記第１層流形成工程を経た後に、該第１層流形成工程において形成された前記層流の層流幅及び／又は位置を検出する層流情報検出工程を更に行うことも可能である。
前記試料検出工程では、前記層流情報検出工程において検出された層流情報に基づいて、前記試料の検出を行うとより好適である。
前記層流曲折工程では、前記層流を、検出方向に面する前記流路の壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させれば、その方法は特に限定されないが、例えば、（１）前記層流の通流方向をＸ方向とすると、前記層流をＹ軸方向に略９０度曲折させる第１曲折工程と、（２）前記層流をＺ軸方向に略９０度曲折させる第２曲折工程と、を少なくとも行えば、確実に前記層流を、前記壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させることができる。
本発明に係る検出方法では、前記試料検出工程を行う前に、前記層流の層流幅及び／又は位置を制御する層流制御工程を行うことも可能である。
また、本発明に係る検出方法では、前記試料検出工程を行う前に、前記試料検出工程における検出条件を制御する検出条件制御工程を行うことも可能である。
本発明に係る検出方法では、前記第１層流形成工程において積層状態の層流を形成するが、更に、前記層流曲折工程を経た後に、前記層流を、前記積層状態の両側方向からシース流で更に挟み込む第２層流形成工程を行うと好適である。
また、前記第２層流形成工程を経た２以上の層流を合流させることにより、複数の層流を形成する第３層流形成工程を行うとより好適である。
前記層流情報検出工程及び前記試料検出工程における具体的な検出方法は、層流の情報及び試料の情報が検出できれば特に限定されないが、例えば、光学的方法を用いて検出を行うことが可能である。
【００１７】
本発明では、次に、流路内を通流する物質Ａと物質Ｂ間の相互作用を検出する方法であって、
物質Ａを含有するサンプル流を、少なくとも一部に物質Ｂを含有するシース流で挟み込むことにより、検出方向に面する前記流路の壁面に対して垂直に積層された状態の層流を形成する第１層流形成工程と、
該第１層流形成工程を経た後に、前記層流を、前記壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させる層流曲折工程と、
該層流曲折工程を経た後に、前記物質Ａと物質Ｂ間の相互作用の検出を行う相互作用検出工程と、
を少なくとも行う相互作用検出方法を提供する。
本発明に係る相互作用検出方法では、前記第１層流形成工程を経た後に、該第１層流形成工程において形成された前記層流の層流幅及び／又は位置を検出する層流情報検出工程を更に行うことも可能である。
前記相互作用検出工程では、前記層流情報検出工程において検出された層流情報に基づいて、前記物質Ａと物質Ｂ間の相互作用の検出を行うとより好適である。
前記層流曲折工程では、前記層流を、検出方向に面する前記流路の壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させれば、その方法は特に限定されないが、例えば、（１）前記層流の通流方向をＸ方向とすると、前記層流をＹ軸方向に略９０度曲折させる第１曲折工程と、（２）前記層流をＺ軸方向に略９０度曲折させる第２曲折工程と、を少なくとも行えば、確実に前記層流を、前記壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させることができる。
本発明に係る相互作用検出方法では、前記相互作用検出工程を行う前に、前記層流の層流幅及び／又は位置を制御する層流制御工程を行うことも可能である。
また、本発明に係る相互作用検出方法では、前記相互作用検出工程を行う前に、前記相互作用検出工程における検出条件を制御する検出条件制御工程を行うことも可能である。
本発明に係る相互作用検出方法では、前記第１層流形成工程において積層状態の層流を形成するが、更に、前記層流曲折工程を経た後に、前記層流を、前記積層状態の両側方向からシース流で更に挟み込む第２層流形成工程を行うと好適である。
また、前記第２層流形成工程を経た２以上の層流を合流させることにより、複数の層流を形成する第３層流形成工程を行うとより好適である。
前記層流情報検出工程及び前記相互作用検出工程における具体的な検出方法は、層流の情報及び物質Ａと物質Ｂ間の相互作用が検出できれば特に限定されないが、例えば、光学的方法を用いて検出を行うことが可能である。
【００１８】
本発明では、更に、流路内を通流する試料の検出装置であって、
前記通流方向をＸ方向とした場合に、Ｙ軸方向に略９０度に流路が曲折する第１曲折部と、Ｚ軸方向に略９０度に流路が曲折する第２曲折部と、を少なくとも備える流路と、
前記第１曲折部及び第２曲折部の少なくとも上流側の流路において、前記試料を含有する層流の層流幅及び／又は位置を検出する第１検出部と、
前記第１曲折部及び第２曲折部の少なくとも下流側の流路において、前記試料の検出を行う第２検出部と、
を少なくとも備える検出装置を提供する。
【００１９】
ここで、本発明で用いる技術用語の定義付けを行う。本発明における「試料」とは、細胞や微生物、リポソーム、ＤＮＡ、タンパク質などの生体関連微小粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子、あるいは、固体に限らず液体状の物質など、流路１内を通流可能な物質であれば、全て包含する。
【００２０】
本発明における「シース流」とは、試料を含有するサンプル流の整流を促すための流体媒体をいい、サンプル流の整流を損なわなければ、何らかの物質を含有するものも含む概念である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る検出方法では、目的の試料の検出を行うと同時に、試料を含有する層流からの情報を検出することが可能である。そのため、目的の試料の検出を行う前段階の準備工程を省略でき、また、検出中に個々の検出条件を制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００２３】
＜検出方法＞
図１は、本発明に係る検出方法のフロー図である。
【００２４】
本発明に係る検出方法は、流路内を通流する試料を検出するための方法であって、第１層流形成工程（Ｉ）と、層流曲折工程（II）と、試料検出工程（III）と、を少なくとも行う方法である。また、必要に応じて、層流情報検出工程（IV）を行うことが可能である。以下、それぞれの工程について、詳細に説明する。
【００２５】
（Ｉ）第１層流形成工程
第１層流形成工程（Ｉ）は、試料を含有するサンプル流Ｆ１をシース流Ｆ２１、Ｆ２２で挟み込むことにより、検出方向Ｄ１に面する流路１の壁面１ｄ１に対して垂直に積層された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を形成する工程である（図１フロー図参照）。図２を用いて詳しく説明する。
【００２６】
図２は、本発明に係る検出方法に用いることができる流路１の斜視模式図である。
【００２７】
本発明に係る検出方法を行い得る流路１の形態は、層流を形成し得る形態であれば特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、図２に示す形態に限らず、２次元又は３次元のプラスチックやガラス等の基板上に形成した流路１においても、本発明に係る検出方法を行うことが可能である。
【００２８】
また、前記流路１の流路幅、流路深さ、流路断面形状も、層流を形成し得る形態であれば特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、流路幅１ｍｍ以下のマイクロ流路においても、本発明に係る検出方法を行うことが可能である。特に、流路幅１０μｍ以上１ｍｍ以下程度のマイクロ流路を用いれば、本発明に係る検出方法をより好適に行うことができる。
【００２９】
流路１には、図２中符号Ｄ１で示す検出方向Ｄ１に面した流路１の壁面１ｄ１に対して、垂直に積層された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を形成する。層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の形成は、図２に示すように、試料を含有するサンプル流Ｆ１をシース流Ｆ２１、Ｆ２２で挟み込むことにより行う。
【００３０】
サンプル流Ｆ１をシース流Ｆ２１、Ｆ２２で挟み込む具体的方法は、流路１の壁面１ｄ１に対して垂直に積層された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を形成できれば特に限定されず、公知のあらゆる方法を採用することができる。好適な一例としては、図３に示すように、流路１に、サンプル流用流路１１とシース流用流路１２とを設け、サンプル流用流路１１の両側からシース流用流路１２を合流させることにより、サンプル流用流路１１から導入されるサンプル流Ｆ１を、シース流用流路１２から導入されるシース流Ｆ２１、Ｆ２２で両側から挟み込むことができる。
【００３１】
（II）層流曲折工程
層流曲折工程（II）は、第１層流形成工程（Ｉ）を経た後に、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、検出方向Ｄ２に面する流路１の壁面１ｄ２に対して平行な積層状態となるように曲折させる工程である（図１フロー図参照）。
【００３２】
層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、検出方向Ｄ２に面する流路１の壁面１ｄ２に対して平行な積層状態とすることで、後述する試料検出工程（III）を好適に行うことができる。図４を用いて詳しく説明する。
【００３３】
図４は、層流曲折工程（II）の前後の流路１内を比較する図であり、図４中符号（ｉ）で示す図は、図２中検出方向Ｄ１、Ｄ２から視た流路１を示す断面模式図であり、符号（ii）で示す図は、検出方向Ｄ１、Ｄ２に対して側方Ｓ１、Ｓ２から視た流路１を示す断面模式図であり、符号（ｉ−１）、（ii−１）で示す図は、それぞれ層流曲折工程（II）を行う前の流路１を示す断面模式図であり、符号（ｉ−２）、（ii−２）で示す図は、それぞれ層流曲折工程（II）を行った後の流路１を示す断面模式図である。
【００３４】
図４（ｉ−１）に示す通り、層流曲折工程（II）を行う前は、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）が、検出方向Ｄ１に面する流路１の壁面１ｄ１に対して垂直に積層された状態になっているため、検出方向Ｄ１から視た場合、各層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅（サンプル流幅ｆ１、シース流幅ｆ２１、ｆ２２）及び位置を、正確に検出することができる。
【００３５】
しかし、図４（ii−１）の側方Ｓ１から視た図に示す通り、検出方向Ｄ１からサンプル流Ｆ１中の試料Ｃの情報を検出しようとしても、検出軸上Ｄ１１に試料Ｃが複数重なっているため、試料Ｃからの情報を別個に精度良く検出することは難しい。
【００３６】
そこで、層流曲折工程（II）を行うことにより、図４（ii−２）に示すように、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、検出方向Ｄ２に面する流路１の壁面１ｄ２に対して平行な積層状態とすることで、検出軸上Ｄ２１上に試料Ｃが複数重なることを防げるため、後述する試料検出工程（III）において、試料Ｃからの情報を正確に検出することが可能となる。
【００３７】
また、後述する層流情報検出工程（IV）で得た層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅（サンプル流幅ｆ１、シース流幅ｆ２１、ｆ２２）及び、流路１における位置が、層流曲折工程（II）後には、検出方向Ｄ２から視た流路１内の深さ方向の位置情報になるため、後述する試料検出工程（III）において、試料Ｃからの情報を精度良く検出することが可能となる。
【００３８】
なお、層流曲折工程（II）を行った後は、検出方向Ｄ２から視ると、図４（ｉ−２）に示すように、試料Ｃを含有するサンプル流Ｆ１が、流路１の全面に渡って観察されてしまうため、各層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅（サンプル流幅ｆ１、シース流幅ｆ２１、ｆ２２）及び位置を検出することは難しい。
【００３９】
このように、層流曲折工程（II）を設け、更に、該層流曲折工程（II）の前後において、各検出を行うことで、層流曲折工程（II）の前には、後述する層流情報検出工程（IV）において、各層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅（サンプル流幅ｆ１、シース流幅ｆ２１、ｆ２２）及び位置を検出することができ、層流曲折工程（II）の後には、後述する試料検出工程（III）において、試料Ｃからの情報を正確に検出することができる。
【００４０】
層流曲折工程（II）では、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、検出方向Ｄ２に面する流路１の壁面１ｄ２に対して平行な積層状態となるように曲折させれば、その方法は特に限定されず、任意の方法を用いて自由に曲折させることができる。
【００４１】
例えば、図２及び図３に示すように、（１）層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の通流方向をＸ方向とすると、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）をＹ軸方向に略９０度曲折させる第１曲折工程と、（２）層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）をＺ軸方向に略９０度曲折させる第２曲折工程と、を少なくとも行えば、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、確実に、壁面１ｄ２対して平行な積層状態とすることができる。
【００４２】
なお、第１曲折工程（１）と第２曲折工程（２）を行う順番は特に限定されず、第１曲折工程（１）を経た後に第２曲折工程（２）を行っても、第２曲折工程（２）を行った後に第１曲折工程（１）を行ってもよい。
【００４３】
また、第１曲折工程（１）は、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）をＹ軸方向に曲折できれば、図５及び図６に示すように、流路の深さＨ分程度の曲折であっても、その後に第２曲折工程（２）を行うことにより、壁面１ｄ２対して平行な積層状態とすることができる。
【００４４】
また、図７に示すように、（１）層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）をＹ軸方向に略９０度曲折させる第１曲折工程と、（２）層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）をＺ軸方向に略９０度曲折させる第２曲折工程と、（３）層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）をＸ軸方向に略９０度曲折させる第２曲折工程と、を少なくとも行うことにより、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、壁面１ｄ２に対して平行な積層状態とすることができる。この場合、流路１全体がほぼ同一軸上に形成されるため、特に、流路１を、２次元又は３次元のプラスチックやガラス等の基板上に形成する場合など面積が限られている場合などに有効である。
【００４５】
なお、前記の層流曲折方法の例示では、第１曲折工程（１）、第２曲折工程（２）、及び第３曲折工程（３）のいずれも層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、ほぼ直角に曲折しているが、９０度±２０度程度は許容範囲である。また、これに限定されず、例えば、図８に示すように、流路１を略螺旋状にすることで、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を曲折させることも可能である。
【００４６】
以上説明した層流曲折工程（II）は、図示しないが、２次元又は３次元のプラスチックやガラス等の基板上に形成した流路１において行うことも可能である。この場合、層流曲折工程（II）では、基板に対して垂直に積層された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、基板に対して平行な積層状態となるように曲折させることとなる。
【００４７】
（III）試料検出工程
試料検出工程（III）は、層流曲折工程（II）を経た後に、試料Ｃからの情報を検出する工程である（図１フロー図参照）。
【００４８】
試料検出工程（III）では、サンプル流Ｆ１に含有される試料Ｃの検出ができれば、その検出方法は特に限定されず、公知の方法を自由に採用することができる。例えば、光学的方法、電気的方法、磁気的方法などを挙げることができ、特に、本発明においては、光学的方法が好適である。
【００４９】
光学的方法としては、例えば、蛍光測定、散乱光測定、透過光測定、反射光測定、回折光測定、紫外分光測定、赤外分光測定、ラマン分光測定、ＦＲＥＴ測定、ＦＩＳＨ測定その他各種スペクトラム測定等の方法が挙げられる。また、電荷結合素子（ＣＣＤ）やComplementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）などのエリア撮像素子を用いて検出を行えば、一画面全体の試料Ｃから発せられるイメージを光電変換することができる。
【００５０】
具体的な一例を挙げると、図２中矢印Ｄ２方向から光照射を行い、該光照射によってサンプル流Ｆ１中の試料Ｃから発生される蛍光や散乱光を、光検出器により検出することにより、試料Ｃを検出することができる。
【００５１】
光学的方法を採用する場合における光照射の種類は特に限定されないが、試料から蛍光や散乱光を確実に発生させるためには、光方向、波長、光強度が一定の光が望ましい。一例としては、レーザやＬＥＤ（Light Emission Diode：発光ダイオード）を挙げることができる。
【００５２】
また、光学的方法を採用する場合における光照射方法は特に限定されないが、例えば、図２中符号Ｗ２で示すように、照射スポットを流路１幅方向に走査させながら光学的情報を検出しても、図２中符合Ｌ２で示すように、照射スポットを流路１通流方向に走査させながら光学的情報を検出してもよい。
【００５３】
電気的方法としては、例えば、サンプル流Ｆ１に含有される試料Ｃに関する抵抗値、容量値（キャパシタンス値）、インダクタンス値、インピーダンス、電極間の電界の変化値等の測定を行う方法が挙げられる。
【００５４】
磁気的方法としては、例えば、サンプル流Ｆ１に含有される試料Ｃの表面に磁性体を修飾し、磁化、磁界変化、磁場変化等の測定を行う方法が挙げられる。
【００５５】
なお、後述する層流情報検出工程（IV）を行う場合には、層流情報検出工程（IV）において検出された層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅（サンプル流幅ｆ１、シース流幅ｆ２１、ｆ２２）及び／又は位置情報に基づいて、試料Ｃの検出を行うことが望ましい。層流情報検出工程（IV）では、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅（サンプル流幅ｆ１、シース流幅ｆ２１、ｆ２２）、及び流路１における位置情報が検出されるため、サンプル流Ｆ１に含有される試料Ｃを確実に精度良く検出することが可能となるからである。
【００５６】
（IV）層流情報検出工程
層流情報検出工程（IV）は、第１層流形成工程（Ｉ）において形成された層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅及び流路１における位置を検出する工程である（図１フロー図参照）。
【００５７】
具体的には、第１層流形成工程（Ｉ）において、積層状態に形成された層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅及び流路１における位置を、積層状態の断面側（図２中符号Ｄ１参照）から検出する。
【００５８】
層流情報検出工程（IV）では、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅及び流路１における位置が検出できれば、その検出方法は特に限定されず、公知の方法を自由に採用することができる。例えば、光学的方法、電気的方法、磁気的方法などを挙げることができ、特に、本発明においては、光学的方法が好適である。
【００５９】
光学的方法としては、例えば、蛍光測定、散乱光測定、透過光測定、反射光測定、回折光測定、紫外分光測定、赤外分光測定、ラマン分光測定、ＦＲＥＴ測定、ＦＩＳＨ測定その他各種スペクトラム測定等の方法が挙げられる。また、電荷結合素子（ＣＣＤ）やComplementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）などのエリア撮像素子を用いて検出を行えば、一画面全体の流路１から発せられるイメージを光電変換することができる。
【００６０】
具体的な一例を挙げると、図２中矢印Ｄ１方向から光照射を行い、該光照射によってサンプル流Ｆ１やシース流Ｆ２１、Ｆ２２に含有される試料Ｃ等の物質から発生される蛍光や散乱光を、光検出器により検出することにより、サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２の層流幅及び流路１における位置を検出することができる。
【００６１】
光学的方法を採用する場合における光照射の種類は特に限定されないが、試料から蛍光や散乱光を確実に発生させるためには、光方向、波長、光強度が一定の光が望ましい。一例としては、レーザやＬＥＤ（Light Emission Diode：発光ダイオード）を挙げることができる。
【００６２】
また、光学的方法を採用する場合における光照射方法は特に限定されないが、例えば、図２中符号Ｗ１で示すように、照射スポットを流路幅方向に走査させながら光学的情報を検出してもよい。
【００６３】
電気的方法としては、例えば、サンプル流Ｆ１やシース流Ｆ２１、Ｆ２２に含有される試料Ｃ等の物質に関する抵抗値、容量値（キャパシタンス値）、インダクタンス値、インピーダンス、電極間の電界の変化値等の測定を行う方法が挙げられる。
【００６４】
磁気的方法としては、例えば、サンプル流Ｆ１やシース流Ｆ２１、Ｆ２２に含有される試料Ｃ等の物質の表面に磁性体を修飾し、磁化、磁界変化、磁場変化等の測定を行う方法が挙げられる。
【００６５】
このように、本発明に係る検出方法では、前記第１層流形成工程（Ｉ）を行うことにより、検出方向Ｄ１に面する流路１の壁面１ｄ１に対して垂直に積層された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を形成するため、続いて行う層流情報検出工程（IV）において、層流サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅及び流路１における位置などを、正確に検出することが可能となる。
【００６６】
本発明に係る検出方法は、以上説明した第１層流形成工程（Ｉ）、層流曲折工程（II）、試料検出工程（III）、を少なくとも行い、必要に応じて、層流情報検出工程（IV）を行う方法であるが、以下の層流制御工程（Ｖ）、検出条件制御工程（VI）、第２層流形成工程（VII）、第３層流形成工程（VIII）を、更に必要に応じて、適宜行うことが可能である。以下、各工程について、詳しく説明する。
【００６７】
（Ｖ）層流制御工程
層流制御工程（Ｖ）は、試料検出工程（III）を行う前に、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅（サンプル流幅ｆ１、シース流幅ｆ２１、ｆ２２）及び／又は流路１における位置を制御する工程である（図１フロー図参照）。
【００６８】
層流制御工程（Ｖ）は、試料検出工程（III）を行う前に行えばよく、例えば図１のフロー図に示すように、層流曲折工程（II）を行う前に行っても、層流曲折工程（II）を行った後に行っても良い。ただし、層流情報検出工程（IV）を行う場合には、層流情報検出工程（IV）を経た後に行うことが望ましい。層流情報検出工程（IV）において検出された層流情報に基づいて、層流制御を行うことができるからである。以下、層流制御方法の具体例を、図９から１２を用いて説明する。
【００６９】
図９は、層流情報検出工程（IV）を経た後の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図９中符号（ｉ）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、符号（ii）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示している。
【００７０】
層流情報検出工程（IV）において、図９（ｉ）に示すように、シース流幅ｆ２１がシース流幅ｆ２２に比べて狭く、サンプル流Ｆ１の位置が流路１の中央部からずれていることが、検出された場合、例えば、シース流Ｆ２１の送液量を増量することにより、図９（ii）に示すように、シース流幅ｆ２１とシース流幅ｆ２２をほぼ同一にし、サンプル流Ｆ１の位置を流路１の中央部へ制御することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、サンプル流Ｆ１の位置を流路１の中央部へ制御しているが、これに限定されず、サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２の送液量を必要に応じて増減し、サンプル流Ｆ１の位置を流路１の任意の位置に自由に制御することが可能である。
【００７２】
図１０は、層流情報検出工程（IV）を経た後の図９とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１０中符号（ｉ）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、符号（ii）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示している。
【００７３】
層流情報検出工程（IV）において、図１０（ｉ）に示すように、サンプル流Ｆ１の流路幅ｆ１が、試料Ｃの粒径より大きいことが検出された場合、例えば、流路１幅方向に２つ以上の試料Ｃが重なった状態で通流されてしまったり、ひいては試料Ｃの順番が入れ替わってしまったりすることもあり、試料検出工程（III）における検出精度が低下してしまう恐れがある。
【００７４】
そこで、シース流Ｆ２１、F２２の送液量を増量することにより、図１０（ii）に示すように、サンプル流Ｆ１の流路幅ｆ１を試料Ｃの粒径に合わせるように、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を制御することで、例えば、試料Ｃを光学的に検出する際などには、検出スポット内に細胞や微小粒子等の試料Ｃを１個ずつ配列させることができ、別個に検出を行うことが可能となるなど、試料検出工程（III）における検出精度を向上させることができる。
【００７５】
図１１は、層流情報検出工程（IV）を経た後の図９及び図１０とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１１中符号（ｉ）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、符号（ii）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示している。なお、図１１符号Ｖで示す破線曲線は、流路１内の流体速度分布を示すハーゲンポアズイユ(Hagen-Poiseuille)速度曲線である。
【００７６】
流路１内は、流路壁側での通流抵抗や流路壁の表面張力等の影響により、流体速度分布曲線Ｖが示すように、流路１中央部の流速が最も早く、流路壁へ近づくに従って流速が遅くなる。
【００７７】
そのため、図１１（ｉ）に示すように、サンプル流Ｆ１が流路１の中央部を通流すると、サンプル流Ｆ１中の試料Ｃの流速も早くなり、試料検出工程（III）における検出感度が低下する場合が生じる。
【００７８】
そこで、例えば、図１１（ii）に示すように、シース流Ｆ２１の送液量を減らし、シース流Ｆ２２の送液量を増量することで、サンプル流Ｆ１をシース流Ｆ２１側へ偏らせるように制御することにより、サンプル流Ｆ１の流速を遅くし、試料検出工程（III）における検出感度を向上させることができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、サンプル流Ｆ１の流速を遅くする制御を行っているが、特にこれに限定されず、例えば、試料検出工程（III）における検出速度を速めるために、サンプル流Ｆ１を流路１の中央部を通流させるように制御し、サンプル流Ｆ１の流速を早めることも可能である。
【００８０】
このような流体速度の制御は、図１２に示す方法によっても実現させることが可能である。図１２は、層流情報検出工程（IV）を経た後の図９から図１１とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１２中符号（ｉ）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、符号（ii）で示す図は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示している。
【００８１】
一般に、流路１へ同一圧で流体を導入した場合、流路幅Ｈが2倍になると、流速は１／４倍に減速する。そこで、図１２（ii）に示すように、流路幅Ｈを２倍にすることで、サンプル流F１の流速ＶをＶ／４へ減速するように制御することができ、試料検出工程（III）における検出感度を向上させることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、サンプル流Ｆ１の流速を遅くする制御を行っているが、特にこれに限定されず、例えば、試料検出工程（III）における検出速度を速めるために、流路幅Ｈを狭くして、サンプル流Ｆ１の流速Ｖを加速させるように制御することも可能である。また、流路幅Ｈに限らず、流路の深さや断面形状等を変化させることで、サンプル流F１の流速Ｖを変化させることも可能である。
【００８３】
（VI）検出条件制御工程
検出条件制御工程（VI）は、試料検出工程（III）を行う前に、試料検出工程（III）における検出条件を制御する工程である（図１フロー図参照）。
【００８４】
検出条件制御工程（VI）は、少なくとも試料検出工程（III）を行う前に行えばよく、例えば図１のフロー図に示すように、層流曲折工程（II）を行う前に行っても、層流曲折工程（II）を行った後に行っても良い。また、図示しないが、後述する第２層流形成工程（VII）及び第３層流形成工程（VIII）を行う前に行っても、第２層流形成工程（VII）及び第３層流形成工程（VIII）を行った後に行っても良い。ただし、層流情報検出工程（IV）を行う場合には、層流情報検出工程（IV）を経た後に行うことが望ましい。層流情報検出工程（IV）において検出された層流情報に基づいて、検出条件制御を行うことができるからである。
【００８５】
検出条件制御工程（VI）では、試料検出工程（III）における検出条件の制御を行うが、制御を行う検出条件は特に限定されない。例えば、光照射スポットの位置、照射スポットの形状、光照射強度、パルス幅、パルス比率、焦点位置、光検出器の増幅率、光照射器の増幅率等を制御することができる。
【００８６】
検出条件制御の一例について図１３を用いて説明する。図１３は、層流情報検出工程（IV）を経た後の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１３中符号（ｉ）で示す図は、検出条件制御工程（VI）を行う前を、符号（ii）で示す図は、検出条件制御工程（VI）を行った後を示している。
【００８７】
例えば、層流情報検出工程（IV）において、図１３（ｉ）に示すように、シース流幅ｆ２１がシース流幅ｆ２２に比べて狭く、サンプル流Ｆ１の位置がシース流F２１側へ偏っていることが検出された場合、図１３（ii）に示すように、光照射スポットの位置をサンプル流F１の通流位置に制御することで、試料検出工程（III）における検出精度を向上させることができる。
【００８８】
従来、流路１を通流する試料Ｃの検出を行う場合には、流路１の中央部に目的の試料Ｃを含む層流（サンプル流Ｆ１）を形成させ、該試料Ｃに向かって光照射等を行い、試料Ｃ検出を行っていた。しかし、この方法では、検出中は、試料Ｃからの情報のみしか得ることができないため、検出等に最適な検出条件を、検出中に制御することが困難であった。そのため、予め、試料Ｃに対応した参照スペクトルビーズや参照直径ビーズ等を流通させ、検出に最適な検出条件を特定した後に、実際に試料Ｃを通流させて検出を行うという、前準備工程が必要であった。
【００８９】
しかし、本発明に係る検出方法では、実際に試料Ｃを流路１内に通流させた状態で、層流情報検出工程（IV）を行い、この情報を検出条件制御に用いることができるため、予め、試料Ｃに対応した参照スペクトルビーズや参照直径ビーズ等を流通させるような前準備工程を行う必要がない。そのため、検出時間の短縮や検出精度の向上が実現できる。
【００９０】
（VII）第２層流形成工程
第２層流形成工程（VII）は、層流曲折工程（II）を経た後に、積層状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、積層状態の両側方向からシース流F２３、F２４で更に挟み込む工程である（図１フロー図参照）。図１４及び図１５を用いて詳しく説明する。
【００９１】
図１４及び図１５は、本発明に係る検出方法に用いることができる図２、図３、図５から図８とは異なる流路１の斜視模式図である。
【００９２】
層流曲折工程（II）を経ると、流路１には、図１４及び図１５中符号Ｄ２で示す検出方向Ｄ２に面した流路１の壁面１ｄ２に対して、平行に積層された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）が形成されている。そこへ、積層状態の両側方向からシース流F２３、F２４で更に挟み込むと、図１４及び図１５に示すように、サンプル流Ｆ１が流路１の中心部に収束された状態の層流を形成することができる。
【００９３】
層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）をシース流Ｆ２３、Ｆ２４で挟み込む具体的方法は、サンプル流Ｆ１が流路１の中心部に収束された状態の層流を形成することができれば特に限定されず、公知のあらゆる方法を採用することができる。好適な一例としては、図１４及び図１５に示すように、層流曲折工程（II）を経た後の流路１の両側からシース流用流路１３を合流させることにより、サンプル流Ｆ１が流路１の中心部に収束された状態の層流を形成することができる。
【００９４】
このように、第２層流形成工程（VII）を行うことで、サンプル流Ｆ１を流路１の中心部に収束された状態に形成すれば、検出方向Ｄ２及び側方Ｓ２のいずれから視た場合も、試料Ｃを整然と列を成した状態で検出することができる。
【００９５】
（VIII）第３層流形成工程
第３層流形成工程（VIII）は、第２層流形成工程（VII）を経た２以上の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を合流させることにより、複数の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を形成する工程である（図１フロー図参照）。図１６を用いて詳しく説明する。
【００９６】
図１６中符号(ｉ)で示す図は、本発明に係る検出方法に用いることができる基板Ｔ上に形成した流路１の上方視平面模式図であり、符号（ii）で示す図は、図１６（ｉ）中符号Ｒ１で示す破線円部分の流路1の断面模式図である。符号１１１は、サンプル流導入口を、符号１２１及び１３１は、シース流導入口をそれぞれ示す。なお、本実施形態では、基板Ｔ上に流路１を設けているが、特にこの形態に限定されず、例えば、図１４又は図１５に示す流路１を複数合流させた流路を用いることも可能である。
【００９７】
第２層流形成工程（VII）を経ると、流路１には、サンプル流Ｆ１が流路１の中心部に収束された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２、F２３、F２４）が形成されている（図１６（ii）参照）。この層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２、F２３、F２４）を図１６（ｉ）に示すように２以上合流させると、図１７に示すような複数の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２、F２３、F２４）が形成される。
【００９８】
図１７中符号（ｉ）で示す図は、図１６（ｉ）中符号Ｒ２で示す破線円部分の流路1を、検出方向Ｄ２から視た断面模式図であり、符号（ii）で示す図は、図１６（ｉ）中符号Ｒ２で示す破線円部分の流路1を、通流方向から視た断面模式図である。
【００９９】
第３層流形成工程（VIII）を行うと、図１７に示すように、検出方向Ｄ２から視て、複数のサンプル流Ｆ１を、形成することができる。そのため、例えば、それぞれのサンプル流Ｆ１に含有させる試料Ｃの種類を変えることにより、一度に何種類もの試料Ｃの検出を行うことができ、検出時間の大幅な短縮が実現できる。
【０１００】
以上説明した検出方法で検出することが可能な試料Ｃは、細胞や微生物、リポソーム、ＤＮＡ、タンパク質などの生体関連微小粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子、あるいは、固体に限らず液体状の物質など、流路１内を通流可能な物質であれば、全て包含する。
【０１０１】
＜相互作用検出方法＞
本発明に係る相互作用検出方法は、流路内を通流する物質Ａと物質Ｂ間の相互作用を検出するための方法であって、第１層流形成工程（Ｉ）と、層流曲折工程（II）と、相互作用検出工程（III）と、を少なくとも行う方法である。また、必要に応じて、層流情報検出工程（IV）、を行うことが可能である。更に必要に応じて、層流制御工程（Ｖ）、検出条件制御工程（VI）、第２層流形成工程（VII）、第３層流形成工程（VIII）を行うことも可能である。それぞれの工程は、前述した検出工程のそれぞれの工程と同様であるので、以下、相互作用検出方法特有の事項について、図１８及び図１９を用いて説明する。
【０１０２】
図１８は、本発明に係る相互作用検出方法を行う際の流路１内の様子を説明するための図であり、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、積層状態の側方から見た断面摸式図である。
【０１０３】
本発明に係る相互作用検出方法では、サンプル流Ｆ１に物質Ａを含有させ、シース流Ｆ２１、Ｆ２２の少なくとも一方に物質Ｂを含有させ、これら物質Ａと物質Ｂ間で進行する相互作用を検出する。なお、本実施形態では、シース流Ｆ２１に物質Ｂを含有させているが、これに限定されず、シース流Ｆ２２に物質Ｂを含有させても、シース流Ｆ２１及びシース流Ｆ２２の両方に物質Ｂを含有させても良い。
【０１０４】
また、シース流Ｆ２１とシース流Ｆ２２に、異なる種類の物質Ｂを含有させて、異なる相互作用を同時に検出することも可能である。
【０１０５】
物質Ａは、流路１内を通流可能な物質であれば、特に限定されない。例えば、細胞や微生物、リポソーム、ＤＮＡ、タンパク質などの生体関連微小粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子などを挙げることができる。なお、サンプル流Ｆ１に含有させる物質Ａは、単一の物質に限らず、複数の物質を同時に含有させて、異なる複数の相互作用を検出することも可能である。
【０１０６】
物質Ｂは、流路１内を通流可能な物質であり、かつ、物質Ａと相互作用し得る物質であれば特に限定されず、例えば、蛍光色素等の蛍光物質、抗体、放射性物質、マイクロビーズ、ｐＨ調整液、濃度調整液、溶血液、生理食塩水などあらゆる試薬や調製液、薬液などが挙げられる。蛍光物質としては、例えば、Cascade Blue、Fluorescein isothiocyanate(FITC)、Phycoerythrin(PE)、Phycoerythrin-Cy5(PE-Cy5)、Phycoerythrin-Cy7(PE-Cy7)、Texas Red、Allophycocyanin(APC)、Allophycocyanin-Cy7 (APC-Cy7)等が挙げられる。なお、シース流Ｆ２１、Ｆ２２に含有させる物質Ｂは、単一の物質に限らず、複数の物質を同時に含有させて、異なる複数の相互作用を検出することも可能である。
【０１０７】
これらの物質Ａ及び物質Ｂを流路１内で相互作用させることにより、物質Ａ及び物質Ｂを流路１内に通流させながら、物質Ａを物質Ｂで化学的又は物理的に修飾することができる。
【０１０８】
また、この場合、図１８中符号Ｌ３で示すように、相互作用検出を流路１の通流方向に走査させながら行うことにより、物質Ａの物質Ｂによる修飾量を、流路１の任意の位置毎に検出することができ、この修飾量をフィードバックすることにより、物質Ｂの種類やシース流Ｆ２１の流量等を制御することも可能である。即ち、流路１内の流体の速度を予め設定しておけば、相互作用が検出された位置から、その物質の反応時間を算出することが可能である。
【０１０９】
更に、本発明に係る相互作用検出方法を用いれば、流路１内での相互作用の有無を検出することにより、物質Ｂと相互作用を行う物質Ａをスクリーニングする方法、例えば、ＨＩＶ（Human Immunodeficiency Virus）の陽性反応などに応用することができる。
【０１１０】
図１９は、本発明に係る相互作用検出方法を行う際の流路１内の様子を説明するための図であり、図１８とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図である。
【０１１１】
本実施形態では、シース流Ｆ２１の流速ｖ１をシース流２２の流速ｖ２より早く設定している。このようにサンプル流Ｆ１の両側のシース流Ｆ２１とシース流２２の流速ｖ１及びｖ２を異ならせることで、図１９に示すように、サンプル流Ｆ１中の物質Ａが回転する。
【０１１２】
この場合、例えば、シース流Ｆ２２に生理食塩水等を用いることにより、物質Ａに結合した不純物質や、修飾不完全な物質Ｂなどを洗浄することも可能である。
【０１１３】
以上説明した相互作用検出方法を、図１６及び図１７に示すように、複数の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）が形成された流路１内で行う場合、例えば、それぞれのサンプル流Ｆ１に異なる種類の物質Ａを含有させたり、それぞれのシース流Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４に異なる種類の物質Ｂを含有させたりすることで、一度に複数の修飾や、スクリーニングを行うことが可能となる。
【０１１４】
＜検出装置＞
図２０は、本発明に係る検出装置２の一実施形態に係る概念を示す斜視模式である。本発明に係る検出装置２は、大別すると、流路１と、第１検出部３１と、第２検出部３２と、を少なくとも備える。以下、それぞれの構成、機能等について詳細に説明する。
【０１１５】
（１）流路１
本発明に係る検出装置２に用いることができる流路１は、前記試料の検出を行う第２検出部と、前記第１検出部によって検出が行われる流路位置と、前記第２検出部によって検出が行われる流路位置と、の間に、前記流路の前記第１検出部側の壁面に対して垂直に積層された状態の層流を、前記第２検出部側の壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させる曲折部を少なくとも備える。
【０１１６】
本発明に係る検出部に備える前記曲折部は、前記層流を、前記第１検出部側の壁面に対して垂直に積層された状態から、前記第２検出部側の壁面に対して平行な積層状態となるように曲折させることができれば、その構造は特に限定されないが、本実施形態では、一例として、前記通流方向をＸ方向とした場合に、Ｙ軸方向に略９０度に流路が曲折する第１曲折部１０１と、Ｚ軸方向に略９０度に流路が曲折する第２曲折部１０２と、を少なくとも備えた曲折部を挙げて以下説明する。
【０１１７】
本実施形態では、このような第１曲折部１０１、第２曲折部１０２を備えることで、流路１内に形成された層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の積層方向を変更することができる。
【０１１８】
例えば、図２０に示すように、検出方向Ｄ１に面する流路１の壁面１ｄ１に対して垂直に積層された状態の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、第１曲折部１０１及び第２曲折部１０２を通流させることにより、検出方向Ｄ２に面する流路１の壁面１ｄ２に対して平行に積層された状態へ変更することができる。
【０１１９】
なお、第１曲折部１０１と第２曲折部１０２は、図２０に示す形態に限定されず、例えば、図２１に示すように、第１曲折部１０１は、流路１の深さＨ分程度の曲折であっても、その後に第２曲折部１０２を通流させることにより、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、壁面１ｄ２対して平行な積層状態とすることができる。
【０１２０】
流路１の流路幅、流路深さ、流路断面形状は、層流を形成し得る形態であれば特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、流路幅１ｍｍ以下のマイクロ流路１を、本発明に係る検出装置に用いることが可能である。特に、流路幅１０μｍ以上１ｍｍ以下程度のマイクロ流路を用いれば、本発明に係る検出方法及び相互作用検出方法をより好適に行うことができる。
【０１２１】
流路１の第１曲折部１０１及び第２曲折部１０２の上流には、図２２に示すように、サンプル流用流路１１と該サンプル流用流路１１の両側から合流するシース流路１２を設けることもできる。サンプル流用流路１１とシース流用流路１２を設けることにより、サンプル流用流路１１から導入されるサンプル流Ｆ１を、シース流用流路１２から導入されるシース流Ｆ２１、Ｆ２２で両側から挟み込んだ状態の層流を簡単に形成することができる。
【０１２２】
また、流路１の第１曲折部１０１及び第２曲折部１０２の下流には、図２２に示すように、流路１の両側から合流するシース流路１３を設けることもできる。シース流用流路１３を設けることにより、サンプル流Ｆ１が流路１の中心部に収束された状態の層流を形成することができる。
【０１２３】
なお、図２２に示す検出装置２の場合も、第１曲折部１０１と第２曲折部１０２は、図２２に示す形態に限定されず、例えば、図２３に示すように、第１曲折部１０１は、流路１の深さＨ分程度の曲折であっても、その後に第２曲折部１０２を通流させることにより、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を、壁面１ｄ２対して平行な積層状態とすることができる。
【０１２４】
流路１は、図２０から図２３の形態に限定されず、自由に設計することができる。例えば、図２４に示すように、２次元又は３次元のプラスチックやガラス等の基板Ｔ上に形成した流路１を、本発明に係る検出装置に用いることも可能である。更に、図２５に示すように、複数の流路１を合流させて用いることも可能である。
【０１２５】
なお、符号１１１は、サンプル流導入口を、符号１２１及び１３１は、シース流導入口をそれぞれ示す。シース流導入口１２１、１３１は、それぞれのシース流用流路１２、１３に、各１つずつ個別に設けているが、特にこの形態に限定されない。例えば、各シース流用流路１２、１３のシース流導入口１２１ａ、１３１ａと、シース流導入口１２１ｂ、１３１ｂ（図２６（ｉ）参照）とを、図２６（ii）、（iii）、（iv）に示すようにそれぞれ共通のシース流導入口１２１、１３１とすることで、基板Ｔ上のシース流導入口１２１、１３１の数を削減することができ、シース流導入の作業効率を上げることが可能となる。
【０１２６】
（２）第１検出部３１
第１検出部３１では、流路１の第１曲折部１０１及び第２曲折部１０２の少なくとも上流において、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅及び流路１における位置を検出する。
【０１２７】
第１検出部では、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅及び流路１における位置が検出できれば、その検出方法は特に限定されず、公知の方法を自由に採用することができる。例えば、光学的方法、電気的方法、磁気的方法などを挙げることができ、特に、本発明においては、光学的方法が好適である。
【０１２８】
光学的方法としては、例えば、蛍光測定、散乱光測定、透過光測定、反射光測定、回折光測定、紫外分光測定、赤外分光測定、ラマン分光測定、ＦＲＥＴ測定、ＦＩＳＨ測定その他各種スペクトラム測定等の方法が挙げられる。また、電荷結合素子（ＣＣＤ）やComplementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）などのエリア撮像素子を用いて検出を行えば、一画面全体の試料Ｃから発せられるイメージを光電変換することができる。
【０１２９】
光学的方法を採用する場合における光照射の種類は特に限定されないが、試料から蛍光や散乱光を確実に発生させるためには、光方向、波長、光強度が一定の光が望ましい。一例としては、レーザやＬＥＤ（Light Emission Diode：発光ダイオード）を挙げることができる。
【０１３０】
また、光学的方法を採用する場合における光照射方法は特に限定されないが、例えば、図２０中符号Ｗ１で示すように、照射スポットを流路幅方向に走査させながら光学的情報を検出してもよい。
【０１３１】
電気的方法としては、例えば、サンプル流Ｆ１やシース流Ｆ２１、Ｆ２２に含有される試料Ｃ等の物質に関する抵抗値、容量値（キャパシタンス値）、インダクタンス値、インピーダンス、電極間の電界の変化値等の測定を行う方法が挙げられる。
【０１３２】
磁気的方法としては、例えば、サンプル流Ｆ１やシース流Ｆ２１、Ｆ２２に含有される試料Ｃ等の物質の表面に磁性体を修飾し、磁化、磁界変化、磁場変化等の測定を行う方法が挙げられる。
【０１３３】
本発明に係る検出装置２に備える第１検出部３１の個数は、特に限定されず、図２５に示すように、流路１を複数設ける場合などには、第１検出部３１も複数備えることも自由である。
【０１３４】
なお、図２５に示す実施形態の場合でも、１つの第１検出部３１を走査させることにより、複数の流路１内の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の層流幅及び流路１における位置を検出することも可能である。
【０１３５】
（２）第２検出部３２
第２検出部３２では、流路１の第１曲折部１０１及び第２曲折部１０２の少なくとも下流において、試料Ｃから発せられる情報を検出する。なお、検出方法は、第１検出部３１と同様に自由に選択することができる。
【０１３６】
第２検出部３２における検出条件は、第１検出部３１で得た層流情報に基づいて、制御することが可能である。例えば、光照射スポットの位置、照射スポットの形状、光照射強度、パルス幅、パルス比率、焦点位置、光検出器の増幅率、光照射器の増幅率等を制御することができる。
【０１３７】
本発明に係る検出装置２に備える第２検出部３２の個数も、特に限定されず、複数備えることも自由である。例えば、図示しないが、流路１内での相互作用などの反応量の違いを、流路１の位置毎に検出したい場合など、流路１の通流方向に複数の第２検出部３２を備えることもできる。
【０１３８】
なお、この場合、１つの第２検出部３２を走査させることにより、流路１の位置毎に反応量の違いを検出することも可能である。
【０１３９】
以上のように、本発明に係る検出装置２は、実際に試料Ｃを検出する第２検出部３２とは別に、流路１内の層流情報を検出する第１検出部３１を備えているため、試料１を流路１内に通流させた状態で、層流情報の検出を行い、この情報を第２検出部３２による試料Ｃの検出条件制御に用いることができる。そのため、予め、試料Ｃに対応した参照スペクトルビーズや参照直径ビーズ等を流通させるような前準備工程を行う必要がなく、検出時間の短縮や検出精度の向上が実現できる。
【０１４０】
また、本発明に係る検出装置２は、第１曲折部１０１と第２曲折部１０２とを備える流路１を備えているため、第１検出部３１による層流情報検出後に、流路１内の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）の積層方向を変更することができる。そのため、第１検出部３１と第２検出部３２からの検出を、同一方向から行うことが可能である。従って、装置の小型化等を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明に係る検出方法のフロー図である。
【図２】本発明に係る検出方法に用いることができる流路１の斜視模式図である。
【図３】本発明に係る検出方法に用いることができる図２とは異なる流路１の斜視模式図である。
【図４】層流曲折工程（II）の前後の流路１内を比較する図であり、図４（Ａ）は、検出方向Ｄから視た流路１を示す断面模式図であり、図４（ii）は、検出方向Ｄに対して側方から視た流路１を示す断面模式図であり、図４（ｉ−１）、（ii−１）は、それぞれ層流曲折工程（II）を行う前の流路１を示す断面模式図であり、図４（ｉ−２）、（ii−２）は、それぞれ層流曲折工程（II）を行った後の流路１を示す断面模式図である。
【図５】本発明に係る検出方法に用いることができる図２及び図３とは異なる流路１の斜視模式図である。
【図６】本発明に係る検出方法に用いることができる図２、図３及び図５とは異なる流路１の斜視模式図である。
【図７】本発明に係る検出方法に用いることができる図２、図３、図５及び図６とは異なる流路１の斜視模式図である。
【図８】本発明に係る検出方法に用いることができる図２、図３、図５から図７とは異なる流路１の斜視模式図である。
【図９】層流情報検出工程（IV）を経た後の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図９（ｉ）は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、図９（ii）は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示す断面摸式図である。
【図１０】層流情報検出工程（IV）を経た後の図９とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１０（ｉ）は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、図１０（ii）は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示す断面摸式図である。
【図１１】層流情報検出工程（IV）を経た後の図９、及び図１０とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１１（ｉ）は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、図１１（ii）は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示す断面摸式図である。
【図１２】層流情報検出工程（IV）を経た後の図９から図１１とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１２（ｉ）は、層流制御工程（Ｖ）を行う前を、図１２（ii）は、層流制御工程（Ｖ）を行った後を示す断面摸式図である。
【図１３】層流情報検出工程（IV）を経た後の層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図であり、図１３（ｉ）は、検出条件制御工程（VI）を行う前を、図１２（ii）は、検出条件制御工程（VI）を行った後を示す断面摸式図である。
【図１４】本発明に係る検出方法に用いることができる図２、図３、図５から図８とは異なる流路１の斜視模式図である。
【図１５】本発明に係る検出方法に用いることができる図２、図３、図５から図８、及び図１４とは異なる流路１の斜視模式図である。
【図１６】図１６（ｉ）は、本発明に係る検出方法に用いることができる基板Ｔ上に形成した流路１の上方視平面模式図であり、図１６（ii）は、図１６（ｉ）中符号Ｒ１で示す破線円部分の流路1の断面模式図である。
【図１７】図１７（ｉ）は、図１６（ｉ）中符号Ｒ２で示す破線円部分の流路1を、検出方向Ｄ２から視た断面模式図であり、図１７（ii）は、図１６（ｉ）中符号Ｒ２で示す破線円部分の流路1を、通流方向から視た断面模式図である。
【図１８】本発明に係る相互作用検出方法を行う際の流路１内の様子を説明するための図であり、層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図である。
【図１９】本発明に係る相互作用検出方法を行う際の流路１内の様子を説明するための図であり、図１８とは異なる層流（サンプル流Ｆ１、シース流Ｆ２１、Ｆ２２）を積層状態の側方から見た断面摸式図である。
【図２０】本発明に係る検出装置2の一実施形態に係る概念を示す斜視模式図である。
【図２１】本発明に係る検出装置2の図２０とは異なる実施形態に係る概念を示す斜視模式である。
【図２２】本発明に係る検出装置2の図２０及び図２１とは異なる実施形態に係る概念を示す斜視模式である。
【図２３】本発明に係る検出装置2の図２０から図２２とは異なる実施形態に係る概念を示す斜視模式である。
【図２４】本発明に係る検出装置2の図２０及び図２２とは異なる実施形態に係る概念を示す斜視模式である。
【図２５】本発明に係る検出装置2の図２０から図２４とは異なる実施形態に係る概念を示す斜視模式である。
【図２６】本発明に係る検出装置２に用いることが可能な流路１の構成例を示す上方視平面模式図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１  流路
Ｄ１、Ｄ２  検出方向
Ｆ１  サンプル流
Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４  シース流
１ｄ１、１ｄ２  流路壁
１１  サンプル流用流路
１２、１３  シース流用流路
Ｃ  試料
ｆ１  サンプル流幅
ｆ２１、ｆ２２  シース流幅
Ｔ  基板
１１１  サンプル流導入口
１２１、１３１シース流導入口
Ａ  物質Ａ
Ｂ  物質Ｂ
２  検出装置
１０１  第１曲折部
１０２  第２曲折部
３１  第１検出部
３２  第２検出部
【図１】
2009162664.tif 000003
【図２】
2009162664.tif 000004
【図３】
2009162664.tif 000005
【図４】
2009162664.tif 000006
【図５】
2009162664.tif 000007
【図６】
2009162664.tif 000008
【図７】
2009162664.tif 000009
【図８】
2009162664.tif 000010
【図９】
2009162664.tif 000011
【図１０】
2009162664.tif 000012
【図１１】
2009162664.tif 000013
【図１２】
2009162664.tif 000014
【図１３】
2009162664.tif 000015
【図１４】
2009162664.tif 000016
【図１５】
2009162664.tif 000017
【図１６】
2009162664.tif 000018
【図１７】
2009162664.tif 000019
【図１８】
2009162664.tif 000020
【図１９】
2009162664.tif 000021
【図２０】
2009162664.tif 000022
【図２１】
2009162664.tif 000023
【図２２】
2009162664.tif 000024
【図２３】
2009162664.tif 000025
【図２４】
2009162664.tif 000026
【図２５】
2009162664.tif 000027
【図２６】
2009162664.tif 000028