(57)【要約】  本発明は、バルブ部への配管の位置に制約されることなく、流路に対する所定の処理を円滑に実施できる流体デバイスを提供することを目的とする。処理装置にセットして使用される流体デバイスであって、接合面で接合され少なくとも一方が接合面に開口する流路を有する、第１基材及び第２基材を備える。記第１基材は、流路と対向する第１位置で第１基材を貫通し、駆動流体が流れる貫通孔と、貫通孔の流路側に設けられ、駆動流体の供給に応じて駆動され流路中の流体の流れを調整するバルブ部と、接合面とは逆側の面に配置され、処理装置との接触により密閉されたときに、流路と非対向である第２位置と第１位置とを接続しシールされた駆動流体の接続路が形成される接続領域と、を有する。
2019146104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置にセットして使用される流体デバイスであって、
接合面で接合され少なくとも一方が前記接合面に開口する流路を有する、第１基材及び第２基材を備え、
前記第１基材は、
前記流路と対向する第１位置で前記第１基材を貫通し、駆動流体が流れる貫通孔と、
前記貫通孔の前記流路側に設けられ、前記駆動流体の供給に応じて駆動され前記流路中の流体の流れを調整するバルブ部と、
前記接合面とは逆側の面に配置され、処理装置との接触により密閉されたときに、前記流路と非対向である第２位置と前記第１位置とを接続しシールされた前記駆動流体の接続路が形成される接続領域と、
を有する流体デバイス。
【請求項２】
前記第１基材は、前記第１基材における前記接合面とは逆側の面に、前記接続領域の周囲を取り囲んで配置されたシール部を有する、
請求項１に記載の流体デバイス。
【請求項３】
前記シール部と前記第１基材とは、一体的に成形された成形体である、
請求項２に記載の流体デバイス。
【請求項４】
前記貫通孔の内周面に設けられた第１筒部と、前記バルブ部と、前記接続路の一部と、前記シール部とは、軟性材料により一体的に成形されている、
請求項２または３に記載の流体デバイス。
【請求項５】
前記バルブ部は弾性材であり、前記駆動流体の供給に応じて変形し、前記流路中の流体の流れを調整する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の流体デバイス。
【請求項６】
前記第１基材は、前記貫通孔と、前記バルブ部と、前記接続領域と、を少なくとも２つずつ備え、
２つの前記バルブ部の間に検出部を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項７】
前記第１基材は、さらに、
前記第２位置を貫通する第１供給孔と、
前記流路と非対向であり第２位置とは異なる位置の第３位置を貫通する第２供給孔と、を有し、
前記第２基材は、一端側で前記第１供給孔と連通し、他端側で前記第２供給孔と連通する迂回路の少なくとも一部を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の流体デバイス。
【請求項８】
前記迂回路は、前記第２基材の前記接合面に形成され前記第１供給孔と連通する位置と前記第２供給孔と連通する位置とを接続する接続溝部を有する、
請求項７に記載の流体デバイス。
【請求項９】
前記第２基材における前記接合面とは逆側の面に接合される第３基材を備え、
前記迂回路は、
第１供給孔と連通し前記第２基材を貫通する第１連通孔と、
第２供給孔と連通し前記第２基材を貫通する第２連通孔と、
前記第２基材と前記第３基材との接合面側に開口して配置され前記第１連通孔と前記第２連通孔とを接続する接続溝部と、を有する、
請求項７に記載の流体デバイス。
【請求項１０】
前記第１基材は、前記第１基材における前記接合面とは逆側の面において、前記第２供給孔の周囲を取り囲んで配置された第２シール部を有する、請求項７から９のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項１１】
前記第２位置で前記第１基材を貫通する第２貫通孔を有し、
前記貫通孔の内周面に設けられた第１筒部と、前記バルブ部と、前記接続路の一部と、前記シール部と、前記第２シール部と、前記第２貫通孔の内周面に設けられた第２筒部と、が、軟性材料により一体的に成形されている、請求項１０に記載の流体デバイス。
【請求項１２】
前記第１基材は、前記貫通孔と、前記バルブ部と、前記接続領域と、前記第１供給孔と、前記迂回路と、を少なくとも２つずつ備え、
２つの前記バルブ部の間に検出部を備える、請求項７から１１のいずれか一項に記載の流体デバイス。
【請求項１３】
第１基材と第２基材とを備える流体デバイスであって、
前記第１基材は、
前記第１基材の第１面に形成された第１の溝と、
前記第１の溝と接続し、前記第１基材を貫通する第１貫通孔と、
前記第１貫通孔に設けられ、前記第１面と逆側の第２面に面するダイアフラムと、
前記ダイアフラムと一体的に設けられ、前記第１の溝を取り囲むように配置され、上端が前記第１面から突出している突出部と、を備え、
前記第２基材は、
前記第２基材の第１面において形成された第２の溝を備え、
前記第１基材の前記第２面と、前記第２基材の前記第１面とは、前記第１基材の前記第１貫通孔が前記第２基材の前記第２の溝と接続するように接合する、流体デバイス。
【請求項１４】
前記流体デバイスは、前記ダイアフラムを駆動するための駆動流体を供給する装置にセットして用いられるデバイスであって、
前記第１の溝は、前記装置の駆動流体供給孔と接続する接続部を有する、請求項１３に記載の流体デバイス。
【請求項１５】
前記第１基材は、
前記第１の溝の一部において、前記第１基材を貫通する第２貫通孔と、
前記第１の溝から独立した場所において、前記第１基材を貫通する第３貫通孔と、
を備え、
前記第２基材は、
前記第２貫通孔と前記第３貫通孔とを接続する第３の溝を備える、
請求項１３に記載の流体デバイス。
【請求項１６】
前記第３の溝は、前記第２基材の前記第１面に形成される、請求項１５に記載の流体デバイス。
【請求項１７】
前記第２基材の前記第１面と逆側の第２面に接合する第３基材を更に備え、
前記第２基材は、
前記第１基材の前記第２貫通孔と接続する位置に形成された第４貫通孔と、
前記第１基材の前記第３貫通孔と接続する位置に形成された第５貫通孔と、
前記第２基材及び前記第３基材の少なくとも一方が、接合面に開口し、前記第４貫通孔と前記第５貫通孔とを接続する流路を備える、請求項１３に記載の流体デバイス。
【請求項１８】
試料物質を含む溶液が流路を流動する、請求項１から６、請求項１３、又は請求項１４の、いずれか一項に記載の流体デバイスと、
前記第１基材における前記接続領域に配置されたときに前記接続路を密閉し、前記流路に対して所定の処理を施す処理部と、前記第２位置から前記接続路及び前記貫通孔を介して前記バルブ部に前記駆動流体を供給可能な供給部とを有する処理装置と、
を備えるシステム。
【請求項１９】
試料物質を含む溶液が流路を流動する、請求項７から１２、又は、請求項１５から１７の、いずれか一項に記載の流体デバイスと、
前記第１基材における前記接続領域に配置されたときに前記接続路を密閉し、前記流路に対して所定の処理を施す処理部と、前記第３位置から前記迂回路、前記接続路及び前記貫通孔を介して前記バルブ部に前記駆動流体を供給可能な供給部とを有する処理装置と、
を備えるシステム。
【請求項２０】
前記処理部は、前記流路を撮像する撮像部を含む、
請求項１８又は請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記流体デバイスは、前記第１基材における前記接合面とは逆側の面において、前記撮像部の視野外からの光を遮光する遮光部を備える、
請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記処理部は、前記流路を加熱する加熱部を含む、
請求項１８から２１のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体デバイス及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、体外診断分野における試験の高速化、高効率化、および集積化、又は、検査機器の超小型化を目指したμ−ＴＡＳ（Micro-Total Analysis Systems）の開発などが注目を浴びており、世界的に活発な研究が進められている。【０００３】
μ−ＴＡＳは、少量の試料で測定、分析が可能なこと、持ち運びが可能となること、低コストで使い捨て可能なこと等、従来の検査機器に比べて優れている。
更に、高価な試薬を使用する場合や少量多検体を検査する場合において、有用性が高い方法として注目されている。【０００４】
μ−ＴＡＳの構成要素として、流路と、該流路上に配置されるポンプとを備えたデバイスが報告されている（非特許文献１）。このようなデバイスでは、該流路へ複数の溶液を注入し、ポンプを作動させることで、複数の溶液を流路内で混合する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Jong Wook Hong, Vincent Studer, Giao Hang, W French Anderson and Stephen R Quake,Nature Biotechnology 22, 435 - 439 (2004)
【発明の概要】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、接合面で接合され少なくとも一方が前記接合面に開口する流路を有する、第１基材及び第２基材を備え、前記第１基材は、前記流路と対向する第１位置で前記第１基材を貫通し、駆動流体が流れる貫通孔と、前記貫通孔の前記流路側に設けられ、前記駆動流体の供給に応じて駆動され前記流路中の流体の流れを調整するバルブ部と、前記接合面とは逆側の面側に配置され、密閉されたときに、前記流路と非対向である第２位置と前記第１位置とを接続しシールされた前記駆動流体の接続路が形成される接続領域と、を有する流体デバイスが提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１基材と第２基材とを備える流体デバイスであって、前記第１基材は、前記第１基材の第１面に形成された第１の溝と、前記第１の溝と接続し、前記第１基材を貫通する第１貫通孔と、前記第１貫通孔に設けられ、前記第１面と逆側の第２面に面するダイアフラムと、前記ダイアフラムと一体的に設けられ、前記第１の溝を取り囲むように配置され、上端が前記第１面から突出している突出部と、を備え、前記第２基材は、前記第２基材の第１面において形成された第２の溝を備え、前記第１基材の前記第２面と、前記第２基材の前記第１面とは、前記第１基材の前記第１貫通孔が前記第２基材の前記第２の溝と接続するように接合する、流体デバイスが提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、試料物質を含む溶液が流路を流動する第１の態様又は第２の態様の流体デバイスと、前記第１基材における前記接続領域に配置されたときに前記接続路を密閉し、前記第２位置から前記接続路及び前記貫通孔を介して前記バルブ部に前記駆動流体を供給可能な供給部、及び前記流路に対して所定の処理を施す処理部、を有する処理装置と、を備えるシステムが提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様に従えば、試料物質を含む溶液が流路を流動する第１の態様又は第２の態様の流体デバイスと、前記第１基材における前記接続領域に配置されたときに前記接続路を密閉し、前記第３位置から前記迂回路、前記接続路及び前記貫通孔を介して前記バルブ部に前記駆動流体を供給可能な供給部、及び前記流路に対して所定の処理を施す処理部、を有する処理装置と、を備えるシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る流体デバイス及びシステムの概略的な断面図。
【図２】本実施形態に係る流体デバイス及びシステムを模式的に示した平面図。
【図３】本実施形態に係る流体デバイス及びシステムを模式的に示した平面図。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線視断面図。
【図５】本実施形態に係る流体デバイス及びシステムの概略的な断面図。
【図６】本実施形態に係る流体デバイスを模式的に示した平面図である。
【図７】本実施形態に係る流体デバイスを模式的に示した平面図である。
【図８】本実施形態に係る流体デバイスを模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の流体デバイス及びシステムの実施の形態を、図１から図５までを参照して説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限られない。
【００１２】
［流体デバイス及びシステムの第１実施形態］
図１は、第１実施形態の流体デバイス１００Ａを含むシステムＳＹＳの基本構成を示す正面図である。なお、図１においては、液体を導入する際に、流路内の気体（例、空気）を排出又は導入するための気体流路の図示を省略している。
【００１３】
システムＳＹＳは、流体デバイス１００Ａ及び処理装置ＴＲを備えている。流体デバイス１００Ａは、処理装置ＴＲにセットして使用される。流体デバイス１００Ａは処理装置ＴＲに配置し、固定し、又は押し当てて使用される。処理装置ＴＲは、流体デバイス１００Ａをセットしたときに、後述する第１基材の接合面とは逆側の面に対向する接続部材を有する。処理装置ＴＲの接続部材は、流路４０とは対向しない位置に、流体デバイス１００Ａに駆動流体を供給する駆動流体供給孔を有する。
本実施形態の流体デバイス１００Ａは、検体試料に含まれる検出対象である試料物質をハイブリダイズ、免疫反応および酵素反応などにより検出するデバイスを含む。試料物質は、例えば、核酸、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ペプチド、タンパク質、細胞外小胞体などの生体分子や粒子などである。
【００１４】
流体デバイス１００Ａは、第１基材６および第２基材９を備えている。第１基材６および第２基材９は、例えば板状の基材であり、一例として、樹脂材（ポリプロピレン、ポリカーボネイト等の硬質材）で形成されている。流体デバイス１００Ａは、接合面で接合される第１基材及び第２基材を備えている。例えば、第１基材６と第２基材９とは、超音波溶着やレーザー溶着などの溶着技術により接合されている。第１基材６および第２基材９は、例えば、それぞれ接合方向に貫通し面方向の位置決めが行われる複数（例えば２つ）の位置決め孔（不図示）を有している。第１基材６および第２基材９は、位置決め孔に軸部材を挿通させることにより、面方向に互いに位置決めされた状態で積層（多層）可能である。第１基材６又は第２基材９の少なくとも一方は、両基材を接合することにより流路４０を形成する溝（第２の溝）を接合面に有する。本実施形態においては、第２基材９は、第１基材６との接合面９ａに開口する流路４０を有している。流路４０は、一例として、数μｍから数百ｍｍ程度の幅又は深さを有した溝である。
【００１５】
なお、以下の説明においては、第１基材６および第２基材９は水平面に沿って配置され、第１基材６は第２基材９の上側に配置されるものとして説明する。また、第１基材６を上板、第２基材を基板と説明することもある。ただし、これは、説明の便宜のために水平方向および上下方向を定義したに過ぎず、本実施形態に係る流体デバイス１００Ａ及びシステムＳＹＳの使用時の向きを限定しない。
【００１６】
図２は、第２基材９を第１基材６側から視た平面図（上面図）である。図２においては、処理装置ＴＲの一部を二点鎖線で示している。
第１基材６は、貫通孔５２及び溝部（第１の溝）５４に設けられた軟性部材６０を備えている。軟性部材６０は、流路４０に沿って複数離間して配置されている。なお、図２に示される二つの軟性部材６０のうち、一方（上側）の軟性部材６０については、第１基材６に関する符号を主に記載し、他方（下側）の軟性部材６０については、軟性部材６０に関する符号を主に記載する。
【００１７】
貫通孔５２は、第１基材６および第２基材９の積層方向（以下、積層方向と称する）に、第１基材６を貫通している。貫通孔５２は、積層方向視において円形状に形成されている。貫通孔５２は、軸中心が第１位置Ｐ１に配置されている。
【００１８】
第１位置Ｐ１は、流路４０と対向する位置である。第１基材と第２基材とは、貫通孔５２が第２基材の流路４０と接続する位置で接合している。第１位置Ｐ１は、流路４０の幅内に配置されており、流路の幅方向中心に配置されていることが好ましい。第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１に対して流路４０から離れる方向に離間した位置である。第１位置Ｐ１及び第２位置は、処理装置ＴＲと積層方向に重なり（対向し）、且つ、処理装置ＴＲに設けられた後述する処理部と積層方向に重ならない位置（非対向位置）に配置されている。
【００１９】
溝部５４は、貫通孔５２と周面５３Ａとの間を所定深さで接続する。溝部５４は、第１基材６の一面（第１面）に形成され、開口する。溝部５４は、図２に示すように、貫通孔５２及び周面５３Ａに接する接線５５同士の間に形成されている。周面５３Ａは、積層方向視において第２位置Ｐ２を軸中心とする円弧形状に形成されている。第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１及び流路４０から離れる方向に離間して配置されている。第２位置Ｐ２は、溝部５４において、後述する処理装置ＴＲの配管Ｔと接続する接続部である。
【００２０】
軟性部材６０は、第１基材６と異なる材料で成形されている。軟性部材６０と第１基材６とは、例えば、射出成形により一体化された成形体である。軟性部材６０と第１基材６とは、先に成形された一方を収容した金型で他方を成形する２色成形で一体化された成形体である。軟性部材６０を形成する材料としては、例えば、弾性材などの圧力におり変形する材料があげられ、ポリオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマーを例示することができる。
【００２１】
図１に示すように、軟性部材６０は、第１筒部６１、空洞部６８、バルブ部６３、接続溝６５、シール部６６を備えている。第１筒部６１は、貫通孔５２の内周面に設けられている。第１筒部６１は、貫通孔５２と同軸の円筒状に設けられている。第１筒部６１の上面は、第１基材６の上面６ａと略面一である。第１基材６において、貫通孔５２の流路４０側の開口部は駆動流体によって変形する弾性部材６０で塞がれている。
【００２２】
バルブ部６３は、第１筒部６１の空洞部６７の底部に一部が流路４０に臨んで配置されている。バルブ部６３は、軟性材料６０からなるダイアフラムである。バルブ部６３及び空洞部６７は、積層方向視で円形に形成されている。バルブ部６３の下面は、空洞部６７が大気圧のときに２基材９の接合面９ａと面一である。バルブ部６３の下面は、空洞部６７が大気圧よりも大きい圧力のときに弾性変形して、空洞部６７の圧力に応じて流路４０の少なくとも一部を閉塞する。バルブ６３が弾性変形して流路４０を閉塞したときには、流路４０における流体の流れを止める閉状態となる。バルブ６３が弾性変形せず流路４０を開放したときには、流路４０における流体の流れを止めない開状態となる。すなわち、バルブ部６３は、空洞部６７における駆動流体の圧力に応じて流路４０における流体の流れを調整する。なお、バルブ部６３及び空洞部６７は、必ずしも円形である必要はなく、上部の構造物の形状に合わせて、楕円形や矩形等であってもよい。
【００２３】
空洞部６８は、第２位置Ｐ２を軸中心として配置されている。空洞部６８は、後述するシール部６６に囲まれて略円弧状に形成された空間である。空洞部６８は、上方に開口している。
【００２４】
接続溝６５は、空洞部６７と空洞部６８とを所定深さで接続する溝である。接続溝６５の深さは、空洞部６７の深さよりも浅い。例えば、空洞部６７の大きさはバルブ部６３の孔径に応じて設計され、空洞部６８の大きさ後述する処理装置の接続部７３の孔径に応じて設計される。例えば、図２においては、バルブ部６３の孔径の方が、接続部７３の孔径に比べて大きいため、空洞部６７は空洞部６８よりも大きく、接続溝６５は、空洞部６８から空洞部６７に向かうに従って漸次幅が狭く形成されている。接続溝６５、空洞部６７及び空洞部６８は、バルブ部６３を駆動するための駆動流体の接続路を形成している。
【００２５】
シール部６６は、接続路を形成する接続溝６５、空洞部６７及び空洞部６８の周囲を取り囲んで配置されている。シール部６６の上端は、第１基材６の上面６ａよりも上側に突出している。シール部６６の断面は略半円形状である。シール部６６は、図１に示されるように、処理装置ＴＲと接合したときに密閉されシールされた接続路を形成する。すなわち、シール部６６は、密閉されたときにシールされた駆動流体の接続路が形成する接続領域を構成する。
【００２６】
第１筒部６１、空洞部６８、バルブ部６３、接続溝６５、シール部６６が一体的に軟性材料６０により構成されている場合、製造が容易である。また、シール部６６を密閉した際に、接続路のシール性が高い。バルブ駆動によりバルブ部６３に負担がかかった場合でも、軟性材料６０は第１筒部６１や接続溝６５において第１基板６に固定されているため、軟性材料６０が剥がれにくい。
【００２７】
処理装置ＴＲは、板状部材７１及び処理部７２（図２のみ図示）を備えている。処理装置ＴＲは、不図示の駆動機構によって板状部材７１が流体デバイス１００Ａにおけるシール部６６と接触する位置と、流体デバイス１００Ａと離間した位置との間を移動可能である。板状部材７１は、供給部Ｄからの駆動流体を供給する配管（駆動流体供給孔）Ｔが接続される接続部７３を第２位置Ｐ２に有している。配管Ｔが第１位置Ｐ１に配置された場合は、配管Ｔと処理部７２とが近接しているため、処理部７２及び処理部７２に接続される配線・配管等と干渉する可能性があるが、接続部７３に接続された配管Ｔは、処理部７２及び処理部７２に接続される配線・配管等と干渉しない第２位置Ｐ２に配置されている。
【００２８】
処理部７２としては、流路４０内の検出対象を検出する検出部、流路４０を撮像して検査等を行う撮像部、流路を加熱する加熱部、超音波による細菌破砕や核酸の断片化を行う検体処理部、振動による攪拌を行う攪拌部、等を選択して用いることができる。上記の接続路は、処理部７２の直下に配置されている。上記の接続路は、積層方向視で処理部７２と重なっている。すなわち、上記の接続路は、処理部７２と流体デバイス１００Ａとの接触面内に収まる範囲に配置されている。
【００２９】
上記のシステムＳＹＳを用い、流路４０における流体の流れを調整した状態で処理部７２による処理を実施する手順について説明する。流路４０における流体としては、例えば、上述した試料物質を含む溶液が挙げられる。
まず、流体デバイス１００Ａを処理装置ＴＲにセットする。駆動機構によって板状部材７１を流体デバイス１００Ａにおけるシール部６６と接触させる。板状部材７１と流体デバイス１００Ａとを押し当てることにより、シール部６６は変形し、接続路は密閉された状態でシールされる。すなわち、処理装置ＴＲの接続部材の駆動流体供給孔から軟性部材６０まで駆動流体が通過する密閉された流体通過領域が形成される。このとき、板状部材７１は接続路の一面を形成する。接続路は、第１基材の溝部５４と軟性材料６０により形成された接続領域と板状部材７１とにより囲まれた空間となる。
【００３０】
接続路がシールされると、供給部Ｄから駆動流体（例えば、空気）が配管Ｔを介して接続部７３に供給される。接続部７３に供給された駆動流体は、空洞部６８及び接続溝６５を介して空洞部６７に導入される。すなわち、接続路はバルブ６３の駆動流体の供給路となる。駆動流体が導入された空洞部６７は、流体圧が大きくなるため、バルブ部６３は駆動流体の流体圧に応じて弾性変形することにより、弾性変形量に応じて流路４０を流れる流体を制御する。バルブ部６３を、流路４０の幅や深さと同程度変形させることで、流路４０の少なくとも一部を遮蔽する。例えば、二つの軟性部材６０におけるバルブ部６３の双方が流路４０を全て遮蔽（閉塞）した場合、流路４０における流体の流れが阻止されるように調整される。流路４０における流体の流れが阻止された場合、流路４０における流体は、二つのバルブ部６３の間で定量される。
【００３１】
二つのバルブ部６３の間で流路４０における流体が定量されると、処理部７２により流路４０に対して所定の処理を施す。例えば、処理部７２が撮像部を有する場合には、流路４０における溶液に含まれる試料物質を撮像する。例えば、処理部７２が加熱部を有する場合には、流路４０に対して加熱処理を行う。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の流体デバイス１００Ａ及びシステムＳＹＳでは、流路４０中の流体の流れを調整するバルブ部６３と処理部７２とが近接して、バルブ部６３が配置された第１位置からでは駆動流体を供給することが困難な場合でも、バルブ部６３への配管の位置に制約されることなく、バルブ部６３と離間した第２位置から駆動流体を供給してバルブ部６３により流路４０に対する所定の処理を円滑に実施することが可能になる。
【００３３】
また、本実施形態の流体デバイス１００Ａ及びシステムＳＹＳでは、軟性部材６０と第１基材６とが射出成形により一体化された成形体であるため、個別に成形後に一体化する工程を別途設ける必要がなくなり製造効率が向上する。
【００３４】
［流体デバイス及びシステムの第２実施形態］
次に、流体デバイス３００Ａ及びシステムＳＹＳの第２実施形態について、図３及び図４を参照して説明する。
この図において、図１及び図２に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
図３は、第２実施形態の流体デバイス３００を模式的に示した平面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ線視断面図である。
図４に示されるように、流体デバイス３００は、第１基材６、第２基材９及び第３基材８が上側から順次積層されている。なお、図３においては、第１基材６に設けられた軟性部材６０及び後述する軟性部材８０、９０を便宜上図示している。
【００３６】
本実施形態における第１基材６は、第２位置Ｐ２に積層方向に貫通する貫通孔（第２貫通孔）５３を有している。貫通孔５３の直径は第１連通孔３１の孔径に応じて設計されている。また、貫通孔５２の直径はバルブ部６３の孔径に応じて設計されている。本実施形態においては、第１連通孔３１の孔径はバルブ部６３の孔径よりも小さいため、貫通孔５３の直径は貫通孔５２の直径よりも小さく形成されているが、貫通孔５３と貫通孔５２の直径は特に制限されない。軟性部材６０は、第１筒部６１、空洞部６８、バルブ部６３、接続溝６５、シール部６６に加え、貫通孔５３の内周面に設けられた第２筒部６２を有している。第２筒部６２は、貫通孔５３と同軸の円筒状に設けられている。空洞部６８は、第２筒部６２を同軸で貫通している。第２筒部６２の上面は、第１基材６の上面６ａと略面一である。
【００３７】
本実施形態における流体デバイス３００は、軟性部材６０における空洞部６８が、第１供給孔（適宜、第１供給孔６８と称する）として第２位置Ｐ２で第１基材６を貫通している。
【００３８】
本実施形態における流体デバイス３００は、軟性部材８０、９０及び迂回路３０を有している。軟性部材８０は、流路４０と非対向であり第２位置Ｐ２とは異なる第３位置Ｐ３に配置されている。図４に示されるように、第３位置Ｐ３は、処理装置ＴＲにおける板状部材７１と対向し、且つ、処理部７２と非対向となる位置である。軟性部材８０は、例えば、軟性部材６０と同じ材料で形成されている。軟性部材６０、８０と第１基材６とは、例えば、射出成形により一体化された成形体である。
【００３９】
軟性部材８０は、円筒部８１及び第２シール部８２を備えている。円筒部８１は、第１基材６に形成された貫通孔５６の内周面に設けられている。円筒部８１は、内側に第３位置Ｐ３で第１基材６を貫通する第２供給孔８３を有している。円筒部８１の上面は、第１基材６の上面６ａと略面一である。
【００４０】
第２シール部８２は、第２供給孔８３の周囲を取り囲んで配置されている。第２シール部８２は、シール部６６の断面は略半円形状である。第２シール部８２は、シール部６６と同一高さに形成されている。
【００４１】
迂回路３０は、第１連通孔３１、第２連通孔３２及び接続溝部３３を有している。第１連通孔３１は、第１供給孔６８と連通し第２基材９を貫通する。第１連通孔３１の直径は、例えば、第１供給孔６８の直径よりも小さい。第２連通孔３２は、第２供給孔８３と連通し第２基材９を貫通する。第２連通孔３２の直径は、例えば、第２供給孔８３の直径よりも小さい。接続溝部３３は、第２基材９における第３基材８との接合面９ｂ側に配置され第１連通孔３１と第２連通孔３２とを接続している。
【００４２】
捕捉部４の流路４０と対向する位置において、非貫通孔が形成されていてもよい。この場合、流路４０内の検出対象の検出や撮像、流路の加熱、超音波による細菌破砕や核酸の断片化等の検体処理、振動による攪拌、等の処理を行いやすい。このとき、軟性部材９０が、捕捉部４で流路４０と対向する位置に配置されていてもよい。軟性部材９０は、例えば、軟性部材６０、８０と同じ材料で形成されている。軟性部材６０、８０、９０と第１基材６とは、例えば、射出成形により一体化された成形体である。
【００４３】
軟性部材９０は、円筒部９１及び第３シール部９２を備えている。円筒部９１は、第１基材６に形成された窪み５７の内周面に設けられている。窪み５７の深さは、第１基材６の厚さよりも小さい。従って、窪み５７の底面は、上面６ａよりも流路７０に近接して配置されている。円筒部９１の上面は、第１基材６の上面６ａと略面一である。
【００４４】
第３シール部９２は、円筒部９１の内部空間の周囲を取り囲んで配置されている。第３シール部９２の断面は、略半円形状である。第３シール部９２は、シール部６６及び第２シール部８２と同一高さに形成されている。
【００４５】
本実施形態において、処理装置ＴＲは、配管Ｔが接続される接続部７３が第３位置Ｐ３に配置されている。処理部７２は、図３に示されるように、後述するバルブＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４と離間し、且つ、二つの軟性部材６０及び軟性部材９０を覆う範囲に設けられている。
【００４６】
上記のシステムＳＹＳを用い、流路４０における流体の流れを調整した状態で処理部７２による処理を実施する手順について説明する。
【００４７】
まず、駆動機構によって板状部材７１を流体デバイス３００におけるシール部６６、第２シール部８２及び第３シール部９２等と接触させる。板状部材７１と流体デバイス３００とを押し当てることにより、シール部６６で囲まれた接続路、及び第２シール部８２で囲まれた第２供給孔８３は密閉された状態でシールされる。
【００４８】
接続路及び第２供給孔８３がシールされると、供給部Ｄから駆動流体（例えば、空気）が配管Ｔを介して接続部７３に供給される。接続部７３に供給された駆動流体は、第２供給孔８３から第２連通孔３２、接続溝部３３及び第１連通孔３１を含む迂回路３０を経由し、その後に空洞部６８及び接続溝６５を介して空洞部６７に導入される。駆動流体が導入された空洞部６７は、流体圧が大きくなるため、バルブ部６３は駆動流体の流体圧に応じて弾性変形することにより、弾性変形量に応じて流路４０の少なくとも一部を遮蔽する。例えば、二つの軟性部材６０におけるバルブ部６３の双方が流路４０を全て遮蔽（閉塞）した場合、流路４０における流体の流れが阻止されるように調整される。
二つの軟性部材６０におけるバルブ部６３の双方を閉じた場合、流路４０の一部が画分される。流路４０における流体の流れが阻止された場合、流路４０における流体は、二つのバルブ部６３の間の区画の体積に応じて定量される。
【００４９】
例えば、二つの軟性部材６０におけるバルブ部６３の一方と他方を交互に駆動することにより流路４０における流体を攪拌できる。また、例えば、二つの軟性部材６０におけるバルブ部６３の一方のみを間欠的に駆動することによっても流路４０における流体を攪拌できる。
【００５０】
二つのバルブ部６３の間で流路４０の一部が画分されると、流路４０の画分された一部に対して、処理部７２により所定の処理を施す。例えば、処理部７２が撮像部を有する場合には、流路４０における溶液に含まれる試料物質を撮像する。例えば、処理部７２が加熱部を有する場合には、流路４０の画分された一部に対して、加熱処理を行う。例えば、処理部７２が検出部を有する場合には、流路４０内の検出対象を検出する
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の流体デバイス３００及びシステムＳＹＳでは、上記第１実施形態の流体デバイス３００及びシステムＳＹＳと同様の作用・効果が得られることに加えて、迂回路３０を介して駆動流体を供給してバルブ部６３を駆動するため、流路４０が密に配置されている場合、あるいは処理部７２が軟性部材６０を覆う場合であっても、第３位置Ｐ３を適切に設定することにより、バルブ部６３と処理部７２との相対位置関係に制約を受けることなく駆動流体を供給してバルブ６３を駆動することが可能になる。
【００５２】
［流体デバイス及びシステムの第３実施形態］
次に、流体デバイス３００及びシステムＳＹＳの第３実施形態について、図５を参照して説明する。
この図において、図３及び図４に示す第２実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
上記第２実施形態では、迂回路３０が第１連通孔３１、第２連通孔３２及び接続溝部３３を含む構成を例示したが、本実施形態では、図５に示されるように、第２基材９において、第１供給孔６８と第２供給孔８３との間に流路４０が配置されていない場合には、第１供給孔６８と連通する位置（第２位置Ｐ２）と第２供給孔８３と連通する位置（第３位置Ｐ３）とを接続する接続溝部３３Ａを迂回路３０として設けてもよい。
【００５４】
接続溝部３３Ａを迂回路３０として設けた場合には、第２実施形態で説明した第１連通孔３１及び第２連通孔３２が不要となり、駆動流体の経路長を短くできる。そのため、駆動流体の圧力損失を少なくでき、バルブ部６３の駆動精度を向上させることが可能となる。
【００５５】
［流体デバイスの実施例］
次に、第２実施形態で説明したシステムにおける流体デバイスの実施例について、図３、図４、図６乃至図８を参照して説明する。
本実施形態の説明においては、上述の実施形態と同一態様の構成要素について同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
図３に示すように、流体デバイス３００は、流路およびバルブが形成された基板２０９を備える。流体デバイス３００は、基板２０９上に形成され、試料物質を含む溶液を循環させる第１循環流路２１０と第２循環流路２２０を含む。第１循環流路２１０および第２循環流路２２０は、互いに共有する共有流路２０２を有する。また、第１循環流路２１０は、第２循環流路２２０と共有しない非共有流路２１１を有し、第２循環流路２２０は、第１循環流路２１０と共有しない非共有流路２２１を有する。
【００５７】
（共有流路）
共有流路２０２は、第１循環流路２１０の非共有流路２１１の端部同士を繋ぐ。また、共有流路２０２は、第２循環流路２２０の非共有流路２２１の端部同士を繋ぐ。共有流路２０２は、ポンプＰと、第１の捕捉部４Ａと、補助物質検出部５と、を有する。
共有流路２０２には、廃液槽７に繋がる排出流路２２７が接続されている。排出流路２２７には、排出流路バルブＯ３が設けられている。
【００５８】
ポンプＰは、流路中に並んで配置された３つのポンプバルブＰａ、Ｐｂ、Ｐｃから構成されている。ポンプＰは、３つのポンプバルブＰａ、Ｐｂ、Ｐｃの開閉を制御することにより、循環流路内における溶液の送液方向の制御が可能となる。ポンプバルブを構成するバルブの数は、４以上であってもよい。第１の捕捉部４Ａは、第１循環流路２１０内を循環している溶液中の試料物質を捕捉・収集する。第１の捕捉部４Ａの構成は、後述する第２の捕捉部４と同様である。
【００５９】
補助物質検出部５は、試料物質に結合させて試料物質の検出を補助する標識物質（検出補助物質）を検出するために設けられている。標識物質として酵素を用いる場合、保管時間が長くなるにつれて酵素の劣化が生じて、第２循環流路２２０に設けられた撮像部を含む処理部７２（後述）における検出効率が低下する虞がある。補助物質検出部５は、標識物質を検出して酵素の劣化度を測定する。
【００６０】
（第１循環流路）
第１循環流路２１０は、非共有流路２１１に、複数のバルブＶ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２を有する。これらのバルブのうち、バルブＶ１、Ｖ２、Ｗ２は、定量バルブとして機能する。また、バルブＷ１、Ｗ２は、非共有流路端末バルブとして機能する。すなわち、バルブＷ２は、定量バルブとしても、非共有流路端末バルブとしても機能する。
【００６１】
定量バルブＶ１、Ｖ２、Ｗ２は、定量バルブで区切られる第１循環流路２１０の区画のそれぞれが所定の体積となるように配置されている。定量バルブＶ１、Ｖ２は、第１循環流路２１０を、第１定量区画Ａ１と第２定量区画Ａ２と第３定量区画Ａ３とに区画する。
第１定量区画Ａ１は、共有流路２０２を内包する。
【００６２】
第１定量区画Ａ１の非共有流路２１１には、導入流路２１２、２１３が接続されている。第２定量区画Ａ２には、導入流路２１４と排出流路２１７が接続されている。第３定量区画Ａ３には、導入流路２１５と排出流路２１８と空気流路２１６が接続されている。
【００６３】
導入流路２１２、２１３、２１４、２１５は、第１循環流路２１０内にそれぞれ異なる液を導入するために設けられている。導入流路２１２、２１３、２１４、２１５には、それぞれ導入流路を開閉する導入流路バルブＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４が設けられている。また、導入流路２１２、２１３、２１４、２１５の端末には、基板２０９の表面に開口する液導入用インレット２１２ａ、２１３ａ、２１４ａ、２１５ａが設けられている。
【００６４】
空気流路２１６は、第１循環流路２１０から空気を排出又は空気を導入するために設けられている。空気流路２１６には流路を開閉する空気流路バルブＧ１が設けられている。
空気流路２１６の端末には、基板２０９の表面に開口する空気導入用インレット２１６ａが設けられている。
【００６５】
排出流路２１７、２１８は、第１循環流路２１０から液を排出するために設けられている。排出流路２１７、２１８にはそれぞれ、排出流路を開閉する排出流路バルブＯ１，Ｏ２が設けられている。排出流路２１７、２１８は、廃液槽７に接続されている。廃液槽７には、外部吸引ポンプ（不図示）と接続されて負圧吸引するために基板表面に開口するアウトレット７ａが設けられている。なお、本実施形態の流体デバイス３００において、廃液槽７は、第１循環流路２１０の内側領域に配置されている。これにより、流体デバイス３００の小型化を図ることができる。
【００６６】
第１定量区画Ａ１の非共有流路２１１には、蛇行部２１９が設けられている。蛇行部２１９は、第１定量区画Ａ１の非共有流路２１１の一部であり、左右に蛇行して形成された部分である。蛇行部２１９は、第１定量区画Ａ１の非共有流路２１１の体積を大きくする。
【００６７】
（第２循環流路）
第２循環流路２２０は、非共有流路２２１に、非共有流路端末バルブとして機能するバルブＷ３、Ｗ４と第２の捕捉部４とを有する。第２の捕捉部４は、非共有流路２２１を流動している溶液中の試料物質を捕捉・収集する。第２の捕捉部４は、試料物質と結合した担体粒子を捕捉するものであってもよい。第２の捕捉部４が、試料物質自体、又は試料物質と結合された担体粒子を捕捉することで、非共有流路２２１を流動する液から、試料物質を収集することができる。流体デバイス３００は、第２の捕捉部４を備えることで、試料物質の濃縮や洗浄、移送を効果的に実現できる。
【００６８】
図４に示されるように、第２の捕捉部４は、例えば、磁石等の磁力発生源４１を含む。磁力発生源４１は、下側から流路４０に近接して配置される。磁力発生源４１は、一例として、第３基材８を貫通する貫通孔４２及び第２基材９の下側から流路４０の近傍まで形成され貫通孔４２と連通する凹部４３からなる挿入部４４を介して流路４０に近接して配置されている。
【００６９】
担体粒子は、磁気ビーズ又は磁性粒子である。なお、第２の捕捉部４のその他の例として、担体粒子と結合可能な充填剤を有するカラム、担体粒子を引きつけ可能な電極などが挙げられる。また、第２の捕捉部４は、試料物質が核酸の場合、当該核酸とハイブリダイゼーションする核酸を固定した核酸アレイとしてもよい。
【００７０】
担体粒子は、一例として、検出の標的となる試料物質と反応可能な粒子である。担体粒子と試料物質との反応は、例えば、担体粒子と試料物質との結合、担体粒子と試料物質同士の吸着、試料物質による担体粒子の修飾、試料物質による担体粒子の化学変化などが挙げられる。担体粒子としては、磁気ビーズ、磁性粒子、金ナノ粒子、アガロースビーズ、プラスチックビーズ等が挙げられる。
【００７１】
担体粒子と試料物質との結合には、試料物質に結合又は吸着可能な物質を表面に備えた担体粒子を用いてもよい。例えば、担体粒子とタンパク質を結合させる場合、タンパク質に結合可能な抗体を表面に備えた担体粒子を用いて、担体粒子表面の抗体とタンパク質を結合可能である。試料物質に結合可能な物質は、試料物質の種類に応じて適宜選択すればよい。試料物質に結合又は吸着可能な物質／試料物質又は試料物質に含まれる部位との組み合わせの例としては、アビジンおよびストレプトアビジン等のビオチン結合タンパク質／ビオチン、スクシンイミジル基等の活性エステル基／アミノ基、ヨウ化アセチル基／アミノ基、マレイミド基／チオール基（‐ＳＨ）、マルトース結合タンパク質／マルトース、Ｇタンパク質／グアニンヌクレオチド、ポリヒスチジンペプチド／ニッケルあるいはコバルト等の金属イオン、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ／グルタチオン、ＤＮＡ結合タンパク質／ＤＮＡ、抗体／抗原分子（エピトープ）、カルモジュリン／カルモジュリン結合ペプチド、ＡＴＰ結合タンパク質／ＡＴＰ、あるいはエストラジオール受容体タンパク質／エストラジオールなどの、各種受容体タンパク質／そのリガンドなどが挙げられる。
【００７２】
第２の捕捉部４の磁力は、制御可能であることが好ましい。担体粒子に与えられる磁力発生源の磁力を制御することにより、担体粒子の捕捉と解放（非捕捉）を制御できる。すなわち、第２の捕捉部４は、担体粒子に対する親和性を制御可能に構成されている。例えば、第２の捕捉部４は、磁石と循環型流路との距離を変えることにより、担体粒子に与えられる磁力を制御してもよい。担体粒子が捕捉状態から自由な状態になることにより、担体粒子は再度溶液中に分散される。第２の捕捉部４として電磁石を使用する場合には、電流のＯＮ／ＯＦＦおよび電流値の制御により磁力を制御して、捕捉部４による担体粒子の捕捉および解放を行ってもよい。
【００７３】
第２の捕捉部４で捕捉された試料物質は、撮像部を含む処理部７２で撮像されて検出される。試料物質を検出する例として、試料物質を、試料物質の検出を補助する検出補助物質と結合させてもよい。標識物質（検出補助物質）を用いる場合、試料物質は、標識物質とともに第２循環流路２２０内で循環させ混合することで、検出補助物質と結合させる。
【００７４】
標識物質（検出補助物質）としては、例えば、蛍光色素、蛍光ビーズ、蛍光タンパク質、量子ドット、金ナノ粒子、ビオチン、抗体、抗原、エネルギー吸収性物質、ラジオアイソトープ、化学発光体、酵素等が挙げられる。
蛍光色素としては、ＦＡＭ（カルボキシフルオレセイン）、ＪＯＥ（６−カルボキシ−４’，５’−ジクロロ２’，７’−ジメトキシフルオレセイン）、ＦＩＴＣ（フルオレセインイソチオシアネート）、ＴＥＴ（テトラクロロフルオレセイン）、ＨＥＸ（５’−ヘキサクロロ−フルオレセイン−ＣＥホスホロアミダイト）、Ｃｙ３、Ｃｙ５、Ａｌｅｘａ５６８、Ａｌｅｘａ６４７等が挙げられる。
酵素としては、アルカリフォスファターゼ、ペルオキシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ等が挙げられる。
【００７５】
処理部７２は、これらの標識物質を検出することで試料物質を検出可能である。標識物質として酵素を用いる場合、基質との反応により生成される色素や蛍光等の反応産物を検出部３によって検出することで、試料物質を検出可能である。第２の捕捉部４Ａと処理部７２とは互いに重なり合う様に配置されている。
【００７６】
第２循環流路２２０の非共有流路２２１には、導入流路２２２と集約流路２２３とが接続されている。集約流路２２３には、液溜り部２２３ａと、バルブＩ１０と、が設けられている。バルブＩ１０は、液溜り部２２３ａと第２循環流路２２０との間に位置する。液溜り部２２３ａには、導入流路２２４、２２５と空気流路２２６とが接続されている。導入流路２２２、２２４、２２５の経路中には、導入流路バルブＩ５，Ｉ６，Ｉ７が設けられ、端末には導入用インレット２２２ａ、２２４ａ、２２５ａが設けられている。同様に、空気流路２２６の経路中には、空気流路バルブＧ２が設けられ、端末には空気導入用インレット２２６ａが設けられている。
【００７７】
（検出方法）
次に、本実施形態の流体デバイス３００を用いた試料物質の混合方法、捕捉方法および検出方法について説明する。本実施形態の検出方法は、検体試料に含まれる検出対象である抗原（試料物質、生体分子）を免疫反応および酵素反応により検出する。本実施形態における試料物質の検出を行う際には、上述したように、駆動機構によって板状部材７１を流体デバイス３００におけるシール部６６、第２シール部８２及び第３シール部９２等と接触させる。
【００７８】
次に、第１循環流路２１０のバルブＶ１、Ｖ２、Ｗ２を閉じ、バルブＷ１を開くとともに、第２循環流路２２０の非共有流路端末バルブＷ３、Ｗ４を閉じる。これにより、第１循環流路２１０は、第１定量区画Ａ１と第２定量区画Ａ２と第３定量区画Ａ３とに区切られた状態となる。
【００７９】
次いで、図６に示すように、導入流路２１３から第１定量区画Ａ１に試料物質を含む検体液Ｌ１を導入する（検体液導入工程）。さらに、導入流路２１４から第２定量区画Ａ２に標識物質（検出補助物質）を含む第２試薬液Ｌ３を導入し（第２試薬液導入工程）、導入流路２１５から第３定量区画Ａ３に担体粒子を含む第１試薬液Ｌ２を導入する（第１試薬液導入工程）。
【００８０】
本実施形態において、検体液Ｌ１は、検出対象（試料物質）としての抗原を含む。検体液としては、血液、尿、唾液、血漿、血清等の体液、細胞抽出物、組織破砕液等が挙げられる。
また、本実施形態において、第１試薬液Ｌ２に含まれる担体粒子としては、磁性粒子が用いられる。磁性粒子の表面には、検出対象の抗原（試料物質）に特異的に結合する抗体Ａが固定化されている。
さらに、本実施形態において、第２試薬液Ｌ３は、検出対象の抗原に特異的に結合する抗体Ｂを含有する。抗体Ｂには、アルカリフォスファターゼ（検出補助物質、酵素）が固定化され標識されている。
【００８１】
次いで、図７に示すように、バルブＶ１、Ｖ２、Ｗ２を開放して、共有流路２０２のポンプＰを駆動させることで、第１循環流路２１０内において、検体液Ｌ１、第１試薬液Ｌ２および第２試薬液Ｌ３を循環し混合して混合液Ｌ４を得る（第１循環工程）。検体液Ｌ１、第１試薬液Ｌ２および第２試薬液Ｌ３の混合により、担体粒子に固定化された抗体Ａに抗原が結合し、該抗原に酵素が固定化された抗体Ｂが結合する。これにより、混合液Ｌ４の中では、担体粒子−抗原−酵素複合体が生成される。
また、第１循環工程において、担体粒子−抗原−酵素複合体を形成しない余剰の標識物質を補助物質検出部５において捕捉する。
【００８２】
さらに、試料物質と担体粒子の結合が十分に進んだ後に、第１循環流路２１０内で混合液Ｌ４を循環させたまま、第１の捕捉部４Ａにおいて磁性粒子を捕捉する磁石を流路に近接させる。これにより、第１の捕捉部４Ａは、担体粒子−抗原−酵素複合体を捕捉する。複合体は、第１の捕捉部４Ａにおける第１循環流路２１０内壁面上に捕捉され、液成分から分離される。
【００８３】
次いで、工程を示す図を省略するが、第１の捕捉部４Ａにおいて担体粒子−抗原−酵素複合体を捕捉したまま、空気流路バルブＧ１および排出流路バルブＯ１、Ｏ２、Ｏ３を開け、廃液槽７のアウトレット７ａから負圧吸引して、液成分を排出する（混合液排出工程）。これにより共有流路２０２では混合液が除去され、担体粒子−抗原−酵素複合体は、混合液から分離される。
【００８４】
次いで、工程を示す図を省略するが、空気流路バルブＧ１および排出流路バルブＯ１、Ｏ２、Ｏ３を閉じ、導入流路２１２から第１循環流路２１０に洗浄液を導入する。さらに、共有流路２０２のポンプＰを駆動させることで、第１循環流路２１０内において、洗浄液を循環させて、担体粒子−抗原−酵素複合体を洗浄する。さらに、一定時間の洗浄液の循環を完了させた後、洗浄液を廃液槽７に排出する。
なお、洗浄液の導入、循環および排出のサイクルは複数回行われてもよい。繰返し、洗浄液の導入、循環、排出を行うことによって、不要物の除去効率を高めることができる。
【００８５】
次いで、図８に示すように、第１循環流路２１０のバルブＷ１、Ｗ２を閉じるとともに、第２循環流路２２０の非共有流路端末バルブＷ３、Ｗ４を開き、導入流路２２２から移送液Ｌ５を導入して第２循環流路２２０を移送液Ｌ５で満たす。次いで、第１の捕捉部４Ａにおける担体粒子−抗原−酵素複合体の捕捉を解除するとともに、ポンプＰを駆動させることで、担体粒子−抗原−酵素複合体を第２循環流路２２０に移送する。さらに、ポンプＰを駆動させたまま、第２の捕捉部４において、磁性粒子を捕捉する磁石を流路に近接させて担体粒子−抗原−酵素複合体を捕捉する。これにより、担体粒子−抗原−酵素複合体は、第２の捕捉部４の内壁面上に捕捉されて液成分から分離される。担体粒子−抗原−酵素複合体を第１の捕捉部４Ａから第２の捕捉部４に移動させることにより、検体液等による汚染のない、きれいな流路で検出を行うことができる。
【００８６】
次いで、バルブＷ４を閉じ、空気流路２２６の空気流路バルブＧ２および排出流路２２７の排出流路バルブＯ３を開放し、アウトレット７ａから負圧吸引する。これにより、担体粒子−抗原−酵素複合体と分離された移送液Ｌ５の液成分（廃液）を、第２循環流路から右回りに排出する。
【００８７】
次いで、図８に示すように、第２循環流路２２０の非共有流路端末バルブＷ３、Ｗ４を開き、導入流路２２４から基質液Ｌ６を導入して第２循環流路２２０を基質液Ｌ６で満たす（基質液導入工程）。
【００８８】
基質液Ｌ６には、例えば酵素がアルカリフォスファターゼ（酵素）の場合、基質となる3-(2'-spiroadamantane)-4-methoxy-4-(3''-phosphoryloxy)phenyl-1, 2-dioxetane （ＡＭＰＰＤ）、あるいは4-Aminophenyl Phosphate (pAPP)、4-Nitrophenyl Phosphate(pNPP)等が含有されている。基質液Ｌ６は、第２循環流路２２０内で担体粒子−抗原−酵素複合体の酵素と反応する。基質液Ｌ６と担体粒子−抗原−酵素複合体を第２循環流路２２０内で循環させることで、担体粒子−抗原−酵素複合体の酵素と反応させて第２の捕捉部４で発色させることができる。
【００８９】
次いで、非共有流路端末バルブＷ３、Ｗ４を閉じて非共有流路２２１を区画化する。さらに、区画化された非共有流路２２１において、試料物質と担体粒子の複合体の捕捉を解除する。次いで、一対のバルブ部６３を駆動して、非共有流路２２１において基質液Ｌ６を攪拌する。バルブ部６３の駆動は、供給部Ｄから配管Ｔを介して接続部７３に駆動流体を供給することにより行われる。
【００９０】
例えば、二つの軟性部材６０におけるバルブ部６３の一方と他方を交互に駆動することにより非共有流路２２１における基質液Ｌ６を攪拌できる。また、例えば、二つの軟性部材６０におけるバルブ部６３の一方のみを間欠的に駆動することによっても非共有流路２２１における基質液Ｌ６を攪拌できる。このように、非共有流路２２１における基質液Ｌ６を攪拌することにより、基質液Ｌ６に含まれる基質と、試料物質と結合した標識物質とが反応する。
【００９１】
次いで、標識物質と反応した反応生成物（例えば色素や蛍光）を、処理部７２によって撮像する。処理部７２によって上記反応生成物を撮像する際には、処理部７２は、軟性部材９０における第３シール部９２と接触する。処理部７２は、第１基材６のうち、窪み５７によって薄くなっている領域を介して上記反応生成物を撮像する。さらに、処理部７２は、窪み５７の内周面に設けられた円筒部９１に囲まれた領域を介して上記反応生成物を撮像する。このように、円筒部９１及び第３シール部９２は、処理部７２の視野外からの光を遮光する。これにより、処理部７２は、迷光等による悪影響を抑制された状態で高精度に反応生成物を撮像できる。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態の流体デバイス３００及びシステムＳＹＳでは、第２の捕捉部４の近傍にバルブ部６３が配置されている場合でも、第３位置Ｐ３を適切に設定することにより、バルブ部６３と処理部７２との相対位置関係に制約を受けることなく、流路４０（第２の捕捉部４）に対する所定の処理を円滑に実施することができる。
【００９３】
なお、上記の実施形態では、流体デバイスの実施例では、非共有流路２２１における第２の捕捉部４において、反応生成物を処理部７２によって撮像する構成を例示したが、例えば、共有流路２０２における第１の捕捉部４Ａにおいて、反応生成物を処理部７２によって撮像する構成としてもよい。
【００９４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００９５】
例えば、上記実施形態では、シール部６６あるいは第２シール部８２を流体デバイス１００Ａに設ける構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば処理装置ＴＲに設ける構成であってもよい。処理装置ＴＲにシール部６６及び第２シール部８２を設ける場合、流体デバイス１００Ａにおいては、シール部６６あるいは第２シール部８２と当接したときにシールされた駆動流体の接続路が形成される領域が接続領域となる。
【００９６】
また、上記実施形態では、接合面９ａに開口する流路４０が第２基材９に設けられる構成を例示したが、この構成に限定されない。流路４０は、第１基材６における第２基材９との接合面に開口するように第１基材６に設けられる構成や、第１基材６と第２基材との接合面に開口するように第１基材６及び第２基材９の双方に跨って設けられる構成であってもよい。第１基材６が流路を有する場合、第２基材９がフラットになるため、電極を印刷したり、検出用のアレイやチップをはめ込んだりしやすくなる。
【００９７】
また、上記実施形態では、処理部７２が、流路４０内の検出対象を検出する検出部、流路４０を撮像して検査等を行う撮像部、流路を加熱する加熱部、超音波による細菌破砕や核酸の断片化を行う検体処理部、振動による攪拌を行う攪拌部等を備える構成を例示したが、検出部、撮像部、加熱部、検体処理部及び攪拌部のそれぞれが複数設けられる構成や、複数種設けられる構成であってもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、図４及び図５等に示したように、第２供給孔８３を介して供給された駆動流体を迂回路３３を介して一つのバルブ部６３に供給する構成を例示したが、この構成に限定されず、複数の迂回路を介して複数のバルブ６３に供給する構成であってもよい。この構成を採る場合、例えば、図４に示す流体デバイス３００では、一つの第２連通孔３２に対して異なる方向に延びる複数の接続溝部３３を接続し、各接続溝部３３から異なるバルブ部６３に駆動流体を供給する。あるいは、複数のバルブ部６３毎に設けられた複数の第１連通孔３２に接続されるように接続溝部３３が屈曲、湾曲して延びたり、接続溝部３３が枝状に分岐して設けられる構成であってもよい。また、図４に示す流体デバイス３００では、複数のバルブ部６３毎に設けられた複数の空洞部６８に接続されるように接続溝部３３Ａが屈曲、湾曲して延びたり、接続溝部３３Ａが枝状に分岐して設けられる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９９】
６…第１基材、  ８…第３基材、  ９…第２基材  ９ａ…接合面（上面）、  ３０…迂回路、  ３１…第１連通孔、  ３２…第２連通孔、３３、３３Ａ…接続溝部、  ４０…流路、  ５２…貫通孔、  ５３…貫通孔（第２貫通孔）、  ５４…（第１の溝）、  ６３…バルブ部、  ６４…流体導入部、  ６５…接続溝（接続路）、  ６６…シール部（接続領域）、  ６７…空洞部（接続路）、  ６８…空洞部（接続路、第１供給孔）、  ７２…処理部、  ８２…第２シール部、  ８３…第２供給孔、  １００Ａ、３００…流体デバイス、  Ｄ…供給部、  Ｐ１…第１位置、  Ｐ２…第２位置、  Ｐ３…第３位置、  Ｔ…配管（駆動流体供給孔）、  ＴＲ…処理装置
【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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【国際調査報告】
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