JP2003114229A

JP2003114229A - マイクロチャネルチップ，マイクロチャネルチップを使用した測定装置及び測定方法

Info

Publication number: JP2003114229A
Application number: JP2001307946A
Authority: JP
Inventors: Satoru Isomura; 哲磯村; 英士 ▲高▼山; Eiji Takayama
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】マイクロチャネルチップ，マイクロチャネル
チップを使用した測定装置及び測定方法において、製作
を簡便化でき、測定を効率的且つ精度良く行なえ、さら
に汎用性を拡大できるようにする。【解決手段】検体１０中の測定対象物を測定するため
のマイクロチャネルチップであって、チップ本体と、該
チップ本体に設けられ該検体を流通させる微小な第１流
路５Ａと、該チップ本体に設けられ該測定対象物と特異
的に結合する第１の特異的結合物質を有する標識物質１
２を流通させる微小な第２流路５Ｂと、該チップ本体に
設けられ第１流路５Ａ及び第２流路５Ｂが集合して形成
される微小な反応流路５Ｄと、反応流路５Ｄに設けられ
該測定対象物と特異的に結合する第２の特異的結合物質
が固定された反応部位５Ｅとをそなえて構成され、第１
流路５Ａ，第２流路５Ｂ及び反応流路５Ｄが立体的に配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗原抗体反応のよ
うな特異的な反応を利用して検体中の測定対象物の量を
測定するための、マイクロチャネルチップ，マイクロチ
ャネルチップを使用した測定装置及びマイクロチャネル
チップを使用した測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、抗体−抗原反応を利用した免
疫測定のように、検体中の測定対象物を測定するための
技術が開発されている。このような技術としては、例え
ば、イムノクロマトグラフ法がある。イムノクロマトグ
ラフの基本原理は次の通りである。すなわち、クロマト
グラフ媒体（例えばニトロセルロース膜等の多孔質膜）
において、マーカにより標識された物質（標識物質）が
固定された第１部位と、測定対象物に特異的に結合する
特異的結合物質が固定化された第２部位とを形成し、測
定対象物を有する液体試料を、第１部位に供給して、測
定対象物と標識物質とを反応させる。そして、この反応
により生じた測定対象物と標識物質との複合物を、毛細
管現象を利用して第２部位に移動させて、この第２部位
に、特異的結合物質−測定対象物−標識物質の複合体を
形成させ、固定化された標識物質による発色に基づいて
測定対象物量を測定するのである。

【０００３】このようなイムノクロマトグラフの原理を
応用した技術の一例としては、特開平５−１３３９５６
号公報に開示された技術（従来技術１）や特開平９−１
８４８４０号公報に開示された技術（従来技術２）があ
る。従来技術１では、移動層を構成するクロマトグラフ
媒体上における標識粒子の展開移動を、酸素原子含有極
性基を有するビニル系水溶性ポリマの存在下において行
なわせるようにしている。これにより、標識粒子を確実
に且つ速やかに展開移動させることができ、さらに、検
出試薬による標識粒子の感作による効果が長期間持続し
て標識粒子と測定対象物との反応が確実に生じるように
なるので、試料中の測定対象物の濃度が低い場合でも短
時間内に且つ確実に測定対象物を検出できる。

【０００４】また、従来技術２では、標識物質と特異的
結合物質とを第１部分の液層中で反応させて複合体を液
層中で形成させ、この複合体を毛細管現象により第２部
分に運ばせて判定部で捕捉させ、判定部における標識物
質に由来する発色の程度に基づいて測定対象物量を測定
するようになっており、このように標識物質と特異的結
合物質とを液層中で反応させることにより、かかる反応
に要する時間を短縮できるようにしている。

【０００５】さて、上記のように毛細管現象を利用して
測定対象物を流通させるイムノクロマトグラフ法に対
し、圧力制御や電気浸透力によって測定対象物の流通を
制御しつつ測定を行ないうる測定方法として、内壁に特
異的結合物質が固定されたキャピラリ内に検体を流通さ
せる技術がある。かかる技術としては、例えば、特開昭
６０−１３３３６８号公報に開示された技術（従来技術
３）や、Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ＆Ｂｉｏｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ１３（１９９８）８２５−８３０
（Ａｍｕｌｔｉ−ｂａｎｄｃａｐｉｌｌａｒｙｉ
ｍｍｕｎｏｓｅｎｓｏｒ，Ｋ．Ｍｉｓｉａｋｏｓ，
Ｓ．Ｅ．Ｋａｋａｂａｋｏｓ）に開示された技術（従
来技術４）がある。

【０００６】従来技術３では、標識物質を捕捉する標識
物捕捉物質を固定した不溶性担体及び標識免疫反応試薬
を保持させた不溶性担体をキャピラリ内に充填し、この
キャピラリ内に検体を吸入して免疫反応を行なわせ、反
応生成物又は標識免疫反応試薬を標識物捕捉物質と結合
させて不動化し、不動化された標識物質を介して検体に
含まれる測定対象物の量を測定するようになっている。

【０００７】従来技術４では、特異的結合物質がコーテ
ィングされたキャピラリ内に、蛍光標識された測定対象
物を含む検体を充填し、特異的結合物質と測定対象物と
を反応させた後、未反応物質を洗い流し、このキャピラ
リに特定の波長の光線をキャピラリの軸方向に対して略
垂直に照射し、キャピラリの端部から測定される蛍光量
により、検体中の測定対象物量を測定するようになって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術１，２のようなイムノクロマトグラフ法で
は、検体の流通を毛細管現象を利用して行なわせている
ため、検体の流速を、検体中の測定対象物，標識物質及
び特定結合物質における反応に適した所定の流速に制御
できないという課題がある。さらに、測定対象物の展開
の場となるクロマトグラフ媒体は一般的に多孔質膜によ
り構成されることが多く、多孔質膜は、透明性が低く、
また、分光分析における光の散乱が大きいため、特異的
対象物と測定対象物との反応物量を正確に測定するのが
困難であるという課題がある。

【０００９】また、上述した従来技術３，４のようにキ
ャピラリ内に検体を流通させる技術では、キャピラリの
横断面は閉断面であるため、キャピラリ内の所定の箇所
に限定して、標識物質や特異的結合物質を固定化するこ
とは困難であり、同様に、分析系に適した表面処理をキ
ャピラリ内壁に施工するのが困難であるため、製作に手
間が掛かってしまうという課題がある。また、閉空間で
あるキャピラリ内に特異的結合物質を固定化する方法と
しては、例えば光反応を利用したものがあり、この方法
では、キャピラリ内に特定の光を照射して特異的結合物
質を固定化するようになっている。しかしながら、この
方法では、キャピラリの外壁をなすチップ基板が透過性
のものに限定されてしまうという課題がある。

【００１０】また、ＰＣＴ−ＷＯ９３／２４２３１号公
報には、チップ基板上に検体を流通させるための溝部
（バリア部）を設け、この溝部において特異結合物質及
び標識物質を所定位置に固定化した後、チップ基板上に
蓋部を積載して溝部を閉断面の横断面を有するキャピラ
リとして構成する技術が開示されている。この技術で
は、溝部の形状（深さや幅長や経路等）を詳細に設定す
ることにより、検体中の測定対象物，特異結合物質及び
標識物質間における反応に対して溝部内の検体の流速を
最適化するようにしている。また、溝部に蓋部を積載し
てキャピラリを構成する前に、特異結合物質及び標識物
質を開放状態の溝部に固定するので、製作を容易に行な
える。

【００１１】しかしながら、この技術では、検体中の測
定対象物の種類に応じて（即ち、測定対象物の種類毎
に）、検体の流速が最適な物となるように溝部の形状を
設定／製作する必要があるため、汎用性が極めて低いと
いう課題がある。また、この他、公知の技術として、チ
ップ基板に設けられた一本の溝に、特異的結合物質を固
定化した反応部が形成されたマイクロチャネルチップが
ある。この技術では、この溝に、先ず、検体を流して、
反応部において検体中の測定対象物と特異的結合物質と
の複合体を生成させ（第１のステップ）、その後、溝に
標識物質を流通させて、反応部において測定対象物−特
異的結合物質−標識物質の複合体を生成させ（第２のス
テップ）、反応部に結合した標識物質量を測定して測定
対象物量を測定する技術がある。しかしながら、この技
術では、先ず検体を流通させた後、標識物質を流通させ
るので、操作ステップとして２ステップ必要となり、作
業効率が悪いという課題がある。

【００１２】また、一般的に、液相と固相との反応の速
度は、液相と液相との反応の速度に比べて極端に遅い。
上記技術では、第１のステップでは、反応部に固定され
た特異的結合物質（固相）と検体（液層）とが反応し、
また、第２のステップでは、反応部に固定された特異的
結合物質及び検体中の測定対象物の複合体（固相）と、
標識物質（液層）とが反応する。つまり、液相と固相と
の反応が２回必要になるため、測定に要する反応時間が
長く、効率が悪いという課題がある。

【００１３】さらに、一つの溝を、検体の流路及び標識
物質の流路として兼用するため、流路内における検体の
流速と標識物質の流速とを最適なものに両立するのが困
難であり、測定効率が低くなってしまう場合もある。ま
た、上記従来技術では、何れも、測定対象物の種類に応
じて特異的結合物質を選択し、この特異的結合物質を、
クロマトグラフ媒体やチップ基板等に固定化させる必要
がある。このため、このような測定用の媒体を測定対象
物の種類毎に個別に製造しなければならず、この点でも
汎用性が低いという課題がある。

【００１４】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、マイクロチャネルチップの製作を簡便化で
き、測定を効率的且つ精度良く行なえ、さらに汎用性を
拡大できるようにした、マイクロチャネルチップ，マイ
クロチャネルチップを使用した測定装置及び測定方法を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のマイクロチャネルチップは、検体中の測定対
象物を測定するためのマイクロチャネルチップであっ
て、チップ本体と、該チップ本体に設けられ該検体を流
通させる微小な第１流路と、該チップ本体に設けられ該
測定対象物と特異的に結合する第１の特異的結合物質を
有する標識物質を流通させる微小な第２流路と、該チッ
プ本体に設けられ該第１流路及び該第２流路が集合して
形成される微小な反応流路と、該反応流路に設けられ該
測定対象物と特異的に結合する第２の特異的結合物質が
固定された反応部位とをそなえて構成され、該第１流
路，該第２流路及び該反応流路が立体的に配置されたこ
とを特徴としている。

【００１６】請求項２記載の本発明のマイクロチャネル
チップは、検体中の測定対象物を測定するためのマイク
ロチャネルチップであって、チップ本体と、該チップ本
体に設けられ該検体を流通させる微小な第１流路と、該
チップ本体に設けられ該測定対象物の競合物質を有する
標識物質を流通させる微小な第２流路と、該チップ本体
に設けられ該第１流路及び該第２流路が集合して形成さ
れる微小な反応流路と、該反応流路に設けられ該測定対
象物と該競合物質とが競合して特異的に結合する特異的
結合物質が固定された反応部位とをそなえて構成され、
該第１流路，該第２流路及び該反応流路が立体的に配置
されたことを特徴としている。

【００１７】請求項３記載の本発明のマイクロチャネル
チップは、検体中の測定対象物を測定するためのマイク
ロチャネルチップであって、チップ本体と、該チップ本
体に設けられ該検体を流通させる微小な第１流路と、該
チップ本体に設けられ該測定対象物と該測定対象物の競
合物質とが競合して特異的に結合する特異的結合物質を
有する標識物質を流通させる微小な第２流路と、該チッ
プ本体に設けられ該第１流路及び該第２流路が集合して
形成される微小な反応流路と、該反応流路に設けられ該
競合物質が固定された反応部位とをそなえて構成され、
該第１流路，該第２流路及び該反応流路が立体的に配置
されたことを特徴としている。

【００１８】請求項４記載の本発明のマイクロチャネル
チップは、請求項１〜３の何れかの項に記載のマイクロ
チャネルチップにおいて、該第１流路と該第２流路とが
略鉛直方向に沿って相対的に接近／集合し該反応流路を
形成するように形成されていることを特徴としている。
請求項５記載の本発明のマイクロチャネルチップは、請
求項１〜４の何れかの項に記載のマイクロチャネルチッ
プにおいて、該チップ本体が、複数の積層部材を積層す
ることにより形成されたことを特徴としている。

【００１９】請求項６記載の本発明のマイクロチャネル
チップは、検体中の測定対象物を測定するためのマイク
ロチャネルチップであって、チップ本体と、該チップ本
体に設けられ該検体を流通させる微小な第１流路と、該
チップ本体に設けられ該測定対象物に特異的に結合する
特異的結合物質を有する標識物質を流通させる微小な第
２流路と、該チップ本体に設けられ該測定対象物に特異
的に結合する連結物質を流通させる微小な第３流路と、
該チップ本体に設けられ、該第１流路，該第２流路及び
該第３流路が集合して形成される微小な反応流路と、該
反応流路に設けられ該連結物質と特異的に結合する固定
化物質が固定された反応部位とをそなえて構成され、該
第１流路，該第２流路，該第３流路及び該反応流路が立
体的に配置されたことを特徴としている。

【００２０】請求項７記載の本発明のマイクロチャネル
チップは、請求項６記載のマイクロチャネルチップにお
いて、該第１流路，該第２流路が略鉛直方向に沿って相
対的に接近／集合し該反応流路を形成するように形成さ
れていることを特徴としている。請求項８記載の本発明
のマイクロチャネルチップは、請求項６又は７記載のマ
イクロチャネルチップにおいて、該チップ本体が、複数
の積層部材を積層することにより形成されたことを特徴
としている。

【００２１】請求項９記載の本発明の測定装置は、請求
項１〜５の何れか１項に記載のマイクロチャネルチップ
と、該マイクロチャネルチップにおける該検体及び該標
識物質の流通を制御する流通制御手段と、該反応部位に
結合した該標識物質に関する測定を行なう測定手段とを
そなえて構成されていることを特徴としている。請求項
１０の本発明の測定装置は、請求項６〜８の何れか１項
に記載のマイクロチャネルチップと、該マイクロチャネ
ルチップにおける該検体，該標識物質及び該連結物質の
流通を制御する流通制御手段と、該反応部位に結合した
該標識物質に関する測定を行なう測定手段とをそなえて
構成されていることを特徴としている。

【００２２】請求項１１の本発明の測定方法は、請求項
１〜５の何れかの項に記載のマイクロチャネルチップを
使用した測定方法であって、該第１流路での該検体の流
通、及び該第２流路での該標識物質の流通を開始して、
該反応流路において該検体及び該標識物質を混合させる
第１のステップと、該検体及び該標識物質の混合物を該
反応流路の該反応部位と接触させる第２のステップと、
該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう
第３のステップとをそなえて構成されていることを特徴
としている。

【００２３】請求項１２の本発明の測定方法は、請求項
６〜８の何れかの項に記載のマイクロチャネルチップを
使用した測定方法であって、該第１流路での該検体の流
通、該第２流路での該標識物質の流通、及び該第３流路
での該連結物質の流通を開始して、該反応流路において
該検体，該標識物質及び該連結物質を混合させる第１の
ステップと、該検体，該標識物質及び該連結物質の混合
物を該反応流路の該反応部位と接触させる第２のステッ
プと、該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を
行なう第３のステップとをそなえて構成されていること
を特徴としている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、以下でいう流路が立
体的に配置されたとは、第１流路，第２流路及び反応流
路（第４実施形態及び第５実施形態ではさらに第３流
路）が同一水平面内に完全には配置されていないこと、
換言すれば、第１流路，第２流路及び反応流路（第４実
施形態及び第５実施形態ではさらに第３流路）の少なく
とも１つの流路において、少なくとも該流路の一部が上
記水平面から外れた位置にあることを意味する。（Ａ）第１実施形態の説明まず、本発明の第１実施形態としてのマイクロチャネル
チップ，マイクロチャネルチップを使用した測定装置及
び測定方法について説明する。図１〜図３は本実施形態
のマイクロチャネルチップ，マイクロチャネルチップを
使用した測定装置及び測定方法について示す図である。

【００２５】本実施形態のマイクロチャネルチップ１
は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、チップ基板２
１，膜状部材３２，中間基板２２，膜状部材３１及びイ
ンジェクションボード（蓋部，被覆部材）６とを下から
この順に積層／重合して構成されており、これらの複数
（ここでは５個）の積層部材２１，３２，２２，３１，
６によりチップ本体が形成され、また、このチップ本体
に後述する閉断面形状の微小流路（流路５Ａ〜５Ｄから
なる）５が立体的に配置されている。

【００２６】基板２１，２２及びインジェクションボー
ド６は、ここでは、厚さ１ｍｍのポリメタクリル酸メチ
ル（ｐＭＭＡ）の板を６０ｍｍ×４０ｍｍに切断してそ
れぞれ製作されている。また、膜状部材３１，３２に
は、厚さ約２０μｍ（＝流路５Ａ〜５Ｄの深さ），幅４
０ｍｍの市販の紙製両面テープがそれぞれ使用されてい
る。これにより、膜状部材３２を介して基板２１，２２
が接着され、膜状部材３１を介して中間基板２２とイン
ジェクションボード６とが接着され、この結果、積層部
材２１，３２，２２，３１，６が一体に組み付けられる
こととなる。

【００２７】また、膜状部材３１には切り抜き部３１Ａ
が貫設され、膜状部材３２には切り抜き部３２Ａが貫設
されている。中間基板２２には穴部２２Ａ，２２Ｂが設
けられており、これらの穴部２２Ａ，２２Ｂは、中間基
板２２が膜状部材３２に貼り合わされた際に、下方の膜
状部材３２の切り抜き部３２Ａの両端３２Ａａ，３２Ａ
ｂに接続されるように位置設定されている。

【００２８】さらに、穴部２２Ｂは、上方に膜状部材３
１が貼り付けられた際に、この膜状部材３１の切り抜き
部３１Ａの所定位置（図１中で右端から３０ｍｍ）に接
続される。また、穴部２２Ａは、膜状部材３１に設けら
れた穴部３１Ｂに接続され、この穴部３１Ｂは、インジ
ェクションボード６が上部に貼り付けられた際にインジ
ェクションボード６の穴部６Ａに接続されるようになっ
ている。

【００２９】加えて、切り抜き部３１Ａの両端部は、上
部にインジェクションボード６が取り付けられた際にイ
ンジェクションボード６の穴部６Ｄ，６Ｂに接続される
ようになっている。穴部６Ａは、検体１０を注入するた
めの注入部であり、穴部６Ｂは標識物質１２を注入する
ための注入部であり、穴部６Ｄは、検体１０や標識物質
１２の混合物を排出するために排出部６Ｄである。

【００３０】このような構成により、注入部６Ａ，穴部
３１Ｂ，穴部２２Ａ，切り抜き部３２Ａ，穴部２２Ｂか
ら検体１０を流通させる流路（第１流路）５Ａが形成さ
れ、注入部６Ｂ、及び切り抜き部３１Ａの穴部２２Ｂと
の接続部５Ｆよりも上流側〔図１（ａ），（ｂ）中で右
側〕から標識物質１２を流通させるための流路（第２流
路）５Ｂが形成され、切り抜き部３１Ａの上記接続部５
Ｆよりも下流側〔図１（ａ），（ｂ）中で左側〕によ
り、流路５Ａ，５Ｂが合流してなる反応流路５Ｄが形成
される。さらに、反応流路５Ｄに面してインジェクショ
ンボード６には検体１０中の測定対象物と特異的に結合
する第２の特異的結合物質１３が固定化されている。即
ち、反応流路５Ｄには第２の特異的結合物質１３が固定
化された反応部位５Ｅが設けられている。

【００３１】このように、流路５Ｂ，５Ｄの主要部は膜
状部材３１に形成され、流路５Ａの主要部は膜状部材３
２に形成されている。つまり、流路５Ｂ，５Ｄと流路５
Ａとが異なる水平面に形成された立体的な配置となって
いるのである。さて、測定対象物が、同時に同種類の特
定結合物質を２個以上結合できる場合、又は、同時に互
いに異なる種類の特定結合物質を２種類以上結合できる
場合には、反応部位５Ｅに固定化された特異的結合物質
と、特異的結合物質を有する標識物質とに同時に結合で
きるため、測定に有利な物性を有する標識物質を介して
測定対象物を測定できるようになっている。

【００３２】つまり、図２に示すように、流路５Ｂに注
入される標識物質１２は、検体中の測定対象物と特異的
に結合する特異的結合物質（第１の特異的結合物質）１
２Ａを有し、第１流路５Ａから注入された検体中に含ま
れる測定対象物１１と、流路５Ａ，５Ｂの合流部位（混
合部位）５Ｆにおいて特異的結合物質１２Ａを介して結
合する。さらに、この測定対象物１１と標識物質１２と
の結合物質は、反応流路５Ｄの反応部位５Ｅにおいて測
定対象物１１を介して特異的結合物質（第２の特異的結
合物質）１３と結合する。

【００３３】したがって、反応部位５Ｅには、標識物質
１２（特異的結合物質１２Ａ），測定対象物１１及び特
異的結合物質１３からなる複合体が固定されるので、測
定対象物１１が例えば透明であるため測定対象物１１を
直接測定が困難な場合であっても、標識物質１２を介し
て測定対象物１１の量を容易に測定できるようになって
いる。

【００３４】なお、インジェクションボード６を蓋部と
してマイクロチャネルチップ１に積載して流路５を閉断
面形状とすることにより、この流路５内において後述す
るシリンジポンプ７１，７２により検体１０，標識物質
１２を安定して流通させることができるようになってい
る。また、各流路５Ａ，５Ｂ，５Ｄの流路幅ＷＡ，Ｗ
Ｂ，ＷＤは、ここでは２ｍｍに設定されているが、通常
０．１μｍ以上、３ｍｍ以下、好ましくは１μｍ以上、
１ｍｍ以下である。また、流路長さＬＡ，ＬＢは、ここ
ではそれぞれ１４ｍｍに設定されているが、通常１００
μｍ以上、１００ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以上、５
０ｍｍ以下である。また、流路長さＬＤに関しては、こ
こでは３０ｍｍに設定されているが、通常１ｍｍ以上、
１０００ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上、５００ｍｍ
以下である。

【００３５】また、膜状部材３１の穴部３１Ｂ、中間基
板２２の穴部２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ幅２ｍｍの流
路５にあわせて直径２ｍｍに形成されている。以下、基
板２１，２２，膜状部材３１，３２，インジェクション
ボード６，測定対象物１１，特異的結合物質１３につい
て、さらに説明する。先ず、基板２１，２２及びインジ
ェクションボード６（以下、基板２１，２２，６とい
う）について説明すると、基板２１，２２，６の材質に
は、上述したように、ここではポリメタクリル酸メチル
を使用しているが、固相として十分に堅固なものであれ
ばこれに限定されない。好ましくは、ガラス及び樹脂で
あるが、金属や半導体やセラミックス等を使用すること
もできる。また、基板２１，２２，６は、膜状部材３
１，３２とともに流路５を構成するので、検体１０や標
識物質１２に対して安定した材質であることが好まし
い。

【００３６】さらに、構成する基板２１，２２，６の流
路５を構成する面に所定の表面処理を施すようにしても
良い。このような表面処理は、検体１０や標識物質１２
（後述する第４実施形態及び第５実施形態ではさらに連
結物質１５）に応じて適宜に施工されるものであって、
例えば、基板２１，２２，６が疎水性であり、検体１０
及び標識物質１２（後述する第４実施形態及び第５実施
形態ではさらに連結物質１５）が水溶性のものであれ
ば、酸・アルカリによる親水処理（表面改質）が考えら
れる。また、反応部位５Ｅに固定化される特異的結合物
質１３が蛋白質であれば、特異的結合物質１３を結合す
べく、例えば、カルボジイミド，マレイミド，スクシン
イミドによる表面処理が行なわれる。さらに、非特異吸
着（非特異物質が吸着してしまうこと）を抑制すべく、
例えばアルプミンや界面活性剤や人工高分子による表面
処理を行なうようにしても良い。

【００３７】或いは、表面処理を行なう代わりに、自己
組織化膜，ＬＢ膜，無機薄膜又は有機薄膜を基板２１，
２２，６の流路５を構成する面に貼り付けて、流路５内
において所定の表面物性が得られるようにしても良い。
次に、膜状部材３１，３２について説明すると、膜状部
材３１，３２は、ここでは上述したように市販の紙製テ
ープにより構成されているが、樹脂フィルム，紙，金属
板，ガラス板等によりなる厚膜又は薄膜であれば、これ
に限定されない。また、ここでは、膜状部材３１，３２
は両面に接着剤が塗布された両面テープにより構成して
基板２１，２２，６に貼り合わせるようにしているが、
膜状部材３１，３２の結合方法は、膜状部材３１，３２
や基板２１，２２，６等の材質等に応じて適宜選択され
るもので、接着剤による接着の他、溶剤・溶解溶媒によ
る貼り合わせ（例えばプライマによる樹脂接合），拡散
接合，陽極接合，共晶接合，熱融着，レーザ溶融，圧着
等がある。或いは、膜状部材３１，３２，基板２１，２
２，６の各相互間に、粘着テープや圧着テープや自己吸
着剤を介装するようにしても良い。

【００３８】また、膜状部材３１，３２，基板２１，２
２，６のそれぞれに凹凸を設けこれらの凹凸をはめ込ん
で結合したり、膜状部材３１，３２，基板２１，２２，
６をクリップで挟み込んで結合したりする等、物理的に
結合しても勿論構わない。また、膜状部材３１，３２の
厚みは、即ち流路５の深さであり、上限としては、一般
的には４００μｍ以下であり、好ましくは２００μｍ以
下である。流路５を流通する検体１０及び標識物質１２
（後述する第４実施形態及び第５実施形態ではさらに連
結物質１５）は、流路５の底部に固定された特異的結合
物質１３と接触し結合するので、流路５が深いほど流路
５の底部の特異的結合物質１３と接触しない検体１０又
は標識物質１２が増加してしまうため、膜状部材３１，
３２の厚み（流路５の深さ）を上述のように２００μｍ
以下に設定するのが反応効率の点から好ましいのであ
る。

【００３９】また、膜状部材３１，３２の厚み（流路５
の深さ）は、膜状部材３１，３２の製作の容易性及び流
路５の底部に固定された特異的結合物質１３の厚みを考
慮すると、０．１μｍ以上であるのが一般的である。次
に、検体１０及び測定対象物１１について説明する。検
体１０としては、主に医療診断を目的としたものと環境
分析を目的としたものとがあり、医療診断用としては、
生体由来の血液，体液，尿，涙等であり、環境分析用と
しては、海や河川の水，大気を溶解させた溶液等であ
る。また、測定対象物１１としては、それに対して特異
的に結合する物質（特異的結合物質）が存在するもので
あれば限定されず、例えば、蛋白質，有機物質，脂質，
糖，ペプチド，ホルモン，核酸等である。

【００４０】次に、特異的結合物質１３について説明す
る。特異的結合物質１３は、測定対象物１１に応じて適
宜決定されるものであり、例えば、イムノグロブリン，
その派生物であるＦ（ａｂ′）２やＦａｂ′やＦａｂ，
レセプタや酵素とその派生物，核酸，天然又は人工のペ
プチド，人工ポリマ，糖鎖，脂質，無機物質及び有機配
位子，ウィルス，薬物等である。

【００４１】また、特異的結合物質１３のインジェクシ
ョンボード６への固定化方法としては、特異的結合物質
１３を物理的にチップ基板２に吸着させる方法と、特異
的結合物質１３を化学的にチップ基板２に結合させる方
法とがある。物理的な固定化方法としては、特異的結合
物質１３を固相（インジェクションボード６）に直接接
触させて固定化する方法と、先ず他の物質を固相に物理
的又は化学的に固定化し、この物質を介して特異的結合
物質１３を固相に吸着させる方法とがある。また、化学
的な固定化方法としては、特異的結合物質１３を固相に
直接結合させる方法，固相の表面に存在する官応基を化
学的に活性化させてから特異的結合物質１３を結合させ
る方法，スペーサ分子を物理的又は化学的に固相に結合
させこのスペーサ分子を介して特異的結合物質１３を固
相に結合させる方法がある。

【００４２】また、特異的結合物質１３をインジェクシ
ョンボード６（反応流路５Ｄ）にスポッティングする方
法としては、例えば、スポイトによる滴下，インクジェ
ットプリンタの原理を利用したノズル孔による噴射又は
滴下，先細状のピン先による塗布及びスタンプ等があ
る。さて、本実施形態の測定装置は、図１に示すよう
に、上記マイクロチャネルチップと、流路５における検
体１０や標識物質１２の流通を制御するシリンジポンプ
（流通制御手段）７１，７２と、反応部位５Ｅに結合し
た標識物質１２を測定する図示しない測定手段とをそな
えて構成される。

【００４３】シリンジポンプ７１，７２は、外径６ｍｍ
のシリコンチューブ７１Ａ，７２Ａ，ＰＤＭＳ（ポリジ
メチルシロキサン）材により構成されるプレート７１
Ｂ，７２Ｂを介してインジェクションボード６の注入口
６Ａ，６Ｂに接続され、検体１０と標識物質１２との流
通を制御するようになっている。流通制御手段は、検体
１０と標識物質１２との流通を制御できるものであれ
ば、シリンジポンプに限定されず、例えば、陽圧式ポン
プや陰圧式ポンプをインジェクションボード６の注入口
６Ａ，６Ｂ又は排出口６Ｄに接続するようにしても良
い。

【００４４】又は、流通制御手段として、流路５の上流
端及び下流端にそれぞれ電極を取り付け、これらの電極
に異なる電圧をかけることにより検体１０及び標識物質
１２に電気浸透流を生じさせるようにしても良い。或い
は、流通制御手段として、加熱装置をマイクロチャネル
チップ１に設け、この加熱装置により流路５に沿って温
度勾配を生じさせるようにしても良い。つまり、かかる
温度勾配により、流路５に沿って検体１０及び標識物質
１２に比重差を生じさせ、この比重差により検体１０及
び標識物質１２を流通させるのである。

【００４５】又は、流通制御手段として、注入口６Ａ，
６Ｂ及び排出口６Ｄに電極を取り付けるとともに注入口
６Ａ，６Ｂ及び排出口６Ｄの周辺に金属をコーティング
することにより、流路５の検体１０及び標識物質１２に
直流電場をかけてイオン（測定対象物１１，標識物質１
２）を電気泳動させるようにしても良い。この場合、検
体１０の溶媒や標識物質１２の溶媒の移動はないので、
インジェクションボード６により流路５を密閉する必要
はない。インジェクションボード６を設けない場合、中
間基板２２に特異的結合物質１３を固定して反応流路５
Ｄに反応部位５Ｅを設ければ良い。

【００４６】さらに、流通制御手段は、上述した各方法
を複数組み合わせて行なうようにしても良い。測定手段
は、標識物質の物性に基づき標識物量を測定するもので
あれば何ら限定されず、例えば、吸光，蛍光，エバネッ
セント励起蛍光，燐光，化学発光を測定するものや、表
面プラズモン共鳴，水晶振動子等を利用したものが挙げ
られる。或いは、標識物質１２が酵素等の触媒である場
合には、その基質を加えて反応させ、生成物を検出する
ことで測定を行なうこともある。また、光音響測定法
（特定の光を照射して、放射される音波を測定すること
により物質の量を測定する方法）を用いることも可能で
ある。

【００４７】本発明の第１実施形態としてのマイクロチ
ャネルチップ及びマイクロチャネルチップを使用した測
定装置は、上述のように構成されているので、以下に示
す手順（本発明の第１実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップを使用した測定方法）により測定が行なわれ
る。最初に、標識物質１２の調整について説明する。標
識物質１２は、ここでは、抗ヒトＦＳＨ−αサブユニッ
ト抗体固定化ＥｕＬＴＸ（Ａｂ−ＥｕＬＴＸ）で構成さ
れる。

【００４８】先ず、粒径０．２１μｍのＥｕ錯体を含む
ポリスチレン粒子（ＥｕＬＴＸ）を０．０５ＭＭＥＳ
（ｐＨ６．０）にて希釈し、１％懸濁液を２ｍＬ（ミリ
リットル）調整し、１−エチル−３−（３−ジメチルア
ミノプロピル）−カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加
えて室温で１時間反応させた後、この溶液を遠心して未
反応のＥＤＣを除去し、所定量Ｖ（ここでは２ｍＬ）の
０．０５ＭＭＥＳ（ｐＨ７．０）でＥｕＬＴＸを分散
させてから、抗ヒトＦＳＨ−αサブユニット抗体（以
下、単に抗体ともいう）を所定量Ｍ（ここでは０．８ｍ
ｇ）加え、室温で１時間反応させる。そして、この溶液
を遠心して、未反応の抗体を除去し、ＢＳＡ含有トリス
緩衝液（０．３％ＢＳＡ，０．１ＭＴｒｉｓ，ｐ
Ｈ８．０）を加え、粒子を安定化する。この時、抗体濃
度Ｃ１は０．４ｍｇ／ｍＬである（Ｃ１＝Ｍ／Ｖ＝０．
８／２＝０．４）。

【００４９】そして、室温で３０分攪拌してから遠心し
て精製水で洗浄を行なった後、０．０５％アジ化ナトリ
ウム液に分散させて、標識物質（Ａｂ−ＥｕＬＴＸ）１
２が調整される。なお、この時点で、未結合の抗体濃度
Ｃ２は、０．１５ｍｇ／ｍＬであり、したがって抗体の
固定化率Ｒは６２．５％である〔Ｒ＝（Ｃ１−Ｃ２）／
Ｃ１×１００＝（０．４−０．１５）／０．４×１０
０〕そして、インジェクションボード６に膜状部材３１を貼
り合わせた後、インジェクションボード６及び膜状部材
３１の切り抜き部３１Ａにより構成される反応流路５Ｄ
の所定部位（ここでは、反応流路５Ｄの下流端から上流
側に１０ｍｍ離隔した位置）に、測定対象物１１〔ここ
ではｈＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピン）〕に特異的に
結合する５．０ｍｇ／ｍＬの抗ｈＣＧ抗体を、特異的
結合物質１３として１μＬ（マイクロリットル）滴下し
常温・常圧で３０分乾燥させた後でさらに常温で真空乾
燥を１５分間行なって反応流路５Ｄに固定化し、反応部
位５Ｅを形成した。

【００５０】そして、膜状部材（両面テープ）３２を中
心にして中間基板２２，膜状部材３２，基板２１を組み
付けた後、これを、反応部位５が形成された上記インジ
ェクションボード６に膜状部材３１（両面テープ）を介
して組み付け、マイクロチャネルチップを組み立てた。
その後、検体１０として、６％のウシ血清アルブミン中
に調整された１ＩＵ／ｍＬのｈＣＧ標準品を１０μＬだ
け注入口６Ａから流路５Ａに滴下するとともに、Ａｂ−
ＥｕＬＴＸを純水で１００倍に希釈して標識物質１２を
調整し、この標識物質１２を１０μＬだけ注入口６Ｂか
ら流路５Ｂに滴下する。次に、各注入口６Ａ，６Ｂに、
プレート７１Ｂ，７２Ｂを介してシリンジポンプ７１，
７２をそれぞれ接続した後、シリンジポンプ７１，７２
をそれぞれ作動させて、注入口６Ａ，６Ｂの検体１０及
び標識物質１２を１０μＬ／分で反応流路５Ｄに向けて
流通させる。検体１０中の測定対象物１１と標識物質１
２とは、合流部位５Ｆで混合され結合し（第1のステッ
プ）、その後、反応部位５Ｅに移動して、反応部位５Ｅ
に固定された特異的結合物質１３とさらに結合する（第
２のステップ）。そして、上記手順と同じ手順により、
各流路５Ａ，５Ｂからそれぞれ１００μＬの純水を５０
μＬ／分で流通させて流路５を洗浄する。

【００５１】そして、図示しない測定装置により反応部
位５Ｅに３６５ｎｍの波長の紫外線を照射したところ、
反応部位５Ｅに標識物質１２に起因した赤色の蛍光が目
視により観察され、検体１０中の測定対象物１１が含ま
れていることが測定された（第３のステップ）。したが
って、本実施形態のマイクロチャネルチップ，マイクロ
チャネルチップを使用した測定装置及び測定方法によれ
ば、以下のような利点がある。

【００５２】つまり、本発明では、検体１０中の測定対
象物１１と標識物質１２との反応（第１のステップ，液
相と液相との反応）、及び、測定対象物１１及び標識物
質１２の複合体と、反応部位５Ｅに固定化された特異的
結合物質１３との反応（第２のステップ，液相と固相と
の反応）が行なわれる。これに対し、特異的結合物質が
固定された反応部位を有する一本の溝に検体，標識物質
をこの順に順次流通させる上述の従来技術により測定を
行なおうとすると、反応部位に固定化物質を固定化し、
この反応部位（固相）に、測定対象物１１及び標識物質
１２を順次流入させて反応させることとなる。

【００５３】即ち、かかる従来技術では、液相と固相と
の反応を２回行なわせなければならないのに対し、本発
明では、液相と固相との反応を１回行なわせるだけで良
い。液相と液相との反応は、液相と固相との反応よりも
反応速度が高く、したがって、本発明によれば、従来技
術に比べ、測定に要する時間を短縮して測定を効率的に
行なえるという利点がある。

【００５４】また、シリンジポンプ７１，７２により検
体１０及び標識物質１２の流速を所定流速に制御できる
ので、検体１０及び標識物質１２の流速を、検体１０中
の測定対象物１１及び標識物質１２の反応に最適な流速
にして反応時間を短縮でき、この点からも測定を効率的
に行なえるという利点がある。さらに、測定対象物１１
の種類に応じてシリンジポンプ７１，７２により流速を
適宜に調整することにより、様々な種類の測定対象物１
１を一つの仕様のマイクロチャネルチップにより最適な
流速下で測定することが可能となる利点がある。

【００５５】さらに、シリンジポンプ７１，７２によ
り、例えば、検体１０及び標識物質１２の混合物が反応
部位５Ｅに到達する前に一旦流通を停止して、反応部位
５Ｅの特異的結合物質と接触する前に検体１０及び標識
物質を十分に反応さたり、検体１０及び標識物質１２の
混合物が反応部位５Ｅに到達した時点で一旦流通を停止
して、反応速度の遅い固相（特異的結合物質１３）−液
層（検体１０及び標識物質１２の混合物）間の反応の効
率を向上させることが可能となる。さらに、本来ならば
反応部位５Ｅで特異的結合物質１３に結合する測定対象
物１１及び標識物質１２が未反応のまま反応部位５Ｅを
通過してしまう可能性がある場合には、シリンジポンプ
により、反応部位５Ｅを通過した測定対象物１１及び標
識物質１２を逆流させて再び反応部位５Ｅと接触させる
ことも可能である。

【００５６】ところで、一般的に標識物質１２は検体１
０に対し分子量が大きく、このため、検体１０と標識物
質１２とは混合しにくい。そこで、本マイクロチャネル
チップ１では、流路５を立体的に形成し、流路５Ａ，５
Ｂを略鉛直方向（略鉛直方向とは鉛直方向に対して）即
ち流路深さ方向に沿って接近／集合させる構成として、
検体１０と標識物質１２との混合が十分に行なわれるよ
うにしている。

【００５７】つまり、マイクロチャネルチップでは流路
が微細であるため、流路５Ａ，５Ｂから反応流路５Ｄに
流入した検体１０と標識物質１２とは二層に分離した状
態で反応流路５Ｄを流通し、検体１０と標識物質１２と
の境界面における相互の分子拡散により混合する。した
がって、図３（ａ）の平面図に示すように、流路５Ａ，
５Ｂ，５Ｃを同一水平面に形成した場合、検体１０と標
識物質１２との混合は、かかる混合の際に、標識物質１
２が検体１０側に拡散移動する距離（混合距離）Ｄ１
と、検体１０が標識物質１２側に拡散移動する距離（混
合距離）Ｄ２とが短いほど、即ち反応流路５Ｄの流路幅
ＷＤが狭いほど効果的に行なわれる。この一方、反応流
路５Ｄを流れる検体１０の流量が多いほど分析感度を向
上させることができ、このため、反応流路５Ｄの断面積
を大きくすることが好ましい。

【００５８】したがって、混合性能及び分析感度を共に
確保しようとすると、反応流路５Ｄの深さを大きくしな
ければならない。しかし、基板に細く深い流路を形成す
るのは極めて困難であり、このような流路を製造するた
めには高価な設備が必要となってしまい、さらには、基
板の材質も限定されてしまうため、高精度の測定を行な
うべく上記形状に反応流路５Ｄを構成することは現実的
に困難である。

【００５９】これに対し、本マイクロチャネルチップ１
では、流路５を立体的に形成し、流路５Ａ，５Ｂを略鉛
直方向（即ち流路深さ方向）に沿って接近／集合させる
ことにより、図３（Ｂ）の側面図に示すように混合距離
Ｄ１，Ｄ２は流路深さ方向に沿ったものとなる。したが
って、混合距離Ｄ１，Ｄ２の縮小による混合性能の確保
及び流量の確保による分析感度の確保を両立させるため
には、反応流路５Ｄ（詳細には混合部位５Ｆ）の深さを
浅くして幅を広くすれば良く、このような形状は安価な
設備により容易に製造でき、チップ本体の材質も広い範
囲で選択できる。即ち、検体１０と標識物質１２との混
合が十分に行なわれ、高精度の測定を行なえるようにな
るという利点がある。

【００６０】また、二次元的な加工を施された積層部材
２１，３２，２２，３１，６を積層してマイクロチャネ
ルチップ１を形成することで、マイクロチャネルチップ
１全体としては流路５を３次元的に構成しているので、
複雑な３次元形状の流路５を一層容易に製造できるとい
う利点がある。また、上述したように、特異的結合物質
１３の流路５への固定化が容易であり、測定対象物１１
及び標識物質１２の流通を多様に制御できるので、測定
対象物１１，及び標識物質１２の反応系を、高度に設計
でき、また、多様に設定できるという利点もある。

【００６１】さらに、流路５は閉断面構造を有してキャ
ピラリとして機能するので、従来から広く使用・開発さ
れているキャピラリを用いた測定方法における分析技術
や流路制御等の様々な技術をそのまま流用できるという
利点もある。また、従来技術の課題として上述したよう
に、イムノクロマトグラフでは原理的に流路（測定対象
物の展開の場）の材質が限定され、キャピラリを用いた
技術では特定の物質（例えば特異的結合物質１３）をキ
ャピラリ内に固定化するため流路の材質が製作上限定さ
れてしまうが、本実施形態のマイクロチャネルチップ１
では、流路５を構成するチップ基板２１，２２やインジ
ェクションボード６の材質を幅広く選択できる。

【００６２】これにより、透過波長やバックグラウンド
ノイズ等の点で分光測定における最適化が可能であるば
かりでなく、例えば、表面プラズモン共鳴のようなチッ
プ基板２に対して表面膜処理を必要とする検出系の使用
や、チップ基板２に水晶振動子のような検出素子の組み
込みを実現できる。さらに、積層部材２１，３２，２
２，３１，６によりチップ本体が構成され、これらの積
層部材２１，３２，２２，３１，６に形成された切り抜
き部や穴部により積層部材２１，３２，２２，３１，６
の相互間に流路５が構成されているので、これらの積層
部材２１，３２，２２，３１，６を組み付ける前は、未
だ反応流路５Ｄ（流路５）は開放状態であるため、反応
流路５Ｅを形成する固相壁面（ここではインジェクショ
ンボード６の所定個所）に容易に特異的結合物質１３を
固定して反応部位５Ｅを設けられるという利点がある。

【００６３】また、ある特殊な条件下での測定を行なう
べく、例えば緩衝溶液を検体１０に注入させるための緩
衝溶液用の流路をさらに設けても良い。また、図１
（Ｂ）に二点鎖線で示すように、反応流路５Ｄにおい
て、反応部位５Ｅの下流側に流路５Ｈを設けても良い。
この流路５Ｈを適切に設けることにより（具体的には、
流路の幅，深さ，反応流路５Ｄに対する傾斜角度等を適
宜設定することにより）、流路５Ｄと流路５Ｈとを介し
て、未反応の検体１０，標識物質１２を分離して回収す
ることも可能となる。

【００６４】また、上述の実施形態では、標識物質１２
の量を反応部位５Ｅにおいて測定するようにしている
が、検体１０及び標識物質１２の流通の完了後に、標識
物質１２を反応部位５Ｅから分離して回収し、この回収
した標識物質１２の量を測定するようにしても良い。標
識物質１２を反応部位５Ｅから分離するには、例えば、
標識物質１２に近似した物質を流して、この物質と標識
物質１２とが置き換えられるようにすれば良い。

【００６５】このような態様が好ましい場合としては、
チップ基板２や膜状部材３１，３２等の材質が分光測定
に適していないため、標識物質１２をチップ基板２から
分離させる必要がある場合である。また、上述の実施形
態では、検体１０を流通させる流路５Ａの幅ＷＡと、標
識物質１２を流通させる流路５Ｂの幅ＷＢとを同じ長さ
に設定しているが、幅ＷＡ，ＷＢを相互に異なる長さに
設定して各流路５Ａ，５Ｂとで流路断面積が異なるよう
にしても良い。流路５Ａを流通する検体１０と流路５Ｂ
を流通する標識物質１２とに大きな差がある場合には、
このように流路５Ａ，５Ｂで異なる流路断面積に設定す
るのが有効である。

【００６６】つまり、例えば、１００μＬの検体１０と
１μＬの標識物質１２とをそれぞれ流路５Ａ，５Ｂに流
通させて測定を行なう場合、検体１０と標識物質１２と
を均一に混合させて検体１０と標識物質１２とを反応さ
せることが精度良く測定を行なう上で重要となる。そし
て、検体１０と標識物質１２とを所定の割合で均一に混
合させるためには、この場合には、検体１０と標識物質
１２とを単位時間当たりに１００：１の割合で混合部位
５Ｆに流入させる、即ち、流路５Ａにおける検体１０の
単位時間当たりの流量（以下、これを流速という）ＦＡ
と、流路５Ｂにおける標識物質１２の流速ＦＢとの比を
１００：１にすれば良い（ＦＡ／ＦＢ＝１００／１）。

【００６７】このように検体１０の流速ＦＡと標識物質
１２の流速ＦＢとの比を１００：１にするには、流路５
Ａの幅ＷＡと流路５Ｂの幅ＷＢとを異なる長さに設定し
て、流路５Ａと流路５Ｂとで流路断面積が異なるように
すれば良い。これにより、検体１０と標識物質１２との
間で流量に大きな差がある場合でも、検体１０と標識物
質１２とを所定の割合で均一に混合させて精度良く測定
を行なうことができるのである。

【００６８】これに対して、従来技術として上述したよ
うに、特異的結合物質の固定された反応部位を有する一
本の溝に、検体，標識物質をこの順に順次流通させる公
知技術では、検体中の測定対象物と標識物質とを効率的
に反応させて精度良く測定を行なうためには、検体，標
識物質が、反応部位と接触して反応しうる時間（＝検
体，標識物質が反応部位を通過する時間）を適切なもの
にそれぞれ設定することが重要となる。

【００６９】しかしながら、この従来技術において、特
に、例えば上記ケースと同じく１００μＬの検体と１μ
Ｌの標識物質とを使用して測定を行なう場合のように検
体の量と標識物質の量とに差があり、且つ、検体と標識
物質とについて反応部位での反応時間が同程度必要な場
合には、検体の流速ＦＡ′と標識物質の流速ＦＢ′とを
異なるものとする必要がある（この場合、ＦＡ′：Ｆ
Ｂ′＝１００：１）。

【００７０】例えばシリンジポンプのような流通制御手
段を設けることにより、この流通制御手段で検体の流速
と標識物質の流速とを個別に制御して、検体の流速Ｆ
Ａ′と標識物質の流速ＦＢ′とを異なる値に設定するこ
とは可能であるが、本例のように、かかる流速差が極端
に大きい場合には、流通制御手段を用いてもこのような
広範囲での流通制御は技術的に困難である。

【００７１】異なる流路間において、各流路の流路断面
積を互いに異なる面積とすることで、同一の流通制御手
段により各流路の流速を大きく異なる速度に制御するこ
とは一般的に行なわれていることであるが、この公知技
術では、検体及び標識物質の流路が共用であるため、当
然ながら、検体，標識物質のそれぞれについて流路断面
積を変更することはできない。

【００７２】これに対し、本マイクロチャネルチップで
は、分岐した流路５Ａ，５Ｂを有するので、測定に使用
される検体１０，標識物質１２との流量に大きな差があ
る場合でも、測定を精度良く行なうことが可能である。
なお、ここでは、流路５Ａ，５Ｂの深さは、いずれも膜
状部材３１，３２の厚みで決定されるため、流路幅Ｗ
Ａ，ＷＢを異なる長さで設定することにより流路５Ａ，
５Ｂで流路断面積が異なるようにしているが、流路をチ
ップ基板２に直接設けるような場合には、流路５Ａ，５
Ｂにおいて、流路深さを変えることにより流路断面積が
異なるようにしても良いし、勿論、流路深さ及び流路幅
を共に異なる値で設定しても良い。（Ｂ）第２実施形態の説明次に本発明の第２実施形態のマイクロチャネルチップ，
マイクロチャネルチップを使用した測定装置及び測定方
法について説明する。図４及び図５は本実施形態のマイ
クロチャネルチップ，マイクロチャネルチップを使用し
た測定装置及び測定方法について示す図である。なお、
上記第１実施形態で既に説明したものについては同一の
符号を付しその説明を省略する。また、第１実施形態の
説明に使用した図１も流用して説明する。

【００７３】本実施形態のマイクロチャネルチップは、
第１実施形態のマイクロチャネルチップと同様に図１に
示すように構成され、第１実施形態のマイクロチャネル
チップに対し、第２流路に注入される標識物質の構成が
異なる。つまり、第１実施形態のマイクロチャネルチッ
プは、図２に示すように、標識物質１２が第１の特異的
物質１２Ａを有し、反応部位が第２の特異的結合物質に
より構成されていたのに対し、図４に示すように、本実
施形態のマイクロチャネルチップは、標識物質１２′が
測定対象物１１の競合物質１４を有している。

【００７４】ここでいう競合物質とは、測定対象物の特
異的結合物質に特異的に結合しうるものをいい、また、
特異的結合物質とは測定対象物に特異的に結合しうるも
のをいう。つまり、競合物質とは、測定対象物と競合し
て特異的結合物質と特異的に結合する物質を意味してい
るのである。競合物質は、一般的には、測定対象物の誘
導体や類似体が挙げられるが、測定対象物の特異的競合
物質と特異的に結合するものであればこれに限定され
ず、測定対象物と構造が大きく異なる物質や、測定対象
物そのものであっても良い。

【００７５】この他は、第１実施形態と同様に構成され
るので説明を省略する。本発明の第２実施形態としての
マイクロチャネルチップ及び測定装置は上述したよう構
成されているので、以下に示す手法（本発明の第２実施
形態としての測定方法）により測定が行なわれる。最初
に、標識物質１２′の調整について説明する。標識物質
１２′は、ここでは、タイロシン固定化ＥｕＬＴＸ（Ａ
ｇ−ＥｕＬＴＸ）で構成される。

【００７６】先ず、粒径０．２１μｍのＥｕ錯体を含む
ポリスチレン粒子（ＥｕＬＴＸ）を１％に調整し、１−
エチル−３（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジ
イミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加えて１時間反応させた後、
未反応のＥＤＣを遠心にて除去し、タイロシン溶液を加
えて１時間反応させる。そして、未反応のタイロシンを
遠心にて除去し、ＢＳＡを加えて粒子を安定化する。

【００７７】そして、３０分反応させた後に遠心して精
製水で洗浄を行なった後、０．０５％アジ化ナトリウム
液に分散させて、標識物質（Ａｇ−ＥｕＬＴＸ）１２′
が調整される。そして、図１（Ａ）において、インジェ
クションボード６に膜状部材３１を貼り合わせた後、イ
ンジェクションボード６及び膜状部材３１の切り抜き部
３１Ａにより構成される反応流路５Ｄの所定部位（ここ
では、反応流路５Ｄの下流端から上流側に１０ｍｍ離隔
した位置）に、抗タイロシン（マウス１ｇＧ）を特異的
結合物質１３として滴下し、常温・常圧で３０分間乾燥
させた後、さらに常温で真空乾燥を１５分間行なって反
応流路５Ｄに固定化し反応部位５Ｅを形成する。

【００７８】そして、膜状部材（両面テープ）３２を中
心にして中間基板２２，膜状部材３２，基板２１を組み
付けた後、これを、反応部位５Ｅが形成された上記イン
ジェクションボード６に膜状部材３１（両面テープ）を
介して組み付け、マイクロチャネルチップを組み立て
た。その後、検体１０として、タイロシン標準品を１０
０μＬだけ注入口６Ａから流路５Ａに滴下するととも
に、Ａｇ−ＥｕＬＴＸを純水で１００倍に希釈して標準
物質１２′を調整し、この標準物質１２′を１００μＬ
だけ注入口６Ｂから流路５Ｂに滴下する。

【００７９】次に、各注入口６Ａ，６Ｂに、プレート７
１Ｂ，７２Ｂを介してシリンジポンプ７１，７２をそれ
ぞれ接続した後、シリンジポンプ７１，７２をそれぞれ
作動させて、注入口６Ａ，６Ｂの検体１０及び標識物質
１２′を１０μＬ／分で反応流路５Ｄに向けて流通させ
る。図４に示すように、検体１０中の測定対象物１１と
標識物質１２′とは、合流部位５Ｆで混合され（第1の
ステップ）、その後、反応部位５Ｅ上に移動して、測定
対象物１１と標識物質１２′とが競合的に反応部位５Ｅ
に固定化された特異的結合物質１３と結合する（第２の
ステップ）。

【００８０】この際、検体中の測定対象物濃度が低いほ
ど、多くの競合物質１４が特異的結合物質１３を介して
標識物質１２′と結合することとなる。つまり、検体中
の測定対象物濃度が低いほど、競合物質１４を介して反
応部位５Ｅに固定される標識物質１２′の量が多くなる
のである。そして、上記手順と同じ手順により、各流路
５Ａ，５Ｂに１００μＬの純水を注入して流路５を洗浄
した後、図示しない測定装置により、反応部位５Ｅに波
長が３６５ｎｍの紫外線を照射して、反応部位５Ｅに結
合した標識物質１２′に起因する赤色の蛍光量の測定を
行ない、この蛍光量に基づいて検体１０中の測定対象物
１１の濃度を測定した（第３のステップ）。

【００８１】したがって、標識物質１２′を介して測定
対象物１１の濃度を測定することができ、測定対象物１
１が例えば透明であるため測定対象物１１を直接測定が
困難な場合であっても、標識物質１２′を介して測定対
象物１１の量を容易に測定できる。なお、このように、
標識物質１２′を介して測定対象物１１の濃度を測定す
る場合、検体中の測定対象物１１の濃度Ｃと検出シグナ
ル（反応部位５Ｅに固定化された標識物質量を表すシグ
ナル）のレベルＬとの相関関係は図５に示すようにな
る。つまり、上記の測定対象物濃度Ｃが高いほど検出シ
グナルＳは低いレベルで検出されることとなる。

【００８２】このように標識物質１２′（詳細には競合
物質１４）と測定対象物１１とを競合させて特異的結合
物質１３に結合させることにより測定対象物１１に関す
る測定を行なうことを競合法という。一方、図２を用い
て説明した上記第１実施形態の測定方法では標識物質と
測定対象物とを競合させずに測定が行なわれるので、こ
の測定方法を競合方法と対比させて非競合法という。

【００８３】なお、上記競合法において、測定対象物，
特異的結合物質及び競合物質の混合や反応の順序によっ
ては、一般に阻害法と呼ばれることもあるが、ここでは
阻害法も含めて競合法と称している。本実施形態のマイ
クロチャネルチップによれば、第１実施形態のマイクロ
チャネルチップの利点に加え、以下のような利点があ
る。

【００８４】つまり、図２を用いて説明した第１実施形
態（非競合法）では、複数の特異的結合物質と同時に結
合しうる測定対象物だけしか測定できないのに対し、本
マイクロチャネルチップでは、上述したように競合法に
より測定が行なわれ、図４に示すように測定対象物１１
は反応部位５Ｅに固定化された特異的結合物質１３とだ
け結合できればよい。即ち、１以上の特異的結合物質と
同時に結合しうる測定対象物であれば測定を行なえる。
したがって、より多種の測定対象物について測定を行な
えるという利点がある。（Ｃ）第３実施形態の説明次に本発明の第３実施形態について説明する。図６は本
実施形態のマイクロチャネルチップ，マイクロチャネル
チップを使用した測定装置及び測定方法について示す図
である。なお、上記各実施形態で既に説明したものにつ
いては同一の符号を付しその説明を省略する。また、各
実施形態の説明に使用した図１も流用して説明する。

【００８５】上述した第２実施形態のマイクロチャネル
チップでは、図４に示すように、反応部位５Ｅに特異的
結合物質１３が固定され、第２流路５Ｂからは、競合物
質１４を有する標識物質１２が注入されるようになって
いる。これに対し、図６に示すように、本実施形態のマ
イクロチャネルチップでは、反応部位５Ｅに競合物質１
４が固定され、第２流路５Ｂからは、特異的結合物質１
２Ａを有する標識物質１２が注入されるようになってい
る。

【００８６】この他のマイクロチャネルチップ及び測定
装置の構成は第１実施形態と同じく図１に示すように構
成されており、その説明を省略する。本発明の第３実施
形態としてのマイクロチャネルチップは上述のように構
成されているので、以下に示す手順（本発明の第３実施
形態としての測定方法）により測定が行なわれる。

【００８７】最初に、標識物質１２の調整について説明
する。標識物質１２は、ここでは、抗タイロシン抗体固
定化ＥｕＬＴＸ（Ａｂ−ＥｕＬＴＸ）で構成される。先
ず、粒径０．２１μｍのＥｕ錯体を含むポリスチレン粒
子（ＥｕＬＴＸ）を１％に調整し、１−エチル−３（３
−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸塩
（ＥＤＣ）を加えて１時間反応させた後、未反応のＥＤ
Ｃを遠心にて除去し、抗タイロシン抗体溶液を加えて１
時間反応させる。そして、未反応の抗タイロシン抗体を
遠心にて除去し、ＢＳＡを加えて粒子を安定化する。

【００８８】そして、３０分反応させた後に遠心して精
製水で洗浄を行なった後、０．０５％アジ化ナトリウム
液に分散させて、標識物質（Ａｂ−ＥｕＬＴＸ）１２が
調整される。次に、図１（Ａ）において、インジェクシ
ョンボード６に膜状部材３１を貼り合わせた後、インジ
ェクションボード６及び膜状部材３１の切り抜き部３１
Ａにより構成される反応流路５Ｄの所定部位（ここで
は、反応流路５Ｄの下流端から上流側に１０ｍｍ離隔し
た位置）に、予めＢＳＡに結合されたタイロシンを競合
物質１４として滴下し、常温・常圧で３０分間乾燥させ
た後、さらに常温で真空乾燥を１５分間行なって反応流
路５Ｄに固定化し反応部位５Ｅを形成する。

【００８９】そして、膜状部材（両面テープ）３２を中
心にして中間基板２２，膜状部材３２，基板２１を組み
付けた後、これを、反応部位５Ｅが形成された上記イン
ジェクションボード６に膜状部材３１（両面テープ）を
介して組み付け、マイクロチャネルチップを組み立て
た。その後、検体１０として、タイロシン標準品を１０
０μＬだけ注入口６Ａから流路５Ａに滴下するととも
に、Ａｂ−ＥｕＬＴＸを純水で１００倍に希釈して標準
物質１２を調整し、この標準物質１２を１００μＬだけ
注入口６Ｂから流路５Ｂに滴下する。次に、各注入口６
Ａ，６Ｂに、プレート７１Ｂ，７２Ｂを介してシリンジ
ポンプ７１，７２をそれぞれ接続した後、シリンジポン
プ７１，７２をそれぞれ作動させて、注入口６Ａ，６Ｂ
の検体１０及び標識物質１２を１０μＬ／分で反応流路
５Ｄに向けて流通させる。図６に示すように、検体１０
中の測定対象物１１と標識物質１２とは、合流部位５Ｆ
で混合される（第1のステップ）。その後、反応部位５
Ｅ上に移動して、標識物質１２の内の測定対象物１１と
結合していないものが反応部位５Ｅに固定化された競合
物質１４と結合する（第２のステップ）。つまり、合流
部位５Ｆ及び反応部位５Ｅにおいて、標識物質１２に結
合した特異的結合物質１２Ａに対し、測定対象物１１と
競合物質１４とが競合して結合するのである。

【００９０】次に、上記手順と同じ手順により、各流路
５Ａ，５Ｂにそれぞれ１００μＬの純水を注入して流路
５を洗浄し、図示しない測定装置により反応部位５Ｅに
固定された標識物質１２の量が測定される（第３のステ
ップ）。この測定では、検体中の測定対象物濃度が低い
ほど、多くの競合物質１４が特異的結合物質１２Ａを介
して標識物質１２と結合することとなる。つまり、検体
中の測定対象物濃度が低いほど、競合物質１４を介して
反応部位５Ｅに固定される標識物質１２の量が多くなる
のである。したがって、第２実施形態と同様に、図５に
示すように測定対象物濃度Ｃが高いほど標識物質の検出
シグナルのレベルが低くなる。（Ｄ）第４実施形態の説明次に本発明の第４実施形態のマイクロチャネルチップ，
マイクロチャネルチップを使用した測定装置及び測定方
法について説明する。図７及び図８は本実施形態のマイ
クロチャネルチップ，マイクロチャネルチップを使用し
た測定装置及び測定方法について示す図である。なお、
上記各実施形態で既に説明したものについては同一の符
号を付しその説明を省略する。

【００９１】本マイクロチャネルチップは、図７に示す
ように構成され、図１に示す上述の各実施形態のマイク
ロチャネルチップに対し第３流路５Ｃが追加された構成
となっており、３つの流路５Ａ，５Ｂ，５Ｃが合流して
反応流路５Ｄが形成されている。この追加された第３流
路５Ｃは、第２流路５Ｂと略同様に構成されている。つ
まり、図７に示すように、インジェクションボード６
に、穴部６Ａの図中で右側に穴部（注入口）６Ｃが形成
され、膜状部材３１に、穴部３１Ｂの図中で右側に穴部
３１Ｃが形成され、中間基板２２に、穴部２２Ａ，２２
Ｂの図中で右側にそれぞれ穴部２２Ｃ，２２Ｄが形成さ
れ、さらには、膜状部材３２に、切り抜き部３２Ａの図
中で右側に切り抜き部３２Ｂが形成されている。そし
て、注入口６Ｃ，穴部３１Ｃ，穴部２２Ｃ，切り抜き部
３２Ｂ，穴部２２Ｄから第３流路５Ｃが形成され、第３
流路５Ｃは穴部２２Ｄにおいて第２流路５Ｂに合流して
いる。

【００９２】本マイクロチャネルチップでは、図８に示
すように、第１流路５Ａから検体１０が注入され、第２
流路５Ｂから、測定対象物１１に特異的に結合する第１
の特異的結合物１２Ａを有する質標識物質１２が注入さ
れ、第３流路５Ｃから連結物質（ビオチン化抗体）１５
が注入され、反応流路５Ｄの反応部位５Ｅには上記連結
物質１５と特異的に結合する固定化物質（ここではアビ
ジン）１６が固定化されている。

【００９３】連結物質１５は、測定対象物１１に特異的
に結合する第２の特異的結合物質１３とビオチン１５Ａ
とが結合して構成され、ビオチン１５Ａは、反応部位５
Ｅに固定された固定化物質としてのアビジン１６と特異
的に結合するものである。連結物質１５及び固定化物質
１６は互いに特異的に結合しあう組み合わせであれば良
く、このような組み合わせとしては、本実施形態のよう
にビオチンとアビジンとの組み合わせが入手のし易さか
ら好ましい。

【００９４】また、穴部（注入口）６Ｃには、外径６ｍ
ｍのシリコンチューブ，ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキ
サン）材により構成されるプレートを介してシリンジポ
ンプ（流通制御手段）が接続されている（何れも図示
略）。なお、流路５Ｃの流路幅ＷＣは、ここでは２ｍ
ｍ、通常０．１μｍ以上、３ｍｍ以下、好ましくは１μ
ｍ以上、１ｍｍ以下である。また、流路長さＬ_Cは、こ
こでは１４ｍｍ、通常１００μｍ以上、１００ｍｍ以
下、好ましくは１ｍｍ以上、５０ｍｍ以下である。

【００９５】この他の構成は、上記実施形態と同様なの
でその説明を省略する。本発明の第４実施形態としての
マイクロチャネルチップ及び測定装置は上述したよう構
成されているので以下の手法（本発明の第４実施形態と
しての測定方法）により測定が行なわれる。つまり、図
８を参照して説明すると、インジェクションボード６に
接続された各シリンジポンプを作動させて、注入口６
Ａ，６Ｂ，６Ｃから検体１０，標識物質１２及び連結物
質１５を反応流路５Ｄに向けて流通させる。検体１０中
の測定対象物１１，標識物質１２及び連結物質１５は、
図８に示すように、合流部位５Ｆで混合され相互に結合
し（第１のステップ）、その後、反応部位５Ｅ上に移動
して、反応部位５Ｅに固定された固定化物質１６とさら
に結合する（第２のステップ）。そして、上記手順と同
じ手順により、各流路５Ａ，５Ｂ，５Ｃに１００μＬの
純水を流入させ流路５を洗浄する。

【００９６】そして、図示しない測定装置により反応部
位５Ｅに波長が３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、
反応部位５Ｅに標識物質１２に起因した赤色の蛍光が目
視により観察され、検体１０に測定対象物１１が含まれ
ていることが測定された（第３のステップ）。したがっ
て、本実施形態のマイクロチャネルチップ，測定装置及
び測定方法によれば、上記実施形態の利点のほか、以下
のような利点がある。

【００９７】つまり、測定対象物１１が変わると、これ
に応じて特異的結合物質１２Ａ，１３も異なる物質とな
るが、本発明では、特異的結合物質１２Ａ，１３を含む
物質は、標識物質１２と連結物質１５である。即ち、測
定対象物１１によらず、反応部位５Ｅに固定する固定化
物質１６を一定とすることができ、ひいては一つのマイ
クロチャネルチップにおいて測定対象物１１の種類を自
由に変更できる（同一マイクロチャネルチップで多種の
測定対象物１１を測定できる）利点がある。

【００９８】具体例を挙げると、反応部位５Ｅに固定す
る固定化物質１６としてアビジンを使用するのであれ
ば、上述したように測定対象物１１としてＴＳＨを測定
する場合には、標識物質１２として抗ヒトＦＳＨ−αサ
ブユニット抗体、連結物質１５としてビオチン化した抗
ＴＳＨ抗体をそれぞれ用いることでＴＳＨを測定でき、
測定対象物１１としてｈＣＧを測定する場合には、標識
物質１２として抗ヒトＦＳＨ−αサブユニット抗体、連
結物質１５としてビオチン化した抗ｈＣＧ抗体を用いる
ことでｈＣＧを測定できる。

【００９９】なお、本実施形態では、測定対象物１１
が、第１の特異的結合物質１２Ａ及び連結物質１５（こ
こでは詳細には第２の特異的結合物質１３）と同時に結
合できることが条件となる。また、第１の特異的結合物
質１２Ａと第２の特異的結合物質１３とは互いに同じ物
質であっても良いし、互いに異なる物質であっても良
い。

【０１００】また、上述の各実施形態では、連結物質１
５及び固定化物質１６としてビオチン化抗体及びアビジ
ンを使用した例を説明したが、ウサギ抗ＴＳＨ抗体及び
ヤギ抗ウサギＩｇＧ抗体のような三次抗体を使用しても
良い。具体的には、この場合、図９に示すように、測定
対象物１１及び標識物質１２が、ウサギ抗ＴＳＨ抗体
（連結物質）１５′及びヤギ抗ウサギＩｇＧ抗体（固定
化物質）１６′を介して反応部位５Ｅに連結されること
となり、ウサギ抗ＴＳＨ抗体１５′が、上記実施形態に
おける第二の特異的結合物質１３及びビオチン１５Ａを
兼ねている構成となる。

【０１０１】このように三次抗体を使用する方法は、ビ
オチン及びアビジンを使用する程には高い汎用性はない
が、三次抗体を使用すれば、抗体そのものを連結物質１
５として用いることができるので抗体にビオチンを結合
させるステップを省略でき、測定系の調整を簡便化で
き、さらに、抗体に修飾を加えることによる活性の低下
を避けることができるようになる利点がある。（Ｆ）第５実施形態の説明次に本発明の第５実施形態のマイクロチャネルチップ，
マイクロチャネルチップを使用した測定装置及び測定方
法について説明する。図１０は本実施形態のマイクロチ
ャネルチップ，マイクロチャネルチップを使用した測定
装置及び測定方法について示す図である。なお、上記各
実施形態で既に説明したものについては同一の符号を付
しその説明を省略する。

【０１０２】本実施形態のマイクロチャネルチップは、
図１０に示すように構成されており、第４実施形態のマ
イクロチャネルチップが１つの測定系統を有していたの
に対し、３つの測定系統を有して３種類の検体に対し同
時に測定を行なえるようになっている。具体的には、検
体１０を流通させる流路５Ａが平行に３列設けられてお
り、各流路５Ａには、注入口６Ｂから分岐して形成され
標識物質を流通させる流路５Ｂが合流し、注入口２６か
ら分岐して形成されｐＨ調整用バッファを流通させる流
路２５が合流し、さらに、注入口６Ｃから分岐して形成
され連結物質１５を流通させる流路５Ｃが合流するよう
になっている。また、流路５Ａ，５Ｂ，５Ｃが合流して
形成される反応流路５Ｄには、それぞれ反応部位５Ｅが
設けられている。

【０１０３】そして、ここでは、流路５Ａ，５Ｃ，２５
は同一水平面内に形成され、流路５Ｂは上記水平面から
外れて形成されている。また、注入口６Ａ，６Ｂ，６
Ｃ，２６にはそれぞれ図示しないシリンジポンプが接続
されており、これらのシリンジポンプと、上記マイクロ
チップと、反応部位５Ｅに結合した標識物質１２の量を
計測する図示しない測定装置とにより本実施形態の測定
装置が構成される。

【０１０４】本発明の第５実施形態としてのマイクロチ
ャネルチップは上述したように構成されているので、上
述した第４実施形態のマイクロチャネルチップの利点に
加え、３つの異なる検体１０に対する測定を同時に行な
えるという利点がある。図１０に示すマイクロチャネル
チップと機能的に等価の構成を平面的に構成しようとす
ると（各流路を同一水平面内に配置しようとすると）、
例えば図１１に示すようになるが、図中にＸで示す箇所
に流路の交差が生じてしまう。即ち、このように平行に
設けられた３つ以上の各流路に対し、１つの注入口から
注入された試薬を分岐させて供給する場合、試薬の種類
は２種類までに限定されてしまう。本実施形態のマイク
ロチャネルチップでは流路を立体交差させることにより
このような規制にとらわれることなく３つ以上の各流路
（ここでは３つ）に３種類以上（ここでは３種類）の試
薬の供給することを可能にしている。（Ｈ）その他なお、本発明のマイクロチャネルチップ，マイクロチャ
ネルチップを使用した測定装置及び測定方法は上述した
実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々変形することが可能である。

【０１０５】例えば上述した第１実施形態〜第５実施形
態では、平面形状の積層部材６，３１，２２，３２，２
１を積層することによりマイクロチャネルチップを構成
したが、ＵＶ硬化樹脂などの光硬化樹脂を用いたりし
て、マイクロチャネルチップを一体物として造形するこ
とも可能であるまた、上述の実施形態では、基板２１，２２に切り抜き
部３１Ａ，３２Ａ等が貫設された膜状部材３１，３２を
貼り付けることにより基板２１，２２上に流路５を設け
るようにしているが、膜状部材３１，３２を用いずに基
板２１，２２，６に溝（溝状の流路）を直接形成するよ
うにしても良い。例えば、図１２（Ａ），（Ｂ）に示す
ように流路５Ｂ，５Ｄをインジェクションボード６又は
中間基板２２に直接形成したり、図１２（Ｃ），（Ｄ）
に示すように流路５Ａ，５Ｃをチップ基板２１又は中間
基板２２に直接形成したりしてもよい。或いは、図１２
（Ｅ），（Ｆ）に示すように、流路５Ｃ，５Ｄをインジ
ェクションボード６及び中間基板２２の両方に直接形成
したり、流路５Ａ，５Ｃをチップ基板２１及び中間基板
２２の両方に直接形成したりしてもよい。

【０１０６】流路をインジェクションボード６，中間基
板２２，チップ基板２１の何れに設けるかは種々の条件
に応じて適宜選択される。例えばインジェクションボー
ド６側から反応部位５Ｅに固定化された標準物質１２の
量を光学的に測定すべくインジェクションボード６に透
明度の高い石英を用いる場合は、石英（インジェクショ
ンボード６）はエッチングや掘削等により溝を形成する
のが困難であるため、中間基板２２にエッチングや掘削
等を行ないやすい樹脂材を用いられこの中間基板２２側
に流路が形成される。

【０１０７】このように、基板２１，２２，６に溝を直
接形成する方法としては、例えば、切削，研磨等の機械
加工や、リソグラフィーを用いて形態制御した後、ドラ
イエッチング（例えば電子ビーム，Ｘ線照射，ＤＲＩ
Ｅ），ウェットエッチング，放電加工，レーザーアブレ
ーション等のように溝部を形成する方法や、先ずフォト
リソグラフィーによって溝部形状をマスクに描画してか
ら、この描画に基づいて上述のドライエッチング，ウェ
ットエッチング，放電加工，レーザーアブレーションに
より基板２１，２２，６の所定の部位を除去して溝部を
形成する方法や、さらに、スタンパ，圧縮成型，射出成
形等を使用した転写技術がある。

【０１０８】或いは、基板２１，２２，６を成型する際
に同時に流路を成型することもでき、このような基板２
１，２２，６の成型方法としては、例えば鋳型による成
型がある。また、光硬化性を有する樹脂を使用して光造
形により基板２１，２２，６及びかかる流路を同時に成
型することもできる。このような場合、流路の設計と、
基板２１，２２，６及び流路の製作とを、コンピュータ
制御により同時に行なうことも可能である。

【０１０９】また、上述した方法を組み合わせて基板２
１，２２，６に流路を成形するようにしても良い。ま
た、上述したように基板２１，２２，６の材質は広く選
択できるので、このような流路加工には、この他の公知
の微細加工技術を使用できる。なお、このように基板２
１，２２，６に流路を直接形成する場合も、膜状部材３
１，３２をチップ基板２１，２２に貼り付けて流路を形
成する場合と同様に、流路の深さは、上限は、反応効率
の点から、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下
であり、下限は、加工の容易性や、底部に固定される特
異的結合物質１３の厚みを考慮すると、０．１μｍ以上
にするのが一般的である。

【０１１０】また、この場合も、各流路ＷＡ〜ＷＤの幅
は、通常０．１μｍ以上、３ｍｍ以下、好ましくは１μ
ｍ以上、１ｍｍ以下である。また、流路長さＬＡ，Ｌ
Ｂ，ＬＣは、通常１００μｍ以上、１００ｍｍ以下、好
ましくは１ｍｍ以上、５０ｍｍ以下である。また、流路
長さＬＤに関しては、通常１ｍｍ以上、１０００ｍｍ以
下、好ましくは３ｍｍ以上、５００ｍｍ以下である。

【０１１１】また、上述の各実施形態では、反応部位５
Ｅはそれぞれ図１（Ａ）及び図７（Ａ）に示すようにイ
ンジェクションボード６に設けられているが、反応部位
５Ｅは反応流路５Ｄを形成する固相壁面に設けられてい
れば良く、チップ基板２２に反応流路５Ｄに面して設け
ても良い。反応部位５Ｅを、インジェクションボード６
及びチップ基板２２のどちらに設けるかは、種々の条件
に応じて適宜決定されるものである。例えば、流路５を
機械加工によりチップ基板２２に直接形成する場合は、
インジェクションボード６に反応部位５Ｅを設けるのが
好ましい。つまり、チップ基板２２の素材として、第１
の特異的結合物質等の固定化効率にとらわれずに機械加
工し易い素材（例えばｐＭＭＡ材）を選択し、一方、イ
ンジェクションボード６の素材に上記固定化効率の良い
ポリスチレンを選択するのである。

【０１１２】また、電気化学測定等を行なうべく特に何
らかの素子（例えば電極）をインジェクションボード６
に埋め込む場合は、このインジェクションボード６の構
造がより複雑になってしまわないように、また、素子の
集積度を上げるために、反応部位５Ｅがチップ基板２２
に設けられるのが望ましい。また、マイクロチャネルチ
ップを使用した測定装置として、測定手段の出力結果を
出力する印刷機やモニタ等のような測定結果出力手段を
さらにそなえて構成するようにしてもよい。

【０１１３】また、上述の各実施形態では、反応流路５
Ｄに反応部位５Ｅを１箇所だけ設けた構成としているが
反応部位を反応流路５Ｄに複数設けた構成としても良
い。この場合、これらの複数の反応部位を、チップ基板
２２及びインジェクションボード６の何れか一方だけに
設けるようにしても良いし、チップ基板２２及びインジ
ェクションボード６の両方に設けるようにしても良い。

【０１１４】また、上述の実施形態では、検体１０に測
定対象物１１が含まれているか否かをオンオフ的に検出
するようにしているが、検体１０中に測定対象物１１が
どれだけ含まれているかを標識物質の蛍光量等から定量
的に測定するようにしてもよい。また、本発明のマイク
ロチャネルチップ，マイクロチャネルチップを使用した
測定装置及び測定方法は、生体由来の試料（例えば血液
や体液）に含まれる測定対象物を測定／検出する医療診
断や、海・河川や大気等に含まれる環境汚染物質を測定
／検出する環境診断や、各種研究に用いられる測定等に
幅広く適用できるものである。

【０１１５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のマイクロチャネルチップ及び請求項１１記載の本
発明のマイクロチャネルチップを使用した測定方法によ
れば、反応部位に固定された標識物質に関して測定を行
なうことにより測定対象物に関する測定を容易に行なう
ことが可能となるまた、検体及び標識物質を第１流路及
び第２流路にそれぞれ流通させてこれらの検体及び標識
物質を反応流路で合流させて結合させるので、検体中の
測定対象物及び標識物質の反応が液相同士の反応とな
る。液相同士の反応は、反応速度が高く反応率も高いの
で、反応時間を短縮して測定を効率的に行なえるという
利点がある。

【０１１６】さらに、検体及び標識物質を第１流路及び
第２流路にそれぞれ同時に流通させることにより、検体
及び標識物質連結物質を一つの流路に順次流通させるの
に比べ測定に要する時間を短縮でき、この点からも測定
を効率的に行なえるという利点がある。また、第１流
路，第２流路及び反応流路が立体的に配置されているの
で、上記混合距離を、鉛直方向、即ち深さ方向に沿って
形成することができ、この場合、反応流路を浅くするほ
ど高い混合性能が得られることとなる。反応流路を浅く
するのは加工が容易になる方向であり、したがって、反
応流路を浅く形成し、一般的に混合しにくいといわれる
検体と標識物質とを十分に混合することが可能となる利
点がある。

【０１１７】請求項２及び請求項３記載の本発明のマイ
クロチャネルチップ及び請求項１１記載の本発明のマイ
クロチャネルチップを使用した測定方法では、競合物質
と測定対象物とが競合して特異的結合物質と結合し、検
体の測定対象物濃度が高いほど反応部位に結合する標識
物質の量が減少することとなり、この関係を利用するこ
とにより反応部位に結合した標識物質について測定を行
なうことで測定対象物に関しての測定を行なえる。

【０１１８】非競合法による測定では測定対象物は複数
の特異的結合物質と同時に結合する必要があったが、本
発明における測定では、測定対象物は１以上の特異的結
合物質と同時に結合できればよく、したがって非競合法
による測定よりも多種の特異的結合物質に関する測定を
行なえ、汎用性を拡大できるという利点がある。請求項
４及び請求項７記載の本発明のマイクロチャネルチップ
では、第１流路と第２流路とが略鉛直方向に沿って相対
的に接近／集合し反応流路を形成するように構成されて
いる。検体と標識物質とが混合するのに必要な分子の拡
散移動の距離（混合距離）が短いほど検体と標識物質と
が混合し易いが、本マイクロチャネルチップでは、上記
混合距離が、鉛直方向、即ち深さ方向に沿って形成さ
れ、したがって反応流路を浅くするほど高い混合性能が
得られる。反応流路を浅くするのは加工が容易になる方
向であり、したがって、反応流路を浅く形成し、一般的
に混合しにくいといわれる検体と標識物質とを十分に混
合することが可能となる利点がある。

【０１１９】請求項５及び請求項８記載の本発明のマイ
クロチャネルチップでは、複数の積層部材を積層するこ
とにより形成されるので、二次元的に加工を施した積層
部材を積層することにより立体的に流路を配設すること
が可能となり、容易に製造できるという利点がある。ま
た、素材を広く選択できるので、分光測定における最適
化を図って測定精度を向上させることができ、さらに、
種々の検出素子の組み込みが可能となるという利点があ
る。

【０１２０】また、反応流路に反応部位を設けるが、少
なくとも製造中において反応流路は外方が開放された状
態となるので、この開放部から反応流路に反応部位を設
けるのが容易になって、マイクロチャネルチップの製作
を簡便化できるという利点がある。また、マイクロチャ
ネルチップの製作が容易であり、且つ検体，標識物質な
どの流通を多様に制御できるので、測定対象物及び標識
物質などの反応系を、高度且つ多様に設定できるという
利点がある。

【０１２１】請求項６記載の本発明のマイクロチャネル
チップ及び請求項１２記載の本発明のマイクロチャネル
チップを使用した測定方法によれば、標識物質，連結物
質及び固定化物質の内、測定対象物の特異的に結合する
のは、標識物質，連結物質であり、したがって、これら
の標識物質，連結物質を測定対象物に応じて変えること
により、反応部位に固定する固定化物質を変えることな
く１つのマイクロチャネルチップにより多種の測定対象
物の測定を行なうことが可能になるという利点がある。

【０１２２】請求項９及び１０記載の本発明のマイクロ
チャネルチップを使用した測定装置によれば、流通制御
手段により、検体及び標識物質などの流通を制御するの
で、検体及び標識物質などの流速を、測定に最適な流速
にして測定を効率的に行なえるという利点がある。ま
た、適宜に流通状態（流速，流通方向等）を制御でき、
広い態様で測定を行なえるという利点がある。さらに、
測定対象物の種類に応じて流通制御手段により流速を適
宜に調整することにより、様々な種類の測定対象物を一
つの仕様のマイクロチャネルチップにより最適な流通状
態で測定でき、汎用性を拡大できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ及び測定装置について示す図であり、（Ａ）は
マイクロチャネルチップ及び測定装置の構成を拡大して
示す模式的な斜視分解図、（Ｂ）はインジェクションボ
ード（被覆部材）を外した状態のマイクロチャネルチッ
プの構成を拡大して示す模式的な平面図である。

【図２】本発明の第１実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ，測定装置及び測定方法における測定原理を説
明するための模式図である。

【図３】本発明の第１実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ，測定装置及び測定方法の効果を説明するため
の図であり、（Ａ）は流路５Ａ，５Ｂ，５Ｃを同一水平
面に形成した場合の混合距離を示す模式的な平面図、
（Ｂ）は流路５Ａ，５Ｂ，５Ｃを立体的に配置した場合
の混合距離を示す模式的な側面図である。

【図４】本発明の第２実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ，測定装置及び測定方法における測定原理を説
明するための模式図である。

【図５】本発明の第２実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ，測定装置及び測定方法にかかる検体中の測定
濃度と反応部位における標識物質の検出シグナルとの関
係を示す図である。

【図６】本発明の第３実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ，測定装置及び測定方法における測定原理を説
明するための模式図である。

【図７】本発明の第４実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ及び測定装置について示す図であり、（Ａ）は
マイクロチャネルチップ及び測定装置の構成を拡大して
示す模式的な斜視分解図、（Ｂ）はインジェクションボ
ード（被覆部材）を外した状態のマイクロチャネルチッ
プの構成を拡大して示す模式的な平面図である。

【図８】本発明の第４実施形態としてのマイクロチャネ
ルチップ，測定装置及び測定方法における測定原理を説
明するための模式図である。る。

【図９】本発明の他の実施形態としての連結物質及び固
定化物質の構成を説明するための模式図である。

【図１０】本発明の第５実施形態としてのマイクロチャ
ネルチップ及び測定装置の構成を示す模式図である。

【図１１】本発明の第５実施形態としてのマイクロチャ
ネルチップ及び測定装置の効果を説明するための比較例
の構成を示す模式図である。

【図１２】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の他の実施形態とし
てのマイクロチャネルチップにかかる流路の模式的な横
断面図である

【符号の説明】

５流路５Ａ第１流路５Ｂ第２流路５Ｃ第３流路５Ｄ反応流路５Ｅ反応部位５Ｆ合流部位（混合部位）５Ｇ，５Ｈ流路６インジェクションボード（積層部材，被覆部材）６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｅ，２６注入口６Ｄ，６Ｆ排出口１０検体１１測定対象物１２，１２′ 標識物質１２Ａ第１の特異的結合物質１３第２の特異的結合物質１４競合物質１５，１５′ 連結物質１６，１６′ 固定化物質２１チップ基板（積層部材）２２中間基板（積層部材）２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ穴部３１，３２膜状部材（積層部材）３１Ａ，３２Ａ，３２Ｂ切り抜き部３２Ａａ，３２Ａｂ切り抜き部の端部３１Ｂ，３１Ｃ穴部７１，７２，７３，７４シリンジポンプ７１Ｂ，７２Ｂプレート７１Ａ，７２Ａシリコンチューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検体中の測定対象物を測定するためのマイ
クロチャネルチップであって、チップ本体と、該チップ本体に設けられ該検体を流通させる微小な第１
流路と、該チップ本体に設けられ該測定対象物と特異的に結合す
る第１の特異的結合物質を有する標識物質を流通させる
微小な第２流路と、該チップ本体に設けられ該第１流路及び該第２流路が集
合して形成される微小な反応流路と、該反応流路に設けられ該測定対象物と特異的に結合する
第２の特異的結合物質が固定された反応部位とをそなえ
て構成され、該第１流路，該第２流路及び該反応流路が立体的に配置
されたことを特徴とする、マイクロチャネルチップ。
【請求項２】検体中の測定対象物を測定するためのマイ
クロチャネルチップであって、チップ本体と、該チップ本体に設けられ該検体を流通させる微小な第１
流路と、該チップ本体に設けられ該測定対象物の競合物質を有す
る標識物質を流通させる微小な第２流路と、該チップ本体に設けられ該第１流路及び該第２流路が集
合して形成される微小な反応流路と、該反応流路に設けられ該測定対象物と該競合物質とが競
合して特異的に結合する特異的結合物質が固定された反
応部位とをそなえて構成され、該第１流路，該第２流路及び該反応流路が立体的に配置
されたことを特徴とする、マイクロチャネルチップ。
【請求項３】検体中の測定対象物を測定するためのマイ
クロチャネルチップであって、チップ本体と、該チップ本体に設けられ該検体を流通させる微小な第１
流路と、該チップ本体に設けられ該測定対象物と該測定対象物の
競合物質とが競合して特異的に結合する特異的結合物質
を有する標識物質を流通させる微小な第２流路と、該チップ本体に設けられ該第１流路及び該第２流路が集
合して形成される微小な反応流路と、該反応流路に設けられ該競合物質が固定された反応部位
とをそなえて構成され、該第１流路，該第２流路及び該反応流路が立体的に配置
されたことを特徴とする、マイクロチャネルチップ。
【請求項４】該第１流路と該第２流路とが略鉛直方向
に沿って相対的に接近／集合し該反応流路を形成するよ
うに形成されていることを特徴とする、請求項１〜３の
何れかの項に記載のマイクロチャネルチップ。
【請求項５】該チップ本体が、複数の積層部材を積層
することにより形成されたことを特徴とする、請求項１
〜４の何れかの項に記載のマイクロチャネルチップ。
【請求項６】検体中の測定対象物を測定するためのマイ
クロチャネルチップであって、チップ本体と、該チップ本体に設けられ該検体を流通させる微小な第１
流路と、該チップ本体に設けられ該測定対象物に特異的に結合す
る特異的結合物質を有する標識物質を流通させる微小な
第２流路と、該チップ本体に設けられ該測定対象物に特異的に結合す
る連結物質を流通させる微小な第３流路と、該チップ本体に設けられ、該第１流路，該第２流路及び
該第３流路が集合して形成される微小な反応流路と、該反応流路に設けられ該連結物質と特異的に結合する固
定化物質が固定された反応部位とをそなえて構成され、該第１流路，該第２流路，該第３流路及び該反応流路が
立体的に配置されたことを特徴とする、マイクロチャネ
ルチップ。
【請求項７】該第１流路，該第２流路が略鉛直方向に
沿って相対的に接近／集合し該反応流路を形成するよう
に形成されていることを特徴とする、請求項６記載のマ
イクロチャネルチップ。
【請求項８】該チップ本体が、複数の積層部材を積層
することにより形成されたことを特徴とする、請求項６
又は７記載のマイクロチャネルチップ。
【請求項９】請求項１〜５の何れか１項に記載のマイ
クロチャネルチップと、該マイクロチャネルチップにおける該検体及び該標識物
質の流通を制御する流通制御手段と、該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう
測定手段とをそなえて構成されていることを特徴とす
る、マイクロチャネルチップを使用した測定装置。
【請求項１０】請求項６〜８の何れか１項に記載のマ
イクロチャネルチップと、該マイクロチャネルチップにおける該検体，該標識物質
及び該連結物質の流通を制御する流通制御手段と、該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう
測定手段とをそなえて構成されていることを特徴とす
る、マイクロチャネルチップを使用した測定装置。
【請求項１１】請求項１〜５の何れかの項に記載のマ
イクロチャネルチップを使用した測定方法であって、該第１流路での該検体の流通、及び該第２流路での該標
識物質の流通を開始して、該反応流路において該検体及
び該標識物質を混合させる第１のステップと、該検体及び該標識物質の混合物を該反応流路の該反応部
位と接触させる第２のステップと、該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう
第３のステップとをそなえて構成されていることを特徴
とする、マイクロチャネルチップを使用した測定方法。
【請求項１２】請求項６〜８の何れかの項に記載のマ
イクロチャネルチップを使用した測定方法であって、該第１流路での該検体の流通、該第２流路での該標識物
質の流通、及び該第３流路での該連結物質の流通を開始
して、該反応流路において該検体，該標識物質及び該連
結物質を混合させる第１のステップと、該検体，該標識物質及び該連結物質の混合物を該反応流
路の該反応部位と接触させる第２のステップと、該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう
第３のステップとをそなえて構成されていることを特徴
とする、マイクロチャネルチップを使用した測定方法。