本发明涉及微流路芯片及使用了该微流路芯片的检体浓度测定装置。更详细而言，涉及能够从血液等检体中分离血浆成分等特定成分的微流路芯片及测定所分离的特定成分的浓度的检体浓度测定装置。
背景技术：
在医疗领域，从检体(例如血液)中提取微小尺寸的成分(例如血浆成分)，并对所得到的提取成分或该提取成分中包含的检查对象物的浓度进行测定。
以往，作为从血液中提取血浆成分的方法，已知有下述方法：通过将封入毛细管内的血液进行离心分离处理，从而将血液中的血浆成分与血细胞成分分离(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-43158号公报
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
然而，存在下述问题：在为了从血液中提取血浆而利用离心分离的情况下，需要比较大量的血液，此外，由于使用离心分离机，所以变得需要构成大型的装置。因此，期望能够在不利用离心分离的情况下从微量的血液中分离血浆成分的手段。
于是，本发明的目的在于提供能够在不从外部施加离心力等运动学作用的情况下从微量的检体中分离特定成分、并且能够以短时间得到必要量的特定成分被填充于测定部中的状态的微流路芯片。
本发明的另一目的在于提供能够使用上述的微流路芯片来高效地测定检体中的特定成分的浓度的检体浓度测定装置。
用于解决技术问题的手段
本发明的微流路芯片的特征在于，其由在内部具有第一流路、第二流路和测定部的板状体构成，上述第一流路使液状的检体流通，上述第二流路从该第一流路分支而形成并具有能够从在上述第一流路中流通的检体中分离特定成分的宽度且与该第一流路连通，上述测定部与该第二流路连接并填充从上述检体分离的特定成分，其中，形成上述测定部的空间的至少一部分通过随着朝向一个方向而间隙逐渐地变小的楔状空间来形成。
在本发明的微流路芯片中，在假设将上述一个方向设为x方向的xyz正交坐标时，
上述楔状空间可以为具有在从y方向的俯视下显现的z方向上彼此相向的一对楔状空间形成面形成楔状的部分的构成。
在这种构成的芯片中，上述测定部具有与上述楔状空间连续的yz截面的截面形状为矩形形状的定容积空间，
将在该定容积空间的yz截面中显现的连续的2个定容积空间形成面所成的角设为γ，将上述楔状空间的在从y方向的俯视下显现的上述一对楔状空间形成面所成的角设为α时，上述楔状空间优选具有满足α<γ的关系的空间形状。
此外，在本发明的微流路芯片中，上述楔状空间可以为具有在从z方向的俯视下显现的y方向上彼此相向的一对楔状空间形成面形成楔状的部分的构成。
在这种构成的芯片中，将上述楔状空间的在从z方向的俯视下显现的上述一对楔状空间形成面所成的角设为β时，上述楔状空间优选具有满足β<γ的关系的空间形状。
进而，在本发明的微流路芯片中，上述楔状空间优选具有y方向的尺寸或z方向的尺寸为恒定大小的测定用区域。
本发明的检体浓度测定装置的特征在于，其具备下述而成：
微流路芯片，其中，上述的楔状空间具有y方向或z方向的宽度为恒定大小的测定用区域；
光源，其对该微流路芯片中的上述测定用区域照射光；
摄像构件，其摄像包含上述微流路芯片中的测定区域的区域的图像；以及
控制机构，其具有基于通过该摄像构件取得的图像数据而算出上述特定成分的浓度的功能。
发明效果
根据本发明的微流路芯片，第二流路具有能够从在第一流路中流通的检体中分离特定成分的宽度，所以能够在不从外部施加离心力等运动学作用的情况下从检体中分离特定成分。并且，由于能够使通过第二流路分离而流入测定部中的特定成分通过由楔状空间产生的毛细管力集中于该楔状空间的狭小方向上，所以能够以短时间得到必要量的特定成分被填充于测定部中的状态。
根据使用了上述的微流路芯片的本发明的检体浓度测定装置，能够将在微流路芯片中从检体分离的必要量的特定成分高效地贮存(填充)在测定区域中，所以能够得到高的检查效率。此外，来自光源的光所照射的微流路芯片的测定区域由于厚度为恒定大小，所以能够使光路长恒定而能够以高可靠性测定特定成分的浓度。
附图说明
图1是表示本发明的微流路芯片的一个例子中的构成的俯视图。
图2是表示图1中的由双点划线包围的区域的说明图，(a)是俯视图，(b)是侧面图。
图3是图2(a)中的a-a截面端面图。
图4是图2(a)中的b-b截面端面图。
图5是示意地表示测定部的空间形状的说明图，(a)是立体图，(b)是从z方向看的俯视图，(c)是定容积空间的基于yz平面的截面图，(d)是从y方向看的侧面图。
图6是示意地表示从检体中分离的特定成分逐渐被填充于测定部中的状态的说明图。
图7是表示本发明的微流路芯片的另一个例子中的主要部分的构成的俯视图。
图8是表示本发明的微流路芯片的又一个例子中的构成的俯视图。
图9是示意地表示本发明的检体浓度测定装置的一个例子中的构成的说明图。
图10是示意地表示本发明的检体浓度测定装置的另一个例子中的构成的说明图。
图11是表示关于实施例1及比较例1中制作的各个微流路芯片的试验用流体相对于测定部的贮存长度的经时变化的图。
符号说明
10微流路芯片
11芯片基体
12第一基板
13a第一流路用沟槽
13b测定部用凹处
15第二基板
16第二流路用沟槽
20第一流路
20a直线状流路部分
20b直线状流路部分
21检体导入部
22检体贮存部
23第一排出部
25第二流路
27第三流路
28第二排出部
30测定部
30a上底面
30b下底面
31定容积空间
32a定容积空间形成面
32b定容积空间形成面
35楔状空间
36a楔状空间形成面
36b楔状空间形成面
38测定区域
40光源
40a第一光源
40b第二光源
41电源
42二向色镜
45滤光片
46a第一滤光片
46b第二滤光片
48透镜
49a透镜
49b透镜
50摄像构件
51透镜
60控制机构
c棱线
pl特定成分
具体实施方式
以下，对本发明的微流路芯片的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的微流路芯片的一个例子中的构成的俯视图。图2是表示图1中的由双点划线包围的区域的说明图，(a)是俯视图，(b)是侧面图。图3是图2(a)中的a-a截面端面图，图4是图2(a)中的b-b截面端面图。
该微流路芯片10具有由板状体构成的芯片基体11，上述板状体在内部具有用于使液状的检体流通的第一流路20、用于从在第一流路20中流通的检体中分离提取特定成分的多个第二流路25、和填充从检体中分离的特定成分的测定部30。
在图示的例子中，芯片基体11是第一基板12与第二基板15接合而构成的，第一流路20、第2流路25及测定部30沿着与芯片基体11的厚度方向垂直的平面以二维形成。
测定部30以沿着与芯片基体11的厚度方向垂直的面方向的一个方向延伸的状态形成，介由第三流路27与第二排出部28连接。
第一流路20在夹持测定部30的两侧的位置具有沿着测定部30延伸的直线状流路部分20a、20b。第一流路20中的检体流通方向的上游侧端与贮存从检体导入部21导入的检体的检体贮存部22连接。第一流路20中的检体流通方向的下游侧端与第一排出部23连接。
多个第二流路25各自按照从第一流路20分支并沿相对于该第一流路20垂直的方向延伸的方式形成。第二流路25中的检体流通方向的上游侧端与第一流路20中的直线状流路部分20a、20b连通，检体流通方向的下游侧端与构成测定部30的空间连通。在图示的例子中，多个第二流路25各自以遍及测定部30的该测定部30所延伸的方向的整个区域以等间隔离开而排列的状态形成。
第一基板12及第二基板15各自的厚度没有特别限定，例如为0.1mm以上且5.0mm以下。
在图示的例子中，第一流路20通过被形成于第一基板12中的第一流路用沟槽13a的内壁面和第二基板15分区而形成。此外，第二流路25通过被形成于第二基板15中的第二流路用沟槽16的内壁面和第一基板12分区而形成。此外，测定部30通过被形成于第一基板12中的测定部用凹处13b的内壁面和第二基板15分区而形成。另外，第一流路用沟槽13a、第二流路用沟槽16及测定部用凹处13b的全部也可以形成于第一基板12及第二基板15中的任一者中。
优选对第一流路20、第二流路25及测定部30各自的内壁面实施亲水化处理。具体而言，第一流路20、第二流路25及测定部30各自的内壁面中的水的接触角优选低于90°，更优选为50°以下。
第一流路20具有能够使液状的检体(例如血液)流通的宽度。本发明中，流路的“宽度”是指，在流路中的与该流路延伸的方向垂直的截面中该流路的最小的宽度。在图示例的第一流路20及第二流路25中，微流路芯片10的厚度方向的宽度为最小的宽度。
这种第一流路20的宽度优选为10μm以上且1000μm以下，更优选为50μm以上且100μm以下。在第一流路20的宽度过小的情况下，在第一流路20中，因流路阻力变大而检体的流量下降，有可能特定成分(例如血浆成分)向第二流路25中的供给量不足。另一方面，在第一流路20的宽度过大的情况下，有可能所要求的检体的量增大。此外由于毛细管力变小，所以在第一流路20中流动的检体的流速变小，有可能特定成分到达测定部30需要相当长的时间。
此外，从第一流路20的上游侧端至与第二流路25的分支点为止的长度没有特别限定，例如为10mm以上且100mm以下。
第二流路25具有能够从在第一流路20中流通的检体(例如血液)中分离特定成分(例如血浆成分)的宽度。
这种第二流路25的宽度优选为0.1μm以上且5μm以下，更优选为1.0μm以上且3.0μm以下。在第二流路25的宽度过小的情况下，能够供给至测定部30中的特定成分的量变少，有可能特定成分的提取需要相当长的时间。另一方面，在第二流路25的宽度过大的情况下，有可能检体中的除特定成分以外的成分(例如红细胞等血细胞成分)混入而不显示分离功能。
此外，第二流路25的长度没有特别限定，例如为0.1mm以上且1mm以下。
此外，第二流路25的数目例如为100条以上且10000条以下。
测定部30通过形成该测定部30的空间的至少一部分随着朝向一个方向而间隙逐渐地变小的楔状空间而形成。
在图示的例子中，测定部30中的该测定部30延伸的方向的一端部分通过楔状空间而形成。即，测定部30如图5中也表示的那样，通过楔状空间35和与楔状空间35连续的定容积空间31构成。
以下，定义将楔状空间35(测定部30)延伸的方向设为“x方向”、将芯片基体11的厚度方向设为“z方向”的xyz正交坐标，对测定部30的空间形状进行具体说明。
测定部30中的定容积空间31具有在x方向上大致相同的空间形状，yz截面的截面形状为矩形形状。在定容积空间31的yz截面中显现的连续的2个定容积空间形成面所成的角γ均为例如45°以上且90°以下。
在图示的例子中，定容积空间31通过分别沿着xy平面延伸的上底面30a及下底面30b、和相对于下底面30b倾斜的一对定容积空间形成面32a、32b而形成，具有yz截面中的截面形状为梯形形状的空间形状。并且，在定容积空间31的yz截面中显现的y方向上彼此相向的一对定容积空间形成面32a、32b相对于沿着xy平面的下底面30b所成的角γ1、γ2例如为45°以上且90°以下。γ1、γ2彼此可以为相同的大小，也可以为不同的大小。
楔状空间35优选为具有在从y方向的俯视下显现的z方向上彼此相向的一对楔状空间形成面形成楔状的部分、并且具有在从z方向的俯视下显现的y方向上彼此相向的一对楔状空间形成面形成楔状的部分的空间形状。
具体而言，将在从y方向的俯视下显现的一对楔状空间形成面所成的角(以下称为“楔状空间的前端倾斜角”)设为α时，楔状空间35优选具有满足α<γ1、α<γ2的关系的空间形状。此外，将在从z方向的俯视下显现的一对楔状空间形成面所成的角(以下称为“楔状空间的开口角”)设为β时，楔状空间35优选具有具备满足β<γ1、β<γ2的关系的空间形状的空间形状。
在图示的例子中，楔状空间35通过沿着xy平面的上底面30a及下底面30b、和朝向x方向一端侧而彼此接近的相对于下底面30b倾斜的一对楔状空间形成面36a、36b而形成。
并且，如图5(d)中所示的那样，在从y方向的俯视下显现的一对楔状空间形成面36a、36b的棱线c与下底面30b所成的楔状空间35的前端倾斜角α为比定容积空间形成面32a、32b相对于下底面30b的倾斜角γ1、γ2小的状态。此外，如图5(b)中所示的那样，在从z方向的俯视下显现的一对楔状空间形成面36a、36b所成的楔状空间35的开口角β为比定容积空间形成面32a、32b相对于下底面30b的倾斜角γ1、γ2小的状态。
另外，楔状空间35的空间形状例如也可以为四角锥状。
楔状空间35的开口角α例如优选为15°以上且45°以下。此外，楔状空间35的前端倾斜角β例如优选为5°以上且45°以下。
关于由楔状空间35产生的毛细管力p，在将表面张力设为f、将液体的接触角设为θ、将液面的曲率半径设为r时，通过p＝2fcosα+(θ/r)、或p＝2fcosβ+(θ/r)而算出。因此，毛细管力p通过楔状空间的开口角α的大小、或楔状空间的前端倾斜角β的大小而决定。
通过使楔状空间35具有上述那样的空间形状，能够使通过第二流路25分离而流入测定部30中的特定成分可靠地沿楔状空间35的狭小方向优先被贮存。
此外，楔状空间35优选为具有y方向或z方向上的尺寸是恒定大小的测定区域的构成。
在图示的例子中，z方向上的尺寸(厚度)为恒定大小的测定区域38形成于楔状空间35中的x方向另一端侧部分中。
通过为这种构成，在后述的基于特定成分的吸光度的浓度测定中，由于能够将光路长设定为恒定大小，所以能够对检体中的特定成分进行可靠性高的浓度测定。
以上，测定部30的定容积空间31及楔状空间35的测定区域38中的z方向的尺寸d优选为例如10μm以上且1000μm以下，更优选为100μm以上且500μm以下。在该尺寸d过小的情况下，由于无法在后述的吸光度测定中确保所需要的大小的光路长，所以变得无法进行特定成分的浓度测定。另一方面，在该尺寸d过大的情况下，有可能所要求的检体的量增大。此外由于毛细管力变小，所以有可能特定成分到达测定部30需要相当长的时间。
此外，测定部30的定容积空间31中的面方向(y方向)的尺寸w1优选为100μmm以上且1000μm以下。
<芯片基体的构成材料>
作为构成芯片基体11(第一基板12及第二基板15)的材料，可以使用可透射来自后述的检体浓度测定装置中的光源部的光的材料、例如树脂材料。
作为树脂材料，例如可以使用丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、cop树脂(环烯烃聚合物树脂)等，优选使用以下所示的树脂组合物。
作为芯片基体11的构成材料使用的树脂组合物优选为载荷挠曲温度为40℃以上且100℃以下、且玻璃化转变温度为-40℃以上且-20℃以下的树脂组合物。
其中，树脂组合物的载荷挠曲温度及玻璃化转变温度是指通过jisk7191及jisk7121中规定的方法测定的温度。
作为这种树脂组合物，优选使用含有聚丙烯系树脂和嵌段共聚物(以下称为“特定的嵌段共聚物”)的氢化衍生物(以下称为“特定的氢化衍生物”)而成的显示自熔融粘合性的树脂组合物(以下称为“特定的树脂组合物”)，上述嵌段共聚物由不与聚丙烯系树脂相容的聚合物嵌段x(以下简称为“聚合物嵌段x”)及利用共轭二烯的弹性体性的聚合物嵌段y(以下简称为“聚合物嵌段y”)构成。
<聚丙烯系树脂>
作为聚丙烯系树脂，可以使用丙烯的均聚物、或丙烯与乙烯、或1-丁烯、1-己烯等除丙烯以外的α-烯烃的无规共聚物。具体而言例如可以使用市售的“microresico”(注册商标)(richellcorporation制)等。
<特定的嵌段共聚物>
特定的嵌段共聚物只要是分别具有1个以上、优选1个以上且5个以下的聚合物嵌段x及聚合物嵌段y的嵌段共聚物即可，具体的结构可以是(x-y)n(其中，n＝1～5)所表示的结构、x-y-x所表示的结构、y-x-y所表示的结构等中的任一者。
<聚合物嵌段x>
在特定的嵌段共聚物中，作为聚合物嵌段x，只要是不与聚丙烯系树脂相容的聚合物嵌段则没有特别限定，例如可以使用将乙烯基芳香族单体(例如苯乙烯)、乙烯或甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯)等聚合而得到的聚合物嵌段。作为具体的聚合物嵌段x的例子，可列举出聚苯乙烯系的嵌段、或聚烯烃系的嵌段。
作为聚苯乙烯系的聚合物嵌段x的例子，可列举出将选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽中的1种或2种以上的乙烯基芳香族化合物聚合而得到的聚合物嵌段。
此外，作为聚烯烃系的聚合物嵌段x的另一个例子，可列举出将乙烯与碳原子数为3～10的α-烯烃共聚而得到的聚合物嵌段。在该聚合物嵌段中也可以共轭聚合有非共轭二烯。
作为上述α-烯烃的具体例子，可列举出丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯等。
作为上述非共轭二烯的具体例子，可列举出1,4-己二烯、5-甲基-1,5-己二烯、1,4-辛二烯、环己二烯、环辛二烯、环戊二烯、5-乙叉-2-降冰片烯、5-丁叉-2-降冰片烯、2-异丙烯基-5-降冰片烯等。
作为聚烯烃系的聚合物嵌段x的具体例子，可列举出乙烯-丙烯共聚物嵌段、乙烯-1-丁烯共聚物嵌段、乙烯-1-辛烯共聚物嵌段、乙烯-丙烯-1,4-己二烯共聚物嵌段、乙烯-丙烯-5-乙叉-2-降冰片烯共聚物嵌段等。
在特定的嵌段共聚物中，聚合物嵌段x的含有率例如为10质量％以上且20质量％以下。
<聚合物嵌段y>
作为聚合物嵌段y，作为氢化前的聚合物嵌段，可列举出通过由选自由2-丁烯-1,4-二基及乙烯基亚乙基组成的组中的至少1种基团形成的结构单元构成的聚丁二烯嵌段、通过由选自由2-甲基-2-丁烯-1,4-二基、异丙烯基亚乙基及1-甲基-1-乙烯基亚乙基组成的组中的至少1种基团形成的结构单元构成的聚异戊二烯嵌段。
进而，作为氢化前的聚合物嵌段y，可列举出异戊二烯单元为由选自由2-甲基-2-丁烯-1,4-二基、异丙烯基亚乙基及1-甲基-1-乙烯基亚乙基组成的组中的至少1种基团构成的结构单元、且丁二烯单元为通过由2-丁烯-1,4-二基和/或乙烯基亚乙基形成的结构单元构成的异戊二烯/丁二烯共聚物嵌段等。异戊二烯/丁二烯共聚物嵌段中的来源于异戊二烯的结构单元与来源于丁二烯的结构单元的配置可以是无规状、嵌段状、锥度嵌段状中的任一形态。
此外，聚合物嵌段y也可以是乙烯基芳香族化合物共聚而成的聚合物嵌段。作为这种聚合物嵌段y，可以使用来源于乙烯基芳香族化合物的单元为选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽中的1种单体单元、且共轭二烯单元为2-丁烯-1,4-二基和/或乙烯基亚乙基的共聚物嵌段。此外，来源于乙烯基芳香族化合物的结构单元与来源于共轭二烯的结构单元的配置可以是无规状、嵌段状、锥度嵌段状中的任一形态。
<特定的氢化衍生物>
特定的氢化衍生物是通过将上述的特定的嵌段共聚物氢化而得到的。特定的氢化衍生物中的氢化的状态可以是部分氢化，此外也可以是完全氢化。
作为这种特定的氢化衍生物，在氢化之前的特定的嵌段共聚物中聚合物嵌段x为聚苯乙烯嵌段、聚合物嵌段y为1,2键合、3,4键合和/或1,4键合的聚异戊二烯嵌段的氢化衍生物、或者聚合物嵌段x为聚苯乙烯嵌段、聚合物嵌段y为1,2键合和/或1,4键合的聚丁二烯嵌段的氢化衍生物能够容易地获得。
此外，由于聚苯乙烯嵌段与聚丙烯系树脂难以相容，所以在使用聚苯乙烯嵌段的比例高的特定的氢化衍生物的情况下，特定的树脂组合物的制备(特定的氢化衍生物与聚丙烯系树脂混合)需要长时间，因此，优选通过进行母炼胶化等而预先充分混合。
<特定的树脂组合物的制备>
特定的树脂组合物是通过将聚丙烯系树脂与特定的氢化衍生物以加热熔融的状态进行混合(混炼)而得到的。在这种特定的树脂组合物中，聚丙烯系树脂与聚合物嵌段x为彼此不相容的状态。
其中，在特定的树脂组合物中聚丙烯系树脂与聚合物嵌段x是否相容可以如下进行确认。
在聚合物嵌段x不与聚丙烯系树脂相容的组合物的情况下，在特定的树脂组合物中，聚合物嵌段x形成具有其惯性半径左右的尺寸的微领域。这种微领域可以通过以透射型电子显微镜进行观察、或利用小角x射线散射对孤立领域的散射图案进行测定、解析来确认。
此外，在聚合物嵌段x不与聚丙烯系树脂相容的聚合物的情况下，聚合物嵌段x的玻璃化转变温度即使与聚丙烯系树脂混合也不会发生变化。这种聚合物嵌段x的玻璃化转变温度的变化的有无可以通过差示扫描量热测定(dsc)或动态粘弹性测定等来确认。
在聚合物嵌段y与聚丙烯系树脂相容的组合物的情况下，聚合物嵌段y的玻璃化转变温度及聚丙烯的玻璃化转变温度各自发生变化，在它们之间的温度中出现新的玻璃化转变温度。
这种玻璃化转变温度的变化的有无可以通过动态粘弹性测定等来确认。
在聚合物嵌段x及聚合物嵌段这两者不与聚丙烯系树脂相容的情况下，在特定的树脂组合物中，在形态上分离成由特定的嵌段共聚物得到的聚合物相(由聚合物嵌段x的相和聚合物嵌段y的相构成的微领域结构得到的相)和由聚丙烯系树脂得到的聚合物相。另一方面，在聚合物嵌段y与聚丙烯系树脂相容的组合物的情况下，在特定的树脂组合物中，聚合物嵌段x的微领域彼此的间隔变大，或者聚合物嵌段x的微领域在聚丙烯系树脂中均匀地分散。
这种聚合物嵌段y与聚丙烯系树脂相容时的形态的变化可以通过利用透射型电子显微镜对微领域的相互位置进行观察、或者利用小角x射线散射对微领域间距离进行解析来确认。
在特定的树脂组合物中，特定的氢化衍生物的比例优选为相对于聚丙烯系树脂100质量份为40质量份以上且50质量份以下的比例。
在特定的树脂组合物中，根据需要也可以含有各种添加剂、例如聚丙烯系树脂用的造核剂等。作为上述造核剂，可以使用通过核化效果使物性或透明性提高的金属盐型(磷酸金属盐、羧酸金属盐)的造核剂、或通过形成网络而赋予透明性的苄叉山梨糖醇型的造核剂。苄叉山梨糖醇型的造核剂由苯甲醛与山梨糖醇的缩合物构成，在分子中具有羟基。
<微流路芯片的制造方法>
上述的微流路芯片10例如可以通过以下的第1方法或第2方法来制造。
《第1方法》
首先，制作形成有用于形成第一流路20的第一流路用沟槽13a及用于形成测定部30的测定部用凹处13b的第一基板12、以及形成有用于形成第二流路25的第二流路用沟槽16的第二基板15。
第一基板12及第二基板15例如可以通过制造微流路芯片制造用模具，并使用该微流路芯片制造用模具，例如将上述的树脂材料通过注塑成型法成型而制作。微流路芯片制造用模具例如可以通过对硅晶片进行各向异性蚀刻加工、或者通过对利用感光性树脂的倾斜曝光或多段工艺得到的物质进行电铸处理来制造。此外，第一基板12及第二基板15也可以通过对基板材料进行机械加工而形成第一流路用沟槽13a、测定部用凹处13b、第二流路用沟槽16来制作。
在第1方法中，优选：对第一基板12中的包含第一流路用沟槽13a及测定部用凹处13b的表面的接合面、以及第二基板15中的包含第二流路用沟槽16的接合面，实施表面活性化处理。作为表面活性化处理的方法，可以利用涂布亲水剂的方法、通过照射真空紫外线而进行表面处理的方法、通过等离子体进行表面处理的方法等，它们中，优选通过照射真空紫外线而进行表面处理的方法。通过进行这种表面活性化处理，能够将第一基板12与第二基板15更牢固且以短时间接合。
在通过照射真空紫外线而进行表面活性化处理的情况下，若列举出真空紫外线的照射条件的具体例子，则使用封入有氙气的准分子灯作为紫外线光源，以照度为30mw/cm2的条件照射10分钟波长为172nm的真空紫外线。
之后，在第二基板15的接合面上以对好位置的状态重叠而接触第一基板12。
然后，通过将第一基板12及第二基板15同时进行加热，将第一基板12与第二基板15利用自熔融粘合性而接合。
此外，第一基板12及第二基板15的加热温度为比第一基板12及第二基板15的构成材料的熔点低的温度、且比第一基板12及第二基板15的构成材料的玻璃化转变温度高的温度。特别是加热温度优选从比该构成材料的熔点低80℃以上的温度、且比该构成材料的玻璃化转变温度高60℃以上的温度的范围选择。
若示出第一基板12及第二基板15的具体的加热温度，则例如为50℃以上且70℃以下。此外，若示出第一基板12及第二基板15的具体的加热时间，则在加热温度为60℃的情况下，例如为1小时以上且2小时以下。
《第2方法》
首先，与第1方法同样地制作第一基板12及第二基板15。
接着，对第一基板12中的包含第一流路用沟槽13a及测定部用凹处13b的表面的接合面、以及第二基板15中的包含第二流路用沟槽16的接合面，通过照射真空紫外线而实施表面活性化处理。
若列举出表面活性化处理中的真空紫外线的照射条件的具体例子，则使用封入有氙气的准分子灯作为紫外线光源，以照度为30mw/cm2的条件照射10分钟波长为172nm的真空紫外线。
然后，在第二基板15的接合面上以对好位置的状态重叠而接触第一基板12，通过在没有加热的情况下在常温下放置，将第一基板12与第二基板15接合。
根据这种第1方法或第2方法，将第一基板12及第二基板15以比它们的构成材料的熔点低的温度进行接合，所以不会因接合时的加热而导致第一基板12及第二基板15发生变形。因此，即使要制造的微流路芯片为例如具有宽度为5μm以下的微细的第二流路25的芯片，也能够可靠地制造所期望的微流路芯片10。
此外，由于能够将第一基板12及第二基板15以低于它们的构成材料的熔点的温度进行接合，所以在将第一基板12及第二基板15接合时，能够将第一基板12及第二基板15以比较低温的加热进行接合。因此，可以防止形成于第二基板15中的微细的第二流路用沟槽16发生热变形而压坏。
在上述的微流路芯片10中，通过将液状的检体例如血液从检体导入部21导入，该检体被贮存于检体贮存部22中。贮存于检体贮存部22中的检体通过毛细管现象在第一流路20中流通，到达与第二流路25的分支点。然后，在该分支点处，检体中的比第二流路25的宽度大的尺寸的成分、例如血细胞成分由于无法进入第二流路25中，所以在第一流路20中朝向下游侧流通。另一方面，检体中的比第二流路25的宽度小的尺寸的特定成分、例如血浆成分由于能够进入第二流路25中，所以在第二流路25中流通，流入测定部30中。如图6中所示的那样，流入测定部30中的特定成分pl通过由测定部30中的楔状空间35产生的毛细管力，沿着芯片基体11中的形成测定部30的内壁面向楔状空间35的狭小方向流动。因此，特定成分pl集中于楔状空间35内、从楔状空间35优先被填充。
如以上那样，根据上述的微流路芯片10，基本上第二流路25由于具有能够从在第一流路20中流通的检体中分离特定成分的宽度，所以能够在不从外部施加离心力等运动学作用的情况下从微量的检体中分离特定成分。
并且，根据上述的微流路芯片10，能够使通过第二流路25分离而流入测定部30中的特定成分通过由楔状空间35产生的毛细管力集中于该楔状空间35的狭小方向上。即，在测定部30的空间形状为例如棱柱状的构成的芯片中，流入测定部30中的特定成分通过在连续的2个测定部形成面(例如底面与侧壁面)的边界部分产生的毛细管力，被保持在测定部形成面附近位置。即，由于特定成分从测定部形成面附近位置被逐渐地填充，所以例如为了填充在浓度测定中所需量的特定成分，特定成分的提取量变得庞大，需要长时间的时间。此外，特定成分越过测定部形成面也到达排出部(第二排出部28)，阻碍测定部30内的空气的排出。
然而，通过使形成测定部30的空间的一部分由楔状空间35形成，根据上述的微流路芯片10，能够将必要量的特定成分高效地从检体中提取，能够以短时间得到可确保在后述的基于吸光度的浓度测定中所需要的光路长(填充于测定部30中的特定成分的厚度为例如100μm)的状态。
以上，对本发明的微流路芯片的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，可以加以各种变更。
例如，在上述的微流路芯片中，第二流路没有必要遍及测定部中的该测定部延伸的方向的整个区域而形成，例如也可以如图7(a)及图7(b)中所示的那样，制成仅形成于测定部30中的定容积空间31的部分中的构成。通过这种构成，也能够使流入测定部30中的特定成分集中于楔状空间35的狭小方向上。此外，芯片基体中的形成楔状空间的内壁面(楔状空间形成面)没有必要为平坦面，也可以如图7(b)中所示的那样，内表面形状以阶梯状形成。进而，也可以如图8中所示的那样，制成第二流路25仅形成于面方向上的测定部30的一侧的构成、即仅形成有使第一流路20中的位于检体流通方向上游侧的直线状流路部分20a与测定部30连通的第二流路25的构成。
进而，在上述的微流路芯片中，制成在沿芯片基体的面方向延伸的测定部的一端部分中形成有楔状空间的构成，但测定部的空间形状没有特别限定，楔状空间例如也可以按照沿面方向中的任一方向延伸的方式形成，此外也可以按照沿厚度方向延伸的方式形成。
进而，芯片基体也可以是多个基板接合而构成，制成第一流路、第2流路及测定部以三维形成的构成。
以下，对具备上述的微流路芯片而成的本发明的检体浓度测定装置进行说明。
图9是表示本发明的检体浓度测定装置的一个例子中的构成的说明图。
该检体浓度测定装置例如是从液状的检体即血液中分离包含检查对象成分即胆红素的血浆并测定胆红素的浓度的装置。
图9中所示的检查对象测定装置具备图1至图5中所示的构成的微流路芯片10、对该微流路芯片10的测定部30中的测定区域38沿该微流路芯片10的厚度方向照射光的光源40、摄像包含微流路芯片10中的测定部30的区域的图像的摄像构件50、和具有基于通过摄像构件50摄像的图像的图像数据而算出检查对象成分的浓度的功能的控制机构60。
在光源40与微流路芯片10之间的光路上，配置有限制所透射的光的波长区域的滤光片45。在滤光片45与微流路芯片10之间，配置有将所入射的光进行平行化的透镜48。在微流路芯片10与摄像构件50之间，配置有将由从光源40放射的光构成的光像放大并投影到摄像构件50上的透镜51。此外，光源40与对该光源40供给电的电源41电连接。该电源41与控制机构60电连接。
作为光源40，使用放射包含为了测定检查对象成分的浓度所需要的波长区域的光的光源。在该例子中，使用放射包含为了测定血浆中所含的胆红素的浓度所需要的455nm附近的波长区域及575nm附近的波长区域的光的光源40。
作为这种光源40的具体例子，可列举出通过放射互不相同的波长区域的光的2种led元件、例如峰值发光波长为450nm的led元件和峰值发光波长为570nm的led元件而构成的光源。
作为滤光片45，使用将所透射的光的波长区域限制为为了测定检查对象成分的浓度所需要的波长区域的带通滤波器。在该例子中，作为滤光片45，使用将所透射的光的波长区域限制为为了测定血浆中包含的胆红素的浓度所需要的455nm附近的波长区域及575nm附近的波长区域的多带通滤波器。透射滤光片45的455nm附近的波长区域及575nm附近的波长区域的带宽分别以半值宽度计为10nm以上且15nm以下。
作为摄像构件50，使用具备以包含微流路芯片10中的测定部30的区域作为摄像视野的摄像元件的摄像构件。具体而言，摄像构件50的摄像元件的摄像视野为微流路芯片10的与摄像元件相向的另一面中的测定部30所处的区域及其周边区域。在图示的例子中，与测定部30一起还包含第一流路20中的直线状流路部分20a、20b的一部分及多个第二流路25各自的区域为摄像元件的摄像视野，对构成该摄像视野的区域的整个区域放射来自光源40的光。
作为摄像构件50，例如使用具备cmos摄像元件的cmos摄像机。该cmos摄像机的cmos摄像元件的摄像视野、即cmos摄像机中得到的图像尺寸为640×480像素(相当于微流路芯片10中的纵横尺寸1090×820μm的区域)。
作为透镜51，例如使用消色差透镜，利用该透镜51的光像的放大倍率例如为5倍。
控制机构60具有通过将涉及由摄像构件50的摄像元件摄像的图像的图像数据进行图像处理，从而测定图像中的测定部30的位置(像素位置)的亮度并算出血浆成分的吸光度的功能。此外，具有控制对光源40供给电的电源41的功能。
在该例子中，基于通过将由摄像构件50摄像的图像进行图像处理而得到的图像数据的蓝色的亮度值算出波长455nm下的吸光度a455，同时基于该图像数据的绿色的亮度值算出波长575nm下的吸光度a575。其中，吸光度a455可以视为波长455nm下的胆红素的吸光度及溶血血红蛋白的吸光度的和。另一方面，a575可以视为波长575nm下的溶血血红蛋白的吸光度。并且，由于波长575nm下的溶血血红蛋白的吸光度为与波长455nm下的溶血血红蛋白的吸光度近似的值，所以可以将由吸光度a455减去吸光度a575而得到的值(a455-a575)视为波长455nm下的胆红素的吸光度。进而，利用吸光度与浓度成比例关系(朗伯比尔定律)，由预先取得的标准曲线和a455-a575的值算出胆红素的浓度。
在这种检体浓度测定装置中，如上述那样，在微流路芯片10中的测定部30(楔状空间35)中填充有从液状的检体(该例中为血液)中分离的特定成分(该例中为包含检查对象成分即胆红素的血浆)。
然后，在微流路芯片10的测定部30中填充有特定成分的状态下，从光源40放射的光介由滤光片45及透镜48，照射至微流路芯片10中的测定区域38中。透射滤光片45的光、即照射至微流路芯片10中的测定区域38中的光的波长区域通过该滤光片45被限制为455nm附近的波长区域及575nm附近的波长区域。之后，由透射微流路芯片10中的测定区域38的光形成的光像被摄像构件50所摄像。然后，基于通过摄像构件50得到的图像数据，演算出检查对象成分即胆红素的浓度。
根据上述的检体浓度测定装置，能够将微流路芯片10中从检体分离的必要量的特定成分通过由楔状空间35产生的毛细管力高效地贮存(填充)于测定部30中的测定区域38中，所以能够得到高的检查效率。此外，来自光源40的光所照射的微流路芯片10的测定区域38由于厚度为恒定大小，所以能够使光路长恒定，能够以高的可靠性测定特定成分的浓度。
本发明的检体浓度测定装置并不限定于上述构成的装置，也可以如图10中所示的那样，制成分开设置有例如具备放射峰值发光波长为450nm的光的led元件的第一光源40a、和例如具备放射峰值发光波长为570nm的光的led元件的第二光源40b的构成。在该检体浓度测定装置中，第一光源40a按照与微流路芯片10中的测定部30相向的方式配置，第二光源40b以朝向相对于来自第一光源40a的光的光路垂直的方向的状态配置。第一光源40a及第二光源40b与电源41电连接。在来自第一光源40a的光的光路与来自第二光源40b的光的光路的交点位置，以相对于来自第一光源40a的光的光路及来自第二光源40b的光的光路各自倾斜成45°的状态配置有将来自第一光源40a的光透射并且将来自第二光源40b的光反射的二向色镜42。
在第一光源40a与二向色镜42之间的光路上，配置有限制所透射的光的波长区域的第一滤光片46a。在第一滤光片46a与二向色镜42之间，配置有将所入射的光进行平行化的透镜49a。在第二光源40b与二向色镜42之间的光路上，配置有限制所透射的光的波长区域的第二滤光片46b。在第二滤光片46b与二向色镜42之间，配置有将所入射的光进行平行化的透镜49b。图10中所示的检体浓度测定装置中的其它构成与图9中所示的检体浓度测定装置中的构成同样。
在该检体浓度测定装置中，对微流路芯片10的测定部30，可以同时进行由第一光源40a照射光的动作及由第二光源40b照射光的动作，也可以在进行任一动作后，进行另一动作。
实施例
<实施例1>
(1)第一基板及第二基板的制造
通过将聚丙烯树脂(japanpolypropylenecorporation制“novak(r)pp”)50质量份与氢化苯乙烯-异戊二烯-丁二烯嵌段共聚物(kurarayco.，ltd.制“hybrar7311”，聚苯乙烯嵌段的含有率＝12质量％)50质量份进行加热混炼，制备特定的树脂组合物。所得到的特定的树脂组合物的熔点为142℃，载荷挠曲温度为43℃，玻璃化转变温度为-35℃。
接着，通过将所制备的特定的树脂组合物进行注塑成型，制造在表面上形成有第一流路用沟槽及测定部用凹处的第一基板、以及在表面上形成有第二流路用沟槽的第二基板。
在所得到的第一基板中，第一流路用沟槽从检体导入部(21)到第一排出部(23)为止的全长为50mm(参照图1)，第一基板的厚度方向的宽度(深度)为100μm，第一基板的面方向的宽度为300μm。
测定部用凹处若参照图2至图4，则全长(形成多个第二流路的部分的长度)为15mm，楔状空间(35)的长度(l1)为1mm，测定区域的长度(l2)为0.5mm。此外，形成定容积空间(31)的部分中的第一基板的厚度方向的尺寸(d)为100μm，开口端面中的第一基板的面方向的尺寸(w1)为200μm，形成定容积形成空间的一对定容积空间形成面(32a、32b)相对于测定部用凹处的底面所成的角(γ1、γ2)为85°。此外，楔状空间(35)的前端倾斜角(α)为45°，楔状空间(35)的开口角(β)为11.4°，测定区域的长度方向的一端位置处的开口端面中的第一基板的面方向的尺寸(w2)为20μm。
此外，在所得到的第二基板中，第二流路用沟槽的长度为0.5mm，第二基板的厚度方向的宽度(深度)为2μm，第二基板的面方向的宽度为50μm，第二流路用沟槽的数目为300。相邻的第二流路用沟槽间的间隔为相同的大小(等间隔)。
(2)第一基板及第二基板的表面活性化处理
对所得到的第一基板中的包含第一流路用沟槽及测定部用凹处的表面的接合面、以及第二基板中的包含第二流路用沟槽的接合面，通过照射真空紫外线而进行表面活性化处理。对实施了表面活性化处理的表面，测定水的接触角，结果为45°。
以上，利用真空紫外线的照射进行的表面活性化处理通过使用封入有氙气的准分子灯作为紫外线光源，以照度为30mw/cm2的条件照射10分钟波长为172nm的真空紫外线来进行。
(3)微流路芯片的制造
在第二基板的接合面上，以对好位置的状态重叠而接触第一基板。然后，通过将第一基板及第二基板在60℃下进行加热，将第一基板与第二基板利用自熔融粘合性而接合，由此，制造微流路芯片。
在所得到的微流路芯片中，从第一流路的上游侧端至与在该第一流路的最上游侧分支的第二流路的分支点为止的长度为5mm。
此外，利用显微镜观察所得到的微流路芯片的第二流路，结果没有见到变形等异常。
(4)试验
向上述的微流路芯片中导入水作为试验用流体，调查相对于经过时间的试验用流体向测定部中的填充量(贮存长度)。将结果在图11中以曲线a(方形符号的标绘)表示。这里，测定部中的试验用流体的贮存长度是指从楔状空间与定容积空间的边界位置起的测定部的延伸的方向上的长度。
<比较例1>
除了形成具有长度方向上大致一定的空间形状的测定部用凹处(不具有楔状空间、仅由定容积空间构成的测定部用凹处)以外，制作具有与实施例1中制作的第一基板相同构成的比较用的第一基板。该比较用的第一基板中的测定部用凹处的全长(形成多个第二流路的部分的长度)为20mm，第一基板的厚度方向的尺寸为100μm，开口端面中的第一基板的面方向的尺寸为200μm，一对测定部形成面相对于测定部用凹处的底面所成的角为85°。
除了使用该比较用的第一基板以外，与实施例1同样地制作比较用的微流路芯片，向微流路芯片中导入水作为试验用流体，调查相对于经过时间的试验用流体向测定部中的填充量(贮存长度)。将结果在图11中以曲线b(圆形符号的标绘)表示。
由以上的结果确认到，根据实施例1的微流路芯片，能够将试验用流体高效地填充于测定部中。因此，可以期待在实际的检体浓度测定中能够将所需要的量的检查对象成分以短时间从检体中提取。
此外，向实施例1中制作的微流路芯片中导入人的血液5μl，放置10分钟后，测定微流路芯片的测定部中填充的液体的分光吸收光谱，结果确认到：测定部中填充的液体为血浆成分，血浆成分从血液中分离出。