JP7010603B2 - 検体処理チップ - Google Patents

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Description

カートリッジ式の検体処理チップを用いて検体処理を行うために各種の液体を検体処理チップに送液する技術がある（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１は、図６２に示すように、液体を保持する複数のウェル９０１が形成された検体処理チップであるカートリッジ９００を用いて、検体処理を行うために各種の液体を送液する技術を開示する。図６２では、カートリッジ９００が２つのオイル用ウェル９０１ａと、１つの試料用ウェル９０１ｂと、１つの回収用ウェル９０１ｃとの、４つのウェル９０１を備える。各ウェル９０１は、カートリッジ９００に形成された流体チャネル９０２を介して接続されている。２つのオイル用ウェル９０１ａから送液されるオイルと、試料用ウェル９０１ｂから送液されるサンプルおよび試薬とが流体チャネル９０２で合流し、オイル中にサンプルおよび試薬の液滴が形成されて回収用ウェル９０１ｃに収容される。各ウェル９０１には、使用者が手作業によって液体を注入できる。
米国特許第９１２６１６０号明細書
上記特許文献１に記載された技術では、処理に使用するオイルや試料などの複数種類の液体を対応するウェル９０１にそれぞれ注入した後で、送液を行うため、それぞれの液体を注入する際に、間違ったウェル９０１に注入しないようにする必要がある。しかし、同じようなウェル９０１が複数あると、操作者が液体を注入すべきウェル９０１を間違えやすく、液体の注入位置の間違いを抑制することが望まれる。
また、使用者が液体を注入する操作を、液体を保持させる全てのウェル９０１に対して行うことは、検体処理作業の煩雑化を招く。そのため、処理に使用する各種の液体を注入する操作を削減することが望まれる。液体を注入する操作を削減することは、間違ったウェル９０１への液体の注入を抑制する観点からも望ましい。
この発明は、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することに向けたものである。
この発明の一の局面による検体処理チップは、送液装置（５００）に設置される検体処理チップ（１００）であって、第１液体（１０）と、第２液体（２０）とが流入する流路（１１０）が形成された本体部（１０５）と、操作者により第１液体（１０）が注入される第１注入口（１２１）と、第１注入口（１２１）より径が小さく、第１注入口（１２１）から注入された第１液体（１０）を流路（１１０）に送液するための第１送液口（１２２）とを有し、本体部（１０５）の表面から突出するように形成された筒状の第１ウェル（１２０）と、送液装置（５００）から送液された第２液体（２０）が注入される第２注入口（１３１）と、第２注入口（１３１）より径が小さく、第２注入口（１３１）から注入された第２液体（２０）を流路（１１０）に送液するための第２送液口（１３２）とを有し、本体部（１０５）の表面から突出するように形成された筒状の第２ウェル（１３０）と、上方が開口し、流路（１１０）を通過した処理済みの液体が貯留される第３ウェル（１５０、１６０）と、第１注入口（１２１）を、第２注入口（１３１）および第３ウェル（１５０、１６０）の開口から区別するための識別部（１８０）と、備える。
第１注入口（１２１）および第２注入口（１３１）が、第１送液口（１２２）および第２送液口（１３２）よりも大きい場合、操作者により注入場所の入れ間違いが起こりやすい。しかし、第１の局面による検体処理チップでは、上記の構成によって、第１液体（１０）を注入すべき第１注入口（１２１）を識別するための識別部（１８０）によって、第１液体（１０）の注入位置を他の第２注入口（１３１）から区別して認識することができる。そのため、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。以上の結果、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。また、第１ウェル（１２０）および第２ウェル（１３０）を本体部（１０５）の表面から突出させることにより、それぞれ送液装置（５００）と容易に接続することができる。また、識別部（１８０）を備えることによって、容易に第１注入口（１２１）を識別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）は、生体由来の検体（１１）を含む第１液体（１０）を保持するように構成されている。このように構成すれば、生体由来の検体（１１）を、送液装置（５００）の送液管などを介することなく、検体処理チップ（１００）に設けられた第１ウェル（１２０）から直接、流路（１１０）に送液できる。その結果、異なる複数の検体処理チップ（１００）に対して、同じ送液装置（５００）による送液処理を繰り返し行う場合でも、検体（１１）のコンタミネーションが発生することを防止できる。そして、操作者が第１ウェル（１２０）に検体（１１）を含む第１液体（１０）を注入する際にも、識別部（１８０）によって液体注入位置の間違いを抑制することができるので、検体（１１）の注入間違いを効果的に抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）を複数備え、識別部（１８０）は、複数の第１ウェル（１２０）の第１注入口（１２１）を互いに識別するように設けられている。このように構成すれば、第１液体（１０）を注入すべき第１ウェル（１２０）が複数ある場合でも、操作者が、識別部（１８０）によって第１注入口（１２１）を第２注入口（１３１）などの他の構造から識別しつつ、各々の第１注入口（１２１）を互いに区別することができる。これにより、複数の第１ウェル（１２０）があって間違いやすい状況でも、第１注入口（１２１）に注入する液体を間違えることを抑制できる。
この場合、好ましくは、複数の第１ウェル（１２０）は、第１液体（１０）を保持する第１ウェル（１２０）と、検体処理チップ（１００）を用いた検体検査の検査項目に応じた成分を含有する第３液体（３０）を保持する第１ウェル（１２０）とを含む。このように構成すれば、検体検査の検査項目に応じた成分（３１）を、送液装置（５００）の送液管などを介することなく、検体処理チップ（１００）に設けられた第１ウェル（１２０）から直接、流路（１１０）に送液できる。その結果、異なる検査項目の検体検査を行う複数の検体処理チップ（１００）に対して、同じ送液装置（５００）による送液処理を繰り返し行う場合でも、検査項目に応じた成分（３１）のコンタミネーションが発生することを防止できる。そして、操作者が第１ウェル（１２０）に検査項目に応じた成分（３１）を含む第３液体（３０）を注入する際にも、識別部（１８０）によって液体注入位置の間違いを抑制することができるので、検査項目に応じた成分（３１）の注入間違いを効果的に抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、識別部（１８０）は、検体処理チップ（１００）の表面（１０２）に付与された識別標識（１８１）を含む。このように構成すれば、操作者が外部から識別標識（１８１）を視認するだけで、容易に第１注入口（１２１）を区別できるようになる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、識別標識（１８１）は、印刷された標識、刻印された標識およびラベル標識の少なくともいずれかを含む。このように構成すれば、検体処理チップ（１００）に識別用の特別な構造を設ける必要がなく、容易に識別部（１８０）を設けることができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、識別部（１８０）は、検体処理チップ（１００）に設けられた着色部（１８２）を含む。このように構成すれば、操作者が、検体処理チップ（１００）に付された色彩の相違に基づいて第１注入口（１２１）を識別することができる。色彩の相違は、視認しやすく、他の構造と一見して識別できる配色を容易に実現できるので、操作者にとって識別しやすい識別部（１８０）を設けることができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、識別部（１８０）は、第１ウェル（１２０）を構成する筒状構造を含み、筒状構造の外径、平面形状および高さ、の少なくともいずれかに基づいて、第１液体（１０）を注入すべき第１注入口（１２１）が識別できるように構成されている。このように構成すれば、第１注入口（１２１）と第２注入口（１３１）などの他の構造との構造上の差異に基づいて、操作者が第１注入口（１２１）を識別できるようになる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１注入口（１２１）および第２注入口（１３１）は、共に、第１ウェル（１２０）の容量に対応した分注量を有する注入器具（７００）の先端部を挿入可能な開口形状を有する。このように構成すれば、第１注入口（１２１）および第２注入口（１３１）のいずれにも、注入器具（７００）を用いて液体注入ができてしまうので、注入間違いが発生しやすい。そのため、識別部（１８０）による第１注入口（１２１）の識別が、注入間違いを抑制するために特に効果的である。
この場合、好ましくは、第１注入口（１２１）は、直径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、第２注入口（１３１）は、直径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。開口部の直径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下の場合、一般的なピペッタなどの注入器具（７００）を用いて、第１液体（１０）を第１注入口（１２１）だけでなく第２注入口（１３１）にも注入できるため、操作者が注入位置を間違えるおそれがある。そのため、注入の際、識別部（１８０）によって、第１液体（１０）が誤って第２注入口（１３１）に注入されるのを効果的に抑制できる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１注入口（１２１）および第２注入口（１３１）は、検体処理チップ（１００）の厚み方向における位置が略一致する。このように構成すれば、第１注入口（１２１）と送液装置（５００）との接続、第２注入口（１３１）と送液装置（５００）との接続を、検体処理チップ（１００）の厚み方向の同じ位置で行うことができる。そのため、送液装置（５００）に、第１注入口（１２１）用のコネクタ（４００）と、第２注入口（１３１）用のコネクタ（４００）とを含むマニホールドを設ける場合に、それぞれの接続部分をシールするためのシール部材（４０１）をシート状に形成することができ、接続を容易に行える。
上記第１の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）、第２ウェル（１３０）および流路（１１０）を含む単位流路構造（１０１）を複数備え、識別部（１８０）は、複数の単位流路構造（１０１）の各々における、第１液体（１０）を注入すべき第１注入口（１２１）を識別するように構成されている。このように構成すれば、複数の単位流路構造（１０１）によって、１つの検体処理チップ（１００）で複数の検体処理を並行して実施することができる。ここで、単位流路構造（１０１）を複数備える場合、検体処理チップ（１００）には複数の第２注入口（１３１）や複数の第１注入口（１２１）が設けられるため、操作者が注入位置を間違えやすくなるが、識別部（１８０）によってそれぞれの第１注入口（１２１）を認識することができるので、液体の注入間違いを抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、識別部（１８０）は、複数の単位流路構造（１０１）の第１ウェル（１２０）を一括して識別するように、複数の単位流路構造（１０１）に渡って設けられている。このように構成すれば、複数の単位流路構造（１０１）が設けられて構造が複雑な検体処理チップ（１００）において、どの位置に第１液体（１０）を注入すればよいかを複数の単位流路構造（１０１）についてまとめて把握できる。また、識別部（１８０）が複数の単位流路構造（１０１）に渡って設けられるため、容易に、識別部（１８０）を大きく、識別しやすくすることができる。これにより、液体の注入間違いを効果的に抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、識別部（１８０）は、単位流路構造（１０１）の配列方向に沿って延びる枠状の識別標識（１８１）である。このように構成すれば、枠状の識別標識（１８１）によって複数の第１ウェル（１２０）を囲んで区画することにより、極めて容易に第１ウェル（１２０）と他の構造とを識別できる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）を複数備え、複数の第１ウェル（１２０）は、所定のピッチ（ＰＲ）で配置されている。このように構成すれば、複数の第１ウェル（１２０）が規則的に並ぶので、複数の第１ウェル（１２０）が不規則なピッチで配列される場合と比べて、操作者による液体の注入作業を容易にすることができる。なお、「ピッチ」は、隣り合う２つのものの間の長さを意味し、ここでは、隣り合う２つの第１ウェル（１２０）の中心間の距離に相当する。
この場合、好ましくは、複数の第１ウェル（１２０）は、マイクロプレートにおけるウェル間のピッチを定めた標準規格に準拠したピッチ（ＰＲ）で配置されている。このように構成すれば、複数の第１ウェル（１２０）が規格化されたピッチ（ＰＲ）で配列されるので、標準規格に準拠した多連ピペッタなどの注入器具を用いて、複数の第１ウェル（１２０）にまとめて液体を注入できる。その結果、操作者による液体の注入作業をさらに容易にすることができる。なお、マイクロプレートにおけるウェル間のピッチを定めた標準規格としては、たとえば、ＡＮＳＩ／ＳＢＳ（American National Standards Institute/Society for Biomolecular Screening）４－２００４がある。
上記複数の第１ウェル（１２０）が標準規格に準拠したピッチ（ＰＲ）で配置されている構成において、好ましくは、複数の第１ウェル（１２０）は、９６ウェルマイクロプレートにおけるウェル間のピッチに対応するピッチ（ＰＲ）で配列され、配列方向において８個または１２個並んで設けられている。このように構成すれば、操作者は、９６ウェルマイクロプレートの標準規格に対応した注入器具を用いて、液体の注入作業をまとめて実施できるので、注入作業を効率化できる。その一方で、９６ウェルマイクロプレートのように第１ウェル（１２０）が８個または１２個並んで配列される構成では、第１注入口（１２１）や第２注入口（１３１）が密集して設けられ、外見上も似通ったものになり易く、操作者には識別しにくくなる。そのため、識別部（１８０）によって第１注入口（１２１）を識別できる本発明は、第１注入口（１２１）や第２注入口（１３１）が多数設けられる構成において特に効果的である。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）を複数備え、複数の第１ウェル（１２０）は、生体由来の検体を含む第１液体（１０）を保持するための第１ウェル（１２０ａ）と、検体処理チップ（１００）を用いた検体検査の検査項目に応じた成分を含有する第３液体（３０）を保持するための第１ウェル（１２０ｂ）とを含み、識別部（１８０）は、少なくとも第１液体（１０）を保持するための第１ウェル（１２０ａ）に設けられている。このように構成すれば、識別部（１８０）によって、検体（１１）を含む第１液体（１０）の注入位置を把握することができ、検体（１１）を含む第１液体（１０）の注入位置を操作者が間違えるのを抑制できる。
この場合、好ましくは、第３液体（３０）を保持するための第１ウェル（１２０ｂ）には、第３液体（３０）が予め封入されている。このように構成すれば、作業者による第３液体（３０）を保持するための第１ウェル（１２０ｂ）への第３液体（３０）の注入を省略することができる。そのため、第３液体（３０）を注入しないで済む分、液体を注入する際の作業の煩雑化を効果的に抑制することができる。また、第３液体（３０）を保持するための第１ウェル（１２０ｂ）には第３液体（３０）が予め封入されていることから、第１液体（１０）を保持するための第１ウェル（１２０ａ）との識別も容易に行うことができ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１注入口（１２１）と第２注入口（１３１）とが、検体処理チップ（１００）の表面に隣り合って並んで設けられている。このように構成すれば、第１注入口（１２１）と第２注入口（１３１）とを互いに近い位置にできるので、第１注入口（１２１）および第２注入口（１３１）の各々と送液装置（５００）との接続を容易に行える。一方、第１注入口（１２１）と第２注入口（１３１）とが隣り合うことにより、操作者にとっては区別しにくくなるが、識別部（１８０）を備えることによって、容易に第１注入口（１２１）を識別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）を複数備え、複数の第１ウェル（１２０）のそれぞれの第１注入口（１２１）は、検体処理チップ（１００）の厚み方向における位置が略一致する。このように構成すれば、複数の第１注入口（１２１）の厚み方向における位置が揃うので、送液のための送液装置（５００）と複数の第１注入口（１２１）との接続を容易に行える。一方、第１注入口（１２１）同士で高さが一致するため、操作者にとっては識別しにくくなるが、識別部（１８０）を備えることによって、容易にそれぞれの第１注入口（１２１）を区別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）を複数備え、複数の第１ウェル（１２０）は、平面視における外形形状が互いに略一致するかまたは相似した形状を有する。このように構成すれば、複数の第１ウェル（１２０）の平面形状が略一致または相似するので、送液のための送液装置（５００）と複数の第１ウェル（１２０）との接続を容易に行える。一方、第１ウェル（１２０）同士で平面形状が似るため、操作者にとっては第１注入口（１２１）を区別しにくくなるが、識別部（１８０）を備えることによって、容易にそれぞれの第１注入口（１２１）を区別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第２注入口（１３１）は、送液装置（５００）の複数の貯留部（６００）に貯留された複数種類の第２液体（２０）の各々を、受け入れるように構成されている。このように構成すれば、複数種類の第２液体（２０）を送液するための第２注入口（１３１）を共通化できるので、複数種類の第２液体（２０）の各々を送液するために、個別に第２注入口（１３１）を設けずに済む。その結果、第２注入口（１３１）の数が抑制できるので、操作者が第２注入口（１３１）を第１注入口（１２１）と間違えることを抑制することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、流路（１１０）は、互いに交差する第１チャネル（１１１ａ）と第２チャネル（１１１ｂ）とを含み、第１チャネル（１１１ａ）に送液された第１液体（１０）と、第２チャネル（１１１ｂ）に送液された第２液体（２０）とによって、第２液体（２０）を分散媒とし、第１液体（１０）を分散質とするエマルジョン状態の流体を形成するように構成されている。ここで、エマルジョンとは、分散媒中に、分散質が分散した分散系溶液のことである。分散系とは、分散質が分散媒中に浮遊または懸濁している状態を指す。分散質は、分散媒と混合しない。すなわち、分散媒と分散質とは混合により均質な相を形成しない。分散質は、分散媒により互いに分離され、分散媒により周囲を取り囲まれる。そのため、エマルジョン状態では、分散質の液滴が分散媒中に形成される。エマルジョン状態の流体を形成することを、「乳化」という。上記のように構成すれば、第１チャネル（１１１ａ）と第２チャネル（１１１ｂ）との交差部分において第２液体（２０）の流れによるせん断力を第１液体（１０）に対して付与することにより、第２液体（２０）中に第１液体（１０）の液滴（５０）を分散させたエマルジョン状態を形成することができる。これにより、たとえば検体中の成分を１単位毎に分割して液滴（５０）中に収容することにより、１単位成分ごとの検体処理を検体処理チップ（１００）で実施できる。ここで、第１液体（１０）の注入位置を間違えて、たとえば第１液体（１０）と第２液体（２０）との両方が第２チャネル（１１１ｂ）から流入すれば、交差部分においてエマルジョン状態を形成できなくなる可能性がある。そのため、識別部（１８０）によって、第１液体（１０）の注入位置の間違えを容易に予防することができる本発明は、エマルジョン状態を形成する検体処理チップ（１００）に適している。なお、１単位毎の成分とは、たとえば検体中の成分が核酸である場合、核酸１分子を単位とすることである。たとえば検体処理として各液滴（５０）に対して核酸増幅処理を行う場合、液滴（５０）中で１分子のみに由来する核酸増幅産物を生成することが可能となる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１ウェル（１２０）は、生体由来の検体（１１）を含むエマルジョン状態の第１液体（１０）を保持するためのウェル（１２０ａ）を含み、流路（１１０）は、第１液体（１０）と、第１液体（１０）を解乳化するための第２液体（２０）とを混合するためのチャネル（１１１）を含む。なお、解乳化（demulsification）とは、分散媒中に分散質が存在するエマルジョン状態を破壊（解消）して、相分離させることである。つまり、分散媒中に分散質が分散した状態から、分離した複数の相を形成することを言う。このように構成すれば、解乳化によって、検体処理チップ（１００）内で第１液体（１０）に含まれる液滴（５０）を破壊する処理を行える。ここで、第１液体（１０）の注入位置を間違えて、たとえば第１液体（１０）と第２液体（２０）とがチャネル（１１１）で十分に混合されない場合、解乳化が阻害される可能性がある。そのため、識別部（１８０）によって、第１液体（１０）の注入位置の間違えを容易に予防することができる本発明は、解乳化を行う検体処理チップ（１００）に適している。
この場合、好ましくは、第１ウェル（１２０）は、検体を検出するための標識物質（３２）を含む第３液体（３０）を保持するためのウェル（１２０ｂ）を含み、流路（１１０）は、第２液体（２０）との混合により解乳化された第１液体（１０）と、第３液体（３０）とを混合するためのチャネル（１１１）を含む。このように構成すれば、検体（１１）中の成分を標識物質（３２）により標識する処理を、流路（１１０）中で行うことができる。なお、標識物質（３２）を、送液装置（５００）側の貯留部（６００）ではなく検体処理チップ（１００）の第１ウェル（１２０ｂ）に第３液体（３０）を保持させることによって、複数の検体処理チップ（１００）に対する送液を同じ送液装置（５００）により行う場合の標識物質（３２）のコンタミネーションを防止できる。一方、第１液体（１０）を保持するための第１ウェル（１２０ａ）に加えて第３液体（３０）を保持するための第１ウェル（１２０ｂ）を設けることによって、第１液体（１０）および第３液体（３０）の注入位置が間違え易くなるのに対し、本発明によれば、識別部（１８０）によって、操作者が注入位置を間違えるのを抑制できる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、流路（１１０）は、断面積が０．０１μｍ2以上１０ｍｍ2以下である。なお、流路（１１０）における断面積とは、流路（１１０）における液体の流通方向に直交する断面における断面積である。このように構成すれば、０．０１μｍ2以上１０ｍｍ2以下の小さい断面積の流路（１１０）に送液するための第１注入口（１２１）や第２注入口（１３１）も小口径のものとなるため、相互に間違えやすくなる。そのため、識別部（１８０）による第１注入口（１２１）の識別が、注入間違いを抑制するために効果的である。
この場合、好ましくは、流路（１１０）は、断面積が０．０１μｍ2以上１ｍｍ2以下である。このように構成すれば、断面積が１ｍｍ2以下の流路（１１０）に送液するのに適した小口径の第１注入口（１２１）および第２注入口（１３１）を、識別部（１８０）によって区別できるので、注入間違いを抑制するために特に効果的である。
上記検体処理チップ（１００）内に形成された流路（１１０）の断面積が０．０１μｍ2以上１ｍｍ2以下である構成において、好ましくは、流路（１１０）は、高さが１μｍ以上５００μｍ以下であり、幅が１μｍ以上５００μｍ以下である。このように構成すれば、高さが１μｍ以上５００μｍ以下であり、幅が１μｍ以上５００μｍ以下の小さい流路（１１０）に送液するための第１注入口（１２１）や第２注入口（１３１）も小口径のものとなるため、相互に間違えやすくなる。そのため、識別部（１８０）による第１注入口（１２１）の識別が、注入間違いを抑制するために効果的である。
この場合、好ましくは、流路（１１０）は、高さが１μｍ以上２５０μｍ以下であり、幅が１μｍ以上２５０μｍ以下である。このように構成すれば、高さが２５０μｍ以下であり、幅が２５０μｍ以下の、より小さい流路（１１０）に送液するための第１注入口（１２１）や第２注入口（１３１）も、より小口径のものとなりやすいため、識別部（１８０）による第１注入口（１２１）の識別が、注入間違いを抑制するために特に効果的である。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第２注入口（１３１）から第２送液口（１３２）までの距離は、第２ウェル（１３０）の高さより短い。このように構成すれば、送液装置（５００）が第２注入口（１３１）を密閉した状態で注入した場合であっても、第２ウェル（１３０）に注入された液体を送液する場合、第２ウェル（１３０）中の空気を少なくすることができ、精度よく送液することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、第１注入口（１２１）および第２注入口（１３１）は、径が略同じであり、第２注入口（１３１）から第２送液口（１３２）までの距離は、第１注入口（１２１）から第１送液口（１２２）までの距離より短い。このように構成すれば、第１注入口（１２１）を密閉せずに操作者が液体を第１ウェル（１２０）に注入し、送液装置（５００）が第２注入口（１３１）を密閉した状態で注入した場合、第１ウェル（１２０）は、液体が注入された分、第１ウェル（１２０）内の空気を少なくできる一方、第２ウェル（１３０）はそのようにすることが難しい。しかし、このように構成することで、第２ウェル（１３０）中の空気を少なくすることができ、精度よく送液することができる。
上記一の局面による検体処理チップにおいて、好ましくは、送液装置（５００）は、第１注入口（１２１）と接続する第１コネクタ（４００ａ）と、第２注入口（１３１）と接続する第２コネクタ（４００ｂ）とを含む蓋（５８０）をさらに備え、第１注入口（１２１）は、第１コネクタ（４００ａ）と接続するように構成されており、第２注入口（１３１）は、第２コネクタ（４００ｂ）と接続するように構成されている。このように構成することで、ウェルとコネクタを接続する際に、多少の位置ずれを許容することができるため、ウェルとコネクタの位置づけを容易に行うことができる。
検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
検体処理チップの概要を説明するための図である。 ウェルへの第１液体の注入例を示す図である。 検体処理チップの構成例を示す図である。 複数種類の第２液体が共通の注入口に送液される構成の例を示す図である。 筒状構造により構成されたウェルの例を示す図である。 凹部により構成されたウェルの例を示す図である。 第２開口部が本体部の表面に開口する例を示す図である。 開口部とコネクタとの第１の接続構造例における接続前（Ａ）および接続後（Ｂ）の図である。 開口部とコネクタとの第２の接続構造例における接続前（Ａ）および接続後（Ｂ）の図である。 開口部とコネクタとの第３の接続構造例における接続前（Ａ）および接続後（Ｂ）の図である。 開口部の大きさの例（Ａ）～（Ｃ）を示す図である。 識別部の例であって、印刷された標識（Ａ）、刻印された標識（Ｂ）、ラベル標識（Ｃ）、ウェルの表面に付与された標識（Ｄ）を示す図である。 識別部の例であって、外径による識別（Ａ）、平面形状による識別（Ｂ）、高さによる識別（Ｃ）を示す図である。 識別部の例であって、着色部の第１の例（Ａ）、着色部の第２および第３の例（Ｂ）を示す図である。 検体処理チップの構成例を示した斜視図である。 検体処理チップの基板の構成例を示した平面図である。 基板への流体モジュールの配置例を示した模式的な縦断面図である。 検体処理チップにおける流路の第１の配置例（Ａ）および第２の配置例（Ｂ）を示した平面図である。 検体処理チップにおける流路の第３の配置例（Ｃ）を示した平面図である。 複数のウェルを一括して識別する識別部の例を示した平面図である。 複数のウェルに複数種類のサンプルを注入する例（Ａ）および複数のウェルに複数種類の項目別試薬を注入する例（Ｂ）を示した図である。 複数のウェルを所定のピッチで配置する例を示した図である。 一定ピッチの複数のウェルに一括で液体を注入する例を示した図である。 ウェルや注入口の配置例を示した図である。 検体処理用の単位流路構造とコントロール用の単位流路構造とを識別する例である。 ウェルに第３液体をプレパックする例を示した図である。 プレパックされたウェルの開封例を示した図である。 検体処理チップの構成例を示した斜視図である。 チップ保持具を開いた状態の平面視（Ａ）および側面視（Ｂ）の模式図である。 チップ保持具を閉じた状態の平面視（Ａ）および側面視（Ｂ）の模式図である。 送液装置の概要を説明するための図である。 第２送液機構の構成例を示した図である。 発光部を含む識別機構の第１の例を示した図である。 発光部を含む識別機構の第２の例を示した図である。 図３４の平面図である。 表示部を含む識別機構の第１の例を示した図である。 表示部を含む識別機構の第２の例を示した図である。 送液装置の構成例を示したブロック図である。 送液装置の構成例を示した斜視図である。 蓋の開口窓部を含む識別機構の例を示した断面図である。 図４０の構成例による送液装置の斜視図である。 複数チャンネルを有する検体処理チップに送液する送液装置の構成例を示した図である。 送液装置と検体処理チップとを接続する構成の例を示した縦断面図である。 検体処理チップによりエマルジョン状態の形成を行う例を示した図である。 エマルジョン状態を形成するための流路の第１の構成例を示した平面図である。 エマルジョン状態を形成するための流路の第２の構成例を示した平面図である。 検体処理チップによりＰＣＲを行う例を示した図である。 検体処理チップにより解乳化を行う例を示した図である。 エマルジョンＰＣＲアッセイの一例を示すフローチャートである。 エマルジョンＰＣＲアッセイにおける反応の進行過程を説明する図である。 エマルジョンＰＣＲアッセイに用いられる検体処理チップの構成例を示す図である。 Ｐｒｅ－ＰＣＲを行うための流路の構成例を示す図である。 エマルジョン形成を行うための流路の構成例を示す図である。 ＰＣＲを行うための流路の構成例を示す図である。 エマルジョンブレークを行うための流路の構成例を示す図である。 洗浄工程（１次洗浄）を行うための流路の構成例を示す図である。 流路において磁性粒子を洗浄・濃縮する動作例を示す図である。 単一細胞解析に用いられる検体処理チップの構成例を示す図である。 免疫測定に用いられる検体処理チップの構成例を示す図である。 免疫測定における反応の進行過程を説明する図である。 ＰＣＲアッセイに用いられる検体処理チップの構成例を示す図である。 従来技術における検体処理チップへ送液するための構成を示す図である。
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
［検体処理チップの概要］
図１を参照して、本実施形態による検体処理チップの概要について説明する。
検体処理チップ１００は、対象成分を含む検体を受け入れ可能に構成されたカートリッジ型の検体処理チップである。カートリッジ型の検体処理チップ１００は、送液機構を備える送液装置５００に設置される。また、検体処理チップ１００は、所望の処理工程を実施するための微細な流路を備えたマイクロ流体チップである。流路は、たとえば、断面寸法（幅、高さ、内径）が０．１μｍ～１０００μｍのマイクロ流路である。
図１に示すように、検体処理チップ１００には、流路１１０と、第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０と、第２注入口１３１を有する第２ウェル１３０とが設けられている。
流路１１０は、検体処理チップ１００に設けられ、所定の経路で液体の流れを形成するように構成される。流路１１０は、液体を流すことができればどのような構造であってもよい。流路１１０は、その流路内で行う処理に応じた形状を有する。流路１１０は、その流路内で行う処理に応じた流路幅、流路高さあるいは流路深さ、流路長さ、容積を有するように形成される。流路１１０は、たとえば細長い管状の通路あるいはチャネルにより構成される。チャネルは、直線状、曲線状、ジグザグ形状などの形状とすることができる。流路１１０は、たとえば流路幅や高さなどの流路寸法が変化する形状、流路の一部または全部が平面状に拡がる形状、流入する液体を貯留可能なチャンバ形状などであってもよい。
ウェルは、内部に液体を溜めて保持可能に構成された構造である。ウェルは、液体を保持するための所定の容積を有した構造に形成されている。ウェルは、流路１１０と連通し、内部に保持した液体が流路１１０へ移動できる。ウェルは、外部から液体を注入するための開口部を有する。ウェルは、突出した形状でも凹んだ形状でもよい。
第１ウェル１２０は、操作者により第１液体１０が注入される第１注入口１２１と、第１注入口１２１より径が小さく、第１注入口１２１から注入された第１液体１０を流路１１０に送液するための第１送液口１２２とを有する。第１ウェル１２０は、操作者により第１注入口１２１から注入される第１液体１０を保持する。第１ウェル１２０は、第１送液口１２２で検体処理チップ１００内の流路１１０と接続される。第１液体１０は、第１送液口１２２から、第１ウェル１２０と流路１１０との接続部分１４０を介して流路１１０内に移動できる。第１ウェル１２０は、検体処理チップ１００の表面上に設けられてもよいし、検体処理チップ１００の内部に埋め込まれるように設けられてもよい。
第１ウェル１２０は、外部から液体を注入するための第１注入口１２１を有する。第１液体１０を保持するための第１ウェル１２０の内部空間が、第１注入口１２１を介して検体処理チップ１００の外部に露出する。第１ウェル１２０は、第１注入口１２１から注入される第１液体１０を保持するように構成されている。
図２に示すように、送液に先立って、第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０に、第１液体１０が注入器具７００によって第１注入口１２１を介して注入される。注入器具７００は、たとえばピペッタ、シリンジ、ディスペンサー装置などである。これにより、一般的なウェルプレートなどへの液体の注入と同じように、作業者が第１液体１０を第１ウェル１２０へ注入することができる。
第１ウェル１２０に保持された第１液体１０は、送液装置５００により、第１ウェル１２０から流路１１０に送液される。送液方法は、特に限定されない。送液は、たとえば圧力による液体の移動、毛細管現象による液体の移動、遠心力による液体の移動、などによって実現される。
図１の例では、注入器具７００（図２参照）によって第１液体１０が注入された第１ウェル１２０に圧力が付与されることによって、第１液体１０が第１ウェル１２０の第１送液口１２２から流路１１０に送液される。図１の例では、圧力は、検体処理チップ１００の外部の送液装置５００から圧力経路５１２を介して第１ウェル１２０に供給される。第１液体１０を移動させるための圧力は、液圧でもガス圧または空気圧でもよい。
第２ウェル１３０は、送液装置５００から送液された第２液体２０が注入される第２注入口１３１と、第２注入口１３１より径が小さく、第２注入口１３１から注入された第２液体２０を流路１１０に送液するための第２送液口１３２とを有する。
第２注入口１３１は、送液装置５００に設置された貯留部６００から送液される第２液体２０を受け入れるように構成されている。第２注入口１３１は、送液装置５００側から第２液体２０を検体処理チップ１００内に注入するためのポートである。第２注入口１３１は、検体処理チップ１００の表面に開口し、第２送液口１３２を介して流路１１０に接続されている。第２注入口１３１は、たとえば第１ウェル１２０が設けられた表面と同じ表面に設けられる。第２液体２０は、検体処理チップ１００の外部の送液装置５００側から第２注入口１３１を介して注入され、第２送液口１３２から接続部分１４０を介して流路１１０内に移動できる。第２注入口１３１は、検体処理チップ１００の表面に直接形成された開口として設けることができる。第２注入口１３１は、図１のように、外部の送液装置５００側と接続するのに適した管状構造を検体処理チップ１００の表面に設けて、管状構造の先端に開口する形態で形成されていてもよい。
第２液体２０は、検体処理チップ１００側には保持されず、送液装置５００側の貯留部６００に貯留される。第２液体２０の送液方法は、特に限定されず、たとえば圧力による液体の移動、毛細管現象による液体の移動、遠心力による液体の移動、などがある。図１では、送液装置５００側に設置された貯留部６００に付与される圧力によって、貯留部６００内の第２液体２０が検体処理チップ１００側に移動され、第２送液口１３２を介して流路１１０内に送液される。圧力は、送液装置５００から貯留部６００に供給される。第２液体２０を移動させるための圧力は、液圧でもガス圧または空気圧でもよい。第２液体２０は、貯留部６００内から押し出され、送液装置５００と第２注入口１３１とを接続する送液管５２２を介して供給される。
第１ウェル１２０から送液される第１液体１０と、第２ウェル１３０を介して送液される第２液体２０とが、流路１１０に流入する。第１液体１０と第２液体２０とは、合流して同じ流路１１０内を流れる。その結果、流路１１０内に、第１ウェル１２０から送液された第１液体１０と、第２ウェル１３０から送液された第２液体２０とを含む流体が形成される。第１液体１０と第２液体２０との送液に伴って、検体処理チップ１００における検体処理の一部または全部が実施される。検体処理は、たとえば検体と試薬とを混合する工程、検体と試薬とを反応させる工程、エマルジョン状態の流体を形成する工程、エマルジョンを解乳化する工程、検体に含まれる不要成分を検体から分離して洗浄する工程、などを含む。
このように、検体処理チップ１００には、第１液体１０を注入するための第１注入口１２１や、第２液体２０が送液される第２注入口１３１が、外部に露出する形態で設けられる。第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０は、検体処理チップ１００に１または複数設けられる。第２注入口１３１も、検体処理チップ１００に１または複数設けられる。このため、検体処理チップ１００には、第１注入口１２１や第２注入口１３１などの液体を受け入れる領域が複数形成される。本実施形態では、検体処理チップ１００は、図２に示したように、第１注入口１２１と第２注入口１３１とを区別するための識別部１８０を備えている。
第１液体１０を注入する際、操作者は、識別部１８０を手がかりとして、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を、検体処理チップ１００の第２注入口１３１などの他の構造から識別できる。図１の例では、操作者は、識別部１８０によって、第２注入口１３１と、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１とを、区別できる。
以上のように、第１注入口１２１および第２注入口１３１が、第１送液口１２２および第２送液口１３２よりも大きい場合、操作者により注入場所の入れ間違いが起こりやすい。しかし、本実施形態の検体処理チップ１００では、上記の構成によって、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を識別するための識別部１８０によって、第１液体１０の注入位置を他の第２注入口１３１から区別して認識することができる。そのため、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。以上の結果、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
（送液方法）
本実施形態の送液方法について説明する。本実施形態の送液方法は、液体が流入する流路１１０を備える検体処理チップ１００に送液を行うための送液方法である。送液方法は、（Ａ）液体が流入する流路１１０を備える検体処理チップ１００に送液を行うための送液方法であって、検体処理チップ１００に設けられた、識別部１８０が付与された第１ウェル１２０の第１注入口１２１から注入器具７００を用いて第１液体１０を注入し（図２参照）、
（Ｂ）第１注入口１２１を介して注入された第１液体１０を、第１注入口１２１より径が小さい第１ウェル１２０の第１送液口１２２から送液装置５００により流路１１０に送液し、
（Ｃ）検体処理チップ１００に設けられた、識別部１８０が付与されていない第２ウェル１３０の第２注入口１３１を介して、送液装置５００から第２液体２０を送液し、
（Ｄ）第２注入口１３１より径が小さい第２ウェル１３０の第２送液口１３２から、第２ウェル１３０に送液された第２液体２０を流路１１０に送液し、第１送液口１２２から送液される第１液体１０と、第２送液口１３２を介して送液される第２液体２０とを含む流体を、流路１１０内で形成する。
（Ａ）第１液体１０の第１注入口１２１への注入は、（Ｂ）第１液体１０の流路１１０への送液に先だって行われる。（Ｂ）第１液体１０の流路１１０への送液と、（Ｃ）第２注入口１３１への第２液体２０の送液とは、どちらが先に行われてもよい。送液の順番は、検体処理の内容に応じて設定される。（Ｂ）第１液体１０の流路１１０への送液と、（Ｃ）第２注入口１３１への第２液体２０の送液との結果、（Ｄ）第１液体１０と第２液体２０とを含む流体の形成が行われる。
第１注入口１２１および第２注入口１３１が、第１送液口１２２および第２送液口１３２よりも大きい場合、操作者により注入場所の入れ間違いが起こりやすい。しかし、本実施形態による検体処理チップの送液方法では、上記の構成によって、識別部１８０によって、第１液体１０の注入位置を他の第２注入口１３１から区別して認識することができる。そのため、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。以上の結果、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
（第２の実施形態）
上記実施形態とは異なる第２の実施形態を説明する。検体処理チップ１００は、送液装置５００に設置される検体処理チップ１００であって、第１液体１０と、第２液体２０とが流入する流路１１０と、第１ウェル１２０と、第２ウェル１３０と、第１注入口１２１と第２注入口１３１とを区別するための識別部１８０と、を備える。第１ウェル１２０は、操作者により第１液体１０が注入される第１注入口１２１を有する。第２ウェル１３０は、第１ウェル１２０と、送液装置５００から送液された第２液体２０が注入される第２注入口１３１を有する。第１注入口１２１と第２注入口１３１は、径が略同じ（図６、図２８参照）である。つまり、第１ウェル１２０と、第２ウェル１３０とで、開口径が略等しい。この実施形態では、第１注入口１２１および第２注入口１３１が、第１送液口１２２および第２送液口１３２と同じか、または小さくてもよい。
第１注入口１２１と第２注入口１３１との径が略同じ（図６、図２８参照）である場合、操作者により注入場所の入れ間違いが起こりやすい。しかし、第２の実施形態の検体処理チップ１００では、上記の構成によって、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を識別するための識別部１８０によって、第１液体１０の注入位置を他の第２注入口１３１から区別して認識することができる。そのため、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。以上の結果、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
（第３の実施形態）
上記実施形態とは異なる第３の実施形態を説明する。検体処理チップ１００は、送液装置５００に設置される検体処理チップ１００であって、第１液体１０と、第２液体２０とが流入する流路１１０と、第１ウェル１２０と、第２ウェル１３０と、第１注入口１２１と第２注入口１３１とを区別するための識別部１８０と、を備える。第１ウェル１２０は、直径（図２８の直径ｄ１１参照）が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である第１注入口１２１を有し、操作者により第１注入口１２１から第１液体１０が注入される。第２ウェル１３０は、直径（図２８の直径ｄ１３参照）が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である第２注入口１３１を有し、送液装置５００から送液された第２液体２０が注入される。この実施形態では、第１注入口１２１および第２注入口１３１が、第１送液口１２２および第２送液口１３２と同じか、または小さくてもよい。第１注入口１２１と第２注入口１３１との直径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で異なっていてもよい。
第１注入口１２１の直径と第２注入口１３１の直径とがいずれも２ｍｍ以上１５ｍｍ以下略同じである場合、操作者により注入場所の入れ間違いが起こりやすい。しかし、第３の実施形態の検体処理チップ１００では、上記の構成によって、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を識別するための識別部１８０によって、第１液体１０の注入位置を他の第２注入口１３１から区別して認識することができる。そのため、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。以上の結果、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
（第４の実施形態）
上記実施形態とは異なる第４の実施形態を説明する。検体処理チップ１００は、送液装置５００に設置される検体処理チップ１００であって、第１液体１０と、第２液体２０とが流入する流路１１０と、第１ウェル１２０と、第２ウェル１３０と、第１注入口１２１と第２注入口１３１とを区別するための識別部１８０と、を備える。第１ウェル１２０は、操作者により第１液体１０が注入される第１注入口１２１を有する。第２ウェル１３０は、送液装置５００から送液された第２液体２０が注入される第２注入口１３１を有する。第１注入口１２１と第２注入口１３１は、検体処理チップ１００の厚み方向における位置が略一致（図１参照）する。この実施形態では、第１注入口１２１および第２注入口１３１が、第１送液口１２２および第２送液口１３２と同じか、または小さくてもよい。第１注入口１２１と第２注入口１３１との直径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲外であってもよい。
第１注入口１２１と第２注入口１３１との、検体処理チップ１００の厚み方向における位置が略一致する場合、操作者により注入場所の入れ間違いが起こりやすい。しかし、第４の実施形態の検体処理チップ１００では、上記の構成によって、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を識別するための識別部１８０によって、第１液体１０の注入位置を他の第２注入口１３１から区別して認識することができる。そのため、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。以上の結果、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
次に、検体処理チップ１００の各部の構成例について詳細に説明する。
（第１液体）
第１ウェル１２０に保持させる第１液体１０は、検体処理チップ１００における検体処理に利用される液体であれば特に限定されない。
たとえば図２の例では、第１ウェル１２０は、生体由来の検体１１を含む第１液体１０を保持するように構成されている。これにより、生体由来の検体１１を、送液装置５００の送液管などを介することなく、検体処理チップ１００に設けられた第１ウェル１２０から直接、流路１１０に送液できる。その結果、異なる複数の検体処理チップ１００に対して、同じ送液装置５００による送液処理を繰り返し行う場合でも、検体１１のコンタミネーションが発生することを防止できる。そして、操作者が第１ウェル１２０に検体を含む第１液体１０を注入する際にも、識別部１８０によって液体注入位置の間違いを抑制することができるので、検体の注入間違いを効果的に抑制することができる。
生体由来の検体１１は、たとえば、患者から採取された体液や血液（全血、血清または血漿）などの液体、または、採取された体液や血液に所定の前処理を施して得られた液体などである。検体は、検体処理の対象成分として、たとえば、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）などの核酸、細胞および細胞内物質、抗原または抗体、タンパク質、ペプチドなどを含んでいる。たとえば対象成分が核酸である場合、血液などから所定の前処理によって核酸を抽出した抽出液が、生体由来の検体１１として用いられる。
検体処理チップ１００は、第１ウェル１２０を複数備えていてもよい。図３の例では、２つの第１ウェル１２０が設けられている。複数の第１ウェル１２０が設けられる場合、識別部１８０は、複数の第１ウェル１２０の第１注入口１２１を互いに識別するように設けられている。これにより、第１液体１０を注入すべき第１ウェル１２０が複数ある場合でも、操作者が、識別部１８０によって第１注入口１２１を第２注入口１３１などの他の構造から識別しつつ、各々の第１注入口１２１を互いに区別することができる。これにより、複数の第１ウェル１２０があって間違いやすい状況でも、第１注入口１２１に注入する液体を間違えることを抑制できる。なお、具体的な識別部１８０の構成例については、後述する。
複数の第１ウェル１２０が設けられる場合、各々の第１ウェル１２０は、異なる種類の液体を保持することができる。それぞれの第１ウェル１２０に保持された液体は、送液により流路１１０内で混合され、所定の検体処理に供される。図３の例では、複数の第１ウェル１２０は、第１液体１０を保持するための第１ウェル１２０ａと、検体処理チップ１００を用いた検体検査の検査項目に応じた成分３１を含有する第３液体３０を保持するための第１ウェル１２０ｂとを含む。これにより、検体検査の検査項目に応じた成分３１を、送液装置５００の送液管などを介することなく、検体処理チップ１００に設けられた第１ウェル１２０から直接、流路１１０に送液できる。その結果、異なる検査項目の検体検査を行う複数の検体処理チップ１００に対して、同じ送液装置５００による送液処理を繰り返し行う場合でも、検査項目に応じた成分３１のコンタミネーションが発生することを防止できる。そして、操作者が第１ウェル１２０に検査項目に応じた成分３１を含む第３液体３０を注入する際にも、識別部１８０によって液体注入位置の間違いを抑制することができるので、検査項目に応じた成分３１の注入間違いを効果的に抑制することができる。
検体検査の検査項目に応じた成分３１は、検体１１に含まれる対象成分や、検体処理の内容に応じて決定される。検体検査の検査項目に応じた成分３１は、たとえば検体１１に含まれる対象成分と特異的に反応する成分を含む。たとえば検体１１に含まれる対象成分がＤＮＡである場合、検体検査の検査項目に応じた成分３１は、ＰＣＲ増幅用のポリメラーゼやプライマーなどを含む。また、検体１１に含まれる対象成分が抗原または抗体である場合、検体検査の検査項目に応じた成分３１は、対象成分である抗原または抗体と特異的に結合する抗体や抗原などを含む。また、検体検査の検査項目に応じた成分３１は、たとえば検体１１に含まれる対象成分を担持する担体や、担体と対象成分とを結合させる物質などを含んでもよい。
（第２液体）
第２液体２０として用いる液体は、検体処理チップ１００における検体処理に利用される液体であれば特に限定されない。第１液体１０と比較して流路１１０への供給量が大きい液体であって、複数の検体処理チップ１００に対して送液処理を繰り返し実施する際に共通で利用される液体を用いる場合に、貯留部６００から第２液体２０として供給することが好ましい。
たとえば検体と試薬とを混合する工程や、検体と試薬とを反応させる工程では、検体を含む液体を第１液体１０とし、検体を含まない試薬を第２液体２０として用いる。エマルジョン状態の流体を形成する工程では、液滴を分散させる液媒体を第２液体２０として用いる。エマルジョンを解乳化する工程では、解乳化するための試薬を第２液体２０として用いる。検体に含まれる不要成分を検体から分離して洗浄する工程では、洗浄液などを第２液体２０として用いる。
複数種類の第２液体２０を、検体処理チップ１００に供給してもよい。図４に示した例では、第２注入口１３１は、送液装置５００の複数の貯留部６００に貯留された複数種類の第２液体２０の各々を、受け入れるように構成されている。送液装置５００は、複数の貯留部６００に貯留された複数種類の第２液体２０の各々を、共通の第２注入口１３１を介して流路１１０に送液する。これにより、複数種類の第２液体２０を送液するための第２注入口１３１を共通化できるので、複数種類の第２液体２０の各々を送液するために、個別に第２注入口１３１を設けずに済む。その結果、第２注入口１３１の数が抑制できるので、操作者が第２注入口１３１を第１注入口１２１と間違えることを抑制することができる。複数種類の第２液体２０は、流路１１０で混合されてもよいし、それぞれの第２液体２０が別々の目的のために別々のタイミングで送液されてもよい。
（回収用保持部）
なお、図３の例では、検体処理チップ１００が、流路１１０を通過した第１液体１０および第２液体２０を含む流体を保持するための回収用保持部１６０を備える。流路１１０内に移動された第１液体１０と第２液体２０とを含む流体が、流路１１０から回収用保持部１６０内に移動される。図３の例では、回収用保持部１６０が、第１ウェル１２０と同様の所定の容積を有する。回収用保持部１６０は、回収した液体を外部へ取り出すための開口１６１を有する。回収用保持部１６０が設けられる構成では、識別部１８０は、第１液体１０を注入すべき第１ウェル１２０と、回収用保持部１６０とを識別するように設けられる。図３では、識別部１８０の有無によって、識別部１８０が付与された第１ウェル１２０が、識別部１８０が付与されていない回収用保持部１６０から識別できる。
これにより、流路１１０を通過して検体処理チップ１００による検体処理が済んだ流体を、回収用保持部１６０に保持しておき、ピペッタなどの注入器具７００により開口１６１から容易に取り出すことができる。一方、回収用保持部１６０を備える分、操作者は回収用保持部１６０と第１ウェル１２０とを間違えやすくなるが、識別部１８０を備えることによって、容易に第１注入口１２１を識別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
（排出口）
また、図３の例では、検体処理チップ１００が、流路１１０から排液を排出するための排出口１５０を備える。排出口１５０からは、検体処理に伴って発生した排液が検体処理チップ１００の外部へ排出される。たとえば検体中で処理の対象となる成分を担体に担持させた後、流路１１０内に洗浄液を送液して不要物質を洗い流す処理を行う場合、排出口１５０から洗浄液が排出される。排出口１５０は、たとえば送液装置５００に接続され、送液装置５００によって排液が回収される。排出口１５０が設けられる構成では、識別部１８０は、第１液体１０を注入すべき第１ウェル１２０と、排出口１５０とを識別するように設けられる。図３では、識別部１８０の有無によって、識別部１８０が付与された第１注入口１２１が、識別部１８０が付与されていない排出口１５０から識別できる。
これにより、検体処理に伴って発生した排液を、排出口１５０を介して外部に排出できる。一方、排出口１５０を備える分、操作者は排出口１５０と第１注入口１２１とを間違えやすくなるが、識別部１８０を備えることによって、容易に第１注入口１２１を識別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
（検体処理チップの各部の構造例）
検体処理チップ１００では、たとえば送液装置５００との接続部分の構造を統一するなどのため、第１注入口１２１と第２注入口１３１などを構成する各部の構成とが、似通った形状になることがある。
たとえば図３の例では、検体処理チップ１００は、流路１１０が形成された本体部１０５を備える。第１注入口１２１および第２注入口１３１は、それぞれ、本体部１０５の表面から突出するように形成された筒状構造１７０の上端部に形成されている。
すなわち、第１ウェル１２０は、本体部１０５の表面から突出するように形成され、上端に第１注入口１２１が形成された筒状構造により構成されており、第２ウェル１３０は、本体部１０５の表面から突出するように形成され、上端に第２注入口１３１が形成された筒状構造により構成されている。これにより、第１ウェル１２０および第２ウェル１３０を本体部１０５の表面から突出させることにより、それぞれ送液装置５００と容易に接続することができる。また、送液装置５００との接続の際に、突出する筒状構造１７０の上端面とシール部材４０１とを密着させやすいので、接続部分において高い密閉度を容易に得ることができる。なお、第１ウェル１２０および第２ウェル１３０が同じように筒状構造１７０により構成されると、識別しにくくなるので、識別部１８０による識別が注入間違いを抑制するために効果的である。
また、図３の例では、第１注入口１２１と第２注入口１３１とが、検体処理チップ１００の表面に隣り合って並んで設けられている。これにより、第１注入口１２１と第２注入口１３１とを互いに近い位置にできるので、第１注入口１２１および第２注入口１３１の各々と送液装置５００との接続を容易に行える。一方、第１注入口１２１と第２注入口１３１とが隣り合うことにより、操作者にとっては区別しにくくなるが、識別部１８０を備えることによって、容易に第１注入口１２１を識別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。なお、図３の例では、排出口１５０が、第２注入口１３１と同様の筒状構造１７０に設けられている。また、回収用保持部１６０が、第１ウェル１２０と同様の筒状構造１７０により構成されている。
また、図３の例では、複数の第１ウェル１２０のそれぞれの第１注入口１２１は、検体処理チップ１００の厚み方向における位置が略一致する。図３の例では、第１ウェル１２０が筒状構造１７０により構成されているので、筒状構造１７０の上端面の、本体部１０５からの突出高さが等しい。そのため、複数の第１注入口１２１の厚み方向における位置が略一致している。これにより、複数の第１注入口１２１の厚み方向における位置が揃うので、送液のための送液装置５００と複数の第１注入口１２１との接続を容易に行える。一方、第１注入口１２１同士で高さが一致するため、操作者にとっては識別しにくくなるが、識別部１８０を備えることによって、容易にそれぞれの第１注入口１２１を区別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
また、図３の例では、複数の第１ウェル１２０は、平面視における外形形状が互いに略一致するかまたは相似した形状を有する。図３の例では、それぞれの第１ウェル１２０が円形の外形形状を有し、外径も略同一に形成されている。そのため、外形形状が互いに略一致する。それぞれの第１ウェル１２０は、たとえば外径が異なるが、同じ円形形状であってもよく、その場合にはそれぞれの第１ウェル１２０が相似した形状を有する。
これにより、複数の第１ウェル１２０の平面形状が略一致または相似するので、送液のための送液装置５００と複数の第１ウェル１２０との接続を容易に行える。すなわち、送液装置５００との接続用のコネクタ形状などが統一できる。一方、第１ウェル１２０同士で平面形状が似るため、操作者にとっては第１注入口１２１を区別しにくくなる。これに対して、検体処理チップ１００が識別部１８０を備えることによって、容易にそれぞれの第１注入口１２１を区別でき、その結果、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
図５の例では、検体処理チップ１００は、流路１１０が形成された本体部１０５を備える。第１ウェル１２０および第２ウェル１３０は、それぞれ、本体部１０５の表面から突出するように形成され、上端に開口部が形成された筒状構造１７０により構成されている。第１ウェル１２０は、上端に第１注入口１２１が形成された筒状構造１７０により構成されている。第２ウェル１３０は、上端に第２注入口１３１が形成された筒状構造１７０により構成されている。第１注入口１２１および第２注入口１３１を送液装置５００と接続する際、筒状構造１７０の上端部を覆うようにコネクタ４００（図９参照）を配置し、シール部材４０１によって筒状構造１７０の上端部とコネクタ４００との間が封止される。第１ウェル１２０および第２ウェル１３０は、高さが異なっていてもよい。
図６の例では、第１ウェル１２０および第２ウェル１３０は、共に、本体部１０５の表面に開口部が形成され、本体部１０５の内側に窪む凹部１７１により構成されている。第１ウェル１２０および第２ウェル１３０は、このような凹部１７１によって構成されてもよい。第１ウェル１２０および第２ウェル１３０が同じように凹部１７１により構成されると、識別しにくくなるので、識別部１８０による第１注入口１２１の識別が、注入間違いを抑制するために特に効果的である。
図７の例では、第２注入口１３１は、流路１１０が形成された本体部１０５の表面に形成されている。
図８～図１０は、第１注入口１２１または第２注入口１３１と、送液装置５００とを接続するための構成の例を示している。第１注入口１２１または第２注入口１３１は、コネクタ４００を介して、送液装置５００と接続される。コネクタ４００は、開口部との接続部分を封止するためのシール部材４０１を有する。シール部材４０１は、たとえばＯリングやガスケットのような部材であり、可撓性を有する材質により構成される。コネクタ４００は、シール部材４０１の内周側の位置に開口するように、送液装置５００の圧力経路５１２や送液管５２６（図３参照）が設けられる。
図８は、第１ウェル１２０および／または第２ウェル１３０が、凹部１７１により構成された場合のコネクタ４００との接続例を示す。図８（Ａ）では、コネクタ４００は、凹部１７１の内周面に嵌るように形成された環状のシール部材４０１を有する。コネクタ４００を接続する際、図８（Ｂ）のように、環状のシール部材４０１の外周面が、凹部１７１の内周面と密着するように凹部１７１内に嵌り込む。これにより、第１注入口１２１または第２注入口１３１とコネクタ４００との接続部分が密閉される。
図９は、第１ウェル１２０および／または第２ウェル１３０が、筒状構造１７０により構成された場合のコネクタ４００との接続例を示す。図９（Ａ）では、コネクタ４００は、筒状構造１７０の外周面に嵌るように形成された環状のシール部材４０１を有する。コネクタ４００を接続する際、図９（Ｂ）のように、環状のシール部材４０１の内周面が、筒状構造１７０の外周面と密着するように筒状構造１７０がシール部材４０１の内周側に嵌り込む。これにより、第１注入口１２１または第２注入口１３１とコネクタ４００との接続部分が密閉される。筒状構造１７０の外周面がシール部材４０１に嵌り込むことによって、接続部分の密閉度を向上させることができる。
図１０は、第１ウェル１２０および／または第２ウェル１３０が筒状構造１７０により構成された場合の、コネクタ４００との他の接続例を示す。図１０（Ａ）では、コネクタ４００は、筒状構造１７０の上端面と接触するように形成された環状のシール部材４０１を有する。シール部材４０１は、筒状構造１７０の周壁部分の肉厚と同等かまたは大きい肉厚を有する。コネクタ４００を接続する際に筒状構造１７０に近づけると、環状のシール部材４０１の下端面が、筒状構造１７０の上端面と接触する。これにより、筒状構造１７０の上端面とシール部材４０１の下端面とが密着して接続部分が密閉される。筒状構造１７０の上端面の外周縁部に高い圧力がかかるので、接続部分の密閉度を向上させることができる。
図１０の例において、好ましくは、シール部材４０１が弾性体により形成されている。シール部材４０１が弾性体の場合、コネクタ４００を筒状構造１７０に接近させることで、図１０（Ｂ）のように、筒状構造１７０の上端面は、シール部材４０１の下端面にめり込むようにしてシール部材４０１を変形させ、密着する。これにより、接続部分の密閉度を向上させることができる。
（注入口）
第１注入口１２１および第２注入口１３１について、開口形状や開口面積は、特に限定されないが、少なくとも第１注入口１２１は、操作者が注入器具７００を用いて第１液体１０を注入できる形状に形成される。つまり、第１注入口１２１は、注入器具７００の先端部の外形形状よりも大きく形成され、注入器具７００の先端部を挿入できる。
第２注入口１３１については、送液装置５００から第２液体２０が送液されるので、必ずしも注入器具７００を用いて液体を注入できるような大きさでなくてもよい。しかし、識別部１８０によって第１注入口１２１と第２注入口１３１とを区別する本実施形態では、第２注入口１３１が第１注入口１２１と類似した大きさを有する場合に特に有効である。
図１１では、開口部の大きさの例を示す。第１注入口１２１は、直径（内径）ｄ１１を有し、第２注入口１３１は、直径（内径）ｄ１３を有する。図１１の例では、第１注入口１２１および第２注入口１３１は、共に、第１ウェル１２０の容量に対応した分注量を有する注入器具７００の先端部を挿入可能な開口形状を有する。これにより、第１注入口１２１および第２注入口１３１のいずれにも、注入器具７００を用いて液体注入ができてしまうので、注入間違いが発生しやすい。そのため、識別部１８０による第１注入口１２１の識別が、注入間違いを抑制するために特に効果的である。
具体的には、図１１（Ａ）は、第２注入口１３１が本体部１０５の表面に開口する例を示している。第２注入口１３１は、第１注入口１２１の内径ｄ１１よりも小さい内径ｄ１３を有するものの、注入器具７００の先端部を挿入可能な大きさを有する。図１１（Ｂ）は、第２注入口１３１が、筒状構造１７０からなる第２ウェル１３０に形成されている例を示している。第２注入口１３１は、第１注入口１２１の内径ｄ１１と概ね等しい内径ｄ１３を有し、注入器具７００の先端部を挿入可能な大きさを有する。図１１（Ｃ）は、第２注入口１３１が、凹部１７１からなる第２ウェル１３０に形成されている例を示している。第２注入口１３１は、第１注入口１２１の内径ｄ１１と概ね等しい内径ｄ１３を有し、注入器具７００の先端部を挿入可能な大きさを有する。
図１１の各例では、操作者が誤って第２注入口１３１に第１液体１０を注入するおそれがある。このような検体処理チップ１００では、識別部１８０による第１注入口１２１の識別によって注入間違いを抑制できるため、特に効果的である。一方、第２注入口１３１が注入器具７００の先端部を挿入し難いような小さい内径を有する場合、操作者は、第２注入口１３１が第１液体１０を注入すべき開口部でないと一見して理解する。したがって、第１注入口１２１以外に、注入器具７００の先端部を挿入できる大きさの開口部が存在しない検体処理チップについては、識別部１８０を設ける必要性がない。
注入器具７００の先端部を挿入可能な大きさの例として、たとえば、第１注入口１２１および第２注入口１３１は、共に、直径（ｄ１１、ｄ１３）が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。第１ウェル１２０および第２ウェル１３０の容量は、たとえば３０μＬ以上２ｍＬ以下である。開口径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下の場合に、一般的なピペッタなどの注入器具７００を用いて、第１液体１０を第１注入口１２１だけでなく第２注入口１３１にも注入できるため、操作者が注入位置を間違えるおそれがある。そのため、注入の際、識別部１８０によって、第１液体１０が誤って第２注入口１３１に注入されるのを効果的に抑制できる。開口径が１５ｍｍよりも大きい開口部は、検体処理チップ１００の構造としては大きすぎるため好ましくない。好ましくは、第１注入口１２１および第２注入口１３１は、共に、直径（内径）が５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。第１ウェル１２０および第２ウェル１３０の容量は、好ましくは２００μＬ以上８００ｍＬ以下である。これにより、微量検体を用いた検体処理を行うマイクロ流体チップに適した液体保持容量が得られる。より好ましくは、第１注入口１２１および第２注入口１３１は、共に、直径（内径）が５ｍｍ以上８ｍｍ以下である。第１ウェル１２０および第２ウェル１３０の容量は、好ましくは２００μＬ以上５００ｍＬ以下である。この場合、後述するように、９６ウェルマイクロプレートの標準規格に準拠した９ｍｍピッチの間隔でも、容易に第１注入口１２１および第２注入口１３１を配列することができる。また、たとえば、第１注入口１２１および第２注入口１３１は、共に、流路１１０において検体処理を行うチャネル１１１の断面積よりも大きい開口面積を有する。
（識別部）
識別部１８０は、注入対象の第１ウェル１２０を、第２注入口１３１などから識別できれば、どのようなものでもよい。識別部１８０は、注入対象の第１ウェル１２０を、視覚的に識別させるように構成されている。
図１２（Ａ）～図１２（Ｄ）では、識別部１８０は、検体処理チップ１００の表面１０２に付与された識別標識１８１を含む。ここで、検体処理チップ１００の表面１０２は、検体処理チップ１００を構成する構造すべての表面を含むものとする。つまり、検体処理チップ１００の表面１０２は、本体部１０５の表面を含む。第１ウェル１２０が筒状構造１７０により構成される場合、検体処理チップ１００の表面１０２は、筒状構造１７０の表面を含む。つまり、検体処理チップ１００の表面１０２は、検体処理チップ１００において外部に露出する面を全て含む。
識別部１８０は、たとえば、本体部１０５のうち、第１ウェル１２０が形成された表面と、同じ表面に設けられる。これにより、操作者が外部から識別標識１８１を視認するだけで、容易に第１注入口１２１を区別できるようになる。操作者が注入器具７００を用いて第１液体１０を第１ウェル１２０に注入する際には、第１ウェル１２０の第１注入口１２１側から検体処理チップ１００を見下ろすことになるため、表面１０２に設けられた識別標識１８１は操作者に視認しやすい。
検体処理チップ１００の表面１０２の識別部１８０は、たとえば、印刷、刻印、シール貼付などにより設けられる。すなわち、識別標識１８１は、印刷された標識、刻印された標識およびラベル標識の少なくともいずれかを含む。これにより、検体処理チップ１００に識別用の特別な構造を設ける必要がなく、容易に識別部１８０を設けることができる。識別標識１８１は、たとえば、文字、記号、図形、ピクトグラムなどの絵、矢印などのマークのいずれかを含みうる。
図１２（Ａ）の例では、識別標識１８１は、検体処理チップ１００の表面１０２に印刷された標識である。図１２（Ａ）では、識別標識１８１が、注入対象の第１注入口１２１を示すマーク（三角印）である。第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０が複数設けられる場合、複数の第１注入口１２１を互いに識別するように、互いに異なる識別部１８０を設けることができる。図１２（Ａ）では、識別標識１８１の色が異なる。三角形と四角形、円形など、マークの形状が異なっていてもよい。
図１２（Ｂ）の例では、識別標識１８１が、検体処理チップ１００の表面１０２に突起状または溝状に刻印された標識である。図１２（Ｂ）の例では、識別標識１８１が、注入対象の液体を示す文字である。第１ウェル１２０が複数設けられる場合、それぞれの第１注入口１２１に注入すべき第１液体１０を示す文字を付与できる。図１２（Ｂ）の例では、第１ウェル１２０ａに、注入すべき第１液体１０が検体を含んだ試料（Ｓａｍｐｌｅ）であることを示す頭文字「Ｓ」の識別標識１８１を付している。第１ウェル１２０ｂに、注入すべき第３液体３０が検査項目別の成分を含有する試薬（Ｒｅａｇｅｎｔ）であることを示す頭文字「Ｒ」の識別標識１８１を付している。
図１２（Ｃ）の例では、識別標識１８１が、検体処理チップ１００の表面１０２に貼付されたラベル標識である。図１２（Ｃ）では、識別標識１８１が、注入対象の液体を示すピクトグラム（絵）である。第１ウェル１２０が複数設けられる場合、それぞれの第１ウェル１２０の第１注入口１２１に注入すべき第１液体１０を示す絵を付与できる。図１２（Ｃ）の例では、第１ウェル１２０ａに、注入すべき第１液体１０が検体を含んだサンプルであることを示すピクトグラムの識別標識１８１を付している。第１ウェル１２０ｂに、注入すべき第３液体３０が項目別の試薬であることを示すピクトグラム（試薬瓶）の識別標識１８１を付している。
図１２（Ａ）～図１２（Ｃ）では、第１ウェル１２０が設けられる本体部１０５の表面に識別標識１８１を付与した例を示したが、図１２（Ｄ）の例では、識別標識１８１が、第１ウェル１２０を構成する筒状構造１７０の表面に付与されている例を示している。識別標識１８１は筒状構造１７０の外周面に付与されている。
図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）では、第１ウェル１２０の構造的な相違によって、識別部１８０が構成される例を示している。すなわち、識別部１８０は、第１ウェル１２０を構成する筒状構造１７０を含み、筒状構造１７０の外径ｄ１、平面形状および高さｈ１、の少なくともいずれかに基づいて、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１が識別できるように構成されている。これにより、第１注入口１２１と第２注入口１３１などの他の構造との構造上の差異に基づいて、操作者が第１注入口１２１を識別できるようになる。
図１３（Ａ）は、第１ウェル１２０の筒状構造１７０の外径ｄ１が、第２ウェル１３０の外径ｄ２および回収用保持部１６０の外径ｄ３と異なることにより、第１注入口１２１を第２注入口１３１および回収用保持部１６０から識別する識別部１８０が構成されている。図１３（Ａ）では、ｄ２＜ｄ１＜ｄ３の関係となっている。
図１３（Ｂ）は、第１ウェル１２０の筒状構造１７０の平面形状が、第２注入口１３１の平面形状および回収用保持部１６０の平面形状と異なることにより、第１注入口１２１を第２注入口１３１および回収用保持部１６０から識別する識別部１８０が構成されている。図１３（Ｂ）では、第１ウェル１２０の筒状構造１７０が矩形形状であるのに対して、第２注入口１３１および回収用保持部１６０の平面形状が円形状である。
図１３（Ｃ）は、第１ウェル１２０の筒状構造１７０の高さｈ１が、第２注入口１３１の高さｈ２および回収用保持部１６０の高さｈ３と異なることにより、第１注入口１２１を第２注入口１３１および回収用保持部１６０から識別する識別部１８０が構成されている。筒状構造１７０の高さとは、本体部１０５の表面から筒状構造１７０の上端面までの長さである。図１３（Ｃ）では、ｈ２＜ｈ１＜ｈ３の関係となっている。
図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）では、識別部１８０が検体処理チップ１００に付された色彩により構成される例を示している。すなわち、識別部１８０は、検体処理チップ１００に設けられた着色部１８２を含む。これにより、操作者が、検体処理チップ１００に付された色彩の相違に基づいて第１注入口１２１を識別することができる。色彩の相違は、視認しやすく、他の構造と一見して識別できる配色を容易に実現できるので、操作者にとって識別しやすい識別部１８０を設けることができる。
識別部１８０を構成する着色部１８２は、少なくとも第２注入口１３１を構成する部分や回収用保持部１６０などの他の構造とは異なる色彩を有する。色の相違は、第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０を他の構造から区別できる程度に異なっていればよい。たとえば検体処理チップ１００のうち、識別部１８０だけが所定の色に着色された着色部１８２を含み、識別部１８０以外の他の部分が無着色であってもよい。着色部１８２の色は、赤、青、黄、緑など、任意である。検体処理チップ１００は透明材料によって形成されていてもよく、透明でも着色部１８２を視覚的に認識できる。
図１４では、着色部１８２をハッチングにより示している。図１４（Ａ）は、第１ウェル１２０の全体が着色部１８２となっている例を示している。図１４（Ｂ）の左側の第１ウェル１２０ｂでは、筒状構造１７０の周壁部分のみが着色部１８２となっており、筒状構造１７０の内側の第１ウェル１２０ｂの底部に着色がされていない例を示す。図１４（Ｂ）の右側の第１ウェル１２０ａでは、第１ウェル１２０ａの底部のみが着色部１８２となっており、筒状構造１７０の周壁部分に着色がされていない例を示す。
着色部１８２は、筒状構造１７０などの表面に色素を塗布することにより形成してもよいし、筒状構造１７０を構成する材料中に色素を混入して筒状構造１７０を成形することにより形成してもよい。この他、本体部１０５における、第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０を含む範囲に着色部１８２を設けてもよい。なお、検体処理チップ１００のうち、第１ウェル１２０以外の部分に着色部１８２を設け、第１ウェル１２０には着色部１８２を設けないことにより、第１ウェル１２０を識別できるようにしてもよい。
図１２～図１４に示した識別部１８０は一例であり、図１２～図１４に示した識別部１８０のうち複数を組み合わせてもよい。
（検体処理チップの構成例）
図１５は、本実施形態の検体処理チップ１００の構成例を示す。検体処理チップ１００は、複数の流体モジュール２００と、基板３００とを含む。流体モジュール２００には、流路１１０が形成されている。基板３００上には、１または複数の流体モジュール２００が設置される。図１５の例では、対象成分を含む検体や試薬等が、流体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃを順次流れることにより、複数種類の流体モジュールの組み合わせに対応したアッセイが実行される。流体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、それぞれ、異なる種類の流体モジュールである。つまり、各々の流体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃにおいて、送液によって実施される検体処理工程が異なる。基板３００に設置する流体モジュール２００の組み合わせを変更することにより、組み合わせに応じた様々なアッセイが実施可能である。基板３００に設置する流体モジュール２００の数に制限はない。流体モジュール２００の形状が種類毎に異なっていてもよい。
流体モジュール２００と基板３００とによって、流路１１０を有する本体部１０５が構成されている。内部に流路１１０を有する本体部１０５を、単一材料により一体形成してもよい。第１ウェル１２０を筒状構造１７０により構成する場合、本体部１０５の表面に、さらに筒状構造１７０が設けられる。
図１６は、基板３００の構成例を示す。基板３００は、複数の基板流路３１０を有する。基板３００は、平板形状を有し、主表面である第１面３０１および第２面３０２（図１５参照）を有する。第２面３０２は、第１面３０１とは反対の面である。図１５では図中の基板３００の上面を第１面３０１としているが、第１面３０１が下面であってもよい。
基板３００の厚さｔは、たとえば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。これにより、流体モジュール２００に形成される流路１１０の流路高さ（およそ１０μｍ～５００μｍのオーダー）と比較して、基板３００を十分大きな厚みを有するように形成できる。その結果、容易に、基板３００に十分な耐圧力性能を確保できる。
基板流路３１０は、たとえば、所定のピッチで配置される。図１６の例では、各基板流路３１０は、縦方向のピッチＶ、横方向のピッチＨで配列されている。この場合、流体モジュール２００を、基板３００上にピッチ単位の任意の位置に配置して、流路１１０を任意の基板流路３１０に接続できる。そのため、流体モジュール２００の組み合わせを変更する場合でも、基板３００上に、流体モジュール２００を任意の組み合わせおよび任意の配列を容易に実現できる。
基板流路３１０は、たとえば、基板３００を厚み方向に貫通する貫通孔である。基板流路３１０は、流体モジュール２００の流路１１０と接続される他、検体処理チップ１００内に第１液体１０を供給するための第１ウェル１２０との接続部分や、検体処理チップ１００内に第２液体２０を供給するための第２注入口１３１との接続部分として構成される。たとえば、第１面３０１および第２面３０２の一方に、流路１１０を有する流体モジュール２００が設置され、第１面３０１および第２面３０２の他方に、第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０や第２注入口１３１が設けられる。基板流路３１０は、流体モジュール２００の流路１１０と、第１ウェル１２０および第２注入口１３１とを接続するように設けられる。
基板３００は、ガラスまたは樹脂材料などにより形成される。流体モジュール２００はたとえば樹脂材料により形成される。各流体モジュール２００は、たとえば、基板３００と固相接合により接続される。固相接合は、たとえば、接合面をプラズマ処理してＯＨ基を形成し、接合面同士を水素結合により接合する方法や、真空圧接などの方法を採用することができる。流体モジュール２００は、接着剤等によって基板３００と接続されてもよい。
一例として、基板３００は、たとえばポリカーボネート（ＰＣ）により構成される。流体モジュール２００は、たとえばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）により構成される。材料としては、たとえば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などを用いてもよい。
図１７の構成例では、検体処理チップ１００は、基板３００の第１面３０１に配置された流体モジュール２００ａ、２００ｂおよび２００ｃと、第２面３０２に配置された流体モジュール２００ｄおよび２００ｅとを備える。各流体モジュール２００は、基板３００の基板流路３１０を介して接続される。このように、検体処理チップ１００は、第１面３０１および第２面３０２の各々に流体モジュール２００を有していてもよい。
（単位流路構造）
図１８に示すように、検体処理チップ１００には、所定の処理工程を行う単位構造としての単位流路構造１０１が、並列的に複数配置されていてもよい。それぞれの単位流路構造１０１は、少なくとも、第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０、第２注入口１３１および流路１１０を含む。それぞれの単位流路構造１０１には、第１ウェル１２０が複数設けられていてもよいし、排出口１５０や回収用保持部１６０が設けられていてもよい。
図１８（Ａ）では、実質的に同等の単位流路構造１０１が、検体処理チップ１００に並んで形成されている。個々の単位流路構造１０１は、別々の流体モジュール２００により形成されていてもよいし、共通の流体モジュール２００に、複数の単位流路構造１０１が並んで配置されていてもよい。実質的に同等の単位流路構造１０１は、同一形状または同一の機能を有する流路１１０を備えている。実質的に同等の単位流路構造１０１は、第１液体１０および第２液体２０の送液により、同一種類の検体処理を行う。
図１８（Ｂ）では、互いに異なる種類の単位流路構造１０１が、検体処理チップ１００に並んで形成されている。個々の単位流路構造１０１は、別々の流体モジュール２００により形成されていてもよいし、共通の流体モジュール２００に、複数の単位流路構造１０１が並んで配置されていてもよい。互いに異なる種類の単位流路構造１０１は、それぞれ、異なる形状または異なる機能を有する流路１１０を備えている。互いに異なる種類の単位流路構造１０１は、第１液体１０および第２液体２０の送液により、異なる種類の検体処理を行う。
複数の単位流路構造１０１は、検体処理チップ１００において、図１８のように直線状に並んで配列されてもよいし、図１９に示すように縦横に並んで行列状に配列されてもよい。検体処理チップ１００が単位流路構造１０１を複数備える場合、複数の単位流路構造１０１によって、１つの検体処理チップ１００で複数の検体処理を並行して実施することができる。
ここで、検体処理チップ１００が単位流路構造１０１を複数備える場合、図１８や図１９に示したように、検体処理チップ１００には複数の第２注入口１３１や複数の第１ウェル１２０が設けられるため、操作者が注入位置を間違えやすくなる。そこで、検体処理チップ１００が単位流路構造１０１を複数備える場合、識別部１８０は、複数の単位流路構造１０１の各々における、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を識別するように構成されている。これにより、識別部１８０によってそれぞれの第１注入口１２１を認識することができるので、液体の注入間違いを抑制することができる。
識別部１８０は、複数の単位流路構造１０１に含まれる第１ウェル１２０の各々について、図１２～図１４に示したような形態で、個別に設けることができる。この他、図２０の例では、識別部１８０は、複数の単位流路構造１０１の第１ウェル１２０を一括して識別するように、複数の単位流路構造１０１に渡って設けられている。これにより、複数の単位流路構造１０１が設けられて構造が複雑な検体処理チップ１００において、どの位置に第１液体１０を注入すればよいかを複数の単位流路構造１０１についてまとめて把握できる。また、識別部１８０が複数の単位流路構造１０１に渡って設けられるため、容易に、識別部１８０を大きく、識別しやすくすることができる。これにより、液体の注入間違いを効果的に抑制することができる。
図２０では、識別部１８０は、単位流路構造１０１の配列方向に沿って延びる枠状の識別標識１８１である。具体的には、識別部１８０は、直線状に並んだＮ個の単位流路構造１０１の各第１ウェル１２０を取り囲むように、単位流路構造１０１の配列方向に沿って延びる枠状の識別標識１８１として構成されている。枠状の識別標識１８１によって複数の第１ウェル１２０を囲んで区画することにより、極めて容易に第１ウェル１２０と他の構造とを識別できる。
図２０では、各々の単位流路構造１０１には、複数の第１ウェル１２０が設けられている。すなわち、第１ウェル１２０は、生体由来の検体を含む第１液体１０を保持する第１ウェル１２０ａと、検体検査の検査項目に応じた成分を含有する第３液体３０を保持する第１ウェル１２０ｂとを含んでいる。そのため、識別部１８０は、第１液体１０に含まれる検体を示す「Ｓ」の文字を付与した識別部１８０ａと、第３液体３０からなる項目別試薬を示す「Ｒ」の文字を付した識別部１８０ｂと、を含んでいる。これにより、各々の単位流路構造１０１の第１液体１０を保持する第１ウェル１２０ａと、第３液体３０を保持する第１ウェル１２０ｂとを一括して、互いに識別できる。
図２０に示すｎ個の単位流路構造１０１を備えた検体処理チップ１００は、様々な利用態様が可能である。たとえば、図２１（Ａ）では、複数のサンプルに対して、同一の検査項目の検体処理を並行して実施する例を示している。図２１（Ａ）では、ｎ個の第１ウェル１２０ａに対して、サンプル番号１～ｎのそれぞれ異なる検体を含む第１液体１０が注入される。たとえばｎ人の被検者からそれぞれ採取された検体を含む第１液体１０が、第１ウェル１２０ａにそれぞれ注入される。そして、ｎ個の第１ウェル１２０ｂに対しては、試薬番号１の同じ検査項目の成分を含有する第３液体３０がそれぞれ注入される。送液装置５００による送液後、ｎ個の回収用保持部１６０は、検査項目に応じた同一の検体処理がそれぞれ行われたｎ人分のサンプルをそれぞれ収容することになる。このようにして、ｎ人分の検体に対して、同一の検査項目の検体処理が検体処理チップ１００により並行して実施できる。
図２１（Ｂ）では、同一のサンプルに対して、複数の検査項目の検体処理を並行して実施する例を示している。図２１（Ｂ）では、ｎ個の第１ウェル１２０ａに対して、それぞれサンプル番号１の同一の検体を含む第１液体１０が注入される。そして、ｎ個の第１ウェル１２０ｂに対しては、試薬番号１～ｎのそれぞれ異なる検査項目の成分を含有する第３液体３０が、それぞれ注入される。送液装置５００による送液後、ｎ個の回収用保持部１６０は、同一の検体について、ｎ種類の検査項目に応じた検体処理がそれぞれ行われたサンプルをそれぞれ収容することになる。このようにして、１人分の検体に対して、ｎ種類の検査項目の検体処理が単一の検体処理チップ１００により並行して実施できる。
（ウェルの配列間隔）
第１ウェル１２０を複数備える場合、複数の第１ウェル１２０は、同じピッチＰＲで配置されることが好ましい。図２２では、複数の第１ウェル１２０が、所定のピッチＰＲで配置されている。そのため、複数の第１ウェル１２０の各々の第１注入口１２１が、所定のピッチＰＲで配置されている。複数の第１ウェル１２０の各々は、直線状に並んで配列されており、配列方向におけるピッチＰＲが、略一定となっている。このように構成すれば、複数の第１ウェル１２０が規則的に並ぶので、複数の第１ウェル１２０が不規則な間隔で配列される場合と比べて、操作者による液体の注入作業を容易にすることができる。
図２２の例では、複数の第１ウェル１２０は、マイクロプレートにおけるウェル間のピッチを定めた標準規格に準拠したピッチＰＲで配置されている。マイクロプレートにおけるウェル間のピッチを定めた標準規格としては、上記の通り、ＡＮＳＩ／ＳＢＳ ４－２００４がある。ＡＮＳＩ／ＳＢＳ ４－２００４によって定められたウェル間ピッチは、９６ウェルのマイクロプレートで９ｍｍ、３８４ウェルのマイクロプレートで４．５ｍｍ、１５３６ウェルのマイクロプレートで２．２５ｍｍ、である。マイクロプレートはウェルが行列状に並ぶので、列同士のピッチ、行同士のピッチがあるが、いずれも上記寸法で共通である。
マイクロプレートのウェル間ピッチに対応して、標準規格に準拠したピッチで構成された多連ピペッタなどの注入器具が広く利用されている。複数の第１ウェル１２０が規格化されたピッチＰＲで配列されるので、図２３に示すように、標準規格に準拠した多連ピペッタなどの注入器具７００を用いて、複数の第１ウェル１２０にまとめて液体を注入できる。その結果、操作者による液体の注入作業をさらに容易にすることができる。
図２４は、標準規格に準拠したピッチＰＲで複数の第１ウェル１２０が配列された検体処理チップ１００の例を示している。図２４の検体処理チップ１００では、複数の第１ウェル１２０は、９６ウェルマイクロプレートにおけるウェル間のピッチに対応するピッチＰＲで配列され、配列方向において８個または１２個並んで設けられている。すなわち、各第１注入口１２１の間のピッチＰＲは９ｍｍである。９６ウェルマイクロプレートおよび、９６ウェルマイクロプレートに対応する注入器具７００は、特に広く利用されている。操作者は、広く利用されている９６ウェルマイクロプレートの標準規格に対応した注入器具７００を用いて、液体の注入作業をまとめて実施できるので、注入作業を効率化できる。
なお、図２４は、９６ウェルマイクロプレートの標準規格に準拠したピッチＰＲで、第１ウェル１２０のみならず第２注入口１３１や回収用保持部１６０を複数配列した例を示している。図２４では、１番～１２番の行番号、および、Ａ～Ｈの列番号で示した、１２行×８列の配列例を示している。たとえば、各行のＡ～Ｄ列で、１つの第２注入口１３１、２つの第１ウェル１２０および１つの回収用保持部１６０を有する単位流路構造１０１が構成され、各行のＥ～Ｈ列で、１つの第２注入口１３１、２つの第１ウェル１２０および１つの回収用保持部１６０を有する単位流路構造１０１が構成される。検体処理チップ１００は、１行あたり２つの単位流路構造１０１を有し、１２行で２４個の単位流路構造１０１を有する。各行、各列の間のピッチＰＲが共通で、９６ウェルマイクロプレートの標準規格に準拠した９ｍｍとなっている。図示は省略するが、第１ウェル１２０が横方向のＡ列～Ｈ列に８個並んでもよい。
このように、９６ウェルマイクロプレートのように第１ウェル１２０が８個または１２個並んで配列される構成では、第１注入口１２１や第２注入口１３１が密集して設けられ、外見上も似通ったものになり易く、操作者には識別しにくくなる。そのため、識別部１８０によって第１注入口１２１を識別できる本実施形態の検体処理チップ１００は、第１注入口１２１や第２注入口１３１が多数設けられる構成において特に効果的である。
なお、検体処理チップ１００では、複数の単位流路構造１０１のうち一部について、検体を含む第１液体１０に代えて、標準物質を含む液体を第１ウェル１２０に注入して、コントロール用の単位流路構造１０１として用いることができる。標準物質を含む液体を注入した単位流路構造１０１で処理された液体の処理結果により、検体を含む第１液体１０を注入した単位流路構造１０１での処理結果の信頼性を担保することができる。
図２５は、コントロール用の単位流路構造１０１を設けた検体処理チップ１００の例を示している。図２５では、行番号の１番～９番が、検体を含む第１液体１０を注入する検体処理用の単位流路構造１０１であり、１０番～１２番が、標準物質を含む液体を注入するコントロール用の単位流路構造１０１である。この場合、識別部１８０は、行番号の１番～９番について、検体を含む第１液体１０を注入する第１ウェル１２０ａと、検査項目に応じた成分を含有する第３液体３０を注入する第１ウェル１２０ｂとに、それぞれ設けられている。さらに、検体処理用の単位流路構造１０１とコントロール用の単位流路構造１０１とを識別するために、行番号の１番～９番のブロックと、１０番～１２番のブロックとを区分するように、ライン状の識別部１８０が設けられている。また、行番号の１０番～１２番について、標準物質を含む液体が注入される第１ウェル１２０に、コントロールであることを示す「Ｃ」の文字を辞した識別部１８０が設けられている。これにより、操作者は、それぞれの識別部１８０を手がかりに、第１液体１０、第３液体３０、標準物質を含む液体の各々を、間違えずに所定位置の第１ウェル１２０に注入することができる。
（試薬のプレパック）
図２６に示すように、複数の第１ウェル１２０が、生体由来の検体を含む第１液体１０を保持するための第１ウェル１２０ａと、検体処理チップ１００を用いた検体検査の検査項目に応じた成分を含有する第３液体３０を保持するための第１ウェル１２０ｂとを含む場合、識別部１８０は、少なくとも第１液体１０を保持するための第１ウェル１２０ａに設けられる。これにより、識別部１８０によって、検体を含む第１液体１０の注入位置を把握することができ、検体を含む第１液体１０の注入位置を操作者が間違えるのを抑制できる。
そして、第３液体３０を保持するための第１ウェル１２０ｂについては、検体処理チップ１００にプレパックしておいてもよい。すなわち、図２６では、第３液体３０を保持するための第１ウェル１２０ｂには、検査項目に応じた成分を含有する第３液体３０が予め封入されている。第１ウェル１２０ｂは、第３液体３０を保持するとともに、第１注入口１２１がシール性を有するフィルム１４５や栓部材（図示せず）などによって塞がれ、封止されている。これにより、作業者による第１ウェル１２０ｂへの第３液体３０の注入を省略することができる。そのため、第３液体３０を注入しないで済む分、液体を注入する際の作業の煩雑化を効果的に抑制することができる。また、第１ウェル１２０ｂには第３液体３０が予め封入されていることから、第１ウェル１２０ａとの識別も容易に行うことができ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
第１ウェル１２０ｂに第３液体３０が予め封入される構成では、図２７に示すように、送液装置５００の蓋５８０を閉じることによって、第１ウェル１２０ｂの封止が解除されて、送液装置５００と接続される構成とすることができる。図２７では、送液装置５００に、検体処理チップ１００を覆う蓋５８０が設けられる。蓋５８０には、第１ウェル１２０ｂを封止するフィルム１４５を貫通するための穿刺部材５８５が設けられ、蓋５８０が閉じられることによって、穿刺部材５８５がフィルム１４５を貫通する。フィルム１４５が破られることにより、第１ウェル１２０ｂが蓋５８０に設けられた圧力経路５１２と接続され、内部の第３液体３０を流路１１０側へ送液できるようになる。
変形例として、検体処理チップ１００に、第２注入口１３１を塞ぐフィルム１４５を設けてもよい。この場合、識別部１８０が、第２注入口１３１を塞ぐフィルム１４５を含む。操作者は、第１注入口１２１が識別部１８０によって塞がれていないことによって、第１注入口１２１を識別できる。また、第２注入口１３１が塞がれることで、第１液体１０の誤注入を防止できる。この場合、図２７のように、第２注入口１３１と接続されるコネクタ４００に穿刺部材５８５を設けて、接続時にフィルム１４５を貫通して送液できるようにすればよい。第２注入口１３１には第２液体２０が送液されるので、第２液体２０をプレパックするのではなく第２注入口１３１の内部は空の状態でよい。
なお、図２７の例では、送液装置５００のコネクタ４００を、第１注入口１２１および第２注入口１３１と一括して接続可能なマニホールドとして構成している例を示す。これにより、コネクタ４００を検体処理チップ１００に接続するだけで、第１注入口１２１および第２注入口１３１の各々を送液装置５００に接続できる。
図２７の例では、第１注入口１２１および第２注入口１３１は、検体処理チップ１００の厚み方向における位置が略一致する。すなわち、第１ウェル１２０および第２ウェル１３０が筒状構造１７０により構成されているので、筒状構造１７０の上端面の、本体部１０５からの突出高さが等しい。そのため、第１注入口１２１および第２注入口１３１の厚み方向における位置が略一致している。これにより、第１注入口１２１と送液装置５００との接続、第２注入口１３１と送液装置５００との接続を、検体処理チップ１００の厚み方向の同じ位置で行うことができる。そのため、送液装置５００に、第１注入口１２１用のコネクタ４００と、第２注入口１３１用のコネクタ４００とを含むマニホールドを設ける場合に、それぞれの接続部分をシールするためのシール部材４０１をシート状に形成することができ、接続を容易に行える。
図２８は、検体処理チップ１００の単位流路構造１０１の１つを示した構成例を示す。図２８の構成例では、検体処理チップ１００が、２つの第１ウェル１２０および１つの回収用保持部１６０と、第２注入口１３１が形成された１つの第２ウェル１３０と、排出口１５０が形成された１つの第２ウェル１３０とを含む。なお、図２８では識別部１８０の図示を省略している。第１注入口１２１は、収容する液体の量に応じた所定の容積を有するように、内径ｄ１１を有する。第１ウェル１２０は、上端部に第１注入口１２１を有し、下端部に流路１１０との接続部分１４０を有する。
第２ウェル１３０には、第１ウェル１２０の内径ｄ１１よりも小さい内径ｄ１２の液体通路が設けられている。第２ウェル１３０の上端部には、第２注入口１３１または排出口１５０が設けられ、下端部が流路１１０に接続されている。図２８の例では、第２ウェル１３０の外径は、第１ウェル１２０の外径と略等しい。第２ウェル１３０の上端部の第２注入口１３１または排出口１５０では、内径ｄ１２よりも大きな内径ｄ１３となるように内径が拡大されている。内径ｄ１３は、第１ウェル１２０の第１注入口１２１の内径ｄ１１と略等しい。
図２８の例では、第２ウェル１３０は、検体処理チップ１００の表面から突出しており、第２注入口１３１から第２送液口１３２までの距離は、第２ウェル１３０の高さより短い。つまり、第２ウェル１３０の高さ方向の中間位置（つまり、上端と下端との間のいずれかの位置）に、第２送液口１３２が設けられている。これにより、送液装置５００が第２注入口１３１を密閉した状態で注入した場合であっても、第２ウェル１３０に注入された液体を送液する場合、第２ウェル１３０中の空気を少なくすることができ、精度よく送液することができる。
また、図２８の例では、第１注入口１２１および第２注入口１３１は、径（内径ｄ１１、ｄ１３）が略同じであり、第２注入口１３１から第２送液口１３２までの距離は、第１注入口１２１から第１送液口１２２までの距離より短い。ここで、注入口から送液口までの距離は、ウェルの深さに相当する。したがって、第１ウェル１２０の方が、第２ウェル１３０よりも深い。第１注入口１２１および第２注入口１３１の径が略同じであるので、第１ウェル１２０の方が、第２ウェル１３０よりも容積が大きい。ここで、第１注入口１２１を密閉せずに操作者が液体を第１ウェル１２０に注入し、送液装置５００が第２注入口１３１を密閉した状態で注入した場合、第１ウェル１２０は、液体が注入された分、第１ウェル１２０内の空気を少なくできる一方、第２ウェル１３０はそのようにすることが難しい。しかし、このように構成することで、第２ウェル１３０中の空気を少なくすることができ、精度よく送液することができる。
流路１１０は、検体処理を行うためのチャネル１１１と、第１ウェル１２０および第２ウェル１３０との接続部分１４０とを含む。
検体処理を行うためのチャネル１１１（流路１１０）の断面積は、たとえば０．０１μｍ2以上１０ｍｍ2以下である。なお、流路１１０における断面積とは、流路１１０における液体の流通方向に直交する断面における断面積である。このように０．０１μｍ2以上１０ｍｍ2以下の小さい断面積の流路１１０が設けられる場合、流路１１０に送液するための第１注入口１２１や第２注入口１３１も小口径のものとなるため、相互に間違えやすくなる。そのため、識別部１８０による第１注入口１２１の識別が、注入間違いを抑制するために効果的である。好ましくは、チャネル１１１（流路１１０）は、断面積が０．０１μｍ2以上１ｍｍ2以下である。これにより、断面積が１ｍｍ2以下の流路１１０に送液するのに適した小口径の第１注入口１２１および第２注入口１３１を、識別部１８０によって区別できるので、注入間違いを抑制するために特に効果的である。より好ましくは、チャネル１１１（流路１１０）は、断面積が０．０１μｍ2以上０．２５ｍｍ2以下である。
上記検体処理チップ１００内に形成された流路１１０は、たとえば、高さが１μｍ以上５００μｍ以下であり、幅が１μｍ以上５００μｍ以下である。このように高さが１μｍ以上５００μｍ以下であり、幅が１μｍ以上５００μｍ以下の小さい流路１１０では、流路１１０に送液するための第１注入口１２１や第２注入口１３１も小口径のものとなるため、相互に間違えやすくなる。そのため、識別部１８０による第１注入口１２１の識別が、注入間違いを抑制するために効果的である。好ましくは、流路１１０は、高さが１μｍ以上２５０μｍ以下であり、幅が１μｍ以上２５０μｍ以下である。このように構成すれば、高さが２５０μｍ以下であり、幅が２５０μｍ以下の、より小さい流路１１０に送液するための第１注入口１２１や第２注入口１３１も、より小口径のものとなりやすいため、識別部１８０による第１注入口１２１の識別が、注入間違いを抑制するために特に効果的である。より好ましくは、流路１１０は、高さが１μｍ以上１００μｍ以下であり、幅が１μｍ以上１００μｍ以下である。
図２９および図３０に示すように、検体処理チップ１００には、送液装置５００に設置する際に利用される保持具またはアダプター、その他の付属品を備えていてもよい。たとえば、検体処理チップ１００は、送液装置５００との接続用のコネクタ４００を、付属品として備えていてもよい。
図２９では、検体処理チップ１００は、検体処理チップ１００を送液装置５００に設置するためのチップ保持具３５０を、付属品として備えている。図２９の例では、チップ保持具３５０は、左右に分割された一対の係合部３５１を含み、一対の係合部３５１を互いに近づける方向および離れる方向にスライド移動できるように構成されている。検体処理チップ１００は、一対の係合部３５１を互いに離れさせた状態で、係合部３５１の中央部に形成された凹状のチップ設置部３５２に設置される。
図３０に示すように、チップ設置部３５２に検体処理チップ１００が設置された状態で、一対の係合部３５１を互いに近づけると、検体処理チップ１００がチップ保持具３５０に固定される。すなわち、一対の係合部３５１を互いに近づけると、一対の係合部３５１の爪部３５１ａが検体処理チップ１００の上面側に移動して、検体処理チップ１００がチップ設置部３５２から外れないように検体処理チップ１００に係合する。係合状態では、一対の係合部３５１の間の間隔（すなわち、チップ設置部３５２の寸法）が検体処理チップ１００の寸法にほぼ一致し、チップ保持具３５０の内部で検体処理チップ１００が動かないように保持される。
チップ保持具３５０を設ける場合、識別部１８０は、図３０のようにチップ保持具３５０に付与してもよい。ただし、この場合、検体処理チップ１００をチップ保持具３５０に設置していない状態では操作者が識別部１８０を利用できないので、検体処理チップ１００をチップ保持具３５０に設置した状態で第１液体１０の注入を行う必要がある。そのため、検体処理チップ１００単独でも識別部１８０を利用して第１液体１０の注入を行えるようにするには、識別部１８０を検体処理チップ１００の本体に直接設けるのが好ましい。
［送液装置の概要］
次に、図３１を参照して、本実施形態の送液装置の概要について説明する。
送液装置５００は、液体が流入する流路１１０を備える検体処理チップ１００に送液を行う送液装置である。検体処理の内容は、検体処理チップ１００の構造により決まる。そのため、送液装置５００は、使用する検体処理チップ１００の種類によって、異なる種類の検体処理を行うための送液を実施することが可能である。
送液装置５００は、第１送液機構５１０と、第２送液機構５２０と、検体処理チップ１００が設置される設置部５５０とを備える。第１送液機構５１０および第２送液機構５２０は、圧力源となるポンプ、圧力を供給するための配管、送液を制御するためのバルブなどを含んで構成しうる。
第１送液機構５１０は、検体処理チップ１００の第１ウェル１２０に形成された第１注入口１２１を介して第１ウェル１２０に注入された第１液体１０を、第１ウェル１２０に形成された、第１注入口１２１より小さい第１送液口１２２から流路１１０に送液する。第１送液機構５１０は、空気圧または液圧による圧力、検体処理チップ１００を回転させることによる遠心力、または毛細管現象などによって、第１液体１０を送液する。たとえば、第１送液機構５１０は、注入器具７００（図２参照）によって第１液体１０が注入された第１ウェル１２０に圧力を付与することによって、第１液体１０を流路１１０に送液する。図３１の構成例では、第１ウェル１２０にコネクタ４００が取り付けられ、第１送液機構５１０と第１ウェル１２０の内部とが接続される。コネクタ４００は、第１ウェル１２０の第１注入口１２１を封止する。第１送液機構５１０は、コネクタ４００を介して、第１ウェル１２０の第１注入口１２１側から圧力を供給して、第１液体１０を流路１１０側へ押し出す。第１液体１０は、圧力によって接続部分１４０を介して流路１１０内へ移動する。
第２送液機構５２０は、検体処理チップ１００の第２ウェル１３０に形成された第２注入口１３１を介して第２ウェル１３０に送液し、第２ウェル１３０に送液された第２液体２０を、第２ウェル１３０に形成された第２注入口１３１より小さい第２送液口１３２から流路１１０に送液する。第２送液機構５２０は、空気圧または液圧による圧力、検体処理チップ１００を回転させることによる遠心力、または毛細管現象などによって、第２液体２０を送液する。たとえば、第２送液機構５２０は、第２液体２０を貯留する貯留部６００に圧力を付与することによって、貯留部６００内の第２液体２０を、第２注入口１３１を介して流路１１０に送液する。図３１の構成例では、第２注入口１３１にコネクタ４００が取り付けられ、第２送液機構５２０と第２注入口１３１とが接続される。コネクタ４００は、第２注入口１３１を封止する。また、第２送液機構５２０は、貯留部６００の内部と流体的に接続される。第２送液機構５２０は、貯留部６００の内部に圧力を供給して、貯留部６００内の第２液体２０を第２注入口１３１へ移動させる。第２液体２０は、圧力によって、貯留部６００、第２注入口１３１を介して、流路１１０内へ移動する。
設置部５５０は、検体処理チップ１００に対応させた形状に形成され、検体処理チップ１００を支持する。設置部５５０は、検体処理チップ１００の流路との接続や、検体処理チップ１００内での各種処理工程に用いる処理ユニットを設置するため、検体処理チップ１００の上方および下方の少なくとも一方を開放するような構造を有する。設置部５５０は、たとえば検体処理チップ１００の周縁部を支持する凹状あるいは枠状の構造とすることができる。検体処理チップ１００がチップ保持具３５０を備える場合、設置部５５０は、検体処理チップ１００が設置された状態のチップ保持具３５０を受け入れて支持するように構成される。ただし、チップ保持具３５０を用いる場合、検体処理チップ１００をチップ保持具３５０に設置する作業が必要になる。図３１の例では、設置部５５０は、検体処理チップ１００の本体部１０５を直接支持するように構成されている。これにより操作者の作業を簡素化することができる。
送液装置５００は、第１送液機構５１０および第２送液機構５２０による送液によって、流路１１０内に、第１液体１０と第２液体２０とを含む流体を形成する。すなわち、第１ウェル１２０から移動された第１液体１０と、第２注入口１３１を介して移動された第２液体２０とは、合流して同じ流路１１０内を流れる。第１液体１０と第２液体２０との送液に伴って、検体処理チップ１００における検体処理の一部または全部が実施される。
本実施形態の検体処理チップ１００の送液装置５００は、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００における、第１注入口１２１と第２注入口１３１とを区別するための識別機構５４０を備える。識別機構５４０は、たとえば、発光するインジケーター、画面表示、画像やナビゲーション光の投影、音声、またはこれらの組み合わせにより、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００のうち、どの位置に第１液体１０を注入すればよいかを操作者に識別させる。識別機構５４０は、検体処理チップ１００中の第１ウェル１２０の位置を操作者に認識させる。
第１注入口１２１および第２注入口１３１が、第１送液口１２２および第２送液口１３２よりも大きい場合、操作者により注入場所の入れ間違いが起こりやすい。しかし、本実施形態の送液装置５００では、上記の構成によって、第１注入口１２１と第２注入口１３１とを区別するための識別機構５４０によって、第１液体１０の注入位置を他の第２注入口１３１から区別して認識することができる。そのため、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。以上の結果、検体処理チップへ液体を注入する際に、作業の煩雑化を抑制しつつ、操作者による液体注入位置の間違いを抑制することができる。
図３１の構成例では、第１送液機構５１０は、第１ウェル１２０に圧力を付与するための第１圧力源５１１を含む。第２送液機構５２０は、貯留部６００に圧力を付与するための第２圧力源５２１を含む。第１送液機構５１０と第２送液機構５２０とが別々に圧力源を備え、独立して圧力を付与できる。
第１圧力源５１１および第２圧力源５２１としては、たとえばプレッシャーポンプ、シリンジポンプ、ダイアフラムポンプなど、各種のポンプを用いることができる。第１送液機構５１０と第２送液機構５２０とが共通の圧力源を有していてもよい。
図３１の構成例では、第１送液機構５１０は、第１圧力源５１１と第１ウェル１２０とを接続する圧力経路５１２を含む。第２送液機構５２０は、貯留部６００と第２注入口１３１とを接続する送液管５２２を含む。第１送液機構５１０は、第１圧力源５１１の圧力を、圧力経路５１２を介して第１ウェル１２０に供給する。第２送液機構５２０は、第２圧力源５２１の圧力によって、第２液体２０を貯留部６００から送液管５２２を介して第２注入口１３１へ移動させる。
圧力経路５１２および送液管５２２は、配管部材によって構成される。圧力経路５１２による圧力の伝達は、ガス圧、空気圧、または液圧を媒体として行うことができる。たとえば、第１圧力源５１１は、不活性ガスや空気などを圧力経路５１２に送り込み、第１ウェル１２０内に加圧供給する。第１圧力源５１１は、第１液体１０を加圧するための液媒体を第１ウェル１２０内に加圧供給してもよい。
図３１に示すように、貯留部６００には、様々な構成を採用することができる。貯留部６００は、送液装置５００の内部に配置されてもよいし、外部に配置されてもよい。たとえば、貯留部６００ａは、第２液体２０を収容する液体容器６１０である。送液装置５００は、液体容器６１０が設置される容器設置部５０５を備える。つまり、送液装置５００は、第２液体２０のボトルをそのまま利用して、検体処理チップ１００への送液を行う。
また、図３１の例では、貯留部６００ｂが、第２液体２０を収容する液体容器６１０であり、送液装置５００は、外部の液体容器６１０と第２送液機構５２０とを接続するための外部接続部５０６を備える。
図３１において、貯留部６００ｃは、送液装置５００内に設けられたチャンバである。第２液体２０は、液体容器６１０からチャンバ内に移し替えられることにより、送液装置５００にセットされる。
第１送液機構５１０は、生体由来の検体１１を含む第１液体１０を保持する第１ウェル１２０から、第１液体１０を流路１１０に送液する。これにより、生体由来の検体１１を装置内部に取り込むことなく、検体処理チップ１００に設けられた第１ウェル１２０から直接、流路１１０に送液できる。その結果、異なる複数の検体処理チップ１００に対して、同じ送液装置５００による送液処理を繰り返し行う場合でも、検体１１のコンタミネーションが発生することを防止できる。そして、操作者が第１ウェル１２０に検体１１を含む第１液体１０を注入する際にも、識別機構５４０によって液体注入位置の間違いを抑制することができるので、検体１１の注入間違いを効果的に抑制することができる。
また、第１送液機構５１０は、第１液体１０を保持する第１ウェル１２０ａから第１液体１０を流路１１０に送液し、検体処理チップ１００を用いた検体検査の検査項目に応じた成分３１を含む第３液体３０を保持する第１ウェル１２０ｂから、第３液体３０を流路１１０に送液する。これにより、検体検査の検査項目に応じた成分３１を、送液装置５００の送液管などを介することなく、検体処理チップ１００に設けられた第１ウェル１２０から直接、流路１１０に送液できる。その結果、複数の検体処理チップ１００に対して、同じ送液装置５００による送液処理を繰り返し行う場合でも、検査項目に応じた成分３１のコンタミネーションが発生することを防止できる。そして、操作者が第１ウェル１２０に検査項目に応じた成分３１を含む第３液体３０を注入する際にも、識別機構５４０によって液体注入位置の間違いを抑制することができるので、検査項目に応じた成分３１の注入間違いを効果的に抑制することができる。
図３１の構成例では、第２送液機構５２０は、共通の第２注入口１３１に対して接続された複数の貯留部６００から、複数種類の第２液体２０の各々を、第２注入口１３１を介して流路１１０に送液する。これにより、複数種類の第２液体２０を共通の第２注入口１３１を介して検体処理チップ１００の流路１１０に送液できる。その結果、第２注入口１３１の数が抑制できるので、操作者が第２注入口１３１を第１注入口１２１と間違えることを抑制することができる。
たとえば図３２に示すように、第２送液機構５２０は、共通の第２注入口１３１に対するそれぞれの貯留部６００の接続を切り替えるバルブ５０７を含み、バルブ５０７を切り替えることにより、複数種類の第２液体２０の各々を、共通の第２注入口１３１を介して別々に流路１１０に送液する。
（識別機構）
図３３～図３５に示す例では、識別機構５４０は、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００における、第１注入口１２１の位置を示すための発光部５４１を含む。つまり、識別機構５４０は、インジケーターの点灯によって、操作者に第１注入口１２１の位置を識別させる。発光部５４１は、たとえばＬＥＤなどの発光素子により構成することができる。発光部５４１は、第１注入口１２１を他の第２注入口１３１とは区別して認識できるように、検体処理チップ１００における第１注入口１２１の配置位置に対応して設けられる。これにより、操作者は、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００の第１注入口１２１を、発光部５４１の光を手がかりに第２注入口１３１などの他の構造から識別することができる。そのため、操作者が外部から発光部５４１を視認するだけで、容易に第１注入口１２１を区別できるようになる。
図３３の例では、発光部５４１は、設置部５５０の周囲の第１注入口１２１に対応する位置に配置されている。発光部５４１は、検体処理チップ１００の周縁にそって、縦方向および横方向に並んで複数設けられている。複数の発光部５４１は、第１ウェル１２０と縦方向および横方向にそれぞれ並ぶ位置に設けられている。つまり、横方向に並ぶ発光部５４１が横方向の位置を表し、縦方向に並ぶ発光部５４１が縦方向の位置を表し、点灯する縦横の発光部５４１同士の交点位置によって、第１注入口１２１の位置を識別させることができる。これにより、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を操作者に分かり易く識別させることができる。各発光部５４１は、複数の点灯状態で発光できる構成でもよい。図３３では、各発光部５４１は、第１の色による点灯Ａ、第２の色による点灯Ｂと、消灯とを切り替え可能である。これにより、複数の第１注入口１２１を相互に識別できる。点灯状態は、発光色のほか、継続点灯と点滅とで区別可能であってもよい。
図３４の例では、発光部５４１は、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００の下方で第１注入口１２１と重なる位置に配置されている。発光部５４１は、上方の検体処理チップ１００の下面に向けて発光する。図３４の場合、検体処理チップ１００は、透明または透光性を有するものとする。これにより、図３５に示すように、第１注入口１２１や、第２注入口１３１の直下の位置から、第１注入口１２１や、第２注入口１３１を光らせるように光を照射することができる。第１注入口１２１の直下に位置する発光部５４１を点灯させることによって、第１注入口１２１あるいは第１ウェル１２０を光らせて外部から視認する操作者に識別させることができる。図３４の場合、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０が光るため、容易かつ確実に、操作者に対象となる第１注入口１２１を認識させることができる。
図３３および図３５の例では、発光部５４１が、所定のピッチＰＲで間隔を隔てて配列されている。そのため、検体処理チップ１００の第１注入口１２１、第２注入口１３１、回収用保持部１６０および排出口１５０が所定のピッチＰＲで配列される構成では、流路１１０の形状に応じて第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０の配置位置が図示した位置とは異なる場合でも、点灯する発光部５４１を切り替えるだけで、確実に第１注入口１２１の位置を示すことができる。そのため、様々な種類の検体処理チップ１００を同じ送液装置５００で扱うことができる。
図３６および図３７に示す例では、識別機構５４０は、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００における、第１注入口１２１の配置を表示する表示部５４２を含む。表示部５４２は、たとえば設置部５５０の近傍に設けられる。図３６では、表示部５４２は、設置部５５０に隣接する位置に設けられている。表示部５４２は、文字、図形、映像などの表示によって、第１注入口１２１の配置を操作者に識別させるように構成される。表示部５４２は、たとえば液晶ディスプレイなどにより構成できる。これにより、操作者が表示部５４２の表示を見るだけで、容易かつ確実に、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を操作者に認識させることができる。
図３６の例では、検体処理チップ１００に行番号（１番～ｎ番）および列番号（Ａ～Ｆ）が付されて、第１ウェル１２０が列方向（縦方向）に並んで配列されている。Ｃ列が第１液体１０を保持する第１ウェル１２０ａ、Ｂ列が第３液体３０を保持する第１ウェル１２０ｂである。表示部５４２は、列番号Ａ～Ｆを表示するとともに、第１液体１０を示す「Ｓ」の画像を列番号Ｃの上に表示し、第３液体３０を示す「Ｒ」の画像を列番号Ｂの上に表示する。これにより、操作者は、Ｃ列の第１ウェル１２０ａに第１液体１０を注入し、Ｂ列の第１ウェル１２０ｂに第３液体３０を注入すればよいことが一見して認識できる。
図３７の例では、検体処理チップ１００が複数の単位流路構造１０１を備えている。表示部５４２は、１つの単位流路構造１０１の画像を表示し、第１液体１０を注入すべき第１ウェル１２０ａ、および第３液体３０を注入すべき第１ウェル１２０ｂに対して、それぞれメッセージ付きの矢印を表示する。これにより、操作者は、表示部５４２の表示と設置部５５０上の検体処理チップ１００とを見比べて、それぞれの第１ウェル１２０の位置を視覚的に認識できる。
この他、設置部５５０に設置した状態の検体処理チップ１００の実物の撮像画像を表示して、操作者に第１ウェル１２０の位置を識別させてもよい。また、動画像によって、第１ウェル１２０の位置や、検体処理チップ１００を用いた検体処理の手順などを表示してもよい。音声によるナビゲーションをさらに追加してもよい。
図３３～図３７に示した各構成例では、検体処理チップ１００が複数の第１ウェル１２０を有する。第１送液機構５１０は、複数の第１ウェル１２０の各々に貯留された複数種類の第１液体１０から、複数種類の第１液体１０の各々を流路１１０に送液する。そして、識別機構５４０は、図３３～図３７に示した各構成例のように、複数の第１ウェル１２０の各々を操作者に互いに識別させるように構成されている。これにより、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１が複数ある場合でも、操作者が、識別機構５４０によって第１注入口１２１を第２注入口１３１などの他の構造から識別しつつ、各々の第１注入口１２１を互いに区別することができる。これにより、複数の第１注入口１２１があって間違いやすい状況でも、第１注入口１２１に注入する液体を間違えることを抑制できる。
（送液装置の構成例）
次に、送液装置５００の具体的な装置構成例を示す。図３８では、送液装置５００は、設置部５５０と、送液部５６０と、送液部５６０を制御する制御部５７０とを備える。
送液部５６０は、検体処理チップ１００に各種液体を送液する機能を有する。すなわち、送液部５６０は、第１送液機構５１０、第２送液機構５２０を少なくとも含む各送液機構を備えている。
制御部５７０は、検体処理チップ１００の構造に応じた所定の１または複数の処理工程が実施されるように、検体処理チップ１００内に検体および試薬などの各種液体を供給し、流路１１０に順次移送するように送液部５６０を制御する。
送液部５６０の制御は、たとえば、液体の供給経路に設けた流量センサや圧力センサなどにより、送液部５６０の供給圧力を制御することにより行う。図３８では、送液部５６０は、送液する液体のフローレートを計測する流量センサ５６１を備える。
図３８の構成では、流量センサ５６１は、送液を行う送液機構（第１送液機構５１０、第２送液機構５２０など）にフィードバックする。送液機構は、流量センサ５６１からのフィードバックに応じて、圧力を制御する。
流量センサ５６１は、制御部５７０にフィードバックしてもよい。制御部５７０は、流量センサ５６１により計測されたフローレートに基づいて、液体を移送するための送液部５６０の圧力を制御する。
各種処理工程に用いる処理ユニット５９０が送液装置５００に設置される場合、制御部５７０がそれらの処理ユニット５９０を制御してもよい。各種処理工程に用いるユニットは、たとえば、液体の温度を制御するヒーターユニットまたは冷却ユニット、液体に磁力を作用させる磁石ユニット、液体の撮像を行うカメラユニット、液体中の検体や標識の検出を行う検出ユニットなどである。これらの処理ユニット５９０は、検体処理チップ１００の流路１１０において処理工程を実施する際に作動するように構成される。
この他、送液装置５００は、表示部５７１、入力部５７２、および、読取部５７３などを備えることができる。表示部５７１には、制御部５７０により、送液装置５００の動作に応じた所定の表示画面が表示される。表示部５７１は、識別機構５４０としての表示部５４２と共通であってもよく、表示部５７１に第１注入口１２１の位置を表示してもよい。液体注入位置の表示用のサブの表示部５４２と、送液装置５００のメインの表示部５７１とを別々に設けてもよい。送液装置５００が外部のコンピュータ（図示せず）と接続され、コンピュータの表示部上に画面表示をしてもよい。入力部５７２は、たとえばキーボードなどからなり、情報入力を受け付ける機能を有する。読取部５７３は、たとえばバーコードや２次元コードなどのコードリーダ、ＲＦＩＤタグなどのタグリーダからなり、検体処理チップ１００に付与された情報を読み取る機能を有する。読取部５７３は、対象成分を含んだ検体を収容する検体容器（図示せず）などの情報も読み取り可能である。
このような装置構成により、制御部５７０が送液部５６０を制御して、検体処理チップ１００に対象成分を含む検体および試薬を、検体処理チップ１００内に送液させる。これにより、検体処理チップ１００において、検体処理チップ１００の流路構成に応じた１または複数の処理工程が実施される。
図３９は、送液装置５００の外観を示した模式図である。図３９において、送液装置５００は、設置部５５０に対応する蓋５８０を備える。蓋５８０は、装置本体５０１と接続されている。蓋５８０は、装置本体５０１から取り外し可能に取り付けられてもよい。箱状の装置本体５０１の上面に、設置部５５０が配置されている。蓋５８０は、閉じられることにより設置部５５０上の検体処理チップ１００を覆うとともに、開かれることにより検体処理チップ１００を設置部５５０上で外部に露出させる。
蓋５８０は、第１送液機構５１０および第２送液機構５２０と、検体処理チップ１００上の第１注入口１２１および第２注入口１３１の各々と、を流体的に接続するためのコネクタ４００を含む。すなわち、コネクタ４００は、検体処理チップ１００の第１注入口１２１との接続口や、第２注入口１３１との接続口を含んでいる。設置部５５０に設置された検体処理チップ１００の第１ウェル１２０および第２注入口１３１に対して、それぞれコネクタ４００を接続することにより、第１送液機構５１０による第１ウェル１２０への圧力供給、および第２送液機構５２０による第２注入口１３１への第２液体２０の送液が可能となる。
コネクタ４００は、蓋５８０に着脱可能に取り付けられてもよいし、蓋５８０に固定されていてもよい。コネクタ４００は、１つの第１注入口１２１または第２注入口１３１と接続されるように、複数設けられていてもよい。
図３９では詳細な図示を省略するが、単位流路構造１０１を複数チャンネル備えた検体処理チップ１００が、設置部５５０にセットされる。コネクタ４００は、蓋５８０の下面に設けられている。コネクタ４００は、複数チャンネルの単位流路構造１０１の各々に設けられた第１注入口１２１および第２注入口１３１に一括で接続可能なマニホールドとして構成されている。つまり、コネクタ４００は、検体処理チップ１００のチャンネル数分の複数の第１注入口１２１との接続口、および、チャンネル数分の複数の第２注入口１３１との接続口を、一体で含んでいる。蓋５８０を閉じることにより、コネクタ４００と、複数チャンネルの単位流路構造１０１の各々に設けられた第１注入口１２１および第２注入口１３１とが、一括で接続される。
このように、図３９の例では、蓋５８０は、設置部５５０に対して開閉可能に構成され、設置部５５０に対して蓋５８０が閉じられることにより、コネクタ４００が第１注入口１２１および第２注入口１３１の各々と接続される。図３９の例では、蓋５８０は、ヒンジ５８１により装置本体５０１と接続され、ヒンジ５８１を中心に回動することにより開閉される。
図４０では、識別機構５４０は、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００の第１注入口１２１を露出するように蓋５８０の一部に設けられた開口窓部５８２を含む。つまり、蓋５８０が検体処理チップ１００を覆った状態で、開口窓部５８２が、第１注入口１２１の形成位置だけを外部に露出させる。第２注入口１３１、回収用保持部１６０および排出口１５０は、蓋５８０により覆われたままとなる。操作者は、蓋５８０を閉じたままで、注入器具７００を用いて、開口窓部５８２を介して第１注入口１２１に液体を注入することができる。これにより、蓋５８０によって検体処理チップ１００を覆った状態で、開口窓部５８２から第１注入口１２１を露出させることにより、第１液体１０を注入すべき第１注入口１２１を操作者に認識させることができる。また、第２注入口１３１などの他の構造を蓋５８０によって覆うことにより、操作者が誤って第１注入口１２１以外に第１液体１０を注入してしまうことを防ぐことができる。
図４０の例では、識別機構５４０は、開口窓部５８２を開閉するための開閉部材５８３を含む。開閉部材５８３によって、第１液体１０を注入する時だけ開口窓部５８２を開放することができる。その結果、第１注入口１２１を露出させる開口窓部５８２を設ける場合でも、外部から異物などが入り込むのを防ぐことができる。
たとえば図４１に示すように、開閉部材５８３は、一端部が蓋５８０に対して回動可能に取り付けられ、開閉部材５８３を回動させることにより開口窓部５８２を開閉することができる。このほか、開閉部材５８３は、開口窓部５８２を開閉するようにスライド移動するシャッタ構造を有していてもよい。開口窓部５８２に開閉部材５８３を設けずに、開放されたままにしてもよい。
図４２は、流路１１０、第１注入口１２１を有する第１ウェル１２０および第２注入口１３１を含んだ単位流路構造１０１を複数チャンネル備えた検体処理チップ１００に送液する送液装置５００の構成例を示している。図４２では、検体処理チップ１００が１２チャンネル構成となっており、１２個の単位流路構造１０１を備える。
図４２の例では、第１送液機構５１０は、多連のシリンジ５１１ａと、多連のシリンジ５１１ａを一括して駆動するモータ５１１ｂとを含むシリンジポンプからなる第１圧力源５１１を備えている。第１送液機構５１０は、第１圧力源５１１の各シリンジ５１１ａと、それぞれ各チャンネルの第１ウェル１２０とを個別に接続する複数の（１２本）の圧力経路５１２を含む。各々の圧力経路５１２は、多方弁からなるバルブ５０７ａを介して、チャンネル毎に設けられた複数の第１ウェル１２０と接続されている。第１送液機構５１０は、バルブ５０７ａの切り替えと、第１圧力源５１１の駆動とにより、複数チャンネルの単位流路構造１０１の各第１ウェル１２０に圧力を一括で供給する。図４２では、第１圧力源５１１のシリンジ５１１ａはエア経路と接続されており、第１圧力源５１１は空気圧を供給する。
第２送液機構５２０は、多連のシリンジ５２１ａと、多連のシリンジ５２１ａを一括して駆動するモータ５２１ｂとを含むシリンジポンプからなる第２圧力源５２１を備えている。第２送液機構５２０は、第２圧力源５２１の各シリンジ５２１ａと、それぞれ各チャンネルの第２注入口１３１とを個別に接続する複数の（１２本）の送液管５２２を含む。第２送液機構５２０は、バルブ５０７ｂを含む外部接続部５０６を介して各貯留部６００と接続されている。第２送液機構５２０は、バルブ５０７ｂの切り替えによって送液する第２液体２０を切り替え、第２圧力源５２１の駆動とバルブ５０７ｃの切り替えにより、複数チャンネルの単位流路構造１０１の各第２注入口１３１に選択した第２液体２０を一括で送液する。
また、図４２では、各チャンネルの排出口１５０から流体を一括して回収容器６１１へ送液可能な第３送液機構５３０が設けられている例を示している。
（検体処理チップとの接続構造）
図４３は、設置部５５０に設置された検体処理チップ１００と、設置部５５０に対応する蓋５８０に設けられたコネクタ４００とを示す。図４３は、たとえば図４２に示した１２チャンネルの検体処理チップ１００における単位流路構造１０１の１つを示している。マニホールド型のコネクタ４００には、複数の送液管５２２および圧力経路５１２が設けられている。蓋５８０を閉じた状態では、送液管５２２および各圧力経路５１２と、検体処理チップ１００の第２注入口１３１および各第１注入口１２１とが、コネクタ４００を介して一括で接続される。
すなわち、図４３の例では、送液装置５００は、第１注入口１２１と接続する第１コネクタ４００ａと、第２注入口１３１と接続する第２コネクタ４００ｂとを含む蓋５８０を備える。第１注入口１２１は、第１コネクタ４００ａと接続するように構成されており、第２注入口１３１は、第２コネクタ４００ｂと接続するように構成されている。このように構成することで、ウェルとコネクタを接続する際に、多少の位置ずれを許容することができるため、ウェルとコネクタの位置づけを容易に行うことができる。
コネクタ４００は、バルブ５０７または流量センサ５６１を備えていてもよい。図４３のコネクタ４００内には、バルブ５０７および流量センサ５６１が設けられている。
コネクタ４００と第１ウェル１２０の上面との間、および、コネクタ４００と第２ウェル１３０の上面との間は、シール部材４０１によりシールされる。
図４３のように、蓋５８０あるいはコネクタ４００には、検体処理に用いる処理ユニット５９０を設けることができる。また、検体処理チップ１００が設置される設置部５５０にも、処理ユニット５９０を設けることができる。これらの処理ユニットは、流路１１０において行われる検体処理の内容に応じて設けられる。コネクタ４００および設置部５５０に処理ユニット５９０が設けられなくてもよい。
（送液の例）
次に、送液装置５００により実施される本実施形態の送液方法の例について説明する。図４４では、エマルジョン状態の流体を形成する工程を行う送液の例を示す。つまり、送液により、流路１１０内で、第２液体２０を分散媒とし、第１液体１０を分散質とするエマルジョン状態の流体を形成する。また、図４４は、エマルジョン形成に用いられる検体処理チップ１００を示す。
第１ウェル１２０に第１液体１０が保持される。第２注入口１３１は、送液装置５００側の貯留部６００に接続される。貯留部６００内に第２液体２０が収容されている。
エマルジョン状態の流体を形成する工程を行う場合、第２液体２０の流路１１０への送液を開始した後、第１液体１０の流路１１０への送液を開始し、第２液体２０の流れ中に第１液体１０を導入することにより、流路１１０内で、第２液体２０を分散媒とし、第１液体１０を分散質とするエマルジョン状態の流体を形成する。これにより、第２液体２０の流れの中に第１液体１０を導入することにより、効率よくエマルジョン状態を形成できる。
送液装置５００は、流路１１０内で、第２液体２０を分散媒とし、第１液体１０を分散質とするエマルジョン状態の流体を形成するように、第１送液機構５１０により第１ウェル１２０から第１液体１０を送液し、第２送液機構５２０により第２ウェル１３０から第２液体２０を送液する。これにより、検体処理チップ１００を用いて、第２液体２０中に第１液体１０の液滴５０を分散させたエマルジョン状態を形成することができる。ここで、第１液体１０の注入位置を間違えて、たとえば第１液体１０と第２液体２０との両方が第２注入口１３１から流入すれば、エマルジョン状態を形成できなくなる可能性がある。そのため、識別機構５４０によって、第１液体１０の注入位置の間違えを容易に予防することができる本実施形態の送液装置５００は、エマルジョン状態を形成する処理を行う検体処理チップ１００の送液に適している。
図４５は、第２液体２０中に第１液体１０の液滴５０を形成するための流路１１０の例を示している。図４４および図４５の例では、第１液体１０が生体由来の検体１１を含み、第２液体２０がオイル２１である。第１送液機構５１０は、生体由来の検体１１を含む第１液体１０を第１ウェル１２０への圧力付与により流路１１０に送液し、第２送液機構５２０は、オイル２１である第２液体２０を貯留部６００への圧力付与により流路１１０に送液する。送液によって、流路１１０内で第２液体２０中に第１液体１０が分散され、液滴５０となる。つまり、第２液体２０が分散媒となり、第２液体２０中に液滴５０として存在する第１液体１０が分散質となるエマルジョンが形成される。
図４５では、流路１１０は、互いに交差する第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとを備える。第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとを備える場合、流路１１０に設けられた互いに交差する第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとに第１液体１０と第２液体２０とをそれぞれ送液することによって、エマルジョン状態の流体を形成する。これにより、第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとの交差部分において第２液体２０の流れによるせん断力を第１液体１０に対して付与することにより、第２液体２０中に第１液体１０の液滴５０を分散させたエマルジョン状態を効率的に形成することができる。
図４５では、検体処理チップ１００は、第１チャネル１１１ａに送液された第１液体１０と、第２チャネル１１１ｂに送液された第２液体２０とによって、第２液体２０を分散媒とし、第１液体１０を分散質とするエマルジョン状態の流体を形成するように構成されている。第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとの交差部分１１２において、第１液体１０の流れに対して横切る方向に第２液体２０が流れる。第１液体１０は、交差部分１１２において第２液体２０の流れによって生じたせん断力によって、液滴状に分断される。その結果、第２液体２０中に第１液体１０の液滴５０が形成される。
このように、第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとの交差部分１１２において第２液体２０の流れによるせん断力を第１液体１０に対して付与することにより、第１液体１０の多数の液滴５０を連続的に効率よく生成して、エマルジョン状態を形成することができる。これにより、検体中の成分を１単位毎に分割して液滴５０中に収容することにより、１単位成分ごとの検体処理を検体処理チップ１００で実施できる。ここで、第１液体１０の注入位置を間違えて、たとえば第１液体１０と第２液体２０との両方が第２チャネル１１１ｂから流入すれば、交差部分１１２においてエマルジョン状態を形成できなくなる可能性がある。そのため、識別部１８０によって、第１液体１０の注入位置の間違えを容易に予防することができる本実施形態の検体処理チップ１００は、エマルジョン状態を形成する検体処理に適している。
送液装置５００は、第１送液機構５１０および第２送液機構５２０により、流路１１０に設けられた互いに交差する第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとに第１液体１０と第２液体２０とをそれぞれ送液することによって、流路１１０内で、第２液体２０を分散媒とし、第１液体１０を分散質とするエマルジョン状態の流体を形成する。これにより、第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとの交差部分１１２において第２液体２０の流れによるせん断力を第１液体１０に対して付与することにより、第２液体２０中に第１液体１０の液滴５０を分散させたエマルジョン状態を効率的に形成することができる。
図４５では、第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとは、互いに直交している。また、第２チャネル１１１ｂが、第１チャネル１１１ａの両側に一対設けられている。一対の第２チャネル１１１ｂにおける第２液体２０の流れが、第１液体１０の流れを挟み込むように交差部分１１２に流れ込むので、液滴５０を形成するためのせん断力が効率的に作用する。第１チャネル１１１ａと第２チャネル１１１ｂとの交差角度は、せん断力を大きくするために９０度に近いことが好ましく、例えば９０度±１０度の範囲としてよい。交差角度は、たとえば６０度以上１２０度以下の範囲でもよいし、４５度以上１３５度以下の範囲でもよい。第１液体１０の液滴５０と第２液体２０との混合液は、交差部分１１２から第１チャネル１１１ａとは反対側に延びる第３チャネル１１１ｃへ向けて流れる。
なお、交差部分１１２としては、図４６に示すように、３つのチャネル１１１によりＴ字状に形成されていてもよい。図４６の場合、第１チャネル１１１ａから第１液体１０が流入し、第２チャネル１１１ｂから第２液体２０が流入する。第２液体２０の流れのせん断力により、第１液体１０が第２液体２０中で液滴となり、エマルジョンが形成される。
流路１１０内に第１液体１０を流す際には、たとえば、第１液体１０を、０．１μＬ／分以上５ｍＬ／分以下の流量で検体処理チップ１００内の流路１１０に導入する。流量は、この範囲内で一定でもよいし、変動してもよい。これにより、このように構成すれば、０．１μＬ／分以上５ｍＬ／分以下の高い流量で第１液体１０を送液することにより、検体処理チップ１００による検体処理を効率的に行うことができる。好ましくは、第１液体１０を、０．１μＬ／分以上１ｍＬ／分以下の流量で検体処理チップ１００内の流路１１０に導入する。これにより、０．１μＬ／分以上１ｍＬ／分以下の高い流量で第１液体１０を送液することにより、ＩＶＤにおける高いスループットを実現することができる。より好ましくは、第１液体１０を、０．１μＬ／分以上２００μＬ／分以下の流量で検体処理チップ１００内の流路１１０に導入する。これにより、エマルジョン形成の際に、安定して液滴を形成することが可能である。
たとえば、エマルジョン状態の形成では、第１液体１０の分散質を６００個／分以上６億個／分以下の割合で形成する。送液装置５００は、第１送液機構５１０および第２送液機構５２０により、第１液体１０の分散質を６００個／分以上６億個／分以下の割合で形成する。これにより、６００個／分以上６億個／分以下の高効率で多数の分散質を効率よく形成できる。多数の分散質を形成するには、分散質である第１液体１０の流量を高くするのに加えて、分散媒である第２液体２０の流量をさらに高くする必要がある。第２送液機構５２０により貯留部６００から第２液体２０を直接流路１１０に送液する本実施形態の送液方法および送液装置５００では、検体処理チップ１００の構造上の制約を受けにくく、第２液体２０の液量を確保しやすい点、および第２液体２０の流量を高くしやすい点で好適である。好ましくは、エマルジョン状態の形成では、第１液体１０の分散質を３０００個／分以上１８００万個／分以下の割合で形成する。送液装置５００は、好ましくは、第１送液機構５１０および第２送液機構５２０により、第１液体１０の分散質を３０００個／分以上１８００万個／分以下の割合で形成する。これにより、３０００個／分以上１８００万個／分以下の高効率で多数の分散質を効率よく形成できる。さらに好ましくは、エマルジョン状態の形成では、第１液体１０を分散質を５０００個／分以上９００万個／分以下の割合で形成する。
また、エマルジョン状態の形成では、たとえば平均粒径が０．１μｍ以上５００μｍ以下の分散質を第１液体１０により形成する。送液装置５００は、第１送液機構５１０および第２送液機構５２０により、平均粒径が０．１μｍ以上５００μｍ以下の分散質を第１液体１０により形成する。平均粒子径は、光散乱法により測定された個数平均径を意味する。これにより、平均粒径が０．１μｍ以上５００μｍ以下の粒径の揃ったエマルジョンを効率よく形成することができる。好ましくは、エマルジョン状態の形成では、平均粒径が０．１μｍ以上２００μｍ以下の分散質を第１液体１０により形成する。このように構成すれば、バイオ測定に適した平均粒径が２００μｍ以下の分散質のエマルジョンを効率よく形成することができる。より好ましくは、エマルジョン状態の形成では、平均粒径が０．１μｍ以上１００μｍ以下の分散質の液滴を第１液体１０により形成する。
図４７は、検体を含んだ第１液体１０の液滴５０に対する検体処理を行う検体処理チップ１００の例を示す。図４７では、第１液体１０として供給される液滴５０が、検体中の対象成分としてＤＮＡを含み、かつ、試薬はＤＮＡをＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）によって増幅するための試薬を含む。増幅するための試薬は、ＤＮＡに応じたプライマーやポリメラーゼなどを含む。
図４７の例では、液体中に液滴５０が存在するエマルジョン状態の流体である第１液体１０を、第１ウェル１２０へ付与する圧力により流路１１０に送液する。また、流路１１０中でエマルジョンである第１液体１０を搬送するための第２液体２０を、貯留部６００に付与する圧力により、第２注入口１３１から流路１１０に送液する。ＰＣＲ工程を行う場合、第１液体１０の流路１１０への送液を行った後、第２液体２０の流路１１０への送液を開始し、第１液体１０を第２液体２０により押し出すように搬送する。流路１１０内で、第１液体１０が第２液体２０により搬送される。これにより、第１液体１０の分散質が流路１１０に滞留したり付着したりして残留するのを抑制できる。
図４７の場合、図４３に示した処理ユニット５９０として、流路１１０でＤＮＡをＰＣＲにより増幅するためのヒーター５９１が用いられる。ヒーター５９１は、検体処理チップ１００を加温する。流路１１０は、ヒーター５９１により形成される複数の温度ゾーンＴＺ１～ＴＺ３を複数回経由するような構造を有する。温度ゾーンＴＺは、３つ以外の他の数でもよい。チャネル１１１が各温度ゾーンＴＺ１～ＴＺ３を経由する回数は、サーマルサイクル数に対応する。
第１ウェル１２０から流路１１０へ導入された第１液体１０は、第２注入口１３１から送液される第２液体２０に押されて、流路１１０中を所定の速度で移動する。第１液体１０中で分散する液滴５０内のＤＮＡは、流路１１０を流れる過程で増幅される。増幅されたＤＮＡを含む液滴は、回収用保持部１６０に回収される。多数のＤＮＡ分子に対してまとめてＰＣＲ処理を行う場合と異なり、液滴５０中で増幅処理を行うことによって、１分子単位で区分された個々のＤＮＡを、個別に増幅することができる。
図４８では、エマルジョン状態の第１液体１０を解乳化する工程を行う送液の例を示す。たとえばエマルジョン形成の処理の後に、形成されたエマルジョン中の液滴５０を破壊する。液滴５０の破壊により、第１液体１０が解乳化される。図４８は、解乳化に用いられる検体処理チップ１００を示す。
図４８の例では、第１ウェル１２０は、生体由来の検体を含むエマルジョン状態の第１液体１０を保持するための第１ウェル１２０ａを含み、流路１１０は、第１液体１０と、第１液体１０を解乳化するための第２液体２０とを混合するためのチャネル１１１ａを含む。第１液体１０が、オイル中に水相の液滴５０が存在するエマルジョンである場合、解乳化するための第２液体２０には、アルコールや界面活性剤などを含む１または複数種類のエマルジョン破壊試薬が用いられる。第１液体１０と第２液体２０とは、チャネル１１１ａにおいて合流し、チャネル１１１ａを通過する過程で攪拌され、十分に混合される。第１液体１０と第２液体２０との混合によって、液滴５０の界面が破壊され、液滴５０内に収容されていた成分が流路１１０中に取り出される。図４８の例では、解乳化によって、検体処理チップ１００内で第１液体１０に含まれる液滴５０を破壊する処理を行える。ここで、第１液体１０の注入位置を間違えて、たとえば第１液体１０と第２液体２０とがチャネル１１１ａで十分に混合されない場合、解乳化が阻害される可能性がある。そのため、識別部１８０によって、第１液体１０の注入位置の間違えを容易に予防することができる本実施形態の検体処理チップ１００は、解乳化を行う検体処理に適している。
図４８の例において、第１送液機構５１０は、エマルジョン状態の流体である第１液体１０を、第１ウェル１２０から流路１１０に送液し、第２送液機構５２０は、第１液体１０を解乳化するための第２液体２０を、貯留部６００から第２注入口１３１を介して流路１１０に送液する。第１送液機構５１０および第２送液機構５２０による送液によって、流路１１０内に、第１液体１０と第２液体２０との混合液が形成される。これにより、解乳化によって、検体処理チップ１００内で第１液体１０に含まれる液滴５０を破壊する処理を行える。ここで、第１液体１０の注入位置を間違えて、たとえば第１液体１０と第２液体２０とがチャネル１１１で十分に混合されない場合、解乳化が阻害される可能性がある。そのため、識別機構５４０によって、第１液体１０の注入位置の間違えを容易に予防することができる本実施形態の送液装置５００は、解乳化処理を行う検体処理チップ１００の送液に適している。
図４８の例では、第１液体１０は、オイル２１中に、生体由来の検体１１、および検体１１と結合する担体を含む分散質が存在するエマルジョン状態の流体である。これにより、１単位成分ごとに検体処理が行われ、担体に担持された成分が液滴５０の状態で存在する第１液体１０から、解乳化により液滴５０内の成分を取り出して、流路１１０中でまとめて処理することができるようになる。
図４８の例では、さらに、解乳化された第１液体１０と、標識物質３２とを反応させる工程を行う。図４８の例では、第１ウェル１２０は、検体を検出するための標識物質３２を含む第３液体３０を保持するための第１ウェル１２０ｂを含む。流路１１０は、第２液体２０との混合により解乳化された第１液体１０と、第３液体３０とを混合するためのチャネル１１１を含む。第２液体２０との混合により解乳化された第１液体１０と、第１液体１０に含まれる検体１１を検出するための標識物質３２を含む第３液体３０とが、チャネル１１１内で混合される。混合により、検体１１中に含まれる対象成分と標識物質３２とが結合され、標識物質３２に基づく検出が可能となる。
標識物質３２は、検体１１中の対象成分と特異的に結合し、検出器により測定可能な物質である。標識としては、たとえば、酵素、蛍光物質、放射性同位元素などである。標識物質３２は、たとえば、対象成分であるＤＮＡに相補的なＤＮＡからなるプローブに、蛍光物質を結合させたものである。
これにより、１単位成分ごとに検体処理が行われた検体１１中の成分を標識物質３２により標識する処理を、流路１１０中で行うことができる。なお、標識物質３２は、ターゲットとなる成分によって異なるため、送液装置５００側の貯留部６００ではなく検体処理チップ１００の第１ウェル１２０ｂに第３液体３０を保持させることによって、複数の検体処理チップ１００に対する送液を同じ送液装置５００により行う場合の標識物質３２のコンタミネーションを防止できる。一方、第１液体１０を保持するための第１ウェル１２０ａに加えて第３液体３０を保持するための第１ウェル１２０ｂを設けることによって、第１液体１０および第３液体３０の注入位置が間違え易くなるのに対し、本実施形態では、識別部１８０によって、操作者が注入位置を間違えるのを抑制できる。
また、図４８の例において、第１送液機構５１０は、検体処理チップ１００に設けられた複数の第１ウェル１２０のいずれかに保持された第３液体３０を、流路１１０に送液する。送液装置５００は、第１送液機構５１０および第２送液機構５２０による送液によって、第２液体２０との混合により解乳化された第１液体１０と、第１液体１０に含まれる検体を検出するための標識物質を含む第３液体３０とを、流路１１０内で混合する。
これにより、１単位成分ごとに検体処理が行われた検体１１中の成分を標識物質３２により標識する処理を、検体処理チップ１００の流路１１０中で行うことができる。なお、標識物質３２は、ターゲットとなる成分によって異なるため、送液装置５００側の貯留部６００ではなく検体処理チップ１００の第１ウェル１２０に第３液体３０を保持させることによって、複数の検体処理チップ１００に対する送液を同じ送液装置５００により行う場合の標識物質３２のコンタミネーションを防止できる。一方、検体処理チップ１００が複数の第１ウェル１２０を備える場合、第１液体１０および第３液体３０の注入位置が間違え易くなるのに対し、本実施形態では、識別機構５４０によって、操作者が注入位置を間違えるのを抑制できる。
図４８では、接続部分１４０ａおよび接続部分１４０ｂから、第１液体１０および第３液体３０がそれぞれ流路１１０内に送液され、標識処理を行うための幅広のチャネル１１１ｂで互いに混合される。対象成分と標識物質との結合を促進するため、流路１１０の外部から熱や電界、磁界などを作用させてもよい。第１液体１０と第３液体３０とは、チャネル１１１ｂにおいて混合される。エマルジョン破壊試薬は、接続部分１４０ｃから送液される。
［検体処理チップを用いたアッセイの例］
次に、検体処理チップ１００を用いた具体的なアッセイの例を説明する。
（エマルジョンＰＣＲアッセイ）
上述の送液装置５００と検体処理チップ１００とを用いてエマルジョンＰＣＲアッセイを実施する例を説明する。
図４９は、エマルジョンＰＣＲアッセイのフローの例を示す。図５０は、エマルジョンＰＣＲアッセイにおける反応の進行過程を説明する図である。
ステップＳ１において、前処理により、血液等の試料からＤＮＡが抽出される（図５０（Ａ）参照）。前処理は、専用の核酸抽出装置を用いて行ってもよいし、送液装置５００に前処理機構を設けてもよい。
ステップＳ２において、抽出されたＤＮＡは、Ｐｒｅ－ＰＣＲ処理によって増幅される（図５０（Ａ）参照）。Ｐｒｅ－ＰＣＲ処理は、前処理後の抽出液に含まれるＤＮＡを、後続するエマルジョン作成処理が可能となる程度に予備増幅する処理である。Ｐｒｅ－ＰＣＲ処理では、抽出されたＤＮＡと、ポリメラーゼやプライマーを含むＰＣＲ増幅用の試薬とが混合され、サーマルサイクラによる温度制御によって、混合液中のＤＮＡが増幅される。サーマルサイクラは、混合液に対して、複数の異なる温度に変化させる１つのサイクルを複数回繰り返すサーマルサイクル処理を行う。
ステップＳ３は、対象成分である核酸（ＤＮＡ）と、核酸の増幅反応のための試薬と、核酸の担体との混合液を含む液滴を分散質として分散媒中に形成するエマルジョン形成工程である。核酸の増幅反応のための試薬は、ＤＮＡポリメラーゼなどのＰＣＲに必要な物質を含んでいる。ステップＳ３において、磁性粒子やポリメラーゼ等を含む試薬とＤＮＡとを包含するエマルジョンが形成される（図５０（Ｂ）参照）。ステップＳ３では、磁性粒子やポリメラーゼ等を含む試薬とＤＮＡとの混合液を内部に含む液滴が形成され、多数の液滴からなる分散質が分散媒中に分散される。液滴内に閉じ込められる磁性粒子は、表面に核酸増幅用のプライマーが付与されている。液滴は、磁性粒子とターゲットＤＮＡ分子とが液滴内にそれぞれ１個程度含まれるように形成される。分散媒は混合液に対して非混和性を有する。この例では、混合液は水系であり、分散媒は油系である。分散媒は、たとえば、オイルである。
ステップＳ４は、エマルジョン形成工程により形成された液滴中の核酸（ＤＮＡ）を増幅するエマルジョンＰＣＲ工程である。ステップＳ４において、サーマルサイクラによる温度制御によって、エマルジョンの各液滴内で、ＤＮＡが磁性粒子上のプライマーと結合し、増幅される（エマルジョンＰＣＲ）（図５０（Ｃ）参照）。これにより、個々の液滴内で、ターゲットＤＮＡ分子が増幅する。すなわち、各液滴内で核酸の増幅産物が形成される。増幅された核酸は、液滴内でプライマーを介して担体に結合する。
ステップＳ５は、エマルジョンＰＣＲ工程による核酸（ＤＮＡ）の増幅産物を担持した担体（磁性粒子）を含む液滴を破壊するエマルジョンブレーク工程である。言い換えると、ステップＳ５は、エマルジョンＰＣＲ工程後のエマルジョン状態の流体を解乳化する工程である。ステップＳ４において磁性粒子上でＤＮＡを増幅後、ステップＳ５において、エマルジョンが破壊され、増幅されたＤＮＡを含む磁性粒子が液滴から取り出される（エマルジョンブレーク）。エマルジョンの破壊には、アルコールや界面活性剤などを含む１または複数種類のエマルジョン破壊試薬が用いられる。
ステップＳ６は、エマルジョンブレーク工程における破壊により液滴から取り出された担体（磁性粒子）を集める洗浄工程である。ステップＳ６において、液滴から取り出された磁性粒子は、ＢＦ分離工程により洗浄される（１次洗浄）。ＢＦ分離工程は、増幅されたＤＮＡを含む磁性粒子を磁力によって集磁した状態で洗浄液中を通過させることにより、磁性粒子に付着した不要な物質を除去する処理工程である。１次洗浄工程では、たとえば、アルコールを含む洗浄液が用いられる。アルコールは、磁性粒子上の油膜を除去し、かつ、増幅された二本鎖ＤＮＡを一本鎖に変性させる。
ステップＳ７は、洗浄工程により集められた担体（磁性粒子）上の増幅産物と標識物質とを反応させるハイブリダイゼーション工程である。洗浄後、ステップＳ７において、磁性粒子上で一本鎖に変性したＤＮＡが、検出用の標識物質とハイブリダイズされる（ハイブリダイゼーション）（図５０（Ｄ）参照）。標識物質は、たとえば、蛍光を発する物質を含む。標識物質は、検出対象のＤＮＡに特異的に結合するように設計されている。
ステップＳ８において、標識物質と結合した磁性粒子は、ＢＦ分離工程により洗浄される（２次洗浄）。２次ＢＦ分離工程は、１次ＢＦ分離工程と同様の処理により行われる。２次洗浄工程では、たとえば、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）が洗浄液として用いられる。ＰＢＳは、ＤＮＡと結合しなかった未反応の標識物質（磁性粒子に非特異的に吸着している標識物質を含む）を除去する。
ステップＳ９において、ハイブリダイズされた標識物質を介して、ＤＮＡが検出される。ＤＮＡは、たとえば、フローサイトメーターで検出される。フローサイトメーターにおいて、標識物質と結合したＤＮＡを含む磁性粒子がフローセルを流れ、磁性粒子にレーザー光が照射される。照射されたレーザー光によって発せられた標識物質の蛍光が検出される。
ＤＮＡは、画像処理によって検出されてもよい。たとえば、標識物質と結合したＤＮＡを含む磁性粒子が平板スライド上に分散され、分散された磁性粒子がカメラユニットにより撮像される。撮像された画像に基づいて、蛍光を発している磁性粒子数がカウントされる。
以下では、エマルジョンＰＣＲアッセイを行うための流路１１０の構成例および送液方法の例を示す。以下に示す各流路１１０は、図５１に示すように単一の検体処理チップ１００に形成されていてもよいし、図４４、図４７および図４８などに示したように、別々の検体処理チップ１００に形成されていてもよい。異なる処理工程を実施するための流路１１０が単一の検体処理チップ１００に形成されている場合、送液装置５００は、単一の検体処理チップ１００で複数の処理工程をまとめて実施することができる。異なる処理工程を実施するための流路１１０が形成された複数の検体処理チップ１００を用いる場合、処理工程の順序に沿って、１番目の検体処理チップ１００への送液処理を実施し、処理後の試料を２番目の検体処理チップ１００の第１ウェル１２０へ注入し、２番目の検体処理チップ１００への送液処理を実施し、３番目以降も同様にする。このように検体処理チップ１００を順次交換して別々の検体処理工程を実施することにより、一連のエマルジョンＰＣＲアッセイを実施することができる。
〈Ｐｒｅ－ＰＣＲ〉
図５２は、Ｐｒｅ－ＰＣＲ処理を行う流路の構成例を示す。流路１１０Ａは、チャネル１１１と、試薬や検体を注入する接続部分１４０ａおよび１４０ｂと、液体を排出する接続部分１４０ｃとを有する。チャネル１１１は、液体の流速制御のため、たとえば菱形に成形されている。
流路１１０Ａは、たとえばポリカーボネートなどの耐熱性の高い材料により形成される。チャネル１１１の高さは、たとえば、５０μｍ～５００μｍに形成される。
たとえば、第１送液機構５１０により、第１ウェル１２０ａに接続する接続部分１４０ａから、前処理で抽出されたＤＮＡが第１液体１０として注入され、第１ウェル１２０ｂに接続する接続部分１４０ｂからＰＣＲ増幅用試薬が第１液体１０として注入される。ＤＮＡと試薬の混合液は、チャネル１１１を流れる過程で、ヒーター５９１により温度が制御される。温度制御によって、ＤＮＡと試薬が反応し、ＤＮＡが増幅される。増幅されたＤＮＡを含む液体は、接続部分１４０ｃを介して、隣接する流路１１０または回収用保持部１６０に移送される。
〈エマルジョン形成〉
図５３は、エマルジョン形成処理を行う流路１１０Ｂの構成例を示す。流路１１０Ｂは、チャネル１１１と、検体や試薬等の液体が注入される接続部分１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃと、液体が排出される接続部分１４０ｄとを有する。チャネル１１１は、少なくとも２つのチャネルが交差する交差部分１１２を有する。交差部分１１２を形成する各チャネルの幅は、数十μｍである。本実施例では、チャネルの幅は２０μｍである。なお、流路１１０Ｂには、接続部分１４０ｂ又は１４０ｃのいずれかのみが設けられてもよい。
流路１１０Ｂのチャネル１１１の高さは、たとえば１０μｍ～２０μｍである。オイルに対する濡れ性を良くするため、たとえば、チャネル１１１の壁面は疎水性の材料やフッ素により処理されている。流路１１０Ｂの材料は、たとえばＰＤＭＳやＰＭＭＡ等である。
たとえば、第１送液機構５１０により、Ｐｒｅ－ＰＣＲで増幅されたＤＮＡを含む第１液体１０が、第１ウェル１２０ａから接続部分１４０ｂへ送液される。第１送液機構５１０により、磁性粒子とＰＣＲ増幅用の試薬とを含む第３液体３０が、第１ウェル１２０ｂから接続部分１４０ｃへ送液される。接続部分１４０ｂと１４０ｃからそれぞれ注入された液体は、チャネル１１１中で混合され、交差部分１１２に流入する。磁性粒子の粒径は、たとえば、０．５μｍ－３μｍである。接続部分１４０ｂおよび１４０ｃに送液するために、第１送液機構５１０の第１圧力源５１１は、圧力Ｐ（１０００ｍｂａｒ≦Ｐ≦１００００ｍｂａｒ）を付加する。
たとえば、第２送液機構５２０により、エマルジョン形成用のオイルである第２液体２０が、第２注入口１３１と接続する接続部分１４０ａへ送液される。注入されたオイルは、チャネル１１１で複数の経路に分岐され、分岐された複数経路から交差部分１１２に流入する。接続部分１４０ａにオイルを送液するために、第２送液機構５２０の第２圧力源５２１は、圧力Ｐ（１０００ｍｂａｒ≦Ｐ≦１００００ｍｂａｒ）を付加する。
図４５に示したように、第１液体１０の混合液は、交差部分１１２においてオイルによって挟まれることにより生じたせん断力によって、液滴状に分断される。分断された液滴が交差部分１１２に流入したオイルに包まれることで、エマルジョンが形成される。エマルジョンとなった試料流は、接続部分１４０ｄを介して、隣接する流路１１０または回収用保持部１６０に移送される。
たとえば、ＤＮＡと試薬の混合液は、０．４μＬ／ｍｉｎ～７μＬ／ｍｉｎのフローレートで交差部分１１２に流入し、オイルは、１μＬ／ｍｉｎ～５０μＬ／ｍｉｎのフローレートで交差部分１１２に流入する。フローレートは、第２送液機構５２０が付加する圧力で制御される。たとえば、ＤＮＡと試薬の混合液を２μＬ／ｍｉｎ（約５２００ｍｂａｒ）、オイルを１４μＬ／ｍｉｎ（約８２００ｍｂａｒ）のフローレートでそれぞれ交差部分１１２に流入させることで、約１千万個／ｍｉｎの液滴が形成される。液滴は、たとえば約６０万個／ｍｉｎ～約１８００万個／ｍｉｎ（約１万個／ｓｅｃ～約３０万個／ｓｅｃ）の割合で形成される。
〈ＰＣＲ〉
図５４は、エマルジョンＰＣＲ処理を行う流路１１０Ｃの構成例を示す。流路１１０Ｃは、チャネル１１１と、液体が流入する接続部分１４０ａおよび１４０ｂと、液体が排出される接続部分１４０ｃとを有する。
流路１１０Ｃは、たとえばポリカーボネートのような耐熱性の高い材料で形成される。チャネル１１１の高さは、たとえば、５０μｍ～５００μｍに形成される。
チャネル１１１は、ヒーター５９１により形成される複数の温度ゾーンＴＺ１～ＴＺ３を複数回経由するような構造を有する。チャネル１１１が各温度ゾーンＴＺ１～ＴＺ３を経由する回数は、サーマルサイクル数に対応する。エマルジョンＰＣＲのサーマルサイクル数は、たとえば、４０サイクル程度に設定される。したがって、図５４では簡略化して図示しているが、チャネル１１１は、各温度ゾーンＴＺ１～ＴＺ３を４０回程度横切るように、サイクル数に応じた回数分の往復形状あるいは蛇行形状に形成される。
たとえば、第１送液機構５１０により、磁性粒子とＰＣＲ増幅用の試薬とを含む液滴５０と、オイルとのエマルジョンである第１液体１０が、第１ウェル１２０から接続部分１４０ａへ送液される。第２送液機構５２０により、第１液体１０を搬送するための第２液体２０が、第２注入口１３１を介して接続部分１４０ｂへ送液される。第１液体１０中のそれぞれの液滴５０内のＤＮＡは、チャネル１１１を流れる過程で増幅される。すなわち、図５０（Ｃ）に示したように、個々の液滴５０内で、ＤＮＡが増幅され、ＤＮＡの増幅産物がプライマーを介して磁性粒子３３に結合する。増幅されたＤＮＡを含む液滴５０を含んだ流体は、接続部分１４０ｃを介して、隣接する流路１１０または回収用保持部１６０に移送される。
〈エマルジョンブレーク〉
図５５は、エマルジョンのブレーク処理を行う流路１１０Ｄの構成例を示す。流路１１０Ｄは、複数の液体を混合する機能を有する。流路１１０Ｄは、チャネル１１１と、エマルジョンやエマルジョンブレーク用の解乳化するための試薬が流入する接続部分１４０ａ、１４０ｂおよび１４０ｃと、液体が排出される接続部分１４０ｄとを含む。
流路１１０Ｄは、たとえば、ポリカーボネートやポリスチレンのように耐薬品性の高い材料により形成される。チャネル１１１の高さは、たとえば、５０μｍ～５００μｍで形成される。
たとえば、第１送液機構５１０により、エマルジョンＰＣＲ工程を経たエマルジョンからなる第１液体１０が、第１液体１０を保持する第１ウェル１２０から接続部分１４０ｂへ送液される。第２送液機構５２０により、エマルジョンブレーク用の試薬を含む第２液体２０が、第２注入口１３１から接続部分１４０ａおよび１４０ｃへ送液される。一例として、たとえばエマルジョンからなる第１液体１０は、約２μＬ／ｍｉｎのフローレートで流路１１０Ｄに送液され、エマルジョンブレーク用の試薬は、約３０μＬ／ｍｉｎフローレートで流路１１０Ｄに送液される。エマルジョンと、エマルジョンブレーク用の試薬は、チャネル１１１を流れる過程で混合され、エマルジョン中の液滴が破壊される。チャネル１１１は、液体の混合が促進されるような形状で構成される。たとえば、チャネル１１１は、液体が検体処理チップ１００の幅方向に複数回往復するように形成される。液滴から取り出された磁性粒子は、接続部分１４０ｄを介して、隣接する流路１１０または回収用保持部１６０に移送される。
〈洗浄（１次洗浄）〉
図５６は、洗浄工程（１次洗浄）で用いられる流路１１０Ｅの構成例を示す。流路１１０Ｅは、液体が流入する接続部分１４０ａ、１４０ｂと、液体が排出される接続部分１４０ｃ、１４０ｄと、チャネル１１１とを含む。
チャネル１１１は、たとえば、略長方形の形状など、所定方向に直線状に延びる形状を有する。また、チャネル１１１は、磁性粒子の集磁や分散が十分にできるように幅広形状を有する。流入側の接続部分１４０ａ、１４０ｂがチャネル１１１の一端側に配置され、排出側の接続部分１４０ｃ、１４０ｄがチャネル１１１の他端側に配置される。
流路１１０Ｅは、たとえば、ポリカーボネートやポリスチレンのように耐薬品性の高い材料で形成される。チャネル１１１の高さは、たとえば、５０μｍ～５００μｍで形成される。
図５７は、流路１１０ＥによりＤＮＡを担持した磁性粒子３３を洗浄・濃縮する動作例を示す。接続部分１４０ａから１４０ｃに向けて、磁性粒子３３を含む液体が流れる。たとえば、第１送液機構５１０により、エマルジョンＰＣＲ工程を経たエマルジョンからなる第１液体１０が、第１液体１０を保持する第１ウェル１２０から接続部分１４０ａへ送液される。図５７の場合、図４３に示した処理ユニット５９０として、流路１１０に磁力を作用させる磁石ユニット５９２が用いられる。磁石ユニット５９２は、磁石６４０により流路１１０中の磁性粒子３３を集磁する。液体中の磁性粒子３３は、磁石６４０の磁力により濃縮される。磁石６４０は、チャネル１１１の長手方向に往復移動できる。磁性粒子３３は、磁石６４０の往復運動に追従し、チャネル１１１内を往復移動しながら凝集される。
第２送液機構５２０により、アルコールなどの洗浄液からなる第２液体２０が、第２注入口１３１から接続部分１４０ｂへ送液される。第２送液機構５２０は、洗浄液を、接続部分１４０ｂから１４０ｄに向けて連続的に送液する。接続部分１４０ｄは、排出口１５０に接続しており、洗浄液を排出するためのドレーンとして機能する。洗浄液の流れの中で磁性粒子３３が磁石６４０の動作に追従してチャネル１１１内を往復移動することにより、洗浄処理が行われる。磁性粒子３３が磁石６４０の動作に追従してチャネル１１１内を往復移動することにより、磁性粒子３３が互いに固着して塊状になることが抑止される。
１次洗浄工程では、アルコールを含む洗浄液が第２液体２０として用いられる。洗浄液を用いた１次洗浄により、磁性粒子３３上の油膜が除去され、増幅された二本鎖ＤＮＡが一本鎖に変性する。
〈ハイブリダイゼーション〉
第１送液機構５１０により、標識物質３２を含む試薬からなる第３液体３０が、第３液体３０を保持する第１ウェル１２０から接続部分１４０ａへ送液される。図４３に示した処理ユニット５９０として、流路１１０でＤＮＡをＰＣＲにより増幅するためのヒーター５９１が用いられる。ヒーター５９１は、検体処理チップ１００を加温する。１次洗浄工程後の磁性粒子は、チャネル１１１において、標識物質３２を含む試薬と混合され、サーマルサイクルに供される。サーマルサイクルによって、磁性粒子上のＤＮＡと標識物質３２が結合する。
〈洗浄（２次洗浄）〉
標識物質とのハイブリダイゼーション（結合）後の２次洗浄工程が、チャネル１１１において行われる。２次洗浄工程では、ＰＢＳが洗浄液として用いられる。第２送液機構５２０により、ＰＢＳからなる第２液体２０が、第２注入口１３１から接続部分１４０ｂへ送液される。洗浄液は、磁石６４０（図５７参照）によって磁性粒子３３をチャネル１１１内に集磁した状態で、チャネル１１１を流れる。洗浄液を用いた２次洗浄により、ＤＮＡと結合しなかった未反応の標識物質３２（磁性粒子に非特異的に吸着している標識物質を含む）が除去される。２次洗浄後の標識物質３２を含む磁性粒子３３は、接続部分１４０ｃを介して、回収用保持部１６０に移送される。
〈検出〉
２次洗浄後の標識物質を含む磁性粒子は、たとえばフローサイトメーターや画像解析により検出される。フローサイトメーターで検出するため、標識物質を含む磁性粒子は、たとえば、検体処理チップ１００の回収用保持部１６０から回収され、別個に設けられたフローサイトメーターに移送される。また、送液装置５００は、図４３に示した処理ユニット５９０として、流路１１０中の標識物質を含む磁性粒子の標識に基づく蛍光などを検出する検出部を備えてもよい。また、送液装置５００は、処理ユニット５９０として、標識物質を含む磁性粒子を撮像するカメラユニットを備えていてもよい。送液装置５００又は送液装置５００に接続されたコンピュータによって、撮像された画像が解析される。
（単一細胞解析〈Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｅｌｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ〉）
上述の検体処理チップ１００を用いて単一細胞解析を実施する例を説明する。血液などの試料に含まれる個々の細胞を解析対象として、細胞単位での解析を行う手法である。図５８は、単一細胞解析に用いられる検体処理チップ１００の構成例を示す。
検体処理チップ１００は、たとえば、液体混合用の流路１１０Ｄ、エマルジョン形成用の流路１１０Ｂ、ＰＣＲ増幅用の流路１１０Ｃの組み合わせにより構成される。
単一細胞解析は、対象成分である細胞と、細胞中の核酸の増幅反応のための試薬とを混合する工程（第１工程）、第１工程により混合された液体と、細胞溶解試薬との混合液を含む液滴を分散媒中に形成する工程（第２工程）、第２工程によって液滴中で細胞から溶出した核酸を液滴中で増幅する工程（第３工程）、を含む。
血液等の検体が流路１１０Ｄの接続部分１４０ｂから注入され、ＰＣＲ増幅用試薬が接続部分１４０ａおよび１４０ｃから注入される。検体に含まれる細胞とＰＣＲ増幅用試薬がチャネル１１１を流れる過程で混合される。混合された液体は、接続部分１４０ｄを介して、隣接の流路１１０Ｂに移送される。
細胞とＰＣＲ増幅用試薬、蛍光色素の混合液が、流路１１０Ｂの接続部分１４０ｂから注入される。細胞溶解試薬が、接続部分１４０ｃから注入される。接続部分１４０ａから、エマルジョン形成用のオイルが注入される。細胞、ＰＣＲ増幅用試薬および細胞溶解試薬の混合液は、交差部分１１２においてオイルに包まれた液滴５０になり、エマルジョンが形成される。混合液を包み込んだ液滴５０は、接続部分１４０ｄを介して、隣接する流路１１０Ｃに移送される。液滴内の細胞は、エマルジョンが流路１１０Ｃに移送される過程で、細胞溶解試薬によって溶解される。溶解された細胞から、細胞内のＤＮＡがＰＣＲ増幅用試薬を含む液滴内に溶出する。
流路１１０Ｃに移送されたエマルジョンは、流路１１０Ｃのチャネル１１１を流れる過程でサーマルサイクルに供される。サーマルサイクルによって、液滴内で細胞から溶出したＤＮＡが増幅される。液滴内で細胞から溶出されたタンパク質を酵素と変更／基質の反応等によって検出しても良い。
（免疫測定〈Ｄｉｇｉｔａｌ ＥＬＩＳＡ〉）
上述の検体処理チップ１００を用いて免疫測定を実施する例を説明する。免疫測定は、血液などに含まれる抗原や抗体などのタンパク質を対象成分とする。図５９は、Ｄｉｇｉｔａｌ ＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ－Ｌｉｎｋｅｄ ＩｍｍｕｎｏＳｏｒｂｅｎｔ Ａｓｓａｙ）に用いられる検体処理チップ１００の構成例を示す。
検体処理チップ１００は、温度制御用の流路１１０Ａ、ＢＦ分離用の流路１１０Ｅ、エマルジョン形成用の流路１１０Ｂ、温度制御用の流路１１０Ａの組み合わせにより構成される。
図６０は、Ｄｉｇｉｔａｌ ＥＬＩＳＡの概要を示す。ＥＬＩＳＡは、対象成分となる抗原（抗体でもよい）および標識物質を磁性粒子に担持させることにより免疫複合体を形成し、免疫複合体中の標識に基づいて対象成分の検出を行う手法である。Ｄｉｇｉｔａｌ ＥＬＩＳＡは、限界希釈（各微小区画に対象成分が１または０となるような希釈）したサンプルを微小区画内に分散させ、標識に基づく信号がポジティブとなる微小区画の数を直接カウントすることにより、サンプル中の対象成分濃度を絶対的に測定する手法である。図６０の場合、エマルジョン中の個々の液滴が微小区画となる。検体処理チップ１００により、図６０の例に示されるアッセイが実行される。
より具体的には、Ｄｉｇｉｔａｌ ＥＬＩＳＡアッセイは、抗原抗体反応により検体１１中の対象成分（抗原または抗体）と担体とを結合させた免疫複合体を形成する工程（第１工程）、第１工程により形成された免疫複合体と、標識物質３２とを反応させる工程（第２工程）、第２工程により標識物質３２が結合した免疫複合体と、標識物質３２の検出のための基質とを含む液滴５０を分散媒中に形成する工程（第３工程）、第３工程により形成された液滴５０中の標識物質３２に対して基質を反応させる工程（第４工程）、を含む。
流路１１０Ａの接続部分１４０ａから抗原を含む検体が注入され、接続部分１４０ｂから一次抗体および磁性粒子を含む試薬が注入される。検体と試薬は、チャネル１１１で混合される。混合液は、チャネル１１１で温度制御に供され、抗原、一次抗体および磁性粒子を含む免疫複合体が生成される。温度は、約４０℃～約５０℃、より好ましくは約４２℃に制御される。生成された複合体を含む液体は、接続部分１４０ｃを介して、隣接する流路１１０Ｅに移送される。
流路１１０Ｅのチャネル１１１において、磁性粒子３３を含む複合体は磁石６４０により集磁され、洗浄される（１次ＢＦ分離）。１次ＢＦ分離後、磁石６４０による磁力の影響を排除し、免疫複合体を分散させる。分散された免疫複合体を、酵素標識抗体と反応させる。反応後、再度、免疫複合体を磁石６４０により集磁し、洗浄する（２次ＢＦ分離）。洗浄後、免疫複合体は、隣接する流路１１０Ｂに移送される。
複合体は、流路１１０Ｂの接続部分１４０ｂから注入され、蛍光／発光基質を含む試薬が接続部分１４０ｃから注入される。エマルジョン形成用のオイルは、接続部分１４０ａから注入される。免疫複合体を含む液体と、蛍光／発光基質を含む試薬とは、交差部分１１２において、オイルに包み込まれて液滴となることにより、エマルジョンを形成する。エマルジョンは、接続部分１４０ｃから、隣接する流路１１０Ａに移送される。
流路１１０Ａに移送されたエマルジョンは、チャネル１１１において加温され、個々の液滴内で基質と免疫複合体が反応し、蛍光が発生する。送液装置５００の処理ユニット５９０としての検出部は、蛍光を検出する。この結果、個々の液滴に包含された対象成分の一分子単位の検出が可能となる。
（ＰＣＲアッセイ）
上述の検体処理チップ１００を用いてＰＣＲアッセイを実施する例を説明する。図６１は、ＰＣＲアッセイに用いられる検体処理チップ１００の構成例を示す。
流路１１０Ｄにおいて、対象成分である核酸と遺伝子増幅用試薬とが混合される。たとえばクランプＰＣＲ法による変位遺伝子の増幅では、選択的に変異型遺伝子に結合するプローブを含む遺伝子増幅用試薬と対象成分とが混合される。混合された試料が、接続部分１４０ｄから、隣接する流路１１０Ｃに移送される。流路１１０Ｃにおいて、連続流体内でヒーター５９１の温度制御によりＰＣＲが実施される。図６１の例では、小型の検体処理チップ１００を用いた簡便なリアルタイムＰＣＲが可能となるので、患者の治療現場で検査や診断を行うＰｏｉｎｔ ｏｆ ｃａｒｅ （ＰＯＣ）向けの小型チップが実現可能となる。
検体処理チップ１００を用いたアッセイは、上記の例に限られず、流路１１０の組み合わせにより検体処理チップ１００が他のどのようなアッセイ用に構成されてもよい。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
１０：第１液体、１１：検体、２０：第２液体、３０：第３液体、３１：検査項目に応じた成分、３２：標識物質、１００：検体処理チップ、１０１：単位流路構造、１０２：表面、１０５：本体部、１１０：流路、１１１ａ：第１チャネル、１１１ｂ：第２チャネル、１２０：第１ウェル、１２１：第１注入口、１２２：第１送液口、１３０：第２ウェル、１３１：第２注入口、１３２：第２送液口、１５０：排出口、１６０：回収用保持部、１７０：筒状構造、１７１：凹部、１８０：識別部、１８１：識別標識、１８２：着色部、４００ａ：第１コネクタ、４００ｂ：第２コネクタ、５００：送液装置、５１０：第１送液機構、５２０：第２送液機構、５４０：識別機構、５４１：発光部、５４２：表示部、５５０：設置部、５８０：蓋、５８２：開口窓部、５８３：開閉部材、６００：貯留部、７００：注入器具、ＰＲ：ピッチ

Claims (33)

  1. 送液装置に設置される検体処理チップであって、
    第１液体と、第２液体とが流入する流路が形成された本体部と、
    操作者により前記第１液体が注入される第１注入口と、前記第１注入口より径が小さく、前記第１注入口から注入された前記第１液体を前記流路に送液するための第１送液口とを有し、前記本体部の表面から突出するように形成された筒状の第１ウェルと、
    前記送液装置から送液された前記第２液体が注入される第２注入口と、前記第２注入口より径が小さく、前記第２注入口から注入された前記第２液体を前記流路に送液するための第２送液口とを有し、前記本体部の表面から突出するように形成された筒状の第２ウェルと、
    上方が開口し、前記流路を通過した処理済みの液体が貯留される第３ウェルと、
    前記第１注入口を、前記第２注入口および前記第３ウェルの開口から区別するための識別部と、
    を備える、検体処理チップ。
  2. 前記第１ウェルは、生体由来の検体を含む前記第１液体を保持するように構成されている、請求項１に記載の検体処理チップ。
  3. 前記第１ウェルを複数備え、
    前記識別部は、複数の前記第１ウェルの前記第１注入口を互いに識別するように設けられている、請求項１または２に記載の検体処理チップ。
  4. 複数の前記第１ウェルは、
    前記第１液体を保持する前記第１ウェルと、
    前記検体処理チップを用いた検体検査の検査項目に応じた成分を含有する第３液体を保持する前記第１ウェルとを含む、請求項３に記載の検体処理チップ。
  5. 前記識別部は、前記検体処理チップの表面に付与された識別標識を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  6. 前記識別標識は、印刷された標識、刻印された標識およびラベル標識の少なくともいずれかを含む、請求項５に記載の検体処理チップ。
  7. 前記識別部は、前記検体処理チップに設けられた着色部を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  8. 前記識別部は、前記第１ウェルを構成する筒状構造を含み、前記筒状構造の外径、平面形状および高さ、の少なくともいずれかに基づいて、前記第１液体を注入すべき前記第１注入口が識別できるように構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  9. 前記第１注入口および前記第２注入口は、共に、前記第１ウェルの容量に対応した分注量を有する注入器具の先端部を挿入可能な開口形状を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  10. 前記第１注入口は、直径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
    前記第２注入口は、直径が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である、請求項９に記載の検体処理チップ。
  11. 前記第１注入口および前記第２注入口は、前記検体処理チップの厚み方向における位置が略一致する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  12. 前記第１ウェル、前記第２ウェルおよび前記流路を含む単位流路構造を複数備え、
    前記識別部は、複数の前記単位流路構造の各々における、前記第１液体を注入すべき前記第１注入口を識別するように構成されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  13. 前記識別部は、前記複数の単位流路構造の前記第１ウェルを一括して識別するように、前記複数の単位流路構造に渡って設けられている、請求項１２に記載の検体処理チップ。
  14. 前記識別部は、単位流路構造の配列方向に沿って延びる枠状の識別標識である、請求項１３に記載の検体処理チップ。
  15. 前記第１ウェルを複数備え、
    複数の前記第１ウェルは、所定のピッチで配置されている、請求項１～１４のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  16. 前記複数の第１ウェルは、マイクロプレートにおけるウェル間のピッチを定めた標準規格に準拠したピッチで配置されている、請求項１５に記載の検体処理チップ。
  17. 前記複数の第１ウェルは、９６ウェルマイクロプレートにおけるウェル間のピッチに対応するピッチで配列され、配列方向において８個または１２個並んで設けられている、請求項１６に記載の検体処理チップ。
  18. 前記第１ウェルを複数備え、
    複数の前記第１ウェルは、生体由来の検体を含む前記第１液体を保持するための前記第１ウェルと、前記検体処理チップを用いた検体検査の検査項目に応じた成分を含有する第３液体を保持するための前記第１ウェルとを含み、
    前記識別部は、少なくとも前記第１液体を保持するための前記第１ウェルに設けられている、請求項１～１７のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  19. 前記第３液体を保持するための前記第１ウェルには、前記第３液体が予め封入されている、請求項１８に記載の検体処理チップ。
  20. 前記第１ウェルと前記第２ウェルとが、前記検体処理チップの表面に隣り合って並んで設けられている、請求項１～１９のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  21. 前記第１ウェルを複数備え、
    複数の前記第１ウェルのそれぞれの前記第１注入口は、前記検体処理チップの厚み方向における位置が略一致する、請求項１～２０のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  22. 前記第１ウェルを複数備え、
    複数の前記第１ウェルは、平面視における外形形状が互いに略一致するかまたは相似した形状を有する、請求項１～２１のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  23. 前記第２注入口は、前記送液装置の複数の貯留部に貯留された複数種類の前記第２液体の各々を、受け入れるように構成されている、請求項１～２２のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  24. 前記流路は、互いに交差する第１チャネルと第２チャネルとを含み、
    前記第１チャネルに送液された前記第１液体と、前記第２チャネルに送液された前記第２液体とによって、前記第２液体を分散媒とし、前記第１液体を分散質とするエマルジョン状態の流体を形成するように構成されている、請求項１～２３のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  25. 前記第１ウェルは、生体由来の検体を含むエマルジョン状態の前記第１液体を保持するためのウェルを含み、
    前記流路は、前記第１液体と、前記第１液体を解乳化するための前記第２液体とを混合するためのチャネルを含む、請求項１～２４のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  26. 前記第１ウェルは、検体を検出するための標識物質を含む第３液体を保持するためのウェルを含み、
    前記流路は、前記第２液体との混合により解乳化された前記第１液体と、前記第３液体とを混合するためのチャネルを含む、請求項２５に記載の検体処理チップ。
  27. 前記流路は、断面積が０．０１μｍ2以上１０ｍｍ2以下である、請求項１～２６のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  28. 前記流路は、断面積が０．０１μｍ2以上１ｍｍ2以下である、請求項２７に記載の検体処理チップ。
  29. 前記流路は、高さが１μｍ以上５００μｍ以下であり、幅が１μｍ以上５００μｍ以下である、請求項２８に記載の検体処理チップ。
  30. 前記流路は、高さが１μｍ以上２５０μｍ以下であり、幅が１μｍ以上２５０μｍ以下である、請求項２９に記載の検体処理チップ。
  31. 前記第２注入口から前記第２送液口までの距離は、前記第２ウェルの高さより短い、請求項１～３０のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  32. 前記第１注入口および前記第２注入口は、径が略同じであり、
    前記第２注入口から前記第２送液口までの距離は、前記第１注入口から前記第１送液口までの距離より短い、請求項１～３１のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
  33. 前記送液装置は、前記第１注入口と接続する第１コネクタと、前記第２注入口と接続する第２コネクタとを含む蓋部をさらに備え、
    前記第１注入口は、前記第１コネクタと接続するように構成されており、
    前記第２注入口は、前記第２コネクタと接続するように構成されている、請求項１～３２のいずれか１項に記載の検体処理チップ。
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