JP4754394B2 - マイクロチップ - Google Patents

Description

本発明は、試料の処理を行うマイクロチップに関する。

近年、医療、食品、創薬等の分野で、数ｍｍ、数ｃｍの大きさの基板上で、酵素、タンパク質、ウィルス、細胞などの生体物質を分離、反応、混合、測定及び検出等するLab on Chipと呼ばれる技術が注目されている。Lab on Chipで用いられるチップは一般にマイクロチップと呼ばれており、例えば、臨床分析チップ、環境分析チップ、遺伝子分析チップ（ＤＮＡチップ）、たんぱく質分析チップ（プロテオームチップ）、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップなどがある。

マイクロチップには、前述の分離、反応、混合、測定及び検出等を行う処理部、試薬、処理前の試料、処理後の廃液等を保持する保持部及び流路などが設けられている。流路は、処理部どうしや処理部と保持部とを接続しており、微量の液体を保持部及び処理部から移動したり、保持部及び処理部に移動する。このような液体の移動を制御するために、マイクロチップ内にはバルブが設けられている。

図１６（ａ）は、特許文献１に示されるバルブの一例である。図１６（ａ）に示される特許文献１のバルブは、マイクロチップ内に形成されており、左側リザーバ１ａ、右側リザーバ１ｂ及び左側リザーバ１ａと右側リザーバ１ｂとを接続するチューブ２を含む。ここで、左側リザーバ１ａ及び右側リザーバ１ｂの断面積は、チューブ２の断面積よりも大きい。液体の接触角θが９０°以上の場合は、左側リザーバ１ａとチューブ２との界面での圧力は、液体を左側リザーバ１ａ内に留めようとする方向に働く。よって、接触角θが９０°以上の場合は、左側リザーバ１ａ内の液体に圧力を加えることでチューブ２内に導入し、さらに所定の圧力を加えて、液体を右側リザーバ１ｂに導入する。一方、液体の接触角θが９０°未満の場合は、毛細管力のために、界面での圧力は液体をチューブ２に引き込む方向に働き、左側リザーバ１ａ内の液体はチューブ２に引き込まれる。そして、所定の圧力を加えて、液体を右側リザーバ１ｂに導入する。このように、特許文献１では断面積の異なるリザーバ及びチャネルを接続してバルブとして機能させる。

また、特許文献２には、溶解性のバルブを凝固させて充填することで液体を所定の場所に封入し、逆に加熱などにより溶解することにより液体を通過させる技術が開示されている。
さらに、特許文献３には、機械的に開閉を行うバルブが開示されている。特許文献３のバルブは、弾性のあるバルブダイヤフラム及びパッキンにより構成されており、バルブを圧電素子により変形させることで流路の開閉を行う。
特表２００１−５０３８５４号公報 特許第３５３７８１３号公報 特許第２９９５４０１号公報

しかし、特許文献１に記載のバルブの場合、液体を左側リザーバ１ａに保持する必要がある場合に、保持したままにすることが困難な場合がある。図１６（ｂ）、（ｃ）は、壁面と壁面との間の角部を移動する液体を示す拡大図である。図１６（ｂ）、（ｃ）に示すように、左側リザーバ１ａ内の液体は、表面張力によりチューブ２を構成する壁面と壁面との間の角部を移動し、チューブ２を介して右側リザーバ１ｂに移動してしまう。具体的に、角部を移動した流体はＡ点に到達すると角部が切れているため点Ａに留まるが、角部からＢ点及びＣ点に到達した流体は、Ｂ点及びＣ点では角部が連続しているため、右側リザーバ１ｂに移動する。特に、接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体の場合には、毛細管力によりチューブ２に引き込まれ、さらに表面張力により壁面と壁面との間の角部を伝って右側リザーバ１ｂに移動してしまう挙動が顕著である。よって、特許文献１の構成のバルブを、液体を保持し、かつ通過させるバルブとして使用するのには問題がある。

また、特許文献２に記載のバルブは液体を保持可能であるが、液体を取り出す場合にはバルブを溶解させる必要がある。この溶解したバルブが液体やその他の試薬等と混じり合い反応し、正確な定量や検出等ができなくなる場合がある。また、溶解性があり、かつ液体や試薬等と反応しない材料を選択する必要があるため、材料が限定されてしまう。さらに、バルブを所望の場所に充填したり、溶解したりすることが必要であり、マイクロチップの取り扱いが煩雑である。

特許文献３のバルブは、バルブダイヤフラム、パッキン及び圧電素子などを形成する必要があり、微細化が困難、製造工程が複雑、製造コストが高いなどの問題を有している。また、バルブの開閉を制御する手順が煩雑であり、バルブとして弾性のある材料を選択する必要があるなどの問題も有する。
そこで、本発明は、簡単な構成で、液体の保持及び通過を制御可能なマイクロチップを提供することを目的とする。

本願第１発明は、上記の課題を解決するために、液体を導入する導入部と、液体を排出する排出部と、前記導入部と前記排出部とを接続し、液体の表面張力により前記排出部に液体を排出させないように保持するバルブと、を含むマイクロチップを提供する。
バルブが導入部と排出部とを接続するように形成されているため、導入部から導入された液体は必ずバルブを通って排出部に排出される。ここで、導入部の液体がバルブに排出されても、液体はまずバルブ表面と接触することにより、バルブ表面での表面張力により導入部内及び／又はバルブ表面に保持される。そのため、上述のマイクロチップ内の導入部に導入された試薬等の液体は、運搬中や保管中などのマイクロチップの使用前に排出部に排出されてしまわない。また、所定の処理を行わない場合は液体を導入部に保持し、所定の処理を行う場合には表面張力を超える遠心力を液体に印加して液体を排出部に排出し、その後は表面張力により排出部からの逆流を阻止するなど、バルブにより液体の通過及び保持を簡単に制御することができる。

上述のバルブによれば、導入部に液体を導入すれば、バルブでの液体の表面張力により排出部への液体の排出が阻止されるため、液体の保持及び排出の制御が簡単である。また、液体の排出を阻止するのに表面張力を用いるため、開閉式など複雑な構造ではなく簡単な構造でバルブを形成することができる。よって、バルブを含むマイクロチップの製造が容易であり、また微細化を行い易い。例えば、射出成形によりＰＥＴ（poly ethylene terephthalate）基板に流路等を形成するのと同時に、流路等と同材料でバルブを形成することができ、簡単な製造工程により製造コストを小さくすることができる。さらに、開閉するなどバルブの動作により液体の保持及び排出を制御する構成ではないため、屈曲疲労の影響が無く寿命が長い。さらに、バルブを開閉するための動力源となる装置等が不要であり、マイクロチップの運搬や保管などを簡便に行うことができる。また液体の排出を食い止める特定材料の充填物を詰めるなどの工程も不要である。

本願第２発明は、第１発明において、前記バルブは、液体を前記排出部に排出する少なくとも１つの開口を有する第１流路壁を有し、前記排出部は、前記第１流路壁とは独立の第２流路壁を有しており、前記第１流路壁と前記第２流路壁との間の流路は、前記排出部の少なくとも一部を形成しているマイクロチップを提供する。
例えば、バルブの第１流路壁は、排出部の第２流路壁から所定の距離だけ離隔し、第２流路壁に取り囲まれるように形成される。ここで、導入部の液体がバルブから流出したとしても、液体はバルブを形成する第１流路壁と接触することで、その表面張力により導入部内及びバルブの第１流路壁表面に保持され、排出部の第２流路壁には到達しない。ここで、第１流路壁及び第２流路壁間の流路と、第１流路壁とにより角部が形成されている。接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体は、導入部から第１流路壁の開口を介して流出し、表面張力によりこの角部を伝わって第１流路壁の角部全体に行き渡ろうとする。しかし、第１流路壁と第２流路壁とが独立に離隔して形成されているため、液体はこの角部に留まるのみで第２流路壁には到達できない。このように、液体の接触角θが９０°未満で濡れ性が高い場合であっても、運搬中や保管中などのチップの使用前に排出部に排出されてしまわない。

導入部内及びバルブ表面に保持されている液体を排出部に排出する場合には、例えばマイクロチップに遠心力を加える。導入部内及びバルブの第１流路壁表面に保持されている液体は、表面張力以上の遠心力が加わると、バルブの第１流路壁の開口を介して第１流路壁と第２流路壁との間の排出部の流路に排出される。さらに、排出部の第２流路壁に到達した液体は、第２流路壁を伝ってさらに排出され易くなる。

本願第３発明は、第２発明において、前記開口のサイズは、表面張力によって液体が流出されない大きさであるマイクロチップを提供する。
開口のサイズを前述のように設計することで、導入部及びバルブ表面に液体を保持することができる。
本願第４発明は、第２発明において、前記開口の幅は、前記第１流路壁と前記第２流路壁との間の流路の流路幅よりも小さいマイクロチップを提供する。

第１流路壁の開口は、第１流路壁と前記第２流路壁との間の流路の流路幅よりも小さいため、液体は表面張力により第１流路壁の開口内に保持される。
本願第５発明は、第２発明において、前記第１流路壁と前記第２流路壁との間の流路には、少なくとも１つの前記開口に対向する位置に隔壁が設けられているマイクロチップを提供する。

開口に対向する位置に隔壁が設けられているため、バルブの開口を介して液体が流出た場合でも隔壁により液体が受け止められ、開口から排出部に液体が排出されるのが抑制される。
本願第６発明は、第２発明において、前記バルブの第１流路壁は複数の構造物からなり、前記構造物の表面及び／又は前記構造物間に液体が保持されるマイクロチップを提供する。

第１流路壁は、例えば扇形形状、円柱形状、三角柱形状等の構造物から形成されている。バルブが複数の構造物で構成されることで表面積を大きくして表面張力をより大きくし、排出部に液体を排出させないようにすることができる。
本願第７発明は、第２発明において、前記バルブの第１流路壁は環状の流路壁からなり、前記第１流路壁で囲まれる空間に液体が保持されるマイクロチップを提供する。

バルブは、環状の流路壁で囲まれる空間に液体を保持するので、試薬や試料等の排出部への排出を阻止する機能だけでなく、試薬や試料等の保持部として機能を有する。
本願第８発明は、第１発明において、液体の接触角θは９０°未満であるマイクロチップを提供する。
導入部に導入される液体の接触角θが９０°未満であっても、バルブにより液体が導入部内及びバルブ表面に保持され、排出部に排出されない。

本願第９発明は、前記本願第１発明に記載のマイクロチップの使用方法であって、前記マイクロチップを、回転軸を中心として回転することにより、前記液体の表面張力よりも大きな遠心力によって、前記導入部から前記排出部に液体を排出する、マイクロチップの使用方法を提供する。
マイクロチップに遠心力を加えない場合には、液体はバルブでの表面張力により排出部に排出されない。一方、表面張力よりも大きな遠心力を液体に加えた場合には、バルブにより保持されていた液体を排出部に排出することができる。試薬や試料等の混合、計量などの処理が遠心力を用いて行われる場合には、この遠心力を用いた一連の処理の中で液体を排出部に排出することができる。

本発明によれば、簡単な構成で、液体の保持及び通過を制御可能なマイクロチップを提供することができる。

＜発明の概要＞
本発明のマイクロチップは、液体を導入する導入部と、液体を排出する排出部と、導入部と排出部とを接続するバルブとを含む。バルブは、導入部の出口と排出部の入口とを連結しており、導入部に導入された液体を、その液体の表面張力により排出部に排出させないように保持している。ここで、導入部の液体がバルブに流出したとしても、液体はまずバルブ表面と接触することによりバルブ表面での表面張力により導入部内及び／又はバルブ表面に保持される。そのため、上述のマイクロチップ内の導入部に導入された試薬等の液体は、運搬中や保管中などのチップの使用前に排出部に排出されてしまわない。

＜第１実施形態例＞
（１）バルブ周辺の構成
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るマイクロチップ１００内のバルブ付近の説明図であり、図１（ａ）は本発明に係るマイクロチップ１００内のバルブの構成を示す斜視図、図１（ｂ）は本発明に係るバルブの構成を示す平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’における断面図、図１（ｄ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ’における断面図である。

図１（ａ）〜（ｄ）に示す本発明のマイクロチップ１００は、３枚の第１基板２１、第２基板２３及び第３基板２５から形成され、試料や試薬等の液体が導入される導入部１１、液体が排出される排出部１５及び導入部１１と排出部１５とを接続するバルブ１３を含む。
導入部１１は、液体を保持する導入部本体１１ａ、導入部入口１１ｂ及び導入部出口１１ｃを有する。導入部入口１１ｂは第１基板２１を貫通するように形成され、マイクロチップ１００外部から試料や試薬等が導入可能となっている。導入部本体１１ａは、第２基板２３の下面に形成されている槽と第３基板２５の上面とにより、その側壁面及び底部が形成されている。また、導入部出口１１ｃは、第２基板２３を貫通するように形成され、後述のバルブ入口１３ｃに接続されている。

バルブ１３は、バルブを構成するバルブ構造物１３−１、導入部出口１１ｃに連続して形成されるバルブ入口１３ｃ及びバルブ入口１３ｃからの液体を排出部１５に排出するためのバルブ開口１３ｂを含む。バルブ構造物１３−１は４つのバルブ構造物１３−１から構成されており、バルブ構造物１３−１とバルブ構造物１３−１との間には、排出部１５とバルブ入口１３ｃとを接続する溝によりバルブ開口１３ｂが形成されている。複数のバルブ構造物でバルブを形成することで、表面積を大きくして表面張力をより大きくし、排出部１５に液体を排出させないようにすることができる。また、バルブ構造物１３−１の上面は第１基板２１に接触しており、バルブ開口１３ｂは第１基板２１の下面と第２基板２３の上面に形成されている溝とにより構成されている。よって、導入部１１内の液体は、バルブ入口１３ｃ及びバルブ開口１３ｂを介してのみ、後述の第１排出流路１５−１に排出される。なお、バルブ開口１３ｂの数は４つに限定されない。

排出部１５は、バルブ１３の周囲を取り囲む第１排出流路１５−１と、第１排出流路１５−１の下流側の第２排出流路１５−２とを含む。第１排出流路１５−１及び第２排出流路１５−２は、第２基板２３の上面に形成されている溝と第１基板２１の下面とにより形成されている。第１排出流路１５−１は、バルブ構造物１３−１の外壁面であるバルブ側壁面１３ａと、排出部側壁面１５ａと、排出部底部１５ｂ、１５ｃとにより囲まれて形成される流路である。バルブ側壁面１３ａと排出部側壁面１５ａとは、表面張力及び毛細管力によりバルブ側壁面１３ａから排出部側壁面１５ａに液体が伝わらない程度の距離をおいて離隔していれば良く、間隔は一定の距離であっても良いし、不連続な距離であっても良い。第２排出流路１５−２は、互いに対向する排出部側壁面１５ａと、排出部底部１５ｂ、１５ｃとにより囲まれて形成される流路である。

（２）バルブの動作
マイクロチップ１００には、マイクロチップ１００の使用前に試薬等の液体が予め導入される場合がある。ここで、導入部１１に導入された液体は、マイクロチップ１００の運搬中や保管中には導入部本体１１ａに保持されるのが好ましい。しかしながら、運搬方法や保管方法によっては、導入部本体１１ａ内の試薬等の液体がバルブ１３の方へ流出する場合がある。上述の通り、バルブ１３は導入部１１と排出部１５とを接続するようにこれらの間に形成されているため、導入部１１内の液体は必ずバルブ１３を通って排出部１５に排出される。ここで、導入部本体１１ａ内の液体が、導入部出口１１ｃを通りバルブ１３に到達したとする。このとき、液体は、バルブ１３の表面と接触することにより、バルブ表面での表面張力により導入部１１内及び／又はバルブ１３の表面に保持される。

具体的に説明すると、導入部１１内の液体は、まずバルブ入口１３ｃからバルブ開口１３ｂに到達する。このとき、接触角θが９０以上で濡れ性が低い液体は、毛細管現象によって液体に流路１３ｂ→流路１１ｃに移動する方向に力が働き、導入部１１内に保持される（ここで、流路１３ｂの流路幅＜流路１１ｃの流路幅とする）。一方、接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体は、導入部本体１１ａに対して導入部出口１１ｃの流路幅が狭いため、毛細管現象により導入部出口１１ｃに引き込まれる。そのため、濡れ性が高い液体は、導入部出口１１ｃ、バルブ入口１３ｃ及びバルブ開口１３ｂにまで到達する。ここで、流路断面が矩形状に形成されている場合には、バルブ側壁面１３ａと排出部底部１５ｃとにより角部が形成される。濡れ性が高い液体は、表面張力によりこの角部を伝わって、角部全体に行き渡ろうとする。しかし、前述の通り、バルブ側壁面１３ａと排出部側壁面１５ａとは、排出部底部１５ｂ、１５ｃを介して独立に離隔して形成されているため、液体はこの角部に留まって排出部側壁面１５ａには到達できない。よって、導入部１１からバルブ１３に液体が導入されたとしても、液体は、導入部１１、バルブ入口１３ｃ、バルブ開口１３ｂ及び／又はバルブ側壁面１３ａの角部に保持される。

（３）バルブの設計
（３−１）バルブに液体を保持可能な寸法
バルブ開口１３ｂの幅や深さなどは、表面張力によって液体が流出されない大きさに設定する。以下に、接触角θが９０°未満の液体を表面張力により保持可能なバルブの設計について説明する。図２は、接触角θが９０°未満の液体の表面張力とバルブの寸法との関係を説明するための説明図である。

図２に示すように、液体が、導入部出口１１ｃ及びバルブ入口１３ｃを介して、バルブ開口１３ｂに導入され、さらに排出部側壁面１５ａまで到達したとする。この場合、表面張力によってＡ点に働くラプラス圧Ｐ_Aは、以下の式（１）により算出される。
Ｐ_A＝γ×Ｃ_A ・・・（１）
ここで、γは液体の表面張力であり、Ｃ_AはＡ点における面曲率であり、以下の式（２）で表される。

Ｒ１及びＲ２は、図２に示すように、Ａ点のバルブ開口１３ｂにおける流路断面の深さｄ１及び幅ｗ１それぞれに対応する曲率半径であり、以下の式（３）、（４）で表される。

よって、式（１）〜式（４）に基づいて、Ａ点でのラプラス圧は次の式（５）で表される。

同様に、Ｂ点の第１排出流路１５−１における流路断面の深さ及び幅を、それぞれ深さｄ２及び幅ｗ２とすると、Ｂ点でのラプラス圧は次の式（６）で表される。

液体が排出部側壁面１５ａには到達せずにバルブ１３に保持されるためには、以下の式（７）を満たす必要がある。
Ｐ_A＞Ｐ_B ・・・（７）
つまり、以下の式（８）を満たす必要があり、式（８）から式（９）の関係式が求まる。

以上の式（９）を満たすようにバルブ１３を設計することで、接触角θが９０°未満の液体は、第１排出流路１５−１に排出されることなく、バルブ１３内に保持される。なお、バルブ開口１３ｂの深さｄ１及び第１排出流路１５−１の深さｄ２が同じ場合は、バルブ開口１３ｂの幅Ｗ１を第１排出流路１５−１の幅Ｗ２より小さく設計すれば良い。

（３−２）実験例
上記関係式（９）を満たすバルブを、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１を変えて作成した。作成したバルブ１３に、接触角θが１５°であるトータルコレステロール検査試薬（Ｔ−ＣｈｏＡ液）を導入して、常温で高さ２ｍからの落下試験を幅Ｗ１それぞれにおいて２０回行った。図３（ａ）は、落下試験の結果であり、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１（μｍ）と、落下耐性（％）との関係を示す関係図である。落下耐性は、２０回の試験のうちバルブから液体が流出しない割合（％）を示すものである。図３（ａ）のグラフによると、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１が５００μｍの場合は落下耐性は５０％であり、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１が４００μｍの場合は落下耐性は８０％であり、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１が３００μｍ以下の場合は落下耐性は１００％である。落下耐性が５０％以下ではバルブとしての信頼性が低いので、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１は５００μｍ以下であるのが好ましい。また、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１が４００μｍ以下の場合はより落下耐性を高めることができ好ましい。さらには、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１が３００μｍ以下であると、高さ２ｍからマイクロチップを落下させた場合でも液体の流出を阻止することができ好ましい。

次に、前述の落下試験と同様のマイクロチップを作成し、マイクロチップに遠心力を印加する遠心力印加試験行った。図３（ｂ）は、遠心力印加試験の結果であり、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１（μｍ）と、バルブがバーストする遠心加速度（ｍ／ｓ²）との関係を示す関係図である。ここで、バルブがバーストする遠心加速度とは、バルブにより液体を保持することができなくなる遠心加速度である。図３（ｂ）のグラフによると、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１が３００μｍの場合は、２０００ｍ／ｓ ² 以上の遠心加速度を加えることによってバルブ１３をバーストさせることができる。よって、幅ｗ１が３００μｍのバルブ開口１３ｂを有するマイクロチップは、２ｍの高さから落下したとしてもバルブ１３により液体を保持することができ、かつ２０００ｍ／ｓ ² 以上の遠心加速度を加えることによってバルブ１３をバーストさせて液体を移動させることができる。

なお、上記では、人間の身長を考慮し高さ２ｍの場合を採り上げて落下試験及び遠心力印加試験を行ってバルブ開口１３ｂの幅ｗ１の限界値を算出した。しかし、マイクロチップの使用環境に応じた高さを採り上げて、その高さに応じてバルブ開口１３ｂの幅ｗ１の限界値を算出しても良い。
（４）変形例
図４（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態例に係るマイクロチップ１００の変形例であり、図４（ａ）は本発明に係るマイクロチップ１００内のバルブの構成を示す斜視図、図４（ｂ）は本発明に係るバルブの構成を示す平面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＣ−Ｃ’における断面図、図４（ｄ）は図４（ｃ）のＤ−Ｄ’における断面図である。

前述の図１（ａ）〜（ｄ）に示すバルブ１３と異なる点は、前述の図１（ａ）〜（ｄ）ではバルブ１３が槽からなる導入部１１と流路である排出部１５との間に接続されているが、図４（ａ）〜（ｄ）ではバルブ１３が流路と流路との間に設けられている点である。流路７１は、流路本体７１ａ及び流路出口７１ｂを含む。バルブ１３のバルブ入口１３ｃは、流路出口７１ｂと接続されている。その他の構成は前述と同様であるので説明を省略する。このように、バルブ１３は、槽の出口や入口に設けられても良いし、流路と流路との間に設けられても良い。

その他、前述の図１（ａ）〜（ｄ）のバルブ構造物１３−１の上面は第１基板２１に接触しているが、バルブ１３により液体の保持及び通過を制御できれば、バルブ構造物１３−１の上面と第１基板２１の下面との間に隙間が設けられていてもよい。
（５）マイクロチップ全体
（５−１）マイクロチップの構成
図５は、上記バルブ１３を適用したマイクロチップ全体の構成の一例を示す構成図である。マイクロチップ１００は、第３基板２５を底部とし、第２基板２３に槽、流路及びバルブ等が形成され、上部となる第１基板２１にはマイクロチップ外部に貫通する貫通孔が適宜形成される。以下に、図５を用いてマイクロチップ１００の構成の一例について、検査対象として血液が導入されるものとして説明を行う。

図５に示すマイクロチップ１００の第１基板２１と第２基板２３との間には、血液導入部３１、遠心分離管３３、血球分離部３５、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ３と廃液溜４３とを接続する流路４２、バルブＶ２と混合部５１とを接続する流路４７、バルブＶ４、バルブＶ５、混合部５１、及び混合部５１とバルブＶ６とを接続する流路５３が形成されている。これらの流路、槽、バルブ等は、図１等の第１排出流路１５−１と同様に第１基板２１の下面と第２基板２３の上面に形成されている溝等により形成される。

一方、第１基板２３と第２基板２５との間には、バルブＶ１、バルブＶ１と計量部３９とを接続する流路３７、計量部３９、計量部３９とバルブＶ３とを接続する流路４１、廃液溜４３、計量部３９とバルブＶ２とを接続する流路４５、試薬溜４９−１,４９−２、バルブＶ６、検出路５５及びバッファ５７が形成されている。これらの流路、槽、バルブ等は、図１等の導入部本体１１ａと同様に第２基板２３の下面に形成されている溝等と第３基板２３の上面とにより構成される。

マイクロチップ１００では、例えば遠心力を用いて各種処理が行われる。そのため、処理に応じて図５に示す中心１、中心２及び中心３を中心として、マイクロチップ１００を回転する。以下に、マイクロチップ１００の各部の構成を詳細に説明する。
血液導入部３１は、マイクロチップ１００外部から血液を取り込む。
遠心分離管３３は、概ねＵ字形をしており、一方の開口した一端はバルブＶ１に接続されており、他方の開口した端部は血液導入部３１に接続されている。また、遠心分離管３３は、中心１を中心とする回転により血液導入部３１から血液を取り込み、かつ血液から対象成分を含む血漿を遠心分離する。ここで、中心１を中心とする回転とは、中心１を中心としてマイクロチップ１００を回転し、マイクロチップ１００内部の液体に所定方向の遠心力を印加することを意味する。中心２及び中心３についても同様である。

血球分離部３５は、遠心分離管３３のＵ字形の底部に設けられており、中心１とする遠心分離により、血液から対象成分以外の成分（以下、非対象成分という）である血球を分離し保持する。血球分離部３５を設けることにより、対象成分を含む血漿と非対象成分である血球とを効率よく分離することができる。
計量部３９は、遠心分離管３３に続く流路３７、廃液溜４３に続く流路４１及び混合部５１に続く流路４５と接続されており、所定の容積を有する。また、廃液溜４３に続く流路４１は、計量部３９により所定量の血漿を計量可能なように計量部３９の所定の位置に接続されている。計量部３９には、中心２を中心とする回転により遠心分離管３３から血漿が導入される。そして、計量部３９から溢れ出た過剰量の血漿は、流路４１及びバルブＶ３を介して廃液溜４３に導入される。このようにして、所定量の血漿を正確に計量することができる。

廃液溜４３は、バルブＶ３を介して計量部３９に接続され、前述のように過剰量の血漿を保持する。
試薬溜４９−１、４９−２は、それぞれバルブＶ４及びバルブＶ５を介して混合部５１に接続されており、マイクロチップ１００の使用前に試薬が予め導入されている。試薬溜４９−１、４９−２内の試薬は、遠心分離の際の中心１を中心とする回転により混合部５１に導入される。

混合部５１は、バルブＶ４及びバルブＶ５を介して試薬溜４９−１、４９−２に接続され、流路４７及びバルブＶ２を介して計量部３９に接続され、流路５３及びバルブＶ６を介して検出路５５に接続されている。混合部５１には、遠心分離の際の中心１を中心とする回転により試薬が導入されている。そして、中心２を中心とする回転により所定量の血漿が計量部３９で計量された後、中心１を中心とする回転により所定量の血漿がバルブＶ２及び流路４７を介して混合部５１に導入される。次に、混合部５１は、中心１及び中心２を中心とする回転により試薬と対象成分を含む血漿とを混合する。

検出路５５は、バルブＶ６を介して混合部５１に接続されており、試薬と血漿との混合試料が導入される。例えば、検出を光学的に行う場合には、検出路５５の一端から検出路５５に光を導入し、検出路５５を通過後の光を他端から取り出す。そして、光の透過量を測定することで、対象成分の定量を行う。

バルブＶ１〜バルブＶ６の個々の構成は、前述のバルブ１３と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。バルブＶ１は、遠心分離管３３に対して下層に位置している。バルブＶ１では、上層の遠心分離管３３の一端とバルブ入口１３ｃとが、第２基板２３を貫通する流路（図示せず）により接続されている。バルブＶ２は、計量部３９に対して上層に位置し、流路４５の一端とバルブ入口１３ｃとが、第２基板２３を貫通する流路（図示せず）により接続されている。バルブＶ３は、計量部３９に対して上層に位置し、流路４１の一端とバルブ入口１３ｃとが、第２基板２３を貫通する流路（図示せず）により接続されている。バルブＶ４及びバルブＶ５は試薬溜４９−１、４９−２に対して上層に位置し、試薬溜４９−１、４９−２の上部にバルブ入口１３ｃまで第２基板２３を貫通する流路（図示せず）が形成されている。バルブＶ６は、混合部５１に対して下層に位置し、流路５３の一端とバルブ入口１３ｃとが、第２基板２３を貫通する流路（図示せず）により接続されている。これらのバルブＶ１〜バルブＶ６は、マイクロチップ１００に遠心力が印加されていない場合の液体の移動や遠心力方向と無関係の方向への液体の移動などの意図しない移動を阻止する。

（５−２）マイクロチップの動作
次に、マイクロチップの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を説明する。図６は、マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例である。
（ａ）血液導入
マイクロチップ１００の試薬溜４９−１,４９−２には、予め試薬が保持されている。まず、血液導入部３１に血液が導入される。

（ｂ）血球分離
次に、中心１を中心とする回転により、マイクロチップ１００内の液体に矢印方向（同図（ｂ）参照）の遠心力を印加する。これにより、まず、血液は、血液導入部３１から遠心分離管３３に導入される。さらなる中心１を中心とする回転により、血液中の血球は血球分離部３５の底部に導入され、血漿が上澄みとして分離される。この中心１と中心とする遠心分離の際に、試薬溜４９−１,４９−２に保持されている試薬が、バルブＶ４及びバルブＶ５を介して混合部５１に導入される。

（ｃ）血漿の計量
次に、中心２を中心とする回転により矢印方向（同図（ｃ）参照）の遠心力を印加し、遠心分離管３３及び血球分離部３５内の血漿をバルブＶ１及び流路３７を介して計量部３９に導入する。血球及び／又は血漿の一部は、血球分離部３５に保持され計量部３９には導入されない。計量部３９に導入された血漿のうち所定量以上の血漿は、計量部３９から流路４１、バルブＶ３及び流路４２を介して廃液溜４３に廃棄される。血漿の計量が終了すると、中心２を中心とする回転を終了する。

（ｄ）混合１
次に、中心１を中心とする回転により矢印方向（同図（ｄ）参照）の遠心力を印加し、計量部３９で計量された血漿を混合部５１に導入し、血漿と試薬とを混合する。
（ｅ）混合２
回転中心を変えて、中心２を中心とする回転により矢印方向（同図（ｅ）参照）の遠心力を印加し、血漿と試薬とを混合する。

（ｆ）混合３
さらに、再び中心１を中心とする回転により矢印方向（同図（ｆ）参照）の遠心力を印加し、血漿と試薬とをさらに混合する。
（ｇ）検出路への導入
次に、中心３を中心とする回転により矢印方向（同図（ｇ）参照）の遠心力を印加し、血漿と試薬との混合試料を検出路５５に導入する。

（ｈ）比色測定
最後に、混合試料が導入された検出路５５に光を透過させて、検出路５５を通過後の光の透過量を測定することで、対象成分の定量を行う。
（５−３）各バルブの機能
次に、各バルブＶ１からＶ６の機能を説明する。

（ａ）バルブＶ１
バルブＶ１は、血漿の計量の処理（図６（ｃ）参照）の場合に、血球分離部３５及び遠心分離管３３から流路３７及び計量部３９へ血漿を導入し、血漿の計量以外の処理において血球分離部３５及び計量部３９からの血球及び血漿の意図しない移動を阻止する。バルブＶ１による血球及び血漿の意図しない移動を阻止する仕組みを以下に説明する。

（ｉ）遠心分離管３３から流路３７への流出の阻止
血球分離の処理（図６（ｂ）参照）が終了した後は、血球分離部３５及び遠心分離管３３内には血球及び血漿が分離して存在している。次のステップである血漿の計量の処理（図６（ｃ）参照）までの間は、血漿を計量部３９で正確に計量するために、血漿及び血球を血球分離部３５及び遠心分離管３３に留めておくのが好ましい。例えば、血漿が遠心分離管３３、流路３７等を伝って流出した場合には、さらにバルブＶ２につながる流路４７にも血漿が導入され、所望量の血漿を正確に計量出来なくなってしまうからである。ここで、血球分離部３５からバルブＶ１に続く遠心分離管３３は、血球分離部３５より流路幅が狭い。そのため、回転が終了して遠心力が印加されていない場合であっても、血球分離部３５内の血球及び血漿は、毛細管現象によりバルブＶ１の方へ伝わって行こうとする。そして、表面張力によりバルブＶ１のバルブ側壁面１３ａと排出部底部１５ｂとの角部を伝わって、角部全体に行き渡ろうとする。しかし、バルブＶ１のバルブ側壁面１３ａが、排出部側壁面１５ａとは離隔しているため、血球分離部３５内の血球及び血漿は、表面張力によりバルブ側壁面１３ａと排出部底部１５ｂとの角部に留まってバルブＶ１から流路３７へされない。このときの排出部１５とは流路３７であり、排出部側壁面１５ａとはバルブ側壁面１３ａと対向するように流路３７に連続して形成されている側壁面である。

次に、血漿の計量の処理（図６（ｃ）参照）が終了した後は、血球分離部３５内には血球及び／又は血漿の一部が残留し、計量部３９には血漿が存在している。遠心力が印加されていない場合であっても、上述と同様の作用により、血球分離部３５内に残留している血球及び／又は血漿の一部は、毛細管現象及び表面張力により遠心分離管３３の角部を伝わってバルブＶ１に到達しようとする。しかし、バルブ側壁面１３ａが、排出部側壁面１５ａとは離隔しているため、血球分離部３５内の血球及び／又は血漿の一部はバルブＶ１から流路３７へ排出されない。

なお、マイクロチップ１００に遠心力が印加されており、血球分離部３５から流路３７に向かう方向と遠心力方向とが異なる場合であっても、血球分離部３５内の血球及び／又は血漿は、表面張力及び毛細管力により血球分離部３５からバルブＶ１へ移動し得る。つまり、血球分離部３５内の血球及び／又は血漿は、その表面張力及び毛細管力によって、遠心力方向に逆らって血球分離部３５からバルブＶ１へ移動する場合もあり得る。しかし、前述のようにバルブＶ１のバルブ側壁面１３ａと、排出部側壁面１５ａとが離隔して独立に形成されているため、血漿の計量以外の処理において、血球分離部３５から計量部３９へ血漿が排出されるのが阻止される。

（ｉｉ）計量部３９から流路３７への逆流の阻止
流路３７は計量部３９より流路幅が狭いため、回転が終了して遠心力が印加されていない場合であっても、計量部３９内の血漿は、毛細管現象によりバルブＶ１に向かって流路３７を伝わって行こうとする。そして、表面張力により排出部側壁面１５ａと排出部底部１５ｂとの角部を伝わって、角部全体に行き渡ろうとする。このときの排出部底部１５ｂとは、流路３７に連続して形成されている流路底部である。しかし、排出部側壁面１５ａは、バルブＶ１のバルブ側壁面１３ａとは離隔しているため、血漿は、表面張力により排出部側壁面１５ａと排出部底部１５ｂとの角部に留まってバルブＶ１から遠心分離管３３の方へ逆流しない。

なお、マイクロチップ１００に遠心力が印加されているおり、計量部３９からバルブＶ１へ向かう方向と遠心力方向とが異なる場合であっても、血漿は、表面張力及び毛細管力により計量部３９からバルブＶ１へ移動し得る。つまり、計量部３９内の血漿は、その表面張力及び毛細管力によって、遠心力方向に逆らって計量部３９からバルブＶ１へ移動する場合もある。しかし、前述のようにバルブＶ１のバルブ側壁面１３ａと排出部側壁面１５ａとが離隔して独立に形成されているため、計量部３９からバルブＶ１への血漿の逆流を阻止することができる。

（ｂ）バルブＶ２
バルブＶ２は、混合１の処理（図６（ｄ）参照）の場合に計量部３９から混合部５１に血漿を導入し、混合１以外の処理において計量部３９及び混合部５１からの血漿及び混合試料の意図しない移動を阻止する。バルブＶ２による血漿及び混合試料の意図しない移動を阻止する仕組みは、バルブＶ１の場合とほぼ同様の仕組みであるので以下に簡単に説明する。

（ｉ）計量部３９から流路４７への流出の阻止
血漿の計量の処理（図６（ｃ）参照）が終了した後は、計量部３９には血漿が存在している。ここで、計量部３９からバルブＶ２に続く流路４５は、計量部３９より流路幅が狭い。そのため、回転が終了して遠心力が印加されていない場合であっても、計量部３９内の血漿は、毛細管現象及び表面張力によりバルブＶ２のバルブ側壁面１３ａに到達する。しかし、バルブＶ２のバルブ側壁面１３ａが排出部側壁面１５ａとは離隔しているため、血漿は、表面張力によりバルブ側壁面１３ａと排出部底部１５ｂとの角部に留まってバルブＶ２から流路４７へ排出されない。このときの排出部１５とは流路４７であり、排出部側壁面１５ａとはバルブ側壁面１３ａと対向するように流路４７に連続して形成されている側壁面である。

このように、混合１の処理までは血漿を計量部３９に留めることで、混合部５１に血漿を導入するタイミングを制御して血漿と試薬との混合時間等を精度良く制御できる。また、混合部５３に所望量の血漿を導入することができる。
なお、計量部３９内の血漿は、その表面張力及び毛細管力によって、遠心力方向に逆らって計量部３９からバルブＶ２へ移動する場合もあり得る。しかし、前述のようにバルブＶ２のバルブ側壁面１３ａと排出部側壁面１５ａとが離隔して独立に形成されているため、混合１以外の処理において、計量部３９から混合部５１へ血漿が排出されるのが阻止される。

（ｉｉ）混合部５１から流路４７への逆流の阻止
血球分離の処理（図６（ｂ）参照）が終了した後は、試薬溜４９−１,４９−２内の試薬が混合部５１に導入されている。ここで、混合部５１からバルブＶ２に続く流路４７は、混合部５１より流路幅が狭いため、回転が終了して遠心力が印加されていない場合であっても、混合部５１内の試薬は、毛細管現象によりバルブＶ２に向かって流路４７を伝わって行こうとする。そして、表面張力により排出部側壁面１５ａと排出部底部１５ｂとの角部を伝わって、角部全体に行き渡ろうとする。このときの排出部底部１５ｂとは、流路４７に連続して形成されている流路底部である。しかし、排出部側壁面１５ａは、バルブＶ２のバルブ側壁面１３ａとは離隔しているため、試薬は、表面張力により排出部側壁面１５ａと排出部底部１５ｂとの角部に留まってバルブＶ２から流路４５の方へ逆流しない。

混合１の処理（図６（ｄ）参照）が終了した後は、混合部５１内には、試薬と血漿との混合試料が存在している。前述と同様に、排出部側壁面１５ａは、バルブＶ２のバルブ側壁面１３ａとは離隔しているため、混合試料は、表面張力により排出部側壁面１５ａと排出部底部１５ｂとの角部に留まってバルブＶ２から流路４５の方へ逆流しない。
なお、混合部５１内の試薬及び混合試料は、遠心力方向に逆らって混合部５１からバルブＶ２へ移動する場合もあり得るが、バルブＶ２のバルブ側壁面１３ａと排出部側壁面１５ａとが離隔して独立に形成されているため、バルブＶ２から流路４５の方へ逆流しない。

（ｃ）バルブＶ３
バルブＶ３は、血漿の計量の処理（図６（ｃ）参照）の場合に、計量部３９から廃液溜４３へ血漿を導入し、血漿の計量以外の処理において計量部３９及び廃液溜４３からの血漿の意図しない移動を阻止する。バルブＶ３による血漿の意図しない移動を阻止する仕組みは、前述のバルブＶ１等の場合とほぼ同様の仕組みであるので以下に簡単に説明し、詳細な説明は省略する。

（ｉ）計量部３９から流路４２への流出の阻止
血漿の計量の処理（図６（ｃ）参照）が終了した後は、計量部３９には血漿が存在している。バルブＶ３は、血漿の計量までは血漿を計量部３９に留め、計量部３９から廃液溜４３への血漿の流出を阻止する。これにより、計量部３９において、血漿を正確に計量することができる。

（ｉｉ）廃液溜４３から流路４１への逆流の阻止
血漿の計量の処理（図６（ｃ）参照）が終了した後は、廃液溜４３には計量部３９から溢れ出た血漿が排出されているが、バルブＶ３は、排出された血漿を廃液溜４３に留め、廃液溜４３から計量部３９への血漿の逆流を阻止する。これによっても、計量部３９において、血漿を正確に計量することができる。

（ｄ）バルブＶ４、バルブＶ５
バルブＶ４は、血球の分離の処理（図６（ｂ）参照）の場合に、試薬溜４９−１、４９−２から混合部５１へ試薬を導入し、血球の分離以外の処理において試薬溜４９−１、４９−２及び混合部５１からの試薬及び混合試料の意図しない移動を阻止する。バルブＶ４、バルブＶ５による試薬及び混合試料の意図しない移動を阻止する仕組みは、前述のバルブＶ１等の場合とほぼ同様の仕組みであるので以下に簡単に説明し、詳細な説明は省略する。

（ｉ）試薬溜４９−１、４９−２から混合部５１への流出の阻止
試薬溜４９−１、４９−２には、予め試薬が導入されている。バルブＶ４、バルブＶ５は、血球の分離までは試薬を試薬溜４９−１、４９−２に留め、運搬中等のマイクロチップの使用前において試薬溜４９−１、４９−２から混合部５１に試薬が流出するのを阻止する。

（ｉｉ）混合部５１から試薬溜４９−１、４９−２への逆流の阻止
血球の分離の処理（図６（ｂ）参照）が終了した後は混合部５１に試薬が存在し、また混合１の処理（図６（ｄ）参照）が終了した後は混合部５１に混合試料が存在している。バルブＶ４、バルブＶ５は、混合部５１内の試薬及び混合試料が混合部５１から試薬溜４９−１、４９−２に逆流するのを阻止する。

（ｅ）バルブＶ６
バルブＶ６は、検出路への導入の処理（図６（ｇ）参照）の場合に、混合部５１から検出路５５に混合試料を導入し、検出路への導入以外の処理において混合部５１及び検出路５５からの試薬及び混合試料の意図しない移動を阻止する。バルブＶ６による試薬及び混合試料の意図しない移動を阻止する仕組みは、前述のバルブＶ１等の場合とほぼ同様の仕組みであるので以下に簡単に説明し、詳細な説明は省略する。

（ｉ）混合部５１から検出路５５への流出の阻止
血球の分離の処理（図６（ｂ）参照）が終了した後は混合部５１に試薬が存在し、また混合１の処理（図６（ｄ）参照）が終了した後は混合部５１に混合試料が存在している。バルブＶ６は、検出路への導入の処理（図６（ｇ）参照）までは試薬及び混合試料を混合部５１に留め、混合部５１内の血漿及び混合試料が混合部５１から検出路５５に流出するのを阻止する。これにより、試薬のみが検出路５５に流出したり、混合が未完全の試薬及び血漿が検出路５５に流出するのを阻止することができる。よって、検出路５５において、対象成分を正確に定量することができる。

（ｉｉ）検出路５５から混合部５１への逆流の阻止
バルブＶ６は、検出路への導入の処理後に、検出路５５内の混合試料が混合部５１に逆流するのを阻止する。
（６）製造方法
次に、上記バルブ１３を有するマイクロチップ１００の製造方法について説明する。マイクロチップ１００は、当該分野で公知の射出成形を用いることにより、簡便に製造することができる。図７は、バルブ１３を有するマイクロチップ１００の製造方法を示す説明図である。図７では、バルブ１３周辺のみの製造方法を示しているが、その他の流路、槽及び溜部も同様に形成される。

第３基板２５をマイクロチップ１００の底部とし、第２基板２３に導入部本体１１ａ、導入部出口１１ｃ、バルブ１３及び排出部１５を射出成形により形成し、第１基板２１には導入部入口１１ｂを射出成形により形成してマイクロチップ１００の上部とする。これらの第１基板２１、第２基板２３及び第３基板２５を互いに張り合わせることでマイクロチップ１００が完成する。

なお、射出成形は、導入部１１、バルブ１３及び排出部１５に対応する形状を有する金型を準備しておき、第２基板２３及び第１基板２１に金型を押し当てることにより行われる。
例えば、金型としては三菱レーヨン製ダイアナイトＭＡ５２１を用い、基板としてＰＥＴ（poly ethylene terephthalate）を用いた。また、ＰＥＴ及び三菱レーヨン製ダイアナイトＭＡ５２１を熱風式乾燥機により１５０℃で５〜１０時間乾燥して除湿し、成形温度（シリンダー温度）２７５℃、樹脂圧１５ｋｇ／ｃｍ２により射出成形を行った。さらに、第３基板２５〜第１基板２１の張り合わせには熱圧着を用い、例えば基板上下側から加圧する金属プレートの温度を８０℃に設定し、０．１ＭＰａで３〜５分加圧して基板を張り合わせた。

基板材料としては、ＰＥＴ基板以外に、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＡＲ（ポリアリレート樹脂）、ＡＢＳ（アクリルにトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン樹脂）、ＰＢＤ（ポリブタジエン樹脂）、ＢＰ（生物分解性ポリマー）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などを使用しても良い。

また、基板の張り合わせには、粘着材、接着剤を用いても良く、超音波及びレーザー法による融着法を用いても良い。
また、金型を用いた射出成型法の他に、モールディングあるいはインプリント法等を利用してもよい。
さらに、平板基板の一方又は双方に、フォトリソグラフィー工程、機械的加工等を直接施して、導入部１１、バルブ１３及び排出部１５に対応するパターンが転写された基板を得てもよい。

（７）作用効果
以上より、マイクロチップ１００内の導入部１１に導入された試薬等の液体は、運搬中や保管中などのチップの使用前に排出部１５に排出されてしまわない。また、バルブ１３は、使用前に導入部１１内に液体を保持するだけでなく、排出部１５から導入部１１への液体の逆流を防止することもできる。例えば、所定の処理を行わない場合は液体を導入部１１に保持し、所定の処理を行う場合には表面張力を超える遠心力を液体に印加して液体を排出部１５に排出する。その後、バルブ１３表面の表面張力により排出部１５からの逆流を阻止する。このように、バルブ１３を用いれば、液体の通過及び保持を簡単に制御することができる。特に、接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体がマイクロチップに導入される場合であっても、上記バルブをマイクロチップ１００に適用することで液体の通過及び保持を簡単に精度良く制御することができる。

また、液体は、マイクロチップ内の導入部、排出部、流路等の壁面と接していると、時間の経過ともに濡れ性が徐々に高くなりその接触角θが小さくなる。よって、濡れ性が低いことを利用して液体の移動を阻止する撥水性バルブよりも、本願のような濡れ性が高い液体であっても、また時間の経過により濡れ性が高くなる液体であっても適用可能な親水性バルブの方が好ましい。

また、上述のバルブ１３によれば、液体の排出を阻止するのに表面張力を用いるため、開閉式など複雑な構造ではなく簡単な構造でバルブを形成することができる。よって、バルブ１３を含むマイクロチップ１００の製造が容易であり、また微細化を行い易い。例えば、射出成形によりＰＥＴ（poly ethylene terephthalate）基板に流路等を形成するのと同時に、かつ流路等と同材料でバルブを形成することができ、簡単な製造工程により製造コストを小さくすることができる。さらに、開閉するなどバルブの動作により液体の保持及び排出を制御する構成ではないため、屈曲疲労の影響が無く寿命が長い。さらに、バルブを開閉するための動力源となる装置等が不要であり、マイクロチップ１００の運搬や保管などを簡便に行うことができる。また液体の排出を食い止める特定材料の充填物を詰めるなどの工程も不要である。

＜第２実施形態例＞
（１）バルブ周辺の構成
図８（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るマイクロチップ２００内のバルブ付近の説明図であり、図８（ａ）は本発明に係るマイクロチップ２００内のバルブの構成を示す斜視図、図８（ｂ）は本発明に係るバルブの構成を示す平面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）のＥ−Ｅ’における断面図、図８（ｄ）は図８（ｂ）のＦ−Ｆ’における断面図である。

図８（ａ）〜（ｄ）に示す本発明のマイクロチップ２００は、２枚の第１基板９１及び第２基板９３から形成され、試料や試薬等の液体が導入される導入部８３、液体が排出される排出部８５及び導入部８１と排出部８５とを接続するバルブ８３を含む。
導入部８１は第１基板９１を貫通するように形成され、後述のバルブ入口８３ｃに接続されている。この導入部８１を介して、マイクロチップ１００外部からバルブ８３に試料や試薬等が導入可能となっている。

バルブ８３は、環状のバルブ構造壁８３−１により形成されており、環状に取り囲まれた空間が試料等の液体が導入され保持されるバルブ入口８３ｃとなる。また、環状のバルブ構造壁８３−１は、バルブ入口８３ｃに取り込まれた液体を排出部８５に排出するためのバルブ開口８３ｂを有する。また、バルブ構造壁８３−１の上面は第１基板９１に接触しており、バルブ開口８３ｂは第１基板９１の下面と第２基板９３の上面に形成されている溝とにより構成されている。よって、バルブ入口８３ｃ内の液体は、バルブ開口８３ｂを介してのみ、後述の第１排出流路８５−１に排出される。なお、バルブ開口８３ｂの数は１つに限られず複数設けても良い。また、バルブ開口８３ｂを形成する位置は、図８に示すように第２排出流路８５−２に対向する位置に限定されない。しかし、バルブ開口８３ｂを第２排出流路８５−２に対向する位置に形成することで、例えばマイクロチップ２００に、バルブ開口８３ｂから第２排出流路８５−２に向かう方向の遠心力を印加する場合には効率よく液体を排出することができる。

排出部８５は、環状のバルブ構造壁８３−１の周囲を取り囲む第１排出流路８５−１と、第１排出流路８５−１の下流側の第２排出流路８５−２とを含む。第１排出流路８５−１及び第２排出流路８５−２は、第２基板９３の上面に形成されている溝と第１基板９１の下面とにより形成されている。第１排出流路８５−１は、バルブ構造壁８３−１の外壁面であるバルブ側壁面８３ａと、排出部側壁面８５ａと、排出部底部８５ｂ、８５ｂ２とにより囲まれて形成される流路である。バルブ側壁面８３ａと排出部側壁面８５ａとは、表面張力及び毛細管力によりバルブ側壁面８３ａから排出部側壁面８５ａに液体が伝わらない程度の距離をおいて離隔していれば良く、間隔は一定の距離であっても良いし、不連続な距離であっても良い。第２排出流路８５−２は、互いに対向する排出部側壁面８５ａと、排出部底部８５ｂ、８５ｂ２とにより囲まれて形成される流路である。

なお、この第２実施形態例に示すバルブ８３を含む構成を第１実施形態例の図５のマイクロチップに適用しても良い。
（２）バルブの動作
マイクロチップ２００には、マイクロチップ２００の使用前に試薬等の液体が予め導入される。ここで、導入部８１を介してバルブ入口８３ｃに導入された液体は、マイクロチップ２００の運搬中や保管中にはバルブ入口８３ｃに保持されるのが好ましい。しかしながら、運搬方法や保管方法によっては、バルブ入口８３ｃ内の試薬等の液体が排出部８５の方へ流出する場合がある。上述の通り、バルブ８３は導入部８１と排出部８５とを接続するようにこれらの間に形成されているため、導入部８１から導入される液体は必ずバルブ８３を通って排出部８５に排出される。このとき、液体は、バルブ構造壁８３−１の内壁面と接触することにより、内壁面での表面張力によりバルブ入口８３ｃ内に保持される。

具体的に説明すると、導入部８１からバルブ入口８３ｃに導入された液体は、内壁面を伝わってバルブ開口８３ｂに到達する。このとき、接触角θが９０以上で濡れ性が低い液体は、毛細管現象によって液体にはバルブ開口８３ｂ→バルブ入口８３ｃに移動する方向に力が働き、バルブ入口８３ｃ内に保持される。一方、接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体は、バルブ入口８３ｃよりもバルブ開口８３ｂの流路幅が狭いため、毛細管現象によりバルブ開口８３ｂに引き込まれる。ここで、流路断面が矩形状に形成されている場合には、バルブ側壁面８３ａと排出部底部８５ｂ２とにより角部が形成される。濡れ性が高い液体は、表面張力によりこの角部を伝わって、角部全体に行き渡ろうとする。しかし、前述の通り、バルブ側壁面８３ａと排出部側壁面８５ａとは、排出部底部８５ｂ、８５ｂ２を介して独立に離隔して形成されているため、液体はこの角部に留まって排出部側壁面８５ａには到達できない。よって、導入部８１からバルブ入口８３ｃに液体が導入されたとしても、液体は、バルブ入口８３ｃ、バルブ開口８３ｂ及び／又はバルブ側壁面８３ａの角部に保持される。

（３）バルブの設計
次に、接触角θが９０°未満の液体を表面張力により保持可能なバルブの設計について説明する。図９は、接触角θが９０°未満の液体の表面張力とバルブの寸法との関係を説明するための説明図である。
Ａ点のバルブ入口８３ｃにおける流路断面の深さ及び幅をそれぞれ深さｄ３及び幅ｗ３とし、Ｂ点の第１排出流路８５−１における流路断面の深さ及び幅をそれぞれ深さｄ４及び幅ｗ４とする。これらの値を、前述の第１実施形態例で算出した関係式（９）を適用すると、以下の関係式（１０）となる。

ここで、バルブ入口８３ｃの幅Ｗ３が、深さｄ３に比べて十分に大きい場合には、以下の関係式（１１）となる。

以上の式（１０）及び（１１）を満たすようにバルブ１３を設計することで、接触角θが９０°未満の液体は、第１排出流路８５−１に排出されることなく、バルブ入口８３ｃ内に保持される。

（４）変形例
図１０（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態例に係るマイクロチップ２００の変形例であり、図１０（ａ）は本発明に係るマイクロチップ２００内のバルブの構成を示す斜視図、図１０（ｂ）は本発明に係るバルブの構成を示す平面図、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）のＧ−Ｇ’における断面図である。図１０に示すように、第１排出流路８５−１の排出部底部８５ｂにおいて、バルブ開口８３ｂに対向する位置に隔壁８７を設けても良い。その他の構成は、図８と同様であるので説明を省略する。

図１１は、液体が隔壁８７によりバルブ入口８３ｃ内及びバルブ開口８３ｂに保持されている様子を示す説明図である。図１１に示すように、バルブ入口８３ｃ内の液体がバルブ開口８３ｂ介して第１排出流路８５−１に流出しても、隔壁８７に阻まれて排出部側壁面８５ａには到達できない。このとき、バルブ開口８３ｂから流出した液体は、例えば表面張力により隔壁８７に引き付けられている。

なお、バルブ開口８３ｂと隔壁８７との距離は、隔壁８７によりバルブ入口８３ｃ内に液体を保持できる距離であれば特に限定されない。
また、隔壁８７は、バルブ開口８３ｂの数に応じて設けても良いし、第２排出流路８５−２に対向する位置のバルブ開口８３ｂにのみ設けても良い。
（５）製造方法
次に、上記バルブ８３を有するマイクロチップ２００の製造方法について説明する。図１２は、バルブ８３を有するマイクロチップ２００の製造方法を示す説明図である。図１２では、バルブ８３周辺のみの製造方法を示しているが、その他の流路、槽及び溜部も同様に形成される。また、マイクロチップ２００の製造方法は第１実施形態と同様であるので、以下に簡単に説明する。

第２基板９３にバルブ８３及び排出部８５を射出成形により形成し、第１基板９１には導入部８１を射出成形により形成してマイクロチップ２００の上部とする。これらの第１基板９１及び第２基板９３を互いに張り合わせることでマイクロチップ２００が完成する。
（６）作用効果
以上より、第２実施形態例のマイクロチップ２００は、第１実施形態例と同様の作用効果を奏する。以下に簡単に説明する。

マイクロチップ２００内のバルブ入口８３ｃに導入された試薬等の液体は、運搬中や保管中などのチップの使用前に排出部８５に排出されてしまわない。また、バルブ８３は、使用前にバルブ入口８３ｃ内に液体を保持するだけでなく、排出部１５からバルブ入口８３ｃへの液体の逆流を防止することもできる。特に、接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体がマイクロチップに導入される場合であっても、上記バルブ８３をマイクロチップに適用することで液体の通過及び保持を簡単に精度良く制御することができる。

また、液体は、時間の経過ともに濡れ性が徐々に高くなりその接触角が小さくなるため、本願のような濡れ性が高い液体であっても、また時間の経過により濡れ性が高くなる液体であっても適用可能な親水性バルブの方が好ましい。
また、簡単な製造工程により製造コストを小さくすることができる。特に、第２実施形態例のマイクロチップ２００は、２枚の基板のみを用いて簡単にバルブを形成することができる点によっても、製造工程の簡略化、製造コストの低下、マイクロチップの小型化などを図ることができる。

＜第３実施形態例＞
（１）バルブ周辺の構成
図１３（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るマイクロチップ３００内のバルブ付近の説明図であり、図１３（ａ）は本発明に係るマイクロチップ３００内のバルブの構成を示す斜視図、図１３（ｂ）は本発明に係るバルブの構成を示す平面図、図１３（ｃ）は図１３（ｂ）のＨ−Ｈ’における断面図、図１３（ｄ）は図１３（ｂ）のＩ−Ｉ’における断面図である。

図１３（ａ）〜（ｄ）に示す本発明のマイクロチップ３００は、第１実施形態例と同様に３枚の基板により形成されている。具体的に、マイクロチップ３００は、第１基板１１１、第２基板１１３及び第３基板１１５から形成され、試料や試薬等の液体が導入される導入部１０１、液体が排出される排出部１０５及び導入部１０１と排出部１０５とを接続するバルブ１０３を含む。

導入部１０１は、流路本体１０１ａ及び流路出口１０１ｂを有する。流路本体１０１ａには、図示しない流路入口を介して、マイクロチップ３００外部から試料や試薬等が導入可能となっている。流路本体１０１ａは、第２基板１１３の下面に形成されている流路と第３基板１１５の上面とにより、その側壁面及び底部が形成されている。また、流路出口１０１ｂは、第２基板１１３を貫通するように形成され、後述のバルブ入口１０３ｃに接続されている。

バルブ１０３は、三角形のトライアングル形状のバルブ構造壁１０３−１により形成されている。バルブ入口１０３ｃは、トライアングル形状のバルブ構造壁１０３−１の内壁に取り囲まれた空間により形成されており、この空間は流路出口１０１ｂと接続されている。よって、バルブ入口１０３ｃは、流路出口１０１ｂから導入された液体を保持可能である。また、トライアングル形状のバルブ構造壁１０３−１は、その頂点の１つに、バルブ入口１０３ｃに取り込まれた液体を排出部１０５に排出するためのバルブ開口１０３ｂを有する。ここで、バルブ構造物１０３−１の上面は第１基板１１１に接触しており、バルブ開口１０３ｂは第１基板１１１の下面と第２基板１１３の上面に形成されている溝とにより構成されている。よって、バルブ入口１０３ｃ内の液体は、バルブ開口１０３ｂを介してのみ、後述の第１排出流路１０５−１に排出される。

また、バルブ開口１０３ｂの数は１つに限られず複数設けても良い。また、バルブ開口１０３ｂを形成する位置は、図１３に示すように第２排出流路１０５−２に対向する位置に限定されない。しかし、バルブ開口１０３ｂを第２排出流路１０５−２に対向する位置に形成することで、例えばマイクロチップ３００に、バルブ開口１０３ｂから第２排出流路１０５−２に向かう方向の遠心力を印加する場合には効率よく液体を排出することができる。

排出部１０５は、バルブ１０３の周囲を取り囲む第１排出流路１０５−１と、第１排出流路１０５−１の下流側の第２排出流路１０５−２とを含む。第１排出流路１０５−１及び第２排出流路１０５−２は、第２基板１１３の上面に形成されている溝と第１基板１１１の下面とにより形成されている。第１排出流路１０５−１は、バルブ構造物１０３−１の外壁面であるバルブ側壁面１０３ａと、排出部側壁面１０５ａと、排出部底部１０５ｂ、１０５ｂ２とにより囲まれて形成される流路である。バルブ側壁面１０３ａと排出部側壁面１０５ａとは、表面張力及び毛細管力によりバルブ側壁面１０３ａから排出部側壁面１０５ａに液体が伝わらない程度の距離をおいて離隔していれば良く、間隔は一定の距離であっても良いし、不連続な距離であっても良い。第２排出流路１０５−２は、互いに対向する排出部側壁面１０５ａと、排出部底部１０５ｂ、１０５ｂ２とにより囲まれて形成される流路である。

（２）バルブの動作
マイクロチップ３００には、マイクロチップ３００の使用前に試薬等の液体が予め導入される場合がある。ここで、例え、運搬中や保管中に導入部１０１を介してバルブ入口１０３ｃに液体が導入されたとしても、バルブ入口１０３ｃに液体が保持されるのが好ましい。しかしながら、運搬方法や保管方法によっては、液体がバルブ入口１０３ｃから排出部１０５の方へ流出する場合がある。上述の通り、バルブ１０３は導入部１０１と排出部１０５とを接続するようにこれらの間に形成されているため、導入部１０１から導入される液体は必ずバルブ１０３を通って排出部１０５に排出される。このとき、液体は、バルブ構造壁１０３−１の内壁面と接触することにより、内壁面での表面張力によりバルブ入口１０３ｃ内に保持される。また、バルブ側壁面１０３ａと排出部側壁面１０５ａとは、排出部底部１０５ｂを介して独立に離隔して形成されている。そのため、例え接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体がマイクロチップに導入される場合であっても、液体は、バルブ側壁面１０３ａと排出部側壁面１０５ｂ、１０５ｂ２との角部に留まり、排出部側壁面１０５ａには到達しない。よって、導入部１０１からバルブ入口１０３ｃに液体が導入されたとしても、液体は、バルブ入口１０３ｃ、バルブ開口１０３ｂ及び／又はバルブ側壁面１０３ａの角部に保持される。

（３）バルブの設計、製造方法
バルブ１０３の寸法の決定方法及び製造方法は、前述の第１及び第２実施形態例と同様であるので説明を省略する。
（４）作用効果
以上より、第３実施形態例のマイクロチップ２００は、第１及び第２実施形態例と同様の作用効果を奏する。以下に簡単に説明する。

マイクロチップ３００内のバルブ入口１０３ｃに導入された試薬等の液体は、運搬中や保管中などのチップの使用前に排出部１０５に排出されてしまわない。また、バルブ１０３は、使用前に導入部１０１内に液体を保持するだけでなく、排出部１０５から導入部１０１への液体の逆流を防止することもできる。特に、接触角θが９０°未満で濡れ性が高い液体がマイクロチップに導入される場合であっても、上記バルブ１０３をマイクロチップに適用することで液体の通過及び保持を簡単に精度良く制御することができる。また、簡単な製造工程により製造コストを小さくすることができる。

また、液体は、時間の経過ともに濡れ性が徐々に高くなりその接触角が小さくなるため、本願のような濡れ性が高い液体であっても、また時間の経過により濡れ性が高くなる液体であっても適用可能な親水性バルブの方が好ましい。
また、第１排出流路１０５−１及び第２排出流路１０５−２がＹ字に類似した形状に形成されることで、液体を排出部１０５に排出する際に液体が排出流路に残留しにくい。

＜その他の実施形態例＞
（ａ）
図１４は、バルブ構造物の別の一例を示す斜視図である。第１実施形態例では、扇形形状のバルブ構造物によりバルブを構成しているが、バルブ構造物の形状はこれに限定されない。例えば、図１４に示すような、複数の円柱状のバルブ構造物によりバルブを構成しても良い。バルブが複数のバルブ構造物で構成されることで表面積を大きくして表面張力をより大きくし、排出部に液体を排出させないようにすることができる。図１４では、排出部１２５は、第１排出流路１２５−１及び第２排出流路１２５−２を含む。導入部１２１の導入部出口１２１ａは、第１排出流路１２５−１の排出部底部１２５ｂに開口するように形成されている。バルブ１２３は複数の円柱状のバルブ構造物１２３−１により構成されており、バルブ構造物１２３−１は導入部出口１２１ａを取り囲むように排出部底部１２５ｂに設けられている。ここで、導入部１２１から液体が第１排出流路１２５−１に導入されたとしても、表面張力によりバルブ構造物１２３−１どうしの隙間に液体が保持される。このように液体を保持できるのは、バルブ構造物１２３−１が、第１排出流路１２５−１の排出部側壁面１２５ａとは、排出部底部１２５ｂを介して独立に離隔して形成されているためである。

（ｂ）
図１５は、バルブの取り付け位置の別の一例を示す説明図である。第１実施形態例では、排出部と導入部とが上下関係となるように形成されている。つまり、バルブ入口が上下方向に基板を貫通するように、バルブを配置している。しかし、図１５に示すように、排出部と導入部とが水平関係となるように、図１と比較して９０度回転させてバルブを配置しても良い。図１５では、導入部１３１は基板の水平方向に延在するように形成され、排出部１３５は導入部１３１の延長方向に延在するように形成されている。バルブ１３３は、複数のバルブ構造物１３３−１により構成されている。バルブ構造物１３３−１は、排出部１３５側に突出するように、バルブ土台基板１３３ｄ上に形成されている。また、バルブ土台基板１３３ｄには、バルブ入口１３３ｃがバルブ土台基板１３３ｄを貫通するように形成されている。この複数のバルブ構造物１３３−１どうしの隙間には、バルブ開口１３３ｂが形成されており、液体は導入部１３１からバルブ開口１３３ｂを介して排出部１３５に排出される。

ここで、液体が導入部１３１からバルブ入口１３３ｃに導入されても、バルブ構造物１３３−１の外壁面のバルブ側壁面１３３ａ及びバルブ開口１３３ｂでの表面張力により液体がバルブ１３３に保持される。これは、バルブ構造物１３３−１のバルブ側壁面１３３ａと、排出部１３５の排出部側壁面１３５ａとが、バルブ土台基板１３３ｄを介して独立に離隔して形成されているためである。

（ｃ）
第１実施形態例においても、第１排出流路１５−１の排出部底部１５ｂにおいて、バルブ開口１３ｂに対向する位置に、第２実施形態例の図１０に示す隔壁を設けても良い。また、第３実施形態例においても、第１排出流路１０５−１の排出部底部１０５ｂにおいて、バルブ開口１０３ｂに対向する位置に隔壁を設けても良い。

（ｄ）
上記第１実施形態例では、バルブ開口１３ｂにおける流路断面の深さｄ１と、第１排出流路１５−１における流路断面の深さｄ２とが異なる。しかし、深さｄ１及び深さｄ２を同じにしても良い。
（ｅ）
マイクロチップに導入される液体としては、全血や血漿などの試料や分析に用いる試薬等などが挙げられるが、これらに限定されない。

（ｆ）
検出方法は、光学的な検出方法だけではなく、例えば電気化学的な検出方法を用いても良い。

本発明は、医療、食品、創薬等の分野で使用される、臨床分析チップ、環境分析チップ、遺伝子分析チップ（ＤＮＡチップ）、たんぱく質分析チップ（プロテオームチップ）、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップなどと称される気体及び液体等に適用することができる種々の基板に利用することができる。

（ａ）本発明に係るマイクロチップ１００内のバルブの構成を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るバルブの構成を示す平面図。（ｃ）図１（ｂ）のＡ−Ａ’における断面図。（ｄ）図１（ｂ）のＢ−Ｂ’における断面図。 接触角θが９０°未満の液体の表面張力とバルブの寸法との関係を説明するための説明図。 （ａ）落下試験の結果であり、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１（μｍ）と、落下耐性（％）との関係を示す関係図。（ｂ）遠心力印加試験の結果であり、バルブ開口１３ｂの幅ｗ１（μｍ）と、バルブがバースト遠心加速度（ｍ／ｓ²）との関係を示す関係図。 （ａ）本発明に係るマイクロチップ１００内のバルブの構成を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るバルブの構成を示す平面図。（ｃ）図４（ｂ）のＣ−Ｃ’における断面図。（ｄ）図４（ｃ）のＤ−Ｄ’における断面図。 本発明のバルブを適用したマイクロチップ全体の構成の一例を示す構成図。 （ａ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（１）。（ｂ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（２）。（ｃ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（３）。（ｄ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（４）。（ｅ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（５）。（ｆ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（６）。（ｇ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（７）。（ｈ）マイクロチップでの使用方法及びマイクロチップ内での各種処理の手順を示すフローチャートの一例（８）。 バルブ１３を有するマイクロチップ１００の製造方法を示す説明図。 （ａ）本発明に係るマイクロチップ２００内のバルブの構成を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るバルブの構成を示す平面図。（ｃ）図８（ｂ）のＥ−Ｅ’における断面図。（ｄ）図８（ｂ）のＦ−Ｆ’における断面図。 接触角θが９０°未満の液体の表面張力とバルブの寸法との関係を説明するための説明図。 （ａ）本発明に係るマイクロチップ２００内のバルブの構成を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るバルブの構成を示す平面図。（ｃ）図１０（ｂ）のＧ−Ｇ’における断面図。 液体が隔壁８７によりバルブ入口８３ｃ内及びバルブ開口８３ｂに保持されている様子を示す説明図。 バルブ８３を有するマイクロチップ２００の製造方法を示す説明図。 （ａ）本発明に係るマイクロチップ３００内のバルブの構成を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るバルブの構成を示す平面図。（ｃ）図１３（ｂ）のＨ−Ｈ’における断面図。（ｄ）図１３（ｂ）のＩ−Ｉ’における断面図。 バルブ構造物の別の一例を示す斜視図。 バルブの取り付け位置の別の一例を示す説明図。 （ａ）特許文献１に示されるバルブの一例。（ｂ）壁面と壁面との間の角部を移動する液体を示す拡大図（１）、（ｃ）壁面と壁面との間の角部を移動する液体を示す拡大図（２）。

符号の説明

１１、８１、１０１、１２１：導入部
１１ａ：導入部本体
１１ｂ：導入部入口
１１ｃ、１２１ａ：導入部出口
１３、Ｖ１〜Ｖ６、８３、１０３、１２３、１３３：バルブ
１３−１、１２３−１、１３３−１：バルブ構造物
１３ａ、８３ａ、１０３ａ、１３３ａ：バルブ側壁面
１３ｂ、８３ｂ、１０３ｂ、１３３ｂ：バルブ開口
１３ｃ、８３ｃ、１０３ｃ、１３３ｃ：バルブ入口
１５、８５、１０５、１２５、１３５：排出部
１５−１、８５−１、１０５−１、１２５−１：第１排出流路
１５−２、８５−２、１０５−２、１２５−２：第２排出流路
１５ａ、８５ａ、１０５ａ、１２５ａ、１３５ａ：排出部側壁面
１５ｂ、１５ｃ、８５ｂ、８５ｂ２、１０５ｂ、１０５ｂ２、１２５ｂ：排出部底部
２１、９１、１１１：第１基板
２３、９３、１１３：第２基板
２５、１１５：第３基板
３１：血液導入部
３３：遠心分離管
３５：血球分離部
３７、４７、４１、４５、４７、５３：流路
３９：計量部
４３：廃液溜
４９−１、４９−２：試薬溜
５１：混合部
５５：検出路
５７：バッファ
７１：流路
７１ａ：流路本体
７１ｂ：流路出口
１０１ａ：流路本体
１０１ｂ：流路出口
８３−１、１０３−１：バルブ構造壁
１３３ｄ：バルブ土台基板

Claims (8)

1. 液体を導入する導入部と、
   液体を排出する排出部と、
   前記導入部と前記排出部とを接続し、液体の表面張力により前記排出部に液体を排出させないように保持するバルブと、
   を含み、
   前記バルブは、液体を前記排出部に排出する少なくとも１つの開口を有する第１流路壁を有し、
   前記排出部は、第２流路壁を有しており、
   前記第１流路壁と、前記第２流路壁と、前記第１流路壁及び前記第２流路壁の間の底面と、により形成される流路は、前記排出部の少なくとも一部を形成しており、液体が前記導入部を介して前記バルブの前記開口に導入され、さらに前記排出部の第２流路壁まで到達しうる場合に、前記開口に存在する液体の表面張力によるラプラス圧Ｐ _A が、前記第１流路壁と前記第２流路壁と前記底面とにより形成される流路の間に存在する液体の表面張力によるラプラス圧Ｐ _B よりも大きく（Ｐ _A ＞Ｐ _B ）なるように設計することで、流体は前記バルブに保持される、マイクロチップ。
2. 前記開口のサイズは、表面張力によって液体が流出されない大きさである、請求項１に記載のマイクロチップ。
3. 前記開口の幅は、前記第１流路壁と前記第２流路壁との間の流路の流路幅よりも小さい、請求項１に記載のマイクロチップ。
4. 前記第１流路壁と前記第２流路壁との間の流路には、少なくとも１つの前記開口に対向する位置に隔壁が設けられている、請求項１に記載のマイクロチップ。
5. 前記バルブの第１流路壁は複数の構造物からなり、前記構造物の表面及び／又は前記構造物間に液体が保持される、請求項１に記載のマイクロチップ。
6. 前記バルブの第１流路壁は環状の流路壁からなり、前記第１流路壁で囲まれる空間に液体が保持される、請求項１に記載のマイクロチップ。
7. 液体の接触角θは９０°未満である、請求項１に記載のマイクロチップ。
8. 前記請求項１に記載のマイクロチップの使用方法であって、
   前記マイクロチップを、回転軸を中心として回転することにより、前記液体の表面張力よりも大きな遠心力によって、前記導入部から前記排出部に液体を排出する、マイクロチップの使用方法。

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