JP7464285B2

JP7464285B2 - マイクロ流体デバイス

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Publication number: JP7464285B2
Application number: JP2021113431A
Authority: JP
Inventors: 敏男福田; 大雅志賀
Original assignee: Meijo University
Current assignee: Meijo University
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2024-04-09
Anticipated expiration: 2041-07-08
Also published as: JP2023009826A

Description

特許法第３０条第２項適用令和３年６月６日、ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２１ｉｎＯｓａｋａ（ｈｔｔｐｓ：／／ｒｏｂｏｍｅｃｈ２０２１．ｏｒｇ）の予稿集、令和３年６月７日、ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２１ｉｎＯｓａｋａ（ｈｔｔｐｓ：／／ｒｏｂｏｍｅｃｈ２０２１．ｏｒｇ）において、福田敏男、志賀大雅が発明したマイクロ流体チップに関する研究について公開した。

本発明はマイクロ流体デバイスに関するものである。

特許文献１は、線形動物、いわゆる線虫の走化性を利用した癌検出法が記載されている。線虫は、健常者の尿に対しては忌避行動を示し、癌患者の尿に対しては誘引行動を示すという走化性を有している。この癌検出法で利用されている線虫の走化性検出手法は以下の通りである。まず、シャーレの周縁に近い所定の場所にサンプルの尿を置く。次に、シャーレの中心に線虫を１００匹おいて、１時間程度、線虫を自走させる。その後、シャーレの中心を境にしてサンプルの尿を置いた側、及びその反対側の線虫の個体数を数える。サンプルの尿を置いた側の線虫の個体数をＮ（＋）、反対側の線虫の個体数をＮ（－）として、以下の計算式に当てはめる。
計算式：Ｎ(＋)－Ｎ（－）／全個体数
計算式によって得られる値は、＋１～－１の値を取る。計算式の値が正の値の場合、サンプルの尿に線虫が誘引されたと評価し、被験者は癌の可能性があると判定することができる。

特開２０２０－３１６４９号公報

しかし、特許文献１に示される線虫の走化性検出手法は、走化性の検出に長い時間を要する。また、この走化性検出手法は、時間の経過とともにサンプルの尿が拡散する等によって、線虫の誘引行動が弱まり、正確性及び精度が劣るおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができるマイクロ流体デバイスを提供することを解決すべき課題としている。

本発明のマイクロ流体デバイスは、
線形動物を配置する第１ポートと、
被検査物質を配置する第２ポートと、
前記第１ポートと前記第２ポートとを連通するチャネルと、
を備えており、
前記チャネルは、前記第１ポートから前記第２ポートに向けての前記線形動物の自走を許容し、前記第２ポートから前記第１ポートに向けての前記線形動物の自走を抑制する逆走抑制領域を有している。

このマイクロ流体デバイスは、被検査物質に誘引され、第１ポートからチャネルを介して第２ポートに自走した線形動物が、チャネルの逆走抑制領域によって、第２ポートから第１ポートへ向けた逆走を抑制するため、被検査物質に誘引されて第２ポート内に移動した線形動物の個体数を正確に把握することができる。

したがって、本発明のマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。

実施例１のマイクロ流体デバイスを示す平面図である。実施例１のマイクロ流体デバイスのチャネルを自走する線虫を示す平面図である。実施例１のマイクロ流体デバイスのチャネルを自走する線虫の軌跡例を示す平面図である。比較例のマイクロ流体デバイスのチャネルを自走する線虫の軌跡例を示す平面図である。実施例１の評価方法に利用する第１ライン及び第２ラインを示す平面図である。（Ａ）は第１連結部があるチャネルの第２ポート内の線虫の個体数の時間推移を示すグラフであり、（Ｂ）は第１連結部がないチャネルの第２ポート内の線虫の個体数の時間推移を示すグラフである。癌患者の尿及び健常者の尿を含む被検査物質に対する線虫の走化性を確認する実験において、第２ポート内の線虫の個体数の時間推移を示すグラフであり、（Ａ）は２回目の実験結果を示し、（Ｂ）は１回目の実験結果を示す。癌患者の尿及び健常者の尿を含む被検査物質に対する線虫の走化性を確認する実験において、第２ポート内の線虫の最大個体数を示すグラフである。癌患者の尿及び健常者の尿を含む被検査物質に対する線虫の走化性を確認する実験において、第２ポート内の線虫の最大個体数と、各時間における第２ポート内の線虫の個体数との割合を示すグラフである。３つのポートを備えたマイクロ流体デバイスを示す平面図である。形状が異なる第１連結部を具備したマイクロ流体デバイスを示す平面図である。

本発明における好ましい実施の形態を説明する。

本発明のマイクロ流体デバイスのチャネルは、前記第１ポートから前記第２ポートに向けて線形動物の自走を援助する自走援助領域を有し得る。この場合、このマイクロ流体デバイスは、チャネル内を被検査物質に誘引された線形動物が第１ポートから第２ポートに向けて速やかに自走することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。

本発明のマイクロ流体デバイスにおいて、前記逆走抑制領域は、前記自走援助領域よりも前記第２ポート側に配置され得る。この場合、このマイクロ流体デバイスは、チャネル内を被検査物質に誘引された線形動物が第１ポートから第２ポートに向けて速やかに自走することができるとともに、被検査物質に誘引された第２ポート内の線形動物の第１ポートに向けた逆走を抑制して第２ポート内の線虫の個体数を正確に把握することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。

本発明のマイクロ流体デバイスの前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、前記逆走抑制領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が各前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状において、前記第２ポート側の側面が凹んだ略円形状である複数の第１連結部を具備し得る。この場合、第１連結部の側面の凹んだ部分に、線形動物の頭部が入り込むと、この凹んだ部分から線形動物の頭部が抜け出しにくく、線形動物の第１ポートへ向けた逆走を抑制することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用した誘引物質の検出において、正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。

本発明のマイクロ流体デバイスの複数の前記第１連結部は、前記第１ポートから前記第２ポートに向けてまっすぐに延びる第１仮想直線に直交した複数の第２仮想直線上に等間隔に並んでおり、隣り合う前記第２仮想直線上に配置された各前記第１連結部は、前記第１仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なり得る。この場合、複数の第１連結部の配置によって、被検査物質に誘引された線形動物が第１ポートから第２ポートに向けて自走する際に線形動物の自走を援助することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。

本発明のマイクロ流体デバイスの前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、前記自走援助領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状が円形状である複数の第２連結部を具備しており、複数の前記第２連結部は、前記第１ポートから前記第２ポートに向けてまっすぐに延びる第１仮想直線に直交した複数の第２仮想直線上に等間隔に並んでおり、隣り合う前記第２仮想直線上に配置された各前記第２連結部は、前記第１仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なり得る。この場合、複数の第２連結部の配置によって、被検査物質に誘引された線形動物が第１ポートから第２ポートに向けて自走する際に線形動物の自走を援助することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。ここでいう円形状は、真円でなくてもよく、まるい形であればよく、楕円形を含む形状である。

次に、本発明のマイクロ流体デバイスを具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施例１＞
実施例１のマイクロ流体デバイス１は、図１に示すように、第１ポート１０、第２ポート２０、及びチャネル３０を備えている。マイクロ流体デバイス１は、ＰＤＭＳ（ジメチルポリシロキサン）とガラスプレートとを接合して形成されており、透明である。第１ポート１０、第２ポート２０、及びチャネル３０は、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部の間に形成されている。対向して広がる側面の夫々は、第１ポート１０、第２ポート２０、及びチャネル３０の上面及び下面を構成し、その間隔は７０μｍである。

第１ポート１０は、線形動物、いわゆる線虫Ｘ（図２参照）の走化性を利用した試験を行う際、線虫Ｘを配置する。第２ポート２０は、線虫Ｘの走化性を利用した試験を行う際、被検査物質を配置する。チャネル３０は第１ポート１０と第２ポート２０とを連通している。チャネル３０は、長さＬ_１が３２００μｍであり、幅Ｌ_２が１８８０μｍである。

チャネル３０は、複数の第１連結部３１０、及び複数の第２連結部３２０を具備している。各第１連結部３１０及び各第２連結部３２０は、チャネル３０の上面及び下面に上下両端の夫々を連結している。各第１連結部３１０及び各第２連結部３２０の中心軸線はチャネル３０の上面及び下面に対して直交している。

各第１連結部３１０は、図１及び図５に示すように、第１ポート１０から第２ポート２０に向けてまっすぐに延びる第１仮想直線ＦＬに直交して並んだ３本の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に等間隔に並んでいる。同じ第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に並んだ第１連結部３１０の中心軸線の間隔Ｗ_２は２６０μｍである。各第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に並んだ複数の第１連結部３１０は、チャネル３０の幅方向の全体に亘って配置されている。

各第２連結部３２０は、第１仮想直線ＦＬに直交して並んだ１０本の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に等間隔に並んでいる。同じ第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に並んだ第２連結部３２０の中心軸線の間隔Ｗ_２は２６０μｍである。各第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に並んだ複数の第２連結部３２０は、チャネル３０の幅方向の全体に亘って配置されている。

複数の第１連結部３１０が並んだ３本の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３は、複数の第２連結部３２０が並んだ１０本の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３よりも第２ポート２０側に配置されている。複数の第１連結部３１０が並んだ３本の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３、及び複数の第２連結部３２０が並んだ１０本の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３の合計１３本の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ１３は、チャネル３０の長さ方向の全体に渡って等間隔に並んでいる。１本置きの第２仮想直線Ｓ１～Ｓ１３の間隔Ｗ_１は５００μｍである。

第１連結部３１０の中心軸線に直交する仮想平面によって第１連結部３１０を切断した断面形状（以下、「第１連結部３１０の断面形状」という。）は、第２ポート２０側の側面が凹んだ略円形状である。第１連結部３１０の断面形状は、直径が２００μｍの円形状に対して第２ポート２０側の側面が長方形状に切欠かれている。つまり、各第１連結部３１０は、一対の側壁部の各側面に両端を連結しており、中心軸線が各側面に対して直交した略円柱形状であり、第２ポート２０側の側面に中心軸線に沿って延びた溝３１１が形成されている。第１連結部３１０の断面形状において、切欠かれた部分の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３に平行に直線状に延びる底面部３１１Ａの長さＬ_３は１２０μｍであり、底面部３１１Ａの両端から第１連結部３１０の周面に向けて直線状に延びる側面部３１１Ｂの長さＬ_４は５０μｍである。第１連結部３１０の断面形状において、底面部３１１Ａと、底面部３１１Ａの両端から延びる側面部３１１Ｂとによって形成される角部３１１Ｃの角度は、直角である。

第２ポート２０側から１本目の第２仮想直線Ｓ１、及び３本目の第２仮想直線Ｓ３上には６個の第１連結部３１０が並んでいる。第２ポート２０側から２本目の第２仮想直線Ｓ２上には７個の第１連結部３１０が並んでいる。第２ポート２０側から１本面の第２仮想直線Ｓ１、及び３本目の第２仮想直線Ｓ３上に並んだ各第１連結部３１０は、第１仮想直線ＦＬに沿って見た際に、各第１連結部３１０の中心軸線が一致し、完全に重なっている。

隣り合う第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に配置された各第１連結部３１０は、第１仮想直線ＦＬに沿って見た際に、一方の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に配置された２個の第１連結部３１０の中心軸線の間の中央に、他方の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に配置された１個の第１連結部３１０の中心軸線が位置した状態で重なっている。チャネル３０において、第２ポート２０側から１本目の第２仮想直線Ｓ１～３本目の第２仮想直線Ｓ３上に並んだ複数の第１連結部３１０が配置されている領域が逆走抑制領域Ｒ１である。逆走抑制領域Ｒ１は、チャネル３０の第２ポート２０側の一端部に形成されている。

第２連結部３２０の中心軸線に直交する仮想平面によって第２連結部３２０を切断した断面形状は、直径が２００μｍの円形状である。つまり、各第２連結部３２０は、一対の側壁部の各側面に両端を連結しており、中心軸線が各側面に対して直交した円柱形状である。

第２ポート２０側から４本目から１３本目の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３において、偶数本目の第２仮想直線Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１２上には７個の第２連結部３２０が並んでいる。第２ポート２０側から４本目から１３本目の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３において、奇数本目の第２仮想直線Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１３上には６個の第２連結部３２０が並んでいる。第２ポート２０側から４本目から１３本目における偶数本目の第２仮想直線Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１２上に並んだ各第２連結部３２０は、第１仮想線に沿って見た際に、各第２連結部３２０の中心軸線が一致し、完全に重なっている。第２ポート２０側から４本目から１３本目における奇数本目の第２仮想直線Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１３上に並んだ各第２連結部３２０は、第１仮想線に沿って見た際に、各第２連結部３２０の中心軸線が一致し、完全に重なっている。

隣り合う第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に配置された各第２連結部３２０は、第１仮想直線ＦＬに沿って見た際に、一方の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に配置された２個の第２連結部３２０の中心軸線の間の中央に他方の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に配置された１個の第２連結部３２０の中心軸線が位置した状態で重なっている。チャネル３０において、第２ポート２０側から４本目の第２仮想直線Ｓ４～１３本目の第２仮想直線Ｓ１３上に並んだ複数の第２連結部３２０が配置されている領域が自走援助領域Ｒ２である。

各第１連結部３１０及び各第２連結部３２０の配置は、全長が５００μｍ～６００μｍの線虫Ｘが平面上を移動する波状の軌跡に基づいて決定したものである。この軌跡の波長平均は、４６２±１３２μｍであり、振幅平均は、１５８±５４μｍである。各第１連結部３１０及び各第２連結部３２０は、図２に示すように、被検査物質に誘引された線虫Ｘが第１ポート１０から第２ポート２０に向けて自走する際、線虫Ｘの引っ掛かりとなり、線虫Ｘがスムーズに自走することができる。

チャネル３０の幅方向の両端縁は、図５に示すように、第２ポート２０側から偶数本目の第２仮想直線Ｓ２、Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１２が横切る部分は、第１連結部３１０及び第２連結部３２０の外周縁に沿って外方向に湾曲して突出している。チャネル３０の幅方向の両端縁は、第２ポート２０側から奇数本目の第２仮想直線Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１３が横切る部分は、内方向に湾曲して凹んでいる。つまり、チャネル３０の幅方向の両端縁は、湾曲した凹凸が交互に連続して延びている。

＜走化性試験＞
上述した実施例１のマイクロ流体デバイス１を利用して、線虫Ｘの走化性試験を以下に示すように行った。
先ず、マイクロ流体デバイス１の第１ポート１０、第２ポート２０、及びチャネル３０を純水で満たす。次に、第１ポート１０に線虫Ｘ入りのＭ９バッファーを２μｌ滴下し、略同時に第２ポート２０に被検査物質の試液２μｌ滴下する。線虫Ｘは、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ（Ｃａｅｎｏｒｈａｂｄｉｔｉｓｅｌｅｇａｎｓ）である。試液は、線虫Ｘを誘引するブタノンである。試験映像を記録し、映像をもとに計測した。

＜線虫Ｘの軌跡例＞
実施例１のマイクロ流体デバイス１を利用した場合の線虫Ｘの軌跡例を図３に示す。この場合、線虫Ｘは、初期位置Ｐ１から第２ポート２０に向けて自走援助領域Ｒ２をスムーズに自走して第２ポート２０に到達する。その後、線虫Ｘは、第１連結部３１０の側面の溝３１１に入り込むと、この溝３１１から線虫Ｘの頭部が抜け出しにくく、第１ポート１０へ向けた逆走が抑制されて、約１５秒後の位置Ｐ２に示すように、第２ポート２０内に留まっていた。

比較例として、第１連結部３１０がなく、チャネル３０の全体に第２連結部３２０を配置したマイクロ流体デバイス２を用意し、それを利用した場合の線虫Ｘの軌跡例を図４に示す。マイクロ流体デバイス２は、チャネル３０の全体に第２連結部３２０が配置されており、チャネル３０の全体が自走援助領域Ｒ２である。この場合、線虫Ｘは、初期位置Ｐ１から第２ポート２０に向けて自走援助領域Ｒ２をスムーズに自走して第２ポート２０に到達する。その後、線虫Ｘは、第１ポート１０へ向けて自走援助領域Ｒ２をスムーズに逆走し、約１５秒後の位置Ｐ２に示すように、短時間で第１ポート１０と第２ポート２０とを行き来した。

＜評価方法＞
図５に示すように、第１ラインＬ１よりも右側の第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数をＮｒ、第１ラインＬ１を第２ポート２０から第１ポート１０に向けて逆走する線虫Ｘの個体数をＮｇ、第２ラインＬ２を第２ポート２０から第１ポート１０に向けて逆走する線虫Ｘの個体数をＮｐとする。

第１の評価指標は、式１に示すように、第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数Ｅを表し、１０秒ごとの第２ポート２０内の個体数Ｅから走化性評価を行う。
Ｅ＝Ｎｒ・・・式１

第２の評価指標は、式２に示すように、第１ラインＬ１及び第２ラインＬ２を逆走して通過した個体数Ｅから逆走阻止率Ｇを算出する。逆走阻止率Ｇは、第１ラインＬ１の通過数に対する第２ラインＬ２の非通過数の割合を表している。逆走阻止率Ｇの値が大きいほど、逆走阻止効果が強いといえる。
Ｇ＝（Ｎｇ―Ｎｐ）／Ｎｇ・・・式２
第１連結部３１０がなく、チャネル３０の全体に第２連結部３２０を配置した比較例のマイクロ流体デバイス２についても同様の評価を行った。

図６（Ａ）に示すように、実施例１のマイクロ流体デバイス１は、第１ポート１０に線虫Ｘ入りのＭ９バッファーを２μｌ滴下し、略同時に第２ポート２０に被検査物質であるブタノン２μｌ滴下した後の２０秒～３０秒までの間に線虫Ｘの強い誘引反応が示されている。滴下後約５０秒以降、第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数Ｅはある程度維持し、滴下後１８０秒経過後でも第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数Ｅを維持できている。

図６（Ｂ）に示すように、比較例のマイクロ流体デバイス２は、第１ポート１０に線虫Ｘ入りのＭ９バッファーを２μｌ滴下し、略同時に第２ポート２０に被検査物質であるブタノン２μｌ滴下した後の２０秒～３０秒までの間に線虫Ｘの強い誘引反応が示されている。滴下後１８０秒経過すると、滴下したブタノンの濃度がマイクロ流体デバイス２内で均一になり、線虫Ｘの逆走が激しくなるため、第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数Ｅが減少している。

実施例１の第１連結部３１０があるマイクロ流体デバイス１、及び比較例の第１連結部３１０がないマイクロ流体デバイス２の逆走阻止率Ｇを表１に示す。比較例のマイクロ流体デバイス２の逆走阻止率が約１９％であったのに対して、実施例１のマイクロ流体デバイス１は、約５８％まで逆走阻止率を高めることができた。

第１及び第２の評価指標から、第１連結部３１０の形状、及び複数の第１連結部３１０を配置した逆走抑制領域Ｒ１は、線虫Ｘの逆走抑制に効果的であることが分かった。

＜尿に対する走化性＞
次に、癌検査の実験として、癌患者の尿、及び健常者の尿を含む被検査物質に対して、線虫Ｘの走化性を確認した。嗅覚器官のみある線虫Ｘの変異体（ｏｄｒ－３）を利用した。純水３６μｌと、癌患者の尿、健常者の尿の夫々４μｌとをシャーレ上に滴下し、純水と夫々の尿とを十分に混ぜ合わせて被検査物質とし、被検査物質２μｌを第１ポート１０に滴下した。夫々の尿を含む被検査物質に対して、１０秒毎の第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数Ｅを２回計測した。

図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、２回行った実験の結果、健常者の尿を含む被検査物質に対して、定常状態となる時間が異なっている。第１ポート１０に線虫Ｘ入りのＭ９バッファーを２μｌ滴下し、略同時に第２ポート２０に被検査物質を滴下した後、３０秒で癌患者の尿を含む被検査物質と健常者の尿を含む被検査物質との十分な有意差が確認できる。癌患者の尿を含む被検査物質に対しては、滴下から５０秒の間に強い誘引反応が見られる。

第１回目の実験において、図８に示すように、癌患者の尿を含む被検査物質に対しては、滴下後１８０秒間で最大５１匹の線虫Ｘが第２ポート２０に移動した。第１回目の実験において、健常者の尿を含む被検査物質に対しては、滴下後１８０秒間で最大３５匹の線虫Ｘが第２ポート２０に移動した。

第１回目の実験において、第２ポート２０内の線虫Ｘの最大個体数と、各時間における第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数Ｅとの割合を図９及び表２に示す。滴下後３０秒～４０秒において、線虫Ｘの移動数には明らかな差がある。癌患者の尿を含む被検査物質に対する誘因行動が、滴下後６０秒経過でほとんど終えている。

以上説明したように、実施例１のマイクロ流体デバイス１は、第１ポート１０、第２ポート２０、及びチャネル３０を備えている。第１ポート１０は線虫Ｘ入りのＭ９バッファーを滴下する。第２ポート２０は被検査物質を滴下する。チャネル３０は第１ポート１０と第２ポート２０とを連通する。チャネル３０は、第１ポート１０から第２ポート２０に向けての線虫Ｘの自走を許容し、第２ポート２０から第１ポート１０に向けての線虫Ｘの逆走を抑制する逆走抑制領域Ｒ１を有している。

このマイクロ流体デバイス１は、被検査物質に誘引され、第１ポート１０からチャネル３０を介して第２ポート２０に自走した線虫Ｘが、チャネル３０の逆走抑制領域Ｒ１によって、第２ポート２０から第１ポート１０へ向けた逆走を抑制するため、被検査物質に誘引されて第２ポート２０内に移動した線虫Ｘの個体数を正確に把握することができる。

したがって、実施例１のマイクロ流体デバイス１は、線虫Ｘの走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。

実施例１のチャネル３０は、第１ポート１０から第２ポート２０に向けて線虫Ｘの自走を援助する自走援助領域Ｒ２を有している。このため、このマイクロ流体デバイス１は、チャネル３０内を被検査物質に誘引された線虫Ｘが第１ポート１０から第２ポート２０に向けて速やかに自走することができる。よって、このマイクロ流体デバイス１は、線虫Ｘの走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。

実施例１のマイクロ流体デバイス１において、逆走抑制領域Ｒ１は、自走援助領域Ｒ２よりも第２ポート２０側に配置されている。このため、このマイクロ流体デバイス１は、チャネル３０内を被検査物質に誘引された線虫Ｘが第１ポート１０から第２ポート２０に向けて速やかに自走することができるとともに、被検査物質に誘引された第２ポート２０内の線虫Ｘの第１ポート１０に向けた逆走を抑制して第２ポート２０内の線虫Ｘの個体数を正確に把握することができる。よって、このマイクロ流体デバイス１は、線虫Ｘの走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。

実施例１のチャネル３０は、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有している。逆走抑制領域Ｒ１は、複数の第１連結部３１０を具備している。各第１連結部３１０は、両端を各側面に連結して中心軸線が各側面に対して直交している。各第１連結部３１０は、中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状において、第２ポート２０側の側面が凹んだ略円形状である。このように逆走抑制領域Ｒ１は複数の第１連結部３１０を具備しているため、第１連結部３１０の側面の凹んだ部分に、線虫Ｘの頭部が入り込むと、この凹んだ部分から線虫Ｘの頭部が抜け出しにくく、線虫Ｘの第１ポート１０へ向けた逆走を抑制することができる。よって、このマイクロ流体デバイス１は、線虫Ｘの走化性を利用した誘引物質の検出において、正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。

実施例１の複数の第１連結部３１０は、第１ポート１０から第２ポート２０に向けてまっすぐに延びる第１仮想直線ＦＬに直交した複数の第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に等間隔に並んでいる。隣り合う第２仮想直線Ｓ１～Ｓ３上に配置された各第１連結部３１０は、第１仮想直線ＦＬに沿って見た際に、中心軸線がずれた状態で重なっている。このような複数の第１連結部３１０の配置によって、被検査物質に誘引された線虫Ｘが第１ポート１０から第２ポート２０に向けて自走する際に線虫Ｘの自走を援助することができる。よって、このマイクロ流体デバイス１は、線虫Ｘの走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。

実施例１のチャネル３０は、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有している。自走援助領域Ｒ２は、両端を各側面に連結して中心軸線が前記側面に対して直交しており、中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状が円形状である複数の第２連結部３２０を具備している。複数の第２連結部３２０は、第１ポート１０から第２ポート２０に向けてまっすぐに延びる第１仮想直線ＦＬに直交した複数の第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に等間隔に並んでいる。隣り合う第２仮想直線Ｓ４～Ｓ１３上に配置された各第２連結部３２０は、第１仮想直線ＦＬに沿って見た際に、中心軸線がずれた状態で重なっている。このような複数の第２連結部３２０の配置によって、被検査物質に誘引された線虫Ｘが第１ポート１０から第２ポート２０に向けて自走する際に線虫Ｘの自走を援助することができる。よって、このマイクロ流体デバイス１は、線虫Ｘの走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１のマイクロ流体デバイスは２個のポートを備えていたが、３個以上のポートを備えていてもよい。３個のポートを備える場合、図１０に示すように、マイクロ流体デバイス３は、線虫を配置する第１ポート４０と、被検査物質を配置する第２ポート５０及び第３ポート６０を備えるようにしてもよい。この場合、第２ポート５０と第３ポート６０とを連通する第１チャネル８０の中央部に第１ポート４０から延びる第２チャネル７０を連通させる。第２ポート５０及び第３ポート６０の夫々に連続する第１チャネル８０の両端部は複数の第１連結部３１０を配置し、第１チャネル８０のその他の領域及び第２チャネル７０は複数の第２連結部３２０を配置する。第１チャネル８０の両端部は複数の第１連結部３１０によって、逆走抑制領域Ｒ１が形成されているため、第１ポート４０に滴下した線虫が第２ポート５０及び第３ポート６０に到達すると、第２ポート５０及び第３ポート６０から線虫が逆走することを抑制することができる。

（２）実施例１のマイクロ流体デバイスの第１連結部は、断面形状において、長方形状に切欠かれていたが、第１連結部の切り欠き形状は、図１１に示すように、円弧状等、その他の形状であってもよい。
（３）図１１に示すように、断面形状の異なる第１連結部３５０を配置した逆走抑制領域Ｒ１を有するマイクロ流体デバイス４でもよい。
（４）実施例１の逆走抑制領域は、チャネルの第２ポート側の一端部に形成されているが、チャネルの一端部に限らず、中間部や、第１ポート側の他端部に形成してもよい。
（５）実施例１のチャネルは自走援助領域を有していたが、第２連結部を具備せずに自走援助領域を有さなくてもよい。
（６）実施例１のチャネルは、逆走抑制領域と自走援助領域を有していたが、チャネル全体が逆走抑制領域であってもよい。
（７）実施例１において、マイクロ流体デバイスを癌検査に利用することを説明したが、このマイクロ流体デバイスは、癌検査に限らず線虫の走化性を利用した検査に利用することができる。

１…マイクロ流体デバイス
１０…第１ポート
２０…第２ポート
３０…チャネル
３１０…第１連結部
３２０…第２連結部
ＦＬ…第１仮想直線
Ｒ１…逆走抑制領域
Ｒ２…自走援助領域
Ｓ１～Ｓ１３…第２仮想直線
Ｘ…線虫（線形動物）

Claims

線形動物を配置する第１ポートと、
被検査物質を配置する第２ポートと、
前記第１ポートと前記第２ポートとを連通するチャネルと、
を備えており、
前記チャネルは、前記第１ポートから前記第２ポートに向けての前記線形動物の自走を許容し、前記第２ポートから前記第１ポートに向けての前記線形動物の自走を抑制する逆走抑制領域を有し、
前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、
前記逆走抑制領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が各前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状において、前記第２ポート側の側面が凹んだ略円形状である複数の第１連結部を具備しているマイクロ流体デバイス。
前記チャネルは、前記第１ポートから前記第２ポートに向けて線形動物の自走を援助する自走援助領域を有している請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
前記逆走抑制領域は、前記自走援助領域よりも前記第２ポート側に配置されている請求項２に記載のマイクロ流体デバイス。
複数の前記第１連結部は、前記第１ポートから前記第２ポートに向けてまっすぐに延びる第１仮想直線に直交した複数の第２仮想直線上に等間隔に並んで配置され、隣り合う前記第２仮想直線上に配置された各前記第１連結部は、前記第１仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なっている請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、
前記自走援助領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状が円形状である複数の第２連結部を具備しており、
複数の前記第２連結部は、前記第１ポートから前記第２ポートに向けてまっすぐに延びる第１仮想直線に直交した複数の第２仮想直線上に等間隔に並んでおり、隣り合う前記第２仮想直線上に配置された各前記第２連結部は、前記第１仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なっている請求項２及び請求項３のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。