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CN113498362B - 粒子分离测量设备以及粒子分离测量装置 - Google Patents

粒子分离测量设备以及粒子分离测量装置 Download PDF

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Abstract

本公开的粒子分离测量设备(1)具备：第1流路设备(2)，具有包含分离对象的粒子的第1流体流出的分离后流出口(13)；和第2流路设备(3)，载置第1流路设备(2)，具有第1流体流入的第1流入口(23)。在下表面配置有分离后流出口(13)的第1流路设备(2)被载置于在第1区域(21)的上表面配置有第1流入口(23)的第2流路设备(3)，分离后流出口(13)与第1流入口(23)对置而被连接。从第1流入口(23)的开口到第1流路(16)的连接流路(25)被配置在上下方向，并且从第1流入口(23)的开口向第1流路(16)侧变小。

Description

粒子分离测量设备以及粒子分离测量装置
技术领域
本公开涉及用于从液体中包含的多种粒子分离特定的粒子并进行测量的粒子分离测量设备以及粒子分离测量装置。
背景技术
以往，已知一种粒子分离设备，具有流入口和多个流出口，使用宽度几μm～几百μm的微小的流路构造(微型流路)，将液体中的粒子分离并提取(例如，参照日本特开2012-76016号公报)。在上述那样的粒子分离设备中，例如，若使包含多种粒子(例如，红血球以及白血球)的液体(例如，血液)从流入口流入，则能够将其中的特定的粒子(例如，白血球)分离，从多个流出口分别提取特定的粒子和其以外的粒子。
此外，然后针对分离提取的特定的粒子，进行其种类或者数量或浓度、或者光学特性等的测量。
发明内容
公开了一种粒子分离测量设备以及粒子分离测量装置。粒子分离测量设备的一方式具备板状的第1流路设备和板状的第2流路设备。所述第1流路设备具有：使包含作为分离对象的特定的粒子的流体流入的分离前流入口、与该分离前流入口连接的主流路、分别与该主流路连接的多个分支流路、和包含被分离的所述特定的粒子的第1流体流出的分离后流出口。所述第2流路设备具有载置所述第1流路设备的第1区域、和用于测量所述特定的粒子的第2区域，并且具有：所述第1流体流入的第1流入口、不包含所述特定的粒子的第2流体流入的第2流入口、和分别被配置于所述第2区域的第1流路以及第2流路。所述第1流路与所述第1流入口连接，所述第1流体通过。所述第2流路与所述第2流入口连接，所述第2流体通过。所述第1流路设备的下表面具有所述分离后流出口。所述第2流路设备的所述第1区域处的上表面具有所述第1流入口。所述分离后流出口与所述第1流入口对置并且连接。所述第2流路设备具有从所述第1流入口的开口到所述第1流路在上下方向延伸的连接流路，所述连接流路从所述第1流入口的开口向所述第1流路侧变小。
粒子分离测量装置的一方式具备上述的粒子分离测量设备、光学传感器和控制部。所述光学传感器向所述粒子分离测量设备的所述第1流路以及所述第2流路分别照射光，并且对通过了所述第1流路以及所述第2流路的各个光进行受光。所述控制部对由所述光学传感器进行受光的通过了所述第1流路的光的强度和由所述光学传感器进行受光的通过了所述第2流路的光的强度进行比较，从而测量所述特定的粒子。
附图说明
图1是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的例子的俯视图。
图2是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的例子的剖视图。
图3是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备中的第1流路设备的例子的平面图。
图4是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备中的第1流路设备的例子的一部分的平面图。
图5是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的例子的一部分的剖视图。
图6是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的例子的一部分的剖视图。
图7是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的例子的一部分的剖视图。
图8是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备中的第2流路设备的例子的平面图。
图9是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备中的第2流路设备的例子的一部分的平面图。
图10是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的例子的剖视图。
图11是表示具有本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的粒子分离测量装置的例子的剖视图。
图12是示意性地表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量装置的整体结构的例子的框图。
图13是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备中的第2流路设备的例子的平面图。
图14是表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备中的第2流路设备的例子的一部分的平面图。
具体实施方式
为了使用微型流路来分离液体中的特定的粒子，使用具有如下结构的粒子分离设备，即，使用与主流路连接多个分支流路的结构的微型流路，使包含分离对象的粒子以及多种粒子的液体即检体、产生从主流路向分支流路的推压流的流体分别流入。接下来，为了测量通过粒子分离设备而分离的粒子的浓度等，使包含该粒子的液体接着流入粒子测量设备，导入测量部的流路并进行测量。并且，为了通过一连串的步骤进行这些作业，使用将这些粒子分离设备与粒子测量设备连接的粒子分离测量设备。
在该粒子分离测量设备中，具备有利于使包含被分离的粒子的液体顺畅地从粒子分离设备流入粒子测量设备、抑制连接部处的粒子的滞留等的不良的产生的结构为宜。
通过本公开的粒子分离测量设备以及粒子分离测量装置，粒子分离设备即第1流路设备的分离后流出口与粒子测量设备即第2流路设备的第1流入口对置并连接。此外，第2流路设备中的从第1流入口的开口到第1流路的连接流路被配置在上下方向，从第1流入口的开口朝向第1流路侧而变小。由此，能够抑制通过第1流路设备而分离的特定的粒子滞留于第1流路设备与第2流路设备的连接部的不良的产生。因此，能够使包含通过第1流路设备而分离的特定的粒子的第1流体顺畅地流入第2流路设备，能够进行稳定的测量。
以下，参照附图来说明本公开的粒子分离测量设备以及具备其的粒子分离测量装置的一实施方式的例子。在本公开中，为了方便，定义正交坐标系(X，Y，Z)，将Z轴方向的正侧设为上方。但是，本公开也可以将任一方向设为上方或者下方。以下的内容示例本公开的实施方式，本公开并不限定于这些实施方式。
(粒子分离测量设备)
图1以及图2中示意性地表示本公开的一实施方式所涉及的粒子分离测量设备的例子。图1是粒子分离测量设备1的俯视图。图2是在图1所示的A-A线切断粒子分离测量设备1时的剖视图。
粒子分离测量设备1通过将包含分离对象即特定的粒子的流体(检体)在粒子分离设备即第1流路设备2中流过，从而将检体中的特定的粒子即分离对象的粒子分离并回收。通过将该特定的粒子(分离的粒子)在与第1流路设备2连接的粒子测量设备即第2流路设备3中流过，能够测量该特定的粒子。例如，粒子分离测量设备1能够从血液分离并回收特定的成分即白血球，并测量白血球的数量。
图3中示意性地表示粒子分离设备即第1流路设备2的例子。图3是对第1流路设备2进行俯视透视时的平面图。
(粒子分离设备：第1流路设备)
第1流路设备2是一种粒子分离设备，能够以作为分离对象的特定的粒子为首，从多种粒子的液体(检体)分离并回收作为分离对象的特定的粒子。该第1流路设备2具有：使包含作为分离对象的特定的粒子的流体流入的分离前流入口12、与该分离前流入口12连接的主流路5、分别与该主流路5连接的多个分支流路6、以及包含被分离的特定的粒子的第1流体流出的分离后流出口13。
第1流路设备2作为整体为板状，在板状的基体2a的内部，具有分离用流路4。分离用流路4具有：直线状的主流路5、连接为从主流路5分支的多个分支流路6。在本公开的第1流路设备2中，在第1流路设备2内流过的检体(例如血液)流入主流路5，与特定的粒子(第1粒子，例如白血球)不同的(第2粒子，例如红血球)从主流路5流入分支流路6，从而能够将检体中的特定的粒子(第1粒子)分离。另外，通过第2粒子流入分支流路6，也能够从检体中分离第2粒子。
另外，分支流路6设计为通过从主流路5的分支从而第2粒子流入，但并不局限于必须仅第2粒子流入分支流路6。也可能与第2粒子不同的粒子(第3粒子等)流入分支流路6。
图4中示意性地表示通过主流路5以及分支流路6从而第1粒子与第2粒子被分离的样子。图4是将图3的虚线部放大表示的平面图。在图4中，图中的较大的圆表示第1粒子P1，较小的圆表示第2粒子P2。此外，沿着X轴方向的施加了阴影的箭头表示主流的流动，沿着Y轴方向的空白的箭头表示后述的“推压流”。进一步地，图中的实施了阴影的区域表示后述的“引入流”。
本公开的分离用流路4具有：一个主流路5、在相对于一个主流路5的中途的侧面正交的方向连接的多个分支流路6。在第1流路设备2中，通过调整主流路5以及分支流路6各自的剖面积以及长度、及检体的流速等，能够使主流路5内产生从主流路5向分支流路6流入的“引入流”。并且，在第1流路设备2中，使分离用流路4产生能够将在主流路5内流动的检体向分支流路6侧推压的推压流。其结果是，如图4所示，通过使引入流流入的分支流路6的宽度小于作为检体中流过的特定的粒子的第1粒子P1的大小，此外，大于作为其他粒子的第2粒子P2的大小，能够将第2粒子P2导入分支流路6。此外，通过使被推压流推压并流向主流路5的分支流路6侧的引入流的宽度大于检体中流过的第2粒子P2的重心位置，此外，小于第1粒子P1的重心位置，能够有效地将第2粒子P2导入分支流路6。由此，能够将检体中的特定的粒子即第1粒子P1分离，利用主流路5的流动来进行回收。另外，与此同时，也能够从检体中分离第2粒子P2，利用分支流路6的流动来进行回收。
本公开的第1流路设备2特别能够适当地用于将作为检体的血液中的红血球和白血球分离。在此，血液中的红血球的大小例如是6～8μm，重心位置例如是距边缘3～4μm的位置。此外，白血球的大小例如是10～30μm，重心位置例如是距边缘5～15μm的位置。该情况下，主流路5例如剖面积是300～1000μm2，长度是0.5～20mm即可。剖面的尺寸在上述的剖面积的范围内，例如，宽度是30μm左右，高度是20μm左右即可。此外，分支流路6例如剖面积是100～500μm2，长度是3～25mm即可。剖面的尺寸在上述的剖面积的范围内，例如，宽度是15μm左右，高度是20μm左右即可。此外，分离用流路4内的流速例如设为0.2～5m/s即可。其结果是，能够将引入流的宽度例如设定为2～15μm，能够将红血球和白血球从血液有效地分离。
此外，作为特定的粒子，除了白血球或者红血球，例如也可以是各种细胞外囊泡，也可以是外泌体(Exosome，大小30～200nm)、微泡(Microvesicle，大小200～1000nm)、大核糖体(Large oncosome，1～10μm)等。此外，特定的粒子也可以是无机物，也可以是包含微粉末的悬浊液等的流体中的特定的微粒子。在任何情况下，都根据作为分离对象的特定的粒子的大小等来适当设计分离用流路4的形状以及尺寸即可。
第1流路设备2在基体2a的上表面以及下表面的至少一个具有开口的多个第1开口9。第1开口9之中的至少两个是用于向主流路5流入检体以及流体的流入口。流入口包含：包含作为分离对象的特定的粒子(例如第1粒子P1)的流体即检体向主流路5流入的分离前流入口12；和相对于主流路5位于多个分支流路6的上游侧的在相对于相反侧的侧面正交的方向上连接的、产生推压流的流体流入的推压流入口15。
此时，作为分离前流入口12的第1开口9将形状设为圆形状，其大小例如设为1～3mm即可。此外，各流路的高度作为分离用流路4而设定为相同的高度即可，分离前流入口12的深度设为从基体2a的例如上表面的开口到主流路5的底面为止的深度即可。
作为推压流入口15的第1开口9将形状设为圆形状，其大小例如设为1～3mm即可。推压流用的流路的高度作为分离用流路4而设定为相同的高度即可，推压流入口15的深度设为从基体2a的例如上表面的开口到主流路5的底面为止的深度即可。
分离用流路4还具有与主流路5连接的回收流路7，通过回收流路7，能够将分离的第1粒子P1回收。在本公开中，通过分离用流路4，利用推压流，能够将第1粒子P1回收到回收流路7。
此外，分离用流路4也可以具有与多个分支流路6连接的废弃流路7′。通过废弃流路7′，可以将由分支流路6分离的第2粒子P2回收，也可以废弃。另外，在通过多个分支流路6来回收第2粒子P2的情况下，多个分支流路6所连接的一个废弃流路7′作为回收第2粒子P2的流路而发挥功能。该情况下，包含从主流路5流到回收流路7的包含第1粒子P1的流体也可以废弃。
第1流路设备2是包含板状的基体2a的构件。在板状的基体2a的内部，配置分离用流路4。此外，第1流路设备2具有位于厚度方向(Z轴方向)的上下的一对第1上下表面8。分离用流路4具有被配置于一对第1上下表面8的至少一个并开口的多个第1开口9。
在本公开中，为了方便说明，将一对第1上下表面8的一个设为第1上表面10，将另一个设为第1下表面11。一对第1上下表面8之中，第1上表面10是位于Z轴的正侧的面，第1下表面11是位于Z轴的负侧的面。在本公开中，多个第1开口9的至少一个位于第1下表面11。
多个第1开口9具有：至少检体流入到主流路5的分离前流入口12、使包含从回收流路7分离的特定的粒子即第1粒子P1的流体作为第1流体而流出并回收的分离后流出口13、对从检体去除了第1粒子P1的成分进行回收的至少一个废弃流出口14。此外，在本公开中，第1开口9具有用于将检体向分支流路6侧推压的推压流的流体所流入的推压流入口15。另外，在本公开中，废弃流出口14连接于主流路5以及废弃流路7′。从废弃流出口14流出的流体经由后述的形成于第2流路设备3的贯通孔14′而被回收。
本公开的第1流路设备2的平面形状是矩形状。此外，第1上下表面8分别为平坦面。另外，第1流路设备2的平面形状并不局限于矩形状。此外，第1上下表面8的各个表面并不局限于平坦面。第1上下表面8也可以第1上表面10以及第1下表面11是不同的形状。
第1流路设备2例如包含PDMS(聚二甲基硅氧烷)或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯：丙烯酸)等的材料。第1流路设备2的厚度例如是1～5mm即可。在第1流路设备2的平面形状是矩形状的情况下，例如短边为10～20mm，长边为10～30mm即可。例如能够通过准备两个基板、在一个形成成为分离用流路4的槽、贴合另一个基板以使得阻塞该槽并设为在内部具有分离用流路4的基体2a，从而制作第1流路设备2。
(粒子测量设备：第2流路设备)
第2流路设备3是用于对由第1流路设备2分离并回收的特定的粒子进行测量的流路设备，与第1流路设备2一起构成粒子分离测量设备。该第2流路设备3具有载置第1流路设备2的第1区域21以及成为特定的粒子的测量区域的第2区域22，并具有：第1流体流入的第1流入口23、不包含后述的特定的粒子的第2流体流入的第2流入口、分别配置于第2区域22的、与第1流入口23连接并且第1流体通过的第1流路16以及与第2流入口连接并且第2流体通过的后述的第2流路，作为整体为板状。
如图2所示，第2流路设备3具有与第1流路设备2的分离用流路4连接的第1流路16。并且，第2流路设备3是透光性。其结果是，第2流路设备3能够将包含由第1流路设备2分离并回收的特定的粒子的第1流体流向第1流路16，使用后述的光传感器，对特定的粒子进行测量。具体地说，对通过第1流路16中的包含特定的粒子的第1流体的光的强度进行测定，来测量特定的粒子。
第2流路设备3是在板状的基体的内部形成流路的构件。在板状的基体的内部，配置第1流路16。此外，第2流路设备3具有位于厚度方向(Z轴方向)的上下的一对第2上下表面17。第1流路16具有被配置于一对第2上下表面17的至少一个并开口的多个第2开口18。
另外，在本公开中，为了方便说明，将一对第2上下表面17的一个设为第2上表面19，将另一个设为第2下面20。一对第2上下表面17之中，第2上表面19是位于Z轴的正侧的面，第2下面20是位于Z轴的负侧的面。
本公开的第2流路设备3的平面形状是矩形状。此外，第2上下表面17分别是平坦面。另外，第2流路设备3的平面形状并不局限于矩形状。此外，第2上下表面17的各个表面并不局限于平坦面。第2上下表面17也可以第2上表面19以及第2下面20是不同的形状。
第2流路设备3例如包含PMMA或者COP(环烯烃聚合物)。第2流路设备3的厚度例如是0.5～5mm即可。在第2流路设备3的平面形状是矩形状的情况下，例如短边是20～40mm，长边是20～80mm即可。例如能够通过准备两个基板、在一个形成成为第1流路16的槽、将另一个基板贴合以使得阻塞该槽并设为在内部具有第1流路16的基体，从而制作第2流路设备3。
图5中示意性地表示具有作为粒子分离设备的第1流路设备2和作为粒子测量设备的第2流路设备3的粒子分离测量设备1的例子的一部分。图5是将图2的虚线部放大的剖视图。
在本公开的第2流路设备3中，多个第2开口18的至少一个位于第2上表面19。并且，在第2上表面19的第1区域21上，第1流路设备2经由第1下表面11而被载置，位于第1下表面11的第1开口9之中的分离后流出口13和位于第2上表面19的第2开口18之中的第1流入口23连接。因此，本公开的粒子分离测量设备1的第1流路设备2的流路直接与第2流路设备3的流路连接，能够连续执行检体中的特定的粒子的分离、回收到测量，因此能够提高处理效率。此外，将板状的第1流路设备2以及第2流路设备3配置为在厚度方向堆叠，因此能够使粒子分离测量设备1小型化。
本公开的第2流路设备3具有在第2上表面19载置第1流路设备2的第1区域21以及成为特定的粒子的测量区域的第2区域22。此外，在俯视时，第2流路设备3的第1流路16配置为从第1区域21遍及第2区域22，第1流路设备2仅被配置于第2流路设备3的第1区域21。其结果是，在第2区域22，第1流路16设置为不与第1流路设备2重叠，因此能够将第2区域22用作为粒子的测量区域，能够将位于第2区域22的第1流路16用作为测量用流路。
另外，如后所述，粒子分离测量设备1也可以将能够反射光的构件配置于第2区域22。
第1流路设备2也可以包含与第2流路设备3不同的材料。在本公开中，例如，第1流路设备2包含PDMS等，第2流路设备3包含COP等。
此外，如本公开那样，第1流路设备2位于第2流路设备3的上侧。具体地说，第1流路设备2被配置于第2流路设备3的第2上表面19的第1区域21。其结果是，能够使包含由第1流路设备2分离并回收的特定的粒子的第1流体还利用重力来高效地流入到第2流路设备3，能够减少包含特定的粒子的第1流体滞留在中途的流路、例如第1流路设备2与第2流路设备3的连接部的流路的情况。
另外，本公开并不排除第1流路设备2被配置于第2流路设备3的第2下表面20的实施方式。
多个第2开口18具有：用于包含分离的特定的粒子的第1流体向第1流路16流入的第1流入口23、用于从第1流路16回收该第1流体的第1流出口24。第1流入口23的开口被配置于第2上表面19，与第1流路设备2的分离后流出口13对置并连接。第1流出口24被配置于第2下面20。其结果是，通过利用重力，能够容易地通过第1流入口23从第1流路设备2流入第1流体，能够容易地通过第1流出口24回收第1流体。
(第1流路设备与第2流路设备的连接构造)
第1流路设备2被载置于第2流路设备3的第2上表面19的第1区域21。并且，第1流路设备2的分离后流出口13与第2流路设备3的第1流入口23被对置并连接。并且，在本公开中，如图5所示，在两者的连接构造中，从第2流路设备3中的第1流入口23的开口到第1流路16的连接流路25被配置在上下方向，从第1流入口23的开口朝向第1流路16侧而变小。由此，在第1流路设备2与第2流路设备3的连接部，能够减少通过连接流路25的第1流体中包含的特定的粒子遍布连接流路25的内壁而分布、在流入第1流路16时受到该分布的影响这一不良情况。其结果是，能够减少从连接流路25向第1流路16流入的特定的粒子的分布的偏差，能够使其在第1流路16中良好地分散，能够进行良好的测量。
在此，分离后流出口13的开口的大小例如为0.5～3mm，适当地为2mm左右即可。与此相对地，第1流入口23的开口(连接流路25的入口)的大小例如为0.5～3mm，适当地为1.5～2mm，优选大于分离后流出口13的开口的大小。此外，分离后流出口13的开口的大小与第1流入口23的开口的大小也可以是实质相同的大小。在此，所谓实质相同的大小，包含制造中的允许误差程度的差异的部件可以视为相同的大小。此外，连接流路25的第1流路16侧的开口(连接流路25的出口)的大小例如是0.5～1mm，设为小于第1流入口23的开口(连接流路25的入口)的大小。这样，在第1流入口23的开口(连接流路25的入口)的大小大于分离后流出口13的开口的大小的情况下，能够减少粒子滞留于分离后流出口13的开口与第1流入口23的开口的阶梯差的现象。
另外，在第1流入口23的开口(连接流路25的入口)的大小小于分离后流出口13的开口的大小的情况下，粒子可能滞留于分离后流出口13的开口与第1流入口23的开口的阶梯差。在该情况下，也能够通过连接流路25来减少特定的粒子的分布的偏差，向第1流路16提供粒子。即使在第1流入口23的开口的大小小于分离后流出口13的开口的大小、两者间存在阶梯差的情况下，粒子容易滞留于该阶梯差的倾向的程度根据流体以及粒子的特性或者流路的内壁与粒子的相互作用的程度等而不同。因此，能够针对流体以及粒子，适当地进行构成流路的材料的选定或者流路的设计，因阶梯差引起的粒子的滞留的影响能够减少到实用上没有特别问题的程度，不会损害基于本公开的效果。
分离后流出口13以及第1流入口23的开口的形状、及连接流路25的剖面的形状是圆形状。另外，所谓该连接流路25的剖面，是横剖面，是与XY平面平行的剖面。通过第1流入口23的开口的形状以及连接流路25的剖面的形状是圆形状，从而流过连接流路25的第1流体中包含的特定的粒子能够在不会产生沉淀或者分布的偏差的情况下，集中流过连接流路25的中央部。此外，关于连接流路25的形状的变化、具体地说内壁的倾斜的状况，基本是直线的变化即可。此外，也可以是从入口(第1流入口23的开口)侧到出口(与第1流路16的连接部)侧、倾斜即直径变小的比例逐渐变大、即所谓的碗型的部件。在这样连接流路25的内壁在上下方向成为曲面的情况下，能够将第1流体中包含的特定的粒子暂时滞留于连接流路25的内部而流过。由此，能够将第1流体稳定地流过，并且相比于内壁直线地变化的连接流路25，能够调整将第1流体提供给第1流路16的时间。
另外，分离后流出口13以及第1流入口23的开口的形状、及连接流路25的剖面的形状根据特定的粒子以及第1流体的性质，可以设为椭圆形状，也可以设为正方形、长方形或者菱形状等的矩形状。在设为椭圆形状的情况下，在存在接近于开口的其他流路的情况下将该方向设为短径侧，将周围有富裕的方向设为长径侧，从而能够减少与其他流路的干扰等的影响。此外，在设为菱形状的情况下，在中央部和周边部，第1流体的流速可能产生差异，因此有时能够进行连接部中的流动的控制。
此外，分离后流出口13与第1流入口23被中心对齐地配置，以使得基本对置为同心状。但是，当然允许组装时的制造误差那样的偏差，也可以配置为使相互的中心偏离并对置。在使分离后流出口13的中心相对于第1流入口23的中心靠第1流路16的下游侧偏离的情况下，由于后述的与第2流体的流动等的关系，存在第1流体容易流向第1流路16的下游侧的倾向。
连接流路25所连接的第1流路16具有与连接流路25连接并且沿着平面的一个方向在第2区域22延伸的平面部26。第1流路16通过与连接流路25连接，能够在与分离用流路4的连接部减少第1流体的滞留，并且能够减少分离的特定的粒子的分布的偏差。此外，第1流路16通过具有平面部26，能够在粒子的测量时在平面部26中保持第1流体，能够稳定地进行测量。
另外，与第1流路16的连接部中的连接流路25的宽度(出口的大小)如前所述，例如为0.5～1mm，平面部26的宽度例如为1.5～6mm即可。连接流路25的长度例如为0.5～1mm，平面部26的高度例如为0.5～2mm即可。
另外，在图2中，表示了在第1流路设备2与第2流路设备3之间配置片状构件44的例子。该片状构件44不是必须的，因此在图5所示的例子中表示不使用该片状构件44的例子。通过在第1流路设备2的第1下表面11或者第2流路设备3的第2上表面19的至少一个涂敷硅烷偶联剂等，能够将两者直接连接。
与此相对地，如图6中通过与图5同样的剖视图所示，在第1流路设备2的第1下表面11与第2流路设备3的第2上表面19之间，也可以如图2所示的例子那样，存在片状构件44。即，粒子分离测量设备1也可以具有被配置于第1流路设备2与第2流路设备3之间的片状构件44。即，也可以第1流路设备2隔着片状构件44而被载置于第2流路设备3，分离后流出口13与第1流入口23经由片状构件44的贯通孔45而连接。此时，片状构件44的贯通孔45的开口的大小设为与分离后流出口13的开口的大小同等即可。此外，优选片状构件44的贯通孔45的开口的大小小于第1流入口23的开口的大小。
通过使第1流路设备2与第2流路设备3之间存在片状构件44，即使在第1流路设备2和第2流路设备3通过难粘结的材料彼此形成的情况下，也能够使片状构件44作为用于将两者良好地接合的中间层而发挥功能，能够稳定地构成粒子分离测量设备1。此外，通过将分离后流出口13与第1流入口23之间存在的贯通孔45的开口的大小以上下的开口的大小的中间的大小而适当地设定，能够在第1流路设备2与第2流路设备3的连接部有效地防止第1流体以及特定的粒子的滞留。
片状构件44对第1流体等从第1流路设备2与第2流路设备3的粘结面的泄露进行抑制，并且具有作为用于将难粘结性的材料彼此接合的中间层的功能。片状构件44例如包含硅酮或者PDMS等的材料即可。此外，通过存在片状构件44，能够吸收作为粘结面的第1下表面11以及第2上表面19的表面的波动等。另外，片状构件44除了分离后流出口13与第1流入口23之间，也可以根据需要而具有多个贯通孔。包含这些贯通孔45的多个贯通孔对置于多个第1开口9以及第2开口18。其结果是，在第1流路设备2与第2流路设备3之间，经由这些贯通孔而分别流过流体。
片状构件44的厚度例如是0.5～3mm左右即可，若设为2mm左右，则能够良好地吸收粘结的面的波动等，并且也不会使分离后流出口13与第1流入口23之间的距离不必要地变大。此外，能够抑制在第1流路设备2与第2流路设备3的粘结时产生裂缝等。
此外，片状构件44的大小(面积)若是在贯通孔45的周边能够进行必要的粘结的大小以上、且第1流路设备2的第1下表面11的大小以下则能够适当地设定。此外，片状构件44未必是一片，也可以将规定的形状以及大小的多个构件组合而成。
本公开的第1流路设备2和第2流路设备3可以与片状构件44之间直接连接，也可以经由在片状构件44的上下表面涂敷的粘结剂而连接。粘结剂例如是通过紫外线而固化的光固化性树脂或者热可塑性树脂等即可。
接下来，在本公开的粒子分离测量设备1中，如图7中与图6同样的剖视图所示，优选片状构件44的贯通孔45的大小随着从分离后流出口13侧朝向第1流入口23侧而变小。在本例中，贯通孔45的分离后流出口13侧的开口是与分离后流出口13的开口相同程度的大小，贯通孔45的第1流入口23侧的开口小于第1流入口23侧的开口的大小。作为上述那样的贯通孔45的开口的大小，例如，分离后流出口13侧的开口是2mm左右，第1流入口23侧的开口是1.7mm左右。由此，能够有效地抑制经由从分离后流出口13朝向第1流入口23的贯通孔45的第1流体的流动滞留在这些连接部。该情况下，贯通孔45的内壁的剖面形状除了图7所示的直线状，也可以是随着从分离后流出口13侧朝向第1流入口23侧而曲面状地变小的、以所谓的R形状变窄的形状。
在本公开的粒子分离测量设备1中，在具有被配置于第1流路设备2与第2流路设备3之间的片状构件44的情况下，优选片状构件44的硬度比第1流路设备2的硬度高，第2流路设备3的硬度比该片状构件44的硬度高。由此，在第1流路设备2与片状构件44之间，形成在相对柔软的第1流路设备2的流路的形状能够稳固地保持在平坦且相对坚硬的作为基座的片状构件44上。此外，在第2流路设备3与片状构件44之间，能够提高相对坚硬的作为基座的第2流路设备3和与其接合的片状构件44的紧贴力，使两者的接合牢固。此外，此时，第1流路设备2与片状构件44的接合面以及片状构件44与第2流路设备3的接合面分别是同等的表面粗糙度为宜。其接合面的表面粗糙度具体来讲优选是算术平均粗糙度Ra为0.005～0.05μm左右。
此时，关于各构件的硬度，一般橡胶成型品的硬度通过国际橡胶硬度IRHD(International Rubber Hardness Degree)而被评价，树脂成型品通过洛氏硬度而被评价。在此，在对各个硬度进行相对评价上，通过IRHD来评价即可。例如优选第1流路设备2的硬度以IRHD为30以上且小于80，片状构件44的硬度以IRHD为80左右，第2流路设备3的硬度以IRHD为超过80。作为上述那样的硬度的组合的材料，例如设为第1流路设备2包含PDMS，片状构件44包含硅酮片状，第2流路设备3包含COP或者PMMA即可。若是这些材料，具体地说优选设为PDMS以IRHD为30左右、硅酮片状以IRHD为80左右、COP以IRHD为超过80(洛氏硬度为R50左右)、硬度的组合。
另外，作为硬度的测定方法，应用如下方法即可，即对测定的对象的表面以规定的力压入并不尖锐的针(推针、压头)，测定其变形量并数值化。压入针的力存在使用弹簧的硬度计硬度、通过砝码等使用一定的恒定荷重的国际橡胶硬度IRHD(International RubberHardness Degree)。在此，前者的测定器简便因此一般广泛普及，因此采用前者即可。
图8以及图9中，示意性地表示用于粒子分离测量设备1的第2流路设备3的例子。图8是对第2流路设备3进行俯视透视时的平面图。图9是将图8所示的虚线部放大的平面图。另外，图8中的A-A线是与图1中的A-A线相同的位置。
优选第1流路16的平面部26至少与连接流路25连接的一部分具有比连接流路25的宽度大的宽度。其结果是，能够在平面部26与连接流路25的连接部，减少第1流体的滞留。
平面部26可以还具有：与连接流路25连接的第1平面部27、与第1平面部27连接并且宽度比第1平面部27的宽度大的第2平面部28。并且，优选第1平面部27与第2平面部28之间通过随着从连接流路25与第1流路16的连接部朝向第1流体的流动的下游侧而流路的宽度变大的宽度增大部16a来连接。即，优选第2流路设备3在第1流入口23与位于第2区域22并用作为第1流路16的测量部的第2平面部28之间，具有随着朝向第1流体的流动的下游侧而流路的宽度变大的宽度增大部16a。由此，在宽度增大部16a，在第1流体产生在宽度方向扩大的流动，由此，第1流体中包含的特定的粒子分散，因此在测量时能够抑制特定的粒子的偏差。其结果是，能够容易将通过第1流路设备2而分离并回收的例如第1粒子P1在第2平面部28内扩散。
第1平面部27的宽度例如是0.5～3mm即可，第2平面部28的宽度例如是1～5mm即可。第2平面部28的宽度例如是第1平面部27的2～10倍即可。并且，在本公开中，第1平面部27以及第2平面部28的连接部处的宽度增大部16a逐渐变得宽幅。即，宽度增大部16a的形状在宽度方向来看可以称为倒锥形。此时的倒锥形的扩展角度相对于平面部26(第1平面部27以及第2平面部28)的宽度的中心线在单侧成为20～40°的扩展即可。此外，倒锥部分的长度设为3～5mm左右即可。
另外，宽度增大部16a除了直线状地逐渐扩宽的形状，也可以是曲线状地变化的形状、或者阶梯地扩宽的形状。若将宽度增大部16a处的流路的宽度阶梯状地扩宽为例如1mm→2.5mm→5mm，将第1平面部27与第2平面部28通过流路的宽度突然扩大2倍以上的宽度增大部16a来连接，则流过该处的第1流体产生漩涡，能够期待第1流体中包含的特定的粒子的搅拌混合被促进的效果。
此外，优选第2平面部28的高度比第1平面部27大(高)。并且，如图10中通过与图2同样的剖视图所示那样，优选第2流路设备3在第1流入口23与位于第2区域22并用作为第1流路16的测量部的第2平面部28之间，具有随着朝向第1流体的流动的下游侧而流路的高度变大的高度增大部16b。由此，在高度增大部16b，第1流体产生在高度方向扩大的流动，由此，第1流体中包含的特定的粒子分散，因此能够在测量时抑制特定的粒子的偏差。此外，通过流路的高度在较短长度的期间增大，流体的流动中产生漩涡状的活动，特定的粒子的搅拌被促进。其结果是，能够容易将分离的特定的粒子即例如第1粒子P1扩散。
第1平面部27的高度例如是0.2～1mm即可。第2平面部28的高度例如是1～5mm即可。并且，在本公开中，第1平面部27以及第2平面部28的连接部处的高度增大部16b的高度逐渐变高。即，高度增大部16b的形状在高度方向观察可以称为倒锥形。此时，例如第1平面部27的高度设为0.5mm，第2平面部28的高度设为1mm，倒锥的角度以45°左右扩展即可。
在将这些宽度增大部16a与高度增大部16b组合并设定的情况下，最好在流路的上游侧先设置高度增大部16b，紧接其后设置宽度增大部16a。此外，最好两者尽量接近配置。这是由于流路的尺寸在宽度方向比高度方向宽，因此先在宽度较窄的状态下在高度方向扩展从而上下搅拌后，在宽度方向扩展从而左右搅拌更加能够均匀地搅拌。与此相对地，若先在宽度方向扩展，则存在高度方向的搅拌的影响/效果变小的倾向。
第2流路设备3除了第1流路16，也可以还具有与第1流路16连接的第3流路29。最好该第3流路29与第1流路16的平面部26连接。第3流路29例如通过流过气体等，具有将滞留于平面部26的流体推压流动的功能。其结果是，能够减少第1流路16内的流体的滞留。
在本公开的第2流路设备3中，如图8以及图9所示，第3流路29连接于第1流路16的连接流路25与平面部26的连接部。
第3流路29的一端与第1流路16连接。此外，第3流路29的另一端是位于一对第2上下表面17的第3开口30。即，第3流路29具有位于一对第2上下表面17的一个表面(本公开中为第2上表面19)的第3开口30。第3开口30是用于从第1流路16的第2平面部28推压流体的、例如用于使气体等推压流出用流体流入的开口。
第3流路29之中的与第1流路16连接的至少一部分也可以如图8所示，沿着第1流路16的平面部26(第2平面部28)的延长方向延伸。
优选第3流路29之中的与第1流路16连接的至少一部分是与第1流路16之中的与第3流路29连接的至少一部分相同的形状。其结果是，在第1流路16与第3流路29之间不再产生阶梯差，能够减少流体滞留于连接部的阶梯差的情况。
优选第3流路29如图8所示，分别在规定的一个方向延伸，并且具有在与该一个方向相交的方向排列的多个直线部31。通过第3流路29具有多个直线部31，能够减少流体从第1流路16逆流并且流体从第3开口30漏出的情况。
第1开口9之中的分离前流入口12也可以被配置于与第1开口9之中的分离后流出口13相同的面(本公开中为第1下表面11)。该情况下，检体从下方(Z轴方向的负侧)向第1流路设备2流入。其结果是，在第2粒子P2的比重比第1粒子P1的比重大的情况下，能够使第2粒子P2沉淀，能够容易分离。
第2流路设备3也可以如图8所示，还具有与第1流路16以及第3流路29不同的第4流路32。此外，第4流路32也可以具有位于一对第2上下表面17的至少一个表面的多个第4开口33。第4流路32能够作为将特定的粒子分离前的检体流过的流路而发挥功能。其结果是，在使检体流入第1流路设备2之前，通过使检体流入第2流路设备3的第4流路32，能够预先减少流入的检体中混入的异物等。
多个第4开口33具有第4流入口34以及第4流出口35。第4流入口34是用于使检体流入第4流路32的开口。第4流出口35是用于使检体从第4流路32流出的开口。第4流入口34进行开口以使得检体能够从外部流入，第4流出口35与第1流路设备2的分离前流入口12连接。
第4流入口34以及第4流出口35也可以位于第2上表面19。该情况下，能够从上侧进行用于使检体流入的外部连接等的操作。另外，在本公开中，第4流入口34位于与第1流出口24相同的面。此外，在本公开中，第4流出口35也位于与第1流出口24相同的面。此外，第4流入口34位于与第3开口30相同的面。
第2流路设备3也可以如图8所示，还具有与第1流路16、第3流路29以及第4流路32不同的第2流路36。第1流路16是将包含通过第1流路设备2而分离并回收的特定的粒子的第1流体流过的流路，与此相对地，第2流路36是将不包含特定的粒子的第2流体流过的流路，例如是将第1流体的测量时比较用或者校正用的第2流体流过的流路。对第2流体可以使用与第1流体相同且不包含特定的粒子的流体，也可以使用不同的流体。其结果是，每当特定的粒子的测量时，通过依次测量第1流路16和第2流路36，能够根据两者的光强度的差来推测特定的粒子的数量，能够减少光传感器的劣化的影响。
第2流路36具有位于一对第2上下表面17的多个第5开口37。第5开口37具有第2流入口38以及第2流出口39。第2流入口38是用于使第2流体流入第2流路36的开口。第2流出口39是用于使第2流体从第2流路36流出的开口。此外，第2流路36作为测量部，具有与第1流路16的第2平面部28同样的形状的部分。
多个第5开口37之中的第2流入口38位于与第3开口30相同的面。其结果是，能够从上侧在相同的面进行第2流体的流入以及流出的操作。另外，第2流出口39可以被配置于第2下面20。
第2流路设备3也可以还具有与第1流路16、第3流路29、第4流路32以及第2流路36不同的第6流路40。第6流路40具有位于一对第2上下表面17的至少一个表面的多个第6开口41。多个第6开口41具有第6流入口42以及第6流出口43。第6流入口42是用于推压流动的流体流入第6流路40的开口。第6流出口43是用于推压流动的流体从第6流路40流出的开口。第6流入口42设为能够使流体流入，第6流出口43与第1流路设备2的推压流入口15连接。
另外，第3流路29、第4流路32、第2流路36以及第6流路40能够与第1流路16同样地形成。
(粒子分离装置)
接下来，对本公开的粒子分离测量装置中的粒子分离装置进行说明。本公开的粒子分离装置具有：作为粒子分离设备的第1流路设备2、用于使检体流入分离前流入口12的第1泵以及用于使流体流入推压流入口15的第2泵。粒子分离设备是上述的第1流路设备2，第1泵例如通过第1管道而与第1流路设备2的分离前流入口12连接。并且，从第1泵送出的检体通过第1管道而流入第1流路设备2的分离前流入口12。此外，第2泵例如通过第2管道而与第1流路设备2的推压流入口15连接。并且，从第2泵送出的流体通过第2管道而流入第1流路设备2的推压流入口15。由此，如上所述，能够通过主流路5和多个分支流路6来从检体中分离并回收特定的粒子、例如第1粒子P1。
对于第1泵以及第2泵，若能够分别送出流体，则能够使用已知的各种泵。第1泵具有使包含粒子的少量的流体、例如血液以一定的流速流入第1流路设备2的分离前流入口12的功能为宜。此外，第2泵具有使用于产生推压流的流体、例如磷酸缓冲生理食盐水(PBS：Phosphate Buffered Saline)以适当的流量以及流速、压力流入第1流路设备2的推压流入口15的功能为宜。能够对这些第1泵以及第2泵例如适当地使用注射泵。此外，也能够使用电渗流泵、蠕动泵、气泵等其他泵。
第1管道以及第2管道能够根据使用的流体，使用包含已知的各种材质的管道而构成。若检体是血液、流体是PBS的情况，则例如能够适当地使用硅酮管道。另外，这些管道不是必须的构件，例如在将第1流路设备2与第1泵以及第2泵直接连接的情况下，或者经由适配器而连接的情况下，也可以不具有这些管道。
(粒子分离测量装置)
接下来，对具有本公开的粒子分离测量设备的本公开的粒子分离测量装置进行说明。
图11以及图12中示意性地表示粒子分离测量装置47。图11是从与图2以及图10相同的视点观察粒子分离测量装置47时的剖视图。另外，针对与图2以及图10同样的几个符号省略记载。图12通过框图来示意性地表示粒子分离测量装置47的整体结构的例子。
粒子分离测量装置47具有粒子分离测量设备1和光学传感器48。光学传感器48具有发光元件49和受光元件50。由此，通过粒子分离测量设备1的第1流路设备2，能够从检体分离必要的特定的粒子(例如，第1粒子P1)。并且，针对流到粒子分离测量设备1的第2流路设备3的第1流路16(第2平面部28)的特定的粒子，从光学传感器48的发光元件49照射光，通过光学传感器48的受光元件50来对通过第1流路16(第2平面部28)的光进行受光，从而能够测量粒子。具体地说，通过第1流路16中的光被第1流体中的粒子(第1粒子P1)散射、反射或者吸收，光的强度衰减。对该光进行受光，预先准备表示粒子的数量已知的检体与光的衰减量的关系的校准曲线，将由粒子分离测量装置47测量的光的衰减量与校准曲线对照，从而能够测量检体中的粒子。
本公开的粒子分离测量装置47具备：上述的本公开的粒子分离测量设备1；光学传感器48，向该粒子分离测量设备1的第1流路16以及第2流路36的各个测量部照射光，并且对通过第1流路16以及第2流路36的测量部的各个光进行受光；和控制部，通过对利用该光学传感器48而得到的通过第1流路16的测量部的光的强度以及通过第2流路36的测量部的光的强度进行比较，来测量特定的粒子。
另外，发光元件49例如是LED(Light emitting Diode)即可。受光元件50例如是PD(Photo Diode)即可。受光元件50具有半导体基板，该半导体基板例如在上表面具有一导电型的区域以及另一导电型的区域并形成有受光元件50的PD，具有包含在该半导体基板上层叠的多个半导体层的发光元件49的LED。
此外，本公开的粒子分离测量装置47的粒子分离测量设备1在第2流路设备3的第2上表面19的第2区域22配置反射镜构件51。并且，光学传感器48的发光元件49以及受光元件50位于第2流路设备3的第2下面20侧。因此，光学传感器48的受光元件50能够对从发光元件49照射、通过第1流路16(第2平面部28)并由反射镜构件51反射的光进行受光。反射镜构件51例如包含铝或者金等的材料即可。反射镜构件51例如能够通过蒸镀法或者溅射法等来形成，通过配置金属箔等也能够形成。
粒子分离测量装置47还具有：与粒子分离测量设备1连接的提供检体的第1供给部52；提供用于推压流的流体的第2供给部53；提供压出用流体的第3供给部54；和提供作为校正用流体的第2流体的第4供给部55。第1供给部52与第4流入口34连接。第2供给部53与第6流入口42连接。第3供给部54与第3开口30连接。第4供给部55与第2流入口38连接。粒子分离测量装置47具有控制部(未图示)，第1供给部52、第2供给部53、第3供给部54、第4供给部55以及光学传感器48被控制部控制。
通过上述那样的本公开的粒子分离测量装置47，由于具有本公开的粒子分离测量设备1，因此能够从检体中分离特定的粒子并良好地稳定地进行测量。
另外，本公开并不限定于上述的实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种变更、改善等。
在上述的实施方式中，说明了在第2流路36的一端具有第2流出口39的例子，但也可以如图13以及图14所示，第2流路36的一端与第1流路16连接。该情况下，能够向第1流路16注入第2流路36内的第2流体，起到能够将第1流路16内的第1流体中包含的白血球等特定的粒子的浓度稀释的效果。另外，图13以及图14是从与图8以及图9同样的视点观察的同样的图，省略详细的说明。
在上述的实施方式中，说明了第2流路设备3具有第2流路36以及第6流路40的例子，但也可以使第2流路36作为第6流路40而发挥功能。即，也可以第2流路36以及第6流路40被设为一个流路，与分离用流路4(推压流入口15)连接。
-符号说明-
1 粒子分离测量设备
2 第1流路设备(粒子分离设备)
2a 基体
3 第2流路设备(粒子测量设备)
4 分离用流路
5 主流路
6 分支流路
12 分离前流入口
13 分离后流出口
16 第1流路
16a 宽度增大部
16b 高度增大部
21 第1区域
22 第2区域
23 第1流入口
25 连接流路
36 第2流路
38 第2流入口
44 片状构件
45 贯通孔
47 粒子分离测量装置
48 光学传感器。

Claims (7)

1.一种粒子分离测量设备，具备板状的第1流路设备和板状的第2流路设备，
所述第1流路设备具有：使包含作为分离对象的特定的粒子的流体流入的分离前流入口、与该分离前流入口连接的主流路、分别与该主流路连接的多个分支流路、和包含被分离出的所述特定的粒子的第1流体流出的分离后流出口，
所述第2流路设备具有载置所述第1流路设备的第1区域和用于测量所述特定的粒子的第2区域，并且具有：所述第1流体流入的第1流入口、不包含所述特定的粒子的第2流体流入的第2流入口、和分别被配置于所述第2区域的第1流路以及第2流路，
所述第1流路与所述第1流入口连接，并且所述第1流体通过，
所述第2流路与所述第2流入口连接，并且所述第2流体通过，
所述第1流路设备的下表面具有所述分离后流出口，
所述第2流路设备的所述第1区域处的上表面具有所述第1流入口，
所述分离后流出口与所述第1流入口对置并且连接，
所述第2流路设备具有从所述第1流入口的开口到所述第1流路在上下方向延伸的连接流路，并且该连接流路从所述第1流入口的开口向所述第1流路侧变小。
2.根据权利要求1所述的粒子分离测量设备，其中，
所述第1流入口的开口大于所述分离后流出口的开口。
3.根据权利要求1所述的粒子分离测量设备，其中，
所述第1流入口的开口是圆形状，所述连接流路的与所述第1流入口平行的剖面的形状是圆形状。
4.根据权利要求1所述的粒子分离测量设备，其中，
所述第1流路设备隔着片状构件而被载置于所述第2流路设备，所述片状构件的贯通孔将所述分离后流出口与所述第1流入口连接。
5.根据权利要求4所述的粒子分离测量设备，其中，
所述贯通孔的大小随着从所述分离后流出口侧朝向所述第1流入口侧而变小。
6.根据权利要求1所述的粒子分离测量设备，其中，
所述第2流路设备具有随着从所述连接流路与所述第1流路的连接部朝向所述第1流体的流动的下游侧而流路的宽度变大的宽度增大部。
7.一种粒子分离测量装置，具备：
权利要求1～权利要求6的任一项所述的粒子分离测量设备；
光学传感器，分别向该粒子分离测量设备的所述第1流路以及所述第2流路照射光，并且对通过了所述第1流路以及所述第2流路的各个光进行受光；和
控制部，对由该光学传感器进行受光的通过了所述第1流路的光的强度和由所述光学传感器进行受光的通过了所述第2流路的光的强度进行比较，从而测量所述特定的粒子。
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