CN102671725A - 微芯片、液体样本供给装置及供给方法以及分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了微芯片、液体样本供给装置及供给方法以及分析装置。所述微芯片包括：液体流路，含有样本的液体样本流过所述液体流路；以及气体流路，压缩气体流过所述气体流路，其中，与液体流路的起始端连通的液体样本入口和与气体流路的终端连通的气体供给口形成在同一平面上，并且设置密封材料以围绕液体样本入口和气体供给口。

Description

微芯片、液体样本供给装置及供给方法以及分析装置
技术领域
本发明涉及微芯片，使用微芯片的液体样本供给装置，供给液体样本的方法以及分析装置。更具体地，本发明涉及将含有样本的液体样本供给至设置于微芯片中的流路的技术。
背景技术
近年来，已经开发了一种微芯片，其中，微细流路或用于执行化学和生物学分析的区域通过应用半导体领域中的微细处理技术而形成在由诸如硅和玻璃的无机材料形成的基板中或由诸如塑料的聚合材料形成的基板中。这样的微芯片近年来已经被广泛用于各种领域中，诸如用在医疗领域中的流式细胞仪或者小型电化学传感器，这是因为其可利用小样本来执行测量，制造成本低且是一次性的。
通常，当使用微芯片执行分析时，连接器、导管等连接至设置在芯片表面上的开口(供给口)，液体样本通过它们导入至所述芯片中(例如，参照日本未审查专利申请公开第2004-271717号)。在这样的现有技术的供给方法中，可以通过设置用来防止液体样本输入的容器(vessel)中的沉淀的渗滤机构并通过在导管中间或者进料口中设置过滤器来防止灰尘等混在液体样本中。此外，在现有技术中，还提出了过滤器嵌入在流路的一部分处的微芯片(例如，参照日本未审查专利申请公开第2008-8880号)。
此外，还提出了未使用连接器或者导管的供给液体样本的方法(例如，参见日本未审查专利申请公开第2008-64545号和日本未审查专利申请公开第2010-133843号)。例如，在日本未审查专利申请公开第2008-64545号中所描述的微芯片中，其被配置为使得设置用于与流路连通的样本室，并且液体样本被注入至样本室。此外，在日本未审查专利申请公开第2010-133843号中所描述的供给液体样本的方法中，细孔设置于液体样本输入的容器中，并通过将所述孔直接连接至设置于微芯片中的液体样本进料口而将容器的液体样本直接供给至微芯片的流路中。
发明内容
然而，在上述现有技术中，存在如下问题。即，在现有技术的使用连接器或者导管的供给液体样本的方法中，存在当清洗不充分时液体样本受污染的问题，这是因为尽管微芯片为一次性的，但是连接器、导管、输入液体样本的小瓶容器等需要清洗并且重复使用。还存在操作变得复杂的问题，这是因为需要每次测量之后执行使清洗溶液流动的清洗操作，以防止受污染。
另一方面，在日本未审查专利申请公开第2008-64545号和日本未审查专利申请公开第2010-133843号中所描述的供给液体样本的方法中，可以有效地防止污染，这是因为液体样本从容器或者样本室被直接供给至流路而未使用连接器或者导管。然而，例如，在日本未审查专利申请公开第2008-64545号中所描述的技术中，存在制造过程变得复杂且制造成本增加的问题，这是因为在微芯片中设置了隔膜或者样本室。相反，在日本未审查专利申请公开第2010-133843号所描述的供给液体样本的方法中，不会引起这样的问题，这是因为样本室等未设置在微芯片中，然而，测量液体样本的成本增加，这是因为必须准备细孔设置于预定位置处的专用容器。
这里，在本发明中，期望提供不必执行液体样本供给系统的清洗并且无受污染风险的微芯片、液体样本供给装置、液体样本供给方法和分析装置。
根据本发明的实施方式，提供了一种微芯片，所述微芯片包括：液体流路，含有样本的液体样本流过所述液体流路；以及气体流路，压缩气体流过所述气体流路，其中，与液体流路的起始端连通的液体样本入口和与气体流路的终端连通的气体供给口形成在同一平面上，并且设置密封材料以围绕液体样本入口和气体供给口。
在微芯片中，气体供给口的直径可设定为1μm至500μm。
与气体流路的起始端连通的气体入口可形成在与气体供给口不同的面上，或者形成在与气体供给口相同的面上并在密封材料的外部的区域中。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种液体样本供给装置，所述液体样本供给装置包括：微芯片；容器，填充有包含样本的液体样本，并且其上部是开口的；芯片保持单元，保持微芯片；旋转机构，旋转芯片保持单元；以及气体导入单元，将压缩气体导入至微芯片的气体流路中。
在供给装置中，通过使用芯片保持单元保持微芯片，并且在容器的开口端紧密接触微芯片的密封材料的状态下使用旋转机构旋转所述保持单元，容器中的液体样本可接触微芯片的液体样本入口。
此外，可以使从气体导入单元导入的压缩气体通过流过气体流路供给至容器中。
此外，通过使用旋转机构旋转保持单元，也可以在直接连接至微芯片的容器中搅动液体样本。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种供给液体样本的方法，所述方法包括以下步骤：使得设置在填充有包含样本的液体样本的容器的顶部上的开口端紧密接触设置在微芯片的一个表面处的密封材料，从而使得容器直接连接至微芯片；在容器直接连接至微芯片的状态下，通过旋转微芯片，使得容器中的液体样本接触与形成在被微芯片的密封材料围绕的区域中的液体流路的起始端连通的液体样本入口；以及通过将压缩气体导入至设置在微芯片中并与气体流路的起始端连通的气体入口中，将压缩气体从与气体流路的终端连通并形成在被微芯片的密封材料围绕的区域中的气体供给口供给至容器中。
在所述供给方法中，可以通过改变压缩气体的导入量来调整流入液体流路中的液体样本的量。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种分析装置，所述分析装置包括上述液体样本供给装置。所述分析装置还可包括：光照射单元，用光照射流过微芯片的液体流路的样本；以及光检测单元，检测从样本发出的光。
根据本发明的实施方式，因为填充有液体样本的容器和微芯片彼此连接，并且它们均为一次性的，所以不必执行液体样本供给系统的清洗操作，此外，可以防止液体样本受污染。
附图说明
图1A为示意性示出根据本发明第一实施方式的微芯片结构的平面图，以及图1B为图1A中所示的连接至小瓶的微芯片的一部分的放大平面图。
图2为沿图1A中线II-II截取的截面图。
图3为示意性示出根据本发明第一实施方式的第一变形例的微芯片结构的截面图。
图4为示意性示出根据本发明第一实施方式的第二变形例的微芯片结构的截面图。
图5为示意性示出根据本发明第二实施方式的液体样本供给装置结构的透视图。
图6A至图6C为根据处理顺序示出的图5中所示的液体样本供给装置操作的透视图。
图7A为示出微芯片与小瓶之间连接状态的透视图，而图7B为其连接单元的放大的截面图。
图8为示出根据本发明第三实施方式的分析装置结构的概图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述体现本发明的实施方式。此外，本发明的实施方式并不限于下文所述的各实施方式。此外，将根据以下顺序描述。
1.第一实施方式
(通过与容器直接连接而使用的微芯片实例)
2.根据第一实施方式的第一变形例
(气体入口设置于侧表面上的微芯片的实例)
3.根据第一实施方式的第二变形例
(气体入口和液体样本入口设置于同一表面上的微芯片实例)
4.第二实施方式
(通过直接连接容器和微芯片来供给液体样本的装置的实例)
5.第三实施方式
(包括液体样本供给装置的光学测量装置的实例)
1.第一实施方式
首先，将描述根据本发明第一实施方式的微芯片。图1A为示意性示出根据本实施方式的微芯片结构的平面图。此外，图1B为图1A所示的微芯片1的小瓶连接至其上的这部分的放大的平面图。图2为沿图1A中线II-II截取的截面图。
液体流路14
如图1A至图2所示，至少液体流路14(含有样本的液体样本3流过流路14)形成于微芯片1的基板10上。液体流路14的起始端与导入液体样本3的液体样本入口12连通，而液体流路14的终端与用于排出所分析的液体的排出口15连通。此外，液体流路的直径并不受到特别限制，并且可根据作为测量目标的样本大小进行适当地设定。
此外，液体流路14数目并不限于一个，可以在基板10中形成多个液体流路。具体地，液体样本入口12可与多个液体流路连通，或者与液体样本入口12连通的液体流路可分支成多个流路。此外，可具有这样的结构，其中，设置了用于使除了液体样本3之外的液体流过的另一液体流路，且该液体流路与导入液体样本3的液体流路14连接。
气体流路16
此外，压缩气体流过的细气体流路16形成于微芯片1的基板10上。气体流路16的起始端与从外部导入压缩气体4的气体入口17连通，而其终端与气体供给口13连通以将通过压缩而输送的气体导入至填充了液体样本3的容器(例如，小瓶2)中。
气体流路16(气体供给口13)的直径可为在大气条件下液体样本3不能通过的大小，并且可根据液体样本3的粘度等进行适当地设定。通常，气体流路16(气体供给口13)的直径优选设定为1μm至500μm，以及更优选设定为等于或者小于50μm。以这种方式，可以将压缩气体4有效供给至小瓶2中，而同时防止了液体样本3在小瓶2中流动。
此外，可对气体供给口13及其周围执行诸如防水处理的表面处理，因此，可以提高液体样本3的防流入效果。此外，当平面观看时，气体流路16(气体供给口13)的形状并不限于圆形形状，而可以为除了圆形形状以外的椭圆形形状、长方形形状、正方形形状或者多边形形状。
基板10
例如，包括上述液体流路14和气体流路16的基板10由通过使用单面晶片(single-sided die)执行注入成型而形成的上部基板10a和下部基板10b形成，因此，可以通过将它们粘接在一起而容易地进行制造。此时，作为形成基板10的材料，例如，存在聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚丙烯、PDMS(聚二甲基硅氧烷)、玻璃、硅等。特别地，基板优选地由诸如聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚丙烯的聚合材料形成，这是因为它们具有优良的可加工性，因此，可以使用成形设备以低成本复制基板。
密封材料11
此外，液体样本入口12和气体供给口13设置于同一表面上彼此相邻位置处的微芯片1中，并且设置诸如O形密封圈的密封材料11以围绕它们。即，液体样本入口12和气体供给口13设置于密封材料11中的基板10暴露的位置处。
此外，当执行测量时，填充液体样本3的小瓶2的开口边缘紧密接触密封材料11，并且小瓶2直接连接至微芯片1。以这种方式，液体样本入口12和气体供给口13接触小瓶2中的液体样本3，并且通过密封材料11防止了液体样本3从微芯片1和小瓶2的连接单元泄漏。
此外，密封材料11的材料并不特别限制，然而，可以采用通常用在O形密封圈或者封装中的材料，例如，诸如丁腈橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙丙橡胶(ethylene propylene rubber)、硅橡胶、氯丁二烯橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶、丁苯橡胶和聚氨酯橡胶等。
如上所述，在根据本实施方式的微芯片1中，因为可以将小瓶2直接连接至微芯片1，所以可以将填充在小瓶2中的液体样本3供给至设置在微芯片1中的液体流路14中而无需使用连接器、导管等。以这种方式，可以防止液体样本3在输送期间沉淀。
此外，在根据本实施方式的微芯片1中，可以使用市售容器(小瓶)，这是因为气体流路16设置在芯片中，并且其被配置为使得压缩气体4从气体流路供给至小瓶2中。因此，可以以低成本实现一次性的微芯片系统，并可以防止液体样本3受到污染。
此外，根据本实施方式的微芯片为优选用于诸如细胞、微生物和大分子物质的生物微粒子、各种合成微粒子等的分析及/或分馏，并且例如，可以应用于流式细胞仪设备、聚合酶链反应(PCR)设备、珠检测系统等。
2.根据第一实施方式的第一变形例
随后，将描述根据本发明第一实施方式的第一变形例的微芯片。图3为示意性示出所述变形例中的微芯片结构的截面图。此外，图3中，对与图2所示的微芯片1构成相同的构成元件给予相同参考标号，并且将省略对其的详细描述。
在上述根据第一实施方式的微芯片1中，气体流路16被形成为在厚度方向上穿透基板10，然而，本发明的实施方式并不限于此。具体地，如图3所示，气体流路22以近似L形状形成，且气体入口23可形成在基板21的侧面上。此外，除了上述结构和效果以外，根据所述变形例的微芯片20的结构和效果与上述第一实施方式的相同。
3.根据第一实施方式的第二变形例
随后，将描述根据本发明的第一实施方式的第二变形例的微芯片。图4为示意性示出变形例的微芯片结构的截面图。此外，图4中，对与图2所示的微芯片1构成相同的构成元件给予相同的参考标号，并且将省略对其的详细描述。
此外，如图4所示，也可以在基板31中形成近似U形状的气体流路32，并且在与气体供给口13相同的表面上密封材料11外侧上气体入口不接触液体样本3的位置处形成气体入口33。此外，除了上述结构和效果以外的结构和效果与第一实施方式的相同。
4.第二实施方式
随后，将描述根据本发明第二实施方式的液体样本供给装置(下文中简称为供给装置)。根据本实施方式的液体样本供给装置为使用市售容器(小瓶等)将液体样本供给至设置在上述第一实施方式的微芯片中的流路的装置。
供给装置40的结构
图5为示意性示出根据本实施方式的供给装置结构的透视图。如图5所示，根据本实施方式的供给装置40包括保持微芯片1的芯片保持单元41。芯片保持单元41连接至旋转机构(未示出)，并且在保持微芯片1的状态下可旋转到任意角度。
此外，在芯片保持单元41中，用于导入压缩气体的通孔41a设置在与微芯片1的气体入口17匹配的位置处。此外，如果在附接微芯片1时气体入口17未由芯片保持单元41覆盖，那么通孔41a为不必要的。
操作
随后，将描述使用根据本实施方式的供给装置40(即，使用供给装置40)的操作来将小瓶2中的液体样本3供给至微芯片1的方法。图6A至图6C为顺序示出供给装置40的操作的透视图。此外，图7A为示出微芯片1与小瓶2之间连接状态的透视图，而图7B为其连接单元的放大的截面图。
首先，如图6A所示，将微芯片1附接至供给装置40的芯片保持单元41，使得液体样本入口12面朝下。此时，将微芯片1的位置对准，使得气体入口17和芯片保持单元41的通孔41a彼此连通。随后，填充液体样本3，并且小瓶2在其上表面打开的状态下连接至微芯片1。具体地，小瓶2的开口端压至微芯片1的密封材料11，并且紧密接触密封材料使得液体样本3不会泄漏。此外，若需要，可以将小瓶2固定至密封材料。
此后，如图6C、图7A和图7B所示，通过如图6B所示在小瓶2连接至微芯片1的状态下旋转芯片保持单元41，液体样本3接触微芯片1的液体样本入口12。此外，图6C中，示出微芯片1被旋转180度的情况，然而，芯片保持单元41的旋转角度并不特别限制，而可以是液体样本3流入液体样本入口12的状态。此外，也可以使用旋转机构来搅动小瓶2中的液体样本3。
此外，在这种状态下，从气体入口17导入诸如压缩空气的压缩气体。压缩气体在通过气体流路16之后从气体供给口13供给至小瓶2中。以这种方式，因为小瓶2中的压力上升，所以液体样本3流入液体样本入口12。此时，可以通过改变导入气体入口17中的用于输送的气体量来调整流过形成于微芯片1中的液体流路14的液体样本3的流速。此外，供给至微芯片1的液体样本3在液体流路14中用于分析等之后从排出口15排出到芯片外部。
在根据本实施方式的液体样本供给装置40中，因为小瓶2直接连接至微芯片1，所以可以将填充在小瓶2中的液体样本3供给至设置在微芯片1中的液体流路14中而无需使用连接器、导管等。以这种方式，可以防止液体样本3在输送期间沉淀。
此外，可以防止液体样本3受污染，这是因为小瓶2和微芯片1为一次性的，因此，不必执行清洗操作。此外，在供给装置中，不会出现在使用送液泵的现有技术中出现的脉动流，这是因为通过在小瓶2内部加压来输送液体样本3。此外，在根据本实施方式的液体样本供给装置40中，可以以低成本实现一次性的微芯片系统，这是因为可以使用现有技术中的诸如小瓶等的容器。
5.第三实施方式
随后，将使用流式细胞仪来描述根据本发明第三实施方式的分析装置。图8为示出根据本实施方式的分析装置结构的概图。此外，图8中，对与图2所示的微芯片1构成相同的构成元件给予相同参考标号，并且将省略对其的详细描述。
分析装置50的结构
根据本实施方式的分析装置50使用第二实施方式中的液体样本供给装置40来将液体样本3供给至微芯片1，并且光学分析流过液体流路14的样本(诸如微小粒子)。此外，如图8所示，分析装置包括光照射单元53(诸如激光)，其利用光照射作为测量目标的样本，并且设置了具有检测从样本发出的光的光检测器的光检测单元54。此外，在分析装置50中设置了用于将压缩气体导入至小瓶2中的空气源和用于控制流速的流量控制器52。
操作
随后，将描述使用分析装置50来分析液体样本3中所含的样本的方法。首先，将填充有包含作为测量目标的样本的液体样本3的小瓶2直接连接至微芯片1。此外，例如，使用根据上述第二实施方式的液体样本供给装置40将填充在小瓶2中的液体样本3供给至微芯片1的液体流路14。
此时，使用流量控制器52，通过改变从空气源51供给的压缩气体(压缩气体14)流速来控制导入至液体流路14的液体样本3的量。随后，利用来自光照射单元53的具有预定波长的光照射流过液体流路14的液体样本3，并且通过光检测单元54来检测从样本发出的荧光或者散射光。检测之后的液体从排出口15排出，并且存储在废液罐55等中。此外，在通过使整个液体样本3流过而完成测量之后，丢弃小瓶2和微芯片1。
在根据本实施方式的分析装置50中，因为小瓶2直接连接至微芯片1，所以可以将填充在小瓶2中的液体样本3供给至设置于微芯片1中的液体流路14而无需使用连接器、导管等，并且可以执行分析。此外，因为小瓶2和微芯片1为一次性的，所以不必执行清洗操作。结果，可以防止液体样本3受污染。
此外，在根据本实施方式的分析装置50中，不会出现如在使用送液泵的现有技术方法中的脉动流，这是因为通过在小瓶2内部加压来输送液体样本3。此外，在根据本实施方式的分析装置50中，可以以低成本实现一次性的微芯片系统，这是因为不必准备专用容器。此外，除了上述结构和效果之外，在根据本实施方式的分析装置50的结构和效果为与上述第二实施方式的相同。
此外，本发明可由如下构成。
(1)一种微芯片，包括：
液体流路，含有样本的液体样本流过所述液体流路；以及
气体流路，压缩气体流过所述气体流路，
其中，与液体流路的起始端连通的液体样本入口和与气体流路的终端连通的气体供给口形成在同一平面上，以及
其中，设置密封材料以围绕液体样本入口和气体供给口。
(2)(1)所述的微芯片，
其中，气体供给口的直径可设定为1μm至500μm。
(3)(1)或者(2)所述的微芯片，
其中，与气体流路的起始端连通的气体入口形成在与气体供给口不同的面上。
(4)(1)或者(2)所述的微芯片，
其中，与气体流路的起始端连通的气体入口形成在与气体供给口相同的面上并在密封材料的外部的区域中。
(5)一种液体样本供给装置，包括：
(1)至(4)中任一项所述的微芯片，
容器，填充有包含样本的液体样本，且其上部是开口的；
芯片保持单元，保持所述芯片；
旋转机构，旋转所述芯片保持单元；以及
气体导入单元，将压缩气体导入至微芯片的气体流路中。
(6)(5)所述的液体样本供给装置，
其中，通过使用芯片保持单元保持微芯片，并且在容器的开口端紧密接触微芯片的密封材料的状态下使用旋转机构旋转所述保持单元，容器中的液体样本接触微芯片的液体样本入口。
(7)(5)或者(6)所述的液体样本供给装置，
其中，从气体导入单元导入的压缩气体通过流过气体流路来供给至容器中。
(8)(5)至(7)中任一项所述的液体样本供给装置，
其中，通过使用旋转机构旋转保持单元，在直接连接至微芯片的容器中搅动液体样本。
(9)一种供给液体样本的方法，所述方法包括以下步骤：
使得设置在填充有包含样本的液体样本的容器的顶部上的开口端紧密接触设置在微芯片的一个表面处的密封材料，从而使得所述容器直接连接至所述微芯片；
在所述容器直接连接至所述微芯片的状态下，通过旋转所述微芯片，使得容器中的液体样本接触与形成在被所述微芯片的密封材料围绕的区域中的液体流路的起始端连通的液体样本入口；以及
通过将压缩气体导入至设置在微芯片中并与气体流路的起始端连通的气体入口中，将压缩气体从与气体流路的终端连通并形成在被微芯片的密封材料围绕的区域中的气体供给口供给至容器中。
(10)(9)所述的供给液体样本的方法，
其中，通过改变压缩气体的导入量来调整流入液体流路中的液体样本的量。
(11)一种分析装置，包括(5)至(8)中任一项所述的液体样本供给装置。
(12)(11)所述的分析装置，包括
光照射单元，用光照射流过微芯片的液体流路的样本；以及
光检测单元，检测从样本发出的光。
本发明包含于2011年5月18日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-060896中所公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域的技术人员应当理解，根据设计需求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，均应包括在所附权利要求或其等替换的范围之内。

Claims (13)

1.一种微芯片，包括：
液体流路，含有样本的液体样本流过所述液体流路；以及
气体流路，压缩气体流过所述气体流路，
其中，与所述液体流路的起始端连通的液体样本入口和与所述气体流路的终端连通的气体供给口形成在同一平面上，以及
其中，设置密封材料以围绕所述液体样本入口和所述气体供给口。
2.根据权利要求1所述的微芯片，
其中，所述气体供给口的直径设定为1μm至500μm。
3.根据权利要求1所述的微芯片，
其中，与所述气体流路的起始端连通的气体入口形成在与所述气体供给口不同的面上。
4.根据权利要求1所述的微芯片，
其中，与所述气体流路的起始端连通的气体入口形成在与所述气体供给口相同的面上并在所述密封材料的外部的区域中。
5.根据权利要求1所述的微芯片，其中，所述气体供给口及其周围被执行防水处理。
6.一种液体样本供给装置，包括：
根据权利要求1所述的微芯片，
容器，填充有包含样本的液体样本，并且所述容器的上部是开口的；
芯片保持单元，保持所述微芯片；
旋转机构，旋转所述芯片保持单元；以及
气体导入单元，将压缩气体导入至所述微芯片的气体流路中。
7.根据权利要求6所述的液体样本供给装置，
其中，通过使用所述芯片保持单元保持所述微芯片，并且在所述容器的开口端紧密接触所述微芯片的密封材料的状态下使用所述旋转机构旋转所述保持单元，所述容器中的所述液体样本接触所述微芯片的液体样本入口。
8.根据权利要求6所述的液体样本供给装置，
其中，从所述气体导入单元导入的压缩气体通过流过所述气体流路被供给至所述容器中。
9.根据权利要求6所述的液体样本供给装置，
其中，通过使用所述旋转机构旋转所述保持单元，搅动直接连接至所述微芯片的所述容器中的所述液体样本。
10.一种供给液体样本的方法，所述方法包括以下步骤：
使得设置在填充有包含样本的液体样本的容器的顶部上的开口端紧密接触设置在微芯片的一个表面处的密封材料，从而使所述容器直接连接至所述微芯片；
在所述容器直接连接至所述微芯片的状态下，通过旋转所述微芯片，使得所述容器中的所述液体样本接触与形成在被所述微芯片的所述密封材料围绕的区域中的液体流路的起始端连通的液体样本入口；以及
通过将压缩气体导入至设置在所述微芯片中并与气体流路的起始端连通的气体入口中，将所述压缩气体从与所述气体流路的终端连通并形成在由所述微芯片的密封材料围绕的区域中的气体供给口供给至所述容器中。
11.根据权利要求10所述的供给液体样本的方法，
其中，通过改变所述压缩气体的导入量来调整流入所述液体流路中的所述液体样本的量。
12.一种分析装置，包括根据权利要求6所述的液体样本供给装置。
13.根据权利要求12所述的分析装置，包括：
光照射单元，用光照射流过所述微芯片的所述液体流路的所述样本；以及
光检测单元，检测从所述样本发出的光。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110494222A (zh) * 2017-04-06 2019-11-22 伊鲁米那股份有限公司 现场流体检查

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016170126A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Stilla Technologies Contact-less priming method for loading a solution in a microfluidic device and associated system
US20220381655A1 (en) * 2019-11-20 2022-12-01 Sony Group Corporation Particle sorting kit
US20230061763A1 (en) 2020-06-22 2023-03-02 Sekisui Chemical Co., Ltd. Inspection chip and liquid introduction method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5163582A (en) * 1991-04-30 1992-11-17 Andronic Devices Ltd. Apparatus and method for aliquotting blood serum or blood plasma
CN1715903A (zh) * 2005-06-27 2006-01-04 浙江大学 微流控芯片负压进样和分离的装置
CN1898560A (zh) * 2003-12-23 2007-01-17 法斯特拉克公司 现场即时诊断平台
CN1991370A (zh) * 2005-12-29 2007-07-04 财团法人工业技术研究院 微流体驱动及速度控制装置与方法
JP2010133843A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Sony Corp サンプル液供給方法及び容器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400923A (en) * 1988-06-20 1995-03-28 Helena Laboratories Corporation Apparatus for discharging contents of a sealed container
US5571410A (en) * 1994-10-19 1996-11-05 Hewlett Packard Company Fully integrated miniaturized planar liquid sample handling and analysis device
EP1230028B1 (en) * 1999-05-28 2008-07-16 Bio/Data Corporation Method and apparatus for directly sampling a fluid for microfiltration
JP3669363B2 (ja) 2003-03-06 2005-07-06 ソニー株式会社 エレクトロデポジション型表示パネルの製造方法、並びにエレクトロデポジション型表示パネルおよびエレクトロデポジション型表示装置
CA2549367A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-21 Fastraq, Inc. Point of care diagnostic platform
JP2008008880A (ja) 2006-06-02 2008-01-17 Sumitomo Bakelite Co Ltd プラスチック製マイクロチップ、及びその製造方法、並びにそれを利用したバイオチップ又はマイクロ分析チップ
JP2008064545A (ja) 2006-09-06 2008-03-21 Kowa Co マイクロチップ及びマイクロチップ装置
DK2152417T3 (en) * 2007-05-04 2018-08-06 Opko Diagnostics Llc APPARATUS AND PROCEDURE FOR ANALYSIS IN MICROFLUID SYSTEMS
EP2087934A1 (de) * 2008-02-07 2009-08-12 Qiagen GmbH Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten Prozessierung einer Probe
US8343443B2 (en) * 2008-03-31 2013-01-01 Agency For Science, Technology And Research Fluid processing and transfer using inter-connected multi-chamber device
WO2010118427A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Fluid interface cartridge for a microfluidic chip
GB0913228D0 (en) * 2009-07-29 2009-09-02 Iti Scotland Ltd Loading element

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5163582A (en) * 1991-04-30 1992-11-17 Andronic Devices Ltd. Apparatus and method for aliquotting blood serum or blood plasma
CN1898560A (zh) * 2003-12-23 2007-01-17 法斯特拉克公司 现场即时诊断平台
CN1715903A (zh) * 2005-06-27 2006-01-04 浙江大学 微流控芯片负压进样和分离的装置
CN1991370A (zh) * 2005-12-29 2007-07-04 财团法人工业技术研究院 微流体驱动及速度控制装置与方法
JP2010133843A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Sony Corp サンプル液供給方法及び容器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙毓庆: "《现代色谱法及其在药物分析中的应用》", 31 August 2005, article "微流控芯片检测系统" *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110494222A (zh) * 2017-04-06 2019-11-22 伊鲁米那股份有限公司 现场流体检查
CN110494222B (zh) * 2017-04-06 2021-12-21 伊鲁米那股份有限公司 现场流体检查
US11351541B2 (en) 2017-04-06 2022-06-07 Illumina, Inc. In-situ fluidic inspection
US11724258B2 (en) 2017-04-06 2023-08-15 Illumina, Inc. In-situ fluidic inspection

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