CN117063072A - 测定装置 - Google Patents
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Abstract
在测定装置中,抑制制造偏差,维持测定装置的高测量精度,提高液体的控制性能。本发明的测定装置具有:使液体流动的微流路2、与微流路2的一个端部2a隔开间隔的吸收用多孔介质3、在微流路2和吸收用多孔介质3之间的分离空间4以及用于收纳吸收用多孔介质3的收纳空间5。测定装置还具有作为构成其一部分的一体成形品的下侧部件20。下侧部件20划定微流路2的下部2b、分离空间4的下部4a以及收纳空间5的下部5a,分离空间4的下部4a和收纳空间5的下部5a以从流动方向的另一侧朝向一侧下降的方式倾斜,下侧部件20在收纳空间5的下部5a支承吸收用多孔介质3。
Description
技术领域
本发明涉及构成为使用液体进行测定的测定装置。
背景技术
主要在生物学、化学等领域中,在使用μl(微升)级、即约1μl以上且小于约1ml(毫升)的微量试剂、处理剂等液体进行检查、实验、测定等情况下,利用包括微流路的测定装置。对于这样的测定装置,近年来,为了改善成本、操作性、耐久性以及液体的控制性能,使用了横向流动型测定装置、流通型测定装置等。
特别是,横向流动型测定装置构成为利用纸等亲水性的多孔介质、纤维素膜等毛细管现象进行液体的移动、操作等而变得简单。因此,横向流动型测定装置可以以低成本制作,不需要泵等外部机构,并且不需要繁杂的操作,进而能够提高耐久性。而且,横向流动型测定装置特别在通过ELISA(Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay,酶联免疫测定)法、免疫色谱法等对样品中包括的抗体或抗原的浓度进行检测或定量时使用。在这样的测定装置中,希望提高液体的控制性能。
作为可以提高液体的控制性能的测定装置的一个示例,列举一种测定装置,该测定装置具备:微流路,可以使液体流动;多孔介质,与微流路的位于液体的流动方向的一侧的一个端部隔开间隔地配置;分离空间,配置在微流路的一个端部与多孔介质之间;以及周壁,与多孔介质一起划定分离空间,其中,在周壁中设置有构成为能够使空气流通的通气口,以通过微流路的方式供给的液体可以隔着分离空间分离成由多孔介质吸收的一部分和保留在微流路中的另一部分。在该测定装置的一个示例中,测定装置使用层叠了多个层部件的层叠结构构成(例如,参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2020/045551号
发明内容
技术问题
然而,在上述测定装置的一个示例中,层叠结构是通过层叠多个层部件而形成的,因此难以提高其形状精度。特别是在生产大量的测定装置的情况下,这些测定装置的制造偏差将变大。另外,在上述测定装置的一个示例中,由层部件构成的部分的刚性低,因此容易变形。
例如,在由层部件构成的部分支承测定装置的多孔介质等部件的情况下,由于该部分的变形,多孔介质等部件有可能(特别是)在沿着微流路的液体的流动方向上发生偏移。其结果是,多孔介质等部件的定位精度也有可能降低。因此,在测定装置的一个示例中,有可能不能维持测定装置的高测量精度。
鉴于这样的实际情况,在测定装置中,希望抑制制造偏差、维持测定装置的高测量精度、提高液体的控制性能。
技术方案
为了解决上述问题,根据一个方面的测定装置具备:微流路,构成为能够使液体流动;多孔介质,与所述微流路的位于所述液体的流动方向的一侧的一个端部隔开间隔地配置;分离空间,配置在所述微流路的一个端部和所述吸收用多孔介质之间;以及收纳空间,在所述流动方向上与所述分离空间连接,并且收纳所述吸收用多孔介质,其中,所述测定装置具备下侧部件,下侧部件是位于测定装置的高度方向的下侧并且构成测定装置的一部分的一体成形品,所述下侧部件划定所述微流路的高度方向的下部、所述分离空间的高度方向的下部以及所述收纳空间的高度方向的下部,所述分离空间的下部和收纳空间的下部以从所述液体的流动方向的另一侧朝向同一侧下降的方式倾斜,所述下侧部件在所述收纳空间的下部支承所述吸收用多孔介质。
技术效果
在根据一个方面的测定装置中,可以抑制制造偏差,可以维持测定装置的高测量精度,可以提高液体的控制性能。
附图说明
图1是示意性示出根据一实施方式的测定装置的平面图。
图2是示意性示出根据一实施方式的测定装置的侧视图。
图3是示意性示出根据一实施方式的测定装置的分解立体图。
图4是在沿着图1的A-A线切断的状态下示意性示出根据一实施方式的测定装置的放大剖面图。
图5是在沿着图1的B-B线切断的状态下示意性示出根据一实施方式的测定装置的放大剖面图。
图6是在沿着图2的C-C线切断并且省略了第一吸收用多孔介质和第二吸收用多孔介质的状态下示意性示出根据一实施方式的测定装置的放大剖面图。
图7是在沿着图2的D-D线切断并且省略了第一吸收用多孔介质和第二吸收用多孔介质的状态下示意性示出根据一实施方式的测定装置的放大剖面图。
具体实施方式
对根据一实施方式的测定装置进行说明。根据本实施方式的测定装置构成为使用液体进行测定。能够适用于根据本实施方式的测定装置的液体只要是能够在测定装置内流动的液体即可,不特别限定。能够适用于测定装置的液体不仅可以包括化学纯的液体,还可以包括将气体、其他液体或固体溶解、分散或悬浮于液体中的液体。
例如,液体可以是亲水性的,并且作为亲水性的液体,例如列举出:人或动物全血、血清、血浆、血细胞、尿液、粪便稀释液、唾液、汗、泪、指甲的提取液、皮肤的提取液、毛发的提取液或脑脊髓液等来自生物体的液体样品。此外,在液体是测定时使用的试剂的情况下,作为该液体,列举出:缓冲液、生物化学一般试剂、免疫化学相关试剂、抗体相关试剂、肽溶液、蛋白质·酶相关试剂、细胞相关试剂等、脂质相关试剂、天然物·有机化合物相关试剂、糖类相关试剂等。然而,液体不限于此。这些情况下,在测定装置中,在用于妊娠检查、尿检查、粪便检查、成人病检查、过敏检查、感染症检查、药物检查、癌症检查等体外诊断用医药品、一般用检查药、POCT(Point of Care Testing,即时检验)等应用中,能够测量液体样品中的在临床检查、诊断或分析上有效的检体,但对测定装置的应用没有特别限定。另外,作为亲水性的液体,不限于生物体样品,例如还列举出:食品的悬浮液、食品的提取液、生产线的清洗水、擦拭液、饮用水、河流的水、土壤悬浮物等。这种情况下,在测定装置中,能够测量食品或饮用水中的病原体,或者能够测量河流的水或土壤中的污染物质。通常,这些亲水性的液体可以是以水为溶剂的液体,只要是能够通过测定装置进行溶液交换的水溶液即可。
在本说明书中,“横向流动”是指通过重力沉降成为驱动力而移动的液体的流动。基于横向流动的液体的移动是指由重力沉降引起的液体驱动力起主导(优势)作用的液体的移动。与此相对,基于毛细管力(毛细管现象)的液体的移动是指界面张力起主导(优势)作用的液体的移动。基于横向流动的液体的移动和基于毛细管力的液体的移动是不同的。
在本说明书中,“检体”是指存在于液体中并且被检测或测量的化合物或组合物。例如,检体可以包括糖类(例如葡萄糖)、蛋白质或肽(例如血清蛋白质、激素、酶、免疫调节因子、淋巴因子、单核因子、细胞因子、糖蛋白质、疫苗抗原、抗体、生长因子或增殖因子)、脂肪、氨基酸、核酸、细胞、类固醇、维生素、病原体或其抗原、天然物质或合成化学物质、污染物质、用于治疗目的药物或非法药物或毒物、或者这些物质的代谢物或抗体,但不限于特定的检体。此外,在液体中,也存在不包括检体的情况,或者不包括能够检测的量的检体的情况。
在本说明书中,“参照物质”是为检测检体浓度而以已知量添加到液体中的与检体不同的已知物质。与检体相同,参照物质可以从上述选项中选择,可以根据与检体的关系进行选择。特别是,可以从不与检体相互作用的、稳定的物质中选择。
在本说明书中,“微流路”是指为了使用μl(微升)级、即约0.1μl以上且小于约1ml(毫升)的微量的液体检测或测量检体或者为了称量该微量的液体而构成为使液体在测定装置内流动的路径。
在本说明书中,“膜”是指具有约200μm(微米)以下的厚度的膜状物体或板状物体,并且“片”是指具有超过约200μm的厚度的膜状物体或板状物体。
在本说明书中,“塑料”是指聚合为或成形为使用可聚合材料或聚合物材料作为必要组分的材料。塑料还包括组合了两种以上聚合物的聚合物合金。
在本说明书中,“多孔介质”可以是具有多个且大量的微孔并且能够吸入液体并使其通过的部件,或者是可以捕捉或浓缩固体物的部件,是指包括纸、纤维素膜、无纺布、玻璃纤维、高分子凝胶、塑料等的部件。例如,多孔介质可以在液体是亲水性的情况下具有亲水性,并且在液体是疏水性的情况下是疏水性的。特别是,多孔介质可以具有亲水性,并且可以是包括大量纤维而成的纸、脱脂棉等。此外,多孔介质可以是纤维素、硝化纤维素、乙酸纤维素、滤纸、薄棉纸、卫生纸、纸巾、织物、棉或透水的亲水性多孔质聚合物中的一种以上。
“测定装置的概要”
参照图1至图7来说明根据本实施方式的测定装置的概要。即,根据本实施方式的测定装置大致以如下方式构成。如图1至图7所示,测定装置具有构成为使用液体(未示出)进行测定的至少一个测定模块1。
特别在图1、图3以及图5至图7中,作为一个示例,示出了具有6个测定模块1的测定装置。然而,测定模块的数量不限于此。测定装置还可以具有1个至5个或7个以上的测定模块。
如图4至图7所示,测定模块1具有构成为可以使液体流动的微流路2。在下文中,将沿着这样的微流路2内的液体的流动的方向称为“流动方向”。
在图1至图4、图6和图7中,通过单侧箭头F1表示液体的流动方向的一侧,并且通过单侧箭头F2表示液体的流动方向的另一侧。在本实施方式中,液体从微流路2的另一侧朝向一侧流动。因此,根据情况,将流动方向的一侧称为下游侧,并且将流动方向的另一侧称为上游侧。
如图4、图6和图7所示,测定模块1具有与微流路2的位于液体的流动方向的一侧即下游侧的一个端部2a隔开间隔地配置的吸收用多孔介质3。另外,在下文中,根据需要,将该吸收用多孔介质3称为第一吸收用多孔介质3。
测定模块1具有配置在微流路2的一个端部2a和吸收用多孔介质3之间的分离空间4。测定模块1具有收纳吸收用多孔介质3的收纳空间5。收纳空间5在流动方向上与分离空间4连接。另外,在下文中,根据需要,将该收纳空间5称为第一收纳空间5。
如图1至图6所示,测定装置具有下侧部件20,其是位于测定装置的高度方向的下侧并且构成测定装置的一部分的构成部件。下侧部件20为一体成形品。另外,在图2至图5中,通过单侧箭头H1表示测定装置的高度方向的上侧,并且通过单侧箭头H2表示测定装置的高度方向的下侧。在本说明书中,除非另有说明,否则高度方向是指测定装置的高度方向。
参照图4至图6,下侧部件20划定微流路2的高度方向的下部2b。下侧部件20划定分离空间4的高度方向的下部4a。下侧部件20划定收纳空间5的高度方向的下部5a。参照图3和图4,分离空间4的下部4a和收纳空间5的下部5a以从液体的流动方向的另一侧朝向同一侧下降的方式倾斜。如图4所示,下侧部件20在收纳空间5的下部5a支承吸收用多孔介质3。
此外,根据本实施方式的测定装置大致可以以如下方式构成。参照图1、图3、图4、图6和图7,测定装置的测定模块1具有使液体能够注入到微流路2的注入口6。注入口6配置在微流路2的位于流动方向的另一侧的另一端部2c即上游端部2c。测定模块1具有使微流路2和注入口6在流动方向上连通的流入通路7。下侧部件20划定注入口6的周边部6a。流入通路7形成为贯穿注入口6的周边部6a。
如图5至图7所示,测定模块1具有能够使空气流通的两个侧向通气路8。两个侧向通气路8以与微流路2连通的方式分别与微流路2的宽度方向的两个侧向边缘2d邻接。参照图3至图7,测定模块1具有两个流路侧壁9,两个流路侧壁9分别从注入口6的周边部6a在流动方向上沿着微流路2的两个侧向边缘2d的一部分突出。下侧部件20划定两个流路侧壁9。两个流路侧壁9的高度与微流路2的高度大概一致。
下侧部件20还划定两个侧向通气路8中的宽度方向的外侧部8a和分离空间4中的宽度方向的两个外侧部4b。另外,在图1、图3以及图5至图7中,通过两侧箭头W表示测定装置的宽度方向。在本说明书中,除非另有说明,否则宽度方向是指测定装置的宽度方向。
“测定装置的细节”
参照图1至图7,根据本实施方式的测定装置可以具体以如下方式构成。如图1至图7所示,测定装置在其使用状态下以高度方向朝向铅直方向的方式配置。在这种情况下,测定装置的上侧和下侧分别朝向铅直方向的上方和下方。
参照图3至图7,在测定模块1中,在液体在微流路2内流动的状态或者液体在微流路2内静置或暂时停止的状态下进行测定。通常,液体中的检体浓度是可检测的。特别是如图1、图3和图5至图7所示,在测定装置具有多个测定模块1的情况下,多个测定模块1在宽度方向上排列。
如图5至图7所示,测定模块1具有连结两个侧向通气路8并且在注入口6的周围延伸的连结通气路10。连结通气路10构成为能够使空气流通。而且,空气在一连串相连的两个侧向通气路8和连结通气路10中流通。
如图3、图4和图6所示,测定模块1具有位于微流路2的流动方向的中间部2e的测定区域11。在测定区域11上固定有在测定中与检体特异性结合的试剂。测定模块1具有与测定区域11在流动方向上并排配置的确认区域12。确认区域12相对于测定区域11位于下游侧。
测定区域11和确认区域12以能够区别且能够检测在它们中产生的信号的程度相互分离。确认区域12构成为发生可以视为反应时间与在测定区域11中发生的反应(第一反应)相同的已知反应(第二反应)。测定模块1具有测定用窗部13和确认用窗部14,形成为能够从外部分别确认测定区域11和确认区域12。
测定模块1具有在高度方向上与第一吸收用多孔介质3接触的第二吸收用多孔介质15。测定模块1具有能够收纳第二吸收用多孔介质15的第二收纳空间16。测定模块1具有形成为能够使空气在第二收纳空间16和测定装置的外部之间流通的通气孔17。参照图4至图7,微流路2、分离空间4、第一收纳空间5、注入口6、流入通路7、侧向通气路8、连结通气路10、第二收纳空间16以及通气孔17中的每一个为在测定装置中划定的空间。
关于测定装置的构成部件,参照图1至图5以及图7,测定装置具有上侧部件30,上侧部件30是相对于下侧部件20位于高度方向的上侧并且构成测定装置的一部分的构成部件。上侧部件30为一体成形品。上侧部件30从上方与下侧部件20重叠。
测定装置具有覆盖部件40,覆盖部件40是相对于上侧部件30位于高度方向的上侧并且构成测定装置的一部分的构成部件。覆盖部件40为一体成形品。覆盖部件40从上方与上侧部件30重叠。
“微流路的细节”
参照图4至图7,微流路2可以具体以如下方式构成。如图4和图5所示,微流路2在高度方向上划定在微流路2的高度方向的上部2f和下部2b之间。微流路2的高度设定为产生防止液体在微流路2中流动时泄漏到侧向通气路8中的液体的界面张力。作为一个示例,微流路2的高度优选为约1μm以上且约1000μm(即,约1mm(毫米))以下。然而,微流路的高度不限于此。
此外,微流路2的上部2f和下部2b的与液体相接的表面优选进行亲水处理。该亲水处理包括等离子体等光学处理或者在液体中包括非特异性结合体的情况下使用能够防止非特异性结合体吸附到这些表面上的封闭剂的处理或者这些处理中的至少一种。作为封闭剂,可以列举出:Block Ace等市售封闭剂、牛血清白蛋白、酪蛋白、脱脂牛奶、明胶、表面活性剂、聚乙烯醇、球蛋白、血清(例如,胎牛血清或正常兔血清)、乙醇、MPC聚合物等。该封闭剂可以单独使用或两种以上混合使用。
如图6和图7所示,微流路2在宽度方向上划定在微流路2的侧向边缘2d之间。微流路2的下游端部2a以随着从流动方向的上游朝向下游而使其宽度减小的方式形成为前端变细的形状。作为一个示例,微流路2的宽度优选为约100μm以上且约10000μm(即,约1cm(厘米))以下。然而,微流路的宽度不限于此。
如图4、图6和图7所示,微流路2在流动方向上划定在分离空间4和流入通路7之间。微流路2在流动方向上大致直线状地延伸。然而,微流路也可以弯曲或弯折地延伸。
作为一个示例,微流路2的流动方向的长度优选为约10μm以上且约10cm以下。作为又一个示例,微流路2的容积优选为约0.1μl以上且约1000μl以下,更优选为约1μl以上且小于约500μl。然而,微流路的流动方向的长度和容积不限于此。
“分离空间的细节”
参照图4至图7,分离空间4可以具体以如下方式构成。如图4、图6和图7所示,分离空间4与相对于其位于其流动方向的上游侧的微流路2以及两个侧向通气路8连接。分离空间4的两个外侧部4b分别在流动方向上与两个侧向通气路8的外侧部8a连接。分离空间4的位于流动方向的下游侧的下游端部由第一吸收用多孔介质3划定。
如图4至图7所示,分离空间4具有在流动方向上与微流路2连接的流路区域4c。分离空间4具有在流动方向上分别与两个侧向通气路8连接的两个通气区域4d。两个通气区域4d与流路区域4c的宽度方向的两侧边缘邻接。两个通气区域4d在宽度方向上与流路区域4c连通。在分离空间4中,外侧部4b的上端比流路区域4c的流动方向的上游端更靠高度方向的上方定位。例如,在高度方向上,外侧部4b的上端与流路区域4c的上游端的间隔约为5mm。然而,该间隔不限于约5mm。
参照图4至图6,两个通气区域4d中的高度方向的下部比流路区域4c中的高度方向的下部更靠高度方向的下侧定位。两个通气区域4d的下部形成为从流路区域4c的下部向高度方向的下方凹陷。分离空间4的下部4a包括流路区域4c和两个通气区域4d的这样的下部。参照图3和图4,流路区域4c和两个通气区域4d的下部分别以从流动方向的上游朝向下游下降的方式倾斜。各通气区域4d相对于水平方向的倾斜角度比流路区域4c相对于水平方向的倾斜角度大。例如,分离空间4的流路区域4c相对于水平方向的倾斜角度可以为约5度。然而,该倾斜角度不限于约5度。
参照图4、图5和图7,两个通气区域4d中的高度方向的上部比流路区域4c中的高度方向的上部更靠高度方向的上侧定位。两个通气区域4d的上部形成为从流路区域4c的上部向高度方向的上方凹陷。分离空间4的高度方向的上部4e包括流路区域4c和两个通气区域4d的这样的上部。分离空间4的容积比微流路2的容积大。然而,分离空间的容积也可以为微流路的容积以下。流路区域4c的上部和下部的与液体相接的表面优选与微流路2的上部2f和下部2b的表面同样进行亲水处理。
作为一个示例,分离空间4的容积优选为约0.001μl以上且约10000μl以下。分离空间4的容积相对于微流路2的容积的比率优选为约0.01以上。然而,分离空间的容积和分离空间的容积与微流路的容积的比率不限于此。
“第一吸收用多孔介质和第二吸收用多孔介质以及第一收纳空间和第二收纳空间的细节”
参照图4、图6和图7,第一吸收用多孔介质3和第二吸收用多孔介质15以及第一收纳空间5和第二收纳空间16可以具体以如下方式构成。第一吸收用多孔介质3构成为能够吸收来自微流路2的一个端部2a的液体。第一吸收用多孔介质3在第一收纳空间5的上部5d和下部5a之间被压缩。第一吸收用多孔介质3还在流动方向上抵接分离空间4的外侧部4b。
第二吸收用多孔介质15构成为能够吸收第一吸收用多孔介质3的液体。如图4所示,第二吸收用多孔介质15相对于第一吸收用多孔介质3位于高度方向的下方。然而,第二吸收用多孔介质也可以相对于第一吸收用多孔介质位于高度方向的上方。
如图4、图6和图7所示,第二收纳空间16相对于第一收纳空间5位于流动方向的下游侧。第二收纳空间16在流动方向上与第一收纳空间5连接。第一收纳空间5能够收纳第一吸收用多孔介质3的流动方向的上游侧部分。第二收纳空间16能够收纳第一吸收用多孔介质3的流动方向的下游侧部分和第二吸收用多孔介质15的全部。
如图4、图6和图7所示,第一收纳空间5具有在流动方向上与分离空间4的流路区域4c连接的流路区域5b。第一收纳空间5具有在流动方向上分别与分离空间4的两个通气区域4d连接的两个通气区域5c。两个通气区域5c与流路区域5b的宽度方向的两侧边缘邻接。两个通气区域5c在宽度方向上与流路区域5b连通。
参照图4和图6,两个通气区域5c中的高度方向的下部比流路区域5b中的高度方向的下部定位成更靠高度方向的下侧。两个通气区域5c的下部形成为从流路区域5b的下部向高度方向的下方凹陷。第一收纳空间5的下部5a包括流路区域5b和两个通气区域5c的这样的下部。参照图3和图4,流路区域5b和两个通气区域5c的下部分别以从流动方向的上游朝向下游下降的方式倾斜。各通气区域5c相对于水平方向的倾斜角度比流路区域5b相对于水平方向的倾斜角度大。例如,第一收纳空间5的流路区域5b相对于水平方向的倾斜角度可以为约5度。但是,该倾斜角度不限于约5度。
参照图4和图7,两个通气区域5c中的高度方向的上部比流路区域5b中的高度方向的上部定位成更靠高度方向的上侧。两个通气区域5c的上部形成为从流路区域5b的上部向高度方向的上方凹陷。第一收纳空间5的高度方向的上部5d包括流路区域5b和两个通气区域5c的这样的上部。
参照图3、图4和图6,第二收纳空间16的高度方向的下部16a形成为凹形状。参照图4和图7,第二收纳空间16的高度方向的上部16b也形成为凹形状。
参照图6和图7,在测定装置具有多个测定模块1的情况下,多个测定模块1的第一收纳空间5在宽度方向上排列。多个测定模块1的第一收纳空间5可以在宽度方向上相互连接。多个测定模块1的第二收纳空间16在宽度方向上排列。多个测定模块1的第二收纳空间16可以在宽度方向上相互连接。
参照图3、图6和图7,收纳在这样的第一收纳空间5和第二收纳空间16中的多个第一吸收用多孔介质3可以一体形成为在宽度方向上相互连接。收纳在这样的第二收纳空间16中的多个第二吸收用多孔介质15也可以一体形成为在宽度方向上相互连接。此外,第一吸收用多孔介质3和第二吸收用多孔介质15可以一体形成。
“注入口和流入通路的细节”
参照图4,注入口6和流入通路7可以具体以如下方式构成。注入口6在其高度方向的上端朝向测定装置的外部开放。注入口6的高度方向的下部6b在流动方向上经由流入通路7的高度方向的下部7a与微流路2的下部2b连接。
“侧向通气路和连结通气路的细节”
参照图4至图7,两个侧向通气路8和连结通气路10可以具体以如下方式构成。如图6和图7所示,两个侧向通气路8在宽度方向上与微流路2连通。两个侧向通气路8分别沿着微流路2的两个侧向边缘2d延伸。
如图5所示,两个侧向通气路8中的高度方向的下部8b比微流路2中的高度方向的下部2b更靠高度方向的下方定位。两个侧向通气路8的下部8b形成为从微流路2的下部2b向高度方向的下方凹陷。两个侧向通气路8的高度方向的上部8c比微流路2中的高度方向的上部2f更靠高度方向的上方定位。两个侧向通气路8的上部8c形成为从微流路2的上部2f向高度方向的上方凹陷。
如图4所示,连结通气路10的高度方向的下部10a比微流路2的高度方向的下部2b更靠高度方向的下方定位。连结通气路10的下部10a形成为从微流路2的下部2b向高度方向的下方凹陷。连结通气路10的高度方向的上部10b比微流路2的高度方向的上部2f更靠高度方向的上方定位。连结通气路10的上部10b形成为从微流路2的上部2f向高度方向的上方凹陷。
如图6和图7所示,在注入口6的周围以大致U字状延伸的连结通气路10的宽度由连结通气路10的内周部10c和外周部10d决定。连结通气路10的内周部10c与注入口6的周边部6a一体形成。
“测定区域和确认区域以及测定用窗部和确认用窗部的细节”
参照图4,测定区域11和确认区域12以及测定用窗部13和确认用窗部14可以具体以如下方式构成。测定区域11的与来自检体和参照物质的信号产生相关的试剂(也可以称为“测定试剂”)中有用于预先固定在微流路2中的固定化试剂以及用于在测定的步骤中添加到微流路2中的添加试剂。
设置在测定区域11中的固定化试剂与液体中的检体特异性地反应,并且与添加试剂一起生成可检测该检体的结果。例如,可检测检体的结果基于颜色的变化等肉眼可观察地表示,或者可检测检体的结果仅由光谱仪或其它测量方式可检测地表示。
此外,设置在测定区域11中的固定化试剂可以是酶、抗体、表位、核酸、细胞、适体、肽、分子印迹聚合物、吸附聚合物、吸附凝胶、通过与检体的反应而显色的铁(III)离子等化学物质、显色试剂或通过与检体反应生成可检测的结果的任何其它物质。通常,固定化试剂可以是抗体。固定化试剂可以通过物理吸附法、化学吸附法等公知的固定化技术固定在测定区域11。
为了分析或放大检测信号,可以在固定化试剂中结合放射性同位素、酶、胶体金、显色试剂、量子点、胶乳等着色分子、色素、电化学反应物质、荧光物质或发光物质等任意的标记物质。可选的,这样的标记物质可以与用于在测定的步骤中添加到微流路2中的添加试剂结合。具体地,该固定化试剂可以固定于在微流路2的高度方向上划定微流路2的上部2f和下部2b中的一个或两者中。
在确认区域12中设置有与参照物质特异性结合的固定化试剂。与测定区域11的固定化试剂相同,确认区域12的固定化试剂也可以是抗体。可以在该固定化试剂中结合任意的标记物质。该固定化试剂也可以固定于在微流路2的高度方向上划定微流路2的上部2f和下部2b中的一个或两者中。
测定用窗部13和确认用窗部14分别相对于测定区域11和确认区域12配置在高度方向的上侧。然而,测定用窗部和确认用窗部也可以分别相对于测定区域和确认区域配置在高度方向的下侧。
“下侧部件、上侧部件和覆盖部件的细节”
参照图1至图7,下侧部件20、上侧部件30和覆盖部件40可以具体以如下方式构成。下侧部件20、上侧部件30和覆盖部件40中的每一个为注射成型品。但是,下侧部件、上侧部件和覆盖部件中的至少一个也可以是注射成型品以外的部件。例如,下侧部件、上侧部件和覆盖部件中的至少一个也可以是三维造型制品、切削制品等。
下侧部件20、上侧部件30和覆盖部件40中的每一个由塑料制作。例如,作为这样的塑料,列举出:聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃(PO)、ABS树脂(ABS)、AS树脂(SAN)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯腈(PAN)、聚乳酸(PLA)等生物可降解塑料或其它聚合物或它们的组合。然而,下侧部件、上侧部件和覆盖部件中的至少一个只要是流体不渗透的材料,则也可以使用塑料以外的材料来制作,这样的塑料以外的材料也可以是树脂、玻璃、金属等。
参照图3至图6,下侧部件20划定为连续地形成多个测定模块1中的微流路2的下部2b、分离空间4的下部4a和外侧部4b、第一收纳空间5的下部5a、注入口6的包括流入通路7的周边部6a和下部6b、侧向通气路8的外侧部8a和下部8b、流路侧壁9、连结通气路10的下部10a、内周部10c和外周部10d以及第二收纳空间16的下部16a。
各测定模块1具有凹部1a,该凹部1a相对于第二收纳空间16设置在流动方向的上游侧,并且形成为从下侧部件20的下端面凹陷。凹部1a相对于各测定模块1的微流路2、分离空间4、第一收纳空间5、注入口6、侧向通气路8以及连结通气路10位于高度方向的下方。多个测定模块1的凹部1a形成为在宽度方向上与下侧部件20相互连接。
参照图3至图5和图7,上侧部件30划定为连续地形成多个测定模块1中的微流路2的上部2f、分离空间4的上部4e、第一收纳空间5的上部5d、侧向通气路8的上部8c、连结通气路10的上部10b、第二收纳空间16的上部16b以及通气孔17的周边部17a。上侧部件30优选为透明的。
参照图1至图4,覆盖部件40也与下侧部件20一起划定多个测定模块1中的注入口6的周边部6a和通气孔17的周边部17a。通气孔17形成为贯穿上侧部件30和覆盖部件40。测定用窗部13和确认用窗部14形成为贯穿覆盖部件40。覆盖部件40可以是测定装置的可拆卸部件。具体地,覆盖部件40可以相对于下侧部件20和上侧部件30的组装体可拆卸地安装。
“测定装置的流体控制”
参照图4至图7,对根据本实施方式的测定装置的流体控制进行说明。本文中,将适用于测定装置的液体设为第一液体和第二液体(未图示),将这些第一液体和第二液体依次供给到测定装置。另外,第一液体和第二液体不同。然而,也可以使第一液体和第二液体相同。
通常,供给到测定装置的各液体的量(本文中为第一液体和第二液体中的每一种的量)可以为约1μl以上且小于约1ml。此外,各液体的量优选为约1.5μl以上,更优选为约3.0μl以上。各液体的量的上限例如可以是数μl至数百μl。通过这样的各液体的量,可以稳定检体等的检测灵敏度,并且可以容易地进行检体等检测。在这种情况下,各液体的量可以通过一滴液体获得。
另外,各液体的量可以大于微流路2的容量,在这种情况下,液体可以隔着分离空间4良好地分离成由吸收用多孔介质3吸收的一部分和保留在微流路2内的另一部分。然而,各液体的量可以小于微流路的容量,或者可以与微流路的容量实质上相同。
首先,将第一液体供给到注入口6。该第一液体通过流入口7流入微流路2。进而,第一液体在微流路2内从流动方向的上游侧朝向下游侧流动。这样,第一液体在微流路2内流动时,在测定区域11中进行测定,并且在确认区域12中发生可以视为反应时间与在测定区域11中发生的反应(第一反应)相同的已知反应(第二反应)。
进而,在继续供给第一液体的情况下,特别是在供给超过微流路2的容量的量的第一液体的情况下,在微流路2内流动的第一液体到达分离空间4。第一液体通过分离空间4与吸收用多孔介质3接触。第一液体由吸收用多孔介质3吸收,直到其供给停止。在停止第一液体的供给之后,第一液体隔着分离空间4分离成基于吸收用多孔介质3的毛细管力而被吸收的一部分和保留在微流路2中的另一部分。
接着,在停止第一液体的供给之后,进一步将第二液体供给到注入口6。供给的第二液体与第一液体同样地在微流路2内流动。此时,第二液体将预先填充在微流路2内的第一液体挤出到分离空间4中。其结果是,在微流路2内进行将第一液体替换为第二液体的溶液交换。另外,当第二液体在微流路2内流动时,在测定区域11中进行测定,并且在确认区域12中发生可以视为反应时间与在测定区域11中发生的反应(第一反应)相同的已知反应(第二反应)。
进而,在继续供给第二液体的情况下,特别是在供给超过预先填充在微流路2内的第一液体的量的量的第二液体的情况下,由第二液体挤出的第一液体先通过分离空间4与吸收用多孔介质3接触,然后,第二液体继第一液体之后通过分离空间4并与吸收用多孔介质3接触。第二液体与第一液体同样地流动,并且第二液体与第一液体同样地隔着分离空间4分离成基于吸收用多孔介质3的毛细管力而被吸收的一部分和保留在微流路2中的另一部分。
上述那样的溶液交换可以使在ELISA法等中发生多阶段的抗原抗体反应变得容易。特别是,在供给到测定装置的第二液体L2的量与充满在微流路2内的第一液体的量实质上相同或者比该第一液体的量大的情况下,可以可靠地进行溶液交换。
换言之,在根据本实施方式的测定装置中,在依次向注入口6供给多种液体的情况下,将作为多种液体之一的先行液体预先填充到微流路2中,停止先行液体的供给,接着,将作为多种液体中的另一种并且在上述先行液体之后的液体供给到注入口6,由此,在微流路2中,可以使后续液体替换先行液体。
进而,可以重复以这种方式使后续液体替换先行液体的液体交换。在这种情况下,通常使先行液体和后续液体不同。然而,也可以使先行液体和后续液体相同。
在上文中,根据本实施方式的测定装置具备:构成为可以使液体流动的微流路2、与所述微流路2的位于所述液体的流动方向的一侧的一个端部2a隔开间隔地配置的吸收用多孔介质3、配置在所述微流路2的一个端部2a和所述吸收用多孔介质3之间的分离空间4、以及在所述流动方向上与所述分离空间4连接并且收纳所述吸收用多孔介质3的收纳空间5,其中,所述测定装置具备下侧部件20,下侧部件20是位于测定装置的高度方向的下侧并且构成测定装置的一部分的一体成形品,所述下侧部件20划定所述微流路2的高度方向的下部2b、所述分离空间4的高度方向的下部4a以及所述收纳空间5的高度方向的下部5a,所述分离空间4的下部4a和收纳空间5的下部5a以从所述液体的流动方向的另一侧朝向同一侧下降的方式倾斜,所述下侧部件20在所述收纳空间5的下部5a支承所述吸收用多孔介质3。
在根据本实施方式的测定装置中,以通过微流路2的方式供给的液体可以隔着分离空间4分离成由吸收用多孔介质3吸收的一部分和留置在微流路2内的另一部分,通过该分离,尤其可以提高留置在微流路2内的液体的测量精度,进而可以提高液体的控制性能。设置于这种测定装置的一体成形品的下侧部件20例如可以通过使用模具的注射成形等稳定地制作,因此可以提高一体成形品的下侧部件20的刚性,并且可以抑制下侧部件20的形状偏差。
因此,可以提高由下侧部件20划定的微流路2的下部2b、分离空间4的下部4a以及收纳空间5的下部5a的刚性,其结果是,可以抑制微流路2、分离空间4和收纳空间5的变形。并且,可以抑制微流路2、分离空间4和收纳空间5的形状偏差。另外,可以在可以抑制变形的收纳空间5的下部5a稳定地支承吸收用多孔介质3,因此可以抑制吸收用多孔介质3的位置偏移,其结果是,可以提高吸收用多孔介质3的定位精度。
由于可以抑制在上述测定装置的测量中使用的微流路2、分离空间4和收纳空间5的变形,并且可以抑制它们的制造偏差,因此可以在维持微流路2、分离空间4和收纳空间5的高形状精度的同时,维持测定装置的利用它们进行的测量的高精度。进而,可以提高液体的控制性能。因此,在根据本实施方式的测定装置中,可以抑制制造偏差,可以维持高测量精度,可以提高液体的控制性能。
根据本实施方式的测定装置具备:配置在所述微流路2的位于所述流动方向的另一侧的另一端部2c并且使所述液体能够注入到所述微流路2的注入口6、以及使所述微流路2和所述注入口6在所述流动方向上连通的流入通路7,所述下侧部件20划定所述注入口6的周边部6a,在所述下侧部件20中,所述流入通路7被划定为贯穿所述注入口6的周边部6a。
在这样的测定装置中,可以提高由一体成形品的下侧部件20划定的注入口6的周边部6a的刚性,其结果是,可以抑制由该周边部6a划定的注入口6和流入通路7的变形,并且可以抑制注入口6和流入通路7的形状偏差。因此,可以在维持从注入口6经由流入通路7到达微流路2的路径的高形状精度的同时,维持测定装置的利用该路径进行的测量的高精度,进而可以提高液体的控制性能。
根据本实施方式的测定装置具备:以与所述微流路2连通的方式分别与所述微流路2的宽度方向的两个侧向边缘2d邻接并且能够使空气流通的两个侧向通气路8、以及分别从所述注入口6的周边部6a在所述流动方向上沿着所述微流路2的两个侧向边缘2d的一部分突出的两个流路侧壁9,所述下侧部件20划定所述两个流路侧壁9,所述两个流路侧壁9的高度与所述微流路2的高度一致。
在根据本实施方式的测定装置中,微流路2内的液体在宽度方向上与侧向通气路8内的空气接触,因此可以避免该液体在宽度方向上与划定微流路2的上部2f和下部2b接触。其结果是,可以降低发生检体、试剂、杂质等在这些上部2f和下部2b中的非特异性吸附的可能性,并且可以降低来自上部2f和下部2b的杂质混入液体的风险。另外,可以在宽度方向上避免微流路2内的液体与划定微流路2的上部2f及下部2b之间的粘性和摩擦的影响。
另外,即使在微流路2内的液体中产生气隙的情况下,也可以将该气隙释放到侧向通气路8中。另外,可以将侧向通气路8内的氮、氧等气体有效地供给到微流路2内的液体。其结果是,可以提高液体的流动精度。因此,可以提高液体的控制性能。
通过具有高刚性的两个流路侧壁9,可以在注入口6的周边提高两个侧向通气路8和微流路2的刚性,其结果是,可以抑制两个侧向通气路8和微流路2的变形,可以抑制两个侧向通气路8和微流路2的形状偏差。可以在提高两个侧向通气路8和微流路2的形状精度的同时,提高测定装置的利用它们进行的测量的精度,进而可以提高液体的控制性能。
在上述测定装置中,通过两个流路侧壁9,可以防止刚从注入口6流出到微流路2的液体由于其势头而从微流路2流出到两个侧向通气路8。因此,可以提高液体的控制性能。
在根据本实施方式的测定装置中,所述下侧部件20划定所述两个侧向通气路8中的宽度方向的外侧部8a以及分离空间4中的宽度方向的两个外侧部4b。
在这样的测定装置中,可以提高由一体成形品的下侧部件划定的两个侧向通气路8的外侧部8a以及分离空间4的两个外侧部4b的刚性,其结果是,可以抑制两个侧向通气路8和分离空间4的变形,并且可以抑制两个侧向通气路8和分离空间4的形状偏差。因此,可以在维持两个侧向通气路8和分离空间4的高形状精度的同时,维持测定装置的利用它们进行的测量的高精度,进而可以提高液体的控制性能。
至此,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,本发明能够基于其技术思想进行变形和改变。
符号的说明
1测定模块
2微流路;2a一个端部、下游端部;2b下部;2c另一端部、上游端部;2d侧向边缘
3吸收用多孔介质、第一吸收用多孔介质
4分离空间;4a下部;4b外侧部
5收纳空间、第一收纳空间;5a下部
6注入口;6a周边部
7流入通路
8侧向通气路;8a外侧部
9 流路侧壁
20 下侧部件
Claims (4)
1.一种测定装置,具备:
微流路,构成为能够使液体流动;
吸收用多孔介质,与所述微流路的位于所述液体的流动方向的一侧的一个端部隔开间隔地配置;
分离空间,配置在所述微流路的一个端部和所述吸收用多孔介质之间;以及
收纳空间,在所述流动方向上与所述分离空间连接,并且收纳所述吸收用多孔介质,
其中,所述测定装置具备下侧部件,所述下侧部件是位于测定装置的高度方向的下侧并且构成测定装置的一部分的一体成形品,
所述下侧部件划定所述微流路的高度方向的下部、所述分离空间的高度方向的下部以及所述收纳空间的高度方向的下部,
所述分离空间的下部和所述收纳空间的下部以从所述液体的流动方向的另一侧朝向同一侧下降的方式倾斜,
所述下侧部件在所述收纳空间的下部支承所述吸收用多孔介质。
2.根据权利要求1所述的测定装置,其中,所述测定装置具备:
注入口,配置在所述微流路的位于所述流动方向的另一侧的另一端部,并且使所述液体能够注入到所述微流路;以及
流入通路,使所述微流路和所述注入口在所述流动方向上连通,
所述下侧部件划定所述注入口的周边部,
在所述下侧部件中,所述流入通路被划定为贯穿所述注入口的周边部。
3.根据权利要求2所述的测定装置,其中,所述测定装置具备:
两个侧向通气路,以与所述微流路连通的方式分别与所述微流路的宽度方向的两个侧向边缘邻接,并且能够使空气流通;以及
两个流路侧壁,分别从所述注入口的周边部在所述流动方向上沿着所述微流路的两个侧向边缘的一部分突出,
所述下侧部件划定所述两个流路侧壁,
所述两个流路侧壁的高度与所述微流路的高度一致。
4.根据权利要求3所述的测定装置,其中,所述下侧部件划定所述两个侧向通气路中的宽度方向的外侧部和所述分离空间中的宽度方向的两个外侧部。
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