JP2003190751A - 混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装置 - Google Patents
混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装置Info
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- JP2003190751A JP2003190751A JP2001391884A JP2001391884A JP2003190751A JP 2003190751 A JP2003190751 A JP 2003190751A JP 2001391884 A JP2001391884 A JP 2001391884A JP 2001391884 A JP2001391884 A JP 2001391884A JP 2003190751 A JP2003190751 A JP 2003190751A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 撥水バルブを用いて待機させた2液を、タイ
ミングよく合流させ、かつ層流で混合させることができ
る混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装
置を提供する。 【解決手段】 混合方法は、合流点29より上流側で、
第1液の先端と第2液の先端とをそれぞれ第1撥水バル
ブ27aと第2撥水バルブ27bとで保持する第1ステ
ップと、第1撥水バルブ27aと第2撥水バルブ27b
とが第1液の先端と第2液の先端とをそれぞれ保持する
第1保持力と第2保持力のいずれよりも大きな第1圧力
で、合流点29より下流側から第1液と第2液とを吸引
する第2ステップと、第1圧力より小さい第2圧力で、
合流点29より下流側から第1液と第2液とを吸引する
第3ステップとを備える。
ミングよく合流させ、かつ層流で混合させることができ
る混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装
置を提供する。 【解決手段】 混合方法は、合流点29より上流側で、
第1液の先端と第2液の先端とをそれぞれ第1撥水バル
ブ27aと第2撥水バルブ27bとで保持する第1ステ
ップと、第1撥水バルブ27aと第2撥水バルブ27b
とが第1液の先端と第2液の先端とをそれぞれ保持する
第1保持力と第2保持力のいずれよりも大きな第1圧力
で、合流点29より下流側から第1液と第2液とを吸引
する第2ステップと、第1圧力より小さい第2圧力で、
合流点29より下流側から第1液と第2液とを吸引する
第3ステップとを備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合方法、混合装
置、及び該混合装置を用いた検査装置に関する。
置、及び該混合装置を用いた検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロチップは、微量のサンプルや試
薬で化学反応や検査を行うことができ、臨床検査、環境
計測などに応用できる。例えば、数cm角のマイクロチ
ップに、幅が数μm〜数百μm、深さが数μm〜数十μ
m程度の微小な流路(チャンネル)を設け、試薬と検体
などの2液を送液し、合流させ、検査や化学反応に用い
ることができる。
薬で化学反応や検査を行うことができ、臨床検査、環境
計測などに応用できる。例えば、数cm角のマイクロチ
ップに、幅が数μm〜数百μm、深さが数μm〜数十μ
m程度の微小な流路(チャンネル)を設け、試薬と検体
などの2液を送液し、合流させ、検査や化学反応に用い
ることができる。
【0003】検査用マイクロチップ等で例えば試薬と検
体といった液体同士を混合するため、従来、混合領域の
下流側から一つの吸引手段で2液を混合領域に導入する
方法が知られている。しかし、この方法では、2液をタ
イミングよく混合領域に導入することが難しい。また、
2液に粘度等の特性の違いがある場合には、一方の液の
みが支配的に混合領域に導入されやすい。
体といった液体同士を混合するため、従来、混合領域の
下流側から一つの吸引手段で2液を混合領域に導入する
方法が知られている。しかし、この方法では、2液をタ
イミングよく混合領域に導入することが難しい。また、
2液に粘度等の特性の違いがある場合には、一方の液の
みが支配的に混合領域に導入されやすい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】2液を混合領域にタイ
ミングよく導入する方法として、混合領域の手前に撥水
バルブを設けて2液を一旦停止させて、再び同時に混合
領域に導入する方法が考えられる。しかし、層流で混合
させるために緩やかに吸引すると、2液間の粘性や表面
張力の違いで、一方の液体のみが撥水バルブを通過し
て、2液の混合ができない場合がある。
ミングよく導入する方法として、混合領域の手前に撥水
バルブを設けて2液を一旦停止させて、再び同時に混合
領域に導入する方法が考えられる。しかし、層流で混合
させるために緩やかに吸引すると、2液間の粘性や表面
張力の違いで、一方の液体のみが撥水バルブを通過し
て、2液の混合ができない場合がある。
【0005】したがって、本発明が解決しようとする技
術的課題は、撥水バルブを用いて待機させた2液を、タ
イミングよく合流させ、かつ層流で混合させることがで
きる混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査
装置を提供することである。
術的課題は、撥水バルブを用いて待機させた2液を、タ
イミングよく合流させ、かつ層流で混合させることがで
きる混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査
装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記技術的課
題を解決するために、以下の構成の混合方法を提供す
る。
題を解決するために、以下の構成の混合方法を提供す
る。
【0007】混合方法は、第1液と第2液とを吸引し、
合流させて混合する混合方法である。混合方法は、第1
〜第3ステップを備える。第1ステップにおいて、合流
点より上流側で、第1液の先端を第1撥水バルブで、第
2液の先端を第2撥水バルブで、それぞれ保持する。第
2ステップにおいて、上記第1撥水バルブが第1液の先
端を保持する第1保持力と、上記第2撥水バルブが第2
液の先端を保持する第2保持力とのいずれよりも大きな
第1圧力で、上記合流点より下流側から第1液と第2液
とを吸引する。第3ステップにおいて、上記第1圧力よ
り小さい第2圧力で、上記合流点より下流側から第1液
と第2液とを吸引する。
合流させて混合する混合方法である。混合方法は、第1
〜第3ステップを備える。第1ステップにおいて、合流
点より上流側で、第1液の先端を第1撥水バルブで、第
2液の先端を第2撥水バルブで、それぞれ保持する。第
2ステップにおいて、上記第1撥水バルブが第1液の先
端を保持する第1保持力と、上記第2撥水バルブが第2
液の先端を保持する第2保持力とのいずれよりも大きな
第1圧力で、上記合流点より下流側から第1液と第2液
とを吸引する。第3ステップにおいて、上記第1圧力よ
り小さい第2圧力で、上記合流点より下流側から第1液
と第2液とを吸引する。
【0008】上記方法によれば、第1ステップにおい
て、第1液の先端を第1撥水バルブで待機させ、第2液
の先端を第2撥水バルブで待機させる。第2ステップに
おいて、第1撥水バルブの第1保持力より大きく、かつ
第2撥水バルブの第2保持力より大きい第1圧力で吸引
することにより、第1液の先端と第2液の先端とは、ど
ちらも撥水バルブを通過して合流点に向かう。第3ステ
ップにおいて、吸引圧力を第1圧力から第2圧力に下
げ、第1液と第2液との流速を所望の流速まで小さく
し、これによって、合流した第1液と第2液とが層流状
態で混合することができる。
て、第1液の先端を第1撥水バルブで待機させ、第2液
の先端を第2撥水バルブで待機させる。第2ステップに
おいて、第1撥水バルブの第1保持力より大きく、かつ
第2撥水バルブの第2保持力より大きい第1圧力で吸引
することにより、第1液の先端と第2液の先端とは、ど
ちらも撥水バルブを通過して合流点に向かう。第3ステ
ップにおいて、吸引圧力を第1圧力から第2圧力に下
げ、第1液と第2液との流速を所望の流速まで小さく
し、これによって、合流した第1液と第2液とが層流状
態で混合することができる。
【0009】上記方法によれば、吸引圧力を第1圧力か
ら第2圧力に段階的に変化させることで、撥水バルブを
用いて待機させた2液を、タイミングよく合流させ、か
つ層流で混合させることができる。
ら第2圧力に段階的に変化させることで、撥水バルブを
用いて待機させた2液を、タイミングよく合流させ、か
つ層流で混合させることができる。
【0010】なお、吸引中に第1圧力や第2圧力が一定
に保たれることは必ずしも必要ではなく、例えば、第2
ステップによる吸引中に第1圧力が変動しても、あるい
は第3ステップによる吸引中に第2圧力が変動してもよ
い。
に保たれることは必ずしも必要ではなく、例えば、第2
ステップによる吸引中に第1圧力が変動しても、あるい
は第3ステップによる吸引中に第2圧力が変動してもよ
い。
【0011】好ましくは、上記第1ステップにおいて、
上記合流点の近傍かつ上流側に設けた上記第1撥水バル
ブと上記第2撥水バルブとで、それぞれ、第1液の先端
と第2液の先端とを保持する。
上記合流点の近傍かつ上流側に設けた上記第1撥水バル
ブと上記第2撥水バルブとで、それぞれ、第1液の先端
と第2液の先端とを保持する。
【0012】上記方法によれば、撥水バルブを合流点の
近傍かつ上流側に設けることにより、第1液と第2液の
特性が異なっていても、第2ステップにおいて、撥水バ
ルブを通過した第1液の先端と第2液の先端とが略同時
に合流点に達するように吸引し、以後(第3ステップを
含む。)、第1液と第2液とが連続的に安定して混合す
ることができる。
近傍かつ上流側に設けることにより、第1液と第2液の
特性が異なっていても、第2ステップにおいて、撥水バ
ルブを通過した第1液の先端と第2液の先端とが略同時
に合流点に達するように吸引し、以後(第3ステップを
含む。)、第1液と第2液とが連続的に安定して混合す
ることができる。
【0013】また、本発明は、以下の構成の混合装置を
提供する。
提供する。
【0014】混合装置は、第1液と第2液とを吸引し、
合流させて混合するタイプのものである。混合装置は、
吸引手段と、吸引圧力制御手段とを備える。上記吸引手
段は、第1撥水バルブが設けられ第1液が送液される第
1流路と第2撥水バルブが設けられ第2液が送液される
第2流路とに連通する第3流路に接続され、第1流路の
第1液と第2流路の第2液とを吸引する。上記吸引圧力
制御手段は、上記吸引手段を制御する。すなわち、上記
吸引手段が、第1液の先端が第1撥水バルブで待機し第
2液の先端が第2撥水バルブで待機した状態で、第1撥
水バルブが第1液の先端を保持する第1保持力と第2撥
水バルブが第2液の先端を保持する第2保持力とのいず
れよりも大きい第1圧力で第1液と第2液とを吸引した
後、該第1圧力より小さい第2圧力で第1液と第2液と
を吸引するように制御する。
合流させて混合するタイプのものである。混合装置は、
吸引手段と、吸引圧力制御手段とを備える。上記吸引手
段は、第1撥水バルブが設けられ第1液が送液される第
1流路と第2撥水バルブが設けられ第2液が送液される
第2流路とに連通する第3流路に接続され、第1流路の
第1液と第2流路の第2液とを吸引する。上記吸引圧力
制御手段は、上記吸引手段を制御する。すなわち、上記
吸引手段が、第1液の先端が第1撥水バルブで待機し第
2液の先端が第2撥水バルブで待機した状態で、第1撥
水バルブが第1液の先端を保持する第1保持力と第2撥
水バルブが第2液の先端を保持する第2保持力とのいず
れよりも大きい第1圧力で第1液と第2液とを吸引した
後、該第1圧力より小さい第2圧力で第1液と第2液と
を吸引するように制御する。
【0015】上記構成において、吸引圧力制御手段の制
御により、吸引手段は、どちらの撥水バルブの保持力よ
り大きい第1圧力で第1液及び第2液を吸引する。これ
により、第1液の先端と第2液の先端とは、どちらも撥
水バルブを通過し、第3流路に向かう。次に、吸引圧力
制御手段の制御により、吸引手段の吸引圧力を第1圧力
から第2圧力に下げ、第1液と第2液との流速を所望の
流速まで小さくし、これによって、第3流路に吸引され
た第1液と第2液とが層流状態で混合することができ
る。
御により、吸引手段は、どちらの撥水バルブの保持力よ
り大きい第1圧力で第1液及び第2液を吸引する。これ
により、第1液の先端と第2液の先端とは、どちらも撥
水バルブを通過し、第3流路に向かう。次に、吸引圧力
制御手段の制御により、吸引手段の吸引圧力を第1圧力
から第2圧力に下げ、第1液と第2液との流速を所望の
流速まで小さくし、これによって、第3流路に吸引され
た第1液と第2液とが層流状態で混合することができ
る。
【0016】上記構成によれば、吸引圧力を第1圧力か
ら第2圧力に段階的に変化させることで、撥水バルブを
用いて待機させた2液を、タイミングよく合流させ、か
つ層流で混合させることができる。
ら第2圧力に段階的に変化させることで、撥水バルブを
用いて待機させた2液を、タイミングよく合流させ、か
つ層流で混合させることができる。
【0017】なお、吸引中に第1圧力や第2圧力が一定
に保たれることは必ずしも必要ではなく、例えば、吸引
中に第1圧力や第2圧力が変動してもよい。また、第1
圧力から第2圧力に切り替えるタイミングは、第1液の
先端と第2液の先端との両方が撥水バルブを通過した後
であればよく、第1液の先端と第2液の先端との両方が
第3流路に達するタイミングに対して前後してもよい。
に保たれることは必ずしも必要ではなく、例えば、吸引
中に第1圧力や第2圧力が変動してもよい。また、第1
圧力から第2圧力に切り替えるタイミングは、第1液の
先端と第2液の先端との両方が撥水バルブを通過した後
であればよく、第1液の先端と第2液の先端との両方が
第3流路に達するタイミングに対して前後してもよい。
【0018】また、本発明は、上記構成の混合装置を用
いた検査装置を提供する。
いた検査装置を提供する。
【0019】検査装置は、第1液と第2液とを吸引し、
合流させて混合し、混合後の状態を検出するタイプのも
のである。混合装置は、吸引手段と、吸引圧力制御手段
と、光検出手段とを備える。上記吸引手段は、第1撥水
バルブが設けられ第1液が送液される第1流路と第2撥
水バルブが設けられ第2液が送液される第2流路とに連
通する第3流路に接続され、第1流路の第1液と第2流
路の第2液とを吸引する。上記吸引圧力制御手段は、上
記吸引手段を制御する。すなわち、上記吸引手段が、第
1液の先端が第1撥水バルブで待機し第2液の先端が第
2撥水バルブで待機した状態で、第1撥水バルブが第1
液の先端を保持する第1保持力と第2撥水バルブが第2
液の先端を保持する第2保持力とのいずれよりも大きい
第1圧力で第1液と第2液とを吸引した後、該第1圧力
より小さい第2圧力で第1液と第2液とを吸引するよう
に制御する。上記光検出手段は、第3流路に対向して配
置され、第3流路に吸引された第1液及び第2液の状態
を光学的に検出する。
合流させて混合し、混合後の状態を検出するタイプのも
のである。混合装置は、吸引手段と、吸引圧力制御手段
と、光検出手段とを備える。上記吸引手段は、第1撥水
バルブが設けられ第1液が送液される第1流路と第2撥
水バルブが設けられ第2液が送液される第2流路とに連
通する第3流路に接続され、第1流路の第1液と第2流
路の第2液とを吸引する。上記吸引圧力制御手段は、上
記吸引手段を制御する。すなわち、上記吸引手段が、第
1液の先端が第1撥水バルブで待機し第2液の先端が第
2撥水バルブで待機した状態で、第1撥水バルブが第1
液の先端を保持する第1保持力と第2撥水バルブが第2
液の先端を保持する第2保持力とのいずれよりも大きい
第1圧力で第1液と第2液とを吸引した後、該第1圧力
より小さい第2圧力で第1液と第2液とを吸引するよう
に制御する。上記光検出手段は、第3流路に対向して配
置され、第3流路に吸引された第1液及び第2液の状態
を光学的に検出する。
【0020】上記構成において、吸引圧力制御手段の制
御により、吸引手段は、どちらの撥水バルブの保持力よ
り大きい第1圧力で第1液及び第2液を吸引する。これ
により、第1液の先端と第2液の先端とが、どちらも撥
水バルブを通過して第3流路に向かう。次に、吸引圧力
制御手段の制御により、吸引手段による吸引圧力を第1
圧力から第2圧力に下げ、第1液と第2液との流速を所
望の流速まで小さくする。これによって、第3流路に吸
引された第1液と第2液とが層流状態で混合することが
できる。
御により、吸引手段は、どちらの撥水バルブの保持力よ
り大きい第1圧力で第1液及び第2液を吸引する。これ
により、第1液の先端と第2液の先端とが、どちらも撥
水バルブを通過して第3流路に向かう。次に、吸引圧力
制御手段の制御により、吸引手段による吸引圧力を第1
圧力から第2圧力に下げ、第1液と第2液との流速を所
望の流速まで小さくする。これによって、第3流路に吸
引された第1液と第2液とが層流状態で混合することが
できる。
【0021】上記構成によれば、吸引圧力を第1圧力か
ら第2圧力に段階的に変化させることで、撥水バルブを
用いて待機させた2液を、タイミングよく合流させ、か
つ層流で混合させることができる。そして、混合した第
1液及び第2液の状態を、散乱光や透過光の変化などに
より光学的に光検出手段で検出し、混合後の状態を検査
することができる。
ら第2圧力に段階的に変化させることで、撥水バルブを
用いて待機させた2液を、タイミングよく合流させ、か
つ層流で混合させることができる。そして、混合した第
1液及び第2液の状態を、散乱光や透過光の変化などに
より光学的に光検出手段で検出し、混合後の状態を検査
することができる。
【0022】なお、吸引中の第1圧力や第2圧力が一定
に保たれることは必ずしも必要ではなく、例えば、吸引
中に第1圧力や第2圧力が変動してもよい。また、第1
圧力から第2圧力に切り替えるタイミングは、第1液の
先端と第2液の先端との両方が撥水バルブを通過した後
であればよく、第1液の先端と第2液の先端との両方が
第3流路に達するタイミングに対して前後してもよい。
に保たれることは必ずしも必要ではなく、例えば、吸引
中に第1圧力や第2圧力が変動してもよい。また、第1
圧力から第2圧力に切り替えるタイミングは、第1液の
先端と第2液の先端との両方が撥水バルブを通過した後
であればよく、第1液の先端と第2液の先端との両方が
第3流路に達するタイミングに対して前後してもよい。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装置
について、図1〜図7を参照しながら説明する。
混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装置
について、図1〜図7を参照しながら説明する。
【0024】図3の概念図に示すように、混合装置及び
該混合装置を用いた検査装置は、シリコン基板22にガ
ラス板28が貼り合わされたマイクロチップ20を用い
る。
該混合装置を用いた検査装置は、シリコン基板22にガ
ラス板28が貼り合わされたマイクロチップ20を用い
る。
【0025】図1の平面図に示すように、シリコン基板
22上には、例えば半導体の微細加工技術を応用して、
微小な流路24が形成される。流路24は、合流点29
で互いに接続する3つの流路24a,24b,24cを
含む。第1流路24aと第2流路24bの端部には、第
1液と第2液とがそれぞれ導入される液体導入部25
a,25bが形成されている。第3流路24cの端部に
は、廃液の排出部25cが形成されている。第3流路2
4cの合流点29側は混合領域26a、排出部25c側
は反応検出領域26bとなる。
22上には、例えば半導体の微細加工技術を応用して、
微小な流路24が形成される。流路24は、合流点29
で互いに接続する3つの流路24a,24b,24cを
含む。第1流路24aと第2流路24bの端部には、第
1液と第2液とがそれぞれ導入される液体導入部25
a,25bが形成されている。第3流路24cの端部に
は、廃液の排出部25cが形成されている。第3流路2
4cの合流点29側は混合領域26a、排出部25c側
は反応検出領域26bとなる。
【0026】第1流路24a及び第2流路24bは、そ
れぞれの中間位置に、液貯め部23a,23bが形成さ
れている。液貯め部23a,23bの幅は、第1流路2
4a及び第2流路24bの幅に比べて大きく、広い空間
を形成している。
れぞれの中間位置に、液貯め部23a,23bが形成さ
れている。液貯め部23a,23bの幅は、第1流路2
4a及び第2流路24bの幅に比べて大きく、広い空間
を形成している。
【0027】また、第1流路24a及び第2流路24b
は、それぞれ合流点29の近傍に、撥水バルブ27a,
27bが形成されている。撥水バルブ27a,27bで
は、図5(a)の要部拡大図に示すように、流路断面が
部分的に小さくなっている。流路24a,24bを流れ
る流体1が撥水バルブ27a,27bに達すると、例え
ば図5(b)に示すように、空気と接する先端1aが表
面張力により撥水バルブ27a,27bで保持され、流
体1は撥水バルブ27a,27bで停止する。液体1が
所定の圧力(以下、「保持力」ともいう。)以下で吸引
される場合には、液体1の先端1aは、そのまま停止す
る。保持力より大きい圧力で吸引されと、液体1は、矢
印1sで示す下流方向に、撥水バルブ27a,27bを
越えて流れる。一旦、液体1が撥水バルブ27a,27
bを通過すれば、それ以後は、保持力より小さい圧力で
吸引しても、液体1は撥水バルブ27a,27bを越え
て流れる。
は、それぞれ合流点29の近傍に、撥水バルブ27a,
27bが形成されている。撥水バルブ27a,27bで
は、図5(a)の要部拡大図に示すように、流路断面が
部分的に小さくなっている。流路24a,24bを流れ
る流体1が撥水バルブ27a,27bに達すると、例え
ば図5(b)に示すように、空気と接する先端1aが表
面張力により撥水バルブ27a,27bで保持され、流
体1は撥水バルブ27a,27bで停止する。液体1が
所定の圧力(以下、「保持力」ともいう。)以下で吸引
される場合には、液体1の先端1aは、そのまま停止す
る。保持力より大きい圧力で吸引されと、液体1は、矢
印1sで示す下流方向に、撥水バルブ27a,27bを
越えて流れる。一旦、液体1が撥水バルブ27a,27
bを通過すれば、それ以後は、保持力より小さい圧力で
吸引しても、液体1は撥水バルブ27a,27bを越え
て流れる。
【0028】なお、撥水バルブ27a,27bを合流点
29の近傍に配置しているのは、第1液の先端と第2液
の先端とが第3流路24cに略同時に到達し、第1液と
第2液とを直ちに混合させるためである。
29の近傍に配置しているのは、第1液の先端と第2液
の先端とが第3流路24cに略同時に到達し、第1液と
第2液とを直ちに混合させるためである。
【0029】図2の平面図に示すように、ガラス板28
には、第1液と第2液がそれぞれ導入される液体導入口
28a,28bと、液体を排出するための排出口28c
とが、シリコン基板22の液体導入部25a,25bと
排出部25cとに対応して形成されている。
には、第1液と第2液がそれぞれ導入される液体導入口
28a,28bと、液体を排出するための排出口28c
とが、シリコン基板22の液体導入部25a,25bと
排出部25cとに対応して形成されている。
【0030】シリコン基板22とガラス板28とは、例
えば陽極接合により、貼り合わされ、これによって、マ
イクロチップ20の内部には、液体が流れる微小空間
(チャンネル)が形成される。
えば陽極接合により、貼り合わされ、これによって、マ
イクロチップ20の内部には、液体が流れる微小空間
(チャンネル)が形成される。
【0031】マイクロチップ20を用いる混合装置及び
検査装置は、図3の概略図に示すように、送液手段とし
て、シリンジポンプ2がガラス板28の排出口28cに
チューブ3を介して装着され、第1流路24aの第1液
と第2流路24bの第2液とを第3流路24cに吸引す
るようになっている。吸引された第1液と第2液とは、
混合領域26aで混合し、光検出手段により、反応検出
領域26bでの状態が光学的に検出される。例えば、発
光ダイオード5からの照明光6に対する散乱光7がフォ
トダイオード8によって検出される。後述するように、
散乱光を検出する代わりに、反応検出領域26bを透過
した透過光を検出するようにしてもよい。
検査装置は、図3の概略図に示すように、送液手段とし
て、シリンジポンプ2がガラス板28の排出口28cに
チューブ3を介して装着され、第1流路24aの第1液
と第2流路24bの第2液とを第3流路24cに吸引す
るようになっている。吸引された第1液と第2液とは、
混合領域26aで混合し、光検出手段により、反応検出
領域26bでの状態が光学的に検出される。例えば、発
光ダイオード5からの照明光6に対する散乱光7がフォ
トダイオード8によって検出される。後述するように、
散乱光を検出する代わりに、反応検出領域26bを透過
した透過光を検出するようにしてもよい。
【0032】図6及び図7は、マイクロチップ20を用
いる検査装置80の具体的な構成例を示す。
いる検査装置80の具体的な構成例を示す。
【0033】図6の外観図を示すように、検査装置80
の本体82には、検査結果などを表示する表示器84
と、検査条件などを入力するための操作釦と検査装置8
0の全体の制御を統括する制御基板(図示せず)とを含
む制御パネル86と、マイクロチップ20を挿入する装
填部88とを備える。
の本体82には、検査結果などを表示する表示器84
と、検査条件などを入力するための操作釦と検査装置8
0の全体の制御を統括する制御基板(図示せず)とを含
む制御パネル86と、マイクロチップ20を挿入する装
填部88とを備える。
【0034】図7の透視図に示すように、検査装置80
の本体82の内部には、シリンジポンプ2と、発光ダイ
オード5と、フォトダイオード8などが配置されてい
る。シリンジポンプ2は、装填部88に挿入されたマイ
クロチップ20の排出口28cと、チューブ4を介して
接続されるようになっている。図7は、発光ダイオード
5とフォトダイオード8が反応検出領域26bを挟んで
対向するように配置されて、透過光を検出する場合を示
している。
の本体82の内部には、シリンジポンプ2と、発光ダイ
オード5と、フォトダイオード8などが配置されてい
る。シリンジポンプ2は、装填部88に挿入されたマイ
クロチップ20の排出口28cと、チューブ4を介して
接続されるようになっている。図7は、発光ダイオード
5とフォトダイオード8が反応検出領域26bを挟んで
対向するように配置されて、透過光を検出する場合を示
している。
【0035】次に、検査装置80の使用方法及び動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0036】まず、マイクロチップ20を準備する。す
なわち、マイクロチップ20の液体導入口28a,28
bに、第1液及び第2液をそれぞれ供給する。第1液及
び第2液は、それぞれの液体導入口28a,28bから
毛細管現象で第1流路24a及び第2流路24bに流れ
込み、それぞれの液貯め部23a,23bを満たし、さ
らに各撥水バルブ27a,27bまで満たした状態で、
流れが停止する。
なわち、マイクロチップ20の液体導入口28a,28
bに、第1液及び第2液をそれぞれ供給する。第1液及
び第2液は、それぞれの液体導入口28a,28bから
毛細管現象で第1流路24a及び第2流路24bに流れ
込み、それぞれの液貯め部23a,23bを満たし、さ
らに各撥水バルブ27a,27bまで満たした状態で、
流れが停止する。
【0037】次に、マイクロチップ20を検査装置80
の装填部88に挿入し、制御パネル86の所定の操作釦
を押すことにより、検査装置80は検査動作を開始す
る。
の装填部88に挿入し、制御パネル86の所定の操作釦
を押すことにより、検査装置80は検査動作を開始す
る。
【0038】すなわち、マイクロチップ80の排出口2
8cにシリンジポンプ2が接続され、シリンジポンプ2
が吸引を開始する。これにより、マイクロチップ20内
の第1液及び第2液は、それぞれ撥水バルブ27a,2
7bを越えて合流し、第3流路24cの混合領域26a
に導入される。
8cにシリンジポンプ2が接続され、シリンジポンプ2
が吸引を開始する。これにより、マイクロチップ20内
の第1液及び第2液は、それぞれ撥水バルブ27a,2
7bを越えて合流し、第3流路24cの混合領域26a
に導入される。
【0039】このとき、シリンジポンプ2は、図4に模
式的に示したように、まず、相対的に高い第1圧力P1
で吸引した後、相対的に低い第2圧力P2で吸引する。
式的に示したように、まず、相対的に高い第1圧力P1
で吸引した後、相対的に低い第2圧力P2で吸引する。
【0040】すなわち、第3流路24c内で、第1液と
第2液とがそれぞれ層流状態で互いに隣接して流れ、層
流の境界を介して混合が起こるようにするためには、流
速を小さくする必要がある。そのために、低い圧力でゆ
っくり吸引すると、第1液及び第2液のうち、一方の粘
度の低い液体のみが撥水バルブを通過し、他方は撥水バ
ルブで静止したままとなってしまう。そこで、第1圧力
P1は、各撥水バルブ27a,27bの保持力Pa,P
bのいずれよりも大きく設定する。これにより、第1液
及び第2液は、それぞれ、撥水バルブ27a,27bを
越えて流れる。
第2液とがそれぞれ層流状態で互いに隣接して流れ、層
流の境界を介して混合が起こるようにするためには、流
速を小さくする必要がある。そのために、低い圧力でゆ
っくり吸引すると、第1液及び第2液のうち、一方の粘
度の低い液体のみが撥水バルブを通過し、他方は撥水バ
ルブで静止したままとなってしまう。そこで、第1圧力
P1は、各撥水バルブ27a,27bの保持力Pa,P
bのいずれよりも大きく設定する。これにより、第1液
及び第2液は、それぞれ、撥水バルブ27a,27bを
越えて流れる。
【0041】液は、一旦撥水バルブを越えて流れると、
保持力より小さい吸引圧力でも流れる。したがって、第
1液及び第2液が撥水バルブを越えた後には、第1液及
び第2液を層流状態で混合するために、吸引圧力を第1
圧力P1から第2圧力P2まで下げ、流速を小さくする
ことができる。
保持力より小さい吸引圧力でも流れる。したがって、第
1液及び第2液が撥水バルブを越えた後には、第1液及
び第2液を層流状態で混合するために、吸引圧力を第1
圧力P1から第2圧力P2まで下げ、流速を小さくする
ことができる。
【0042】ところで、撥水バルブ27a,27bを通
過した第1液の先端と第2液の先端の一方のみが第3流
路24cに達している状態で、吸引圧力を第1圧力P1
から第2圧力P2に下げると、他方を第3流路24cに
吸引できない場合がある。そこで、好ましくは、第1圧
力P1から第2圧力P2に切り替える時刻t1は、第1
液の先端と第2液の先端とがいずれも第3流路24cに
達した後となるように設定する。これにより、確実にか
つ安定して、第1液と第2液を混合することができる。
過した第1液の先端と第2液の先端の一方のみが第3流
路24cに達している状態で、吸引圧力を第1圧力P1
から第2圧力P2に下げると、他方を第3流路24cに
吸引できない場合がある。そこで、好ましくは、第1圧
力P1から第2圧力P2に切り替える時刻t1は、第1
液の先端と第2液の先端とがいずれも第3流路24cに
達した後となるように設定する。これにより、確実にか
つ安定して、第1液と第2液を混合することができる。
【0043】一例としては、シリコン基板22に形成し
た撥水バルブ27a,27bの流路幅が30μm、長さ
が3mmであり、その前後の流路24a,24bの幅が
200μmであるマイクロチップ20について、第1流
路24aに水、第2流路24bにエタノールを流したと
きに、第1液である水が撥水バルブ27aで保持される
保持力Paは1.9kPa、第2液であるエタノールが
撥水バルブ27bで保持される保持力Pbは0.6kP
aであった。下流側から吸引する第1圧力P1として、
1.9kPaより十分大きい負圧、例えば4kPaで吸
引すると、水とエタノールは、どちらも撥水バルブ27
a,27bを通過した。一旦、撥水バルブ27a,27
bを通過すれば、いずれの保持力Pa,Pbよりも小さ
い負圧、すなわち0.6kPaより小さい第2圧力P2
で吸引し、水とエタノールをゆっくり混合させることが
できた。
た撥水バルブ27a,27bの流路幅が30μm、長さ
が3mmであり、その前後の流路24a,24bの幅が
200μmであるマイクロチップ20について、第1流
路24aに水、第2流路24bにエタノールを流したと
きに、第1液である水が撥水バルブ27aで保持される
保持力Paは1.9kPa、第2液であるエタノールが
撥水バルブ27bで保持される保持力Pbは0.6kP
aであった。下流側から吸引する第1圧力P1として、
1.9kPaより十分大きい負圧、例えば4kPaで吸
引すると、水とエタノールは、どちらも撥水バルブ27
a,27bを通過した。一旦、撥水バルブ27a,27
bを通過すれば、いずれの保持力Pa,Pbよりも小さ
い負圧、すなわち0.6kPaより小さい第2圧力P2
で吸引し、水とエタノールをゆっくり混合させることが
できた。
【0044】検査装置80は、例えば、マイクロチップ
20内で試料と試薬の2液を混合し、混合後の状態(粒
子の生成、粘度変化による流動性の変化、試薬との反応
による発光や発色など)を観察することにより、血液凝
固検査や、金属イオンや化学物質の濃度測定などを行う
ことができる。
20内で試料と試薬の2液を混合し、混合後の状態(粒
子の生成、粘度変化による流動性の変化、試薬との反応
による発光や発色など)を観察することにより、血液凝
固検査や、金属イオンや化学物質の濃度測定などを行う
ことができる。
【0045】以上説明した上記実施形態によれば、撥水
バルブを用いて待機させた2液を、タイミングよく合流
させ、かつ層流で混合させることができる。
バルブを用いて待機させた2液を、タイミングよく合流
させ、かつ層流で混合させることができる。
【0046】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
るものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【0047】例えば、本発明の構成を組み合わせること
により、3以上の液を合流させて混合するようにしても
よい。その場合、3以上の液が同時に合流するようにし
ても、適宜な組み合わせにより順次合流するようにして
もよい。
により、3以上の液を合流させて混合するようにしても
よい。その場合、3以上の液が同時に合流するようにし
ても、適宜な組み合わせにより順次合流するようにして
もよい。
【0048】マイクロチップ20は、樹脂を用いるな
ど、適宜な方法で作成することができる。
ど、適宜な方法で作成することができる。
【0049】混合装置は、検査に限らず、化学合成など
に用いることができる。混合装置や検査装置は、マイク
ロチップ20を用いずに、2液を混合することも可能で
ある。
に用いることができる。混合装置や検査装置は、マイク
ロチップ20を用いずに、2液を混合することも可能で
ある。
【図1】 マイクロチップのシリコン基板の平面図であ
る。
る。
【図2】 マイクロチップのガラス板の平面図である。
【図3】 本発明の一実施形態に係る混合装置、検査装
置の概念図である。
置の概念図である。
【図4】 吸引圧力の変化の模式図である。
【図5】 撥水バルブの断面図である。
【図6】 検査装置の外観図である。
【図7】 検査装置の透視図である。
2 シリンジポンプ(吸引手段)
5 発光ダイオード(光検出手段)
8 フォトダイオード(光検出手段)
20 マイクロチップ
24 流路
23a,23b 液貯め部
24a 第1流路
24b 第2流路
24c 第3流路
24s 分岐流路
27a,27b 撥水バルブ
29 合流点
80 検査装置
86 制御パネル(吸引圧力制御手段)
P1 第1圧力
P2 第2圧力
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
G01N 35/08 G01N 35/08 A
// G01N 37/00 101 37/00 101
(72)発明者 藤井 泰久
大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号
大阪国際ビル ミノルタ株式会社内
(72)発明者 山元 廣治
大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号
大阪国際ビル ミノルタ株式会社内
Fターム(参考) 2G058 DA01 DA07 EA14 EC07 FA07
GA02
4G035 AB36 AC50 AE02 AE19
4G037 DA18 EA01
4G075 AA13 AA39 AA65 BB05 BB10
EE12 FA01 FB01 FB06 FC20
Claims (4)
- 【請求項1】 第1液と第2液とを吸引し、合流させて
混合する混合方法であって、 合流点より上流側において、第1液の先端を第1撥水バ
ルブで、第2液の先端を第2撥水バルブで、それぞれ保
持する第1ステップと、 上記第1撥水バルブが第1液の先端を保持する第1保持
力と、上記第2撥水バルブが第2液の先端を保持する第
2保持力とのいずれよりも大きな第1圧力で、上記合流
点より下流側から第1液と第2液とを吸引する第2ステ
ップと、 上記第1圧力より小さい第2圧力で、上記合流点より下
流側から第1液と第2液とを吸引する第3ステップとを
備えたことを特徴とする、混合方法。 - 【請求項2】 上記第1ステップにおいて、上記合流点
の近傍かつ上流側に設けた上記第1撥水バルブと上記第
2撥水バルブとで、それぞれ、第1液の先端と第2液の
先端とを保持することを特徴とする、請求項1記載の混
合方法。 - 【請求項3】 第1液と第2液とを吸引し、合流させて
混合する混合装置であって、 第1撥水バルブが設けられ第1液が送液される第1流路
と第2撥水バルブが設けられ第2液が送液される第2流
路とに連通する第3流路に接続され、第1流路の第1液
と第2流路の第2液とを吸引する吸引手段と、 該吸引手段が、第1液の先端が第1撥水バルブで待機し
第2液の先端が第2撥水バルブで待機した状態で、第1
撥水バルブが第1液の先端を保持する第1保持力と第2
撥水バルブが第2液の先端を保持する第2保持力とのい
ずれよりも大きい第1圧力で第1液と第2液とを吸引し
た後、該第1圧力より小さい第2圧力で第1液と第2液
とを吸引するように制御する吸引圧力制御手段とを備え
たことを特徴とする、混合装置。 - 【請求項4】 第1液と第2液とを吸引し、合流させて
混合し、混合後の状態を検出する検査装置であって、 第1撥水バルブが設けられ第1液が送液される第1流路
と第2撥水バルブが設けられ第2液が送液される第2流
路とに連通する第3流路に接続され、第1流路の第1液
と第2流路の第2液とを吸引する吸引手段と、 該吸引手段が、第1液の先端が第1撥水バルブで待機し
第2液の先端が第2撥水バルブで待機した状態で、第1
撥水バルブが第1液の先端を保持する第1保持力と第2
撥水バルブが第2液の先端を保持する第2保持力とのい
ずれよりも大きい第1圧力で第1液と第2液とを吸引し
た後、該第1圧力より小さい第2圧力で第1液と第2液
とを吸引するように制御する吸引圧力制御手段と、 第3流路に対向して配置され、第3流路に吸引された第
1液及び第2液の状態を光学的に検出する光検出手段と
を備えたことを特徴とする、検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001391884A JP2003190751A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001391884A JP2003190751A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003190751A true JP2003190751A (ja) | 2003-07-08 |
Family
ID=27599343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001391884A Pending JP2003190751A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 混合方法、混合装置、及び該混合装置を用いた検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003190751A (ja) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006181474A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Kao Corp | マイクロプロセス方法及び装置並びにマイクロ分析方法 |
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-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391884A patent/JP2003190751A/ja active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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