JP2004132820A

JP2004132820A - Analyzer and analytical method

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Publication number: JP2004132820A
Application number: JP2002297225A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ito; 伊東　哲; Hiroya Shimizu; 清水　博弥; Akihiko Kato; 加藤　明彦; Takeshi Sawazaki; 澤崎　毅; Akira Yo; 楊　明; Kazumi Uchiyama; 内山　一美
Original assignee: DKK TOA Corp; Tama TLO Co Ltd
Current assignee: DKK TOA Corp; Tama TLO Co Ltd
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analyzer and an analytical method capable of effectively making a liquid flow while preventing the outflow of solid particles, reaction solid phase, and accurately and speedily analyzing a component to be measured. <P>SOLUTION: The analyzer comprises a liquid inlet and a liquid outlet and is provided with a reaction chamber for housing the solid particles inside. An outflow-side weir part for stopping the flow of the solid particles is provide for the downstream side of the liquid outlet. The outflow-side weir part comprises a plurality of openings for passing the liquid. In the analytical method using the analyzer, the component to be measured in a sample liquid or a complex obtained by combining this is immobilized to the solid particles, and the immobilized component to be measured or the complex is optically analyzed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体粒子を内部に収納する反応室を備えた分析装置、及び該分析装置を用いる分析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境汚染を引き起こす化合物を、効率的に測定する分析の必要性が高まってきている。例えば、深刻な環境汚染を引き起こすダイオキシン類を発生させるおそれのある事業所に対して、ダイオキシン類特別措置法によるダイオキシン類の測定が義務付けられている。現在、ダイオキシン類の測定は、高分解能のガスクロマトグラフと質量分析計を組み合わせたＧＣ−ＭＳ分析システムによる分析が公定基準になっている。しかし、この装置は大型で、約１億円と非常に高価であり、分析は特定の機関の整備された実験室で、習熟した技術者の手で行わなければならない。また、夾雑物を多く含む分析試料から測定阻害物質を除去して測定サンプルを調整した後ＧＣ−ＭＳで分析を行う必要があるため、結果を得るまでに通常数週間という長い時間を要している。従って、迅速に低コストでダイオキシン類を測定する分析装置及び分析方法が望まれている。
【０００３】
上述のような状況の中で、ダイオキシン類の簡易分析法として、生化学的検出法が注目を集めている。ダイオキシンの生化学的検出法には、ダイオキシン類の毒性発現メカニズムを利用したバイオアッセイと、特定のダイオキシン類異性体を検出する免疫測定法がある。生物学的検出法の特徴は、迅速に、かつ低コストで分析可能な点であり、また、包括的にダイオキシン類を捕らえることができるため、画期的な方法であるといえる。
【０００４】
一方、近年、分析化学の分野では、マイクロ化技術（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ、以下本明細書では、ＭＥＭＳと記載する。）の研究が急速に進歩しており、分析計のマイクロ化（μ−ＴＡＳ；Ｍｉｃｒｏ　Ｔｏｔａｌ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ，あるいはＬａｂｏｎ　ａ　ｃｈｉｐなどと呼ばれている。）の動きがタンパク質、遺伝子、生化学などの分析分野に波及し、研究が進められている。
【０００５】
そこで、ダイオキシン類の生物学的検出法とＭＥＭＳ技術を融合させ、簡易、迅速、かつ安価に測定の行える、バイオＭＥＭＳ分析システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
すなわち、生化学的検出方法としては、バイオアッセイ、具体的にはエー・エイチ受容体（Ａｒｙｌ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ。以下、Ａｈ受容体と記載する。）バインディングアッセイを選択し、分析装置としてマイクロチップを用いて分析する試みが行われている。このとき、マイクロチップの反応槽に、反応固相としてビーズのような固体粒子を導入することにより、抗体を固定する表面積を大きくし、より高感度の分析が可能となっている。
【０００６】
図５〜６に、非特許文献１に示されている、上述のような分析装置の模式図を示す。図５は、平面模式図であり、図６は、図５のＢ−Ｂ線を含む要部断面図である。
【０００７】
分析装置８０は、素材が石英ガラスであり、図５及び６に示すように、炭酸ガスレーザー加工により、深さ２００μｍの反応槽８１、液体流入路８７、液体流出路８８が形成されている。また、ＩＣＰエッチング（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａエッチング；以下本明細書ではＩＣＰエッチングという。）により深さ１０μｍの堰部８２が形成されている。なお、ＩＣＰエッチングとは、気体イオンを基板表面に衝突させ、基板表面の構成分子を除去する表面加工法であり、ガラスやシリコン基板のマイクロ加工に有効な方法として知られている。また、液体流入路８７の上流端には液体注入口８３が、液体流出路８８の下流端には液体排出口８４が、それぞれ設けられている。さらに、反応槽８１には、固体粒子挿入口８５及び固体粒子排出口８６が、それぞれ設けられている。
【０００８】
この分析装置８０においては、反応固相となる固体粒子８９は、固体粒子挿入口８５から反応槽８１に挿入、収納され、反応及び測定終了時には固体粒子排出口８６から排出される。試料液、試薬液及び洗浄液は、液体注入口８３から注入され、液体流入路８７から反応槽８１に導入され、堰部８２、液体流出路８８を経て、液体排出口８４から排出される。このように液体を導入及び排出する際、固体粒子８９の直径（１０〜５００μｍ程度）よりも浅く形成されている堰部８２が設けられているため、液体は堰部８２を通過するが、固体粒子８９は堰き止められる。従って、固体粒子８９が反応槽８１から流出されるのを防ぐことができる。
【０００９】
この分析装置８０を用いる分析方法としては、固体粒子上に固定化された測定対象成分の複合体を、反応槽８１において光分析する方法が採用されている。具体的には、測定対象成分を複合化した複合体を固体粒子上に固定化した後、発光試薬と反応させ、これにより発色した複合体を光分析する。
【００１０】
【非特許文献１】
「ＢｉｏＭＥＭＳを利用した煙道中のダイオキシン測定システムの開発、成果報告書（初年度）」、新エネルギー・産業技術総合開発機構、平成１４年３月
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような分析装置８０を用いる場合、試料液や、試薬液、洗浄水等を流す場合に、反応槽８１と堰部８２の開口部８２ａとが反応槽８１の上側でのみ連通しているため、反応槽８１の底部、特に堰部８２付近の底部で流れが悪くなりやすい。従って、試料液や試薬液が反応槽８１に均一に分布せず、固体粒子８９上での反応にばらつきが生じたり、また、洗浄水を流しても洗浄が十分に行われず試料や試薬が滞留してしまったりすることがあり、測定対象成分の正確な分析に支障をきたすことがあった。
【００１２】
また、消耗品である固体粒子８９は、液体排出口８４から液体注入口８３の方向に洗浄水を流して固体粒子排出口８６から取り出すことができるが、反応槽８１底部の流れが悪いため、反応槽８１の底部の固体粒子８９が取り出しにくいという問題点があった。
【００１３】
また、固体粒子８９に固定化した測定対象成分又は複合体と発色試薬液とを反応させ、これにより発色した発色試薬液を測定しようとすると、発色試薬液中に分散している固体粒子８９が、発色試薬液の測定を阻害することがあった。
【００１４】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、反応固相である固体粒子の流出を防ぎつつ液の流出を効果的に行うことができ、正確かつ迅速に測定対象成分を分析することが可能な分析装置、及び分析方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、内部に固体粒子を収納する反応室を備える分析装置において、該反応室から液体を流出させる液体流出口の下流部に、固体粒子を堰き止める堰部を設けること、及び該堰部が、液体を通過させる複数の開口を有することによって、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明の第一発明は、液体流入口と液体流出口を有すると共に、内部に固体粒子を収納する反応室を備える分析装置であって、前記液体流出口の下流側に、固体粒子を堰き止める流出側堰部を設け、該流出側堰部が、液体を通過させる複数の開口を有することを特徴とする分析装置である。
【００１７】
第一発明の分析装置によれば、流出側堰部が、液体を通過させる複数の開口を有し、その結果、複数の液体流通路が確保されているため、上記分析装置８０のように単一の開口部のみを有する場合と比較して、反応室内の液流を均一化することができる。従って、試料液、試薬液、及び洗浄水等の液体が反応室の底面、特に前記液体流出口付近の底面に滞留することを効果的に防ぐことができる。また、液体を通過させる開口を複数としたことにより、単一の開口の場合より、開口の総断面積をより大きくすることができるため、液体の移送をより効率的に行うことができる。
【００１８】
第一発明の分析装置において、流出側堰部の複数の開口は、流れ方向に沿って深さ方向に形成されたスリットであることが好ましい。このとき、スリットの幅を固体粒子の直径よりも小さくすることによって、固体粒子の流出をせき止めることができる。このようなスリットは、表面からの加工により容易に製造することができるため好ましい。
【００１９】
また、前記スリットの深さは、反応室の深さと略同一であることが好ましい。
スリットの深さが反応室の深さと略同一であると、試料液、試薬液、及び洗浄水等の液体が反応室の底面、特に前記液体流出口付近の底面に滞留することをより効果的に防ぐことができるため好ましい。
【００２０】
第一発明の分析装置において、反応室には、固体粒子を流入及び／又は流出させる固体粒子流入流出口を設けることが好ましい。この場合、消耗品である固体粒子の導入及び排出を簡便に行うことができ、交換作業を容易に行うことができる。
【００２１】
第一発明の分析装置においては、液体流入口の上流側に、固体粒子を堰き止め、かつ液体を通過させる流入側堰部を設けることが好ましい。このような固体粒子の流出を防ぐことのできる構造としては、開閉バルブや、流出側堰部と同様の構成を採用することができる。
【００２２】
また、流出側堰部の下流側に、液体流出口から流出側堰部を経て流出する液体を光分析するための測定室を備えることが好ましい。測定室を備えることにより、発色試薬液を固体粒子から分離して光分析することができる。
【００２３】
本発明の第二の発明は、前記分析装置を用いる分析方法であって、前記固体粒子に、試料液中の測定対象成分又はこれを複合化した複合体を固定化し、該固定化した測定対象成分又は複合体を光分析することを特徴とする分析方法である。
【００２４】
本発明の第三の発明は、前記分析装置を用いる分析方法であって、前記固体粒子に、試料液中の測定対象成分又はこれを複合化した複合体を固定化し、該固定化した測定対象成分又は複合体と発色試薬液とを反応させ、これにより発色した該発色試薬液を光分析することを特徴とする分析方法である。
【００２５】
第二、第三発明の分析方法によれば、第一発明の分析装置を用いているので、正確かつ迅速に分析を行うことができる。
【００２６】
第三発明の分析方法において、流出側堰部の下流側に、液体流出口から流出側堰部を経て流出する液体を光分析するための測定室を備えた本発明の分析装置を用いることが好ましい。すなわち、本発明の第四発明は、上記測定室を備えた本発明の分析装置を用いる分析方法であって、固体粒子に、試料液中の測定対象成分又はこれを複合化した複合体を固定化し、該固体粒子に固定化した測定対象成分又は複合体と発色試薬液とを反応させ、これにより発色した該発色試薬液を、前記測定室で光分析することを特徴とする分析方法である。第四発明の分析方法によれば、測定室で光分析することにより、固体粒子に阻害されることなく測定を行うことができる。
【００２７】
第二〜第四発明の分析方法において、光分析は、蛍光分析、化学発光分析、吸光分析、又は反射分析であることが好ましい。
【００２８】
また、第二〜第四発明の分析方法においては、測定対象成分がダイオキシン類であることが好ましい。この場合、ダイオキシン類又はその複合体をを固体粒子上に固定化して、測定することができる。
ここでダイオキシン類とは、４乃至８の塩素原子で置換されたジベンゾパラジオキサンと４乃至８の塩素原子で置換されたジベンゾフランとをいう。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。なお、この実施形態は本発明の要旨を説明するためのものであり、特に限定のない限り本発明を限定するものではない。
【００３０】
図１〜２は、本発明の分析装置の一実施形態を示したもので、図１は平面模式図、図２は分解斜視図、図３（ａ）は図１中のＡ−Ａ線を含む要部断面図であり、同様に、図３（ｂ）はＢ−Ｂ線、図３（ｃ）はＣ−Ｃ線を含む要部断面図である。
【００３１】
図２に示すように、本実施形態の分析装置１は、略平面板状の基板２に蓋３が積層され、これらが陽極接合により一体化されて概略構成されており、全体の形状は略板状となっている。
【００３２】
基板２としては、シリコン製や石英ガラスの平板が用いられ、好ましくはシリコン基板が用いられる。
蓋３の素材としては、パイレックス（登録商標）ガラスや、石英ガラスが用いられ、好ましくは、パイレックスガラスが用いられる。
ここで、基板２としてシリコン基材、蓋３としてパイレックスガラスを用いる組み合わせが、陽極接合により容易に一体化できるため好ましい。
【００３３】
基板２には、エッチング加工が施され、複数の線状の溝が形成されている。すなわち、図１に示すように、断面矩形の溝が直線状に形成され反応室４となっており、多数の固体粒子Ｐが収納されるようになっている。反応室４の上流側には、直線状の断面矩形の溝が斜めに連続して形成され、固体粒子流路２１となっている。そして、反応室４と固体粒子流路２１との間が、反応室４の固体粒子流入流出口１１となっている。また、反応室４の下流側には、流出側堰部５が直線状に連続して設けられている。流出側堰部５には、図３（ｂ）に示すように、流れ方向に沿って、深さが反応室４の深さｄと略同一で、各幅が固体粒子Ｐの直径より細幅である断面矩形のスリットが、反応室４の幅ｗ全体に略均等に多数形成されている。そして、反応室４と流出側堰部５との間が、反応室４の液体流出口１３となっている。流出側堰部５の下流側には、反応室４と略同一断面の直線状の矩形の溝が形成され測定室６となっている。また、測定室６の下流端に接続して細線状の矩形の溝が形成され、液体排出路２３となっている。
一方、反応室４の上流側には、流入側堰部７が斜めに連続して設けられている。そして、反応室４と流入側堰部７との間が、反応室４の液体流入口１２となっている。流入側堰部７は、前記流出側堰部５と同様に、流れ方向に沿って、深さが反応室４の深さｄと略同一で、各幅が固体粒子Ｐの直径より細幅である断面矩形のスリットが多数形成されている。また、流入側堰部７の上流側に直線状に連続して断面矩形の溝が細線状に形成され、液体流入路２２となっている。液体流路２２の断面は、流入側堰部７の断面と略同一とされている。
【００３４】
図２に示すように、蓋３には、表面から裏面に貫通する孔３１ａ，３２ａ，３３ａが形成されている。孔３１ａは基板２の固体粒子流路２１の上流端２１ａと、孔３２ａは液体流入路２２の上流端２２ａと、孔３３ａは液体排出路２３の下流端２３ｂと、それぞれ連通している。
【００３５】
蓋３の孔３１ａの上には、配管接続用のグラスファイバーチューブジョイント３１ｂが接着されて、固体粒子流路２１の上流端２１ａに連通した固体粒子導入排出口３１が形成されている。同様にして、孔３２ａ，３３ａの上にもグラスファイバーチューブジョイント３２ｂ，３３ｂがそれぞれ接着されて、液体注入口３２及び液体排出口３３が形成されている。
【００３６】
基板２の厚さは、好ましくは、２００〜１０００μｍ、さらに、４００〜５００μｍ程度が好ましい。蓋３の厚さは、好ましくは、２００〜１０００μｍ、さらに、４００〜５００μｍ程度が好ましい。
また、反応室４及び測定室６の幅ｗは、好ましくは、５０〜２０００μｍ、さらに好ましくは、５００〜１０００μｍである。反応室４及び測定室６の深さｄは、好ましくは、１０〜５００μｍ、さらに好ましくは、４０〜１５０μｍである。固体粒子流路２１、液体流入路２２及び液体排出路２３の幅は、好ましくは、５０〜２０００μｍ、さらに好ましくは、５００〜１０００μｍである。上記範囲より幅ｗ及び／又は深さｄ及び／又は各流路幅が大であると、必要となる試料液及び試薬液の量が多くなり、マイクロ化の効果が少なくなるため好ましくない。また、上記範囲より幅ｗ及び／又は深さｄ及び／又は各流路幅が小であると、収納される固体粒子量が少なくなり、反応固相の表面積が少なくなるため好ましくない。
【００３７】
流出側堰部５及び流入側堰部７のスリット幅は、反応固相として用いる固体粒子の直径よりも小さければよく、この構造により固体粒子の流出をせき止めることができる。
流出側堰部５及び流入側堰部７の長さは、任意であるが、０．５〜５ｍｍが好ましく、さらに、１〜２ｍｍであることが好ましい。
【００３８】
本実施形態の分析装置１の外形は、例えば、３．０ｃｍ×１．８ｃｍ×厚み１・０ｍｍの板状であるが、形状や寸法はこれに限定されず任意であり、この他に、例えば、柔軟なフィルム状（シート状、リボン状などを含む。以下同様）、チューブ状、その他複雑な形状の成型物などであり得る。しかし、成形しやすさの点から、板状であることが好ましい。
【００３９】
本発明に用いる固体粒子Ｐとしては、公知のものを使用することができるが、試料液中の測定対象成分又は測定対象成分を複合化した複合体を個体粒子上に固定化するための試薬が、固体粒子表面にあらかじめコーティングされているものが好ましい。例えば、表面にアビジンのような反応試薬を固定化したものを使用することが好ましい。固体粒子の直径は、好ましくは１０〜１０００μｍ、さらに１０〜１００μｍが好ましい。１０００μｍより大きいと、反応固相としての表面積が不十分となり、１０μｍより小さいと、固体粒子を堰き止めるための堰部の製造が困難となり、また堰部で十分にせき止めることができす、反応室からビーズが流出してしまうことがあるからである。
【００４０】
次に本実施形態の分析装置１の製造方法を説明する。
まず、シリコン製の基板２（例えば、厚さ４７０μｍ）に、ＩＣＰエッチングにより反応室４、測定室６、固体粒子流路２１、液体流入路２２、液体排出路２３となるべき溝（例えば、幅５００μｍ）、及び流出側堰部５、流入側堰部７となる部分に、流れ方向に沿って、深さが反応室の深さと同じであるスリットを形成する。
【００４１】
一方、基板２と平面形状が同一であるパイレックスガラス製の蓋３（例えば、厚さ５００μｍ）に、表面から裏面に貫通する孔を穿つ加工を施す。すなわち、基板２と蓋３を積層させたときに、固体粒子流路２１の上流端２１ａに相当する位置に孔３１ａを、液体流入路２２の上流端２２ａに相当する位置に孔３２ａを、液体排出路２３の下流端２３ｂに相当する位置に孔３３ａを、それぞれサンドブラストで加工する。孔３１ａ，３２ａ，３３ａのそれぞれの上にグラスファイバーチューブジョイント３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを接合する。
【００４２】
最後に、上記のように別々に加工が施された基板２と蓋３を積層させ、陽極接合により一体化させる。これによって、反応室４、流出側堰部５、測定室６、流入側堰部７、固体粒子流路２１、液体流入路２２、液体排出路２３がそれぞれ形成される。また、固体粒子流路２１の上流端２１ａに連通した固体粒子導入導出口３１、液体流入路２２の上流端２２ａに連通した液体注入口３２、液体排出路２３の下流端２３ｂに連通した液体排出口３３が形成される。以上のようにして、分析装置１が製造される。
【００４３】
次に、本実施形態の分析装置１を用いる分析方法を、図を用いて説明する。
図４は、本発明の分析方法に好適に用いられる分析システムの一実施形態を示したものである。
【００４４】
本実施形態の分析システム１００は、分析装置１と、分析装置１の固体粒子導入排出口３１に接続された固体粒子導入排出手段４０と、分析装置１の液体注入口３２に接続された液体導入手段５０と、分析装置１の反応室又は測定室を光分析するための光分析手段６０と、分析装置１の液体排出口３３に接続された洗浄手段７０とを備えており、光分析手段６０以外の各手段は液体を送液可能な配管によって接続されている。
【００４５】
固体粒子導入排出手段４０は、固体粒子導入手段４１と、固体粒子排出槽４２とから構成されており、それぞれが切替バルブ４３に接続され、切替バルブ４３を介して分析装置１の固体粒子導入排出口３１に接続されている。
【００４６】
液体導入手段５０は、試料導入手段５１と試薬導入手段５２とキャリア液槽５３と液体混合送液手段５４とから構成されている。試料導入手段５１、試薬導入手段５２、及びキャリア液槽５３は、液体混合送液手段５４に接続され、液体混合送液手段５４から切替バルブ５５を経て、分析装置１の液体注入口３２に接続されている。試薬導入手段５２は、用いられる試薬ごとに複数が、５２ａ，５２ｂ，５３ｃのように設けられており、それぞれが液体混合送液手段５４に接続されている。この試薬導入手段５２は１つでもよいし、複数でもよく、複数の場合、４つ以上でもよい。
【００４７】
光分析手段６０は、分析装置１の反応室４で固体粒子上に固定化された測定対象成分又は複合体を光分析するか、反応室４内の発色試薬液を測定するか、又は測定室６内の発色試薬液を測定することができるように設置されている。光分析手段としては任意の手段を用いることができるが、光分析が、蛍光分析、化学発光分析、吸光分析、又は反射光分析である手段を用いることが好ましい。
【００４８】
洗浄手段７０は、洗浄液導入手段７１と廃液槽７２とから構成されている。洗浄液導入手段７１は切替バルブ７３から切替バルブ７４を経て、分析装置１の液体排出口３３に接続されている。廃液槽７２は、切替バルブ７４に接続されている。また、切替バルブ７３と切替バルブ５５は、配管によって接続されている。
【００４９】
次に、本実施形態の分析システム１００を用いた分析方法の、第一の実施形態について、図２と図４を参照しつつ説明する。
まず、反応固相となる固体粒子Ｐを分析装置１内の反応室４に収納する。そのために、予め、固体粒子Ｐを固体粒子導入手段４１内に収納しておく。そして、最初に切替バルブ４３を固体粒子導入手段４１と接続する方向に切り替えてから、固体粒子Ｐを固体粒子導入手段４１から分析装置１の固体粒子導入排出口３１に導入する。固体粒子導入排出口３１に導入された固体粒子Ｐは固体粒子流路２１を経て、固体粒子流入流出口１１から反応室４に導入され収納される。このとき、反応室４の液体流出口１３の下流側に流出側堰部５、及び液体流入口１２の上流側に流入側堰部７が設けられているため、固体粒子が反応室４から流出することを防ぐことができる。
【００５０】
次に、試料液及び試薬液を反応室４に導入する。そのために、予め試料液を試料導入手段５１に、試薬液を試薬導入手段５２に、水等のキャリア液をキャリア液槽５３にそれぞれ配する。このとき、試薬のうち発色試薬を試薬導入手段５２ｃに配しておく。そして、まず、切替バルブ５５により液体混合送液手段５４と液体注入口３２を接続した後、液体混合送液手段５４を作動させてキャリア液を流すと共に、試料導入手段５１により液体混合送液手段５４に試料液を注入する。これにより、試料液がキャリア液と共に切替バルブ５５、液体注入口３２、液体流入路２２、上流側堰部７を経て、反応室４に導入される。同様にして、試薬導入手段５２ａ，５２ｂから試薬液を液体混合送液手段５４に注入し、キャリア液とともに反応室４に導入する。
【００５１】
このとき、試料液と試薬液を反応室４に導入する順序は、任意でよいが、試料中の測定対象成分、及びその分析のための反応機構に応じた順序とすることが好ましい。また、液体混合送液手段５４によって試料液と試薬液を混合し、試料試薬混合液としてから、反応室４に導入することもできる。試薬液は、試料中の測定対象成分、及びその分析のための反応に応じて選ばれるものであり、１種でもよいし、複数でもよい。
反応室４に導入された試料液及び試薬液は、そのまま反応室４を通過させて液体排出口３３、切替バルブ７４を経て、廃液槽７４へ排出してもよいが、反応に一定の時間を要する場合は、所定の時間液体の流出を止めて反応を行うか、液体混合送液手段５４の流量を調整して反応を行う。
【００５２】
試料液と試薬液を順次導入する場合は、各反応が終了するごとに反応室４内を洗浄することが好ましい。洗浄によって、余剰の試料液や試薬液を除くことができ、次段階の反応を阻害することを防ぐと共に、定量性を確保することができるからである。
洗浄操作は、キャリア液槽５３からキャリアのみを、上述のように反応室内に導入して液体流出口１３から流出させることによって行うこともできるし、洗浄液を、洗浄液導入手段７１から切替バルブ７３，５５を経て、液体注入口３２から分析装置１内に導入し、液体排出口３３、切替バルブ７４を経て廃液槽７２に流出させることにより洗浄を行ってもよい。洗浄液としては、純水、リン酸緩衝液、トリス緩衝液等が好ましく用いられるが、純水が特に好ましく用いられる。
【００５３】
上述のようにして反応室４に導入された試料液中の測定対象成分は、固体粒子上にあらかじめコーティングされた試薬と反応して、固体粒子上に固定化される。または、固定化された後、続いて試薬液中の試薬と反応し、固体粒子上で複合体が形成される。または、試料液と試薬液が混合された状態で複合体を形成し、この複合体が固体粒子上に固定化される。さらに、最初に試薬液中の試薬が固体粒子上に固定化された後、試料液中の測定対象成分と反応して、固体粒子上に複合体が形成される場合もある。すなわち、試料液中の測定対象成分に適した反応を選択し、該反応に適した試薬を使用することにより、測定対象成分又はこれを複合化した複合体を固体粒子上に固定化するのである。
【００５４】
次いで、試薬導入手段５２ｃから、発色試薬を上記と同様にして反応室４に導入する。導入された発色試薬は、固体粒子上に固定化された測定対象成分又はこれを複合化した複合体と反応して、測定対象成分が変化し発色を有するようになるか、発色を有する複合体を形成する。なお、本実施形態では発色試薬を最後に導入したが、測定対象成分によっては、発色試薬を試料液や他の試薬液よりも先に導入してもよい。
【００５５】
以上のようにして、反応室４に収納されている固体粒子上に固定化された、測定対象成分又はこれを複合化した複合体の発色を光分析手段６０によって分析する。
【００５６】
次いで、分析終了後、反応室に収納されている固体粒子を排出する。固体粒子を排出するには、まず、切替バルブ４３を固体粒子排出槽４２に接続してから、洗浄液導入手段７１から切替バルブ７３，７４を経て、洗浄液を分析装置１に導入し、逆洗浄を行う。反応室４内に導入された洗浄液は、固体粒子を押し流すが、このとき、流出側堰部５及び流入側堰部７が設けられているため、押し流された固体粒子は、固体粒子流入流出路１１から固体粒子流路２１へ移動する。さらに洗浄液を流しつづけることにより、固体粒子は、固体粒子導入排出口３１から分析装置１外へ排出され、切替バルブ４３を経て固体粒子排出槽４２に収納される。
固体粒子は繰り返して使用することも可能であるが、分析終了ごとに交換することが好ましい。本実施形態の分析システム１００を用いると、固体粒子の交換を容易に行うことができる。
【００５７】
最後に、分析装置１内を洗浄する。そのためには、洗浄液を、洗浄液導入手段７１から切替バルブ７３，５５を経て、液体注入口３２から分析装置１内に導入し、液体排出口３３、切替バルブ７４を経て廃液槽７２に流出させることにより洗浄を行う。
【００５８】
次に、分析システム１００を用いた分析方法の第二の実施形態について説明する。
本実施形態の分析方法においては、反応に使用する発色試薬が、前記第一実施形態の分析方法の場合と異なる。その他、以下に特に記載しない事項については、第一実施形態の分析方法と同様に行う。
【００５９】
すなわち、本実施形態の分析方法では、固定化した測定対象成分又はこれを複合化した複合体と発色試薬液を反応させると、発色試薬液が発色するような反応機構及び発色試薬を選択して用いる。このような発色試薬液を予め試薬導入手段５２ｃに配しておき、これを反応室４内に導入し、固定化させた測定対象成分又はこれを複合化させた複合体と反応させる。次いで、これによって発色した発色試薬液を、反応室４内で光分析手段６０により光分析を行う。
【００６０】
次に、分析システム１００を用いた分析方法の第三の実施形態について説明する。
本実施形態の分析方法においては、反応に使用する発色試薬、及び測定室６内で発色試薬液を光分析する点が、前記第一実施形態の分析方法の場合と異なる。
その他、以下に特に記載しない事項については、第一実施形態の分析方法と同様に行う。
【００６１】
本実施形態の分析方法では、前記第二実施形態の分析方法と同様に、固定化した測定対象成分又はこれを複合化した複合体と発色試薬液を反応させると、発色試薬液が発色するような、反応機構及び発色試薬を選択して用いる。このような発色試薬液を予め試薬導入手段５２ｃに配しておき、これを反応室４内に導入し、固定化させた測定対象成分又はこれを複合化させた複合体と反応させる。次いで、これによって発色した発色試薬液を、反応室４の液体流出口１３から流出させ、流出側堰部５を経て、測定室６に導入し、測定室６内で発色試薬液を光分析手段６０によって光分析する。
【００６２】
以上のように、分析装置１に流出側堰部５及び流入側堰部７を設けることによって、固体粒子Ｐが反応室４から流出するのを防ぐことができる。また、流出側堰部５及び流入側堰部７をスリット状の構造にし、かつスリットの深さを反応室４の深さと同じにすることによって、反応室４の底部に試料液、試薬液、洗浄水が滞留するのを防ぐことができる。従って、分析装置１を用いる分析方法においては、固体粒子上の反応にばらつきが生じることを防ぐことができ、かつ洗浄を十分に行うことができるため、測定対象成分の正確な分析を行うことができる。
さらに、固体粒子流入流出口１１を設けることにより固体粒Ｐの交換を容易に行うことができる。
このような分析装置及び分析方法は、固体粒子Ｐを反応固相とする種々の分析に適応させることができ、特に免疫反応等を用いるバイオアッセイに好適に用いることができる。
【００６３】
なお、本実施形態においては、流出側堰部５は、流れ方向に沿って深さ方向に形成されたスリット状の構造を採用したが、固体粒子Ｐを堰き止める事ができ、液体を通過させる複数の開口を有するものであれば、これに限られず任意のものを用いることができる。例えば、流れ方向に沿って水平方向に形成されたスリット、流れ方向に沿って複数の細孔が設けられた構造、網状の構造等を採用してもよい。いずれの場合も、複数の開口は、反応室４の液体流出口１３全面に対向して均等に設けられていることが好ましい。
流入側堰部７としては、開閉バルブや、固体粒子Ｐの直径よりも堰部の深さを小さくした構造等も採用することができるが、前記流出側堰部と同様の構造であることが好ましい。
【００６４】
また、本実施形態では、液体流入口１２の上流側に流入側堰部７を設け、さらにその上流側に液体流入路２２及び液体注入口３２をそれぞれ１つ設けたが、液体流入路２２及び液体注入口３２は複数設けられていてもよい。逆洗浄により排出された洗浄液を排出する流路及び排出口が別途設けられていてもよい。
同様に、固体粒子流路２１及び固体粒子導入排出口３１をそれぞれ１つ設けたが、複数設けられていてもよい。固体粒子を導入する流路及び導入口と、排出する流路及び排出口とがそれぞれ別個に設けられていてもよい。
また、反応室の下流部には、液体排出路及び液体排出口を各１つ設けたが、液体排出路及び液体排出口は複数設けられていてもよい。洗浄液の導入口及び導入路が別途設けられていてもよい。
【００６５】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例では、分析装置１及びそれを含む分析システム１００を用いて、ダイオキシン類の測定を行った。測定方法としては、免疫定量法の一種であるＡｈイムノアッセイを採用した。各実施例の説明に先立ち、Ａｈイムノアッセイの概略を記載する。
【００６６】
ダイオキシンの毒性発現メカニズムには、Ａｈ受容体とエーエイチ・レセプター・ニュクリアー・トランスロケーター（Ａｈ　Ｒｅｃｅｐｔｏｒ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｏｒ。以下、ＡＲＮＴと記載する。）と呼ばれるタンパク質が関与している。ダイオキシン類は、Ａｈ受容体及びＡＲＮＴと結合、変形し、複合体を形成する。この複合体は、Ａｈ受容体に結合する部位を持つＤＮＡ断片（以下、ＤＲＥと記載する。）と結合する性質を持つ。ＤＲＥは、アビジンでコーティングされた固体粒子上に固定化されるようになっており、注入されたダイオキシン類がＡｈ受容体を介して固定化されることになる。続いて、この複合体に特異的に反応する一次抗体、さらに、発色反応を起こさせる２次抗体を添加し結合させる。さらに、発色試薬を添加すると、Ａｈ受容体に結合したダイオキシン類の量に応じた発色が起きるので、その発色を光分析する。
【００６７】
（実施例１）
本実施例では、試料液として、１ｐｇのベンツ−ａ−ピレン（Ｂｅｎｚｏ（ａ）ｐｙｒｅｎｅ）を含む水溶液を用いた。ベンツ−ａ−ピレンは、ダイオキシン類測定の代替物質である。
本実施例に用いた分析装置１としては、外形が縦３．５ｃｍ、横１．８ｃｍ、厚さ１．０ｍｍの板状の形状をしており、反応室４の幅が１０００μｍ、深さ１００μｍ、流出側堰部５に幅３０μｍ、のスリットが２０個設けられている分析装置を用いた。
以下の手順で分析を行った。カッコ内には、各工程に要した時間を示す。
（１）分析装置１の反応室４に、表面にアビジンをコートした固体粒子（昭和電工社製、粒子径：４０μｍ、材質：ポリスチレン）を５０００個導入した。（１分）
（２）試料液と、Ａｈ受容体と、ＡＲＮＴと、ＤＲＥとを反応室４内に導入し、複合体を形成させ、アビジンに結合させた。（６分）
（３）過剰な試薬を洗浄した。（５分）
（４）１次抗体としてＡＢ１抗体（クボタ社製、商品名：Ａｈイムノアッセイキット）の１０μｇ／ｍｌを５μｌ反応室４に導入した。（３分）
（５）過剰な一次抗体を洗浄した。（５分）
（６）２次抗体としてペルオキシダーゼ（以下、ＨＲＰと記載する。）（クボタ社製、商品名：Ａｈイムノアッセイキット）の１０μｇ／ｍｌを５μｌ反応室４に導入した。（２分）
（７）過剰な２次抗体を洗浄した。（５分）
（８）発色試薬としてチラミド（Ｔｙｒａｍｉｄ）（モレキュラープローブ社製、商品名：アンプレックスレッド）の１０^−７Ｍを５μｌ反応室４に導入し、固体粒子表面上に固定化されたダイオキシン類の複合体を発色させた。そして、ラソス社製アルゴンレーザー装置を用いて、固体粒子表面に蛍光励起レーザーを照射し、蛍光を測定した。（３分）
このように分析を行った結果、検出に用いたフォトマルの出力として、ゼロ点が２ｍＶであったのに対して、試料液では８．０ｍＶの出力が得られた。
分析に要した時間は合計で３０分であり、従来の市販のキットによる分析が６時間を要するのに比較して１０分の１に短縮することができた。
【００６８】
（実施例２）
本実施例では、ダイオキシン類の測定代替物質として、フロランテン（Ｂｅｎｚｏ（ｂ）ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｅ）を１ｐｇ含有する水溶液を試料液とした他は、実施例１と同様にして測定を行った。検出に用いたフォトマルの出力として、ゼロ点が２ｍＶであったのに対して、試料液では７．２ｍＶの出力が得られた。
【００６９】
（実施例３）
本実施例では、ダイオキシン類の測定代替物質として、α−ナフトフラボン（α−ｎａｐｈｔｆｌａｖｏｎｅ）を１ｐｇ含有する水溶液を試料液とした他は、実施例１と同様にして測定を行った。検出に用いたフォトマルの出力として、ゼロ点が２ｍＶであったのに対して、試料液では７．８ｍＶの出力が得られた。
【００７０】
（実施例４）
本実施例では、試料液として、１ｐｇのベンツ−ａ−ピレン（Ｂｅｎｚｏ（ａ）ｐｙｒｅｎｅ）を含む水溶液を用いた。分析装置１としては、実施例１と同じものを用いた。
以下の手順で分析を行った。カッコ内には、各工程に要した時間を示す。
（１）分析装置１の反応室４に、表面にアビジンをコートした固体粒子（昭和電工社製、粒子径：４０μｍ、材質：ポリスチレン）を５０００個導入した。（１分）
（２）試料液と、Ａｈ受容体と、ＡＲＮＴと、ＤＲＥとを反応室４内に導入し、複合体を形成させ、アビジンに結合させた。（６分）
（３）過剰な試薬を洗浄した。（５分）
（４）１次抗体としてＡＢ１抗体（クボタ社製、商品名：Ａｈイムノアッセイキット）の１０μｇ／ｍｌを５μｌ反応室４に導入した。（３分）
（５）過剰な一次抗体を洗浄した。（５分）
（６）２次抗体としてアルカリフォスファターゼ（以下、ＡＬＰと記載する。）（クボタ社製、商品名：Ａｈイムノアッセイキット）の１０μｇ／ｍｌを５μｌ反応室４に導入した。（２分）
（７）過剰な２次抗体を洗浄した。（５分）
（８）発色試薬としてリン酸フルオレセイン（以下、ＦＤＰと記載する。）（関東化学社製、商品名：蛍光検出キット）の１０^−７Ｍを５μｌ反応室４に導入した。固体粒子上にダイオキシン類との複合体として固定化されたＡＬＰが、発色試薬であるＦＤＰを加水分解することにより、発色試薬液が発色した。この発色した発色試薬液を反応室４から流出させ測定室６にて蛍光励起レーザーを照射し、蛍光を測定した。（３分）
このように分析を行った結果、検出に用いたフォトマルの出力として、ゼロ点が２．０ｍＶであったのに対して、試料液では７．２ｍＶの出力が得られた。
分析に要した時間は合計で３０分であり、従来の市販のキットによる分析が６時間を要するのに比較して１０分の１に短縮することができた。
【００７１】
（実施例５）
本実施例では、ダイオキシン類の測定代替物質として、フロランテン（Ｂｅｎｚｏ（ｂ）ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｅ）を１ｐｇ含有する水溶液を試料液とした他は、実施例４と同様にして測定を行った。検出に用いたフォトマルの出力として、ゼロ点が２．０ｍＶであったのに対して、試料液では７．４ｍＶの出力が得られた。
【００７２】
（実施例６）
本実施例では、ダイオキシン類の測定代替物質として、α−ナフトフラボン（α−ｎａｐｈｔｆｌａｖｏｎｅ）を１ｐｇ含有する水溶液を試料液とした他は、実施例４と同様にして測定を行った。検出に用いたフォトマルの出力として、ゼロ点が２．０ｍＶであったのに対して、試料液では７．３ｍＶの出力が得られた。
【００７３】
実施例１〜６に示したように、反応室４及び測定室６のいずれで光分析を行う場合も、高感度に検出することが可能であった。また、分析時間を従来のキットに比較して格段に短縮することができた。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分析装置及び分析方法によれば、反応固相である固体粒子が反応室から流出することを防ぐことができ、反応室での反応及び測定対象成分の測定を効率的に行うことができる。また、試料液、試薬液、及び洗浄水等の液体が反応室の底面に滞留することを効果的に防ぐことができ、測定対象成分を正確に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる分析装置の一実施形態の平面模式図である。
【図２】図１に示す分析装置の分解模式図である。
【図３】図１に示す分析装置の要部縦断面図である。
【図４】本発明にかかる分析装置を用いる分析システムの一実施形態を示す模式図である。
【図５】非特許文献１に示された分析装置の平面模式図である。
【図６】図５に示された分析装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１　　分析装置
２　　基板
３　　蓋
４　　反応室
５　　流出側堰部
６　　測定室
７　　流入側堰部
２１　　固体粒子流路
２２　　液体流路
２３　　液体排出路
３１　　固体粒子導入排出口
３２　　液体注入口
３３　　液体排出口
１００　　分析システム
４０　　固体粒子導入排出手段
５０　　液体導入手段
６０　　光分析手段
７０　　洗浄手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an analyzer having a reaction chamber for containing solid particles therein, and an analysis method using the analyzer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been an increasing need for an analysis for efficiently measuring compounds that cause environmental pollution. For example, establishments that may generate dioxins that cause serious environmental pollution are required to measure dioxins by the Dioxins Special Measures Law. At present, dioxins are measured by a GC-MS analysis system, which combines a high-resolution gas chromatograph and a mass spectrometer, as an official standard. However, this device is large, very expensive at about 100 million yen, and the analysis must be performed by a skilled technician in a well-equipped laboratory of a specific institution. In addition, since it is necessary to perform analysis by GC-MS after preparing a measurement sample by removing a measurement inhibitor from an analysis sample containing a large amount of impurities, it usually takes a long time of several weeks to obtain a result. I have. Therefore, an analysis device and an analysis method for measuring dioxins quickly and at low cost are desired.
[0003]
Under the circumstances described above, a biochemical detection method has attracted attention as a simple method for analyzing dioxins. The biochemical detection method of dioxin includes a bioassay utilizing the mechanism of expression of toxicity of dioxins, and an immunoassay method for detecting a specific dioxin isomer. The feature of the biological detection method is that it can be analyzed quickly and at low cost, and it can be said that it is an epoch-making method because it can comprehensively capture dioxins.
[0004]
On the other hand, in recent years, in the field of analytical chemistry, research on a micro electro-mechanical system (hereinafter, referred to as MEMS) in the field of analytical chemistry has been rapidly progressing, and micro analysis (μ- The movement of TAS (which is called Micro Total Analytical System, or Labon a chip) has spread to analysis fields such as proteins, genes, and biochemistry, and research is being conducted.
[0005]
Therefore, a bio-MEMS analysis system has been proposed that combines the biological detection method of dioxins with MEMS technology and can perform measurement simply, quickly, and inexpensively (for example, see Non-Patent Document 1).
That is, as a biochemical detection method, a bioassay, specifically, an AH receptor (hereinafter referred to as Ah receptor) binding assay is selected, and a microchip is used as an analyzer. Attempts have been made to analyze. At this time, by introducing solid particles such as beads as a reaction solid phase into the reaction vessel of the microchip, the surface area on which the antibody is immobilized is increased, thereby enabling more sensitive analysis.
[0006]
FIGS. 5 and 6 show schematic diagrams of the above-described analyzer shown in Non-Patent Document 1. FIG. FIG. 5 is a schematic plan view, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part including line BB of FIG.
[0007]
The analyzer 80 is made of quartz glass, and as shown in FIGS. 5 and 6, a reaction tank 81 having a depth of 200 μm, a liquid inflow channel 87, and a liquid outflow channel 88 are formed by carbon dioxide laser processing. In addition, a weir portion 82 having a depth of 10 μm is formed by ICP etching (Inductively Coupled Plasma etching; hereinafter, referred to as ICP etching in the present specification). Note that ICP etching is a surface processing method in which gas ions collide with the substrate surface to remove constituent molecules on the substrate surface, and is known as an effective method for micromachining a glass or silicon substrate. A liquid inlet 83 is provided at an upstream end of the liquid inflow passage 87, and a liquid outlet 84 is provided at a downstream end of the liquid outflow passage 88. Further, the reaction tank 81 is provided with a solid particle insertion port 85 and a solid particle discharge port 86, respectively.
[0008]
In this analyzer 80, solid particles 89 to be a reaction solid phase are inserted and stored in a reaction tank 81 from a solid particle insertion port 85, and discharged from a solid particle discharge port 86 at the end of the reaction and measurement. The sample liquid, the reagent liquid, and the cleaning liquid are injected from the liquid inlet 83, introduced into the reaction tank 81 from the liquid inflow path 87, and discharged from the liquid outlet 84 through the weir section 82 and the liquid outflow path 88. When the liquid is introduced and discharged as described above, since the weir portion 82 is formed to be shallower than the diameter of the solid particles 89 (about 10 to 500 μm), the liquid passes through the weir portion 82, Particles 89 are blocked. Therefore, it is possible to prevent the solid particles 89 from flowing out of the reaction tank 81.
[0009]
As an analysis method using the analyzer 80, a method of optically analyzing a complex of a measurement target component immobilized on solid particles in a reaction tank 81 is employed. Specifically, after immobilizing the complex in which the component to be measured is complexed on solid particles, the complex is reacted with a luminescent reagent, and the complex that has developed color is subjected to optical analysis.
[0010]
[Non-patent document 1]
"Development of Dioxin Measurement System in Flue using BioMEMS, First Report", New Energy and Industrial Technology Development Organization, March 2002
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of using the analyzer 80 as described above, the reaction tank 81 and the opening 82a of the weir section 82 communicate with each other only above the reaction tank 81 when a sample liquid, a reagent liquid, washing water, or the like flows. Therefore, the flow tends to be poor at the bottom of the reaction tank 81, particularly at the bottom near the weir 82. Therefore, the sample liquid and the reagent liquid are not evenly distributed in the reaction tank 81, and the reaction on the solid particles 89 varies, and the washing is not sufficiently performed even when the washing water is supplied, and the sample or the reagent remains. In some cases, hindering accurate analysis of the component to be measured.
[0012]
The solid particles 89, which are consumables, can be taken out from the solid particle outlet 86 by flowing washing water from the liquid outlet 84 to the liquid inlet 83, but the flow at the bottom of the reaction tank 81 is poor. There was a problem that it was difficult to take out the solid particles 89 at the bottom of the reaction tank 81.
[0013]
Further, when the measurement target component or the complex immobilized on the solid particles 89 is allowed to react with the color reagent solution, and the color reagent solution that has developed color is measured, the solid particles 89 dispersed in the color reagent solution are generated. In some cases, measurement of the color reagent solution was hindered.
[0014]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and it is possible to effectively perform outflow of a liquid while preventing outflow of solid particles that are a reaction solid phase, and accurately and quickly measure a component to be measured. It is an object of the present invention to provide an analyzer and an analysis method capable of analyzing the data.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-described problems, and as a result, in an analysis device including a reaction chamber for storing solid particles therein, a solid portion is provided downstream of a liquid outlet for discharging a liquid from the reaction chamber. The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by providing a weir portion for blocking particles, and by providing the weir portion with a plurality of openings for allowing liquid to pass through, and completed the present invention.
[0016]
That is, the first invention of the present invention is an analyzer having a liquid inlet and a liquid outlet, and having a reaction chamber for storing solid particles therein, wherein the solid particles are provided downstream of the liquid outlet. An analyzer comprising an outflow-side weir for blocking, the outflow-side weir having a plurality of openings through which liquid can pass.
[0017]
According to the analyzer of the first invention, the outflow-side weir has a plurality of openings through which the liquid passes, and as a result, a plurality of liquid flow passages are secured. The liquid flow in the reaction chamber can be made uniform as compared with the case where only one opening is provided. Therefore, it is possible to effectively prevent liquids such as a sample liquid, a reagent liquid, and washing water from staying on the bottom surface of the reaction chamber, particularly on the bottom surface near the liquid outlet. In addition, by providing a plurality of openings through which the liquid passes, the total cross-sectional area of the openings can be made larger than in the case of a single opening, so that the liquid can be transferred more efficiently.
[0018]
In the analyzer according to the first aspect of the invention, it is preferable that the plurality of openings of the outflow-side weir are slits formed in the depth direction along the flow direction. At this time, by making the width of the slit smaller than the diameter of the solid particles, the outflow of the solid particles can be suppressed. Such a slit is preferable because it can be easily manufactured by processing from the surface.
[0019]
Preferably, the depth of the slit is substantially the same as the depth of the reaction chamber.
When the depth of the slit is substantially the same as the depth of the reaction chamber, it is more effective that the liquid such as the sample liquid, the reagent liquid, and the washing water stay on the bottom of the reaction chamber, especially on the bottom near the liquid outlet. It is preferable because it can be prevented.
[0020]
In the analyzer according to the first aspect of the invention, it is preferable that the reaction chamber is provided with a solid particle inflow / outflow port through which solid particles flow in and / or out. In this case, the introduction and discharge of the consumable solid particles can be easily performed, and the replacement operation can be easily performed.
[0021]
In the analyzer according to the first aspect of the invention, it is preferable to provide an inflow-side dam portion for blocking the solid particles and passing the liquid upstream of the liquid inlet. As a structure capable of preventing such outflow of solid particles, the same configuration as that of the on-off valve or the outflow side weir portion can be adopted.
[0022]
Further, it is preferable that a measurement chamber for optically analyzing the liquid flowing out from the liquid outlet through the outflow-side weir is provided downstream of the outflow-side weir. By providing the measurement chamber, the color reagent solution can be separated from the solid particles and subjected to optical analysis.
[0023]
The second invention of the present invention is an analysis method using the analysis device, wherein the measurement target component in the sample liquid or a complex obtained by immobilizing the component is immobilized on the solid particles, and the immobilized measurement object is This is an analysis method characterized by optically analyzing a component or a complex.
[0024]
The third invention of the present invention is an analysis method using the analysis device, wherein the measurement target component in a sample liquid or a complex obtained by complexing the same is fixed to the solid particles, and the immobilized measurement target is An analysis method comprising reacting a component or a complex with a color-forming reagent solution, and subjecting the color-forming reagent solution thus formed to light analysis.
[0025]
According to the analysis methods of the second and third inventions, the analysis can be performed accurately and quickly because the analysis device of the first invention is used.
[0026]
In the analysis method of the third invention, it is possible to use the analyzer of the present invention provided with a measurement chamber for optically analyzing the liquid flowing out from the liquid outlet through the outflow weir downstream of the outflow weir. preferable. That is, the fourth invention of the present invention is an analysis method using the analyzer of the present invention provided with the above-mentioned measurement chamber, wherein a solid component is used to fix a component to be measured in a sample solution or a complex obtained by complexing the same. And reacting the component or complex to be measured immobilized on the solid particles with a color reagent solution, and the color reagent solution colored thereby is subjected to optical analysis in the measurement chamber. . According to the analysis method of the fourth aspect, by performing optical analysis in the measurement chamber, measurement can be performed without being hindered by solid particles.
[0027]
In the analysis methods of the second to fourth inventions, the light analysis is preferably a fluorescence analysis, a chemiluminescence analysis, an absorption analysis, or a reflection analysis.
[0028]
In the analysis methods of the second to fourth inventions, it is preferable that the component to be measured is a dioxin. In this case, dioxins or a complex thereof can be immobilized on solid particles and measured.
Here, the dioxins refer to dibenzoparadioxane substituted with 4 to 8 chlorine atoms and dibenzofuran substituted with 4 to 8 chlorine atoms.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that this embodiment is for explaining the gist of the present invention, and does not limit the present invention unless otherwise limited.
[0030]
1 and 2 show an embodiment of the analyzer of the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. Similarly, FIG. 3B is a cross-sectional view of a main part including a line BB, and FIG. 3C is a cross-sectional view of a main part including a line CC.
[0031]
As shown in FIG. 2, the analyzer 1 of the present embodiment has a schematic configuration in which a lid 3 is laminated on a substantially flat plate-shaped substrate 2 and these are integrated by anodic bonding. It has a plate shape.
[0032]
As the substrate 2, a flat plate made of silicon or quartz glass is used, and a silicon substrate is preferably used.
As a material of the lid 3, Pyrex (registered trademark) glass or quartz glass is used, and preferably, Pyrex glass is used.
Here, a combination using a silicon base material as the substrate 2 and Pyrex glass as the lid 3 is preferable because it can be easily integrated by anodic bonding.
[0033]
The substrate 2 is subjected to etching to form a plurality of linear grooves. That is, as shown in FIG. 1, a groove having a rectangular cross section is formed in a linear shape to form a reaction chamber 4, and a large number of solid particles P are accommodated therein. On the upstream side of the reaction chamber 4, a linear groove having a rectangular cross section is formed continuously obliquely and forms a solid particle channel 21. The space between the reaction chamber 4 and the solid particle flow path 21 is the solid particle inflow / outflow port 11 of the reaction chamber 4. On the downstream side of the reaction chamber 4, an outflow-side weir portion 5 is provided linearly and continuously. As shown in FIG. 3B, the outlet side weir portion 5 has a depth substantially equal to the depth d of the reaction chamber 4 and each width is smaller than the diameter of the solid particles P along the flow direction. A number of slits having a rectangular cross section are formed substantially uniformly over the entire width w of the reaction chamber 4. The space between the reaction chamber 4 and the outflow-side weir 5 is a liquid outlet 13 of the reaction chamber 4. On the downstream side of the outflow side weir section 5, a linear rectangular groove having substantially the same cross section as that of the reaction chamber 4 is formed to form a measurement chamber 6. Further, a thin rectangular groove is formed so as to be connected to the downstream end of the measurement chamber 6 and serves as a liquid discharge path 23.
On the other hand, on the upstream side of the reaction chamber 4, an inflow-side weir 7 is provided obliquely and continuously. The space between the reaction chamber 4 and the inflow-side weir 7 is the liquid inlet 12 of the reaction chamber 4. The inflow-side weir 7 has a depth substantially equal to the depth d of the reaction chamber 4 along the flow direction, and each width is smaller than the diameter of the solid particles P, similarly to the outflow-side weir 5. Many slits having a certain rectangular cross section are formed. Further, a groove having a rectangular cross section is formed in a thin line shape continuously and linearly on the upstream side of the inflow-side weir portion 7 to form a liquid inflow path 22. The cross section of the liquid flow path 22 is substantially the same as the cross section of the inflow side weir portion 7.
[0034]
As shown in FIG. 2, the lid 3 is formed with holes 31a, 32a, 33a penetrating from the front surface to the rear surface. The hole 31a communicates with the upstream end 21a of the solid particle flow path 21 of the substrate 2, the hole 32a communicates with the upstream end 22a of the liquid inflow passage 22, and the hole 33a communicates with the downstream end 23b of the liquid discharge passage 23.
[0035]
On the hole 31a of the lid 3, a glass fiber tube joint 31b for pipe connection is adhered to form a solid particle introduction / discharge port 31 communicating with the upstream end 21a of the solid particle flow path 21. Similarly, glass fiber tube joints 32b and 33b are bonded to the holes 32a and 33a, respectively, to form a liquid inlet 32 and a liquid outlet 33.
[0036]
The thickness of the substrate 2 is preferably about 200 to 1000 μm, and more preferably about 400 to 500 μm. The thickness of the lid 3 is preferably 200 to 1000 μm, and more preferably about 400 to 500 μm.
The width w of the reaction chamber 4 and the measurement chamber 6 is preferably 50 to 2000 μm, and more preferably 500 to 1000 μm. The depth d of the reaction chamber 4 and the measurement chamber 6 is preferably 10 to 500 μm, more preferably 40 to 150 μm. The width of the solid particle flow path 21, the liquid inflow path 22, and the liquid discharge path 23 is preferably 50 to 2000 μm, and more preferably 500 to 1000 μm. If the width w and / or the depth d and / or the width of each channel is larger than the above range, the required amounts of the sample solution and the reagent solution increase, and the effect of micronization decreases, which is not preferable. Further, if the width w and / or the depth d and / or the width of each channel is smaller than the above range, the amount of the stored solid particles decreases, and the surface area of the reaction solid phase decreases, which is not preferable.
[0037]
The slit width of the outflow-side weir portion 5 and the inflow-side weir portion 7 only needs to be smaller than the diameter of the solid particles used as the reaction solid phase, and this structure can prevent outflow of the solid particles.
The lengths of the outflow-side weir 5 and the inflow-side weir 7 are arbitrary, but are preferably 0.5 to 5 mm, and more preferably 1 to 2 mm.
[0038]
The outer shape of the analyzer 1 of the present embodiment is, for example, a plate having a size of 3.0 cm × 1.8 cm × 1.0 mm in thickness. However, the shape and dimensions are not limited thereto, and are arbitrary. It may be a flexible film (including a sheet, a ribbon, etc .; the same applies hereinafter), a tube, a molded article having a complicated shape, and the like. However, it is preferably in the form of a plate from the viewpoint of ease of molding.
[0039]
As the solid particles P used in the present invention, known ones can be used, but a reagent for immobilizing the measurement target component in the sample solution or the complex obtained by complexing the measurement target component on the solid particles is used. It is preferable that the surface of the solid particles is coated in advance. For example, it is preferable to use one having a reaction reagent such as avidin immobilized on the surface. The diameter of the solid particles is preferably 10 to 1000 μm, more preferably 10 to 100 μm. If it is larger than 1000 μm, the surface area of the reaction solid phase is insufficient, and if it is smaller than 10 μm, it becomes difficult to manufacture a weir for damping the solid particles, and the weir can be sufficiently dammed. This is because beads may flow out of the device.
[0040]
Next, a method for manufacturing the analyzer 1 of the present embodiment will be described.
First, grooves (for example, width) to become the reaction chamber 4, the measurement chamber 6, the solid particle flow path 21, the liquid inflow path 22, and the liquid discharge path 23 by ICP etching are formed on a silicon substrate 2 (for example, 470 μm thick). A slit having the same depth as the depth of the reaction chamber is formed along the flow direction at a portion to be the outlet weir 5 and the inlet weir 7.
[0041]
On the other hand, a lid 3 made of Pyrex glass (for example, having a thickness of 500 μm) having the same planar shape as the substrate 2 is subjected to a process of forming a hole penetrating from the front surface to the back surface. That is, when the substrate 2 and the lid 3 are stacked, the hole 31a is provided at a position corresponding to the upstream end 21a of the solid particle flow path 21 and the hole 32a is provided at a position corresponding to the upstream end 22a of the liquid inflow passage 22. Holes 33a are formed by sandblasting at positions corresponding to the downstream end 23b of the discharge path 23, respectively. The glass fiber tube joints 31b, 32b, 33b are joined onto the holes 31a, 32a, 33a, respectively.
[0042]
Finally, the substrate 2 and the lid 3 which have been separately processed as described above are laminated and integrated by anodic bonding. Thereby, the reaction chamber 4, the outflow-side weir 5, the measurement chamber 6, the inflow-side weir 7, the solid particle flow path 21, the liquid inflow path 22, and the liquid discharge path 23 are respectively formed. Further, the solid particle introduction / exit port 31 communicating with the upstream end 21 a of the solid particle flow path 21, the liquid injection port 32 communicating with the upstream end 22 a of the liquid inflow path 22, and the liquid discharge port communicating with the downstream end 23 b of the liquid discharge path 23. An outlet 33 is formed. The analyzer 1 is manufactured as described above.
[0043]
Next, an analysis method using the analyzer 1 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 shows an embodiment of an analysis system suitably used in the analysis method of the present invention.
[0044]
The analysis system 100 according to the present embodiment includes an analyzer 1, a solid particle introduction / discharge unit 40 connected to the solid particle introduction / exhaust port 31 of the analyzer 1, and a liquid introduction port connected to the liquid inlet 32 of the analyzer 1. A light analyzing means 60 for optically analyzing a reaction chamber or a measurement chamber of the analyzer 1; and a washing means 70 connected to the liquid outlet 33 of the analyzer 1. The other means are connected by a pipe capable of sending a liquid.
[0045]
The solid particle introduction / discharge means 40 includes a solid particle introduction means 41 and a solid particle discharge tank 42, each of which is connected to a switching valve 43, and the solid particle introduction / discharge of the analyzer 1 via the switching valve 43. It is connected to the outlet 31.
[0046]
The liquid introduction unit 50 includes a sample introduction unit 51, a reagent introduction unit 52, a carrier liquid tank 53, and a liquid mixing and liquid sending unit 54. The sample introducing means 51, the reagent introducing means 52, and the carrier liquid tank 53 are connected to the liquid mixing / liquid sending means 54, and are connected to the liquid inlet 32 of the analyzer 1 via the switching valve 55 from the liquid mixing / liquid sending means 54. Have been. A plurality of reagent introducing means 52 are provided for each reagent to be used, such as 52a, 52b, 53c, and each is connected to the liquid mixing and liquid sending means 54. The number of the reagent introducing means 52 may be one, or plural, and in the case of plural, four or more.
[0047]
The optical analysis means 60 performs optical analysis of the measurement target component or the complex immobilized on the solid particles in the reaction chamber 4 of the analyzer 1, measures the color reagent solution in the reaction chamber 4, or 6 is installed so that the color reagent solution in 6 can be measured. Although any means can be used as the light analysis means, it is preferable to use means in which the light analysis is fluorescence analysis, chemiluminescence analysis, absorption analysis, or reflection light analysis.
[0048]
The cleaning means 70 includes a cleaning liquid introduction means 71 and a waste liquid tank 72. The cleaning liquid introducing means 71 is connected to the liquid outlet 33 of the analyzer 1 via the switching valve 73 via the switching valve 74. The waste liquid tank 72 is connected to a switching valve 74. The switching valve 73 and the switching valve 55 are connected by a pipe.
[0049]
Next, a first embodiment of an analysis method using the analysis system 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, solid particles P serving as a reaction solid phase are stored in a reaction chamber 4 in the analyzer 1. For this purpose, the solid particles P are stored in the solid particle introduction means 41 in advance. Then, first, the switching valve 43 is switched in a direction to be connected to the solid particle introduction means 41, and then the solid particles P are introduced from the solid particle introduction means 41 to the solid particle introduction / exhaust port 31 of the analyzer 1. The solid particles P introduced into the solid particle introduction / exhaust port 31 are introduced into the reaction chamber 4 from the solid particle inflow / outflow port 11 through the solid particle flow path 21 and stored therein. At this time, the outflow weir 5 is provided downstream of the liquid outlet 13 of the reaction chamber 4 and the inflow weir 7 is provided upstream of the liquid inlet 12, so that solid particles flow out of the reaction chamber 4. Can be prevented.
[0050]
Next, the sample solution and the reagent solution are introduced into the reaction chamber 4. For this purpose, a sample liquid is previously arranged in the sample introduction means 51, a reagent liquid is arranged in the reagent introduction means 52, and a carrier liquid such as water is arranged in the carrier liquid tank 53 in advance. At this time, the coloring reagent among the reagents is arranged in the reagent introducing means 52c. Then, first, the liquid mixing / liquid sending means 54 and the liquid inlet 32 are connected by the switching valve 55, and then the liquid mixing / liquid sending means 54 is operated to flow the carrier liquid. The sample liquid is injected into 54. Thereby, the sample liquid is introduced into the reaction chamber 4 together with the carrier liquid through the switching valve 55, the liquid inlet 32, the liquid inflow path 22, and the upstream weir section 7. Similarly, the reagent liquid is injected from the reagent introducing means 52a and 52b into the liquid mixing and feeding means 54, and is introduced into the reaction chamber 4 together with the carrier liquid.
[0051]
At this time, the order in which the sample solution and the reagent solution are introduced into the reaction chamber 4 may be arbitrary, but is preferably an order according to the component to be measured in the sample and the reaction mechanism for its analysis. Further, the sample liquid and the reagent liquid can be mixed by the liquid mixing / liquid sending means 54 to be introduced into the reaction chamber 4 as a sample reagent mixed liquid. The reagent liquid is selected according to the component to be measured in the sample and the reaction for its analysis, and may be one type or a plurality.
The sample liquid and the reagent liquid introduced into the reaction chamber 4 may pass through the reaction chamber 4 as they are, and may be discharged to the waste liquid tank 74 via the liquid discharge port 33 and the switching valve 74. If necessary, the reaction is performed by stopping the outflow of the liquid for a predetermined time, or the reaction is performed by adjusting the flow rate of the liquid mixing and feeding means 54.
[0052]
When a sample solution and a reagent solution are sequentially introduced, it is preferable to wash the inside of the reaction chamber 4 each time each reaction is completed. This is because by washing, the excess sample solution and reagent solution can be removed, preventing the next reaction from being hindered, and ensuring the quantitativeness.
The cleaning operation can be performed by introducing only the carrier from the carrier liquid tank 53 into the reaction chamber as described above and flowing out from the liquid outlet 13, or the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid introduction means 71 to the switching valve 73, The cleaning may be performed by introducing the liquid into the analyzer 1 through the liquid inlet 32 through the liquid inlet 55 and flowing out to the waste liquid tank 72 through the liquid outlet 33 and the switching valve 74. As the washing solution, pure water, a phosphate buffer, a Tris buffer and the like are preferably used, and pure water is particularly preferably used.
[0053]
The measurement target component in the sample liquid introduced into the reaction chamber 4 as described above reacts with the reagent previously coated on the solid particles, and is immobilized on the solid particles. Alternatively, after being immobilized, it subsequently reacts with the reagent in the reagent solution to form a complex on the solid particles. Alternatively, a complex is formed in a state where the sample solution and the reagent solution are mixed, and the complex is immobilized on the solid particles. Furthermore, after the reagent in the reagent liquid is first immobilized on the solid particles, the reagent may react with the component to be measured in the sample liquid to form a complex on the solid particles. That is, by selecting a reaction suitable for the component to be measured in the sample liquid and using a reagent suitable for the reaction, the component to be measured or a complex obtained by complexing the component is immobilized on the solid particles. .
[0054]
Next, the coloring reagent is introduced into the reaction chamber 4 from the reagent introducing means 52c in the same manner as described above. The introduced color reagent reacts with the component to be measured immobilized on the solid particles or the complex obtained by complexing the component, and the component to be measured changes to have a color or a complex having a color. To form In the present embodiment, the coloring reagent is introduced last, but depending on the component to be measured, the coloring reagent may be introduced before the sample liquid or other reagent liquid.
[0055]
As described above, the color of the component to be measured or the complex of the component to be measured, which is immobilized on the solid particles accommodated in the reaction chamber 4, is analyzed by the optical analyzer 60.
[0056]
Next, after the analysis, the solid particles stored in the reaction chamber are discharged. To discharge the solid particles, first, the switching valve 43 is connected to the solid particle discharging tank 42, and then the cleaning liquid is introduced from the cleaning liquid introducing means 71 to the analyzer 1 through the switching valves 73 and 74, and the back cleaning is performed. Do. The washing liquid introduced into the reaction chamber 4 flushes out the solid particles. At this time, since the outflow-side weir 5 and the inflow-side weir 7 are provided, the flushed-out solid particles flow into the solid particle inflow / outflow path. 11 to the solid particle channel 21. By continuing the flow of the cleaning liquid, the solid particles are discharged from the solid particle introduction / exhaust port 31 to the outside of the analyzer 1, and stored in the solid particle discharge tank 42 via the switching valve 43.
Although the solid particles can be used repeatedly, it is preferable to replace them each time the analysis is completed. The use of the analysis system 100 of the present embodiment makes it possible to easily exchange solid particles.
[0057]
Finally, the inside of the analyzer 1 is washed. For this purpose, the cleaning liquid is introduced from the cleaning liquid introduction means 71 through the switching valves 73 and 55, through the liquid inlet 32 into the analyzer 1, and flows out into the waste liquid tank 72 through the liquid outlet 33 and the switching valve 74. Washing is performed by
[0058]
Next, a second embodiment of the analysis method using the analysis system 100 will be described.
In the analysis method of the present embodiment, the coloring reagent used for the reaction is different from the case of the analysis method of the first embodiment. Other items not particularly described below are performed in the same manner as in the analysis method of the first embodiment.
[0059]
That is, in the analysis method of the present embodiment, when the immobilized component to be measured or the complex thereof is reacted with the coloring reagent solution, a reaction mechanism and a coloring reagent are selected such that the coloring reagent solution is colored. Used. Such a coloring reagent solution is disposed in advance in the reagent introducing means 52c, introduced into the reaction chamber 4, and reacted with the immobilized component to be measured or a complex of the component. Next, the color reagent solution thus developed is subjected to optical analysis in the reaction chamber 4 by the optical analyzer 60.
[0060]
Next, a third embodiment of the analysis method using the analysis system 100 will be described.
The analysis method of the present embodiment is different from the analysis method of the first embodiment in that the color reagent used for the reaction and the color reagent solution in the measurement chamber 6 are subjected to light analysis.
Other items not particularly described below are performed in the same manner as in the analysis method of the first embodiment.
[0061]
In the analysis method of the present embodiment, similarly to the analysis method of the second embodiment, when the immobilized measurement target component or the complex obtained by reacting the immobilized measurement target component and the color reagent solution reacts, the color reagent solution is colored. In addition, a reaction mechanism and a coloring reagent are selected and used. Such a coloring reagent solution is disposed in advance in the reagent introducing means 52c, introduced into the reaction chamber 4, and reacted with the immobilized component to be measured or a complex of the component. Next, the color reagent solution that has developed color is caused to flow out of the liquid outlet 13 of the reaction chamber 4, introduced into the measurement chamber 6 through the outlet weir 5, and the color reagent solution is analyzed in the measurement chamber 6 by optical analysis means. Photoanalyze by 60.
[0062]
As described above, by providing the outflow-side weir portion 5 and the inflow-side weir portion 7 in the analyzer 1, the solid particles P can be prevented from flowing out of the reaction chamber 4. Further, by making the outflow-side weir portion 5 and the inflow-side weir portion 7 into a slit-like structure and making the depth of the slit the same as the depth of the reaction chamber 4, the sample liquid, the reagent liquid, It is possible to prevent the washing water from staying. Therefore, in the analysis method using the analyzer 1, it is possible to prevent variations in the reaction on the solid particles, and to sufficiently perform the washing, so that accurate analysis of the component to be measured can be performed. it can.
Further, the solid particles P can be easily exchanged by providing the solid particle inflow / outflow port 11.
Such an analyzer and analysis method can be adapted to various analyzes using solid particles P as a reaction solid phase, and can be suitably used particularly for a bioassay using an immune reaction or the like.
[0063]
In the present embodiment, the outflow-side weir portion 5 employs a slit-like structure formed in the depth direction along the flow direction, but can block the solid particles P and allow the liquid to pass therethrough. It is not limited to this as long as it has a plurality of openings, and any one can be used. For example, a slit formed in the horizontal direction along the flow direction, a structure provided with a plurality of pores along the flow direction, a net-like structure, or the like may be employed. In any case, it is preferable that the plurality of openings are uniformly provided to face the entire surface of the liquid outlet 13 of the reaction chamber 4.
As the inflow-side weir 7, an opening / closing valve, a structure in which the depth of the weir is smaller than the diameter of the solid particles P, or the like can be adopted, but it is the same structure as the outflow-side weir. preferable.
[0064]
Further, in the present embodiment, the inflow-side weir 7 is provided on the upstream side of the liquid inflow port 12, and one liquid inflow path 22 and one liquid inflow port 32 are further provided on the upstream side. A plurality of liquid inlets 32 may be provided. A flow path and a discharge port for discharging the cleaning liquid discharged by the reverse cleaning may be separately provided.
Similarly, one solid particle channel 21 and one solid particle inlet / outlet 31 are provided, but a plurality of solid particle inlets / outlets 31 may be provided. A channel and an inlet for introducing the solid particles and a channel and an outlet for discharging the solid particles may be separately provided.
Further, one liquid discharge path and one liquid discharge port are provided in the downstream part of the reaction chamber, but a plurality of liquid discharge paths and liquid discharge ports may be provided. An inlet and an introduction path for the cleaning liquid may be separately provided.
[0065]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
In this example, dioxins were measured using the analyzer 1 and the analysis system 100 including the same. As a measurement method, an Ah immunoassay, which is a kind of immunoassay, was employed. Prior to the description of each example, an outline of the Ah immunoassay will be described.
[0066]
In the mechanism of dioxin toxicity expression, Ah receptor and a protein called Ah Receptor Nuclear Translocator (hereinafter referred to as ARNT) are involved. Dioxins bind and deform with the Ah receptor and ARNT to form a complex. This complex has the property of binding to a DNA fragment having a site that binds to the Ah receptor (hereinafter referred to as DRE). The DRE is to be immobilized on the solid particles coated with avidin, and the injected dioxins will be immobilized via the Ah receptor. Subsequently, a primary antibody that specifically reacts with the complex and a secondary antibody that causes a color reaction are added and bound. Further, when a coloring reagent is added, color development occurs according to the amount of dioxins bound to the Ah receptor, and the color development is analyzed by light.
[0067]
(Example 1)
In this example, an aqueous solution containing 1 pg of benz-a-pyrene (Benzo (a) pyrene) was used as a sample solution. Benz-a-pyrene is an alternative to dioxins measurement.
The analyzer 1 used in the present example has a plate shape with an outer shape of 3.5 cm in length, 1.8 cm in width and 1.0 mm in thickness, and the width of the reaction chamber 4 is 1000 μm and the depth is 100 μm. An analyzer having 20 slits with a width of 30 μm in the outflow-side weir 5 was used.
The analysis was performed according to the following procedure. The time required for each step is shown in parentheses.
(1) Into the reaction chamber 4 of the analyzer 1, 5,000 solid particles having a surface coated with avidin (manufactured by Showa Denko KK, particle diameter: 40 μm, material: polystyrene) were introduced. (1 minute)
(2) The sample solution, the Ah receptor, ARNT, and DRE were introduced into the reaction chamber 4 to form a complex and bind to avidin. (6 minutes)
(3) The excess reagent was washed. (5 minutes)
(4) As a primary antibody, 10 μg / ml of AB1 antibody (manufactured by Kubota, trade name: Ah immunoassay kit) was introduced into 5 μl reaction chamber 4. (3 minutes)
(5) Excess primary antibody was washed. (5 minutes)
(6) 10 μg / ml of peroxidase (hereinafter referred to as HRP) (trade name: Ah immunoassay kit, manufactured by Kubota Corporation) was introduced into 5 μl reaction chamber 4 as a secondary antibody. (2 minutes)
(7) Excess secondary antibody was washed. (5 minutes)
(8) 10 of Tyramide (manufactured by Molecular Probes Inc., trade name: Amplex Red) as a coloring reagent ^-7 M was introduced into 5 μl of reaction chamber 4, and the complex of dioxins immobilized on the surface of the solid particles was developed. Then, the surface of the solid particles was irradiated with a fluorescence excitation laser using an argon laser device manufactured by Lassos, and the fluorescence was measured. (3 minutes)
As a result of the analysis as described above, the output of the photomultiplier used for detection was 2 mV at the zero point, whereas the output of the sample liquid was 8.0 mV.
The total time required for the analysis was 30 minutes, which was 10 times shorter than the conventional analysis using a commercially available kit, which required 6 hours.
[0068]
(Example 2)
In this example, measurement was carried out in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution containing 1 pg of fluoranthene (Benzo (b) fluoranthene) was used as a sample liquid as a measurement substitute substance for dioxins. As the output of the photomultiplier used for the detection, the zero point was 2 mV, whereas the output of the sample liquid was 7.2 mV.
[0069]
(Example 3)
In this example, the measurement was carried out in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution containing 1 pg of α-naphthoflavone was used as a sample liquid as a measurement substitute substance for dioxins. As the output of the photomultiplier used for detection, the zero point was 2 mV, whereas the output of the sample liquid was 7.8 mV.
[0070]
(Example 4)
In this example, an aqueous solution containing 1 pg of benz-a-pyrene (Benzo (a) pyrene) was used as a sample solution. As the analyzer 1, the same one as in Example 1 was used.
The analysis was performed according to the following procedure. The time required for each step is shown in parentheses.
(1) Into the reaction chamber 4 of the analyzer 1, 5,000 solid particles having a surface coated with avidin (manufactured by Showa Denko KK, particle diameter: 40 μm, material: polystyrene) were introduced. (1 minute)
(2) The sample solution, the Ah receptor, ARNT, and DRE were introduced into the reaction chamber 4 to form a complex and bind to avidin. (6 minutes)
(3) The excess reagent was washed. (5 minutes)
(4) As a primary antibody, 10 μg / ml of AB1 antibody (manufactured by Kubota, trade name: Ah immunoassay kit) was introduced into 5 μl reaction chamber 4. (3 minutes)
(5) Excess primary antibody was washed. (5 minutes)
(6) As a secondary antibody, 10 μg / ml of alkaline phosphatase (hereinafter referred to as ALP) (trade name: Ah immunoassay kit, manufactured by Kubota Corporation) was introduced into 5 μl reaction chamber 4. (2 minutes)
(7) Excess secondary antibody was washed. (5 minutes)
(8) 10 parts of fluorescein phosphate (hereinafter referred to as FDP) (manufactured by Kanto Chemical Co., trade name: fluorescence detection kit) as a coloring reagent ^-7 M was introduced into reaction chamber 4 (5 μl). ALP immobilized as a complex with dioxins on the solid particles hydrolyzes FDP, which is a coloring reagent, to form a coloring reagent solution. The developed color reagent solution was flowed out of the reaction chamber 4 and irradiated with a fluorescence excitation laser in the measurement chamber 6 to measure the fluorescence. (3 minutes)
As a result of the analysis as described above, the output of the photomultiplier used for the detection was 2.0 mV at the zero point, whereas the output of the sample liquid was 7.2 mV.
The total time required for the analysis was 30 minutes, which was 10 times shorter than the conventional analysis using a commercially available kit, which required 6 hours.
[0071]
(Example 5)
In this example, measurement was carried out in the same manner as in Example 4, except that an aqueous solution containing 1 pg of fluoranthene (Benzo (b) fluoroanthene) was used as a sample liquid as a measurement alternative substance for dioxins. As for the output of the photomultiplier used for detection, the zero point was 2.0 mV, whereas the output of the sample liquid was 7.4 mV.
[0072]
(Example 6)
In this example, measurement was carried out in the same manner as in Example 4, except that an aqueous solution containing 1 pg of α-naphthoflavone was used as a sample liquid as a measurement substitute substance for dioxins. As the output of the photomultiplier used for the detection, the zero point was 2.0 mV, whereas the output of the sample liquid was 7.3 mV.
[0073]
As shown in Examples 1 to 6, it was possible to detect with high sensitivity when performing optical analysis in any of the reaction chamber 4 and the measurement chamber 6. In addition, the analysis time was significantly reduced as compared with the conventional kit.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the analysis device and the analysis method of the present invention, it is possible to prevent solid particles as a reaction solid phase from flowing out of the reaction chamber, and to perform the reaction in the reaction chamber and measurement of the component to be measured. It can be done efficiently. Further, liquids such as a sample liquid, a reagent liquid, and washing water can be effectively prevented from staying on the bottom surface of the reaction chamber, and a component to be measured can be accurately analyzed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of an embodiment of an analyzer according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded schematic view of the analyzer shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of the analyzer shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of an analysis system using the analyzer according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic plan view of the analyzer shown in Non-Patent Document 1.
FIG. 6 is a sectional view of a main part of the analyzer shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 analyzer
2 Substrate
3 lid
4 Reaction chamber
5 Outflow weir
6 Measurement room
7 Inlet weir
21 Solid particle channel
22 Liquid flow path
23 Liquid discharge path
31 Solid particle inlet / outlet
32 liquid inlet
33 Liquid outlet
100 analysis system
40 means for introducing and discharging solid particles
50 Liquid introduction means
60 Optical analysis means
70 Cleaning means

Claims

An analyzer having a liquid inlet and a liquid outlet, and having a reaction chamber for storing solid particles therein, provided on the downstream side of the liquid outlet, an outflow-side dam portion for blocking the solid particles, An analysis apparatus, wherein the outflow side weir has a plurality of openings through which a liquid passes.

2. The analyzer according to claim 1, wherein the plurality of openings of the outflow-side weir are slits formed in a depth direction along a flow direction. 3.

The analyzer according to claim 2, wherein the depth of the slit is substantially the same as the depth of the reaction chamber.

The analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the reaction chamber is provided with a solid particle inflow / outflow port through which solid particles flow in and / or out.

The analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein an inflow-side weir portion for blocking the solid particles and passing the liquid is provided upstream of the liquid inlet.

6. A measuring chamber for optically analyzing a liquid flowing out from the liquid outlet through the outlet side weir on the downstream side of the outlet side weir, according to any one of claims 1 to 5, wherein The analysis device as described.

7. An analysis method using the analyzer according to claim 1, wherein a component to be measured in a sample solution or a complex obtained by immobilizing the component is immobilized on the solid particles, and the immobilized measurement is performed. An analysis method, wherein a target component or a complex is subjected to optical analysis.

7. An analysis method using the analyzer according to claim 1, wherein a component to be measured in a sample solution or a complex obtained by immobilizing the component is immobilized on the solid particles, and the immobilized measurement is performed. An analysis method, comprising reacting a target component or a complex with a coloring reagent solution, and subjecting the coloring reagent solution that has developed color to light analysis.

7. An analysis method using the analysis device according to claim 6, wherein a measurement target component in a sample solution or a complex obtained by complexing the measurement target component in a sample liquid is fixed to the solid particles, and the measurement target component is fixed to the solid particles. Alternatively, the analysis method comprises reacting the complex with a color-forming reagent solution, and subjecting the color-forming reagent solution that has developed color to light analysis in the measurement chamber.

10. The analysis method according to claim 7, wherein the light analysis is a fluorescence analysis, a chemiluminescence analysis, an absorption analysis, or a reflection light analysis.

The analysis method according to any one of claims 7 to 10, wherein the component to be measured is a dioxin.