JP2004163104A - Minute quantity liquid scaling structure and microchip having the same - Google Patents
Minute quantity liquid scaling structure and microchip having the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004163104A JP2004163104A JP2002302692A JP2002302692A JP2004163104A JP 2004163104 A JP2004163104 A JP 2004163104A JP 2002302692 A JP2002302692 A JP 2002302692A JP 2002302692 A JP2002302692 A JP 2002302692A JP 2004163104 A JP2004163104 A JP 2004163104A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- channel
- liquid
- weighing
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 310
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 131
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 84
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 53
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 claims description 47
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 40
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 39
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 33
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 25
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 25
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 6
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000012149 elution buffer Substances 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 238000012929 ultra trace analysis Methods 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 30
- 108700040099 Xylose isomerases Proteins 0.000 description 19
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 14
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 13
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 4
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 4
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 4
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 108010046301 glucose peroxidase Proteins 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- RLFWWDJHLFCNIJ-UHFFFAOYSA-N 4-aminoantipyrine Chemical compound CN1C(C)=C(N)C(=O)N1C1=CC=CC=C1 RLFWWDJHLFCNIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007987 MES buffer Substances 0.000 description 2
- 229920002594 Polyethylene Glycol 8000 Polymers 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091005461 Nucleic proteins Proteins 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 102000020006 aldose 1-epimerase Human genes 0.000 description 1
- 108091022872 aldose 1-epimerase Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- GZGREZWGCWVAEE-UHFFFAOYSA-N chloro-dimethyl-octadecylsilane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](C)(C)Cl GZGREZWGCWVAEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 238000004226 microchip electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は微量液体秤取構造に関する。さらに詳細には、本発明は各種サンプルを用いた分析や化学反応を行う際などに用いるのに好適な微量液体秤取構造及び該構造を基板内に有するマイクロチップに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気泳動やクロマトグラフィーなどにより分析を行うための各種装置が知られており、こうした装置においては、使用するサンプルなどの液体を定量的に秤取することにより、正確な分析結果を得ることができるものである。
【0003】
このため、こうした電気泳動やクロマトグラフィーなどに用いられる各種装置において、サンプルなどの液体を定量的に秤取するための手法が各種提案されている。例えば、特許文献1には、マイクロチップ電気泳動装置が記載されており、また、特許文献2には流体物質混合物の電気泳動分離のための装置及び方法が記載されている。しかし、これら従来技術のいずれの方法においても実際に分析に必要な量以上のサンプルが必要になってしまい、サンプルのデッドボリュームを減らすことができないという問題があった。
【0004】
さらに、微量なサンプルなどの液体を用いた化学反応や分析においては、微小なチップにより構成されるマイクロチップが用いられることがある。こうしたマイクロチップを用いる場合にも、使用するサンプルなどの液体を定量的に秤取することにより、正確な結果が得られるものであるが、マイクロチップを用いた分析においては、取り扱うサンプルなどの液体の体積が極めて小さいために、液体を定量的に秤取することが難しく、そのための各種複雑な構成が必要となり、その構成を扱うための操作が煩雑になるという問題点があった。
【0005】
一方,従来,タンパク質の結晶化の方法として,バッチ法,透析法,蒸気拡散法,ゲル法などが知られていた。しかし,これらの方法は,いずれも大量のタンパク質を必要とするという問題を有し,特に結晶化条件が未知のタンパク質の結晶化条件を探索する際には,膨大なタンパク質を必要とするという問題を有していた。
【0006】
また,使用するタンパク質の量を減らすために,インクジェット(例えば、非特許文献1参照)あるいはエレクトロスプレー(例えば、特許文献3参照)などでタンパク質溶液を分注し,タンパク質の結晶化条件を探索する試みが知られていた。しかし,この方法では,液滴が空気中に露出しているため,液滴が蒸発し,乾固あるいは濃縮が起こるという問題を有していた。
【0007】
さらに,マイクロチャネルデバイスを用いて,層流中で結晶を生成させる試み(例えば、特許文献4参照)あるいは温度制御を厳密に行って結晶を得る試み(例えば、非特許文献2参照)が知られていた。しかし,この方法では,反応場は微小で反応制御にも優れているが,タンパク質溶液の結晶化部位までの導入方法が,従来の手段と同様であり,デッドボリュームの割合が極めて大きいという問題を有していた。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−148628号公報(図1及び図2参照)
【特許文献2】
特開平7−198680号公報(図1及び図2参照)
【特許文献3】
国際公開第WO01/92293号パンフレット
【特許文献4】
米国特許第6409832号明細書
【非特許文献1】
「ジャーナル・オブ・アップライド・クリスタログラフィー」(Journal of Applied Crystallography )(2002),35,p.278−281
【非特許文献2】
「アナリティカル・ケミストリー(Analytical Chemistry)」(2002),74,p.3505−3510
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、単純な構成により、簡単な操作のみで微量な液体を定量的に秤取することができるようにした微量液体秤取構造を提供することである。
【0010】
また、本発明の別の目的は、定量的な液体の扱いが必要とされる各種装置において、サンプルのデッドボリュームを減らすことができるとともに、装置全体の省スペース化と低コスト化とを実現することができるようにした微量液体秤取構造を提供することである。
【0011】
【問題を解決するための手段】
前記課題は本発明の微量液体秤取構造により解決される。本発明の微量液体秤取構造は、液体の表面張力に着目し、液体が流路に対して起こす毛細管現象(毛管斥力)を利用してなされたものである。
【0012】
本発明による微量液体秤取構造の第1の実施態様によれば、それぞれ所定の方向に延長される第1の流路ならびに第2の流路と、前記第1の流路の流路壁に開口する第3の流路と、前記第2の流路の流路壁に開口して前記第3の流路の一端と前記第2の流路を連結し、濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質を有し他の3本の流路より細い第4の流路を有し、前記第1の流路に導入された液体が、前記第1の流路の流路壁において開口する前記第3の流路の開口部を介して前記第3の流路内に引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記液体を取り除き、前記第3の流路の容積に応じた体積の液体を秤取することを特徴とする。
【0013】
本発明による微量液体秤取構造の第2の実施態様によれば、それぞれ所定の方向に延長される第1の流路ならびに第2の流路と、前記第1の流路の流路壁に開口する第3の流路と、前記第2の流路の流路壁に開口して前記第3の流路の一端と前記第2の流路を連結し、濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質を有し他の3本の流路より細い第4の流路とを有し、前記第1の流路に導入された液体が、前記第1の流路の流路壁において開口する前記第3の流路の開口部を介して前記第3の流路内に引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記液体を取り除き、前記第3の流路の容積に応じた体積の液体を秤取する系を少なくとも2つ有し、前記第1の流路または前記第2の流路を共有することを特徴とする。
【0014】
本発明による微量液体秤取構造の第3の実施態様によれば、前記第3の流路に前記第4の流路が2つ以上接続している、あるいは、前記第4の流路が2つ以上に分岐していることを特徴とする。
【0015】
本発明による微量液体秤取構造の第4の実施態様によれば、前記第3およびこれに接続する第4の流路が複数組形成されていることを特徴とする。
【0016】
本発明による微量液体秤取構造の第5の実施態様によれば、前記第4の流路の流路壁に開口し、前記第4の流路より細いか同じ太さで、濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質を有する流路壁からなる第5の流路を更に有することを特徴とする。
【0017】
本発明による微量液体秤取構造の第6の実施態様によれば、前記第2の流路は、該流路の一部に、該流路の通常の流路幅よりも狭い流路幅を有する狭隘流路部分を有し、該狭隘流路部分は通常の流路幅部分よりも濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質を有することを特徴とする。
【0018】
本発明による微量液体秤取構造の第7の実施態様によれば、前記第3の流路の容積に応じた体積で秤取された液体を、前記第4の流路を介して前記第2の流路に流出させる流出手段を更に有することを特徴とする。
【0019】
本発明による微量液体秤取構造の第8の実施態様によれば、前記第4の流路の開口部近傍の前記第2の流路が液体で満たされている場合に、前記第3の流路の容積に応じた体積で秤取された液体を、前記第4の流路を介して前記第2の流路に流出させる流出手段を更に有することを特徴とする。
【0020】
本発明による微量液体秤取構造の第9の実施態様によれば、前記第1の流路、前記第2の流路、前記第3の流路、前記第4の流路及び前記第5の流路はそれぞれ、基板上に形成されたチャネルであることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による微量液体秤取構造の実施の形態を詳細に説明する。
【0022】
図1(a)、図1(b)及び図1(c)には、本発明の原理を説明するための概念説明図が示されている。4本の流路A(第1の流路)、流路B(第2の流路)、流路C(第3の流路)及び流路D(第4の流路)は、流路A、流路Bの間に流路Aの側から流路Bに向かって流路C、続いて流路Dが直列に橋渡しをするような構造を有する。流路Aを介して流路Cに液体を導入する。濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)流路壁を有する流路Dは他の流路より細いために、導入するためにより大きな力を必要とするため、適当な圧力を液体に付与すれば、流路Cと流路Dの境界面c2において、液体を停止させることができる(図1(a)および図1(b)参照)。
本明細書において、「濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質」とは、液体が流路Cに引き込まれた時に、そのままの圧力では流路Dを通過する事が出来ず、液体が停止する流路の性質を意味する。
【0023】
より詳細には、流路Aに液体100(図1における網掛け領域参照)を導入した場合、流路Aの流路壁aaにおいて開口する細い流路Cの開口部c1を介して、液体100を流路Cに導入することができる。流路Aおよび流路Cが濡れやすい(又は毛管引力の働きやすい)性質の流路壁を有する場合は、流路Aより流路Cを細くしておけば、液体100はより強い毛管引力により流路Aの流路壁aaに開口する流路Cの開口部c1を介して流路Cに自発的に引き込まれる。流路Aおよび流路Cが濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質の流路壁を有する場合は、流路Aの端面より液体100に適当な圧力を付与することにより流路Cに液体100を導入することができる(図1(b)参照)。
【0024】
この際、流路D(c2とd1の間の流路区間)の流路C側の端面c2まで到達した液体100は、濡れにくい流路壁を有する流路Dの毛管斥力によってせき止められ、流路Dに入り込むことはない。流路Cが濡れにくい流路壁の場合にも、流路Cの毛管斥力よりも流路Dの毛管斥力の方が強いため、流路Dに液体100が入り込むことはない(図1(b)参照)。
【0025】
続いて、流路A内に残留する液体100を、例えば、流路Aの両端部に適当な圧力差を生起させてより低圧側に移動させるなどし、流路A内の流路Cの開口部c1と接触しない位置に移動させるか又は流路A内から取り除く(図1(c)参照)。この際、流路C内の液体100は、通常、流路A内に戻って入り込むようなことはない(図1(c)参照)。その結果、流路C内の液体100の両端面たる端面100aと端面100bとが、流路Cの開口部c1ならびに流路Aに繋がる側の端面c2に位置するようになり、流路Cのc1とc2の区間の容積に応じた体積の液体の秤取が可能となる(図1(c)参照)。但し、液体の端面は、表面張力や接触角等の影響により開口部c1又はc2の端面にほぼ一致する程度で形成され、開口部c1又はc2の端面と正確に一致しないこともある。従って、流路Cのc1とc2の区間の容積に応じて秤取された液体の体積は、流路Cのc1とc2の区間の体積と正確に一致しないこともあり得る。
【0026】
さらに、流路C内に秤取された液体は、流路Aの圧力が流路Bの圧力より僅かに大きくなるように、両流路間に適当な圧力差を生起させるなどして、流路Dおよびその開口部d1を介して、流路B内に導入することは容易である。その結果、この液体を空気圧によって移送するなどして、反応あるいは分析の目的で利用することも可能である。
【0027】
本発明のうち請求項1に記載の発明は、それぞれ所定の方向に延長される第1の流路(流路A)ならびに第2の流路(流路B)と、上記第1の流路(流路A)の流路壁に開口する第3の流路(流路C)と、上記第2の流路(流路B)の流路壁に開口して上記第3の流路(流路C)の一端と上記第2の流路(流路B)を連結し、濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質を有し、他の3本の流路より細い第4の流路(流路D)とを有し、上記第1の流路に導入された液体が、上記第1の流路の流路壁において開口する上記第3の流路の開口部を介して上記第3の流路内に引き込まれた後、上記第1の流路に残存する上記液体を取り除き、上記第3の流路の容積に応じた体積の液体を秤取するようにしたものである。
【0028】
従って、本発明のうち請求項1に記載の発明によれば、第1の流路から第3の流路内に液体を導入することにより、第3の流路の容積に応じた体積の液体を秤取することができるので、単純な構成により、簡単な操作のみで液体を定量的に秤取することができるとともに、サンプルのデッドボリュームの低減と装置全体の省スペース化と低コストとを実現することができる。
【0029】
また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、それぞれ所定の方向に延長される第1の流路(流路A)ならびに第2の流路(流路B)と、前記第1の流路(流路A)の流路壁に開口する第3の流路(流路C)と、前記第2の流路(流路B)の流路壁に開口して前記第3の流路(流路C)の一端と前記第2の流路(流路B)を連結し濡れにくい(毛管引力が働かない)性質を有し他の3本の流路より細い第4の流路(流路D)とを有し、前記第1の流路に導入された液体が、前記第1の流路の流路壁において開口する前記第3の流路の開口部を介して前記第3の流路内に引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記液体を取り除き、前記第3の流路の容積に応じた体積の液体を秤取する系を少なくとも2つ有し、上記の少なくとも2つの系は互いに、上記第1の流路または上記第2の流路を共有するようにしたものである(図2(a)および図2(b)参照)。
【0030】
従って、本発明のうち請求項2に記載の発明によれば、2つの系が互いに第1の流路または第2の流路を共有するので、例えば、第1の流路を共有する2つの系のそれぞれにおいて同一の種類の液体を複数定量的に秤取すると、当該2つの系でそれぞれ秤取した異なる種類の液体とそれぞれの系の第2流路で合一、合一による希釈、合一による反応、合一後の反応による分析等を行うことができる(図2(a)参照)。また、反対に、例えば、第2の流路を共有する2つの系のそれぞれにおいて異なる種類の液体を定量的に秤取すると、当該2つの系で共有する第2の流路において、作成した複数の種類の液体の合一、合一による希釈、合一による反応、合一後の反応による分析等を行うことができる(図2(b)参照)。
【0031】
また、本発明のうち請求項3に記載の発明のように、請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の微量液体秤取構造において、上記第4の流路(流路D)が2つ以上の流路に別れている、あるいは、2つ以上に分岐していても良い(図3(a)参照)。こうすると、上記流路D内の流体の流速を、毛管斥力とは独立に調節することが可能になる。
【0032】
また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、請求項1、請求項2または請求項3のいずれか1項に記載の微量液体秤取構造において、上記第3の流路(流路C)および上記第4の流路(流路D)が2組以上形成されているようにしたものである(図3(b)参照)。こうすると、本発明のうち請求項4に記載の発明によれば、複数組の上記第3の流路および第4の流路(例えば、図3(b)の流路Cと流路D、流路C’と流路D’および流路C”と流路D”)によって、複数の異なる体積の液体を定量的かつ並列的に秤取することができる。
【0033】
また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項3または請求項4のいずれか1項に記載の微量液体秤取構造において、上記第4の流路(流路D)の流路壁に開口し上記第4の流路より細いか同じ太さで濡れにくい(毛管引力が働かない)性質を有する流路壁からなる第5の流路(流路E)を更に有するようにしたものである(図4参照)。
【0034】
図4に請求項5に記載の発明の微量液体秤取構造の原理を説明するための概念説明図が示されている。図4(a)に示したように、5本の流路A、流路B、流路C、流路Dおよび流路Eが、流路A、流路Bの間に流路Cと流路Dが直列に連結して橋渡しをするような構造を有している。流路Aから流路Cに液体を導入すると流路Dは濡れにくい(又は毛管引力の働かない)性質の流路壁を有するので、流路Cと流路Dの界面c2で液体は停止し、流路Dに液体を導入するには、さらに大きな力が必要となる。
【0035】
太い流路Aに液体100(図4における網掛け領域参照)を導入した場合、流路Aの流路壁aaにおいて開口する細い流路Cの開口部c1を介して、液体100は流路C内に引き込まれる(図4(b)参照)。この現象は、上記流路B内の流路Dの開口部d1近傍に液体が充填されていない場合には、請求項1、請求項2、請求項3および請求項4のいずれか1項に記載の微量液体秤取構造と同様の構造であるが、予め、流路Bに液体200(図4における灰色の領域)が導入されていた場合には、請求項1、請求項2、請求項3および請求項4のいずれか1項に記載の微量液体秤取構造では、上記の液体100の流路Cへの導入は不完全な形で生起し完結しない。これは、流路C内に残存する気体の逃げ道がないためである。
【0036】
請求項5に記載の発明によれば、流路Bに液体200(図4における灰色の領域)が導入されていた場合には、流路Cへの液体100の導入に伴い、それまで流路内部にあった気体は、流路Dの流路壁に開口部e1を有する流路Eにパージされる(流路Eのe1とは反対側の端面は大気に開放されている)。(図4(b)参照)。この場合にも、流路Cと流路Dの間の端面c2まで到達した液体100は、濡れにくい(又は毛管引力の働かない)流路壁を有する流路D(c2とd1の間の流路区間)の毛管斥力によってせき止められ、流路Dに入り込むことはない(図4(b)参照)。
【0037】
続いて、流路A内に残留する液体100を、例えば、流路Aの両端部に適当な圧力差を生起させてより低圧側に移動させるなどし、流路A内から取り除く。その結果、流路C(c1とc2の区間)の容積に応じた体積の液体の秤取が可能となる(図4(c)参照)。
【0038】
さらに、流路C内に形成された液体は、流路Aの圧力が流路Bの圧力より僅かに大きくなるように両流路間に適当な圧力差を生起させるなどして、流路Dを介して、流路B内の液体200の中に導入することが可能となる。この際、流路Eの端面e1とは反対側の端面は閉じておく必要がある(図4(d)参照)。
【0039】
従って、本発明のうち請求項5に記載の発明を用いれば、電気泳動やクロマトグラフィーなどに用いられる各種の分析装置あるいは反応装置において、微量のサンプルや反応試薬の導入を定量的に行うための実際的な手法を提供することができる。
【0040】
図5(a)及び(b)は、請求項6に記載の本発明の微量液体秤取構造を示す平面図であり、(c)は(b)におけるc−c線に沿った断面図である。図5(a)に示されるように、第2の流路(流路B)は、該流路の一部に、該流路の通常の流路幅よりも狭い流路幅を有する狭隘流路部分(流路b1及び流路b2)を有する。該狭隘流路部分は通常の流路幅部分よりも濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質を有する。第2の流路(流路B)自体及び狭隘流路部分(流路b)はその一端が大気中に開放されているか、又は適当な圧力に調整されている。従って、第2の流路の一部を2つの狭隘流路部分で挟むことにより、第2の流路の一部に容積限定区画を形成することができる。この第2の流路の容積限定区画に、第4の流路(流路D)を介して第3の流路(流路C)を連通させることができる。例えば、一方の第3の流路(流路C)で秤取された第1の液体を第4の流路(流路D)を介して第2の流路の容積限定区画内に押し出すと、容積限定区画内の空気は狭隘流路部分を介して大気中に放出され、押し出された第1の液体は容積限定区画内に留まる。更に、他方の第3の流路(流路C’)で秤取された第2の液体を他方の第4の流路(流路D’)を介して第2の流路の容積限定区画内に押し出すと、容積限定区画内の残りの空気も狭隘流路部分を介して大気中に放出され、第1の液体及び第2の液体を容積限定区画内に充満させることができる。従って、2つの狭隘流路部分で挟まれた容積限定区画を反応チャンバとして利用することができ、使用する反応液の量を最小にすることができる。このため、第2の流路の容積限定区画の容積は、この限定区画内に供給される液体の総量を考慮して決定することができる。例えば、この限定区画内に連結される一つ以上の第3の流路の容積の和と大体同一であるか又はこれよりも若干大きい値に設定することが好ましい。
図5(b)は、第2の流路の容積限定区画に一つの第3の流路が接続されている実施態様を示すものであり、第2の流路はその一部に2つの狭隘流路部分(流路b1及び流路b2)を有しその他の部分は通常の流路幅である。例えば、通常の流路幅の第2の流路から第1の液体を第1の狭隘流路部分(流路b1)を介して容積限定区画に供給し、次いで、第3の流路(流路C)で秤取された第2の液体を第4の流路(流路D)を介して容積限定区画内に供給する。
従って、第2の流路は、必ずしも液体が移動する(流れる)流路のみを意味するものでなく、空気を移動させるための流路としても利用される。特に、第3の流路で秤取された液体を流出させうる、2つの狭隘流路部分で挟まれた容積限定区画が形成されていればよく、第2の流路の形状、なかんずく、容積限定区画の平面形状は図示された矩形状に限定されず、円形、楕円形、三角形など様々な形状をとることができる。
図5(c1)に示されるように、第2の流路の狭隘流路部分(流路b1及び流路b2)を下側の基板1に形成し、第2の流路の通常幅部分を上側の基板3に形成することもできるし、或いは図5(c2)に示されるように、第2の流路の狭隘流路部分(流路b1及び流路b2)及び第2の流路の通常幅部分の全てを上側の基板3に形成することもできる。
【0041】
また、本発明のうち請求項7に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5又は請求項6のいずれか1項に記載の微量液体秤取構造において、さらに、上記第3の流路(流路C)内に定量的に秤取された液体を、上記第4の流路(流路D)を介して上記第2の流路(流路B)の流路壁において開口する上記第4の流路(流路D)の開口部から上記第2の流路(流路B)に流出させる流出手段を有するようにしたものである。
【0042】
具体的には、定量的に形成された第3の流路内の液体を、第2の流路に流出させるには、第1の流路の圧力が第2の流路の圧力より僅かに大きくなるように、両流路間に適当な圧力差を生起させるあるいは流出方向に遠心力を付与するなどすれば良い。圧力差を生起させる手段としては例えば、公知慣用の加圧機構又は減圧機構などが好適に使用される。
【0043】
従って、本発明のうち請求項7に記載の発明によれば、定量的に秤取された第3の流路内の液体を、第2の流路に流出させることができるため、電気泳動やクロマトグラフィーなどに用いられる各種の分析装置あるいは反応装置において、微量のサンプルや反応試薬の導入を定量的に行うことが可能である。
【0044】
また、本発明のうち請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の微量液体秤取構造において、さらに、上記第2の流路(流路B)が液体で満たされている場合に、上記第3の流路(流路C)内に定量的に秤取された液体を、上記第4の流路(流路D)を介して前記第2の流路の流路壁において開口する上記第3の流路の開口部から上記第2の流路に流出させる流出手段を有するようにしたものである。
【0045】
具体的には、本発明のうち請求項8に記載の発明により、請求項5に記載の微量液体秤取構造を用いて定量的に形成された第3の流路内の液体は、流路Eのe1とは反対側の端面を閉じた状態で、第1の流路の圧力が第2の流路の圧力より僅かに大きくなるように、両流路間に適当な圧力差を生起させるあるいは流出方向に遠心力を付与するなどの操作を行うことにより、第2の流路に流出させることが可能である。
【0046】
従って、本発明のうち請求項5に記載の発明によれば、定量的に秤取された第3の流路内の液体を、第2の流路に流出させることができるため、電気泳動やクロマトグラフィーなどに用いられる各種の分析装置あるいは反応装置において、微量のサンプルや反応試薬の導入を定量的に行うことが可能である。また、本発明の微量液体秤取構造を応用することにより、核酸及び蛋白質の電気泳動におけるサンプルの導入(インジェクション)や、チャネル内の表面や必要な箇所を濡れ易くしたりあるいは濡れ難くしたり、若しくは蛋白質やDNAなどの表面の性状に対応した各所要の処理を行うことにより蛋白質の合成や分離或いは化学物質の合成やスクリーニング等へ適応させることが可能である。
【0047】
また、本発明のうち請求項9に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7又は請求項8のいずれか1項に記載の発明において、上記第1の流路(流路A)、上記第2の流路(流路B)、上記第3の流路(流路C)、上記第4の流路(流路D)及び上記第5の流路(流路E)はそれぞれ、基板内に形成されたチャネルであるようにしたものである。
【0048】
従って、本発明のうち請求項9に記載の発明によれば、単純な構成により、簡単な操作のみで、微小体積の液体を定量的に秤取することができるとともに、より一層のサンプルのデッドボリュームの低減と装置全体の省スペース化と低コスト化とを実現することができる。
【0049】
また、本発明のうち請求項10に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8又は請求項9のいずれか1項に記載の発明において、上記第3の流路の容積はピコリットルからマイクロリットルオーダーの大きさに形成されているものである。
【0050】
従って、本発明の微量液体秤取構造によれば、単純な構成により、簡単な操作のみで、ピコリットルからマイクロリットルオーダーの様々な大きさの微小体積の液体を定量的に秤取することができる。
【0051】
本発明の微量液体秤取構造はチップ内に形成することができる。本発明の微量液体秤取構造は同一のチップに同じ構造もしくは異なる構造の組合せで複数組形成されていてもよい。本発明のチップにおいて、形成される各流路はマイクロチャネルであるものが好ましい。ここでマイクロチャネルとは、チャネル(流路)に液体を導入した時に、マイクロ効果が現れる、即ち液体に何らかの挙動変化が現れる断面形状を持つチャネルを意味する。マイクロ効果の発現は,液体の物性によっても異なるが、断面形状,即ちチャネルの主流方向に垂直な面の形状のうち、最も短い間隔(長方形なら短辺,楕円なら短径に相当する)の長さが通常5mm以下、好ましくは500μm以下、より好ましくは200μm以下が適当である。この長さの下限は特に限定されず、マイクロチャネルとしての機能を有する長さであればよい。
本発明において、チップとは、微量液体秤取構造を含む部分の部材を意味する。またマイクロチップとは、上記マイクロチャネルよりなる微量液体秤取構造を備えるチップを意味する。チップの大きさ、形状は特に限定されず、用途に応じて任意に設定することができる。
本発明のチップは、例えば物質の分離・分析、生化学もしくは化学反応またはタンパク質結晶化等に用いるものである。本発明におけるチップは、用途上、使い捨てあるいは制限された回数のみの使用で交換されることが望ましいが、恒久的に使用しても構わない。この場合、分注機あるいは測定器などの機器と一体の場合も考えられるが、その場合も流路構造を含む部分の部材をチップという。
本発明におけるチップの材料は、上記流路構造を実現できる限り、その種類を問わない。材料としては、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ガラス、シリコン、光反応性樹脂やその他の樹脂、金属、セラミックおよびそれらの組み合わせなどが挙げられる。
本発明における微量液体秤取構造の作成法は、上記微量液体秤取構造を実現できる限り如何なる方法であってもよい。例えば機械加工、射出成型や圧縮成型に代表される転写技術、ドライエッチング(RIE、IE、IBE、プラズマエッチング、レーザーエッチング、レーザーアブレーション、ブラスト加工、放電加工、LIGA、電子ビームエッチング、FAB)、ウエットエッチング(化学浸食)、光造形やセラミックス敷詰等の一体成型、各種物質を層状にコート、蒸着、スパッタリング、堆積し、部分的に除去することにより微細構造物を形成するSurface Micro-machining、1枚以上のシート状物質(フィルム、テープ等)により開口部分を形成して溝を形成する方法、インクジェットやディスペンサーにより流路構成材料を滴下、注入して形成させる方法を含む。
本発明のチップを作成するために、上記方法においてマスクを利用してもよい。マスクは、本発明のチップを最終的に作成できる限りにおいてどのようなデザインでもよいし、複数でも構わない。マスクは、通常は流路を平面に射影した形状で設計されるが、貼り合わせる流路構成材の両側に加工を行う場合や、複数の部材を用いて流路を形成する場合などは、複数のマスクを用いたり、一部はマスクを用いずに直接加工することができるため、マスクは必ずしも最終的な流路の形状の射影であるとは限らない。光硬化性樹脂などに用いる電磁波遮蔽用のマスクとしては、水晶あるいはガラスにクロムをコートしたもの、あるいは樹脂のフィルムにレーザーの焼き付けを行ったものなどが挙げられる。
上記マスクは、例えば、コンピュータを用い、適当なソフトウエアにより、上記流路構造の少なくとも一部を描画し、透明な樹脂フィルムに印刷することにより作成することもできる。上記ソフトウエアにより描画された、上記流路構造の少なくとも一部の電子情報が格納された上記マスクまたはマスターチップを作成するために用いるコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明に含まれる。ここで適当な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ等の磁気媒体;CD−ROM、MO、CD−R、CD−RW、DVD等の光ディスク、半導体メモリ等を挙げることができる。
本発明のチップを作成するにあたり、上記方法によって直接チップを製作しても構わないし、これを型としてチップ整形しても構わない。当然、さらにこれを型にしてチップを整形することも可能である。本発明においては、初めに作成された型から、実際に操作に用いるチップの手前までの各段階の型を「マスターチップ」と呼ぶことがある。マスターチップは、通常は実際のチップと同じ凹凸パターンを持つもの(ポジ)を作成し、これを2回転写するか、実際のチップと逆の凹凸パターンを持つもの(ネガ)を作成し、1回転写して用いられるが、本発明におけるマスターチップは、必ずしもこれに限定されるものではない。
これらのマスクまたはマスターチップも本発明に含まれる。
本発明におけるチップは、2つ以上の材料の貼り合わせによって加工できる。貼り合わせ法としては、接着剤による接着、プライマーによる樹脂接合、拡散接合、陽極接合、共晶接合、熱融着、超音波接合、レーザー溶融、溶剤・溶解溶媒による貼り合わせ、粘着テープ、接着テープ、圧着、自己吸着剤による結合、物理的な保持、凹凸による組み合わせが挙げられる。
また、貼り合わせを必要とせず、上記流体分岐部分と独立流路を一体に形成させる方法も可能である。具体的には、光造形法などの一体成型により閉空間を含む構造を形成することが可能である。
かくして作成されるチップの一辺の長さ、形状、厚みに制限はなく、例えば一辺5mm〜100mmの任意の値に設定することができる。
【0052】
なお、マスクおよびマスターチップを用い、基板を貼り合わせて、マイクロチップを作製する場合、チップ内のマイクロチャネルの深さは、例えば2枚の基板で作成する場合には、チャネルが上側の基板の下面と、下側の基板の上面のどちらに存在するかによって、部分的に任意の2種類の値のどちらかに設定することができ、その深さは特に限定されないが、好ましくは1〜200μm程度の任意の値に設定することができる。ここで「チャネルの深さ」とは、チャネルの鋳型となる凸構造の流路を有するチップ、即ちマスターチップの凸部の高さに相当する。また、基板は2枚に限定されるものでなく、必要に応じて任意の複数枚を積層してチップを作成することもできる。
【0053】
本発明のうち、請求項20に記載の発明は、
(a)上記流路構造の上記第1の流路にタンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液を導入し、前記第1の流路に開口する第3の流路の開口部を介して前記第3の流路に前記タンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液が引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記タンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液を、前記第3の流路の開口部と接触しない位置まで移動させ、前記第3の流路の容積に応じた体積で作成されたタンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液を第4の流路を介して前記第2の流路に流出させる工程と、
(b)第1の流路に沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液を導入し、前記第1の流路に開口する第3の流路の開口部を介して前記第3の流路に前記沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液が引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液を、前記第3の流路の開口部と接触しない位置まで移動させ、前記第3の流路の容積に応じた体積で作成された沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液を第4の流路を介して前記第2の流路に流出させ、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを第2の流路中で接触・合一させる工程と、
(c)第2の流路中で合一させたタンパク質および沈殿剤溶液中からのタンパク質結晶を析出させる工程を含むことを特徴とするタンパク質の結晶化方法である。
また、本発明のうち請求項21に記載の発明は、請求項20に記載の発明において、合一させたタンパク質および沈殿剤溶液中からのタンパク質結晶の析出が、該溶液と離れた流路構造中に沈殿剤溶液が配置されている状態で行われることを特徴とする方法である。この発明において、沈殿剤溶液の配置は、例えば、予め適当な流路、例えば第2の流路に導入して配置しておいてもよいし、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを接触・合一させた後に、沈殿剤溶液を第1の流路に導入し、第3の流路に引き込まれた状態で配置してもよい。
これらの発明において、タンパク質溶液と沈殿剤溶液の第2の流路への導入は、どちらを先に行ってもよいし、別に形成された2組の流路構造を用いて同時に第2の流路へ導入してもよい。
また、本発明のうち請求項22に記載の発明は、
(a)上記微量液体秤取構造の上記第1の流路にタンパク質溶液を導入し、前記第1の流路に開口する第3の流路の開口部を介して前記第3の流路に前記タンパク質溶液が引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記タンパク質溶液を、前記第3の流路の開口部と接触しない位置まで移動させ、前記第3の流路の容積に応じた体積でタンパク質溶液を作成する工程と、
(b)第1の流路に沈殿剤溶液を導入し、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを第3の流路の開口部において接触させ、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを合一させる工程と、
(c)合一させたタンパク質および沈殿剤溶液中からのタンパク質結晶を析出させる工程を含むことを特徴とするタンパク質の結晶化方法である。
この方法においては、第1および/または第3の流路内でタンパク質結晶の析出が起こるので、必要に応じて合一させた溶液を適当な時間静置後、結晶析出の有無を確認する。
結晶析出の確認手段は、それ自体既知の適当な検出手段、例えば目視、顕微鏡観察などにより行えばよい。また、析出したタンパク質結晶は、それ自体既知の適当な方法、例えば適当な液体を導入して流出させる等して、採取することもできる。
ここで、本発明のタンパク質結晶化方法に用いるタンパク質溶液の物性は、本発明の微量液体秤取構造で用いることができるものであれば特に限定されない。具体的には、例えば溶媒としては水、塩の溶液、バッファ溶液、アルコールあるいはグリセロールとその溶液、合成あるいは天然高分子溶液などが挙げられる。
用いられる沈殿剤溶液とは、タンパク質の結晶形成を促す溶液を意味するこの溶液の物性は、上記と同様に本発明の微量液体秤取構造で用いることができるものであれば特に限定されない。具体的には、例えば水、塩の溶液、バッファ溶液、アルコールあるいはグリセロールとその溶液、合成あるいは天然高分子溶液などである。また、結晶形成を促す物質として、タンパク質や高分子のゲル、多孔質シリコン(Chayenら、Journal of Molecular Biology, (2001) 312, 591-595参照)などが知られているが、それらを含んでもよい。
また、本発明の方法において、封止や蒸気圧の調整が必要な時は、溶液と接する気相の体積が小さい方が好ましい。この場合、例えば第2の流路が2つの狭隘流路部分により挟まれることにより形成された容積限定区画を有する微量液体秤取構造(図5参照)を有するマイクロチップを用いることが好ましい。
タンパク質の結晶化を行うための方法として、例えば、バッチ法、蒸気拡散法、界面接触法、ゲル法などが知られている。ここで、本発明の流路構造を有するマイクロチップ内でバッチ法により結晶化を行うためには、例えば、上記請求項20〜22のいずれかに記載の方法の通り、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを接触・合一させ、必要に応じ上記方法で流路を封止すればよい。
蒸気拡散法を行うためには、例えば、上記請求項20または21に記載の方法の通り、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを第2の流路内で接触・合一させた後、上記の通り、必要に応じて蒸気圧を調整する液体を第1の流路に導入し、接触・合一させた液体と第3および/または第4の流路を隔てて蒸気拡散を調節すればよい。ただし、蒸気拡散法においては、接触・合一させた液体と蒸気圧を調整する液体(沈殿剤)が、気相を隔てて配置されていればよく、液体の配置は必ずしも前述の形である必要はない。第1の流路の途中まであるいは端部に蒸気圧を調整する液体を導入して、第1、第3および第4の流路を隔てて蒸気圧を調整してもよいし、第2の流路の途中まで、あるいは端部に蒸気圧を調整する液体を導入して、第2の流路を隔てて蒸気圧を調整してもよい。
【0054】
【実施例】
以下、実施例により本発明の微量液体秤取構造、該構造を有するマイクロチップ及び該マイクロチップを使用した定性・定量反応などについて具体的に例証する。
実施例1 イオン交換クロマトグラフィーによるタンパク質の分離
図6(a)には、本発明による微量液体秤取構造を備えたマイクロチップ10が示されている。図6(a)に示したマイクロチップ10は、タンパク質の分析に用いるキャピラリーイオン交換クロマトグラフィーのためのマイクロチップであり、サンプルのインジェクション部分に本発明による微量液体秤取構造が備えられている。
【0055】
図6(a)において、ポート11とポート12はタンパク質の溶離バッファーを導入するためのポートであり、イオン強度の異なるバッファーを導入し、流量をそれぞれ変化させ、ミキサー13においてイオン強度の異なるバッファーを混合することにより、イオン強度の勾配を形成することができる。従って、ポート11とポート12の上面は大気に対して開口しており、下部はチャネルに連通している。
【0056】
また、マイクロチャネル14は、クロマトグラフィーのためのカラムであり、イオン交換ビーズ(イオン交換ビーズとしては、例えばファルマシア社製アニオン交換ビーズ:粒径30μmなどを用いることができる)の堰き止め部15から、微量液体秤取構造部(b)方向に向かって3mmの区間に、イオン交換ビーズが充填されている。堰き止め部15の反対方向にはポート18が存在する。
【0057】
微量液体秤取構造部(b)を拡大したものが図6(b)である。ここで示したマイクロチップ10は、高分子(ポリマー)材料、例えばPDMS(ポリジメチルシロキサン)により形成された2枚の平板状の基板(上側:基板16、下側:基板17)を重ね、結合させることによって構成されており、一辺が20mmの正方形で、厚みは5mmであるが、マイクロチップの一辺の長さ、形状、厚みに制限はなく、例えば一辺5mm〜100mmの任意の値に設定することができる。
【0058】
また、上側の基板16の下面と下側の基板17の上面には、それぞれ深さの違うマイクロチャネルが形成されている。基板16の下面に存在するマイクロチャネルは深さ100μm、基板17の上面に存在するマイクロチャネルは深さ10μmである。更に、PDMSの特徴として、硬化した表面は疎水性を示す。また、この表面をO2プラズマや、エキシマUVレーザなどで照射処理することにより、容易にPDMSとPDMS、PDMSとガラスなどを接着することが可能である。上記二点から、この微量液体秤取構造の製作にPDMSが適している。
【0059】
なお、マイクロチップ10内のマイクロチャネルの深さは、上側の基板16の下面と、下側の基板17の上面のどちらに存在するかによって、部分的に任意の2種類の値のどちらかに設定することができ、その深さは1〜200μmの任意の値に設定することができる。
【0060】
図6(b)及び図6(c1)に示されるように、微量液体秤取構造部(b)におけるマイクロチャネルの構造は、上側の基板16の下面において、互いに並行して左右方向に延長される第1の流路19および第2の流路20と、第1の流路19から第2の流路方向に垂直に向かう第3の流路21、及びに下側の基板17の上面において第2の流路20と第3の流路21を連結する第4の流路22、第4の流路22の途中から派生し第4の流路22と直行する第5の流路23によって形成されている。浅く、幅の狭い流路を下側の基板17の上面に配設する場合、上側の基板16の下面に配設される深く、幅の広い流路と部分的に重複させることにより、各流路を相互に連通させることができる。別法として、図6(c2)に示されるように、全ての流路を上側の基板16(又は下側の基板17)に配設する場合、各流路に重複部を設ける必要は無い。基板として使用される合成樹脂材料を適宜選択することにより及び/又は基板内に配設される特定の流路の表面や必要な箇所の一部又は全部を濡れ易くしたりあるいは濡れ難くしたりすることにより、図6(c2)のように、全ての流路を一方の基板にだけ設けることもできる。
【0061】
第1の流路19及び第2の流路20の幅は200μm、第3の流路21の幅は100μm、第4の流路22の幅及び、第5の流路23において第4の流路22と接する部分の幅は20μmである。なお、第4の流路22内に液体が入りにくくするために、第4の流路22は第1の流路19、第2の流路20、第3の流路21よりも細くなる必要があり、また第5の流路23内にも液体が入りにくくするために、第5の流路23の幅は第4の流路22の幅と同等またはそれ以下になる必要がある。
【0062】
次に、上記したマイクロチップ10は以下に示す製造プロセスによって作製するものであるが、その製造プロセスに先だって、まずマイクロチップ10における上側の基板16と下側の基板17が有するマイクロの流路のレイアウトのパターンをそれぞれ別々に、フォトリソグラフィーのマスクとして利用するために、高解像度(例えば4064dpi)で透明フィルムに印刷しておくものである。
【0063】
はじめに、シリコン(Si)ウエハを、作製するマイクロチップの大きさに合わせてダイヤモンドカッターでカットし、超音波洗浄後、乾燥させ、プラズマリアクターを用いてO2プラズマ処理を200W、30秒間行う。
【0064】
次にネガティブフォトレジストSU−8をスピン塗布し(100μmの流路を作製する場合にはSU−8 50を用い2000rpmで10秒、10μmの流路を作製する場合にはSU−8を用い2000rpmで10秒)、その後オーブンで90℃で30分間保持する。
【0065】
次に、マスクアライナーを用いて、フィルム上に印刷したマイクロチップ10における上側の基板16と下側の基板17でのマイクロチャネルのレイアウトのパターンを、SU−8を塗布した別々のシリコンウエハにフォトリソグラフィーの手法を用いて転写し、さらにオーブンで90℃で30分間保持した後、Developer(Developerとしては、例えば、1−メトキシ−2−プロピルアセテートなどを用いることができる。)の中に浸して現像し、イソプロピルアルコール、続いて蒸留水で洗浄し、乾燥させる。
【0066】
こうして作製されたマスターは、上側の基板16及び下側の基板17のマイクロチャネルの鋳型となる凸型構造を有するものである。
【0067】
次に、型取り後のPDMSレプリカの取り外しがスムーズになるように、PDMSのプレポリマーを注ぎ入れる前に、3%ジメチルオクタデシルクロロシラン/トルエン溶液中で2時間保持し、表面処理を行う。
【0068】
次に、PDMSのプレポリマーとキュアリング試薬(キュアリング試薬としては、例えば「Sylgard 184:Dow Corning Co.、MI」を用いることができる。)を10:1の割合で混合し、充分に撹拌した後、マスターを設置するためにアクリルを用いて作製した枠の中に注ぎ、90℃で30分間保持してキュアリングを行う。
【0069】
上記キュアリングの後に、PDMSレプリカをマスターから引き剥がすことにより、マイクロチップ10の上側の基板16と下側の基板17がそれぞれ得られる。さらに、上側の基板16の下面と下側の基板17の上面をO2プラズマで処理し、結合させることにより、マイクロチップ10を得る。
【0070】
上記の方法を用いて得られたマイクロチップ10を用いて、以下に実際に行うサンプルインジェクションの為の微量液体秤取操作について説明する。
【0071】
まず、第1の流路19の片側から圧力流によってサンプルを流すことにより、サンプルを第1の流路19及び第3の流路21に満たす。この時、第4の流路22は、濡れ難い又は相対的に毛管引力が働きにくい性質を有し、かつ第1の流路19、第2の流路20、第3の流路21よりも細いため親水性の液体では濡れにくいので、サンプルは第4の流路22には入らない。
【0072】
第2の流路20に液体が充填されている状態では、第5の流路23が存在しないと、第3の流路21内へのサンプルの導入の際に第3の流路21内の空気が第2の流路20内へリークしてしまう。
【0073】
しかしながら、第5の流路23が存在することにより、第2の流路20に液体が充填されている場合でも、第3の流路21内の空気が第5の流路23へと抜けて行くため、第2の流路20に空気がリークすることなく、第3の流路21にサンプルを導入することができる。
【0074】
次に、引き続いて第1の流路19に空気を圧力流によって導入することにより、第1の流路内のサンプルは押し出され、第3の流路21内にのみサンプルが残り、第3の流路21内に残ったサンプルは再び第1の流路19内に逆流することはない。ここに示したチップの例では、第3の流路21内に残るサンプル量は5nlになるよう設計されている。
【0075】
引き続いて第1の流路19内の圧力を増大させることにより、第3の流路21内のサンプルは第4の流路22にリークし、サンプルが第2の流路20に到達することにより第2の流路20へサンプルが導入される。この時、第5の流路23の出口側は閉じられているため、サンプルが第5の流路23にリークすることはない。
【0076】
サンプルが第5の流路23にリークする可能性を低くするためには、第5の流路23の流路幅は第4の流路22の流路幅以下であることが望ましく、ここでは両者とも20μmに設定してある。
【0077】
なお、クロマトグラフィーで分離するためのサンプル(タンパク質など)のPDMSへの吸着を防ぐために、HClを用いて、第1の流路19、第2の流路20、第3の流路21のみを親水化する処理を行っている。ただし、親水化処理はHClに限らず、O2プラズマを用いる方法や、アルブミンを用いる方法などでも可能である。PDMS自体は疎水性の物質である。
【0078】
実際に、上記の微量液体制御操作によるサンプルインジェクションを用いたクロマトグラフィーにおいて、FITCラベルしたアルブミンとIgGの混合液を導入し、Tris/HCl Buffer (pH8.0)を流速1.0μl/minで流し、陰イオン交換ビーズ(ファルマシア製:粒子径30μm)を用い、吸着後、塩化ナトリウムによる0〜1Mのグラジエントバッファーを使用して、両者を1分以内で分離することに成功した。
【0079】
上記実施例では、この微量液体秤取構造をシリコンポリマーのPDMSで作製したが、流路内表面及び/又は端面の一部又は全部を濡れ易くしたりあるいは濡れ難くしたりすることにより、流路内の濡れ具合が調節でき、構造が製作できれば、あらゆる材質(例えば、シリコン、ポリマー、ガラス、セラミックス、金属など)に適応できる構造である。また、これらの異なる材質同士の複合的な使用や、温度、pH応答性物質PIPAAm(N−イソプロピルアクリルアミド)などを混合させた材料によってもこの微量液体秤取構造は利用可能である。
【0080】
実施例2 酵素反応によるグルコースの定量
図7(a)は、本発明による微量液体秤取構造の別の実施例によるマイクロチップ24の平面図である。図7(a)に示されるマイクロチップ24は、定量的に秤取した2液の混合により最大50種類の反応又は分析を個別的に行うことのできるマイクロチップであり、液体の秤取部分には本発明による微量液体秤取構造が採用されている。図7(a)に示されたマイクロチップ24は最大50種類の反応又は分析を処理するが、これよりも多数の反応又は分析を処理するマイクロチップも当然作製することができる。
【0081】
図7(a)に示されるようなマイクロチップ24を用いることにより、極めて簡便な操作により、例えば、50種類のサンプルに対して、1種類の試薬の混合による反応又は分析を個別的に、かつ、同時に行うことができる。あるいは、1種類のサンプルに対して、例えば、50種類の試薬の混合による反応又は分析を個別的に、かつ、同時に行うことも出来る。
【0082】
図7(a)に示されるようなマイクロチップ24は、図5に示されるマイクロチップ10と同様に、高分子(ポリマー)材料、例えば、PDMS(ポリジメチルシロキサン)により形成された2枚の平板状の基板を重ね合わせ、結合させることにより構成されており、直径が90mmの円盤状であり、厚さは3mmである。これ以外の直径及び厚みも当然使用できる。マイクロチップ24の形状は図示された円盤状に限定されない。矩形又は多角形状の基板を用いて形成することもできる。
【0083】
図7(a)に示されるマイクロチップ24において、上側の基板25の下面と、下側の基板26の上面には、それぞれ深さの異なるマイクロチャネルが形成されており、基板25の下面に存在するマイクロチャネルの深さは例えば、100μmであり、基板26の上面に存在するマイクロチャネルの深さは例えば、10μmである。これら以外の深さも当然使用できる。
【0084】
図7(a)におけるマイクロチップ24の部分(b)を拡大したものが図7(b)であり、図7(b)の部分(c)を拡大したものが図7(c)である。
【0085】
図7(b)において、中央の略環状をした第1液体供給チャネル33はその途中の一箇所で切断されており、一方の切断端は半径方向外方に向かって延びるチャネル27を介してポート28に接続かつ連通されており、他方の切断端は半径方向外方に向かって延びるチャネル29介してポート30に接続かつ連通されている。ポート28は混合する第1の液体の入口であり、ポート30はその液体の出口である。ポート28から導入された液体はチャネル27を介して第1液体供給チャネル33に入り、この第1液体供給チャネル33内を流れ、チャネル29を介してポート30から流出する。別法として、ポート28を出口とし、ポート30を入口とすることもできる。
【0086】
また、図7(b)におけるポート31aは混合する第2の液体の入口であり、第2液体供給チャネル35を介して出口ポート31bに連通している。入口ポート31aと出口ポート31bが第2液体供給チャネル35を介して連通していることにより、入口ポート31aから注入された液体を空気圧などの適宜の手段により第2液体供給チャネル35内に容易に満たすことができる。ポート31a及びポート31bに隣接して、混合チャネル34を介してポート32a及びポート32bがそれぞれ配設されている。混合チャネル34は混合された両液体の反応チャンバとしての機能も果たす。ポート32a及びポート32bは混合チャネル34を介して相互に連通しているので、ポート32a及び/又はポート32bを介して混合チャネル34に空気圧を印加してチャネル内の液体の混合を促進させたり、あるいは混合チャネル34内の反応生成物を外部に取り出すために使用したりすることができる。
【0087】
第1液体供給チャネル33を挟んで、半径方向外側にはポート31a、31bと第2液体供給チャネル35及びポート32a、32bと混合チャネル34からなる微量液体秤取及び混合のための構造が30個配置されている。一方、半径方向内側には同様な微量液体秤取及び混合のための構造が20個配置されている。配置個数は図示された実施態様に限定されない。
【0088】
図7(c)に示された構造は、図2(b)に示された構造と類似の目的で形成されたものであり、微量の液体を秤取するためのマイクロチャネル構造と、2種類の液体を混合するためのチャネルから構成されている。反応チャンバとして機能する混合チャネル34(図2(b)における流路Bに相当する)を間に挟んで、一方の液体を供給する第1液体供給チャネル33(図2(b)における流路Aに相当する)と他方の液体を供給する第2液体供給チャネル35(図2(b)における流路A’に相当する)が設けられている。第1液体供給チャネル33から供給される一方の液体は、第1秤取チャネル36(図2(b)における流路Cに相当する)により一定量だけ秤取される。同様に、第2液体供給チャネル35から供給される他方の液体は第2秤取チャネル37(図2(b)における流路C’に相当する)により一定量だけ秤取される。第1秤取チャネル36及び第2秤取チャネル37内の液体は、これらのチャネルよりも細い第1狭隘チャネル38及び第2狭隘チャネル39をそれぞれ介して、圧力差などの常用の手段を用いて混合チャネル34内に取り入れ、該チャネル内で混合することができる。
【0089】
図7において、一方の液体を供給する第1液体供給チャネル33、他方の液体を供給する第2液体供給チャネル35及び混合チャネル34のチャネル幅は例えば、200μmであり、第1秤取チャネル36及び第2秤取チャネル37のチャネル幅はそれぞれ例えば、100μmで、長さは例えば、600μmであり、第1狭隘チャネル38及び第2狭隘チャネル39のチャネル幅はそれぞれ例えば、20μmである。これら以外のチャネル幅及びチャネル長さも当然使用できる。例えば、図7(c)において、混合する2液の体積はそれぞれ6nlであるが、この体積は第1秤取チャネル36及び第2秤取チャネル37の体積と等しい。従って、これら各秤取チャネルの体積を変更することにより、1plから1μlの範囲内で任意に調節可能である。
【0090】
図7のマイクロチップ24は、図6に示されたマイクロチップ10と同様な製造プロセスにより作製することができる。
【0091】
図7に示されたマイクロチップ24は例えば、グルコースオキシダーゼ・ペルオキシダーゼ法によるグルコースの定量分析のための微量液体秤取及び混合操作に使用できる。
【0092】
このグルコースオキシダーゼ・ペルオキシダーゼ法によるグルコースの定量分析のための微量液体秤取及び混合操作について以下説明する。グルコースオキシダーゼ・ペルオキシダーゼ法では、試薬として、グルコースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ、ムタロターゼ、4−アミノアンチピリン及びフェノールを適量混合したリン酸緩衝液を用い、サンプルとしてはグルコース水溶液を使用する。
【0093】
先ず、図7(a)におけるポート28からポート30に向けて、試薬約1μlを圧力流によって導入し、続いて余分な試薬を流すために、空気を導入する。導入された試薬及び空気は第1液体供給チャネル33内を時計方向に流れていく。図7(c)において、試薬を第1秤取チャネル36に導入する際、第1狭隘チャネル38は疎水性であり、液体に対して濡れ難くなっており、かつ、第1液体供給チャネル33及び第1秤取チャネル36よりもチャネル幅が細いため、試薬は第1秤取チャネル36内に留まり、第1狭隘チャネル38内には進入しない。
【0094】
この操作により第1秤取チャネル36内に、第1秤取チャネル36の体積と等しい体積の試薬液体を秤取することができる。また、ポート28からポート30に向けた試薬導入と、これに引き続く空気導入という操作を1回行うだけで、50個の第1秤取チャネル36内に所定量の試薬液体を一度に秤取することが可能である。このような極めて簡便な操作により、微量の液体を更に細かく分配し、極めて微量の多数の液体を同時に形成することが可能になる。また、このような操作においては、操作後に分配されない残液の量も極めて微量になることが期待される。
【0095】
続いて、試薬の導入と同様に、ポート31aからポート31bに向けてサンプルを導入し、第2液体供給チャネル35を介して第2秤取チャネル37内に所定量のサンプル液体を秤取することができる。
【0096】
次に、引き続いて、第1液体供給チャネル33及び第2液体供給チャネル35内の空気の圧力を高めることにより、第1秤取チャネル36内の試薬及び第2秤取チャネル37内のサンプルはそれぞれ混合チャネル34内に押し出され、該チャネル内で混合される。混合された二つの溶液は化学反応により赤色を呈するため、この赤色値を評価することによりグルコースの定量的な分析を行うことができる。言うまでもなく、図7に示されたマイクロチップ24は前記以外の定性及び/又は定量分析に使用することもできる。
【0097】
実施例3 グルコースイソメラーゼの結晶化(液体同士の合一)
図8(a)に示されたマイクロチップ41を用いてタンパク質(グルコースイソメラーゼ)の結晶化を行った。用いたマイクロチップ41の微量液体秤取構造構造部分(b)を拡大したものが図8(b)である。このマイクロチップ41は図7(a)に示されたマイクロチップ24と、形状及び微量液体秤取構造の配設個数を除けば、基本的に概ね同一である。
図8(a)に示したマイクロチップ41は、タンパク質の結晶化のためのマイクロチップであり、溶液(タンパク質溶液および沈殿剤溶液)のインジェクション部分に本発明による微量液体秤取構造が備えられている。材料としてPDMSを用い、実施例1に準じた方法で作成した。チップの大きさは24x46mm、厚みは60μmである。第1液体供給チャネル33及び第2液体供給チャネル35の幅はそれぞれ200μmであり、混合チャネル34の幅は300μmである。第1秤取チャネル36及び第2秤取チャネル37の幅はそれぞれ100μmであり、長さは各1000μmである。第1狭隘チャネル38及び第2狭隘チャネル39の幅はそれぞれ20μmであり、長さは各400μmである。
【0098】
図8(a)において、ポート28及び30はタンパク質溶液を導入するためのポートであり、ポート31a及び31bは沈殿剤溶液を導入するためのポートである。
このマイクロチップに形成されている微量液体秤取構造流路構造において、第1液体供給チャネル(第1の流路)33には第1の液体(タンパク質溶液)を秤取するための第1秤取チャネル(第3の流路)36が7つ接続され、その7箇所それぞれに、第1狭隘チャネル(第4の流路)38が接続され、該第1狭隘チャネル38は混合チャネル(第2の流路)34に開口している。7箇所それぞれに形成されている混合チャネル(第2の流路)34には、第2の液体(沈殿剤溶液)を秤取するための、第2液体供給チャネル35、第2秤取チャネル37及び第2狭隘チャネル39よりなる流路構造が接続されている。
まず、第1の液体(タンパク質溶液)を秤取するため、ポート28から第1液体供給チャネル33に、陽圧を用いて、水中に20mg/mLの濃度となるように調整したグルコースイソメラーゼ(Hampton Research社 HR7-102)の溶液を充填した。さらに空気を陽圧下で流通させることにより、ポート30を介して第1液体供給チャネル33より過剰のグルコースイソメラーゼ溶液を除去し、第1の液体(タンパク質溶液)を秤取するための第1秤取チャネル36の全7箇所にグルコースイソメラーゼ溶液を秤取した。
次に、上記した過剰のグルコースイソメラーゼ溶液を除去する際の圧力よりもさらに高い陽圧を用いて空気をポート28より第1液体供給チャネル33内に流通させ、秤取されたグルコースイソメラーゼ溶液を混合チャネル34に流出させた。
次に、100mMのMES(Hampton Research社 HR2-587) のバッファ(pH6.5)中に、PEG8000 (Hampton Research社 HR2-535) が10%、MgCl2(Hampton Research社 HR2-559) が200mMになるように調整した沈殿剤溶液を第2の液体を秤取するための第2液体供給チャネル35及び第2秤取チャネル37に、ポート31aより陽圧を用いて充填し、さらに空気を陽圧下で流通させることにより、ポート31bを介して第2液体供給チャネル35内の過剰の沈殿剤溶液を除去し、第2の液体を秤取するための第2秤取チャネル37に沈殿剤溶液を秤取した。次に、過剰の沈殿剤溶液を除去する際の圧力よりもさらに高い陽圧を用いて、ポート31aより空気を第2液体供給チャネル35に流通させ、秤取された沈殿剤溶液を混合チャネル34に流出させた。この結果、グルコースイソメラーゼ溶液と沈殿剤溶液は混合チャネル34内で接触・合一した。この操作を5箇所で行い、グルコースイソメラーゼ溶液と沈殿剤溶液の合一した液体を5個作成した。
このチップを、実体顕微鏡で観察したところ、グルコースイソメラーゼ溶液と沈殿剤溶液の合一した液体5個すべてにおいて、液体内に結晶が観察された。
【0099】
実施例4 グルコースイソメラーゼの結晶化(液体と連続液体との接触)
実施例3と同様のチップを用い、また試薬はすべて実施例1と同一のものを用いて実験を行った。
まず、第1の液体(タンパク質溶液)を秤取するため、ポート28から第1液体供給チャネル33に、陽圧を用いて、水中に20mg/mLの濃度となるように調整したグルコースイソメラーゼ(Hampton Research社 HR7-102)の溶液を充填した。さらに空気を陽圧下で流通させることにより、ポート30を介して第1液体供給チャネル33より過剰のグルコースイソメラーゼ溶液を除去し、第1の液体(タンパク質溶液)を秤取するための第1秤取チャネル36の全7箇所にグルコースイソメラーゼ溶液を秤取した。
次に、100mMの濃度のMESバッファ(PH6.5)中に、PEG8000が10%、MgCl2が200mMになるように調整した沈殿剤溶液を、ポート28から第1液体供給チャネル33に陽圧を用いて充填した。この結果、第1液体供給チャネル33の第1秤取チャネル36の開口部において、グルコースイソメラーゼ溶液と沈殿剤溶液は接触した。
このチップを、実体顕微鏡で観察したところ、グルコースイソメラーゼ溶液と沈殿剤溶液の界面が存在したところ(第1液体供給チャネル33と第1秤取チャネル36との開口部)のグルコースイソメラーゼ溶液側(第1秤取チャネル36)および沈殿剤溶液側(第1液体供給チャネル33側)の液体中に結晶が観察された。特に、沈殿剤側の液体中に結晶が多く観察された。
【0100】
以上、本発明の微量液体秤取構造及び該構造を有するマイクロチップならびに該マイクロチップを用いたタンパク質の分離、酵素反応によるグルコースの定量及びグルコースイソメラーゼの結晶化などについて具体的に説明してきたが、本発明は具体的に例示された実施態様及び実施例に限定されるものではない。例えば、第3の流路(流路C)の第2の流路(流路B)寄り部分だけを選択的に濡れにくい(又は相対的に毛管引力が働きにくい)性質を有するように改質できれば、幅の狭い第4の流路(流路D)を配設することなく、広い幅の第3の流路を同じ幅の第2の流路(流路B)に直接接続させることもできる。また、液体を秤取するための第3の流路の形状は矩形状の他、円形、楕円形、三角形など任意の形状をとることもできる。
【0101】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単純な構成により、簡単な操作のみで微量な液体を定量的に秤取することができるようにした微量液体秤取構造が得られる。更に、本発明によれば、定量的な液体の扱いが必要とされる各種装置において、サンプルのデッドボリュームを減らすことができるとともに、装置全体の省スペース化と低コスト化とを実現することができるようにした微量液体秤取構造を得ることが出来る。
【0102】
即ち、本発明の方法によれば、マイクロチャネル内で、液体を微量かつ定量的に秤取できるため、観察や測定、混合、相変化、反応などを微量化できる。また、サンプルのデッドボリュームが小さく、特に第1の流路に第3の流路が複数接続している場合に、デッドボリュームが飛躍的に小さくできる。また、秤取された液体が外気と接触している面積が小さく、蒸発による乾固あるいは濃縮などが起こりにくいという利点もある。さらに、単純な構成により簡単な操作のみで液体を秤取し、かつその後も容易に液体操作が可能であるため、装置全体の省スペース化と低コストとを実現することができる。
上記した特長を有する本発明の流路構造およそれを備えたマイクロチップは、例えば各種の物質の分離・分析、生化学もしくは化学反応、タンパク質の結晶化などに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明するための概念説明図であり、(a)はその構造を示し、(b)及び(c)は液体の秤取方法を説明している。
【図2】請求項2に記載の2つの液体作成系を有する微量液体秤取構造の説明図であり、(a)は、流路Aを共有する場合、(b)は流路Bを共有する場合である。
【図3】請求項3および請求項4に記載の微量液体秤取構造の説明図であり、(a)は、流路Dが3本の流路に別れている場合、(b)は、太さの異なる流路Cおよび流路Dが3組ある場合の説明図である。
【図4】請求項5に記載の微量液体秤取構造の説明図であり、(a)はその構造を示し、(b)、(c)及び(d)は、流路Bに液体が充填されている場合の液体導入方法の説明図である。
【図5】(a)及び(b)は、請求項6に記載の本発明の微量液体秤取構造を示す平面図であり、(c)は(b)におけるc−c線に沿った断面図である。
【図6】実施例1のイオン交換クロマトグラフィーによるタンパク質の分離に使用される、本発明による微量液体秤取構造を備えたマイクロチップ10の説明図であり、(a)はチップ全体のレイアウト、(b)は微量サンプルの定量と導入部の拡大説明図であり、(c1)及び(c2)は図(b)におけるc−c線に沿った断面図である。
【図7】(a)は実施例2の酵素反応によるグルコースの定量に使用される、本発明による微量液体秤取構造の別の実施態様によるマイクロチップ24の平面図であり、(b)は(a)図におけるb部の部分拡大平面図であり、(c)は(b)図におけるc部の部分拡大平面図である。
【図8】実施例3及び4のグルコースイソメラーゼの結晶化で使用されるマイクロチップ41の平面図であり、(b)は(a)図におけるb部の部分拡大平面図である。
【符号の説明】
10 キャピラリークロマトグラフィー用マイクロチップ
11 溶離バッファー導入用ポート
12 溶離バッファー導入用ポート
13 ミキサー
14 マイクロチャネル
15 堰き止め部
16 PDMS 平板(上部)
17 PDMS 平板(下部)
18 ポート
19 第1の流路
20 第2の流路
21 第3の流路
22 第4の流路
23 第5の流路
24 50種類の微量2液混合反応用のマイクロチップ
25 上部基板
26 下部基板
27 チャネル
28 第1の液体の入口ポート
29 チャネル
30 第1の液体の出口ポート
31a 第2の液体の入口ポート
31b 第2の液体の出口ポート
32a ポート
32b ポート
33 第1液体供給チャネル
34 混合チャネル
35 第2液体供給チャネル
36 第1秤取チャネル
37 第2秤取チャネル
38 第1狭隘チャネル
39 第2狭隘チャネル
100 液体(サンプル等)
100a 流路C内の液体の下端(流路Aの側)
100b 流路C内の液体の上端(流路Dの側)
200 液体(液クロの移動相等)
aa、aa’ 流路Aの流路壁
bb、bb’ 流路Bの流路壁
c1 流路Cの開口部(流路Aの側)
c2 流路Cの開口部(流路Dの側)
d1 流路Dの開口部(流路Bの側)
e1 流路Eの開口部(流路Dの側)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a micro liquid weighing structure. More specifically, the present invention relates to a microfluidic liquid weighing structure suitable for use in performing an analysis or a chemical reaction using various samples, and a microchip having the structure in a substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various devices for performing analysis by electrophoresis, chromatography, and the like are known. In such devices, accurate analysis results can be obtained by quantitatively weighing a liquid such as a sample to be used. Can be done.
[0003]
Therefore, various methods have been proposed for quantitatively weighing a liquid such as a sample in various devices used for such electrophoresis and chromatography. For example,
[0004]
Further, in a chemical reaction or analysis using a liquid such as a small amount of a sample, a microchip composed of a minute chip may be used. Even when such a microchip is used, accurate results can be obtained by quantitatively weighing a liquid such as a sample to be used.However, in the analysis using a microchip, a liquid such as a sample to be handled is used. Since the volume of the liquid is extremely small, it is difficult to quantitatively weigh the liquid, and various complicated configurations are required, and the operation for handling the configuration is complicated.
[0005]
On the other hand, conventionally, as a method of crystallizing a protein, a batch method, a dialysis method, a vapor diffusion method, a gel method, and the like have been known. However, each of these methods has a problem that a large amount of protein is required. Particularly, when searching for a crystallization condition of a protein whose crystallization condition is unknown, a problem that a huge amount of protein is required is required. Had.
[0006]
In addition, in order to reduce the amount of protein used, a protein solution is dispensed by inkjet (for example, see Non-Patent Document 1) or electrospray (for example, see Patent Document 3), and the crystallization conditions of the protein are searched. The attempt was known. However, in this method, since the droplets are exposed to the air, there is a problem that the droplets evaporate and dry or concentrate.
[0007]
Furthermore, an attempt to generate a crystal in a laminar flow using a microchannel device (for example, see Patent Document 4) or an attempt to obtain a crystal by strictly controlling the temperature (for example, see Non-Patent Document 2) is known. I was However, in this method, the reaction field is minute and the reaction control is excellent, but the method of introducing the protein solution to the crystallization site is the same as the conventional method, and the ratio of dead volume is extremely large. Had.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-10-148628 (see FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 2]
JP-A-7-198680 (see FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 3]
International Publication No. WO01 / 92293 pamphlet
[Patent Document 4]
U.S. Pat. No. 6,409,832
[Non-patent document 1]
"Journal of Applied Crystallography" (2002), 35, p. 278-281
[Non-patent document 2]
"Analytical Chemistry" (2002), 74, p. 3505-3510
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a trace liquid weighing structure which can quantitatively measure a trace amount of liquid with only a simple operation with a simple configuration.
[0010]
Further, another object of the present invention is to reduce the dead volume of a sample and realize space saving and cost reduction of the entire device in various devices that require quantitative liquid handling. It is an object of the present invention to provide a micro liquid weighing structure which can be used.
[0011]
[Means to solve the problem]
The above object is solved by the micro liquid weighing structure of the present invention. The microfluidic liquid weighing structure of the present invention focuses on the surface tension of the liquid and utilizes the capillary phenomenon (capillary repulsion) caused by the liquid in the flow path.
[0012]
According to the first embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, the first flow path and the second flow path each extending in a predetermined direction, and the flow path wall of the first flow path A third flow path that is open, and one end of the third flow path that is open in the flow path wall of the second flow path and connects the second flow path, and is less likely to wet (or relatively capillary) A fourth flow path having a property of being less attractive (attracting force does not work) and being thinner than the other three flow paths, and a liquid introduced into the first flow path is formed by a flow path wall of the first flow path. After being drawn into the third flow path through the opening of the third flow path that opens at the above, the liquid remaining in the first flow path is removed, and the volume of the third flow path is removed. Is characterized in that a liquid having a volume corresponding to is measured.
[0013]
According to the second embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, the first flow path and the second flow path each extending in a predetermined direction, and the flow path wall of the first flow path A third flow path that is open, and one end of the third flow path that is open in the flow path wall of the second flow path and connects the second flow path, and is less likely to wet (or relatively capillary) A fourth flow path having a property of being less attractive (attraction is unlikely to work) and being thinner than the other three flow paths, and the liquid introduced into the first flow path is used as the flow path of the first flow path. After being drawn into the third flow path through the opening of the third flow path that opens in the wall, the liquid remaining in the first flow path is removed, and the third flow path is removed. It is characterized by having at least two systems for weighing a liquid having a volume corresponding to the volume, and sharing the first flow path or the second flow path.
[0014]
According to the third embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, two or more of the fourth flow paths are connected to the third flow path, or two or more of the fourth flow paths are connected to the third flow path. It is characterized by being branched into two or more.
[0015]
According to a fourth embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, a plurality of sets of the third and fourth flow paths connected thereto are formed.
[0016]
According to the fifth embodiment of the trace liquid weighing structure according to the present invention, the opening is formed in the flow path wall of the fourth flow path, is thinner or the same thickness as the fourth flow path, and is less likely to be wet (or It is characterized by further having a fifth flow path composed of a flow path wall having a property that the capillary attraction does not work relatively easily.
[0017]
According to a sixth embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, the second flow path has a flow path width smaller than a normal flow path width of a part of the flow path. Characterized in that the narrow channel portion has a property that it is harder to wet (or relatively hard to apply capillary attraction) than a normal channel width portion.
[0018]
According to a seventh embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, the liquid weighed in a volume corresponding to the volume of the third flow path is supplied to the second flow path via the fourth flow path. Characterized by further comprising an outflow means for outflow to the flow path.
[0019]
According to an eighth embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, when the second flow path near the opening of the fourth flow path is filled with the liquid, the third flow path is provided. It is characterized by further comprising an outlet means for causing the liquid weighed in a volume corresponding to the volume of the passage to flow out to the second flow passage via the fourth flow passage.
[0020]
According to a ninth embodiment of the trace liquid weighing structure of the present invention, the first flow path, the second flow path, the third flow path, the fourth flow path, and the fifth flow path. Each of the flow paths is a channel formed on the substrate.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a trace liquid weighing structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
1 (a), 1 (b) and 1 (c) are conceptual illustrations for explaining the principle of the present invention. The four flow paths A (first flow path), flow path B (second flow path), flow path C (third flow path), and flow path D (fourth flow path) A has a structure in which the flow path C and the flow path D are bridged in series from the flow path A to the flow path B between the flow path A and the flow path B. The liquid is introduced into the channel C via the channel A. Since the flow path D having a flow path wall that is hard to wet (or relatively hard to exert a capillary attractive force) is thinner than other flow paths and requires a larger force for introduction, an appropriate pressure is applied to the liquid. Then, the liquid can be stopped at the boundary surface c2 between the flow path C and the flow path D (see FIGS. 1A and 1B).
In the present specification, “the property that is hard to wet (or relatively hard to apply capillary attraction)” means that when the liquid is drawn into the channel C, the liquid cannot pass through the channel D with the same pressure, It means the nature of the flow path where the liquid stops.
[0023]
More specifically, when the liquid 100 (see the hatched area in FIG. 1) is introduced into the flow channel A, the liquid 100 is passed through the opening c1 of the thin flow channel C that opens in the flow channel wall aa of the flow channel A. Can be introduced into the flow path C. When the flow path A and the flow path C have a flow path wall having a property of being easily wetted (or easily acting on the capillary attraction), if the flow path C is made thinner than the flow path A, the liquid 100 will have a stronger capillary attraction. The channel C is spontaneously drawn into the channel C via the opening c1 of the channel C that opens in the channel wall aa of the channel A. When the flow path A and the flow path C have flow path walls having a property of being hard to wet (or relatively hard to exert a capillary attraction), by applying an appropriate pressure to the liquid 100 from the end face of the flow path A, The liquid 100 can be introduced into C (see FIG. 1B).
[0024]
At this time, the liquid 100 that has reached the end face c2 of the flow path D (the flow path section between c2 and d1) on the side of the flow path C is blocked by the capillary repulsion of the flow path D having the flow path wall that is difficult to wet, and It does not get into road D. Even in the case where the flow path C is a flow path wall that is difficult to wet, the liquid 100 does not enter the flow path D because the capillary repulsion of the flow path D is stronger than the capillary repulsion of the flow path C (FIG. 1 (b)). )reference).
[0025]
Subsequently, the liquid 100 remaining in the flow path A is moved to a lower pressure side by generating an appropriate pressure difference between both ends of the flow path A, for example, and the opening of the flow path C in the flow path A is reduced. The part is moved to a position not in contact with the part c1 or removed from the inside of the flow path A (see FIG. 1C). At this time, the liquid 100 in the flow path C does not usually return into the flow path A (see FIG. 1C). As a result, the end faces 100a and 100b, which are both end faces of the liquid 100 in the flow path C, are located at the opening c1 of the flow path C and the end face c2 on the side connected to the flow path A. It is possible to measure a liquid having a volume corresponding to the volume of the section between c1 and c2 (see FIG. 1C). However, the end face of the liquid is formed so as to substantially match the end face of the opening c1 or c2 due to the influence of surface tension, contact angle, or the like, and may not exactly match the end face of the opening c1 or c2. Therefore, the volume of the liquid measured according to the volume of the section between c1 and c2 of the flow path C may not exactly match the volume of the section between c1 and c2 of the flow path C.
[0026]
Further, the liquid weighed in the channel C is caused to flow by causing an appropriate pressure difference between the two channels so that the pressure in the channel A becomes slightly larger than the pressure in the channel B. It is easy to introduce into the flow path B through the path D and the opening d1. As a result, the liquid can be used for reaction or analysis by transferring the liquid by air pressure or the like.
[0027]
According to the first aspect of the present invention, the first flow path (flow path A) and the second flow path (flow path B) each extending in a predetermined direction, and the first flow path A third flow path (flow path C) opening on the flow path wall of (flow path A) and a third flow path (flow path C) opening on the flow path wall of the second flow path (flow path B). One end of the flow path C) is connected to the second flow path (flow path B), and has a property that it is hardly wet (or relatively hard to apply capillary attraction), and is thinner than the other three flow paths. 4 (flow path D), and the liquid introduced into the first flow path has an opening in the third flow path that opens in the flow path wall of the first flow path. After being drawn into the third flow path through the third flow path, the liquid remaining in the first flow path is removed, and a liquid having a volume corresponding to the volume of the third flow path is weighed. Things.
[0028]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, by introducing the liquid from the first flow path into the third flow path, a liquid having a volume corresponding to the volume of the third flow path is obtained. With a simple configuration, the liquid can be quantitatively weighed with only a simple operation, while reducing the dead volume of the sample, saving space and reducing the cost of the entire apparatus. Can be realized.
[0029]
Further, the invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that the first flow path (flow path A) and the second flow path (flow path B) extending in a predetermined direction, respectively, A third flow path (flow path C) opening on the flow path wall of the flow path (flow path A); and a third flow path opening on the flow path wall of the second flow path (flow path B). A fourth flow path which is connected to one end of the flow path (flow path C) and the second flow path (flow path B) and has a property of being hard to wet (capillary attraction does not work) and being thinner than the other three flow paths. (Flow path D), and the liquid introduced into the first flow path is provided through the opening of the third flow path which is opened in the flow path wall of the first flow path. After being drawn into the third flow path, the liquid remaining in the first flow path is removed, and at least two systems for measuring a liquid having a volume corresponding to the volume of the third flow path are provided. At least two systems as described above Together, in which so as to share the first flow path or the second flow path (see FIG. 2 (a) and Figure 2 (b)).
[0030]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, since the two systems share the first flow path or the second flow path with each other, for example, two systems sharing the first flow path When a plurality of liquids of the same type are quantitatively weighed in each of the systems, different types of liquids weighed in the two systems are combined with each other in the second flow path of each system, and dilution and unification by union are performed. One reaction, analysis after the union reaction, and the like can be performed (see FIG. 2A). Conversely, for example, when different types of liquids are quantitatively weighed in each of two systems sharing the second channel, the plurality of liquids created in the second channel shared by the two systems are , Dilution by coalescence, reaction by coalescence, analysis by reaction after coalescence, etc. (see FIG. 2 (b)).
[0031]
According to the third aspect of the present invention, in the trace liquid weighing structure according to any one of the first and second aspects, the fourth flow path (flow path D) May be divided into two or more flow paths, or may be branched into two or more flow paths (see FIG. 3A). This makes it possible to adjust the flow velocity of the fluid in the flow path D independently of the capillary repulsion.
[0032]
According to a fourth aspect of the present invention, in the trace liquid weighing structure according to any one of the first, second, and third aspects, the third flow path (flow path) C) and two or more sets of the fourth flow path (flow path D) are formed (see FIG. 3B). Thus, according to the invention described in claim 4 of the present invention, a plurality of sets of the third flow path and the fourth flow path (for example, the flow path C and the flow path D in FIG. The flow paths C ′ and D ′ and the flow paths C ″ and D ″) allow a plurality of different volumes of liquid to be weighed quantitatively and in parallel.
[0033]
According to a fifth aspect of the present invention, in the trace liquid weighing structure according to any one of the first, second, third, and fourth aspects, the fourth flow path is provided. A fifth flow path (flow path) composed of a flow path wall which is open to the flow path wall of the flow path (flow path D) and has the property of being thinner or the same thickness as the fourth flow path and less likely to wet (capillary attraction does not work). (See FIG. 4).
[0034]
FIG. 4 is a conceptual explanatory diagram for explaining the principle of the trace liquid weighing structure according to the fifth aspect of the present invention. As shown in FIG. 4A, the five flow paths A, B, C, D, and E flow between the flow path A and the flow path B and flow path C. The road D has a structure that connects in series to form a bridge. When the liquid is introduced from the flow path A to the flow path C, the flow path D has a flow path wall having a property of being hardly wet (or the capillary attraction does not work). Therefore, the liquid stops at the interface c2 between the flow path C and the flow path D. In order to introduce the liquid into the flow path D, a larger force is required.
[0035]
When the liquid 100 (see the hatched area in FIG. 4) is introduced into the thick flow channel A, the liquid 100 flows into the flow channel C through the opening c1 of the thin flow channel C that opens in the flow channel wall aa of the flow channel A. (See FIG. 4B). This phenomenon is caused by any one of
[0036]
According to the fifth aspect of the present invention, when the liquid 200 (the gray area in FIG. 4) has been introduced into the flow channel B, the flow of the liquid The gas in the inside is purged into the flow path E having an opening e1 in the flow path wall of the flow path D (the end face of the flow path E opposite to e1 is open to the atmosphere). (See FIG. 4B). Also in this case, the liquid 100 that has reached the end face c2 between the flow path C and the flow path D has a flow path D (a flow path between c2 and d1) having a flow path wall that is difficult to wet (or does not exert capillary attraction). The channel section is blocked by capillary repulsion and does not enter the flow path D (see FIG. 4B).
[0037]
Subsequently, the liquid 100 remaining in the flow path A is removed from the flow path A by, for example, generating an appropriate pressure difference at both ends of the flow path A and moving it to a lower pressure side. As a result, a liquid having a volume corresponding to the volume of the flow path C (the section between c1 and c2) can be weighed (see FIG. 4C).
[0038]
Further, the liquid formed in the flow path C causes an appropriate pressure difference between the two flow paths so that the pressure in the flow path A becomes slightly larger than the pressure in the flow path B, and the like. Can be introduced into the liquid 200 in the flow path B through At this time, the end face of the flow path E opposite to the end face e1 needs to be closed (see FIG. 4D).
[0039]
Therefore, according to the invention of claim 5 of the present invention, it is possible to quantitatively introduce a small amount of a sample or a reaction reagent into various analyzers or reaction devices used for electrophoresis or chromatography. A practical approach can be provided.
[0040]
FIGS. 5A and 5B are plan views showing a trace liquid weighing structure of the present invention according to claim 6, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line cc in FIG. is there. As shown in FIG. 5A, the second flow path (flow path B) has a narrow flow having a flow width smaller than a normal flow width of the flow path in a part of the flow path. It has a road portion (flow path b1 and flow path b2). The narrow channel portion has a property that it is harder to wet (or relatively hard to exert capillary attraction) than a normal channel width portion. One end of the second flow path (flow path B) itself and the narrow flow path portion (flow path b) is open to the atmosphere or adjusted to an appropriate pressure. Therefore, by sandwiching a part of the second flow path between the two narrow flow path parts, a volume-limited section can be formed in a part of the second flow path. The third flow path (flow path C) can be communicated with the volume-limited section of the second flow path via the fourth flow path (flow path D). For example, when the first liquid weighed in one third flow path (flow path C) is extruded through the fourth flow path (flow path D) into the limited volume section of the second flow path. The air in the volume-limited compartment is discharged into the atmosphere through the narrow channel portion, and the extruded first liquid remains in the volume-limited compartment. Further, the second liquid weighed in the other third flow path (flow path C ′) is subjected to the volume limitation section of the second flow path via the other fourth flow path (flow path D ′). When pushed into the volume-limited compartment, the remaining air in the volume-limited compartment is also released into the atmosphere through the narrow channel portion, and the first liquid and the second liquid can be filled in the volume-limited compartment. Therefore, the limited volume section sandwiched between the two narrow flow path portions can be used as a reaction chamber, and the amount of the reaction solution to be used can be minimized. For this reason, the volume of the limited volume section of the second flow path can be determined in consideration of the total amount of liquid supplied into the limited section. For example, it is preferable to set the value to be approximately equal to or slightly larger than the sum of the volumes of the one or more third flow paths connected in the limited section.
FIG. 5 (b) shows an embodiment in which one third flow path is connected to the volume-limited section of the second flow path, and the second flow path is partially narrowed by two narrow paths. It has a flow path portion (flow path b1 and flow path b2) and the other parts have a normal flow path width. For example, the first liquid is supplied from the second channel having a normal channel width to the volume-limited section via the first narrow channel portion (channel b1), and then supplied to the third channel (flow). The second liquid weighed in the path C) is supplied into the limited volume section via the fourth flow path (flow path D).
Therefore, the second flow path does not necessarily mean only a flow path in which a liquid moves (flows), but is also used as a flow path for moving air. In particular, it suffices that a volume-limited section sandwiched by two narrow flow path portions capable of allowing the liquid weighed out in the third flow path to flow out is formed, and the shape of the second flow path, especially, the volume The planar shape of the limited section is not limited to the illustrated rectangular shape, but can be various shapes such as a circle, an ellipse, and a triangle.
As shown in FIG. 5 (c1), a narrow flow path portion (flow path b1 and flow path b2) of the second flow path is formed on the
[0041]
According to a seventh aspect of the present invention, a trace liquid weighing apparatus according to any one of the first, second, third, fourth, fifth and sixth aspects is provided. In the structure, the liquid quantitatively weighed in the third flow path (flow path C) is further supplied to the second flow path (flow path D) via the fourth flow path (flow path D). There is provided an outflow means for flowing out from the opening of the fourth flow path (flow path D), which opens in the flow path wall of the path B), to the second flow path (flow path B).
[0042]
Specifically, in order for the liquid in the third channel formed quantitatively to flow out to the second channel, the pressure in the first channel is slightly lower than the pressure in the second channel. An appropriate pressure difference may be generated between the two flow paths or a centrifugal force may be applied in the outflow direction so as to increase the size. As a means for generating a pressure difference, for example, a known and commonly used pressurizing mechanism or depressurizing mechanism is suitably used.
[0043]
Therefore, according to the invention described in claim 7 of the present invention, the liquid in the third flow path that is quantitatively weighed can flow out to the second flow path, so that electrophoresis or electrophoresis can be performed. It is possible to quantitatively introduce a small amount of a sample or a reaction reagent into various analyzers or reaction devices used for chromatography or the like.
[0044]
According to an eighth aspect of the present invention, in the micro liquid weighing structure according to the seventh aspect, the second flow path (flow path B) is further filled with a liquid. The liquid quantitatively weighed in the third flow path (flow path C) is opened at the flow path wall of the second flow path via the fourth flow path (flow path D). Outflow means for flowing out from the opening of the third flow path to the second flow path.
[0045]
Specifically, according to the invention of claim 8 of the present invention, the liquid in the third flow path that is quantitatively formed using the trace liquid weighing structure of claim 5 is a liquid flowing through the third flow path. An appropriate pressure difference is generated between the two flow paths so that the pressure in the first flow path becomes slightly higher than the pressure in the second flow path in a state where the end face of E opposite to e1 is closed. Alternatively, by performing an operation such as applying a centrifugal force in the outflow direction, it is possible to cause the outflow to the second flow path.
[0046]
Therefore, according to the invention described in claim 5 of the present invention, the liquid in the third flow path that is quantitatively weighed can flow out to the second flow path. It is possible to quantitatively introduce a small amount of a sample or a reaction reagent into various analyzers or reaction devices used for chromatography or the like. In addition, by applying the microfluidic liquid weighing structure of the present invention, introduction of a sample in nucleic acid and protein electrophoresis (injection), and facilitating or hardly wetting a surface or a necessary portion in a channel, Alternatively, it is possible to adapt to protein synthesis or separation, chemical substance synthesis or screening, etc. by performing each required treatment corresponding to the surface properties of proteins and DNA.
[0047]
Further, of the present invention, the invention described in claim 9 is any one of
[0048]
Therefore, according to the ninth aspect of the present invention, it is possible to quantitatively weigh a small volume of liquid with only a simple operation by a simple configuration, and to further reduce the dead time of the sample. It is possible to reduce the volume, save the space of the entire apparatus, and reduce the cost.
[0049]
The invention described in
[0050]
Therefore, according to the microfluidic liquid weighing structure of the present invention, it is possible to quantitatively weigh microvolume liquids of various sizes from picoliters to microliters with a simple configuration and simple operations only. it can.
[0051]
The trace liquid weighing structure of the present invention can be formed in a chip. A plurality of sets of the trace liquid weighing structure of the present invention may be formed on the same chip with the same structure or a combination of different structures. In the chip of the present invention, each channel formed is preferably a microchannel. Here, the microchannel refers to a channel having a cross-sectional shape in which a micro effect appears when a liquid is introduced into a channel (flow path), that is, a liquid has some behavior change. The appearance of the micro effect depends on the physical properties of the liquid, but the length of the shortest interval (corresponding to the short side in the case of a rectangle and the minor axis in the case of an ellipse) of the cross-sectional shape, that is, the shape of the surface perpendicular to the main flow direction of the channel. The thickness is usually 5 mm or less, preferably 500 μm or less, more preferably 200 μm or less. The lower limit of this length is not particularly limited as long as it has a function as a microchannel.
In the present invention, a chip means a member of a portion including a trace liquid weighing structure. Further, the microchip means a chip provided with a micro liquid weighing structure composed of the microchannel. The size and shape of the chip are not particularly limited, and can be arbitrarily set according to the application.
The chip of the present invention is used for, for example, separation / analysis of a substance, biochemistry or a chemical reaction, or protein crystallization. The chip in the present invention is desirably disposable or replaced only for a limited number of uses, but may be used permanently. In this case, it may be possible to integrate the device with a device such as a dispenser or a measuring device. In such a case, a member including a flow path structure is called a chip.
The material of the chip in the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned flow path structure can be realized. Examples of the material include polydimethylsiloxane (PDMS), glass, silicon, photoreactive resin and other resins, metal, ceramic, and a combination thereof.
The method for producing the trace liquid weighing structure in the present invention may be any method as long as the trace liquid weighing structure can be realized. For example, mechanical processing, transfer technology represented by injection molding and compression molding, dry etching (RIE, IE, IBE, plasma etching, laser etching, laser ablation, blast processing, electric discharge machining, LIGA, electron beam etching, FAB), wet Surface micro-machining, which forms a fine structure by etching (chemical erosion), solid molding such as stereolithography, filling of ceramics, etc., coating, vapor deposition, sputtering, depositing and partially removing various substances in layers The method includes a method of forming a groove by forming an opening portion by using at least one sheet-like substance (film, tape, or the like), and a method of forming a flow path forming material by dropping and injecting the material using an ink jet or a dispenser.
A mask may be utilized in the above method to make a chip of the present invention. The mask may have any design or a plurality of masks as long as the chip of the present invention can be finally produced. The mask is usually designed in a shape in which the flow path is projected onto a plane, but when processing is performed on both sides of the flow path component to be bonded, or when the flow path is formed using a plurality of members, a plurality of masks are used. Can be directly processed without using a mask, and a mask is not always a projection of the shape of the final channel. Examples of a mask for shielding electromagnetic waves used for a photocurable resin include a mask obtained by coating chromium on quartz or glass, or a mask obtained by baking a resin film with a laser.
The mask can also be created by, for example, drawing at least a part of the flow channel structure using a computer and appropriate software, and printing the drawn channel structure on a transparent resin film. The present invention also includes a computer-readable recording medium used to create the mask or the master chip in which at least a part of the electronic information of the flow path structure, which is drawn by the software, is stored. Here, examples of suitable recording media include magnetic media such as flexible disks, hard disks, and magnetic tapes; optical disks such as CD-ROMs, MOs, CD-Rs, CD-RWs, and DVDs; and semiconductor memories. .
In manufacturing the chip of the present invention, the chip may be directly manufactured by the above method, or the chip may be shaped as a mold. Of course, it is possible to further shape the chip using this as a mold. In the present invention, the mold at each stage from the mold created first to the front of the chip actually used for the operation may be referred to as a “master chip”. The master chip usually has the same concavo-convex pattern as the actual chip (positive) and is transferred twice, or the master chip has the concavo-convex pattern opposite to the actual chip (negative). The master chip in the present invention is not necessarily limited to this, although it is used after repeated transfer.
These masks or master chips are also included in the present invention.
The chip in the present invention can be processed by bonding two or more materials. Bonding methods include bonding with an adhesive, resin bonding with a primer, diffusion bonding, anodic bonding, eutectic bonding, heat fusion, ultrasonic bonding, laser melting, lamination with a solvent or dissolving solvent, adhesive tape, adhesive tape. , Compression, bonding with a self-adsorbent, physical holding, and combination by unevenness.
In addition, a method in which the fluid branch portion and the independent flow path are integrally formed without the need for lamination is also possible. Specifically, it is possible to form a structure including a closed space by integral molding such as an optical molding method.
The length, shape, and thickness of one side of the chip thus produced are not limited, and may be set to an arbitrary value of, for example, 5 mm to 100 mm per side.
[0052]
Note that when a microchip is manufactured by attaching a substrate using a mask and a master chip, the depth of a microchannel in the chip is, for example, when the microchannel is formed using two substrates, the channel is formed on the upper substrate. Depending on which of the lower surface and the upper surface of the lower substrate is present, it can be partially set to one of two arbitrary values, and the depth thereof is not particularly limited, but is preferably 1 to 200 μm. Can be set to any value. Here, the “depth of the channel” corresponds to a chip having a channel having a convex structure serving as a channel mold, that is, a height of a convex portion of a master chip. Further, the number of substrates is not limited to two, and a chip may be formed by laminating an arbitrary number of substrates as needed.
[0053]
Of the present invention, the invention according to
(A) a protein solution or a precipitant solution is introduced into the first flow path of the flow path structure, and the third flow is passed through an opening of a third flow path that opens to the first flow path; After the protein solution or the precipitant solution is drawn into the channel, the protein solution or the precipitant solution remaining in the first channel is moved to a position where it does not contact the opening of the third channel, Allowing the protein solution or the precipitant solution prepared in a volume corresponding to the volume of the third flow path to flow out to the second flow path via a fourth flow path;
(B) introducing a precipitant solution or a protein solution into the first flow path, and passing the precipitant solution into the third flow path through the opening of the third flow path that opens to the first flow path; Alternatively, after the protein solution is drawn in, the precipitant solution or the protein solution remaining in the first flow path is moved to a position where the precipitant solution or the protein solution does not come into contact with the opening of the third flow path. The precipitant solution or the protein solution prepared in a volume corresponding to the volume of the solution is allowed to flow out through the fourth flow path to the second flow path, and the protein solution and the precipitant solution are passed through the second flow path. Contacting and uniting;
(C) A method for crystallizing a protein, comprising a step of precipitating protein and a protein crystal from a precipitant solution in the second channel.
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the twentieth aspect, the precipitation of the protein crystals from the combined protein and precipitant solution is separated from the solution by a flow channel structure. The method is performed in a state where a precipitant solution is disposed therein. In the present invention, the precipitant solution may be disposed, for example, in advance by introducing it into an appropriate flow path, for example, a second flow path, or by contacting / coalescing the protein solution with the precipitant solution. After that, the precipitant solution may be introduced into the first flow path and arranged in a state of being drawn into the third flow path.
In these inventions, either of the introduction of the protein solution and the precipitant solution into the second channel may be performed first, or the second channel may be simultaneously formed using two separately formed channel structures. It may be introduced to the road.
Further, of the present invention, the invention described in
(A) A protein solution is introduced into the first flow path of the trace liquid weighing structure, and the protein solution is introduced into the third flow path through an opening of a third flow path that opens to the first flow path. After the protein solution is drawn in, the protein solution remaining in the first flow path is moved to a position where it does not come into contact with the opening of the third flow path, and is moved according to the volume of the third flow path. Creating a protein solution with the adjusted volume,
(B) introducing a precipitant solution into the first channel, bringing the protein solution and the precipitant solution into contact with each other at the opening of the third channel, and combining the protein solution and the precipitant solution;
(C) A method for crystallizing a protein, comprising a step of precipitating protein crystals from the combined protein and precipitant solution.
In this method, protein crystals are precipitated in the first and / or third channels, and if necessary, the combined solution is allowed to stand for an appropriate time, and then the presence or absence of crystal precipitation is confirmed.
The means for confirming the crystal precipitation may be determined by a suitable detection means known per se, for example, visual observation, microscopic observation and the like. The precipitated protein crystals can also be collected by an appropriate method known per se, for example, by introducing and flowing out an appropriate liquid.
Here, the physical properties of the protein solution used in the protein crystallization method of the present invention are not particularly limited as long as they can be used in the trace liquid weighing structure of the present invention. Specifically, examples of the solvent include water, salt solution, buffer solution, alcohol or glycerol and its solution, synthetic or natural polymer solution, and the like.
The precipitant solution used refers to a solution that promotes the formation of protein crystals, and the physical properties of this solution are not particularly limited as long as they can be used in the trace liquid weighing structure of the present invention as described above. Specific examples include water, salt solutions, buffer solutions, alcohol or glycerol and their solutions, and synthetic or natural polymer solutions. Gels of proteins and macromolecules, porous silicon (see Chayen et al., Journal of Molecular Biology, (2001) 312, 591-595) and the like are known as substances that promote crystal formation. Good.
In the method of the present invention, when sealing or adjustment of vapor pressure is required, it is preferable that the volume of the gas phase in contact with the solution is small. In this case, for example, it is preferable to use a microchip having a trace liquid weighing structure (see FIG. 5) having a volume limited section formed by sandwiching the second flow path between two narrow flow path portions.
As a method for crystallizing a protein, for example, a batch method, a vapor diffusion method, an interface contact method, a gel method and the like are known. Here, in order to perform crystallization by a batch method in the microchip having the channel structure of the present invention, for example, as in the method according to any one of
In order to carry out the vapor diffusion method, for example, as in the method according to claim 20 or 21, after the protein solution and the precipitant solution are brought into contact and combined in the second flow path, If necessary, a liquid for adjusting the vapor pressure may be introduced into the first flow path, and the diffusion of the vapor may be adjusted by separating the contacted / unified liquid from the third and / or fourth flow paths. However, in the vapor diffusion method, a liquid (precipitant) for adjusting a vapor pressure and a liquid that has been brought into contact with and coalesced may be disposed with a gas phase therebetween, and the liquid is not necessarily arranged as described above. No need. A liquid for adjusting the vapor pressure may be introduced to the middle of the first flow path or at the end thereof to adjust the vapor pressure across the first, third, and fourth flow paths. A liquid for adjusting the vapor pressure may be introduced to the middle of the flow path or to the end, and the vapor pressure may be adjusted through the second flow path.
[0054]
【Example】
Hereinafter, specific examples of the trace liquid weighing structure of the present invention, the microchip having the structure, and the qualitative / quantitative reaction using the microchip will be described by way of examples.
Example 1 Separation of proteins by ion exchange chromatography
FIG. 6A shows a
[0055]
In FIG. 6A,
[0056]
The
[0057]
FIG. 6B is an enlarged view of the micro liquid weighing structure (b). In the
[0058]
Microchannels having different depths are formed on the lower surface of the
[0059]
Note that the depth of the microchannel in the
[0060]
As shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c1), the microchannel structure in the microfluidic weighing structure (b) extends on the lower surface of the
[0061]
The width of the
[0062]
Next, the above-described
[0063]
First, a silicon (Si) wafer is cut with a diamond cutter in accordance with the size of a microchip to be produced, washed with ultrasonic waves, dried, and dried using a plasma reactor. 2 Plasma treatment is performed at 200 W for 30 seconds.
[0064]
Next, a negative photoresist SU-8 is applied by spin coating (in the case of producing a 100 μm flow path, use SU-850 at 2000 rpm for 10 seconds and in the case of producing a 10 μm flow path, using SU-8, 2000 rpm) For 10 seconds) and then kept in an oven at 90 ° C. for 30 minutes.
[0065]
Next, using a mask aligner, the pattern of the layout of the microchannels on the
[0066]
The master thus manufactured has a convex structure that serves as a mold for the microchannel of the
[0067]
Next, in order to smoothly remove the PDMS replica after the molding, before pouring the prepolymer of PDMS, it is kept in a 3% dimethyloctadecylchlorosilane / toluene solution for 2 hours to perform a surface treatment.
[0068]
Next, a prepolymer of PDMS and a curing reagent (for example, “Sylgard 184: Dow Corning Co., MI” can be used as the curing reagent) are mixed at a ratio of 10: 1 and sufficiently stirred. After that, the mixture is poured into a frame made of acrylic for installing a master, and is held at 90 ° C. for 30 minutes to perform curing.
[0069]
After the curing, the PDMS replica is peeled off from the master, whereby the
[0070]
Using the
[0071]
First, the sample is filled in the
[0072]
In the state where the
[0073]
However, due to the presence of the
[0074]
Next, by continuously introducing air into the
[0075]
Subsequently, by increasing the pressure in the
[0076]
In order to reduce the possibility that the sample leaks into the
[0077]
In order to prevent adsorption of a sample (such as a protein) for separation by chromatography on PDMS, only the
[0078]
Actually, in chromatography using sample injection by the above-mentioned microfluidic control operation, a mixture of FITC-labeled albumin and IgG was introduced, and Tris / HCl Buffer (pH 8.0) was flowed at a flow rate of 1.0 μl / min. After adsorption, using anion exchange beads (Pharmacia: particle size: 30 μm), the two were successfully separated within 1 minute using a 0 to 1 M gradient buffer with sodium chloride.
[0079]
In the above embodiment, the trace liquid weighing structure is manufactured by PDMS of silicon polymer. However, by making the inner surface and / or the end surface of the flow channel partially or entirely wettable or hard to wet, the flow channel is measured. The structure can be adapted to any material (for example, silicon, polymer, glass, ceramics, metal, etc.) if the degree of wetting inside can be adjusted and the structure can be manufactured. Also, the trace liquid weighing structure can be used by a composite use of these different materials or a material in which a temperature and pH responsive substance PIPAAm (N-isopropylacrylamide) is mixed.
[0080]
Example 2 Determination of glucose by enzymatic reaction
FIG. 7A is a plan view of a
[0081]
By using a
[0082]
A
[0083]
In the
[0084]
FIG. 7B is an enlarged view of the portion (b) of the
[0085]
In FIG. 7 (b), the central substantially annular first
[0086]
The
[0087]
On the radially outer side of the first
[0088]
The structure shown in FIG. 7C is formed for the same purpose as the structure shown in FIG. 2B, and includes a microchannel structure for measuring a small amount of liquid, and two types. Channel for mixing the liquids. A first liquid supply channel 33 (flow path A in FIG. 2B) for supplying one of the liquids with a mixing channel 34 (corresponding to the flow path B in FIG. 2B) functioning as a reaction chamber interposed therebetween. And a second liquid supply channel 35 (corresponding to the flow path A ′ in FIG. 2B) for supplying the other liquid. One of the liquids supplied from the first
[0089]
In FIG. 7, the channel width of the first
[0090]
The
[0091]
The
[0092]
The operation of weighing and mixing a small amount of liquid for quantitative analysis of glucose by the glucose oxidase / peroxidase method will be described below. In the glucose oxidase / peroxidase method, a phosphate buffer obtained by appropriately mixing glucose oxidase, peroxidase, mutarotase, 4-aminoantipyrine and phenol is used as a reagent, and a glucose aqueous solution is used as a sample.
[0093]
First, about 1 μl of a reagent is introduced by a pressure flow from the
[0094]
By this operation, a reagent liquid having a volume equal to the volume of the first weighing
[0095]
Subsequently, similarly to the introduction of the reagent, the sample is introduced from the
[0096]
Next, subsequently, by increasing the pressure of the air in the first
[0097]
Example 3 Crystallization of glucose isomerase (union of liquids)
The protein (glucose isomerase) was crystallized using the
The
[0098]
In FIG. 8A,
In the microfluid weighing structure channel structure formed on the microchip, the first liquid supply channel (first flow channel) 33 has a first weigher for weighing the first liquid (protein solution). Seven intake channels (third flow paths) 36 are connected, and a first narrow channel (fourth flow path) 38 is connected to each of the seven locations. The first
First, in order to weigh out the first liquid (protein solution), glucose isomerase (Hampton) adjusted to a concentration of 20 mg / mL in water using positive pressure from
Next, air is passed through the first
Next, 10% of PEG8000 (Hampton Research HR2-535) and MgCl 2 were added in a buffer (pH 6.5) of 100 mM MES (Hampton Research HR2-587). 2 (Hampton Research HR2-559), a precipitant solution adjusted to 200 mM was applied to a second
When this chip was observed with a stereomicroscope, crystals were observed in the liquid in all five liquids in which the glucose isomerase solution and the precipitant solution were combined.
[0099]
Example 4 Crystallization of glucose isomerase (contact between liquid and continuous liquid)
An experiment was performed using the same chip as in Example 3 and using all the same reagents as in Example 1.
First, in order to weigh out the first liquid (protein solution), glucose isomerase (Hampton) adjusted to a concentration of 20 mg / mL in water using positive pressure from
Next, 10% of PEG8000 and MgCl 2 were added to a 100 mM MES buffer (PH 6.5). 2 The precipitant solution adjusted to 200 mM was filled into the first
When this chip was observed with a stereoscopic microscope, it was confirmed that the interface between the glucose isomerase solution and the precipitant solution was present (the opening between the first
[0100]
As described above, the microfluidic weighing structure of the present invention and the microchip having the structure and separation of proteins using the microchip, quantification of glucose by enzymatic reaction and crystallization of glucose isomerase have been specifically described. The invention is not limited to the specifically illustrated embodiments and examples. For example, only the portion of the third flow path (flow path C) closer to the second flow path (flow path B) is modified so as to have a property that it is hard to selectively wet (or relatively hard to exert capillary attraction). If possible, it is also possible to directly connect the wide third flow path to the same width second flow path (flow path B) without providing the narrow fourth flow path (flow path D). it can. Further, the shape of the third flow path for weighing the liquid may be any shape such as a circle, an ellipse, and a triangle in addition to the rectangular shape.
[0101]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a trace liquid weighing structure capable of quantitatively weighing a trace amount of liquid by a simple operation with a simple configuration. Furthermore, according to the present invention, it is possible to reduce the dead volume of a sample and realize space saving and cost reduction of the entire device in various devices that require quantitative liquid handling. It is possible to obtain a trace liquid weighing structure that can be used.
[0102]
That is, according to the method of the present invention, a small amount of liquid can be quantitatively weighed in the microchannel, so that observation, measurement, mixing, phase change, reaction, and the like can be reduced. In addition, when the dead volume of the sample is small, especially when a plurality of third flow paths are connected to the first flow path, the dead volume can be significantly reduced. In addition, there is an advantage that the area where the weighed liquid is in contact with the outside air is small, and it is difficult for evaporation to dryness or concentration to occur. Furthermore, since the liquid can be weighed out only by a simple operation with a simple configuration and the liquid operation can be easily performed thereafter, space saving and low cost of the entire apparatus can be realized.
The microchip having the above-described flow channel structure of the present invention having the above features can be suitably used for, for example, separation / analysis of various substances, biochemical or chemical reactions, crystallization of proteins, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual explanatory view for explaining the principle of the present invention, in which (a) shows its structure, and (b) and (c) explain a liquid weighing method.
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of a trace liquid weighing structure having two liquid preparation systems according to claim 2; FIG. 2A illustrates a case where the flow path A is shared, and FIG. This is the case.
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of a trace liquid weighing structure according to claims 3 and 4, wherein FIG. 3A shows a case where a flow path D is divided into three flow paths, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram in a case where there are three sets of flow paths C and D having different thicknesses.
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams of a trace liquid weighing structure according to claim 5, wherein FIG. 4A shows the structure, and FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram of a liquid introduction method in the case where a liquid is introduced.
5 (a) and 5 (b) are plan views showing the trace liquid weighing structure of the present invention according to claim 6, and FIG. 5 (c) is a cross section taken along line cc in FIG. 5 (b). FIG.
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of a
FIG. 7A is a plan view of a
8 is a plan view of a
[Explanation of symbols]
10 Microchip for capillary chromatography
11 Port for elution buffer introduction
12 Port for introducing elution buffer
13 Mixer
14 Micro Channel
15 Damming part
16 PDMS plate (top)
17 PDMS flat plate (bottom)
18 ports
19 First channel
20 Second flow path
21 Third flow path
22 Fourth flow path
23 Fifth channel
24 Microchips for 50 kinds of two-liquid mixed reaction
25 Upper substrate
26 Lower substrate
27 channels
28 1st liquid inlet port
29 channels
30 first liquid outlet port
31a Inlet port for second liquid
31b Outlet port for second liquid
32a port
32b port
33 1st liquid supply channel
34 mixed channels
35 Second liquid supply channel
36 1st weighing channel
37 2nd weighing channel
38 1st narrow channel
39 2nd narrow channel
100 liquids (samples, etc.)
100a Lower end of liquid in channel C (side of channel A)
100b Upper end of liquid in channel C (side of channel D)
200 liquids (mobile phase of liquid chromatography)
aa, aa 'Flow path wall of flow path A
bb, bb 'Flow path wall of flow path B
c1 Opening of channel C (side of channel A)
c2 Opening of channel C (side of channel D)
d1 Opening of channel D (side of channel B)
e1 Opening of flow path E (side of flow path D)
Claims (22)
(a)第1の流路にタンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液を導入し、前記第1の流路に開口する第3の流路の開口部を介して前記第3の流路に前記タンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液が引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記タンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液を、前記第3の流路の開口部と接触しない位置まで移動させ、前記第3の流路の容積に応じた体積で作成されたタンパク質溶液もしくは沈殿剤溶液を第4の流路を介して前記第2の流路に流出させる工程と、
(b)第1の流路に沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液を導入し、前記第1の流路に開口する第3の流路の開口部を介して前記第3の流路に前記沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液が引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液を、前記第3の流路の開口部と接触しない位置まで移動させ、前記第3の流路の容積に応じた体積で作成された沈殿剤溶液もしくはタンパク質溶液を第4の流路を介して前記第2の流路に流出させ、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを第2の流路中で接触・合一させる工程と、
(c)第2の流路中で合一させたタンパク質および沈殿剤溶液中からのタンパク質結晶を析出させる工程を含むことを特徴とする。A method for crystallizing a protein using the trace liquid collecting structure according to any one of claims 1 to 10, wherein the method comprises:
(A) a protein solution or a precipitant solution is introduced into the first flow path, and the protein solution or the precipitant solution is introduced into the third flow path through the opening of the third flow path that opens into the first flow path; After the precipitant solution is drawn in, the protein solution or the precipitant solution remaining in the first flow path is moved to a position where it does not come into contact with the opening of the third flow path, and the third flow path Flowing a protein solution or a precipitant solution prepared in a volume corresponding to the volume of the second channel through a fourth channel;
(B) introducing a precipitant solution or a protein solution into the first flow path, and passing the precipitant solution into the third flow path through the opening of the third flow path that opens to the first flow path; Alternatively, after the protein solution is drawn in, the precipitant solution or the protein solution remaining in the first flow path is moved to a position where the precipitant solution or the protein solution does not come into contact with the opening of the third flow path. The precipitant solution or the protein solution prepared in a volume corresponding to the volume of the solution is allowed to flow out through the fourth flow path to the second flow path, and the protein solution and the precipitant solution are passed through the second flow path. Contacting and uniting;
(C) a step of precipitating protein crystals from the combined protein and precipitant solution in the second channel.
(a)第1の流路にタンパク質溶液を導入し、前記第1の流路に開口する第3の流路の開口部を介して前記第3の流路に前記タンパク質溶液が引き込まれた後、前記第1の流路に残存する前記タンパク質溶液を、前記第3の流路の開口部と接触しない位置まで移動させ、前記第3の流路の容積に応じた体積でタンパク質溶液を作成する工程と、
(b)第1の流路に沈殿剤溶液を導入し、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを第3の流路の開口部において接触させ、タンパク質溶液と沈殿剤溶液とを合一させる工程と、
(c)合一させたタンパク質および沈殿剤溶液中からのタンパク質結晶を析出させる工程を含むことを特徴とする。A method for crystallizing a protein using the trace liquid collecting structure according to any one of claims 1 to 10, wherein the method comprises:
(A) After the protein solution is introduced into the first flow path and the protein solution is drawn into the third flow path through the opening of the third flow path that opens to the first flow path Moving the protein solution remaining in the first flow path to a position not in contact with the opening of the third flow path to create a protein solution with a volume corresponding to the volume of the third flow path. Process and
(B) introducing a precipitant solution into the first channel, bringing the protein solution and the precipitant solution into contact with each other at the opening of the third channel, and combining the protein solution and the precipitant solution;
(C) a step of precipitating protein crystals from the combined protein and precipitant solution.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002302692A JP3749991B2 (en) | 2001-10-18 | 2002-10-17 | Micro liquid weighing structure and microchip having the structure |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001320592 | 2001-10-18 | ||
JP2002278924 | 2002-09-25 | ||
JP2002302692A JP3749991B2 (en) | 2001-10-18 | 2002-10-17 | Micro liquid weighing structure and microchip having the structure |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004203026A Division JP4255891B2 (en) | 2001-10-18 | 2004-07-09 | Protein crystallization method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004163104A true JP2004163104A (en) | 2004-06-10 |
JP2004163104A5 JP2004163104A5 (en) | 2005-05-19 |
JP3749991B2 JP3749991B2 (en) | 2006-03-01 |
Family
ID=32830469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002302692A Expired - Fee Related JP3749991B2 (en) | 2001-10-18 | 2002-10-17 | Micro liquid weighing structure and microchip having the structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3749991B2 (en) |
Cited By (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005297150A (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Tosoh Corp | Microscopic flow passage structure and droplet generating method using this structure |
JP2006023209A (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Sekisui Chem Co Ltd | Control device of trace amount of liquid, and control method of trace amount of liquid using the same |
JP2006053060A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Tosoh Corp | Fine particle manufacturing method, and micro flow passage structure therefor |
WO2006062149A1 (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plate for biological sample analysis |
JP2007021478A (en) * | 2005-06-17 | 2007-02-01 | Enplas Corp | Fluid handling apparatus |
WO2007105584A1 (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Micro fluid device and trace liquid diluting method |
JP2007279068A (en) * | 2006-03-09 | 2007-10-25 | Sekisui Chem Co Ltd | Trace liquid dilution method |
JP2008064748A (en) * | 2006-08-08 | 2008-03-21 | Sekisui Chem Co Ltd | Apparatus for metering slight amount of liquid, microchip having same, and method for metering slight amount of liquid |
JP2008527338A (en) * | 2005-01-05 | 2008-07-24 | アドヴァリティクス アーゲー | Method and apparatus for dispensing and mixing small amounts of liquid |
JP2008527337A (en) * | 2005-01-05 | 2008-07-24 | アドヴァリティクス アーゲー | Method and apparatus for dispensing and mixing small amounts of liquid |
JP2008530539A (en) * | 2005-02-10 | 2008-08-07 | ケムパック エイ/エス | Dual sample cartridge and method for characterizing particles in a liquid |
JP2008261816A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Shimadzu Corp | Reaction vessel plate and reaction processing method |
JP2008281500A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Microchip, and liquid dispensation method |
JP2008286668A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Sekisui Chem Co Ltd | Microfluid device |
JP2009019891A (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Micro inspection chip and inspection device |
JP2009019890A (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Micro inspection chip and inspection device |
WO2009025361A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Aida Engineering, Ltd. | Micro-channel chip for electrophoresis and method for electrophoresis |
JP2009115732A (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Micro-inspection chip, method for micro-inspection chip to determine quantity of a liquid, and inspection method |
JP2009133719A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Microinspection chip, liquid quantifying method of microinspection chip and inspection device |
JP2009162617A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Shimadzu Corp | Reaction vessel |
JP2009162621A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Shimadzu Corp | Reaction vessel |
JP2009162619A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Shimadzu Corp | Reaction vessel |
JP2009204525A (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Shimadzu Corp | Reaction vessel plate and reaction treatment method |
US7638025B2 (en) | 2005-06-17 | 2009-12-29 | Enplas Corporation | Fluid handling apparatus |
JP2010008217A (en) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Shimadzu Corp | Reaction vessel plate and reaction treatment method |
US7846716B2 (en) | 2005-04-28 | 2010-12-07 | Fujifilm Corporation | Microchip and analysis method using the same |
WO2011013331A1 (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-03 | ベックマン コールター, インコーポレイテッド | Micro-fluid chip |
JP2011163882A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Horiba Ltd | Liquid sample quantity determiner |
US8076129B2 (en) | 2007-07-26 | 2011-12-13 | Shimadzu Corporation | Reactor plate and reaction processing method |
JP2012088254A (en) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Arkray Inc | Metering device, metering method, and program |
US8568668B2 (en) | 2007-12-10 | 2013-10-29 | Shimadzu Corporation | Micro droplet operation device and reaction processing method using the same |
US8580575B2 (en) | 2007-04-13 | 2013-11-12 | Shimadzu Corporation | Reactor plate and reaction processing method |
WO2014051033A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Assay device using porous medium |
US8697010B2 (en) | 2007-12-19 | 2014-04-15 | Shimadzu Corporation | Dispensing device |
JP2014240065A (en) * | 2013-05-15 | 2014-12-25 | 公立大学法人大阪府立大学 | Flow channel structure and production method of flow channel structure |
WO2015041282A1 (en) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | 日本電気株式会社 | Microchip and sample injection method |
US9308530B2 (en) | 2007-03-02 | 2016-04-12 | Shimadzu Corporation | Reaction container plate and reaction treatment apparatus |
US9550184B2 (en) | 2007-02-05 | 2017-01-24 | Shimadzu Corporation | Reactor plate and reaction processing method |
JP2017075910A (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | ウシオ電機株式会社 | Absorbance measurement device and absorbance measuring method |
JP6339274B1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-06-06 | 積水化学工業株式会社 | Microfluidic device |
US10309976B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-06-04 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and program for sample analysis system |
US10520521B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-12-31 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and program for sample analysis system |
US10539583B2 (en) | 2014-12-12 | 2020-01-21 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and program for sample analysis system |
US10539582B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-01-21 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and method for removing liquid from liquid that contains magnetic particles |
US10539560B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-01-21 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, and sample analysis apparatus |
JPWO2020218234A1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | ||
CN112248491A (en) * | 2020-10-12 | 2021-01-22 | 东北电力大学 | Composite processing device of micro-fluidic chip |
JP2021502570A (en) * | 2017-11-10 | 2021-01-28 | ネオフルーイディクス,リミティド ライアビリティ カンパニー | Integrated fluid circuits and devices for droplet manipulation and methods thereof |
CN112439467A (en) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 北京怡天佳瑞科技有限公司 | Chip and device for preparing emulsion droplets |
US11745181B2 (en) | 2017-08-09 | 2023-09-05 | Unchained Labs | Devices and methods for bioassay |
US11857957B2 (en) | 2017-04-28 | 2024-01-02 | Unchained Labs | Fluidic devices with reaction wells and uses thereof |
US11998885B2 (en) | 2018-10-26 | 2024-06-04 | Unchained Labs | Fluidic devices with reaction wells and constriction channels and uses thereof |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5062399B2 (en) * | 2007-02-19 | 2012-10-31 | セイコーインスツル株式会社 | Microchannels and microreactors |
-
2002
- 2002-10-17 JP JP2002302692A patent/JP3749991B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (72)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4547967B2 (en) * | 2004-04-14 | 2010-09-22 | 東ソー株式会社 | Microchannel structure and droplet generation method using the same |
JP2005297150A (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Tosoh Corp | Microscopic flow passage structure and droplet generating method using this structure |
JP2006023209A (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Sekisui Chem Co Ltd | Control device of trace amount of liquid, and control method of trace amount of liquid using the same |
JP4546779B2 (en) * | 2004-07-08 | 2010-09-15 | 積水化学工業株式会社 | Trace liquid control apparatus and trace liquid control method using the same |
JP2006053060A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Tosoh Corp | Fine particle manufacturing method, and micro flow passage structure therefor |
WO2006062149A1 (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plate for biological sample analysis |
JP2008527337A (en) * | 2005-01-05 | 2008-07-24 | アドヴァリティクス アーゲー | Method and apparatus for dispensing and mixing small amounts of liquid |
JP2008527338A (en) * | 2005-01-05 | 2008-07-24 | アドヴァリティクス アーゲー | Method and apparatus for dispensing and mixing small amounts of liquid |
US8186869B2 (en) | 2005-01-05 | 2012-05-29 | Beckman Coulter, Inc. | Method and device for dosing and mixing small amounts of liquid |
US8062904B2 (en) | 2005-01-05 | 2011-11-22 | Beckman Coulter, Inc. | Method and device for dosing and mixing small amounts of liquid |
JP2008530539A (en) * | 2005-02-10 | 2008-08-07 | ケムパック エイ/エス | Dual sample cartridge and method for characterizing particles in a liquid |
US7846716B2 (en) | 2005-04-28 | 2010-12-07 | Fujifilm Corporation | Microchip and analysis method using the same |
JP4596428B2 (en) * | 2005-06-17 | 2010-12-08 | 株式会社エンプラス | Fluid handling equipment |
JP2007021478A (en) * | 2005-06-17 | 2007-02-01 | Enplas Corp | Fluid handling apparatus |
US7638025B2 (en) | 2005-06-17 | 2009-12-29 | Enplas Corporation | Fluid handling apparatus |
KR101159880B1 (en) * | 2006-03-09 | 2012-06-26 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | Micro fluid device and trace liquid diluting method |
JPWO2007105584A1 (en) * | 2006-03-09 | 2009-07-30 | 積水化学工業株式会社 | Microfluidic device and trace liquid dilution method |
WO2007105584A1 (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Micro fluid device and trace liquid diluting method |
JP2007279068A (en) * | 2006-03-09 | 2007-10-25 | Sekisui Chem Co Ltd | Trace liquid dilution method |
US8905073B2 (en) | 2006-03-09 | 2014-12-09 | Sekisui Chemical Co. Ltd. | Micro fluid device and trace liquid diluting method |
JP2008064748A (en) * | 2006-08-08 | 2008-03-21 | Sekisui Chem Co Ltd | Apparatus for metering slight amount of liquid, microchip having same, and method for metering slight amount of liquid |
US9550184B2 (en) | 2007-02-05 | 2017-01-24 | Shimadzu Corporation | Reactor plate and reaction processing method |
US9308530B2 (en) | 2007-03-02 | 2016-04-12 | Shimadzu Corporation | Reaction container plate and reaction treatment apparatus |
US8580575B2 (en) | 2007-04-13 | 2013-11-12 | Shimadzu Corporation | Reactor plate and reaction processing method |
JP2008261816A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Shimadzu Corp | Reaction vessel plate and reaction processing method |
JP2008281500A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Microchip, and liquid dispensation method |
JP2008286668A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Sekisui Chem Co Ltd | Microfluid device |
JP2009019891A (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Micro inspection chip and inspection device |
JP2009019890A (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Micro inspection chip and inspection device |
US8076129B2 (en) | 2007-07-26 | 2011-12-13 | Shimadzu Corporation | Reactor plate and reaction processing method |
WO2009025361A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Aida Engineering, Ltd. | Micro-channel chip for electrophoresis and method for electrophoresis |
JP2009047626A (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Aida Eng Ltd | Electrophoretic micro flow passage chip and electrophoretic method |
JP2009115732A (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Micro-inspection chip, method for micro-inspection chip to determine quantity of a liquid, and inspection method |
JP2009133719A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Microinspection chip, liquid quantifying method of microinspection chip and inspection device |
US8568668B2 (en) | 2007-12-10 | 2013-10-29 | Shimadzu Corporation | Micro droplet operation device and reaction processing method using the same |
US10029253B2 (en) | 2007-12-10 | 2018-07-24 | Shimadzu Corporation | Micro droplet operation device and reaction processing method using the same |
US10391483B2 (en) | 2007-12-19 | 2019-08-27 | Shimadzu Corporation | Dispensing device |
US8697010B2 (en) | 2007-12-19 | 2014-04-15 | Shimadzu Corporation | Dispensing device |
JP2009162617A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Shimadzu Corp | Reaction vessel |
JP2009162619A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Shimadzu Corp | Reaction vessel |
JP2009162621A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Shimadzu Corp | Reaction vessel |
JP2009204525A (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Shimadzu Corp | Reaction vessel plate and reaction treatment method |
JP2010008217A (en) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Shimadzu Corp | Reaction vessel plate and reaction treatment method |
WO2011013331A1 (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-03 | ベックマン コールター, インコーポレイテッド | Micro-fluid chip |
JP2011163882A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Horiba Ltd | Liquid sample quantity determiner |
US8646316B2 (en) | 2010-02-08 | 2014-02-11 | Horiba, Ltd. | Liquid sample quantity determiner |
JP2012088254A (en) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Arkray Inc | Metering device, metering method, and program |
JPWO2014051033A1 (en) * | 2012-09-28 | 2016-08-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Assay device using porous media |
WO2014051033A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Assay device using porous medium |
US9744534B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-08-29 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Assay device using porous medium |
JP2014240065A (en) * | 2013-05-15 | 2014-12-25 | 公立大学法人大阪府立大学 | Flow channel structure and production method of flow channel structure |
WO2015041282A1 (en) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | 日本電気株式会社 | Microchip and sample injection method |
US10539560B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-01-21 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, and sample analysis apparatus |
US10309976B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-06-04 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and program for sample analysis system |
US10520521B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-12-31 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and program for sample analysis system |
US10539582B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-01-21 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and method for removing liquid from liquid that contains magnetic particles |
US10539583B2 (en) | 2014-12-12 | 2020-01-21 | Phc Holdings Corporation | Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and program for sample analysis system |
JP2017075910A (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | ウシオ電機株式会社 | Absorbance measurement device and absorbance measuring method |
US11857957B2 (en) | 2017-04-28 | 2024-01-02 | Unchained Labs | Fluidic devices with reaction wells and uses thereof |
JP6339274B1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-06-06 | 積水化学工業株式会社 | Microfluidic device |
JP2019002858A (en) * | 2017-06-19 | 2019-01-10 | 積水化学工業株式会社 | Micro fluid device |
US11745181B2 (en) | 2017-08-09 | 2023-09-05 | Unchained Labs | Devices and methods for bioassay |
JP2021502570A (en) * | 2017-11-10 | 2021-01-28 | ネオフルーイディクス,リミティド ライアビリティ カンパニー | Integrated fluid circuits and devices for droplet manipulation and methods thereof |
JP7256198B2 (en) | 2017-11-10 | 2023-04-11 | ネオフルーイディクス,リミティド ライアビリティ カンパニー | Integrated fluidic circuits and devices for droplet manipulation and methods thereof |
US11759781B2 (en) | 2017-11-10 | 2023-09-19 | Unchained Labs | Integrated fluidic circuit and device for droplet manipulation and methods thereof |
US11998885B2 (en) | 2018-10-26 | 2024-06-04 | Unchained Labs | Fluidic devices with reaction wells and constriction channels and uses thereof |
JPWO2020218234A1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | ||
WO2020218234A1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 積水化学工業株式会社 | Chip and fluid-merging method |
JP7245242B2 (en) | 2019-04-22 | 2023-03-23 | 積水化学工業株式会社 | Method of merging chips and fluids |
CN112439467A (en) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 北京怡天佳瑞科技有限公司 | Chip and device for preparing emulsion droplets |
CN112248491A (en) * | 2020-10-12 | 2021-01-22 | 东北电力大学 | Composite processing device of micro-fluidic chip |
CN112248491B (en) * | 2020-10-12 | 2022-04-22 | 东北电力大学 | Composite processing device of micro-fluidic chip |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3749991B2 (en) | 2006-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3749991B2 (en) | Micro liquid weighing structure and microchip having the structure | |
EP1304167B1 (en) | Micro-globule metering and sampling structure and microchips having the structure | |
AU2003243080B2 (en) | Micro fluidic structures | |
JP5065803B2 (en) | Micro liquid weighing apparatus, microchip having the same, and liquid measuring method | |
US7204139B2 (en) | Analytical chip, analytical-chip unit, and analysis apparatus | |
Saias et al. | Design, modeling and characterization of microfluidic architectures for high flow rate, small footprint microfluidic systems | |
US7429354B2 (en) | Structural units that define fluidic functions | |
JP5907979B2 (en) | Microfluidic device including auxiliary channel and bypass channel | |
US20050023156A1 (en) | Nanostructured material transport devices and their fabrication by application of molecular coatings to nanoscale channels | |
JP2004163104A5 (en) | ||
US20140045704A1 (en) | Microfluidic and nanofluidic devices, systems, and applications | |
JP4374974B2 (en) | Protein crystallization method using micro liquid manipulation method | |
US20030124509A1 (en) | Laminar flow patterning and articles made thereby | |
CA2439627A1 (en) | Structural units that define fluidic functions | |
JP2009533689A (en) | Multiple solution introduction structure, microfluidic device having the structure, and solution introduction method | |
CA2666378A1 (en) | Microfluidic device having an array of spots | |
JP2003114229A (en) | Microchannel chip, measuring device and measuring method using microchannel chip | |
JP2001281233A (en) | Microchip for water distribution and water distribution method using it | |
JP4255891B2 (en) | Protein crystallization method | |
KR100492284B1 (en) | Method of manufacturing microchip | |
Kohlheyer et al. | A microfluidic device for array patterning by perpendicular electrokinetic focusing | |
CN114292734A (en) | Full-process integrated droplet digital PCR chip, preparation method and application | |
Temiz et al. | Capillary-Driven Microfluidic Chips for Miniaturized Immunoassays: Patterning Capture Antibodies Using Microcontact Printing and Dry-Film Resists | |
CN115970775A (en) | Centrifugal driving micro-fluidic chip, preparation method and application | |
Kamotani et al. | At the interface: advanced microfluidic assays for study of cell function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040318 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040709 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040709 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050607 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050819 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081216 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091216 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091216 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101216 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111216 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131216 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |