JP2006078475A - Reactor and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chip type reactor having a flow passage manufactured precisely on a substrate, capable of exhibiting thereby an aiming device function sufficiently, and suitable for mass production. <P>SOLUTION: This chip type reactor 1 is provided with a glass substrate 11 and a resin film layer 12. The resin film layer 12 is arranged on the substrate 11, and forms on the substrate 11 a plurality of vessels 21, 22 for introducing a fluid for a sample, and the flow passage 23 for communicating the plurality of vessels. The resin film layer 12 is formed of a photosensitive resin. The plurality of vessels 21, 22 comprise a reaction vessel, a waste liquid vessel and a silica vessel for adsorbing a DNA. The reaction vessel 21 is communicated each other with the waste liquid vessel 22 via the flow passage 23, and the silica vessel 25 is arranged in a midway of the flow passage 23 to be subjected to DNA extraction. Electrodes 14 for impressing a voltage are arranged respectively in the reaction vessel 21 and the waste liquid vessel 22. The silica vessel 25 is covered with a cover glass 13. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、一般的な化学反応や細胞からのDNA(deoxyribose nucleic acid)抽出などの生化学的反応のコントロールに用いられる反応器及びその製造方法に係り、とくに、複数の槽やそれらの槽を接続する流路を備えた微細構造のチップ型の反応器及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a reactor used for control of a biochemical reaction such as general chemical reaction and DNA (deoxyribose nucleic acid) extraction from cells, and a method for producing the same. The present invention relates to a microchip-type reactor having a flow path to be connected and a manufacturing method thereof.

近年、遺伝子治療などに見られるように、DNA物質に関する研究が盛んになってきている。この研究には物質間反応の実験は必須である。この物質間反応を、微細構造を有する反応器で行うことにより、試薬や廃液量を減らすことができるとともに、温度コントロールや反応速度などのプロセスコントロールが容易になる。また、反応プロセスを微細構造へ落とし込むことによって、装置の小型化はもとより、処理の自動化・高速化をも容易に達成できる。したがって、微細構造を有する反応器を用いると、大容量セルを用いる場合よりも安全で効率の良い反応生成物の回収を行うことができる。   In recent years, as seen in gene therapy and the like, research on DNA substances has become active. Experiments with substance-to-material reactions are essential for this study. By performing this intersubstance reaction in a reactor having a fine structure, the amount of reagents and waste liquid can be reduced, and process control such as temperature control and reaction rate becomes easy. Further, by dropping the reaction process into a fine structure, not only the apparatus can be downsized but also the processing can be automated and speeded up easily. Therefore, when a reactor having a fine structure is used, the reaction product can be recovered more safely and efficiently than when a large capacity cell is used.

このような反応器として、ガラス製または樹脂製の基板の上へ数百μm以下の微細な流路を形成した構造の反応器が知られている。この反応器の流路に試験用の溶液を導入して混合、分離などの反応を起こさせ、効率的に物質間反応をコントロールして反応物質などを得る手法は、マイクロリアクタ、μ−TAS、ラボオンチップなどと呼ばれ、様々な分野での応用研究、開発に使われている。   As such a reactor, a reactor having a structure in which a minute flow path of several hundred μm or less is formed on a glass or resin substrate is known. A technique for introducing a test solution into the flow path of this reactor to cause a reaction such as mixing and separation and efficiently controlling a reaction between substances to obtain a reaction substance or the like is a microreactor, μ-TAS, laboratory It is called on-chip and is used for applied research and development in various fields.

具体的には、例えば、特許文献1(特開2004−033901号公報)には、分散粒子直径5nm以下の金属コロイド溶液を効率的に製造する方法として、流路幅500μm以下のマイクロリアクタを利用する方法が提案されている。また、特許文献2(特開2003−307521号公報)には、水質分析のためのサンプル調製を行うマイクロリアクタと分光分析器を組み合わせて、迅速かつ簡易的に水質調査を行う水質分析装置が提案されている。   Specifically, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-033901), a microreactor having a channel width of 500 μm or less is used as a method for efficiently producing a metal colloid solution having a dispersed particle diameter of 5 nm or less. A method has been proposed. Further, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-307521) proposes a water quality analyzer that performs a water quality survey quickly and easily by combining a microreactor that prepares a sample for water quality analysis and a spectroscopic analyzer. ing.

さらに、特許文献3(特開2003−280126号公報)には、均一な乳剤性能を有するハロゲン化銀写真乳剤を得るための方法として、微細な処理領域を有するマイクロリアクタを利用して反応の正確化、効率化を向上する手法が提案されている。特許文献4(特開2003−210956号公報)には、水中に効率よくオゾンを溶解させて高濃度のオゾン水を得るために、微細な溝状の流路(マイクロチャネル)内でオゾンガスを水へ吸収させるマイクロリアクタを備えた高濃度オゾン水製造装置が示されている。   Further, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-280126) discloses a method for obtaining a silver halide photographic emulsion having uniform emulsion performance by using a microreactor having a fine processing region to correct the reaction. A method for improving efficiency has been proposed. In Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-210956), ozone gas is dissolved in a fine groove-shaped flow path (microchannel) in order to efficiently dissolve ozone in water and obtain high-concentration ozone water. A high-concentration ozone water production apparatus equipped with a microreactor that absorbs water is shown.

また一方で、かかる微細構造を有する反応器を生化学的な実験プロセスに応用して、細胞やDNA、RNA、たんぱく質などの生体物質の混合溶液に電界を印加し、その易動度の差によって物質を分離する電気泳動クロマトグラフィを応用した生体物質の分離技術が盛んに研究、開発されている。この分野は、特にチップ化技術が進んでいる。また、細胞の分解、分離などの作業をチップ上で行い、生体物質の抽出、検出などを行うマイクロリアクタも知られている。   On the other hand, a reactor having such a fine structure is applied to a biochemical experimental process, and an electric field is applied to a mixed solution of biological substances such as cells, DNA, RNA, proteins, etc. Biological material separation technology applying electrophoretic chromatography to separate substances has been actively researched and developed. In this field, chip technology is particularly advanced. Also known is a microreactor that performs operations such as cell decomposition and separation on a chip to extract and detect biological materials.

具体的な例として、特許文献5(特開平08−233778号公報)が挙げられる。この文献には、透明平板の表面へ流路および電極を構成し、周囲を絶縁材料性のフレームで囲い、流路内で溶液の電気泳動分離をさせるキャピラリ電気泳動チップが提案されている。また、特許文献6(特開平10−132783号公報)には、検出感度の向上を目的として、電気泳動機能をチップ上に構成し、同時に分離流路上へ光学検出機能を設けて溶液の分離、検出を同時に行う電気泳動チップが考案されている。   As a specific example, Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 08-233778) is cited. This document proposes a capillary electrophoresis chip in which a flow path and electrodes are formed on the surface of a transparent flat plate, the periphery is surrounded by an insulating material frame, and the solution is electrophoretically separated in the flow path. In Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-132783), for the purpose of improving detection sensitivity, an electrophoresis function is configured on a chip, and at the same time, an optical detection function is provided on a separation channel to separate a solution. An electrophoresis chip that simultaneously performs detection has been devised.

さらに、特許文献7(特開平10−337173号公報)には、多数の生化学反応を同時に処理でき、タンパク質合成などの物質合成反応をチップ上で行えるようにした、生化学反応用のチップ型の反応器が開示されている。   Further, Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-337173) discloses a chip type for biochemical reaction that can simultaneously process a large number of biochemical reactions and perform substance synthesis reactions such as protein synthesis on the chip. A reactor is disclosed.

これらの反応器を構成する材料としては、ガラス、シリコンウェハまたは樹脂材料などが用いられており、それぞれ微細構造を得る方法も異なっている。   As a material constituting these reactors, glass, a silicon wafer, a resin material, or the like is used, and the method for obtaining a fine structure is also different.

ガラスを基板材料として用いる場合、微細構造を得るには、タイヤモンド工具などによる直接機械加工が一般的である。しかしながら、より効率的に微細パターンを得る手法が、例えば特許文献8(特開2003−299944号公報)で提案されている。これによれば、ガラス基板の表面に除去加工し易いガラス含有層を設け、任意の形状のハードマスクを用いたサンドブラスト加工によって流路パターンを作製するというものである。   When glass is used as the substrate material, direct machining with a tiremond tool or the like is common to obtain a fine structure. However, a technique for obtaining a fine pattern more efficiently is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-299944. According to this, a glass-containing layer that is easy to be removed is provided on the surface of the glass substrate, and a flow path pattern is produced by sandblasting using a hard mask having an arbitrary shape.

また、シリコンを基板に用いる場合には、従来の微細な半導体パターンを形成する方法と同様に、シリコンの異方性エッチングやマスクプロセスを用いた流路パターンの形成法が一般的になっている。   In addition, when silicon is used for a substrate, a flow path pattern forming method using anisotropic etching of silicon or a mask process is generally used, as in the conventional method of forming a fine semiconductor pattern. .

さらに、樹脂材料で基板を構成する場合には、より量産的な製造方法が利用できる。例えば、特許文献9(特開2003−159696号公報)で提案されている如く、射出成型を用いて、流路パターンを樹脂基板に転写し、量産性を考慮した低コストの樹脂基板の化学マイクロデバイスが得られる。また、CD(compact disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などの記録メディアの信号記録パターンの転写に利用されているインプリンティング技術を用いて、樹脂基板上に微細流路を作製する方法も利用されており、同形状の微細流路を大量に複製する方法として確立されている。また、PMMA(polymethylmethacrylate)やPDMS(Polydimethylsiloxane)などの樹脂材料を型上で硬化させて型の凹凸を転写した基板を得る手法も知られている。
特開2004−033901号公報 特開2003−307521号公報 特開2003−280126号公報 特開2003−210956号公報 特開平08−233778号公報 特開平10−132783号公報 特開平10−337173号公報 特開2003−299944号公報 特開2003−159696号公報
Further, when the substrate is made of a resin material, a more mass production method can be used. For example, as proposed in Patent Document 9 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-159696), the flow path pattern is transferred to a resin substrate by using injection molding, and a low-cost chemical micro plate for a resin substrate in consideration of mass productivity. A device is obtained. In addition, a method of producing a fine channel on a resin substrate by using an imprinting technique used for transferring a signal recording pattern of a recording medium such as a CD (compact disc) or a DVD (Digital Versatile Disc) is also used. It has been established as a method for replicating a large number of microchannels of the same shape. Also known is a method of obtaining a substrate on which mold irregularities are transferred by curing a resin material such as PMMA (polymethylmethacrylate) or PDMS (Polydimethylsiloxane) on a mold.
JP 2004-033901 A JP 2003-307521 A JP 2003-280126 A JP 2003-210956 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-233778 Japanese Patent Laid-Open No. 10-132783 JP 10-337173 A JP 2003-299944 A JP 2003-159696 A

しかしながら、上述した従来の各種のチップ型反応器の場合、それぞれの製造工程に依存した流路設計上の制約があるという問題がある。   However, in the case of various conventional chip reactors described above, there is a problem in that there are restrictions on the channel design depending on the respective manufacturing processes.

例えば、ガラス基板の直接加工は、ガラス特有の脆性から小さな曲率を有する部位を作成することが難しいという加工面の問題ある。この小曲率部位の作成上の困難さに加えて、コーナー及びエッジ形状に欠け等を発生させないように流路を設計する必要があることから、流路構造における流路の集積度が大幅に制限されるという問題もある。特に、流路幅を急拡大させたり、複数の流路を合流させたりして、反応をコントロールするチップ型反応器の場合、曲率の小さい(鋭角)形状が必要となるが、この形状を的確に実現することは難しい。   For example, the direct processing of a glass substrate has a problem of processing surface that it is difficult to create a portion having a small curvature due to brittleness peculiar to glass. In addition to the difficulty in creating this small curvature part, it is necessary to design the flow path so as not to cause chipping in the corner and edge shapes, which greatly limits the degree of flow path integration in the flow path structure. There is also the problem of being. In particular, in the case of a chip reactor that controls the reaction by rapidly expanding the channel width or merging multiple channels, a shape with a small curvature (acute angle) is required. It is difficult to realize.

また、異方性のシリコンエッチングなどのシリコンプロセスを用いる場合、エッチングによって除去される方向や壁面の角度(エッチング角度)が素材側で決定されるため、それに合わせて流路構造を設計せざるを得ないという制約がある。また、一般に実験室で行われているような湿式エッチングを行なう場合、流路の深さ、幅などを厳密に管理することが難しく、精度の良い微細パターンの作製が困難であるという問題に直面している。   In addition, when using a silicon process such as anisotropic silicon etching, the direction to be removed by etching or the angle of the wall surface (etching angle) is determined on the material side, so the flow path structure must be designed accordingly. There is a restriction that it cannot be obtained. In addition, when performing wet etching as is generally done in the laboratory, it is difficult to strictly control the depth and width of the flow path, and it is difficult to produce a fine pattern with high accuracy. is doing.

さらに、射出成型やインプリンティング、又は、樹脂を硬化させる手法を採用するときには、最初に、型となる微細パターンを作製する必要があり、製作工程がその分、複雑になる上に、流路を一度設計して型を作製した後のパターンの変更が難しいという不都合もある。   Furthermore, when adopting injection molding, imprinting, or a method of curing a resin, it is necessary to produce a fine pattern as a mold first, which complicates the production process and further increases the flow path. There is also the inconvenience that it is difficult to change the pattern after designing and producing the mold.

このように、いずれの作製手法を用いた場合でも、流路パターンの設計作業の容易化、パターンの高精度化、流路集積度の向上、製作工程の簡単化、微細構造の小形化などに難点があり、これらを十分に満足させ得るチップ型反応器は提供できていない。   In this way, regardless of which manufacturing method is used, the design process of the flow path pattern is facilitated, the pattern is highly accurate, the flow path integration is improved, the manufacturing process is simplified, the microstructure is miniaturized, etc. There are drawbacks, and a chip reactor that can sufficiently satisfy these problems cannot be provided.

このため、従来、DNAの取り出しにあっては、マイクロチューブと一般的に呼ばれる試験管形状の容器(約3センチ程度の長さの円筒状容器)を用いた市販のDNA採取キットが通常、使用されている。DNAの分析までの前処理として、一般には、試料から細胞膜の溶解、タンパク質の除去、残漬分離、ピックアップ・固定などの工程が必要であるが、これらの工程をカラムを用いて行なうので、操作が複雑になり、また人手も掛かる。このため、単一細胞からの抽出物を特定して解析したくても、カラムを用いているので、大量の試料がまとめて処理され、どの細胞から抽出されたものか判別できない。さらに、抽出したサンプルをそのまま分析に掛けたいのであるが、カラム内のサンプルを試料台に固定するまでに試料が破砕したり、分解したりするという不都合もある。   For this reason, in the past, a commercially available DNA collection kit using a test tube-shaped container (cylindrical container having a length of about 3 cm) generally called a microtube is usually used for taking out DNA. Has been. In general, steps such as cell membrane lysis, protein removal, residual separation, pick-up / fixation, etc. are required as pre-treatment until DNA analysis. It becomes complicated and takes manpower. For this reason, even if it is desired to identify and analyze an extract from a single cell, since a column is used, it is impossible to determine from which cell a large amount of samples are processed and extracted. Furthermore, although the extracted sample is desired to be analyzed as it is, there is a disadvantage that the sample is crushed or decomposed before the sample in the column is fixed to the sample stage.

かかる状況において、とくに、チップ型反応器の場合、流路設計の多様性によってデバイス機能が決定されるので、基板上に高精度な流路を有して、試料の分離、抽出、固定といった分析前の一連の基本操作を効率良く省力化して行ないたいとする要求がある。同時に、そのような基本操作を効率化できるチップ型反応器を量産して、DNA分析を援護し、バイオ技術をより促進させたいとする要求もある。   In such a situation, especially in the case of a chip-type reactor, the device function is determined by the variety of flow channel designs, so it has a highly accurate flow channel on the substrate, and analysis such as sample separation, extraction, and fixation. There is a demand for efficient and labor saving the previous series of basic operations. At the same time, there is also a demand to mass-produce chip reactors that can improve the efficiency of such basic operations, support DNA analysis, and promote biotechnology more.

本発明は、上述したDNA分析などの物質間反応の実験現場からの要求に応えようとするもので、高精度に作製された流路を基板上に有し、これにより、目的とするデバイス機能を存分に発揮できるとともに、量産に適したチップ型反応器を提供することを、その目的とする。   The present invention is intended to meet the above-mentioned demand from the field of experiments for inter-substance reactions such as DNA analysis, and has a highly accurate flow path on a substrate, thereby achieving a desired device function. It is an object of the present invention to provide a chip reactor suitable for mass production.

上述した目的を達成するために、本発明によれば、物質間反応に供する反応器が提供される。この反応器は、基板と、この基板上に配置され、且つ、試料用の流体を導入する複数の槽及び当該複数の槽間を連通させる流路を前記基板上に形成する樹脂層とを備え、前記樹脂層を感光性樹脂で形成したことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, according to the present invention, there is provided a reactor used for intersubstance reaction. The reactor includes a substrate, a plurality of tanks that are arranged on the substrate and that introduce a sample fluid, and a resin layer that forms a flow path that connects the plurality of tanks on the substrate. The resin layer is formed of a photosensitive resin.

好適には、前記基板はガラス材料により形成され、前記樹脂層をフィルム状の感光性樹脂で形成される。前記複数の槽は、例えば、細胞導入槽(例えば反応槽)、廃液槽、及び、吸着槽(例えばシリカパウダー槽)(さらに好適にはこれらに加えて抽出液槽及びサンプル採取槽(抽出槽ともいう))から成り、前記反応槽と前記廃液槽とを(抽出液槽及びサンプル採取槽も含む場合はこれら両槽間も)前記流路を介して相互に連通させるとともに、当該流路の途中に前記シリカパウダー槽を配置して例えばDNA抽出に供するように構成される。また、前記複数の槽は、例えば、細胞導入槽と廃液槽から成り、前記細胞導入槽と前記廃液槽とを前記流路を介して相互に連通させるとともに、当該流路の途中に細胞捕獲トラップを配置して、単一の細胞からのDNAもしくはその他の細胞内構成物質の抽出に供するように構成される。一例として、前記流路は、前記シリカパウダー槽を介して前記反応槽と前記廃液槽とを直線状に相互に連通させる直線流路である。また、前記流路は、前記細胞捕獲トラップを介して前記細胞導入槽と前記廃液槽とを直線状に相互に連通させる直線流路である。さらに好適には、前記細胞導入槽及び前記廃液槽に電圧印加用の電極をそれぞれ配設され、前記細胞導入槽及び前記廃液槽に電圧印加用の電極をそれぞれ配設される。また、少なくとも前記シリカパウダー槽にカバー部材を被着させてもよい。   Preferably, the substrate is formed of a glass material, and the resin layer is formed of a film-like photosensitive resin. The plurality of tanks include, for example, a cell introduction tank (for example, a reaction tank), a waste liquid tank, and an adsorption tank (for example, a silica powder tank) (more preferably, in addition to these, an extraction liquid tank and a sample collection tank (also referred to as an extraction tank). The reaction tank and the waste liquid tank (in the case of including the extraction liquid tank and the sample collection tank, both tanks) are communicated with each other via the flow path, and in the middle of the flow path. The silica powder tank is disposed in the structure, and is used for, for example, DNA extraction. In addition, the plurality of tanks include, for example, a cell introduction tank and a waste liquid tank, and the cell introduction tank and the waste liquid tank communicate with each other through the flow path, and a cell capture trap is provided in the middle of the flow path. Are arranged to be used for extraction of DNA or other intracellular constituents from a single cell. As an example, the flow path is a straight flow path that allows the reaction tank and the waste liquid tank to communicate with each other in a straight line through the silica powder tank. The flow path is a straight flow path that linearly connects the cell introduction tank and the waste liquid tank via the cell capture trap. More preferably, a voltage application electrode is provided in each of the cell introduction tank and the waste liquid tank, and a voltage application electrode is provided in each of the cell introduction tank and the waste liquid tank. Further, at least the silica powder tank may be covered with a cover member.

一方、本発明によれば、物質間反応に供する反応器の製造方法も提供される。この製造方法は、基板上の所定箇所に電極を形成し、前記電極を形成した前記基板上に感光性樹脂層を形成し、試料用の流体を導入する複数の槽及び当該複数の槽間を連通させる流路を描画したパターンマスクを前記感光性樹脂層に被せて露光し、露光した前記感光性樹脂層を現像することで前記複数の槽及び前記流路を前記基板上に形成することを特徴とする。   On the other hand, according to the present invention, there is also provided a method for producing a reactor for use in an intersubstance reaction. In this manufacturing method, an electrode is formed at a predetermined position on a substrate, a photosensitive resin layer is formed on the substrate on which the electrode is formed, and a plurality of tanks for introducing a fluid for a sample and a space between the plurality of tanks are formed. Forming the plurality of tanks and the flow paths on the substrate by exposing the photosensitive resin layer with a pattern mask on which a flow path to be communicated is drawn and developing the exposed photosensitive resin layer. Features.

本発明によれば、樹脂層により、試料用の流体を導入する複数の槽及び当該複数の槽間を連通させる流路を基板上に形成し、この樹脂層を感光性樹脂で形成したことから、従来のように、ガラスの直接加工、エッチングプロセス、または特殊なインプリント金型を用いる必要も無く、容易にチップ型反応器を作製することができる。また、複数の槽を結ぶ流路の途中DNA等の細胞内構成物質吸着用の吸着槽(例えばシリカパウダー槽)を設けることにより、小型で簡素な構造で済む細胞内構成物質抽出用のチップ型反応器を提供することができる。さらに、複数の槽を結ぶ流路の途中細胞捕獲用のトラップを設けることにより、単一の細胞を対象とした小型で簡素な構造で済むDNA等の細胞内構成物質抽出用のチップ型反応器を提供することができる。   According to the present invention, the resin layer is formed with a plurality of tanks for introducing a sample fluid and a flow path communicating between the plurality of tanks on the substrate, and the resin layer is formed of a photosensitive resin. As in the prior art, it is not necessary to directly process glass, etch process, or use a special imprint mold, and a chip reactor can be easily manufactured. In addition, by providing an adsorption tank (for example, a silica powder tank) for adsorbing intracellular constituents such as DNA in the middle of a flow path connecting a plurality of tanks, a chip type for extracting intracellular constituents that requires a small and simple structure A reactor can be provided. In addition, by providing a trap for capturing cells in the middle of the flow path connecting a plurality of tanks, a chip-type reactor for extracting intracellular constituents such as DNA for a single cell with a small and simple structure. Can be provided.

すなわち、少なくとも表面が感光性樹脂で形成された基板に対して、レーザビームなどによる直接描画や、マスクプロセスによる選択露光をすることで、任意の微細パターンを基板上へ転写でき、流路などを容易に形成することができる。したがって、インプリンティングや射出成型などのように、型を作製する必要がない。また、光学的に微細構造を作製できる感光性樹脂を用いることで、チップ型反応器に必要な流路構造を正確かつ容易に作成することができる。また、同時に感光性樹脂として耐アルカリ性を有する材料を選択することにより、生化学分野でも好適に使用可能なチップ型反応器を作成することができる。   That is, an arbitrary fine pattern can be transferred onto the substrate by direct drawing using a laser beam or the like, or selective exposure using a mask process on a substrate having at least a surface formed of a photosensitive resin. It can be formed easily. Therefore, it is not necessary to produce a mold like imprinting or injection molding. Further, by using a photosensitive resin capable of optically producing a fine structure, a flow channel structure necessary for a chip reactor can be created accurately and easily. At the same time, by selecting a material having alkali resistance as the photosensitive resin, a chip reactor that can be suitably used in the biochemical field can be produced.

以下、図1〜4を参照して、本発明のチップ型反応器に係る一つの実施の形態を説明する。なお、本実施形態にあっては、DNA抽出に用いる簡易型のチップ型反応器を例示するが、本発明に係るチップ型反応器は必ずしもDNA抽出用に限定されるものではなく、広く物質間反応の実験に用いる小形のチップ型反応器として実施することができる。   Hereinafter, an embodiment of the chip reactor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a simple chip-type reactor used for DNA extraction is illustrated, but the chip-type reactor according to the present invention is not necessarily limited to DNA extraction and is widely used between substances. It can be implemented as a small chip reactor used for reaction experiments.

図1及び2に、DNA抽出に用いる簡易型のチップ型反応器1の平面図及び断面図の模式的に示す。   1 and 2 schematically show a plan view and a cross-sectional view of a simple chip reactor 1 used for DNA extraction.

これらの図に示すように、本実施形態に係るチップ型反応器1は、ガラス製基板11と、この基板11の表面にラミネートした感光性樹脂フィルム層12と、この樹脂フィルム層12の表面に部分的に載置したカバーガラス13との3層構造を有し、さらに、ガラス性基板11と樹脂フィルム層12との間に部分的に膜状電極14,14を介挿させた積層構造になっている。   As shown in these drawings, the chip reactor 1 according to this embodiment includes a glass substrate 11, a photosensitive resin film layer 12 laminated on the surface of the substrate 11, and a surface of the resin film layer 12. It has a three-layer structure with a partially placed cover glass 13 and a laminated structure in which film electrodes 14 and 14 are partially inserted between the glassy substrate 11 and the resin film layer 12. It has become.

このチップ型反応器1のサイズは、図1において幅10mm及び長さ20mmに形成されている。基板11は、幅幅10mm、長さ20mm、及び厚さ1mmに形成され、この基板11の表面に膜状電極14,14を部分的に形成した後、基板11の表面全体に感光性樹脂フィルム層12がラミネートされ、さらに、その樹脂フィルム層12の表面の中央部がカバー部材としてのカバーガラス13で部分的に被われる。   The size of the chip reactor 1 is 10 mm wide and 20 mm long in FIG. The substrate 11 is formed to have a width of 10 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 1 mm. After the film electrodes 14 and 14 are partially formed on the surface of the substrate 11, a photosensitive resin film is formed on the entire surface of the substrate 11. The layer 12 is laminated, and the central portion of the surface of the resin film layer 12 is partially covered with a cover glass 13 as a cover member.

ガラス製基板11の表面には、樹脂フィルム層12を露光することにより、そのフィルム層に沿って、図3に示すように、反応槽21、廃液槽22、微細流路23、及びシリカ槽25が形成されている。   By exposing the resin film layer 12 to the surface of the glass substrate 11, a reaction tank 21, a waste liquid tank 22, a fine channel 23, and a silica tank 25 are formed along the film layer as shown in FIG. Is formed.

つまり、基板11の長手方向の一端寄りの所定位置には矩形状の反応槽21が形成され、この反応槽21に対向する、もう一端寄りの所定位置には同じく矩形状の廃液槽22が反応槽21に所定距離を置いて正対するように形成されている。反応槽21は細胞の分解および精製に用いられる。廃液槽22は廃液を回収するために形成されている。微細流路23は幅100μmで且つ所定長さを有する直線路であり、反応槽21および廃液槽22を相互に直線的に繋ぐように形成されている。すなわち、反応槽21および廃液槽22は微細流路23を介して相互に連通している。   That is, a rectangular reaction tank 21 is formed at a predetermined position near one end of the substrate 11 in the longitudinal direction, and a rectangular waste liquid tank 22 reacts at a predetermined position near the other end opposite to the reaction tank 21. It is formed so as to face the tank 21 at a predetermined distance. The reaction vessel 21 is used for cell degradation and purification. The waste liquid tank 22 is formed to collect the waste liquid. The fine channel 23 is a straight channel having a width of 100 μm and a predetermined length, and is formed so as to linearly connect the reaction tank 21 and the waste liquid tank 22 to each other. That is, the reaction tank 21 and the waste liquid tank 22 communicate with each other through the fine flow path 23.

また、微細流路23の長手方向の中間部分には、DNA吸着用のシリカ槽(シリカパウダー槽)25が形成されている。このシリカ槽25は、反応槽21から廃液槽22に向かって微細流路23を流れる細胞分解溶液の中からDNAをトラップして取り出せる構造となっている。   In addition, a silica tank (silica powder tank) 25 for adsorbing DNA is formed in an intermediate portion in the longitudinal direction of the fine channel 23. The silica tank 25 has a structure in which DNA can be trapped and taken out from the cell decomposition solution flowing in the fine flow path 23 from the reaction tank 21 toward the waste liquid tank 22.

さらに、反応槽21および廃液槽22の底面の位置には、膜状電極14がそれぞれ配置されている。この膜状電極14は、それぞれ、各槽21(22)の底面面積を占有するとともに、その一部が微細流路23の側に張り出して成る面形状を有している。この膜状電極14の材料には、一例として、白金(Pt)が用いられる。この2つの膜状電極14の相互間には電圧が印加される。これにより、溶液に電界を掛けて、反応槽21の溶液やシリカ槽25の反応物質を輸送する駆動力を溶液に付加することができる。   Furthermore, the membrane electrode 14 is arrange | positioned in the position of the bottom face of the reaction tank 21 and the waste liquid tank 22, respectively. Each of the membrane electrodes 14 occupies the bottom surface area of each tank 21 (22), and has a surface shape in which a part of the membrane electrode 14 protrudes toward the fine flow path 23. For example, platinum (Pt) is used as the material of the film electrode 14. A voltage is applied between the two film electrodes 14. As a result, an electric field is applied to the solution, and a driving force for transporting the solution in the reaction tank 21 and the reactant in the silica tank 25 can be applied to the solution.

一方、カバーガラス13は、矩形状の保護用ガラスであり、シリカ槽25の表面を中心にした部分領域を覆うように配置される。このため、微細流路23の残りの部分、及び、両端の反応槽21、廃液槽22は露出されている。   On the other hand, the cover glass 13 is a rectangular protective glass and is disposed so as to cover a partial region centering on the surface of the silica tank 25. For this reason, the remaining part of the fine channel 23, the reaction tank 21 and the waste liquid tank 22 at both ends are exposed.

次に、上述したチップ型反応器1を構成する各コンポーネントに使用可能な材料等について説明する。   Next, materials and the like that can be used for each component constituting the chip reactor 1 described above will be described.

基板1に用いるガラス材料としては、市販の硼珪酸ガラス(パイレックス(登録商標)、コード7740)を用いることができる。しかしながら、必ずしもこれに限定されるものではない。本実施形態のように生化学的な反応を行う場合には、表面の化学的清浄度や光学的な解析等への応用を考慮し、なるべく不純物の少ない素材を用いることが望ましい。また、反応生成物の基板表面への吸着特性などを考慮して、目的とするサンプルの特性に適合した表面処理を基板1の表面に施すようにしてもよい。また、基板1は必ずしもガラスである必要はなく、使用目的に適合した樹脂材料、シリコンウエハなど、その他の材料で形成してもよい。   As the glass material used for the substrate 1, commercially available borosilicate glass (Pyrex (registered trademark), code 7740) can be used. However, it is not necessarily limited to this. When performing a biochemical reaction as in the present embodiment, it is desirable to use a material with as few impurities as possible in consideration of application to chemical cleanliness of the surface, optical analysis, and the like. In addition, the surface treatment of the target sample may be applied to the surface of the substrate 1 in consideration of the adsorption characteristics of the reaction product to the substrate surface. The substrate 1 is not necessarily made of glass, and may be formed of other materials such as a resin material or a silicon wafer suitable for the purpose of use.

また、カバーガラス13としては、市販のカバーガラス(マツナミ社製マイクロカバーガラス 厚さ0.12〜0.17mm)を用いるが、この場合も同様に、別のガラス材料や樹脂材料などから任意のものを選択して使用することができる。   Further, as the cover glass 13, a commercially available cover glass (Matsunami Co., Ltd., micro cover glass thickness: 0.12 to 0.17 mm) is used. In this case as well, any other glass material or resin material may be used. You can select and use one.

さらに、感光性樹脂フィルム層12は、一般に半導体プロセス用として用いられている市販のネガ型ドライフィルムレジスト(感光層膜厚30μm、アルカリ現像タイプ)を用いることができる。上述したように、生化学的な用途については、感光処理後は耐アルカリ性に優れたレジスト材料を選択することが望ましい。   Further, the photosensitive resin film layer 12 may be a commercially available negative-type dry film resist (photosensitive layer film thickness 30 μm, alkali development type) that is generally used for semiconductor processes. As described above, for biochemical applications, it is desirable to select a resist material having excellent alkali resistance after the photosensitive process.

さらに、膜状電極14は、白金(Pt)のスパッタ膜で形成できる。この膜状電極14は、チップ駆動時に印加される直流電位により、電極表面では電気化学反応を生じ、特に電界腐食によって電極が消耗されるため、電極材料としてはPt、Au、Agなどの、なるべく標準電極電位の高い(正の値を持つような)材料を選択することが望ましい。また、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極を用いるとチップ型反応器の透明性が維持されるため、用途によっては、その方が望ましい。   Further, the film electrode 14 can be formed of a sputtered film of platinum (Pt). The film electrode 14 causes an electrochemical reaction on the electrode surface due to a direct current potential applied when the chip is driven, and the electrode is consumed due to electric field corrosion. Therefore, as an electrode material, Pt, Au, Ag or the like is preferably used. It is desirable to select a material with a high standard electrode potential (having a positive value). In addition, if a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) is used, the transparency of the chip reactor is maintained, and this is desirable depending on the application.

上述したチップ反応器1を用いてDNA抽出を行なうときの、チップ上で行う生化学的な操作について説明する。   A biochemical operation performed on the chip when DNA extraction is performed using the chip reactor 1 described above will be described.

まず、反応槽21上に目的とする細胞を乗せ、変性剤及び細胞溶解液を投入し、細胞破砕溶液を生成させる。これを適宜TAEバッファなどですすぎながら、低分子量のRNAや脂質、細胞壁などを、廃液槽12へ輸送させる。このときの溶液の輸送駆動力は、反応槽21と廃液槽22の間にかける電界によって発生する電気泳動もしくは電気浸透流による。そのとき、シリカとDNAの結合条件を満たした条件下(pH、特定塩濃度など)で物質輸送を行い、シリカ槽25にDNAのみを吸着させる。この後、シリカとDNAの解離条件を満たした条件下でシリカ槽25からDNAを溶出させ、DNAを抽出する。   First, target cells are placed on the reaction tank 21, and a denaturant and a cell lysate are added to produce a cell disruption solution. While rinsing this with a TAE buffer as appropriate, low molecular weight RNA, lipids, cell walls, etc. are transported to the waste liquid tank 12. The driving force for transporting the solution at this time is based on electrophoresis or electroosmotic flow generated by an electric field applied between the reaction tank 21 and the waste liquid tank 22. At that time, mass transport is performed under conditions (pH, specific salt concentration, etc.) satisfying the silica and DNA binding conditions, and only the DNA is adsorbed in the silica tank 25. Thereafter, the DNA is eluted from the silica tank 25 under conditions satisfying the dissociation conditions of silica and DNA, and the DNA is extracted.

(チップ型反応器の製造方法)
図4を参照して、チップ型反応器の製造方法を説明する。
(Manufacturing method of chip reactor)
With reference to FIG. 4, the manufacturing method of a chip-type reactor is demonstrated.

まず、洗浄したガラス基板1を用意し、この基板1の上にサブミクロンのオーダの厚さの膜状電極14を作製する(図5(a),(b)参照)。   First, a cleaned glass substrate 1 is prepared, and a film electrode 14 having a thickness on the order of submicron is formed on the substrate 1 (see FIGS. 5A and 5B).

膜状電極14は、物理蒸着または化学蒸着によって作製するが、前述したように、電圧印加時には電極表面で電気化学的な反応(電界腐食やマイクロバブルの発生)が生じるため、できる限り表面欠陥(マイクロポア等)の少ない膜を作製することが望ましい。また、これらの電極は特に膜状である必要はなく、チップの構造を損なわない形状と大きさのバルク電極を用いることもでき、この場合には、電極寿命を長く確保できる。この電極作成には、パターン転写をマスクプロセス(リソグラフィ)を用いることができる。また、これらの膜状電極14の一部は露出しており、外部電極と導通できるようになっている。この膜状電極の好適な実施形態は、Ti/Ptの2層スパッタ膜からなり、厚さは約1μmである。   Although the film electrode 14 is produced by physical vapor deposition or chemical vapor deposition, as described above, an electrochemical reaction (electric field corrosion or generation of microbubbles) occurs on the electrode surface when a voltage is applied. It is desirable to produce a film with a small number of micropores). In addition, these electrodes do not need to be in the form of a film, and bulk electrodes having a shape and size that do not impair the structure of the chip can be used. In this case, a long electrode life can be secured. For this electrode production, pattern transfer and mask process (lithography) can be used. Further, a part of these film electrodes 14 are exposed so that they can be electrically connected to external electrodes. A preferred embodiment of this film-like electrode is a Ti / Pt two-layer sputtered film having a thickness of about 1 μm.

膜状電極14を作製したガラス基板1の表面に、ラミネータを用いて感光性フィルム(樹脂)12を貼り付ける(図5(c)参照)。この感光性フィルム12の感光性樹脂材料には例えばネガ型を用いるが、ポジ型であってもよい。   A photosensitive film (resin) 12 is attached to the surface of the glass substrate 1 on which the membrane electrode 14 is produced using a laminator (see FIG. 5C). For example, a negative type is used for the photosensitive resin material of the photosensitive film 12, but a positive type may also be used.

この感光性樹脂(樹脂フィルム層12)をラミネートするときのラミネート条件の目安の一例としては、ラミネート温度100℃、圧力0.5MPa、速度1.0m/min程度である。このとき、ガラス基板11と感光性フィルム12との間に粉塵等が存在すると流路の破損やフィルム剥離の原因となるため、クリーンルーム内や、クリーンベンチ内など、できる限り清浄な環境で行うことが望ましい。また、感光性フィルム12は自然光に含まれる紫外線によっても感光する場合があるので、作業は紫外光対策の施された環境か、自然光下で行う場合は迅速に作業を行い、作業中にフィルムが感光しないように配慮することが望ましい。また、膜と基板の間に気泡が混入するのを避けるため、フィルムにテンションをかけてラミネートすることが望ましい。   As an example of a standard for laminating conditions when laminating this photosensitive resin (resin film layer 12), a laminating temperature is 100 ° C., a pressure is 0.5 MPa, and a speed is about 1.0 m / min. At this time, if dust or the like is present between the glass substrate 11 and the photosensitive film 12, the flow path may be damaged or the film may be peeled off. Therefore, it should be performed in a clean environment such as a clean room or a clean bench. Is desirable. In addition, since the photosensitive film 12 may be sensitive to ultraviolet rays contained in natural light, the work should be performed quickly in an environment where measures against ultraviolet light are taken or under natural light. It is desirable to take care not to expose it. In order to avoid air bubbles from being mixed between the film and the substrate, it is desirable to laminate the film with tension.

次に、基板11上の感光性フィルム12を、マスク露光プロセスを用いて露光する(図5(d)、(e)参照)。   Next, the photosensitive film 12 on the substrate 11 is exposed using a mask exposure process (see FIGS. 5D and 5E).

これを詳述すると、最初に、パターンマスク31がフィルム12に貼り付けられる((図5(d))。このパターンマスク31は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)から成るマスクで、図6に模式的に示すように、マスク領域の部分は黒色(図6の斜線部)で印刷され、それ以外の領域(図6の斜線以外の残りの領域)は透明になっている。これは、感光性フィルム12の樹脂材料がネガ型であるからであって、かかる材料がポジ型の場合には、図6に示すパターンマスク31の黒色・透明の関係は反対のパターンになる。   More specifically, first, a pattern mask 31 is affixed to the film 12 ((FIG. 5 (d)). This pattern mask 31 is a mask made of, for example, PET (polyethylene terephthalate). As shown in Fig. 6, the mask area is printed in black (shaded area in Fig. 6), and the other area (the remaining area other than the hatched area in Fig. 6) is transparent. This is because the resin material 12 is a negative type, and when the material is a positive type, the black / transparent relationship of the pattern mask 31 shown in FIG.

次いで、パターンマスク31を露光装置で露光した後、現像する(図5(e))。この説明の例では、感光性フィルム12にはネガ型の感光性樹脂を用いているので、光が照射された領域、すなわちパターンマスク31の透明な領域に相当する樹脂部分は感光によって架橋し、現像処理しても溶けないで残る。これに対し、露光によって光が照射されない領域、すなわちパターンマスク31の黒色の領域に相当する樹脂部分は感光によって架橋していないので、現像処理により除去される。この結果、図3に示すように、反応槽21、廃液槽22、微細流路23、及びシリカ槽25に相当する部分が除去され、その周りの部分が壁部となって残留する。つまり、露光によって、各槽及び流路がガラス性基板2の上に、樹脂フィルム層12の層に沿って確実に作成される。反応槽21及び廃液槽22とを繋ぐ流路の好適なサイズは、流路幅が100μmであり、深さが60μmである。   Next, the pattern mask 31 is exposed with an exposure apparatus and then developed (FIG. 5E). In the example of this explanation, since a negative photosensitive resin is used for the photosensitive film 12, the resin portion corresponding to the light-irradiated region, that is, the transparent region of the pattern mask 31, is crosslinked by photosensitivity. It remains undissolved even after development. On the other hand, since the resin portion corresponding to the black region of the pattern mask 31 that is not irradiated with light by exposure is not cross-linked by photosensitivity, it is removed by development processing. As a result, as shown in FIG. 3, portions corresponding to the reaction tank 21, the waste liquid tank 22, the fine channel 23, and the silica tank 25 are removed, and the surrounding portions remain as wall portions. That is, each tank and flow path are reliably formed on the glass substrate 2 along the resin film layer 12 by exposure. The preferred size of the flow path connecting the reaction tank 21 and the waste liquid tank 22 is a flow path width of 100 μm and a depth of 60 μm.

なお、一例として、露光装置にはKarl Suss社製のMJB3を用い、露光光源にはウシオ電機社製の超高圧水銀ランプUSH−350DP(発生波長領域:300〜600nm)を用いる。マスクとフィルム面を密着させて、1分間の露光後、1wt%の炭酸ナトリウム水溶液でアルカリ現像する。このとき、露光時間が長いと、光の周り込みによって流路内まで感光される場合がある。この場合は、感光された樹脂によって流路がふさがれチップ樹脂を阻害するため、微細な流路形状を正確に得るためには、露光条件を適宜設定する必要がある。   As an example, an MJB3 manufactured by Karl Suss is used as the exposure apparatus, and an ultra-high pressure mercury lamp USH-350DP (generated wavelength region: 300 to 600 nm) manufactured by USHIO is used as the exposure light source. The mask and the film surface are brought into close contact, and after exposure for 1 minute, alkali development is performed with a 1 wt% aqueous sodium carbonate solution. At this time, if the exposure time is long, the light may be exposed to the inside of the flow path due to the surrounding light. In this case, since the flow path is blocked by the exposed resin and inhibits the chip resin, it is necessary to appropriately set the exposure conditions in order to obtain a fine flow path shape accurately.

これが済むと、図5には図示していないが、流路上のシリカ槽25にDNAを捕集するために、シリカ槽25にシリカを充填する。具体的には、球状のシリカパウダーを適量、シリカ槽25に挿入する。このとき、シリカの流出を防ぐため、樹脂などの不溶性特質によって、シリカを固定したフィルタを用いてもよい。また、シリカを主成分とする多孔性材料も好適に用いることができる。このときのシリカパウダーの量や粒子径を調整することで、DNAの捕集特性を変化させることができる。   After this, although not shown in FIG. 5, the silica tank 25 is filled with silica to collect DNA in the silica tank 25 on the flow path. Specifically, an appropriate amount of spherical silica powder is inserted into the silica tank 25. At this time, in order to prevent the outflow of silica, a filter in which silica is fixed by an insoluble property such as a resin may be used. A porous material mainly composed of silica can also be suitably used. By adjusting the amount and particle diameter of the silica powder at this time, the DNA collection characteristics can be changed.

最後に、微細流路23の一部とシリカ槽25を覆うように、それらの上面にカバーガラス13を取り付ける(図5(f)参照)。これにより、チップ型反応器1が製造される。   Finally, the cover glass 13 is attached to the upper surfaces of the fine channels 23 and the silica tank 25 so as to cover them (see FIG. 5F). Thereby, the chip reactor 1 is manufactured.

なお、上記実施例では核酸吸着槽として、シリカ槽を用いたが、これに限定されず、核酸の吸着・解離を制御できるものであれば、他のものでも好適に用いることができる。例えばシリカパウダーに代え、磁気粒子を用いることができる。   In the above embodiment, the silica tank is used as the nucleic acid adsorption tank. However, the present invention is not limited to this, and any other one can be suitably used as long as the adsorption / dissociation of nucleic acid can be controlled. For example, magnetic particles can be used instead of silica powder.

本発明に係る第二の実施例を図7を用いて説明する。   A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例の、構成要素および作成プロセスは実施例1と同様である。   The components and the creation process of this embodiment are the same as those of the first embodiment.

構造および機能の相違点を以下に説明する。   Differences in structure and function are described below.

ガラス基板41上に感光性樹脂フィルム層42によって、基板の一方に細胞の分解および精製を行う反応槽51が設けてあり、その他方には廃液を回収するための廃液槽52を設置してある。この反応槽51および廃液槽52は幅100μmの微細流路53でつながれている。また、この微細流路53に対して直交する方向へ同様の微細流路56を介して抽出液槽54とサンプル採取槽55が設けてあり、微細流路53と微細流路56の交点にシリカ槽57が設けられている。4つの槽、すなわち反応槽51、廃液槽52、抽出液槽54、サンプル採取槽55には、個別に電圧を印加できるように薄膜電極81,82,83,84が設けてある。それぞれの薄膜電極は、各リードパターンによってチップ型反応器100の右端に集積されており、ここに図示しない電圧コントローラを接続して各電極間に電圧を印加できる構造になっている。
なお、図示省略しているが、例えばガラスでなるカバー部材が、少なくともシリカ槽57をおおい、他の槽は露出させるように樹脂フィルム層32上に取りつけられている。
A reaction tank 51 for decomposing and purifying cells is provided on one side of the substrate by a photosensitive resin film layer 42 on a glass substrate 41, and a waste liquid tank 52 for collecting waste liquid is installed on the other side. . The reaction tank 51 and the waste liquid tank 52 are connected by a fine flow channel 53 having a width of 100 μm. In addition, an extraction liquid tank 54 and a sample collection tank 55 are provided in a direction orthogonal to the fine flow path 53 via a similar fine flow path 56, and a silica is formed at the intersection of the fine flow path 53 and the fine flow path 56. A tank 57 is provided. The four tanks, that is, the reaction tank 51, the waste liquid tank 52, the extract liquid tank 54, and the sample collection tank 55 are provided with thin film electrodes 81, 82, 83, and 84 so that voltages can be individually applied. Each thin film electrode is integrated at the right end of the chip reactor 100 by each lead pattern, and has a structure in which a voltage controller (not shown) is connected to apply a voltage between the electrodes.
Although not shown, a cover member made of glass, for example, is attached on the resin film layer 32 so as to cover at least the silica tank 57 and expose the other tanks.

チップ型反応器100上で行う操作について説明する。反応槽51上に目的とする細胞を乗せ、変性剤と細胞溶解液を投入し、細胞破砕溶液を作製し、これを適宜TAEバッファなどですすぎながら低分子量のRNAや脂質、細胞壁などを廃液槽52へ輸送する。このときの輸送駆動力は、反応槽51および廃液槽52間、すなわち、薄膜電極81および82間にかける電界によって発生する電気泳動もしくは電気浸透流による。このとき、シリカと核酸の結合条件を満たした条件下(pH,特定塩濃度など)で物質輸送を行いシリカ槽57に目的物質(例えばDNA)のみを吸着させる。すなわち、電気泳動もしくは電気浸透流などの、電気的な輸送手段によって、低分子量の物質とDNAなどの目的物質などの高分子化合物とを分離することができる。   An operation performed on the chip reactor 100 will be described. Place target cells on reaction tank 51, add denaturant and cell lysate, prepare cell disruption solution, and rinse low-molecular-weight RNA, lipid, cell wall, etc. with appropriate TAE buffer. Transport to 52. The transport driving force at this time is due to electrophoresis or electroosmotic flow generated by an electric field applied between the reaction tank 51 and the waste liquid tank 52, that is, between the thin film electrodes 81 and 82. At this time, mass transport is performed under conditions (pH, specific salt concentration, etc.) that satisfy the binding conditions of silica and nucleic acid, and only the target substance (for example, DNA) is adsorbed to the silica tank 57. That is, a low molecular weight substance and a high molecular compound such as a target substance such as DNA can be separated by an electrotransport means such as electrophoresis or electroosmotic flow.

その後、抽出液槽54にシリカと核酸の解離条件を満たした液を投入し、今度は、抽出液槽54とサンプル採取槽55間、すなわち薄膜電極83と薄膜電極84間へ電界を付与して、シリカ槽57に吸着した目的物質をサンプル採取槽55に溶出させ、採取する。   After that, a solution that satisfies the dissociation conditions of silica and nucleic acid is put into the extract solution tank 54, and this time, an electric field is applied between the extract solution tank 54 and the sample collection tank 55, that is, between the thin film electrode 83 and the thin film electrode 84. The target substance adsorbed on the silica tank 57 is eluted into the sample collection tank 55 and collected.

このとき、抽出液槽54から、サンプル採取槽55への溶液の流れを安定化させるため、反応槽51と廃液槽52に取り付けた薄膜電極81および82には、薄膜電極83とある程度の電位を付与することがのぞましい。こうすることで、抽出液槽54からの抽出液の流れが反応槽51や廃液槽52の方向へ広がることなく、サンプル採取槽55へ到達できる。これによりサンプル抽出効率が向上する。   At this time, in order to stabilize the flow of the solution from the extraction liquid tank 54 to the sample collection tank 55, the thin film electrodes 81 and 82 attached to the reaction tank 51 and the waste liquid tank 52 have a certain potential with the thin film electrode 83. It is desirable to grant. By doing so, the flow of the extraction liquid from the extraction liquid tank 54 can reach the sample collection tank 55 without spreading in the direction of the reaction tank 51 and the waste liquid tank 52. This improves sample extraction efficiency.

本発明に係る第三の実施例を図8に基づいて説明する。本実施例は、単離した一つの細胞から、1セットのDNAもしくはその他の細胞内構成物質を抽出するためのものであり、作成プロセスは実施例1と同様である。構造および機能の相違点を以下に説明する。   A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this example, one set of DNA or other intracellular constituents is extracted from one isolated cell, and the preparation process is the same as in Example 1. Differences in structure and function are described below.

本発明に係る第三実施例のチップ型反応器200は、図8に示すように、ガラス製基板61と、このガラス製基板61上に流路を構成するための感光性樹脂材料層62によって構成されている。ガラス製基板61と感光性樹脂材料層62との間には、部分的に膜状電極64が介挿されている。この場合、必要に応じて感光性樹脂材料層62の上部の一部、あるいは全体をカバーガラス(カバープレート)63によって覆うことができる。   As shown in FIG. 8, the chip reactor 200 according to the third embodiment of the present invention includes a glass substrate 61 and a photosensitive resin material layer 62 for forming a flow path on the glass substrate 61. It is configured. A film electrode 64 is partially interposed between the glass substrate 61 and the photosensitive resin material layer 62. In this case, a part or the whole of the upper part of the photosensitive resin material layer 62 can be covered with a cover glass (cover plate) 63 as necessary.

このチップ型反応器200のサイズは、幅10mmおよび長さ20mmであり、ガラス製基板61は、厚さ1mmで市販のパイレックス(登録商標)ガラスを用いて構成されている。感光性樹脂材料層62は、化薬マイクロケム社製のネガ型フォトレジスト(商品名 SU−8−3050)を用いて構成されている。膜状電極64は、Tiを下地として表面をPt膜で覆った2層構造となっている。Tiを下地とすることでガラス基板との密着性を向上できる。また、その上に設ける膜としてPtを用いることにより、電極反応を抑制できる。   The chip-type reactor 200 has a width of 10 mm and a length of 20 mm, and the glass substrate 61 has a thickness of 1 mm and is made of commercially available Pyrex (registered trademark) glass. The photosensitive resin material layer 62 is configured using a negative photoresist (trade name SU-8-3050) manufactured by Kayaku Microchem. The film electrode 64 has a two-layer structure in which Ti is a base and the surface is covered with a Pt film. Adhesion with a glass substrate can be improved by using Ti as a base. Moreover, an electrode reaction can be suppressed by using Pt as a film | membrane provided on it.

感光性樹脂材料層62には、図9に示すように、細胞導入槽71、廃液槽72、メイン流路73、抽出液槽74、抽出槽75およびサブ流路76が形成されている。メイン流路73は、細胞導入槽71と廃液槽72とを結ぶ流路として形成されており、このメイン流路73には、メイン流路73の流路途中の交点78から一方のサブ流路76を介して抽出液槽74が接続されているとともに、交点78から他方のサブ流路76を介して抽出槽75が接続されている。メイン流路73のうち細胞導入槽71寄りには細胞捕獲トラップ77が設置されている。また、メイン流路73とサブ流路76との交点78には、特定の細胞内構成物質を吸着させるための物質を設置することもできる。例えば、DNAを抽出しようとする場合には、シリカを主成分とするフィルタ材料を設置するようにしてもよい。   In the photosensitive resin material layer 62, as shown in FIG. 9, a cell introduction tank 71, a waste liquid tank 72, a main flow path 73, an extraction liquid tank 74, an extraction tank 75, and a sub flow path 76 are formed. The main flow path 73 is formed as a flow path connecting the cell introduction tank 71 and the waste liquid tank 72, and this main flow path 73 includes one sub flow path from an intersection 78 in the middle of the flow path of the main flow path 73. The extract tank 74 is connected via the 76, and the extract tank 75 is connected from the intersection 78 via the other sub-flow channel 76. A cell capture trap 77 is installed near the cell introduction tank 71 in the main channel 73. In addition, a substance for adsorbing a specific intracellular constituent substance can be installed at the intersection 78 between the main channel 73 and the sub channel 76. For example, when extracting DNA, a filter material mainly composed of silica may be provided.

ガラス製基板61と感光性樹脂材料層62との間に介挿される膜状電極64は、図10に示すように、6種類の電極パターン141〜146で構成されている。各電極パターン141〜146は、チップ型反応器200の左端の部分で外部端子と接触できるように、感光性樹脂材料層62の左端側にその一部が露出した状態で集約されている。これら電極パターン141〜146のうち電極パターン141は廃液槽72に、電極パターン142は抽出液槽74に、電極パターン144は細胞注入槽71に、電極パターン146は抽出槽75にそれぞれ電荷を供給するための電極パターンとして構成され、電極パターン143、145は細胞捕獲トラップ77の細胞に電気刺激を与えるための電極パターンとして構成されている。図14は、図9の各槽のパターンに図10の電極パターンを重ね合わせた平面図である。図14に示すように、電極パターンは各槽のパターンに整合して、両者はお互いに平面視で重なっているので、電極パターンは各槽に対して選択的に電圧を加えることができる。   As shown in FIG. 10, the film electrode 64 interposed between the glass substrate 61 and the photosensitive resin material layer 62 is composed of six types of electrode patterns 141 to 146. Each of the electrode patterns 141 to 146 is gathered in a state where a part thereof is exposed on the left end side of the photosensitive resin material layer 62 so that the left end portion of the chip reactor 200 can be in contact with the external terminal. Among these electrode patterns 141 to 146, the electrode pattern 141 supplies the waste liquid tank 72, the electrode pattern 142 supplies the extraction liquid tank 74, the electrode pattern 144 supplies the cell injection tank 71, and the electrode pattern 146 supplies the extraction tank 75. The electrode patterns 143 and 145 are configured as electrode patterns for applying electrical stimulation to the cells of the cell trapping trap 77. 14 is a plan view in which the electrode pattern of FIG. 10 is superimposed on the pattern of each tank of FIG. As shown in FIG. 14, the electrode pattern is aligned with the pattern of each tank, and the two overlap each other in plan view, so that the electrode pattern can selectively apply a voltage to each tank.

次に、チップ型反応器200の使用手順について順次説明する。   Next, the procedure for using the chip reactor 200 will be sequentially described.

まず、チップ型反応器200内の各溶液槽および流路を作動流体(例えば、pH緩衝液など)で満たし、単離した細胞をピペッティングなどの適切な方法により細胞導入槽71に入れる。その後、細胞導入槽71に繋がっている電極パターン144と、廃液槽72に繋がっている電極パターン141との間に電界を発生させ、作動流体に細胞導入槽71から廃液槽72に向かう流体の動き(電気浸透流)を発生させる。この流れにより、細胞を細胞捕獲トラップ77へ誘導する。細胞を細胞捕獲トラップ77に導入した後、電極パターン143および145に電界を発生させ、細胞殻を破砕する。細胞殻の破砕の後、細胞内物質は細胞捕獲トラップ77を通過し、メイン流路73の交点78へと導入される。細胞内物質が交点78に導入される過程で、細胞内物質はその流動特性によって分離され、核酸部分が交点78を通過するタイミングで、抽出液槽74に繋がっている電極パターン142と抽出槽75に繋がっている電極パターン146との間に電界を発生させ、抽出液槽74から抽出槽75に向かう流れを発生させ、抽出槽75で核酸部分を抽出する。このとき、交点78へシリカフィルタを設置して核酸を吸着・解離する場合には、核酸抽出前に、抽出液槽74へは、pHの調整された抽出液を注入しておく。抽出槽75へ抽出された核酸は溶液ごと回収し、必要に応じて精製、PCRなどの処理を加えて分析に供される。または、抽出槽75へ着脱可能なマイカシートなどを設置しておき、そのまま分子間力顕微鏡などで可視化して分析することもできる。   First, each solution tank and flow path in the chip reactor 200 are filled with a working fluid (for example, pH buffer solution), and the isolated cells are put into the cell introduction tank 71 by an appropriate method such as pipetting. Thereafter, an electric field is generated between the electrode pattern 144 connected to the cell introduction tank 71 and the electrode pattern 141 connected to the waste liquid tank 72, and the fluid moves from the cell introduction tank 71 to the waste liquid tank 72 as a working fluid. (Electroosmotic flow) is generated. This flow guides the cells to the cell capture trap 77. After the cells are introduced into the cell capture trap 77, an electric field is generated in the electrode patterns 143 and 145 to disrupt the cell shell. After crushing the cell shell, the intracellular material passes through the cell capture trap 77 and is introduced into the intersection 78 of the main flow path 73. In the process of introducing the intracellular substance into the intersection point 78, the intracellular substance is separated by its flow characteristics, and the extraction pattern 75 and the electrode pattern 142 connected to the extraction liquid tank 74 at the timing when the nucleic acid part passes through the intersection point 78. An electric field is generated between the electrode pattern 146 connected to the electrode pattern 146, a flow from the extract solution tank 74 toward the extract tank 75 is generated, and the nucleic acid portion is extracted in the extract tank 75. At this time, when a silica filter is installed at the intersection point 78 to adsorb and dissociate the nucleic acid, the pH adjusted extract is injected into the extract tank 74 before the nucleic acid extraction. The nucleic acid extracted to the extraction tank 75 is collected together with the solution, and subjected to analysis after being subjected to treatments such as purification and PCR as necessary. Alternatively, a mica sheet that can be attached to and detached from the extraction tank 75 is installed, and can be directly visualized and analyzed with an intermolecular force microscope or the like.

次に、細胞を一時捕獲する細胞捕獲トラップ77についてより詳細に説明する。   Next, the cell capture trap 77 that temporarily captures cells will be described in more detail.

細胞捕獲トラップ77では、細胞が破砕されずに通過することを妨げるために、流路の幅が部分的に少なくとも捕獲対象となる細胞の最小径よりも小さくなっている。しかしながら、ここで、細胞を効率的に捕獲するためには、捕獲時の細胞の変形に対しても対応できるように、捕獲部の流路幅を捕獲対象となる細胞の最小径の90%以下、好ましくは70%以下とすることが望ましい。捕獲部の流路幅が、これよりも大きいと、細胞は流体の動きに抑圧されて変形しながら捕獲部を通過してしまうことがある。一方、流路幅を小さくし過ぎると、微小な異物を捕獲してしまう他、目的物質である、細胞内物質の通過(核(DNA,RNA)、タンパク質など)を困難としてしまうため、捕獲対象となる細胞の最小径の10%以上、好ましくは20%以上とすることが望ましい。また、流路幅は階段状にすると、流体の連続的な流れを阻害し、局部的な渦流を発生させるため、細胞の捕獲を阻害する可能性がある。   In the cell capture trap 77, in order to prevent the cells from passing without being crushed, the width of the flow path is partially smaller than at least the minimum diameter of the cells to be captured. However, here, in order to efficiently capture the cells, the flow path width of the capture unit is 90% or less of the minimum diameter of the cells to be captured so as to cope with the deformation of the cells at the time of capture. Preferably, it is desirable that the content be 70% or less. When the flow path width of the capture unit is larger than this, the cells may pass through the capture unit while being deformed by being suppressed by the movement of the fluid. On the other hand, if the flow path width is too small, it will not only capture minute foreign substances, but also make it difficult to pass intracellular substances (nuclei (DNA, RNA), proteins, etc.) that are target substances. It is desirable that the minimum cell diameter is 10% or more, preferably 20% or more. In addition, when the flow path width is stepped, the continuous flow of fluid is inhibited and a local vortex is generated, which may inhibit the capture of cells.

従って、捕獲部はできる限り流体の流れを混乱させぬよう、連続的な形状とすることが望ましい。考えられる代表的な流路形状を図11(a)〜(c)に示す。図11(a)に示す三角型の細胞捕獲部77aを有する細胞トラップをモデルとして、細胞捕獲部77aの流路幅を変えて、次の表1に示す実施例(1)〜(5)および比較例(1)〜(2)を作成した。捕獲対象の細胞は、ズッキーニの単離細胞(最小径約100μm)を用いた。この単離細胞は、ズッキーニの果肉を酵素処理して得られる細胞溶液から、適当なサイズの細胞をマイクロピペットで採取して得られる。このプロトプラストは、反応槽(後述の実施形態では細胞導入槽)に導入された。   Therefore, it is desirable that the capturing part has a continuous shape so as not to disturb the fluid flow as much as possible. Possible typical channel shapes are shown in FIGS. Using the cell trap having the triangular cell capture section 77a shown in FIG. 11 (a) as a model, the flow path width of the cell capture section 77a is changed, and Examples (1) to (5) shown in Table 1 below and Comparative examples (1) to (2) were prepared. Zucchini isolated cells (minimum diameter of about 100 μm) were used as cells to be captured. The isolated cells can be obtained by collecting cells of an appropriate size with a micropipette from a cell solution obtained by enzymatic treatment of zucchini pulp. This protoplast was introduced into a reaction vessel (a cell introduction vessel in the embodiments described later).

Figure 2006078475
Figure 2006078475

これらの実施例(1)〜(5)および比較例(1)〜(2)に、対象細胞を導入した場合の細胞捕獲確率(●)と細胞内部構成物質通過率(▲)とを纏めたものを図12に示す。図12の横軸は細胞流路の幅と細胞サイズ(径)との比をパーセンテージ(%)で表わし、縦軸の細胞捕獲確率は、細胞捕獲部(トラップ部)77aへ複数の細胞を流し、流した細胞の数量と捕獲できた細胞の個数との比を細胞捕獲確率としてパーセンテージ(%)で表わした。図12に示されるように、流路の幅と細胞サイズ(径)との比が90%以下、より好ましくは70%以下とすることで、細胞の通過は急激に減少し細胞の捕獲確率が高くなっている。また、逆に流路の幅と細胞サイズ(径)との比が10%以下になると、抽出対象である細胞内部構成物質の通過が難しくなり、チップの機能に障害となるおそれがある。   In these Examples (1) to (5) and Comparative Examples (1) to (2), the cell capture probability (●) and the cell internal constituent passage rate (▲) when the target cells were introduced were summarized. This is shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 12 represents the ratio between the width of the cell flow path and the cell size (diameter) as a percentage (%), and the vertical cell capture probability indicates that a plurality of cells flow to the cell capture part (trap part) 77a. The ratio of the number of cells flowed to the number of captured cells was expressed as a percentage (%) as the cell capture probability. As shown in FIG. 12, by setting the ratio between the width of the flow path and the cell size (diameter) to 90% or less, more preferably 70% or less, the passage of cells is drastically reduced, and the cell capture probability is reduced. It is high. On the other hand, if the ratio between the width of the flow path and the cell size (diameter) is 10% or less, it becomes difficult to pass the cell internal constituent material to be extracted, which may hinder the function of the chip.

また、細胞のサイズ分布が広く、流路幅を設定することが難しい場合には、図11(b)に示すような漏斗型の流路を有する細胞捕獲部77bにすることで、異なったサイズの細胞にも対応できる。このとき、細胞の破砕に電気刺激を用いるには、電極を漏斗型流路の両側へ設置する。こうすることで、細胞が細胞捕獲部77bのどの位置に捕獲されても電気刺激を与えることができる。このとき、対象となる細胞群の最大細胞と最小細胞の核寸法によって、漏斗の入口と出口の寸法を設定する必要がある。入口寸法を最大細胞の径に設定し、出口寸法を最小細胞の90%以下、望ましくは70%以下とする。また、捕獲後、破砕した細胞の内部物質を精製(分離)する目的で、図11(c)に示すように、細胞捕獲部(トラップ部)77cの流路極小部分を長手方向に延長することもできる。この場合、細胞内物質は延長部分で流動しやすさにより分離され、その後の処理のために好都合である。なお、図示省略するが、トラップ部の上流側を図11(b)のような漏斗状とするとともに、流路極小部分を図11(c)に示す如く延長するようにしてもよい。   If the cell size distribution is wide and it is difficult to set the channel width, a different size can be obtained by using a cell capture section 77b having a funnel-type channel as shown in FIG. Can also be used for other cells. At this time, in order to use electrical stimulation for cell disruption, electrodes are installed on both sides of the funnel-type channel. By doing so, electrical stimulation can be applied to any position of the cell capture portion 77b where the cell is captured. At this time, it is necessary to set the dimensions of the funnel inlet and outlet according to the nucleus dimensions of the largest cell and the smallest cell of the target cell group. The inlet dimension is set to the maximum cell diameter and the outlet dimension is 90% or less, desirably 70% or less of the smallest cell. In addition, for the purpose of purifying (separating) the internal material of the crushed cells after capture, as shown in FIG. 11 (c), the channel minimum portion of the cell capture portion (trap portion) 77c is extended in the longitudinal direction. You can also. In this case, the intracellular material is separated by ease of flow in the extension and is convenient for subsequent processing. Although not shown in the drawing, the upstream side of the trap portion may have a funnel shape as shown in FIG. 11B, and the minimum portion of the flow path may be extended as shown in FIG.

図10の細胞トラップ77に対応する電極部分は、図15に示すように、電極143と電極145とが互いに近接しながら離間される形態から成っている。電極143の先端は、小矩形の電極体143Aの複数(図15では二つ)に分割されている。電極145の先端も同様に、小矩形の電極体145Aに分割されていうる。これらの電極体は、互いに他方の電極の電極体の側に入り込んでいる。すなわち、電極143と電極145との対向部分200Aは、櫛状の電極が互いに他の電極と接することなく近づいて構成されている。これにより、この対向部分の電界強度を大きくできるように構成されている。   As shown in FIG. 15, the electrode portion corresponding to the cell trap 77 in FIG. 10 has a configuration in which the electrode 143 and the electrode 145 are spaced apart from each other. The tip of the electrode 143 is divided into a plurality (two in FIG. 15) of small rectangular electrode bodies 143A. Similarly, the tip of the electrode 145 may be divided into small rectangular electrode bodies 145A. These electrode bodies enter the electrode body side of the other electrode. That is, the facing portion 200A between the electrode 143 and the electrode 145 is configured such that the comb-shaped electrodes approach each other without being in contact with other electrodes. Thereby, it is comprised so that the electric field strength of this opposing part can be enlarged.

図16は、細胞トラップ部77と、電極143と電極145との対向部分(図16(a),(c)では200Aで示す。)との位置関係を示したものである。対向部分は、トラップ部77の最も幅が狭くなっている部分よりも上流部分に少なくとも位置しており、上流部分で捕獲された細胞200Bに電界を与えることができる。なお、トラップ部の形状に合わせて電極同士の対向部分を適宜変更することができる。図16(b)では、トラップ部が漏斗状(テーパー状)に成っている事に合わせて、電極143の端部143Aと電極145の端部145Aの対向部分を、同一形状、類似形状、或いは相似形状にすれば良い。   FIG. 16 shows the positional relationship between the cell trap portion 77 and the facing portion of the electrode 143 and the electrode 145 (shown as 200A in FIGS. 16A and 16C). The facing portion is located at least in the upstream portion of the trap portion 77 where the width is the narrowest, and can apply an electric field to the cell 200B captured in the upstream portion. In addition, the opposing part of electrodes can be changed suitably according to the shape of a trap part. In FIG. 16 (b), in accordance with the fact that the trap portion is formed in a funnel shape (tapered shape), the opposing portion of the end portion 143A of the electrode 143 and the end portion 145A of the electrode 145 has the same shape, a similar shape, or A similar shape may be used.

電極同士の対向部分には、外部電源から直流、交流、又はパルス状の電圧が印加される。気泡の発生や電極反応を抑制するため交流電圧であることが望ましい。電極間に発生した電界により、細胞が通電破砕される。細胞内物質は、流路を流れる際に、流動特性によって分離される。分子量の低い物質ほど流動し易く、分子量の大きい物質ほど流動しにくい。従って、目的とする物質(例えば核酸)が流路の交点(図9参照)を通るタイミングで、抽出液層から抽出層に作動液流を形成することにより、核酸を選択的に分離することができる。この分離操作をより確認しやすくするために、DNAを蛍光染色する。顕微鏡で確認しながら、核酸の分離・抽出が可能となる。核酸の流路内での流動特性に基づいて、核酸を他の細胞内容物と分離することができるために、核酸の捕獲剤としての既述のシリカパウダーなどは必ずしも必須ではない。なお、電極同士の対向部分に加えられる、電界の強度や、各槽に加えられる電界の強度は、細胞の破砕や、細胞内容物の輸送に適した好適な値が、適宜選択される。   A direct current, an alternating current, or a pulsed voltage is applied to an opposing portion between the electrodes from an external power source. An alternating voltage is desirable to suppress bubble generation and electrode reaction. The cells are electrically crushed by the electric field generated between the electrodes. Intracellular substances are separated by flow characteristics when flowing through the flow path. A substance having a lower molecular weight is easier to flow, and a substance having a higher molecular weight is less likely to flow. Therefore, the nucleic acid can be selectively separated by forming a working fluid flow from the extraction liquid layer to the extraction layer at the timing when the target substance (for example, nucleic acid) passes through the intersection of the flow paths (see FIG. 9). it can. In order to make this separation operation easier to confirm, DNA is fluorescently stained. Nucleic acids can be separated and extracted while checking with a microscope. Since the nucleic acid can be separated from other cell contents based on the flow characteristics of the nucleic acid in the flow path, the aforementioned silica powder or the like as a nucleic acid capturing agent is not necessarily essential. In addition, the value of the electric field applied to the facing part between the electrodes and the intensity of the electric field applied to each tank are appropriately selected as suitable values suitable for cell disruption and transport of cell contents.

なお、図11(c)のように、細胞トラップ部を漏斗状にしたのは、様々な径を持った細胞を確実にトラップできるようにしたためである。また、トラップ部へ細胞が円滑に導入されるようにしたためである。   In addition, as shown in FIG.11 (c), the reason for making the cell trap part funnel-shaped is to ensure that cells having various diameters can be trapped. This is also because the cells are smoothly introduced into the trap portion.

次に、チップ中の流体を駆動するために必要な電界の強さについて更に詳説する。本チップ内の流体は主として電気浸透流(ガラス壁面と液体の界面に発生する電荷の局在層(電気二重層)が外部電界によって駆動されることで発生する流れ)を利用している。従って、電極間に生じる外部電界の強さによって、流量、流速などの流体の駆動特性が変化する。つまり、チップの機能を制御する上で電極間に生じる電界の強度は重要なパラメータである。   Next, the electric field strength necessary for driving the fluid in the chip will be described in more detail. The fluid in this chip mainly uses an electroosmotic flow (a flow generated when a localized layer (electric double layer) of electric charges generated at the interface between a glass wall surface and a liquid is driven by an external electric field). Accordingly, fluid drive characteristics such as flow rate and flow velocity change depending on the strength of the external electric field generated between the electrodes. That is, the intensity of the electric field generated between the electrodes is an important parameter in controlling the function of the chip.

本実施例におけるチップ型反応器200では、電極間に印加する直流電圧は10V以上、70V以下、より好ましくは30V以上、50V以下としている。印加電圧が70Vを越えると、電極表面から気泡が発生して、流体の流れを阻害する。逆に、印加電圧が10Vを下回ると、流路内の作動液に十分な駆動力を与えることができず、流体の流れが不安定になる。   In the chip reactor 200 in this embodiment, the DC voltage applied between the electrodes is 10 V or more and 70 V or less, more preferably 30 V or more and 50 V or less. When the applied voltage exceeds 70 V, bubbles are generated from the electrode surface, impeding fluid flow. On the other hand, when the applied voltage is less than 10 V, a sufficient driving force cannot be applied to the hydraulic fluid in the flow path, and the fluid flow becomes unstable.

本実施例におけるチップ型反応器200における電圧の好ましい範囲(10V以上70V以下)は、チップの電極間隔(長手方向15mm、短手方向8mm)から計算すると、約7〜90V/cmの電界強度に相当する。   The preferable voltage range (10 V or more and 70 V or less) in the chip reactor 200 in this example is calculated as the electric field strength of about 7 to 90 V / cm when calculated from the electrode spacing of the chip (longitudinal direction 15 mm, short side direction 8 mm). Equivalent to.

発明の効果を確認するために、表2に示す実施例(1)〜(5)および比較例(1)〜(2)の条件で、チップ上での細胞駆動テストを行った。   In order to confirm the effect of the invention, a cell driving test on a chip was performed under the conditions of Examples (1) to (5) and Comparative Examples (1) to (2) shown in Table 2.

Figure 2006078475
Figure 2006078475

細胞駆動テストの結果を纏めたものを図13に示す。図13の横軸は印加した電極間電圧、縦軸は細胞の移動速度である。細胞の移動速度は、実施例(4)のときを1として標準化している。電極間電圧が5Vである比較例(1)の条件では、細胞は動かなかった。また、80Vである比較例(2)の条件では、液体にバブルが発生し、作動液自体の流れを阻害したため、細胞は流れなかった。実施例(1)〜(5)の範囲では、電極間電圧の変化に応じて細胞の移動速度も変化し、実用的な良い相関が得られた。   A summary of the results of the cell drive test is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 13 is the applied interelectrode voltage, and the vertical axis is the cell moving speed. The cell moving speed is standardized with 1 in Example (4). Under the condition of Comparative Example (1) where the interelectrode voltage was 5 V, the cells did not move. Further, under the condition of Comparative Example (2) of 80 V, cells did not flow because bubbles were generated in the liquid and the flow of the hydraulic fluid itself was inhibited. In the range of Examples (1) to (5), the cell moving speed was changed according to the change of the voltage between the electrodes, and a good practical correlation was obtained.

ここで、上述した樹脂フィルム層12あるいは42を基板11にラミネートする工程において使用可能な感光性樹脂について様々な角度から説明する。   Here, the photosensitive resin that can be used in the process of laminating the resin film layer 12 or 42 on the substrate 11 will be described from various angles.

この使用可能な感光性樹脂としては、一般的に知られている諸々の感光性高分子を適用でき、反応性モノマー、反応性オリゴマー、光開始剤、増感剤などを含んだ多成分系のもので、光照射による構造変化を経て化学的、物理的に安定した特性を維持できるものが望ましい。   As the photosensitive resin that can be used, various generally known photosensitive polymers can be applied, and a multi-component system including a reactive monomer, a reactive oligomer, a photoinitiator, a sensitizer, and the like. It is desirable that it can maintain chemically and physically stable characteristics through structural changes caused by light irradiation.

例えば、反応形態から分類すると、ポリケイ皮酸ビニルなどの光二重化型感光性高分子やジアゾ基やアジド基などの二官能性モノマー(反応性ラジカル)などによる光橋かけを利用したものや、アジド・ノボラック、o−ニトロベンジルコリン酸エステル・P(MMA−MAA)などの光変性(特にアルカリ可溶性の変化)を利用したもの、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸エステルなどのアクリロイル基を有するモノマーを光重合開始剤によりラジカル重合させたり、アリールジアゾニウム塩やスルホン酸エステルなどを利用して光カチオン重合を開始させたりする、光重合によるものなどが適している。また逆に、前述した如く、PMMA(ポリメチルメタクリレート)などの光崩壊性ポリマーのように、光による高分子の光崩壊や光解重合による低分子化を利用したポジ型(光照射部分が可溶化)の感光性高分子なども利用できる。   For example, when classified from reaction forms, those using photo-crosslinking with photo-duplex photosensitive polymers such as polyvinyl cinnamate, bifunctional monomers (reactive radicals) such as diazo groups and azide groups, and azides・ Novolak, o-nitrobenzyl cholate ester ・ P (MMA-MAA) photo-modification (especially change in alkali solubility), monomers having acryloyl group such as acrylamide, acrylonitrile, acrylic acid, acrylate ester, etc. Suitable are those by radical polymerization with a photopolymerization initiator or by photopolymerization using an aryldiazonium salt or sulfonic acid ester to initiate photocationic polymerization. On the other hand, as described above, like photo-degradable polymers such as PMMA (polymethyl methacrylate), a positive type utilizing photodegradation of a polymer by light and low molecular weight by photodepolymerization (light irradiation part is possible). (Solubilized) photosensitive polymer can also be used.

特に、半導体製造工程などで、フォトレジスト材料として用いられているものとしては、シンナモイル基の光二量化により橋かけ構造を形成して不溶化するポリビニルシンナメートやポリイソプレンやポリブタジエンに光橋かけ剤を添加して得られるゴム系のレジスト、ノボラック樹脂にアジド化合物を加えて不溶化反応を発生させるノボラック樹脂・アジド系レジストなどを使用できる。   In particular, as a photoresist material used in semiconductor manufacturing processes, etc., a photocrosslinking agent is added to polyvinyl cinnamate, polyisoprene, and polybutadiene that are insolubilized by forming a crosslinked structure by photodimerization of cinnamoyl groups. Thus, a rubber-based resist, a novolak resin, an azide-based resist, or the like that generates an insolubilization reaction by adding an azide compound to a novolak resin can be used.

また、本実施例のように、レジストを恒久的な構造材料(樹脂フィルム層12)として用いる場合、耐候性に優れた素材を選択する必要がある。また、使用する溶液に対する耐性を有することが望まれ、耐薬品性も重要となる。そこで、特にこれらの特性に優れた感光性ポリイミドなどを好適に用いることができる。   Moreover, when using a resist as a permanent structural material (resin film layer 12) like a present Example, it is necessary to select the raw material excellent in the weather resistance. Moreover, it is desired to have resistance to the solution used, and chemical resistance is also important. In view of this, it is possible to suitably use a photosensitive polyimide that is particularly excellent in these characteristics.

フォトレジストの多くは溶液の状態で市販され、それを基板上にスピンコートなどの方法で塗布され、その後、乾燥もしくは焼成(アニール)等の処理を経てレジスト膜として形成されるが、光感光性樹脂をシート状にして、基板にラミネート(加熱圧縮)処理する方法もある。これらは、感光性レジストフィルムとして市販されており、このフィルムを基板11上へラミネートすることで、微細パターンを作成することができる。   Most photoresists are commercially available in the form of a solution, which is applied onto a substrate by a method such as spin coating, and then formed as a resist film through a process such as drying or baking (annealing). There is also a method in which the resin is formed into a sheet and laminated (heated and compressed) on the substrate. These are commercially available as photosensitive resist films, and by laminating this film on the substrate 11, a fine pattern can be created.

生化学的な分野では、環境に敏感な生体物質(細胞、たんぱく質、DNA、RNAなど)を扱うため、多くの場合、TAEバッファ(トリスアセテートとEDTAの混合溶液)などのpH緩衝液中で操作が行われる。これらの緩衝液は通常、弱アルカリ性(pH8.0程度)に設定される場合が多く、これら生化学プロセスを実行するチップ型反応器の場合には流路が耐アルカリ性の材料で形成されることが望ましい。しかしながら、上記の感光性樹脂の多くは、光橋かけや光重合反応を生じるような活性の高い分子鎖を有しており、耐薬品性はその他の樹脂生成物に比較して優れてはいない。また、半導体プロセスにおける利用を目的とした多くの感光性樹脂は、シリコンの強酸エッチングにおけるパッシベーションの役割を目的としており、逆にアルカリ側では可溶性を示す場合がある。   In the biochemical field, in order to handle environmentally sensitive biological substances (cells, proteins, DNA, RNA, etc.), it is often operated in a pH buffer such as TAE buffer (mixed solution of Tris acetate and EDTA). Is done. These buffers are usually set to be weakly alkaline (pH of about 8.0) in many cases, and in the case of a chip reactor that executes these biochemical processes, the flow path is formed of an alkali-resistant material. Is desirable. However, many of the above-mentioned photosensitive resins have highly active molecular chains that cause photocrosslinking and photopolymerization reactions, and chemical resistance is not superior to other resin products. . In addition, many photosensitive resins intended for use in semiconductor processes have the purpose of passivation in the strong acid etching of silicon, and conversely may be soluble on the alkali side.

特にアルカリ用途で耐性を有するレジスト膜としては、上記ポリイソプレンやポリブタジエンに光橋かけ剤としてビスアジト化合物を添加したゴム系のレジストや、ポリイミドをベースとした感光性ポリイミドなどを用いることができる。   In particular, as a resist film having resistance in an alkali application, a rubber resist obtained by adding a bisazite compound as a photocrosslinking agent to the polyisoprene or polybutadiene, a photosensitive polyimide based on polyimide, or the like can be used.

また、特開平08−311130号公報には、トリシクロデカン骨格を有するビニルエステル樹脂、トリシクロデカンジメチロールジアクリレートおよび光重合開始剤を必須成分として、耐アルカリ性に優れた感光性樹脂組成物が開示されており、これを使用することもできる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-311130 discloses a photosensitive resin composition excellent in alkali resistance, comprising a vinyl ester resin having a tricyclodecane skeleton, tricyclodecane dimethylol diacrylate and a photopolymerization initiator as essential components. It is disclosed and can be used.

第三の実施例で用いたようなSU−8に代表されるエポキシ系の永久性レジストも好適に用いることができる。   An epoxy-based permanent resist represented by SU-8 as used in the third embodiment can also be suitably used.

既述の実施形態において、細胞などの生体物質はpHの影響を強く受けるため、作動流体としてはpHが変化し難いpH緩衝液が使用される。TAEはその代表例である。さらに、植物の単離細胞(プロトプラスト)など、浸透圧によって破砕されやすいものでは、浸透圧を調整する事が望ましい。既述の植物(ズッキーニ)の単細胞を用いた実施形態では、浸透圧調整成分としてのd−マンニトールという糖の水溶液を使用した。   In the above-described embodiment, since a biological material such as a cell is strongly influenced by pH, a pH buffer solution whose pH does not easily change is used as the working fluid. TAE is a typical example. Furthermore, it is desirable to adjust the osmotic pressure of a plant cell (protoplast) that is easily crushed by osmotic pressure. In the embodiment using the single cell of the plant (Zucchini) described above, an aqueous solution of sugar called d-mannitol was used as an osmotic pressure adjusting component.

以上説明したように、本実施形態に係るチップ型反応器1にあっては、感光性樹脂を微細流路23の構造材料として用いている。このため、従来のようなガラスの直接加工、エッチングプロセス、及び特殊なインプリント金型を用いる必要は無く、流路パターンの設計作業の容易化、パターンの高精度化、流路集積度の向上、製作工程の簡単化、微細構造の小形化などの要求を十分に満足させ得るチップ型反応器を提供することができる。すなわち、既述のくびれ部を形成する微細なパターンを機械加工により形成するのは至難であるが、本発明のように各槽や流路のパターン部を感光性樹脂を使用してフォトリソグラフィにより形成することで、くびれ部などの微細パターンを精度よく短時間で形成でき、量産にも適したものとなる。   As described above, in the chip reactor 1 according to the present embodiment, the photosensitive resin is used as the structural material of the fine flow path 23. For this reason, there is no need to use conventional glass direct processing, etching processes, and special imprint molds, making it easier to design flow path patterns, improving pattern accuracy, and improving flow path integration. In addition, it is possible to provide a chip reactor that can sufficiently satisfy demands such as simplification of the manufacturing process and miniaturization of the fine structure. That is, it is very difficult to form a fine pattern that forms the above-mentioned constricted part by machining, but the pattern part of each tank or flow path is formed by photolithography using a photosensitive resin as in the present invention. By forming, a fine pattern such as a constricted portion can be formed accurately and in a short time, which is suitable for mass production.

特に、DNA抽出にチップ型反応器1を使用する場合、従来のマイクロチューブと呼ばれる容器を用いる場合に比べて格段に優れた作用効果を発揮する。つまり、単に、操作が簡単化されて省力化を推し進めることが可能であることに止まらず、本実施形態のように、反応器としてチップ化することで、少量のサンプルを処理でき、どの細胞から抽出されたものであるか、すなわち単一細胞からの抽出物を特定してDNA解析に掛けることもできる。また、抽出したサンプルをそのまま、すなわち反応器ごと、試料台に固定することができ、サンプルの破砕や分解を防止することができる。すなわち、DNA解析に必要な分離、抽出、固定といった一連の基本操作を簡単に且つ高精度(微量対応化)に行なうことができる。また、かかるチップ型反応器1は、小型であるから扱い易く、また量産が可能になるから、安価に提供できる。   In particular, when the chip-type reactor 1 is used for DNA extraction, it exhibits a significantly superior effect compared to the case where a conventional container called a microtube is used. In other words, it is not limited to simply simplifying the operation and promoting labor saving, and as in this embodiment, by making a chip as a reactor, a small amount of sample can be processed, and from which cell It can also be extracted, that is, an extract from a single cell can be identified and subjected to DNA analysis. Moreover, the extracted sample can be fixed to the sample stage as it is, that is, the whole reactor, and the sample can be prevented from being crushed and decomposed. That is, a series of basic operations such as separation, extraction, and fixation necessary for DNA analysis can be easily performed with high accuracy (corresponding to a small amount). Further, since the chip reactor 1 is small, it is easy to handle and can be mass-produced, so that it can be provided at low cost.

またさらに、既述の第3の実施形態では、細胞を導入する導入槽において、細胞の破砕を行わず、代わりに流路に細胞がトラップされるくびれ部を設け、かつ、流路にトラップされた細胞を破砕するための電極を設けているので、導入層に、細胞を分解するための薬液を加える必要がない。これにより、抽出される核酸に不純物としての薬液が混入するおそれがなく、かつ、薬液の取扱に注意を要する事も不要になる。   Furthermore, in the third embodiment described above, in the introduction tank for introducing the cells, the cells are not crushed, and instead, a constricted part for trapping the cells is provided in the flow path, and the trap is trapped in the flow path. Since the electrode for crushing the cells is provided, it is not necessary to add a chemical solution for decomposing the cells to the introduction layer. Thereby, there is no possibility that the chemical solution as an impurity is mixed into the extracted nucleic acid, and it is not necessary to be careful in handling the chemical solution.

また、細胞破砕のタイミングを外部から制御することができ、目的とする細胞内構成物質の抽出作業を迅速化することができる。   Moreover, the timing of cell disruption can be controlled from the outside, and the extraction operation of the target intracellular constituent substance can be speeded up.

なお、図9に於ける62a,62b及び図10に於ける、64a,64bは、電極パターン上に形成される樹脂の各槽、及び流路のパターン露光の際に、マスクの位置あわせを行うためのアライメントマークである。   Note that 62a and 62b in FIG. 9 and 64a and 64b in FIG. 10 align the mask at the time of pattern exposure of each tank of resin formed on the electrode pattern and the flow path. This is an alignment mark.

本発明の一実施形態に係るチップ型反応器を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the chip-type reactor which concerns on one Embodiment of this invention. 図1中のII−II線に沿った断面を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the cross section along the II-II line | wire in FIG. 基板上に形成された各槽、流路、及び電極の相互間の位置関係を示す基板及び樹脂フィルム層の平面図。The top view of the board | substrate and resin film layer which show the positional relationship between each tank, flow path, and electrode which were formed on the board | substrate. 図3中のIV−IV線に沿った断面を模式的に示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section taken along line IV-IV in FIG. 3. 実施形態に係るチップ型反応器の作製工程を説明する図。The figure explaining the manufacturing process of the chip-type reactor which concerns on embodiment. パターンマスクの例を示す平面図。The top view which shows the example of a pattern mask. 本発明の第二の実施形態に係るチップ型反応器を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the chip-type reactor which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態に係るチップ型反応器の断面図。Sectional drawing of the chip-type reactor which concerns on 3rd embodiment of this invention. 基板上に形成された各槽、流路、及び電極の相互間の位置関係を示す感光性樹脂材料層の平面図。The top view of the photosensitive resin material layer which shows the positional relationship between each tank, flow path, and electrode which were formed on the board | substrate. 膜状電極を構成する電極パターンの平面図。The top view of the electrode pattern which comprises a membranous electrode. チップに設けた細胞捕獲トラップの他の実施例を示す平面図。The top view which shows the other Example of the cell capture trap provided in the chip | tip. 実施例と比較例に対象細胞を導入したときの細胞捕獲確率と捕獲部の流路幅との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between the cell capture probability when an object cell is introduce | transduced into an Example and a comparative example, and the flow path width of a capture part. 実施例と比較例に対する細胞駆動テスト結果を示す図であって、電極間電圧と細胞の移動速度との関係を示す特性図。The figure which shows the cell drive test result with respect to an Example and a comparative example, Comprising: The characteristic view which shows the relationship between the voltage between electrodes, and the moving speed of a cell. 図9の各槽のパターンに図10の電極パターンを重ね合わせた平面図である。10 is a plan view in which the electrode pattern of FIG. 10 is superimposed on the pattern of each tank of FIG. 細胞トラップ部に位置する、電極同士の対向部分の拡大図である。It is an enlarged view of the opposing part of electrodes located in a cell trap part. 流路の細胞トラップ部と電極同士の対向部分の位置関係を説明する平面図である。It is a top view explaining the positional relationship of the cell trap part of a flow path, and the opposing part of electrodes.

符号の説明Explanation of symbols

1 チップ型反応器
11 ガラス基板
12 樹脂フィルム層
13 カバーガラス
14 膜状電極
21 反応槽
22 廃液槽
23 微細流路(流路)
25 シリカ槽
31 パターンマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chip type reactor 11 Glass substrate 12 Resin film layer 13 Cover glass 14 Membrane electrode 21 Reaction tank 22 Waste liquid tank 23 Fine flow path (flow path)
25 Silica tank 31 Pattern mask

Claims (19)

基板と、
この基板上に配置され、且つ、試料用の流体を導入する複数の槽及び当該複数の槽間を連通させる流路を前記基板上に形成する樹脂層と、を備え、
前記樹脂層を感光性樹脂で形成したことを特徴とする反応器。
A substrate,
A plurality of tanks arranged on the substrate and introducing a fluid for a sample and a resin layer forming a flow path communicating between the plurality of tanks on the substrate;
A reactor characterized in that the resin layer is formed of a photosensitive resin.
前記基板はガラス材料により形成され、前記樹脂層をフィルム状の感光性樹脂で形成された、請求項1に記載の反応器。   The reactor according to claim 1, wherein the substrate is formed of a glass material, and the resin layer is formed of a film-like photosensitive resin. 前記複数の槽は、細胞導入槽、廃液槽、及び、吸着槽とから成り、前記細胞導入槽と前記廃液槽とを前記流路を介して相互に連通させるとともに、当該流路の途中に前記吸着槽を配置して、抽出対象である細胞内構成物質を得るように構成した請求項2に記載の反応器。   The plurality of tanks include a cell introduction tank, a waste liquid tank, and an adsorption tank. The cell introduction tank and the waste liquid tank communicate with each other via the flow path, and the middle of the flow path The reactor according to claim 2, wherein an adsorption tank is arranged to obtain an intracellular constituent material to be extracted. 前記細胞導入槽が、細胞と当該細胞の破砕作用を持った薬液との反応を行う反応槽から構成されている、請求項3記載の反応器。   The reactor according to claim 3, wherein the cell introduction tank comprises a reaction tank that performs a reaction between a cell and a chemical solution having a crushing action for the cell. 前記流路は、前記吸着槽を介して前記細胞導入槽と前記廃液槽とを直線状に相互に連通させる直線流路である、請求項3に記載の反応器。   The reactor according to claim 3, wherein the channel is a linear channel that linearly connects the cell introduction tank and the waste liquid tank via the adsorption tank. 少なくとも前記吸着槽にカバー部材を被着させた、請求項3乃至5のいずれか1項記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 3 to 5, wherein a cover member is attached to at least the adsorption tank. 前記複数の槽は、細胞導入槽と廃液槽から成り、前記細胞導入槽と前記廃液槽とを前記流路を介して相互に連通させるとともに、当該流路の途中に細胞捕獲トラップを配置して、DNAもしくはその他の細胞内構成物質の抽出に供するように構成した、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の反応器。   The plurality of tanks include a cell introduction tank and a waste liquid tank. The cell introduction tank and the waste liquid tank communicate with each other through the flow path, and a cell capture trap is disposed in the middle of the flow path. The reactor according to any one of claims 1 to 3, which is configured to be used for extraction of DNA, other intracellular constituent substances. 前記トラップに捕獲された細胞を通電破砕するための電極部を当該トラップに対応させて設けた、請求項7記載の反応器。   The reactor according to claim 7, wherein an electrode portion for electrically crushing the cells captured in the trap is provided corresponding to the trap. 前記トラップをくびれ部を持つように形成し、このくびれ部のサイズを前記細胞導入槽に導入される細胞のサイズの10%以上90%以下にした、請求項7又は8記載の反応器。   The reactor according to claim 7 or 8, wherein the trap is formed so as to have a constricted portion, and the size of the constricted portion is 10% or more and 90% or less of the size of the cells introduced into the cell introduction tank. 前記トラップを延長されたくびれ部を備える請求項7乃至9のいずれか1項記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 7 to 9, wherein the trap has a constricted portion extended. 前記くびれ部の前記細胞導入槽側から前記廃液槽に向けて、径が徐々に小さくなる漏斗状又はテーパ状に形成されてなる、請求項9又は10記載の反応器。   The reactor of Claim 9 or 10 formed in the funnel shape or taper shape from which the diameter becomes small gradually toward the said waste liquid tank from the said cell introduction tank side of the said constriction part. 前記流路は、前記細胞捕獲トラップを介して前記細胞導入槽と前記廃液槽とを直線状に相互に連通させる直線流路である、請求項7に記載の反応器。   The reactor according to claim 7, wherein the flow path is a straight flow path that linearly connects the cell introduction tank and the waste liquid tank via the cell capture trap. 前記細胞導入槽及び前記廃液槽に電圧印加用の電極をそれぞれ配設した、請求項1乃至12のいずれか1項記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 12, wherein electrodes for applying a voltage are respectively disposed in the cell introduction tank and the waste liquid tank. 前記細胞導入槽と前記廃液槽とを前記流路を介して相互に連通させる第1流路の途中に第2の流路を交差させ、当該第2の流路に細胞内目的物質を前記第1流路から分離するための、抽出液槽及び抽出槽を備える、請求項3乃至13のいずれか1項に記載の反応器。   A second flow path is crossed in the middle of the first flow path that allows the cell introduction tank and the waste liquid tank to communicate with each other via the flow path, and the intracellular target substance is placed in the second flow path. The reactor of any one of Claims 3 thru | or 13 provided with the extraction liquid tank and extraction tank for isolate | separating from one flow path. 物質間反応に供する反応器の製造方法において、
基板上の所定箇所に電極を形成し、
前記電極を形成した前記基板上に感光性樹脂層を形成し、
試料用の流体を導入する複数の槽及び当該複数の槽間を連通させる流路を描画したパターンマスクを前記感光性樹脂層に被せて露光し、
露光した前記感光性樹脂層を現像することで前記複数の槽及び前記流路を前記基板上に形成することを特徴とする反応器の製造方法。
In a method for producing a reactor for intersubstance reaction,
Forming electrodes at predetermined locations on the substrate,
Forming a photosensitive resin layer on the substrate on which the electrode is formed;
A pattern mask on which a plurality of tanks for introducing a sample fluid and flow paths communicating between the plurality of tanks are drawn is placed on the photosensitive resin layer and exposed,
The method for producing a reactor is characterized in that the plurality of tanks and the flow path are formed on the substrate by developing the exposed photosensitive resin layer.
前記基板はガラス材料により形成され、前記樹脂層をフィルム状の感光性樹脂で形成したことを特徴とする請求項15に記載の反応器の製造方法。   The method for producing a reactor according to claim 15, wherein the substrate is made of a glass material, and the resin layer is made of a film-like photosensitive resin. 前記複数の槽は、細胞導入槽、廃液槽、及び、吸着槽から成り、前記細胞導入槽と前記廃液槽とを前記流路を介して相互に連通させるとともに、当該流路の途中に前記吸着槽を配置して細胞内構成物質抽出に供する請求項15に記載の反応器の製造方法。   The plurality of tanks include a cell introduction tank, a waste liquid tank, and an adsorption tank. The cell introduction tank and the waste liquid tank communicate with each other via the flow path, and the adsorption is performed in the middle of the flow path. The method for producing a reactor according to claim 15, wherein a tank is provided for extraction of intracellular constituent substances. 少なくとも前記吸着槽にカバーガラスを被着させる、請求項15乃至17の何れか一項に記載の反応器の製造方法。   The method for producing a reactor according to any one of claims 15 to 17, wherein a cover glass is attached to at least the adsorption tank. 前記複数の槽は、細胞導入槽と廃液槽から成り、前記細胞導入槽と前記廃液槽とを前記流路を介して相互に連通させるとともに、当該流路の途中に細胞捕獲トラップを配置して、DNAもしくはその他の細胞内構成物質の抽出に供する請求項15に記載の反応器の製造方法。   The plurality of tanks are composed of a cell introduction tank and a waste liquid tank. The cell introduction tank and the waste liquid tank communicate with each other through the flow path, and a cell capture trap is disposed in the middle of the flow path. The method for producing a reactor according to claim 15, which is used for extraction of DNA, DNA or other intracellular constituents.
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