JP2006145544A - Chemical analysis system and dispensing method - Google Patents

Chemical analysis system and dispensing method Download PDF

Info

Publication number
JP2006145544A
JP2006145544A JP2005348461A JP2005348461A JP2006145544A JP 2006145544 A JP2006145544 A JP 2006145544A JP 2005348461 A JP2005348461 A JP 2005348461A JP 2005348461 A JP2005348461 A JP 2005348461A JP 2006145544 A JP2006145544 A JP 2006145544A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
reaction vessel
reaction
valve
sealing lid
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
Application number
JP2005348461A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4084379B2 (en
Inventor
Koichiro Kawano
浩一郎 川野
Kaname Miyazaki
要 宮崎
Hajime Sudo
肇 須藤
Yasushi Fukuda
靖 福田
Masahiro Kuwata
正弘 桑田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2005348461A priority Critical patent/JP4084379B2/en
Publication of JP2006145544A publication Critical patent/JP2006145544A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4084379B2 publication Critical patent/JP4084379B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide chemical analysis system and dispensing method which is superior in both quantitativeness and safety, enabling sealing of a reaction vessel, without having the sample dispensed in the vessel evaporate or leave a gas. <P>SOLUTION: This system is equipped with a block for placement 12b with the reaction vessels 5b, 5c for injecting the sample 10 arranged; a closed lid 21a provided with a ventilation hole 25 for sealing the face for injecting the sample 10 of the reaction vessels 5b, 5c; a sensor 24 installed in the closed lid 21a for detecting status of the sample 10; and a needle 20 which passes through the closed lid 21a and injects the sample 10 into the reaction vessels 5b, 5c. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、定量性・安全性に優れた化学分析装置及び分注方法に関する。   The present invention relates to a chemical analyzer and a dispensing method that are excellent in quantification and safety.

近年、μ−TAS(Micro Total Analysis System)と呼ばれる数cm角程度のガラスやシリコン等のチップ上に送液、混合、反応、分析等の機能部を集積化した化学・生化学分析統合システムが提案されている。図13はμ−TASの従来例の一つを示している。図13に示すように、μ−TASは、ガラスのチップ80内に試料流路51が形成され、試料流路51内で試料(試薬)の混合、反応、検出等を行うことにより、創薬や医療診断の予備実験等を行う。試料注入部62より試料を注入すると、試料は試料流路51を通り混合部61aで混合される。そして、反応部61bで試料の化学反応が起こり、分離部61cで反応後の試料の分離が行われる。反応後の試料は検出部61dで検出され、不要な試料は廃液部60で回収される。μ−TASは、これまでの分析統合システムに比べてサ
ンプルや試料の量を大幅に減らすことができるため、スループットの時間短縮や廃液の減少が期待される。
In recent years, an integrated chemical and biochemical analysis system called μ-TAS (Micro Total Analysis System), which integrates functional parts such as liquid feeding, mixing, reaction, and analysis on a chip of about several centimeters of glass or silicon. Proposed. FIG. 13 shows one conventional example of μ-TAS. As shown in FIG. 13, in the μ-TAS, a sample channel 51 is formed in a glass chip 80, and mixing, reaction, detection, and the like of a sample (reagent) are performed in the sample channel 51, thereby creating a drug. And preliminary experiments for medical diagnosis. When a sample is injected from the sample injection unit 62, the sample passes through the sample channel 51 and is mixed by the mixing unit 61a. Then, a chemical reaction of the sample occurs in the reaction unit 61b, and the sample after the reaction is separated in the separation unit 61c. The sample after the reaction is detected by the detection unit 61d, and the unnecessary sample is collected by the waste liquid unit 60. Since μ-TAS can greatly reduce the amount of samples and specimens compared to conventional analysis integration systems, it is expected to reduce the throughput time and waste liquid.

又、これらの装置機能をマイクロチップのような微小空間内に作りこみ、より複雑な複数の化学反応、創薬などを一度に行うことのできるマイクロリアクタが提案されている。これらマイクロリアクタでは、微小量の薬液の取り扱いが重要となる。例えば、チップ上の微小反応槽などへの薬液等の分注やスポッティングを行う場合には、シリンジやインクジェット機構、スポッターなどの手段が用いられている。   In addition, a microreactor has been proposed in which these device functions are built in a micro space such as a microchip and a plurality of more complex chemical reactions and drug discovery can be performed at once. In these microreactors, it is important to handle a small amount of chemical solution. For example, when dispensing a chemical solution or the like into a micro reaction tank on a chip or spotting, means such as a syringe, an ink jet mechanism, and a spotter are used.

μ−TASチップでの薬液の取り扱いは液量が微量であるために難しく、蒸発や壁への付着などによって液量が減るため、定量性の確保が難しく、従来の方法では薬液の濃度管理等に支障をきたしていた。   Handling of chemicals with μ-TAS chips is difficult due to the small amount of liquid, and the amount of liquid decreases due to evaporation or adhesion to the wall, making it difficult to ensure quantitativeness. Had trouble.

例えば、複数個の反応槽(図13における試料注入部62等)に同じ薬液を分注をしていく際、薬液が蒸発していくことにより、最初に注入した反応槽の薬液量と最後に注入した反応槽の薬液量が異なる可能性がある。これにより、定量性に問題が出てくる可能性がある。又、複数の薬液を分注する際には、蒸発により複数の薬液の混合比が変わる可能性もある。   For example, when the same chemical solution is dispensed into a plurality of reaction vessels (such as the sample injection unit 62 in FIG. 13), the chemical solution evaporates, so that the amount of chemical solution in the reaction vessel injected first and finally There is a possibility that the amount of chemicals in the injected reaction tank is different. This can lead to problems in quantification. In addition, when dispensing a plurality of chemical solutions, the mixing ratio of the plurality of chemical solutions may change due to evaporation.

更に、マイクロPCR装置では、容器内への薬液分注後にカバーをして内部を加熱冷却するが、分注後に薬液が蒸発し、液量が反応槽容量に比べ小さくなることがある。このとき、そのままカバーをした場合には、空気層が反応槽内部に残るため、加熱した場合に空気が膨張し、破裂する危険がある。   Furthermore, in the micro PCR device, the chemical solution is dispensed into the container, and then the cover is covered and the inside is heated and cooled. However, the chemical solution evaporates after dispensing, and the amount of the liquid may be smaller than the reaction tank capacity. At this time, if the cover is left as it is, the air layer remains inside the reaction vessel, so that there is a risk that the air will expand and burst when heated.

そこで、本発明では、反応槽内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽を封止することができる定量性・安全性に優れた化学分析装置及び分注方法を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, the sample dispensed in the reaction tank does not evaporate, and the chemical analysis apparatus and dispensing method excellent in quantitative and safety can be sealed without leaving any gas. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の第1の特徴は、(イ)試料を注入するための反応槽を配置した載置用ブロックと、(ロ)気体出入り用孔を備え、反応槽の試料を注入する面を密閉する密閉蓋と、(ハ)該密閉蓋に備えられた試料の状態を検出するセンサと、(ニ)密閉蓋を貫通し、反応槽に試料を注入する注射針とを備える化学分析装置であることを要旨とする。第1の特徴に係る化学分析装置の注射針は、(ホ)試料を注入する複数のコネクタと、(へ)該コネクタと反応槽の間の試料の流れを導通/遮断する複数のバルブを備えていてもよい。ここで、「化学分析装置」とは、様々な化学分析に関する機能を集積化したマイクロリアクタを指す。この化学分析装置は、μ−TASや核酸増幅器の機能も有する。   In order to achieve the above object, the first feature of the present invention is that (a) a mounting block having a reaction tank for injecting a sample and (b) a gas inlet / outlet hole, (C) a sensor that detects the state of the sample provided in the sealing lid, and (d) an injection needle that penetrates the sealing lid and injects the sample into the reaction vessel. The gist is that it is a chemical analyzer equipped. The injection needle of the chemical analyzer according to the first feature includes (e) a plurality of connectors for injecting a sample, and (f) a plurality of valves for conducting / interrupting the flow of the sample between the connector and the reaction vessel. It may be. Here, the “chemical analyzer” refers to a microreactor in which various functions relating to chemical analysis are integrated. This chemical analyzer also has functions of μ-TAS and a nucleic acid amplifier.

第1の特徴に係る化学分析装置によると、反応槽内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽を封止することができる。又、分析後の試料を容易に抜き出すことができる。   According to the chemical analyzer according to the first feature, the sample dispensed in the reaction vessel does not evaporate, and the reaction vessel can be sealed without leaving a gas. Moreover, the sample after analysis can be extracted easily.

本発明の第2の特徴は、(イ)反応槽に試料を注入する注射針のバルブ及び気体出入り用孔を開状態にするステップと、(ロ)試料を注射針のコネクタから反応槽へ供給するステップと、(ハ)試料が反応槽の試料を注入する面を密閉する密閉蓋まで到達したことを検出した場合、バルブ及び気体出入り用孔を閉状態にするステップとを含む分注方法であることを要旨とする。   The second feature of the present invention is that (a) the valve of the injection needle for injecting the sample into the reaction tank and the gas inlet / outlet opening step are opened, and (b) the sample is supplied from the injection needle connector to the reaction tank. And (c) a dispensing method that includes a step of closing the valve and the gas inlet / outlet port when detecting that the sample has reached the sealing lid that seals the sample injection surface of the reaction vessel. It is a summary.

第2の特徴に係る分注方法によると、反応槽内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽を封止することができる。又、分析後の試料を容易に抜き出すことができる。   According to the dispensing method according to the second feature, the sample dispensed in the reaction vessel does not evaporate, and the reaction vessel can be sealed without leaving any gas. Moreover, the sample after analysis can be extracted easily.

本発明によれば、反応槽内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽を封止することができる定量性・安全性に優れた化学分析装置及び分注方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the chemical analyzer and the dispensing method excellent in the quantitative property and safety | security which can seal the reaction tank, without the sample dispensed in the reaction tank evaporating and leaving no gas Can be provided.

次に、図面を参照して、本発明の第1〜第3の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであることに留意すべきである。   Next, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態に係る化学分析装置は、図1(a)に示すように、試料を注入するための反応槽5aを配置した容器状部材8と、該容器状部材8の試料を注入する側の面を覆うカバー部材11と、反応槽5a内部の温度を試料の凝固点以下に保つ加熱冷却器7と、容器状部材8を加熱冷却器7を介して載置する載置用ブロック12aとを備える。ここで、分注する試料の体積は、凝固したときの試料の体積をV、反応槽5aの体積をV、試料の液体から固体へ凝固したときの膨張率をa(=固体体積/液体体積)とすると、V≦V≦a・Vである。凝固したときの体積VがVと等しくなるときは、凝固した試料の体積が反応槽5aの体積Vと等しくなるときである。凝固したときの体積Vがa・Vと等しくなるときは、融解した試料の体積が反応槽5aの体積Vと等しくなるときで
ある。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1A, the chemical analysis apparatus according to the first embodiment injects a container-like member 8 in which a reaction tank 5a for injecting a sample is disposed, and a sample of the container-like member 8. A cover member 11 that covers the surface to be heated, a heating / cooling device 7 that keeps the temperature inside the reaction vessel 5a below the freezing point of the sample, and a mounting block 12a that mounts the container-like member 8 via the heating / cooling device 7 With. Here, the volume of the sample to be dispensed is V for the volume of the sample when solidified, V 1 for the volume of the reaction vessel 5a, and a (= solid volume / liquid) when the sample is solidified from liquid to solid. Volume), V 1 ≦ V ≦ a · V 1 . The volume V when solidified is equal to V 1 is the time when the volume of the solidified sample is equal to the volume V 1 of the reaction vessel 5a. The volume V when solidified is equal to a · V 1 is the time when the volume of the melted sample is equal to the volume V 1 of the reaction vessel 5a.

容器状部材8及びカバー部材11は、10〜50μm程度の厚さのポリプロピレン等の化学反応に強い、可曉性を持つ樹脂等の材質から作られる。例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリプロピレン(PP)やポリテトラフロロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、石英等のガラス材料、シリコン等の半導体材料、金属等からなる。ここで金属は、例えば、熱伝導率の低いニクロム、ハステロイ、ニモニック、インコネル、ステンレス等が挙げられる。載置用ブロック12aは、加熱冷却器7を備えている。加熱冷却器7としては、ペルチェ素子やヒートパイプ等を熱電対等の温度検出素子を用いてフィードバックする構造が使用可能である。   The container-like member 8 and the cover member 11 are made of a material such as a flexible resin that is resistant to a chemical reaction such as polypropylene having a thickness of about 10 to 50 μm. For example, it is made of glass epoxy resin, fluorine resin such as polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene (PTFE), glass material such as quartz, semiconductor material such as silicon, metal or the like. Here, examples of the metal include nichrome, hastelloy, mnemonic, inconel, and stainless steel having low thermal conductivity. The mounting block 12 a includes a heating / cooling device 7. As the heating / cooling device 7, a structure in which a Peltier element, a heat pipe, or the like is fed back using a temperature detection element such as a thermocouple can be used.

図1(b)は、第1の実施の形態に係る化学分析装置をカバー部材11を外した状態で上から見た図である。化学分析装置の長さL1は、例えば10〜30mmであり、反応槽5aの直径dは1μm〜5mmが好ましい。5mm以上の直径としても良いが、集積密度が低下し、マイクロリアクタとしての機能が薄くなる。加工技術が許せば、1μm以下の直径dも可能であるが、混合、反応、分析を行う上での操作性や分析感度の点から現実的ではない。従って、マイクロリアクタとしての集積密度、分析感度や製造の容易性を考慮すれば20μm〜1mm程度にすれば良い。より好ましくは0.1〜1mm程度とすれば集積密度を高く保ち、かつ操作性も良い。   FIG.1 (b) is the figure which looked at the chemical analyzer which concerns on 1st Embodiment from the top in the state which removed the cover member 11. FIG. The length L1 of the chemical analyzer is, for example, 10 to 30 mm, and the diameter d of the reaction vessel 5a is preferably 1 μm to 5 mm. Although the diameter may be 5 mm or more, the integration density is lowered and the function as a microreactor is reduced. If the processing technology permits, a diameter d of 1 μm or less is possible, but it is not realistic in terms of operability and analysis sensitivity in mixing, reaction, and analysis. Accordingly, considering the integration density, analysis sensitivity, and ease of manufacture as a microreactor, the thickness may be about 20 μm to 1 mm. More preferably, if the thickness is about 0.1 to 1 mm, the integration density is kept high and the operability is good.

第1の実施の形態に係る化学分析装置によると、凝固している状態の試料にカバー部材11で反応槽5aを密閉するので、反応槽5a内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽5aを封止することができる。   According to the chemical analyzer according to the first embodiment, the reaction vessel 5a is sealed with the cover member 11 to the solidified sample, so that the sample dispensed in the reaction vessel 5a does not evaporate, and The reaction vessel 5a can be sealed without leaving any gas.

次に、第1の実施の形態に係る化学分析装置を用いて、分注を行う方法について説明する。   Next, a method for dispensing using the chemical analyzer according to the first embodiment will be described.

(イ)まず、図2(a)に示すように、加熱冷却器7を備えた載置用ブロック12a上に容器状部材8を配置する。容器状部材8は、凹状の反応槽5aを有する。このとき、加熱冷却器7は、試料の凝固点以下の温度に温度制御されている。分注装置9の分注針6から液体試料10bを反応槽5aに注入すると、液体試料10bは凝固する。ここで、分注装置9は、その先端に注射針状の分注針6を有し、分注針6の内径は、例えば、約0.1mm、外径は約0.3mmである。   (A) First, as shown in FIG. 2A, the container-like member 8 is disposed on the mounting block 12 a provided with the heating and cooling device 7. The container-like member 8 has a concave reaction tank 5a. At this time, the heating / cooling device 7 is temperature-controlled to a temperature below the freezing point of the sample. When the liquid sample 10b is injected into the reaction tank 5a from the dispensing needle 6 of the dispensing device 9, the liquid sample 10b is solidified. Here, the dispensing device 9 has an injection needle-like dispensing needle 6 at its tip, and the dispensing needle 6 has an inner diameter of, for example, about 0.1 mm and an outer diameter of about 0.3 mm.

反応槽5aの直径が1μm程度であれば、走査型トンネル顕微鏡のプローブと同程度の微細構造のマイクロキャピラリーを用いれば良い。分注装置9は、容器状部材8の反応槽5aに合わせ、分注針6を複数本有し、一度の分注で複数の反応槽5aに試料を注入するような構造にしても構わない。 If the diameter of the reaction vessel 5a is about 1 μm, a microcapillary having the same fine structure as that of a probe of a scanning tunneling microscope may be used. The dispensing device 9 may have a structure in which a plurality of dispensing needles 6 are provided in accordance with the reaction tank 5a of the container-like member 8, and a sample is injected into the plurality of reaction tanks 5a by one dispensing. .

(ロ)液体試料10bを反応槽5内に注入していくと、図2(b)に示すように、試料は凝固し、固体試料10aとなる。薬液の注入速度は、凝固していく速度以下であることが必要である。注入速度と凝固速度が同じであると効率的に試料を注入できる。又、試料が凝固する際に結露する可能性があるので、雰囲気は乾燥していることが望ましい。従って、露点の低い窒素(N)ガス、水素(H)ガス、あるいはヘリウム(He)ガス等の希ガス中で行うのが好ましい。このとき、注入される試料の凝固したときの体積をV、反応槽5aの体積をV、試料の液体から固体へ凝固したときの膨張率をa(=固体体積/液体体積)とすると、V≦V≦a・Vとなる体積の試料を注入する。従って、固体試料10aの上面は、反応槽5a上面と同じかそれ以上の高さとなる。 (B) When the liquid sample 10b is poured into the reaction vessel 5, the sample is solidified and becomes a solid sample 10a as shown in FIG. 2 (b). The injection rate of the chemical solution needs to be equal to or less than the rate of coagulation. If the injection rate and the coagulation rate are the same, the sample can be injected efficiently. In addition, since the sample may condense when solidified, it is desirable that the atmosphere be dry. Therefore, it is preferable to perform in a rare gas such as nitrogen (N 2 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, or helium (He) gas having a low dew point. At this time, the volume when the coagulation of the sample being injected V, V 1 the volume of the reaction vessel 5a, the expansion rate when solidified from a liquid sample to a solid and a (= solid volume / liquid volume), A sample having a volume satisfying V 1 ≦ V ≦ a · V 1 is injected. Accordingly, the upper surface of the solid sample 10a is equal to or higher than the upper surface of the reaction vessel 5a.

(ハ)次に、図2(c)に示すように、固体試料10aの上部表面を覆うように、カバー部材11を被せる。カバー部材11は、固体試料10aの上面に沿って柔軟に形状を合わせることができる可曉性の物質である。このため、カバー部材11と容器状部材8を接着することにより、反応槽5a内への空気の混入を防ぐことができる。特に、グローブボックスやリモートコントロール系を用いて、Nガス、Hガス、希ガス中等でカバー部材8を被せれば、反応槽5a内の空気の混入は防げる。容器状部材8とカバー部材11の接着方法としては、接着剤を用いる他、熱、超音波振動などを用いても良い。 (C) Next, as shown in FIG. 2C, the cover member 11 is placed so as to cover the upper surface of the solid sample 10a. The cover member 11 is a flexible material that can be flexibly matched with the shape of the upper surface of the solid sample 10a. For this reason, by adhering the cover member 11 and the container-like member 8, it is possible to prevent air from being mixed into the reaction vessel 5a. In particular, if the cover member 8 is covered with N 2 gas, H 2 gas, rare gas or the like using a glove box or a remote control system, mixing of air in the reaction vessel 5a can be prevented. As a method for bonding the container-like member 8 and the cover member 11, heat, ultrasonic vibration, or the like may be used in addition to using an adhesive.

(ニ)次に、図2(d)に示すように、加熱冷却器7により、温度を試料の融点以上沸点以下に加熱し、試料を融解させ、液体試料10bに戻す。このとき、液体試料10bの体積は縮小されるが、カバー部材11及び容器状部材8は可曉性を持ち、試料の体積に合わせてその形を変えることができるため、封止された反応槽5内aは空気の混入は無い。   (D) Next, as shown in FIG. 2 (d), the heating and cooling device 7 is used to heat the temperature to the boiling point or more and the boiling point or less of the sample to melt the sample and return it to the liquid sample 10b. At this time, the volume of the liquid sample 10b is reduced, but the cover member 11 and the container-like member 8 are flexible and can be changed in shape according to the volume of the sample. In 5 a, there is no mixing of air.

(ホ)その後、液体試料10bの分析を行う。例えば、液体試料10bを核酸(DNA)であるとして、核酸増幅を行う場合は、液体試料10bを加熱し、95℃前後でDNAを解離させ、55℃前後でアニーリングさせ、約70℃前後で複製を行い、増幅させる。   (E) Thereafter, the liquid sample 10b is analyzed. For example, when nucleic acid amplification is performed on the assumption that the liquid sample 10b is nucleic acid (DNA), the liquid sample 10b is heated, the DNA is dissociated at around 95 ° C, annealed at around 55 ° C, and replicated at around 70 ° C. And amplify.

(へ)分析終了後は、液体試料10bの入った容器状部材8を載置用ブロック12aから取り外す。その後、試料に直接触れている容器状部材8やカバー部材11のみを廃棄し、載置用ブロック12aや加熱冷却器7等を、繰り返し使用してもよい。   (F) After the analysis is completed, the container-like member 8 containing the liquid sample 10b is removed from the mounting block 12a. Thereafter, only the container-like member 8 and the cover member 11 that are in direct contact with the sample may be discarded, and the mounting block 12a, the heating / cooling device 7 and the like may be used repeatedly.

第1の実施の形態に係る化学分析装置によると、凝固している状態の試料にカバー部材11で反応槽5aを密閉するので、反応槽5a内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽5aを封止することができる。   According to the chemical analyzer according to the first embodiment, the reaction vessel 5a is sealed with the cover member 11 to the solidified sample, so that the sample dispensed in the reaction vessel 5a does not evaporate, and The reaction vessel 5a can be sealed without leaving any gas.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る化学分析装置は、図3に示すように、試料10を注入するための反応槽5b、5cを配置した載置用ブロック12bと、気体出入り用孔25を備え、反応槽5b、5cの試料10を注入する面を密閉する密閉蓋21aと、該密閉蓋21aに備えられた試料10の状態を検出するセンサ24と、密閉蓋21aを貫通し、反応槽5b、5cに試料10を注入する注射針20を備える。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 3, the chemical analyzer according to the second embodiment includes a mounting block 12b in which reaction tanks 5b and 5c for injecting the sample 10 are arranged, and a gas inlet / outlet hole 25. A sealing lid 21a that seals the surface of the reaction vessels 5b and 5c into which the sample 10 is injected, a sensor 24 that detects the state of the sample 10 provided in the sealing lid 21a, and the reaction vessel 5b that penetrates the sealing lid 21a, The injection needle 20 which injects the sample 10 into 5c is provided.

載置用ブロック12bは、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリプロピレン(PP)やポリテトラフロロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、石英、シリコン、金属等からなる。ここで金属は、例えば、熱伝導率の低いニクロム、ハステロイ、ニモニック、インコネル、ステンレス等が挙げられる。載置用ブロック12bは、反応槽5b、5cを備えている。密閉蓋21aは、反応槽5b、5cを密閉し、注射針20と気体出入り用孔25を備える。   The mounting block 12b is made of, for example, glass epoxy resin, fluorine resin such as polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene (PTFE), quartz, silicon, metal, or the like. Here, examples of the metal include nichrome, hastelloy, mnemonic, inconel, and stainless steel having low thermal conductivity. The mounting block 12b includes reaction vessels 5b and 5c. The sealing lid 21a seals the reaction tanks 5b and 5c, and includes an injection needle 20 and a gas inlet / outlet hole 25.

注射針20は、図4に示すように、試料10を注入する複数のコネクタ27a、27cと、コネクタ27a、27cと反応槽の間の試料10の流れを導通/遮断する複数のバルブ26a、26b、26cを備える。又、第1バルブ26aによって導通/遮断される第1コネクタ27aから第1バルブ26aまでの試料10の流路を第1流路28a、第2バルブ26bによって導通/遮断される第2バルブ26bから反応槽に続く試料10の流路を第2流路28b、第3バルブ26cによって導通/遮断される第2コネクタ27cから第3バルブ26cまでの試料10の流路を第3流路28cとする。   As shown in FIG. 4, the injection needle 20 includes a plurality of connectors 27a, 27c for injecting the sample 10, and a plurality of valves 26a, 26b for conducting / blocking the flow of the sample 10 between the connectors 27a, 27c and the reaction tank. , 26c. Further, the flow path of the sample 10 from the first connector 27a to the first valve 26a, which is conductive / blocked by the first valve 26a, is from the second valve 26b, which is conductive / blocked by the first valve 28a and the second valve 26b. The flow path of the sample 10 following the reaction tank is the second flow path 28b, and the flow path of the sample 10 from the second connector 27c to the third valve 26c, which is conducted / blocked by the third valve 26c, is the third flow path 28c. .

第1バルブ26a、第2バルブ26b、第3バルブ26cは、注射針20内部の試料10の流れを導通/遮断する。このバルブの構造としては、例えば、注射針20内部に片梁構造の受動的な弁を設けて、試料10の流れを制御してもよい。あるいは、形状記憶合金や圧電素子を用いて、注射針20の内径を変化させることにより、試料10の流れを制御してもよい。更に、電磁石(ソレノイド)の力で開閉を行う電磁弁を用いてもよい。   The first valve 26a, the second valve 26b, and the third valve 26c conduct / block the flow of the sample 10 inside the injection needle 20. As the structure of this valve, for example, a passive valve having a single beam structure may be provided inside the injection needle 20 to control the flow of the sample 10. Alternatively, the flow of the sample 10 may be controlled by changing the inner diameter of the injection needle 20 using a shape memory alloy or a piezoelectric element. Furthermore, you may use the solenoid valve which opens and closes with the force of an electromagnet (solenoid).

気体出入り用孔25は、必要時に孔を閉じ、反応槽5b、5cを密閉構造にする。気体出入り用孔25の構造としては、例えば、任意のタイミングで電気的あるいは磁気的に駆動するシャッタを用いてもよい。あるいは、気体出入り用孔25を高分子吸収体で構成し、試料10がこの高分子吸収体に染み込むことにより気体出入り用孔25が塞がる仕組みにしてもよい。更に、図5に示すように、受動的な栓29を用いてもよい。図5(a)は、気体出入り用孔25を台形の形状に構成し、気体出入り用孔25の内部に栓29を配置した密閉蓋21aの断面図である。試料10が反応槽内部に満たされ、密閉蓋21aの高さにまで到達すると、栓29が試料10によって押し上げられる。栓29が気体出入り用孔25の内壁に密着することにより、反応槽を密閉することができる。この場合、栓29の材質は、試料10より比重が小さなものであればよい。又、図5(b)は、栓29を反応槽側から見た図であり、栓29が反応槽内部に落ちないように、気体出入り用孔25の下部には、十字型のストッパーが密閉蓋21aと続く形で備えつけられている。このストッパーは、栓29を反応槽内部に落とさない形状であれば十字型に限らないことは勿論である。   The gas inlet / outlet holes 25 are closed when necessary, and the reaction vessels 5b and 5c are sealed. As the structure of the gas entrance / exit hole 25, for example, a shutter that is electrically or magnetically driven at an arbitrary timing may be used. Alternatively, the gas inlet / outlet holes 25 may be formed of a polymer absorber, and the gas inlet / outlet holes 25 may be blocked by the sample 10 soaking into the polymer absorber. Further, a passive stopper 29 may be used as shown in FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view of the sealing lid 21a in which the gas inlet / outlet hole 25 is formed in a trapezoidal shape and the stopper 29 is disposed inside the gas inlet / outlet hole 25. When the sample 10 is filled in the reaction vessel and reaches the height of the sealing lid 21a, the stopper 29 is pushed up by the sample 10. The reaction vessel can be sealed by the stopper 29 being in close contact with the inner wall of the gas inlet / outlet hole 25. In this case, the material of the plug 29 may be any material having a specific gravity smaller than that of the sample 10. FIG. 5 (b) is a view of the stopper 29 as seen from the reaction tank side. A cross-shaped stopper is hermetically sealed at the lower part of the gas inlet / outlet hole 25 so that the stopper 29 does not fall into the reaction tank. It is provided in a form following the lid 21a. Of course, the stopper is not limited to a cross shape as long as the stopper 29 does not drop into the reaction vessel.

センサ24は、反応槽5b、5c内部の試料の高さ、温度、PH値等の状態を計測する。図3では、センサ24は、密閉蓋21aの上部に設置されているが、密閉蓋21a内部の気体出入り用孔25等に設置されても構わない。反応槽5b、5c内部の試料10が密閉蓋21aの高さまで到達しているか否かを自動検知するには、密閉蓋21aに電極を設置しておき、この電極間の電気抵抗値を監視すればよい。試料10が密閉蓋21aの高さまで到達した瞬間に、電気抵抗値は減少する。又、反応槽5b、5c内部の試料10の温度を計測するには、熱電対、測温抵抗体等を用いればよい。又、PH値は、ガラス電極法を用いて計測すればよい。   The sensor 24 measures conditions such as the height, temperature, and pH value of the samples inside the reaction vessels 5b and 5c. In FIG. 3, the sensor 24 is installed in the upper part of the sealing lid 21a. However, the sensor 24 may be installed in the gas entry / exit hole 25 in the sealing lid 21a. In order to automatically detect whether or not the sample 10 in the reaction vessels 5b and 5c has reached the height of the sealing lid 21a, an electrode is placed on the sealing lid 21a and the electrical resistance value between the electrodes is monitored. That's fine. At the moment when the sample 10 reaches the height of the sealing lid 21a, the electric resistance value decreases. Further, in order to measure the temperature of the sample 10 inside the reaction vessels 5b and 5c, a thermocouple, a resistance temperature detector, or the like may be used. The PH value may be measured using a glass electrode method.

第2の実施の形態に係る化学分析装置によると、反応槽5b、5c内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽5b、5cを封止することができる。又、分析後の試料10を容易に抜き出すことができる。   According to the chemical analyzer according to the second embodiment, the sample dispensed in the reaction vessels 5b and 5c does not evaporate, and the reaction vessels 5b and 5c can be sealed without leaving any gas. Further, the sample 10 after analysis can be easily extracted.

次に、第2の実施の形態に係る化学分析装置を用いて、分注を行う方法について、図6を用いて説明する。以下の説明において、図3に示した化学分析装置を具体例として説明している箇所があるが、図3に示す注射針20はすべて、図4に詳細に示した構造を有しているとする。   Next, a method for performing dispensing using the chemical analyzer according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, there is a place where the chemical analyzer shown in FIG. 3 is described as a specific example, but all of the injection needles 20 shown in FIG. 3 have the structure shown in detail in FIG. To do.

(イ)まず、ステップS101において、バルブを開状態にする。このとき、図3の左側の反応槽Abのように、第1バルブ26a及び第2バルブ26bを開け、第3バルブ26cを閉めると、第1コネクタ27aから反応槽5bへつながる試料10の流路が形成される。右側の反応槽5cのように、第1バルブ26aを閉め、第2バルブ26b及び第3バルブ26cを開けると、第2コネクタ28cから反応槽5cへつながる試料10の流路が形成される。又、気体出入り用孔25を開状態にしておく。これにより、試料10が反応槽5b、5cに注がれたときに、反応槽5b、5c内部の気体が、気体出入り用孔25を通じて、反応槽5b、5cの外部へ逃れることができる。   (A) First, in step S101, the valve is opened. At this time, like the reaction tank Ab on the left side of FIG. 3, when the first valve 26a and the second valve 26b are opened and the third valve 26c is closed, the flow path of the sample 10 connected from the first connector 27a to the reaction tank 5b. Is formed. When the first valve 26a is closed and the second valve 26b and the third valve 26c are opened as in the reaction tank 5c on the right side, a flow path for the sample 10 connected from the second connector 28c to the reaction tank 5c is formed. Further, the gas inlet / outlet holes 25 are left open. Thereby, when the sample 10 is poured into the reaction vessels 5b and 5c, the gas inside the reaction vessels 5b and 5c can escape to the outside of the reaction vessels 5b and 5c through the gas inlet / outlet holes 25.

(ロ)次に、ステップS102において、分注したい試料をコネクタへ供給する。例えば、図3の左側の反応槽5bでは、試料10を第1コネクタ27aに供給する。このように1種類の試料を供給してもよいし、図4に示す第1バルブ26a、第2バルブ26b、第3バルブ26cすべてを開状態にし、第1コネクタ27a及び第2コネクタ27c両方に試料を供給し、多入力1出力の流路を結合して複数種類の試料10を供給してもよい。   (B) Next, in step S102, a sample to be dispensed is supplied to the connector. For example, in the reaction tank 5b on the left side of FIG. 3, the sample 10 is supplied to the first connector 27a. In this way, one type of sample may be supplied, or all of the first valve 26a, the second valve 26b, and the third valve 26c shown in FIG. 4 are opened, and both the first connector 27a and the second connector 27c are connected. Samples may be supplied and a plurality of types of samples 10 may be supplied by combining channels with multiple inputs and one output.

図6においては、バルブ及び気体出入り用孔25を開状態にした後、試料をコネクタへ供給すると説明したが、試料をコネクタへ供給した後、バルブ及び気体出入り用孔25を開状態にしても構わない。   In FIG. 6, it has been described that the sample is supplied to the connector after the valve and the gas inlet / outlet hole 25 are opened. However, after the sample is supplied to the connector, the valve and the gas inlet / outlet hole 25 are opened. I do not care.

(ハ)次に、ステップS103において、試料を反応槽へ供給する。例えば、図3の左側の反応槽5bでは、試料10を第1コネクタ27aから反応槽5bへ供給する。このとき、反応槽5bの試料10の状態は、密閉蓋21aに設置されたセンサ24で常に監視されている。   (C) Next, in step S103, the sample is supplied to the reaction vessel. For example, in the reaction tank 5b on the left side of FIG. 3, the sample 10 is supplied from the first connector 27a to the reaction tank 5b. At this time, the state of the sample 10 in the reaction vessel 5b is constantly monitored by the sensor 24 installed on the sealing lid 21a.

(ニ)ステップS104において、センサ24が、試料10が密閉蓋21aの高さまで到達したかどうか検出する。検出した場合、ステップS105に進み、気体出入り用孔25を閉状態にする。そして、図3においては、少なくとも第2バルブ26bを閉状態にし、試料10の流路を遮断する。検出しない場合は、ステップS103へ戻り、試料を反応槽へ供給し続ける。   (D) In step S104, the sensor 24 detects whether the sample 10 has reached the height of the sealing lid 21a. When it detects, it progresses to step S105 and makes the hole 25 for gas in / out closed. In FIG. 3, at least the second valve 26b is closed, and the flow path of the sample 10 is shut off. When not detecting, it returns to step S103 and continues supplying a sample to a reaction tank.

(ホ)次に、ステップS106において、試料10の分析を行う。例えば、試料10を核酸(DNA)であるとして、核酸増幅を行う場合は、試料10を加熱し、95℃前後でDNAを解離させ、55℃前後でアニーリングさせ、約70℃前後で複製を行い、増幅させる。   (E) Next, in step S106, the sample 10 is analyzed. For example, when nucleic acid amplification is performed on the assumption that the sample 10 is a nucleic acid (DNA), the sample 10 is heated, the DNA is dissociated at about 95 ° C., annealed at about 55 ° C., and replicated at about 70 ° C. Amplify.

(へ)分析が終了した後、ステップS107において、バルブを開状態にする。必要があれば、気体出入り用孔25も開状態にする。例えば、図3の左側の反応槽5bでは、第1バルブ26a及び第2バルブ26bを開状態にする。   (F) After the analysis is completed, the valve is opened in step S107. If necessary, the gas entry / exit holes 25 are also opened. For example, in the reaction tank 5b on the left side of FIG. 3, the first valve 26a and the second valve 26b are opened.

(ト)次に、ステップS108において、試料10をコネクタへ抜き出す。例えば、図3の左側の反応槽5bでは、試料10を第1コネクタ27aへ抜き出す。試料10を抜き出すコネクタは、試料を供給したコネクタでなくても構わない。例えば、図3の左側の反応槽5bの試料10を第1コネクタ27aから供給し、第2コネクタ27cへ抜き出しても構わない。この場合、第2バルブ26b及び第3バルブ26cを開状態にしておく。   (G) Next, in step S108, the sample 10 is extracted to the connector. For example, in the reaction tank 5b on the left side of FIG. 3, the sample 10 is extracted to the first connector 27a. The connector from which the sample 10 is extracted may not be the connector that supplied the sample. For example, the sample 10 in the reaction tank 5b on the left side of FIG. 3 may be supplied from the first connector 27a and extracted to the second connector 27c. In this case, the second valve 26b and the third valve 26c are opened.

ここで、第2の実施の形態に係る分注方法において、注射針20内部の試料10を反応槽5b、5c内部へ送り出す力について説明する。反応槽5b、5cに分注可能な注射針20、例えば、外径0.2mm、内径0.1mmの注射針20を考えると、試料10に加わる重力よりも、注射針20内部側面の表面張力の影響が大きいので、試料10をコネクタへ供給しただけでは、試料10は注射針20の内部を流れ落ちない。従って、注射針20内部の試料10に対して、送出力を加える必要がある。この方法として、例えば、注射針20の内径よりも若干小さな直径の棒で、直接注射針20内部の試料を送り出してもよい。又、コネクタの上部に、ポンプ(図示せず)、チューブ(図示せず)等を連結して、コネクタに正圧を加えることにより、試料の送出力を発生させてもよい。更に、気体出入
り用孔25が開状態の時に、気体出入り用孔25の上部にポンプ、チューブ等を連結して、気体出入り用孔25に負圧を加えることにより、試料の送出力を発生させてもよい。あるいは、注射針20がぜん動運動をすることにより、注射針20内部の溶液を送り出してもよい。
Here, in the dispensing method according to the second embodiment, a force for feeding the sample 10 inside the injection needle 20 into the reaction vessels 5b and 5c will be described. Considering the injection needle 20 that can be dispensed into the reaction vessels 5b and 5c, for example, the injection needle 20 having an outer diameter of 0.2 mm and an inner diameter of 0.1 mm, the surface tension on the inner side surface of the injection needle 20 rather than the gravity applied to the sample 10 Therefore, the sample 10 does not flow down the inside of the injection needle 20 only by supplying the sample 10 to the connector. Therefore, it is necessary to apply a power output to the sample 10 inside the injection needle 20. As this method, for example, the sample inside the injection needle 20 may be directly sent out with a rod having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the injection needle 20. Further, a pump (not shown), a tube (not shown), or the like may be connected to the upper portion of the connector, and a positive pressure may be applied to the connector to generate a sample feeding output. Further, when the gas inlet / outlet hole 25 is in an open state, a pump, a tube, or the like is connected to the upper part of the gas inlet / outlet hole 25 to apply a negative pressure to the gas inlet / outlet hole 25, thereby generating a sample output. May be. Alternatively, the solution in the injection needle 20 may be sent out by the peristaltic movement of the injection needle 20.

又、逆に、反応槽5b、5cの内部に存在する試料を第1コネクタ27aへ抜き出す場合には、第1バルブ26a、第2バルブ26bを開状態、かつ第3バルブ26cを閉状態にして、第1コネクタ27aの上部に、ポンプ、チューブ等を連結して、第1コネクタ27aに負圧を加えることにより、試料の送出力を発生させればよい。あるいは、気体出入り用孔25が開状態の時に、気体出入り用孔25の上部にポンプ、チューブ等を連結して、気体出入り用孔25に正圧を加えることにより、試料の送出力を発生させてもよい。更に、注射針20がぜん動運動をすることにより、注射針20内部の試料を送り出してもよい。   Conversely, when the sample present in the reaction vessels 5b and 5c is extracted to the first connector 27a, the first valve 26a and the second valve 26b are opened and the third valve 26c is closed. A pump, a tube or the like is connected to the upper part of the first connector 27a, and a negative pressure is applied to the first connector 27a, thereby generating a sample output. Alternatively, when the gas entry / exit hole 25 is in an open state, a pump, a tube, or the like is connected to the upper part of the gas entry / exit hole 25 and positive pressure is applied to the gas entry / exit hole 25 to generate a sample output. May be. Further, the sample inside the injection needle 20 may be sent out by the peristaltic movement of the injection needle 20.

第2の実施の形態に係る化学分析装置において、第1流路28aが、第2流路28bと第3流路28cに分岐した構造にしているが、第3流路28cを省いて流路が分岐しない構造にしても構わないし、流路の分岐数を増やし、複数の流路を持つ構造にしても構わないことは勿論である。   In the chemical analyzer according to the second embodiment, the first flow path 28a has a structure branched to the second flow path 28b and the third flow path 28c, but the third flow path 28c is omitted. Of course, the structure may not be branched, or the number of branches of the flow path may be increased to have a structure having a plurality of flow paths.

又、第2の実施の形態に係る化学分析装置は、注射針20が密閉蓋21aに固定されていると記述したが、注射針20は取り外し可能であり、試料10の注入を行う前に密閉蓋21aに差し込んでも構わない。この場合、注射針20を取り外すのは、試料10の分析が終了し、試料10を抜き取った後である。注射針20を取り外し可能にすることにより、注射針20の交換や洗浄が容易にできる。   In the chemical analyzer according to the second embodiment, the injection needle 20 is described as being fixed to the sealing lid 21a. However, the injection needle 20 can be removed and sealed before the sample 10 is injected. You may insert in the lid | cover 21a. In this case, the injection needle 20 is removed after the analysis of the sample 10 is completed and the sample 10 is extracted. By making the injection needle 20 removable, the replacement and cleaning of the injection needle 20 can be facilitated.

第2の実施の形態に係る分注方法によると、反応槽5b、5c内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽5b、5cを封止することができる。又、分析後の試料10を容易に抜き出すことができる。   According to the dispensing method according to the second embodiment, the sample dispensed in the reaction vessels 5b and 5c does not evaporate, and the reaction vessels 5b and 5c can be sealed without leaving any gas. Further, the sample 10 after analysis can be easily extracted.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係る化学分析装置は、図7及び図8に示すように、試料の分析を行う複数の反応槽5dと、複数の反応槽5dを配置するウェル31を有する載置用ブロック12cと、複数の反応槽5dのそれぞれに試料10を注入する面を密閉する複数の密閉蓋21bとを備える。載置用ブロック12cは、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリプロピレン(PP)やポリテトラフロロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、石英、シリコン、金属等からなる。ここで金属は、例えば、熱伝導率の低いニクロム、ハステロイ、ニモニック、インコネル、ステンレス等が挙げられる。密閉蓋21bは、試料の入った反応槽5dを空気の混入を防ぐように密閉する蓋である。
(Third embodiment)
As shown in FIGS. 7 and 8, the chemical analyzer according to the third embodiment is for mounting having a plurality of reaction vessels 5d for analyzing a sample and a well 31 in which the plurality of reaction vessels 5d are arranged. A block 12c and a plurality of sealing lids 21b for sealing the surface into which the sample 10 is injected into each of the plurality of reaction vessels 5d are provided. The mounting block 12c is made of, for example, glass epoxy resin, fluorine resin such as polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene (PTFE), quartz, silicon, metal, or the like. Here, examples of the metal include nichrome, hastelloy, mnemonic, inconel, and stainless steel having low thermal conductivity. The sealing lid 21b is a lid that seals the reaction tank 5d containing the sample so as to prevent air from entering.

図9は、反応槽5d及び密閉蓋21bの構造について、その詳細を示した断面図である。第3の実施の形態に係る化学分析装置は、第1の接着用部材38と第2の接着用部材37で、周囲を挟み込まれた容器状部材8からなり、試料10を注入するための反応槽5dと、反応槽5dを配置するためのウェルを有する載置用ブロック12cと、第2の接着用部材37と接する第3の接着用部材36と、第3の接着用部材36に対向する第4の接着用部材35で、周囲を挟み込まれたカバー部材11からなる反応槽5dの試料10を注入する面を密閉する密閉蓋21bとを備える。第3の接着用部材36は、反応槽5d内側の角を取り、空気溜まりの出来ない形状とする。容器状部材8とカバー部材11は、第1の実施の形態に係る化学分析装置と同様に、10〜50μm程度の厚さのポリプロピレン等の化学反応に強い、可曉性を持つ樹脂等の材質から作られる。容器状部材8及びカバー部材11は、接着することが比較的困難な材質である。これらを接着するためには、コロナ処理、酸処理、サンドブラスト処理、プライマー処理等の接着に適した表面を得るための化学的又は物理的な処理を行わなければならない。よって、容器状部材8及びカバー部材11の周囲を挟み込んでいる接着用部材35、36、37、38を接着することにより、容器状部材8とカバー部材11を接着する。接着用部材35、36、37、38の材質は、接着することが比較的容易な金属、ガラス、テフロン(登録商標)・ポリプロピレン以外の樹脂等である。又、任意の部材の表面に、金属や樹脂の薄膜を形成してものを接着用部材35、36、37、38として用いてもよい。薄膜の形成法としては、スパッタ、蒸着、ディッピングなど母材に応じて適当な方法を用いればよい。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing details of the structure of the reaction vessel 5d and the sealing lid 21b. The chemical analyzer according to the third embodiment includes a container-shaped member 8 sandwiched between a first bonding member 38 and a second bonding member 37, and a reaction for injecting a sample 10. The tank 5d, the mounting block 12c having a well for arranging the reaction tank 5d, the third bonding member 36 in contact with the second bonding member 37, and the third bonding member 36 are opposed to each other. The fourth bonding member 35 includes a sealing lid 21b that seals a surface of the reaction tank 5d that includes the cover member 11 that is sandwiched around the surface and into which the sample 10 is injected. The 3rd member 36 for adhesion takes the corner inside reaction tank 5d, and makes it the shape which cannot collect air. The container-like member 8 and the cover member 11 are made of a material such as a flexible resin that is resistant to a chemical reaction such as polypropylene having a thickness of about 10 to 50 μm, like the chemical analysis apparatus according to the first embodiment. Made from. The container-like member 8 and the cover member 11 are materials that are relatively difficult to bond. In order to bond these, chemical or physical treatment for obtaining a surface suitable for bonding such as corona treatment, acid treatment, sand blast treatment, and primer treatment must be performed. Therefore, the container-like member 8 and the cover member 11 are bonded together by bonding the bonding members 35, 36, 37, 38 sandwiching the periphery of the container-shaped member 8 and the cover member 11. The material of the bonding members 35, 36, 37, and 38 is metal, glass, resin other than Teflon (registered trademark) / polypropylene, etc., which are relatively easy to bond. Further, a metal or resin thin film formed on the surface of an arbitrary member may be used as the bonding members 35, 36, 37, and 38. As a method for forming the thin film, an appropriate method may be used according to the base material such as sputtering, vapor deposition, or dipping.

図9では、第3の接着用部材36と第2の接着用部材37を接着剤39で結合することにより、反応槽5d内部を密閉蓋21bによって密閉する。反応槽5dに密閉蓋21bを嵌める際、カバー部材11の下面と反応槽5d内の試料が表面張力により密着し、反応槽5d内部の空気を排除することができる。反応槽5d内部の試料10が少ない場合は、可曉性を持つカバー部材11が下方に下がるため空気を排除することができ、試料10が多い場合は、余分な試料10を反応槽5dの外部に排除するため空気を排除することができる。又、接着剤39の代わりに、第3の接着用部材36と第2の接着用部材37の接着面をヒータにて加熱し、第3の接着用部材36と第2の接着用部材37を溶着し、結合することにより、反応槽5dを密閉蓋21bで密閉しても良い。更に、図10に示すように、反応槽5dに密閉蓋21bを嵌める際、第3の接着用部材36に凸部、第2の接着用部材37に凹部を設け、これらを嵌め合うように反応槽5dを密閉してもよい。   In FIG. 9, the third bonding member 36 and the second bonding member 37 are coupled with an adhesive 39, whereby the inside of the reaction vessel 5d is sealed with a sealing lid 21b. When the sealing lid 21b is fitted in the reaction vessel 5d, the lower surface of the cover member 11 and the sample in the reaction vessel 5d are brought into close contact with each other by surface tension, and air inside the reaction vessel 5d can be excluded. When the sample 10 in the reaction vessel 5d is small, the cover member 11 having flexibility is lowered downward so that air can be excluded. When the sample 10 is large, the excess sample 10 is removed from the reaction vessel 5d. The air can be eliminated. Further, instead of the adhesive 39, the bonding surfaces of the third bonding member 36 and the second bonding member 37 are heated by a heater, and the third bonding member 36 and the second bonding member 37 are moved. The reaction tank 5d may be sealed with the sealing lid 21b by welding and bonding. Further, as shown in FIG. 10, when the sealing lid 21b is fitted into the reaction vessel 5d, the third bonding member 36 is provided with a convex portion and the second bonding member 37 is provided with a concave portion, and the reaction is performed so that these are fitted. The tank 5d may be sealed.

又、図11に示すように、複数の反応槽5dがそれぞれ遮断用部材40を備え、反応槽5dに密閉蓋21bを嵌め合う際に、反応槽5dの外部に排除された余分な試料10を受けるようにしてもよい。遮断用部材40は、隣接する反応槽5dとの試料10の仕切りとしても機能する。   In addition, as shown in FIG. 11, each of the plurality of reaction vessels 5d includes a blocking member 40, and when the sealing lid 21b is fitted to the reaction vessel 5d, the extra sample 10 removed outside the reaction vessel 5d is removed. You may make it receive. The blocking member 40 also functions as a partition of the sample 10 from the adjacent reaction tank 5d.

第3の実施の形態に係る化学分析装置によると、反応槽5d内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽5dを封止することができる。又、接着することが困難な材質の反応槽5d及び密閉蓋21bであっても、接着用部材35、36、37、38により容易に接着することができる。   According to the chemical analyzer according to the third embodiment, the sample dispensed in the reaction vessel 5d does not evaporate, and the reaction vessel 5d can be sealed without leaving any gas. Further, even the reaction tank 5d and the sealing lid 21b that are difficult to bond can be easily bonded by the bonding members 35, 36, 37, and 38.

次に、第3の実施の形態に係る化学分析装置を用いて、分注を行う方法について、図12を用いて説明する。   Next, a method for dispensing using the chemical analyzer according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

(イ)まず、ステップS201において、反応槽5d内に試料10を分注装置により分注する。この分注装置は、第1の実施の形態に係る分注方法で説明した分注装置と同様のもので構わない。   (A) First, in step S201, the sample 10 is dispensed into the reaction vessel 5d by a dispensing device. This dispensing apparatus may be the same as the dispensing apparatus described in the dispensing method according to the first embodiment.

(ロ)次に、ステップS202において、反応槽5dに密閉蓋21bを嵌める。そして、カバー部材11の下部の周囲を挟み込む第3の接着用部材36と容器状部材8の上部の周囲を挟み込む第2の接着用部材37を結合する。この結合方法としては、第3の接着用部材36と第2の接着用部材37を接着剤39を用いて結合する。あるいは、第3の接着用部材36に凸部、第2の接着用部材37に凹部を設け、これらを嵌め合うように結合してもよい。これにより、反応槽5dと密閉蓋21bが密閉される。   (B) Next, in step S202, the sealing lid 21b is fitted into the reaction vessel 5d. Then, the third bonding member 36 that sandwiches the periphery of the lower portion of the cover member 11 and the second adhesive member 37 that sandwiches the periphery of the upper portion of the container-like member 8 are combined. As this bonding method, the third bonding member 36 and the second bonding member 37 are bonded using an adhesive 39. Alternatively, the third adhesive member 36 may be provided with a convex portion and the second adhesive member 37 may be provided with a concave portion, and these may be coupled so as to fit with each other. Thereby, the reaction vessel 5d and the sealing lid 21b are sealed.

(ハ)次に、ステップS203において、密閉蓋21bで密閉された反応槽5dを載置用ブロック12cのウェル31に配置する。   (C) Next, in step S203, the reaction vessel 5d sealed with the sealing lid 21b is placed in the well 31 of the mounting block 12c.

(ニ)次に、ステップS204において、試料10の分析を行う。例えば、試料10を核酸(DNA)であるとして、核酸増幅を行う場合は、試料10を加熱し、95℃前後でDNAを解離させ、55℃前後でアニーリングさせ、約70℃前後で複製を行い、増幅させる。   (D) Next, in step S204, the sample 10 is analyzed. For example, when nucleic acid amplification is performed on the assumption that the sample 10 is a nucleic acid (DNA), the sample 10 is heated, the DNA is dissociated at about 95 ° C., annealed at about 55 ° C., and replicated at about 70 ° C. Amplify.

(ホ)分析終了後は、試料10の入った容器状部材8を載置用ブロック12cから取り外す。その後、試料10に直接触れている容器状部材8やカバー部材11のみを廃棄し、載置用ブロック12c等を繰り返し使用してもよい。   (E) After the analysis is completed, the container-like member 8 containing the sample 10 is removed from the mounting block 12c. Thereafter, only the container-like member 8 and the cover member 11 that are in direct contact with the sample 10 may be discarded, and the mounting block 12c and the like may be used repeatedly.

上記の分注方法では、反応槽5d内に試料10を分注した後に載置用ブロック12cに設置したが、載置用ブロック12cに反応槽5dを設置した後に試料10を分注しても構わない。   In the above dispensing method, the sample 10 is dispensed into the reaction tank 5d and then placed on the mounting block 12c. However, even if the sample 10 is dispensed after the reaction tank 5d is placed on the placing block 12c. I do not care.

第3の実施の形態に係る分注方法によると、反応槽5d内に分注された試料が蒸発せず、かつ、気体を残さず反応槽5dを封止することができる。又、接着することが困難な材質の反応槽5d及び密閉蓋21bであっても、接着用部材35、36、37、38により容易に接着することができる。   According to the dispensing method according to the third embodiment, the sample dispensed in the reaction vessel 5d does not evaporate, and the reaction vessel 5d can be sealed without leaving any gas. Further, even the reaction tank 5d and the sealing lid 21b that are difficult to bond can be easily bonded by the bonding members 35, 36, 37, and 38.

(その他の実施の形態)
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described according to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、本発明の第1の実施の形態において、載置用ブロック12aは加熱冷却器7を備えるが、第2及び第3の実施の形態にこの装置を適用しても構わない。即ち、第2及び第3の実施の形態において、載置用ブロック12b、12cに加熱冷却器を複数備え、反応槽5b、5c、5d毎に温度制御を行っても構わない。   For example, in the first embodiment of the present invention, the mounting block 12a includes the heating / cooling device 7, but this apparatus may be applied to the second and third embodiments. That is, in the second and third embodiments, the mounting blocks 12b and 12c may be provided with a plurality of heating / cooling devices, and the temperature may be controlled for each of the reaction vessels 5b, 5c, and 5d.

又、本発明の第3の実施の形態に係る分注方法に、第1の実施の形態に係る分注方法を適用しても構わない。即ち、第3の実施の形態において、載置用ブロック12cに加熱冷却器7を備え、試料10を凝固しながら分注を行い、密閉蓋21bで密閉した後、試料10を融解をしても構わない。又、第3の実施の形態において説明した遮断用部材40を、第1及び第2の実施の形態に係る化学分析装置に使用しても構わない。このように、第1〜第3の実施の形態に係る化学分析装置及び分注方法を組み合わせて使用しても構わないことは勿論である。   Further, the dispensing method according to the first embodiment may be applied to the dispensing method according to the third embodiment of the present invention. That is, in the third embodiment, the mounting block 12c is provided with the heating / cooling device 7, and the sample 10 is dispensed while solidifying and sealed with the sealing lid 21b, and then the sample 10 is melted. I do not care. Further, the blocking member 40 described in the third embodiment may be used in the chemical analyzers according to the first and second embodiments. Thus, it goes without saying that the chemical analyzers and dispensing methods according to the first to third embodiments may be used in combination.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

(a)は、第1の実施に形態に係る化学分析装置の断面図である。(b)は、第1の実施に形態に係る化学分析装置を上から見た図である。(A) is sectional drawing of the chemical analyzer which concerns on 1st Embodiment. (B) is the figure which looked at the chemical analyzer which concerns on 1st Embodiment from the top. 第1の実施に形態に係る化学分析装置に試料を分注する方法である。It is the method of dispensing a sample to the chemical analyzer which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る化学分析装置の断面図である。It is sectional drawing of the chemical analyzer which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る化学分析装置の注射針の断面図である。It is sectional drawing of the injection needle of the chemical analyzer which concerns on 2nd Embodiment. (a)は、第2の実施の形態に係る化学分析装置の密閉蓋の断面図である。(b)は、栓を備えた密閉蓋を反応槽側から見た図である。(A) is sectional drawing of the sealing lid of the chemical analyzer which concerns on 2nd Embodiment. (B) is the figure which looked at the sealing lid provided with the stopper from the reaction tank side. 第2の実施の形態に係る分注方法のフローチャートである。It is a flowchart of the dispensing method which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る化学分析装置の斜視図である。It is a perspective view of the chemical analyzer which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る化学分析装置の断面図である。It is sectional drawing of the chemical analyzer which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る化学分析装置の詳細な断面図である。It is a detailed sectional view of a chemical analysis device concerning a 3rd embodiment. 第3の実施の形態に係る化学分析装置の別の詳細な断面図である。It is another detailed sectional view of the chemical analysis device concerning a 3rd embodiment. 第3の実施の形態に係る化学分析装置に遮断用部材を装着した斜視図である。It is the perspective view which mounted | wore with the member for interruption | blocking to the chemical analyzer which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る分注方法のフローチャートである。It is a flowchart of the dispensing method which concerns on 3rd Embodiment. 従来のμ−TASの斜視図である。It is a perspective view of the conventional μ-TAS.

符号の説明Explanation of symbols

5a、5b、5c、5d 反応槽
6 分注針
7 加熱冷却器
8 容器状部材
9 分注装置
10 試料
10a 固体試料
10b 液体試料
11 カバー部材
12a、12b、12c 載置用ブロック
20 注射針
21a、21b 密閉蓋
24 センサ
25 気体出入り用孔
26a 第1バルブ
26b 第2バルブ
26c 第3バルブ
27 コネクタ
27a 第1コネクタ
27c 第2コネクタ
28a 第1流路
28b 第2流路
28c 第3流路
29 栓
31 ウェル
35 第4の接着用部材
36 第3の接着用部材
37 第2の接着用部材
38 第1の接着用部材
39 接着剤
40 遮断用部材
5a, 5b, 5c, 5d Reaction tank 6 Dispensing needle 7 Heating / cooling device 8 Container-like member 9 Dispensing device 10 Sample 10a Solid sample 10b Liquid sample 11 Cover member 12a, 12b, 12c Mounting block 20 Injection needle 21a, 21b Sealing lid 24 Sensor 25 Gas inlet / outlet 26a First valve 26b Second valve 26c Third valve 27 Connector 27a First connector 27c Second connector 28a First flow path 28b Second flow path 28c Third flow path 29 Plug 31 Well 35 Fourth bonding member 36 Third bonding member 37 Second bonding member 38 First bonding member 39 Adhesive 40 Blocking member

Claims (3)

試料を注入するための反応槽を配置した載置用ブロックと、
気体出入り用孔を備え、前記反応槽の前記試料を注入する面を密閉する密閉蓋と、
該密閉蓋に備えられた前記試料の状態を検出するセンサと、
前記密閉蓋を貫通し、前記反応槽に試料を注入する注射針
とを備えることを特徴とする化学分析装置。
A mounting block in which a reaction vessel for injecting a sample is disposed;
A gas-in / out hole, and a sealing lid that seals the surface of the reaction vessel into which the sample is injected;
A sensor for detecting the state of the sample provided in the sealing lid;
A chemical analyzer comprising: an injection needle that penetrates the sealing lid and injects a sample into the reaction vessel.
前記注射針は、
前記試料を注入する複数のコネクタと、
該コネクタと前記反応槽の間の前記試料の流れを導通/遮断する複数のバルブ
とを備えることを特徴とする請求項1に記載の化学分析装置。
The injection needle is
A plurality of connectors for injecting the sample;
The chemical analyzer according to claim 1, further comprising: a plurality of valves that conduct / block the flow of the sample between the connector and the reaction vessel.
反応槽に試料を注入する注射針のバルブ及び気体出入り用孔を開状態にするステップと、
前記試料を前記注射針のコネクタから前記反応槽へ供給するステップと、
前記試料が前記反応槽の前記試料を注入する面を密閉する密閉蓋まで到達したことを検出した場合、前記バルブ及び前記気体出入り用孔を閉状態にするステップ
とを含むことを特徴とする分注方法。
Opening the valve of the injection needle for injecting the sample into the reaction tank and the gas access hole; and
Supplying the sample from a connector of the injection needle to the reaction vessel;
A step of closing the valve and the gas inlet / outlet port when it is detected that the sample has reached a sealing lid that seals the surface of the reaction vessel into which the sample is injected. Note method.
JP2005348461A 2005-12-01 2005-12-01 Chemical analyzer and dispensing method Expired - Fee Related JP4084379B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005348461A JP4084379B2 (en) 2005-12-01 2005-12-01 Chemical analyzer and dispensing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005348461A JP4084379B2 (en) 2005-12-01 2005-12-01 Chemical analyzer and dispensing method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002084253A Division JP3764120B2 (en) 2002-03-25 2002-03-25 Chemical analyzer and dispensing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006145544A true JP2006145544A (en) 2006-06-08
JP4084379B2 JP4084379B2 (en) 2008-04-30

Family

ID=36625374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005348461A Expired - Fee Related JP4084379B2 (en) 2005-12-01 2005-12-01 Chemical analyzer and dispensing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4084379B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009139138A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Toppan Printing Co Ltd Reaction vessel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009139138A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Toppan Printing Co Ltd Reaction vessel

Also Published As

Publication number Publication date
JP4084379B2 (en) 2008-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9180451B2 (en) Fluidic cartridge for detecting chemicals in samples, in particular for performing biochemical analyses
JP4546534B2 (en) Comprehensive and automatic analyzer for DNA or protein in a disposable cartridge, method for manufacturing such cartridge, and operating method for DNA or protein analysis using such cartridge
KR100866016B1 (en) Reagent delivery system
US20060235335A1 (en) Device having a self sealing fluid port
JP3696141B2 (en) Chemical analyzer, analysis method
US20210115915A1 (en) Two-way pump selectable valve and bypass waste channel
JP4415941B2 (en) Chip, device using the chip, and method of using the same
JP2008263959A (en) Nucleic acid detection cassette and nucleic acid detection apparatus
JP2002505439A (en) Flow rate changing device and flow rate changing method for changing the flow rate of fluid along a path
JP2009526969A (en) Microfluidic devices for molecular diagnostic applications
US20080233634A1 (en) Nucleic acid detection device
JP2005261298A (en) Cassette for detecting nucleic acid and apparatus for detecting nucleic acid
SG187392A1 (en) Crystal forming devices and systems and methods for making and using the same
TW200931018A (en) Reaction chip and method of manufacturing the same
EP1609528B1 (en) A microfluidic system and a treating method using same
KR20150057551A (en) Micro Chamber Plate
US20040258569A1 (en) Liquid transport device and liquid transporting method
JP4037433B2 (en) Chemical analyzer and dispensing method
JP4084379B2 (en) Chemical analyzer and dispensing method
JP3764120B2 (en) Chemical analyzer and dispensing method
JP5182099B2 (en) Microchip and microchip inspection system
EP2415524A2 (en) Sealed Device
KR20100066278A (en) Microfluidic device
WO2009131043A1 (en) Microchip
US11478793B2 (en) Microfluidic devices

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071016

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20080205

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080214

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110222

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees