JP2007101318A - Analyzer - Google Patents

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Satoshi Ezaki
聡 江崎
Ryuichiro Kurane
隆一郎 倉根
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analyzer capable of mixing/stirring surely a magnetic carrier and a liquid sample, in a micro reaction space. <P>SOLUTION: This analyzer X is provided with two magnetic field generation means 10a, 10b, and a microchip A provided with an analytical part 1 for introducing the magnetic carrier 40 and a measured substance to analyze the measured substance, the two magnetic field generation means 10a, 10b are opposedly arranged under the condition where the same polarity sides thereof are directed respectively toward microchip A with the microchip A therebetween, and the analyzer is further provided with driving mechanisms 20a, 20b for approaching and separating respectively the two magnetic field generation means 10a, 10b to/from the the microchip A, and a control means 30 for controlling an operation of the driving mechanisms 20a, 20b. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、被測定物質を含んだ液体試料が流下し、この被測定物質を分析する分析部を設けたマイクロチップを備えた分析装置に関する。   The present invention relates to an analyzer including a microchip provided with an analysis unit for analyzing a substance to be measured when a liquid sample containing the substance to be measured flows down.

従来、被測定物質として核酸・タンパク質・菌体などの生体物質を含有する液体試料を分析する場合において、磁性を有する担体(磁性担体)を利用する技術が知られている。   Conventionally, a technique using a magnetic carrier (magnetic carrier) is known in the case of analyzing a liquid sample containing a biological substance such as nucleic acid, protein, or fungus body as a substance to be measured.

例えば、特許文献1には、磁性担体を用いて生体物質を含有する液体試料から目的の生体物質を単離する方法が開示してある。
当該文献では、強磁性酸化鉄粒子を含有する磁性担体を利用し、この磁性担体と生体物質とを結合させて複合体を形成し、外部磁場によって当該複合体を液体試料から分離させ、分離した複合体より生体物質を溶出させることにより、生体物質を単離している。
For example, Patent Document 1 discloses a method of isolating a target biological material from a liquid sample containing the biological material using a magnetic carrier.
In this document, a magnetic carrier containing ferromagnetic iron oxide particles is used, the magnetic carrier and a biological substance are combined to form a complex, and the complex is separated from the liquid sample by an external magnetic field and separated. The biological material is isolated by eluting the biological material from the complex.

当該複合体を液体試料から分離するために外部磁場として磁石を利用している。この磁石を、形成した複合体を含有する液体試料を収容する反応チューブの側壁に近づけ、当該複合体を側壁に集めて溶液と固液分離する。外部磁場として使用される磁石としては、磁束密度が2000ガウス〜3000ガウスの磁石を用いている。   In order to separate the complex from the liquid sample, a magnet is used as an external magnetic field. The magnet is brought close to the side wall of the reaction tube containing the liquid sample containing the formed complex, and the complex is collected on the side wall to be separated from the solution. As a magnet used as an external magnetic field, a magnet having a magnetic flux density of 2000 gauss to 3000 gauss is used.

そして、当該文献には、磁気特性の中で保磁力と飽和磁化が特定の範囲内にあり、かつ特定範囲内の平均粒子サイズを有する磁性担体であれば、生体物質との結合性・磁界による捕集性・水溶液中での分散性および生体物質の溶離性が両立し、優れた生体物質の単離性能を示すことが記載してある。このような磁性担体により、生体物質の単離・精製効率が向上したものとなる。   And in the said literature, if it is a magnetic support | carrier which has a coercive force and saturation magnetization in a specific range in a magnetic characteristic, and has an average particle size in a specific range, it will depend on a binding property and a magnetic field with a biological substance. It is described that the collection property, the dispersibility in an aqueous solution and the elution property of the biological material are compatible, and the biological material isolation performance is excellent. Such a magnetic carrier improves the isolation / purification efficiency of the biological material.

また、特許文献2には、磁性材料を有する磁性担体を細胞培養担体として利用することが開示してある。この磁性担体の表面には細胞が付着可能となっている。そして、培養容器内の培養液に磁性担体を収容し、電磁石等や永久磁石といった磁場発生装置によって当該磁性担体を移動させる。これにより、均一かつ緩やかに培養液を攪拌できると共に、細胞を磁性担体の表面に効率よく付着させ、増殖させることができる。   Patent Document 2 discloses the use of a magnetic carrier having a magnetic material as a cell culture carrier. Cells can adhere to the surface of the magnetic carrier. Then, the magnetic carrier is accommodated in the culture solution in the culture vessel, and the magnetic carrier is moved by a magnetic field generator such as an electromagnet or a permanent magnet. Thereby, the culture solution can be stirred uniformly and gently, and the cells can be efficiently attached to the surface of the magnetic carrier and proliferated.

特開2004−65132号公報JP 2004-65132 A 特開2004−313007号公報JP 2004-313007 A

特許文献1において、反応容器として反応チューブを用いて生体物質を単離しており、溶液を混和するときは、この反応チューブを転倒攪拌している。また、特許文献2においては、培養容器を利用して細胞培養を行っている。即ち、反応チューブや培養容器を利用する場合、反応容量は、一般に数百マイクロリットル〜数ミリリットル程度となる。   In Patent Document 1, a biological material is isolated using a reaction tube as a reaction vessel, and the reaction tube is overturned and stirred when mixing the solution. Moreover, in patent document 2, cell culture is performed using a culture container. That is, when a reaction tube or culture vessel is used, the reaction volume is generally several hundred microliters to several milliliters.

液体試料を分析する際に磁性担体を利用する技術では、仮に反応容量が数十マイクロリットル以下となる場合、磁力発生装置等による磁場のかけ方に制約が発生し、かつ、磁性担体の回収率が低い等の問題点がある。従って、磁性担体を利用した生体物質の分析技術では、反応容量が数十マイクロリットル以下の低容量の反応系に対応させるのが困難であった。   In the technique of using a magnetic carrier when analyzing a liquid sample, if the reaction volume is several tens of microliters or less, there are restrictions on how to apply a magnetic field by a magnetic force generator and the recovery rate of the magnetic carrier. There are problems such as low. Therefore, it is difficult for the biological material analysis technique using a magnetic carrier to cope with a low-volume reaction system having a reaction volume of several tens of microliters or less.

また、例えば免疫反応では、マイクロタイタープレート等のウェル内で、反応容量が数十マイクロリットル程度の反応系で行われている。一般に免疫反応に利用される試薬類は高価であるため、検出感度を下げることなく反応容量を小さくすることが求められている。仮に、前記ウェル内で行われる反応容量を小さくすると、反応溶液の蒸発により所望の検出感度を得るのが困難となり、さらに、低容量化によるハンドリングの難しさ等の問題が発生するため、前記ウェルのような開放系での低容量化は限界があった。   Further, for example, an immune reaction is performed in a reaction system having a reaction volume of about several tens of microliters in a well such as a microtiter plate. In general, reagents used for an immune reaction are expensive, and therefore it is required to reduce the reaction volume without lowering the detection sensitivity. If the reaction volume performed in the well is reduced, it becomes difficult to obtain a desired detection sensitivity due to evaporation of the reaction solution, and problems such as difficulty in handling due to a reduction in volume occur. There is a limit to reducing the capacity in open systems such as

一方、近年、半導体等の微細加工技術(MEMS)を応用して製造されたマイクロチップ(バイオチップ)が、生化学、医療等の分野において使用されている。マイクロチップとは、例えば、サンプル注入孔・サンプル排出孔・微小な毛細管状の流体流路、或いは、この流路と接続する反応領域としての反応チャンバ等の構造が形成された微小分析デバイスのことを示す。このマイクロチップは、主に生体物質を分析する用途で使用される。   On the other hand, in recent years, microchips (biochips) manufactured by applying microfabrication technology (MEMS) such as semiconductors have been used in fields such as biochemistry and medicine. A microchip is, for example, a microanalysis device in which a structure such as a sample injection hole, a sample discharge hole, a minute capillary fluid channel, or a reaction chamber as a reaction region connected to this channel is formed. Indicates. This microchip is mainly used for analyzing biological materials.

上述したマイクロチップは、通常、厚さ1mm程度の基材に流体流路や反応チャンバを微細加工してある。そのため、反応チャンバの厚さ寸法は数百マイクロメートル程度となっており、この反応チャンバ自身の容積を数十マイクロリットル以下に設定することが可能である。   In the above-described microchip, a fluid channel and a reaction chamber are usually finely processed on a base material having a thickness of about 1 mm. Therefore, the thickness dimension of the reaction chamber is about several hundred micrometers, and the volume of the reaction chamber itself can be set to several tens of microliters or less.

しかし、このような微細な空間となる反応チャンバ内は反応容量を低減できる反面、略閉鎖空間であるために使用者が外部から反応チャンバ内に対して液体試料の攪拌操作等を行うことは困難である。さらに、反応チャンバ内は微細な空間であるために、転倒混和しようとしても液体の対流が殆ど生じない。そのため、反応チャンバ内において試薬と液体試料との混合・攪拌を確実に行うことは困難となり、反応を均一に進行させ難くなって所望の検出感度を得難くなる。   However, while the reaction volume in such a minute space can reduce the reaction volume, it is difficult for the user to agitate the liquid sample from the outside to the reaction chamber because it is a substantially closed space. It is. Furthermore, since the reaction chamber is a minute space, liquid convection hardly occurs even if it is mixed by inversion. Therefore, it is difficult to reliably mix and agitate the reagent and the liquid sample in the reaction chamber, and it becomes difficult to cause the reaction to proceed uniformly, making it difficult to obtain a desired detection sensitivity.

従って、マイクロチップの反応チャンバ内のような微細な空間において磁性担体を利用して生体物質を含有する液体試料を分析しようとする場合、磁性担体と液体試料とを混合・攪拌することは困難である。   Therefore, when a liquid sample containing a biological material is analyzed using a magnetic carrier in a minute space such as in a reaction chamber of a microchip, it is difficult to mix and agitate the magnetic carrier and the liquid sample. is there.

従って、本発明の目的は、微細な反応空間内において、磁性担体と液体試料との混合・攪拌を確実に行うことができる分析装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an analyzer capable of reliably mixing and stirring a magnetic carrier and a liquid sample in a fine reaction space.

上記目的を達成するための本発明に係る分析装置の第一特徴構成は、二つの磁場発生手段と、磁性担体と被測定物質とを導入して前記被測定物質を分析する分析部を設けたマイクロチップとを備え、前記二つの磁場発生手段はそれぞれ同じ極性側を前記マイクロチップに向けて前記マイクロチップを挟んだ状態で対向配置してあり、さらに、前記二つの磁場発生手段を前記マイクロチップに対して各別に近接離間させる駆動機構と、前記駆動機構の動作を制御する制御手段とを備えた点にある。   In order to achieve the above object, a first characteristic configuration of an analyzer according to the present invention is provided with two magnetic field generating means, and an analyzer for analyzing the substance to be measured by introducing a magnetic carrier and the substance to be measured. The two magnetic field generating means are arranged opposite to each other with the same polarity side facing the microchip and sandwiching the microchip, and further, the two magnetic field generating means are arranged in the microchip. And a control mechanism for controlling the operation of the drive mechanism.

本構成では、二つの磁場発生手段はそれぞれマイクロチップを挟んだ状態で対向配置してあるため、二つの磁場発生手段が同時にマイクロチップの分析部に近接したときには、それぞれの磁場発生手段の磁力線は、マイクロチップに対して正反対の方向から磁性担体に及ぶ。そして、これら磁場発生手段は同じ極性側をマイクロチップに向けて配置してあるため、分析部は二つの磁場発生手段による磁場が反発する領域内に位置することとなる。このように磁場発生手段の磁場がマイクロチップに対して略垂直方向から水平方向へと偏向するような反発力を磁性担体に作用させることで、磁性担体を移動させることができる。   In this configuration, since the two magnetic field generating means are arranged opposite to each other with the microchip sandwiched therebetween, when the two magnetic field generating means are simultaneously close to the analysis part of the microchip, the magnetic field lines of the respective magnetic field generating means are The magnetic carrier extends from the opposite direction to the microchip. Since these magnetic field generating means are arranged with the same polarity side facing the microchip, the analysis unit is located in a region where the magnetic fields generated by the two magnetic field generating means are repelled. In this way, the magnetic carrier can be moved by applying a repulsive force that causes the magnetic field of the magnetic field generating means to deflect from the substantially vertical direction to the horizontal direction with respect to the microchip.

そのために、本構成では、駆動機構によって各磁場発生手段をマイクロチップに対して別個に近接離間移動させる。これにより、分析部内に存在する磁性担体に対して磁力を及ぼす状態、磁力を及ぼさない状態を切り換える。   For this purpose, in this configuration, each magnetic field generating means is moved close to and away from the microchip by the drive mechanism. Thereby, the state which exerts a magnetic force with respect to the magnetic carrier which exists in an analysis part, and the state which does not exert a magnetic force are switched.

例えば、一つの磁場発生手段をマイクロチップに対して離間状態から近接状態にすると、分析部に存在する磁性担体は磁化される。磁化された磁性担体は、極性を有する状態で整列する。二つの磁場発生手段はそれぞれ同じ極性側をマイクロチップに向けて対向配置してあるため、この磁性担体の極性の状態は、何れか一方の磁場発生手段を近接することで維持できる。
この状態で、磁性担体の極性の状態を維持する磁場発生手段とは異なる他の磁場発生手段を磁性担体に近接させる。このとき、磁化した磁性担体と、近接する磁場発生手段とは同じ極性を向いた状態であるため、磁化した磁性担体は極性の状態を維持されつつ、近接する磁場発生手段と反発し合い、磁性担体は近接する磁場発生手段の磁力線が及ぶ範囲まで水平方向に移動することとなる。
For example, when one magnetic field generating means is moved from the separated state to the close state with respect to the microchip, the magnetic carrier existing in the analysis unit is magnetized. The magnetized magnetic carriers are aligned with polarity. Since the two magnetic field generating means are arranged opposite to each other with the same polarity side facing the microchip, the polarity state of this magnetic carrier can be maintained by bringing either one of the magnetic field generating means close to each other.
In this state, another magnetic field generating means different from the magnetic field generating means for maintaining the polarity state of the magnetic carrier is brought close to the magnetic carrier. At this time, since the magnetized magnetic carrier and the adjacent magnetic field generation means are in the same polarity, the magnetized magnetic carrier repels the adjacent magnetic field generation means while maintaining the polarity state, and magnetic The carrier moves in the horizontal direction to the range covered by the magnetic field lines of the adjacent magnetic field generating means.

そして、制御手段により駆動機構の動作を制御することで、磁性担体に作用させる磁力の強さを制御することができるため、磁性担体を所望の状態に移動させることができる。   Then, by controlling the operation of the drive mechanism by the control means, the strength of the magnetic force acting on the magnetic carrier can be controlled, so that the magnetic carrier can be moved to a desired state.

このように磁性担体を分析部内で移動させることにより、分析部内の磁性担体と液体試料との混合・攪拌を確実に行える。つまり、磁性担体の表面に結合させた様々な生体物質と液体試料に含まれる被測定物質との接触機会を増大させることができ、反応を均一に進行させると共に反応速度を速めることが可能となる。   By moving the magnetic carrier in the analyzer in this way, the magnetic carrier in the analyzer and the liquid sample can be reliably mixed and stirred. That is, it is possible to increase the contact opportunities between various biological substances bound to the surface of the magnetic carrier and the substance to be measured contained in the liquid sample, and it is possible to make the reaction progress uniformly and increase the reaction speed. .

本発明に係る分析装置の第二特徴構成は、前記二つの磁場発生手段はそれぞれ磁力が異なり、前記制御手段が、前記二つの磁場発生手段のうち第1磁場発生手段を前記分析部に近接させて前記磁性担体を凝集させた後、当該第1磁場発生手段を前記分析部より離間させ、さらに、前記二つの磁場発生手段のうち前記第1磁場発生手段より磁力の弱い第2磁場発生手段を前記凝集した磁性担体に近接させた後、この状態で前記第1磁場発生手段を前記凝集した磁性担体に近接させて、当該磁性担体を拡散させるように設定した点にある。   The second characteristic configuration of the analyzer according to the present invention is that the two magnetic field generating units have different magnetic forces, and the control unit causes the first magnetic field generating unit of the two magnetic field generating units to be close to the analyzing unit. And aggregating the magnetic carrier, separating the first magnetic field generating means from the analyzing unit, and further, of the two magnetic field generating means, a second magnetic field generating means having a weaker magnetic force than the first magnetic field generating means. After being brought close to the agglomerated magnetic carrier, in this state, the first magnetic field generating means is brought close to the agglomerated magnetic carrier to diffuse the magnetic carrier.

まず、分析部に磁性担体と被測定試料とを導入した状態では、これらは分析部の内部に共存するが、確実な混合は行われていない。そして、例えば初期状態において、二つの磁場発生手段はそれぞれマイクロチップに対して離間した状態とする。この状態では、二つの磁場発生手段は、分析部内に存在する磁性担体に対して磁力を及ぼさない。   First, in a state where the magnetic carrier and the sample to be measured are introduced into the analysis unit, they coexist in the analysis unit, but reliable mixing is not performed. For example, in the initial state, the two magnetic field generating means are respectively separated from the microchip. In this state, the two magnetic field generating means do not exert a magnetic force on the magnetic carrier existing in the analysis unit.

そして、第1磁場発生手段を分析部に近接させる。このとき、第1磁場発生手段からの磁力が磁性担体に及び、磁性担体は第1磁場発生手段に引き付けられて凝集する。
ここで、第1磁場発生手段を分析部より離間させ、第1磁場発生手段の磁力が凝集した磁性担体には及ばないように制御する。
Then, the first magnetic field generating means is brought close to the analysis unit. At this time, the magnetic force from the first magnetic field generating means reaches the magnetic carrier, and the magnetic carrier is attracted to the first magnetic field generating means and aggregates.
Here, the first magnetic field generating means is separated from the analysis unit, and control is performed so that the magnetic force of the first magnetic field generating means does not reach the aggregated magnetic carrier.

次に、第2磁場発生手段を凝集した磁性担体に近接させる。二つの磁場発生手段はそれぞれ同じ極性側をマイクロチップに向けて対向配置してあるため、凝集した磁性担体には、第1磁場発生手段を分析部に近接させたときと同じ極性の磁力が及んでいる。このとき、磁性担体は凝集した状態を維持する。   Next, the second magnetic field generating means is brought close to the aggregated magnetic carrier. Since the two magnetic field generating means are arranged opposite to each other with the same polarity side facing the microchip, the agglomerated magnetic carrier exerts the same magnetic force as that when the first magnetic field generating means is brought close to the analyzer. It is. At this time, the magnetic carrier maintains an aggregated state.

この状態で第1磁場発生手段を凝集した磁性担体に近接させる。このとき、第2磁場発生手段は磁性担体の極性の状態を維持しようとする。しかし、第2磁場発生手段の磁力より第1磁場発生手段の磁力が強いため、磁性担体と第1磁場発生手段との反発力が、第2磁場発生手段が当該磁性担体を引き付ける力より大きくなる。このため、凝集した磁性担体が第2磁場発生手段の側に強く押付けられ、これに伴って磁性担体はマイクロチップの面内方向にも押し広げられることになる。   In this state, the first magnetic field generating means is brought close to the agglomerated magnetic carrier. At this time, the second magnetic field generating means tries to maintain the polarity of the magnetic carrier. However, since the magnetic force of the first magnetic field generating means is stronger than the magnetic force of the second magnetic field generating means, the repulsive force between the magnetic carrier and the first magnetic field generating means is greater than the force with which the second magnetic field generating means attracts the magnetic carrier. . For this reason, the agglomerated magnetic carrier is strongly pressed against the second magnetic field generating means, and accordingly, the magnetic carrier is also spread in the in-plane direction of the microchip.

従って、上記第二特徴構成によれば、分析部に存在する磁性担体を凝集・拡散移動させることができる。そして、上述した一連の動作制御を繰り返し行うことで磁性担体の凝集・拡散移動を繰り返し行うことができるため、磁性担体と液体試料との混合・攪拌が更に確実なものとなる。   Therefore, according to the second feature configuration, the magnetic carrier existing in the analysis unit can be aggregated and diffused. By repeating the series of operation control described above, the magnetic carrier can be repeatedly agglomerated and diffused, so that the mixing and stirring of the magnetic carrier and the liquid sample are further ensured.

本発明に係る分析装置の第三特徴構成は、前記二つの磁場発生手段における前記マイクロチップに沿った面積は、前記第1磁場発生手段より前記第2磁場発生手段を大きく構成した点にある。   A third characteristic configuration of the analyzer according to the present invention is that the area along the microchip in the two magnetic field generating means is configured such that the second magnetic field generating means is larger than the first magnetic field generating means.

第1磁場発生手段が凝集した磁性担体に近接したとき、磁性担体と第1磁場発生手段とは反発して当該磁性担体は移動する。特に、この磁性担体がマイクロチップに沿った第2磁場発生手段の面上から外れたとき、磁性担体に生じる極性の方向は第2磁場発生手段の磁力線の方向に沿って変化する。この結果、磁力の強い第1磁場発生手段と磁性担体との反発力も減少して磁性担体を拡散させる効果が低下する。場合によっては、第1磁場発生手段の側に磁性担体が吸着されることがある。   When the first magnetic field generating means approaches the aggregated magnetic carrier, the magnetic carrier and the first magnetic field generating means repel each other and the magnetic carrier moves. In particular, when the magnetic carrier deviates from the surface of the second magnetic field generating means along the microchip, the direction of the polarity generated in the magnetic carrier changes along the direction of the magnetic field lines of the second magnetic field generating means. As a result, the repulsive force between the first magnetic field generating means having a strong magnetic force and the magnetic carrier is also reduced, and the effect of diffusing the magnetic carrier is reduced. In some cases, the magnetic carrier may be adsorbed on the first magnetic field generating means side.

しかし、本構成のように、マイクロチップに沿った面積において第2磁場発生手段を第1磁場発生手段より大きく構成すれば、第2磁場発生手段が磁性担体の極性の状態を維持し得る面を大きく設定することができる。そのため、磁性担体と第1磁場発生手段との反発力は、少なくとも第2磁場発生手段のマイクロチップに沿った面の分は確保できるため、凝集した磁性担体が拡散する程度を大きくすることができる。   However, if the second magnetic field generating means is configured to be larger than the first magnetic field generating means in the area along the microchip as in the present configuration, the surface on which the second magnetic field generating means can maintain the polarity state of the magnetic carrier. Can be set large. Therefore, since the repulsive force between the magnetic carrier and the first magnetic field generating means can secure at least the surface along the microchip of the second magnetic field generating means, the extent to which the agglomerated magnetic carrier diffuses can be increased. .

本発明に係る分析装置の第四特徴構成は、少なくとも何れか一方の前記磁場発生手段を前記マイクロチップに沿って移動させるスライド機構を備えた点にある。   A fourth characteristic configuration of the analyzer according to the present invention is that it includes a slide mechanism that moves at least one of the magnetic field generating means along the microchip.

上記第四特徴構成によれば、磁性担体の存在位置の近傍において、磁場発生手段をマイクロチップに近接させた状態でマイクロチップに沿って移動させることにより、磁性担体を所望の位置まで導くことができる。   According to the fourth characteristic configuration, the magnetic carrier can be guided to a desired position by moving the magnetic field generating means along the microchip in the vicinity of the position where the magnetic carrier is present. it can.

また、二つの磁場発生手段を対向配置させた状態で、スライド機構により少なくとも何れかの磁場発生手段をマイクロチップに沿って少しスライド移動させると、磁界の状態を変化させることができ、磁性担体の移動を効率的に行うことができる。   In addition, when the two magnetic field generating means are arranged to face each other and at least one of the magnetic field generating means is slightly slid along the microchip by the slide mechanism, the state of the magnetic field can be changed. The movement can be performed efficiently.

本発明に係る分析装置の第五特徴構成は、前記駆動機構は、前記マイクロチップに対する前記磁場発生手段の距離を設定する位置決め手段を備えた点にある。   A fifth characteristic configuration of the analyzer according to the present invention is that the drive mechanism includes positioning means for setting a distance of the magnetic field generating means with respect to the microchip.

上記第五特徴構成のように位置決め手段を設けると、マイクロチップの中に存在する磁性担体に及ぼす磁力線の強さが最適になるように、磁場発生手段の位置を調節できる。   When the positioning means is provided as in the fifth characteristic configuration, the position of the magnetic field generating means can be adjusted so that the strength of the lines of magnetic force exerted on the magnetic carrier existing in the microchip is optimized.

本発明に係る分析装置の第六特徴構成は、二つの磁場発生手段と、磁性担体と被測定物質とを導入して前記被測定物質を分析する分析部を設けたマイクロチップとを備え、前記二つの磁場発生手段はそれぞれ同じ極性側を前記マイクロチップに向けて前記マイクロチップを挟んだ状態で対向配置してあり、さらに、前記磁場発生手段が電磁石からなり、前記電磁石に流れる電流を制御して前記二つの磁場発生手段の磁場の強さを各別に制御する磁場制御手段を設けた点にある。   The sixth characteristic configuration of the analyzer according to the present invention comprises two magnetic field generating means, and a microchip provided with an analysis unit for introducing the magnetic carrier and the substance to be measured to analyze the substance to be measured, The two magnetic field generating means are disposed opposite each other with the same polarity side facing the microchip and sandwiching the microchip, and the magnetic field generating means is composed of an electromagnet, and controls the current flowing through the electromagnet. Thus, magnetic field control means for separately controlling the magnetic field strengths of the two magnetic field generating means is provided.

本構成では、二つの磁場発生手段を電磁石とし、これら電磁石はそれぞれマイクロチップを挟んだ状態で対向配置してあるため、二つの電磁石が同時にマイクロチップの分析部に磁力を及ぼしたときには、それぞれの電磁石の磁力線は、マイクロチップに対して正反対の方向から磁性担体に及ぶ。そして、これら電磁石は同じ極性側をマイクロチップに向けて配置してあるため、分析部は二つの電磁石による磁場が反発する領域内に位置することとなる。このように電磁石の磁場がマイクロチップに対して略垂直方向から水平方向へと偏向するような反発力を磁性担体に作用させることで、磁性担体を移動させることができる。   In this configuration, the two magnetic field generating means are electromagnets, and these electromagnets are opposed to each other with the microchip sandwiched therebetween, so that when the two electromagnets simultaneously exert a magnetic force on the analysis part of the microchip, The field lines of the electromagnet extend from the opposite direction to the microchip to the magnetic carrier. Since these electromagnets are arranged with the same polarity side facing the microchip, the analysis unit is located in a region where the magnetic fields generated by the two electromagnets repel. Thus, the magnetic carrier can be moved by applying a repulsive force that causes the magnetic field of the electromagnet to be deflected from the substantially vertical direction to the horizontal direction with respect to the microchip.

そのために、本構成では、電磁石に流れる電流を制御して二つの電磁石の磁場の強さを各別に制御する磁場制御手段によって、各電磁石を別個にオン・オフ制御する。これにより、分析部内に存在する磁性担体に対して磁力を及ぼす状態、磁力を及ぼさない状態を切り換える。   For this purpose, in this configuration, each electromagnet is individually controlled to be turned on and off by magnetic field control means for controlling the current flowing in the electromagnet and controlling the strength of the magnetic fields of the two electromagnets. Thereby, the state which exerts a magnetic force with respect to the magnetic carrier which exists in an analysis part, and the state which does not exert a magnetic force are switched.

例えば、一つの電磁石をオン操作すると、分析部に存在する磁性担体は磁化される。磁化された磁性担体は、極性を有する状態で整列する。二つの電磁石はそれぞれ同じ極性側をマイクロチップに向けて対向配置してあるため、この磁性担体の極性の状態は、何れか一方の電磁石をオン操作することで維持できる。
この状態で、磁性担体の極性の状態を維持する電磁石とは異なる他の電磁石をオン操作する。このとき、磁化した磁性担体と、オン操作した電磁石とは同じ極性を向いた状態であるため、磁化した磁性担体は極性の状態を維持されつつ、オン操作した電磁石と反発し合い、磁性担体はオン操作した電磁石の磁力線が及ぶ範囲まで水平方向に移動することとなる。
For example, when one electromagnet is turned on, the magnetic carrier present in the analysis unit is magnetized. The magnetized magnetic carriers are aligned with polarity. Since the two electromagnets are opposed to each other with the same polarity facing the microchip, the polarity state of the magnetic carrier can be maintained by turning on one of the electromagnets.
In this state, another electromagnet different from the electromagnet that maintains the polarity of the magnetic carrier is turned on. At this time, since the magnetized magnetic carrier and the electromagnet operated on are in the same polarity, the magnetized magnetic carrier repels the electromagnet operated on while maintaining the state of polarity, and the magnetic carrier is It moves in the horizontal direction to the range covered by the magnetic field lines of the electromagnet turned on.

そして、磁場制御手段を制御することで、磁性担体に作用させる磁力の強さを制御することができるため、磁性担体を所望の状態に移動させることができる。   And by controlling the magnetic field control means, it is possible to control the strength of the magnetic force acting on the magnetic carrier, so that the magnetic carrier can be moved to a desired state.

このように磁性担体を分析部内で移動させることにより、分析部内の磁性担体と液体試料との混合・攪拌を確実に行える。つまり、磁性担体の表面に結合させた様々な生体物質と液体試料に含まれる被測定物質との接触機会を増大させることができ、反応を均一に進行させると共に反応速度を速めることが可能となる。   By moving the magnetic carrier in the analyzer in this way, the magnetic carrier in the analyzer and the liquid sample can be reliably mixed and stirred. That is, it is possible to increase the contact opportunities between various biological substances bound to the surface of the magnetic carrier and the substance to be measured contained in the liquid sample, and it is possible to make the reaction progress uniformly and increase the reaction speed. .

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明は、被測定物質を含んだ液体試料が流下し、この被測定物質を分析する分析部を設けたマイクロチップを備えた分析装置である。図1〜2に本実施形態の分析装置Xを示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The present invention is an analyzer including a microchip provided with an analysis unit for analyzing a substance to be measured when a liquid sample containing the substance to be measured flows down. 1 and 2 show an analyzer X of the present embodiment.

本実施形態の分析装置Xは、二つの磁場発生手段10a、10bと、磁性担体40と被測定物質とを導入し、被測定物質を分析する分析部1を設けたマイクロチップAとを備える。二つの磁場発生手段10a、10bはそれぞれ同じ極性側をマイクロチップAに向けてマイクロチップAを挟んだ状態で対向配置してある。
そして、二つの磁場発生手段10a、10bをマイクロチップAに対して各別に近接離間させる駆動機構20と、駆動機構20の動作を制御する制御手段30とを備える。
The analyzer X of the present embodiment includes two magnetic field generating units 10a and 10b, a microchip A provided with an analysis unit 1 that introduces a magnetic carrier 40 and a substance to be measured and analyzes the substance to be measured. The two magnetic field generating means 10a and 10b are opposed to each other with the same polarity side facing the microchip A and sandwiching the microchip A therebetween.
And the drive mechanism 20 which makes two magnetic field generation | occurrence | production means 10a, 10b approach and separate separately with respect to the microchip A, and the control means 30 which controls operation | movement of the drive mechanism 20 are provided.

(磁場発生手段)
本実施形態では、磁力の異なる二つの磁場発生手段10a、10bを備える。
磁場発生手段10は、例えば分析部1において、外部より導入した磁性担体40を移動させるための磁場を発生させる装置であり、永久磁石・電磁石等が適用できる。
(Magnetic field generation means)
In the present embodiment, two magnetic field generating means 10a and 10b having different magnetic forces are provided.
The magnetic field generation means 10 is a device that generates a magnetic field for moving the magnetic carrier 40 introduced from the outside, for example, in the analysis unit 1, and a permanent magnet, an electromagnet, or the like can be applied.

本実施形態では、磁場発生手段10として永久磁石を適用した場合を例示する。永久磁石としては、ネオジウム磁石・サマリウムコバルト磁石・フェライト磁石・アルニコ磁石等が適用できる。これら永久磁石は、丸型・角型・リング型等、種々の形状が適用できる。永久磁石は、小型軽量であり、温度・湿度・振動・衝撃などの使用環境の影響を受け難く、かつ、磁場を発生させるためのエネルギーを外部から供給する必要がないなどの優れた特性を有する。
ネオジウム磁石およびサマリウムコバルト磁石は、強力な希土類磁石であるため、磁気発生手段の高性能化・小型化が容易である。ネオジウム磁石はサマリウムコバルト磁石と比べて強力な永久磁石であり、強力な磁場を作り出すことができる。
In this embodiment, the case where a permanent magnet is applied as the magnetic field generation means 10 is illustrated. As the permanent magnet, a neodymium magnet, a samarium cobalt magnet, a ferrite magnet, an alnico magnet or the like can be applied. These permanent magnets can be applied in various shapes such as a round shape, a square shape, and a ring shape. Permanent magnets are small and lightweight, are not easily affected by the environment of use such as temperature, humidity, vibration, and impact, and have excellent characteristics such as no need to supply energy for generating a magnetic field from the outside. .
Since neodymium magnets and samarium cobalt magnets are powerful rare earth magnets, it is easy to improve the performance and miniaturization of the magnetism generating means. Neodymium magnets are more powerful permanent magnets than samarium cobalt magnets and can produce a strong magnetic field.

二つの磁場発生手段10a、10bはそれぞれ同じ極性側を前記マイクロチップAに向けてマイクロチップAを挟んだ状態で対向配置してある。
即ち、磁場発生手段10a、10bを、例えば相互にN極側を向けて対向させ、磁場発生手段10a、10bの間にマイクロチップAを配置した状態となる。
The two magnetic field generating means 10a and 10b are opposed to each other with the same polarity side facing the microchip A and sandwiching the microchip A therebetween.
That is, the magnetic field generating means 10a and 10b are opposed to each other, for example, with the N pole side facing each other, and the microchip A is disposed between the magnetic field generating means 10a and 10b.

二つの磁場発生手段10の磁力が異なるため、それぞれの磁場発生手段は磁束密度が異なる。また、二つの磁場発生手段10a、10bはそれぞれマイクロチップAを挟んだ状態で対向配置してあるため、二つの磁場発生手段10a、10bが同時にマイクロチップAの分析部1に近接したときには、それぞれの磁場発生手段10a、10bの磁力線は、マイクロチップAに対して正反対の方向から磁性担体40に及ぶ。そして、これら磁場発生手段10は同じ極性側をマイクロチップAに向けて配置してあるため、分析部1は二つの磁場発生手段10a、10bによる磁場が反発する領域内に位置することとなる(図3)。このように磁場発生手段10a、10bの磁場がマイクロチップAに対して略垂直方向から水平方向へと偏向するような反発力を磁性担体40に作用させることで、磁性担体40を移動させることができる。   Since the magnetic forces of the two magnetic field generating means 10 are different, the magnetic field generating means have different magnetic flux densities. Further, since the two magnetic field generating means 10a and 10b are opposed to each other with the microchip A sandwiched therebetween, when the two magnetic field generating means 10a and 10b are close to the analyzing unit 1 of the microchip A at the same time, respectively. Magnetic field lines of the magnetic field generating means 10a and 10b extend from the opposite direction to the microchip A to the magnetic carrier 40. And since these magnetic field generation means 10 are arrange | positioned toward the microchip A with the same polarity side, the analysis part 1 will be located in the area | region where the magnetic field by two magnetic field generation means 10a, 10b repels ( FIG. 3). In this way, the magnetic carrier 40 can be moved by applying a repulsive force to the magnetic carrier 40 so that the magnetic field of the magnetic field generating means 10a, 10b is deflected from the substantially vertical direction to the horizontal direction with respect to the microchip A. it can.

本実施形態では、二つの磁場発生手段10a、10bのマイクロチップAに沿った面積をそれぞれ異ならせてある。例えば、第1磁場発生手段10aより第2磁場発生手段10bを大きく構成する。磁力が強い永久磁石(第1磁場発生手段)10aを直径3mm程度に設計し、磁力が弱い永久磁石(第2磁場発生手段)10bを直径6mm程度に設定する。第1磁場発生手段10aの磁力は350ミリテスラ程度、第2磁場発生手段10bの磁力は100ミリテスラ程度とする。しかし、各磁場発生手段10a、10bの大きさ・磁力はこれらに限られるものではない。   In this embodiment, the areas along the microchip A of the two magnetic field generating means 10a and 10b are different from each other. For example, the second magnetic field generating unit 10b is configured larger than the first magnetic field generating unit 10a. A permanent magnet (first magnetic field generating means) 10a having a strong magnetic force is designed to have a diameter of about 3 mm, and a permanent magnet (second magnetic field generating means) 10b having a low magnetic force is set to have a diameter of about 6 mm. The magnetic force of the first magnetic field generating means 10a is about 350 millitesla, and the magnetic force of the second magnetic field generating means 10b is about 100 millitesla. However, the magnitude | size and magnetic force of each magnetic field generation | occurrence | production means 10a, 10b are not restricted to these.

以下、二つの磁場発生手段10a、10bとしてネオジウム磁石およびサマリウムコバルト磁石を適用する。第1磁場発生手段を磁力が強いネオジウム磁石、第2磁場発生手段を第1磁場発生手段に比べて磁力が弱いサマリウムコバルト磁石とする。   Hereinafter, a neodymium magnet and a samarium cobalt magnet are applied as the two magnetic field generating means 10a and 10b. The first magnetic field generating means is a neodymium magnet having a strong magnetic force, and the second magnetic field generating means is a samarium cobalt magnet having a weak magnetic force compared to the first magnetic field generating means.

(マイクロチップ)
マイクロチップAは、半導体等の微細加工技術(MEMS)を応用して製造され、生化学・医療等の分野において、液体試料に含まれる測定物質を測定する用途で使用されている。図2に示したように、マイクロチップAは、例えば、部材中に液体試料等を注入する注入孔2、微小な毛細管状の流体流路3a〜3b、流体流路3を流下した液体試料等を排出する排出孔4、および、流体流路3と接続する分析領域としての分析部1(反応チャンバ)等の構造が形成してある。
(Microchip)
The microchip A is manufactured by applying a microfabrication technology (MEMS) such as a semiconductor, and is used for measuring a measurement substance contained in a liquid sample in fields such as biochemistry and medicine. As shown in FIG. 2, the microchip A includes, for example, an injection hole 2 for injecting a liquid sample or the like into a member, minute capillary fluid flow paths 3a to 3b, a liquid sample flowing down the fluid flow path 3, or the like. The structure of the discharge part 4 which discharges | emits, and the analysis part 1 (reaction chamber) as an analysis area | region connected with the fluid flow path 3 is formed.

マイクロチップAの構成材料としてガラス・石英・シリコン樹脂等が利用可能であるが、これらに限られるものではない。シリコン樹脂のうち、成形容易性および光学的特性の観点から、特にポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane、以下、PDMSと略する。)を主成分とするPDMS基材a1を利用するのが好ましい。
PDMS基板a1はガラスプレートなどと密着性に優れている。そのため、微細加工を施されたPDMS基板a1に平坦なガラスプレートを当接させることにより、流体流路3や分析部1等を形成することができる。以下、本実施形態では、微細加工を施されたPDMS基板a1に平坦なガラスプレートa2を当接させたマイクロチップAを例示する。
Glass, quartz, silicon resin, or the like can be used as a constituent material of the microchip A, but is not limited thereto. Of the silicon resins, it is preferable to use a PDMS substrate a1 mainly composed of polydimethylsiloxane (hereinafter abbreviated as PDMS) from the viewpoint of easy molding and optical characteristics.
The PDMS substrate a1 is excellent in adhesion with a glass plate or the like. Therefore, the fluid flow path 3, the analysis unit 1, and the like can be formed by bringing a flat glass plate into contact with the finely processed PDMS substrate a <b> 1. Hereinafter, in the present embodiment, a microchip A in which a flat glass plate a2 is brought into contact with a finely processed PDMS substrate a1 will be exemplified.

分析部1において、注入孔2から導入した液体試料と磁性担体40を含んだ担体含有溶液とを混合し、光学的手法等を利用して液体試料中に含まれる被測定物質を分析する。   In the analysis unit 1, the liquid sample introduced from the injection hole 2 is mixed with the carrier-containing solution containing the magnetic carrier 40, and the substance to be measured contained in the liquid sample is analyzed using an optical technique or the like.

分析部1の内面(即ち、分析部1を形成するPDMS基材a1およびガラスプレートa2の表面)には、コーティングを施すことが可能である。コーティング材は、BSAや、ポリパラキシレン系樹脂等のガス不透過性ポリマー等が例示される。コーティング材を当該内面に塗布することで、液体試料中の被測定物質や磁性担体40が当該内面に吸着するのを予め防止することができる。これにより、検出時のノイズを低減できるため正確な分析が行える。
コーティングは、分析部1の内面のみに限らず、PDMS基材a1およびガラスプレートa2の表面全体に施してもよい。この場合、例えば流体流路3の内面においても被測定物質や磁性担体40を当該内面に吸着するのを予め防止することができる。
The inner surface of the analysis unit 1 (that is, the surface of the PDMS base material a1 and the glass plate a2 that forms the analysis unit 1) can be coated. Examples of the coating material include BSA and gas-impermeable polymers such as polyparaxylene resins. By applying the coating material to the inner surface, it is possible to prevent the substance to be measured and the magnetic carrier 40 in the liquid sample from being adsorbed on the inner surface in advance. Thereby, since noise at the time of detection can be reduced, accurate analysis can be performed.
The coating may be applied not only to the inner surface of the analysis unit 1 but also to the entire surfaces of the PDMS substrate a1 and the glass plate a2. In this case, for example, the substance to be measured and the magnetic carrier 40 can be prevented from being adsorbed on the inner surface of the fluid channel 3 in advance.

また、マイクロチップAには、反応バッファーや洗浄バッファー等を予め収容しておくチャンバ5〜6を設けることが可能である。このとき各チャンバ5〜6は、それぞれ流路7〜8を介して流体流路3aと接続している。   In addition, the microchip A can be provided with chambers 5 to 6 in which a reaction buffer, a washing buffer, and the like are previously stored. At this time, each of the chambers 5 to 6 is connected to the fluid flow path 3a via the flow paths 7 to 8, respectively.

マイクロチップAの寸法は適宜設定できるが、例えば、矩形状であれば長寸法は3〜8cm程度、短寸法を2〜5cm程度とする。円形状であれば直径5〜10cm程度とする。また、PDMS基板a1およびガラスプレートa2の厚さ寸法は0.5〜1mm程度とすることができる。
PDMS基板a1およびガラスプレートa2の厚さ寸法を1mm程度としたとき、分析部1の高さを例えば0.1〜0.5mm程度となるように微細加工する。分析部1の平面サイズは、例えば5×18mmとする場合を例示するがこれに限られるものではない。このとき、分析部1の容積は数十マイクロリットル以下の微細な空間となる。
The dimensions of the microchip A can be set as appropriate. For example, in the case of a rectangular shape, the long dimension is about 3 to 8 cm and the short dimension is about 2 to 5 cm. If it is circular, the diameter is about 5 to 10 cm. The thickness dimensions of the PDMS substrate a1 and the glass plate a2 can be about 0.5 to 1 mm.
When the thickness dimension of the PDMS substrate a1 and the glass plate a2 is about 1 mm, the analysis unit 1 is finely processed to have a height of about 0.1 to 0.5 mm, for example. For example, the planar size of the analysis unit 1 is 5 × 18 mm, but is not limited thereto. At this time, the volume of the analysis unit 1 is a fine space of several tens of microliters or less.

流体流路3は、例えば幅0.4mm程度、高さ0.1mm程度に設定できる。しかし、磁性担体40が流体流路3を円滑に流下する程度のサイズであれば、これに限られるものではない。   The fluid flow path 3 can be set, for example, to a width of about 0.4 mm and a height of about 0.1 mm. However, the size is not limited to this as long as the magnetic carrier 40 has a size that allows the fluid carrier 3 to flow down smoothly.

(液体試料)
液体試料は、被測定物質を含む、或いは、含む可能性のある液体のサンプルのことを指す。この要件を満たすサンプルである限り、何れの起源由来のものであってもよい。例えば、細胞・培養物・組織・体液・尿・血清・環境試料および生検試料等から得ることができる。
(Liquid sample)
The liquid sample refers to a liquid sample containing or possibly containing the substance to be measured. As long as the sample satisfies this requirement, it may be derived from any source. For example, it can be obtained from cells, cultures, tissues, body fluids, urine, serum, environmental samples, biopsy samples, and the like.

(被測定物質)
被測定物質は、微生物又はウィルスおよびその断片・DNA或いはRNA断片・化学物質・タンパク質等の高分子等、測定したいあらゆる物質が対象となりうる。例えば、河川等から採取した試料に含まれる大腸菌等の病原菌、土壌等から採取した試料に含まれるDDT等の有害化学物質等が例示される。
(Substance to be measured)
The substance to be measured can be any substance to be measured such as microorganisms or viruses and fragments thereof, DNA or RNA fragments, chemical substances, polymers such as proteins, and the like. For example, pathogenic bacteria such as E. coli contained in a sample collected from a river or the like, harmful chemical substances such as DDT contained in a sample collected from soil, etc. are exemplified.

(磁性担体)
磁性担体40は、担体含有溶液中に含有される。磁性担体40は、磁気応答性を有する粒子であれば、何れの材料で構成してもよい。例えば、鉄・コバルト・ニッケルなどの金属粒子、酸化鉄・二酸化クロムなどの酸化物及びこれらの酸化物の複合体等が使用可能である。特に、酸化鉄を主成分にした金属製粒子を酸化反応させて得られた粒状物(強磁性酸化物粒子)は、各種薬品中に分散させたときにおける安定性に優れ、さらに磁界に対する感応性に優れているため、磁性担体として汎用されている。
(Magnetic carrier)
The magnetic carrier 40 is contained in a carrier-containing solution. The magnetic carrier 40 may be made of any material as long as it has magnetic responsiveness. For example, metal particles such as iron, cobalt, and nickel, oxides such as iron oxide and chromium dioxide, and composites of these oxides can be used. In particular, granular materials (ferromagnetic oxide particles) obtained by oxidizing metal particles containing iron oxide as the main component are excellent in stability when dispersed in various chemicals and are sensitive to magnetic fields. Therefore, it is widely used as a magnetic carrier.

強磁性酸化鉄粒子としては、例えばマグネタイト粒子・マグヘマイト粒子・マンガン亜鉛フェライト粒子などのフェライト粒子等が好適である。   As the ferromagnetic iron oxide particles, for example, ferrite particles such as magnetite particles, maghemite particles, and manganese zinc ferrite particles are suitable.

磁性担体40の形状は、例えば粒状・球状・楕円状・矩形状・板状等、種々の形状を取り得る。また、磁性担体40の平均粒子サイズとしては、5〜10μm程度が好適である。このように磁性担体40の形状・粒子サイズを種々変更することで、磁性担体40を所望の表面積に設定できる。   The shape of the magnetic carrier 40 can take various shapes such as a granular shape, a spherical shape, an elliptical shape, a rectangular shape, and a plate shape. The average particle size of the magnetic carrier 40 is preferably about 5 to 10 μm. Thus, the magnetic carrier 40 can be set to a desired surface area by variously changing the shape and particle size of the magnetic carrier 40.

磁性担体40は、磁場発生手段10の磁力が及ぶとある程度磁化される。そのため、磁場発生手段10により磁性担体40を凝集・拡散移動させるにあたり、磁化した磁性担体40間の凝集力が大きくならない程度の保持力を設定する必要がある。
また、飽和磁化が大きいほど、磁場発生手段10の磁力に対する応答性が向上するため、磁性担体40を凝集・拡散移動させる際の効率に影響を及ぼす。
The magnetic carrier 40 is magnetized to some extent when the magnetic force of the magnetic field generating means 10 reaches. Therefore, when the magnetic carrier 40 is agglomerated and diffused by the magnetic field generating means 10, it is necessary to set a holding force that does not increase the cohesive force between the magnetized magnetic carriers 40.
Further, the greater the saturation magnetization, the more the response to the magnetic force of the magnetic field generating means 10 is improved, which affects the efficiency when the magnetic carrier 40 is aggregated and diffused.

磁性担体40は、磁気応答性に影響を及ぼさない範囲で、各種の無機化合物や有機化合物で表面を被覆することができる。例えば酸化鉄粒子にシリカ被膜やシラン被膜を被着形成することが可能である。磁性担体40表面に生体物質として核酸を結合させる場合、磁性担体40表面にシリカを被着形成することが有効である。   The surface of the magnetic carrier 40 can be coated with various inorganic compounds and organic compounds as long as the magnetic response is not affected. For example, a silica coating or a silane coating can be formed on the iron oxide particles. When nucleic acid is bound to the surface of the magnetic carrier 40 as a biological material, it is effective to deposit silica on the surface of the magnetic carrier 40.

また、磁性担体40表面に生体物質として抗体や酵素などの蛋白質を結合させる場合には、磁性担体40にこれらの蛋白質を直接結合させることができる。また、磁性担体40の粒子表面に、種々の有機化合物を結合させておくと、より効率良く蛋白質を結合させることができる。有機化合物としては、例えば、アルブミン・カルボジイミド・グルタルアルデヒド・ストレプトアビジン・ビオチン・官能基を有するシランカップリング剤等が適用できる。
これにより、磁性担体40は、生体物質結合用担体としての機能を効果的に発揮することができる。
In addition, when proteins such as antibodies and enzymes are bound as biological substances to the surface of the magnetic carrier 40, these proteins can be directly bound to the magnetic carrier 40. Further, if various organic compounds are bonded to the particle surface of the magnetic carrier 40, the protein can be bonded more efficiently. Examples of organic compounds that can be used include albumin, carbodiimide, glutaraldehyde, streptavidin, biotin, and a silane coupling agent having a functional group.
Thereby, the magnetic support | carrier 40 can exhibit the function as a support | carrier for biological material coupling | bonding effectively.

被測定物質の検出に免疫学的手法を利用する場合であれば、磁性担体40に被測定物質(抗原)に対する抗体を担持させておく。そして、所謂「サンドイッチ法」により、被測定物質を、標識化抗体と磁性担体表面に固定化された抗体との間に挟むことにより、分析部1において免疫特異的複合体を形成させ、被測定物質を捕捉することができる。
このように、免疫特異的複合体を形成する抗体等を標識化しておくことで、被測定物質の存在を検出或いは定量的測定ができる。尚、標識化は、被測定物質或いは抗体の何れに行ってもよい。
このようにして、液体試料中の被測定物質を高感度に検出することができる。
If an immunological technique is used to detect the substance to be measured, an antibody against the substance to be measured (antigen) is supported on the magnetic carrier 40. Then, by means of a so-called “sandwich method”, the substance to be measured is sandwiched between the labeled antibody and the antibody immobilized on the surface of the magnetic carrier, so that an immunospecific complex is formed in the analysis unit 1 and the substance to be measured is measured. The substance can be captured.
Thus, the presence of the substance to be measured can be detected or quantitatively measured by labeling the antibody or the like that forms the immunospecific complex. The labeling may be performed on either the substance to be measured or the antibody.
In this way, the substance to be measured in the liquid sample can be detected with high sensitivity.

被測定物質の検出において免疫学的手法を利用する場合を説明したが、このような形態に限られるものではなく、被測定物質を認識し得る物質、つまり、被測定物質を選択的に検出し得る分子親和性を有する結合性物質を磁性担体に担持させることが可能である。結合性物質が被測定物質に対して分子識別能を有する事例としては、抗原および抗体間の特異的結合能だけでなく、核酸間の相補的結合能、リガンドおよびレセプタ間の生体応答能等が例示される。   Although the case where an immunological technique is used for detecting a substance to be measured has been described, the present invention is not limited to such a form, and a substance that can recognize a substance to be measured, that is, a substance to be measured is selectively detected. It is possible to support a binding substance having molecular affinity to be obtained on a magnetic carrier. Examples of the binding substance having the ability to discriminate the molecule to be measured include not only the specific binding ability between antigen and antibody, but also the complementary binding ability between nucleic acids and the biological response ability between ligand and receptor. Illustrated.

抗原抗体反応により形成された免疫特異的複合体の検出は、例えば、抗体を蛍光(発光)物質により標識化し、その蛍光(発光)強度を直接検出する、もしくは、抗体に酵素を結合し、化学発光基質を用いて酵素反応を行なうことにより光学的変化を検出する。
例えば蛍光測定装置により蛍光物質の蛍光強度を測定した場合、測定された標識強度を、既知量の「測定物質」を測定した場合の標識強度と比較することにより、液体試料中の測定物質量を決定できる。
Detection of immune-specific complex formed by antigen-antibody reaction is performed by, for example, labeling an antibody with a fluorescent (luminescent) substance and directly detecting the fluorescence (luminescent) intensity, or by binding an enzyme to the antibody and chemically An optical change is detected by carrying out an enzymatic reaction using a luminescent substrate.
For example, when the fluorescence intensity of a fluorescent substance is measured with a fluorescence measurement device, the measured labeling amount is compared with the labeling intensity when a known amount of “measuring substance” is measured, thereby determining the amount of the measuring substance in the liquid sample. Can be determined.

(駆動機構)
駆動機構20は、二つの磁場発生手段10a、10bをマイクロチップAに対して各別に近接離間させるように構成してある。例えば、第1磁場発生手段10aは、第1磁場発生手段10aを保持するアーム手段22と、このアーム手段22を支持する支持手段23とを設けた駆動機構20aにより、マイクロチップAに対して近接離間させることができる。一方、第2磁場発生手段10bは、マイクロチップAを載置する載置台24の中に収納してある駆動機構20bにより、マイクロチップAに対して近接離間させることができる。駆動機構20は、各磁場発生手段10をマイクロチップAに対して近接離間させることができる構成であれば、何れの構成であってもよい。
(Drive mechanism)
The drive mechanism 20 is configured so that the two magnetic field generating means 10a and 10b are closely spaced from the microchip A. For example, the first magnetic field generating means 10a is brought close to the microchip A by the driving mechanism 20a provided with the arm means 22 for holding the first magnetic field generating means 10a and the support means 23 for supporting the arm means 22. Can be separated. On the other hand, the second magnetic field generating means 10b can be moved close to and away from the microchip A by the drive mechanism 20b housed in the mounting table 24 on which the microchip A is mounted. The drive mechanism 20 may have any configuration as long as each magnetic field generating unit 10 can be moved close to and away from the microchip A.

即ち、駆動機構20a、20bによって磁場発生手段10a、10bをマイクロチップAに対して別個に近接離間移動させることにより、例えば分析部1内に存在する磁性担体40に対して磁力を及ぼす状態と磁力を及ぼさない状態とを切り換えることができる。例えば第1磁場発生手段10aとマイクロチップAとの距離は、0.5〜1mm程度に設定してもよく、磁場発生手段10aとマイクロチップAとを接触させてもよい。   That is, by moving the magnetic field generating means 10a and 10b separately to and from the microchip A by the driving mechanisms 20a and 20b, for example, the state and magnetic force exerted on the magnetic carrier 40 existing in the analysis unit 1 Can be switched to a state that does not affect. For example, the distance between the first magnetic field generating means 10a and the microchip A may be set to about 0.5 to 1 mm, or the magnetic field generating means 10a and the microchip A may be brought into contact with each other.

また、磁性担体40に対する磁力を及ぼさない範囲となるまで、磁場発生手段10a、10bを駆動機構20a〜20bによって離間させることができる。例えば第1磁場発生手段10aとマイクロチップAとの距離を約4〜6mm以上離間させるよう設定できる。   Further, the magnetic field generating means 10a and 10b can be separated by the drive mechanisms 20a to 20b until the magnetic carrier 40 is not affected. For example, the distance between the first magnetic field generating means 10a and the microchip A can be set to be separated by about 4 to 6 mm or more.

駆動機構20は、マイクロチップAに対する磁場発生手段10の距離を設定する位置決め手段21を備える。位置決め手段21は、マイクロチップAと磁場発生手段10との距離を保つ構成であれば何れの態様であっても適用できる。例えば、第1磁場発生手段10aの近接位置は、駆動機構20aに設けたストッパ等の位置決め手段21により設定できる。
このように位置決め手段21を設けると、マイクロチップAの中に存在する磁性担体40に及ぼす磁力線の強さが最適になるように、磁場発生手段10の位置を調節できる。
The drive mechanism 20 includes positioning means 21 for setting the distance of the magnetic field generating means 10 with respect to the microchip A. The positioning means 21 can be applied in any form as long as the distance between the microchip A and the magnetic field generation means 10 is maintained. For example, the proximity position of the first magnetic field generation means 10a can be set by positioning means 21 such as a stopper provided in the drive mechanism 20a.
When the positioning means 21 is provided in this way, the position of the magnetic field generating means 10 can be adjusted so that the strength of the magnetic lines of force exerted on the magnetic carrier 40 existing in the microchip A is optimized.

(制御手段)
制御手段30は、駆動機構20の動作を制御する。
担体含有溶液は、微小な磁性担体40を多数含んだ磁性担体40の懸濁溶液である。そして、制御手段30により駆動機構20の動作を制御することで、磁性担体40に対する磁力制御を行えるため、磁性担体40を所望の状態に移動させることができる。
(Control means)
The control unit 30 controls the operation of the drive mechanism 20.
The carrier-containing solution is a suspension solution of the magnetic carrier 40 containing a large number of minute magnetic carriers 40. Then, by controlling the operation of the drive mechanism 20 by the control unit 30, the magnetic carrier 40 can be controlled, so that the magnetic carrier 40 can be moved to a desired state.

このように磁性担体40を分析部1内で移動させることにより、分析部1内の磁性担体40と液体試料との混合・攪拌を確実に行える。つまり、磁性担体40と液体試料に含まれる被測定物質との接触機会を増大させることができる。   By moving the magnetic carrier 40 in the analyzer 1 in this way, the magnetic carrier 40 in the analyzer 1 and the liquid sample can be reliably mixed and stirred. That is, the contact opportunity between the magnetic carrier 40 and the substance to be measured contained in the liquid sample can be increased.

制御手段30は、例えば磁場発生手段10a、10bを所望の時間だけマイクロチップAに対して近接させ、その後、磁場発生手段10a、10bを所望の時間だけマイクロチップAに対して離間させるように駆動機構20を動作制御できるソフトウェアを備えたマイコン等により構成できる。   For example, the control unit 30 drives the magnetic field generation units 10a and 10b to be close to the microchip A for a desired time, and then separates the magnetic field generation units 10a and 10b from the microchip A for a desired time. It can be configured by a microcomputer or the like provided with software capable of controlling the operation of the mechanism 20.

(磁場発生手段の動作制御)
制御手段30は、磁性担体40を例えば凝集・拡散移動するように、駆動機構20a〜20bの動作を制御する。この動作制御を以下に説明する。
(Operation control of magnetic field generation means)
The control unit 30 controls the operation of the drive mechanisms 20a to 20b so that the magnetic carrier 40 is aggregated and diffused, for example. This operation control will be described below.

まず、磁性担体40を含有する担体含有溶液および被測定試料を含有する液体試料を、注液孔2よりそれぞれ導入し、流体流路3aを流下させて分析部1の内部に貯留させる。このとき、担体含有溶液と液体試料とは分析部1の内部に共存するが、確実な混合は行われていない状態である。   First, a carrier-containing solution containing the magnetic carrier 40 and a liquid sample containing the sample to be measured are respectively introduced from the liquid injection hole 2, and the fluid flow path 3 a is caused to flow down and stored in the analysis unit 1. At this time, the carrier-containing solution and the liquid sample coexist in the analysis unit 1 but are not reliably mixed.

本発明の分析装置Xでは、二つの磁場発生手段10a、10bはそれぞれ同じ極性側(例えばN極側)をマイクロチップAに向けてマイクロチップAを挟んだ状態で対向配置してある。図1では、磁力が強くて小さい(直径3mm)第1磁場発生手段10aをマイクロチップAの上側に、磁力が弱くて大きい(直径6mm)第2磁場発生手段10bをマイクロチップAの下側に配置している。   In the analysis apparatus X of the present invention, the two magnetic field generating means 10a and 10b are arranged to face each other with the same polarity side (for example, the N pole side) facing the microchip A and the microchip A sandwiched therebetween. In FIG. 1, the first magnetic field generating means 10a having a strong and small magnetic force (diameter 3 mm) is placed on the upper side of the microchip A, and the second magnetic field generating means 10b having a weak magnetic force (diameter 6 mm) is placed on the lower side of the microchip A. It is arranged.

初期状態において、二つの磁場発生手段10a、10bはそれぞれマイクロチップAに対して離間している(図4(a))。このとき、二つの磁場発生手段10a、10bは、分析部1内に存在する磁性担体40に対して、それぞれ磁力を及さない。   In the initial state, the two magnetic field generating means 10a and 10b are separated from the microchip A (FIG. 4A). At this time, the two magnetic field generating means 10 a and 10 b do not exert a magnetic force on the magnetic carrier 40 existing in the analysis unit 1.

二つの磁場発生手段10a、10bのうち磁力の強い第1磁場発生手段10aを分析部1に近接させる。このとき、第1磁場発生手段10aからの磁力が磁性担体40及び、磁性担体40は第1磁場発生手段10aに引き付けられて凝集する(図4(b)、図5(a))。   Of the two magnetic field generating means 10a and 10b, the first magnetic field generating means 10a having a strong magnetic force is brought close to the analysis unit 1. At this time, the magnetic force from the first magnetic field generating unit 10a is attracted to the magnetic carrier 40 and the magnetic carrier 40 and aggregates (FIGS. 4B and 5A).

ここで、第1磁場発生手段10aを分析部1より離間させる(図4(c))。このとき、第1磁場発生手段10aの磁力は凝集した磁性担体40にはおよばない。   Here, the 1st magnetic field generation means 10a is separated from the analysis part 1 (FIG.4 (c)). At this time, the magnetic force of the first magnetic field generating means 10a does not reach the aggregated magnetic carrier 40.

次に、二つの磁場発生手段10a、10bのうち磁力の弱い第2磁場発生手段10bを凝集した磁性担体40に近接させる(図4(d))。二つの磁場発生手段10a、10bはそれぞれ同じ極性側をマイクロチップAに向けて対向配置してあるため、凝集した磁性担体40には、第1磁場発生手段10aを分析部1に近接させたとき(図4(b))と同じ極性の磁力が及んでいる。このとき、磁性担体40は凝集した状態を維持する。   Next, the second magnetic field generating means 10b having a weak magnetic force out of the two magnetic field generating means 10a and 10b is brought close to the aggregated magnetic carrier 40 (FIG. 4D). Since the two magnetic field generating means 10a and 10b are arranged opposite to each other with the same polarity side facing the microchip A, when the first magnetic field generating means 10a is brought close to the analyzing unit 1 in the aggregated magnetic carrier 40 A magnetic force having the same polarity as that in FIG. At this time, the magnetic carrier 40 maintains an aggregated state.

この状態で第1磁場発生手段10aを凝集した磁性担体40に近接させる(図4(e))。このとき、第2磁場発生手段10bは磁性担体40の極性の状態を維持しようとする。しかし、第2磁場発生手段10bの磁力より第1磁場発生手段10aの磁力が強いため、磁性担体40と第1磁場発生手段10aとの反発力が、第2磁場発生手段10bが当該磁性担体40を引き付ける力より大きくなる。このため、凝集した磁性担体40が第2磁場発生手段10bの側に強く押付けられ、これに伴って磁性担体40はマイクロチップAの面内方向にも押し広げられることになる。(図4(e)、図5(b))。   In this state, the first magnetic field generating means 10a is brought close to the agglomerated magnetic carrier 40 (FIG. 4E). At this time, the second magnetic field generating means 10b tries to maintain the polarity state of the magnetic carrier 40. However, since the magnetic force of the first magnetic field generating means 10a is stronger than the magnetic force of the second magnetic field generating means 10b, the repulsive force between the magnetic carrier 40 and the first magnetic field generating means 10a is the second magnetic field generating means 10b. It becomes larger than the force to attract. For this reason, the agglomerated magnetic carrier 40 is strongly pressed against the second magnetic field generating means 10b, and accordingly, the magnetic carrier 40 is also spread in the in-plane direction of the microchip A. (FIG. 4 (e), FIG. 5 (b)).

このようにして、分析部1に存在する磁性担体40を凝集・拡散移動させることができる。これら一連の磁場発生手段10の動作制御は、例えば30秒程度で行うようにできるが、これに限られるものではない。そして、上述した一連の動作制御を繰り返し行うことで磁性担体40の凝集・拡散移動を繰り返し行うことができるため、磁性担体と液体試料との混合・攪拌が更に確実なものとなる。   In this way, the magnetic carrier 40 present in the analysis unit 1 can be aggregated and diffused. The series of operation control of the magnetic field generation means 10 can be performed in about 30 seconds, for example, but is not limited thereto. By repeating the above-described series of operation control, the aggregation and diffusion movement of the magnetic carrier 40 can be repeated, so that the mixing and stirring of the magnetic carrier and the liquid sample are further ensured.

この磁性担体40の凝集・拡散移動は、磁力の強い第1磁場発生手段10aを分析部1に近接させたときに、磁性担体40がある程度磁化されるために引き起こされると考えられる。   This aggregation / diffusion movement of the magnetic carrier 40 is considered to be caused because the magnetic carrier 40 is magnetized to some extent when the first magnetic field generating means 10a having a strong magnetic force is brought close to the analysis unit 1.

つまり、例えば、N極をマイクロチップAに向けた第1磁場発生手段10aを分析部1に近接させたときに磁性担体40が磁化されると、磁化した磁性担体40はS極を第1磁場発生手段10aの側に、N極を第2磁場発生手段10bの側に向けた状態で凝集する(図4(b))。
そして、N極をマイクロチップAに向けた第2磁場発生手段10bを凝集した磁性担体40に近接させる(図4(d))。このとき、磁化した磁性担体40は凝集した状態を維持するが、第2磁場発生手段10bの影響により第2磁場発生手段10bの側に向けた極性がN極からS極に反転する。つまり、磁性担体40はN極を第1磁場発生手段10aの側に向けた状態となる。
この状態で、N極をマイクロチップAに向けた第1磁場発生手段10aを凝集した磁性担体40に近接させる(図4(e))。このとき、磁性担体40はN極を第1磁場発生手段10aの側に向けた状態であるため、第1磁場発生手段10aと磁性担体40とは反発し合い、磁性担体40は第1磁場発生手段10aの磁力線が及ぶ範囲まで水平方向に拡散することとなる。
That is, for example, when the magnetic carrier 40 is magnetized when the first magnetic field generating means 10a with the N pole facing the microchip A is brought close to the analysis unit 1, the magnetized magnetic carrier 40 causes the S pole to be the first magnetic field. Aggregates on the generation means 10a side with the N pole directed toward the second magnetic field generation means 10b (FIG. 4B).
Then, the second magnetic field generating means 10b with the north pole facing the microchip A is brought close to the agglomerated magnetic carrier 40 (FIG. 4D). At this time, the magnetized magnetic carrier 40 maintains an agglomerated state, but the polarity toward the second magnetic field generating means 10b is reversed from the N pole to the S pole due to the influence of the second magnetic field generating means 10b. That is, the magnetic carrier 40 is in a state in which the N pole is directed toward the first magnetic field generating means 10a.
In this state, the first magnetic field generating means 10a with the N pole facing the microchip A is brought close to the agglomerated magnetic carrier 40 (FIG. 4E). At this time, since the magnetic carrier 40 is in a state where the N pole is directed to the first magnetic field generating means 10a, the first magnetic field generating means 10a and the magnetic carrier 40 repel each other, and the magnetic carrier 40 generates the first magnetic field. It spreads in the horizontal direction to the range covered by the magnetic field lines of the means 10a.

通常、マイクロチップAの分析部1のような微細な空間に貯留してある液体には、対流は殆ど生じない。そのため、分析部1内において二液の混合を確実に行うことは困難となり、反応を均一に進行させ難くなる。   Normally, convection hardly occurs in a liquid stored in a fine space such as the analysis unit 1 of the microchip A. For this reason, it is difficult to reliably mix the two liquids in the analysis unit 1, and it is difficult to cause the reaction to proceed uniformly.

しかし、本発明の分析装置Xであれば、マイクロチップAに設けてある微細な空間内(分析部1)において、磁性担体40を凝集・拡散させることができるため、磁性担体40を含む担体含有溶液と液体試料との混合・攪拌を確実に行うことができる。
これにより、磁性担体40の表面に結合させた様々な生体物質(例えば抗体)と、液体試料中に含まれる被測定物質(例えば当該抗体に対する抗原)とを効率よく接触させることができるため、反応を均一に進行させると共に反応速度を速めることが可能となる。
However, in the analyzer X of the present invention, since the magnetic carrier 40 can be aggregated and diffused in a fine space (analyzer 1) provided in the microchip A, the carrier containing the magnetic carrier 40 is contained. Mixing and stirring of the solution and the liquid sample can be performed reliably.
As a result, various biological substances (for example, antibodies) bound to the surface of the magnetic carrier 40 can be efficiently brought into contact with a substance to be measured (for example, an antigen against the antibody) contained in the liquid sample. It is possible to advance the reaction uniformly and increase the reaction rate.

〔別実施の形態1〕
上述した実施形態において、少なくとも何れかの永久磁石をマイクロチップAに沿って移動させるスライド機構を備えることが可能である(図示しない)。
[Another embodiment 1]
In the embodiment described above, it is possible to provide a slide mechanism (not shown) that moves at least one of the permanent magnets along the microchip A.

例えば、一方の磁場発生手段10を注入孔2から流体流路3aに沿って分析部1までスライド移動可能となるようにスライド機構を構成する。そして、当該磁場発生手段10をマイクロチップAに近接させた状態で、注入孔2から流体流路3に沿って分析部1まで移動させることにより、注入孔2に注入した磁性担体40を引き付けて分析部1まで導くことができる。   For example, the slide mechanism is configured so that one of the magnetic field generating means 10 can be slid from the injection hole 2 to the analysis unit 1 along the fluid flow path 3a. Then, the magnetic carrier 40 injected into the injection hole 2 is attracted by moving the magnetic field generation means 10 from the injection hole 2 along the fluid flow path 3 to the analysis unit 1 in a state where the magnetic field generation means 10 is in proximity to the microchip A. The analysis unit 1 can be led.

また、二つの磁場発生手段10a、10bを対向配置させた状態で、スライド機構により少なくとも何れかの永久磁石をマイクロチップAに沿って少しスライド移動させると、磁界の状態を変化させることができ、磁性担体40の凝集・拡散移動を効率的に行うことができる。   In addition, when the two magnetic field generating means 10a and 10b are arranged to face each other and at least one of the permanent magnets is slightly slid along the microchip A by the slide mechanism, the state of the magnetic field can be changed, Aggregation and diffusion movement of the magnetic carrier 40 can be performed efficiently.

〔別実施の形態2〕
上述した実施形態において、磁場発生手段10として永久磁石を用いた場合について説明したが、以下に電磁石を用いた場合について説明する。
電磁石は、金属製の芯材とその芯材の周りに巻回した銅線とで構成される。この電磁石内を流れる電流を制御することにより、電磁石から発生する磁力の強さ、及び、磁力の有無を変化させることができる。電流の制御は磁場制御手段によって行う。磁場制御手段は、電磁石に流す電流の強弱、或いは、電流のオン・オフを制御できるように構成する。
[Another embodiment 2]
In the above-described embodiment, the case where a permanent magnet is used as the magnetic field generating means 10 has been described, but the case where an electromagnet is used will be described below.
The electromagnet includes a metal core and a copper wire wound around the core. By controlling the current flowing through the electromagnet, the strength of the magnetic force generated from the electromagnet and the presence or absence of the magnetic force can be changed. The current is controlled by magnetic field control means. The magnetic field control means is configured to be able to control the intensity of the current flowing through the electromagnet or the on / off of the current.

このようにして二つの電磁石は磁場制御手段によってそれぞれ磁力を異ならせ、或いは、磁場制御手段によって、二つの電磁石を各別にオン・オフ操作するように構成する。
即ち、二つの電磁石のうち第1電磁石をオン操作して磁性担体を凝集させた後、当該第1電磁石をオフ操作し、さらに、二つの電磁石のうち第1電磁石より磁力を弱めた第2電磁石をオン操作した後、この状態で第1電磁石をオン操作して、当該磁性担体を拡散させるように磁場制御手段を設定する。
In this way, the two electromagnets are configured to have different magnetic forces by the magnetic field control means, or to turn on and off the two electromagnets separately by the magnetic field control means.
That is, after the first electromagnet of two electromagnets is turned on to aggregate the magnetic carrier, the first electromagnet is turned off, and the second electromagnet whose magnetic force is weaker than the first electromagnet of the two electromagnets In this state, the first electromagnet is turned on to set the magnetic field control means to diffuse the magnetic carrier.

これにより、上述した実施形態と同様に、分析部に存在する磁性担体の凝集・拡散を繰り返し行うことができる。   Thereby, similarly to the above-described embodiment, the aggregation and diffusion of the magnetic carrier existing in the analysis unit can be repeatedly performed.

〔別実施の形態3〕
上述した実施形態において、反応チャンバとして微細な空間である分析部1を設けたマイクロチップAを適用した場合を例示した。しかし、反応チャンバを設けたマイクロチップに限られるものではなく、微細な閉鎖空間内に磁性担体と被測定物質とを収容した容器であれば、適用できる。
さらに、微細な閉鎖空間ではない反応チャンバを設けた反応容器であっても、磁性担体と被測定物質とを収容し、これらを混合・攪拌する必要がある場合は、当該反応容器を適用することができる。
[Another embodiment 3]
In the embodiment described above, the case where the microchip A provided with the analysis unit 1 which is a minute space is applied as the reaction chamber is illustrated. However, the present invention is not limited to a microchip provided with a reaction chamber, and can be applied to any container that contains a magnetic carrier and a substance to be measured in a fine closed space.
Furthermore, even in a reaction vessel provided with a reaction chamber that is not a fine closed space, if it is necessary to contain a magnetic carrier and a substance to be measured and mix and agitate them, apply the reaction vessel. Can do.

〔別実施の形態4〕
上述した実施形態では、一つのマイクロチップAを適用した分析装置Xを例示したが、これに限られるものではなく、複数のマイクロチップを適用することが可能である。
このとき、複数のマイクロチップAを、例えば回転可能な円盤状プレート状に載置し、一つのマイクロチップAを磁場発生手段10が設けてある位置に搬送する。そして、駆動機構20および制御手段30による磁性担体40の凝集・拡散移動を適宜行わせた後、別のマイクロチップを磁場発生手段10が設けてある位置に搬送する。
[Another embodiment 4]
In the above-described embodiment, the analysis apparatus X to which one microchip A is applied is illustrated, but the present invention is not limited to this, and a plurality of microchips can be applied.
At this time, a plurality of microchips A are placed, for example, in a rotatable disc-like plate shape, and one microchip A is transported to a position where the magnetic field generating means 10 is provided. Then, after the magnetic carrier 40 is appropriately aggregated and diffused by the drive mechanism 20 and the control unit 30, another microchip is transported to a position where the magnetic field generating unit 10 is provided.

このように、複数のマイクロチップAを順次磁場発生手段10が設けてある位置に搬送することで、多数の液体試料を効率よく分析できると共に、分析装置Xの自動化を容易に図ることができる。   In this way, by transferring a plurality of microchips A sequentially to the position where the magnetic field generating means 10 is provided, a large number of liquid samples can be analyzed efficiently and the analyzer X can be easily automated.

さらに、分析装置Xの自動化を図る場合、例えばPCR反応装置、標識強度を検出できる検出装置等の他の装置と分析装置Xとを組み合わせ、これら各装置を関連させて制御できる制御手段を設けることで、実験者にとって有益な分析システムを構築することができる。即ち、実験者にとって有害な試薬・試料等と接する機会を減少させることができ、さらに、効率よく試料の分析を行うことができる。   Further, when the analysis apparatus X is automated, for example, a PCR reaction apparatus, another apparatus such as a detection apparatus that can detect the label intensity, and the analysis apparatus X are combined, and a control unit that can control these apparatuses in association is provided. Thus, it is possible to construct an analysis system useful for the experimenter. That is, it is possible to reduce the chance of contact with reagents, samples, and the like that are harmful to the experimenter, and more efficiently analyze the samples.

本発明の分析装置は、磁性担体を利用して被測定物質を分析する分析部を設けたマイクロチップ等を使用する際、微細な空間である分析部において、磁性担体と被測定物質とを確実に混合・攪拌するために利用できる。   When using a microchip or the like provided with an analysis unit for analyzing a substance to be measured using a magnetic carrier, the analyzer of the present invention ensures that the magnetic carrier and the substance to be measured are in a small space. It can be used for mixing and stirring.

本発明の分析装置の概略図Schematic diagram of the analyzer of the present invention マイクロチップの概略図Schematic diagram of microchip 二つの磁場発生手段が磁性担体に磁力を及ぼすときの概念を示した図Diagram showing the concept when two magnetic field generating means exert magnetic force on the magnetic carrier 磁場発生手段の一連の動作制御を示した概略図Schematic showing a series of operation control of magnetic field generation means 磁性担体の移動状態を示した図Diagram showing the moving state of the magnetic carrier

符号の説明Explanation of symbols

A マイクロチップ
X 分析装置
1 分析部
10a、10b 磁場発生手段
20a〜20b 駆動機構
21 位置決め手段
30 制御手段
40 磁性担体
A Microchip X Analyzer 1 Analyzer 10a, 10b Magnetic field generator 20a-20b Drive mechanism 21 Positioner 30 Controller 40 Magnetic carrier

Claims (6)

二つの磁場発生手段と、磁性担体と被測定物質とを導入して前記被測定物質を分析する分析部を設けたマイクロチップとを備え、前記二つの磁場発生手段はそれぞれ同じ極性側を前記マイクロチップに向けて前記マイクロチップを挟んだ状態で対向配置してあり、さらに、
前記二つの磁場発生手段を前記マイクロチップに対して各別に近接離間させる駆動機構と、前記駆動機構の動作を制御する制御手段とを備えた分析装置。
Two magnetic field generating means, and a microchip provided with an analysis unit for introducing the magnetic carrier and the substance to be measured and analyzing the substance to be measured, each of the two magnetic field generating means having the same polarity side of the microchip. It is arranged facing the chip with the microchip sandwiched therebetween, and
An analysis apparatus comprising: a driving mechanism that moves the two magnetic field generating units close to and away from the microchip; and a control unit that controls the operation of the driving mechanism.
前記二つの磁場発生手段はそれぞれ磁力が異なり、
前記制御手段は、
前記二つの磁場発生手段のうち第1磁場発生手段を前記分析部に近接させて前記磁性担体を凝集させた後、当該第1磁場発生手段を前記分析部より離間させ、さらに、
前記二つの磁場発生手段のうち前記第1磁場発生手段より磁力の弱い第2磁場発生手段を前記凝集した磁性担体に近接させた後、この状態で前記第1磁場発生手段を前記凝集した磁性担体に近接させて、当該磁性担体を拡散させるように設定してある請求項1に記載の分析装置。
The two magnetic field generating means have different magnetic forces,
The control means includes
After aggregating the magnetic carrier by bringing the first magnetic field generating means close to the analyzing unit out of the two magnetic field generating units, the first magnetic field generating unit is separated from the analyzing unit, and
Of the two magnetic field generating means, a second magnetic field generating means having a lower magnetic force than the first magnetic field generating means is brought close to the aggregated magnetic carrier, and in this state, the first magnetic field generating means is moved to the aggregated magnetic carrier. The analyzer according to claim 1, wherein the analyzer is set so as to diffuse the magnetic carrier in the vicinity.
前記二つの磁場発生手段における前記マイクロチップに沿った面積は、前記第1磁場発生手段より前記第2磁場発生手段を大きく構成してある請求項2に記載の分析装置。   The analyzer according to claim 2, wherein an area along the microchip in the two magnetic field generation units is configured such that the second magnetic field generation unit is larger than the first magnetic field generation unit. 少なくとも何れか一方の前記磁場発生手段を前記マイクロチップに沿って移動させるスライド機構を備えた請求項1〜3の何れか一項に記載の分析装置。   The analyzer according to any one of claims 1 to 3, further comprising a slide mechanism that moves at least one of the magnetic field generating units along the microchip. 前記駆動機構は、前記マイクロチップに対する前記磁場発生手段の距離を設定する位置決め手段を備えた請求項1〜4の何れか一項に記載の分析装置。   The analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the driving mechanism includes positioning means for setting a distance of the magnetic field generating means with respect to the microchip. 二つの磁場発生手段と、磁性担体と被測定物質とを導入して前記被測定物質を分析する分析部を設けたマイクロチップとを備え、前記二つの磁場発生手段はそれぞれ同じ極性側を前記マイクロチップに向けて前記マイクロチップを挟んだ状態で対向配置してあり、さらに、
前記磁場発生手段が電磁石からなり、前記電磁石に流れる電流を制御して前記二つの磁場発生手段の磁場の強さを各別に制御する磁場制御手段を設けてある分析装置。
Two magnetic field generating means, and a microchip provided with an analysis unit for introducing the magnetic carrier and the substance to be measured and analyzing the substance to be measured, each of the two magnetic field generating means having the same polarity side of the microchip. It is arranged facing the chip with the microchip sandwiched therebetween, and
An analysis apparatus, wherein the magnetic field generating means comprises an electromagnet, and magnetic field control means for controlling the current flowing through the electromagnet to control the strength of the magnetic fields of the two magnetic field generating means separately.
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