JP2008275523A - Liquid sample analysis apparatus - Google Patents

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Junko Wakai
純子 若井
Fumihisa Kitawaki
文久 北脇
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid sample analysis apparatus and its measuring method causing no particle concentration gradient in sample liquid because an analytical reagent is uniformly dissolved and dispersed in the sample liquid, in the apparatus for analyzing a specific substance in the sample liquid using particles carrying a reagent such as an antibody, as the analytical reagent. <P>SOLUTION: The liquid sample analysis apparatus includes (A) a liquid sample analysis chip including a space for filling the liquid sample, an analytical reagent holding part provided on the internal wall surface of the space, and an analysis part, (B) a magnetic field generating unit provided outside the liquid sample analysis chip, and (C) an analyzing unit provided outside the liquid sample analysis chip. The analytical reagent holding part has magnetic particles carrying a substance uniquely bonded to a specific component in the liquid sample, and the magnetic field generating unit is arranged so that the particles can be fixed to the analytical reagent holding part when filling the liquid sample in the analytical reagent holding part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体試料中の特定物質の分析、特に免疫学的反応を用いた分析装置に関する。   The present invention relates to analysis of a specific substance in a liquid sample, and particularly to an analyzer using an immunological reaction.

医療などの分野において、生体中の特定物質の存在及びその量を分析することは有益である。中でも、分析対象物質に特異的に反応する抗体を用いた免疫学的分析法は最もよく用いられる方法の一つである。免疫学的分析法には、反応の検出方法により様々な測定法が存在する。例えば、標識物質を抗体に連結させた試薬を用い抗原抗体反応が生じたかどうかを標識物質により検知する標識免疫測定法が知られている。本方法は、標識物質に酵素、蛍光物質、放射性同位体を用いた方法が知られている。これらはそれぞれ、酵素免疫測定法、蛍光物質標識免疫測定法、放射線免疫測定法と呼ばれている。また、抗体を担持させた粒子状試薬を用い、抗原抗体反応が生じたかどうかを粒子状試薬の凝集状態により検知する、凝集反応に基づく免疫測定法が知られている。この代表的なものとしてラテックス粒子を用いるラテックス凝集法等がある。   In fields such as medicine, it is useful to analyze the presence and amount of a specific substance in a living body. Among them, an immunological analysis method using an antibody that specifically reacts with a substance to be analyzed is one of the most frequently used methods. There are various measurement methods for immunological analysis depending on the detection method of the reaction. For example, a labeled immunoassay method is known in which a reagent in which a labeling substance is linked to an antibody is used to detect whether or not an antigen-antibody reaction has occurred using the labeling substance. As this method, a method using an enzyme, a fluorescent substance, and a radioisotope as a labeling substance is known. These are called enzyme immunoassay, fluorescent substance-labeled immunoassay, and radioimmunoassay, respectively. Further, an immunoassay method based on an agglutination reaction is known in which a particulate reagent carrying an antibody is used to detect whether an antigen-antibody reaction has occurred or not based on the agglutination state of the particulate reagent. A typical example is a latex agglomeration method using latex particles.

標識免疫測定法は高精度の分析が可能であるが、用いる試薬が不安定であることや、測定時間が比較的長いという問題がある。一方、凝集反応にもとづく免疫測定法であるラテックス凝集法は、分析精度はあまり高くないものの、測定時間が比較的短いという利点を有している。   Although the labeled immunoassay can perform highly accurate analysis, there are problems that the reagent used is unstable and the measurement time is relatively long. On the other hand, the latex agglutination method, which is an immunoassay based on the agglutination reaction, has the advantage that the measurement time is relatively short, although the analysis accuracy is not so high.

ラテックス凝集法は次のように行われる。まず、分析対象物質に特異的に反応する抗体をラテックス粒子に担持(固定)する。当該ラテックス粒子と試料を反応させ、試料中に含まれる分析対象物質とラテックス粒子に担持された抗体を反応させる(抗原抗体反応)。当該反応の進行に従いラテックス粒子は凝集するので、その凝集塊を光学的に検出して分析対象物の濃度を測定する。   The latex agglomeration method is performed as follows. First, an antibody that specifically reacts with a substance to be analyzed is supported (fixed) on latex particles. The latex particles and the sample are reacted, and the substance to be analyzed contained in the sample is reacted with the antibody supported on the latex particles (antigen-antibody reaction). Latex particles aggregate as the reaction proceeds, so the aggregate is optically detected and the concentration of the analyte is measured.

この方法における測定精度・測定時間は、用いるラテックス粒子の粒子径により異なる。ラテックス粒子径が大きければ測定精度は高くなるが、測定時間が長くなる。粒子径が小さければ測定精度は低くなるが、測定時間が短くなる。通常、当該方法で用いられるラテックス粒子の粒子径は数百nmであり、測定可能な領域はnM程度である。   The measurement accuracy and measurement time in this method vary depending on the particle size of the latex particles used. If the latex particle size is large, the measurement accuracy is high, but the measurement time is long. If the particle size is small, the measurement accuracy is low, but the measurement time is short. Usually, the particle diameter of latex particles used in the method is several hundred nm, and the measurable region is about nM.

ラテックス凝集法はいくつかの改良方法が報告されている。特許文献1には、ラテックス粒子の代わりに粒径200Å〜2μmの磁性粒子を用い、試料液中で粒子が凝集する際に外部磁場を適用して凝集を促進させる方法が開示されている。この方法によれば測定は10分程度で行うことができる。   Several improved methods have been reported for the latex agglomeration method. Patent Document 1 discloses a method in which magnetic particles having a particle size of 200 to 2 μm are used instead of latex particles, and an external magnetic field is applied to promote aggregation when the particles aggregate in a sample solution. According to this method, the measurement can be performed in about 10 minutes.

特許文献2には粒径0.5μm〜10μmのラテックス粒子を用い、試料液に交流電圧を印加して電場をかけることにより、粒子を一直線上に並べる方法が開示されている。この方法によれば1分で全粒子の90%を凝集させることが可能である。
特開昭62−287159号公報 特開平7−83928号公報
Patent Document 2 discloses a method of arranging particles in a straight line by using latex particles having a particle diameter of 0.5 μm to 10 μm and applying an electric field by applying an AC voltage to the sample solution. According to this method, 90% of all particles can be aggregated in one minute.
JP-A-62-287159 Japanese Patent Laid-Open No. 7-83928

上述のとおり、抗体担持粒子等を凝集させて行う免疫測定法において粒子の凝集率を向上する方法はこれまでいくつか報告がある。しかし当該免疫測定法は、凝集反応させる前の液体試料において液中の抗体担持粒の濃度にばらつきがあると、測定対象物質の濃度を正確に算出できないという問題があった。当該免疫測定法では通常、粒子には複数の抗体が担持されているので一つの粒子は複数の抗原と反応ができる。しかし、液体試料中に抗体担持粒子が不均一に分散していると、粒子濃度が低い領域においては、粒子濃度が高い領域よりも一粒子に反応できる抗原の量が多くなる。すなわち一粒子に結合する抗原の量に不均衡が生じる。このような状態において粒子の凝集促進を行うと、凝集率は局所で異なってしまうため分析精度が低下する。   As described above, several methods have been reported so far for improving the aggregation rate of particles in an immunoassay performed by agglutinating antibody-carrying particles and the like. However, the immunoassay has a problem that the concentration of the substance to be measured cannot be accurately calculated if there is variation in the concentration of antibody-carrying particles in the liquid sample before the aggregation reaction. In the immunoassay method, since a plurality of antibodies are usually carried on a particle, one particle can react with a plurality of antigens. However, when antibody-carrying particles are dispersed non-uniformly in a liquid sample, the amount of antigen that can react with one particle is larger in a region where the particle concentration is low than in a region where the particle concentration is high. That is, an imbalance occurs in the amount of antigen bound to one particle. If the aggregation of particles is promoted in such a state, the analysis accuracy decreases because the aggregation rate varies locally.

発明者らは、分析精度を向上させるためには、前記凝集反応を行う前に、抗体等の物質を担持させた粒子が試料液中に均一に分散・溶解していることが必要であることを見出した。   In order to improve the analysis accuracy, the inventors require that particles carrying a substance such as an antibody are uniformly dispersed and dissolved in the sample solution before the aggregation reaction. I found.

ところで抗体等の物質を担持させた粒子を試薬として用いた分析チップでは、試薬の保存安定性を保持するために前記粒子を分析チップに乾燥状態で配置することがある。上記の分析精度低下の問題はこのような場合に特に影響が大きい。前記粒子を乾燥状態で配置した分析チップでは、液体試料をチップに導入した際に当該液に前記粒子が溶解・分散する。このとき、流入した液に前記粒子が流されてしまうため、流れの先端と末端では前記粒子の濃度に差が生じてしまうからである。前記粒子が試料液へ溶解し、かつその溶解速度が試料液の流速に比べて顕著に遅い場合はあまり問題となりにくいが、前記粒子は一般に試料液には溶けやすく組成されたものが多く、このようなケースは稀である。   By the way, in an analysis chip using particles carrying a substance such as an antibody as a reagent, the particles may be placed on the analysis chip in a dry state in order to maintain the storage stability of the reagent. The above-described problem of deterioration in analysis accuracy is particularly significant in such a case. In an analysis chip in which the particles are arranged in a dry state, the particles are dissolved and dispersed in the liquid when a liquid sample is introduced into the chip. At this time, since the particles flow into the inflowing liquid, there is a difference in the concentration of the particles between the front end and the end of the flow. When the particles are dissolved in the sample solution and the dissolution rate is significantly slower than the flow rate of the sample solution, it is less likely to be a problem. Such cases are rare.

以上から、本発明は抗体等を担持させた粒子を含む分析試薬を用いて試料液中の特定物質を分析する装置において、当該粒子が、試料液中へ均一に溶解・分散し、試料液中に粒子濃度勾配を発生させない液体試料分析装置およびその測定方法を提供することを目的とする。   As described above, the present invention is an apparatus for analyzing a specific substance in a sample solution using an analysis reagent containing particles carrying an antibody or the like, and the particles are uniformly dissolved and dispersed in the sample solution. An object of the present invention is to provide a liquid sample analyzer that does not generate a particle concentration gradient and a measuring method thereof.

本発明者らは、鋭意検討した結果、前記粒子を磁性粒子として、当該粒子の動きを、外部から磁界を作用させて制御することに着眼し本発明を完成させた。すなわち前記課題は、以下の本発明の液体試料分析装置および分析方法により解決される。   As a result of intensive studies, the present inventors have completed the present invention by focusing on controlling the movement of the particles by applying a magnetic field from the outside using the particles as magnetic particles. That is, the said subject is solved by the following liquid sample analyzer and analysis method of this invention.

[1](A)液体試料を充填するための空間;ならびに前記空間の内壁面に設けられた分析試薬保持部、および分析部を含む液体試料分析チップ、(B)前記液体試料分析チップの外部に設けられた磁界発生ユニット、および(C)前記液体試料分析チップの外部に設けられた分析ユニットを含む液体試料分析装置であって、
前記分析試薬保持部が、液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が担持された磁気粒子を有し、
前記磁界発生ユニットが、前記分析試薬保持部に液体試料が充填される際に、前記粒子を分析試薬保持部に固定できるように配置される液体試料分析装置。
[2]前記磁界発生ユニットが、前記分析試薬保持部の全部に磁界を作用させるように配置されている[1]に記載の液体試料分析装置。
[3]前記磁界発生ユニットが、前記粒子に作用させる磁界の強さを調整できる、請求[1]または[2]に記載の液体試料分析装置。
[4]前記磁界発生ユニットが磁石を含む[1]〜[3]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[5]前記粒子が、乾燥した状態で分析試薬保持部に配置されている[1]〜[4]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[6]前記液体試料分析チップの分析試薬保持部と分析部が、前記の空間における同一の部位に設けられている[1]〜[5]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[7]前記液体試料分析チップの分析試薬保持部と分析部が、前記の空間における異なる部位に設けられており、かつ当該分析試薬保持部と当該分析部が流路により接続されている[1]〜[5]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[8]前記分析部が電極対を有する[1]〜[7]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[9]前記分析ユニットが光学的分析器を含む[1]〜[8]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[10]前記分析ユニットが磁気計測器を含む[1]〜[9]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[11]前記粒子に担持されている液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が、抗体である[1]〜[10]いずれかに記載の液体試料分析装置。
[12]前記[1]〜[11]いずれかに記載の液体試料分析チップを用いた分析方法であって、(a)前記磁界発生ユニットから発生する磁界を作用させて前記粒子を前記空間の内壁面に固定する工程、(b)液体試料を前記液体試料注入口から前記液体試料分析チップ内の空間に充填する工程、(c)前記磁界発生ユニットから発生する磁界の前記粒子への作用を弱めて、前記空間の内壁面に固定されている前記粒子を液体試料中に解放する工程、および(d)分析ユニットにより液体試料を分析する工程、を含む分析方法。
[1] (A) a space for filling a liquid sample; and an analysis reagent holding unit provided on an inner wall surface of the space; and a liquid sample analysis chip including the analysis unit; and (B) an outside of the liquid sample analysis chip And (C) a liquid sample analyzer including an analysis unit provided outside the liquid sample analysis chip,
The analysis reagent holding unit has magnetic particles carrying substances that specifically bind to specific components in a liquid sample,
A liquid sample analyzer arranged so that the magnetic field generating unit can fix the particles to the analysis reagent holding unit when the analysis reagent holding unit is filled with the liquid sample.
[2] The liquid sample analyzer according to [1], wherein the magnetic field generation unit is disposed so as to apply a magnetic field to all of the analysis reagent holding unit.
[3] The liquid sample analyzer according to [1] or [2], wherein the magnetic field generation unit can adjust the strength of a magnetic field applied to the particles.
[4] The liquid sample analyzer according to any one of [1] to [3], wherein the magnetic field generation unit includes a magnet.
[5] The liquid sample analyzer according to any one of [1] to [4], wherein the particles are placed in an analysis reagent holding unit in a dry state.
[6] The liquid sample analyzer according to any one of [1] to [5], wherein the analysis reagent holding unit and the analysis unit of the liquid sample analysis chip are provided at the same site in the space.
[7] The analysis reagent holding part and the analysis part of the liquid sample analysis chip are provided at different sites in the space, and the analysis reagent holding part and the analysis part are connected by a flow path [1] ] The liquid sample analyzer according to any one of [5] to [5].
[8] The liquid sample analyzer according to any one of [1] to [7], wherein the analysis unit includes an electrode pair.
[9] The liquid sample analyzer according to any one of [1] to [8], wherein the analysis unit includes an optical analyzer.
[10] The liquid sample analyzer according to any one of [1] to [9], wherein the analysis unit includes a magnetic measuring instrument.
[11] The liquid sample analyzer according to any one of [1] to [10], wherein the substance that specifically binds to a specific component in the liquid sample carried on the particles is an antibody.
[12] An analysis method using the liquid sample analysis chip according to any one of [1] to [11], wherein (a) a magnetic field generated from the magnetic field generation unit is applied to cause the particles to move in the space. A step of fixing to the inner wall surface, (b) a step of filling a liquid sample into the space in the liquid sample analysis chip from the liquid sample inlet, and (c) an action of the magnetic field generated from the magnetic field generating unit on the particles. An analysis method comprising: weakening and releasing the particles fixed to the inner wall surface of the space into the liquid sample; and (d) analyzing the liquid sample with the analysis unit.

本発明は、液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が担持された磁気粒子を含む分析試薬を用いて試料液中の特定物質を分析する装置において、当該粒子が、試料液中へ均一に溶解・分散し、試料液中の粒子濃度勾配を発生させない液体試料分析装置およびそれを用いた測定方法を提供する。その結果、精度の高い分析が可能となる。   The present invention relates to an apparatus for analyzing a specific substance in a sample solution using an analysis reagent containing magnetic particles carrying a substance that specifically binds to a specific component in a liquid sample. Provided are a liquid sample analyzer that uniformly dissolves and disperses and does not generate a particle concentration gradient in a sample liquid, and a measurement method using the same. As a result, highly accurate analysis is possible.

1.本発明の液体試料分析装置
本発明の液体試料分析装置は、
(A)液体試料を充填するための空間;ならびに前記空間の内壁面に設けられた分析試薬保持部、および分析部を含む液体試料分析チップ、
(B)前記液体試料分析チップの外部に設けられた磁界発生ユニット、および
(C)前記液体試料分析チップの外部に設けられた分析ユニット、を含み、
前記分析試薬保持部が、液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が担持された磁気粒子を有し、かつ
前記磁界発生ユニットが、前記分析試薬保持部に液体試料が充填される際に、前記粒子を前記空間の内壁面に固定できるように配置されることを特徴とする。
1. Liquid sample analyzer of the present invention The liquid sample analyzer of the present invention is
(A) a space for filling a liquid sample; and an analysis reagent holding part provided on the inner wall surface of the space, and a liquid sample analysis chip including the analysis part,
(B) a magnetic field generation unit provided outside the liquid sample analysis chip, and (C) an analysis unit provided outside the liquid sample analysis chip,
When the analysis reagent holding part has magnetic particles carrying a substance that specifically binds to a specific component in the liquid sample, and the magnetic field generation unit is filled with the liquid sample in the analysis reagent holding part Further, the particles are arranged so as to be fixed to an inner wall surface of the space.

本発明の分析装置の分析対象は液体試料であり、より詳しくは液体試料中に存在する特定物質である。液体試料は特に限定されないが、その例には生体から採取した血液等が含まれる。   The analysis target of the analyzer of the present invention is a liquid sample, more specifically, a specific substance present in the liquid sample. The liquid sample is not particularly limited, but examples thereof include blood collected from a living body.

図1は本発明の液体試料分析チップの第一の態様を示す分解斜視図である。図中、1は液体試料分析チップであり、上カバー21、スペーサー22、および基板23を含む。上カバー21には液体試料注入口41、空気穴42が形成されている。スペーサー22は液体試料分析チップ1内部に液体試料を充填するための空間3を設けるために、中央部が空洞になっている。前記空間は、液体試料注入口41、空気穴42により外部と接続される。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the liquid sample analysis chip of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a liquid sample analysis chip, which includes an upper cover 21, a spacer 22, and a substrate 23. A liquid sample inlet 41 and an air hole 42 are formed in the upper cover 21. The spacer 22 has a hollow central portion in order to provide a space 3 for filling the liquid sample analysis chip 1 with the liquid sample. The space is connected to the outside by a liquid sample inlet 41 and an air hole 42.

図2は図1に示される液体試料分析チップ1を用いた液体試料分析装置を示す斜視図である。図中、7は液体試料分析装置であり、液体試料分析チップ1、磁界発生ユニット5、および分析ユニット9を含む。磁界発生ユニット5には、当該ユニットと液体試料分析チップ1との距離を調整できるジャッキアップシステム51とこれを制御する制御装置52が備えられている。分析ユニット9は、解析装置91と分析結果出力装置92を有する。図2に示すとおり、本態様の液体試料分析チップは試料液を充填するための空間3を有する。空間3には分析試薬保持部31と分析部32が存在し、空間3の全部が分析試薬保持部31と分析部32となる。
以下に図面を参照し本発明について説明する。説明は必要に応じ図中の符番を付して行う。
FIG. 2 is a perspective view showing a liquid sample analyzer using the liquid sample analysis chip 1 shown in FIG. In the figure, 7 is a liquid sample analyzer, which includes a liquid sample analysis chip 1, a magnetic field generation unit 5, and an analysis unit 9. The magnetic field generation unit 5 includes a jackup system 51 that can adjust the distance between the unit and the liquid sample analysis chip 1 and a control device 52 that controls the jackup system 51. The analysis unit 9 includes an analysis device 91 and an analysis result output device 92. As shown in FIG. 2, the liquid sample analysis chip of this embodiment has a space 3 for filling the sample liquid. The space 3 includes an analysis reagent holding unit 31 and an analysis unit 32, and the entire space 3 becomes the analysis reagent holding unit 31 and the analysis unit 32.
The present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be given with reference numerals in the figure as necessary.

1−1 (A)液体試料分析チップについて
液体試料分析チップとは、液体の試料を分析するために用いる微小な部材をいう。
本発明の液体試料分析チップは液体試料を充填するための空間を有する。当該空間の内壁面には分析試薬保持部、および分析部が設けられる。液体試料分析チップは単に「チップ」とも呼ばれる。液体試料分析チップは直方体であることが好ましい。
(1)液体試料を充填するための空間
空間はチップの中央部に設けられることが好ましい。空間の形状は制限されないが例えば直方体であることが好ましい。液体試料は当該空間に毛細管現象によって充填されることが好ましい。毛細管現象は液体試料を導入する空間の形状に影響を受けることが知られている。このため本液体試料チップの前記空間は、断面が四角形である場合、断面の幅が0.5〜5mm、高さが5〜500μmであることが好ましい。当該空間の内壁を形成する材料は、PET(ポリエチレンテレフタレート)やポリカーボネート等のポリマーフィルムが好ましい。上記材料は、表面が界面活性剤で処理されていてもよい。界面活性剤には公知のものが用いられる。
1-1 (A) Liquid Sample Analysis Chip The liquid sample analysis chip is a minute member used for analyzing a liquid sample.
The liquid sample analysis chip of the present invention has a space for filling a liquid sample. An analysis reagent holding unit and an analysis unit are provided on the inner wall surface of the space. The liquid sample analysis chip is also simply called “chip”. The liquid sample analysis chip is preferably a rectangular parallelepiped.
(1) Space for filling liquid sample It is preferable that the space is provided in the center of the chip. The shape of the space is not limited, but is preferably a rectangular parallelepiped, for example. The liquid sample is preferably filled into the space by capillary action. It is known that the capillary phenomenon is affected by the shape of the space into which the liquid sample is introduced. For this reason, the space of the liquid sample chip preferably has a cross-sectional width of 0.5 to 5 mm and a height of 5 to 500 μm when the cross-section is square. The material forming the inner wall of the space is preferably a polymer film such as PET (polyethylene terephthalate) or polycarbonate. The surface of the material may be treated with a surfactant. Known surfactants are used.

(2)分析試薬保持部
本発明の液体試料分析チップは前記空間の内壁面に設けられた分析試薬保持部を有する。分析試薬保持部とは、液体試料の分析に用いる分析試薬を保持するチップ上の部位をいう。分析試薬保持部には分析試薬が配置される。当該分析試薬保持部において、液体試料と分析試薬が混合され液体試料に分析試薬が溶解・分散される。
(2) Analysis reagent holding part The liquid sample analysis chip of the present invention has an analysis reagent holding part provided on the inner wall surface of the space. The analysis reagent holding unit refers to a portion on the chip that holds an analysis reagent used for analyzing a liquid sample. An analysis reagent is disposed in the analysis reagent holding unit. In the analysis reagent holding unit, the liquid sample and the analysis reagent are mixed, and the analysis reagent is dissolved and dispersed in the liquid sample.

分析試薬とは液体試料の分析に用いる試薬であり、液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が担持された磁気粒子(「担持粒子」あるいは単に「粒子」ともいう。)を含む。「液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質」とは、液体試料中の特定成分(分析対象物)の特定部位を認識して当該部位に結合できる物質をいう。このような物質の例には抗体、抗原、受容体、酵素、核酸、ペプチドなどの生体高分子が含まれる。
抗体とは液体試料中の特定の抗原と結合しうる物質である。抗体には公知のものを用いることができる。その例には抗アルブミン抗体、抗HCG抗体、抗IgA抗体、抗IgM抗体、抗IgE抗体、抗IgD抗体、抗AFP抗体、抗DNT抗体、抗プロスタグランジン抗体、抗ヒト凝固ファクター抗体、抗CRP抗体、抗HBs抗体、抗ヒト成長ホルモン抗体、抗ステロイドホルモン抗体が含まれる。
抗原の例にはアルブミン、HCG、IgA、IgM、IgE、IgD、AFP、DNT、プロスタグランジン、ヒト凝固ファクター、CRP、HBs、ヒト成長ホルモン、ステロイドホルモンが含まれる。
An analysis reagent is a reagent used for analyzing a liquid sample, and includes magnetic particles (also referred to as “supported particles” or simply “particles”) on which a substance that specifically binds to a specific component in the liquid sample is supported. The “substance that specifically binds to a specific component in a liquid sample” refers to a substance that can recognize a specific part of a specific component (analyte) in the liquid sample and bind to the part. Examples of such substances include biopolymers such as antibodies, antigens, receptors, enzymes, nucleic acids, peptides.
An antibody is a substance that can bind to a specific antigen in a liquid sample. Known antibodies can be used. Examples include anti-albumin antibody, anti-HCG antibody, anti-IgA antibody, anti-IgM antibody, anti-IgE antibody, anti-IgD antibody, anti-AFP antibody, anti-DNT antibody, anti-prostaglandin antibody, anti-human clotting factor antibody, anti-CRP Antibodies, anti-HBs antibodies, anti-human growth hormone antibodies, anti-steroid hormone antibodies are included.
Examples of antigens include albumin, HCG, IgA, IgM, IgE, IgD, AFP, DNT, prostaglandin, human clotting factor, CRP, HBs, human growth hormone, steroid hormone.

磁気を有する粒子とは、磁石と相互作用できる物質からなる粒子である。その例には、磁性金属粉、Fe、γ−Fe,Co−γ−Fe、ナイロン、ポリアクリルアミド等のポリマーとフェライトとの複合微粒子が含まれる。磁気粒子の粒子径は数百nm〜10μmであることが好ましい。本発明において「〜」は、その両端の数値を含む。 The magnetic particles are particles made of a substance that can interact with a magnet. Examples thereof include magnetic metal powder, Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 0 3 , Co-γ-Fe 2 0 3 , nylon, polyacrylamide and other composite fine particles of ferrite and ferrite. The particle diameter of the magnetic particles is preferably several hundred nm to 10 μm. In the present invention, “to” includes numerical values at both ends thereof.

「磁気粒子に液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質を担持する」とは、磁気粒子表面に化学的あるいは物理的に前記物質を結合させることをいう。例えば、前記物質と磁性粒子を、シランカップリング剤等を用いて化学的に結合して得ることができる。またエポキシ基、トシル基、アミノ基、カルボン酸基を表面に有する市販の磁気ビーズを用いてもよい。   “The magnetic particles carry a substance that specifically binds to a specific component in the liquid sample” means that the substance is chemically or physically bound to the surface of the magnetic particles. For example, the substance and magnetic particles can be obtained by chemically bonding using a silane coupling agent or the like. Moreover, you may use the commercially available magnetic bead which has an epoxy group, a tosyl group, an amino group, and a carboxylic acid group on the surface.

本分析試薬は「液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質」の保存性を高めるために他の試薬を含んでいてもよい。このような試薬の例には糖類、BSA、市販のタンパク質安定化剤が含まれる。   The present analysis reagent may contain other reagents in order to enhance the storage stability of the “substance that specifically binds to a specific component in the liquid sample”. Examples of such reagents include saccharides, BSA, and commercially available protein stabilizers.

本発明においては、「液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質」は「抗体」であることが好ましい。従って特に断りがない限り、「抗体を担持した磁気粒子」を含む分析試薬を用いる液体試料分析装置を例にして、本発明を説明する。   In the present invention, the “substance that specifically binds to a specific component in a liquid sample” is preferably an “antibody”. Therefore, unless otherwise specified, the present invention will be described by taking a liquid sample analyzer using an analytical reagent containing “magnetic particles carrying antibodies” as an example.

本発明において、液体試料中の分析対象物である抗原Aが、抗体に対する認識部位を複数持っている場合は、一つのAに対し複数の担持粒子が結合できる。そのため担持粒子は凝集し、その凝集度合いから試料液中の分析対象物が定量される。この場合は担持粒子には一以上の抗体が担持されていればよい。   In the present invention, when the antigen A, which is the analyte in the liquid sample, has a plurality of recognition sites for antibodies, a plurality of supported particles can be bound to one A. Therefore, the supported particles are aggregated, and the analyte in the sample liquid is quantified from the degree of aggregation. In this case, it is sufficient that one or more antibodies are supported on the supported particles.

一方、液体試料中の分析対象物である抗原Bが抗体に対する認識部位を一つしか持っていない場合は、抗体を担持させた磁気粒子とともに、その抗体に結合しうる認識部位を複数有する抗原Cも分析試薬として、分析試薬保持部に配置しておくことが好ましい。試料液中に分析対象物質Bが全く存在しない場合は、担持粒子は一つの抗原Cに対して複数結合できるため凝集する。しかし、液体試料中に分析対象物Bが存在すると、Bと担持粒子の結合・解離と、Cと担持粒子との結合・解離が平衡的に起こる。このとき、一つのBに対して担持粒子は一つしか結合できないため、Bと結合した担持粒子は凝集できない。従って、担持粒子の凝集度はBが全く存在しなかった場合と比べて小さくなる。すなわち凝集度の低下により、分析対象物Bが定量できる。   On the other hand, when the antigen B as the analyte in the liquid sample has only one recognition site for the antibody, the antigen C has a plurality of recognition sites capable of binding to the antibody together with the magnetic particles carrying the antibody. Also, it is preferable that the analysis reagent is placed in the analysis reagent holding part. When the analyte B does not exist at all in the sample solution, the supported particles can aggregate with each other because they can bind to a single antigen C. However, if the analyte B is present in the liquid sample, the binding / dissociation between B and the supported particles and the binding / dissociation between C and the supported particles occur in equilibrium. At this time, since only one supported particle can be bonded to one B, the supported particles bonded to B cannot be aggregated. Therefore, the degree of agglomeration of the supported particles is smaller than when B is not present at all. That is, the analysis object B can be quantified by the decrease in the degree of aggregation.

分析試薬は分析試薬保持部に配置される。分析試薬を分析試薬保持部に配置する方法は後述するが、配置された分析試薬は乾燥状態にあることが好ましい。分析試薬の保存安定性を高めることができるからである。
図1、図2に示す態様の液体試料分析チップは、分析試薬保持部31と分析部32をチップの空間3における同一の部位に有する。また、図5に示す態様の液体試料分析チップは、分析試薬保持部31と分析部32を前記空間3における異なる部位に有する。
The analysis reagent is disposed in the analysis reagent holding unit. A method for arranging the analysis reagent in the analysis reagent holding unit will be described later, but the arranged analysis reagent is preferably in a dry state. This is because the storage stability of the analysis reagent can be enhanced.
The liquid sample analysis chip of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 has an analysis reagent holding unit 31 and an analysis unit 32 at the same site in the space 3 of the chip. Further, the liquid sample analysis chip of the embodiment shown in FIG. 5 has the analysis reagent holding unit 31 and the analysis unit 32 in different parts in the space 3.

(3)分析部
本発明の液体試料分析チップは、液体試料を充填するための空間に設けられた分析部を含む。分析部とは液体試料の物理的・化学的変化等を検出するための部位である。本発明においては分析部において担持粒子の凝集が起こる。そして、当該分析部を液体試料分析チップ外に設けられた分析ユニットで分析することにより分析試薬の凝集度合いが測定される。分析ユニットによる分析・解析については後述するが、粒子の凝集を光学的手法で分析する場合には、分析部は透明な部材であることが好ましい。
(3) Analysis Unit The liquid sample analysis chip of the present invention includes an analysis unit provided in a space for filling a liquid sample. An analysis unit is a part for detecting physical and chemical changes of a liquid sample. In the present invention, aggregation of the supported particles occurs in the analysis section. Then, the analysis unit is analyzed by an analysis unit provided outside the liquid sample analysis chip, whereby the degree of aggregation of the analysis reagent is measured. Although analysis / analysis by the analysis unit will be described later, in the case where the aggregation of particles is analyzed by an optical method, the analysis unit is preferably a transparent member.

担持粒子の凝集はそのまま放置しておくだけで進行するが、抗体等を担持させた粒子に電場をかけると、粒子が直線上に並ぶこと(パールチェーン現象)が知られている(特許文献2)。従って本発明においても、担持粒子を凝集させる際に電界を適用して、当該粒子の凝集を促進することができる。液体試料に電界をかけるには前記分析部に電極対を設けることが好ましい。電極対とは電場をつくるため、または電流を流すために対にして設ける導体または半導体である。   Aggregation of the supported particles proceeds only by leaving them as they are, but it is known that when an electric field is applied to the particles supporting the antibody or the like, the particles are arranged in a straight line (Pearl Chain phenomenon) (Patent Document 2). ). Therefore, also in the present invention, it is possible to promote the aggregation of the particles by applying an electric field when the supported particles are aggregated. In order to apply an electric field to the liquid sample, it is preferable to provide an electrode pair in the analysis unit. An electrode pair is a conductor or semiconductor provided in pairs to create an electric field or to pass current.

図3は、分析部に電極対が配置された液体試料分析チップを示す分解斜視図である。図3に示すとおり、基板24の上に分割された二本の導体が直線上に配置されている。
図中、1は液体試料分析チップであり、上カバー21とスペーサー22と電極対8が設けられた基板24を含む。基板24は、上カバー21およびスペーサー22よりも長く、重ね合わせた際にはみ出す、「はみ出し部分」を有する。その余の構成は実施の形態1における液体試料分析チップの形状と同様である。電極対8は二つの直線状に設けられた導体からなる。前記二本の導体は、それぞれ基板24の長辺に平行であり、基板24の長さ方向の一方の端からもう一方の端まで延びている。前記導体は、それぞれ液体試料分析チップの液体試料を充填するための空間に、その一部が露出(「露出部」ともいう。)する。二つの露出部は、それぞれ空間3の二本の長辺の近傍に設けられることが好ましい。導体の幅は0.1〜5mmとすることが好ましい。
基板24上の前記はみ出し部分に存在する導体は、電極接続端子81により、電圧印可装置82に接続される。このようにして電極対8に電圧が印可される。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a liquid sample analysis chip in which an electrode pair is arranged in the analysis unit. As shown in FIG. 3, the two conductors divided on the substrate 24 are arranged on a straight line.
In the figure, reference numeral 1 denotes a liquid sample analysis chip, which includes a substrate 24 provided with an upper cover 21, a spacer 22, and an electrode pair 8. The substrate 24 is longer than the upper cover 21 and the spacer 22, and has a “protruding portion” that protrudes when superimposed. The rest of the configuration is the same as the shape of the liquid sample analysis chip in the first embodiment. The electrode pair 8 is made of two linearly provided conductors. Each of the two conductors is parallel to the long side of the substrate 24 and extends from one end in the length direction of the substrate 24 to the other end. Each of the conductors is exposed (also referred to as “exposed portion”) in a space for filling the liquid sample of the liquid sample analysis chip. The two exposed portions are preferably provided in the vicinity of the two long sides of the space 3. The width of the conductor is preferably 0.1 to 5 mm.
The conductor existing in the protruding portion on the substrate 24 is connected to the voltage applying device 82 by the electrode connection terminal 81. In this way, a voltage is applied to the electrode pair 8.

図3に示すチップは、分析部32と分析試薬保持部31がチップの液体を充填するための空間3における同一の部位に設けられている。そのため前記電極対は前記空間3に設けられている。
一方図5に示すチップのように、分析部と分析試薬保持部がチップの空間3における異なる部位に設けられてる場合は、電極対は分析部32に設けられる。図5において、基板24は上カバー21およびスペーサー22よりも長く、重ね合わせた際にはみ出す「はみ出し部分」を有する。電極対8は二つの直線状に設けられた導体からなる。前記二本の導体は基板24の長辺に平行である。前記二本の導体は、それぞれ基板24における分析部32の紙面左端に対応する部位を始点とし、基板24の紙面右端を終点とする。前記二本の導体はその一部が、分析部に露出する(「露出部」ともいう。)。二つの露出部は、それぞれ分析部32の基板の長辺に平行な辺の近傍に設けられることが好ましい。基板24上の前記はみ出し部分に存在する導体は、電極接続端子81により、電圧印可装置82に接続される。このようにして電極対8に電圧が印可される。
In the chip shown in FIG. 3, the analysis unit 32 and the analysis reagent holding unit 31 are provided at the same site in the space 3 for filling the chip liquid. Therefore, the electrode pair is provided in the space 3.
On the other hand, as in the chip shown in FIG. 5, when the analysis unit and the analysis reagent holding unit are provided in different parts of the chip space 3, the electrode pair is provided in the analysis unit 32. In FIG. 5, the substrate 24 is longer than the upper cover 21 and the spacer 22, and has a “protruding portion” that protrudes when superimposed. The electrode pair 8 is composed of two linearly provided conductors. The two conductors are parallel to the long side of the substrate 24. Each of the two conductors has a start point corresponding to the left end of the analysis unit 32 on the substrate 24 and an end point on the right end of the substrate 24. Part of the two conductors is exposed to the analysis part (also referred to as “exposed part”). The two exposed portions are preferably provided in the vicinity of the side parallel to the long side of the substrate of the analysis unit 32. The conductor existing in the protruding portion on the substrate 24 is connected to the voltage applying device 82 by the electrode connection terminal 81. In this way, a voltage is applied to the electrode pair 8.

図3および図5のチップは、分析部に電界を適用しそれにより担持粒子を凝集できる。この他に担持粒子磁界発生ユニット5を用いて分析部に磁界を適用しても粒子を凝集させることができるが、この方法については後述する。   3 and 5 can apply the electric field to the analysis part and thereby aggregate the supported particles. In addition, the particles can be aggregated even when a magnetic field is applied to the analysis unit using the supported particle magnetic field generating unit 5, and this method will be described later.

1−2 (B)磁界発生ユニット
磁界発生ユニットとは磁界を発生することができる装置をいう。磁界とは、磁石や電流のまわりに存在する力の場のことであり、磁場ともいう。本発明においては、分析試薬保持部に液体試料が充填される際に、担持粒子を空間の内壁の一部である分析試薬保持部に固定するために用いられる。これにより、分析試薬保持部に導入された液体試料によって、担持粒子が流されることが防げる。その結果、試料液中に担持粒子が偏在することを回避できる。
1-2 (B) Magnetic field generation unit The magnetic field generation unit refers to a device capable of generating a magnetic field. A magnetic field is a force field existing around a magnet or current, and is also called a magnetic field. In the present invention, when the analysis reagent holding part is filled with a liquid sample, it is used to fix the supported particles to the analysis reagent holding part which is a part of the inner wall of the space. Thereby, it is possible to prevent the supported particles from flowing by the liquid sample introduced into the analysis reagent holding unit. As a result, it is possible to avoid uneven distribution of the support particles in the sample liquid.

磁界を適用し担持粒子を分析試薬保持部に固定した状態において、分析試薬保持部に液体試料を導入すると、ほとんどの粒子が分析試薬保持部に拘束されたまま液体試料と接触することになる。すなわち、液体試料の流れの先端部分と末尾部分において担持粒子の分布に偏りがない状態で液体試料と担持粒子が接触する。通常、担持粒子には複数の抗体が担持されている。従って一粒子に対して複数の抗原が結合できるが、上記のように担持粒子の分布に偏りがない状態で液体試料と接触させると、一粒子に結合できる抗原の数は全粒子においてほとんど同じになると考えられる。よって測定のための粒子を凝集させる際に、分析部全体の凝集の度合いを一定にできる。   When a liquid sample is introduced into the analysis reagent holding part in a state where the magnetic particles are applied and the supported particles are fixed to the analysis reagent holding part, most of the particles come into contact with the liquid sample while being restrained by the analysis reagent holding part. That is, the liquid sample and the supported particles are in contact with each other in a state where the distribution of the supported particles is not biased at the front end portion and the end portion of the liquid sample flow. Usually, a plurality of antibodies are supported on the supported particles. Therefore, a plurality of antigens can bind to one particle, but when contacting with a liquid sample in a state where the distribution of supported particles is not biased as described above, the number of antigens that can bind to one particle is almost the same in all particles. It is considered to be. Therefore, when the particles for measurement are aggregated, the degree of aggregation of the entire analysis unit can be made constant.

しかしながら、前述のとおり液体試料中で担持粒子の分布が不均一になると、担持粒子濃度の低いところでは一つの担持粒子に対して多数の抗原が結合しやすい。一方担持粒子濃度の高いところでは、一つの担持粒子に結合する抗原の数は少なくなる。抗原が多く結合した担持粒子同士と、抗原が少ししか結合していない担持粒子では、担持粒子同士の凝集のし易さに差が生じるため測定精度が低下する。本発明の分析装置はこのような問題を回避できる。   However, as described above, when the distribution of the carrier particles in the liquid sample becomes non-uniform, a large number of antigens are likely to bind to one carrier particle at a low carrier particle concentration. On the other hand, where the carrier particle concentration is high, the number of antigens bound to one carrier particle decreases. The measurement accuracy decreases between the carrier particles to which a large amount of antigen is bound and the carrier particles to which only a small amount of the antigen is bound because the ease of aggregation of the carrier particles is different. The analyzer of the present invention can avoid such a problem.

磁界発生ユニットは磁石を含むことが好ましい。磁石とは、双極性の磁場を発生させる源となる物質をいう。磁石としては公知のものを用いてよい。磁石の例には、フェライト磁石、アルニコ磁石、ネオジム磁石、およびこれらを高分子材料(ポリマー)と複合化し部材等が含まれる。磁界発生ユニットは、図2、図4および図6に示すように分析試薬保持部の全部に磁界を作用させるように配置されることが好ましい。具体的には分析試薬保持部の全部をチップ外部から覆うことができる形状・大きさであることが好ましい。分析試薬保持部に存在する担持粒子のほとんどを分析試薬保持部に固定しうるからである。上記図に示すように、チップが平板である場合には、磁界発生ユニットも平板であることが好ましい。   The magnetic field generating unit preferably includes a magnet. A magnet refers to a substance that is a source for generating a bipolar magnetic field. A known magnet may be used as the magnet. Examples of the magnet include a ferrite magnet, an alnico magnet, a neodymium magnet, and a member obtained by combining these with a polymer material (polymer). As shown in FIGS. 2, 4 and 6, the magnetic field generating unit is preferably arranged so that the magnetic field acts on the entire analysis reagent holding unit. Specifically, it is preferable that the shape and size be such that the entire analysis reagent holding part can be covered from the outside of the chip. This is because most of the supported particles present in the analysis reagent holding part can be fixed to the analysis reagent holding part. As shown in the figure, when the chip is a flat plate, the magnetic field generating unit is also preferably a flat plate.

さらに磁界発生ユニットにはジャッキアップシステム51が備えられ、液体試料分析チップとの距離を調整できることが好ましい。これにより担持粒子へ作用する磁界の強さを制御できる。さらにジャッキアップシステム51は制御システム52により前記距離等を制御してもよい。   Furthermore, it is preferable that the magnetic field generation unit is provided with a jack-up system 51 so that the distance from the liquid sample analysis chip can be adjusted. Thereby, the strength of the magnetic field acting on the supported particles can be controlled. Further, the jack-up system 51 may control the distance and the like by the control system 52.

磁界発生ユニットは電磁石を含んでいてもよい。電磁石とは電磁誘導現象を利用してコイル中を流れる電流により磁界を発生させる磁石である。電磁石の例には、軟鉄の芯にコイルを巻いたもの等が含まれる。電磁石は電流を流すと磁界を発生し、電流を止めると磁界が消失する。そのためチップとの距離を調整することなく担持粒子へ作用する磁界の強さを制御できる。   The magnetic field generation unit may include an electromagnet. An electromagnet is a magnet that generates a magnetic field by an electric current flowing in a coil using an electromagnetic induction phenomenon. Examples of electromagnets include a soft iron core wound with a coil. An electromagnet generates a magnetic field when a current is passed, and disappears when the current is stopped. Therefore, the strength of the magnetic field acting on the carrier particles can be controlled without adjusting the distance from the tip.

既述のとおり、磁界発生ユニットを分析部に作用させて担持粒子の凝集を促進させてもよい。ただしこの場合、磁界発生ユニットが分析部の全部に磁界を作用できるように配置されていると粒子の凝集が阻害される。そこで磁界発生ユニットは、分析部における担持粒子を凝集させたい位置のみに磁界が作用するような形状・大きさであることが好ましい。例えば、磁界発生ユニットを小さな円形状とし、分析部における担持粒子を凝集させたい部分のみに設置すれば、局部的に担持粒子の凝集を促進させることができる。   As described above, the magnetic field generation unit may act on the analysis unit to promote the aggregation of the supported particles. However, in this case, if the magnetic field generating unit is arranged so that the magnetic field can be applied to the entire analysis unit, the aggregation of particles is inhibited. Therefore, it is preferable that the magnetic field generating unit has a shape and a size such that the magnetic field acts only at a position where it is desired to aggregate the supported particles in the analysis unit. For example, if the magnetic field generating unit has a small circular shape and is installed only in a portion where the supported particles are to be aggregated in the analysis unit, the aggregation of the supported particles can be promoted locally.

1−3 (C)分析ユニット
分析ユニットとは、チップ上の分析部において観察される液体試料の変化を分析・解析し、液体試料中の特定物質の定量を行う装置である。液体試料の変化を分析する手段の例には光学的手法が含まれる。液体試料を光学的に分析するとは、液体試料の変化の挙動を特定波長の光に対する試料液の吸光度・透過率で解析することをいう。あるいは分析部の一定領域に含まれる固形物を外観的性状により判断することをいう。液体試料を光学的に分析するための計測器の例には、吸光度計、画像処理装置等が含まれる。また肉眼で観測してもよい。
1-3 (C) Analysis Unit The analysis unit is an apparatus that analyzes and analyzes changes in the liquid sample observed in the analysis unit on the chip and quantifies a specific substance in the liquid sample. Examples of means for analyzing changes in the liquid sample include optical techniques. Analyzing a liquid sample optically means analyzing the change behavior of the liquid sample by the absorbance and transmittance of the sample liquid with respect to light of a specific wavelength. Or it means judging the solid substance contained in the fixed area | region of an analysis part by external appearance property. Examples of measuring instruments for optically analyzing a liquid sample include an absorptiometer and an image processing apparatus. It may also be observed with the naked eye.

液体試料の光学的な分析を可能にするためには、チップ全体が透明の材料で形成されていることが好ましい。このような材料の例には熱可塑性樹脂が含まれる。中でもポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートが好ましい。特にポリカーボネートは可視光に対して非常に高い透明性を有するものがあるので好ましい。   In order to enable optical analysis of a liquid sample, the entire chip is preferably made of a transparent material. Examples of such materials include thermoplastic resins. Of these, polyethylene terephthalate and polycarbonate are preferable. In particular, polycarbonate is preferable because it has very high transparency to visible light.

分析ユニットは、磁気計測手段を備えていてもよい。磁気計測手段の例にはガウスメーター等が含まれる。分析ユニットに磁気計測手段を備えると、磁気を適用して担持粒子を凝集させた場合に、磁気の強さと凝集度合いの相関を把握することができる。担持粒子をある一定の凝集塊にするために要する磁気の強さ、磁気の適用時間を求めることができ、担持粒子の凝集を定量的に解析することが可能となる。   The analysis unit may include magnetic measurement means. Examples of the magnetic measurement means include a gauss meter. When the analysis unit is provided with a magnetic measuring means, the correlation between the strength of the magnetism and the degree of aggregation can be grasped when the supported particles are aggregated by applying magnetism. The strength of magnetism and the application time of magnetism required for making the supported particles into a certain agglomerate can be obtained, and the aggregation of the supported particles can be quantitatively analyzed.

2.本発明の液体試料分装置の製造方法
本発明の液体試料分装置は、発明の効果を損なわない範囲で任意に製造できる。以下に好ましい製造方法を説明する。
2−1 (A)液体試料分析チップの製造方法
液体試料分析チップは、図1、図3に示すように、上カバー21、スペーサー22および基板23を貼り合わせて製造することが好ましい。上カバー21、基板23には、例えばポリカーボネートやポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック材料、あるいはガラスなどを用いることができる。
スペーサー22には、上カバー21、基板23を接着できる両面接着シートや接着性樹脂などを用いることができる。また、スペーサー22は、上カバー21、基板23と同じ材料であって、上下の面に接着剤を塗布したものであってもよい。
図5のように、分析試薬保持部31と分析部32が分離した構造である場合も、同様に作製することができる。
2. Method for Producing Liquid Sample Dividing Device of the Present Invention The liquid sample dispensing device of the present invention can be arbitrarily produced within a range that does not impair the effects of the invention. A preferable production method will be described below.
2-1 (A) Manufacturing Method of Liquid Sample Analysis Chip As shown in FIGS. 1 and 3, the liquid sample analysis chip is preferably manufactured by bonding the upper cover 21, the spacer 22, and the substrate 23. For the upper cover 21 and the substrate 23, for example, a plastic material such as polycarbonate or polyethylene terephthalate, or glass can be used.
As the spacer 22, a double-sided adhesive sheet or an adhesive resin that can adhere the upper cover 21 and the substrate 23 can be used. Further, the spacer 22 may be made of the same material as the upper cover 21 and the substrate 23 and coated with an adhesive on the upper and lower surfaces.
As shown in FIG. 5, even when the analysis reagent holding unit 31 and the analysis unit 32 have a separated structure, they can be similarly manufactured.

分析試薬を、液体試料チップの分析試薬保持部とする部位に配置する方法は、任意の方法を用いることができる。例えば、分析試薬を水等に分散させた液(分散液)を調製しておき、予め組み立ておいた図2に示すような液体試料分析チップの液体試料注入口41から注入してもよい。具体的には、前記分散液を液体試料注入口41へ点着し、液が分析試薬保持部31に満たされたことを確認する。次に磁界発生ユニット5をチップ1に近づけ、担持粒子が分析試薬保持部31に固定されるようにする。この状態でチップ1および磁界発生ユニット5を乾燥機に入れ、目視で液が確認できなくなるまで乾燥を行う。このようにして、乾燥した担持粒子が分析試薬保持部31に均一に配置された液体試料分析チップを得ることができる。   Arbitrary methods can be used as the method of arranging the analysis reagent at the site used as the analysis reagent holding part of the liquid sample chip. For example, a liquid (dispersion liquid) in which an analysis reagent is dispersed in water or the like may be prepared and injected from a liquid sample inlet 41 of a liquid sample analysis chip as shown in FIG. Specifically, the dispersion liquid is spotted on the liquid sample inlet 41 and it is confirmed that the liquid is filled in the analysis reagent holding unit 31. Next, the magnetic field generating unit 5 is brought close to the chip 1 so that the supported particles are fixed to the analysis reagent holding unit 31. In this state, the chip 1 and the magnetic field generating unit 5 are put into a dryer, and drying is performed until no liquid can be visually confirmed. In this way, it is possible to obtain a liquid sample analysis chip in which the dried supported particles are uniformly arranged in the analysis reagent holding unit 31.

前記分散液を図1に示す液体試料分析チップの基板23の空間を構成する部分に塗布してもよい。この時、基板23の前記液が塗布される部位に、磁界発生ユニット5を用いて磁界を適用させておくと、前記のとおり担持粒子が均一に分析試薬保持部に配置できるので好ましい。あるいは、前記分散液を塗布し凍結乾燥を行うことで、担時粒子を均一に配置することもできる。前記液を基板23の空間を構成する部分に塗布する方法は特に限定されない。
この他に、前記分散液をピペットを用いてチップの基板23の空間を構成する部分に滴下し、これを乾燥してもよい。
図5のように、分析試薬保持部31と分析部32が分離した構造である場合も、同様に基板24の分析試薬保持部31の底面となる部分に、前記液を塗布または滴下後乾燥して設けることが好ましい。
You may apply | coat the said dispersion liquid to the part which comprises the space of the board | substrate 23 of a liquid sample analysis chip | tip shown in FIG. At this time, it is preferable to apply a magnetic field to the portion of the substrate 23 to which the liquid is applied using the magnetic field generating unit 5 because the supported particles can be uniformly arranged in the analysis reagent holding portion as described above. Alternatively, by applying the dispersion and performing lyophilization, the particles during loading can be arranged uniformly. A method for applying the liquid to the portion constituting the space of the substrate 23 is not particularly limited.
In addition to this, the dispersion may be dropped onto a portion of the chip constituting the space of the substrate 23 using a pipette and dried.
As shown in FIG. 5, when the analysis reagent holding unit 31 and the analysis unit 32 are separated from each other, the liquid is similarly applied to the bottom surface of the analysis reagent holding unit 31 of the substrate 24 or dried after being dropped. It is preferable to provide them.

図3、図5のように基板24に電極対8を設ける方法は特に限定されない。例えば、導体を含むペーストを基板24に印刷してもよいし、導体材料等を基板24にスパッタリング、蒸着するなどして形成してもよい。当該導体材料の例には、金、白金、銀、銅、パラジウム、クロム、カーボンなどが含まれる。導体の材料は、試料液中で電気化学的に反応してイオン化したり、酸化作用や還元作用を受けたりするものでないことが好ましい。   The method of providing the electrode pair 8 on the substrate 24 as shown in FIGS. 3 and 5 is not particularly limited. For example, a paste containing a conductor may be printed on the substrate 24, or a conductor material or the like may be formed on the substrate 24 by sputtering or vapor deposition. Examples of the conductor material include gold, platinum, silver, copper, palladium, chromium, and carbon. It is preferable that the material of the conductor does not ionize due to electrochemical reaction in the sample solution or undergo oxidation or reduction.

2−2 (B)磁界発生ユニット
磁界発生ユニットは、公知のものを用いて製造できる。例えばフェライト磁石を所望の大きさの平板に加工することにより磁界発生ユニットを作製できる。またポリマー中にフェライト粒子が分散したポリマーシートを所望の大きさに加工して、磁界発生ユニットとしてもよい。さらに、所望の大きさの軟鉄に導線を巻き電磁石を作製し磁界発生ユニットとしてもよい。
磁界発生ユニットと共に用いるジャッキアップシステム51、制御装置52も公知のものを用いることができる。
2-2 (B) Magnetic field generation unit A magnetic field generation unit can be manufactured using a well-known thing. For example, a magnetic field generating unit can be produced by processing a ferrite magnet into a flat plate having a desired size. A polymer sheet in which ferrite particles are dispersed in a polymer may be processed into a desired size to form a magnetic field generating unit. Furthermore, an electromagnet may be produced by winding a conductive wire around soft iron of a desired size to form a magnetic field generating unit.
Known jackup systems 51 and control devices 52 used together with the magnetic field generating unit can also be used.

2−3 (C)分析ユニット
分析ユニット9も公知の吸光度計や、カメラを用いて得ることができる。分析ユニットは試験者の肉眼であってもよい。また、解析装置91およびその出力装置92には、画像処理ソフト内蔵のコンピューターを用いることができる。
2-3 (C) Analysis Unit The analysis unit 9 can also be obtained using a known absorbance meter or camera. The analysis unit may be the examiner's naked eye. The analysis device 91 and its output device 92 can be a computer with built-in image processing software.

3.本発明の液体試料分析装置を用いた分析方法
本発明の液体試料分析装置を用いた分析方法は、
(a)前記磁界発生ユニットから発生する磁界を作用させて、液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が担持された磁気粒子(担持粒子)を前記空間の内壁面に固定する工程、
(b)液体試料を前記液体試料注入口から前記液体試料分析チップ内の空間に充填する工程、
(c)前記磁界発生ユニットから発生する磁界の担持粒子への作用を弱めて、前記空間の内壁面に固定されている前記担持粒子を液体試料中に解放する工程、および
(d)分析ユニットにより液体試料を分析する工程、を含むことが好ましい。
3. Analysis method using the liquid sample analyzer of the present invention Analysis method using the liquid sample analyzer of the present invention,
(A) a step of fixing a magnetic particle (supported particle) carrying a substance that specifically binds to a specific component in a liquid sample by applying a magnetic field generated from the magnetic field generating unit to the inner wall surface of the space;
(B) filling the liquid sample into the space in the liquid sample analysis chip from the liquid sample inlet;
(C) a step of weakening the action of the magnetic field generated from the magnetic field generating unit on the supported particles and releasing the supported particles fixed to the inner wall surface of the space into the liquid sample; and (d) by the analysis unit Preferably including a step of analyzing the liquid sample.

まず、図2に示す液体試料分析チップを用いた分析方法について説明する。
(a)の工程は既に述べたとおり、磁界発生ユニットをチップに近づけることにより行える。あるいは磁界発生ユニットが電磁石である場合は、電流を流して電磁石に磁界を発生させてもよい。磁界の強さは分析試薬中の担持粒子を分析試薬保持部に固定できる強さであればよい。
First, an analysis method using the liquid sample analysis chip shown in FIG. 2 will be described.
As described above, the step (a) can be performed by bringing the magnetic field generating unit closer to the chip. Alternatively, when the magnetic field generating unit is an electromagnet, a current may be passed to cause the electromagnet to generate a magnetic field. The strength of the magnetic field may be any strength as long as the supported particles in the analysis reagent can be fixed to the analysis reagent holding portion.

次に(b)の工程により、チップ内に液体試料が充填される。液体試料をチップ内に導入する方法は特に限定されない。チップに設けられた液体試料注入口に液体試料を点着し、毛細管現象を利用して充填することが好ましい。充填後、液体試料と担持粒子を十分に接触させるため一定時間静置させることが好ましい。   Next, the liquid sample is filled in the chip by the step (b). The method for introducing the liquid sample into the chip is not particularly limited. It is preferable that a liquid sample is spotted on a liquid sample inlet provided in the chip and is filled using a capillary phenomenon. After filling, it is preferable that the liquid sample and the supported particles are allowed to stand for a certain period of time in order to sufficiently contact them.

続いて(c)の工程により磁界の担持粒子への作用を弱めて、前記空間の内壁面に固定されている前記担持粒子を液体試料中に解放する。磁界の担持粒子への作用を弱めるとは、担持粒子を分析試薬保持部に固定できない程度の強さにすること、あるいは磁界をゼロにすることを意味する。磁界発生ユニットが磁石等である場合、チップからの距離を離すことにより磁界を弱められる。この場合、完全に磁界がゼロでなくても担持粒子を分析試薬保持部に固定できない強さであればよい。また、磁界発生ユニットが電磁石である場合は電流をゼロにすれば磁界もゼロにできる。解放された担持粒子は粒子同士で凝集し始める。   Subsequently, the action of the magnetic field on the supported particles is weakened by the step (c), and the supported particles fixed to the inner wall surface of the space are released into the liquid sample. To weaken the action of the magnetic field on the supported particles means to make the strength that the supported particles cannot be fixed to the analysis reagent holding unit, or to make the magnetic field zero. When the magnetic field generating unit is a magnet or the like, the magnetic field can be weakened by separating the distance from the chip. In this case, it is sufficient if the strength is such that the supported particles cannot be fixed to the analysis reagent holding part even if the magnetic field is not completely zero. When the magnetic field generating unit is an electromagnet, the magnetic field can be reduced to zero by setting the current to zero. The released carrier particles begin to aggregate with each other.

次いで(d)の工程により前述の分析ユニットを用い液体試料を分析する。例えば分析ユニット9により凝集塊の大きさ等を観測し解析装置91により凝集形成率を計算して、この値から試料中の分析対象物の濃度を算出する。そして分析結果を出力装置92から出力する。このようにして液体試料を高い精度で分析できる。   Next, in the step (d), the liquid sample is analyzed using the aforementioned analysis unit. For example, the size or the like of the aggregate is observed by the analysis unit 9 and the aggregate formation rate is calculated by the analyzer 91, and the concentration of the analyte in the sample is calculated from this value. The analysis result is output from the output device 92. In this way, a liquid sample can be analyzed with high accuracy.

次に、図4に示す液体試料分析チップを用いた分析方法について説明する。図4の液体試料分析チップを用いた場合、(a)〜(c)工程は図2に示す液体試料分析チップのときと同様に行われる。ただし、(d)工程において、電位印加装置82により電極接続端子81を通して電極対8に交流電位を印加する。このことにより担持粒子6がパールチェーンを形成するように凝集するので(特許文献2参照)担持粒子の凝集を促進することができる。   Next, an analysis method using the liquid sample analysis chip shown in FIG. 4 will be described. When the liquid sample analysis chip in FIG. 4 is used, the steps (a) to (c) are performed in the same manner as in the liquid sample analysis chip shown in FIG. However, in step (d), an AC potential is applied to the electrode pair 8 through the electrode connection terminal 81 by the potential applying device 82. As a result, the supported particles 6 aggregate so as to form a pearl chain (see Patent Document 2), and thus the aggregation of the supported particles can be promoted.

また、図6液体試料分析チップを用いる場合は、分析試薬保持部31と分析部32が隔離して設けてあるため、(a)〜(c)工程は分析試薬保持部31で行う。その後、液体試料を分析部32へ移送して(d)工程を行う。具体的には以下に示す方法で分析を行うことが好ましい。   When the liquid sample analysis chip of FIG. 6 is used, the analysis reagent holding unit 31 and the analysis unit 32 are provided separately, and therefore the steps (a) to (c) are performed by the analysis reagent holding unit 31. Then, a liquid sample is transferred to the analysis part 32 and (d) process is performed. Specifically, it is preferable to perform analysis by the following method.

1)第一の方法
流路33に開放口を設け、分析試薬保持部31と分析部32の間の流路の内壁を不連続とする。当該開放口を開放したまま磁界を作用させて担持粒子をチップの内壁面に固定する(a工程)。次にチップに設けられた液体試料注入口41に液体試料を点着し、チップの空間3に液体試料を充填する(b工程)。液体試料注入口41へ液体試料を点着する量は分析試薬保持部31、分析部32および流路33の合計の容量(「空間容量」ともいう。)以上とする。液体試料は毛細管現象により分析試薬保持部31まで侵入するが、それから先は流路に不連続部が存在するので侵入できない。この現象は一般に「キャピラリーバルブ現象」といわれる。このとき液体試料は液体試料注入口41から盛り上がってあふれている。この状態で、磁界の担持粒子への作用を弱めて、液体試料と担持粒子を十分に接触させる(c工程)。その後、前記開放口を閉じ、流路の不連続構造を解消して、液体試料を毛細管現象により分析試薬保持部31から流路33を介して分析部32へ移送する。そして分析を行う(d工程)。
1) First Method An opening is provided in the flow channel 33, and the inner wall of the flow channel between the analysis reagent holding unit 31 and the analysis unit 32 is discontinuous. A magnetic field is applied while the opening is open to fix the supported particles to the inner wall surface of the chip (step a). Next, a liquid sample is spotted on the liquid sample inlet 41 provided on the chip, and the liquid sample is filled into the space 3 of the chip (step b). The amount of the liquid sample deposited on the liquid sample inlet 41 is equal to or greater than the total capacity (also referred to as “space capacity”) of the analysis reagent holding unit 31, the analysis unit 32, and the flow path 33. The liquid sample penetrates to the analysis reagent holding part 31 by capillary action, but cannot penetrate since the discontinuous part exists in the flow path thereafter. This phenomenon is generally called “capillary valve phenomenon”. At this time, the liquid sample rises from the liquid sample inlet 41 and overflows. In this state, the action of the magnetic field on the supported particles is weakened, and the liquid sample and the supported particles are sufficiently brought into contact (step c). Thereafter, the opening is closed, the discontinuous structure of the flow path is eliminated, and the liquid sample is transferred from the analysis reagent holding part 31 to the analysis part 32 via the flow path 33 by capillary action. Then, analysis is performed (step d).

前記開放口には、開放口と嵌合する蓋を設けてもよい。この際、当該蓋の一部が前記壁面と蝶番(ヒンジ)を形成するようにすることが好ましい。当該蓋により開放口を閉じることができる。   The opening may be provided with a lid that fits into the opening. At this time, it is preferable that a part of the lid forms a hinge (hinge) with the wall surface. The opening can be closed by the lid.

2)第二の方法
磁界を作用させて担持粒子をチップの内壁面に固定する(a工程)。液体試料注入口41に、分析試薬保持部31の容量と等しい容量の液体試料を点着する(b工程)。すると液体試料は分析試薬保持部31へ充填され、それより先には侵入できない。この状態で、磁界の担持粒子への作用を弱めて、液体試料と担持粒子を十分に接触させる(c工程)。
その後、さらに分析部32の容量と同量以上の液体試料を液体試料注入口41に点着し、液体試料を分析試薬保持部31から流路33を介して分析部32へ移送する。そして分析を行う(d工程)。
2) Second method A magnetic field is applied to fix the supported particles to the inner wall surface of the chip (step a). A liquid sample having a volume equal to the volume of the analysis reagent holding unit 31 is spotted on the liquid sample inlet 41 (step b). Then, the liquid sample is filled into the analysis reagent holding unit 31 and cannot enter further. In this state, the action of the magnetic field on the supported particles is weakened, and the liquid sample and the supported particles are sufficiently brought into contact (step c).
Thereafter, a liquid sample equal to or larger than the capacity of the analysis unit 32 is spotted on the liquid sample inlet 41, and the liquid sample is transferred from the analysis reagent holding unit 31 to the analysis unit 32 via the flow path 33. Then, analysis is performed (step d).

3)第三の方法
磁界を作用させて担持粒子をチップの内壁面に固定する(a工程)。空気穴42を開口した状態で、前記空間容量よりも多い量の液体試料を液体試料注入口41に点着し、チップの空間3に液体試料を導入する(b工程)。分析試薬保持部31内に液が満たされた時点で空気穴42を閉鎖し、液体試料が流路33に侵入しないようにする。このとき液体試料は液体試料注入口41から盛り上がってあふれている。この状態で磁界の担持粒子への作用を弱めて、液体試料と担持粒子を十分に接触させる(c工程)。その後、前記空気穴42を開放し、液体試料を毛細管現象により分析試薬保持部31から流路33を介して分析部32へ移送する。そして分析を行う(d工程)。
本方法においては第一の方法で説明したとおり、空気穴42に嵌合する蓋を設けて空気穴42を開閉してもよい。
3) Third method A magnetic field is applied to fix the supported particles on the inner wall surface of the chip (step a). With the air hole 42 opened, a liquid sample larger in volume than the space capacity is spotted on the liquid sample inlet 41, and the liquid sample is introduced into the chip space 3 (step b). The air hole 42 is closed when the analysis reagent holding unit 31 is filled with the liquid so that the liquid sample does not enter the flow path 33. At this time, the liquid sample rises from the liquid sample inlet 41 and overflows. In this state, the action of the magnetic field on the supported particles is weakened, and the liquid sample and the supported particles are sufficiently brought into contact (step c). Thereafter, the air hole 42 is opened, and the liquid sample is transferred from the analysis reagent holding unit 31 to the analysis unit 32 via the flow path 33 by capillary action. Then, analysis is performed (step d).
In this method, as described in the first method, a lid that fits into the air hole 42 may be provided to open and close the air hole 42.

4)第四の方法
磁界を作用させて担持粒子をチップの内壁面に固定する(a工程)。分析試薬保持部31と等しい容量の液体試料を液体試料注入口41に点着し、チップの空間3に液体試料を充填する(b工程)。すると分析試薬保持部31内に液が充填されるので、この状態で磁界の担持粒子への作用を弱めて、液体試料と担持粒子を十分に接触させる(c工程)。その後、遠心力により液体試料を分析部32に移送する。そして分析を行う(d工程)。
4) Fourth Method A magnetic field is applied to fix the supported particles on the inner wall surface of the chip (step a). A liquid sample having the same volume as the analysis reagent holding unit 31 is spotted at the liquid sample inlet 41, and the liquid sample is filled into the space 3 of the chip (step b). Then, since the liquid is filled in the analysis reagent holding part 31, the action of the magnetic field on the supported particles is weakened in this state, and the liquid sample and the supported particles are sufficiently brought into contact (step c). Thereafter, the liquid sample is transferred to the analysis unit 32 by centrifugal force. Then, analysis is performed (step d).

5)第五の方法
磁界を作用させて担持粒子をチップの内壁面に固定する(a工程)。液体試料注入口41にポンプを接続し、当該ポンプにより液体試料を分析試薬保持部31に充填する(b工程)。この状態で磁界の担持粒子への作用を弱めて、液体試料と担持粒子を十分に接触させる(c工程)。その後、ポンプにより液体試料を分析部32に移送する。そして分析を行う(d工程)。
5) Fifth Method A magnetic field is applied to fix the supported particles on the inner wall surface of the chip (step a). A pump is connected to the liquid sample inlet 41, and the liquid sample is filled into the analysis reagent holding unit 31 by the pump (step b). In this state, the action of the magnetic field on the supported particles is weakened, and the liquid sample and the supported particles are sufficiently brought into contact (step c). Thereafter, the liquid sample is transferred to the analysis unit 32 by a pump. Then, analysis is performed (step d).

以下に実施例により本発明をより詳細に説明する。
(実施例1:図2に示す液体試料分析装置を用いた分析)
厚み0.1mm;長さ20mm;幅10mmのポリエチレンテレフタレート製の基板23を準備した。厚み0.05mm;長さ20mm;幅10mmの両面粘着テープを準備し、スペーサー22とした。表面に親水性処理が施された厚み0.1mm;長さ20mm;幅10mmのポリエチレンテレフタレート製の上カバー21を準備した。カバー21には液体試料注入口41と空気穴42を形成した。これらを貼り合わせ図2に示すような液体試料分析チップ1を得た。当該チップは液体試料を充填するための空間3を有し、分析試薬保持部31と分析部32は、前記空間3の全部とした。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(Example 1: Analysis using the liquid sample analyzer shown in FIG. 2)
A substrate 23 made of polyethylene terephthalate having a thickness of 0.1 mm; a length of 20 mm; and a width of 10 mm was prepared. A double-sided adhesive tape having a thickness of 0.05 mm; a length of 20 mm; and a width of 10 mm was prepared and used as the spacer 22. An upper cover 21 made of polyethylene terephthalate having a thickness of 0.1 mm, a length of 20 mm, and a width of 10 mm with a hydrophilic treatment applied to the surface was prepared. A liquid sample inlet 41 and an air hole 42 were formed in the cover 21. These were bonded to obtain a liquid sample analysis chip 1 as shown in FIG. The chip has a space 3 for filling a liquid sample, and the analysis reagent holding unit 31 and the analysis unit 32 are the entire space 3.

直径約2.8ミクロンの市販の抗マウスIgG抗体修飾磁気粒子(Dynal、Dynabeads M−280)に、マウス由来抗ヒトCRP(環状AMP受容タンパク質)モノクローナル抗体を担持した。操作は磁気粒子販売メーカーのプロトコルに従って行った。この磁気粒子を5%トレハロース、0.1%BSAを含む0.1Mグリシン緩衝液に分散させた。当該液を液体試料分析チップ1の試薬注入口2へ点着し、液が空間3に満たされることを確認した。次に、空間3の面積より大きい磁石を準備し、当該磁石の上に液体試料分析チップ1を設置した。この状態で液体試料分析チップ1および磁石を乾燥機に入れ、空間3に充填された液の液体成分が目視で確認できなくなるまで乾燥した。これにより抗マウスIgG抗体修飾磁気粒子(担持粒子)が乾燥状態で均一に分散した分析試薬保持部31を有する液体試料分析チップ1を調製した。   A commercially available anti-mouse IgG antibody-modified magnetic particle having a diameter of about 2.8 microns (Dynal, Dynabeads M-280) was loaded with a mouse-derived anti-human CRP (cyclic AMP receptor protein) monoclonal antibody. The operation was performed according to the protocol of the magnetic particle vendor. The magnetic particles were dispersed in 0.1 M glycine buffer containing 5% trehalose and 0.1% BSA. The liquid was spotted on the reagent inlet 2 of the liquid sample analysis chip 1 and it was confirmed that the liquid was filled in the space 3. Next, a magnet larger than the area of the space 3 was prepared, and the liquid sample analysis chip 1 was placed on the magnet. In this state, the liquid sample analysis chip 1 and the magnet were put into a dryer, and dried until the liquid component of the liquid filled in the space 3 could not be visually confirmed. Thereby, the liquid sample analysis chip 1 having the analysis reagent holding part 31 in which the anti-mouse IgG antibody-modified magnetic particles (supported particles) were uniformly dispersed in a dry state was prepared.

この液体試料分析チップ1を磁石の上に設置した状態で、液体試料として純水を液体試料注入口41に点着し、液体試料が空間3に充填されたことを確認した。その後チップ1を磁石から遠ざけた。これにより担持粒子が液体試料中に分散された。空間3における液体試料中の担持粒子の分布を顕微鏡にて観察した。その結果、担持粒子が液体試料中に均一に分布していることが確認された。   With the liquid sample analysis chip 1 placed on the magnet, pure water was spotted on the liquid sample inlet 41 as a liquid sample, and it was confirmed that the liquid sample was filled in the space 3. Thereafter, the chip 1 was moved away from the magnet. As a result, the supported particles were dispersed in the liquid sample. The distribution of the supported particles in the liquid sample in the space 3 was observed with a microscope. As a result, it was confirmed that the supported particles were uniformly distributed in the liquid sample.

(実施例2)
液体試料として純水の代わりにCRPを含む溶液を用いた以外は実施例1と同様にして担持粒子の挙動を観察した。液体試料を空間3に充填した後、チップ1を磁石から遠ざけて担持粒子を液体試料中に分散し、その分散状態を顕微鏡で観察した。その結果、担持粒子が液体試料中で凝集していることを確認した。
(Example 2)
The behavior of the supported particles was observed in the same manner as in Example 1 except that a solution containing CRP was used instead of pure water as the liquid sample. After the liquid sample was filled in the space 3, the chip 1 was moved away from the magnet to disperse the supported particles in the liquid sample, and the dispersion state was observed with a microscope. As a result, it was confirmed that the supported particles were aggregated in the liquid sample.

(比較例1)
液体試料分析チップ1を磁石の上に設置しない以外は実施例1と同様にして担持粒子の挙動を観察した。純水が空間3に流入する際に担持粒子6は配置されていた空間3の内壁から流されることが確認された。
(Comparative Example 1)
The behavior of the supported particles was observed in the same manner as in Example 1 except that the liquid sample analysis chip 1 was not placed on the magnet. It was confirmed that when the pure water flows into the space 3, the supported particles 6 are caused to flow from the inner wall of the space 3 in which the supported particles 6 were disposed.

(実施例3:図4に示す液体試料分析装置を用いた分析)
厚み0.1mm;長さ20mm;幅10mmのポリエチレンテレフタレート基板24に、金スパッタリングを施し二本の平行な導線を設けた。導線は基板24の長さ方向の一方の端を始点とし、もう一方の端を終点とするように設けた。導線は基板24の長辺に平行に設けた。導線の幅は1mmとした。二本の導線の間隔は0.5mmとした。
厚み0.05mm;長さ20mm;幅10mmの両面粘着テープを準備し、スペーサー22とした。表面に親水性処理が施された、厚み0.1mm;長さ20mm;幅10mmのポリエチレンテレフタレート製の上カバー21を準備した。カバー21には液体試料注入口41と空気穴42を形成した。これらを貼り合わせることにより、図2に示すような液体試料分析チップ1を得た。
(Example 3: Analysis using the liquid sample analyzer shown in FIG. 4)
A polyethylene terephthalate substrate 24 having a thickness of 0.1 mm; a length of 20 mm; and a width of 10 mm was subjected to gold sputtering to provide two parallel conductors. The conducting wire was provided so that one end in the length direction of the substrate 24 was the starting point and the other end was the ending point. The conducting wire was provided in parallel with the long side of the substrate 24. The width of the conducting wire was 1 mm. The distance between the two conductors was 0.5 mm.
A double-sided adhesive tape having a thickness of 0.05 mm; a length of 20 mm; and a width of 10 mm was prepared and used as the spacer 22. An upper cover 21 made of polyethylene terephthalate having a thickness of 0.1 mm; a length of 20 mm; and a width of 10 mm was prepared. A liquid sample inlet 41 and an air hole 42 were formed in the cover 21. By bonding these together, a liquid sample analysis chip 1 as shown in FIG. 2 was obtained.

実施例1と同様にしてマウスIgG抗体修飾磁気粒子(担持粒子)が乾燥状態で均一に分散した分析試薬保持部31を有する液体試料分析チップ1を調製した。
液体試料としてCRPを含む溶液を用い、実施例1と同様にして担持粒子に磁界を適用しながら液体試料をチップ内の空間3に充填した。続いて、実施例1と同様にして前記磁界の適用を解除し、当該溶液中に担持粒子を分散させた。続いて液体試料分析チップ1の電極対8に電極接続端子81を接続し、電位印加装置82を用いて20Vの交流電圧を印加した。その結果、担持粒子の凝集を促進させることが確認できた。
In the same manner as in Example 1, a liquid sample analysis chip 1 having an analysis reagent holding part 31 in which mouse IgG antibody-modified magnetic particles (supported particles) were uniformly dispersed in a dry state was prepared.
Using a solution containing CRP as the liquid sample, the liquid sample was filled in the space 3 in the chip while applying a magnetic field to the supported particles in the same manner as in Example 1. Subsequently, the application of the magnetic field was canceled in the same manner as in Example 1, and the supported particles were dispersed in the solution. Subsequently, the electrode connection terminal 81 was connected to the electrode pair 8 of the liquid sample analysis chip 1, and an AC voltage of 20 V was applied using the potential application device 82. As a result, it was confirmed that the aggregation of the supported particles was promoted.

本発明により抗体等を担持した分析試薬を試料液中へ均一に溶解・分散させて、試料液中において濃度勾配を発生させない状態で液体試料を分析することができる。よって本発明は、分析対象物質に特異的に反応する抗体を用いた免疫学的分析法等に好適に用いられる。   According to the present invention, an analysis reagent carrying an antibody or the like can be uniformly dissolved and dispersed in a sample solution, and a liquid sample can be analyzed without causing a concentration gradient in the sample solution. Therefore, the present invention is suitably used for an immunological analysis method using an antibody that specifically reacts with a substance to be analyzed.

本発明の液体試料分析チップの第一の態様を示す分解斜視図The disassembled perspective view which shows the 1st aspect of the liquid sample analysis chip | tip of this invention 本発明の液体試料分析装置の第一の態様を示す斜視図The perspective view which shows the 1st aspect of the liquid sample analyzer of this invention 本発明の液体試料分析チップの第二の態様を示す分解斜視図The disassembled perspective view which shows the 2nd aspect of the liquid sample analysis chip | tip of this invention. 本発明の液体試料分析装置の第二の態様を示す斜視図The perspective view which shows the 2nd aspect of the liquid sample analyzer of this invention 本発明の液体試料分析チップの第三の態様を示す分解斜視図The disassembled perspective view which shows the 3rd aspect of the liquid sample analysis chip | tip of this invention. 本発明の液体試料分析装置の第三の態様を示す斜視図The perspective view which shows the 3rd aspect of the liquid sample analyzer of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 液体試料分析チップ
21 カバー
22 スペーサー
23 基板
24 電極対を有する基板
3 空間
31 分析試薬保持部
32 分析部
33 流路
41 液体試料注入口
42 空気穴
5 磁界発生ユニット
51 ジャッキアップシステム
52 制御装置
6 担持粒子
7 液体試料分析装置
8 電極対
81 電極接続端子
82 電位印加装置
9 分析ユニット
91 解析装置
92 分析結果出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid sample analysis chip | tip 21 Cover 22 Spacer 23 Substrate 24 Substrate which has an electrode pair 3 Space 31 Analytical reagent holding | maintenance part 32 Analysis part 33 Flow path 41 Liquid sample inlet 42 Air hole 5 Magnetic field generation unit 51 Jackup system 52 Control apparatus 6 Supported particles 7 Liquid sample analyzer 8 Electrode pair 81 Electrode connection terminal 82 Potential application device 9 Analysis unit 91 Analysis device 92 Analysis result output device

Claims (12)

(A)液体試料を充填するための空間;ならびに前記空間の内壁面に設けられた分析試薬保持部、および分析部を含む液体試料分析チップ、
(B)前記液体試料分析チップの外部に設けられた磁界発生ユニット、および
(C)前記液体試料分析チップの外部に設けられた分析ユニットを含む液体試料分析装置であって、
前記分析試薬保持部が、液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が担持された磁気粒子を有し、
前記磁界発生ユニットが、前記分析試薬保持部に液体試料が充填される際に、前記粒子を分析試薬保持部に固定できるように配置される液体試料分析装置。
(A) a space for filling a liquid sample; and an analysis reagent holding part provided on the inner wall surface of the space, and a liquid sample analysis chip including the analysis part,
(B) A magnetic field generation unit provided outside the liquid sample analysis chip, and (C) a liquid sample analysis device including an analysis unit provided outside the liquid sample analysis chip,
The analysis reagent holding unit has magnetic particles carrying substances that specifically bind to specific components in a liquid sample,
A liquid sample analyzer arranged so that the magnetic field generating unit can fix the particles to the analysis reagent holding unit when the analysis reagent holding unit is filled with the liquid sample.
前記磁界発生ユニットが、前記分析試薬保持部の全部に磁界を作用させるように配置されている請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the magnetic field generation unit is disposed so as to cause a magnetic field to act on the entire analysis reagent holding unit. 前記磁界発生ユニットが、前記粒子に作用させる磁界の強さを調整できる、請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the magnetic field generation unit can adjust the strength of a magnetic field applied to the particles. 前記磁界発生ユニットが磁石を含む請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the magnetic field generation unit includes a magnet. 前記粒子が、乾燥した状態で分析試薬保持部に配置されている請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the particles are arranged in the analysis reagent holding unit in a dry state. 前記液体試料分析チップの分析試薬保持部と分析部が、前記空間における同一の部位に設けられている請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the analysis reagent holding unit and the analysis unit of the liquid sample analysis chip are provided at the same site in the space. 前記液体試料分析チップの分析試薬保持部と分析部が、前記の空間における異なる部位に設けられており、かつ当該分析試薬保持部と当該分析部が流路により接続されている請求項1に記載の液体試料分析装置。   The analysis reagent holding part and the analysis part of the liquid sample analysis chip are provided in different parts in the space, and the analysis reagent holding part and the analysis part are connected by a flow path. Liquid sample analyzer. 前記分析部が電極対を有する請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the analysis unit includes an electrode pair. 前記分析ユニットが光学的分析器を含む請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the analysis unit includes an optical analyzer. 前記分析ユニットが磁気計測器を含む請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the analysis unit includes a magnetic measuring instrument. 前記粒子に担持されている液体試料中の特定成分に特異的に結合する物質が、抗体である請求項1に記載の液体試料分析装置。   The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the substance that specifically binds to a specific component in the liquid sample carried on the particles is an antibody. 請求項1に記載の液体試料分析チップを用いた分析方法であって、
(a)前記磁界発生ユニットから発生する磁界を作用させて前記粒子を前記空間の内壁面に固定する工程、
(b)液体試料を前記液体試料注入口から前記液体試料分析チップ内の空間に充填する工程、
(c)前記磁界発生ユニットから発生する磁界の前記粒子への作用を弱めて、前記空間の内壁面に固定されている前記粒子を液体試料中に解放する工程、および
(d)分析ユニットにより液体試料を分析する工程、を含む分析方法。
An analysis method using the liquid sample analysis chip according to claim 1,
(A) applying a magnetic field generated from the magnetic field generating unit to fix the particles to the inner wall surface of the space;
(B) filling the liquid sample into the space in the liquid sample analysis chip from the liquid sample inlet;
(C) a step of weakening the action of the magnetic field generated from the magnetic field generating unit on the particles to release the particles fixed to the inner wall surface of the space into the liquid sample; and (d) a liquid by the analysis unit. Analyzing the sample.
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