JP2010160108A - Microfluid device system - Google Patents

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Takahiro Yamada
孝弘 山田
Isao Otsubo
功 大坪
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Aisin Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microfluid device system capable of immediately analyzing without a pulsating current generated and providing easy handling. <P>SOLUTION: The microfluid device system X includes: a microfluid device 10 having a sample feeding section 11 to introduce a liquid sample containing an object to be measured, an analysis section 12 to analyze the liquid sample, a waste fluid section 13 to store the liquid sample having passed through the analysis section 12, a fluid channel 14 through which the liquid sample flows down from the sample feeding section 11 to the waste fluid section 13, and an opening 16 connected to the waste fluid section 13 through a gas passage 15; and a pump unit 20 having an elastic tube 21 communicating with the opening 16, and a length adjusting mechanism 22 to block the internal space of the elastic tube 21 by a clamping section 21a to clamp the elastic tube 21, capable of varying the length from the connection ends 21b to the opening 16 and the clamping section 21a in the elastic tube 21. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定物質として環境中に含まれる毒性物質などの測定物質を含んだ液体試料を分析するためのマイクロ流体デバイス、および、当該液体試料を送液するポンプユニットを備えるマイクロ流体デバイスシステムに関する。   The present invention relates to a microfluidic device for analyzing a liquid sample containing a measurement substance such as a toxic substance contained in the environment as a measurement substance, and a microfluidic device system including a pump unit for feeding the liquid sample. .

近年、半導体等の微細加工技術を応用して製造されたマイクロ流体デバイスが、生化学、医療等の分野において使用されている。マイクロ流体デバイスとは、例えば、基板中に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分析部等の構造が形成された微小分析デバイスのことをいう。   In recent years, microfluidic devices manufactured by applying microfabrication technology such as semiconductors have been used in fields such as biochemistry and medicine. The microfluidic device refers to, for example, a microanalytical device in which a structure such as a microcapillary fluid flow path in a substrate or an analysis unit as a reaction region connected to the flow path is formed.

このようなマイクロ流体デバイスに、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試料供給部より導入し、分析部において、例えば抗原抗体反応による免疫学的手法や、核酸等のハイブリダイゼーションによる生化学的手法を用いて液体試料中に含まれる測定物質を検出する。   In such a microfluidic device, a liquid sample containing a biological substance such as nucleic acid, protein, or microbial cell as a measurement substance is introduced from the sample supply unit, and in the analysis unit, for example, an immunological technique using an antigen-antibody reaction or a nucleic acid The measurement substance contained in the liquid sample is detected using a biochemical technique such as hybridization.

特許文献1には、マイクロ流体デバイスに着脱可能に構成され、液滴を吐出することによりマイクロ流体デバイスの流体流路内に負圧を発生させて液体試料を送液するポンプユニットを有するマイクロ流体デバイスシステムが記載してある。   Patent Document 1 discloses a microfluid having a pump unit configured to be detachably attached to a microfluidic device and generating a negative pressure in a fluid flow path of the microfluidic device by discharging a liquid droplet to send a liquid sample. A device system is described.

このシステムは、複数の試料供給部を選択的に開閉して、ポンプユニットによって送液される液体試料を選択する蓋部を備える。当該蓋部は複数の試料供給部を覆い、かつ、1つの試料供給部に対応する開口部を備える。この蓋部をスライドさせて開口部を試料供給部に一致させることにより、所望の試料供給部を選択的に開閉でき、選択された試料供給部に収容してある液体試料がポンプユニットによって送液される。   This system includes a lid that selectively opens and closes a plurality of sample supply units to select a liquid sample to be fed by a pump unit. The lid part covers a plurality of sample supply parts and includes an opening corresponding to one sample supply part. By sliding the lid and matching the opening with the sample supply unit, the desired sample supply unit can be selectively opened and closed, and the liquid sample contained in the selected sample supply unit is fed by the pump unit. Is done.

当該ポンプユニットでは、チューブポンプを使用している。当該チューブポンプは、弾性のあるチューブの一点をローラーで押し潰し、ローラーをそのままチューブに沿って移動させることでチューブ内部の液体を押し出すことができるため吐出作用が生じる。ローラーが移動した後、押し潰された箇所はチューブの復元力によって元の形状に戻る。このときチューブ内部には吸引作用が生じる。チューブポンプはこの動作を連続的に行うことで吸引・吐出というポンプ機能を発揮する。   The pump unit uses a tube pump. Since the tube pump can squeeze one point of the elastic tube with a roller and move the roller as it is along the tube, the liquid inside the tube can be pushed out, so that a discharge action occurs. After the roller moves, the crushed portion returns to its original shape by the restoring force of the tube. At this time, a suction action occurs inside the tube. The tube pump performs pumping functions such as suction and discharge by continuously performing this operation.

特開2007−298496号公報JP 2007-298498 A

特許文献1に記載のマイクロ流体デバイスシステムでは、試料供給部に供給した液体試料を分析するには、蓋部材をスライドさせた後にポンプユニットで送液する操作を行なう。分析する液体試料の数が複数ある場合には、蓋部材のスライド操作を液体試料の数だけ行う必要があるため面倒であり、かつ当該液体試料の数だけ分析に要する時間が長くなる。   In the microfluidic device system described in Patent Document 1, in order to analyze the liquid sample supplied to the sample supply unit, the liquid member is fed by the pump unit after sliding the lid member. When there are a plurality of liquid samples to be analyzed, it is necessary to perform the sliding operation of the lid member by the number of liquid samples, which is troublesome, and the time required for the analysis is increased by the number of liquid samples.

また、チューブポンプを使用すると、吐出作用および吸引作用の切り替わり時に流量が変動する脈流が発生する。このような脈流が発生すれば、液体試料を流下させる速度が均一にならず、分析部における反応時間などの正確性に欠ける。   In addition, when a tube pump is used, a pulsating flow whose flow rate fluctuates when switching between the discharge action and the suction action occurs. If such a pulsating flow occurs, the speed at which the liquid sample flows down will not be uniform, and accuracy such as the reaction time in the analysis section will be lacking.

そのうえ、ローラーはチューブを引っ張る方向に移動するため、弾性材であるチューブは劣化し易くなる。   In addition, since the roller moves in the direction of pulling the tube, the tube, which is an elastic material, easily deteriorates.

従って、本発明の目的は、脈流が発生することなく迅速に分析ができ、かつ、長寿命なマイクロ流体デバイスシステムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a microfluidic device system that can be analyzed quickly without generating pulsating flow and has a long life.

上記目的を達成するための本発明に係るマイクロ流体デバイスシステムの第一特徴構成は、測定物質を含んだ液体試料を導入する試料供給部と、前記液体試料を分析する分析部と、該分析部を通過した液体試料を収容する廃液部と、前記試料供給部から前記廃液部へ前記液体試料が流下する流体流路と、前記廃液部に気体通路を介して接続する開口部とを設けたマイクロ流体デバイス、および、
前記開口部に連通する弾性チューブと、前記弾性チューブを挟持した挟持部にて前記弾性チューブの内部空間を閉塞し、かつ前記弾性チューブにおける前記開口部との接続端部から当該挟持部までの長さを変更可能に構成した長さ調節機構とを設けたポンプユニット、を備えた点にある。
In order to achieve the above object, a first characteristic configuration of a microfluidic device system according to the present invention includes a sample supply unit for introducing a liquid sample containing a measurement substance, an analysis unit for analyzing the liquid sample, and the analysis unit A microfluid having a waste liquid part for storing a liquid sample that has passed through, a fluid channel through which the liquid sample flows from the sample supply part to the waste liquid part, and an opening connected to the waste liquid part via a gas passage. Fluidic devices, and
The elastic tube that communicates with the opening and the holding portion that holds the elastic tube closes the internal space of the elastic tube, and the length from the connection end of the elastic tube to the opening to the holding portion And a pump unit provided with a length adjusting mechanism configured to be changeable.

本構成によれば、長さ調節機構が弾性チューブを挟持した際に、弾性チューブの内部空間を閉塞するように弾性チューブに対して圧縮力を作用させることができる。
この圧縮状態で長さ調節機構によって接続端部から挟持部までの長さを連続的に変更させると、弾性チューブにおける挟持部の位置は経時的に変化する。弾性チューブにおいて、長さ調節機構による挟持状態から解放されると、その復元力によって弾性チューブの形状は前記圧縮状態から膨らんで通常状態の形状に戻る。この通常状態の形状に戻る際に、弾性チューブには吸引作用が生じる。挟持部の側は閉塞状態であるため、当該吸引作用は、接続端部において弾性チューブと連通する開口部の側に及ぶ。そのため、マイクロ流体デバイスの内部空間を減圧することができる。これにより、マイクロ流体デバイスの内部に存在する液体試料は開口部の側に吸引され、吸引された液体試料は試料供給部から分析部を経由して廃液部に流入する。このようにして液体試料を分析部に導くことができるため、液体試料に含まれる測定物質を分析部にて反応させることができる。
According to this configuration, when the length adjusting mechanism sandwiches the elastic tube, a compressive force can be applied to the elastic tube so as to close the internal space of the elastic tube.
When the length from the connection end to the clamping part is continuously changed by the length adjusting mechanism in this compressed state, the position of the clamping part in the elastic tube changes with time. When the elastic tube is released from the clamped state by the length adjusting mechanism, the shape of the elastic tube swells from the compressed state and returns to the normal state by the restoring force. When returning to this normal shape, the elastic tube has a suction action. Since the side of the sandwiching portion is in a closed state, the suction action extends to the side of the opening that communicates with the elastic tube at the connection end. Therefore, the internal space of the microfluidic device can be decompressed. As a result, the liquid sample existing inside the microfluidic device is sucked to the opening side, and the sucked liquid sample flows from the sample supply section to the waste liquid section via the analysis section. Since the liquid sample can be guided to the analysis unit in this way, the measurement substance contained in the liquid sample can be reacted in the analysis unit.

このように本構成では、事前に特許文献1に記載のシステムのように蓋部材をスライド移動させる操作をする必要がないため、液体試料の吸引操作を簡便かつ迅速に行うことができる。また、液体試料の吸引時に脈流が発生することがないため、液体試料を均一な流れで分析部に向けて流下させることができる。従って、液体試料の流速を正確に制御して分析部での反応時間などの設定を正確に行なうことができる。   As described above, in this configuration, it is not necessary to perform an operation of sliding the lid member in advance as in the system described in Patent Document 1, so that the liquid sample can be easily and quickly aspirated. In addition, since a pulsating flow does not occur when the liquid sample is sucked, the liquid sample can flow down toward the analysis unit in a uniform flow. Therefore, it is possible to accurately control the flow rate of the liquid sample and accurately set the reaction time in the analysis unit.

本発明に係るマイクロ流体デバイスシステムの第二特徴構成は、前記長さ調節機構は、前記弾性チューブを挟持し、少なくとも一つのローラ部材を有する点にある。   A second characteristic configuration of the microfluidic device system according to the present invention is that the length adjusting mechanism has at least one roller member sandwiching the elastic tube.

本構成では、ローラ部材が回転することで弾性チューブを接続端部から挟持部の間に送り出して、接続端部から挟持部までの長さを連続的に変更させることができる。このとき、弾性チューブはローラ部材によって挟持されるだけであるため、弾性チューブに過大な引っ張り力が作用せず、弾性チューブは劣化し難い。   In this configuration, when the roller member rotates, the elastic tube can be sent from the connection end portion to the clamping portion, and the length from the connection end portion to the clamping portion can be continuously changed. At this time, since the elastic tube is only sandwiched between the roller members, an excessive tensile force does not act on the elastic tube, and the elastic tube is unlikely to deteriorate.

本発明に係るマイクロ流体デバイスシステムの第三特徴構成は、前記ローラ部材に、前記弾性チューブを案内する溝部を形成した点にある。   A third characteristic configuration of the microfluidic device system according to the present invention is that a groove for guiding the elastic tube is formed in the roller member.

本構成のように弾性チューブを溝部で案内すると、弾性チューブの横方向(長尺方向に垂直な方向)への位置ズレを防止できる。   When the elastic tube is guided by the groove portion as in this configuration, it is possible to prevent displacement of the elastic tube in the lateral direction (direction perpendicular to the longitudinal direction).

本発明に係るマイクロ流体デバイスシステムの第四特徴構成は、前記試料供給部および前記弾性チューブをそれぞれ複数備え、隣接する弾性チューブを連結部材によって接続した点にある。   A fourth characteristic configuration of the microfluidic device system according to the present invention is that a plurality of the sample supply units and the elastic tubes are provided, and adjacent elastic tubes are connected by a connecting member.

本構成のように弾性チューブを複数備えることで、複数の試料供給部に対して同時に送液することができるため、短時間に多数の液体試料を分析することができる。
また、隣接する弾性チューブを連結部材によって接続すると、弾性チューブの交換時には一度に脱着ができ、取り扱いが容易となる。さらに、連結部材を設けると、複数の弾性チューブのそれぞれが弾性チューブの長尺方向に位置ズレするのを防止できる。
By providing a plurality of elastic tubes as in this configuration, it is possible to simultaneously send liquids to a plurality of sample supply units, so that a large number of liquid samples can be analyzed in a short time.
Further, when adjacent elastic tubes are connected by a connecting member, they can be detached at the same time when the elastic tubes are replaced, and the handling becomes easy. Furthermore, when the connecting member is provided, each of the plurality of elastic tubes can be prevented from being displaced in the longitudinal direction of the elastic tube.

は、本発明のマイクロ流体デバイスシステムの側断面の概略示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a side cross section of the microfluidic device system of the present invention. は、マイクロ流体デバイスシステムの上面視の概略図を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic top view of the microfluidic device system. は、マイクロ流体デバイスシステムのポンプユニット側からの側面視の概略図を示す図である。These are the figures which show the schematic of the side view from the pump unit side of a microfluidic device system. は、マイクロ流体デバイスの分解斜視図の概略図を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic diagram of an exploded perspective view of a microfluidic device.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1〜4に示したように、本発明のマイクロ流体デバイスシステムXは、測定物質として環境中に含まれる毒性物質などの測定物質を含んだ液体試料を分析するためのマイクロ流体デバイス10、および、当該液体試料を送液するポンプユニット20を備える。
マイクロ流体デバイス10は、測定物質を含んだ液体試料を導入する試料供給部11と、液体試料を分析する分析部12と、分析部12を通過した液体試料を収容する廃液部13と、試料供給部11から廃液部13へ液体試料が流下する流体流路14と、廃液部13に気体通路15を介して接続する開口部16とを設ける。
また、ポンプユニット20は、開口部16に連通する弾性チューブ21と、弾性チューブ21を挟持した挟持部21aにて弾性チューブ21の内部空間を閉塞し、かつ弾性チューブ21における開口部16との接続端部21bから挟持部21aまでの長さを変更可能に構成した長さ調節機構22と設ける。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1-4, the microfluidic device system X of the present invention includes a microfluidic device 10 for analyzing a liquid sample containing a measurement substance such as a toxic substance contained in the environment as a measurement substance, and And a pump unit 20 for feeding the liquid sample.
The microfluidic device 10 includes a sample supply unit 11 that introduces a liquid sample containing a measurement substance, an analysis unit 12 that analyzes the liquid sample, a waste liquid unit 13 that stores the liquid sample that has passed through the analysis unit 12, and a sample supply. A fluid flow path 14 through which the liquid sample flows from the part 11 to the waste liquid part 13 and an opening 16 connected to the waste liquid part 13 via the gas passage 15 are provided.
In addition, the pump unit 20 closes the internal space of the elastic tube 21 with an elastic tube 21 communicating with the opening 16 and a holding portion 21 a holding the elastic tube 21, and is connected to the opening 16 in the elastic tube 21. A length adjusting mechanism 22 configured to change the length from the end portion 21b to the clamping portion 21a is provided.

<マイクロ流体デバイス>
マイクロ流体デバイス10は、所謂バイオチップの一種であり、基板中に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分析部等の構造が形成され、DNA分析デバイス・微小電気泳動デバイス・微小クロマトグラフィーデバイス・微小センサー等のように、液体試料に含まれる測定物質を検出する用途で使用される。
<Microfluidic device>
The microfluidic device 10 is a kind of so-called biochip, in which a microcapillary fluid flow path or a structure such as an analysis section as a reaction region connected to the flow path is formed in a substrate, and a DNA analysis device -Used in applications that detect measurement substances contained in liquid samples, such as micro-electrophoresis devices, micro-chromatography devices, and micro-sensors.

マイクロ流体デバイス10は、凹部や溝を微細加工した基板10Aの両面に樹脂フィルム17,18をそれぞれ貼着することにより、流体流路14や分析部12等の構造を形成する。第1樹脂フィルム17を基板10Aの下面に貼着することで試料供給部11・分析部12・廃液部13・流体流路14が形成され、第2樹脂フィルム18を基板10Aの上面に貼着することで廃液部13の上部空間を封止する。第1樹脂フィルム17は基板10Aと同等の縦横幅を有するサイズとし、第2樹脂フィルム18は廃液部13の上部空間を封止できる程度のサイズとすればよい。   The microfluidic device 10 forms structures such as a fluid flow path 14 and an analysis unit 12 by sticking resin films 17 and 18 to both surfaces of a substrate 10A in which concave portions and grooves are finely processed. The sample supply unit 11, the analysis unit 12, the waste liquid unit 13, and the fluid flow path 14 are formed by pasting the first resin film 17 on the lower surface of the substrate 10A, and the second resin film 18 is pasted on the upper surface of the substrate 10A. By doing so, the upper space of the waste liquid part 13 is sealed. The first resin film 17 may have a size having the same vertical and horizontal width as the substrate 10 </ b> A, and the second resin film 18 may have a size that can seal the upper space of the waste liquid portion 13.

基板10Aは、例えば耐薬品性に優れたガラスプレート等の固相担体を利用する。構成材料はガラスの他に、石英板・ポリジメチルシロキサン(PDMS)等のシリコン樹脂・アクリル樹脂等が利用できる。本実施形態では、アクリル樹脂を構成材料とした基板10Aを示す。アクリル樹脂の基板は微細加工を容易に行なえるため、効率よくマイクロ流体デバイス10を作製することができる。   For the substrate 10A, for example, a solid support such as a glass plate having excellent chemical resistance is used. As the constituent material, quartz plate, silicon resin such as polydimethylsiloxane (PDMS), acrylic resin, and the like can be used in addition to glass. In the present embodiment, a substrate 10A using an acrylic resin as a constituent material is shown. Since the acrylic resin substrate can be easily finely processed, the microfluidic device 10 can be efficiently manufactured.

基板10Aに微細加工を施す方法は、直接加工法および間接加工法の何れを適用してもよい。直接加工法としては、微細加工用ドリル等を用いての機械的切削加工法などが例示される。一方、間接加工法としては、所望の構造に対応する鋳型を用いて微細構造を転写する射出成形法などが例示される。   Either a direct processing method or an indirect processing method may be applied as a method for finely processing the substrate 10A. Examples of the direct machining method include a mechanical cutting method using a fine machining drill or the like. On the other hand, examples of the indirect processing method include an injection molding method in which a fine structure is transferred using a mold corresponding to a desired structure.

マイクロ流体デバイス10は保持台30の上に載置する。保持台30の上面には、マイクロ流体デバイス10を収容するため、マイクロ流体デバイス10の外形に対応した凹部33が形成され、マイクロ流体デバイス10の開口部16の対応する位置に弾性材31が敷設してある。保持台30の下面には、開口部16および弾性チューブ21を連通させるチューブ接続部32が設けてある。
マイクロ流体デバイス10の厚さ方向の一部が凹部33に埋設されるように凹部33に収容した状態で、その上方から押付手段(図外)によって押圧することにより、開口部16、チューブ接続部32および弾性チューブ21が気密的に接続される。
開口部16、チューブ接続部32および弾性チューブ21を気密的に接続するのは、上記押圧手段を使用する以外に、マイクロ流体デバイス10の底面を吸引手段(図外)により吸引することにより行なってもよい。
保持台30の下方には、測定物質を分析するための分析手段40(後述)を備える。
The microfluidic device 10 is placed on the holding table 30. A concave portion 33 corresponding to the outer shape of the microfluidic device 10 is formed on the upper surface of the holding base 30 to accommodate the microfluidic device 10, and the elastic material 31 is laid at a position corresponding to the opening 16 of the microfluidic device 10. It is. On the lower surface of the holding table 30, a tube connecting portion 32 that allows the opening 16 and the elastic tube 21 to communicate with each other is provided.
When the microfluidic device 10 is housed in the recess 33 so that a part of the microfluidic device 10 in the thickness direction is embedded in the recess 33, the microfluidic device 10 is pressed by pressing means (not shown) from above, thereby opening 16, tube connecting portion 32 and the elastic tube 21 are hermetically connected.
The opening 16, the tube connecting portion 32, and the elastic tube 21 are hermetically connected by sucking the bottom surface of the microfluidic device 10 by a suction means (not shown), in addition to using the pressing means. Also good.
Below the holding table 30, an analysis means 40 (described later) for analyzing the measurement substance is provided.

(試料供給部)
試料供給部11は、測定物質を含んだ液体試料をピペット等で注入する開口を備えたチャンバーである。試料供給部11は、分析する液体試料の所望量を貯留できるだけの容積を備えるとよい。本実施形態の試料供給部11は、基盤10Aの厚さに亘って、かつ、流体流路14の流路幅より広くなるようにそのサイズを設定する。
本実施形態では、8つの試料供給部11を設けたものを例示するが、試料供給部11の数は限定されるものではない。以下に説明する分析部12・廃液部13・流体流路14・気体通路15・開口部16のそれぞれの設置数は、試料供給部11と同じ数とする。
試料供給部11の開口には、例えばパイプ部材(図外)を挿入して構成してもよい。この場合、パイプ部材をシリコンチューブと接続させることで、当該シリコンチューブ経由で液体試料を基板10Aに供給することができる。
(Sample supply unit)
The sample supply unit 11 is a chamber having an opening for injecting a liquid sample containing a measurement substance with a pipette or the like. The sample supply unit 11 may have a volume that can store a desired amount of the liquid sample to be analyzed. The sample supply unit 11 of the present embodiment sets the size so as to extend over the thickness of the base 10 </ b> A and wider than the channel width of the fluid channel 14.
In the present embodiment, an example in which eight sample supply units 11 are provided is illustrated, but the number of sample supply units 11 is not limited. The number of analyzers 12, waste liquid units 13, fluid channels 14, gas passages 15, and openings 16 described below is the same as the number of sample supply units 11.
For example, a pipe member (not shown) may be inserted into the opening of the sample supply unit 11. In this case, the liquid sample can be supplied to the substrate 10A via the silicon tube by connecting the pipe member to the silicon tube.

(分析部)
分析部12では液体試料に含まれる測定物質を分析するための反応を行なうチャンバーである。
本実施形態における分析部12は、結合対アッセイとして抗原抗体反応による免疫学的手法を利用した分析部12の構成を示す。ただし、これに限られるものではなく、公知の核酸等のハイブリダイゼーションによる生化学的手法を利用することもできる。
免疫学的手法を利用する場合、当該分析部12は、液体試料中に含まれる測定物質と結合して特異的複合体を形成する結合性物質を封入する構成とする。当該結合性物質は測定物質と反応する反応性物質であって測定物質の検出・定量ができるものであればよく、分析部12を形成する部材表面に結合性物質を固定する、或いは、ビーズ等の固定化粒子に結合性物質を担持させる。
本実施形態では、結合性物質を担持させた複数の固定化粒子を分析部12から移動しないようにするため、分析部12の両端に移動防止部材12a,12bを備える例を示す。このように当該結合性物質を固定化粒子の表面に担持させた状態で当該固定化粒子を分析部20の中に封入することにより、結合性物質を分析部20に配置することができる。
(Analysis Department)
The analysis unit 12 is a chamber that performs a reaction for analyzing a measurement substance contained in a liquid sample.
The analysis unit 12 in this embodiment shows the configuration of the analysis unit 12 using an immunological technique based on an antigen-antibody reaction as a binding pair assay. However, the present invention is not limited to this, and a biochemical technique based on hybridization of a known nucleic acid or the like can also be used.
When using an immunological technique, the analysis unit 12 is configured to enclose a binding substance that binds to a measurement substance contained in a liquid sample to form a specific complex. The binding substance may be any reactive substance that reacts with the measurement substance and can detect and quantitate the measurement substance. The binding substance is fixed to the surface of the member forming the analysis unit 12, or a bead or the like. A binding substance is supported on the immobilized particles.
In the present embodiment, an example in which movement preventing members 12 a and 12 b are provided at both ends of the analysis unit 12 in order to prevent the plurality of immobilized particles carrying the binding substance from moving from the analysis unit 12 is shown. Thus, the binding substance can be arranged in the analysis unit 20 by enclosing the immobilized particle in the analysis unit 20 in a state where the binding material is supported on the surface of the fixation particle.

(廃液部)
廃液部13は分析部12を通過した反応済みの液体試料を貯留するチャンバーである。当該廃液部13は、その上面および下面が樹脂フィルム17、18で囲まれた空間となっており、基盤10Aの厚さに亘って、かつ、流体流路14および気体通路15の流路幅より広くなるようそのサイズを設定する。また、廃液部13は、その上流側が前記空間の上方で流体流路14と接続し、その下流側が前記空間の上方で気体通路15と接続している。このように構成することで、廃液部13に貯留できる液体試料を多くすることができる。
(Waste liquid part)
The waste liquid part 13 is a chamber for storing the reacted liquid sample that has passed through the analysis part 12. The waste liquid portion 13 is a space whose upper and lower surfaces are surrounded by resin films 17 and 18, and extends over the thickness of the base 10 </ b> A and from the flow passage widths of the fluid passage 14 and the gas passage 15. Set the size to be wide. The waste liquid portion 13 has an upstream side connected to the fluid flow path 14 above the space, and a downstream side connected to the gas passage 15 above the space. By comprising in this way, the liquid sample which can be stored in the waste liquid part 13 can be increased.

(流体流路)
流体流路14は、試料供給部11から廃液部13までを接続して、試料供給部11から廃液部13へ液体試料が流下する流路である。
(Fluid flow path)
The fluid channel 14 is a channel through which the liquid sample flows from the sample supply unit 11 to the waste liquid unit 13 by connecting the sample supply unit 11 to the waste liquid unit 13.

(気体通路)
気体通路15は、廃液部13から開口部16までを接続して、廃液部13から開口部16へ空気が流通する通路である。
(Gas passage)
The gas passage 15 is a passage through which air flows from the waste liquid portion 13 to the opening portion 16 by connecting the waste liquid portion 13 to the opening portion 16.

(開口部)
開口部16は、廃液部13の下流に形成された孔である。当該開口部16は、保持台30に設けたチューブ接続部32を介して弾性チューブ21と連通する。弾性チューブ21によってポンプユニット20と連通した開口部16からは、ポンプユニット20により気体通路15を経由してマイクロ流体デバイス10の内部の空気が排気される。
(Aperture)
The opening 16 is a hole formed downstream of the waste liquid part 13. The opening portion 16 communicates with the elastic tube 21 via a tube connection portion 32 provided on the holding table 30. Air inside the microfluidic device 10 is exhausted from the opening 16 communicating with the pump unit 20 by the elastic tube 21 via the gas passage 15 by the pump unit 20.

<ポンプユニット>
ポンプユニット20は、マイクロ流体デバイス10の内部に存在する液体試料を試料供給部11から廃液部13へ流下するように、マイクロ流体デバイス10の内部空間を減圧する。
<Pump unit>
The pump unit 20 decompresses the internal space of the microfluidic device 10 so that the liquid sample existing inside the microfluidic device 10 flows down from the sample supply unit 11 to the waste liquid unit 13.

(弾性チューブ)
弾性チューブ21は、外部から圧縮力が作用しない通常状態では中空の円筒形状を呈するが、外部から圧縮力が作用したとき(圧縮状態)には、当該圧縮力の作用点とその近傍が弾性変形してその内部空間が閉塞され、当該圧縮状態から開放されたときに前記通常状態の形状に復元する材料で構成する。このような材料としては、例えばゴム等の弾性材が例示される。ただし、これに限定されるものではない。本実施形態では、試料供給部11の設置数と同じ数(8つ)の弾性チューブ21を備える例を示す。
(Elastic tube)
The elastic tube 21 has a hollow cylindrical shape in a normal state where no compressive force is applied from the outside, but when the compressive force is applied from the outside (compressed state), the point of action of the compressive force and the vicinity thereof are elastically deformed. Then, the inner space is closed, and the material is made of a material that restores the shape of the normal state when released from the compressed state. Examples of such a material include elastic materials such as rubber. However, it is not limited to this. In the present embodiment, an example including the same number (eight) of elastic tubes 21 as the number of installed sample supply units 11 is shown.

(長さ調節機構)
長さ調節機構22は、弾性チューブ21を挟持した挟持部21aにて弾性チューブ21の内部空間を閉塞し、かつ弾性チューブ21における開口部16との接続端部21bから挟持部21aまでの長さを変更可能に構成する。
(Length adjustment mechanism)
The length adjusting mechanism 22 closes the internal space of the elastic tube 21 with the holding portion 21a holding the elastic tube 21, and the length from the connection end portion 21b of the elastic tube 21 to the opening 16 to the holding portion 21a. Is configured to be changeable.

長さ調節機構22によって弾性チューブ21の挟持部21aの位置を変化させる際に挟持状態から解放された弾性チューブ21は、その復元力によって圧縮状態から膨らみ通常状態の形状に戻る。この通常状態の形状に戻る際に、弾性チューブ21には吸引作用が生じる。挟持部21aの側は閉塞状態であるため、当該吸引作用は、接続端部21bにおいて弾性チューブ21と連通する開口部16の側に及ぶ。これにより、マイクロ流体デバイス10の内部空間が減圧される。マイクロ流体デバイス10の内部に存在する液体試料は開口部16の側に吸引され、吸引された液体試料は試料供給部11から分析部12を経由して廃液部13に流入する。このようにして液体試料を分析部12に導くことができるため、液体試料に含まれる測定物質を分析部12にて反応させることができる。   The elastic tube 21 released from the holding state when the position of the holding portion 21a of the elastic tube 21 is changed by the length adjusting mechanism 22 swells from the compressed state and returns to the normal state by its restoring force. When returning to the normal shape, the elastic tube 21 has a suction action. Since the clamping part 21a side is in a closed state, the suction action extends to the opening 16 side communicating with the elastic tube 21 at the connection end part 21b. Thereby, the internal space of the microfluidic device 10 is decompressed. The liquid sample existing inside the microfluidic device 10 is sucked toward the opening 16, and the sucked liquid sample flows from the sample supply unit 11 through the analysis unit 12 into the waste liquid unit 13. Since the liquid sample can be guided to the analysis unit 12 in this way, the measurement substance contained in the liquid sample can be reacted in the analysis unit 12.

本実施形態では、長さ調節機構22は、弾性チューブ21を挟持し、少なくとも一つのローラ部材を有する場合について説明する。   In the present embodiment, the case where the length adjusting mechanism 22 sandwiches the elastic tube 21 and has at least one roller member will be described.

本実施形態では、上下に配置した一対の部材22a,22bのうち、上側の部材22aを回転駆動可能なローラ部材22aとし、下側の部材22bを弾性チューブ21を下方から支持するガイド部材22bとする。ローラ部材22aには、駆動用モータ軸25・カップリング26を介して駆動用モータ24が接続している。ガイド部材22bは駆動用モータに接続しないが、弾性チューブ21とローラ部材22aおよびガイド部材22bとの摩擦力をできるだけ抑制するため、弾性チューブ21の移動に伴って回転可能に構成する。   In the present embodiment, of the pair of members 22a and 22b arranged above and below, the upper member 22a is a roller member 22a that can be rotationally driven, and the lower member 22b is a guide member 22b that supports the elastic tube 21 from below. To do. A driving motor 24 is connected to the roller member 22a via a driving motor shaft 25 and a coupling 26. The guide member 22b is not connected to the drive motor, but is configured to be rotatable with the movement of the elastic tube 21 in order to suppress the frictional force between the elastic tube 21, the roller member 22a, and the guide member 22b as much as possible.

本構成では、ローラ部材22aが回転することで弾性チューブ21を接続端部21bから挟持部21aの間に送り出して、接続端部21bから挟持部21aまでの長さを連続的に変更させることができる。このとき、弾性チューブ21は一対のローラ部材22aおよびガイド部材22bによって挟持されるだけであるため、弾性チューブ21に過大な引っ張り力が作用せず、弾性チューブ21は劣化し難い。   In this configuration, when the roller member 22a rotates, the elastic tube 21 is sent out between the connection end 21b and the clamping part 21a, and the length from the connection end 21b to the clamping part 21a is continuously changed. it can. At this time, since the elastic tube 21 is only sandwiched between the pair of roller members 22a and the guide member 22b, an excessive tensile force does not act on the elastic tube 21, and the elastic tube 21 is unlikely to deteriorate.

ローラ部材22aには、弾性チューブ21を案内する溝部22cを形成してある。本構成のように弾性チューブ21を溝部22cで案内すると、弾性チューブ21の横方向(長尺方向に垂直な方向)への位置ズレを防止できる。溝部22cは、ガイド部材22bの側にも設けることができる。   A groove 22c for guiding the elastic tube 21 is formed in the roller member 22a. When the elastic tube 21 is guided by the groove 22c as in this configuration, it is possible to prevent the displacement of the elastic tube 21 in the lateral direction (direction perpendicular to the longitudinal direction). The groove 22c can also be provided on the guide member 22b side.

上述したように試料供給部11および弾性チューブ21はそれぞれ複数(8つ)備える。隣接する弾性チューブ21は、連結部材23によって接続してある。
本構成のように弾性チューブ21を複数備えることで、複数の試料供給部11に対して同時に送液することができる。また、隣接する弾性チューブ21を連結部材23によって接続すれば、弾性チューブ21の交換時には一度に脱着ができ、複数の弾性チューブ21のそれぞれが弾性チューブ21の長尺方向に位置ズレするのを防止できる。
As described above, each of the sample supply unit 11 and the elastic tube 21 includes a plurality (eight). Adjacent elastic tubes 21 are connected by a connecting member 23.
By providing a plurality of elastic tubes 21 as in this configuration, it is possible to simultaneously send liquids to a plurality of sample supply units 11. Further, if the adjacent elastic tubes 21 are connected by the connecting member 23, when the elastic tubes 21 are replaced, they can be detached at a time, and each of the plurality of elastic tubes 21 is prevented from being displaced in the longitudinal direction of the elastic tubes 21. it can.

(液体試料とその分析方法の詳細)
上述した「液体試料」とは、分析を行なうべき対象となる測定物質を含む、或いは、含む可能性のある液体のサンプルのことを指す。液体試料はどのような起源由来のものであってもよい。例えば、環境試料・細胞・培養物・組織・体液・尿・血清および生検試料等から得ることができる。
環境試料としては、工場跡地等から採取した土壌や、河川から採取した水等が例示される。そして、環境中より採取された試料は、マイクロ流体デバイスに形成された流路中を流下できる程度の粘性を有する液体試料となるよう調整する。
(Details of liquid sample and analysis method)
The above-mentioned “liquid sample” refers to a liquid sample containing or possibly containing a measurement substance to be analyzed. The liquid sample may be from any source. For example, it can be obtained from environmental samples, cells, cultures, tissues, body fluids, urine, serum and biopsy samples.
Examples of environmental samples include soil collected from factory sites, water collected from rivers, and the like. Then, the sample collected from the environment is adjusted so as to be a liquid sample having a viscosity that can flow down the flow path formed in the microfluidic device.

液体試料に含まれる「測定物質」は、この測定物質と特異的結合体を形成しうる結合性物質(後述)との結合により捕捉される。特異的複合体は、結合対アッセイを行った結果生じるものであり、後述するように、抗原抗体反応の結果生じる免疫化学的複合体や、相補的な核酸同士のハイブリダイゼーションの結果生じる複合体等が好適に例示される。   The “measurement substance” contained in the liquid sample is captured by the binding of this measurement substance and a binding substance (described later) that can form a specific conjugate. The specific complex is the result of the binding pair assay. As described later, the immunochemical complex resulting from the antigen-antibody reaction, the complex resulting from the hybridization of complementary nucleic acids, etc. Is preferably exemplified.

測定物質は、化学物質・タンパク質等の高分子・DNA断片・微生物又はウィルスおよびその断片・ホルモン等、あらゆる物質が対象となりうる。具体的には、土壌中に含まれる毒性物質(PCB,ダイオキシン)や、油性物質(重油)等の環境汚染の要因となりうる物質、或いは、河川の水に含まれる病原性大腸菌の菌体等が好適に例示される。   The measurement substance can be any substance such as chemical substances, polymers such as proteins, DNA fragments, microorganisms or viruses, fragments thereof, hormones, and the like. Specifically, substances that can cause environmental pollution such as toxic substances (PCB, dioxins) and oily substances (heavy oil) contained in soil, or pathogenic E. coli cells contained in river water, etc. Preferably exemplified.

「結合性物質」は、測定物質を認識し得る物質、つまり、結合性物質と親和性を有する測定物質を選択的に検出し得る分子認識能を有する物質を意味する。具体的には、抗原・抗体・DNA断片・タンパク質・ペプチド等が好ましく例示されるが、これらに限定されるものではない。例えば、測定物質としてのPCB、ダイオキシンに対する結合性物質は、それぞれ抗PCB抗体、抗ダイオキシン抗体である。   “Binding substance” means a substance capable of recognizing a measurement substance, that is, a substance having molecular recognition ability capable of selectively detecting a measurement substance having an affinity for a binding substance. Specifically, antigens, antibodies, DNA fragments, proteins, peptides and the like are preferably exemplified, but are not limited thereto. For example, the binding substances for PCB and dioxin as measurement substances are an anti-PCB antibody and an anti-dioxin antibody, respectively.

「免疫化学的手法」としては、例えば、固相法によるイムノアッセイの手法を適用することにより液体試料中の測定物質の存在を検出、或いは、定量的測定ができる。イムノアッセイとして公知の所謂「サンドイッチ法」では、例えば抗原のような標的となる測定物質を、標識化抗体と固定化物質表面に固定化された抗体(結合性物質)との間に挟むことにより、分析部12において特異的複合体を形成させ、測定物質を捕捉することができる。   As the “immunochemical technique”, for example, the presence of a measurement substance in a liquid sample can be detected or quantitatively measured by applying an immunoassay technique based on a solid phase method. In the so-called “sandwich method” known as an immunoassay, for example, a target measurement substance such as an antigen is sandwiched between a labeled antibody and an antibody (binding substance) immobilized on the surface of the immobilized substance, The analysis unit 12 can form a specific complex and capture the measurement substance.

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、測定物質の存在を検出、或いは、定量的測定ができる。
抗原抗体反応により形成された特異的複合体の検出は、以下のように行う。
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。
By labeling an antibody or the like that forms a specific complex, the presence of the measurement substance can be detected or quantitatively measured.
The specific complex formed by the antigen-antibody reaction is detected as follows.
For example, by labeling an antibody with a fluorescent (luminescent) substance and detecting its fluorescence (luminescent) intensity directly, or by binding an enzyme to the antibody and performing an enzymatic reaction using a chemiluminescent substrate, optical changes can be detected. To do.

蛍光標識した抗体を使用した場合における反応の結果、生成する特異的複合体中に、「測定物質」の量に応じて標識物質が存在することになる。洗浄用バッファーなどを試料供給部11より導入して、ポンプユニット20によりマイクロ流体デバイス10の内部空間を減圧して流体流路14を流下させ、未反応物を除去した後、標識物質の量を測定することで、「測定物質」を定量することができる。標識物質の定量は、標識物質の種類と共に種々の方法をとりうる。例えば、蛍光測定装置により蛍光物質の蛍光強度を測定する。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。   As a result of the reaction when a fluorescently labeled antibody is used, a labeling substance is present in the specific complex produced depending on the amount of “measurement substance”. A washing buffer or the like is introduced from the sample supply unit 11, and the internal space of the microfluidic device 10 is decompressed by the pump unit 20 to flow down the fluid flow path 14, and unreacted substances are removed. By measuring, “measurement substance” can be quantified. The quantification of the labeling substance can take various methods along with the type of the labeling substance. For example, the fluorescence intensity of the fluorescent substance is measured by a fluorescence measuring device. By comparing the measured label intensity with the label intensity when a known amount of “measurement substance” is measured, the amount of the measurement substance in the liquid sample can be determined.

本実施形態の分析手段40として蛍光強度を測定する装置を示す。特異的複合体が有する標識に励起光照射手段41から半導体レーザを照射して励起し、放出される蛍光をマイクロレンズで収集して、光学干渉フィルターにより蛍光成分のみを透過させ蛍光測定装置42により検出する。検出は、8つの試料供給部11毎に個別に行なう。試料供給部11毎の検出を迅速に行なうため、マイクロ流体デバイス10をスライド移動可能に構成してもよい。   An apparatus for measuring fluorescence intensity is shown as the analysis means 40 of the present embodiment. The label of the specific complex is excited by irradiating a semiconductor laser from the excitation light irradiation means 41, and the emitted fluorescence is collected by a microlens, and only the fluorescence component is transmitted by an optical interference filter. To detect. The detection is performed individually for each of the eight sample supply units 11. In order to quickly detect each sample supply unit 11, the microfluidic device 10 may be configured to be slidable.

以下に、本発明のマイクロ流体デバイスシステムの実施例について説明する。
基板10Aとしてアクリル樹脂であるアクリライト(品番000、紫外線透過タイプ:三菱レイヨン社製)を切削加工し、基板10Aの下面に第1樹脂フィルム17を貼着し、基板10Aの上面に第2樹脂フィルム18を貼着して試料供給部11・分析部12・廃液部13・流体流路14を形成した。
第1樹脂フィルム17及び第2樹脂フィルム18は、低自己蛍光性を有し、マイクロ流体デバイス10への接着側に予めマイクロカプセル型接着剤が片面に塗布してある厚み0.1mmのポリオレフィン系樹脂のマイクロプレート用シーリングテープ(品番9795:3M社製)を用いた。
Examples of the microfluidic device system of the present invention will be described below.
Acrylite (product number 000, UV transmissive type: manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), which is an acrylic resin, is cut as the substrate 10A, the first resin film 17 is attached to the lower surface of the substrate 10A, and the second resin is applied to the upper surface of the substrate 10A The sample supply unit 11, the analysis unit 12, the waste liquid unit 13, and the fluid flow path 14 were formed by attaching the film 18.
The first resin film 17 and the second resin film 18 have a low autofluorescence property, and are polyolefin-based having a thickness of 0.1 mm in which a microcapsule type adhesive is applied in advance to one side on the adhesion side to the microfluidic device 10. Resin sealing tape for microplate (product number 9795: manufactured by 3M) was used.

基板10Aは、厚さ1.7mm縦50mm横40mmの樹脂板であり、検出手段40に取り付けるための位置決め孔19が形成してある。   The substrate 10A is a resin plate having a thickness of 1.7 mm, a length of 50 mm, and a width of 40 mm, and has a positioning hole 19 for attachment to the detection means 40.

弾性チューブ21はチューブ押板27により固定される。このとき、固定部分における弾性チューブ21の内部空間は閉塞しない。弾性チューブ21は、ローラ部材22aとガイド部材22bとにより挟持され、挟持部21aにおいて弾性チューブ21の内部空間が閉塞される。ローラ部材22aの側には、弾性チューブ21の一部が係入する溝部22cが形成してある。   The elastic tube 21 is fixed by a tube pressing plate 27. At this time, the internal space of the elastic tube 21 in the fixed portion is not closed. The elastic tube 21 is clamped by the roller member 22a and the guide member 22b, and the internal space of the elastic tube 21 is closed at the clamping portion 21a. A groove 22c into which a part of the elastic tube 21 is engaged is formed on the roller member 22a side.

試料供給部11に液体試料を注入し、ローラ部材22aを駆動用モータ24により回転(図1では右回り)させると、弾性チューブ21は接続端部21bから挟持部21aの間(図1の左方向)に送り出される。このとき、弾性チューブ21における開口部16との接続端部21bから挟持部21aまでの長さは長くなる。ガイド部材22bは弾性チューブ21の送り出しに伴って回転するため、弾性チューブ21とローラ部材22aおよびガイド部材22bとの摩擦が減少しスムーズに弾性チューブ21が送り出される。   When the liquid sample is injected into the sample supply unit 11 and the roller member 22a is rotated (clockwise in FIG. 1) by the driving motor 24, the elastic tube 21 is located between the connection end 21b and the clamping unit 21a (left side in FIG. 1). Direction). At this time, the length from the connection end part 21b with the opening part 16 in the elastic tube 21 to the clamping part 21a becomes long. Since the guide member 22b rotates as the elastic tube 21 is sent out, the friction between the elastic tube 21, the roller member 22a and the guide member 22b is reduced, and the elastic tube 21 is sent out smoothly.

弾性チューブ21が接続端部21bから挟持部21aの間に送り出されることで、弾性チューブ21における挟持部21aの位置を変化させる際に挟持状態から解放された弾性チューブ21は、その復元力によって圧縮状態から膨らみ通常状態の形状に戻る。このとき弾性チューブ21の内部には吸引作用が生じ、弾性チューブ21と連通する開口部16を経由してマイクロ流体デバイス10の内部空間を減圧することができる。これにより、マイクロ流体デバイス10の内部に存在する液体試料は吸引され、試料供給部11から分析部12を経由して廃液部13に流入する。   The elastic tube 21 released from the clamping state when the position of the clamping part 21a in the elastic tube 21 is changed by the elastic tube 21 being sent out from the connection end part 21b to the clamping part 21a is compressed by its restoring force. It swells from the state and returns to the normal state. At this time, a suction action is generated inside the elastic tube 21, and the internal space of the microfluidic device 10 can be decompressed via the opening 16 communicating with the elastic tube 21. Thereby, the liquid sample existing inside the microfluidic device 10 is sucked and flows from the sample supply unit 11 into the waste liquid unit 13 via the analysis unit 12.

分析が終了した時点でマイクロ流体デバイス10を保持台30から取り外した後、ローラ部材22aを駆動用モータ24により逆方向に回転させて弾性チューブ21の接続端部21bから挟持部21aの間の長さを元の状態に戻す。   After the analysis is completed, the microfluidic device 10 is removed from the holding table 30, and then the roller member 22a is rotated in the reverse direction by the driving motor 24 to thereby extend the length between the connection end 21b of the elastic tube 21 and the clamping portion 21a. Return to the original state.

尚、ローラ部材22aとガイド部材22bとを互いに離間する方向に移動可能に構成すれば、弾性チューブ21の交換時の作業を容易に行なうことができる。   If the roller member 22a and the guide member 22b are configured to be movable in directions away from each other, the work at the time of replacing the elastic tube 21 can be easily performed.

(絶縁油から抽出したPCBの量の測定)
本発明のマイクロ流体デバイスシステムXを使用して、トランスに用いられた絶縁油から抽出したPCBを検出するため、以下の実験を行なった。
(Measurement of amount of PCB extracted from insulating oil)
In order to detect PCB extracted from the insulating oil used in the transformer using the microfluidic device system X of the present invention, the following experiment was performed.

複数個の直径130μmのポリスチレンビーズ(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)に、PCBに擬似させたPCB擬似抗原を固定させ、分析部12に封入した。PCBと結合力を有するPCB抗体に蛍光物質Qdot655(登録商標:インビトロジェン社製)を標識化した。   A PCB pseudoantigen simulated by PCB was fixed to a plurality of polystyrene beads having a diameter of 130 μm (manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.) and enclosed in the analysis unit 12. A fluorescent substance Qdot655 (registered trademark: manufactured by Invitrogen) was labeled on a PCB antibody having a binding power to PCB.

蛍光強度の測定は、マイクロ流体デバイス10の分析部12に励起光照射手段41から励起光を照射させ、分析部12からの光信号を蛍光測定装置42によって検出することで行った。測定された蛍光強度から既知量のPCBを測定した場合の蛍光強度と比較して、液体試料中のPCB量を決定した。   The fluorescence intensity was measured by irradiating the analysis unit 12 of the microfluidic device 10 with excitation light from the excitation light irradiation means 41 and detecting the optical signal from the analysis unit 12 with the fluorescence measurement device 42. The amount of PCB in the liquid sample was determined by comparison with the fluorescence intensity when a known amount of PCB was measured from the measured fluorescence intensity.

液体試料30μLと蛍光物質Qdotで標識化したPCB抗体溶液240μLとを混合した。当該PCB抗体溶液は、液体試料に含まれると予想されるPCBよりもPCB抗体が約10倍程度過剰量になるようにした。上記混合液のうち10μLをマイクロ流体デバイス10の試料供給部11に注入した。ポンプユニット20は吸引速度を1μL/分として10分間送液した。   30 μL of the liquid sample and 240 μL of the PCB antibody solution labeled with the fluorescent substance Qdot were mixed. In the PCB antibody solution, the amount of PCB antibody was about 10 times that of PCB expected to be contained in the liquid sample. 10 μL of the mixed solution was injected into the sample supply unit 11 of the microfluidic device 10. The pump unit 20 sent the solution for 10 minutes at a suction speed of 1 μL / min.

混合液は送液されている間に液体試料に含まれるとPCBと標識化PCB抗体とが抗原抗体反応を起こした。10分後には、PCBは全て標識化PCB抗体と結合した。   When the mixed solution was contained in the liquid sample while being fed, the PCB and the labeled PCB antibody caused an antigen-antibody reaction. After 10 minutes, all the PCB bound to the labeled PCB antibody.

標識化PCB抗体は液体試料中の予想PCB量より過剰に入れてあるので、PCBと反応していない標識化PCB抗体が存在している。
この反応していない標識化PCB抗体は、分析部12に封入されているビーズに固定化されたPCB擬似抗原と抗原抗体反応を起こし、ビーズに固定化される。
Since the labeled PCB antibody is put in excess of the expected amount of PCB in the liquid sample, there is a labeled PCB antibody that has not reacted with the PCB.
The unreacted labeled PCB antibody undergoes an antigen-antibody reaction with the PCB pseudoantigen immobilized on the beads enclosed in the analysis unit 12 and is immobilized on the beads.

固定化された標識化PCB抗体以外の物質は廃液部13まで送液され、分析部12にはビーズに固定化された標識化PCB抗体が残り、標識物質の蛍光強度が測定された。測定した蛍光強度をもとにあらかじめ既知量のPCBを用いて同様に計測した検量線と比較して液体試料中のPCBの量を算出した。   Substances other than the immobilized labeled PCB antibody were sent to the waste liquid part 13, and the labeled PCB antibody immobilized on the beads remained in the analysis part 12, and the fluorescence intensity of the labeled substance was measured. Based on the measured fluorescence intensity, the amount of PCB in the liquid sample was calculated by comparison with a calibration curve similarly measured in advance using a known amount of PCB.

〔別実施の形態1〕
上述した実施形態では、上下に配置した一対の部材22a,22bのうち、上側の部材(ローラ部材)22aは駆動用モータ24を接続して軸芯まわりに回転可能に構成し、下側の部材(ガイド部材)22bは弾性チューブ21の移動に伴って回転可能に構成する構成について説明した。しかし、このような態様に限られるものではない。
例えば、両方の部材22a,22bで弾性チューブ21を挟持した状態で、
一方の部材を固定し、当該固定した部材の外周を他方の部材が回転するように構成してもよい。
本構成では、他方の部材が一方の部材の外周を回転する際に挟持部21aの位置が経時的に変化して、接続端部21bから挟持部21aの間の長さを調節する。これにより、長さ調節機構22が当該長さを調節する際には弾性チューブ21が送り出されることがないため安定した状態で長さを調節することができる。
[Another embodiment 1]
In the above-described embodiment, of the pair of members 22a and 22b arranged above and below, the upper member (roller member) 22a is configured to be connected to the driving motor 24 so as to be rotatable around the axis, and the lower member. (Guide member) 22b demonstrated the structure comprised so that rotation with the movement of the elastic tube 21 was comprised. However, it is not limited to such an embodiment.
For example, in a state where the elastic tube 21 is sandwiched between both members 22a and 22b,
One member may be fixed, and the other member may be configured to rotate on the outer periphery of the fixed member.
In this structure, when the other member rotates the outer periphery of one member, the position of the clamping part 21a changes with time, and the length between the connection end part 21b and the clamping part 21a is adjusted. Thereby, when the length adjustment mechanism 22 adjusts the said length, since the elastic tube 21 is not sent out, it is possible to adjust the length in a stable state.

本発明は、測定物質として環境中に含まれる毒性物質などの測定物質を含んだ液体試料を分析するためのマイクロ流体デバイス、および、当該液体試料を送液するポンプユニットを備えるマイクロ流体デバイスシステムに利用できる。   The present invention relates to a microfluidic device system comprising a microfluidic device for analyzing a liquid sample containing a measurement substance such as a toxic substance contained in the environment as a measurement substance, and a pump unit for feeding the liquid sample. Available.

X マイクロ流体デバイスシステム
10 マイクロ流体デバイス
11 試料供給部
12 分析部
13 廃液部
14 流体流路
15 気体通路
16 開口部
20 ポンプユニット
21 弾性チューブ
21a 挟持部
21b 接続端部
22 長さ調節機構
22a ローラ部材
22c 溝部
23 連結部材
X Microfluidic device system 10 Microfluidic device 11 Sample supply unit 12 Analysis unit 13 Waste liquid unit 14 Fluid flow channel 15 Gas passage 16 Opening unit 20 Pump unit 21 Elastic tube 21a Holding unit 21b Connection end 22 Length adjusting mechanism 22a Roller member 22c Groove part 23 Connecting member

Claims (4)

測定物質を含んだ液体試料を導入する試料供給部と、前記液体試料を分析する分析部と、該分析部を通過した液体試料を収容する廃液部と、前記試料供給部から前記廃液部へ前記液体試料が流下する流体流路と、前記廃液部に気体通路を介して接続する開口部とを設けたマイクロ流体デバイス、および、
前記開口部に連通する弾性チューブと、前記弾性チューブを挟持した挟持部にて前記弾性チューブの内部空間を閉塞し、かつ前記弾性チューブにおける前記開口部との接続端部から当該挟持部までの長さを変更可能に構成した長さ調節機構とを設けたポンプユニット、を備えたマイクロ流体デバイスシステム。
A sample supply unit that introduces a liquid sample containing a measurement substance, an analysis unit that analyzes the liquid sample, a waste liquid unit that stores the liquid sample that has passed through the analysis unit, and the sample supply unit to the waste liquid unit A microfluidic device provided with a fluid flow path through which a liquid sample flows, and an opening connected to the waste liquid via a gas passage; and
The elastic tube that communicates with the opening and the holding portion that holds the elastic tube closes the internal space of the elastic tube, and the length from the connection end of the elastic tube to the opening to the holding portion A microfluidic device system comprising: a pump unit provided with a length adjusting mechanism configured to be variable in length.
前記長さ調節機構は、前記弾性チューブを挟持し、少なくとも一つのローラ部材を有する請求項1に記載のマイクロ流体デバイスシステム。   The microfluidic device system according to claim 1, wherein the length adjusting mechanism includes at least one roller member that sandwiches the elastic tube. 前記ローラ部材に、前記弾性チューブを案内する溝部を形成してある請求項2に記載のマイクロ流体デバイスシステム。   The microfluidic device system according to claim 2, wherein a groove for guiding the elastic tube is formed in the roller member. 前記試料供給部および前記弾性チューブをそれぞれ複数備え、隣接する弾性チューブを連結部材によって接続してある請求項1〜3の何れか一項に記載のマイクロ流体デバイスシステム。   The microfluidic device system according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the sample supply unit and the elastic tube are provided, and adjacent elastic tubes are connected by a connecting member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016117042A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-28 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Analysis device

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