JP2012127922A - マイクロチップ及び微小粒子分取装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微小粒子を含むサンプル液2が通流するサンプル液導入流路11と、このサンプル液導入流路11にその両側から合流しサンプル液2の周囲にシース液3を導入する少なくとも1対のシース液導入流路12a,12bと、サンプル液導入流路11及びシース液導入流路12a,12bに連通しこれらの流路を通流する液体が合流して通流する合流流路13と、合流流路13に連通する少なくとも1対の廃棄用流路15a,15bを有するマイクロチップに、合流流路13に連通し回収対象の微小粒子を吸引して引き込む負圧吸引部14を設ける。
【選択図】図1
Description
このマイクロチップは、前記負圧吸引部が、前記合流流路と同軸状に設けられた吸引流路と、該吸引流路の途中に設けられた圧力室と、微小粒子回収時にのみ動作し、該圧力室の体積を一定量増加させるアクチュエータとを備えていてもよい。
その場合、前記アクチュエータとしては、例えばピエゾ素子を使用することができる。
又は、前記負圧吸引部が、前記合流流路と同軸状に設けられた吸引流路と、該吸引流路の途中に設けられた圧力室と、前記圧力室内に形成された電気浸透ポンプとを備えていてもよい。
また、前記吸引流路の流路幅は、前記合流流路よりも狭く、サンプル流よりも広くてもよい。
その場合、前記吸引流路の通流方向における断面を、前記合流流路よりも幅及び深さ共に小さく、かつ、前記サンプル流の通流方向における断面よりも大きくすることもできる。
更に、2枚の基板を貼り合わせることにより形成することができ、その場合、少なくとも、前記サンプル液導入流路、前記合流流路の一部、前記吸引流路及び前記圧力室は、一方の基板に形成されていることが望ましい。
この分取装置は、例えば、前記合流流路内を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、前記微小粒子から発せられた散乱光及び/又は蛍光を検出する検出部と、前記検出部で検出されたデータに基づいて、前記マイクロチップの負圧吸引部を制御する制御部と、を備えていてもよい。
また、負圧吸引部の駆動源がピエゾ素子である場合は、前記制御部は、ステップ状の信号により前記負圧吸引部の駆動を制御すればよい。
又は、負圧吸引部の駆動源が電気浸透ポンプである場合は、前記制御部は、矩形パルス状の信号により負圧吸引部の駆動を制御すればよい。
更に、前記微小粒子を、前記検出部で検出された順に分取し、その順番を保持した状態で負圧吸引部内に一列に貯留することもできる。
更にまた、検出部で検出されたデータに基づいて、負圧吸引部に微小粒子を引き込む工程と、前記負圧吸引部に引き込まれた微小粒子をマイクロチップから取り出す工程と、を前記制御部によってシーケンス制御してもよい。
1.第1の実施の形態
(負圧吸引部を備えるマイクロチップの例)
2.第1の実施の形態の変形例
(検出流路と負圧吸引部の吸引流路の深さが同じであるマイクロチップの例)
3.第2の実施の形態
(負圧吸引部に分別用分岐流路が設けられているマイクロチップの例)
4.第3の実施の形態
(第1の実施の形態のマイクロチップを使用した微小粒子分取装置の例)
5.第4の実施の形態
(アクチュエータとして電気浸透流ポンプを使用したマイクロチップの例)
[マイクロチップの全体構成]
先ず、本発明の第1の実施形態に係るマイクロチップについて説明する。図1は本実施形態のマイクロチップの構成を模式的に示す図であり、図2はそのA−A線による断面図である。図1,2に示すように、本実施形態のマイクロチップ1には、微小粒子を含むサンプル液2が導入されるサンプル液導入流路11と、シース液3が導入される1対のシース液導入流路12a,12bが設けられている。
負圧吸引部14は、所定のタイミングで回収対象の微小粒子を吸引することができれば、その構成は特に限定されるものではないが、例えば、図1に示すように、合流流路13に連通する吸引流路14aと、この吸引流路14aの一部に形成された圧力室14bと、圧力室14b内の体積を任意のタイミングで拡張可能なアクチュエータ14cとで構成することができる。なお、吸引流路14aの下流側端部は、バルブ(図示せず)などにより開閉可能となっていることが望ましい。
前述した第1の実施形態においては、吸引流路14aの通流方向における断面を、合流流路13の断面よりも幅及び深さ共に小さくしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、合流流路13と同じ深さにしてもよい。図5(a)は本発明の第1の実施形態の変形例に係るマイクロチップにおける負圧吸引部と廃棄用流路の分岐部分を示す斜視図であり、図5(b)は分岐部分における微小粒子の軌道を示す図である。
次に、本発明の第2の実施形態に係るマイクロチップについて説明する。図6は本実施形態のマイクロチップの構成を模式的に示す図である。なお、図6においては、図1に示すマイクロチップ1の構成要素と同じものには、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図6に示すように、本実施形態のマイクロチップ20では、負圧吸引部24に、微小粒子回収用の分岐流路14eが設けられている以外は、前述した第1の実施形態と同様である。
分岐流路14eは、吸引流路14aに負圧吸引された微小粒子を、圧力室14bを経由せずに回収するためのものであり、その下流側端部は、バルブ(図示せず)を介してアクチュエータ(図示せず)に連結されている。そして、微小粒子を回収する際は、圧力室14bに連結されたバルブを閉じた状態で、微小粒子回収用の分岐流路14eに連結されたバルブを開き、アクチュエータを動作させる。これにより、圧力室14bを経由せずに、チップから微小粒子を取り出すことができるため、微小粒子を分取した順に1列に並べた状態で、取り出すことが可能となる。
[装置構成]
次に、本発明の第3の実施形態に係る微小粒子分取装置(以下、単に「分取装置」ともいう。)について説明する。図7は本実施形態の微小粒子分取装置の構成を模式的に示す図である。図7に示すように、本実施形態の分取装置は、例えば前述した第1の実施形態のマイクロチップ1を使用して、複数の微小粒子を含む液から、特定の微小粒子を回収する装置である。
次に、本実施形態の微小粒子分取装置30を使用して、微小粒子を分取する方法について説明する。図8は本実施形態の微小粒子分取方法を示すフローチャート図である。本実施形態の分取装置30で、微小粒子を分取する場合は、先ず、マイクロチップ1を装置に装着する。その後、図8に示すように、シース液導入流路12a,12bにシース液3を導入し、合流流路13、負圧吸引部14(吸引流路14a,圧力室14b)及び廃棄用流路15a,15bをシース液3で満たす(ステップS1)。
次に、本発明の第4の実施形態に係るマイクロチップについて説明する。図13は本実施形態のマイクロチップの構成を模式的に示す図である。なお、図13においては、図1に示すマイクロチップ1及び図6に示すマイクロチップ20の構成要素と同じものには、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図13に示すように、本実施形態のマイクロチップ40では、負圧吸引部44に、圧力室の体積を一定量増加させるアクチュエータとして、電気浸透流ポンプが設けられている以外は、前述した第2の実施形態と同様である。
図14(a)及び(b)は図13に示すマイクロチップ40の負圧吸引部44に設けられた電気浸透ポンプの構成を示す断面図であり、図14(a)は厚さ方向に垂直な断面を、図14(b)は厚さ方向に平行な断面をそれぞれ示す。本実施形態のマイクロチップ40の負圧吸引部44には、吸引流路44aの一部に形成された圧力室44b内に電気浸透流ポンプが形成されている。具体的には、圧力室44b内の液体により電気二重層を形成するための1対の電極44c,44dが設けられている。即ち、電極44cと電極44dに挟まれる部分が電気二重層形成部44fとなる。
2 サンプル液
2a サンプル流
3 シース液
3a シース流
4、104a、104b 微小粒子
11 サンプル液導入流路
12a、12b シース液導入流路
13 合流流路
13a 検出領域
14、24、44 負圧吸引部
14a、44a 吸引流路
14b、44b 圧力室
14c、105 アクチュエータ
14d 振動板
14e、44e 分岐流路
30 微小粒子分取装置
31 光照射部
32 検出部
33 制御部
34a〜34e シリンジポンプ
44c、44d 電極
44f 電気二重層形成部
44g 接着剤
44h コンタクトピン
101 流路
101a 分岐点
102a、102b 密封チャンバ
103a、103b 側路
Claims (14)
- 微小粒子を含むサンプル液が通流するサンプル液導入流路と、
該サンプル液導入流路にその両側から合流し、前記サンプル液の周囲にシース液を導入する少なくとも1対のシース液導入流路と、
前記サンプル液導入流路及びシース液導入流路に連通し、これらの流路を通流する液体が合流して通流する合流流路と、
該合流流路に連通し、回収対象の微小粒子を吸引して引き込む負圧吸引部と、
該負圧吸引部の両側に設けられ、前記合流流路に連通する少なくとも1対の廃棄用流路と、
を有するマイクロチップ。 - 前記負圧吸引部は、
前記合流流路と同軸状に設けられた吸引流路と、
該吸引流路の途中に設けられた圧力室と、
微小粒子回収時にのみ動作し、該圧力室の体積を一定量増加させるアクチュエータと、
を備える請求項1に記載のマイクロチップ。 - 前記アクチュエータがピエゾ素子である請求項2に記載のマイクロチップ。
- 前記負圧吸引部は、
前記合流流路と同軸状に設けられた吸引流路と、
該吸引流路の途中に設けられた圧力室と、
前記圧力室内に形成された電気浸透ポンプと、
を備える請求項1に記載のマイクロチップ。 - 前記吸引流路の流路幅が、前記合流流路よりも狭く、サンプル流よりも広い請求項2乃至4のいずれか1項に記載のマイクロチップ。
- 前記吸引流路の通流方向における断面は、前記合流流路よりも幅及び深さ共に小さく、かつ、前記サンプル流の通流方向における断面よりも大きい請求項5に記載のマイクロチップ。
- 2枚の基板を貼り合わせることにより形成されている請求項2乃至6のいずれか1光に記載のマイクロチップ。
- 少なくとも、前記サンプル液導入流路、前記合流流路の一部、前記吸引流路及び前記圧力室は、一方の基板に形成されている請求項7に記載のマイクロチップ。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のマイクロチップが搭載された微小粒子分取装置。
- 前記合流流路内を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、
前記微小粒子から発せられた散乱光及び/又は蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出されたデータに基づいて、前記マイクロチップの負圧吸引部を制御する制御部と、
を有する請求項9に記載の微小粒子分取装置。 - 負圧吸引部の駆動源がピエゾ素子であり、
前記制御部は、ステップ状の信号により前記負圧吸引部の駆動を制御する請求項10に記載の微小粒子分取装置。 - 負圧吸引部の駆動源が電気浸透ポンプであり、
前記制御部は、矩形パルス状の信号により負圧吸引部の駆動を制御する請求項10に記載の微小粒子分取装置。 - 前記微小粒子は、前記検出部で検出された順に分取され、その順番を保持した状態で負圧吸引部内に一列に貯留される請求項10乃至12のいずれか1項に記載の微小粒子分取装置。
- 検出部で検出されたデータに基づいて、負圧吸引部に微小粒子を引き込む工程と、
前記負圧吸引部に引き込まれた微小粒子をマイクロチップから取り出す工程と、
を前記制御部によってシーケンス制御する請求項10乃至13のいずれか1項に記載の微小粒子分取装置。
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