JP2012198050A - マイクロチップ、サンプル液供給装置、サンプル液供給方法及び分析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】洗浄作業が不要で、かつサンプル液のコンタミネーションがないマイクロチップ、サンプル液供給装置、サンプル液供給方法及び分析装置を提供する。
【解決手段】マイクロチップに、試料を含むサンプル液が通流する液体流路と、圧縮気体が通流する気体流路とを設ける。そして、液体流路の始端に連通するサンプル液導入口と、気体流路の終端に連通する気体供給口を同一平面上に形成し、サンプル液導入口及び気体供給口を囲むように、シール材を配設する。
【選択図】図１
【解決手段】マイクロチップに、試料を含むサンプル液が通流する液体流路と、圧縮気体が通流する気体流路とを設ける。そして、液体流路の始端に連通するサンプル液導入口と、気体流路の終端に連通する気体供給口を同一平面上に形成し、サンプル液導入口及び気体供給口を囲むように、シール材を配設する。
【選択図】図１
Description
本技術は、マイクロチップ、このマイクロチップを使用したサンプル液供給装置及びサンプル液供給方法、並びに分析装置に関する。より詳しくは、マイクロチップ内に設けられた流路に、試料を含むサンプル液を供給するための技術に関する。
近年、半導体分野における微細加工技術を応用し、シリコン及びガラスなどの無機材料又はプラスチックなどの高分子材料からなる基板内に、微細な流路や化学的及び／又は生物学的分析を行うための領域を形成したマイクロチップが開発されている。このようなマイクロチップは、少量の試料で測定可能であり、かつ低コストで作製することができ、使い捨ても可能であるため、フローサイトメトリーや医療現場における小型の電気化学センサーなど、様々な分野で利用され始めている。
一般に、マイクロチップを用いて分析などを行う場合は、チップ表面に設けられた開口部（供給口）にコネクタ及びチューブなどを連結し、これらを介してチップ内にサンプル液を導入する（例えば、特許文献１参照）。このような従来の供給方法では、サンプル液を入れた容器に沈殿防止の拡散機構を設け、更に、チューブの途中や供給孔にフィルターを配設することにより、サンプル液中にごみなどが混入することを防止している。また、従来、流路の一部にフィルターを埋め込んだマイクロチップも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
更に、コネクタやチューブを使用しないサンプル液供給方法も提案されている（例えば、特許文献３，４参照。）。例えば、特許文献３に記載のマイクロチップでは、流路と連通する試料室を設け、この試料室にサンプル液を注入する構成としている。また、特許文献４に記載のサンプル液供給方法では、サンプル液を入れる容器に微細な孔を設け、この孔をマイクロチップに設けられたサンプル液供給孔に直結することにより、容器内のサンプル液を、マイクロチップの流路内に直接供給している。
しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、コネクタやチューブなどを使用する従来のサンプル液供給方法は、マイクロチップは使い捨てても、コネクタ、チューブ及びサンプル液を入れるバイアル容器などは、洗浄して繰り返し使用しているため、洗浄が不十分であると、サンプル液にコンタミネーションが生じるという問題点がある。コンタミネーションを防止するためには、この洗浄作業は、測定後に、洗浄液を流す洗浄作業を、１回毎に行う必要があり、作業が煩雑であるという問題点もある。
一方、特許文献３，４に記載されている供給方法では、コネクタやチューブなどを使用せず、容器や試料室から直接サンプル液を流路に供給しているため、コンタミネーション防止の効果は高いが、例えば特許文献３に記載の技術は、マイクロチップにダイヤフラムや試料室を設けているため、製造工程が複雑になり、製造コストが増加するという問題点がある。これに対して、特許文献４に記載のサンプル液供給方法は、マイクロチップに試料室などが設けられていないため、このような問題は生じないが、所定の位置に微細な孔が設けられた特殊な容器を準備する必要があるため、測定に要するコストが増加する。
そこで、本開示は、サンプル液供給系の洗浄作業が不要で、かつコンタミネーションの虞がないマイクロチップ、サンプル液供給装置、サンプル液供給方法及び分析装置を提供することを主目的とする。
本開示のマイクロチップは、試料を含むサンプル液が通流する液体流路と、圧縮気体が通流する気体流路と、を有し、前記液体流路の始端に連通するサンプル液導入口と、前記気体流路の終端に連通する気体供給口が同一平面上に形成されており、前記サンプル液導入口と、前記気体供給口を囲むようにシール材が配設されている。
このマイクロチップでは、前記気体供給口の直径を１〜５００μｍとすることができる。
前記気体流路の始端に連通する気体導入口は、前記気体供給口とは異なる面上、又は、前記気体供給口と同一面上でかつ前記シール材の外側の領域に形成することができる。
このマイクロチップでは、前記気体供給口の直径を１〜５００μｍとすることができる。
前記気体流路の始端に連通する気体導入口は、前記気体供給口とは異なる面上、又は、前記気体供給口と同一面上でかつ前記シール材の外側の領域に形成することができる。
本開示のサンプル液供給装置は、前述したマイクロチップと、試料を含むサンプル液が充填され、上部が開口した容器と、前記マイクロチップを保持するチップ保持部と、該チップ保持部を回転させる回転機構と、前記マイクロチップの気体流路に圧縮気体を導入する気体導入部と、を有するものである。
この供給装置では、前記チップ保持部により前記マイクロチップを保持すると共に、前記容器の開口端部を前記マイクロチップのシール材に密着させた状態で、前記回転機構により前記保持部を回転させて、前記容器内のサンプル液をマイクロチップのサンプル液導入口に接触させてもよい。
また、気体導入部から導入された圧縮気体が、前記気体流路を通流して、前記容器内に供給されるようにすることもできる。
更に、前記回転機構により前記保持部を回転させることにより、前記マイクロチップに直結された容器内のサンプル液を撹拌することもできる。
この供給装置では、前記チップ保持部により前記マイクロチップを保持すると共に、前記容器の開口端部を前記マイクロチップのシール材に密着させた状態で、前記回転機構により前記保持部を回転させて、前記容器内のサンプル液をマイクロチップのサンプル液導入口に接触させてもよい。
また、気体導入部から導入された圧縮気体が、前記気体流路を通流して、前記容器内に供給されるようにすることもできる。
更に、前記回転機構により前記保持部を回転させることにより、前記マイクロチップに直結された容器内のサンプル液を撹拌することもできる。
本開示のサンプル液供給方法は、試料を含むサンプル液が充填された容器の上部に設けられた開口端部を、マイクロチップの一方の面に配設されたシール材に密着させ、前記容器を前記マイクロチップに直結する工程と、前記容器が直結した状態で、前記マイクロチップを回転させて、前記容器内のサンプル液を、前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成され液体流路の始端に連通するサンプル液導入口に接触させる工程と、前記マイクロチップに設けられ気体流路の始端に連通する気体導入口に圧縮気体を導入し、前記気体流路の終端に連通し前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成された気体供給口から、前記圧縮気体を前記容器内に供給する工程と、を有する。
この供給方法では、前記圧縮気体の導入量を変更することにより、前記液体流路に流入するサンプル液の量を調整してもよい。
この供給方法では、前記圧縮気体の導入量を変更することにより、前記液体流路に流入するサンプル液の量を調整してもよい。
本開示の分析装置は、前述したサンプル液供給装置を備えている。
この分析装置では、更に、前記マイクロチップの液体流路を通流する試料に光を照射する光照射部と、前記試料から発せられた光を検出する光検出部と、を備えていてもよい。
この分析装置では、更に、前記マイクロチップの液体流路を通流する試料に光を照射する光照射部と、前記試料から発せられた光を検出する光検出部と、を備えていてもよい。
本開示によれば、サンプル液が充填された容器とマイクロチップとを直結しており、これらのいずれもが使い捨て可能であるため、サンプル液供給系の洗浄作業が不要となり、更に、サンプル液のコンタミネーションも防止することができる。
以下、本開示を実施するための形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す各実施形態に限定されるものではない。また、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
（容器と直結して使用されるマイクロチップの例）
２．第１の実施形態の第１変形例
（気体導入口が側面に設けられたマイクロチップの例）
３．第１の実施形態の第２変形例
（気体導入口とサンプル液導入口とが同じ面に設けられたマイクロチップの例）
４．第２の実施の形態
（容器とマイクロチップとを直結してサンプル液を供給する装置の例）
５．第３の実施の形態
（サンプル液供給装置を備えた光学的測定装置の例）
１．第１の実施の形態
（容器と直結して使用されるマイクロチップの例）
２．第１の実施形態の第１変形例
（気体導入口が側面に設けられたマイクロチップの例）
３．第１の実施形態の第２変形例
（気体導入口とサンプル液導入口とが同じ面に設けられたマイクロチップの例）
４．第２の実施の形態
（容器とマイクロチップとを直結してサンプル液を供給する装置の例）
５．第３の実施の形態
（サンプル液供給装置を備えた光学的測定装置の例）
＜１．第１の実施の形態＞
先ず、本開示の第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（ａ）は本実施形態のマイクロチップの構造を模式的に示す平面図である。また、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すマイクロチップ１のバイアルが連結される部分の拡大平面図であり、図２は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線による断面図である。
先ず、本開示の第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（ａ）は本実施形態のマイクロチップの構造を模式的に示す平面図である。また、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すマイクロチップ１のバイアルが連結される部分の拡大平面図であり、図２は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線による断面図である。
［液体流路１４］
図１及び図２に示すように、マイクロチップ１の基板１０には、少なくとも、試料を含むサンプル液３が通流する液体流路１４が形成されている。この液体流路１４の始端は、サンプル液３が導入されるサンプル液導入口１２に連通しており、液体流路１４の終端は、分析後の液を排出するための排液口１５に連通している。なお、液体流路１４の径は特に限定されるものではなく、測定対象の試料の大きさなどに応じて適宜設定することができる。
図１及び図２に示すように、マイクロチップ１の基板１０には、少なくとも、試料を含むサンプル液３が通流する液体流路１４が形成されている。この液体流路１４の始端は、サンプル液３が導入されるサンプル液導入口１２に連通しており、液体流路１４の終端は、分析後の液を排出するための排液口１５に連通している。なお、液体流路１４の径は特に限定されるものではなく、測定対象の試料の大きさなどに応じて適宜設定することができる。
また、液体流路１４は１本に限定されるものではなく、基板１０内に複数の液体流路が形成されていてもよい。具体的には、サンプル液導入口１２が複数の液体流路に連通していたり、サンプル液導入口１２に連通する液体流路が複数本に分岐していたりしてもよい。また、サンプル液３以外の液が通流するための他の液体流路が設けられており、その液体流路が、サンプル液３が導入される液体流路１４に合流するようになっていてもよい。
［気体流路１６］
また、マイクロチップ１の基板１０には、圧縮気体４が通流する微細な気体流路１６が形成されている。この気体流路１６の始端は、外部から圧縮気体４が導入される気体導入口１７に連通されており、終端は、サンプル液３が充填されている容器（例えばバイアル２）内に圧送用の気体を導入するための気体供給口１３に連通されている。
また、マイクロチップ１の基板１０には、圧縮気体４が通流する微細な気体流路１６が形成されている。この気体流路１６の始端は、外部から圧縮気体４が導入される気体導入口１７に連通されており、終端は、サンプル液３が充填されている容器（例えばバイアル２）内に圧送用の気体を導入するための気体供給口１３に連通されている。
気体流路１６（気体供給口１３）の径は、大気圧の状態で、サンプル液３が通過できない大きさであればよく、サンプル液３の粘度などに応じて適宜設定することができる。一般的には、気体流路１６（気体供給口１３）の径は、１〜５００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０μｍ以下である。これにより、サンプル液３の流入を防止しつつ、バイアル２内に効率的に圧縮気体４を供給することができる。
また、気体供給口１３及びその周囲に、撥水処理などの表面処理が施されていてもよく、これにより、サンプル液３の流入防止効果を向上させることができる。なお、気体流路１６（気体供給口１３）の形状は、平面視で円形状に限定されるものではなく、平面視で、楕円形状や、長方形状、正方形状及びその他の多角形状にすることもできる。
［基板１０］
前述した液体流路１４及び気体流路１６を備える基板１０は、例えば、片面金型による射出成形により、上基板１０ａ及び下基板１０ｂを形成し、これらを貼り合わせることで、容易に製造することができる。その際、基板１０を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）、ガラス及びシリコンなどが挙げられる。特に、加工性に優れ、成形装置を使用して安価に複製することができることから、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレンなどの高分子材料で形成することが好ましい。
前述した液体流路１４及び気体流路１６を備える基板１０は、例えば、片面金型による射出成形により、上基板１０ａ及び下基板１０ｂを形成し、これらを貼り合わせることで、容易に製造することができる。その際、基板１０を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）、ガラス及びシリコンなどが挙げられる。特に、加工性に優れ、成形装置を使用して安価に複製することができることから、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレンなどの高分子材料で形成することが好ましい。
［シール材１１］
更に、マイクロチップ１には、サンプル液導入口１２及び気体供給口１３が、同一面上の近接する位置に設けられており、これらを囲むようにＯリングなどのシール材１１が配設されている。即ち、シール材１１の内側の基板１０が露出している部分に、サンプル液導入口１２及び気体供給口１３が設けられている。
更に、マイクロチップ１には、サンプル液導入口１２及び気体供給口１３が、同一面上の近接する位置に設けられており、これらを囲むようにＯリングなどのシール材１１が配設されている。即ち、シール材１１の内側の基板１０が露出している部分に、サンプル液導入口１２及び気体供給口１３が設けられている。
そして、測定を行う際は、このシール材１１に、サンプル液３が充填されたバイアル２の開口縁部を密着させて、マイクロチップ１とバイアル２とを直結する。これにより、サンプル液導入口１２及び気体供給口１３が、バイアル２内のサンプル液３に接触すると共に、シール材１１により、マイクロチップ１とバイアル２との連結部からのサンプル液３の漏出が防止される。
なお、シール材１１の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム及びウレタンゴムなど、一般に、Ｏリングやパッキンに使用されているものを使用することができる。
以上詳述したように、本実施形態のマイクロチップ１では、バイアル２をマイクロチップ１に直結することができるため、コネクタやチューブなどを使用せずに、バイアル２に充填されたサンプル液３を、マイクロチップ１に設けられた液体流路１４内に供給することができる。これにより、送液中にサンプル液３が沈殿することを防止できる。
また、本実施形態のマイクロチップ１では、チップ内に気体流路１６を設け、ここからバイアル２内に圧縮気体４を供給する構成としているため、市販の容器（バイアル）を使用することができる。これにより、低コストで、ディスポーザブルのマイクロチップシステムを実現することが可能となり、サンプル液３のコンタミネーションも防止することができる。
なお、本実施形態のマイクロチップは、細胞、微生物及び生体高分子物質などの生体関連微小粒子、並びに各種合成微小粒子などの分析及び／又は分取に好適であり、例えばフローサイトメトリー装置、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）装置及びビーズアッセイ装置などへの適用が可能である。
＜２．第１の実施の形態の第１変形例＞
次に、本開示の第１の実施形態の第１変形例に係るマイクロチップについて説明する。図３は本変形例のマイクロチップの構造を模式的に示す断面図である。なお、図３においては、図２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。
次に、本開示の第１の実施形態の第１変形例に係るマイクロチップについて説明する。図３は本変形例のマイクロチップの構造を模式的に示す断面図である。なお、図３においては、図２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。
前述した第１の実施形態のマイクロチップ１では、基板１０の厚さ方向に貫通するように気体流路１６が形成されているが、本開示はこれに限定されるものではない。具体的には、図３に示すように、気体流路２２が略Ｌ字状に形成されており、気体導入口２３が基板２１の側面に形成されていてもよい。なお、本変形例のマイクロチップ２０における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態と同様である。
＜３．第１の実施の形態の第２変形例＞
次に、本開示の第１の実施形態の第２変形例に係るマイクロチップについて説明する。図４は本変形例のマイクロチップの構造を模式的に示す断面図である。なお、図４においては、図２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。
次に、本開示の第１の実施形態の第２変形例に係るマイクロチップについて説明する。図４は本変形例のマイクロチップの構造を模式的に示す断面図である。なお、図４においては、図２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。
更に、図４に示すように、基板３１に略コ字状の気体流路３２を形成し、気体導入口３３を気体供給口１３と同一面上で、かつシール１１の外側のサンプル液３と接触しない位置に形成することもできる。なお、本変形例のマイクロチップ３０における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態と同様である。
＜４．第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施形態に係るサンプル液供給装置（以下、単に供給装置ともいう。）について説明する。本実施形態のサンプル液供給装置は、市販の容器（バイアルなど）を使用して、前述した第１の実施形態のマイクロチップに設けられた流路に、サンプル液を供給するものである。
次に、本開示の第２の実施形態に係るサンプル液供給装置（以下、単に供給装置ともいう。）について説明する。本実施形態のサンプル液供給装置は、市販の容器（バイアルなど）を使用して、前述した第１の実施形態のマイクロチップに設けられた流路に、サンプル液を供給するものである。
［供給装置４０の構成］
図５は本実施形態の供給装置の構成を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態の供給装置４０は、マイクロチップ１を保持するチップ保持部４１を備えている。このチップ保持部４１は、回転機構（図示せず）に連結されており、マイクロチップ１を保持した状態で、任意の角度に回転可能となっている。
図５は本実施形態の供給装置の構成を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態の供給装置４０は、マイクロチップ１を保持するチップ保持部４１を備えている。このチップ保持部４１は、回転機構（図示せず）に連結されており、マイクロチップ１を保持した状態で、任意の角度に回転可能となっている。
また、チップ保持部４１には、マイクロチップ１の気体導入口１７に整合する位置に、圧縮気体を導入するための貫通孔４１ａが設けられている。なお、マイクロチップ１を取り付けたときに、チップ保持部４１により気体導入口１７が覆われない場合は、貫通孔４１ａは不要である。
［動作］
次に、本実施形態の供給装置４０の動作、即ち、供給装置４０を使用して、マイクロチップ１にバイアル２内のサンプル液３を供給する方法について説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は供給装置４０の動作をその工程順に示す斜視図である。また、図７（ａ）はマイクロチップ１とバイアル２との連結状態を示す斜視図であり、図７（ｂ）はその連結部の拡大断面図である。
次に、本実施形態の供給装置４０の動作、即ち、供給装置４０を使用して、マイクロチップ１にバイアル２内のサンプル液３を供給する方法について説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は供給装置４０の動作をその工程順に示す斜視図である。また、図７（ａ）はマイクロチップ１とバイアル２との連結状態を示す斜視図であり、図７（ｂ）はその連結部の拡大断面図である。
先ず、図６（ａ）に示すように、供給装置４０のチップ保持部４１に、マイクロチップ１を、サンプル液導入口１２が下向きになるようにして取り付ける。その際、気体導入口１７とチップ保持部４１の貫通孔４１ａが連通するように、マイクロチップ１の位置を合わせる。次に、サンプル液３が充填され、上面が開口しているバイアル２を、マイクロチップ１に連結する。具体的には、バイアル２の開口縁部を、マイクロチップ１のシール材１１に押しつけて、サンプル液３が漏れないように密着させる。また、必要に応じて、バイアル２を固定してもよい。
その後、図６（ｂ）に示すように、バイアル２をマイクロチップ１に連結させた状態で、チップ保持部４１を回転させて、図６（ｃ）及び図７（ａ），（ｂ）に示すように、マイクロチップ１のサンプル液導入口１２に、サンプル液３を接触させる。なお、図６（ｃ）では、マイクロチップ１を１８０°回転させた場合を示しているが、チップ保持部４１の回転角度は、特に限定されるものではなく、サンプル液導入口１２にサンプル液３が流入する状態になればよい。また、回転機構を利用して、バイアル２内のサンプル液３を撹拌することもできる。
そして、この状態で、気体導入口１７から圧縮空気などの圧縮気体を導入する。この圧縮気体は、気体流路１６を通過し、気体供給口１３からバイアル２内に供給される。これにより、バイアル２内の圧力が上昇するため、サンプル液３がサンプル液導入口１２に流入する。このとき、気体導入口１７に導入する圧送用気体の量などを変更することにより、マイクロチップ１内に形成された液体流路１４を通流するサンプル液３の流量を調節することができる。なお、マイクロチップ１内に供給されたサンプル液３は、液体流路１４において分析などが行われた後、排液口１５からチップ外に排出される。
本実施形態のサンプル液供給装置４０では、バイアル２をマイクロチップ１に直結しているため、コネクタやチューブなどを使用せずに、バイアル２に充填されたサンプル液３を、マイクロチップ１に設けられた液体流路１４内に供給することができる。これにより、送液中にサンプル液３が沈殿することを防止できる。
また、バイアル２及びマイクロチップ１を使い捨てにすることにより、洗浄作業が不要となるため、サンプル液３のコンタミネーションを防止することができる。更に、この供給装置では、バイアル２内を加圧することで、サンプル液３を送液するため、送液ポンプを使用する従来の方法のような脈流は発生しない。更に、本実施形態のサンプル液供給装置４０では、従来からあるバイアルなどの容器を使用することができるため、低コストで、ディスポーザブルのマイクロチップシステムを実現することができる。
＜５．第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施形態に係る分析装置について、フローサイトメトリーを例にして説明する。図８は本実施形態の分析装置の構成を示す概念図である。なお、図８においては、図２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。
次に、本開示の第３の実施形態に係る分析装置について、フローサイトメトリーを例にして説明する。図８は本実施形態の分析装置の構成を示す概念図である。なお、図８においては、図２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。
［分析装置５０の構成］
本実施形態の分析装置５０は、前述した第２の実施形態のサンプル液供給装置４０を使用して、マイクロチップ１にサンプル液３を供給し、液体流路１４内を通流する微小粒子などの試料を光学的に分析するものである。そして、図８に示すように、測定対象の試料に光を照射するレーザなどの光照射部５３と、試料から発せられた光を検出する光検出器を有する光検出部５４とを備えている。また、この分析装置５０には、バイアル２内に圧縮気体を導入するためのエアー源５１と、その流量を調節する流量調節器５２が設けられている。
本実施形態の分析装置５０は、前述した第２の実施形態のサンプル液供給装置４０を使用して、マイクロチップ１にサンプル液３を供給し、液体流路１４内を通流する微小粒子などの試料を光学的に分析するものである。そして、図８に示すように、測定対象の試料に光を照射するレーザなどの光照射部５３と、試料から発せられた光を検出する光検出器を有する光検出部５４とを備えている。また、この分析装置５０には、バイアル２内に圧縮気体を導入するためのエアー源５１と、その流量を調節する流量調節器５２が設けられている。
［動作］
次に、この分析装置５０を使用して、サンプル液３に含有される試料を分析する方法について説明する。先ず、マイクロチップ１に、測定対象の試料を含有するサンプル液３が充填されたバイアル２を直結する。そして、例えば、前述した第２の実施形態のサンプル液供給装置４０を使用して、マイクロチップ１の液体流路１４にバイアル２内に充填されたサンプル液３を供給する。
次に、この分析装置５０を使用して、サンプル液３に含有される試料を分析する方法について説明する。先ず、マイクロチップ１に、測定対象の試料を含有するサンプル液３が充填されたバイアル２を直結する。そして、例えば、前述した第２の実施形態のサンプル液供給装置４０を使用して、マイクロチップ１の液体流路１４にバイアル２内に充填されたサンプル液３を供給する。
その際、流量調整器５２により、エアー源５１から供給される圧縮空気（圧縮気体４）の流量を変化させることにより、液体流路１４に導入されるサンプル液３の量を調節する。次に、液体流路１４を通流するサンプル液３に対して、光照射部５３から所定の波長の光を照射し、光検出部５４により、試料から発せられる蛍光や散乱光を検出する。検出後の液は、排出口１５から排出され、廃液タンク５５などに貯留される。そして、全てのサンプル液３を通流させ、測定が終了した後は、バイアル２及びマイクロチップ１は廃棄される。
本実施形態の分析装置５０では、バイアル２をマイクロチップ１に直結しているため、コネクタやチューブなどを使用せずに、バイアル２に充填されたサンプル液３を、マイクロチップ１に設けられた液体流路１４内に供給し、分析することができる。また、バイアル２及びマイクロチップ１は使い捨てであるため、洗浄作業が不要となる。その結果、サンプル液３のコンタミネーションを防止することができる。
また、本実施形態の分析装置５０では、バイアル２内を加圧することで、サンプル液３を送液するため、送液ポンプを使用する従来の方法のような脈流は発生しない。更に、本実施形態の分析装置５０では、専用の容器を準備する必要がないため、低コストで、ディスポーザブルのマイクロチップシステムを実現することができる。なお、本実施形態の分析装置５０における上記以外の構成及び効果は、前述した第２の実施形態と同様である。
なお、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
（１）
試料を含むサンプル液が通流する液体流路と、
圧縮気体が通流する気体流路と、を有し、
前記液体流路の始端に連通するサンプル液導入口と、前記気体流路の終端に連通する気体供給口が同一平面上に形成されており、
前記サンプル液導入口と、前記気体供給口を囲むようにシール材が配設されているマイクロチップ。
（２）
前記気体供給口は、直径が１〜５００μｍである（１）に記載のマイクロチップ。
（３）
前記気体流路の始端に連通する気体導入口が、前記気体供給口とは異なる面上に形成されている（１）又は（２）に記載のマイクロチップ。
（４）
前記気体流路の始端に連通する気体導入口が、前記気体供給口と同一面上で、かつ前記シール材の外側の領域に形成されている（１）又は（２）に記載のマイクロチップ。
（５）
（１）〜（４）のいずれかに記載のマイクロチップと、
試料を含むサンプル液が充填され、上部が開口した容器と、
前記マイクロチップを保持するチップ保持部と、
該チップ保持部を回転させる回転機構と、
前記マイクロチップの気体流路に圧縮気体を導入する気体導入部と、
を有するサンプル液供給装置。
（６）
前記チップ保持部により前記マイクロチップを保持すると共に、前記容器の開口端部を前記マイクロチップのシール材に密着させた状態で、前記回転機構により前記保持部を回転させて、前記容器内のサンプル液をマイクロチップのサンプル液導入口に接触させる（５）に記載のサンプル液供給装置。
（７）
気体導入部から導入された圧縮気体が、前記気体流路を通流して、前記容器内に供給される（５）又は（６）に記載のサンプル液供給装置。
（８）
前記回転機構により前記保持部を回転させることにより、前記マイクロチップに直結された容器内のサンプル液を撹拌する（５）〜（７）のいずれかに記載のサンプル液供給装置。
（９）
試料を含むサンプル液が充填された容器の上部に設けられた開口端部を、マイクロチップの一方の面に配設されたシール材に密着させ、前記容器を前記マイクロチップに直結する工程と、
前記容器が直結した状態で、前記マイクロチップを回転させて、前記容器内のサンプル液を、前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成され液体流路の始端に連通するサンプル液導入口に接触させる工程と、
前記マイクロチップに設けられ気体流路の始端に連通する気体導入口に圧縮気体を導入し、前記気体流路の終端に連通し前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成された気体供給口から、前記圧縮気体を前記容器内に供給する工程と、
を有するサンプル液供給方法。
（１０）
前記圧縮気体の導入量を変更することにより、前記液体流路に流入するサンプル液の量を調整する（９）に記載のサンプル液供給方法。
（１１）
（５）〜（８）のいずれかに記載のサンプル液供給装置を備えた分析装置。
（１２）
前記マイクロチップの液体流路を通流する試料に光を照射する光照射部と、
前記試料から発せられた光を検出する光検出部と、
を備える（１１）に記載の分析装置。
（１）
試料を含むサンプル液が通流する液体流路と、
圧縮気体が通流する気体流路と、を有し、
前記液体流路の始端に連通するサンプル液導入口と、前記気体流路の終端に連通する気体供給口が同一平面上に形成されており、
前記サンプル液導入口と、前記気体供給口を囲むようにシール材が配設されているマイクロチップ。
（２）
前記気体供給口は、直径が１〜５００μｍである（１）に記載のマイクロチップ。
（３）
前記気体流路の始端に連通する気体導入口が、前記気体供給口とは異なる面上に形成されている（１）又は（２）に記載のマイクロチップ。
（４）
前記気体流路の始端に連通する気体導入口が、前記気体供給口と同一面上で、かつ前記シール材の外側の領域に形成されている（１）又は（２）に記載のマイクロチップ。
（５）
（１）〜（４）のいずれかに記載のマイクロチップと、
試料を含むサンプル液が充填され、上部が開口した容器と、
前記マイクロチップを保持するチップ保持部と、
該チップ保持部を回転させる回転機構と、
前記マイクロチップの気体流路に圧縮気体を導入する気体導入部と、
を有するサンプル液供給装置。
（６）
前記チップ保持部により前記マイクロチップを保持すると共に、前記容器の開口端部を前記マイクロチップのシール材に密着させた状態で、前記回転機構により前記保持部を回転させて、前記容器内のサンプル液をマイクロチップのサンプル液導入口に接触させる（５）に記載のサンプル液供給装置。
（７）
気体導入部から導入された圧縮気体が、前記気体流路を通流して、前記容器内に供給される（５）又は（６）に記載のサンプル液供給装置。
（８）
前記回転機構により前記保持部を回転させることにより、前記マイクロチップに直結された容器内のサンプル液を撹拌する（５）〜（７）のいずれかに記載のサンプル液供給装置。
（９）
試料を含むサンプル液が充填された容器の上部に設けられた開口端部を、マイクロチップの一方の面に配設されたシール材に密着させ、前記容器を前記マイクロチップに直結する工程と、
前記容器が直結した状態で、前記マイクロチップを回転させて、前記容器内のサンプル液を、前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成され液体流路の始端に連通するサンプル液導入口に接触させる工程と、
前記マイクロチップに設けられ気体流路の始端に連通する気体導入口に圧縮気体を導入し、前記気体流路の終端に連通し前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成された気体供給口から、前記圧縮気体を前記容器内に供給する工程と、
を有するサンプル液供給方法。
（１０）
前記圧縮気体の導入量を変更することにより、前記液体流路に流入するサンプル液の量を調整する（９）に記載のサンプル液供給方法。
（１１）
（５）〜（８）のいずれかに記載のサンプル液供給装置を備えた分析装置。
（１２）
前記マイクロチップの液体流路を通流する試料に光を照射する光照射部と、
前記試料から発せられた光を検出する光検出部と、
を備える（１１）に記載の分析装置。
１、２０、３０ マイクロチップ
２ バイアル
３ サンプル液
４ 圧縮気体
１０、２１、３１ 基板
１０ａ 上基板
１０ｂ 下基板
１１ シール材
１２ サンプル液導入口
１３ 気体供給口
１４ 液体流路
１５ 排液口
１６、２２、３２ 気体流路
１７、２３、３３ 気体導入口
４０ サンプル液供給装置
４１ チップ保持部
５０ 分析装置
５１ エアー源
５２ 流量調整器
５３ 光照射部
５４ 光検出部
５５ 廃液タンク
２ バイアル
３ サンプル液
４ 圧縮気体
１０、２１、３１ 基板
１０ａ 上基板
１０ｂ 下基板
１１ シール材
１２ サンプル液導入口
１３ 気体供給口
１４ 液体流路
１５ 排液口
１６、２２、３２ 気体流路
１７、２３、３３ 気体導入口
４０ サンプル液供給装置
４１ チップ保持部
５０ 分析装置
５１ エアー源
５２ 流量調整器
５３ 光照射部
５４ 光検出部
５５ 廃液タンク
Claims (12)
- 試料を含むサンプル液が通流する液体流路と、
圧縮気体が通流する気体流路と、を有し、
前記液体流路の始端に連通するサンプル液導入口と、前記気体流路の終端に連通する気体供給口が同一平面上に形成されており、
前記サンプル液導入口と、前記気体供給口を囲むようにシール材が配設されているマイクロチップ。 - 前記気体供給口は、直径が１〜５００μｍである請求項１に記載のマイクロチップ。
- 前記気体流路の始端に連通する気体導入口が、前記気体供給口とは異なる面上に形成されている請求項１に記載のマイクロチップ。
- 前記気体流路の始端に連通する気体導入口が、前記気体供給口と同一面上で、かつ前記シール材の外側の領域に形成されている請求項１に記載のマイクロチップ。
- 請求項１に記載のマイクロチップと、
試料を含むサンプル液が充填され、上部が開口した容器と、
前記マイクロチップを保持するチップ保持部と、
該チップ保持部を回転させる回転機構と、
前記マイクロチップの気体流路に圧縮気体を導入する気体導入部と、
を有するサンプル液供給装置。 - 前記チップ保持部により前記マイクロチップを保持すると共に、前記容器の開口端部を前記マイクロチップのシール材に密着させた状態で、前記回転機構により前記保持部を回転させて、前記容器内のサンプル液をマイクロチップのサンプル液導入口に接触させる請求項５に記載のサンプル液供給装置。
- 気体導入部から導入された圧縮気体が、前記気体流路を通流して、前記容器内に供給される請求項５に記載のサンプル液供給装置。
- 前記回転機構により前記保持部を回転させることにより、前記マイクロチップに直結された容器内のサンプル液を撹拌する請求項５に記載のサンプル液供給装置。
- 試料を含むサンプル液が充填された容器の上部に設けられた開口端部を、マイクロチップの一方の面に配設されたシール材に密着させ、前記容器を前記マイクロチップに直結する工程と、
前記容器が直結した状態で、前記マイクロチップを回転させて、前記容器内のサンプル液を、前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成され液体流路の始端に連通するサンプル液導入口に接触させる工程と、
前記マイクロチップに設けられ気体流路の始端に連通する気体導入口に圧縮気体を導入し、前記気体流路の終端に連通し前記マイクロチップの前記シール材で囲まれる領域に形成された気体供給口から、前記圧縮気体を前記容器内に供給する工程と、
を有するサンプル液供給方法。 - 前記圧縮気体の導入量を変更することにより、前記液体流路に流入するサンプル液の量を調整する請求項９に記載のサンプル液供給方法。
- 請求項５に記載のサンプル液供給装置を備えた分析装置。
- 前記マイクロチップの液体流路を通流する試料に光を照射する光照射部と、
前記試料から発せられた光を検出する光検出部と、
を備える請求項１１に記載の分析装置。
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