JP2013102733A - Microorganism detecting device - Google Patents

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Abstract

【課題】低濃度の試料液であっても微生物の迅速測定が簡単にできる微生物検出装置を提供する。
【解決手段】液中の微生物を検出する微生物検出装置1である。試料液を受け入れる受入部11の下流側に配置され、受け入れた試料液を連続的に濃縮する濃縮部12や、濃縮された試料液に試薬を添加する前処理部13、微生物を検出する検出部14を備える。濃縮部12は、試料液が流れる第1マイクロ流路26と、これに接して気体が流れる第2マイクロ流路27とを有している。第1マイクロ流路26の深さは100μm以下に形成されている。試料液と気体とは重なった2相の流れを形成する。試料液が第1マイクロ流路26を流れている間に、試料液中の水分が蒸発して第2マイクロ流路27を流れる気体側に移行することにより、試料液が濃縮される。
【選択図】 図3
Provided is a microorganism detection apparatus that can easily measure microorganisms quickly even with a low-concentration sample solution.
A microorganism detection apparatus 1 for detecting microorganisms in a liquid. A concentration unit 12 that is arranged downstream of the receiving unit 11 that receives the sample solution, continuously concentrates the received sample solution, a pretreatment unit 13 that adds a reagent to the concentrated sample solution, and a detection unit that detects microorganisms 14. The concentration unit 12 includes a first microchannel 26 through which the sample solution flows and a second microchannel 27 through which gas flows in contact therewith. The depth of the first microchannel 26 is 100 μm or less. The sample liquid and the gas form a two-phase flow that overlaps. While the sample liquid flows through the first microchannel 26, the water in the sample liquid evaporates and moves to the gas side flowing through the second microchannel 27, whereby the sample liquid is concentrated.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、液中の微生物を検出する微生物検出装置に関する。   The present invention relates to a microorganism detection apparatus that detects microorganisms in a liquid.

上水を管理している水道事業者や市販の飲料水を製造している飲料水製造業者などでは、微生物汚染を防ぐために、水質基準に定められた所定の項目についての微生物検査が日常的に行われている。例えば、一般細菌数については100個/ml以下であることが求められており、その基準を満たすことを確認するために、用水中の一般細菌を計数する微生物検査が行われている。   In order to prevent microbial contamination, water utilities that manage drinking water and drinking water manufacturers that produce commercial drinking water routinely conduct microbial tests on prescribed items stipulated in water quality standards. Has been done. For example, the number of general bacteria is required to be 100 / ml or less, and in order to confirm that the standard is satisfied, a microbiological test is performed to count general bacteria in the irrigation water.

通常、そのような検査は、サンプリングした試料液を培地に添加して培養し、検出されるコロニー数を計数する、いわゆる培養法が用いられている。しかし、培養法は、専門の設備や技術を要するうえに、検査結果が出るまでに数日かかるという問題がある。そこで、検査結果を数時間で知ることができる迅速測定法が提案されている。その一例として、例えば、ATP法や蛍光フローサイトメトリー法がある。   Usually, such a test uses a so-called culture method in which a sample solution sampled is added to a culture medium and cultured, and the number of colonies detected is counted. However, the culture method has a problem that it takes several days until a test result is obtained in addition to requiring specialized equipment and techniques. Therefore, a rapid measurement method has been proposed in which the inspection result can be known in a few hours. As an example, there are ATP method and fluorescence flow cytometry method, for example.

ATP法は、特定の酵素(ルシフェラーゼ)が細胞中に存在するATP(アデノシン三リン酸)の量に依存して発光する性質を利用したものであり、試料液中の細菌から抽出したATPにルシフェラーゼを反応させることで、その発光量から微生物汚染を調べることができる。通常、ATP法は、拭き取り検査などの菌数の多い微生物汚染の有無を調べるのに用いられており、細菌の計数には用いられてはいない。   The ATP method utilizes the property that a specific enzyme (luciferase) emits light depending on the amount of ATP (adenosine triphosphate) present in cells, and luciferase is converted into ATP extracted from bacteria in a sample solution. By reacting, microbial contamination can be investigated from the amount of luminescence. Usually, the ATP method is used for examining the presence or absence of microbial contamination with a large number of bacteria such as a wiping test, and is not used for counting bacteria.

それに対し、蛍光フローサイトメトリー法は、細菌の計数ができる。具体的には、蛍光フローサイトメトリー法では、試料液中の細菌が所定の蛍光色素で染色され、その後、細菌を1個ずつ流すことができる微小流路に試料液が流される。微小流路には所定波長のレーザーが照射されており、染色された細菌は、そのレーザー光によって蛍光を発する。その蛍光を検出することにより、細菌を検出し、細菌数をカウントする。このような蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置は、例えば特許文献1に開示されている。   In contrast, fluorescent flow cytometry can count bacteria. Specifically, in the fluorescence flow cytometry method, bacteria in a sample solution are stained with a predetermined fluorescent dye, and then the sample solution is caused to flow through a microchannel through which the bacteria can flow one by one. The microchannel is irradiated with a laser having a predetermined wavelength, and the stained bacteria emit fluorescence by the laser light. By detecting the fluorescence, bacteria are detected and the number of bacteria is counted. A microorganism testing apparatus using such a fluorescent flow cytometry method is disclosed in Patent Document 1, for example.

本発明に関し、マイクロチップ中に、断面形状の異なる2つの流路が合わさった凸型形状の流路が形成された二相安定化チップが開示されている(特許文献2)。その特殊形状をした流路によれば、安定した2相流を形成することができるので、エマルジョンの相分離や気液反応への利用が示唆されている。   In relation to the present invention, a two-phase stabilization chip is disclosed in which a convex channel formed by combining two channels having different cross-sectional shapes is formed in a microchip (Patent Document 2). According to the flow path having the special shape, a stable two-phase flow can be formed, which suggests the use of the emulsion for phase separation and gas-liquid reaction.

特開2008−157829号公報JP 2008-157829 A 特許第4528585号公報Japanese Patent No. 4528585 特開2008−221058号公報JP 2008-221058 特開2009−195156号公報JP 2009-195156 A

ATP法や蛍光フローサイトメトリー法は、検査の簡便化が可能であり、そしてなによりも数時間で検査結果が出ることから、培養法に代わる検査手法として期待されている。   The ATP method and the fluorescence flow cytometry method can simplify the test, and the test results can be obtained in a few hours, and thus are expected as test methods that can replace the culture method.

しかしながら、上述した水系の微生物検査のように、微生物濃度が非常に低い場合には、これらATP法や蛍光フローサイトメトリー法では、前処理として、試料液を濃縮する処理が必要になる。   However, when the microbial concentration is very low as in the above-described aqueous microbiological test, these ATP methods and fluorescent flow cytometry methods require a process of concentrating the sample solution as a pretreatment.

試料液の濃縮処理方法としては、例えば、フィルタで濾過して細菌を捕捉、回収する方法(特許文献3)や、フィルタの表面に多数の磁性粒子からなる層を形成し、その上に細菌を堆積させた後に、磁性粒子とともに細菌を剥離させる方法(特許文献4)などが知られているが、いずれも手間を要し、時間もかかる。   As a sample liquid concentration treatment method, for example, a method of capturing and recovering bacteria by filtering with a filter (Patent Document 3), or forming a layer of a large number of magnetic particles on the surface of the filter, A method of peeling bacteria together with magnetic particles after deposition (Patent Document 4) is known. However, both methods are time-consuming and time-consuming.

そこで、本発明の目的は、低濃度の試料液であっても微生物の迅速測定が簡単にできる微生物検出装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a microorganism detection apparatus that can easily perform rapid microorganism measurement even with a low-concentration sample solution.

本発明に係る微生物検出装置は、液中の微生物を検出する微生物検出装置であり、試料液を受け入れる受入部と、前記受入部の下流側に配置され、受け入れた試料液を連続的に濃縮する濃縮部と、前記濃縮部の下流側に配置され、濃縮された試料液に、微生物に作用する試薬を添加する前処理部と、前記前処理部の下流側に配置され、前記試薬の添加された試料液から微生物を検出する検出部とを備えている。   The microorganism detection apparatus according to the present invention is a microorganism detection apparatus for detecting microorganisms in a liquid, and is arranged on the downstream side of the receiving part for receiving the sample liquid and the receiving part, and continuously concentrates the received sample liquid. A concentration unit, a pretreatment unit disposed downstream of the concentration unit and adding a reagent that acts on microorganisms to the concentrated sample solution; and disposed downstream of the pretreatment unit and adding the reagent. And a detection unit for detecting microorganisms from the sample solution.

前記濃縮部は、チップと、前記チップ内に形成され、試料液が流れる第1マイクロ流路と、前記第1マイクロ流路に接して気体が流れる第2マイクロ流路とを有している。前記第1マイクロ流路の深さは100μm以下に形成されている。前記第1マイクロ流路を流れる試料液と、前記第2マイクロ流路を流れる気体とは、重なった2相の流れを形成している。そして、試料液が前記第1マイクロ流路を流れている間に、試料液中の水分が蒸発して前記第2マイクロ流路を流れる気体側に移行することにより、試料液が濃縮されるように構成されている。   The concentrating unit includes a chip, a first microchannel formed in the chip and through which a sample solution flows, and a second microchannel through which gas flows in contact with the first microchannel. The depth of the first microchannel is formed to be 100 μm or less. The sample liquid flowing through the first microchannel and the gas flowing through the second microchannel form an overlapping two-phase flow. Then, while the sample liquid flows through the first microchannel, the sample liquid is concentrated by evaporating moisture in the sample liquid and moving to the gas side flowing through the second microchannel. It is configured.

ここでいう「液」とは、主に水を意味するが、例えば、市販の清涼飲料等、それ以外の成分を含むものであってもよい。また、「蒸発」とは、第1マイクロ流路を流れる試料液と、第2マイクロ流路を流れる気体との間の気液界面を通じて、試料液の水分が気化することを意味する。   “Liquid” as used herein mainly means water, but may include other components such as commercially available soft drinks. Further, “evaporation” means that the moisture of the sample liquid is vaporized through the gas-liquid interface between the sample liquid flowing through the first microchannel and the gas flowing through the second microchannel.

このように構成された微生物検出装置によれば、受入部に受け入れられる試料液は、その後、深さが100μm以下のマイクロサイズの微小な第1マイクロ流路に流入する。第1マイクロ流路には、気体の流れる第2マイクロ流路が接していて、試料液と気体とが重なった2相の流れが形成される。試料液が第1マイクロ流路を流れている間、試料液中の水分は蒸発し、第2マイクロ流路を流れる気体側に移行する。   According to the microorganism detection apparatus configured as described above, the sample solution received in the receiving unit then flows into the micro first micro flow channel having a micro size having a depth of 100 μm or less. The first microchannel is in contact with the second microchannel through which the gas flows, and a two-phase flow in which the sample solution and the gas overlap is formed. While the sample liquid flows through the first microchannel, the water in the sample liquid evaporates and moves to the gas side flowing through the second microchannel.

このとき、第1マイクロ流路の深さが非常に小さいため、試料液の流量に対する気液界面の相対的な面積を非常に大きくすることができる。しかも、試料液と接する気体が流れているため、気体の蒸気圧は常に不飽和に保たれ、蒸発効率が低下しないように構成されている。その結果、細菌が生存する常温域であっても、第1マイクロ流路に試料液を流すだけで、10倍以上の濃縮が可能になる。   At this time, since the depth of the first microchannel is very small, the relative area of the gas-liquid interface with respect to the flow rate of the sample liquid can be greatly increased. Moreover, since the gas in contact with the sample liquid flows, the vapor pressure of the gas is always kept unsaturated, and the evaporation efficiency is not lowered. As a result, even in a normal temperature range where bacteria survive, concentration of 10 times or more is possible only by flowing the sample solution through the first microchannel.

すなわち、この微生物検出装置によれば、一定流量の気体と微量の試料液とを濃縮部に供給するだけで、濃縮部を通過する間に試料液が一定の割合で蒸発し、連続的に試料液を濃縮することができる。従って、低濃度の試料液であっても微生物の迅速検査が簡単にできる。   That is, according to this microorganism detection apparatus, the sample liquid evaporates at a constant rate while passing through the concentration section only by supplying a constant flow of gas and a small amount of sample liquid to the concentration section, and the sample continuously. The liquid can be concentrated. Accordingly, rapid inspection of microorganisms can be easily performed even with a low-concentration sample solution.

具体的には、前記第1マイクロ流路の幅は、500μm以下であるのが好ましい。   Specifically, the width of the first microchannel is preferably 500 μm or less.

そうすれば、試料液と気体とが重なった2相の流れを安定して形成することができる。   By doing so, it is possible to stably form a two-phase flow in which the sample liquid and the gas overlap.

例えば、前記第1マイクロ流路と当該第2マイクロ流路との間が、これら流路に連通する細孔群を有する多孔質な仕切膜によって仕切られているように構成してもよい。   For example, the first microchannel and the second microchannel may be configured to be partitioned by a porous partition film having a group of pores communicating with these channels.

そうすれば、試料液の蒸発を大きく妨げることなく、より安定した2相の流れを形成することができる。   Then, a more stable two-phase flow can be formed without greatly hindering the evaporation of the sample liquid.

その場合、前記細孔の孔径が検出対象の微生物よりも小さく形成されているようにするのが好ましい。   In that case, it is preferable to make the pore diameter smaller than the microorganism to be detected.

そうすれば、微生物が気体の流れる第2マイクロ流路側に漏れ出すのを防ぐことができ、検出精度を高めることができる。   If it does so, it can prevent that microorganisms leak to the 2nd micro channel side through which gas flows, and can improve detection accuracy.

また、前記濃縮部が、前記第1マイクロ流路を流れる試料液の温度調節が可能な温度調節機構を有しているようにするとよい。   Moreover, it is preferable that the concentrating part has a temperature adjusting mechanism capable of adjusting the temperature of the sample liquid flowing through the first microchannel.

温度変化に応じて蒸発量も変化するため、温度調節機構により第1マイクロ流路を流れる試料液の温度を気化熱を補いながら一定に保つことで、環境温度とは無関係に濃縮程度を一定に保持することができる。従って、安定した濃縮率が得られるので、検出精度を高めることができる。   Since the amount of evaporation changes according to the temperature change, the temperature adjustment mechanism keeps the temperature of the sample liquid flowing through the first microchannel constant while compensating for the heat of vaporization, so that the degree of concentration remains constant regardless of the environmental temperature. Can be held. Therefore, since a stable concentration rate can be obtained, detection accuracy can be increased.

本発明の微生物検出装置によれば、マイクロサイズの濃縮部を利用することにより、連続的に試料液を濃縮することが可能になるため、低濃度の試料液であっても連続的に微生物検査が行えるようになる。   According to the microorganism detection apparatus of the present invention, it is possible to continuously concentrate a sample solution by using a micro-size concentration unit. Can be done.

微生物検出装置の概略図である。It is the schematic of a microorganisms detection apparatus. 微生物検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a microorganisms detection apparatus. 濃縮部を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows a concentration part. 濃縮部を示す概略平面図である。便宜上、流路は実線で表してある。It is a schematic plan view which shows a concentration part. For convenience, the flow path is represented by a solid line. 図4におけるI−I線での概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in the II line | wire in FIG. 濃縮部内部における要部を示すために、一部を切り欠いて表した概略図である。In order to show the principal part inside a concentration part, it is the schematic represented by notching a part. (a)〜(c)は、濃縮部の製造過程の一例を示す概略図である。(A)-(c) is the schematic which shows an example of the manufacturing process of a concentration part. 前処理部及び検出部を示す概略図である。It is the schematic which shows a pre-processing part and a detection part. 検証試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of a verification test. 濃縮部の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of a concentration part. 図10の濃縮部の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the concentration part of FIG. 図11の要部を拡大して示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which expands and shows the principal part of FIG. 濃縮部の別の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows another modification of a concentration part. 図13の濃縮部の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the concentration part of FIG. 図14の要部を拡大して示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which expands and shows the principal part of FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。また、説明では便宜上、上下等の方向を表す表現を用いるが、マイクロデバイスでは重力の影響が小さいため、これら表現は設置方向を制限するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following description is merely illustrative in nature and does not limit the present invention, its application, or its use. In addition, in the description, for the sake of convenience, expressions representing directions such as up and down are used. However, since the influence of gravity is small in the micro device, these expressions do not limit the installation direction.

図1に、本実施形態の微生物検出装置1を示す。微生物検出装置1は、例えば、水道施設における上水や飲料水製造工場における用水の供給配管2などに接続され、水質基準に定められている一般細菌数や大腸菌群等の微生物検査に用いられる。微生物検出装置1は、サンプリング配管3を通じてこれら供給配管2内から検体として用いる試料液を抜き取り、微生物の検査を行った後、排水配管4を通じて廃液を排出する。微生物検出装置1は、自動的に試料液をサンプリングして微生物検査を実行するように設計されている。   In FIG. 1, the microorganisms detection apparatus 1 of this embodiment is shown. The microbe detection apparatus 1 is connected to, for example, water supply pipes 2 in tap water at drinking water facilities or drinking water manufacturing factories, and is used for microbiological tests such as the number of general bacteria and coliform bacteria defined in water quality standards. The microorganism detection apparatus 1 extracts a sample solution used as a specimen from the supply pipe 2 through the sampling pipe 3, inspects the microorganism, and then discharges the waste liquid through the drain pipe 4. The microorganism detection apparatus 1 is designed to automatically sample a sample solution and execute a microorganism test.

図2に、微生物検出装置1の構成を示す。微生物検出装置1は、受入部11や濃縮部12、前処理部13、検出部14、計数部15、制御部16などで構成されている。   FIG. 2 shows the configuration of the microorganism detection apparatus 1. The microorganism detection apparatus 1 includes a receiving unit 11, a concentration unit 12, a preprocessing unit 13, a detection unit 14, a counting unit 15, a control unit 16, and the like.

(制御部)
制御部16は、CPUやメモリ等のハードウエアや、これらに実装された制御プログラム等のソフトウエアを有している。制御部16は、受入部11や濃縮部12、前処理部13、検出部14、及び計数部15と協働して、微生物検出装置1の動作全般を制御している。
(Control part)
The control unit 16 includes hardware such as a CPU and a memory, and software such as a control program mounted on the hardware. The control unit 16 controls the overall operation of the microorganism detection apparatus 1 in cooperation with the receiving unit 11, the concentration unit 12, the preprocessing unit 13, the detection unit 14, and the counting unit 15.

(受入部)
受入部11は、サンプリング配管3を通じて試料液を受け入れる。受入部11は、連続的あるいは断続的な所定のタイミングで所定量の試料液を受け入れて、受け入れた試料液を後段の濃縮部12に一定の流量で供給する。
(Reception Department)
The receiving unit 11 receives the sample solution through the sampling pipe 3. The receiving unit 11 receives a predetermined amount of sample liquid at predetermined timings that are continuous or intermittent, and supplies the received sample liquid to the subsequent concentration unit 12 at a constant flow rate.

(濃縮部)
濃縮部12は、受入部11の下流側に配置され、受け入れた試料液を連続的に濃縮する機能を有している。図3〜図6に、濃縮部12の構成を示す。
(Concentration part)
The concentration unit 12 is disposed on the downstream side of the receiving unit 11 and has a function of continuously concentrating the received sample solution. The structure of the concentration part 12 is shown in FIGS.

図3に示すように、本実施形態の濃縮部12は、外観が小さな矩形薄板状のチップ21で構成されている。ちなみに、本実施形態のチップ21は、長さ寸法(L)が15mm、幅寸法(M)が20mm、厚み寸法(N)が1.6mmとなっている。   As shown in FIG. 3, the concentration unit 12 of the present embodiment includes a rectangular thin plate-shaped chip 21 with a small appearance. Incidentally, the chip 21 of this embodiment has a length dimension (L) of 15 mm, a width dimension (M) of 20 mm, and a thickness dimension (N) of 1.6 mm.

図5や図6に示すように、チップ21は、ガラス板22やシリコン板23、シリコン窒化板24の薄板の積層体である。チップ21の下側にシリコン板23が配置され、そのシリコン板23の上側に、シリコン窒化板24を間に挟んだ状態でガラス板22が配置されている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the chip 21 is a laminated body of thin plates of a glass plate 22, a silicon plate 23, and a silicon nitride plate 24. A silicon plate 23 is disposed below the chip 21, and a glass plate 22 is disposed above the silicon plate 23 with a silicon nitride plate 24 interposed therebetween.

チップ21の内部には、第1マイクロ流路26や第2マイクロ流路27が形成されている。第1マイクロ流路26は、試料液が流れる流路であり、第2マイクロ流路27は、脱水ガスが流れる流路である。脱水ガスは乾燥しているものが好ましい。例えば、乾燥窒素ガスが脱水ガスに利用できる。   A first microchannel 26 and a second microchannel 27 are formed inside the chip 21. The first microchannel 26 is a channel through which the sample solution flows, and the second microchannel 27 is a channel through which the dehydrated gas flows. The dehydrated gas is preferably dry. For example, dry nitrogen gas can be used as the dehydrated gas.

第1マイクロ流路26及び第2マイクロ流路27は、波状に大きく蛇行しながら、チップ21の長さ方向の一端から他端まで延びている。第1マイクロ流路26及び第2マイクロ流路27は、それぞれ、その中間部分に、互いに上下に重なり合った作用部位28を有している(図3や図4において太線で示す部分)。試料液及び脱水ガスは、作用部位28において上下に重なった2相の流れを形成する。   The first microchannel 26 and the second microchannel 27 extend from one end to the other end in the length direction of the chip 21 while meandering in a wavy shape. Each of the first microchannel 26 and the second microchannel 27 has an action site 28 that overlaps with each other in the middle (the portion indicated by a thick line in FIGS. 3 and 4). The sample liquid and the dehydrated gas form a two-phase flow that overlaps vertically at the working site 28.

図5や図6に示すように、第1マイクロ流路26は、シリコン板23の上面に形成されたマイクロ(μm)サイズの底の浅い溝であり、略同じ幅、深さの矩形断面を有している。本実施形態の第1マイクロ流路26は、深さ(h1)約8μm、幅(w)約100μmで形成されている。また、第1マイクロ流路26の長さは、約80mmに形成されている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the first microchannel 26 is a micro (μm) size bottom shallow groove formed on the upper surface of the silicon plate 23, and has a rectangular cross section having substantially the same width and depth. Have. The first microchannel 26 of the present embodiment is formed with a depth (h1) of about 8 μm and a width (w) of about 100 μm. The length of the first microchannel 26 is about 80 mm.

第2マイクロ流路27は、第1マイクロ流路26と上下に対向するように、ガラス板22の下面に形成されたマイクロサイズの溝であり、第1マイクロ流路26と略同じ幅、深さの矩形断面を有している。本実施形態の第2マイクロ流路27は、深さ(h2)約40μm、幅(w)約100μmで形成されている。また、第2マイクロ流路27の長さも約80mmに形成されている。   The second microchannel 27 is a micro-sized groove formed on the lower surface of the glass plate 22 so as to face the first microchannel 26 in the vertical direction, and has substantially the same width and depth as the first microchannel 26. It has a rectangular cross section. The second microchannel 27 of the present embodiment is formed with a depth (h2) of about 40 μm and a width (w) of about 100 μm. The length of the second microchannel 27 is also formed to be about 80 mm.

第1マイクロ流路26の深さは、少なくとも100μm以下に設定するのが好ましい。100μmより大きくなると、第1マイクロ流路26を流れる試料液の量が増えて気液界面の面積が相対的に小さくなるため、蒸発効率が低下する。また、第1マイクロ流路26や第2マイクロ流路27の流路幅は、500μm以下が好ましい。500μmより大きくなると、作用部位28において安定した2相の流れが形成できないおそれがある。   The depth of the first microchannel 26 is preferably set to at least 100 μm or less. If it exceeds 100 μm, the amount of the sample liquid flowing through the first microchannel 26 increases, and the area of the gas-liquid interface becomes relatively small, so that the evaporation efficiency decreases. Further, the channel width of the first microchannel 26 and the second microchannel 27 is preferably 500 μm or less. If it exceeds 500 μm, there is a possibility that a stable two-phase flow cannot be formed at the action site 28.

図3や図4に示すように、第1マイクロ流路26は、その上流側の端部に、配管t1を通じて受入部11に連なる大径の液取入口29を有し、その下流側の端部に、配管t2を通じて前処理部13に連なる大径の液排出口30を有している。液取入口29及び液排出口30は、シリコン板23の下面に開口している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first micro flow channel 26 has a large-diameter liquid intake port 29 connected to the receiving unit 11 through a pipe t <b> 1 at the upstream end thereof, and the downstream end thereof. The part has a large-diameter liquid outlet 30 connected to the pretreatment part 13 through the pipe t2. The liquid inlet 29 and the liquid outlet 30 are open on the lower surface of the silicon plate 23.

一方、第2マイクロ流路27は、その上流側の端部に、配管t3を通じて脱水ガスの供給源Sに連なる大径の給気口31を有し、その下流側の端部に、配管t4を通じて図外のガス排出口に連なる大径の排気口32を有している。給気口31及び排気口32もシリコン板23の下面に開口している。   On the other hand, the second microchannel 27 has a large-diameter air supply port 31 connected to the dehydrating gas supply source S through the pipe t3 at the upstream end thereof, and the pipe t4 at the downstream end thereof. And a large-diameter exhaust port 32 connected to a gas exhaust port (not shown). The air supply port 31 and the exhaust port 32 are also opened on the lower surface of the silicon plate 23.

液取入口29と給気口31は、配管を接続し易いように、チップ21の長さ方向の一方の端部において、幅方向に離れて位置している。液取入口29と液排出口30は、チップ21に対して対角状に位置しており、また、給気口31と排気口32も、チップ21に対して対角状に位置している。従って、液排出口30と排気口32も、チップ21の長さ方向の他方の端部において、幅方向に離れて位置している。   The liquid intake port 29 and the air supply port 31 are located apart from each other in the width direction at one end in the length direction of the chip 21 so that the pipe can be easily connected. The liquid intake port 29 and the liquid discharge port 30 are diagonally positioned with respect to the chip 21, and the air supply port 31 and the exhaust port 32 are also positioned diagonally with respect to the chip 21. . Accordingly, the liquid discharge port 30 and the exhaust port 32 are also located apart from each other in the width direction at the other end in the length direction of the chip 21.

図5や図6に示すように、作用部位28では、第1マイクロ流路26と第2マイクロ流路27との間が、多孔質な仕切板34によって仕切られている。すなわち、シリコン窒化板24には、作用部位28に沿って、第1マイクロ流路26と第2マイクロ流路27とに連通する細孔34a群が形成されており、それによって仕切板34が構成されている。シリコン窒化板24の厚みは、ナノ(nm)サイズであり、本実施形態では約300nmに形成されている。なお、便宜上、図示のシリコン窒化板24の厚みは大きく示してある。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the action site 28, the first microchannel 26 and the second microchannel 27 are partitioned by a porous partition plate 34. That is, the silicon nitride plate 24 is formed with a group of pores 34 a communicating with the first microchannel 26 and the second microchannel 27 along the action site 28, thereby forming the partition plate 34. Has been. The thickness of the silicon nitride plate 24 is nano (nm) size, and in this embodiment, the thickness is about 300 nm. For the sake of convenience, the thickness of the illustrated silicon nitride plate 24 is shown large.

細孔34aの孔径は、検出対象の微生物(主に細菌であるため、以下、細菌ともいう)よりも小さく形成するのが好ましい。そうすれば、試料液中の細菌が第2マイクロ流路27側に漏れ出すのを防ぐことができるので、検出精度を高めることができる。ただし、仕切板34は、試料液と脱水ガスの2相流を安定化させるものであって、試料液を濾過するものではないため、孔径は細菌よりも大きくてもよい。従って、本実施形態の細孔34aの孔径は、細菌が通過し得る1μm以上の大きさに設定されている。   The pore diameter of the pore 34a is preferably smaller than that of the microorganism to be detected (because it is mainly bacteria, hereinafter also referred to as bacteria). By doing so, it is possible to prevent bacteria in the sample solution from leaking to the second microchannel 27 side, so that the detection accuracy can be increased. However, since the partition plate 34 stabilizes the two-phase flow of the sample liquid and the dehydrated gas and does not filter the sample liquid, the pore diameter may be larger than that of the bacteria. Therefore, the pore diameter of the pore 34a of the present embodiment is set to a size of 1 μm or more through which bacteria can pass.

細孔34aが延びる方向は細菌が流れる方向と略直交しているため、細菌が細孔34aよりも小さくても、細菌の漏れ出しは効果的に抑制される。なお、仕切板34は、撥水性を付与するのが好ましい。そうすれば、試料液中の水分の蒸発を妨げることなく、試料液や細菌が第2マイクロ流路27側に漏れ出すのを確実性をもって阻止することができる。   Since the direction in which the pores 34a extend is substantially orthogonal to the direction in which the bacteria flow, even if the bacteria are smaller than the pores 34a, the leakage of bacteria is effectively suppressed. In addition, it is preferable that the partition plate 34 provides water repellency. By doing so, it is possible to reliably prevent the sample solution and bacteria from leaking out to the second microchannel 27 side without hindering the evaporation of moisture in the sample solution.

図7に示すように、このような構成のチップ21は、半導体等の製造技術を用いて製造されている。具体的には、同図の(a)に示すように、シリコン板23の表面にシリコン窒化板24を形成し、更にその表面をレジスト膜41で被覆する。そして、同図の(b)に示すように、フォトリソグラフィの技術を用いて、シリコン窒化板24に細孔34a群や、液取入口29や液排出口30等の一部を形成する。その後、同図の(c)に示すように、エッチングの技術を用いて、シリコン板23に第1マイクロ流路26や液排出口30等の残りの部分を形成する。後は、レジスト膜41を除去して、第2マイクロ流路27が形成されたガラス板22と貼り合わせればよい。ちなみに、第2マイクロ流路27は、ガラス板22に対してフォトリソグラフィとフッ酸エッチングとを行うことによって形成されている。   As shown in FIG. 7, the chip 21 having such a configuration is manufactured by using a manufacturing technique such as a semiconductor. Specifically, as shown in FIG. 3A, a silicon nitride plate 24 is formed on the surface of the silicon plate 23, and the surface is further covered with a resist film 41. Then, as shown in FIG. 4B, a part of the pores 34a, the liquid intake port 29, the liquid discharge port 30, and the like are formed in the silicon nitride plate 24 by using a photolithography technique. Thereafter, as shown in FIG. 3C, the remaining portions such as the first micro flow path 26 and the liquid discharge port 30 are formed in the silicon plate 23 by using an etching technique. Thereafter, the resist film 41 may be removed and bonded to the glass plate 22 on which the second microchannel 27 is formed. Incidentally, the second microchannel 27 is formed by performing photolithography and hydrofluoric acid etching on the glass plate 22.

図4に示すように、チップ21の第1マイクロ流路26側には、温度調節が可能なシート状のヒータ43が取り付けられている(温度調節機構の一例)。ヒータ43により、第1マイクロ流路26を流れる試料液は、予め設定された温度に一定に保持される。なお、微生物検査では生菌を対象とするのが一般的であるため、通常は細菌が死に至る温度まで試料液を加熱することはない。従って、試料液の温度は、細菌の生存温度(少なくとも50℃以下)の範囲内に保持される。   As shown in FIG. 4, a sheet-like heater 43 capable of adjusting the temperature is attached to the chip 21 on the first micro flow path 26 side (an example of a temperature adjusting mechanism). The sample liquid flowing through the first microchannel 26 is held constant by the heater 43 at a preset temperature. In addition, since it is common to target living bacteria in the microbiological examination, the sample solution is not usually heated to a temperature at which the bacteria die. Therefore, the temperature of the sample solution is maintained within the range of the bacterial survival temperature (at least 50 ° C. or less).

次に、濃縮部12における試料液の処理について説明する。   Next, processing of the sample solution in the concentration unit 12 will be described.

図3や図4に矢印で示したように、受入部11から一定の流量で送られる試料液は、液取入口29から第1マイクロ流路26に流入する。少なくともその時には、脱水ガスが給気口31を通じて一定の流量で第2マイクロ流路27に流されている。   As shown by arrows in FIGS. 3 and 4, the sample liquid sent from the receiving unit 11 at a constant flow rate flows into the first microchannel 26 from the liquid intake port 29. At least at that time, the dehydrated gas flows through the air supply port 31 to the second microchannel 27 at a constant flow rate.

第1マイクロ流路26を流れる試料液は、作用部位28に至ると、仕切板34を介してその上側の第2マイクロ流路27を流れる脱水ガスと接触し、気液2相の流れが形成される。従って、作用部位28では、試料液は、相対的に大きな表面積で乾燥した脱水ガスと常に接することになるため、試料液中の水分が蒸発し、図5に矢印破線で示したように、その水蒸気が細孔34aを通じて脱水ガス側に移行する。   When the sample liquid flowing through the first microchannel 26 reaches the action site 28, it contacts the dehydrated gas flowing through the second microchannel 27 on the upper side via the partition plate 34, thereby forming a gas-liquid two-phase flow. Is done. Therefore, at the action site 28, the sample liquid always comes into contact with the dehydrated gas dried with a relatively large surface area, so that the water in the sample liquid evaporates, and as shown by the broken line in FIG. The water vapor moves to the dehydrated gas side through the pores 34a.

乾燥した脱水ガスが常に一定の流量で第2マイクロ流路27に供給されるので、脱水ガスの蒸気圧が不飽和の状態に維持され、高い蒸発効率を確保することができるし、試料液を連続的に流しても蒸発効率が一定に保たれ、安定した濃縮を行うことができる。   Since the dried dehydrated gas is always supplied to the second microchannel 27 at a constant flow rate, the vapor pressure of the dehydrated gas is maintained in an unsaturated state, high evaporation efficiency can be ensured, and the sample liquid Even if it is continuously flowed, the evaporation efficiency is kept constant and stable concentration can be performed.

第1マイクロ流路26を流れる試料液も一定の流量で供給され、また、一定の温度に保持されているため、連続的に処理しても常に一定の濃縮率で濃縮を行うことができる。   Since the sample liquid flowing through the first microchannel 26 is also supplied at a constant flow rate and maintained at a constant temperature, it can always be concentrated at a constant concentration rate even if it is continuously processed.

試料液と脱水ガスとが同じ方向に流れているため、安定した2相の流れを形成できる。また、最も乾燥した状態の脱水ガスが最初に試料液に接するため、試料液の水分を効率よく蒸発させることができる。   Since the sample liquid and the dehydrated gas flow in the same direction, a stable two-phase flow can be formed. In addition, since the dehydrated gas in the most dry state comes into contact with the sample solution first, the moisture in the sample solution can be efficiently evaporated.

(前処理部)
前処理部13は、濃縮部12の下流側に配置され、濃縮された試料液に、細菌に作用する試薬を添加する機能を有している。本実施形態の微生物検出装置1は、ATP法に基づいて生菌を検出し、その数が計数できるように構成されており、前処理部13では、その前処理が行われる。
(Pre-processing section)
The pretreatment unit 13 is disposed on the downstream side of the concentration unit 12 and has a function of adding a reagent that acts on bacteria to the concentrated sample solution. The microorganism detection apparatus 1 of the present embodiment is configured to detect viable bacteria based on the ATP method and to count the number thereof, and the preprocessing unit 13 performs the preprocessing.

図8に、前処理部13の構成を示す。前処理部13は、濃縮された試料液が流れる微細な主流路51に接続された第1注入路52や第2注入路53、油液注入路54などで構成されている。   FIG. 8 shows the configuration of the preprocessing unit 13. The pretreatment unit 13 includes a first injection path 52, a second injection path 53, an oil liquid injection path 54, and the like connected to a fine main channel 51 through which the concentrated sample solution flows.

主流路51は、細菌が1個ずつ流れるような微小な内径の流路で構成されている。   The main flow path 51 is configured with a flow path having a minute inner diameter so that bacteria can flow one by one.

第1注入路52は、図外の供給先から主流路51内に溶菌試薬を注入し、第2注入路53は、図外の供給先から主流路51内に発光試薬を注入する。溶菌試薬は、試料液中に細菌が存在すれば、その細胞膜等を溶かして細菌内に存在するATPを溶出させる。発光試薬は、ATPと反応して蛍光を発する酵素(ルシフェラーゼ)を含む。第2注入路53は、第1注入路52と前後して配置されている。なお、溶菌試薬と発光試薬とを混合して1つにすれば、第1注入路52及び第2注入路53のいずれかは省略できる。   The first injection path 52 injects a lysis reagent into the main channel 51 from a supply destination outside the figure, and the second injection path 53 injects a luminescent reagent into the main channel 51 from a supply destination outside the figure. If bacteria exist in the sample solution, the lysis reagent dissolves the cell membrane and elutes ATP present in the bacteria. A luminescent reagent contains the enzyme (luciferase) which reacts with ATP and emits fluorescence. The second injection path 53 is arranged before and after the first injection path 52. If the lysis reagent and the luminescent reagent are mixed into one, either the first injection path 52 or the second injection path 53 can be omitted.

油液注入路54は、第1注入路52及び第2注入路53の下流側に配置され、図外の供給先から、試料液の液滴が形成されるように、主流路51内に油液を注入する。溶菌試薬、発光試薬及び油液は、主流路51を流れる試料液の流れに連動して、それぞれ所定量ずつ注入される。   The oil liquid injection path 54 is disposed on the downstream side of the first injection path 52 and the second injection path 53, and the oil liquid in the main flow path 51 is formed so that a droplet of the sample liquid is formed from a supply destination outside the figure. Inject liquid. The lysing reagent, the luminescent reagent, and the oil solution are respectively injected in predetermined amounts in conjunction with the flow of the sample solution flowing through the main channel 51.

本実施形態の前処理部13では、まず、濃縮された試料液に溶菌試薬が注入される。試料液中に細菌が存在すると、その細菌は溶菌試薬によって溶解され、ATPが試料液中に溶出する。それと前後して、その試料液に発光試薬が注入される。試料液中にATPがあれば、発光試薬がATPと反応して蛍光が発生する。   In the pretreatment unit 13 of the present embodiment, first, a lysis reagent is injected into the concentrated sample solution. When bacteria are present in the sample solution, the bacteria are dissolved by the lysis reagent, and ATP is eluted in the sample solution. Around that time, a luminescent reagent is injected into the sample solution. If ATP is present in the sample solution, the luminescent reagent reacts with ATP to generate fluorescence.

その後、その試料液は、油液の注入によって所定量の液滴に分けられる。試料液中に細菌が存在した場合に、1個の液滴に概ね1個の細菌から抽出されたATPが含まれるように、液滴の大きさ等が設定されている。   Thereafter, the sample liquid is divided into a predetermined amount of droplets by injection of the oil liquid. When bacteria are present in the sample solution, the size and the like of the droplets are set so that one droplet contains ATP extracted from approximately one bacterium.

(検出部、計数部)
図8に示したように、検出部14は、前処理部13の下流側に配置され、試薬の添加された試料液から細菌を光学的に検出する機能を有している。本実施形態の検出部14は、ATPと発光試薬との反応で生じる蛍光を検出する検出器61を有している。検出器61は、液滴が流れる主流路51の近傍に設置されている。検出器61は、蛍光を発する液滴を検出すると、計数部15に検出信号を出力する。計数部15は、検出部14から入力される検出信号に基づいて、細菌数を計数し、図外の表示部等を通じてその結果を出力する。
(Detection unit, counting unit)
As shown in FIG. 8, the detection unit 14 is arranged on the downstream side of the pretreatment unit 13 and has a function of optically detecting bacteria from the sample solution to which the reagent is added. The detection unit 14 of the present embodiment includes a detector 61 that detects fluorescence generated by the reaction between ATP and a luminescent reagent. The detector 61 is installed in the vicinity of the main channel 51 through which the droplets flow. The detector 61 outputs a detection signal to the counting unit 15 when detecting a droplet emitting fluorescence. The counting unit 15 counts the number of bacteria based on the detection signal input from the detecting unit 14 and outputs the result through a display unit or the like not shown.

検出部14を通過した試料液は、排水配管4を通じて廃液として排出される。   The sample liquid that has passed through the detection unit 14 is discharged as waste liquid through the drainage pipe 4.

(検証試験)
濃縮部の性能を検証するべく、試料液の温度と、脱水ガスの流量とが、蒸発量に及ぼす影響を調べる検証試験を行った。試験には、上述した実施形態で示した濃縮部12を単独で用いた。脱水ガスには乾燥窒素ガスを用い、試料液には水(純水)を用いた。
(Verification test)
In order to verify the performance of the concentrating part, a verification test was conducted to examine the effects of the temperature of the sample solution and the flow rate of the dehydrated gas on the evaporation amount. In the test, the concentration unit 12 shown in the above-described embodiment was used alone. Dry nitrogen gas was used as the dehydration gas, and water (pure water) was used as the sample solution.

試験では、蒸発量を直接計測することが困難であったため、強制的に液排出口30を封止し、0.2〜0.6MPaの乾燥窒素ガスを所定の流量で第2マイクロ流路27に流しながら、液取入口29から水を第1マイクロ流路26に注入した。そうして、排気口32から水が漏れ出すのを観察し、水が漏れだした時点をもってその最大蒸発量と推定した。   In the test, since it was difficult to directly measure the evaporation amount, the liquid discharge port 30 was forcibly sealed, and the second microchannel 27 was supplied with 0.2 to 0.6 MPa of dry nitrogen gas at a predetermined flow rate. The water was injected into the first microchannel 26 from the liquid intake port 29 while flowing into the first microchannel 26. Then, it was observed that water leaked from the exhaust port 32, and the maximum evaporation amount was estimated at the time when water leaked.

図9に、その試験結果を示す。縦軸は最大蒸発量を、横軸は乾燥窒素ガスの流量を示している。同図に示すように、50℃の温度では、ガス流量と最大蒸発量との間で、比例関係は認められなかったが、40℃、27℃では比例関係が認められ、ガス流量の増加に伴い蒸発量も一定の比率で増加する傾向が認められた。また、その濃縮率も10倍以上に濃縮できることを確認した。   FIG. 9 shows the test results. The vertical axis represents the maximum evaporation amount, and the horizontal axis represents the flow rate of dry nitrogen gas. As shown in the figure, there was no proportional relationship between the gas flow rate and the maximum evaporation at a temperature of 50 ° C, but a proportional relationship was observed at 40 ° C and 27 ° C, which increased the gas flow rate. Along with this, the amount of evaporation also increased at a constant rate. Further, it was confirmed that the concentration rate could be concentrated 10 times or more.

従って、試料液やガスの流量、試料液の温度を調整することにより、試料液を連続的に安定して濃縮することが可能であり、ガス流量の調整により、濃縮率の制御が可能であることが確認された。   Therefore, it is possible to concentrate the sample solution continuously and stably by adjusting the flow rate of the sample solution and gas and the temperature of the sample solution, and the concentration rate can be controlled by adjusting the gas flow rate. It was confirmed.

(変形例)
例えば、上述した実施形態では、作用部位28における第1マイクロ流路26と第2マイクロ流路27との間が仕切板34で仕切られた例を示したが、仕切板34を無くして試料液と脱水ガスとが直接接するようにしてもよい。
(Modification)
For example, in the above-described embodiment, the example in which the first micro flow path 26 and the second micro flow path 27 in the action site 28 are partitioned by the partition plate 34 has been described. And dehydrated gas may be in direct contact.

図10〜図12に、その具体例を示す。図10は、ガラス板22とシリコン板23とを分離して示した濃縮部12を表している。便宜上、先の実施形態と同じ構成については同じ符号を付してその説明は省略する。   10 to 12 show specific examples. FIG. 10 shows the concentrating unit 12 in which the glass plate 22 and the silicon plate 23 are shown separately. For convenience, the same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

仕切板34を無くしても脱水ガスの界面が安定して維持できるように、本変形例では、第1マイクロ流路26及び第2マイクロ流路27の作用部位28での形態が工夫されている。すなわち、第1マイクロ流路26は、その作用部位28において、複数(本変形例では8つ)の第1要素流路26aに分岐している。第2マイクロ流路27も、その作用部位28において、第1要素流路26aに対応して複数(本変形例では8つ)の第2要素流路27aに分岐している。そして、その第2要素流路27aが細分化(16等分)されて更に複数の細分化流路27bに分岐している。   In this modified example, the form of the first microchannel 26 and the second microchannel 27 at the action site 28 is devised so that the interface of the dehydrated gas can be stably maintained even if the partition plate 34 is omitted. . That is, the first micro flow path 26 is branched into a plurality of (eight in the present modification) first element flow paths 26 a at the action site 28. The second micro flow path 27 also branches into a plurality of (eight in the present modification) second element flow paths 27 a corresponding to the first element flow paths 26 a at the action site 28. The second element channel 27a is subdivided (divided into 16 equal parts) and further branched into a plurality of subdivided channels 27b.

その結果、図11に示すように、作用部位28では、1本の第1マイクロ要素流路26aに対して16本の細分化流路27bが上下に重なった状態となっている。   As a result, as shown in FIG. 11, in the action site 28, the 16 subdivided channels 27b are vertically overlapped with the one first microelement channel 26a.

図12に、各細分化流路27bの部分を拡大した概略断面図を示す。ガラス板22の作用部位28における表面には、疎水化処理を施すことにより、撥液性を有する撥液層28aが形成されている。撥液層28aは、細分化流路27bの側壁面にも形成されている。   FIG. 12 shows an enlarged schematic cross-sectional view of each segmented flow path 27b. A liquid repellent layer 28 a having liquid repellency is formed on the surface of the glass plate 22 at the action site 28 by applying a hydrophobic treatment. The liquid repellent layer 28a is also formed on the side wall surface of the subdivided flow path 27b.

図10に示したように、液排出口30の下流側には、液圧を調整する液圧調整装置80が設置され、排気口32の下流側には、気圧を調整する気圧調整装置81が設置されている。そして、これら液圧調整装置80及び気圧調整装置81により、作用部位28を流れる試料液の液圧及び脱水ガスの気圧のバランスを調整している。   As shown in FIG. 10, a hydraulic pressure adjusting device 80 that adjusts the hydraulic pressure is installed downstream of the liquid discharge port 30, and an atmospheric pressure adjusting device 81 that adjusts the atmospheric pressure is installed downstream of the exhaust port 32. is set up. The balance between the liquid pressure of the sample liquid flowing through the action site 28 and the atmospheric pressure of the dehydrated gas is adjusted by the liquid pressure adjusting device 80 and the atmospheric pressure adjusting device 81.

そうすることで、図12に示したように、仕切板34が無くても、例えば、表面張力によって試料液の一部が細分化流路27bの内側に膨らんだ状態に保持することができ、気液界面を安定して保持することができる。   By doing so, as shown in FIG. 12, even without the partition plate 34, for example, a part of the sample liquid can be held in a state where it swells inside the subdivided flow path 27 b due to surface tension, The gas-liquid interface can be stably maintained.

図13に示すように、第1マイクロ流路26と第2マイクロ流路27とで、それぞれの構成を逆にしてもよい。   As shown in FIG. 13, the configurations of the first microchannel 26 and the second microchannel 27 may be reversed.

具体的には、第1マイクロ流路26及び第2マイクロ流路27は、その作用部位28において、複数(本変形例では8つ)の第1要素流路26a及び第2要素流路27aに分岐している。そして、第1要素流路26aは、細分化(16等分)されて更に複数の細分化流路26bに分岐している。   Specifically, the first micro flow channel 26 and the second micro flow channel 27 are divided into a plurality of (eight in this modification) first element flow channel 26a and second element flow channel 27a at the action site 28. Branched. The first element channel 26a is subdivided (divided into 16 equal parts) and further branched into a plurality of subdivided channels 26b.

その結果、図14に示すように、作用部位28では、1本の第2マイクロ要素流路27aに対して16本の細分化流路26bが上下に重なった状態となっている。   As a result, as shown in FIG. 14, in the action site 28, the 16 subdivided channels 26b are vertically overlapped with the one second microelement channel 27a.

図15に、各細分化流路26bの部分を拡大した概略断面図を示す。この場合、ガラス板22の作用部位28における表面には、疎水化処理を施すことにより、撥液性を有する撥液層28aが形成されている。細分化流路27bの側壁面は、親水化処理を施すことにより、親水性を有する親水層28bが形成されている。   FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion of each subdivided flow channel 26b. In this case, a liquid repellent layer 28 a having liquid repellency is formed on the surface of the action site 28 of the glass plate 22 by performing a hydrophobic treatment. A hydrophilic layer 28b having hydrophilicity is formed on the side wall surface of the subdivided flow path 27b by applying a hydrophilic treatment.

そうすることで、図15に示したように、仕切板34が無くても、例えば、表面張力によって試料液の一部が第2要素流路27aの内側に膨らんだ状態に保持することができ、気液界面を安定して保持することができる。   By doing so, as shown in FIG. 15, even without the partition plate 34, for example, a part of the sample liquid can be held in a state in which it swells inside the second element channel 27 a due to surface tension. The gas-liquid interface can be stably maintained.

なお、本発明にかかる微生物検出装置は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。   In addition, the microorganisms detection apparatus concerning this invention is not limited to embodiment mentioned above, The other various structure is included.

例えば、上述した実施形態では、前処理部13や検出部14に、ATP法を利用して生菌数を計数する例を示したが、それに限らず、蛍光フローサイトメトリー法を利用してもよい。微生物の検出は、これら光学的方法に限らない。例えば、電気的方法や磁気的方法など、その他の物理的や化学的な検出方法を用いてもよい。   For example, in the embodiment described above, an example in which the number of viable bacteria is counted using the ATP method in the preprocessing unit 13 and the detection unit 14 is shown, but the present invention is not limited thereto, and the fluorescent flow cytometry method may be used. Good. The detection of microorganisms is not limited to these optical methods. For example, other physical and chemical detection methods such as an electrical method and a magnetic method may be used.

その他、チップ21は複数個接続したり大きくすることができるし、第1マイクロ流路26や第2マイクロ流路27の形態は、仕様に応じて適宜変更できる。例えば、給気口31や排気口32、液取入口29、液排出口30は、ガラス板22やシリコン板23のいずれに形成してあってもよいし、第1マイクロ流路26や第2マイクロ流路27も、ガラス板22やシリコン板23のいずれに形成してあってもよい。   In addition, a plurality of chips 21 can be connected or enlarged, and the form of the first microchannel 26 and the second microchannel 27 can be appropriately changed according to the specifications. For example, the air supply port 31, the exhaust port 32, the liquid intake port 29, and the liquid discharge port 30 may be formed on any one of the glass plate 22 and the silicon plate 23, or the first micro flow channel 26 and the second The micro flow path 27 may also be formed on either the glass plate 22 or the silicon plate 23.

本発明の微生物検出装置は、例えば、上水道の水質管理や、食品業界における用水の水質管理などに利用できる。   The microorganism detection apparatus of the present invention can be used, for example, for water quality management of waterworks or water quality management of water in the food industry.

1 微生物検出装置
11 受入部
12 濃縮部
13 前処理部
14 検出部
15 計数部
16 制御部
21 チップ
26 第1マイクロ流路
27 第2マイクロ流路
28 作用部位
34 仕切板
34a 細孔
43 ヒータ(温度調節機構)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microbe detection apparatus 11 Reception part 12 Concentration part 13 Pretreatment part 14 Detection part 15 Count part 16 Control part 21 Chip 26 1st micro flow path 27 2nd micro flow path 28 Action part 34 Partition plate 34a Pore 43 Heater (temperature) Adjustment mechanism)

Claims (5)

液中の微生物を検出する微生物検出装置であって、
試料液を受け入れる受入部と、
前記受入部の下流側に配置され、受け入れた試料液を連続的に濃縮する濃縮部と、
前記濃縮部の下流側に配置され、濃縮された試料液に、微生物に作用する試薬を添加する前処理部と、
前記前処理部の下流側に配置され、前記試薬の添加された試料液から微生物を検出する検出部と、
を備え、
前記濃縮部は、
チップと、
前記チップ内に形成され、試料液が流れる第1マイクロ流路と、
前記第1マイクロ流路に接して気体が流れる第2マイクロ流路と、
を有し、
前記第1マイクロ流路の深さは100μm以下に形成され、
前記第1マイクロ流路を流れる試料液と、前記第2マイクロ流路を流れる気体とは、重なった2相の流れを形成し、
試料液が前記第1マイクロ流路を流れている間に、試料液中の水分が蒸発して前記第2マイクロ流路を流れる気体側に移行することにより、試料液が濃縮される微生物検出装置。
A microorganism detecting apparatus for detecting microorganisms in a liquid,
A receiving part for receiving the sample liquid;
A concentration unit that is arranged downstream of the receiving unit and continuously concentrates the received sample liquid;
A pretreatment unit that is disposed downstream of the concentration unit and adds a reagent that acts on microorganisms to the concentrated sample solution;
A detection unit that is arranged on the downstream side of the pretreatment unit and detects microorganisms from the sample solution to which the reagent is added;
With
The concentration unit includes
Chips,
A first microchannel formed in the chip and through which a sample solution flows;
A second microchannel through which gas flows in contact with the first microchannel;
Have
The first microchannel has a depth of 100 μm or less,
The sample liquid flowing through the first microchannel and the gas flowing through the second microchannel form an overlapping two-phase flow,
While the sample liquid is flowing through the first microchannel, the microorganism detection apparatus in which the sample liquid is concentrated by evaporating moisture in the sample liquid and moving to the gas side flowing through the second microchannel .
請求項1に記載の微生物検出装置において、
前記第1マイクロ流路の幅が500μm以下である微生物検出装置。
The microorganism detection apparatus according to claim 1,
A microorganism detecting apparatus, wherein the width of the first microchannel is 500 μm or less.
請求項1又は請求項2に記載の微生物検出装置において、
前記第1マイクロ流路と当該第2マイクロ流路との間が、これら流路に連通する細孔群を有する多孔質な仕切板によって仕切られている微生物検出装置。
In the microorganism detection device according to claim 1 or 2,
A microorganism detecting apparatus in which the first microchannel and the second microchannel are partitioned by a porous partition plate having a group of pores communicating with these channels.
請求項3に記載の微生物検出装置において、
前記細孔の孔径が検出対象の微生物よりも小さく形成されている微生物検出装置。
The microorganism detection apparatus according to claim 3,
A microbe detection apparatus in which the pore diameter is smaller than the target microbe.
請求項1〜4のいずれか1つに記載の微生物検出装置において、
前記濃縮部が、前記第1マイクロ流路を流れる試料液の温度調節が可能な温度調節機構を有している微生物検出装置。
In the microorganism detection apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The microorganism detecting apparatus, wherein the concentrating unit has a temperature adjusting mechanism capable of adjusting the temperature of the sample solution flowing through the first microchannel.
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